KR20000050903A

KR20000050903A - 디지털 비디오 캡쳐 보드

Info

Publication number: KR20000050903A
Application number: KR1019990001051A
Authority: KR
Inventors: 이재구
Original assignee: 이종수; 엘지산전 주식회사
Priority date: 1999-01-15
Filing date: 1999-01-15
Publication date: 2000-08-05
Also published as: KR100284420B1

Abstract

본 발명은 디지털 비디오 캡쳐 보드에 관한 것으로, 종래에는 디지털 비디오 캡쳐 보드애에 프레임 메모리를 내장한 것으로서 회로가 복잡하고, 한장의 디지털 비디오 데이터 프레임을 컴퓨터로 전송하기 위해서는 2단계의 동작을 거쳐 전송해야 함에 따라 전송속도가 저하되는 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 디지털 카메라(1)에서 출력되는 디지털 비디오 데이터를 TTL레벨로 변환시켜 출력하는 레벨 변환기(2)와, 상기에서 레벨이 데이터를 메모리에 저장하기 위한 어드레스를 발생시키는 어드레스 발생기(3)와, 상기 레벨 변환기(2)에서 출력되는 8비트의 디지털 비디오 데이터를 메모리에 32비트의 디지털 비디오 데이터로 패킹하는 데이터 패킹부(4)와, 상기 데이터 패킹부(4)에서 제공하는 디지털 비디오 데이터를 저장하는 FIFO 메모리(9)와, 상기 FIFO 메모리(9)의 입출력을 제어하는 FIFO 메모리 콘트롤러(10)와, 디지털 비디오 캡쳐 보드내의 상태를 모니터 하거나 비디오 캡쳐 보드를 콘트롤하는 입/출력 레지스터(7)와, 시스템버스인 PCI버스와 디지털 비디오 캡쳐 보드간의 인터페이스를 제어하는 시스템 버스 인터페이스부(8)로 구성하여 FIFO 메모리에 데이터를 라이트하고, 이와동시에 컴퓨터의 시스템 메모리로 DMA 방식으로 전송시켜 데이터의 전송시간을 줄이도록 한 것이다.

Description

디지털 비디오 캡쳐 보드{DIGITAL VIDEO CAPTURE BOARD}

본 발명은 디지털 비디오 카메라와 퍼스널 컴퓨터와의 인터페이스에 관한 것으로, 특히 디지털 비디오 캡쳐 보드내에 프레임 메모리를 사용하지 않고, 대신에 적은 저장용량을 가지는 FIFO 메모리를 사용함으로써 디지털 비디오 카메라 인터페이스를 간편화하고 원가를 절감하도록 한 디지털 비디오 캡쳐 보드에 관한 것이다.

컴퓨터에 시각 기능을 부여한 비젼 시스템이 의료분야, 산업분야등 여러분야에 널리 사용되고 있다.

이 분야가 학문으로 정립된 것이 비교적 최근의 일로서 아직도 걸음마 단계로 볼 수 있으며, 앞으로 무한한 발전의 소지가 있을 것으로 판단된다.

이러한 비젼시스템의 구성 요소로서 실세계와 컴퓨터와의 인터페이스를 해주는 카메라, 영상신호를 처리하는 컴퓨터, 영상을 디스플레이 해주는 디스플레이 모니터가 있다.

먼저 카메라는 실세계의 영상을 촬상하는 장치로서 출력신호의 종류에 따라 아나로그 카메라와 디지털 카메라로 구분한다.

컴퓨터는 카메라로 부터 입력되는 영상신호를 처리 및 인식하는 역할을 한다.

디스플레이 모니터는 컴퓨터가 처리한 영상을 출력 모니터에 디스플레이하는 기능을 수행한다.

카메라와 컴퓨터를 인터페이스 시키기 위해서 필요한 것이 비디오 캡쳐 보드로 이에 대하여는 뒤에 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 종래의 디지탈 비디오 캡쳐 보드에 대한 블록 구성도로서, 이에 도시된 바와같이, 피사체를 촬상하고 그 촬상된 영상을 디지털 비디오 데이터로 변환시켜 출력시키는 디지털 카메라(1)와, 상기에서 출력되는 디지털 비디오 데이터를 TTL레벨로 변환시켜 출력하는 레벨 변환기(2)와, 상기에서 레벨이 변환된 디지털 비디오 데이터를 메모리에 저장시키는데 사용되는 어드레스를 발생시키는 어드레스 발생기(3)와, 상기 레벨 변환기(2)에서 출력되는 8비트의 디지털 비디오 데이터를 프레임 메모리(6)에 32비트의 디지털 비디오 데이터로 패킹하는 데이터 패킹부(4)와, 상기 프레임 메모리(5)의 입출력을 제어하는 프레임 메모리 콘트롤러(6)와, 디지털 비디오 캡쳐 보드내의 상태를 모니터 하거나 비디오 캡쳐 보드를 콘트롤하는 입/출력 레지스터(7)와, 시스템버스인 PCI버스와 디지털 비디오 캡쳐 보드간의 인터페이스를 제어하는 시스템 버스 인터페이스부(8)로 구성된다.

이와같이 구성된 종래기술에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

디지털 카메라(1)가 피사체를 촬상하고, 그 촬상하여 얻은 영상을 디지탈 비디오 데이터로 변환시켜 레벨 변환부(2)로 제공하는데, 상기 디지탈 비디오 데이터의 포맷은 RS-422형태의 데이터이다.

상기 RS-422형태의 디지탈 비디오 데이터를 입력받은 레벨 변환부(2)는 TTL레벨로 변환시켜 어드레스 발생기(3)와 데이터 패킹부(4)로 각각 제공한다.

그러면 상기 어드레스 발생기(3)는 레벨 변환부(2)에서 제공하는 데이터의 수직동기신호, 수평동기신호, 픽셀 클럭을 이용하여 프레임 메모리(5)의 어디에 저장할 것인지를 알려주는 어드레스를 발생시켜 프레임 메모리(5)로 제공한다.

그리고 상기 데이터 패킹부(4)는 상기 레벨 변환부(2)에서 제공하는 8비트의 디지털 비디오 데이터를 상기 프레임 메모리(5)에 라이트 하기 위해 먼저 32비트의 디지털 비디오 데이터로 패킹한다.

즉, 4개의 8비트 비디오 데이터가 1개의 32비트 디지털 비디오 데이터로 바꾸어 프레임 메모리(5)에 패킹한다.

여기서 32비트로 데이터를 패킹하는 이유는 프레임 메모리(5)에서 컴퓨터로 디지털 비디오 데이터를 전송할 때 시스템 버스인 PCI버스의 32비트 버스폭을 모두 사용함으로서 8비트 데이터 버스폭을 사용할 때 보다 4배 빠르게 전송시키기 위해서이다.

상기 프레임 메모리(5)의 사이즈는 1M 바이트로서, 1024(H) × 1024(V) 크기의 비디오 데이터를 한 프레임에 저장한다.

프레임 메모리 콘트롤러(6)는 상기 프레임 메모리(5)를 콘트롤 하기 위한 것으로서, 도 2에서와 같이, 프레임 메모리(5)에 디지털 비디오 데이터를 리드(READ)할 때 데이터 패킹부(4)에서 전송하는 32비트의 디지털 비디오 데이터를 프레임 메모리(5)에 라이트하도록 각 종 신호(CS,WE)를 제공하거나 상기 프레임 메모리(5)에 라이트된 32비트의 디지털 비디오 데이터를 컴퓨터의 시스템 메모리로 전송하고자 할 때 각종 신호(CS,OE)를 제공하여 읽어들이도록 한다.

이때 입/출력 레지스터(7)는 디지털 비디오 캡쳐 보드내의 상태를 모니터하여 시스템 버스 인터페이스부(8)에 제공하거나 상기 시스템 버스 인터페이스부(8)의 제어에 의해 디지털 비디오 캡쳐 보드를 콘트롤한다.

그리고 상기 시스템 버스 인터페이스부(8)는 PCI버스를 통해 디지털 비디오 캡쳐 보드간의 인터페이스를 행한다.

컴퓨터의 시스템 메모리에 디지털 비디오 프레임을 전송하기 위해서는 2단계 수행을 행하는데, 1단계는 먼저 프레임 메모리(5)에 한 프레임의 디지털 비디오 데이터를 라이트한다.

그리고 2단계는 상기 프레임 메모리(5)에 라이트된 디지털 비디오 데이터를 컴퓨터의 시스템 메모리로 DMA방식을 이용하여 전송한다.

그러나 상기에서와 같은 종래기술에 있어서, 디지털 비디오 캡쳐 보드애에 프레임 메모리를 내장한 것으로서 회로가 복잡하고, 제품의 원가가 높아지는 문제점이 있고, 한장의 디지털 비디오 데이터 프레임을 컴퓨터로 전송하기 위해서는 2단계의 동작을 거쳐 전송해야 함에 따라 전송속도가 저하되는 문제점이 있다.

따라서 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 프레임 메모리 대신 FIFO 메모리를 사용하여 컴퓨터의 시스템 메모리로 라이트와 동시에 DMA방식으로 데이터를 전송하여 비디오 데이터의 전송속도를 2배 빠르게 할 수 있도록 한 디지탈 비디오 캡쳐 보드를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 FIFO 메모리를 사용함으로써, 회로가 간단하고, 제품의 원가를 낮출 수 있도록 한 디지탈 비디오 캡쳐 보드를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 비디오 캡쳐 보드에 대한 블록 구성도.

도 2는 도 1에서, 프레임 메모리를 리드(READ), 라이트(WRITE)시의 프레임 메모리 콘트롤러의 동작 구성도.

도 3은 본 발명의 디지털 비디오 캡쳐 보드에 대한 블록 구성도.

도 4는 도 3에서, FIFO 메모리의 블록 구성도.

도 5는 도 4에서, FIFO 메모리의 라이트(WRITE)시 타이밍도.

도 6은 도 4에서, FIFO 메모리의 리드(READ)시 타이밍도.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 피사체를 촬상하고 그 촬상된 영상을 디지털 비디오 데이터로 변환시켜 출력시키는 디지털 카메라와, 상기에서 출력되는 디지털 비디오 데이터를 TTL레벨로 변환시켜 출력하는 레벨 변환기와, 상기에서 레벨이 변환된 디지털 비디오 데이터를 메모리에 저장시키는데 사용되는 어드레스를 발생시키는 어드레스 발생기와, 상기 레벨 변환기에서 출력되는 8비트의 디지털 비디오 데이터를 메모리에 32비트의 디지털 비디오 데이터로 패킹하는 데이터 패킹부와, 상기 데이터 패킹부에서 패킹하고자 하는 데이터를 저장하고 이 저장과 아울러 전송이 가능한 FIFO 메모리와, 상기 FIFO 메모리의 입출력을 제어하는 FIFO 메모리 콘트롤러와, 디지털 비디오 캡쳐 보드내의 상태를 모니터 하거나 비디오 캡쳐 보드를 콘트롤하는 입/출력 레지스터와, 시스템버스인 PCI버스와 디지털 비디오 캡쳐 보드간의 인터페이스를 제어하는 시스템 버스 인터페이스부로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명 디지탈 비디오 캡쳐 보드의 블록 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 피사체를 촬상하고 그 촬상된 영상을 디지털 비디오 데이터로 변환시켜 출력시키는 디지털 카메라(1)와, 상기에서 출력되는 디지털 비디오 데이터를 TTL레벨로 변환시켜 출력하는 레벨 변환기(2)와, 상기에서 레벨이 변환된 디지털 비디오 데이터를 메모리에 저장시키는데 사용되는 어드레스를 발생시키는 어드레스 발생기(3)와, 상기 레벨 변환기(2)에서 출력되는 8비트의 디지털 비디오 데이터를 메모리에 32비트의 디지털 비디오 데이터로 패킹하는 데이터 패킹부(4)와, 상기 데이터 패킹부(4)에서 제공하는 디지털 비디오 데이터를 저장하는 FIFO 메모리(9)와, 상기 FIFO 메모리(9)의 입출력을 제어하는 FIFO 메모리 콘트롤러(10)와, 디지털 비디오 캡쳐 보드내의 상태를 모니터 하거나 비디오 캡쳐 보드를 콘트롤하는 입/출력 레지스터(7)와, 시스템버스인 PCI버스와 디지털 비디오 캡쳐 보드간의 인터페이스를 제어하는 시스템 버스 인터페이스부(8)로 구성한다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

그러면 상기 어드레스 발생기(3)는 레벨 변환부(2)에서 제공하는 데이터의 수직동기신호, 수평동기신호, 픽셀 클럭을 이용하여 FIFO 메모리(9)의 어디에 저장할 것인지를 알려주는 어드레스를 발생시켜 FIFO 메모리 콘트롤러(10)로 제공한다.

상기 FIFO 메모리(9)는 1K ×32 비트 크기의 용량을 가지며, 도 4에서와 같이 포트 A에 라이트되는 순서대로 포트 B로 데이터를 출력시키는 구조를 갖는다.

그리고 상기 데이터 패킹부(4)는 상기 레벨 변환부(2)에서 FIFO 제공하는 8비트의 디지털 비디오 데이터를 상기 FIFO 메모리(9)에 라이트 하기 위해 먼저 32비트의 디지털 비디오 데이터로 패킹한다.

즉, 4개의 8비트 비디오 데이터가 1개의 32비트 디지털 비디오 데이터로 바꾸어 FIFO 메모리(9)에 패킹한다.

여기서 32비트로 데이터를 패킹하는 이유는 FIFO 메모리(9)에서 컴퓨터로 디지털 비디오 데이터를 전송할 때 시스템 버스인 PCI버스의 32비트 버스폭을 모두 사용함으로서 8비트 데이터 버스폭을 사용할 때 보다 4배 빠르게 전송시키기 위해서이다.

상기 FIFO 메모리 콘트롤러(10)가 FIFO 메모리(9)에 데이터를 라이트하기 위하여 도 4에서와 같이 포트A로 각종 신호를 제공하면, 상기 FIFO 메모리(9)는 데이터 패킹부(4)에서 제공하는 데이터를 해당 어드레스에 디지탈 비디오 데이터를 라이트한다.

상기 FIFO 메모리(9)에 비디오 데이터가 저장되면 FIFO 메모리의 상태신호인 AE가 액티브하게 되어 FIFO 메모리(9)에 데이터가 저장되었음을 알린다.

상기 상태신호(AE)는 인버터(I)를 통해 반전된 DMA요구신호(DMAREQ^*)신호를 생성하여 FIFO 메모리 콘트롤러(10)로 제공하면, 상기 FIFO 메모리 콘트롤러(10)는 시스템 버스 인터페이스부(8)로 DMA요구를 한다.

따라서 상기 시스템 버스 인터페이스부(8)는 DMA요구신호(DMAREQ^*)에 의하여 DMA동작을 개시하여 FIFO 메모리(9)로 부터 비디오 데이터를 읽어들여 PCI버스를 통해 컴퓨터의 시스템 메모리로 전송한다.

이때 입/출력 레지스터(7)는 디지털 비디오 캡쳐 보드내의 상태를 모니터하거나 디지털 비디오 캡쳐 보드를 콘트롤한다.

이상에서와 같이 디지탈 카메라(1)에서 입력되는 디지털 비디오 데이터가 FIFO 메모리(9)에 임시 저장되었다가 곧바로 DMA동작에 의하여 컴퓨터의 시스템메모리로 전송된다.

상기에서와 같이 동작하는 FIFO 메모리의 리드 및 라이트시의 타이밍도는 도 5 및 도6에 도시한 바와같다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 FIFO 메모리의 입력포트를 통하여 디지탈 비디오 데이터를 라이트하고, 이와동시에 출력포트를 통해 디지탈 비디오 데이터를 곧바로 컴퓨터의 시스템 메모리로 DMA 방식으로 전송시킴으로써, 디지털 비디오 데이터의 전송시간을 줄이도록 한 효과가 있다.

Claims

피사체에 대한 영상을 RS-422형태의 디지탈 비디오 데이터로 변환시켜 출력하는 디지탈 카메라와, 상기 RS-422형태의 비디오 데이터를 TTL 레벨로 변환시켜 주는 레벨 변환부와, 상기 레벨 변환부에서 출력되는 데이터의 수직, 수평동기신호와 픽셀 클럭을 이용하여 메모리에 데이터를 라이트하기 위한 어드레스를 발생시키는 어드레스 발생부와, 상기 레벨 변환부에서 출력되는 8비트 데이터를 메모리에 32비트 데이터로 패킹시켜 데이터 전송속도를 높이기 위한 데이터 패킹부와, 상기에서 전송되는 32비트 데이터를 입력받아 잠시 저장한 후 곧바로 출력시키는 FIFO 메모리와, 상기 FIFO 메모리의 라이트 및 리드 동작을 제어하는 FIFO 메모리 콘트롤러와, 디지탈 비디오 캡쳐 보드내의 상태를 모니터하거나 디지탈 비디오 캡쳐보드를 콘트롤하는 입/출력 레지스터와, 컴퓨터와 디지탈 비디오 캡쳐 보드간의 데이터를 송수신하여 주는 시스템 버스 인터페이스부로 구성된 것을 특징으로 하는 디지탈 비디오 캡쳐 보드.