KR200261945Y1

KR200261945Y1 - 단일 칩 제어기를 이용한 음성지원 멀티미디어디스플레이 장치

Info

Publication number: KR200261945Y1
Application number: KR2020010015469U
Authority: KR
Inventors: 김현기
Original assignee: 김현기
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2002-02-06

Abstract

본 고안은 단일 칩 제어기를 이용한 멀티미디어 디스플레이 장치에 관한 것으로, FPGA 및 ASIC으로 제작된 단일 칩 제어기와 LED 픽셀 및 스피커를 이용하여 사용자가 원하는 문자, 그래픽, 애니메이션 및 영상 등을 음성과 동시에 멀티미디어 디스플레이 장치에 출력하는데 그 목적이 있다.

상기 목적에 부응하는 본 고안의 구성은 미디어 종류에 따라 비 음성 데이터 처리를 담당하는 비 음성 유니트, 음성 및 비 음성 멀티미디어 데이터의 동시처리 및 동기를 담당하는 단일 칩 제어기 유니트, 음성 데이터를 처리하는 음성 유니트로 구성된다. 또한 상기한 구성에 의해 본 고안은 음성 및 비 음성 멀티미디어 데이터의 동기 및 동시 처리를 단일 칩으로 제작함으로써 회로제어가 간단하고 보드의 크기 및 시스템의 가격을 줄일 수 있으며, 응용분야로는 사용자가 원하는 음성 및 비 음성 멀티미디어 데이터를 동시에 출력하는 멀티미디어 디스플레이 장치 등에 사용할 수 있다.

Description

단일 칩 제어기를 이용한 음성지원 멀티미디어 디스플레이 장치{Multimedia display equipment for speech support using one-chip controller}

본 고안은 멀티미디어 디스플레이 장치에 관한 것으로, FPGA(Field Programmable Gate Array) 및 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)으로 제작된 단일 칩 제어기와 LED 픽셀 및 스피커를 이용하여 사용자가 원하는 문자, 그래픽, 애니메이션 및 영상 등을 음성과 동시에 디스플레이 장치에 출력하는 것을 특징으로 하는 것이다.

종래의 디스플레이 장치는 LED 픽셀만을 이용하여 문자, 그래픽, 애니메이션 및 일부 영상만을 표출하며 음성과 동시에 출력할 수 없는 단점이 있었다. 따라서 음성, 문자, 그래픽, 애니메이션 및 영상 등의 모든 종류의 멀티미디어 데이터를 동시에 출력할 수 없는 문제점이 있었다. 또한, 기존 디스플레이 장치의 픽셀 제어 보드는 일반 TTL(Transistor Transistor Logic) 로직으로 구성되어 있으므로 회로 제어가 어려울 뿐만 아니라 보드의 크기가 증가되고 많은 부품의 사용으로 인하여 시스템의 가격이 증가하는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여, 문자, 그래픽, 애니메이션 및 영상 데이터 뿐만아니라 음성 데이터까지 처리 및 제어할 수 있는 단일칩 제어기를제작하여 LED 픽셀 및 스피커를 이용함으로써 영상과 음성을 포함하는 모든 종류의 멀티미디어 데이터를 동시에 출력할 수 있으며, 회로제어가 간단하고 보드의 크기 및 시스템의 가격을 줄일 수 있도록 고안한 것으로 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 고안의 외형을 보인 사시도

도2는 본 고안의 픽셀 제어보드의 구성을 나타낸 블록도

도3은 본 고안의 단일 칩 제어기의 구성을 나타낸 블록도

도4는 본 고안의 동작에 따른 흐름도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 본체 2: LED 픽셀 3: 스피커 4: 스위치

5: 컴퓨터 인터페이스 포트 6: 마이크로 컨트롤러 7: 롬(ROM) 8: 램(RAM)

9: 단일 칩 제어기 10: 픽셀 인터페이스 포트 11: 픽셀 디바이

12: 디지털/아날로그 변환기 13: 음성신호 증폭기 14: 스피커

15: 컴퓨터 인터페이스 포트 16a-16c: 양방향 버퍼(1-3)

17a-17f: 단방향 버퍼(1-6) 18: 단방향 버퍼7 19: 단방향 버퍼8

20: 클럭 발생기 21: 카운트 22: 가산기 23: 디코더

24: 신호동기 25: 음성용 버퍼 26a-26c: 메모리(1-3)(램 : RAM)

도1은 본 고안의 외형을 보인 사시도로서 멀티미디어 디스플레이 장치 본체(1), LED 픽셀(2), 스피커(3), 스위치(4), 컴퓨터 인터페이스 포트(5) 등으로 구성된다. 여기에서 LED 픽셀(2)은 문자, 그래픽, 애니메이션 및 영상을 표출할 수 있도록 16×16 픽셀 모듈을 사용하여 가로 8개씩 두 줄로 구성한다. 따라서 한번에 가로로 8문자까지 2줄로 표출할 수 있다. 스피커(3)는 LED 픽셀에 문자, 그래픽, 애니메이션 및 영상 등이 표출될 때 동시에 스테레오로 음성을 출력할 수 있도록 본체(1)의 좌, 우에 2개를 내장한다. 스위치(4)는 멀티미디어 디스플레이 장치의 전원을 켜고 끄는데 사용한다. 컴퓨터 인터페이스 포트(5)는 컴퓨터의 출력포트와 꼬임선 케이블로 연결하여 컴퓨터로부터 멀티미디어 데이터를 수신하는데 사용한다.

도2는 본 고안의 픽셀 제어보드의 구성을 나타낸 블록도로서 마이크로 컨트롤러(6), 롬(7), 램(8), 단일 칩 제어기(9), 픽셀 인터페이스 포트(10), 픽셀 디바이스(11), 디지털/아날로그 변환기(12), 음성신호 증폭기(13), 스피커(14) 및 컴퓨터 인터페이스 포트(15)로 구성된다.

문자, 그래픽, 애니메이션 및 영상 데이터는 마이크로 컨트롤러(6)가 컴퓨터 인터페이스 포트(15)를 통하여 데이터를 수신한 후 롬(7)에 저장되어 있는 폰트를 참조하여 단일 칩 제어기(9)에 의하여 픽셀 인터페이스 포트(10)를 통하여 픽셀 디바이스로 출력된다. 마이크로 컨트롤러(6)는 픽셀 제어보드를 감시 및 제어하는 역할을 수행하고, 롬(7)은 문자, 그래픽, 애니메이션 및 영상 등의 데이터를 저장하게 된다. 단일 칩 제어기(9)는 음성 및 문자, 그래픽, 애니메이션, 영상 등의 데이터가 픽셀 디바이스나 스피커에 서로 동기를 맞추어 출력되도록 멀티미디어 데이터를 제어하는 역할을 수행한다. 픽셀 인터페이스 포트(10)는 음성을 제외한 멀티미디어 데이터가 픽셀 디바이스(11)에 출력되도록 인터페이스 해주는 역할을 한다. 픽셀 디바이스(11)는 16×16 LED 모듈을 사용한다.

음성 데이터는 마이크로 컨트롤러(6)가 컴퓨터로부터 컴퓨터 인터페이스 포트(15)를 통하여 HEX 데이터를 수신한 후 램(8)에서 연산되어 단일 칩 제어기(9)에서 비 음성 멀티미디어 데이터와 동기화 된 후 디지털/아날로그 변환기(12)와 음성신호 증폭기(13)를 통하여 스피커(14)로 출력된다.

램(8)은 컴퓨터로부터 수신된 HEX 음성 데이터를 연산하는 역할을 수행하고, 디지털/아날로그 변환기(12)는 디지털 음성 데이터를 아날로그 음성 신호로 변환해 주는 기능을 가지며, 음성신호 증폭기(13)는 약한 아날로그 음성 신호를스피커(14) 입력에 적합한 신호로 증폭해 주는 역할을 수행한다. 여기에서 스피커(14)는 음성을 외부로 출력해 주는 역할을 수행한다.

도3은 본 고안의 단일 칩 제어기의 구성을 나타낸 블록도로서 양방향 버퍼(16a-16c), 단방향 버퍼(17a-17f, 18-19), 클럭 발생기(20), 카운트(21), 가산기(22), 디코더(23), 신호동기(24), 음성용 버퍼(25) 및 메모리(26a-26c)로 구성된다. 양방향 버퍼(16a-16c)는 제2도의 롬(2)으로부터 출력되는 음성을 제외한 멀티미디어 데이터의 칼라 중에서 각각 적색(RED), 녹색(GREEN), 청색(BLUE) 데이터를 제어 신호에 의하여 메모리(26a-26c)에 양방향으로 전송하는 역할을 수행하며, 단방향 버퍼(17a-17f)는 양방향 버퍼(16a-16c)로부터 전송되는 데이터를 디코더(23)에서 출력되는 제어 신호에 의하여 단방향 버퍼(19)로 전송하는 역할을 한다. 클럭 발생기(20)는 멀티미디어 디스플레이 장치에 사용되는 클럭(1MHZ)을 제공하는 기능을 수행하며, 카운트(21)는 1주기의 디스플레이 장치 클럭을 계산하는 기능을 수행한다. 그리고 가산기(22)는 어드레스 가산기로 단방향 버퍼(18)을 통하여 디스플레이 장치에 문자나 그래픽 등의 비 음성 멀티미디어 데이터가 이동하는 효과를 수행하며, 신호동기(24)는 비 음성 멀티미디어 데이터가 음성 데이터와 동기가 되도록 하는 기능을 수행하며, 단방향 버퍼(19)는 픽셀 인터페이스 포트로 비 음성 데이터를 출력하는 역할을 수행한다.

도4는 본 고안의 동작을 나타내는 흐름도로서 멀티미디어 디스플레이 장치에 출력되는 음성 및 비 음성 멀티미디어 데이터의 각각에 대한 동작 설명은 다음과 같다. 외부의 컴퓨터 인터페이스 포트를 통하여 음성 및 비 음성 멀티미디어 데이터가 입력되면 먼저 음성 데이터 여부를 판별한 후 음성 데이터이면 음성처리용 메모리인 램(8)으로부터 HEX 코드에 해당하는 음성 데이터를 추출하여 단일 칩 제어기에 전송한다. 이 음성 데이터는 단일 칩 제어기(9) 내부의 음성용 버퍼를 통과하여 디지털/아날로그 변환기(12)에서 아날로그 신호로 변환되어 음성신호 증폭기(13)에서 증폭된 후 스피커(14)를 통하여 외부로 출력되게 된다. 비 음성 멀티미디어 데이터는 마이크로컨트롤러(6)에 의해 롬(7)으로부터 추출 된 후 단일 칩 제어기(9)로 전송된다. 단일 칩 제어기(9)에서는 외부 픽셀 디바이스(11)의 표출에 적합한 형태로 제어하면서 픽셀 인터페이스 포트(10)를 통하여 픽셀 디바이스(11)로 출력되게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 멀티미디어 디스플레이 장치의 TTL 로직 부분을 FPGA 또는 ASIC으로 구성된 단일 칩으로 제작함으로써 회로제어가 간단하고 보드의 크기 및 시스템의 가격을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 LED 픽셀 및 스피커를 이용하여 사용자가 원하는 문자, 그래픽, 애니메이션 및 영상 등을 음성과 동시에 멀티미디어 디스플레이 장치에 출력할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

멀티미디어 디스플레이 장치 본체(1)에 컴퓨터 인터페이스 포트(5, 15)로 부터 입력되는 음성 및 비음성 데이터를 제어하는 마이크로컨트롤러(6)와 비 음성 데이터를 저장하는 롬(7)과 음성 데이터를 저장하는 램(8), 그리고 이들 음성 및 비 음성 데이터를 입력하여 각각 처리한 후 동기를 맞추어 출력하는 단일칩 제어기(9)와 비 음성 데이터를 위한 픽셀 인터페이스 포트(10) 및 픽셀 디바이스(2, 11)와, 음성 데이터를 위한 디지털/아날로그 변환기(12)와 증폭기(13) 및 스피커(3, 14)로 구성되는 것을 특징으로 하는 단일 칩 제어기를 이용한 음성지원 멀티미디어 디스플레이 장치.
제1항에 있어서, 상기 비 음성 유니트는

비 음성 멀티미디어 데이터를 제어하는 마이크로컨트롤러(6)와 비 음성 데이터를 저장하는 롬(7)와, 픽셀 인터페이스 포트(10)를 통하여 픽셀 디바이스(11)에 비 음성 데이터가 표출되도록 제어하는 단일 칩 제어기(9)로 구성되는 것을 특징으로 하는 단일 칩 제어기를 이용한 음성지원 멀티미디어 디스플레이 장치.
제1항에 있어서, 상기 단일 칩 제어기 유니트는

비 음성 멀티미디어 데이터를 제어 신호에 의해 메모리(26a-26c)로 양방향 전송하는 양방향 버퍼(16a-16c)와 양방향 버퍼로부터 전송되는 데이터를 디코더(23)의 제어 신호에 의해 단방향으로 전송하는 단방향 버퍼(19)와, 멀티미디어 디스플레이 장치에 클럭을 제공하는 클럭 발생기(20)와 디스플레이 장치 클럭을 계산하는 카운트(21)와, 비 음성 멀티미디어 데이터가 디스플레이 장치에서 이동하는 기능을 수행하는 가산기(22)와, 음성 및 비 음성 데이터의 동기 기능을 수행하는 신호동기(24)와 음성 데이터를 일시적으로 저장하는 음성용 버퍼(25)로 구성되는 것을 특징으로 하는 단일 칩 제어기를 이용한 음성지원 멀티미디어 디스플레이 장치.
제1항에 있어서, 상기 음성 유니트는

음성 멀티미디어 데이터를 제어하는 마이크로컨트롤러(6)와 음성 데이터를 저장하는 램(8)과, 비 음성 멀티미디어 데이터와 동기를 맞추어 주는 단일 칩 제어기(9)와 디지털 음성 데이터를 아날로그 음성 신호로 변환해 주는 디지털/아날로그 변환기(12)와 아날로그 음성 신호를 증폭하여 스피커로 출력해 주는 음성신호 증폭기(13)로 구성되는 것을 특징으로 하는 단일 칩 제어기를 이용한 음성지원 멀티미디어 디스플레이 장치.