KR20060055521A - 디지털 미디어 카트리지 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

디지털 미디어 카트리지는 제어기 및 메모리를 모두 포함한다. 이 메모리는 영상 및 음향 신호의 암호화되고 압축된 형태로(compressed, encrypted form) 디지털 표시 데이터를 저장한다. 일실시예에서, 제어기는 디지털 표시 데이터를 읽어들이고, 그것을 압축 해제하여 복호화하고, 그것을 아날로그 영상 및 음향 신호로 변환하여, 이 아날로그 영상 및 음성 신호를 호스트 장치에 출력한다. 이 호스트 장치에는 카트리지가 삽입된다. 아날로그 영상 및 음향 출력은, 호스트 장치에 의해 영상 및 음향 신호를 더 처리할 필요 없이, 호스트 장치의 스크린 상에 디스플레이 되고 호스트 장치의 스피커 또는 헤드폰에 의해 각각 재생된다. 또한 영상 및 음향 신호 외에, 디지털 미디어 카트리지는 호스트 장치의 사용자 입력과 디스플레이 스크린을 이용하는 게임을 저장하고 실행할 수 있다.
디지털 미디어 카트리지(digital media cartridge), 호스트 장치(host device), 암호화(encryption), 복호화(decryption), 압축(compression)

Description

디지털 미디어 카트리지 시스템 및 방법{DIGITAL MEDIA CARTRIDGE SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 디지털 표시 데이터를 읽고, 압축을 해제하며, 복호화하고, 이 신호를 아날로그 영상 음향 신호로 변환하고, 이 아날로그 영상 음향 신호를 호스트 장치에 출력하는 카트리지에 관한 것이다.
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디지털 미디어 카트리지는 제어기 및 메모리를 모두 포함한다. 여기서 메모리는 압축 암호화된 형태의 영상과 음향의 디지털 표시를 저장한다. 일실시예에서, 제어기는 디지털 표시 데이터를 읽고, 압축을 해제하며, 복호화하고, 이 신호를 아날로그 영상 음향 신호로 변환하고, 이 아날로그 영상 음향 신호를 카트리지가 삽입되는 호스트 장치에 출력한다. 아날로그 영상 음향 출력은, 호스트 장치에서 영상 음향 신호를 더 이상 처리할 필요 없이, 호스트 장치의 스크린 상에 디스플레이 되며, 각각 호스트 장치의 스피커 또는 헤드폰에 의해 재생된다.
새로운 카트리지는, 예컨대 겜보이, 어드밴스(Game Boy Advance) 유닛에 삽입 될 수 있고, 겜보이 어드밴스 유닛 내의 제어기를 바이패스(bypass)할 수 있으며, 카트리지에 의해 영상 음향 신호를 출력하기 위해서 겜보이 어드밴스 유닛의 디스플레이 및 스피커를 사용할 수 있다. 디지털 미디어 카트리지는 어떤 형태로도 제조될 수 있고, 임의의 커넥터를 가지고 제조될 수 있다 따라서, 디지털 미디어 카트리지들은, 여러 가지 장치들과 연결되어, 이러한 장치들을 영상 재생 장치로 바꿀 수 있다.
디지털 미디어 카트리지의 일실시예에의 일장점은, 이 카트리지가 영상 신호 생성 하드웨어 및 소프트웨어 모두를 포함하고 있기 때문에, 카트리지가 장착되는, 스크린을 갖는 장치 상의 소켓 및/또는 회로를 변경할 필요 없이, 최신 버전의 카트리지에 새로운 기술이 빌트-인(built-in) 될 수 있다는 점이다. 따라서, 표준 텔레비전은 디지털 미디어 카트리지를 받아들일 수 있는 소켓을 포함할 수 있다. 이 소켓 및 이와 관련된 하드웨어는 제조 가격이 매우 저렴하다. 처음에는, 이러한 카트리지들 상에 저장된 표준 해상도 영상(standard definition video)을 생산하는 것이 경제적일 수 있다. 그러나 향상된 압축 기술을 포함하는 기술이 진보함에 따라, 그리고 메모리 및 그 밖의 다른 구성 요소들의 가격이 내려감에 따라, 높은 해상력을 출력하는 카트리지를 생산하는 것이 더 경제적일 수 있고 또는 표준 해상도 영상 카트리지를 생산하는 것이 더 저렴해질 수 있다. 텔레비전 스크린이 디지털 미디어 카트리지의 영상 출력의 영상 해상도로 디스플레이 할 수 있다는 가정하에, 새로운 기술의 이점을 살리기 위해 빌트-인 소켓을 갖는 텔레비젼에 어떤 변경도 가할 필요가 없다. 왜냐하면 새로운 기술들은 모두 카트리지 내에 담겨 있기 때문이다. 또한, 암호화 기술이 깨지거나 그 기능을 제대로 발휘하지 못할 경우에, 암호화가 깨짐으로 인한 손상을 최소화 시킬 수 있도록 완전히 새로운 암호화 기술을 갖는 새로운 카트리지가 즉시 제공될 수 있다. 또한, 특정 영상 프로그램 또는 영화를 포함하는 카트리지에만 독특하게 들어 맞을 수 있는 정확한 암호화 기술을 위해, 약간 다른 암호화 기술이 사용될 수 있다. 따라서, 만일 암호화가 어떤 특정 프로그램 또는 영화에 대해 제대로 발휘되지 못한다면, 카트리지 상에 저장된 서로 다른 콘텐츠에 대해 동일한 복호화 기술은 이용될 수 없다.
도 1은 일반적으로 잘 알려진 포켓 휴대용 게임기이다.
도 2는 예시적인 포켓 휴대용 게임기의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 미디어 카트리지의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 미디어 카트리지의 ASIC 칩에 대한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 게임기와 디지털 미디어 카트리지 사이의 상호 작용 프로세서를 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 미디어 카트리지의 복호화부(decryption portion)의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른, 사용자 입력 제어를 갖는 매개 슬리브(intermediate sleeve)를 갖는 디지털 미디어 카트리지의 블록도이다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 전반적인 구성을 나타낸다. 게임기(10)는 휴 대 가능하며, 배터리로 동작하는 컴퓨터 장치이다. 이 컴퓨터 장치는 사용자로 하여금 여러 가지 서로 다른 카트리지들(20)에 저장된 다수의 게임을 플레이 할 수 있도록 한다. 게임기(10)는 다수의 카트리지들(20a-20z)에서 사용자가 선택한 카트리지(20)가 삽입되는 소켓(30)을 포함한다. 게임기(10)는, 게임기(10)가 게임을 디스플레이 하는 스크린(40) 및 사용자로 하여금 게임 입력을 하게 하고 게임기와 상호작용하게 하여 게임을 “플레이(play)”할 수 있게 하는 키들(keys)(50)을 포함한다. 비록 본 발명이 임의의 휴대용 게임기 또는 그 밖의 다른 스크린을 갖는 장치에 적용될 수 있다고 하더라도, 바람직할 실시예에서는, 게임기(10)는 닌텐도 게임 보이 어드밴스(Nintendo Game Boy Advance, GBA)이다. 겜보이 및 닌텐도는 닌텐도 아메리가 인코포레이티드(Nintendo of America Inc)의 상표이다.
도 2는 GBA의 설계를 상세하고 전체적으로 나타낸 도면이다. GBA는 CPU(100)를 갖는다. GBA의 프로세서는 약 17 Mhz 속도로 동작하는 ARM 프로세서이다. CPU는 LCD 제어기(105)를 포함한다. LCD 제어기는, LCD 드라이버(115)를 통해 LCD 스크린(110)에 연결된다. GBA에서, LCD 스크린(110)은 32,768색을 디스플레이 할 수 있는 240 X 160 TFT 칼라 LCD이다. LCD 드라이버는 RGB 신호를 CPU(100)로부터 수신한다. CPU는 VRAM(120)을 포함한다. 이 VRAM(120)은 LCD 드라이버로 가는 RGB 출력의 기초가 되는 스크린의 디지털 표시를 저장하기 위한 영상 RAM을 포함한다. CPU는 또한 CPU 코어(125), 시스템 ROM(130), CPU 내부 WRAM(135), 주변 회로(140), 프리패치 버퍼(prefetch buffer)(145)를 포함한다. 주변 회로(Peripheral circuit)(140)는 CPU를 제어기(키패드)(150) 및 음향 앰프 (155)에 연결하고, 차례로 음향 앰프는 스피커(160) 및 헤드폰 잭(165)을 구동한다. 프리패치 버퍼는 버스(170)을 통해 게임 카트리지(20)와 CPU(100) 사이에 데이터를 전송시키기 위해 사용하는 소형 메모리이다. 버스(170)는 GBA의 복수-접점 소켓(도시되지 않음)과 에지 커넥터(edge connector) 상의 복수-접점 접점부(multi-contact contacts)(도시되지 않음) 사이의 연결을 포함한다. 게임 카트리지(20)는, 보통 마스크 ROM(Masked ROM; MROM)(쓰기는 불가능) 및 플래시 메모리를 모두 포함하는 메모리이다. 개념적으로, 메모리는 범용 버스 메모리 스페이스(General Purpose Bus Memory Space)(175)와 AD 버스 메모리 스페이스(180) 사이에 분리된다(후자의 메모리 스페이스는 GBA의 이전 버전의 겜보이에 사용되는 겜보이 카트리지 내에 포함되지 않는다).
본 발명의 일실시예는 GBA와 함께 사용하기 위한 디지털 미디어 카트리지(DMC)(20')를 포함한다. 도 3을 참조하면, DMC(20')의 중앙 구성 요소는 ASIC(200)이다. 상세히 후술하는 바와 같이, ASIC(Applications Specific Integrated Circuit; 사용자 주문형 반도체)(200)은 프로세서와 메모리를 포함하는 사용자 주문형 칩이다. ASIC(200)은 에지 커넥터(205) 상의 복수의 접점에 연결된다. 이러한 접점들은 ASIC의 제어 라인(들)(215) 및 결합된 주소/데이터 버스(210)에 연결된다. 또한 에지 커넥터는 GBA로부터 전력원 연결(230)을 포함한다. 전력은 전력 회로(220)을 통해 전달된다. 일실시예에서, DMC(20')는 또한 그 자신의 음향 헤드폰 잭(225)을 포함한다.
도 4에 ASIC(200)의 설계에 대한 더 자세한 블록도가 도시되어 있다. 종래 의 게임기와는 달리, ASIC(200)은 프로세서(230)를 포함한다. 일실시예에서, 프로세서(230)는 RISC(Reduced Instruction Set Computer) 프로세서이다. 프로세서(230)는 프로세서(230)와 읽기 전용 마스크 ROM(MROM)(240) 및 기록 가능한 로컬 메모리(245) 사이를 인터페이스로 연결하는 메모리 제어기(235)에 연결된다. 디지털 미디어 컨텐츠는 MROM(240) 상에 저장된다. 디지털 미디어 컨텐츠는 임의의 음향/영상, 텍스트 또는 그래픽 미디어 컨텐츠일 수 있다. 그러나 바람직한 실시예에서, 디지털 미디어 컨텐츠는 음향을 갖는 풀 모션 영상(full motion video)이다. 공간과 경제적인 이유 때문에 게임 카트리지에서 보통 사용되는 상대적으로 소량인 메모리에 양질의 영상을 충분히 저장할 수 있기 위해, 음향 및 영상 모두 압축된 형태로 디지털적으로 저장된다. 일실시예에서, H.264 압축이 사용된다. 소프트웨어와 범용 프로세서(230)를 사용하고 H.264를 사용하여 압축된 영상 데이터를 실시간으로 압축 해제하는 것이 가능하지만, 이런 방식은 본 발명 시점에서의 게임기에 적합한 사이즈나 경제성에 비해 더 많은 프로세서 파워를 요구한다. 따라서, 또 다른 실시예에서는, ASIC(200)은 실시간 하드웨어(H.264) 디코딩(decoding)을 위한 회로를 포함한다(H.264 가속기(accelerator)(250)). 비슷하게, 일실시예에서, 음향은 MPEG-4 AAC 인코딩을 사용하여 압축된다. 그리고 또 다른 실시예에서, ASIC은 하드웨어 MPEG-4 AAC 디코딩 회로(255)를 포함한다. AAC 디코딩 회로는 DAC(digital to analog converter)(260)를 통해 헤드폰(270)을 구동하는 버퍼 앰프(buffer amp)(265)에 연결된다. 호스트 GBA 상의 볼륨 제어보다는, DAC(260)에 포함되는 볼륨 조정 회로를 사용한다. 음향 및/또는 영상이 플레이되는 동안, 압축 해제된 음향/영상 데이터는 FIFO 버퍼(275)를 통해 GBA에 전송된다. 그러나, GBA의 부팅 시간 동안, 데이터는 MROM(240)으로부터 GBA로 전달된다. 이것은 MROM(240)이 디지털 미디어 데이터를 저장할 뿐만 아니라, DMC 상의 RISC 프로세서(230)로 하여금 GBA의 스크린 및 음향 출력을 직접 제어하도록 하기 위해, GBA 프로세서 상에서 돌아가는 부팅 프로그램도 저장하기 때문이다.
일실시예에서, ASIC은 디지털 음향/영상 데이터를 모두 포함하는 MROM을 포함한다(올-인-원 실시예(all-in-one embodiment)).
또 다른 실시예에서, ASIC은 부팅 프로그램을 포함하지만 디지털 음향/영상 데이터를 포함하지 않는 더 작은 MROM을 포함한다. 이 실시예에서, DMC는, GBA에 연결되는 커넥터 외에, 프로세서를 포함하는 주 DMC(main DMC)로부터 제거 가능한 서브-카트리지(sub-cartridge) 내의 MROM 내에 저장된 디지털 미디어 데이터에 ASIC(200)을 연결하는 제2 커넥터를 갖는다(서브-카트리지 실시예). 서브-카트리지 실시예에서, 커넥터는 MMC 인터페이스(285)에 연결되는 멀티미디어 카드(MMC) 소켓이다. 다르게는 서브-카트리지는, PCMCIA 카드, 스마트 카드, SD 카드, 스마트미디어, 컴팩트 플래시 또는 메모리 스틱과 같은, 임의의 존재하는 폼 팩터(form factor) 및 그들 각각의 커넥터들일 수 있다. 또한, 서브-카트리지는 아직 개발되지 않았거나 잘 사용되지 않는 폼 팩터 및 커넥터로 제조될 수 있다.
서브-카트리지 실시예에의 가능한 이점은, 서브-카트리지의 비용이 디지털 프로세서 및 음향/영상 데이터를 갖는 메모리를 모두 포함하는 올-인-원 DMC의 비용보다 낮을 수 있다는 것이다. 반면, 디지털 음향/영상 데이터가 프로세서로서 동일한 ASIC 상의 MROM 내에 직접 저장되는 본 실시예의 이점은, 누군가가 시스템을 더 쉽게 리버스 엔지니어닝(reverse endgineering)하도록 하는, 그리고 MROM으로부터 로-압축된(raw compressed) 디지털 음향/영상 데이터를 디지털 미디어를 복제하려고 시도하게 하는, MROM으로부터 직접 노출된 단자가 없다는 것이다. 또한, 메모리에 접근하기 위해서는 액세스를 차단하는 ASIC의 프로세서를 통해야만 하기 때문에, 겜보이 에뮬레이터 또는 전기적으로 메모리 내의 데이터를 다운로드하는 그 밖의 다른 하드웨어 장치를 사용하는 것을 막을 수 있다. 단일 칩 ASIC 시스템의 또 다른 이점은, 카트리지(어댑터) 및 서브-카트리지 시스템과는 달리, 하드웨어(예컨대 프로세서, 음향 및/또는 영상 디코더)는 본 발명 이전에 제조된 DMC들의 작동에 영향을 주지 않으면서 서로 다른 버전의 칩들 사이에서 변경될 수 있다. 따라서, 동일한 길이의 영상에 대해 더 적은 메모리를 요구하는 더 좋은 압축 기술이 최근의 DMC에 채택될 수 있어, ASIC 내에 포함되어야만 하는 MROM의 사이즈 상의 비용을 절감한다. 비슷하게, HD 텔레비전과 같은 새로운 기술을 이용할 수 있는데, 여기서 높은 해상도 영상을 제공하는 DMC를 생산하기 위해 이전의 카트리지에 어떤 방식으로도 영향을 주지 않으면서 프로세서, 영상 디코더 등에 변화를 가할 수 있다.
ASIC은 호스트 GBA로부터의 시스템 PLL을 클럭(clock)으로 사용한다. 그러나, GBA의 초기 부팅 동안에, GBA는 이러한 클럭을 겜보이 카트리지 슬롯 내의 카트리지에 제공하지 않는다. 따라서, ASIC 내의 메모리 제어기는 외부 클럭 없이 GBA의 부팅 시퀀스를 따라 갈 수 있어야 한다.
도 5는 GBA의 LCD 스크린 상에 영상 디스플레이를 수행하기 위해 GBA와 상호 작용하는 DMC에 의해 이용되는 프로세스를 나타낸다. 단계(300)에서, GBA 내에서 카트리지 소켓에 연결된 DMC(20')와 함께, GBA에 파워가 공급되고 GBA는 그 표준 부팅 시퀀스를 따라간다. 이 부팅 시퀀스는, 단계(310)에서, 합법적인 GBA 카트리지와 같은 DMC의 인증을 포함한다. 단계(320)에서, DMC는, DMC의 MROM 내에 저장된 GBA 프로그램을 버스(170)을 통해 GBA의 작업 메모리(working memory)로 로딩(load)한다. 단계(330)에서, GBA는 DMC로부터 로딩된 프로그램을 실행한다. 이 프로그램은 GBA 프로세서로 하여금 버스(170) 상에 올바른 명령(들)을 갖는 데이터를, GBA 프로세서에 의한 아무런 처리 없이, 즉 아무런 지연(delay) 없이 GBA의 VRAM(120)에까지 통과시키도록 한다. DMC 프로세서(230)는 사용자 입력을 처리하고, 실행, 정지, 빨리 감기, 되감기, 메뉴, 선택 및 커서 제어와 같은 이러한 사용자 입력에 대응하는 프로그램 된 응답을 수행한다.
또 다른 실시예인, 도 6에서는 암호화가 사용된다. 도 6은 DMC(20'), ASIC(200) 및 ASIC(200)의 부분으로서 도시된 MROM(240)을 보여준다. 그럼에도, 상술한 바와 같이, MROM(240)은 별개의 칩 또는 ASIC(200)으로부터의 별개의 서브-카트리지 상에 구현될 수 있다. MROM은 암호화된 디지털 미디어 데이터(400) 및 GBA 상에 로딩되고 GBA CPU(100)에 의해 실행되는 프로그램, GBA 어플리케이션(410)을 포함한다. GBA 어플리케이션은 복호화 키(decryption key)(420)를 포함한다. ASIC은 GBA 어플리케이션(410)을 실행하는 GBA CPU(100)에 의해 복호화 키(420)을 건네 받는 하드 코딩된 디코딩 프로세서(hard coded decoding processor)(430)를 포함한다. 다르게는, 디코딩 프로세서는 소프트웨어(MROM 내에 저장됨) 또는 펌웨어(예컨대, 마이크로코드(microcode))를 실행하는 RISC 프로세서와 함께 구현된다. GBA 어플리케이션은 디코딩 프로세서(430) 내에 빌트-인 된 복호화 알고리즘에 대한 어떠한 정보도 포함하지 않으며, 따라서 키 단독으로는 해커가 암호화된 컨텐츠(400)를 복호화 하는 것을 돕지 않는다. 다르게는, 키는 GBA 어플레케이션의 일부로서 GBA에게 전달되지 않고, 그 대신 MROM(240), 펌웨어 또는 ASIC 내에 배선에 의해(hardwired) 별도로 저장되고, GBA 버스(170)에 노출되지 않으면서 디코딩 프로세서에 직접 제공된다..
RISC 프로세서 및 동일한 DMC 내에 MROM을 포함하는 올-인-원 실시예에서, 영상 컨텐츠의 각 타이틀(title)에 대한 ASIC은 디코딩 프로세서 내에 빌트-인 된 조금씩 서로 다른 복호화 알고리즘을 포함한다. 따라서, 어떤 디코딩 프로세스가 리버스 엔지니어링 되더라도, 그로부터 얻은 정보는 다른 타이틀을 복호화하기 위해 다른 타이들을 위한 키를 사용함에 있어서 유용하지 않을 것이다. 또한, 새로운 암호화 기술 또는 기법이 개발됨에 따라, 이러한 것들은 미래의 타이틀 배포에 있어서 구현될 수 있다. 왜냐하면, 올-인-원 카트리지에서는, 오래된 DVD 플레이어 상에서 재생되지 못하는 새로운 DVD를 렌더링(rendering) 없이는 복호화 설계가 변화될 수 없는 DVD와 같은 기술분야와는 달리, DMC가 임의의 오래된 복호화 하드웨어와 거꾸로 호환(backward compatible)될 필요가 없기 때문이다.
DMC는 영상 및 음향 출력에만 제한되지는 않는다. 또 다른 실시예에서, DMC의 MROM은 RISC 프로세서(230)에 의해 실행 가능한, 게임과 같은 소프트웨어를 포 함한다. 이 실시예가 바람직하게 사용되는 경우는, 프로세서 또는 GBA 내의 다른 하드웨어가 어떤 기능을 수행할 능력이 안되거나 스크린(110) 및 GBA의 제어 키(150)를 사용하는 어떤 게임 소프트웨어를 실행할 만큼 충분히 빠르지 않은 경우이다. 상술한 음향/영상 실시예와 같이, DMC는 데이터를 GBA VRAM에 직접 로딩함으로써 GBA 스크린을 제어하며 모든 GBA 제어 키 입력을 통과시킨다.
또 다른 실시예에서, DMC의 MROM은 게임 시스템 에뮬레이션 소프트웨어를 포함한다. 이것이 RISC 프로세서에 의해 실행될 때에, DMC는 완전히 다른 게임 시스템인 것처럼 동작한다. 예컨대, 게임 시스템 에뮬레이션 소프트웨어는 오리지널 닌텐도 엔터테인먼트 시스템(Nintendo Entertainment System; NES)을 에뮬레이션 할 수 있다. NES는 카트리지 형의 게임 시스템으로서 1985년에 처음 도입되었고, 휴대용이 아니라서 그 자신의 스크린을 포함하지는 않았지만, 텔레비전에 연결되고 외부 전원을 사용하였다. RISC 프로세서가 NES 에뮬레이션 소프트웨어를 실행할 때에, GBA를 갖는 DMC는 GBA의 스크린(110) 및 제어기(250)를 사용하여 오리지널 NES 시스템과 완전히 동일하게 작동한다. MROM은 또한 1개 이상의 오리지널 또는 NES 게임 소프트웨어를 포함한다. 그 다음 GBA/DMC는 사용자로 하여금 진정한 NES 게임을 마치 그들이 NES 시스템 상에 있는 것 처럼 플레이하도록 한다.
서브-카트리지 실시예에서, DMC는 NES 시스템 게임을 포함하는 다른 카트리지를 수용하는 소켓을 포함한다. 상술한 서브-카트리지 실시예와 같이, 서브-카트리지는 어떤 형태의 폼 팩터라도 될 수 있고, 어떤 타입의 커넥터라도 사용할 수 있다. 예컨대, MMC 인터페이스(285)에 연결된 소켓일 수 있다. 또 다른 서브-카 트리지의 예는, DMC에 의해 에뮬레이션되는 게임 시스템을 위한 오리지널 카트리지를 수용하는 소켓의 사이즈 때문에, 케이블 또는 무선 링크에 의해 DMC에 연결되는 소켓이다. 따라서, 만일 누군가가 아직도 오리지널 NES 카트리지들을 소유하고 있다면, 이 카트리지들은 GBA에 꽂힌 NES 에뮬레이터 DMC 카트리지 상에 연결되어 플레이 될 수 있다.
상술한 실시예가 휴대형 게임기와 관련하여 설명되었지만, 시스템은 여기에 한정되지는 않는다. 그보다는, 영상 컨텐츠에 대해, 시스템은 이미 스크린, 사용자 입력, 및 스크린과 사용자 입력에 대해 DMC에 의해 액세스를 허용하는 커넥터를 갖는 어떠한 시스템에도 적용될 수 있다. 비슷하게, 음향 컨텐츠에 대해, 시스템은 이미 스피커, 사용자 입력, 및 스피커와 사용자 입력에 대해 DMC에 의해 액세스를 허용하는 커넥터를 갖는 어떠한 시스템에도 적용될 수 있다.
예컨대, DMC를 텔레비전 스크린에 직접 영상을 제공하기 위해 연결할 수 있는 소켓을 장착하여 텔레비전을 만드는 것은 비쌀 수 있다. 보통, 추가적인 회로가 거의 필요 없거나 아예 필요 없다. 이러한 시스템에서, DVD 플레이어 또는 비디오 테이프 플레이어는 미리 녹화된 영상 컨텐츠를 보여줄 필요가 없다. 그러나, 제품이 제일 먼저 시장에 출시될 때에 없어서는 안되는 기술을 가지고 작동해야 하는 DVD 및 비디오 테이프와는 달리, DMC는 모든 영상 생성 전자기기를 포함하기 때문에, 특정 DMC의 품질 및 기술 수준은, DMC가 처음 출시된 뒤 몇 년이 지난 후라고 해도 DMC가 제조되는 시점에 이용 가능한 기술 및 경제적 상황을 기반으로 한다. 예컨대, 메모리 비용, 압출 기술 및 다른 요인들 때문에, HD 품질의 영상을 제공하는 DMC를 제조하는 것이 경제적으로 현재 바람직하지 않다(HD 텔레비전은 현재 미국에서는 인터레이스된(1080i) 1080 수직 라인 해상도 또는 프로그래시브 스캔된(720p) 720 수직 라인 해상도를 갖는다). 따라서, DMC를 수용할 수 있는 소켓을 구비한 HD 품질의 텔레비전은 DMC의 특정 판(issue)에 의해 제공되는 어떠한 품질(해상도 및 프레임 레이트)의 영상이라도 보여 줄 수 있다. 메모리 비용 및 기술 진보가 이루어져서, HD 품질의 영상 신호를 출력하는 DMC를 생산하게 될 때에, 동일한 HD 품질의 텔레이전은 HD 품질의 새로운 DMC에 의해 제공되는 영상을 보여 줄 수 있다. 텔레비전이 재생할 수 있는 영상의 품질에만 제한이 있을 뿐이다. 다르게는, DMC 소켓들은, 제한되지는 않지만, VCR, DVD 플레이어, DVD레코더, 디지털 비디오 레코더 또는 케이블 또는 위성 셋탑 박스(set top boxes)를 포함하는 여타 다른 소비재 장치에 제공될 수 있다.
GBA 실시예와 예컨대 텔레비전 실시예 사이의 한 가지 다른 점은, DMC에 의한 영상 출력의 포맷(format)이다. 상술한 바와 같이, GBA 실시예에서, 영상은 버스(170)를 통해 LCD 스크린(110)을 구동하는 VRAM(120)으로 출력되는 디지털 형태의 영상이다. 텔레비전 또는 유사한 장치의 경우에 있어서, DMC는 프로세서 및/또는 H.264 가속기에 의해 생성된 디지털 영상을, NTSC 베이스밴드(baseband) 영상과 같은 아날로그 영상 신호로 변환하는 D/A 컨버터(digital to analog converter)(도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 이 아날로그 영상을 DMC의 커넥터를 통해 출력할 수 있다. 실재로, 많은 텔레비전 및 그 밖의 다른 홈 엔터테인먼트 구성 요소들은 장치의 전면(front)에 입력 단자(대부분 아날로그)를 포함한다. 이것은 파워, 사 용자 입력 통과 지점(passthroughs) 및 클럭 신호 뿐만 아니라 동일한 아날로그 영상 커넥터들을 갖는 잭(jack)을 포함하는, 비싸지 않은 제조법이다.
비용 문제 이외에, DMC로 하여금 디지털 영상보다 아날로그 영상을 출력하게 하는 또 다른 이유는 저작권 침해에 대해 보호하기 위해서이다. 기존의 홈 레코딩 기술을 사용하여, 아날로그 신호의 복사는 영사의 품질을 적어도 조금 떨어트리거나 어떤 경우에는 상당히 많이 떨어트린다. 디지털 DMC에 의해 출력된 영상은, DMC가 출력하는 영상을 완벽히 복사하기 위해 DMC와 텔레비전 사이의 연결부에서 가로챔을 당할 수 있는 위험을 가지고 있다. 또한, 기존의 VCR 및 DVD 레코더들은 미리 녹화된 비디오 테이프, DVD 및 영상 신호의 효과적인 복제를 방지하는 임의의 방송 텔레비전 프로그램에서 의도적으로 가해진 아날로그 영상 신호의 변경을 검출할 수 있는 회로 및/또는 소프트웨어를 포함한다. 일실시예에서, DMC는 이러한 변경들을 D/A 프로세스의 일부로서 영상 신호에 삽입한다.
게임기 및 DMC 소켓들을 구비한 텔레비전이 아닌 다른 실시예들은, 제한되지는 않지만 팜(Palm) 또는 포켓피씨(PocketPC) 운영 시스템을 갖는 장치와 같은 PDA(personal digital assistants), 전자책(e-book), 이동 전화기, 무선 이메일 장치들, 데스크 탑 및 랩 탑 컴퓨터, 자동차 영상 시스템, 영상 프로젝터, 비디오 캠코더, 디지털 사진기, 비디오 게임 콘솔 및 스크린과 사용자 입력 장치를 포함하는 그 밖의 다른 현존하는 또는 미래의 제품을 포함한다.
이동 전화기 또는 ID 넘버를 갖거나 또는 WAN(wide area networks)에 연결되는 그 밖의 다른 장치들과 함께 사용될 때에, 복호화 프로세스는 좀 더 강화 (robust)될 수 있다. 도 6에서 설명된 실시예와 같이, 키(key)는, 예컨대 GBA가 아닌 이동 전화기와 같은 호스트 장치에 전달된다. 그러나 이동 전화기는 WAN에 연결되기 때문에 네트워크 상의 인증 서버에 의한 인증 또는 인증 서버로부터의 두 번째 키의 분배(distribution)가 이루어져, 제한되지는 않지만, 공개 키(public key), 비밀 키(private key) 암호화 방식을 포함하는 많은 타입의 알려진 암호화의 사용을 허용한다. 또 다른 일실시예에서, DMC의 동작 또는 DMC의 출력은 호스트 장치 및/또는 네트워크로부터 돌아온 키(들) 내의 ID를 기초로 변경된다. 예컨대, 영상 또는 음향 출력은 워터마크(watermark) 될 수 있다. 워터마크는, 영상 또는 음향 출력이 어떻게 복사될 수 있고 어느 장치에 복사될 수 있는지를 결정하는데 사용될 수 있다. 만일 워터마크 된 영상 또는 음향이 부적당하게 복사되고 분배된다면, 원래 사용되는 호스트 장치가 결정될 수 있다.
또 다른 실시예에서, DMC(20')는 MROM(240)과 플래시 메모리(도시되지 않음)를 모두 포함한다. 이 실시예는 예컨대 음향/영상 컨텐츠, 게임, 게임 시스템 에뮬레이션 소프트웨어 또는 그 밖의 다른 소프트웨어와 같은, MROM(240) 내에 저장되는 것으로 설명된 임의의 데이터의 다운로드 및 저장(DMC가 호스트 장치로부터 제거된 후에)을 허용한다. RISC 프로세서(230)에 의해 실행되는 다른 어떤 오퍼레이팅(operating) 또는 시스템 소프트웨어에 대한 패치(patch)와 업데이트를 더 저장할 수 있다. 서브-카트리지 실시예에 사용될 때에, 음향 및/또는 영상 컨텐츠, 게임 또는 그 밖의 다른 데이터 또는 소프트웨어는 서브-카트리지로부터 플래시 메모리로 다운로드 될 수 있어, 서브-카트리지가 DMC로부터 제거된 후에 이 컨텐츠가 사용될 수 있다. 호스트 장치가 WAN에 연결되는 실시예와 함께 사용될 때에, 음향 및/또는 영상 컨텐츠, 게임 또는 그 밖의 다른 데이터 또는 소프트웨어는 WAN 곳곳에서 다운로드되어 플래시 메모리에 저장될 수 있다. USB 또는 1394 포트와 같은 입력/출력(I/0) 포트를 갖는 호스트 장치와 함께 사용될 때에, 영상 및/또는 음향 콘텐츠, 게임 또는 그 밖의 다른 데이터 또는 소프트웨어는, 호스트 장치의 I/O 포트에 연결된 장치로부터 다운로드 되어 플래시 메모리 내에 저장될 수 있다.
또 다른 실시예에서, DMC는 키들(keys) 또는 적외선 또는 블루투쓰와 같은 RF와 같은 무선 입력 장치와 같은, 자신의 사용자 입력 장치를 포함한다.
도 7을 참조하면, 비슷한 또 다른 실시예는 디스플레이 스크린(510)을 가지며 상술한 DMC(20')를 수용하도록 만들어진 장치를 포함하는 호스트 장치(500)를 포함한다. 호스트 장치는 텔레비전 또는 적절한 사용자 입력을 포함하지 않는 디스플레이 스크린을 갖는 그 밖의 다른 장치일 수 있다. 호스트 장치(500)는 제어 키들(530)을 포함하는 사용자 입력 카트리지(520)를 수용하는 소켓을 포함한다. 또한 사용자 입력 카트리지는 DMC(540)를 수용하는 소켓을 포함한다. 제어 키들이 눌렸는지 식별하는 DMC(540)에 경고를 주는 신호를 제공하는 것 외에, 사용자 입력 카트리지는 DMC(540)과 호스트 장치 사이에 방해 받지 않고 다른 신호들을 단지 통과 시킬 뿐이다. DMC(540)는 일반적으로 DMC(20')와 동일하며 동일하게 작동한다. DMC(20')와 같이, DMC(540)는 음향/영상 프로그램을 저장하고 출력할 수 있는데, 이 경우 제어 키는 플레이, 정지, 빨리 감기 및 역방향 감기와 같은 기능들을 수행하며, 비디오 게임을 실행하거나 게임 시스템을 에뮬레이션한다. 이 경우 제어 키 들은 게임 제어기의 기능을 수행한다.
음향만 있는 DMC는 예컨대 MP3 플레이어, 오디오 카세트 테이프 플레이어, 오디오 CD 플레이어, 이어폰, 헤드폰, 오디오 앰프 또는 DMC 소켓을 구비한 오디오 리시버에 사용될 수 있다. 위의 DMC 소켓을 통해 DMC는 장치의 스피커 또는 헤드폰에 직접 액세스할 수 있다.
또 다른 실시예에서, GBA 시스템에 의해 이용되는 물리적인 소켓 및 에지 커넥터가 아니라, DMC와 디스플레이 또는 음향 재생 장치 사이의 통신은 적외선, RF, 마이크로파 또는 그 밖의 다른 무선 통신 기술과 같은 무선 연결에 의해 이루어질 수 있다. 이 실시예에 대한 또 다른 실시예에서, 무선 어댑터는 DMC 출력을 무선으로 수신하기 위해 구비되는 디스플레이 또는 음향 재생 장치를 갖는 소켓형(socket based) DMC를 연결하는데 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, DMC의 폼 팩터는 서로 다르다. GBA 카트리지 포맷 및 에지 커넥터 인터페이스를 사용하는 대신, DMC는 PCMCIA 카드, 스마트 카드, 멀티미디어 카드(MMC), SD 카드(Secure Digital), 스마트미디어, 컴팩트 플래시 또는 메모리 스틱과 같은 임의의 기존 폼 팩터 및 그 상응하는 커넥터에 패키징 될 수 있다. 추가적으로, DMC는 아직 개발되지 않았거나 잘 사용되지 않는 폼 팩터 및 커넥터에 맞게 제조될 수 있다. GBA에 사용하기 위한 DMC와 같이, 이러한 폼 팩터들 중 임의의 것에 의해 구현되는 DMC는 압축 해제 및 복호화 처리를 포함하는 올-인-원 카트리지; 또는 카트리지가 프로세서를 포함하고 서브-카트리지는 압축된 디지털 음향/영상 데이터를 포함하는, 카트리지와 서브-카트리지의 조합일 수 있다. 카트리지-서브-카트리지 구현에 관한 일실시예에서, 카트리지는 슬리브 폼(sleeve form)으로 빌트-인 되어, 일단부는 특정 폼 팩터를 위한 소켓에 들어 맞고, 다른 쪽 단부는 동일한 폼 팩터의 서브-카트리지를 수용하기 위한 소켓을 포함한다. 일실시예에서, 서브-카트리지는, 그 위에 표준 방식으로 압축되고 암호화되어 저장된 디지털 영상 테이터를 갖고 선택된 폼 팩터를 갖는 표준, 기성품(off the shelf) 메모리카드일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 폼 팩터 DMC는, 바람직하게는 카트리지의 커넥터로부터 떨어진 단부나 그 근처에서 소형 음향 출력 잭을 포함한다. 다르게는, DMC는, DMC에 의해 제공되는 음향 신호 및/또는 DMC에 의해 제공되는 영상 신호를, 무선 장비를 갖춘 디스플레이 및/또는 스피커/헤드폰에 각각 전송하기 위한 무선 전송기를 갖는다.
특정 실시예들의 조합에 대한 예시뿐만 아니라 여러 가지 서로 다른 실시예들을 상술하였다. 그러나, 대부분에 대해, 각각의 다양한 실시예들은 1개 이상의 다른 실시예들과 조합될 수 있고, 이러한 모든 조합들은, 비록 많은 수의 조합들이 특정되어 설명되지는 않았지만, 심사 숙고하여 의도될 수 있다는 것을 알아야 한다. 본 발명은 실시예 그 자체에 대해 설명되고 도시되었다. 본 발명의 의도된 범위와 후술하는 청구의 범위에 의해 여러 가지 변형 및 변경들이 이루어질 수 있기 때문에 본 발명이 여기에 설명한 실시예에 한정되는 것은 아니라는 것을 이해해야 한다.
본 발명에 의해 기존의 전자 기기를 변경하지 않고도 이 전자기기를 이용하 여 최신의 암호화/복호화 기술을 사용할 수 있으며, 저작권의 보호를 이루는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 영상 디스플레이 및 상기 영상 디스플레이에 연결되는 외부 전기 연결부(external electrical connection)를 포함하는 호스트 디스플레이 장치(host display device)에 사용되는 카트리지(cartridge)에 있어서,
    상기 카트리지는;
    상기 외부 전기 연결부에 전기적으로 연결되는 커넥터;
    영상 신호의 암호화되고 압축된 디지털 표시 데이터(digital representation) 및 상기 호스트 디스플레이 장치에 의해 실행되는 컴퓨터 코드(computer code)를 저장하는 메모리;
    상기 메모리에 연결되는 압축 해제 프로세서(decompression processor);
    상기 메모리에 연결되는 복호화 프로세서(decryption processor); 및
    상기 메모리, 상기 압축 해제 프로세서, 상기 복호화 프로세서 및 상기 커넥터에 연결되는 인터페이스 프로세서
    를 포함하고,
    상기 인터페이스 프로세서는, 영상 신호 출력을 상기 커넥터를 통해 상기 영상 디스플레이로 전달하도록 상기 호스트 디스플레이 장치에 명령하면서, 상기 컴퓨터 코드를 상기 호스트 디스플레이 장치에 업로드(upload)하며,
    상기 압축 해제 프로세서, 상기 복호화 프로세서 및 상기 인터페이스 프로세서는, 상기 영상 신호의 암호화되고 압축된 디지털 표시 데이터를 상기 커넥터를 통해 상기 호스트 디스플레이 장치에 출력하는 영상 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압축 해제 프로세서, 상기 복호화 프로세서 및 상기 인터페이스 프로세서가 단일 집적 회로(single integrated circuit)에 포함되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 카트리지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메모리, 상기 압축 해제 프로세서, 상기 복호화 프로세서 및 상기 인터페이스 프로세서가 단일 집적 회로에 포함되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 카트리지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메모리가 상기 영상 신호의 암호화되고 압축된 디지털 표시 데이터를 복호화하기 위해 상기 복호화 프로세서에 의해 사용되는 암호화 키(encryption key)를 저장하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 카트리지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복호화 프로세서는 복호화 알고리즘의 적어도 일부를 포함하는 것을 특 징으로 하는 디스플레이 장치용 카트리지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 암호화 키가, 상기 복호화 프로세서 내에 포함되는 복호화 알고리즘의 상기 일부와 함께 사용될 때에만 유효(effective)한 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 카트리지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복호화 프로세서, 상기 압축 해제 프로세서 및 상기 인터페이스 프로세서 중 2개 이상이 단일 프로세서에 포함되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 카트리지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 호스트 디스플레이 장치에 의해 수신되는 사용자 입력은 상기 커넥터를 통해 상기 인터페이스 프로세서에 의해 수신되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 카트리지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 메모리, 상기 복호화 프로세서, 및 상기 압축 해제 프로세서에 연결되며, 음향 출력 잭(audio output jack)에 연결되는 음향 디코더(audio decoder)를 더 포함하는 디스플레이 장치용 카트리지.
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