KR20070024496A - 보안 미디어 컴퓨팅 환경을 위한 비디오 출력 생성 방법,컴퓨터 비디오 시스템, 케이블 데이터 처리 시스템, 및케이블 데이터 입력 카드 - Google Patents

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프랭크 에이. 헌리스
다니엘 에스. 심프킨스
스티븐 쉐리
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힐크레스트 래보래토리스, 인크.
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Abstract

케이블 데이터에 대한 보안 액세스를 제공하기 위한 시스템 및 방법이 설명된다. 일반 컴퓨터가 안전 API에 액세스할 수 있게 하는 한편, 특권화된 API 및 운영자 컨텐츠를 보호하기 위한 스플릿 하드웨어 및/또는 소프트웨어 아키텍쳐가 제공된다.
보안 미디어 컴퓨팅 환경, 액세스 모듈, 특권화된 API, 안전 API

Description

보안 미디어 컴퓨팅 환경을 위한 비디오 출력 생성 방법, 컴퓨터 비디오 시스템, 케이블 데이터 처리 시스템, 및 케이블 데이터 입력 카드{METHODS AND SYSTEMS FOR A SECURE MEDIA COMPUTING ENVIRONMENT}
<관련 출원>
본 출원은 2004년 2월 23일에 출원된 미국 가특허출원 번호 제60/546,858호 "A Secure Media Computing Environment"에 관련된 것으로서, 그 우선권을 주장하며, 그 내용이 본 명세서에 참조로서 포함된다. 또한, 본 출원은 2004년 2월 23일에 출원된 미국 가특허출원 번호 제60/546,857호 "A Secure Split OCAP Computing Environment"에 관련된 것으로, 그 우선권을 주장하며, 그 내용이 본 명세서에 참조로서 포함된다.
본 발명은 일반적으로 보안 미디어 컴퓨팅 환경을 제공하기 위한 프레임워크 및 그에 관련된 방법에 관한 것이며, 더 상세하게는 컴퓨터가 OpenCable 환경에서 셋탑 박스로서 동작할 수 있게 해주는 예시적인 기술 및 구조를 설명한다.
정보 통신에 관련된 기술들은 최근 수십년간 급속하게 진화해왔다. (몇가지 예를 들자면) 텔레비젼, 셀룰러 전화, 인터넷 및 광 통신 기술이 결합되어, 소비자들을 입수가능한 정보 및 엔터테인먼트 옵션들로 충족시킨다. 텔레비젼을 예로 들 면, 최근 삼십년간 케이블 텔레비젼 서비스, 위성 텔레비젼 서비스, 페이-퍼-뷰 영화 및 비디오-온-디맨드가 도입되었다. 1960년대의 텔레비젼 시청자들이 일반적으로 텔레비젼 수상기에서 4 또는 5개의 공중파 TV 채널을 수신할 수 있었던 데에 반하여, 오늘날의 TV 시청자들은 수백개, 잠재적으로는 수천개의 쇼 및 정보 채널 중에서 선택할 기회를 갖는다. 현재 주로 호텔 등에서 사용되는 비디오-온-디맨드 기술은, 수천개의 영화 타이틀 중에서 가정 내 엔터테인먼트 선택을 가능하게 한다. 캘리포니아주 95002 알비소 골드스트리트 2160의 Tivo, Inc.에 의해 제공되는 것과 같은 디지탈 비디오 레코딩(DVR) 장비는 이용가능한 선택안을 더 확장시킨다.
셋탑 박스(STB)는 예를 들어 텔레비젼 화면에서, 수신 케이블 컨텐츠와 그 케이블 컨텐츠에 기초하는 정보의 제어된 디스플레이 간의 보안 상호작용을 제어하는 데에 사용되는 산업 표준 장치이다. 전형적인 STB는 예를 들어 사용자에 의해 설치되는 것이나 제3자 어플리케이션과 같은 새로운 어플리케이션에 대해 폐쇄되어 있는 보안된 독립형 컴퓨팅 환경으로 구성되어, 균일한 시청 경험 및 신뢰도를 제공하는 것은 물론, 케이블 운영자의 디지탈 권리 관리(digital rights management, DRM) 프로그램에 일치하는 방식으로 케이블 컨텐츠를 배포하기 위한 보안 메커니즘을 제공한다. 더 최근에는, 개인용 컴퓨터에 대하여 아날로그 케이블 컨텐츠의 수신 및 디스플레이를 가능하게 하는 PCI 플러그인 카드가 개발되어 있지만, 그러한 PCI 플러그인 카드는 인가 기능 및 미디어 보호는 갖고 있지 않고, 또한 DRM에 대한 준비가 없으므로, 디지탈 케이블 컨텐츠는 전달할 수 없다.
현재, DRM 및 기타 액세스 컨트롤은 일반적으로 디지탈 케이블 컨텐츠의 제 공에 관련된 표준들을 위한 필수적인 구성요소이다. 그러한 한가지 표준으로서 Cable Television Laboratories, Inc.에 의해 공표된 오픈 케이블 어플리케이션 플랫폼(Open Cable Applications Platform, OCAP)은, 상호적 텔레비젼 서비스 및 어플리케이션의 개발자가 셋탑 또는 텔레비젼 수신기 하드웨어의 차이에 상관없이, 다양한 케이블 텔레비젼 시스템들에서 호환될 수 있는 제품을 설계할 수 있게 해 주려는 의도의 소프트웨어 계층 명세를 제공한다. 그러나, 예를 들어 PC가 OCAP 호환가능 셋탑으로서 동작할 수 있게 함으로써 그 PC가 디지탈 케이블 컨텐츠를 소비할 수 있게 하기 위해 사용될 수 있는 솔루션은 현재 존재하지 않는다.
<발명의 요약>
본 발명에 따른 시스템 및 방법은, 케이블 입력으로부터 수신된 데이터에 기초하여 비디오 출력을 생성하기 위한 방법으로서, 액세스 모듈 내에 케이블 입력을 수신하는 단계, 액세스 모듈 내의 케이블 입력의 적어도 일부에 대해 조건부 액세스를 제공하는 단계, 케이블 입력의 적어도 일부를 액세스 모듈로부터 미디어 처리 모듈에 전송하는 단계, 미디어 처리 모듈 내에 컴퓨터-생성된 그래픽을 수신하는 단계, 및 미디어 처리 모듈 내에서 케이블 입력의 적어도 일부와 컴퓨터-생성된 그래픽을 혼합하여 비디오 출력을 생성하는 단계를 포함하는 방법을 제공함으로써, 여기에 개시된 것과 그 이외의 요구들을 해결한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 케이블 데이터 처리 시스템은, 수신 케이블 데이터 스트림 상에 동작하기 위한 특화된 어플리케이션 프로그램 인터페이스(API)를 포함하며 컴퓨터에 관련된 일반 프로세서에 의해서는 액세스될 수 없는 제1 모 듈, 및 수신 케이블 데이터 스트림 상에 동작하기 위한 안전 API를 포함하며 컴퓨터에 관련된 일반 프로세서에 의해서 액세스될 수 있는 제2 모듈을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 컴퓨터를 위한 케이블 데이터 입력 카드는, 케이블 데이터를 케이블 데이터 입력 카드에 전달하는 동축 케이블을 수용할 수 있는 RF 입력부, 케이블 데이터 내의 데이터 스트림에 대한 액세스를 선택적으로 허용하는 조건부 액세스 기능부를 포함하는 PCMCIA 카드가 삽입되어 있는 PCMCIA 슬롯, 및 데이터 스트림 중에서 조건부 액세스 기능부에 의해 허가되는 데이터 스트림을 보안 상호접속부에 출력하는 출력부를 포함한다.
첨부 도면들은 본 발명의 실시예들을 나타낸 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 OCAP 입력을 다루는 일반 미디어 처리 유닛을 포함하는 미디어 시스템을 도시한 도면.
도 2는 통상적인 OCAP STB를 위한 소프트웨어 계층을 도시한 도면.
도 3은 통상적인 OCAP STB에 관련된 하드웨어를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 미디어 처리 유닛을 위한 예시적인 하드웨어 및 소프트웨어 구획을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미디어 처리 유닛을 위한 예시적인 소프트웨어 계층을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 모듈과 미디어 처리 모듈 간의 소프트웨어 구획을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 OCAP 순응 미디어 처리 유닛에서 사용되는 특정 소프트웨어 모듈들을 위한 예시적인 위치를 나타낸 테이블.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 6의 PC 모듈 소프트웨어 아키텍쳐를 보다 더 상세하게 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 6의 액세스 모듈 소프트웨어 아키텍쳐를 보다 더 상세하게 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 미디어 처리 유닛의 예시적인 하드웨어 구성을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 미디어 처리 유닛에 포함될 수 있는 예시적인 하드웨어 모듈들을 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 미디어 흐름.
도 13은 도 12에 도시된 흐름의 설명을 나타낸 테이블.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지탈 케이블 프로그래밍 흐름.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 케이블 프로그래밍 흐름.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 미디어 처리 유닛에서의 미디어 믹싱 흐름을 나타낸 도면.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 미디어 처리 유닛에서의 재생 및 기록 흐름을 나타낸 도면.
본 발명에 대한 이하의 상세한 설명은 첨부 도면들을 참조한다. 상이한 도 면들에서 동일한 참조번호는 동일 또는 유사한 요소들을 식별하는 것이다. 또한, 이하의 상세한 설명은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 그 대신, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다.
본 논의에 대한 소정의 문맥을 제공하기 위하여, 본 발명이 구현될 수 있는 집합적인 미디어 시스템(100)의 일례가 도 1을 참조하여 우선 설명될 것이다. 그러나, 당업자라면, 본 발명이 이러한 유형의 미디어 시스템에서의 구현으로 한정되지 않으며, 더 많거나 적은 수의 구성요소들이 거기에 포함될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 여기에서, 중심 구성요소는, DRM 및 OCAP의 다른 특징들을 지원하는 한편, 이하에 더 상세하게 설명되는 바와 같이 다른 어플리케이션들이 케이블 입력(104)에 관련된 소정의 데이터 스트림에 액세스할 수 있게 해 주는 스플릿 하드웨어 및/또는 스플릿 소프트웨어 아키텍쳐를 갖는 적어도 하나의 일반 프로세서를 포함하는 미디어 프로세싱 유닛(102)이다. 특히, 미디어 처리 유닛(102)은 PC에 대한 케이블(및 다른 미디어 전달 시스템) 접속성을 제공하기 위해 모듈러 방식을 이용하여 구현된다. 본 발명의 실시예에 따른 미디어 처리 유닛의 몇몇 특징은 다음을 포함한다.
1. 디지탈 케이블 시스템과 아날로그 케이블 시스템을 연결하는 능력
2. 예를 들어, OpenCable 표준에 따른 조건부 액세스 처리
3. 추가의 케이블 채널, 직접 방송 위성(Direct Broadcast Satellite, DBS), NTSC 및 ATSC 방송, 및 DOCSIS 케이블 모뎀을 위한 추가의 튜너 및 조건부 액세스 기능부를 포함하기 위한 모듈러 확장가능성
4. 상급 사용자 인터페이스 및 컨트롤 기능부의 생성 및 실행을 위한 개방형 PC-기반 플랫폼
5. 조건부 액세스, 컨텐츠 보호, 및 디지탈 권리 관리 통합을 보장하기 위한 효율적인 보안
미디어 처리 유닛(102) 내의 일반 프로세서(들)는 사용자 어플리케이션을 호스트할 수 있다(예를 들어, PC CPU 및 그래픽). 이것은 특히 사용자 또는 제3자 소프트웨어 제공자가 전형적으로 외부 컨트롤에 대해 폐쇄(close)되어 있는 다양한 STB 서비스를 이용하는 어플리케이션을 작성할 수 있게 해 준다. 또한, 이러한 특징들은 케이블 운영자가 전통적인 STB가 저전력 상태일 때 PC의 상급 기능을 사용하는 어플리케이션을 작성할 수 있게 해 준다. 예시적인 시스템(100)은 도 1에 도시된 것과 같은 각각의 표준/기술을 이용하여 미디어 처리 유닛(102)에 컨텐츠를 제공하는 다수의 기타 컨텐츠 소스, 예를 들어 방송 위성(106), 공중파 텔레비젼(108), 비디오 소스(110) 및 인터넷(112)을 더 포함한다. 원격 제어 장치(114)는 미디어 처리 유닛(102) 상에서 실행 중인 보다 더 높은 레벨의 디스플레이 어플리케이션에 의해 관리되는 입력 컨텐츠에 기초하는 출력을 생성하기 위하여 미디어 처리 유닛(102)을 제어하는 데에 사용될 수 있다. 예시적인 출력 장치는 디스플레이(116) 및 [수신기(120)를 경유하는] 스피커(118)를 포함한다.
앞에서 언급한 바와 같이, 케이블 컨텐츠의 보안 핸들링에 관련된 예시적인 표준은 OCAP이며, 이것은 본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 설명하기 위해 사용될 것이다. 그러나, 당업자라면, OCAP 이외의 표준들도 본 발명의 다른 실시예들 과 관련하여 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. OCAP의 일부 특징들이 여기에 설명되지만, 관심이 있다면, 8002709750 CO 루이빌 코울 크릭 써클 858의 Cable Television Laboratories, Inc.로부터 입수할 수 있는 2005년 1월 19일자 OpenCable™ 어플리케이션 플랫폼 명세(OCAP 1.0 프로파일, OC-SP-OCAP1. O-I14-050119)를 참조하기 바라며, 이 문헌은 여기에 참조로서 포함된다.
본 발명에 따른 스플릿 하드웨어 및/또는 스플릿 소프트웨어 아키텍쳐를 더 잘 이해하기 위하여, 통상적인 STB를 위한 OCAP 소프트웨어 아키텍쳐가 먼저 도 2를 참조하여 설명될 것이다. 여기에서, 전자 프로그램 가이드(EPG)(202) 및 비디오-온-디맨드(VOD)(204) 어플리케이션을 포함하는 다수의 어플리케이션(200-206)은 앞에서 참조로서 포함된 문헌에 명시된 OCAP 어플리케이션 프로그램 인터페이스(API)(208)를 통하여 케이블 컨텐츠를 수신한다. 모니터 어플리케이션(200)은 자원 관리, 보안 등과 같은 기능들을 포함하는 다른 어플리케이션의 라이프사이클을 관리하는 데에 사용되는 다양한 기능을 제공한다. EPG 어플리케이션(202)은 사용자가 예를 들어 텔레비젼 채널을 선택할 수 있게 해 주는 사용자 인터페이스를 제공한다. VOD 어플리케이션(204)은 OCAP 소프트웨어 아키텍쳐에 의해 지원될 수 있는 다른 어플리케이션의 일례이지만, 블럭(206)에 나타나 있는 바와 같이 다양한 다른 유형의 어플리케이션들도 마찬가지로 지원될 수 있다.
실행 엔진(210)은, 다양한 서비스 제공자로부터의 프로그램 및 컨텐츠들이 상이한 제조자들에 의해 공급된 상이한 하드웨어 및 소프트웨어 상에서 실행될 수 있게 하는 플랫폼-독립적인 인터페이스를 제공한다. 실행 엔진(210)은 JVM(Java Virtual Machine) 및 Java API를 이용하여 구현될 수 있다. 케이블 네트워크 서브시스템(212)은 케이블 네트워크 프로토콜과 분산될 수 있는 어플리케이션 컴포넌트들 간의 통신을 지원한다. 네이티브 어플리케이션(native application)(214)은 보다 더 빠른 런타임을 요구하는 어플리케이션들에 대한 OCAP 지원은 물론, 레거시 기능성(lagacy functionality)에 대한 지원을 제공한다. 오퍼레이팅 시스템/미들웨어(216)는 그것이 실행될 특정 셋탑 박스 하드웨어(218)에 대한 지원을 제공한다. 소프트웨어 계층(216)은 다른 기능들 중에서도 특히 태스크/프로세스 스케쥴링, 인터럽트 핸들링, 장치 드라이버 등을 지원한다. 다양한 소프트웨어 계층의 세부사항에 관심이 있다면, 상기의 참조 문헌을 참고하기 바란다.
통상적인 셋탑 박스 하드웨어(218)는 도 3에 도시된 것과 같은 다수의 다양한 서브시스템을 포함한다. 이들은 [예를 들어, 케이블 튜너, 다양한 복조기 및 대역외 트랜시버(out-of-band transceiver)를 포함하며] 일반적인 서비스 액세스를 제공하는 케이블 네트워크 인터페이스(CNI)(300), [STB에 관련된 고객(들)에게 특정 서비스에 대한 액세스를 선택적으로 허용하는] 조건부 액세스(Conditional Access, CA) 서브시스템(302), [예를 들어, 출력 제공을 위해 비디오, 그래픽 및 오디오 데이터를 처리하기 위한] 미디어 처리 서브시스템(304), 및 [예를 들어, 모두 도시되지 않은 ROM, 플래시 메모리 및 RAM을 포함하며] 상호접속부(308)를 통해 이들 서브시스템을 제어하기 위한 프로세서(306)를 포함한다. 케이블 컨텐츠는 케이블 입력부(310)를 통해 STB(218)에 제공되고, 출력부(312)를 통해 텔레비젼에 출력된다.
앞에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은, 개발자들이 케이블 컨텐츠를 핸들링하는 어플리케이션들의 설계에 있어서 보다 더 많은 자유를 갖게 해주는 것과 동시에 OCAP-순응 장치(OCAP-compliant device)들에서 요구되는 보안 환경을 보호하는 방식으로, OCAP 기능을 분할한다. 본 발명의 실시예들에 따른 미디어 처리 유닛에 대한 예시적인 기능적 구획이 도 4에 도시되어 있다. 도 4에서, 본 발명의 실시예들에 관련된 스플릿 아키텍쳐에서는, 한편으로는 표준화된(예를 들어, OpenCable) 조건들 전체(또는 거의 전체)가 만족되고, 다른 한편으로는 순응 기능성(compliant functionality)이 개방 PC 환경에 적응되어, 복제 방지된 컨텐츠를 포맷하여 컴퓨터-생성된 그래픽과 조합하고, 예를 들어 시스템의 디지탈 권리 관리(DRM) 통합을 보존하는 산업 표준 인터페이스 상에서 미디어 출력을 생성한다. 본 발명에 따른 미디어 처리 유닛 및 기술은 케이블-연결된 시스템을 위한 어플리케이션 환경을 시작한다. 도 4에서, 중앙의 선을 가로지르는 화살표들은 이러한 특징들을 가능하게 하는 스플릿 아키텍쳐의 부분들 간에서의 데이터 스트림을 개념적으로 나타낸 것이다. 위쪽의 화살표는 보호된 컨텐츠 데이터 스트림을 조건부 액세스 도메인으로부터 PC 디스플레이로 이송하고, 그 스트림을 그것이 필요로 하는 DRM 보호를 갖는 국부적으로 생성된 그래픽과 조합하는 본 발명의 실시예의 기능을 표현한 것이다. 두번째 화살표는, PC-호스트되는 소프트웨어가 서비스 제공자의 조건부 액세스 도메인 또는 컨텐츠 제공자의 컨텐츠 보호 도메인의 통합성을 파괴하지 않고서 OpenCable API에 가능한 한 많이 액세스할 수 있도록 허용하는 (또는 그 역을 허용하는) 본 발명의 실시예의 기능을 표현한 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 시스템 및 방법의 스플릿 특성은 하드웨어적 관점과 소프트웨어적 관점 둘 다에서 설명될 수 있다. 소프트웨어적 관점에서부터 먼저 시작하면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미디어 처리 유닛을 위한 소프트웨어 계층을 도시하고 있다. 여기에서, OCAP 소프트웨어 아키텍쳐와 비교하여 변경되지 않은 소프트웨어 계층들은 도 2에서 사용되었던 것과 동일한 참조번호를 사용하여 언급된다. 특히 본 발명과 관련하여, 소프트웨어 스택의 API 부분은 2그룹, 즉 특권화된(privileged) API(500)와 안전 API(502)로 분할된다는 점에 유의해야 한다. 이하에서는, OCAP API의 예시적인 분리가 제공되지만, 하나의 예시적인 분리 요인은, 보안 및 조건부 액세스를 포함하여 환경을 제어하기 위해 MSO(Multiple Service Operator)의 기능에 영향을 줄 수 있는 API는 물론, MSO 모니터 어플리케이션에 의해 요구되는 API는 특권화된 것으로 간주된다는 것이다. 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 특권화된 API(500)는 실행 엔진의 보안 부분(602)[액세스 모듈 소프트웨어(600)의 일부]에서 호스트되는 반면, 안전 API(502)는 실행 엔진 중 PC의 소프트웨어 모듈(606)에 의해 제어되는 부분(604)에서 호스트된다. 어플리케이션과 API는 데이터를 교환하도록 의도된 것이므로, 도 6에 도시된 요소들 간에서의 통신은 예를 들어, Java RMI(Remote Method Invocation) 기술을 이용하여 수행될 수 있다. 또한, 미디어 처리 서브시스템 소프트웨어도 별도의 모듈(608)로서 제공될 수 있다. 소프트웨어 아키텍쳐를 이와 같이 분할하면, [전형적으로, 프로세서(306)가 그 컴퓨팅 자원에 있어서 보다 더 제한을 가졌던 통상적인 셋탑 박스 구현에 비하여] 안전 API 및 그 관련 어플리케 이션들은 PC의 추가의 컴퓨팅 자원에 대한 액세스를 가질 수 있게 된다. 동시에, 이하에서 본 발명의 예시적인 하드웨어 구성과 관련하여 더 상세하게 설명되는 바와 같이, OCAP 순응 장치를 제공하기 위해 PC에 의한 액세스가 허용되지 않는 특권화된 API는 별도의 보안 장치 상에서 호스트된다. API와 마찬가지로, 실행 엔진(JVM)(510)의 부분들은 액세스 모듈 소프트웨어 모듈(들)(600)과 PC 소프트웨어 모듈(606) 간에 분산된다. PC 소프트웨어 모듈(606)과 액세스 소프트웨어 모듈(600)을 위한 예시적인 소프트웨어 아키텍쳐에 관한 세부사항은 이하에서 각각 도 8 및 9를 참조하여 제공된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 스플릿 소프트웨어 아키텍쳐를 더 설명하기 위하여, 다양한 어플리케이션 및 API를 위한 명시적인 호스팅 위치를 보여주는 테이블을 제공한다. 도 7에 제공된 예는 단지 설명을 위한 것이며, 특정 API 및/또는 어플리케이션의 액세스 모듈(AM) 또는 컴퓨터(PC)로의 할당은 달라질 수 있음에 유의해야 한다. 테이블에서, 각각의 어플리케이션 및 API를 AM- 호스트되는 엔진(602) 또는 PC-호스트되는 엔진(604) 중 특정한 하나에 할당하는 것 이외에, 다른 가능성들도 존재함에도 유의해야 할 것이다. 예를 들어, 몇몇 API 및/또는 어플리케이션은 AM 및 PC 둘 다에서 호스트될 수 있으며, 이 경우에서 테이블은 그러한 API 및/또는 어플리케이션을 "복제됨"으로 언급한다. 몇몇 경우에서, API 및/또는 어플리케이션의 위치는 예를 들어 보안 또는 성능의 제공에는 중요하지 않고, 어느 모듈에도 할당될 수 있으며, 그러한 경우 테이블은 그러한 API 및/또는 어플리케이션을 "어느쪽이든"으로 언급한다.
본 발명의 실시예들은 Java RMI 기술을 이용한 원격 호출 기능성을 제공하므로, API 또는 어플리케이션의 사용자 모두가 본 발명의 특정 구현에 대하여 그 특정 위치(예를 들어, 액세스 모듈 상에, PC 상에 또는 둘다에)를 결정할 수 없을 수도 있다. 그러나, 이러한 추상화를 사용하기 쉽게 하고, 코드 분산이 자유롭게 변경될 수 있도록 하기 위한 액세스를 준비하기 위하여, 일반 코드 스터브(generic code stub)가 제공될 수 있다. 단순히 예시적인 것이긴 하지만, 보다 더 상세한 본 발명에 따른 미디어 처리 유닛의 PC 소프트웨어 모듈을 위한 소프트웨어 아키텍쳐의 실시예가 도 8에 제공된다. 여기에서, 윈도우즈 오퍼레이팅 시스템을 실행중인 PC에 대한 예가 도시되어 있지만, 당업자라면, 본 발명이 다른 오퍼레이팅 시스템을 실행중인 일반적인 프로세서들에 적용될 수 있음을 알 것이다. 이러한 예시적인 소프트웨어 아키텍쳐(800)는 2개의 주요 구성요소, 즉 장치 드라이버(802, 804)와, HTPC 미디어 시스템 호스트 환경(HMSHE)이라고 칭해지는 메인 프로그램(806)을 갖는다. 장치 드라이버(802, 804)는 액세스 모듈(들)(602) 및 미디어 프로세서(608) 상에서 소프트웨어 및 하드웨어와 통신하는 데에 필요한 코드를 제공하는 C 또는 C++ 윈도우즈 커널 드라이버이다. HMSHE(806)는 하이레벨 액세스 모듈 및 미디어 프로세서 태스크를 수행하고 멀티미디어 어플리케이션(808)을 실행하는 윈도우즈 사용자-모드 어플리케이션이다. 단순히 설명만을 위한 멀티미디어 어플리케이션(808)의 일례가, 2004년 1월 30일자로 출원된 미국 특허 출원 제10/768,432호 "Control Framework with a Zoomable Graphical User Interface for Organizing, Selecting and Launching Media Items"에 개시되어 있으며, 그 내용이 여기에 참조로서 포함된다.
액세스 모듈 장치 드라이버(802)는 액세스 모듈(들)(600)을 초기화하고, 액세스 모듈(들)(600)을 윈도우즈 OS에 등록한다. 드라이버(802)는, HMSHE 어플리케이션(806)이 시작되어 액세스 모듈(들)(600)과의 모든 로우레벨 통신을 핸들링하게 될 때까지 유휴 상태로 있는다. 미디어 프로세서 장치 드라이버(804)는 액세스 모듈(들)(600)로부터의 컨텐츠의 제공을 제어하기 위해 확장된 API를 갖는 가속 비디오 카드 장치 드라이버로서 구현될 수 있다. HMSHE(806) 내의 JVM(Java Virtual Machine)(810)은 PC 상의 사용자 인터페이스 코드와 실행 엔진(510)의 일부인 액세스 모듈(들)(600)로부터의 API 둘다를 실행한다. 이로 인해, JVM(810)은 임의의 어플리케이션 프로그램이 필요로 하는 Java API를 지원할 수 잇고, 시각적/청각적 장비로부터 예상될 수 있는 하이레벨 결함에 대한 결함 내구성을 가져야 한다. 결함 내구성을 위하여, JVM(810)의 두가지 실시예가 고려될 수 있다. 첫째로, 각각의 어플리케이션은 결함을 고립시키고, API 호출에 대하여 RMI를 통해 통신하기 위하여, 분리된 JVM(810) 내에서 실행될 수 있다. 둘째로, 모든 어플리케이션이 단일의 JVM(810) 내에서 실행될 수 있고, 충돌이나 정체시에 JVM(810)을 재시작시키기 위하여 결함 모니터(812)가 사용될 수 있다.
커스텀 모니터(814)는 액세스 모듈 소프트웨어 모듈(600) 내에 상주하는 실행 엔진(510)의 부분 내에 제공되는 모니터 어플리케이션(906)과 유사하며, 이하게 설명된다. 커스텀 모니터(814)는 HMSHE(806) 상의 JVM(810)에서 실행중인 커스텀 어플리케이션을 위한 제어의 중심점이다. 또한, 커스텀 모니터(814)는 임의의 액 세스 모듈(600)을 위해 제공되는 임의의 컨텐츠 제공자의 제어 하에 있지 않다. 특히, 커스텀 모니터(814)는 본 발명의 일 실시예에 따라 다음의 책임을 갖는다.
1. HMSHE(806)에 액세스하기 위한 시스템-전역적인 메커니즘을 제공하여, 새로운 어플리케이션들이 프로그램적으로 등록되어 실행될 수 있게 한다.
2. JVM(810) 상에서 실행 중인 모든 어플리케이션을 모니터링한다.
3. 어플리케이션들에 허가를 할당한다.
4. JVM(810) 내에서 서로 간섭하는 어플리케이션들을 고립시킨다.
5. 어플리케이션들을 시작 및 종료하기 위한 관리 인터페이스를 제공한다.
사용자 인터페이스 관리자(UIM)(816)는 오디오, 비디오 및 인터넷 어플리케이션의 프리젠테이션을 위한 모든 디스플레이 면적의 사용을 조정한다. 용도에 따라, 화면 프리젠테이션 영역은 한 윈도우 또는 화면 전체로 제한될 수 있다. HMSHE(806) 내에서 실행되는 커스텀 어플리케이션들은 이용가능한 영역을 사용하기 위하여 UIM(816)과 조화하여 동작한다. 필요하다면, 이 영역의 외부에 윈도우 및 다이얼로그 박스를 생성하는 것도 여전히 가능하지만, 사용자 인터페이스가 TV-스타일의 사용자 인터페이스에 보다 더 가깝다면, 그러한 어플리케이션 행동은 바람직하지 않다. UIM(816)에 의해 이출(export)된 API는 예를 들어 위치 예약, (허용된다면) 중첩 예약들의 알파 블렌딩, 및 메시지를 디스플레이하기에 좋은 화면 영역의 추천을 지원한다. 예약 결정 및 제안에 사용되는 학습법은 커스텀화될 수 있다. UIM(816)을 호출할 수 있는 본 발명에 따른 미디어 처리 시스템 내의 상이한 엔티티들의 예로는 다음을 들 수 있다.
1. TV 시청 프로그램을 통한 액세스 모듈(600) : 액세스 모듈(600)은 전체 디스플레이(116)를 제어하는 착각을 제공하는 MSO 어플리케이션을 위한 환경을 제공한다. 액세스 모듈(600)은 UIM(816)에 질의하고 그 결과에 기초하여 다른 컴포넌트들과 통신하여 그에 따라 액세스 모듈 출력의 크기를 재조정하는 TV 시청 프로그램을 이용하여 이를 달성한다.
2. DVD 플레이어
3. MPEG/AVI 플레이어 : 일부 경우에서, MSO 어플리케이션은 상호작용적인 컨텐츠를 핸들링할 때, 그 출력 윈도우 내에서 MPEG 또는 AVI 플레이어를 시작시킬 수 있다.
4. CD 또는 MP3 플레이어와 같이 비디오 출력을 제공하지 않는 어플리케이션으로부터의 Java AWT 프레임
5. 외부 어플리케이션 : 이 경우에서, UIM(816)은 HMSHE(806) 내의 어떤 것도 사용하지 않더라도, 디스플레이(116) 상의 공간을 예약해둔다. 외부 어플리케이션은 이러한 예약된 영역 내의 화면 면적만을 사용하도록 지시받으며, PC의 오퍼레이팅 시스템은 필요할 때 알파 블렌딩을 수행할 수 있다.
액세스 모듈 GUI 프록시(818)는 HMSHE(806) 상에서의 GUI API들과 액세스 모듈(들)(600) 간의 모든 GUI 관련 API 호출을 인터셉트하는 컴포넌트이다. AM GUI 프록시(818)는 TV 사용자 인터페이스 소프트웨어로부터 윈도우 배치 및 크기조정을 수신하면서, 화면의 전체 제어의 모양을 AM 소프트웨어(예를 들어, MSO 어플리케이션)에 제공할 책임을 진다. 이것은 예를 들어 다음의 처리를 포함한다.
1. GUI 요청 내의 좌표를 화면 상에서의 자신의 적절한 오프셋 및 크기로 크기조정하고 옮긴다.
2. 마우스 클릭과 같은 GUI 이벤트를 처리하여, AM의 좌표 시스템에 위치시킨다.
AM 이출된 API(820)는, PC 상에서 예를 들어 도 7의 테이블에 나타나 있는 것들을 실행시키기 위하여 할당되어 있는 실행 엔진 API를 포함한다. AM 관리자(822)는, 액세스 모듈(들)(600) 상의 통계에 질의하고, 다른 API(예를 들어, OCAP에 의해 지정된 것들)를 통해 관리되지 않는 AM 컴포넌트를 관리하기 위한 API를 제공한다. 질의될 수 있는 통계의 예로는, IEEE 1394a 통계, 튜너 주파수 통계, 및 대역외 모뎀 통계가 있다. MP 관리자(824)는 미디어 프로세서(608) 상의 통계를 질의하고 MPEG-2 인코더 및 믹서를 하이레벨에서 관리하기 위한 API를 제공한다. PVR(Personal Video Recorder) API(826)는 하나 이상의 액세스 모듈(들)(600) 상에서의 기록 및 미디어 재생을 제어하기 위한 하이레벨의 프로그래밍가능한 인터페이스를 제공한다. 또한, 기록 및 재생이 동시에 발생하여, PVR-유형의 어플리케이션이 구축될 수 있게 할 수 있다. 외부 App 프록시(828)는 비-HMSHE 어웨어 어플리케이션이 단일화된 환경의 일부로서 나타날 수 있게 해 준다. 또한, HMSHE(806)는 어플리케이션 작성을 간단하게 하는 한 세트의 유틸리티(830)를 포함할 수 있다. 이러한 유틸리티(830)는 예를 들어 어플리케이션과 사용자 인터페이스 컨트롤러 간 통신을 지원하기 위한 이벤트 채널을 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액세스 모듈 소프트웨어(600)를 보다 더 상 세하게 도시한 것이다. 액세스 모듈 소프트웨어(600)는 MSO STB 어플리케이션(902) 및 TV 서비스(904)(예를 들어, 클로즈드 캡션, 모국어 제어)를 보안된 방식으로 호스트하는 Java 어플리케이션 환경으로서 구현될 수 있다. 이러한 모듈은 MSO로의 통신을 위한 도관이므로, 액세스 모듈은 PC 상에 상주하는 신뢰되지 않은 어플리케이션들로부터 MSO 네트워크의 완결성을 보호한다. 또한, 액세스 모듈(600)은 MSO의 모니터 어플리케이션(906)을 호스트한다. 모니터 어플리케이션(906)은 액세스 모듈(600)로부터의 저작권 보호된 자료의 배포 및 소프트웨어 어플리케이션 실행에 대한 MSO 제어를 제공한다. 액세스 모듈 소프트웨어 스택 내의 이러한 어플리케이션들 아래에는, OCAP API[예를 들어, 도 7에서 분리된 채로 액세스 모듈(AM) 내에 상주하는 API]와, 그러한 API가 제공하는 4가지 유형의 서비스가 존재한다. 이러한 4가지 유형의 서비스 각각이 이하에서 차례로 설명될 것이다.
특권화된 서비스(privileged service)는 모니터 어플리케이션(906), 또는 모니터 어플리케이션(906)이 허가를 제공하는 다른 어플리케이션들에 의해서만 액세스될 수 있는 서비스이다. 한가지 특권화된 서비스는 비디오 출력 제어로서, 액세스 모듈(600)로부터의 비디오 출력의 퀄리티 및 복사 허가에 대한 어플리케이션 제어를 가능하게 하는 서비스이다. 특권화된 어플리케이션은 다양한 출력으로의 비디오 공급을 불가능하게 하거나, 비디오 해상도를 제한할 수 있다. 또한, 특권화된 어플리케이션은 이러한 기능들로 CCI(Copy Control Information)를 무효화할 수 있다. 또 다른 특권화된 서비스는 이벤트 필터링이다. 모니터 어플리케이션(906)은 모든 사용자 인터페이스 이벤트들을 다양한 어플리케이션들에 분산시키기 전에 수신하여 필터링하는 능력을 갖는다. 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 미디어 처리 장치의 문맥 내에서, 이벤트 필터링 서비스는 액세스 모듈(600) 상에서 실행 중인 어플리케이션에 의해 소비되는 이벤트(AM-이벤트)들에 대한 이벤트 필터링만을 허용한다. 다른 유형의 이벤트들(예를 들어, PC 상에서 실행 중인 어플리케이션들에 의해 소비되는 이벤트들)은 필터링가능하지 않을 수 있다. 어플리케이션 필터링은 특권화된 어플리케이션이 어플리케이션들의 실행에 대해 제어할 수 있게 해 주는 또 다른 특권화된 서비스이다. 또 다른 특권화된 서비스는 자원 관리 제어이다. 자원 관리 제어 방법은, 특권화된 어플리케이션이 (1) 다른 어플리케이션들 간에 발생할 수 있는 자원 충돌을 해결하고, (2) 어플리케이션들에 대한 구체적인 자원 액세스 정책을 설정할 수 있게 해 준다.
개방형 서비스(open service)는 STB 어플리케이션에 의한 실행을 위해 구현되어 사용되지만, PC 어플리케이션들도 원격으로 이용할 수 있다. 개방형 서비스의 예로는, 채널 변경(튜닝)을 위한 메커니즘을 제공하는 서비스 선택 방법, 및 프로그램을 찾는 기능을 제공하고 프로그램 가이드 자료의 생성을 돕는 서비스 정보 방법이 있다. 어플리케이션이 PVR 기능을 실행할 수 있게 해 주는 기록 제어 방법과, 어플리케이션에 의한 사용자 입력 이벤트(예를 들어, 버튼 클릭)의 등록 및 수신을 가능하게 하는 이벤트 핸들링 방법도 개방형 서비스의 다른 예이다. 일방향 네트워크 액세스 방법도 PC 상의 어플리케이션들은 물론, AM 상의 어플리케이션들도 이용할 수 있는 개방형 서비스이다. 시스템은 멀티캐스트 IP 어드레스를 사용하여 방송 스트림 내에서 이러한 단방향성 IP 세션들을 수신한다. 개방형 서비스 의 다른 예로는, 어플리케이션들이 제한된 자원을 자신이 이용하기 위해 요청하고 예약할 수 있게 해주는 자원 예약 방법이 있다. OCAP는 등시성 및 비등시성 자원 예약 둘 다를 지원한다. 비등시성 설비는 어플리케이션이 자원을 위한 대기 리스트에 올려질 수 있게 해 준다. OCAP는 비디오, 백그라운드 비디오, 그래픽, MPEG 디코더 및 튜너를 제한된 자원으로서 정의해왔다.
원격 서비스(remote service)는 액세스 모듈 어플리케이션이 액세스할 수 있지만 물리적으로 PC 상에 구현되는 소프트웨어 방법이다. 예를 들어, JAVA RMI는 액세스 모듈 어플리케이션들이 이를 이용할 수 있게 되어 있다. 예시적인 원격 서비스로는, PC에 의해 호스트되는 그래픽 제어 방법이 포함된다. 그래픽 제어를 이용하는 수개의 베이스라인 어플리케이션(클로즈드 캡션, 응급상황 경고 시스템)이 존재한다. 또한, VOD 클라이언트와 같은 다른 어플리케이션들도 그래픽 기능을 필요로 한다. 액세스 모듈(600)은 PC 상에서 호스트되는 java.awt 및 기타 API에 액세스하기 위해 스터브를 사용할 수 있다.
폐쇄형 서비스는 액세스 모듈(600) 상에서 실행되는 모든 어플리케이션들이 이용할 수 있지만, PC는 이용할 수 없다. 폐쇄형 서비스는 액세스 모듈 및 PC 상에서 복제될 수 있는 기반구조 유형의 서비스를 포함한다. 이들은 시스템이 잠재적으로 MSO에 위협이 되는 것으로 식별하는 신뢰되지 않은 PC로부터의 서비스들을 포함한다. 그러한 서비스들의 예로는, 액세스 모듈 상의 어플리케이션들만이 이용할 수 있는 리턴 채널 액세스 방법이 있다.
스택의 최하위에는, 통신 서비스는 물론, 하드웨어 자원, 하우스키 핑(housekeeping) 기능, 일반 유틸리티에 추상화를 제공하는 시스템 소프트웨어(908)가 존재한다. 시스템은 대역내, 대역외 및 DOCSIS 메커니즘을 통해 PC, POD 및 케이블 네트워크에 통신을 제공한다.
하드웨어적 관점으로부터 볼 때, 본 발명의 실시예들에 따른 미디어 처리 유닛(1000)은 도 10에 도시된 기능적 요소들을 포함할 수 있다. 여기에서, 앞에서 설명한 바와 같이, 각 장치는 물리적 케이블을 통해 수신된 미가공 케이블 컨텐츠를 취하여, 미가공 복조 출력으로 변환하는 서비스 접속 기능부(SCF)(1002)를 포함할 것이다. SCF는 보다 일반적으로는 케이블, DBS, 방송 텔레비젼(아날로그 또는 디지탈) 또는 DSL을 포함하는 입력을 수신할 수 있다. 디지탈 서비스에 대하여, 이 기능부는 적합한 채널을 선택하여, 그것을 비트스트림으로 복조한다. 아날로그 서비스에 대하여, SCF(1002)는 RF 채널을 NTSC 표준의 IF 신호로 변환한 후, 그것을 MPEG를 이용하여 디지타이징(digitizing) 및 인코딩한다. SCF(1002)는 채널 선택을 구현하기 위해 PC 및/또는 조건부 액세스 기능부(1004)(CAF)로부터의 제어 경로를 이용한다. SCF 기능부(1002)에 의해 지원되는 몇몇 특징들은 CAF 또는 PC의 제어하에 특정 채널로 튜닝되어, 신호의 존재여부 및 (선택적으로는) 그 퀄리티를 나타내는 피드백 신호를 제어 엔티티에 제공하고, 통합 다이플렉서 기능을 포함하는 양방향 대역외(OOB) 통신 채널을 위한 모듈러 지원을 제공하고, 통합 다이플렉서를 포함하는 DOCSIS 순응형 케이블 모뎀 기능을 위한 모듈러 지원을 제공하고, 통합된 스플리터 기능을 포함하는 적어도 하나의 추가 튜너를 위한 모듈러 지원을 제공하여 SCF(1002)가 픽쳐-인-픽쳐 또는 동시 시청 및 기록 기능을 지원하기 위한 2개 이상의 RF 채널을 수용할 수 있게 하고, CAF(1004)로의 전달을 위해 모든 수신된 FAT(Forward Application Transport) 및 OOB 신호를 복조하고, 조건부 액세스 기능부(1004)로부터의 업스트림 데이터를 수용, 변조 및 송신하며, 또한 각각의 튜닝된 채널에 대해 아날로그 비디오 스트림을 제공하여 NTSC 텔레비젼 신호를 지원하고 그것을 MPEG으로 압축한다.
미가공 복조 출력은 조건부 액세스 기능부(1004)에 제공되며, 이 기능부(1004)는 컨텐츠 스트림에 대한 고객의 특정한 액세스 권한에 기초하여, 복조된 출력으로부터 보안 특징(예를 들어, 암호화/스크램블링)을 선택적으로 제거한다. 케이블 시스템에 대해서, 이것은 POD(Point Of Deployment) 장치가 존재하며, CAF가 예를 들어 다양한 CableLabs POD 명세에 순응함을 의미한다. CAF(1004)는 서비스 제공자를 위해 보안된 환경을 형성하는 시스템 및 특권화된 어플리케이션 소프트웨어를 지원한다. CAF(1004)의 몇몇 특징들은, SCF(1002)로부터의 미디어 스트림을 POD에 전달하고, OCAP 사양 내에 언급된 다른 흐름들은 물론, POD로부터의 재암호화된 미디어 스트림을 수용하는 POD 장치 지원; 미디어 처리 유닛의 보다 덜 안전한 부분(예를 들어, PC)으로의 후속 송신을 위해, POD로부터의 미디어 스트림을 DTCP 스트림으로 재암호화하는 것; 안전하고 로버스트한 서비스 제공자 상호작용에 필요한 기능들을 캡슐화하기 위한 제어 처리; 및 특권화된 API 기능 및 DRM-가능형 기록 출력을 위한 지원을 포함한다.
CAF(1004)는 데이터 스트림을 DRM-보호된 접속을 통해 미디어 처리 기능부(1006)에 전송할 수 있다. 미디어 처리 기능부(1006)는 사용자-허가된 복조 케 이블 컨텐츠를 취하고, 그것을 처리하여 적합한 비디오 및 오디오 출력을 적합한 상호접속부(1010)(예를 들어, AGP 또는 PCI 버스)를 통해 PC(1008)에 제공한다. 미디어 처리 기능부(1006)에 의해 수행되는 몇몇 기능들은, 모든 PC 동작을 위한 고해상도 비디오 그래픽 카드를 제공하는 것, DRM-가능형 MPEG 입력 스트림을 위한 지원, 수신되는 미디어 스트림의 MPEG 디코딩, 오버레이, 스케일링, 미디어 이미지 및 컴퓨터 생성된 그래픽 이미지의 재배치를 비롯한 비디오 디스플레이의 합성, 이중 독립 디스플레이 지원, DRM-가능형 디스플레이 출력, 외부 오디오 입력 및 디지탈 오디오 믹싱을 포함한다.
재생 및 기록 기능부(PRF)(1009)는 보호된 컨텐츠를 운반할 수 있는 MPEG 스트림을, 개방적으로 액세스할 수 있는 장치(예를 들어, PC의 디스크 드라이브)에서의 저장에 적합한 미디어 스트림으로 연결시키는 것을 담당한다. PRF(1009)에 관련된 몇몇 기능들은, DRM을 보존하기에 충분한 미디어 스트림, 암호화 및 복호화를 운반하는 DTCP 컨텐츠 보호를 통합하는 IEEE 1394a 인터페이스를 제공하는 것; 및 암호화된 미디어 스트림을 운반하는 양방향 포트를 제공하는 것을 포함한다. PRF 기능부(1009)는 적어도 2개의 암호화 및 2개의 복호화 스트림을 동시에 핸들링할 수 있다. 기록된 미디어 컨텐츠의 재생 동안, PC가 제어를 조정할 수 있고, PC가 미디어 스트림을 복호화하지 못하기 때문에, PRF(1009)로부터 PC(1008)로 제공되는 스트림에는 암호화되지 않은 동기화 정보로 된 주석이 제공되어, 시간적 완결성이 유지될 수 있게 한다. 다르게는, PRF(1004)는 미디어 스트림의 페이로드만을 암호화하여, 타임스탬프를 갖는 헤더 정보는 그대로 남겨둘 수 있다. PC(1008)는 서비 스 접속 기능부(1002), 조건부 액세스 기능부(1004) 및 미디어 처리 기능부(1006)를 제어하여 이하에 더 상세하게 설명될 다양한 기능들을 수행하기 위하여, 도시된 제어 경로들을 통해 이 블럭들에 제어 신호를 제공할 수 있다.
본 명세서에서 사용될 때, "미디어 처리 유닛"은 블럭(1012) 및 PC(1008) 내의 하드웨어를 둘다 포함할 수도 있고, 블럭(1012) 내의 하드웨어만을 포함할 수도 있다는 점에 유의해야 한다. 어떠한 경우에서든, 블럭(1012) 내의 하드웨어는 PC(1008) 내의 PCI 슬롯(도시되지 않음) 등을 통해 PC(1008)에 분리가능하게 연결될 수 있는 하나 이상의 분리가능형 카드 모듈로서 제공될 수 있다. 본 발명의 그러한 실시예가 도 11에 도시되어 있다. 여기에서, 제1 분리가능형 카드(1100)는, 액세스 모듈을 형성하고 또한 앞에서 설명된 바와 같이 그에 할당될 수 있는 어플리케이션 및/또는 API를 저장하는 컴포넌트들을 포함한다. 액세스 모듈 카드(1100)는 RF 포트에서 케이블 컨텐츠를 수신하고, 데이터 스트림을 복조를 위해 튜너 모듈(1102) 상으로 전달한다. 튜너 모듈(1102)은 액세스 모듈과 동일한 물리적 보드/카드 상에 배치될 수도 있고, 다르게는 별도의 컴포넌트로서 제공될 수도 있다. 액세스 모듈(1100)은 튜너 모듈(1102)로부터 응답으로 복조 (IF) 스트림을 수신하고, 액세스 모듈(1100) 상에 실장된 소켓(1104)에 플러그인된 POD(point-of-deployment) PCMCIA 카드를 이용하여, 앞에서 설명한 조건부 액세스 기능을 제공한다. 액세스 모듈 카드(1100)는 또한 앞에서 설명한 스플릿 소프트웨어 아키텍쳐에 기초하여 액세스 모듈에 할당된 컨텐츠 제공자 어플리케이션의 실행을 호스트하는 내장된 프로세서(1106)를 포함한다. 액세스 모듈 카드(1100)는 보호된 컨텐츠를 암호화하고, 그것을 DRM-보호된 접속(1110)[예를 들어, 디지탈 전송 복제 보호(DTCP)를 갖는 IEEE 1394a 버스]을 통해 미디어 프로세서 카드 모듈(1108)로 송신한다. DTCP는 IEEE 1394 버스를 통해 전달된 디지탈 데이터의 불법적인 탬퍼링 또는 복제를 방지하는 기술이다. 미디어 프로세서 카드 모듈(1108)은 액세스 모듈 카드(1100)로부터의 복제방지된 및 PC-생성된 컨텐츠를 믹싱하도록 확장된 고성능 AGP 비디오 카드로서 구현될 수 있다. 액세스 모듈 카드(1100) 및 미디어 프로세서 카드(1108)는 각각 핀 커넥터(1112 및 1114)를 통하여 PC(1008)에 접속된다.
앞에서 설명한 예시적인 스플릿 아키텍쳐는 본 발명의 실시예에 따른 미디어 처리 유닛으로 되며, 여기에서 하드웨어 및 소프트웨어는 이하에 도 12를 참조하여 설명되는 바와 같이 미디어 흐름을 생성하도록 제휴하여 동작한다. 일반적으로, 미디어 처리 유닛(1201) 내의 서비스 접속 기능부(SCF)(1202)는 하나 이상의 컨텐츠 서비스 제공자(1200)로부터 포워드 에러 정정을 갖는 본래의 변조 컨텐츠를 수신하고, 그것이 아날로그라면 디지타이즈한 후, 조건부 액세스 기능부(CAF)(1204)에 전달한다. CAF(1204)는 조건부 액세스 복호화를 위해 디지탈 컨텐츠를 POD(1206)에 송신한다. 그 다음, CAF(1204)는 이 컨텐츠를 보안 DTCP-가능형 FireWire 접속을 통해, 미디어 처리 기능부(MPF)(1210), 또는 재생 및 기록 기능부(PRF)(1208)로 포워드한다. PRF(1208)는 암호화된 컨텐츠를 하드 디스크 드라이브(1212) 상에 저장한다. 사용자가 나중에 컨텐츠를 재생한다면, PRF(1208)는 그것을 CAF(1204)를 통해 되돌려보내어, CAF(1204)의 MPEG 멀티플렉싱 기능을 이용한다. MPF(1210)는 CAF(1204)로부터 디지탈 컨텐츠를 수신하고, 이 컨텐츠를 PC(1214)로부터 수신된 컴퓨터 그래픽과 믹싱한다. 도 12의 예는 MPF(1210)로부터 디지탈 또는 아날로그 인터페이스를 가질 수 있는 다양한 청각적/시각적 장치들로 암호화되거나 암호화되지 않고서 출력된 9가지 상이한 유형의 출력 세트를 도시한 것이다. 당업자라면, 보다 더 많거나 적은 (및 다른 유형의) 출력이 미디어 처리 유닛(1201)에 제공될 수 있음을 알 것이다. 도 12의 화살표에 의해 표현된 각 미디어 흐름의 상세한 설명은 도 13의 테이블 내에 제공된다.
도 14는 도 12의 일반적인 미디어 흐름 다이어그램에 예시적인 디지탈 케이블 프로그래밍 흐름을 중첩시킨 도면이다. 이것은 컨텐츠 서비스 제공자(1200)로부터 미디어 처리 유닛(1201)을 경유하여 그 청각적/시각적 출력으로 흐르는 디지탈 케이블 프로그래밍의 흐름을 나타낸 것이다. 이하에서는, 각 흐름이 도 14의 번호가 매겨진 점선 화살표에 대응하는 번호별로 설명된다.
1. OC1은 서비스 제공자가 SCF(1202)에 송신하는 컨텐츠이다. 이 컨텐츠는 CA-스크램블링될 수도 있고 되지 않을 수도 있다.
2. SCF(1202)는 포워드 에러 정정 정보를 처리하고 제거한다. 이것은 또한 MPEG-2 MPTS(Multiple Program Transport Stream)을 디-멀티플렉싱하여, 관련 비디오 및 오디오에 관련있는 프로그램과 메타데이터만을 보존한다.
3. SCF(1202)는 CAF(1204)에 MPEG-2 SPTS(Single Program Transport Stream)을 송신한다(DOC1).
4. 동일한 MPEG-2 SPTS가 POD(1206)로 송신된다(DOC2).
5. POD(1206)는 필요한 경우 컨텐츠를 CA-디스크램블링한다. 이것은 컨텐츠 보호 요구조건에 의해 결정된 바에 따라 컨텐츠에 DES 암호화를 적용할 수 있다.
6. POD(1206)는 가능한 DES 암호화와 함께 MPEG-2 SPTS를 송신한다(PEDC).
7. CAF(1204)는 요구되는 경우 미디어 스트림 상에 DES 복호화를 수행한다.
8. CAF(1204)는 컨텐츠를 DTCP-암호화하고, 그것을 MPF(1210)에 송신한다(DEC3).
9. MPF(1210)는 DTCP 암호화를 제거한다. 그 다음, 적합한 출력을 위하여 컨텐츠를 준비한다. 아날로그 비디오 출력에 대하여, 이것은 D/A 변환을 반드시 수행해야 한다. 또한, 이 스트림으로부터 오디오를 분리해야만 (잠재적으로는 디코딩해야만) 한다.
10. MPF(1210)는 컨텐츠를 다양한 서로 다른 인터페이스들을 통해 청각적/시각적 출력 장치에 송신한다.
도 15는 예시적인 아날로그 케이블 프로그래밍 흐름을 도 12의 일반 미디어 흐름 다이어그램에 중첩시킨 것이다. 이것은 컨텐츠 서비스 제공자(1200)로부터 미디어 처리 유닛(1201)을 경유하여 그 청각적/시각적 출력으로 흐르는 아날로그 케이블 프로그래밍의 흐름을 나타내고 있다. 이하에서는, 각각의 흐름이 도 15의 번호가 매겨진 점선 화살표에 대응하는 번호별로 설명된다.
1. 컨텐츠 서비스 제공자(1200)는 서비스 접속 기능부(1202)에 아날로그 케이블 프로그래밍을 송신한다(ORC1). 이 컨텐츠는 CA-스크램블링되지 않을 것이다.
2. SCF(1202)는 아날로그 미디어를 디지타이즈하고 압축한다. 비디오는 MPEG2 포맷으로 변환되고, 오디오는 AC-3 포맷으로 변환된다. SCF(1202)는 MPEG-2 SPTS를 형성한다.
3. MPEG-2 SPTS는 CAF(1204)에 송신한다(DOC1).
4. CAF(1204)는 컨텐츠를 자신의 출력 인터페이스를 통하여 MPF(1210)에 전달한다. 아날로그 케이블 프로그래밍 상에 조건부 액세스 및 POD 처리는 수행되지 않는다.
5. CAF(1204)는 컨텐츠를 DTCP-암호화하고, 그것을 미디어 프로세서 기능부(1210)에 송신한다(DEC3).
6. MPF(1210)는 DTCP 암호화를 제거한다. 그 다음, 적합한 출력을 위하여 컨텐츠를 준비한다. 아날로그 비디오 출력에 대해서는, D/A 변환을 반드시 수행해야 한다. 또한, 이 스트림으로부터 오디오를 분리해야만 (그리고, 바람직하게는 디코딩해야만) 한다.
7. MPF(1210)는 컨텐츠를 다양한 서로 다른 인터페이스들을 통해 청각적/시각적 출력 장치에 송신한다.
도 16은 미디어 믹싱이 상기에 설명된 스플릿 아키텍쳐를 이용하는 예시적인 미디어 처리 유닛(1201) 내에서 어떻게 수행될 수 있는지를 나타낸 도면이다. 이하에서는, 각각의 흐름이 도 16의 번호가 매겨진 점선 화살표에 대응하는 번호별로 설명된다.
1. CAF(1204)는 DTCP 암호화와 함께 MPEG-2 MPTS를 MPF(1210)에 송신한다(DEC3).
2. PC(1214)는 PC 비디오 및 아날로그 오디오를 MPF(1210)에 송신한다(PCVD 및 SDA1).
3. MPF(1210)는 비디오 및 오디오를 적절하게 믹싱하여, 올바른 출력 인터페이스에 송신한다.
도 17은 본 발명에 따른 예시적인 미디어 처리 유닛이 어떻게 국부적 기록 및 재생을 수행할 수 있는지를 나타낸 도면이다. 사용자는 기록 및 재생을 동시에 행할 수도 있고, 시간상 떨어져서 행할 수도 있다. 이하에서는, 각각의 흐름이 도 17의 번호가 매겨진 점선 화살표에 대응하는 번호별로 설명된다.
1. CAF(1204)는 DTCP 암호화와 함께 MPEG-2 MPTS를 PRF(1208)에 송신한다(DEC1).
2. PRF(1208)는 DTCP 암호화를 제거하고, 컨텐츠에 CPRM 암호화를 적용한다.
3. 암호화된 CPRM이 하드 디스크 드라이브(1212)에 송신된다(CEC1).
4. PRF(1208)는 하드 디스크 드라이브(1212)로부터 CPRM 암호화된 컨텐츠를 판독한다.
5. PRF(1208)는 CPRM 암호화를 제거하고, MPEG-2 MPTS에 DTCP 암호화를 적용하여 CAF(1204)에 송신한다 (DEC1).
6. CAF(1204)는 MPEG-2 MPTS를 자신의 출력 스트림 내로 멀티플렉싱하고, 그것을 IEEE-1394a-DTCP를 이용하여 MPF(1210)에 송신한다.
7. MPF(1210)는 IEEE-1394a-DTCP 암호화를 제거하고, 다양한 청각적/시각적 장치들로의 출력을 위해 컨텐츠를 준비한다.
앞에서 설명된 실시예들에 대한 다양한 수정 및 변경이 예상될 수 있다. 예 를 들어, 액세스 모듈은 앞에서 설명된 것과 같은 컴퓨터를 위한 PCI 플러그인 카드로서 구현될 수도 있고, 다르게 연결되는 독립형의 내장된 모듈로서 구현될 수도 있다. 예를 들어, CORBA 또는 .net과 같은 상이한 유형의 미들웨어가 사용될 수 있다. (도 11과 달리) CAF(1204) 및 MPF(1210)가 하나의 장치로 통합된 경우, DTCP를 사용하는 IEEE 1394 상호접속부는 불필요하다. 본 발명의 다양한 실시예들은 일반적인 컴퓨팅 환경의 보다 더 많은 자원들이 미디어, 게임 및 상거래 어플리케이션과 같은 상급 어플리케이션에 보다 더 완전하게 집중할 수 있게 해 주면서도, 예를 들어 OCAP에 의해 의도되는 대로, 신뢰할 수 있는 특권화된 케이블 데이터 및 권리를 보호할 수 있는 능력을 달성한다.
상기에 설명된 실시예들은 모든 면에서 제한적인 것이 아니라, 본 발명의 설명을 위한 것이다. 따라서, 본 발명은 당업자가 여기에 포함된 설명으로부터 얻을 수 있는 상세한 구현에 대한 많은 변경을 포함할 수 있다. 그러한 모든 변경 및 수정은 이하의 특허청구범위에 의해 정의된 것과 같은 본 발명의 범위 및 취지 내에 있는 것으로 간주된다. 본 출원의 명세서에서 사용된 어떠한 요소, 동작 또는 명령어도 그렇게 명시되지 않는 한, 본 발명에 핵심적이거나 필수적인 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 특별한 언급이 없다면, 하나 이상의 항목을 포함하도록 의도된 것이다.

Claims (10)

  1. 케이블 입력으로부터 수신된 데이터에 기초하여 비디오 출력을 생성하는 방법으로서,
    상기 케이블 입력을 액세스 모듈 내에 수신하는 단계,
    상기 액세스 모듈 내의 상기 케이블 입력의 적어도 일부를 복조하고, 그 에 대해 조건부 액세스(conditional access)를 제공하는 단계,
    상기 케이블 입력의 상기 적어도 일부를 상기 액세스 모듈로부터 미디어 처리 모듈로 전송하는 단계,
    상기 미디어 처리 모듈 내에 컴퓨터-생성된 그래픽(computer-generated graphics)을 수신하는 단계, 및
    상기 미디어 처리 모듈 내에서, 상기 케이블 입력의 상기 적어도 일부와 상기 컴퓨터-생성된 그래픽을 믹싱하여, 상기 비디오 출력을 생성하는 단계
    를 포함하는 비디오 출력 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조건부 액세스를 제공하는 단계는, OCAP 조건부 액세스 기술을 이용하여 조건부 액세스를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전송하는 단계는, 상기 케이블 입력의 상기 적어도 일부를, 디지탈 권리 관리(digital rights management, DRM) 프로토콜을 보증하는 상 호접속부를 통해 상기 미디어 처리 모듈에 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 상호접속부는 DTCP를 이용하는 IEEE 1394 버스인 방법.
  5. 컴퓨터 비디오 시스템으로서,
    케이블 입력을 수신하고, 상기 케이블 입력을 복조하고, 상기 복조된 케이블 입력으로부터 고객 액세스에 관련된 데이터 스트림을 추출하기 위한 액세스 모듈, 및
    상기 추출된 데이터 스트림을 미디어 프로세서 모듈에 전송하기 위한 상호접속부
    를 포함하고, 상기 미디어 프로세서 모듈은 컴퓨터-생성된 그래픽을 수신하고, 상기 추출된 데이터 스트림을 상기 컴퓨터-생성된 그래픽과 믹싱하여 비디오 출력 스트림을 생성하는 컴퓨터 비디오 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 상호접속부는 DTCP를 이용하는 IEEE 1394 버스인 방법.
  7. 케이블 데이터 처리 시스템으로서,
    컴퓨터에 관련된 일반 프로세서는 액세스할 수 없으며, 수신 케이블 데이터 스트림에 대해 동작하는 특권화된(privileged) 어플리케이션 프로그램 인터페이스(API)들을 포함하는 제1 모듈, 및
    상기 컴퓨터에 관련된 상기 일반 프로세서가 액세스할 수 있으며, 상기 수신 케이블 데이터 스트림에 대해 동작하는 안전 API들을 포함하는 제2 모듈
    을 포함하는 케이블 데이터 처리 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 특권화된 API들은 OCAP-지정된(specified) API들의 제1 서브세트이고, 상기 안전 API들은 OCAP-지정된 API들의 제2 서브세트인 케이블 데이터 처리 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 적어도 하나의 API는 상기 OCAP-지정된 API들의 제1 서브세트 및 제2 서브세트 둘 다에서 복제되는 케이블 데이터 처리 시스템.
  10. 컴퓨터를 위한 케이블 데이터 입력 카드에 있어서,
    상기 케이블 데이터 입력 카드에 케이블 데이터를 전달하는 동축 케이블을 수용할 수 있는 RF 입력부,
    PCMCIA 카드가 삽입되어 있는 PCMCIA 슬롯 -상기 PCMCIA 카드는 상기 케이블 데이터 내에서 데이터 스트림에 대한 액세스를 선택적으로 허용하는 조건부 액세스 기능부를 포함함-, 및
    상기 데이터 스트림 중 상기 조건부 액세스 기능부에 의해 허가된 데이터 스 트림을 보안 상호접속부에 출력하는 출력부
    를 포함하는 케이블 데이터 입력 카드.
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