KR20090014365A - 보안 장치 및 오디오/비디오 신호 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오디오/비디오 신호 처리 장치에 접속된 보안 장치에 관한 것이다. 이 장치는 오디오/비디오 스트림을 해독하는 수단과, ISO 7816 타입의 인터페이스와, USB 타입의 인터페이스를 포함한다. 이 장치는 상기 ISO 7816 타입의 클록 입력부에 접속된 클록 주파수 검출 모듈을 포함하고, 상기 검출 모듈은 적어도 두 개의 상이한 주파수 범위에 따라 상기 입력 주파수를 구별하는 수단을 포함하며, 상기 적어도 두 개의 상이한 주파수 범위 중 하나는 상기 USB 기능을 활성화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 오디오/비디오 스트림을 해독하는 수단과, ISO 7816 타입의 인터페이스와 USB 타입의 인터페이스를 포함하는 보안 장치에 의해 오디오/비디오 신호를 처리하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 사전 설정된 주파수에 따라서 상기 ISO 7816 인터페이스의 클록 입력부에 클록 신호를 송신하는 단계와, 상기 사전 설정된 주파수가 속하는 주파수 범위를 결정하는 단계와, 상기 결정된 클록 주파수 범위에 따라서 상기 보안 장치의 동작 모드를 결정하는 단계와, 상기 결정된 동작 모드에 따라서 데이터를 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
주파수 체배기, 분할기, 검출 모듈, 보안 장치

Description

보안 장치 및 오디오/비디오 신호 처리 방법{A SECURITY DEVICE MEANT TO BE CONNECTED TO A PROCESSING UNIT FOR AUDIO/VIDEO SIGNAL AND METHOD USING SUCH A DEVICE}
본 발명은 유료 TV(Pay-TV)용 오디오/비디오 유형의 조건 액세스 데이터에 액세스하는 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 오디오/비디오 신호용 처리 장치에 접속되는 보안 장치에 관한 것으로, 이 보안 장치는 오디오/비디오 스트림, ISO 7816 타입의 인터페이스 및 USB 타입의 인터페이스를 해독하는 수단을 포함한다.
본 발명은 또한 오디오/비디오 스트림, ISO 7816 타입의 인터페이스 및 USB 타입의 인터페이스를 해독하는 수단을 포함하는 장치에 의해 오디오/비디오 신호를 처리하는 프로세스에 관한 것이다.
공지되어 있는 바와 같이, 암호화된 데이터에 액세스하여 영화, 스포츠 행사 또는 게임과 같은 유료 TV 이벤트를 시각화할 수 있기 위해, 여러 스트림들이 디코더와 보안 모듈을 포함하는 멀티미디어 유닛 세트에 방송된다. 특히, 이들 스트림 들은 한편으로는 암호화된 데이터 스트림 형태의 이벤트 파일이고, 다른 한편으로는 데이터 스트림을 해독할 수 있는 제어 메시지 ECM의 스트림 형태의 이벤트의 파일이다. 데이터 스트림의 콘텐츠는 규칙적으로 갱신되는 "제어 워드(control word)"(제어 워드=CW)에 의해 암호화된다. 두 번째 스트림은 ECM(Entitlement Control Message)이라 하며 두 가지 다른 방법으로 형성될 수 있다. 제 1 방법에 따르면, 제어 워드는 전송 키(TK)라고 하는 키에 의해 암호화되는데, 이 전송 키는 일반적으로 관리 센터와 수신기/디코더와 관련된 보안 모듈 사이의 전송 시스템에 속한다. 제어 워드(CW)는 전송 키(TK)에 의해 제어 메시지를 해독함으로써 얻어진다.
제 2 방법에 따르면, ECM 스트림은 암호화된 제어 워드를 직접 포함하지 않고, 제어 워드의 결정을 허락하는 정보를 포함한다. 제어 워드의 결정은 다른 동작에 의해 수행될 수 있는데, 특히 해독에 의해 수행될 수 있고, 이 해독에 의해 제어 워드가 바로 추출될 수 있지만, 제어 워드를 포함하는 데이터를 구한 다음 제어 워드를 데이터로부터 추출한다. 특히, 데이터는 방송될 콘텐츠와 관련된 값과 제어 워드 및 특히 이 콘텐츠에 대한 액세스 조건을 포함할 수 있다. 제어 워드의 결정을 허락하는 다른 동작은 예를 들면 이 데이터의 일방향 해싱 함수를 사용할 수 있다.
현재의 대다수 시스템에서, 데이터 스트림은 디코더에 의해 암호화된 형태로 수신된다. 이것은 또한 제어 메시지(ECM)의 스트림을 수신한다. 디코더는 이들 메시지(ECM)를 보안 모듈로 전송하고, 보안 모듈은 제어 워드(CW)를 추출하기 위해 이들을 해독한다. 이들 제어 워드는 예를 들어 보안 모듈과 디코더에 공통인 키에 의해 암호화된 형태로 디코더로 전송된다. 디코더는 제어 워드를 이용하여 데이터 스트림의 해독을 담당하는 디스크램블링 모듈(디스크램블러)을 포함한다.
제어 메시지(ECM)의 해독 동안에, 보안 모듈에서 문제의 콘텐츠에 액세스할 권한이 존재하는 지가 또한 확인된다. 이 권한은 이 권한을 보안 모듈로 로딩하는 허가 메시지(EMM(Entitlement Management Message))에 의해 관리될 수 있다.
제어 메시지의 암호 키는 제어 워드에 대한 액세스를 위해 허가 메시지(EMM)로 전송된다.
현재, 조건 액세스 데이터에 대한 액세스 시스템 및 특히 유료 TV와 관련된 시스템에서 사용된 보안 모듈의 대다수는 스마트 카드이다. 일반적으로, 사용된 스마트 카드는 ISO 7816 표준을 만족한다. 잘 알려져 있는 바와 같이, 이 표준에 부합하는 카드는 카드가 판독기에 삽입될 때 그 카드의 접촉부와 전기 접합을 형성하는 요소들에 의해 외부로부터 액세스가능한 8개의 접촉부를 포함한다. 8개의 접촉부 중 6개는 전술한 ISO 7816 표준에 정의된 기능을 갖는다. 특히, 접촉부(Vcc)는 카드의 칩의 전원을 제공하는 것을 담당하고, 접촉부(GND)는 이 칩의 접지를 제공하며, 접촉부(RST)는 리세팅을 허락하고, 접촉부(Vpp)는 칩에 프로그래밍 전압을 공급하며, 접촉부(CLK)는 클록 신호의 입력을 허락하고, 접촉부(I/O)는 데이터의 입력/출력을 허락한다.
이들 카드는, 이 유형의 애플리케이션에 필요한 보안을 제공하기 때문에, 특히 유료 TV 시스템에 적합하다. 그러나, 이들 카드는 결점이 있다. 이들 카드는 충분한 데이터 처리 속도를 제공하지 못한다. 따라서, 제어 워드를 추출하기 위해 이들 카드를 사용하여 제어 메시지(ECM)를 해독하는 경우에는 이들 카드의 처리 능력이 충분하지만, 이들 카드는 데이터 스트림만큼 많은 스트림을 해독할 수는 없다.
현재 두 개의 상이한 동작 모드를 지원할 수 있는 카드, 특히 한 모드는 ISO 7816 표준에 응답하고 다른 모드는 USB 프로토콜을 사용하는 카드가 있다. 이 USB 프로토콜은 온더플라이(on-the-fly)로 데이터 해독에 적용되는 충분히 빠른 속도를 허용한다.
ISO 7816 표준에 부합하는 스마트 카드에서, 8개의 접촉부 중 2개는 정규 기능용으로 예약되지 않고, 응용에 따라 사용될 수 있다. USB 표준에 따르면, 데이터는 2개의 배선, D+ 및 D-에 의해 전송되고, 다른 두 개의 배선은 전력 공급을 위해 제공된다. 따라서 기존의 스마트 카드는 ISO 7816 카드의 두 개의 자유 접촉부를 사용하여 USB 표준에 따라 데이터의 전송을 보장한다.
종래의 응용에서, ISO 7816 스마트 카드에서, 사용된 클록 주파수는 일반적으로 5 MHz보다 낮다. 클록 신호는 외부 장치에서 생성된 후에 칩의 접촉부(CLK)에 의해 카드로 전송된다.
오디오/비디오 스트림 처리를 위해 USB 프로토콜을 사용하는 시스템에서, 클록 주파수는 매우 정확해야할 뿐만 아니라 비교적 높아야 한다. 일반적으로, USB 모드에서의 클록 주파수는 30 MHz이고, 데이터 전송 주파수는 1.5 Mb/s(저속) 또는 USB 1 표준에 따른 12Mb/s(최고속) 및 USB 2.0 표준에 따른 480 Mb/s(고속)이다. 고속 및 고 정확도는 USB 모듈 그 자체에 집적되는 수정 발진기와 같은 발진기를 요구한다. USB 모듈이 스마트 카드의 형태를 취할 때, 크기(volume)와 관련된 제약을 특히 고려해야 한다. 이것은 카드의 제조를 비교적 복잡하고 고가로 되게 한다.
또한, ISO 7816 모드 및 USB 모드에서 동작할 수 있는 시스템에서, 이것은 가장 유연한 가능한 방법으로 매우 상이한 주파수를 관리하는데 필요하다.
EP 1 457 922는 ISO 7816 모드와 USB 모드에서 작동하되 자동으로 요구된 모드로 전환할 수 있는 스마트 카드를 기술하고 있다. 이 자동 전환은 칩의 접촉부(D+ 또는 D-)의 전압 검출에 의해 행해진다. 전압이 이들 접촉부들 중 하나에 존재하면, 스마트 카드는 USB 모드에서 동작한다고 간주된다. 전압이 이들 접촉부들 중 하나에 존재하지 않으면, 카드는 ISO 7816 모드에서 동작한다.
이 검출 모드는 먼저 모드 변화가 있음을 카드에게 알리기 위해 USB 모드에서 접촉부(D+, D-)에 전압을 생성하거나 또는 억제할 필요가 있음을 의미한다. 필요한 데이터는 모드 변화가 고려될 때에만 전송될 수 있다. 이러한 제약은 이 실시예가 모드가 빈번히 변하는 애플리케이션, 특히 제어 메시지(ECM)의 처리를 위한 ISO 7816 모드로부터 오디오/비디오 스트림의 처리를 위한 USB 모드로 빈번히 변화할 때 적응되지 않는다는 것을 의미한다. 이 발명의 일특정 실시예에 따르면, USB 모드의 검출은 접촉부(CLK)에 논리 1을 부과함으로써 실행된다. 이 경우, 접촉부는 더 이상 유효하지 않다는 것은 분명하다.
본 발명은 ISO 7816 표준 및 USB 프로토콜에 따른 데이터를 모두 처리할 수 있는 보안 모듈을 생성함으로써 종래기술에서의 장치들의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다. 이 보안 모듈은 특히 빈번하고 빠른 방법으로 한 모드로부터 다른 모드로 자동으로 전환할 수 있다.
또한, 이 장치는 스마트 카드 내의 발진기의 통합과 관련된 제약을 제거한다. 따라서, 매우 유연하게 사용할 수 있고 비교적 저렴한 카드를 생성할 수 있다.
본 발명의 목적은, ISO 7816 타입의 클록 입력부에 접속된 클록 주파수 검출 모듈을 포함하고, 상기 검출 모듈이 적어도 두 개의 상이한 주파수 범위에 따라 상기 입력 주파수를 구별하는 수단을 포함하며, 상기 적어도 두 개의 상이한 주파수 범위 중 하나는 상기 USB 기능을 활성화하는 것을 특징으로 하는 서두에 정의된 장치에 의해 달성된다.
본 발명의 목적은 또한 사전 설정된 주파수에 따라서 상기 ISO 7816 인터페이스의 클록 입력부에 클록 신호를 송신하는 단계와, 상기 사전 설정된 주파수가 속하는 주파수 범위를 결정하는 단계와, 상기 결정된 클록 주파수 범위에 따라서 상기 보안 장치의 동작 모드를 결정하는 단계와, 상기 결정된 동작 모드에 따라서 데이터를 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서두에 정의된 오디오/비디오 신호를 처리하는 방법에 의해 달성된다.
이 보안 모듈은 상이한 모드에 따라 기능할 수 있으며, 내부 클록을 요구하지 않는다. 또한, 동작 모드의 검출이 자동으로 이루어지는데, 만약 이 기능이 없다면 신호를 부여하거나 특정 접촉부를 사용하여 모드 변화를 신호로 보낼 필요가 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 보안 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2 및 3은 본 발명의 보안 장치의 두 개의 다른 실시예를 도시한 도면.
본 발명과 그 이점은 첨부한 도면 및 특정 실시예에 대한 상세한 설명을 참조하면 보다 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1 및 3을 참조하면, 본 발명에 따른 보안 장치(10)는 ISO 7816 표준을 따르는 칩(11), 주파수 드라이버(12) 및 주파수 검출기(13)를 포함한다.
이 장치는 또한 장치의 외부에 위치하는 클록 신호 생성기(14)와 협력한다. 본 발명의 장치가 유료 TV 분야에 사용되는 실제 실시예에 따르면, 클록 신호 생성기는 디코더에 위치한다. 이 디코더는 또한 조립체가 동작할 때 본 발명의 장치가 삽입되는 스마트 카드 판독기를 포함한다.
ISO 7816 표준은 이 표준에 부합하는 칩이 도면에서 1 내지 8로 표시된 8개의 접촉부를 포함한다는 것을 분명히 정의한다. 참조번호 1의 접촉부(Vcc)는 카드의 칩의 전원을 제공하는 것을 담당한다. 접촉부 2(GND)는 이 칩을 접지시킨다. 접촉부 3(RST)은 리셋을 제공한다. 접촉부 4(Vpp)는 프로그래밍 전압을 칩에 공급한다. 접촉부 5(CLK)는 클록 신호의 입력을 제공하고, 접촉부 6(I/O)은 데이터의 입력/출력을 담당한다.
도 1의 실시예에 따르면, 클록 신호 생성기(14)는 최고 주파수를 요구하는 모드, 즉 USB 모드에서 동작할 수 있도록 충분히 높은 주파수로 신호를 생성한다. 이 주파수는 일반적으로 USB 표준에 따라 30MHz이다. 따라서 USB 모드용 신호는 크기 제약 또는 임의의 다른 제약이 없는 생성기에 의해 카드의 외부에서 생성되며, 이들 신호는 칩의 포트 5(CLK)에서 카드로 전송된다. 외부 생성기를 사용함으로써, USB 모드에서 신뢰할 수 있는 동작에 필수적인 양호한 신호 정확도를 보장할 수 있다.
본 발명에 따른 보안 장치는 전술한 바와 같이 주파수 분할기(12)를 포함한다. 이 주파수 분할기는 그것이 가장 낮은 주파수를 요구하는 모드, 즉 ISO 7816 모드와 호환하도록 하기 위해 주파수를 분할하도록 제공된다. 이 주파수는 일반적으로 3 내지 5 MHz 범위 내이다. 잘 알려져 있는 바와 같이, 주파수 분할기는 원래의 주파수가 임의의 전체 값에 의해 분할되게 하거나 또는 주파수를 2로 나누는 주파수 분할기의 연속하는 스테이지에 의해 분할되게 하는, 즉 최초 주파수가 2의 멱으로 분할되게 하는 카운터에 의해 실행될 수 있다. 주파수 분할기는 신호 생성기에 의해 생성된 주파수가 너무 높은 경우 USB 모드와 호환되게 하기 위해 신호 생성기에 의해 생성된 주파수를 분할하도록 구성될 수도 있다.
주파수 분할기(12)의 출력은 이 칩에 요구된 클록 신호를 공급하기 위해 칩 의 접촉부 5(CLK)에 접속된다. 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 클록 신호를 칩에 직접 공급하거나 또는 간접적으로, 즉 생성된 주파수 및 요구된 주파수에 따라서 분할기를 통과한 후에 공급될 수 있다. 또한 필요에 따라 상이한 분할을 수행할 수 있는 주파수 분할기를 사용하는 것도 가능하다. 실제 예에 따르면, 생성된 주파수는 USB 모드에서 동작할 수 있도록 하기 위해 2로 분할되거나 ISO 7816 모드에서 동작할 수 있도록 12로 분할될 수 있다.
본 발명에 따른 보안 모듈은 사용된 클록 주파수 또는 적어도 주파수 범위를 결정하도록 구성된 주파수 검출기(13)를 포함한다. 일례로서, 검출기는 절대 주파수 검출을 예측할 수 없고 단지 주파수 범위의 검출만 예측할 수 있다. 제 1 주파수 범위는 LW로 표시된 저 주파수에 대응하는 1 내지 7 MHz일 수 있고, 제 2 주파수 범위는 HG로 표시된 고주파수에 대응하는 15 내지 45 MHz일 수 있다. 이상적으로는, 두 주파수 범위는 분리되며, 이들 사이에 혼동의 위험은 없다. 전술한 실제 실시예에 따르면, 고주파수 범위는 USB 동작 모드를 의미하며 낮은 범위의 동작은 ISO 7816 표준에 따른 동작을 의미한다.
도 2는 본 발명의 보안 장치가 도 1의 분할기 대신에 주파수 체배기(15)를 포함하는 실시예를 도시한 것이다. 이 경우에, 최고 주파수를 요구하는 동작 모드와 호환하는 주파수를 제공하는 클록 신호 생성기를 사용하는 대신에, 생성기는 최저 주파수를 갖는 신호를 제공한다. 이 신호는 ISO 7816 표준에 따라 동작하는 경우에 칩으로 바로 송신될 수 있거나 또는 주파수 체배기로 송신될 수 있다. 주파수 체배기는 USB 모드에서 동작할 수 있게 하는 값을 주파수에 곱한다.
이 애플리케이션에서 언급한 예에서, USB 모드에서의 주파수는 30 MHz이다. 클록 생성기의 주파수 및 체배기의 특징에 따르면, 칩의 접촉부(CLK)가 제공받는 주파수는 30 MHz와 다를 수 있다. 디코더와 스마트 카드가 모두 동일한 주파수를 사용하므로 이러한 상이한 주파수가 사용될 수 있다.
도 3은 도 1 및 2의 실시예의 조합인 실제 실시예를 도시한 것이다. 보안 장치는 주파수 분할기(12)와 주파수 체배기(15)를 동시에 포함한다.
이 장치는, USB 모드와 호환되는 클록 주파수를 생성하는 주파수와 ISO 7816 모드와 호환되는 클록 주파수를 생성하는 장치와 무관하게 사용될 수 있다고 하는 이점을 제공한다. 생성된 주파수가 USB 모드에 대응할 때, 본 발명의 장치는 주파수 분할기를 사용하여 ISO 7816 모드와 호환되는 클록 주파수를 생성한다. 생성된 클록 주파수가 ISO 7816 모드에 대응할 때, 이 장치는 주파수 체배기를 사용하여 USB 표준에 부합하는 사용 모드에 대응하는 고주파수를 생성한다.
ISO 7816 모드에 사용된 주파수와 USB 모드에 대응하는 주파수 사이의 중간 주파수, 예를 들면 15 MHz를 갖는, 클록 신호에 의해 생성된 신호를 제공하는 것도 가능하다.
이 경우, 장치가 ISO 7816 모드에서 동작할 때, 클록 신호 생성기의 신호는 카드로 송신되기 전에 주파수 분할기로 전송된다. 반면에, 장치가 USB 모드에서 동작할 때, 생성기의 신호는 카드로 송신되기 전에 주파수 체배기로 송신된다.
모든 경우에, 칩의 접촉부(5) 상의 인입 신호는 또한 주파수 검출기(13)로 전송된다. 따라서, 이것은 절대 주파수 또는 주파수 범위에 따라 요구된 동작 모 드를 자동으로 결정할 수 있다. 도 1 및 2의 실시예에서, USB 모드에 대응하는 고주파수와 ISO 7816 모드에 대응하는 저주파수가 존재한다. 이전의 경우에서와 같이, 주파수 범위는 분리되므로, 이들 사이에 혼동의 위험은 없다.
보안 장치가 어느 동작 모드에서 작동해야 하는 지를 결정하면, 종래의 방법으로 요구된 동작을 수행한다. 클록 주파수가 변하면, 동작 모드도 변하고 그 결과 정보의 처리가 변한다.
본 발명에 따른 장치에서, 칩의 동작 모드의 특별한 관리는 없다. 이 동작 모드가 즉시 선택되도록 클록 주파수에 대해 작용하기만 하면 된다. 이것은 매우 빈번하게 동작 모드를 변화시키는 것이 가능하다는 이점을 제공하는데, 이것은 특히 USB 모드에서 동작을 요구하는 데이터 스트림의 처리와 ISO 7816에서의 동작을 요구하는 제어 메시지 처리 사이의 변화가 빈번하고 빨라야 하는 유료 TV와 같은 애플리케이션에서 필요하다.
이상, 본 발명을 보안 장치가 스마트 카드 형태를 취하는 실시예에 대해 설명하였다. 그러나, 이 장치가 예를 들어 키 또는 임의의 객체 형태의 다른 형태를 취할 수도 있다.
특정 경우에 따르면, 동작 모드들 중의 한 모드, 예를 들어 USB 모드가 디폴트로 비활성이고, 특정 명령어를 보내 이 모드를 활성화시킬 필요가 있다는 것을 예측하는 것이 가능하다.

Claims (7)

  1. 오디오/비디오 신호 처리 장치에 접속된 보안 장치로서,
    오디오/비디오 스트림을 해독하는 수단과,
    ISO 7816 타입의 인터페이스와,
    USB 타입의 인터페이스와,
    상기 ISO 7816 타입의 인터페이스의 클록 입력부에 접속된 클록 주파수 검출 모듈을 포함하고,
    상기 검출 모듈은 적어도 두 개의 상이한 주파수 범위에 따라 상기 입력 주파수를 구별하는 수단을 포함하며,
    상기 적어도 두 개의 상이한 주파수 범위 중 하나는 상기 USB 기능을 활성화하는
    보안 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보안 모듈은 보다 높은 주파수로부터 주파수를 생성하는 주파수 분할기를 포함하는
    보안 장치.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 보안 모듈은 보다 낮은 주파수로부터 주파수를 생성하는 주파수 체배기를 포함하는
    보안 장치.
  4. 오디오/비디오 스트림을 해독하는 수단과, ISO 7816 타입의 인터페이스와 USB 타입의 인터페이스를 포함하는 보안 장치에 의해 오디오/비디오 신호를 처리하는 방법에 있어서,
    사전 설정된 주파수에 따라서 상기 ISO 7816 인터페이스의 클록 입력부에 클록 신호를 송신하는 단계와,
    상기 사전 설정된 주파수가 속하는 주파수 범위를 결정하는 단계와,
    결정된 상기 클록 주파수 범위에 따라서 상기 보안 장치의 동작 모드를 결정하는 단계와,
    결정된 상기 동작 모드에 따라서 데이터를 처리하는 단계를 포함하는
    오디오/비디오 신호 처리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 클록 신호는 고주파수로 전송되고, 상기 고주파수를 갖는 신호는 상기 보안 장치가 저주파수를 사용하는 모드에서 동작할 때 주파수 분할기를 통해 상기 클록 입력부로 전송되는
    오디오/비디오 신호 처리 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 클록 신호는 저주파수로 전송되고, 상기 저주파수를 갖는 신호는 상기 보안 장치가 고주파수를 사용하는 모드에서 동작할 때 주파수 체배기를 통해 상기 클록 입력부로 전송되는
    오디오/비디오 신호 처리 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 클록 신호는 중간 주파수로 전송되고, 상기 중간 주파수를 갖는 신호는 상기 보안 장치가 고주파수를 사용하는 모드에서 동작할 때 주파수 체배기를 통해 상기 클록 입력부로 전송되고, 상기 중간 주파수를 갖는 신호는 상기 보안 장치가 저주파수를 사용하는 모드에서 동작할 때 주파수 분할기를 통해 상기 클록 입력부로 전송되는
    오디오/비디오 신호 처리 방법.
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