KR100223174B1

KR100223174B1 - Mpeg2 디코더에서 런레벨디코더와 움직임보상부의 동작제어장치

Info

Publication number: KR100223174B1
Application number: KR1019960049808A
Authority: KR
Inventors: 김승훈
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-10-29
Filing date: 1996-10-29
Publication date: 1999-10-15
Also published as: KR19980030415A

Abstract

개시된 내용은 MPEG2디코더에서 렌레벨디코더와 움직임보상부의 동작제어장치에 관한 것으로, MPEG2 디코더에 있어서, 런레벨디코더와, 스캔커버터, IQ/IDCT부와, FIFO메모리, 움직임보상부로부터 데이터를 요구하는 신호를 인가받으면, 상기 FIFO메모리의 출력을 움직임보상부로 출력하고, 움직임보상부에서 데이터를 처리하는 속도가 상기 런레벨디코더의 복호처리보다 늦어질 때, 상기 런레벨디코더의 동작과 상기 FIFO메모리의 출력을 일시 중단시키는 제어신호를 출력하는 제어부를 포함한다. 이와같은 동작제어장치는, 하나의 제어신호를 이용하여 런레벨디코더와 움직임보상부 각각의 처리속도에 따라 필요할 때에 데이터를 전송시켜 줄 수 있는 제어장치를 제공함으로써 데이터의 전송이 원활히 이루어지게 하는 효과를 가져온다.

Description

MPEG2 디코더에서 런레벨디코더와 움직임보상부의 동작제어장치

본 발명의 목적은 MPEG2 디코더에서 서로 상반되는 동작시간을 요구하는 런레벨디코더와 움직임보상부 사이에 데이터전송이 원활히 이루어질 수 있도록, 런레벨디코더와 움직임보상부의 중간에서 양자의 동작을 제어하는 장치를 제공함에 있다.

본 발명은 MPEG2 디코더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 런레벨디코더와 움직임보상부의 데이터전송을 원활하게 제어하기 위한 장치에 관한 것이다.

MPEG2 런레벨디코더(Run Level Decorder)에서는 I픽쳐를 디코딩할 때 데이터량이 가장 많고 B픽쳐의 경우 데이터량이 적어 거의 동작을 하지 않는데 반하여, 움직임보상(Motion Compensation)부에서는 B픽쳐일 때 가장 계산량이 많아진다. 뿐만 아니라, 런레벨디코더는 가변장디코더의 동작타이밍에, 움직임보상부는 디스플레이측의 동작타이밍에 맞추어 동작하게 된다. 런레벨디코더와 움직임보상부는 각각의 회로에서 처리하는 데이터량과 동작 타이밍이 이와 같이 상반되므로, 이들 사이에 데이터가 원활히 전송될 수 있도록 제어할 수 있는 장치가 요구되어 졌다.

제 1 도는 본 발명에 따른 런레벨디코더와 움직임보상부의 동작제어장치를 나타낸 구성도,

제 2 도는 제어부(50)에서 저장부(60, 61)의 동작을 제어하는 것을 설명하기 위한 도면,

제 3 도는 제어부(50)에서 쓰기대기신호(WRITE-WAIT)가 발생했을때의 스캔컨버터와 FIFO메모리의 동작을 설명하기 위한 도면,

제 4 도는 스캔컨버터에 입력되는 블록들 사이에 공백이 있을 경우, 쓰기대기신호(WRITE-WAIT)가 스캔컨버터의 동작에 미치는 영향을 설명하기 위한 타이밍도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10, 11 : 런레벨디코더 20, 21 : 스캔컨버터

30, 31 : 역양자화 및 역DCT부 40, 41 : FIFO메모리

50 : 제어부 60, 61 : 저장부

70 : 움직임보상부 INV : 반전기

위와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 MPEG2 디코더에 있어서, 수신되는 부호화된 영상신호를 런레벨복호화하는 런레벨디코더 ; 상기 런레벨디코더의 출력을 입력받아 역양자화하기 위한 블록배열로 출력하는 스캔컨버터 ; 상기 스캔컨버터를 통해 입력받은 데이터를 역양자화 및 역DCT하는 IQ/IDCT부 ; 제어부의 제어신호에 따라 상기 IQ/IDCT부로부터의 데이터를 출력 또는 출력하지 않는 FIFO메로리 ; 상기 제어부로부터 출력되는 데이터를 이용하여 원래 화면을 복구하기 위한 움직임보상을 하는 움직임보상부 ; 및 상기 움직임보상부로부터 데이터를 요구하는 신호를 인가받으면, 상기 FIFO메모리의 출력을 상기 움직임보상부로 출력하고, 상기 움직임보상부에서 데이터를 처리하는 속도가 상기 런레벨디코더의 복호처리보다 늦어질때, 상기 런레벨디코더의 동작과 상기 FIFO메모리의 출력을 일시 중단시키는 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하는 MPEG2 디코더에서 런레벨디코더와 움직임보상부의 동작제어장치에 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 런레벨디코더와 움직임보상부의 동작제어장치를 나타낸 구성도이다.

먼저, 도 1장치에서 런레벨디코더(RLD)(10,11)는 부호화된 영상신호를 런레벨복호화하여 출력한다. 런레벨복호화된 데이터는 2개의 저장영역(RAMO, RAM1)으로 구성된 그캔컨버터(Scan Converter)(20, 21)를 거쳐 IQ/IDCT부(30, 31)로 입력된다. IQ/IDCT(30,31)는 입력되는 데이터를 역양자화 및 역DCT하여 출력한다. 역DCT된 데이터는 움직임보상부(70)에 입력되어 원래의 화면을 복구하는데 필요한 계산에 이용된다. 도 1의 장치는 방대한 데이터량에 따른 처리속도문제를 해결하기 위하여 2개의 경로로 데이터를 처리하도록 구성된다. 여기서, 각 경로의 데이터의 흐름은 시간상으로 동일하게 유지된다.

그런데, 역DCT된 데이터가 움직임보상부(70)로 출력될 때, 움직임보상부(70)에서 이전 데이터의 처리가 늦어져 입력되는 데이터를 받아들일 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우 IQ/IDCT(30, 31)는 데이터의 출력의 일시 정지시켜야 한다.

그러나, 현재 IQ/IDCT(30, 31)는 데이터가 입력되는 대로 처리하여 출력하는 파이프라인(pipeline)구조이며, 데이터의 출력을 일시정지할 수 있는 기능이 없다. 도 1의 장치는 이와같이 움직임보상부(70)의 처리가 늦어짐에 따라 데이터의 전송을 일시적으로 멈추어야 할 경우에, 데이터를 일시저장하기 위하여 IQ/IDCT(30, 31)의 출력단 FIFO메모리(40, 41)를 연결한다. 제어부(50)는 FIFO메모리(40, 41)를 거쳐 입력되는 데이터를 움직임보상부(70)로 출력한다. 제어부(50)는 저장부(BANK0, BANK1)(60, 61)를 이용하여 FIFO메모리(40, 41)의 출력데이타와 움직임보상부(70)에서 요구하는 데이터의 배열순서가 다를 경우 이를 보정하여 출력한다. 도 2는 제어부(50)에서 저장부(60, 61)의 동작을 제어하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

제어부(50)는 저장부(60,61)에 써넣는 매크로블럭과 읽어내는 매크로블럭을 각각 4진 카운트한다. 카운트값은 0-1-2-3-0-…순으로 반복되며, 제어부(50)는 쓰기카운트값(wmb_cnt)과 읽기카운트값(rmb_cnt)을 비교하여 정상적으로 동작하는지 여부를 판단하여 런레벨디코더(10, 11)와 움직임보상부(70)의 동작을 제어하는 신호를 발생한다. 즉, 도 2에서 두개의 저장부(BANK0, BANK1)에 교대로 한 개의 매크로블럭씩을 써넣는 동안 쓰기카운트값(wmb_cnt)은 0에서 3까지 증가한다. 각각의 저장부(BANK0, BANK1)에 쓰여진 매크로블럭은 다음단의 움직임보상부(70)로 출력되기 위하여 읽혀지며 이때 읽기카운트값(rmb_cnt) 역시 0에서 3까지 증가한다.

도 2a는 1개의 저장부(BANK0, BANK1)에서 매크로블럭의 쓰기가 진행되는 동안 다른 1개의 저장부(BANK0 또는 BANK1)에서는 그 이전 매크로블럭의 읽어내기가 항상 완료되어 있으므로 다음 입력되는 매크로블럭을 써넣을 수 있는 가장 이상적인 동작상태를 보여준다.

도 2b는 런레벨디코더(10, 11)의 동작이 많이 요구되는 데이터일때 상대적으로 움직보상부(70)의 동작이 빨리 끝나는 경우를 보여준다.

데이터준비신호(nGRANT)는 움직임보상부(70)측에 1매크로블럭분의 데이터가 준비되어 있음을 알리는 신호 (active low)이고, 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)는 움직임보상부(70)가 상대적으로 느리게 동작하여 저장부(60, 61)에서의 데이터 출력이 끝나지 않았을대 런레벨디코더(10, 11)로 하여금 동작을 멈추게 하는 신호이다. 이때, 액티브하이(active high)가 된다.

도2c는 쓰기카운트값(wmb_cnt)이 읽기카운트값(rmb-cnt)보다 '2' 이상 커지는 경우를 보여주는 도면으로, 저장부(60,61)에 2개의 매크로블럭이 기록되어 있지만 1개의 매크로블럭도 읽어내지 못하는 상태를 보여준다. 이때, 제어부(50)는 런레벨디코더(10, 11)의 동작을 일시정지시키기 위한 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)를 발생한다(active high). 따라서, 런레벨디코더(10, 11)는 제어부(50)로부터 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)를 공급받을 때 동작을 일시 중단하다. 이때, 데이터준비신호(nGRANT)는 액티브로우(active low)상태가 된채 유지된다. 이후, 1개의 저장부(60 또는 61)에서 데이터가 읽혀지면 다른 저장부(60 또는 61)로부터 데이터가 읽혀질 수 있도록 저장영역이 절환되며, 데이터가 읽혀진 저장부(60 또는 61)에는 새로운 데이터를 써넣을 수 있는 상태가 된다.

도 2d는 런레벨디코더(10, 11)와 움직임보상부(70)의 동작타이밍이 어긋나는 경우 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)가 가끔씩 발생하는 경우를 보여준다.

상술한 도 2a 내지 도 2d에 보여진 바와같이, 제어부(50)에 입력되는 데이터는 블록단위이며, 출력되는 단위는 매크로블럭 단위임을 알 수 있다. 그리고, 데이터를 써넣을 때는 2개의 경로를 통해 이루어지는데 반하여, 읽어내는 동작은 4개의 화소단위로 병렬로 이루어져, 읽어내는 동작이 써넣는데 필요한 시간보다 적게 든다.

한편, 제어부(50)로부터 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)가 발생했을때의 동작을 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3에서 보여지는 0, 2, u는 블록의 이름이며, 도 1에 도시한 2개의 경로의 데이터는 동일한 처리과정이 적용되므로 이중 1개 경로의 데이터에 대해서만 설명하기로 한다.

스캔컨버터(20, 21)에서 매 블록마다 저장영역을 절환하여 출력을 시작하는 시점은 런레벨디코더(10, 11)가 그 다음 블록의 디코딩을 시작하는 시점에 동기된다. 런레벨디코더(10, 11)는 액티브하이(active high)상태인 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)를 입력받으면, 스캔컨버터(20, 21)로의 출력을 일시 중지하며, 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)가 액티브로우(active low)상태가 되면, 바로 동작을 재개하여 출력중인 한 블록의 데이터를 스캔컨버터(20, 21)의 저장영역에 채우고 나서 멈추게 된다. 반면에, 액티브하이(active high)상태인 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)를 입력받더라도, 런레벨디코더(10, 11)에서 출력중이던 데이터는 계속 출력되어 스캔컨버터(20, 21)의 해당 영역에 인가된다.

FIFO메모리(40, 41)에 입력되는 데이터는 역시 블록단위이며 블록과 블록 사이에는 임의의 클럭동안 공백이 있을 수 있다. 그리고, FIFO메모리(40, 41)에 데이터를 저장하는 것은 유효한 데이터가 전송되는 때에 한한다. 즉, 각 블록의 동기신호는 FIFO메모리(40, 41)에 저장되지 않으며, 메모리로부터 데이터를 읽어내기 위한 읽기인에이블신호(read_ena)는 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)를 반전하여 사용한다. 이를 위해, 제어부(50)에서 발생한 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)는 반전기(INV)를 통해 FIFO메모리(40, 41)로 공급된다. 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)가 액티브로우(active low)상태일때에는 제어부(50)에 연결된 저장부(60, 61)에 데이터를 써넣을 수 있는 상태임을 나타내므로, FIFO메모리(40, 41)는 읽기인에이블(read_ena) 단자는 하이(high)상태가 되어 데이터를 읽어낼 수 있다.

이때, FIFO메모리(40, 41)에 유효데이타가 입력되어 있는 상태이면, 인에이블된 FIFO메모리(40, 41)는 저장된 유효데이타를 제어부(50)로 출력한다. FIFO메모리(40, 41)는 공백(empty)상태에서 동작을 시작하며, 유효데이타가 입력되기 시작하면 FIFO메모리(40, 41)에 저장상태를 나타내는 공백플래그(empty flag)값은 '1'이 된다. 1블럭데이타의 입력이 끝나고 바로 이어서 다음 블록의 데이터가 입력되면 공백플래그의 값은 계속해서 '1'을 유지하게 되며, 만약 한 클럭이라도 공백을 두고 데이터가 입력된다면 해당 클럭만큼 공백플래그의 값은 '0'으로 떨어지게 된다.

따라서, FIFO메모리(40, 41)의 공백플래그값이 제어부(50)의 유효데이타임을 나타내는 플래그 역할을 할 수 있다. 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)가 액티브하이(active high)가 되면, FIFO메모리(40)의 읽기인에이블(read_ena) 단자는 로우상태가 되어 FIFO메모리(40, 41)의 출력은 중단되고 유효데이타임을 알리는 플래그값은 '0'으로 떨어지게 된다.

도 3에서 보여진 바와같이, FIFO메모리(40, 41)의 입력(FIFO_IN)은 스캔컨버터(20, 21)의 출력보다 120클럭 뒤에 시작하고, 여기서 2클럭이 지나 FIFO메모리(40, 41)의 출력(FIFO_OUT)이 시작한다. 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)가 활성화되는 시점은 FIFO메모리의 출력(FIFO_OUT)의 원인이 되는 매크로블럭이 끝나기 1클럭 전이며, 스캔컨버터(20, 21)에 입력되는 다음 매크로블럭이 끝나기 1클럭 전이 된다. 도 3a는 런레벨디코더(10, 11)에서 시간이 낭비없이 데이터가 출력되어 블록간에 공백없이 데이터가 출력되는 경우를 보여준다. 공백없이 데이터가 계속 인가되더라도, 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)가 활성화되기 전에 다음 매크로블럭의 세 번째 블록이 스캔컨버터(20, 21)에 완전히 입력되지 못하고 멈추게 되므로, 스캔컨버터(20, 21)의 출력은 두 번째 블록까지만 진행된다. 그 결과, 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)의 활성화기간이 충분히 긴 경우 두 개 블록의 데이터가 FIFO메모리(40, 41)에 쌓여있게 되므로 FIFO메모리(40, 41)는 가득 찬 (full) 상태가 된다. 이 상태에서, 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)의 활성화상태가 풀리면, 1클럭뒤에 FIFO메모리(40,41)의 출력이 재개되므로, FIFO메모리(40, 41)에 저장된 데이터를 모두 출력하기 까지는 두개 블록을 출력하는데 소요되는 128클럭을 포함하여 총 129클럭이 소요된다. 이때, 스캔컨버터(20, 21)의 입력은 바로 재개되어 7클럭 후에는 저장영역의 절환이 일어나 세 번째 블록의 출력이 시작된다. 이 출력데이타가 FIFO메모리(40, 41)에 입력되기 전까지 120클럭이 소요되므로 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)의 활성화 상태가 풀린지 127클럭만에 FIFO메모리(40, 41)의 입력은 재개된다.

도 3b는 런레벨디코더(10, 11)에서 처리가 늦어져 스캔컨버터(20, 21)에서 출력되는 블록간에 약간의 공백이 발생한 경우를 보여준다.

한편, 도 4는 스캔컨버터(20, 21)에 입력되는 블록들 사이에 공백이 있는 경우를 보여준다. 도 3과 비교해 볼 때 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)가 스캔컨버터(20, 21)의 동작에 영향을 미치는 시간은 쓰기대기신호(WRITE_WAIT)를 활성화시키는 원인이 되는 매크로블럭사이에 존재하는 공백과는 관계가 없는 것을 알 수 있으며, 다만 다음 매크로블럭에만 영향을 받게 된다.

이와같은 본 발명에 따른 런레벨디코더와 움직임보상부의 동작제어장치는 적은 수의 제어신호를 이용하여 런레벨디코더와 움직임보상부 각각의 처리속도에 따라 필요할때에 데이터를 전송시켜 줄 수 있는 제어장치를 제공함으로써 데이터의 전송이 원활히 이루어지게 하는 효과를 가져온다.

Claims

MPEG2 디코더에 있어서,

수신되는 부호화된 영상신호를 런레벨복호화하는 런레벨디코더 ;

상기 런레벨디코더의 출력을 입력받아 역양자화하기 위한 블록배열로 출력하는 스캔컨버터 ;

상기 스캔컨버터를 통해 입력받은 데이터를 역양자화 및 역DCT하는 IQ/IDCT부 ;

제어부에 제어신호에 따라 상기 IQ/IDCT부로부터의 데이터를 출력 또는 출력하지 않는 FIFO메모리 ;

상기 제어부로부터 출력되는 데이터를 이용하여 원래 화면을 복구하기 위한 움직임보상을 하는 움직임보상부 ; 및

상기 움직임보상부로부터 데이터를 요구하는 신호를 인가받으면, 상기 FIFO메모리의 출력을 상기 움직임보상부로 출력하고, 상기 움직임보상부에서 데이터를 처리하는 속도가 상기 런레벨디코더의 복호처리보다 늦어질 때, 상기 런레벨디코더의 동작과 상기 FIFO메모리의 출력을 일시 중단시키는 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하는 MPEG2 디코더에서 런레벨디코더와 움직임보상부의 동작제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 런레벨디코더가 동작을 개시하면, 상기 FIFO메모리의 출력을 인가받아 저장하고, FIFO메모리의 출력과 상기 움직임보상부에서 요구하는 데이터의 배열순서가 다른 경우 이를 보정하여 상기 움직임보상부로 출력하기 위한 두 개의 저장소를 구비한 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 MPEG2 디코더에서 런레벨디코더와 움직임보상부의 동작제어장치.
제 2항에 있어서, 상기 제어부는 상기 저장부에 써넣는 매크로블럭의 수와, 상기 저장부로부터 읽어내는 매크로블럭의 수를 각각 카운트하며, 두 개의 카운트값을 비교한 결과에 근거하여 상기 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 MPEG2 디코더에서 런레벨디코더와 움직임보상부의 동작제어장치.
제 3항에 있어서, 상기 제어부는 상기 저장부에 1개 매크로블럭의 데이터의 쓰기가 완료되면 데이터가 준비되어 있음을 알리는 데이터준비신호를 상기 움직임보상부로 공급하는 것을 특징으로 하는 MPEG2 디코더에서 런레벨디코더와 움직임보상부의 동작제어장치.
제 4항에 있어서, 상기 제어부는 상기 움직임보상부로부터 상기 데이터를 요구하는 신호를 인가받을 때 상기 저장부로부터 데이터를 읽어내어 상기 움직임보상부로 출력하는 것을 특징으로 하는 MPEG2 디코더에서 런레벨디코더와 움직임보상부의 동작제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 런레벨디코더는 동작을 일시중단시키라는 제어신호를 상기 제어부로부터 인가받으면, 상기 스캔컨버터로의 데이터 입력을 중단하는 것을 특징으로 하는 MPEG2 디코더에서 런레벨디코더와 움직임보상부의 동작제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 스캔컨버터는 상기 런레벨디코더의 동작이 일시정지하여 데이터를 공급받지 못하더라도 출력중인 블록의 출력은 완료한 후 동작이 중단되는 것을 특징으로 하는 MPEG2 디코더에서 런레벨디코더와 움직임보상부의 동작제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 FIFO메모리에는 상기 IQ/IDCT부의 출력중 유효한 데이터가 전송될 때에만 데이터가 기록되는 것을 특징으로 하는 MPEG2 디코더에서 런레벨디코더와 움직임보상부의 동작제어장치.