KR100714694B1

KR100714694B1 - 네트워크 인터페이스 유닛

Info

Publication number: KR100714694B1
Application number: KR1020050039415A
Authority: KR
Inventors: 이예열; 김창용
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2007-05-04
Also published as: CN100442743C; US20060271654A1; JP2006345497A; CN1863123A; KR20060116893A; EP1722565A1

Abstract

본 발명은 디지털 기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 XHT(eXpandable Home Theater)을 기반으로 한 개선된 네트워크 인터페이스 유닛(Network Interface Module; NIU)에 관한 것이다.

상기 인터페이스 유닛은 외부 네트워크로부터 방송 신호를 수신하는 튜너와, 상기 수신된 방송 신호로부터 기저 대역 신호를 복원하는 복조기와, 상기 기저 대역 신호로부터 IEEE 1394 프로토콜에 기반한 데이터 신호를 생성하여 내부 네트워크에 접속된 A/V 기기에 전송하는 단일 칩셋으로 된 NIU 칩셋을 포함하며, 상기 NIU 칩셋은 상기 기저 대역 신호에 포함된 스크램블된 상태의 전송 스트림을 출력하고, 상기 출력된 전송 스트림에 대한 응답으로서 암호화된 신호를 입력하며 상기 입력되는 암호화된 신호를 복호화하여 전송 스트림을 복원하는 POD 인터페이스 컨트롤러와, 상기 복원된 전송 스트림을 파싱하고 역다중화하여 비트스트림을 추출하는 역다중화기와, 상기 비트스트림을 상기 IEEE 1394 프로토콜에 따른 데이터 신호로 변환하는 1394 모듈을 포함한다.

셋톱박스, 네트워크 인터페이스 유닛, NIU 칩셋, IEEE 1394

Description

네트워크 인터페이스 유닛{Network Interface Unit}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 인터페이스 유닛의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 2는 도 1의 인터페이스 유닛에 탑재된 NIU 칩셋의 개략적 외형을 나타낸 도면이다.

도 3은 MPEG-2 전송 스트림 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 4는 MPEG-2 비디오 비트스트림 구조의 일 예를 도시한 도면이다.

도 5는 도 2의 NIU 칩셋에 포함된 1394 모듈의 세부 구성을 나타낸 도면이다.

도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 NIU 칩셋의 구성을 나타낸 블록도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호 설명)

10 : IEEE 1394 케이블 21 : 기저 대역 신호 입력 단자

22 : IEEE 1394 케이블 연결 단자 23 : POD 출력 단자

24 : POD 입력 단자 100 : 네트워크 인터페이스 유닛

110 : 튜너 120 : 복조기

121 : QAM 복조기 122 : QPSK 복조기

130, 230 : NIU 칩셋 131 : NIM 인터페이스

132 : POD 인터페이스 컨트롤러 133 : 역다중화기

134 : 중앙 처리부 135 : 메모리

136 : 1394 모듈 137 : PCI 버스

138 : 하드와이어 커넥션 140 : POD 모듈

141 : 디스크램블러 142 : CP 사이퍼

310 : 물리 층 320 : 링크 층

330 : 트랜잭션 층 340 : DTCP 모듈

350 : 직렬 버스 매니지먼트

최근 들어, 디지털화된(digitalized) 영상/음성(audio/video, 이하 A/V라 함)의 처리 기술의 획기적인 발달과 더불어, 디지털 TV(digital television), 셋톱박스(set-top box), DVD 재생기(DVD player), 디지털 앰프(digital amplifier) 등 다양한 A/V 기기 들이 가정이나 사무실 내에서 설치되어 사용되고 있다. 그리고, 가정이나 사무실의 사용자는 리모콘(remote control unit) 등을 이용하여 이러한 기기들을 편리하게 제어할 수 있다. 그러나, 일정 공간 내에 설치되는 A/V 기기 수가 증가할 수록 각각의 기기를 제어하는 것은 점점 복잡하고 어려운 일이 된다.

이에, 복수의 A/V 기기 들을 상호 연동시켜 하나로 시스템화하고 사용자는 상기 시스템화된 A/V기기들을 간편하게 제어할 수 있도록 하는 기술들이 연구되어 왔다. 이러한 연구들은 상기 A/V 기기들을 네트워크 인터페이스를 통하여 다른 A/V 기기들과 연결함으로써 전체적으로 하나의 A/V 네트워크 시스템을 갖추는 것을 주안점으로 한다.

이러한 연구의 일환으로서, 최근에 A/V 홈 네트워킹(A/V Home Networking)을 위한 미들웨어(Middleware)인 XHT(eXpandable Home Theater) 기술 표준이 개발되고 제시되었다. XHT 기술은 삼성전자(주)가 개발한 디지털 TV 중심의 홈 네트워크 솔루션으로서, 미국 가전협회(CEA: Consumer Electronics Association)의 표준 규격으로 채택되었다.

XHT 기술은 다수의 HD(high definition) 급 신호를 안정적으로 전달할 수 있는 IEEE 1394 케이블과, 인터넷에서 주로 사용되는 통신 규격인 인터넷 프로토콜(internet protocol)을 이용하여 디지털 TV와 연결된 A/V 기기는 물론 여러 대의 디지털 TV를 제어할 수 있도록 한다. XHT 기술을 이용하면 안방에서도 거실에 있는 디지털 TV의 디지털 방송 수신 기능을 활용해 디지털 방송을 시청할 수 있다.

또한 XHT 기술을 기반으로 개발된 저가형 네트워크 인터페이스 유닛(NIU)은 메모리카드 형태로 되어 있어 지상파· 위성· 케이블 등 수신 방식에 따른 변경이 용이해 방송 사업자들의 경제적 부담을 덜어 주고 있다.

네트워크 인터페이스 유닛은 디지털 TV와 함께 XHT를 구성하는 중요한 구성 요소로서 빌트인 디지털 TV(Built-In Digital TV) 시장 활성화에 대응해 최소 비용으로 고품질의 영상/음성 서비스를 가능하게 하는 디지털 기기이다. 네트워크 인터페이스 유닛은 기존 셋톱박스에서 일부 기능만을 포함하여, 기존 셋톱박스보다 저렴하게 IEEE 1394 채널을 통해 XHT기반의 디지털 TV에 비디오/오디오 스트리밍 서비스를 제공한다.

기존의 네트워크 인터페이스 유닛은 오픈 케이블(Open Cable)이나 위성 수신용 NIM(Network Interface Module)과, POD(Point Of Deployment) 인터페이스, 그리고 1394 인터페이스, 및 CPU 등을 보드 레벨(board level)에서 구현하고 있다. 따라서, 그 가격을 기존 셋톱박스에 비하여 낮추는 데 한계가 있었다. 또한 XHT기반의 디지털 TV의 보급을 활성화하기 위해서라도, 보다 간단한 개발 환경과 저가의 네트워크 인터페이스 유닛 솔루션, 네트워크 인터페이스 유닛의 주요기능과 관련된 소프트웨어를 내장한 NIU 칩셋의 개발이 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 네트워크 인터페이스 유닛 중 핵심적인 구성요소들을 단일 칩셋화한 NIU 칩셋을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 상기 NIU 칩셋을 탑재한 네트워크 인터페이스 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 외부 네트워크로부터 방송 신호를 수신하는 튜너와, 상기 수신된 방송 신호로부터 기저 대역 신호를 복원하는 복조기와, 상기 기저 대역 신호로부터 IEEE 1394 프로토콜에 기반한 데이터 신호를 생성하여 내부 네트워크에 접속된 A/V 기기에 전송하는 단일 칩셋으로 된 NIU 칩셋을 포함하는 네트워크 인터페이스 유닛에 있어서,

상기 NIU 칩셋은 상기 기저 대역 신호에 포함된 스크램블된 상태의 전송 스트림을 출력하고, 상기 출력된 전송 스트림에 대한 응답으로서 암호화된 신호를 입력하며 상기 입력되는 암호화된 신호를 복호화하여 전송 스트림을 복원하는 POD 인터페이스 컨트롤러; 상기 복원된 전송 스트림을 파싱하고 역다중화하여 비트스트림을 추출하는 역다중화기; 및 상기 비트스트림을 상기 IEEE 1394 프로토콜에 따른 데이터 신호로 변환하는 1394 모듈을 포함한다.

상기 전송 스트림은 MPEG-2 전송 스트림(Moving Picture Expert Group-2 Transport Stream)이고, 상기 비트스트림은 MPEG-2 압축 방식에 따라 압축된 비디오 비트스트림인 것이 바람직하며, 상기 내부 네트워크는 XHT 네트워크(eXpandable Home Theater Network)인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 A/V 기기는 적어도 상기 비디오 비트스트림을 디코딩할 수 있는 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 네트워크 인터페이스 유닛은 상기 역다중화기 및 상기 1394 모듈과 PCI 버스를 통하여 연결되며, 상기 추출된 비트스트림을 상기 PCI 버스를 통하여 전달 받아 일시 저장한 후, 상기 PCI 버스를 통하여 상기 1394 모듈에 제공하는 메모리를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 POD 인터페이스 컨트롤러, 역다중화기, 및 1394 모듈을 구동하기 위한 디바이스 드라이버들은 상기 NIU 칩셋 내부에 포팅되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

일반적으로 셋톱박스는 버스에 의해서 셋톱 전자장비부품에 내부로 연결되는 네트워크 인터페이스 유닛을 포함하고 있다. 이에 비하여, 본 발명에서는 네트워크 인터페이스 유닛과 셋톱 전자장비를 분리시켜 그들 사이에 내부 네트워크가 형성된다. 이러한 배열은 각 셋톱 전자장비에 대해 네트워크 인터페이스 유닛 전자장비를 이중화할 필요가 없으므로 다수의 셋톱 전자장비를 홈 내에서 저가로 분배할 수 있게 한다.

특히, 본 발명에서는 상기 네트워크 인터페이스 유닛의 핵심 부분을 보드 레벨이 아닌 단일의 NIU 칩셋으로 구현한다. 각각의 모듈을 보드레벨에서 구현할 경우,각각의 모듈들의 개별 가격 및 각각의 모듈로부터 PCI 인터페이스를 통하여 데이터를 처리하고, 각각의 모듈에 대한 디바이스 드라이버를 개발 포팅해야 하는 개발 기간 및 비용이 만만치 않고, 또 이를 위한 숙련된 XHT 전문 인력이 필요하기 때문이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 인터페이스 유닛(100)의 구성을 도시하는 블록도이다.

네트워크 인터페이스 유닛(100)은, 외부 네트워크, 예를 들어 RF 신호를 송출하는 방송 네트워크로부터 상기 RF 신호를 수신하는 튜너(110)와, 다양한 복조 방식의 복조기(120)를 구비한다. 튜너(110)는 유/무선 매체를 통하여 전달되는 유/무선 신호 중에서 사용자가 선택한 신호를 수신한다. 예를 들어, 튜너(110)는 공중으로부터 방송 신호를 검출하는 RF 안테나와, 다양한 방송 신호 중에서 원하는 채널의 신호를 선국하여 선국된 신호를 중간주파수로 변환하는 IF 변환부를 포함하여 구성될 수 있다. 만약, 케이블 방송을 수신하는 경우에는 상기 RF 안테나는 케이블 모뎀의 신호 입력 말단부로 대치될 것이다.

튜너(110)는 상기 중간주파수로 변환된 신호를 복조기(120)에 제공한다. 그러면, 복조기(120)는 상기 중간주파수로 변화된 신호에 대하여 주파수 오프셋(Frequency Offset), 위상 잡음(Phase Jitter), 및 다중경로에 의한 심볼간 간섭을 제거하고, 소정의 복조 방식(VBS-8, VSB-16, QAM64, QAM256, QAM1024, DPSK, QPSK, 등)에 따라서 기저 대역 신호를 복원한다. 상기 복원된 기저 대역 신호는 NIU 칩셋(130)에 제공된다. 상기 기저 대역 신호는 압축 비디오, 압축 오디오, 압축 그래픽, 등 다양한 형태의 데이터 신호 일 수 있지만 이하에서는 상기 기저 대역 신호는 MPEG-2 전송 스트림인 것으로 하여 설명할 것이다.

NIU 칩셋(130)은 상기 제공된 기저 대역 신호를 입력 받아 IEEE 1394 표준 프로토 콜에 기반한 데이터 신호를 생성한다. 도 2는 NIU 칩셋(130)의 개략적 외형을 나타낸 것으로, NIU 칩셋(130)은 적어도, 복조기(120)로부터 기저 대역 신호를 수신하는 단자(21)와, 외부의 POD(Point of Development)와 같은 CAS(Conditional Access System) 시스템과 연결하기 위한 두 개의 단자(23, 24)와, IEEE 1394 케이블과 연결되는 단자(22)를 포함한다. 상기 단자(23)로는 스크램블된 상태의 MPEG-2 전송 스트림이 POD로 출력되고, 상기 단자(24)로는 POD에 의하여 디스크램블된 후 암호화된 신호가 입력된다. 상기 단자(23, 24)는 예를 들어, PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association) 방식에 따라 구현될 수 있다. PCMCIA는 노트북 컴퓨터에 사용할 수 있도록 신용카드 크기의 메모리나 입출력장치에 대한 표준화 단체 또한 거기서 발표한 표준을 의미한다.

다시 도 1을 참조하여 NIU 칩셋(130)을 이루는 구성요소들에 대하여 보다 자세히 설명한다. 복조기(120)로부터 출력된 기저 대역 신호, 즉 MPEG-2 전송 스트림은 NIM(Network Interface Module) 인터페이스(131)를 통하여 입력된다. NIM 인터페이스(131)는 다양한 복조기(120)로부터 출력되는 여러 가지 신호를 입력 받아 NIU 칩셋(130) 내부에서 상기 신호를 이용할 수 있도록 인터페이싱하기 위한 구성 요소이다.

NIM 인터페이스(131)로 입력된 MPEG-2 전송 스트림은 POD 인터페이스 컨트롤러(132)로 전달된다. POD 인터페이스 컨트롤러(132)는 외부의 POD 모듈(140)와의 인터페이싱을 컨트롤하는 장치로서, 상기 MPEG-2 전송 스트림을 출력 단자(도 2의 23)를 통하여 POD 모듈(140)로 전달하고, POD 모듈(140)로부터는 암호화된 신호를 입력 단자(도 2의 24)를 통하여 수신한다. 기저 대역 신호로서의 MPEG-2 전송 스트림은 방송신호 송출단에서 이미 스크램블링 되어 제공되므로 현재 MPEG-2 전송 스트림은 스크램블된 상태로 되어 있다. 따라서 현재 MPEG-2 전송 스트림을 직접 역다중화 할 수는 없으므로 외부의 POD 모듈(140)을 통한 디스크램블 과정이 필요하다.

POD 모듈(140)은 NIU 칩셋(130)과 PCMCIA 방식으로 연결되며, 통상 사용자가 컨텐츠 제공자가 발행한 스마트 카드(smart card)를 삽입함으로써 작동하게 된다. POD 모듈(140)은 NIU 칩셋(130)으로부터 스크램블된 신호를 수신하고 이를 디스크램블러(141)를 통하여 디스크램블링한다. 그 결과 디스크램블된 신호, 즉 원 신호를 복원한 후, CP 사이퍼(copy-protection cypher; 142)를 통하여 상기 원 신호를 다시 암호화한다. 상기 암호화된 신호는 다시 NIU 칩셋(130)으로 다시 전송된다. 이와 같이 디스크램블된 신호를 다시 암호화하는 이유는 POD 모듈(140)로부터 NIU 칩셋(130)으로 신호를 전송하는 동안에 다른 권한 없는 사용자가 상기 신호를 가로채더라도 그 내용을 판독할 수 없게 하기 위해서이다.

POD 인터페이스 컨트롤러(132)는 POD 모듈(140)로부터 상기 암호화된 신호를 수신하고 이를 내장된 CP 디사이퍼(copy-protection decypher; 미도시됨)를 통하여 해독하여 암호화되지 않은 MPEG-2 전송 스트림을 복원하고 이를 역다중화기(133)에 제공한다.

역다중화기(133)는 중앙 처리부(134)의 제어를 받아, 제공된 MPEG-2 전송 스트림을 파싱(parsing)하고, 역다중화하여 비디오, 오디오를 추출한다.

도 3을 참조하면, MPEG-2 전송 스트림(200)은 188바이트 고정 길이를 갖는 복수의 전송 패킷(Transport Packet) 들로 구성되는데, 전송 패킷은, 4바이트의 패킷 헤더(packet header)와 184바이트의 데이터 영역으로 구성되고, 패킷 헤더에는, 8비트의 동기(sync) 정보를 시작으로, 13비트의 바이너리 값을 갖는 PID(Packet Identifier; 패킷 식별자) 등의 정보가 포함되어 있다.

이러한 전송 패킷으로는 비디오 패킷(260), 오디오 패킷(270)과, 프로그램 사양 정보인 PSI(Program Specific Information) 데이터 패킷이 있다. 이러한 PSI에는 PAT(Program Association Table; 210), 각 프로그램에 대응한 PMT(Program Map Table; 230, 240), NIT(Network Information Table; 250) 등과 같은 전송 패킷이 포함된다. 그리고, 유료 방송 등 제한 수신이 필요한 경우에는 CAT(Conditional Access Table; 220)라는 전송 패킷을 사용하기도 한다. 각각의 전송 패킷에는 고유의 PID가 할당되는데, 이 PID에 의하여, 해당 전송 패킷의 데이터 영역에 분리 저장된 데이터 종류를 식별할 수 있도록 되어 있다. 다만, PAT(210)인 경우에는 PID가 0으로 고정되어 있다.

PAT(210) 및 PMT(230, 240)는, 해당 프로그램에 관한 정보를 기재한 것으로 채널마다 다르다. 그러나, NIT(250)에는 해당 채널로 방송된 프로그램뿐만 아니라 서비스되고 있는 다른 모든 채널의 프로그램에 대한 프로그램 번호와 채널 번호가 각각 기재된다.

그런데, 해당 채널에서 PAT(210) 및 PMT(230, 240)를 수신하지 못하면 다른 전송 패킷을 수신하여도 아무런 소용이 없으므로, 통상 PAT(210) 및 PMT(230, 240)는 소 정의 시간 간격마다 수신되도록 하고 있다.

역다중화기(133)에서 일어나는 역다중화 과정을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 역다중화기(133)는 MPEG-2 전송 스트림(200) 중에서 PID가 0인 전송 패킷(210)을 찾아서, 그 데이터 영역 즉 PAT를 판독한다. PAT에는 각종 프로그램에 대한 PMT 및 그의 PID가 표시되어 있다. 프로그램 1을 선택하고자 할 때, PAT 판독을 통하여 프로그램 1의 PID는 22이므로, 이 후 수신되는 전송 패킷 중 PID가 22인 것을 찾아서 그 데이터 영역, 즉 PMT를 판독한다. 상기 PMT의 판독을 통하여 해당 프로그램의 비디오 및 오디오 데이터가 어떠한 PID를 갖는 전송 패킷에 실려오는지를 알 수 있다. 즉, PMT 판독을 통하여 프로그램 1의 비디오는 PID 48을 가지고, 오디오는 PID 54를 가짐을 알 수 있다 따라서, 이후 수신되는 전송 패킷 중 PID가 48인 것들만을 모아서 저장하면 MPEG-2 비디오 비트스트림이 되고, PID가 54인 것들만을 모아서 저장하면 MPEG-2 오디오 비트스트림이 된다.

이러한 MPEG-2 비디오 비트스트림의 구성의 일 예를 살펴 보면 다음의 도 4에서 나타내는 바와 같다. MPEG-2 표준에서는 비디오를 프레임 단위로 부호화한다. 따라서, 비트스트림(50)은 프레임 헤더(frame header; 60)와, 프레임 데이터(frame date; 70)를 포함하며, 프레임 데이터(70)는 복수의 매크로블록 데이터들(MB; 71 내지 74)로 구성된다. 또한 하나의 매크로블록 데이터(73)는 mb_type 필드(80)와, mb_pred 필드(85)와, 텍스쳐 데이터(texture data) 필드(90)로 구성될 수 있다.

여기서, mb_type 필드(80)에는 매크로블록의 종류를 나타내는 값이 기록된다. 즉, 현재 매크로블록이 인트라 매크로블록(intra macroblock)인지, 인터 매크로블록 (inter macroblock)인지를 나타낸다. 그리고, mb_pred 필드(85)에는 상기 매크로블록의 종류에 따른 세부 예측 모드가 기록된다. 인트라 매크로블록의 경우에는 상기 선택된 인트라 예측 모드가 기록되고, 인터 매크로블록의 경우에는 매크로블록 파티션 별로 참조 프레임 번호 및 모션 벡터가 기록된다.

그리고, 텍스쳐 데이터 필드(90)에는 부호화된 텍스쳐 데이터가 기록된다.

다시 도 1을 참조하면, 역다중화기(133)에 의하여 추출된 비디오 비트스트림 및 오디오 비트스트림은 PCI 버스(137)를 통하여 메모리(135)에 일시 저장될 수 있다. 상기 저장된 비트스트림 들은 다시 PCI 버스(137)을 통하여 1394 모듈(136)에 제공되며, 1394 모듈(136)는 상기 비트스트림들을 IEEE 1394 프로토콜에 따른 데이터 신호로 변환하여 XHT 네트워크 내의 다른 A/V 기기에 제공할 수 있다.

현재 주로 사용 중인 보조기억장치의 인터페이스인 EIDE는 느린 속도와 확장성의 제한이 많다. 스카시(SCSI) 방식은 확장성은 뛰어 나지만 비교적 고가이며 표준이 정해져 있지 않다고 봐도 될 정도로 업체마다 프로토콜과 드라이버가 조금씩 다르며, 이론상은 확장을 손쉽게 할 수 있다지만 실제로 는 각 주변기기 간의 특성 등으로 사용을 하는 데 어려움이 많다. 이런 단점을 보완하고 주변기기(특히 고속의 주변기기)를 하나의 케이블에 연결하기 위한 새로운 표준 규격을 개발하게 되었고 그 결과로 만들어 진 것이 바로 IEEE 1394이다. IEEE 1394는 직렬 방식이지만 디지털 인터페이스이므로 디지털 데이터를 변환 과정 없이 송수신하므로 데이터의 손실이 적은 장점이 있다.

1394 모듈(136)의 세부 구성은 도 5에 나타내는 바와 같다. 직렬 버스 관리자 (Serial Bus Management; 350)는 물리 층(310), 링크 층(320), 트랜잭션 층(330)이라는 3가지의 계층과 연결되어 있다. 물리 층(310)은 IEEE 1394 케이블과 연결되어 있고, 다른 층들은 애플리케이션과 연결되어 있다.

직렬 버스 관리자(350)는 타이밍 조정과 버스에 있는 모든 디바이스에 전원공급, 모든 시리얼 버스를 관리하며, 사이클 마스터, 등시 ID(isochronous identifier), 오류 인식 등의 역할을 각 계층에 부여한다. 직렬 버스 관리자(350)는 IEEE 1212 표준에 따른 레지스터 구조로 만들어 질 수 있다.

트랜잭션 층(330)은 비동기 프로토콜의 쓰기(read), 읽기(write), 및 로크(lock) 기능을 한다. 쓰기의 경우 송신 측에서 수신 측으로 데이터를 보내고, 읽기의 경우에는 데이터를 송신 측으로 보낸다. 한편, 로크는 쓰기와 읽기 명령의 조합기능으로 수신 측과 송신 측 사이가 현재 통신 중일 경우 다른 송신 측의 앞의 통신이 다 끝난 후 재송신하는 기능을 말한다.

링크 층(320)은 비동기와 등시적(isochronous) 전송 패킷을 송수신하기 위해 두 개의 FIFO(FIRST-IN FIRST-OUT)와 한 개의 수신 FIFO를 가지며, 각 FIFO는 32비트의 길이로 사용자가 FIFO의 크기를 소프트웨어로 결정할 수 있다. 송신 전용인 비동기(asynchronous) 용 FIFO와 등시 용 FIFO는 쓰기(write) 용으로, 수신 전용인 FIFO는 읽기(read) 용으로 사용된다. 비동기 전송은 데이터와 계층 정보를 명시된 어드레스로 전송하며, 프린터나 스캐너처럼 실시간으로 동작하지 않아도 되는 정보를 전송할 때 사용한다. 등시적 전송은 데이터를 보낼 때 어드레스를 사용하지 않고, 채널번호를 포함시켜서 전송한다. 즉, 실시간 전송을 하기 위해 에러가 나더라도 재전송을 요구하지 않는다. 이런 등시적 전송을 이용하여 메모리(135)에 일시 저장된 비디오 스트림이나 오디오 스트림을 다른 A/V 기기에 전송할 수 있는 것이다.

물리 층(310)은 IEEE1394 디바이스와 케이블 사이에 전기적, 물리적으로 연결되어 있으며, 실제 데이터를 송수신하며 모든 디바이스가 버스를 순차적으로 실행하고 각 포트에 동일한 기능을 제공하는 리피터(Repeater)의 역할도 한다.

상기 1394 모듈의 구성 요소들(310, 320, 330, 350)이 동작하는 상황에서 새로운 주변기기가 네트워크에 추가되거나, 혹은 기존에 사용되고 있던 장치가 네트워크로부터 떨어져 나갔을 때는 네트워크의 구성이 재조정되고, 이때 네트워크에서 전송이 이루어지고 있던 모든 기존 정보는 초기화되고, 전체 네트워크는 동적으로 재구성되며 각각의 노드는 어드레스를 다시 부여 받는다. 이 경우 루트 노드도 필요하다면 강제로 가장 많이 사용되는 노드를 루트로 지정할 수도 있다. 그런 다음 루트 노드의 구성이 끝나면 자체 인식 차례가 되어 각 노드들은 네트워크 전체에 걸쳐서 자신의 존재를 다른 노드에게 알려 준다. 이런 식으로 모든 노드의 정보가 수집된 다음 IEEE1394 인터페이스는 정상동작을 시작하기 위한 대기상태로 들어가는 것이다.

그런데, 본 발명의 일 실시예에 따른 1394 모듈(136)에는 전송과 재생 중에 엔터테인먼트 컨텐트의 불법 복제를 방지하기 위한 DTCP(Data Transmission Content Protection) 규격을 만족하는 DTCP 모듈(340)이 더 포함될 수 있다. DTCP는 일명 "5C"라고도 불리는데, 암호 알고리즘, AKE(Authentication and Key Exchange), 및 공개 키(public key) 암호화 기술을 기반으로 하여 데이터를 암호화하여 전송하는 데 이용되는 기술이다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 메모리(136)로부터 PCI 버스(137)를 통하여 전달되는 비트스트림들은 상기 DTCP 모듈(340)에 의하여 암호화된 후, 직렬 버스 매니지먼트(350), 트랜잭션 층(330), 또는 링크 층(320)에 제공된다. 또한, 마찬가지로 상기 층들로부터 제공되는 수신된 데이터는 DTCP 모듈(340)에 의하여 복호화된다.

다시 도 1을 참조하면, 1394 모듈(136)는 상기 도 5에서 설명한 바와 같은 과정을 통하여 메모리(136)에 저장된 비트스트림들을 암호화하고, IEEE 1394 프로토콜에 따른 데이터 신호로 변환한 후 상기 데이터 신호를 IEEE 1394 케이블을 통하여 다른 A/V 기기에 전송한다.

한편, 중앙 처리부(134)는 NIU 칩셋(130)의 전체 구성 요소를 제어하며 CPU(Central Processing Unit), 마이콤(micro-processor) 등으로 구현될 수 있다. 이를 위하여, 중앙 처리부(134)는 PCI 버스(137)에 접속하며, PCI 버스(137)를 통하여 다른 역다중화기(133), 메모리(135), 1394 모듈(136)을 제어하는 신호를 전송하고 상기 구성요소들로부터 응답 신호를 수신할 수 있다.

중앙 처리부(134)의 프로세스를 가동하기 위한 운영 체계(OS) 및 NIU 칩셋(130)에 포함된 다른 구성요소들을 구동하기 위한 디바이스 드라이버들(device driver)은 NIU 칩셋(130) 내부에 포팅(porting)된다.

네트워크 인터페이스 유닛(100)으로부터 전송된 데이터 신호는 IEEE 1394 케이블을 통하여 XHT 네트워크에 접속된 디지털 TV와 같은 A/V 기기가 수신하고 비디오나 오디오 데이터를 복원할 수 있다. 상기 A/V 기기는 MPEG-2 디코더 등을 내장하고 있 어 상기 데이터 신호에 포함된 오디오 스트림 또는 비디오 스트림을 디코드(decode)한다. 상기 디코드된 데이터는 신호 출력부에 의하여 TV와 같은 디스플레이 장치에 의해 사용에 적합한 포맷(예를 들어, NTSC, SVideo, DVI 등)으로 변환된다.

도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 NIU 칩셋(230)의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 1에 나타낸 실시예에서는 역다중화기(133)와 1394 모듈(136)이 PCI 버스(137)을 통하여 접속되었으며, 역다중화기(133)에 의하여 생성되는 비트스트림들은 공유된 메모리(135)에 저장되었다가 PCI 버스(137)를 통하여 1394 모듈(136)에 전달되었다.

도 6에서는 도 1과는 달리 역다중화기(133)와 1394 모듈(136)를 동기화된 하드와이어 커넥션(hardwired connection; 138)에 의하여 직접 연결하고, 역다중화기(133)로부터 1394 모듈(136)로의 전송 제어는 중앙 처리부(134)가 PCI 버스(137)를 통해서 수행한다. 도 6의 실시예에서 PCI 버스(137)는 단순히 중앙 처리부(134)가 다른 구성 요소들을 제어하기 위한 신호를 전송하고 그 응답 신호를 수신하기 위하여서만 이용될 뿐 실제 데이터를 전송하는 경로로서의 역할은 하지 않는다.

이상과 같은 하드와이어 방식을 이용하면 역다중화기(133)에 의하여 출력되는 신호는 메모리(135)를 거치지 않고 1394 모듈(136)로 직접 전달되므로 시스템 구조를 간략화하고, 전달 속도를 향상시킬 수 있으며, NIU 칩셋(230) 생산 비용도 감소시킬 수 있다. 다만, 하드와이어 커넥션(138)에 의하여 역다중화기(133)와 1394 모듈(136)를 직접 연결하기 위해서는 역다중화기(133) 및 1394 모듈(136) 간의 데이터 전송을 위한 동기가 일치해야 하는 조건이 전제된다. 따라서, 도 6의 NIU 칩셋(230)은 1394 모듈(136)에서 XHT 네트워크 상으로 데이터를 전송하는 속도가 일정 이상 보장되는 환경에서 사용되는 것이 바람직하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

보드 레벨에서 네트워크 인터페이스 유닛을 구현하는 경우, 상기 유닛에 포함되는 각각의 모듈에 대한 디바이스 드라이버를 개발/포팅해야 하는 개발 기간 및 비용이 상당하고, 또 이를 위한 숙련된 XHT 전문 인력이 필요하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 단일 칩셋으로 구현된 네트워크 인터페이스 유닛을 이용하면, 네트워크 인터페이스 유닛의 생산 비용 및 개발 기간을 감소시킬 수 있다.

Claims

외부 네트워크로부터 방송 신호를 수신하는 튜너와, 상기 수신된 방송 신호로부터 기저 대역 신호를 복원하는 복조기와, 상기 기저 대역 신호로부터 IEEE 1394 프로토콜에 기반한 데이터 신호를 생성하여 내부 네트워크에 접속된 A/V 기기에 전송하는 단일 칩셋으로 된 NIU 칩셋을 포함하는 네트워크 인터페이스 유닛으로서, 상기 NIU 칩셋은

상기 기저 대역 신호에 포함된 스크램블된 상태의 전송 스트림을 출력하고, 상기 출력된 전송 스트림에 대한 응답으로서 암호화된 신호를 입력하며 상기 입력되는 암호화된 신호를 복호화하여 전송 스트림을 복원하는 POD 인터페이스 컨트롤러;

상기 복원된 전송 스트림을 파싱하고 역다중화하여 비트스트림을 추출하는 역다중화기; 및

상기 추출된 비트스트림을 상기 IEEE 1394 프로토콜에 따른 데이터 신호로 변환하는 1394 모듈을 포함하는 네트워크 인터페이스 유닛.
제1항에 있어서,

상기 전송 스트림은 MPEG-2 전송 스트림(Moving Picture Expert Group-2 Transport Stream)이고,

상기 비트스트림은 MPEG-2 압축 방식에 따라 압축된 비디오 비트스트림인 네트워크 인터페이스 유닛.
제2항에 있어서, 상기 내부 네트워크는

XHT 네트워크(eXpandable Home Theater Network)인 네트워크 인터페이스 유닛.
제3항에 있어서, 상기 A/V 기기는

적어도 상기 비디오 비트스트림을 디코딩할 수 있는 수단을 포함하는 네트워크 인터페이스 유닛.
제1항에 있어서,

상기 복조기로부터 출력되는 다양한 신호를 입력 받아 NIU 칩셋 내부에서 상기 신호를 이용할 수 있도록 인터페이싱(interfacing)하는 NIM 인터페이스를 더 포함하는 네트워크 인터페이스 유닛.
제1항에 있어서, 상기 입력되는 암호화된 신호는

상기 전송 스트림을 디스크램블링(descrambling)한 후, 소정의 암호화 방식에 따라서 암호화한 신호인 네트워크 인터페이스 유닛.
제4항에 있어서,

상기 역다중화기 및 상기 1394 모듈과 PCI 버스를 통하여 연결되며, 상기 추출된 비트스트림을 상기 PCI 버스를 통하여 전달 받아 일시 저장한 후, 상기 PCI 버스를 통하여 상기 1394 모듈에 제공하는 메모리를 더 포함하는 네트워크 인터페이스 유닛.
제7항에 있어서, 상기 1394 모듈은

비동기 데이터의 쓰기(read), 읽기(write), 및 로크(lock) 기능을 수행하는 트랜잭션 층;

상기 비동기(asynchronous) 데이터와 등시적(isochronous) 데이터를 일시 저장하기 위한 FIFO(FIRST-IN FIRST-OUT)를 갖는 링크 층; 및

상기 FIFO 일시 저장된 상기 비동기 데이터 및 상기 등시적 데이터를 상기 내부 네트워크 상으로 전송하는 물리 층을 포함하는데,

상기 비디오 비트스트림은 상기 등시적 데이터로서 전송되는 네트워크 인터페이스 유닛.
제8항에 있어서, 상기 1394 모듈은

상기 비디오 비트스트림 전송 중 불법 복제를 방지하기 위하기 위하여, 상기 비트스트림 전송 전에 공개 키 기반의 암호화 방식으로 상기 비디오 비트스트림을 암호화하는 DTCP 모듈을 더 포함하는 네트워크 인터페이스 유닛.
제4항에 있어서,

상기 POD 인터페이스 컨트롤러, 역다중화기, 및 1394 모듈을 구동하기 위한 디바이 스 드라이버들은 상기 NIU 칩셋 내부에 포팅되는 네트워크 인터페이스 유닛.
제4항에 있어서,

상기 역다중화기에 의하여 출력되는 전송 스트림은 하드와이어 커넥션(hardwired connection)을 통하여 상기 1394 모듈에 전달되는 네트워크 인터페이스 유닛.
제4항에 있어서,

상기 POD 인터페이스 컨트롤러의 입력 및 출력은 PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association) 방식으로 이루어지는 네트워크 인터페이스 유닛.