KR101008634B1 - 디지털 티브이의 시스템 복호화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 TV의 시스템 복호화 장치에 관한 것으로서 특히, 각 채널에 ID를 부여하고 이를 ISO/IEC 13818-1에서 정의한 트랜스포트 패킷 ID(PID)의 확장 필드와 섹션의 테이블 ID의 확장 필드로 사용하며, 패킷을 전송하는 버퍼에 상기 채널 ID 정보를 저장한 후 출력하도록 함으로써, 서로 다른 채널에서 입력된 패킷 데이터를 재다중화하는 효과를 얻는다. 또한 상기 확장 필드 및 재다중화 효과에 의해 각 구성 요소에 할당된 메모리를 채널 구분 없이 운용할 수 있다. 또한, 회로를 설계할 때에도 PID와 테이블 ID를 확장 PID와 확장 테이블 ID로 대치하고, 채널을 구분하기 위해 내부적으로 제공하던 신호(즉 채널 ID, 데이터 타입)를 패킷 버퍼의 뒷부분에서 읽어오는 것 외에 별도로 고려해야 할 사항이 없기 때문에, 단일 채널에서 설계된 PID 필터 등을 복수개 이상의 채널 수를 지원하는 복호화기 ASIC에 적용하기 위해 하드웨어와 소프트웨어를 수정하는데 소요되는 시간과 비용을 최소화 할 수 있다.

PID 필터, 섹션 필터, 채널 ID, 공유

Description

디지털 티브이의 시스템 복호화 장치{System decoder in digital TV}

도 1은 종래의 시스템 복호화기의 일 실시예를 보인 구성 블록도

도 2는 도 1의 패킷 버퍼의 구조를 보인 도면

도 3의 (a)는 채널당 32개가 제공되는 도 1의 PID 필터 메모리의 예를 보인 도면

도 3의 (b)는 (a)의 PID 필터 메모리 중 임의의 워드(n)의 필드들의 구성을 보인 도면

도 4의 (a)는 채널당 32개가 제공되는 도 1의 섹션 필터 메모리의 예를 보인 도면

도 4의 (b)는 (a)의 섹션 필터 메모리 중 임의의 인덱스(n)의 필드들의 구성을 보인 도면

도 5의 (a)는 채널당 32개가 제공되는 도 1의 상태 메모리의 예를 보인 도면

도 5의 (b)는 (a)의 상태 메모리 중 임의의 인덱스(n)의 필드들의 구성을 보인 도면

도 6은 종래의 시스템 복호화기의 다른 실시예를 보인 구성 블록도

도 7은 본 발명에 따른 시스템 복호화기의 일 실시예를 보인 구성 블록도

도 8은 도 7의 패킷 버퍼의 구조를 보인 도면

도 9의 (a)는 본 발명에 따른 시스템 복호화기의 채널 구분 없는 PID 필터 메모리의 예를 보인 도면

도 9의 (b)는 (a)의 PID 필터 메모리 중 임의의 워드(n)의 필드들의 구성을 보인 도면

도 10의 (a)는 본 발명에 따른 시스템 복호화기의 채널 구분 없는 섹션 필터 메모리의 예를 보인 도면

도 10의 (b)는 (a)의 섹션 필터 메모리 중 임의의 인덱스(n)의 필드들의 구성을 보인 도면

도 11의 (a)는 본 발명에 따른 시스템 복호화기의 채널 구분 없는 상태 메모리의 예를 보인 도면

도 11의 (b)는 (a)의 상태 메모리 중 임의의 인덱스(n)의 필드들의 구성을 보인 도면

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 버퍼부 110,120,130,500 : 패킷 버퍼

200 : 먹스 300 : PID 처리부

310 : PID 필터/복호화기 320 : PID 필터 메모리

400 : 디스크램블러 600 : 섹션 처리부

610 : 섹션 필터/복호화기 620 : 섹션 필터 메모리

630 : 버퍼 설정 메모리 640 : 상태 메모리

700 : 오디오/비디오 역다중화기

본 발명은 디지털 티브이(TV)에 관한 것으로서, 특히 복수개 이상의 입력 채널들의 신호에 대해 재다중화하여 PID 필터링 및 섹션 필터링을 수행하는 시스템 복호화 장치에 관한 것이다.

디지털 TV 방송이 확대되면서 다중 채널에 대한 요구도 증가되고 있다. 특히 지상파, 위성, 케이블 등 서비스 방식이 다양해지고 PVR(Personal Video Recorder)등 기능이 확대되면서 두 개 이상의 채널을 동시에 처리해야 할 필요성이 크게 증가하고 있다. 복수의 채널을 동시에 처리하기 위해서는 우선 이를 처리하기 위한 ASIC의 성능이 그만큼 향상되어야 한다. 특히 단순히 처리 속도 측면뿐 아니라 동시에 입력되는 채널 데이터들을 처리하기 위해서는 많은 구성 요소들이 병렬로 동작 가능해야 한다.

세 개의 채널을 동시에 처리하기 위한 가장 단순한 시스템 복호화기는 도 1에 보인 바와 같이 각 채널을 처리하기 위해 모든 구성 요소를 세 셋트(10,30,50)로 구현한다. 이때 각 시스템 복호화기의 내부 구성은 모두 동일하다.

일 예로 첫 번째 시스템 복호화기(10)를 보면 크게 PID 필터(12), 디스크램블러(de-scrambler)(14), 섹션(section) 필터(16), 오디오/비디오 역다중화기(20)를 포함한다. 그리고 각 구성 요소 사이에는 필요에 따라 버퍼가 사용되며, 각 단계에서 처리된 데이터가 해당 버퍼에 저장된 후 다음 단계로 전송된다. 도 1에서는 상기 PID 필터 전단과, 디스크램블러와 섹션 필터 사이에 각각 버퍼(11,15)가 구비된다.

도 2는 ISO/IEC 13818-1에 정의된 188 바이트 단위의 트랜스포트(transport) 패킷을 저장하기 위한 패킷 버퍼 구조를 보이고 있다.

또한 상기 각 시스템 복호화기에는 패킷(packet)의 헤더(header)에서 필요한 정보를 추출하기 위한 복호화기가 필요한데, 도 1에서는 PID 필터(12)와 섹션 필터(16)에 각각 복호화기를 구비하고 있다.

그리고, 상기 PID 필터(12)에는 필터 메모리(13)가 연결되며, 상기 필터 메모리(13)에는 특정 PID를 가진 트랜스포트 패킷에 대해 적용될 규칙들이 설정된다. 즉 상기 버퍼(11)를 통해 채널 A의 패킷이 PID 필터(12)에 입력되면, 상기 PID 필터(12)는 필터 메모리(13)의 값을 순차적으로 읽어서 현재 처리중인 패킷의 PID와 동일한 PID 필드를 갖는 번지가 있는지 비교한다. 만일 일치하는 것이 있으면 해당 번지에 설정된 나머지 필드들의 값에 정의된 대로 패킷을 처리한다.

도 3에 채널당 32개가 제공되는 PID 필터 메모리의 예를 보였다. 즉 도 3의 (a)와 같이 3개의 채널 A, B, C 각각에 대하여 32 워드(word)의 PID 필터 메모리가 각각 할당되어 있으며 각 워드는 32 비트(bit)이다.

도 3의 (b)는 상기 PID 필터 메모리 중 임의의 워드(n) 즉, 각 번지의 필드들의 구성을 보여주고 있다. 각 번지에 저장되는 필드 중 1비트의 EN은 해당 번지의 설정 내용을 적용할 것인지 여부를 결정하기 위한 것이고, 13비트의 PID 필드는 해당 번지의 설정 내용이 적용될 패킷의 PID를 나타낸다. 1비트의 TYPE 필드는 해 당 번지에 설정된 PID를 가진 패킷의 데이터가 섹션 형태인지 PES 형태인지를 설정한다.

만일 패킷의 데이터가 섹션 형태인 경우 하위 필드들은 5비트의 SECF_L_BND 및 5비트의 SECF_U_BND로 동작한다. 이들 필드는 섹션 필터를 순차적으로 검색할 때 하위 경계와 상위 경계를 설정한다. 이는 검색할 섹션 필터를 일부로 제한함으로써 필터의 동작 속도를 높인다.

한편 패킷의 데이터가 PES 형태인 경우 하위 필드들은 OPORT 및 OBUF로 동작한다. 그리고 OPORT_EN 필드가 1인 경우, 해당 번지에 설정된 PID를 갖는 패킷을 OPORT 필드에 설정된 포트로 출력한다. 또한 OBUF_EN 필드가 1인 경우, 해당 번지에 설정된 PID를 갖는 패킷을 5비트의 OBUF 필드에 설정된 버퍼에 저장한다. 이 버퍼는 ASIC의 외부에 연결된 메모리에 위치한다.

도 3의 예에서는 8개의 출력 포트와 32개의 외부 메모리 버퍼를 선택할 수 있도록 OPORT와 OBUF에 각각 3 비트와 5 비트가 할당되었다.

이상과 같은 PID 필터 메모리의 필드들은 소프트웨어에 의해 설정되며 PID 필터는 여기에 설정된 내용에 따라 패킷을 처리한다. 예를 들어 채널 A의 PID 필터 메모리(13) 중 하나의 EN 필드를 1로, PID 필드를 31h로, OBUF_EN 필드를 1로, OBUF 필드를 4로 설정하면 채널 A로 입력되는 패킷 중 PID가 31h인 패킷을 외부 메모리에 설정된 다섯번째 버퍼(버퍼4)에 저장하게 된다.

한편, 섹션 필터도 PID 필터와 비슷한 방식으로 동작하며, 도 4에 섹션 필터 메모리의 예를 보이고 있다. 즉 채널 당 32개씩 할당된 필터 메모리에 조건을 설정 하면, 상기 섹션 필터는 처리 중인 패킷이 섹션을 포함하는 경우, 필터 메모리에 설정된 값과 처리 중인 패킷의 내용을 비교하여 데이터를 취할 것인지 여부를 결정한다. 상기 섹션 필터 메모리는 도 4의 (a)와 같이 3개의 채널 A, B, C 각각에 대하여 64워드(word)의 메모리가 각각 할당되어 있으며 각 워드는 32비트(bit)이다. 이때 두 개의 워드가 하나의 인덱스를 형성한다. 도 4의 (b)는 상기 섹션 필터 메모리 중 임의의 인덱스(n)의 필드들의 구성을 보여주고 있다.

각 인덱스에 저장되는 필드들은 모두 ISO/IEC 13818-1에서 섹션 데이터 구조에 정의된 섹션 헤더의 필드 중 선택된 것들이다. 도 4의 (b)의 예에서는 TBL_ID, SSI, PI, VER_NUM, SEC_NUM, TSI의 6개 필드가 사용되었으며, 각각 ISO/IEC 13818-1에 정의된 table_id, section_syntax_indicator, private_indicator, version_number, section_number, transport_stream_id에 해당한다. 그리고 MASK 필드는 이들 6개 필드 각각에 대해 사용할 것인지 여부를 설정하는 6 비트의 마스크 값이다. 5비트의 OBUF 필드는 조건을 만족하는 섹션을 저장할 버퍼를 지정한다.

도 4의 예에서는 PID 필터 메모리의 OBUF 필드와 마찬가지로 ASIC의 외부에 연결된 메모리에 설정된 32개 버퍼 중 하나를 선택한다.

이때, 상기 PID 필터와 섹션 필터에서 데이터 저장용으로 사용되는 버퍼는 모두 ASIC의 외부에 연결된 메모리에 설정된다. 이 버퍼의 크기와 위치를 설정하기 위한 레지스터가 필요한데 이 역할을 하는 것이 도 1의 버퍼 설정 메모리(18)이다.

도 1의 예에서는 채널 당 32개씩의 버퍼를 할당하므로, 버퍼 설정 메모리(18)도 채널당 32개의 영역이 필요하다.

또한 상기 섹션 필터에는 섹션 필터 메모리 외에 섹션 필터와 복호화기의 동작을 돕기 위한 상태 메모리(19)가 필요하다.

이때 동일한 PID를 갖는 연속된 두 개의 패킷에는 하나의 섹션이 나뉘어 올 수 있기 때문에 상기 상태 메모리(19)는 PID, 즉 PID 필터마다 1개씩 주어진다. 다시 말하면, 패킷의 끝에서 섹션이 완료되지 않고 동일한 PID를 갖는 다음 패킷으로 이어지는 경우, 두 패킷 사이에는 PID가 다른 패킷이 올 수 있기 때문에, 나중의 패킷에 포함된 섹션을 정상적으로 처리하려면 섹션 필터를 적절한 상태, 즉 최근에 동일 PID를 갖는 패킷을 처리한 직후의 상태로 초기화해야 한다. 이때 상기 상태 메모리(19)에는 이러한 초기화를 위한 값들이 저장된다. 섹션 필터뿐 아니라 다른 복호화 과정에도 이와 비슷한 상태 정보를 관리하게 된다.

도 5에 보인 것은 3개의 채널에 대해 섹션 처리 중간 중간의 상태를 저장하기 위한 상태 메모리의 예이다. 상기 상태 메모리는 도 5의 (a)와 같이 3개의 채널 A, B, C 각각에 대하여 128워드(word)의 메모리가 각각 할당되어 있으며 각 워드는 32비트(bit)이다. 이때 네 개의 워드가 하나의 인덱스를 형성한다. 도 5의 (b)는 상기 상태 메모리 중 임의의 인덱스(n)의 필드들의 구성을 보여주고 있다.

이때 각 인덱스에 저장되는 필드 중 SECF_IDX 필드는 해당 PID를 갖는 패킷에 포함된 섹션이 처리되어야 할 섹션 필터의 인덱스를 저장한다. BYTE_CNT 필드는 섹션 헤더 또는 데이터 중 처리된 바이트 수를 저장한다. 이 값으로부터 이전 패킷에서 처리가 중단된 위치, 즉 현재 패킷에서 처리할 헤더 또는 데이터가 전체 섹션에서 차지하는 위치를 알 수 있다. CRC 필드는 처리 중인 섹션의 현재까지 계산된 CRC 값을 저장하고, header 필드는 처리 중인 섹션의 8 바이트 헤더를 저장한다.

그런데 섹션의 헤더가 패킷의 끝에서 중단된 경우, 다음 패킷에 이어지는 부분은 테이블 ID 등의 정보가 없기 때문에 적합한 섹션 필터를 찾을 수 없다. 이를 위해 도 5에 보인 것처럼 SECF_IDX 필드와 헤더 정보를 보관했다가 사용하면 이러한 문제를 해결할 수 있다. 이들 상태 정보는 섹션이 두 패킷에 나뉘어 오는 경우를 위해 제공되는 것이고, 이러한 상황은 하나의 PID에 대해 동시에 2개 이상 발생할 수 없기 때문에 PID 필터당 하나씩 할당하면 된다. 도 5는 채널당 PID 필터가 32개 제공되는 경우의 예를 보인 것이다.

이상과 같이 도 1의 구조는 독립적으로 동작 가능한 세 개의 온전한 시스템 복호화기로 구성된다. 따라서, 도 1과 같은 시스템 복호화기를 이용하여 복수의 채널을 처리할 경우, 단일 채널 복호화기에서 출발하면 되므로 구현하는 데는 큰 어려움이 없다. 그러나 도 1과 같은 시스템 복호화기에는 경우에 따라서 불필요하거나 중복되는 요소도 모두 세 개씩 포함되어 있기 때문에 제조 비용 측면에서 비효율적인 단점이 있다.

시스템 복호화기의 경우, 각 구성 요소가 일정한 역할을 하는 부분으로 나누어지고 응용 분야에 따라서는 전혀 사용되지 않는 부분도 있을 수 있기 때문에 전체 구성 요소를 중복 구현하는 것은 바람직하지 않다.

따라서 이러한 단점을 해결하기 위한 종래의 방법으로, 도 6에 보인 바와 같이 복수의 채널에서 들어오는 데이터에 대해 일부 구성 요소를 시분할하여 사용하도록 설계할 수도 있다.

즉 도 6에 보인 바와 같이 시스템 복호화기에서 복수개 이상의 채널의 입력 데이터를 처리할 때에는 디스크램블러와 같이 일부 구성 요소를 시분할로 사용하도록 하면 효과적이다. 한편, PID 필터의 경우 PID의 값에 따라 동작이 결정되는데, 0(PAT PID)과 같이 모든 채널에 필수적으로 사용되는 PID도 있고, 그 외에도 동일한 PID가 하나 이상의 채널에서 동시에 나타날 가능성이 있기 때문에 채널마다 구분하여 구현하는 것이 일반적이다. 도 6에 보인 구조에서의 각 메모리 관련 부분은 도 1에 보인 구조에서의 해당 부분과 유사하다. 즉, 도3, 도4, 도5의 메모리와 유사한 구조를 가지며 채널당 32개씩 3개의 채널을 지원한다.

또한, 도 1에 점선으로 표시된 신호는 각 구성 요소에 입력된 패킷의 데이터 타입을 알려주는데, 도 6의 구조에서도 이러한 신호가 필요하며, 특히 도 6의 경우, 공유하는 구성 요소가 있기 때문에 현재 처리 중인 패킷이 어떤 채널에서 입력된 것인지를 알리기 위한 신호(CHAN_ID)가 추가로 필요하다. 여기서, 데이터 타입은 현재 입력된 신호가 케이블 신호인지, 위성 신호인지, 공중파 신호인지, 디지탈 방송 신호(예, ATSC)인지를 나타낸다.

도 6에서와 같이 자원을 시분할하여 공유하는 경우, 어떤 구성 요소를 공유할 것인지를 비용과 효율 측면에서 분석하여 결정해야 한다. 도 6의 예에서는 메모리만을 분리하고 대부분의 구성 요소가 공유되어 있지만, 필터와 복호화기는 도 1에 보인 것처럼 채널당 별도로 구현하기도 한다.

따라서 이 방법은 점유 면적 등과 같은 자원을 많이 필요로 하는 특정 구성 요소를 공유함으로써, 비용을 절감할 수 있는 이점이 있는 대신 채널의 수가 증가할 경우 설계 변경을 위해 고려해야 할 사항이 많아진다. 특히 디스크램블러와 같은 공유 자원과 메모리와 같은 독점 자원이 섞여 있기 때문에 각 요소에서 처리 가능한 데이터 용량 및 속도, 병목 지점 등을 분석하기가 쉽지 않아 동작 클록 등 정확한 사양을 결정하기가 용이하지 않다. 또한 도 6과 같은 구조는 도 1의 형태보다는 효율적이지만, 채널의 수를 증가시킬 때마다 그에 해당하는 메모리와 기타 부가 회로를 추가하는 작업이 여전히 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 다중 채널을 처리하는 시스템 복호화기에서 입력 채널 수의 확장에 따라 변경되는 부분을 최소화하도록 하는 디지털 TV의 시스템 복호화 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 메모리 자원을 각 채널에 고정적으로 할당하지 않고 가변적으로 할당할 수 있도록 하는 디지털 TV의 시스템 복호화 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디지털 TV의 시스템 복호화 장치는, 각 채널에 ID를 부여하고 이를 ISO/IEC 13818-1에서 정의한 트랜스포트 패킷 ID(PID)의 확장 필드와 섹션의 테이블 ID의 확장 필드로 사용하는 것을 특징으로 한다.

이를 하드웨어로 구현한 본 발명에 따른 디지털 TV의 시스템 복호화 장치는, 채널별로 패킷 버퍼를 구비하며, 각 패킷 버퍼에는 해당 채널의 패킷 데이터와 함 께 채널 ID를 저장한 후 각 패킷 버퍼의 내용을 시분할하여 출력하는 버퍼부;

복수개 이상의 채널에 대해 공유하는 하나의 PID 필터와, 채널 구분 없이 각 채널은 전체 메모리 용량 한계 내에서 자유롭게 할당하여 사용할 수 있도록 된 PID 필터 메모리로 구성되어, 상기 버퍼부에서 출력된 패킷의 PID 필드와 채널 ID로 확장 PID 필드를 구성한 후 상기 PID 필터 메모리에 설정된 확장 PID 필드들과 비교하여 일치하는 확장 PID 필드가 있으면 해당 번지에 설정된 나머지 필드들의 값에 정의된 대로 입력 패킷을 처리하는 PID 처리부;

복수개 이상의 채널에 대해 공유하는 하나의 섹션 필터와, 채널 구분 없이 각 채널은 전체 메모리 용량 한계 내에서 자유롭게 할당하여 사용할 수 있도록 된 섹션 필터 메모리로 구성되어, 상기 PID 처리부에서 출력되어 처리 중인 패킷이 섹션을 포함하는 경우, 상기 섹션 필터 메모리에 설정된 확장 테이블 ID 필드와 처리 중인 패킷의 확장 테이블 ID를 비교하여 입력된 패킷을 취할 것인지 여부를 결정하는 섹션 처리부; 그리고

상기 섹션 처리부에서 출력되는 패킷을 채널별로 분리한 후 각 채널의 패킷에 대해 다시 오디오와 비디오 패킷으로 분리하여 출력하는 복수개 이상의 채널에 대해 공유하는 하나의 A/V 역다중화기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 버퍼부의 각 패킷 버퍼에는 입력 채널의 패킷 데이터와 그 채널의 ID 그리고, 데이터 타입 정보를 저장함으로써, 서로 다른 채널에서 입력된 패킷 데이터를 재다중화하는 효과를 얻는다.

상기 버퍼부의 각 패킷 버퍼의 뒷 부분을 확장한 후, 188바이트의 유효 패킷 데이터를 저장하고 나서, 확장된 부분에 채널 ID와 데이터 타입 정보를 저장하는 것을 특징으로 한다.

특히 본 발명은 확장 PID 필드, 확장 테이블 ID 필드 및 재다중화 효과에 의해 각 구성 요소에 할당된 메모리를 채널 구분 없이 운용하는 특징을 갖는다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

도 7은 본 발명에 따른 시스템 복호화 장치의 구성 블록도로서, 복수개 이상의 입력 채널에 대해 PID 필터(310), 디스크램블러(400), 섹션 필터(610), 및 A/V 역다중화기(700) 뿐만 아니라, PID 필터 메모리(320), 섹션 필터 메모리(620), 버퍼 설정 메모리(630), 및 상태 메모리(640)를 모두 공유하여 처리한다.

도 7에서 설명의 편의를 위해 부호 300은 PID 처리부라 하고, 600은 섹션 처리부라 한다. 상기 PID 처리부(300)에는 PID 필터/복호화기(310)와 PID 필터 메모리(320)가 포함된다. 상기 섹션 처리부(600)에는 섹션 필터/복호화기(610), 섹션 필터 메모리(620), 버퍼 설정 메모리(630), 및 상태 메모리(640)를 포함한다. 그리고, 복수개 이상의 입력 채널들 A,B,C은 버퍼부(100)의 해당 패킷 버퍼(110,120,130)를 통해 먹스(200)로 입력되고, 상기 먹스(200)에서 시분할되어 PID 처리부(300)의 PID 필터/복호화기(310)로 출력된다.

이와 같이 구성된 본 발명에서는 먼저 시스템 복호화 장치로 입력되는 각 채널마다 ID를 부여하고 이를 ISO/IEC 13818-1에서 정의한 트랜스포트 패킷 ID(PID)의 확장 필드로 사용한다. 즉 확장 PID 필드에는 패킷 ID와 채널 ID가 포함된다.

이때 도 8에 보인 바와 같이 버퍼부(100)의 각 패킷 버퍼로 특정 채널의 패킷 데이터가 입력되면 상기 패킷 버퍼에는 특정 채널의 패킷 데이터와 함께 해당 채널 ID(CHAN_ID)를 저장한다. 이렇게 함으로써 종래의 도 6과 같이 별도의 신호(예를 들면, 채널 ID나 데이터 타입 신호)를 만들지 않고, 각 블록에서는 단순히 패킷 버퍼의 내용을 읽어서 처리할 수 있게 된다. 예를 들어, 채널 A의 패킷 데이터가 버퍼부(100)의 패킷 버퍼(110)로 입력되었다면 상기 패킷 버퍼(110)에는 채널 A에 해당하는 패킷 데이터와 함께 채널 A를 나타내는 채널 ID도 함께 저장된다.

또한, 상기 각 패킷 버퍼에는 데이터 타입(DATA_TYPE)도 함께 저장하여 구성 요소간 전송이 필요한 신호를 줄인다. 그리고 각 패킷이 PID 필터를 거친 후에는 PID 값과는 별개로 몇 번째 PID 필터를 통과했는지에 관한 정보도 이후 단계에서 계속 필요하게 되는데 이 값(PIDF_IDX) 역시 패킷 버퍼의 끝에 삽입한다.

즉 도 1에 점선으로 표시된 신호는 각 구성 요소에 입력된 패킷의 데이터 타입을 알려주는데, 도 6의 구조에서도 이러한 데이터 타입 신호가 필요하다. 특히 도 6의 경우, 공유하는 구성 요소가 있기 때문에 현재 처리 중인 패킷이 어떤 채널에서 입력된 것인지를 알리기 위한 신호(CHAN_ID)를 추가로 만들어 각 구성 요소 간에 전송하고 있다.

그런데 본 발명에서는 도 8과 같이 각 단계에서 생성되어 다음 단계로 전송되어야 하는 정보(예를 들면, 채널 ID, 데이터 타입 등)를 패킷 버퍼에 함께 저장함으로써, 차후 각 구성 요소의 동작 방식을 수정하거나 기능을 추가할 때 구성 요소간 인터페이스를 수정하지 않고 보존할 수 있기 때문에 재활용에 유리하다.

그리고 이러한 정보를 패킷 버퍼의 앞부분 대신 뒷부분에 할당한 것은 종래의 패킷 버퍼 구조를 최대한 유지함으로써 본 발명에서 제안한 방법으로의 구조 변경을 용이하게 하기 위함이다.

이와 같이 상기 버퍼부(100)의 각 패킷 버퍼(110,120,130)에 도 8과 같이 저장된 데이터(즉 유효 패킷 데이터, 채널 ID, 데이터 타입, PIDF_IDX)는 먹스(200)에서 시분할되어 PID 처리부(300)의 PID 필터/복호화기(310)로 출력된다.

상기 PID 필터/복호화기(310)에서 입력된 패킷에 대하여 PID 필터링을 수행할 때에는 입력된 패킷의 PID 필드와 채널 ID로 된 확장 PID 값과 PID 필터 메모리(320)에 소프트웨어에 의해 설정된 확장 PID 값을 비교하게 된다.

즉 상기 PID 필터/복호화기(310)는 먹스(200)를 통해 입력된 패킷의 PID 필드를 추출할 때 ISO/IEC 13818-1에서 정의한 PID 필드의 최상위 비트(MSB) 앞에 CHAN_ID(채널 ID)를 덧붙여 확장 PID 필드를 만든다. 그리고 이를 PID 필터 메모리(320)의 확장 PID 필드와 비교한다.

이때 상기 PID 필터 메모리(320)의 확장 PID 필드는 도 9에서 보인 바와 같이 채널 ID(CHAN_ID)와 PID 필드로 이루어진다. 즉 도 9에서와 같이 채널 ID 필드는 기존의 EN 필드와 PID 필드 사이의 미사용 영역에 할당된다.

또한 본 발명의 구조에서는 채널 별로 메모리를 고정적으로 할당하지 않았기 때문에 상황에 따라 유연하게 사용할 수 있다.

즉 도3, 도4에 보인 종래의 방법에서는 메모리 영역이 채널 단위로 할당되어 있는 반면 본 발명에서는 메모리에 설정 가능한 모든 원소에 채널을 지정할 수 있기 때문에 필요한 경우 전체 메모리 용량 한계 내에서 자유롭게 할당하여 사용할 수 있다.

상기 PID 필터 메모리(320)의 경우 도 3에 보인 종래의 방법의 예에서는 32개의 필터를 검색하는 반면 도 9에 보인 본 발명의 예에서는 96개의 필터를 검색해야 한다. 이때 PID 필터 메모리(320)에도 SECF_L_BND, SECF_U_BND와 비슷한 역할을 하는 PIDF_L_BND, PIDF_U_BND를 채널마다 정의하여 검색 대상이 되는 필터를 실제 그 채널에 할당된 필터로 제한하면 검색 대상이 증가함으로 인해 필터의 속도가 저하되는 문제점을 방지할 수 있다.

즉 도 9는 본 발명에 따른 PID 필터 메모리의 예를 보인 것으로서, 도 3의 (a)와 같이 메모리 영역이 채널 단위로 할당되어 있지 않고, 각 채널은 전체 메모리 용량 한계 내에서 자유롭게 할당하여 사용할 수 있다.

도 9의 (b)는 상기 PID 필터 메모리 중 임의의 워드(n) 즉, 각 번지의 필드들의 구성을 보인 것으로서, 도 3의 (b)와 동일한 부분은 도 3의 (b)를 참조하면 되므로 상세 설명을 생략하고, 본 발명에 관련된 부분만을 설명한다.

즉 도 9의 (b)에서 도 3의 (b)와 다른 부분은 확장 PID 필드, SECF_L_BND 필드, SECF_U_BND 필드, 및 OBUF 필드이다. 상기 확장 PID 필드는 2비트의 채널 ID와 13비트의 패킷 ID(PID)로 이루어진다.

그리고 1비트의 TYPE 필드는 해당 번지에 설정된 PID를 가진 패킷의 데이터가 섹션 형태인지 PES 형태인지를 설정한다.

만일 패킷의 데이터가 섹션 형태인 경우 하위 필드들은 7비트의 SECF_L_BND 및 7비트의 SECF_U_BND로 동작한다. 이들 필드는 섹션 필터 메모리를 순차적으로 검색할 때 섹션 필터의 하위 경계(즉 검색을 시작할 필터의 인덱스)와 상위 경계(즉 검색을 마칠 필터의 인덱스)를 설정한다. 이는 검색할 섹션 필터를 일부로 제한함으로써 필터의 동작 속도를 높인다. 예를 들어, 18 필터부터 35 필터까지만 검색하게 하려면, SECF_L_BND는 '0010010'으로, SECF_U_BND는 '0100011'로 설정한다.

한편 패킷의 데이터가 PES 형태인 경우 하위 필드들은 3비트의 OPORT 및 7비트의 OBUF로 동작한다. 이때 OPORT_EN 필드가 1인 경우, 해당 번지에 설정된 PID를 갖는 패킷을 OPORT 필드에 설정된 포트로 출력한다. 또한 OBUF_EN 필드가 1인 경우, 해당 번지에 설정된 PID를 갖는 패킷을 OBUF 필드에 설정된 버퍼에 저장한다. 이 버퍼는 ASIC의 외부에 연결된 메모리에 위치한다.

도 9의 예에서는 8개의 출력 포트와 96개의 외부 메모리 버퍼를 선택할 수 있도록 OPORT와 OBUF 필드에 각각 3비트와 7비트가 할당되었다.

즉 종래에 OBUF 필드로 5비트를 할당한 것은 필터 메모리 자체가 채널 별로 분리되어 있어서 각 필터 메모리 내에서는 32개의 버퍼 영역에서만 설정할 수 있었기 때문이다. 하지만 본 발명에서는 OBUF 필드를 7비트로 확장하여 할당함으로써, 모든 필터 메모리 원소가 96개 버퍼 영역 전체에서 버퍼를 선택할 수 있게 된다.

이상과 같은 PID 필터 메모리의 각 필드는 소프트웨어에 의해 설정되며 PID 필터는 여기에 설정된 내용에 따라 입력된 패킷을 처리한다. 예를 들어, 상기 PID 필터에 채널 A의 패킷이 입력되면, 상기 PID 필터는 PID 필터 메모리(320)의 해당 채널 ID의 PIDF_L_BND와 PIDF_U_BND 필드에서 지정한 필터에 해당하는 번지의 값을 순차적으로 읽어서 현재 처리중인 패킷의 확장 PID와 동일한 확장 PID 필드를 갖는 번지가 있는지 비교한다. 만일 일치하는 것이 있으면 해당 번지에 설정된 나머지 필드들의 값에 정의된 대로 패킷을 처리한다.

상기 PID 처리부(300)에서 처리된 데이터는 디스크램블러(400)와 버퍼(500)를 거쳐 섹션 처리부(600)로 입력된다.

한편, 상기 섹션 처리부(600)에서도 섹션 필터 메모리(620), 버퍼 설정 메모리(630), 및 상태 메모리(640)는 메모리 영역이 채널 단위로 할당되어 있지 않고, 각 채널은 전체 메모리 용량 한계 내에서 자유롭게 할당하여 사용할 수 있다. 즉 도 10의 예에서 보인 바와 같이 섹션 필터 메모리의 경우 채널당 32개 아닌 채널 구분 없이 전체 96개 필터 중에서 필요에 따라 설정해서 사용한다.

또한, 섹션 필터(610)에서는 각 섹션을 구분하기 위해 ISO/IEC 13818-1에 정의된 8비트의 테이블 ID(TBL_ID)에 채널 ID(CHAN_ID)를 더하여 확장 테이블 ID를 만들어 사용한다. 그리고 OBUF 필드도 7비트로 확장한다. 상기 채널 ID(CHAN_ID)는 PID 필터(310)에서와 마찬가지로 도 8과 같은 구조를 가진 패킷 버퍼(500)에서 읽어온다.

도 10은 본 발명에 따른 섹션 필터 메모리의 예를 보인 것으로서, 메모리 영 역이 채널 단위로 할당되어 있지 않고, 도 10의 (a)와 같이 각 채널은 전체 메모리 용량 한계 내에서 자유롭게 할당하여 사용할 수 있다.

도 10의 (b)는 상기 PID 필터 메모리 중 임의의 인덱스(n)의 필드들의 구성을 보인 것으로서, 도 4의 (b)와 동일한 부분은 도 4의 (b)를 참조하면 되므로 상세 설명을 생략하고, 본 발명에 관련된 부분만을 설명한다.

즉 도 10의 (b)에서 도 4의 (b)와 다른 부분은 확장 테이블 ID 필드, OBUF 필드이다. 상기 확장 테이블 ID 필드는 2비트의 채널 ID(CHAN_ID)와 8비트의 테이블 ID(TBL_ID)로 이루어진다. 상기 채널 ID 필드는 기존의 MASK 필드와 테이블 ID 필드 사이의 미사용 영역에 할당된다.

상기 5비트에서 7비트로 확장된 OBUF 필드는 조건을 만족하는 섹션을 저장할 버퍼를 지정한다. 도 10의 예에서는 PID 필터 메모리에서의 OBUF와 마찬가지로 ASIC의 외부에 연결된 메모리에 설정된 96개 버퍼 중 하나를 선택한다.

상기 섹션 필터 메모리의 각 필드도 PID 필터 메모리와 마찬가지로 소프트웨어에 의해 설정되며 섹션 필터는 여기에 설정된 내용에 따라 입력된 패킷의 섹션을 처리한다. 즉 채널 구분 없이 96개의 메모리 인덱스를 가진 섹션 필터 메모리에 조건을 설정하면, 상기 섹션 필터는 처리 중인 패킷이 섹션을 포함하는 경우, 섹션 필터 메모리에 설정된 값과 처리 중인 패킷의 내용을 비교하여 데이터를 취할 것인지 여부를 결정한다.

이때, 상기 PID 필터와 섹션 필터에서 데이터 저장용으로 사용되는 버퍼는 모두 ASIC의 외부에 연결된 메모리에 설정된다. 이 버퍼의 크기와 위치를 설정하기 위한 레지스터가 필요한데 이 역할을 하는 것이 버퍼 설정 메모리(630)이다. 상기 버퍼 설정 메모리(630)도 메모리 영역이 채널 단위로 할당되어 있지 않고, 각 채널은 전체 메모리 용량 한계 내에서 자유롭게 할당하여 사용할 수 있다.

또한 상기 섹션 필터에는 섹션 필터 메모리 외에 섹션 필터와 복호화기의 동작을 돕기 위한 상태 메모리(640)가 필요하다.

도 11은 본 발명의 상태 메모리(640)의 예를 보인 것으로서, 메모리 영역이 채널 단위로 할당되어 있지 않고, 채널 구분 없이 96개의 PID 필터에 대응되는 96개의 상태 메모리 영역이 제공된다.

도 11의 상태 메모리를 도 5에 도시된 종래의 상태 메모리와 비교하면, SECF_IDX 필드가 CHAN_ID 필드만큼 확장된 것을 알 수 있다.

상기 SECF_IDX 필드는 해당 PID를 갖는 패킷에 포함된 섹션이 처리되어야 할 섹션 필터의 인덱스를 저장한다. 이때 섹션의 헤더가 패킷의 끝에서 중단된 경우, 다음 패킷에 이어지는 부분은 테이블 ID 등의 정보가 없기 때문에 적합한 섹션 필터를 찾을 수 없다. 이를 위해 도 11에 보인 것처럼 SECF_IDX 필드와 헤더 정보를 보관했다가 사용하면 이러한 문제를 해결할 수 있다. 이들 상태 정보는 섹션이 두 패킷에 나뉘어 오는 경우를 위해 제공되는 것이고, 이러한 상황은 하나의 PID에 대해 동시에 2개 이상 발생할 수 없기 때문에 PID 필터 당 하나씩 할당하면 된다.

이와 같이 종래에는 PID 필터 메모리, 섹션 필터 메모리, 버퍼 설정 메모리, 및 상태 메모리 모두 각 채널당 32개씩 할당하여 그 범위 안에서 사용했던 것을, 본 발명에서는 미리 수를 할당하지 않고 메모리의 각 번지를 어느 채널에나 할당할 수 있기 때문에 메모리를 더 효율적으로 활용할 수 있다.

또한 본 발명에서는 복수의 채널에서 입력된 데이터를 재다중화해서 처리하는 방식이기 때문에 데이터에 포함된 일부 파라미터의 경우 중복될 가능성이 있다. 예를 들면 PID나 테이블 ID가 같은 값을 가질 수 있는데 이를 해결하기 위해 도 9와 도 10에 보인 바와 같이 CHAN_ID를 더한 확장 PID와 확장 테이블 ID를 사용하여 이러한 문제를 해결한 것이다.

그리고 상기된 본 발명의 실시예에서는 입력되는 채널 수가 3개인 경우를 예로 들어 설명하고 있으며 이때 채널 ID에 2비트를 할당하고 있다. 이러한 경우 채널 수가 4개로 확장되더라도 상기된 도 7의 시스템 복호화기의 설계를 변경하거나 부가 회로를 추가하지 않고도 시스템 복호화를 수행할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로써 이는 당분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 본 발명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 설명했으므로 본 발명의 기술적인 난이도 측면을 고려할 때, 당분야에 통상적인 기술을 가진 사람이면 용이하게 본 발명에 대한 또 다른 실시예와 다른 변형을 가할 수 있다. 따라서 상술한 설명에서 사상을 인용한 실시예와 변형은 모두 본 발명의 청구 범위에 모두 귀속됨은 명백하다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 디지털 TV의 시스템 복호화 장치에 의하면, 각 채널에 ID를 부여하고 이를 ISO/IEC 13818-1에서 정의한 트랜스포트 패킷 ID(PID)의 확장 필드와 섹션의 테이블 ID의 확장 필드로 사용하며, 패킷을 전송하는 버퍼에 상기 채널 ID 정보를 저장한 후 출력하도록 함으로써, 서로 다른 채널에서 입력된 패킷 데이터를 재다중화하는 효과를 얻는다. 또한 상기 확장 필드 및 재다중화 효과에 의해 각 구성 요소에 할당된 메모리를 채널 구분 없이 운용할 수 있다.

즉 종래에는 PID 필터와 섹션 필터에서 필요한 각 메모리의 전 영역을 일정한 크기로 구분하여 각 채널별로 할당하였으나, 본 발명에서는 메모리의 내용에 채널 ID 필드를 이용하여 해당 메모리 번지가 어느 채널에 할당되었는지를 결정하기 때문에 각 채널마다 필요한 만큼 메모리를 할당해서 사용하므로 메모리를 더 효율적으로 활용할 수 있다.

또한, 회로를 설계할 때에도 PID와 테이블 ID를 확장 PID와 확장 테이블 ID로 대치하고, 채널을 구분하기 위해 내부적으로 제공하던 신호(즉 채널 ID, 데이터 타입)를 패킷 버퍼의 뒷부분에서 읽어오는 것 외에 별도로 고려해야 할 사항이 없기 때문에, 단일 채널에서 설계된 PID 필터 등을 복수개 이상의 채널 수를 지원하는 복호화기 ASIC에 적용하기 위해 하드웨어와 소프트웨어를 수정하는데 소요되는 시간과 비용을 최소화 할 수 있다.

그리고 본 발명의 구조에 따라 복수개 이상의 입력 채널을 지원하는 시스템 복호화기가 구현되면, 구성 요소간 인터페이스를 수정할 필요가 없기 때문에 채널 수를 확장하는 것은 더욱 용이해진다.

특히 본 발명은 입력되는 패킷 데이터를 먼저 재다중화한 후 하나의 경로로 처리하기 때문에 모든 자원을 공유 및 시분할 운용함으로써, 자원 활용 효율을 최대화할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (14)

1. 채널별로 구비되는 복수의 패킷 버퍼를 구비하는 버퍼부;

   복수의 채널에 대해 공유되는 PID 필터 및 전체 메모리 용량 한계 내에서 각 채널에 대한 메모리 할당이 가변인 PID 필터 메모리를 구비하는 PID 처리부;

   복수의 채널에 대해 공유되는 섹션 필터 및 전체 메모리 용량 한계 내에서 각 채널에 대한 메모리 할당이 가변인 섹션 필터 메모리를 구비하는 섹션 처리부; 및

   상기 섹션 처리부에서 출력된 패킷을 채널별로 분리하고 상기 각 패킷에 대해 오디오 및 비디오 패킷으로 분리하여 출력하는 A/V 역다중화기를 포함하는, 방송 신호 복호화 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 버퍼부의 각 패킷 버퍼에는, 입력 채널의 패킷 데이터, 해당 채널 ID 및 데이터 타입 정보가 저장되는, 방송 신호 복호화 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 버퍼부의 각 패킷 버퍼의 뒷 부분을 확장하고, 188 바이트의 유효 패킷 데이터를 저장하며, 확장된 부분에 채널 ID 및 데이터 타입 정보를 저장하는, 방송 신호 복호화 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 PID 처리부는, 상기 버퍼부에서 출력된 패킷의 PID 필드와 채널 ID로 확장 PID 필드를 구성하고, 상기 PID 필터 메모리에 설정된 확장 PID 필드들과 비교하여 일치하는 확장 PID 필드가 존재하는 경우 해당 번지에 설정된 나머지 필드들의 값에 정의된 대로 입력 패킷을 처리하는, 방송 신호 복호화 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 PID 처리부의 상기 PID 필터는, 상기 버퍼부에서 출력된 PID 필드의 최상위 비트 앞에 채널 ID를 부가하여 확장 PID 필드를 구성하는, 방송 신호 복호화 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 PID 처리부의 PID 필터 메모리에는, EN 필드와 PID 필드 사이의 미사용 영역에 채널 ID 필드가 할당되고, 상기 채널 ID 필드와 상기 PID 필드로 확장 PID 필드가 구성되는, 방송 신호 복호화 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 섹션 처리부는, 상기 PID 처리부에서 출력되어 처리 중인 패킷이 섹션을 포함하는 경우, 상기 섹션 필터 메모리에 설정된 확장 테이블 ID 필드와 처리중인 패킷의 확장 테이블 ID 를 비교하여 입력된 패킷을 취할 것인지 여부를 결정하는, 방송 신호 복호화 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 섹션 처리부의 섹션 필터는, 상기 PID 처리부에서 출력된 섹션이 포함되는 테이블 ID와 채널 ID로 확장 테이블 ID 필드를 구성하는, 방송 신호 복호화 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 섹션 처리부의 섹션 필터 메모리에는, 마스크 필드와 테이블 ID 필드 사이의 미사용 영역에 채널 ID 필드가 할당되고, 상기 채널 ID 필드와 테이블 ID 필드로 확장 테이블 ID 필드가 구성되는, 방송 신호 복호화 장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 섹션 처리부는, 전체 메모리 용량 한계 내에서 각 채널에 대한 메모리 할당이 가변인 버퍼 설정 메모리 및 상태 메모리를 각각 더 구비하는, 방송 신호 복호화 장치.
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