KR100296704B1 - 네트워크 기반 멀티미디어 컴퓨터 및 이를 이용한 가변 구조제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오디오, 비디오, 그래픽과 같은 개별 멀티미디어 처리를 위한 하드웨어 장치들을 네트워크에 접속시켜 전체 시스템의 구조를 가변적으로 제어할 수 있는 네트워크 기반 멀티미디어 컴퓨터 및 이를 이용한 가변 구조 제어 방법에 관한 것이다.

본 발명은 종래의 데스크 탑 멀티미디어 컴퓨터를 구성하고 있는 각종 오디오, 비디오, 그래픽스 보드와 같은 멀티미디어 처리 하드웨어들을 시스템 버스에 탑재시키지 않고, 시스템 버스보다 빠른 고속의 네트워크를 통해 접속시켜 전체 시스템을 구성한다. 상기와 같이 구성하여 종래의 데스크 탑 멀티미디어 컴퓨터들이 제한된 데이터 대역 폭을 가지는 시스템 버스를 통해 멀티미디어 데이터를 전달함에 있어서 발생되는 병목현상을 해소시킬 수 있다. 또한 전체 시스템이 동작 중인 상태라도 네트워크 상에 원하는 하드웨어 장치를 간단히 접속시킴으로써 하드웨어를 추가시키거나 처리 성능을 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 고속 네트워크를 시스템 버스로 사용하므로써 종래의 데스크 탑 멀티미디어 컴퓨터에 비해 하드웨어 설치나 시스템 구성이 간단해지며, 용이한 시스템의 유지, 보수 기능을 가지는 네트워크 기반 멀티미디어 컴퓨터 및 이를 이용한 가변 구조 제어 방법에 관하여 제시한다.

Description

네트워크 기반 멀티미디어 컴퓨터 및 이를 이용한 가변 구조 제어 방법

본 발명은 오디오, 비디오, 그래픽과 같은 개별 멀티미디어 처리를 위한 하드웨어 장치들을 네트워크에 접속시켜 전체 시스템의 구조를 가변적으로 제어할 수 있는 네트워크 기반 멀티미디어 컴퓨터 및 이를 이용한 가변 구조 제어 방법에 관한 것이다.

종래의 데스크 탑 컴퓨터에서 사용하는 시스템 버스로서 산업 표준 구조(Industry Standard Architecture : 이하 ISA라 함) 버스와 확장 산업 표준 구조(Extension to Industry Standard Architecture : 이하 EISA라 함) 버스에서는 최대 버스 전달 속도가 각각 초당 8.33 메가 바이트와 33 메가 바이트를 지원하고 있다. 그러나 1280 x 1024의 해상도와 1600만(화소 당 3 바이트) 색상을 지원하는 그래픽 처리의 경우, 하나의 이미지 정보를 저장하기 위해서는 3.9 메가 바이트(3,932,160 = 1280 x 1024 x 3바이트)의 메모리 용량이 필요하며, 초당 10 프레임씩 출력시키기 위해서는 초당 39 메가 바이트씩 그래픽 데이터가 화면에 출력되어야 한다. 또한 640 x 480의 해상도와 256 색상(화소 당 1 바이트)을 가지는 동영상은 307.2 키로 바이트(307,200 = 640 x 480 x 1)이며, 이것을 30 프레임씩 화면에 출력시켜야 하는 경우에 있어서는 초당 9.2M 바이트의 화면 출력이 요구된다.

따라서 그래픽과 동영상 데이터의 화면 출력시에는 초당 48.2 메가 바이트의 전달 속도가 요구되므로, 종래의 ISA나 EISA와 같은 시스템 버스로는 처리 성능에 있어서 한계를 가진다.

최근에 와서 대부분의 데스크 탑 멀티미디어 컴퓨터에서 사용되고 있는 주변 구성 인터페이스(Peripheral Component Interface : 이하 PCI라 함) 로컬 버스는 초당 최대 132메가 바이트의 데이터 전달 속도를 가지므로, 그래픽이나 동영상 데이터 출력 시 충분한 버스 대역 폭을 제공하며, 플러그-인-플레이(Plug-in-Play) 기능을 통해 하드웨어의 장착이 용이하다. 반면, 시스템 버스의 데이터 전송 지연에 따라 추가적으로 탑재될 수 있는 PCI 버스 기반의 하드웨어 장치들은 4 개에서 6 개로 제한되어 있다.

따라서 종래의 데스크 탑 멀티미디어 컴퓨터에서는 상기 기술한 바와 같이 멀티미디어 데이터 처리에 있어서 시스템 버스의 대역 폭에 따른 처리 성능의 저하와 제한된 숫자의 멀티미디어 하드웨어 장치 이외에는 추가적으로 장착하기 어려운 단점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해, 네트워크 접속 장치가 탑재된 오디오, 비디오, 그래픽스와 같은 개별 멀티미디어 하드웨어 장치들과 하드디스크와 같은 대용량 저장 장치들을 고속 네트워크 상에 접속시켜 멀티미디어 데이터들의 효율적인 전송과 저장, 제어는 물론 전체 시스템의 동작 여부에 관계없이 언제든지 추가적인 하드웨어 장치들을 네트워크에 접속시켜 전체 시스템이 가변적인 구조를 가지게 함으로써 시스템의 처리 성능을 향상시킬 수 있으며, 전체 시스템을 용이하게 구성시키는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명인 네트워크 기반 멀티미디어 컴퓨터는 저 전력 고성능 중앙처리기, 고속 네트워크 접속기 및 메모리로 구성되는 메인 모듈과, 개별 멀티미디어 처리를 위한 하드웨어 모듈인 저전력 중앙처리기, 고속 네트워크 접속기, 비디오 제어기 및 비디오 제어기에 부착되는 카메라로 구성되는 비디오 모듈과, 저 전력 중앙 처리기, 고속 네트워크 접속기, 그래픽 제어기 및 그래픽 제어기에 부착되는 모니터로 구성되는 그래픽 모듈과, 저 전력 중앙처리기, 고속 네트워크 접속기, 마이크 및 스피커가 부착된 오디오 제어기로 구성되는 오디오 모듈과, 상기 멀티미디어 하드웨어 모듈들이 상기 고속 네트워크 상에 접속되어 메인 모듈에서 상기 고속 네트워크 상에 접속된 각 모듈의 특성 데이터 및 접속 상태 메시지를 수신 받아 전체 멀티미디어 컴퓨터 시스템의 구성 관리 및 멀티미디어 데이터의 경로를 관리하는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 네트워크 기반 멀티미디어 컴퓨터의 가변 구조 제어 방법은 메인 모듈의 고속 네트워크 접속기를 초기화시키는 제 1 단계와, 상기 고속 네트워크에 접속된 비디오, 그래픽 및 오디오 모듈을 초기화시키는 제 2 단계와, 상기 비디오, 그래픽 및 오디오 모듈의 접속 상태 및 모듈의 특성 데이터 메시지가 수신되었는지 여부를 확인하는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계에서 상기 데이터 메시지가 수신되지 않았을 경우에는 상기 제 2 단계로 회귀하고, 상기 데이터 메시지가 수신되었을 경우에는 고속 네트워크에 접속된 해당 모듈로부터 수신 받은 특성 데이터 메시지를 메인 모듈의 메모리에 특성 데이터를 저장시키는 제 4 단계와, 상기 제 4 단계에서 해당 모듈들이 고속 네트워크에 추가로 접속 또는 이탈 된 경우에 대해서는 특성 데이터를 갱신시키는 제 5 단계와, 상기 제 5 단계에서 응용에 따른 접속 모듈들의 데이터 전달 경로를 관리하는 라우팅 테이블의 경로 데이터를 저장 및 갱신하는 제 6 단계와, 상기 단계들을 수행하고 나서 메인 모듈에서 각 모듈들로부터 수신된 멀티미디어 데이터들을 설정된 경로에 따라 재 전송시키는 제 7 단계와, 메인 모듈에서 오디오 모듈에 부착된 마이크로부터 입력되는 오디오 데이터를 수신하여 오디오 모듈에 부착된 스피커로 출력시키고, 비디오 모듈에 부착된 카메라로부터 입력되는 영상 데이터를 수신 받아 그래픽 모듈의 그래픽 제어기에 부착된 모니터 화면에 영상 데이터를 출력시키는 제 8 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 가변 구조를 가지는 네트워크 기반 멀티미디어 컴퓨터의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 가변 구조 제어 흐름도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호 설명〉

10 : 메인 모듈 10.1 : 저 전력 고성능 중앙 처리기

10.2 : 고속 네트워크 접속기 10.3 : 메모리

11: 비디오 모듈 11.1 : 저 전력 중앙 처리기

11.2 : 고속 네트워크 접속기 11.3 : 비디오 제어기

11.4 : 카메라 12 : 그래픽 모듈

12.1 : 저 전력 중앙 처리기 12.2 : 고속 네트워크 접속기

12.3 : 그래픽 제어기 12.4 : 모니터

13 : 오디오 모듈 13.1 : 저 전력 중앙 처리기

13.2 : 고속 네트워크 접속기 13.3 : 오디오 제어기

13.4 : 마이크 13.4 : 스피커

14 : 고속 네트워크

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 가변 구조를 가지는 네트워크 기반 멀티미디어 컴퓨터의 구성도를 나타낸다.

메인 모듈(10)은 저전력 고성능 중앙처리기(10.1)인 디지털사의 스트롱암(Strong ARM) 리스크(RISC) 프로세서와 고속네트워크 접속기(10.2) 그리고 메모리(10.3)로 구성되며, 비디오 모듈(11)은 저전력 중앙처리기(11.1)인 암(ARM)사의 ARM7500 리스크 프로세서와 고속 네트워크 접속기(11.2), 비디오 제어기(11.3) 그리고 카메라(11.4)로 구성된다. 또한 그래픽 모듈(13)은 저전력 중앙처리기(12.1)와 고속 네트워크 접속기(12.2), 그래픽 제어기(12.3)와 모니터(12.4)로 구성되며, 오디오 모듈(13)은 저전력 중앙처리기(13.1)와 고속 네트워크 접속기(13.2), 오디오 제어기(13.3) 그리고 마이크(13.4)와 스피커(13.5)로 구성된다.

상기와 같은 네트워크 기반 멀티미디어 컴퓨터 구성의 특징으로는 각 모듈들은 3.3 볼트(Volt)의 전원에서 동작하는 저 전력 중앙처리기와 고속 네트워크 접속기를 공통적으로 사용하며, 각 모듈은 내장된 고속 네트워크 접속기를 통해 고속 네트워크(14)에 연결되어 있다. 이와 같은 구성은 종래의 데스크 탑 멀티미디어 컴퓨터에서 사용하는 시스템 버스 대신 고속 네트워크(14)를 사용하여 각 모듈들이 접속되어 있다. 따라서 전체 시스템은 고속 네트워크에서 해당 모듈을 접속시키거나 이탈시킴으로써 간단히 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 네트워크 기반 멀티미디어 컴퓨터의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

메인 모듈(10)의 저 전력 고성능 중앙처리기(10.1)는 고속 네트워크(14)에 접속된 그래픽 모듈(12)을 통해 그래픽 제어기(12.3)에 부착된 모니터 화면에 시스템의 초기화 메시지를 출력시키고, 고속 네트워크(14)에 접속된 비디오 모듈(11)의 비디오 제어기(11.3)에 부착된 카메라로부터 영상 데이터를 입력받아 그래픽 모듈(12)의 모니터(12.4)로 그래픽 데이터와 비디오 데이터를 오버레이(overlay)시켜 출력한다. 마찬가지로 고속 네트워크(14)에 접속된 오디오 모듈(13)에서는 부착된 마이크(13.4)로부터 음성 데이터를 입력받아 동일한 오디오 모듈(13)에 부착된 스피커(13.5)로 음성 데이터를 출력시키거나, 고속 네트워크(14)에 추가로 접속된 오디오 모듈의 스피커로 출력시킬 수도 있다. 이 과정에서 동일한 기능을 가지는 모듈, 즉 같은 오디오 모듈이 추가로 접속되는 경우에는 각 모듈마다 고유의 네트워크 주소를 가지고 있으므로 각 모듈은 네트워크 상에서 구분이 된다.

상기와 같은 과정에서 메인 모듈(10)의 저 전력 고성능 중앙처리기(10.1)에서 고속 네트워크 접속기(10.2)의 초기화 과정을 거친다. 그 후, 고속 네트워크(14)상에 접속된 모듈들의 접속 상태와 오디오, 비디오, 그래픽과 같은 각 모듈들의 특성을 인식하는 방법은 각 모듈에 탑재된 중앙 처리기에서 모듈 고유의 특성 번호를 부여한다. 그 다음, 네트워크 접속기를 통해 메인 모듈(10)에 각 모듈의 특성 메시지를 전송함으로써 메인 모듈은 고속 네트워크(14)상에 놓여 있는 모든 모듈들의 접속 상태와 특성을 파악하게 된다.

도 2는 본 발명의 네트워크 기반 멀티미디어 컴퓨터의 가변적 구성을 위한 제어 흐름도를 나타낸 것이다.

메인 모듈(10)에 탑재된 고속 네트워크 접속기(10.2)를 초기화시키고(20), 오디오 모듈(13), 비디오 모듈(11), 그래픽 모듈(12)을 각각 초기화시킨다(21). 고속 네트워크(14)에 접속된 모든 모듈들의 초기화 과정이 끝나면, 메인 모듈(10)에서는 접속된 각 모듈들의 특성과 접속 상태를 파악하기 위해 각 모듈로부터 특성 데이터 메시지를 수신한다(22). 이때 수신된 메시지로부터 해당 모듈들의 특성 데이터를 메인 모듈(10)의 메모리(10.3)에 저장시키고(23), 메인 모듈(10)에서는 고속 네트워크(14)에 새로운 모듈이 추가로 접속되거나 기존의 모듈이 이탈됐는지를 계속 확인한다(24). 이와 같은 확인 과정에서 추가로 접속되거나 이탈된 것이 확인된 경우에는 메인 모듈(10)의 메모리(10.3)에 저장된 특성 데이터를 갱신시킨다(23).

상기와 같은 과정을 마친 후, 응용에 따른 접속 모듈들의 데이터 전달 경로를 관리하는 라우팅 테이블의 경로 데이터를 저장, 갱신하여(23), 메인 모듈(10)에서는 각 모듈들에서 송신되는 멀티미디어 데이터들을 설정된 경로에 따라 재 전송시킨다(25). 따라서, 메인 모듈(10)에서는 오디오 모듈(13)에 부착된 마이크(13.4)로부터 입력되는 오디오 데이터를 수신하여 오디오 모듈(13)에 부착된 스피커(13.5)로 출력시키고, 비디오 모듈(11)에 부착된 카메라(11.4)로부터 입력되는 영상 데이터를 수신 받아 그래픽 모듈(12)의 그래픽 제어기(12.3)에 부착된 모니터(12.4)화면에 영상 데이터를 출력시킴으로써(26), 고속 네트워크(14)에 접속되는 각 모듈의 특성에 따라 전체 시스템의 구조를 가변적으로 제어, 구성시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 데스크 탑 멀티미디어 컴퓨터에서 멀티미디어 처리를 위한 하드웨어들을 시스템 버스에 장착시키는 대신에 고속의 네트워크에 직접 접속시킴으로써, 멀티미디어 컴퓨터 시스템의 전체 구조를 가변적으로 구성시킬 수 있다. 그리고 상기한 구조의 시스템은 멀티미디어 데이터 전송에 필요한 대역 폭에 대한 문제를 해결할 수 있을 뿐 아니라, 고속 네트워크 상에 해당 모듈들을 간단히 접속시키는 과정을 통해 용이하게 하드웨어 추가 장착 또는 이탈을 하는데에 탁월한 효과가 있다.

또한, 고속 네트워크 상에 접속시키는 모듈들의 구성 관리가 용이하기 때문에 접속 모듈들의 라우팅 데이블을 이용하여 네트워크에 접속된 각 모듈들의 송 수신 경로만 결정시키면, 영상회의 시스템과 같은 응용에 활용될 수 있다.

Claims (2)

1. 저 전력 고성능 중앙처리기, 고속 네트워크 접속기 및 메모리로 구성되는 메인 모듈과,

   개별 멀티미디어 처리를 위한 하드웨어 모듈인 저전력 중앙처리기, 고속 네트워크 접속기, 비디오 제어기 및 비디오 제어기에 부착되는 카메라로 구성되는 비디오 모듈과,

   저 전력 중앙 처리기, 고속 네트워크 접속기, 그래픽 제어기 및 그래픽 제어기에 부착되는 모니터로 구성되는 그래픽 모듈과,

   저 전력 중앙처리기, 고속 네트워크 접속기, 마이크 및 스피커가 부착된 오디오 제어기로 구성되는 오디오 모듈과,

   상기 멀티미디어 하드웨어 모듈들이 상기 고속 네트워크 상에 접속되어 메인 모듈에서 상기 고속 네트워크 상에 접속된 각 모듈의 특성 데이터 및 접속 상태 메시지를 수신 받아 전체 멀티미디어 컴퓨터 시스템의 구성 관리 및 멀티미디어 데이터의 경로를 관리하는 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 멀티미디어 컴퓨터.
2. 메인 모듈의 고속 네트워크 접속기를 초기화시키는 제 1 단계와,

   상기 고속 네트워크에 접속된 비디오, 그래픽 및 오디오 모듈을 초기화시키는 제 2 단계와,

   상기 비디오, 그래픽 및 오디오 모듈의 접속 상태 및 모듈의 특성 데이터 메시지가 수신되었는지 여부를 확인하는 제 3 단계와,

   상기 제 3 단계에서 상기 데이터 메시지가 수신되지 않았을 경우에는 상기 제 2 단계로 회귀하고, 상기 데이터 메시지가 수신되었을 경우에는 고속 네트워크에 접속된 해당 모듈로부터 수신 받은 특성 데이터 메시지를 메인 모듈의 메모리에 특성 데이터를 저장시키는 제 4 단계와,

   상기 제 4 단계에서 해당 모듈들이 고속 네트워크에 추가로 접속 또는 이탈 된 경우에 대해서는 특성 데이터를 갱신시키는 제 5 단계와,

   상기 제 5 단계에서 응용에 따른 접속 모듈들의 데이터 전달 경로를 관리하는 라우팅 테이블의 경로 데이터를 저장 및 갱신하는 제 6 단계와,

   상기 단계들을 수행하고 나서 메인 모듈에서 각 모듈들로부터 수신된 멀티미디어 데이터들을 설정된 경로에 따라 재 전송시키는 제 7 단계와,

   메인 모듈에서 오디오 모듈에 부착된 마이크로부터 입력되는 오디오 데이터를 수신하여 오디오 모듈에 부착된 스피커로 출력시키고, 비디오 모듈에 부착된 카메라로부터 입력되는 영상 데이터를 수신 받아 그래픽 모듈의 그래픽 제어기에 부착된 모니터 화면에 영상 데이터를 출력시키는 제 8 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 네트워크 기반 멀티미디어 컴퓨터의 가변 구조 제어 방법.

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