제어를 위한제어를 위한제어를 위한제어를 위한LED Mobile Unit Multi VideoLED Mobile Unit Multi VideoLED Mobile Unit Multi VideoLED Mobile Unit Multi Video

설계 기술지원설계 기술지원설계 기술지원설계 기술지원ModuleModuleModuleModule

2006 42006 42006 42006 4

산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부

지원기관지원기관지원기관지원기관 한국생산기술연구원한국생산기술연구원한국생산기술연구원한국생산기술연구원지원기업지원기업지원기업지원기업 주주주주( )( )( )( ) 빛샘전자빛샘전자빛샘전자빛샘전자

- 2 -

제 출 문제 출 문제 출 문제 출 문

산 업 자 원 부 장 관 귀 하

본 보고서를 본 보고서를 제어를 위한 설계기술ldquo LED Mobile Unit Multi Video Module

지원 지원기간 과제의 기술지원성과 보고서로 제출합니다rdquo( 2004 11 I~2006 1 31)

2006 4

지원기관 한국생산기술연구원

김 기 협

지원기업 주 빛샘전자 ( )

강 만 준

지원책임자 진 경 찬

- 3 -

사업목표사업목표사업목표사업목표1111

가 국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도

나 모듈 설계 지원 Scan converter Video

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED

기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도-

영상처리 회로용 부품의 평가 선정-

나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo

회로 설계- Scan converting

기술 및 회로설계- Free size scaling

기반 기술 적용 회로설계- DSP multi video processing

화질조정기능 회로설계-

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED

특성에 따른 제어 회로설계 지원- LED

지원실적지원실적지원실적지원실적3333

지원항목지원내용

비 고기술지원前 기술지원後

비디오 입출력 신호 미흡 설계 회로 설계

멀티 디스플레이 없음 설계 회로 펌웨어 설계

다중 화면 처리 없음 설계 펌웨어 설계

기술지원성과 요약서

- 4 -

기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과4444

해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품1)1)1)1)

적용제품명적용제품명적용제품명적용제품명 MVP Scan Converter MVP Scan Converter MVP Scan Converter MVP Scan Converter

모 델 명 장비모 델 명 장비모 델 명 장비모 델 명 장비 MVP MVP MVP MVP

품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격2)2)2)2)

구 분경쟁 제품

자체제품기준( )

해당기술 적용제품비 고

지원전 지원후

경쟁제품 대비 품질 모델명 장비MVP 없음 지원

경쟁제품 대비 가격 백만원200기반장비PC

백만원(50 )백만원100

객관화 된 를 근거로 작성객관화 된 를 근거로 작성객관화 된 를 근거로 작성객관화 된 를 근거로 작성DATADATADATADATA

원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과3)3)3)3)

구 분 절 감 금 액 비 고

원부자재 절감 백만원 년200

인건비 절감 백만원 년200

계 백만원 년400

공정개선 및 품질향상 둥으로 인한 절감효과 반영공정개선 및 품질향상 둥으로 인한 절감효과 반영공정개선 및 품질향상 둥으로 인한 절감효과 반영공정개선 및 품질향상 둥으로 인한 절감효과 반영

적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과4) ( )4) ( )4) ( )4) ( )

구 분당해연도

매출차년도 예상매출 전년대비 증가비율 비 고

내 수 백만원 년100 백만원 년200 200

수 출 천달러 년100 천달러 년200 200

계 백만원 년200 백만원 년200 200

- 5 -

수입대체효과수입대체효과수입대체효과수입대체효과5)5)5)5)

모델명 당해연도 수입액 차년도 수입액 수입대체금액 비 고

장비MVP 천달러 년400 천달러 년400 천달러 년400 대기준2

계 천달러 년400 천달러 년400 천달러 년400

해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과6)6)6)6)

가 공 정 개 선

회로 설계기술을 향상시킨다- PIP

화면 영상 처리기술을 개선한다-

나 신제품 개발

기존에 보유하지 못한 기능의 신제품을 개발로 고화질 디지털영상-

을 추구하는 시장의 기술 를 선도하는 효과를 기대할 수 있다trend

다 상용화 개발

출시되는 제품의 기능성 향상시킨다-

기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과7)7)7)7)

가 기존에 보유하지 못한 기능의 신제품을 개발하여 향후 고화질 디지털영상을 추구

하는 옥외 전광판 시장에서 시장의 기술 를 선도하는 효과를 기대할 수 있다trend

나 두 화면 영상 처리 설계를 통하여 다중 화면 디스플레이 구동 관련한 시스템의

구동 시스템의 상업화가 가능하다

- 6 -

적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부5 5 5 5

규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득1) 1) 1) 1)

인증명 품목 인증번호 승인기관 인증일자

지적재산권지적재산권지적재산권지적재산권2)2)2)2)

종 류 명칭 번호발명자

고안자( )권리자 실시권자

비고

등록 출원( )

세부지원실적세부지원실적세부지원실적세부지원실적6666

항 목 지원건수 지원성과

기술정보제공 건20 기술이전 및 인력교육

시제품제작 건2 설계 및 보드 제작

양산화개발 건

공정개선 건

품질향상 건

시험분석 건

수출 및 해외바이어 발굴 건

교육훈련 건

기술마케팅 경영자문 건

정책자금알선 건

논문게재 및 학술발표 건

사업관리시스템

지원실적업로드 회수건20 관련기술자료 업로드

참여기업 방문회수 건51 관련기술 회의 및 세미나

기타 건

- 7 -

종합의견종합의견종합의견종합의견7777

를 이용한 디스플레이 장치는 월드컵에서 볼 수 있었던 옥외용 천연색 대형 전LED 2002

광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층빌딩의 경고 및 유도 등과

같은 다양한 곳에서 사용되고 있으며 전자 반도체의 빠른 처리 속도와 저전력 구동이

가능하다는 장점을 가지고 있으며 환경 친화적이면서도 에너지 절약 효과가 높아서 차

세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의 화면( )

이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 설계기술로써 처리가 실시간으로MVP DSP

가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비로 바로 적용할

수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 프로세서를 선정하 DSP MVP

여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리를 수행하였다

기술을 응용한 비디오 영상 모듈은 대형전광판 디스플레이 장비기능에 따라 더욱MVP

고화질 출력이 가능한 시스템으로 개발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 시장으

로 확대되고 있는 실정이다 따라서 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 MVP

영상 장비는 대형 옥외용 간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등외

장비로 활용되어질 수 있다

- 8 -

연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과( )( )( )( )

과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과1111

논문게제 성과논문게제 성과논문게제 성과논문게제 성과

사업화 성과사업화 성과사업화 성과사업화 성과2222

특허 성과특허 성과특허 성과특허 성과

출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우

등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우

논문게재 세부사항

(9)

게재년도

(10)

논문명

저자(11)(12)

학술자명

(13)

Vol

(No)

(14)

국내외

구분

(15)

SCI

구분주저자 교신 저자 공동 저자

세부사항

(9)

출원년도

(10)

특허명

(11)

출원인

(12)

출원국

(13)

출원번호

세부사항

(9)

등록년도

(10)

특허명

(11)

등록인

(12)

등록국

(13)

등록번호

- 9 -

사업화 현황사업화 현황사업화 현황사업화 현황

주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한11) 1 211) 1 211) 1 211) 1 2

창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입 3 4 3 4 3 4 3 4

고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과

주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입9) 2 9) 2 9) 2 9) 2

사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나10)10)10)10)

부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입

사업화 세부사항

(9)

사업화명

(10)

사업화

내용

사업화 업체 개요(11)

업체명 대표자 종업원수사업화

형태

(12)

기 매출액

백만원( )

(13)

당해연도

매출액

백만원( )

(14)

매출액 합계

백만원( )

고용창출 세부사항

(9)

창업

명( )

(10)

사업체 확장

명( )

(11)

합계

명( )

- 10 -

세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용

기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건1 181 181 181 18

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20041119 멀티미디어 개념 세미나 자료 업로드

2 20041126 멀티미디어 통신 세미나 자료 업로드

3 20041221 프로세서 소개MVP 자료 업로드

4 20041227 회로도 예제 제공MVP 자료 업로드

5 20D5112 비디오 신호 포맷 자료제공 자료 업로드

6 200524 비디오 디코더 자료제공 자료 업로드

7 2005224 디지털 비디오 프로세서 자료제공 자료 업로드

8 200539 세 미 나DSP 자료 업로드

9 2005318 트랜스미터 자료제공PaneILink TMDS 자료 업로드

10 200546 개발보드 자료 제공DSP 자료 업로드

11 2005419 스캔 컨버터 자료제공 자료 업로드

12 200554 인터페이스 세미나DDCIBI 자료 업로드

13 200569 자료 제공GM1601 자료 업로드

14 200578 컨버터 자료 제공SDI 자료 업로드

15 2005715 프로세서 자료제공MVP 자료 업로드

16 2005824 개발보드 자료제공MVP 자료 업로드

17 200599 펌웨어 자료제공Hudson 자료 업로드

18 2005930 펌웨어 코드제공Cortez 자료 업로드

19 2005105 세미나 자료Workbench 자료 업로드

20 20051018 회로도 제공MVP 자료 업로드

시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건2 22 22 22 2

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20070713 구동 회로도 설계MVP 회로설계

2 20070813 보드 제작MVP 제작PCB

- 11 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

부 록부 록부 록부 록

- 12 -

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

기술적 측면기술적 측면기술적 측면기술적 측면1111

가 개요 LED

특징LED①

발광다이오드 는 화합물 반도체 예 의- LED (Light Emitting Diode ) ( GaPGaAs)

접합 다이오드에 순방향 전류가 흐를 때 빛을 발하는 현상을 이용한 소자로서PN

측에 극 측에 극을 접속하면 측의 정공은 측에 측의 전자는 측으로 이p + N - P N N P

동하여 접합 점에서 전자와 정공이 결합하면서 전자가 에너지를 방출하면서 빛PN

으로 발광하는 원리이다 즉 반도체외 접합 구조를 이용하여 주입된 소수캐리 p-n

어 전자 또는 양공 를 만들어내고 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 것이다( )

기술 동향LED②

반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상은 전기 루미네선스 전기장발광 라고- ( )

하며 년 탄화규소 결정의 발광 관측에서 비롯되는데 년에 비소화갈륨 1923 1923

접합에서의 고발광 효율이 발견되면서부터 그 연구가 활발하게 진행되었다P-N

년대 말에는 이들이 실용화되기에 이르렀다1960

상업적으로 유용한 는 년대 갈륨 비소 그리고 인의 화합물 반도체인- LED 1960

를 사용하여 파장 대역의 적색 가 효시이며 초기에는 밝기가 매GaAsP 655 LED

우 낮은 의 범주였다 년대1-10mcd 20 1980

- 13 -

에 이르러 고휘도 고효율 그리고 다층 헤테로 정션 구조의 파장 의 660nm GaAIAs

가 등장함으로서 의 사용은 급속하게 전개되었고 메시지 표시기 외부 표시 LED

기 바코드 스캐너 등에 이용되기 시작하였다 이후 고온 고습의 환경에 취약한 특

성의 저하를 개선한 고휘도와 고신뢰성의 를 개발하여 에너지InCaAlP visible LED

밴드갭의 크기를 제어함으로서 녹색 황색 주황 적색의 를 쉽게 제작하였다 LED

는 성장방법으로InGaAIP LED MOCVD (Metal Oxide Chemical Vapor Deposition)

소자의 구조를 개선함으로서 밝기를 크게 향상시킬 수 있었고 년대부터는 자 1990

동차 메시지 사인 교통표시기 등에 본격적으로 사용되기 시작하였다 이후 청색

의 개발로서 시장이 더욱 확대되게 되었다LED

나 디지털 영상

디지털 영상의 표현①

디지털 영상이란 화소들을 차원으로 배열한 것으로 위치 좌표 및 화소의- 2 (xy)

밝기 또는 의 집합으로 표현할 수 있으며 여기에서 화소는 영상을 구성하(g rgb)

는 최소단위이며 좌표는 위치 x rarr 위치y darr이고 색상은 이진 영상 회색 영상 및 칼

라 영상으로 구성된다

이진 영상은 화소의 값을 흑 과 백 만으로 나타낸 것으로 또는- 0( ) 1( ) g(xy) = 0 1

이 된다 회색 영상은 영상의 밝기 정보를 나타낸 것인데 화소값이 비트 인 경우 8

까지의 정수이며 이 된다0-255 g(xy) = 0 ~ 255

칼라영상은 삼원색의 밝기 정보를 표현 한 것으로 컬러정보는- RGB c(xy) =

로 표현되며 영상의 크기는 가로 픽셀수 세로 픽셀수 픽[r(xy) g(xy) b(xy)] x x

셀의 표현 비트수로 나타낼 수 있고 해상도는 단위 길이 당 픽셀의 수를 나타내며

칼라영상에서 고려되어야 할 변수들의 특징은 다음과 같다

- 14 -

컴퓨터 모니터에 디스플레이 되는 색의 수는 그래픽 카드와 의 크기Video RAMㆍ

에 의해 좌우된다

비디오램의 크기와 화면 해상도의 관계를 살펴보면 화면 해상도 픽셀당 비트 xㆍ

수 비디오 램 크기 바이트 로 표현되며 예를 들면 해상도로 만8lt ( ) 800times600 1760

색상의 이미지의 픽셀수 개 픽셀 당 바이트 일 때에 비디오 램의 용량=480000 3

가 된다=480000times3=1440000=144MB

이미지 데이터의 크기 픽셀수 픽셀당 비트수 축 픽셀수 축 픽셀= x (bpp)8 =X x Yㆍ

수 축 픽셀수 축 픽셀수 로 포현되며 픽x bpp8 =X x Y xbyte per pixel 512times480

셀로 구성된 칼라 이미지 데이터 크기는24bit 512times480times248 = 738280 byte =

가 된다074MB

표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수1111

표준 색상 비트수(bit)

흑백 1

팔레트 248

하이컬러 16(RGB=555)

트루컬러 24(RGB=888)

색상 모델②

모델 빛의 삼원색을 이용한 가산 모델로 구성되어 있으며 다음과 같은 특- RCB

징이 있다

조명 국제 위 원회 년 에서(CIECommission Intemationale do Eclairage1931 )ㆍ

가지 색의 크기를 에서 까지 지정RGB3 0 255

가시광선 파장 380nm ~ 789nmㆍ

- 15 -

적 색 녹색 청 색R = 700nm G = 5461 B = 4358ㆍ

비트 트루컬러 비트 억가지RGB24 24 =gt2^32=40ㆍ

하이컬러 비트 색(High color) 16 =gt2^16=64000ㆍ

비트 컬러 색8 256ㆍ

팔레트방식 자주 사용되는 색상 개를 사용 256ㆍ

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델1 RGB1 RGB1 RGB1 RGB

모델 색의 삼원색 을 이용한 감산 모델 이며- CMY (Cyan Magenta Yellow)

모델은 흑색 을 추가하여 삼원색의 비율을 줄인 것이다CMYK (Kappa)

컬러 공간은 청록색 자흥색 그리고 노랑색 으로CMY (cyan) (masenta) (yellow)ㆍ

구성 되고 와 가 보색의 관계에 있기 때문에 두공간 사이의 변환은 쉬운 RCB CMY

편이며 에서 로 변환하기 위해서는 다음 식과 같이 흰색에 대한 보수를 RGB CMY

취 한다

C=10 R M=10 G Y=10-Bㆍ

에서 로 변환하는 경우에 변환은CMY RGB R = 10 C G = 10 M B = 10-Yㆍ

가된다 여기에서 이 수식과 컬러 공간들은 평준화되어 있다고 가정하며 모든 값들

은 과 사이의 값이다00 10

- 16 -

모델- YCbCr

은 컬러 정보로부터 광도를 분리하는 또 하나의 컬러 공간이다 광도는YCbCr Yㆍ

로 기호화되고 푸른 정보와 붉은 정보는 로 기호화 된다 에서 로CbCr RGB YCbCr

변환하는 것은 매우 쉽다

Y = 029900R + 058700G + 011400B

Cb = -016874R - 033126G + 050000B

Cr = 050000R - 041869G - 008131B

반대로 로의 변환은 다음과 같다RGB ㆍ

R = 100000y + 140200Cr

C = 100000y - 034414Cb - 071414Cr

B = 100000y + 177200Cb

영상 압축에서 대역간 중복성을 제거하기 위해서는 영상을 밝기 성분과 두RGBㆍ

개의 색 성분으로 된 영상으로 변환하고 색 성분 의 경우 사람이 색YCbCr Cb Cr

성분의 변화에 둔감하므로 의 크기로 하여 크기를 줄여 사용한다14 Sub Sampling

모델- YUV

방송에서 사용하는 방식으로 사람의 눈이 색보다 자기에 민감하다는 사실에TV ㆍ

착안하였다

색을 자기 와 색상 로 구하며 는 에러에 민감하므로 색상보다 상위 대(Y) (UV) Yㆍ

역폭으로 코딩 한다

의 비율 로구성되며 주로 에 사용된다YUV =42B CD-IDVI ㆍ

값YUVㆍ

Y = 03R +059C +011B

U = 0493X (B-Y)

V = 08f X (R-Y)

- 17 -

모델- YIQ

와 유사하지만 다른 공식을 사용한다YUV ㆍ

신호로 인코딩하는데 사용한다NTSC ㆍ

값YIQㆍ

Y = 03R+059c+0llB

I = 06R-028G-032G

Q = 021R-052G+031B

모델- HSB (Hue Saturation Brighness)

과 같다HSL(Hue Saturation Lightness) ㆍ

색상 의 각도로 표현되는데 적색은 도 황색은 도이 다(Hue)Color wheel 0 60ㆍ

포화도 색상의 강도 이다(Saturation) (Intensity) ㆍ

명도 특정색에 혼합되는 흑백의 비율 이며 백색 원색(LighNess) () =100ㆍ

흑색 으로 표현된다=50 =0

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델2 HLS2 HLS2 HLS2 HLS

- 18 -

다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

- 30 -

비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

- 31 -

표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

- 32 -

합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

- 34 -

고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

- 45 -

처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

- 47 -

나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

- 48 -

그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

- 62 -

다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

- 70 -

회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 2 -

제 출 문제 출 문제 출 문제 출 문

산 업 자 원 부 장 관 귀 하

본 보고서를 본 보고서를 제어를 위한 설계기술ldquo LED Mobile Unit Multi Video Module

지원 지원기간 과제의 기술지원성과 보고서로 제출합니다rdquo( 2004 11 I~2006 1 31)

2006 4

지원기관 한국생산기술연구원

김 기 협

지원기업 주 빛샘전자 ( )

강 만 준

지원책임자 진 경 찬

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사업목표사업목표사업목표사업목표1111

가 국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도

나 모듈 설계 지원 Scan converter Video

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED

기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도-

영상처리 회로용 부품의 평가 선정-

나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo

회로 설계- Scan converting

기술 및 회로설계- Free size scaling

기반 기술 적용 회로설계- DSP multi video processing

화질조정기능 회로설계-

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED

특성에 따른 제어 회로설계 지원- LED

지원실적지원실적지원실적지원실적3333

지원항목지원내용

비 고기술지원前 기술지원後

비디오 입출력 신호 미흡 설계 회로 설계

멀티 디스플레이 없음 설계 회로 펌웨어 설계

다중 화면 처리 없음 설계 펌웨어 설계

기술지원성과 요약서

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기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과4444

해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품1)1)1)1)

적용제품명적용제품명적용제품명적용제품명 MVP Scan Converter MVP Scan Converter MVP Scan Converter MVP Scan Converter

모 델 명 장비모 델 명 장비모 델 명 장비모 델 명 장비 MVP MVP MVP MVP

품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격2)2)2)2)

구 분경쟁 제품

자체제품기준( )

해당기술 적용제품비 고

지원전 지원후

경쟁제품 대비 품질 모델명 장비MVP 없음 지원

경쟁제품 대비 가격 백만원200기반장비PC

백만원(50 )백만원100

객관화 된 를 근거로 작성객관화 된 를 근거로 작성객관화 된 를 근거로 작성객관화 된 를 근거로 작성DATADATADATADATA

원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과3)3)3)3)

구 분 절 감 금 액 비 고

원부자재 절감 백만원 년200

인건비 절감 백만원 년200

계 백만원 년400

공정개선 및 품질향상 둥으로 인한 절감효과 반영공정개선 및 품질향상 둥으로 인한 절감효과 반영공정개선 및 품질향상 둥으로 인한 절감효과 반영공정개선 및 품질향상 둥으로 인한 절감효과 반영

적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과4) ( )4) ( )4) ( )4) ( )

구 분당해연도

매출차년도 예상매출 전년대비 증가비율 비 고

내 수 백만원 년100 백만원 년200 200

수 출 천달러 년100 천달러 년200 200

계 백만원 년200 백만원 년200 200

- 5 -

수입대체효과수입대체효과수입대체효과수입대체효과5)5)5)5)

모델명 당해연도 수입액 차년도 수입액 수입대체금액 비 고

장비MVP 천달러 년400 천달러 년400 천달러 년400 대기준2

계 천달러 년400 천달러 년400 천달러 년400

해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과6)6)6)6)

가 공 정 개 선

회로 설계기술을 향상시킨다- PIP

화면 영상 처리기술을 개선한다-

나 신제품 개발

기존에 보유하지 못한 기능의 신제품을 개발로 고화질 디지털영상-

을 추구하는 시장의 기술 를 선도하는 효과를 기대할 수 있다trend

다 상용화 개발

출시되는 제품의 기능성 향상시킨다-

기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과7)7)7)7)

가 기존에 보유하지 못한 기능의 신제품을 개발하여 향후 고화질 디지털영상을 추구

하는 옥외 전광판 시장에서 시장의 기술 를 선도하는 효과를 기대할 수 있다trend

나 두 화면 영상 처리 설계를 통하여 다중 화면 디스플레이 구동 관련한 시스템의

구동 시스템의 상업화가 가능하다

- 6 -

적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부5 5 5 5

규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득1) 1) 1) 1)

인증명 품목 인증번호 승인기관 인증일자

지적재산권지적재산권지적재산권지적재산권2)2)2)2)

종 류 명칭 번호발명자

고안자( )권리자 실시권자

비고

등록 출원( )

세부지원실적세부지원실적세부지원실적세부지원실적6666

항 목 지원건수 지원성과

기술정보제공 건20 기술이전 및 인력교육

시제품제작 건2 설계 및 보드 제작

양산화개발 건

공정개선 건

품질향상 건

시험분석 건

수출 및 해외바이어 발굴 건

교육훈련 건

기술마케팅 경영자문 건

정책자금알선 건

논문게재 및 학술발표 건

사업관리시스템

지원실적업로드 회수건20 관련기술자료 업로드

참여기업 방문회수 건51 관련기술 회의 및 세미나

기타 건

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종합의견종합의견종합의견종합의견7777

를 이용한 디스플레이 장치는 월드컵에서 볼 수 있었던 옥외용 천연색 대형 전LED 2002

광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층빌딩의 경고 및 유도 등과

같은 다양한 곳에서 사용되고 있으며 전자 반도체의 빠른 처리 속도와 저전력 구동이

가능하다는 장점을 가지고 있으며 환경 친화적이면서도 에너지 절약 효과가 높아서 차

세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의 화면( )

이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 설계기술로써 처리가 실시간으로MVP DSP

가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비로 바로 적용할

수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 프로세서를 선정하 DSP MVP

여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리를 수행하였다

기술을 응용한 비디오 영상 모듈은 대형전광판 디스플레이 장비기능에 따라 더욱MVP

고화질 출력이 가능한 시스템으로 개발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 시장으

로 확대되고 있는 실정이다 따라서 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 MVP

영상 장비는 대형 옥외용 간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등외

장비로 활용되어질 수 있다

- 8 -

연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과( )( )( )( )

과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과1111

논문게제 성과논문게제 성과논문게제 성과논문게제 성과

사업화 성과사업화 성과사업화 성과사업화 성과2222

특허 성과특허 성과특허 성과특허 성과

출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우

등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우

논문게재 세부사항

(9)

게재년도

(10)

논문명

저자(11)(12)

학술자명

(13)

Vol

(No)

(14)

국내외

구분

(15)

SCI

구분주저자 교신 저자 공동 저자

세부사항

(9)

출원년도

(10)

특허명

(11)

출원인

(12)

출원국

(13)

출원번호

세부사항

(9)

등록년도

(10)

특허명

(11)

등록인

(12)

등록국

(13)

등록번호

- 9 -

사업화 현황사업화 현황사업화 현황사업화 현황

주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한11) 1 211) 1 211) 1 211) 1 2

창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입 3 4 3 4 3 4 3 4

고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과

주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입9) 2 9) 2 9) 2 9) 2

사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나10)10)10)10)

부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입

사업화 세부사항

(9)

사업화명

(10)

사업화

내용

사업화 업체 개요(11)

업체명 대표자 종업원수사업화

형태

(12)

기 매출액

백만원( )

(13)

당해연도

매출액

백만원( )

(14)

매출액 합계

백만원( )

고용창출 세부사항

(9)

창업

명( )

(10)

사업체 확장

명( )

(11)

합계

명( )

- 10 -

세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용

기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건1 181 181 181 18

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20041119 멀티미디어 개념 세미나 자료 업로드

2 20041126 멀티미디어 통신 세미나 자료 업로드

3 20041221 프로세서 소개MVP 자료 업로드

4 20041227 회로도 예제 제공MVP 자료 업로드

5 20D5112 비디오 신호 포맷 자료제공 자료 업로드

6 200524 비디오 디코더 자료제공 자료 업로드

7 2005224 디지털 비디오 프로세서 자료제공 자료 업로드

8 200539 세 미 나DSP 자료 업로드

9 2005318 트랜스미터 자료제공PaneILink TMDS 자료 업로드

10 200546 개발보드 자료 제공DSP 자료 업로드

11 2005419 스캔 컨버터 자료제공 자료 업로드

12 200554 인터페이스 세미나DDCIBI 자료 업로드

13 200569 자료 제공GM1601 자료 업로드

14 200578 컨버터 자료 제공SDI 자료 업로드

15 2005715 프로세서 자료제공MVP 자료 업로드

16 2005824 개발보드 자료제공MVP 자료 업로드

17 200599 펌웨어 자료제공Hudson 자료 업로드

18 2005930 펌웨어 코드제공Cortez 자료 업로드

19 2005105 세미나 자료Workbench 자료 업로드

20 20051018 회로도 제공MVP 자료 업로드

시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건2 22 22 22 2

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20070713 구동 회로도 설계MVP 회로설계

2 20070813 보드 제작MVP 제작PCB

- 11 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

부 록부 록부 록부 록

- 12 -

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

기술적 측면기술적 측면기술적 측면기술적 측면1111

가 개요 LED

특징LED①

발광다이오드 는 화합물 반도체 예 의- LED (Light Emitting Diode ) ( GaPGaAs)

접합 다이오드에 순방향 전류가 흐를 때 빛을 발하는 현상을 이용한 소자로서PN

측에 극 측에 극을 접속하면 측의 정공은 측에 측의 전자는 측으로 이p + N - P N N P

동하여 접합 점에서 전자와 정공이 결합하면서 전자가 에너지를 방출하면서 빛PN

으로 발광하는 원리이다 즉 반도체외 접합 구조를 이용하여 주입된 소수캐리 p-n

어 전자 또는 양공 를 만들어내고 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 것이다( )

기술 동향LED②

반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상은 전기 루미네선스 전기장발광 라고- ( )

하며 년 탄화규소 결정의 발광 관측에서 비롯되는데 년에 비소화갈륨 1923 1923

접합에서의 고발광 효율이 발견되면서부터 그 연구가 활발하게 진행되었다P-N

년대 말에는 이들이 실용화되기에 이르렀다1960

상업적으로 유용한 는 년대 갈륨 비소 그리고 인의 화합물 반도체인- LED 1960

를 사용하여 파장 대역의 적색 가 효시이며 초기에는 밝기가 매GaAsP 655 LED

우 낮은 의 범주였다 년대1-10mcd 20 1980

- 13 -

에 이르러 고휘도 고효율 그리고 다층 헤테로 정션 구조의 파장 의 660nm GaAIAs

가 등장함으로서 의 사용은 급속하게 전개되었고 메시지 표시기 외부 표시 LED

기 바코드 스캐너 등에 이용되기 시작하였다 이후 고온 고습의 환경에 취약한 특

성의 저하를 개선한 고휘도와 고신뢰성의 를 개발하여 에너지InCaAlP visible LED

밴드갭의 크기를 제어함으로서 녹색 황색 주황 적색의 를 쉽게 제작하였다 LED

는 성장방법으로InGaAIP LED MOCVD (Metal Oxide Chemical Vapor Deposition)

소자의 구조를 개선함으로서 밝기를 크게 향상시킬 수 있었고 년대부터는 자 1990

동차 메시지 사인 교통표시기 등에 본격적으로 사용되기 시작하였다 이후 청색

의 개발로서 시장이 더욱 확대되게 되었다LED

나 디지털 영상

디지털 영상의 표현①

디지털 영상이란 화소들을 차원으로 배열한 것으로 위치 좌표 및 화소의- 2 (xy)

밝기 또는 의 집합으로 표현할 수 있으며 여기에서 화소는 영상을 구성하(g rgb)

는 최소단위이며 좌표는 위치 x rarr 위치y darr이고 색상은 이진 영상 회색 영상 및 칼

라 영상으로 구성된다

이진 영상은 화소의 값을 흑 과 백 만으로 나타낸 것으로 또는- 0( ) 1( ) g(xy) = 0 1

이 된다 회색 영상은 영상의 밝기 정보를 나타낸 것인데 화소값이 비트 인 경우 8

까지의 정수이며 이 된다0-255 g(xy) = 0 ~ 255

칼라영상은 삼원색의 밝기 정보를 표현 한 것으로 컬러정보는- RGB c(xy) =

로 표현되며 영상의 크기는 가로 픽셀수 세로 픽셀수 픽[r(xy) g(xy) b(xy)] x x

셀의 표현 비트수로 나타낼 수 있고 해상도는 단위 길이 당 픽셀의 수를 나타내며

칼라영상에서 고려되어야 할 변수들의 특징은 다음과 같다

- 14 -

컴퓨터 모니터에 디스플레이 되는 색의 수는 그래픽 카드와 의 크기Video RAMㆍ

에 의해 좌우된다

비디오램의 크기와 화면 해상도의 관계를 살펴보면 화면 해상도 픽셀당 비트 xㆍ

수 비디오 램 크기 바이트 로 표현되며 예를 들면 해상도로 만8lt ( ) 800times600 1760

색상의 이미지의 픽셀수 개 픽셀 당 바이트 일 때에 비디오 램의 용량=480000 3

가 된다=480000times3=1440000=144MB

이미지 데이터의 크기 픽셀수 픽셀당 비트수 축 픽셀수 축 픽셀= x (bpp)8 =X x Yㆍ

수 축 픽셀수 축 픽셀수 로 포현되며 픽x bpp8 =X x Y xbyte per pixel 512times480

셀로 구성된 칼라 이미지 데이터 크기는24bit 512times480times248 = 738280 byte =

가 된다074MB

표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수1111

표준 색상 비트수(bit)

흑백 1

팔레트 248

하이컬러 16(RGB=555)

트루컬러 24(RGB=888)

색상 모델②

모델 빛의 삼원색을 이용한 가산 모델로 구성되어 있으며 다음과 같은 특- RCB

징이 있다

조명 국제 위 원회 년 에서(CIECommission Intemationale do Eclairage1931 )ㆍ

가지 색의 크기를 에서 까지 지정RGB3 0 255

가시광선 파장 380nm ~ 789nmㆍ

- 15 -

적 색 녹색 청 색R = 700nm G = 5461 B = 4358ㆍ

비트 트루컬러 비트 억가지RGB24 24 =gt2^32=40ㆍ

하이컬러 비트 색(High color) 16 =gt2^16=64000ㆍ

비트 컬러 색8 256ㆍ

팔레트방식 자주 사용되는 색상 개를 사용 256ㆍ

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델1 RGB1 RGB1 RGB1 RGB

모델 색의 삼원색 을 이용한 감산 모델 이며- CMY (Cyan Magenta Yellow)

모델은 흑색 을 추가하여 삼원색의 비율을 줄인 것이다CMYK (Kappa)

컬러 공간은 청록색 자흥색 그리고 노랑색 으로CMY (cyan) (masenta) (yellow)ㆍ

구성 되고 와 가 보색의 관계에 있기 때문에 두공간 사이의 변환은 쉬운 RCB CMY

편이며 에서 로 변환하기 위해서는 다음 식과 같이 흰색에 대한 보수를 RGB CMY

취 한다

C=10 R M=10 G Y=10-Bㆍ

에서 로 변환하는 경우에 변환은CMY RGB R = 10 C G = 10 M B = 10-Yㆍ

가된다 여기에서 이 수식과 컬러 공간들은 평준화되어 있다고 가정하며 모든 값들

은 과 사이의 값이다00 10

- 16 -

모델- YCbCr

은 컬러 정보로부터 광도를 분리하는 또 하나의 컬러 공간이다 광도는YCbCr Yㆍ

로 기호화되고 푸른 정보와 붉은 정보는 로 기호화 된다 에서 로CbCr RGB YCbCr

변환하는 것은 매우 쉽다

Y = 029900R + 058700G + 011400B

Cb = -016874R - 033126G + 050000B

Cr = 050000R - 041869G - 008131B

반대로 로의 변환은 다음과 같다RGB ㆍ

R = 100000y + 140200Cr

C = 100000y - 034414Cb - 071414Cr

B = 100000y + 177200Cb

영상 압축에서 대역간 중복성을 제거하기 위해서는 영상을 밝기 성분과 두RGBㆍ

개의 색 성분으로 된 영상으로 변환하고 색 성분 의 경우 사람이 색YCbCr Cb Cr

성분의 변화에 둔감하므로 의 크기로 하여 크기를 줄여 사용한다14 Sub Sampling

모델- YUV

방송에서 사용하는 방식으로 사람의 눈이 색보다 자기에 민감하다는 사실에TV ㆍ

착안하였다

색을 자기 와 색상 로 구하며 는 에러에 민감하므로 색상보다 상위 대(Y) (UV) Yㆍ

역폭으로 코딩 한다

의 비율 로구성되며 주로 에 사용된다YUV =42B CD-IDVI ㆍ

값YUVㆍ

Y = 03R +059C +011B

U = 0493X (B-Y)

V = 08f X (R-Y)

- 17 -

모델- YIQ

와 유사하지만 다른 공식을 사용한다YUV ㆍ

신호로 인코딩하는데 사용한다NTSC ㆍ

값YIQㆍ

Y = 03R+059c+0llB

I = 06R-028G-032G

Q = 021R-052G+031B

모델- HSB (Hue Saturation Brighness)

과 같다HSL(Hue Saturation Lightness) ㆍ

색상 의 각도로 표현되는데 적색은 도 황색은 도이 다(Hue)Color wheel 0 60ㆍ

포화도 색상의 강도 이다(Saturation) (Intensity) ㆍ

명도 특정색에 혼합되는 흑백의 비율 이며 백색 원색(LighNess) () =100ㆍ

흑색 으로 표현된다=50 =0

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델2 HLS2 HLS2 HLS2 HLS

- 18 -

다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

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동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

- 30 -

비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

- 31 -

표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

- 32 -

합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

- 34 -

고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

- 45 -

처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

- 48 -

그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

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그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

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유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 3 -

사업목표사업목표사업목표사업목표1111

가 국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도

나 모듈 설계 지원 Scan converter Video

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED

기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도-

영상처리 회로용 부품의 평가 선정-

나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo

회로 설계- Scan converting

기술 및 회로설계- Free size scaling

기반 기술 적용 회로설계- DSP multi video processing

화질조정기능 회로설계-

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED

특성에 따른 제어 회로설계 지원- LED

지원실적지원실적지원실적지원실적3333

지원항목지원내용

비 고기술지원前 기술지원後

비디오 입출력 신호 미흡 설계 회로 설계

멀티 디스플레이 없음 설계 회로 펌웨어 설계

다중 화면 처리 없음 설계 펌웨어 설계

기술지원성과 요약서

- 4 -

기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과4444

해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품1)1)1)1)

적용제품명적용제품명적용제품명적용제품명 MVP Scan Converter MVP Scan Converter MVP Scan Converter MVP Scan Converter

모 델 명 장비모 델 명 장비모 델 명 장비모 델 명 장비 MVP MVP MVP MVP

품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격2)2)2)2)

구 분경쟁 제품

자체제품기준( )

해당기술 적용제품비 고

지원전 지원후

경쟁제품 대비 품질 모델명 장비MVP 없음 지원

경쟁제품 대비 가격 백만원200기반장비PC

백만원(50 )백만원100

객관화 된 를 근거로 작성객관화 된 를 근거로 작성객관화 된 를 근거로 작성객관화 된 를 근거로 작성DATADATADATADATA

원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과3)3)3)3)

구 분 절 감 금 액 비 고

원부자재 절감 백만원 년200

인건비 절감 백만원 년200

계 백만원 년400

공정개선 및 품질향상 둥으로 인한 절감효과 반영공정개선 및 품질향상 둥으로 인한 절감효과 반영공정개선 및 품질향상 둥으로 인한 절감효과 반영공정개선 및 품질향상 둥으로 인한 절감효과 반영

적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과4) ( )4) ( )4) ( )4) ( )

구 분당해연도

매출차년도 예상매출 전년대비 증가비율 비 고

내 수 백만원 년100 백만원 년200 200

수 출 천달러 년100 천달러 년200 200

계 백만원 년200 백만원 년200 200

- 5 -

수입대체효과수입대체효과수입대체효과수입대체효과5)5)5)5)

모델명 당해연도 수입액 차년도 수입액 수입대체금액 비 고

장비MVP 천달러 년400 천달러 년400 천달러 년400 대기준2

계 천달러 년400 천달러 년400 천달러 년400

해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과6)6)6)6)

가 공 정 개 선

회로 설계기술을 향상시킨다- PIP

화면 영상 처리기술을 개선한다-

나 신제품 개발

기존에 보유하지 못한 기능의 신제품을 개발로 고화질 디지털영상-

을 추구하는 시장의 기술 를 선도하는 효과를 기대할 수 있다trend

다 상용화 개발

출시되는 제품의 기능성 향상시킨다-

기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과7)7)7)7)

가 기존에 보유하지 못한 기능의 신제품을 개발하여 향후 고화질 디지털영상을 추구

하는 옥외 전광판 시장에서 시장의 기술 를 선도하는 효과를 기대할 수 있다trend

나 두 화면 영상 처리 설계를 통하여 다중 화면 디스플레이 구동 관련한 시스템의

구동 시스템의 상업화가 가능하다

- 6 -

적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부5 5 5 5

규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득1) 1) 1) 1)

인증명 품목 인증번호 승인기관 인증일자

지적재산권지적재산권지적재산권지적재산권2)2)2)2)

종 류 명칭 번호발명자

고안자( )권리자 실시권자

비고

등록 출원( )

세부지원실적세부지원실적세부지원실적세부지원실적6666

항 목 지원건수 지원성과

기술정보제공 건20 기술이전 및 인력교육

시제품제작 건2 설계 및 보드 제작

양산화개발 건

공정개선 건

품질향상 건

시험분석 건

수출 및 해외바이어 발굴 건

교육훈련 건

기술마케팅 경영자문 건

정책자금알선 건

논문게재 및 학술발표 건

사업관리시스템

지원실적업로드 회수건20 관련기술자료 업로드

참여기업 방문회수 건51 관련기술 회의 및 세미나

기타 건

- 7 -

종합의견종합의견종합의견종합의견7777

를 이용한 디스플레이 장치는 월드컵에서 볼 수 있었던 옥외용 천연색 대형 전LED 2002

광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층빌딩의 경고 및 유도 등과

같은 다양한 곳에서 사용되고 있으며 전자 반도체의 빠른 처리 속도와 저전력 구동이

가능하다는 장점을 가지고 있으며 환경 친화적이면서도 에너지 절약 효과가 높아서 차

세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의 화면( )

이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 설계기술로써 처리가 실시간으로MVP DSP

가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비로 바로 적용할

수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 프로세서를 선정하 DSP MVP

여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리를 수행하였다

기술을 응용한 비디오 영상 모듈은 대형전광판 디스플레이 장비기능에 따라 더욱MVP

고화질 출력이 가능한 시스템으로 개발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 시장으

로 확대되고 있는 실정이다 따라서 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 MVP

영상 장비는 대형 옥외용 간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등외

장비로 활용되어질 수 있다

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연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과( )( )( )( )

과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과1111

논문게제 성과논문게제 성과논문게제 성과논문게제 성과

사업화 성과사업화 성과사업화 성과사업화 성과2222

특허 성과특허 성과특허 성과특허 성과

출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우

등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우

논문게재 세부사항

(9)

게재년도

(10)

논문명

저자(11)(12)

학술자명

(13)

Vol

(No)

(14)

국내외

구분

(15)

SCI

구분주저자 교신 저자 공동 저자

세부사항

(9)

출원년도

(10)

특허명

(11)

출원인

(12)

출원국

(13)

출원번호

세부사항

(9)

등록년도

(10)

특허명

(11)

등록인

(12)

등록국

(13)

등록번호

- 9 -

사업화 현황사업화 현황사업화 현황사업화 현황

주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한11) 1 211) 1 211) 1 211) 1 2

창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입 3 4 3 4 3 4 3 4

고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과

주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입9) 2 9) 2 9) 2 9) 2

사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나10)10)10)10)

부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입

사업화 세부사항

(9)

사업화명

(10)

사업화

내용

사업화 업체 개요(11)

업체명 대표자 종업원수사업화

형태

(12)

기 매출액

백만원( )

(13)

당해연도

매출액

백만원( )

(14)

매출액 합계

백만원( )

고용창출 세부사항

(9)

창업

명( )

(10)

사업체 확장

명( )

(11)

합계

명( )

- 10 -

세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용

기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건1 181 181 181 18

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20041119 멀티미디어 개념 세미나 자료 업로드

2 20041126 멀티미디어 통신 세미나 자료 업로드

3 20041221 프로세서 소개MVP 자료 업로드

4 20041227 회로도 예제 제공MVP 자료 업로드

5 20D5112 비디오 신호 포맷 자료제공 자료 업로드

6 200524 비디오 디코더 자료제공 자료 업로드

7 2005224 디지털 비디오 프로세서 자료제공 자료 업로드

8 200539 세 미 나DSP 자료 업로드

9 2005318 트랜스미터 자료제공PaneILink TMDS 자료 업로드

10 200546 개발보드 자료 제공DSP 자료 업로드

11 2005419 스캔 컨버터 자료제공 자료 업로드

12 200554 인터페이스 세미나DDCIBI 자료 업로드

13 200569 자료 제공GM1601 자료 업로드

14 200578 컨버터 자료 제공SDI 자료 업로드

15 2005715 프로세서 자료제공MVP 자료 업로드

16 2005824 개발보드 자료제공MVP 자료 업로드

17 200599 펌웨어 자료제공Hudson 자료 업로드

18 2005930 펌웨어 코드제공Cortez 자료 업로드

19 2005105 세미나 자료Workbench 자료 업로드

20 20051018 회로도 제공MVP 자료 업로드

시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건2 22 22 22 2

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20070713 구동 회로도 설계MVP 회로설계

2 20070813 보드 제작MVP 제작PCB

- 11 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

부 록부 록부 록부 록

- 12 -

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

기술적 측면기술적 측면기술적 측면기술적 측면1111

가 개요 LED

특징LED①

발광다이오드 는 화합물 반도체 예 의- LED (Light Emitting Diode ) ( GaPGaAs)

접합 다이오드에 순방향 전류가 흐를 때 빛을 발하는 현상을 이용한 소자로서PN

측에 극 측에 극을 접속하면 측의 정공은 측에 측의 전자는 측으로 이p + N - P N N P

동하여 접합 점에서 전자와 정공이 결합하면서 전자가 에너지를 방출하면서 빛PN

으로 발광하는 원리이다 즉 반도체외 접합 구조를 이용하여 주입된 소수캐리 p-n

어 전자 또는 양공 를 만들어내고 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 것이다( )

기술 동향LED②

반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상은 전기 루미네선스 전기장발광 라고- ( )

하며 년 탄화규소 결정의 발광 관측에서 비롯되는데 년에 비소화갈륨 1923 1923

접합에서의 고발광 효율이 발견되면서부터 그 연구가 활발하게 진행되었다P-N

년대 말에는 이들이 실용화되기에 이르렀다1960

상업적으로 유용한 는 년대 갈륨 비소 그리고 인의 화합물 반도체인- LED 1960

를 사용하여 파장 대역의 적색 가 효시이며 초기에는 밝기가 매GaAsP 655 LED

우 낮은 의 범주였다 년대1-10mcd 20 1980

- 13 -

에 이르러 고휘도 고효율 그리고 다층 헤테로 정션 구조의 파장 의 660nm GaAIAs

가 등장함으로서 의 사용은 급속하게 전개되었고 메시지 표시기 외부 표시 LED

기 바코드 스캐너 등에 이용되기 시작하였다 이후 고온 고습의 환경에 취약한 특

성의 저하를 개선한 고휘도와 고신뢰성의 를 개발하여 에너지InCaAlP visible LED

밴드갭의 크기를 제어함으로서 녹색 황색 주황 적색의 를 쉽게 제작하였다 LED

는 성장방법으로InGaAIP LED MOCVD (Metal Oxide Chemical Vapor Deposition)

소자의 구조를 개선함으로서 밝기를 크게 향상시킬 수 있었고 년대부터는 자 1990

동차 메시지 사인 교통표시기 등에 본격적으로 사용되기 시작하였다 이후 청색

의 개발로서 시장이 더욱 확대되게 되었다LED

나 디지털 영상

디지털 영상의 표현①

디지털 영상이란 화소들을 차원으로 배열한 것으로 위치 좌표 및 화소의- 2 (xy)

밝기 또는 의 집합으로 표현할 수 있으며 여기에서 화소는 영상을 구성하(g rgb)

는 최소단위이며 좌표는 위치 x rarr 위치y darr이고 색상은 이진 영상 회색 영상 및 칼

라 영상으로 구성된다

이진 영상은 화소의 값을 흑 과 백 만으로 나타낸 것으로 또는- 0( ) 1( ) g(xy) = 0 1

이 된다 회색 영상은 영상의 밝기 정보를 나타낸 것인데 화소값이 비트 인 경우 8

까지의 정수이며 이 된다0-255 g(xy) = 0 ~ 255

칼라영상은 삼원색의 밝기 정보를 표현 한 것으로 컬러정보는- RGB c(xy) =

로 표현되며 영상의 크기는 가로 픽셀수 세로 픽셀수 픽[r(xy) g(xy) b(xy)] x x

셀의 표현 비트수로 나타낼 수 있고 해상도는 단위 길이 당 픽셀의 수를 나타내며

칼라영상에서 고려되어야 할 변수들의 특징은 다음과 같다

- 14 -

컴퓨터 모니터에 디스플레이 되는 색의 수는 그래픽 카드와 의 크기Video RAMㆍ

에 의해 좌우된다

비디오램의 크기와 화면 해상도의 관계를 살펴보면 화면 해상도 픽셀당 비트 xㆍ

수 비디오 램 크기 바이트 로 표현되며 예를 들면 해상도로 만8lt ( ) 800times600 1760

색상의 이미지의 픽셀수 개 픽셀 당 바이트 일 때에 비디오 램의 용량=480000 3

가 된다=480000times3=1440000=144MB

이미지 데이터의 크기 픽셀수 픽셀당 비트수 축 픽셀수 축 픽셀= x (bpp)8 =X x Yㆍ

수 축 픽셀수 축 픽셀수 로 포현되며 픽x bpp8 =X x Y xbyte per pixel 512times480

셀로 구성된 칼라 이미지 데이터 크기는24bit 512times480times248 = 738280 byte =

가 된다074MB

표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수1111

표준 색상 비트수(bit)

흑백 1

팔레트 248

하이컬러 16(RGB=555)

트루컬러 24(RGB=888)

색상 모델②

모델 빛의 삼원색을 이용한 가산 모델로 구성되어 있으며 다음과 같은 특- RCB

징이 있다

조명 국제 위 원회 년 에서(CIECommission Intemationale do Eclairage1931 )ㆍ

가지 색의 크기를 에서 까지 지정RGB3 0 255

가시광선 파장 380nm ~ 789nmㆍ

- 15 -

적 색 녹색 청 색R = 700nm G = 5461 B = 4358ㆍ

비트 트루컬러 비트 억가지RGB24 24 =gt2^32=40ㆍ

하이컬러 비트 색(High color) 16 =gt2^16=64000ㆍ

비트 컬러 색8 256ㆍ

팔레트방식 자주 사용되는 색상 개를 사용 256ㆍ

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델1 RGB1 RGB1 RGB1 RGB

모델 색의 삼원색 을 이용한 감산 모델 이며- CMY (Cyan Magenta Yellow)

모델은 흑색 을 추가하여 삼원색의 비율을 줄인 것이다CMYK (Kappa)

컬러 공간은 청록색 자흥색 그리고 노랑색 으로CMY (cyan) (masenta) (yellow)ㆍ

구성 되고 와 가 보색의 관계에 있기 때문에 두공간 사이의 변환은 쉬운 RCB CMY

편이며 에서 로 변환하기 위해서는 다음 식과 같이 흰색에 대한 보수를 RGB CMY

취 한다

C=10 R M=10 G Y=10-Bㆍ

에서 로 변환하는 경우에 변환은CMY RGB R = 10 C G = 10 M B = 10-Yㆍ

가된다 여기에서 이 수식과 컬러 공간들은 평준화되어 있다고 가정하며 모든 값들

은 과 사이의 값이다00 10

- 16 -

모델- YCbCr

은 컬러 정보로부터 광도를 분리하는 또 하나의 컬러 공간이다 광도는YCbCr Yㆍ

로 기호화되고 푸른 정보와 붉은 정보는 로 기호화 된다 에서 로CbCr RGB YCbCr

변환하는 것은 매우 쉽다

Y = 029900R + 058700G + 011400B

Cb = -016874R - 033126G + 050000B

Cr = 050000R - 041869G - 008131B

반대로 로의 변환은 다음과 같다RGB ㆍ

R = 100000y + 140200Cr

C = 100000y - 034414Cb - 071414Cr

B = 100000y + 177200Cb

영상 압축에서 대역간 중복성을 제거하기 위해서는 영상을 밝기 성분과 두RGBㆍ

개의 색 성분으로 된 영상으로 변환하고 색 성분 의 경우 사람이 색YCbCr Cb Cr

성분의 변화에 둔감하므로 의 크기로 하여 크기를 줄여 사용한다14 Sub Sampling

모델- YUV

방송에서 사용하는 방식으로 사람의 눈이 색보다 자기에 민감하다는 사실에TV ㆍ

착안하였다

색을 자기 와 색상 로 구하며 는 에러에 민감하므로 색상보다 상위 대(Y) (UV) Yㆍ

역폭으로 코딩 한다

의 비율 로구성되며 주로 에 사용된다YUV =42B CD-IDVI ㆍ

값YUVㆍ

Y = 03R +059C +011B

U = 0493X (B-Y)

V = 08f X (R-Y)

- 17 -

모델- YIQ

와 유사하지만 다른 공식을 사용한다YUV ㆍ

신호로 인코딩하는데 사용한다NTSC ㆍ

값YIQㆍ

Y = 03R+059c+0llB

I = 06R-028G-032G

Q = 021R-052G+031B

모델- HSB (Hue Saturation Brighness)

과 같다HSL(Hue Saturation Lightness) ㆍ

색상 의 각도로 표현되는데 적색은 도 황색은 도이 다(Hue)Color wheel 0 60ㆍ

포화도 색상의 강도 이다(Saturation) (Intensity) ㆍ

명도 특정색에 혼합되는 흑백의 비율 이며 백색 원색(LighNess) () =100ㆍ

흑색 으로 표현된다=50 =0

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델2 HLS2 HLS2 HLS2 HLS

- 18 -

다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

- 30 -

비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

- 31 -

표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

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합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

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그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

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표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

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리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

- 56 -

나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 4 -

기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과4444

해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품1)1)1)1)

적용제품명적용제품명적용제품명적용제품명 MVP Scan Converter MVP Scan Converter MVP Scan Converter MVP Scan Converter

모 델 명 장비모 델 명 장비모 델 명 장비모 델 명 장비 MVP MVP MVP MVP

품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격2)2)2)2)

구 분경쟁 제품

자체제품기준( )

해당기술 적용제품비 고

지원전 지원후

경쟁제품 대비 품질 모델명 장비MVP 없음 지원

경쟁제품 대비 가격 백만원200기반장비PC

백만원(50 )백만원100

객관화 된 를 근거로 작성객관화 된 를 근거로 작성객관화 된 를 근거로 작성객관화 된 를 근거로 작성DATADATADATADATA

원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과3)3)3)3)

구 분 절 감 금 액 비 고

원부자재 절감 백만원 년200

인건비 절감 백만원 년200

계 백만원 년400

공정개선 및 품질향상 둥으로 인한 절감효과 반영공정개선 및 품질향상 둥으로 인한 절감효과 반영공정개선 및 품질향상 둥으로 인한 절감효과 반영공정개선 및 품질향상 둥으로 인한 절감효과 반영

적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과4) ( )4) ( )4) ( )4) ( )

구 분당해연도

매출차년도 예상매출 전년대비 증가비율 비 고

내 수 백만원 년100 백만원 년200 200

수 출 천달러 년100 천달러 년200 200

계 백만원 년200 백만원 년200 200

- 5 -

수입대체효과수입대체효과수입대체효과수입대체효과5)5)5)5)

모델명 당해연도 수입액 차년도 수입액 수입대체금액 비 고

장비MVP 천달러 년400 천달러 년400 천달러 년400 대기준2

계 천달러 년400 천달러 년400 천달러 년400

해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과6)6)6)6)

가 공 정 개 선

회로 설계기술을 향상시킨다- PIP

화면 영상 처리기술을 개선한다-

나 신제품 개발

기존에 보유하지 못한 기능의 신제품을 개발로 고화질 디지털영상-

을 추구하는 시장의 기술 를 선도하는 효과를 기대할 수 있다trend

다 상용화 개발

출시되는 제품의 기능성 향상시킨다-

기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과7)7)7)7)

가 기존에 보유하지 못한 기능의 신제품을 개발하여 향후 고화질 디지털영상을 추구

하는 옥외 전광판 시장에서 시장의 기술 를 선도하는 효과를 기대할 수 있다trend

나 두 화면 영상 처리 설계를 통하여 다중 화면 디스플레이 구동 관련한 시스템의

구동 시스템의 상업화가 가능하다

- 6 -

적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부5 5 5 5

규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득1) 1) 1) 1)

인증명 품목 인증번호 승인기관 인증일자

지적재산권지적재산권지적재산권지적재산권2)2)2)2)

종 류 명칭 번호발명자

고안자( )권리자 실시권자

비고

등록 출원( )

세부지원실적세부지원실적세부지원실적세부지원실적6666

항 목 지원건수 지원성과

기술정보제공 건20 기술이전 및 인력교육

시제품제작 건2 설계 및 보드 제작

양산화개발 건

공정개선 건

품질향상 건

시험분석 건

수출 및 해외바이어 발굴 건

교육훈련 건

기술마케팅 경영자문 건

정책자금알선 건

논문게재 및 학술발표 건

사업관리시스템

지원실적업로드 회수건20 관련기술자료 업로드

참여기업 방문회수 건51 관련기술 회의 및 세미나

기타 건

- 7 -

종합의견종합의견종합의견종합의견7777

를 이용한 디스플레이 장치는 월드컵에서 볼 수 있었던 옥외용 천연색 대형 전LED 2002

광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층빌딩의 경고 및 유도 등과

같은 다양한 곳에서 사용되고 있으며 전자 반도체의 빠른 처리 속도와 저전력 구동이

가능하다는 장점을 가지고 있으며 환경 친화적이면서도 에너지 절약 효과가 높아서 차

세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의 화면( )

이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 설계기술로써 처리가 실시간으로MVP DSP

가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비로 바로 적용할

수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 프로세서를 선정하 DSP MVP

여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리를 수행하였다

기술을 응용한 비디오 영상 모듈은 대형전광판 디스플레이 장비기능에 따라 더욱MVP

고화질 출력이 가능한 시스템으로 개발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 시장으

로 확대되고 있는 실정이다 따라서 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 MVP

영상 장비는 대형 옥외용 간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등외

장비로 활용되어질 수 있다

- 8 -

연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과( )( )( )( )

과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과1111

논문게제 성과논문게제 성과논문게제 성과논문게제 성과

사업화 성과사업화 성과사업화 성과사업화 성과2222

특허 성과특허 성과특허 성과특허 성과

출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우

등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우

논문게재 세부사항

(9)

게재년도

(10)

논문명

저자(11)(12)

학술자명

(13)

Vol

(No)

(14)

국내외

구분

(15)

SCI

구분주저자 교신 저자 공동 저자

세부사항

(9)

출원년도

(10)

특허명

(11)

출원인

(12)

출원국

(13)

출원번호

세부사항

(9)

등록년도

(10)

특허명

(11)

등록인

(12)

등록국

(13)

등록번호

- 9 -

사업화 현황사업화 현황사업화 현황사업화 현황

주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한11) 1 211) 1 211) 1 211) 1 2

창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입 3 4 3 4 3 4 3 4

고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과

주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입9) 2 9) 2 9) 2 9) 2

사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나10)10)10)10)

부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입

사업화 세부사항

(9)

사업화명

(10)

사업화

내용

사업화 업체 개요(11)

업체명 대표자 종업원수사업화

형태

(12)

기 매출액

백만원( )

(13)

당해연도

매출액

백만원( )

(14)

매출액 합계

백만원( )

고용창출 세부사항

(9)

창업

명( )

(10)

사업체 확장

명( )

(11)

합계

명( )

- 10 -

세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용

기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건1 181 181 181 18

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20041119 멀티미디어 개념 세미나 자료 업로드

2 20041126 멀티미디어 통신 세미나 자료 업로드

3 20041221 프로세서 소개MVP 자료 업로드

4 20041227 회로도 예제 제공MVP 자료 업로드

5 20D5112 비디오 신호 포맷 자료제공 자료 업로드

6 200524 비디오 디코더 자료제공 자료 업로드

7 2005224 디지털 비디오 프로세서 자료제공 자료 업로드

8 200539 세 미 나DSP 자료 업로드

9 2005318 트랜스미터 자료제공PaneILink TMDS 자료 업로드

10 200546 개발보드 자료 제공DSP 자료 업로드

11 2005419 스캔 컨버터 자료제공 자료 업로드

12 200554 인터페이스 세미나DDCIBI 자료 업로드

13 200569 자료 제공GM1601 자료 업로드

14 200578 컨버터 자료 제공SDI 자료 업로드

15 2005715 프로세서 자료제공MVP 자료 업로드

16 2005824 개발보드 자료제공MVP 자료 업로드

17 200599 펌웨어 자료제공Hudson 자료 업로드

18 2005930 펌웨어 코드제공Cortez 자료 업로드

19 2005105 세미나 자료Workbench 자료 업로드

20 20051018 회로도 제공MVP 자료 업로드

시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건2 22 22 22 2

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20070713 구동 회로도 설계MVP 회로설계

2 20070813 보드 제작MVP 제작PCB

- 11 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

부 록부 록부 록부 록

- 12 -

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

기술적 측면기술적 측면기술적 측면기술적 측면1111

가 개요 LED

특징LED①

발광다이오드 는 화합물 반도체 예 의- LED (Light Emitting Diode ) ( GaPGaAs)

접합 다이오드에 순방향 전류가 흐를 때 빛을 발하는 현상을 이용한 소자로서PN

측에 극 측에 극을 접속하면 측의 정공은 측에 측의 전자는 측으로 이p + N - P N N P

동하여 접합 점에서 전자와 정공이 결합하면서 전자가 에너지를 방출하면서 빛PN

으로 발광하는 원리이다 즉 반도체외 접합 구조를 이용하여 주입된 소수캐리 p-n

어 전자 또는 양공 를 만들어내고 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 것이다( )

기술 동향LED②

반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상은 전기 루미네선스 전기장발광 라고- ( )

하며 년 탄화규소 결정의 발광 관측에서 비롯되는데 년에 비소화갈륨 1923 1923

접합에서의 고발광 효율이 발견되면서부터 그 연구가 활발하게 진행되었다P-N

년대 말에는 이들이 실용화되기에 이르렀다1960

상업적으로 유용한 는 년대 갈륨 비소 그리고 인의 화합물 반도체인- LED 1960

를 사용하여 파장 대역의 적색 가 효시이며 초기에는 밝기가 매GaAsP 655 LED

우 낮은 의 범주였다 년대1-10mcd 20 1980

- 13 -

에 이르러 고휘도 고효율 그리고 다층 헤테로 정션 구조의 파장 의 660nm GaAIAs

가 등장함으로서 의 사용은 급속하게 전개되었고 메시지 표시기 외부 표시 LED

기 바코드 스캐너 등에 이용되기 시작하였다 이후 고온 고습의 환경에 취약한 특

성의 저하를 개선한 고휘도와 고신뢰성의 를 개발하여 에너지InCaAlP visible LED

밴드갭의 크기를 제어함으로서 녹색 황색 주황 적색의 를 쉽게 제작하였다 LED

는 성장방법으로InGaAIP LED MOCVD (Metal Oxide Chemical Vapor Deposition)

소자의 구조를 개선함으로서 밝기를 크게 향상시킬 수 있었고 년대부터는 자 1990

동차 메시지 사인 교통표시기 등에 본격적으로 사용되기 시작하였다 이후 청색

의 개발로서 시장이 더욱 확대되게 되었다LED

나 디지털 영상

디지털 영상의 표현①

디지털 영상이란 화소들을 차원으로 배열한 것으로 위치 좌표 및 화소의- 2 (xy)

밝기 또는 의 집합으로 표현할 수 있으며 여기에서 화소는 영상을 구성하(g rgb)

는 최소단위이며 좌표는 위치 x rarr 위치y darr이고 색상은 이진 영상 회색 영상 및 칼

라 영상으로 구성된다

이진 영상은 화소의 값을 흑 과 백 만으로 나타낸 것으로 또는- 0( ) 1( ) g(xy) = 0 1

이 된다 회색 영상은 영상의 밝기 정보를 나타낸 것인데 화소값이 비트 인 경우 8

까지의 정수이며 이 된다0-255 g(xy) = 0 ~ 255

칼라영상은 삼원색의 밝기 정보를 표현 한 것으로 컬러정보는- RGB c(xy) =

로 표현되며 영상의 크기는 가로 픽셀수 세로 픽셀수 픽[r(xy) g(xy) b(xy)] x x

셀의 표현 비트수로 나타낼 수 있고 해상도는 단위 길이 당 픽셀의 수를 나타내며

칼라영상에서 고려되어야 할 변수들의 특징은 다음과 같다

- 14 -

컴퓨터 모니터에 디스플레이 되는 색의 수는 그래픽 카드와 의 크기Video RAMㆍ

에 의해 좌우된다

비디오램의 크기와 화면 해상도의 관계를 살펴보면 화면 해상도 픽셀당 비트 xㆍ

수 비디오 램 크기 바이트 로 표현되며 예를 들면 해상도로 만8lt ( ) 800times600 1760

색상의 이미지의 픽셀수 개 픽셀 당 바이트 일 때에 비디오 램의 용량=480000 3

가 된다=480000times3=1440000=144MB

이미지 데이터의 크기 픽셀수 픽셀당 비트수 축 픽셀수 축 픽셀= x (bpp)8 =X x Yㆍ

수 축 픽셀수 축 픽셀수 로 포현되며 픽x bpp8 =X x Y xbyte per pixel 512times480

셀로 구성된 칼라 이미지 데이터 크기는24bit 512times480times248 = 738280 byte =

가 된다074MB

표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수1111

표준 색상 비트수(bit)

흑백 1

팔레트 248

하이컬러 16(RGB=555)

트루컬러 24(RGB=888)

색상 모델②

모델 빛의 삼원색을 이용한 가산 모델로 구성되어 있으며 다음과 같은 특- RCB

징이 있다

조명 국제 위 원회 년 에서(CIECommission Intemationale do Eclairage1931 )ㆍ

가지 색의 크기를 에서 까지 지정RGB3 0 255

가시광선 파장 380nm ~ 789nmㆍ

- 15 -

적 색 녹색 청 색R = 700nm G = 5461 B = 4358ㆍ

비트 트루컬러 비트 억가지RGB24 24 =gt2^32=40ㆍ

하이컬러 비트 색(High color) 16 =gt2^16=64000ㆍ

비트 컬러 색8 256ㆍ

팔레트방식 자주 사용되는 색상 개를 사용 256ㆍ

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델1 RGB1 RGB1 RGB1 RGB

모델 색의 삼원색 을 이용한 감산 모델 이며- CMY (Cyan Magenta Yellow)

모델은 흑색 을 추가하여 삼원색의 비율을 줄인 것이다CMYK (Kappa)

컬러 공간은 청록색 자흥색 그리고 노랑색 으로CMY (cyan) (masenta) (yellow)ㆍ

구성 되고 와 가 보색의 관계에 있기 때문에 두공간 사이의 변환은 쉬운 RCB CMY

편이며 에서 로 변환하기 위해서는 다음 식과 같이 흰색에 대한 보수를 RGB CMY

취 한다

C=10 R M=10 G Y=10-Bㆍ

에서 로 변환하는 경우에 변환은CMY RGB R = 10 C G = 10 M B = 10-Yㆍ

가된다 여기에서 이 수식과 컬러 공간들은 평준화되어 있다고 가정하며 모든 값들

은 과 사이의 값이다00 10

- 16 -

모델- YCbCr

은 컬러 정보로부터 광도를 분리하는 또 하나의 컬러 공간이다 광도는YCbCr Yㆍ

로 기호화되고 푸른 정보와 붉은 정보는 로 기호화 된다 에서 로CbCr RGB YCbCr

변환하는 것은 매우 쉽다

Y = 029900R + 058700G + 011400B

Cb = -016874R - 033126G + 050000B

Cr = 050000R - 041869G - 008131B

반대로 로의 변환은 다음과 같다RGB ㆍ

R = 100000y + 140200Cr

C = 100000y - 034414Cb - 071414Cr

B = 100000y + 177200Cb

영상 압축에서 대역간 중복성을 제거하기 위해서는 영상을 밝기 성분과 두RGBㆍ

개의 색 성분으로 된 영상으로 변환하고 색 성분 의 경우 사람이 색YCbCr Cb Cr

성분의 변화에 둔감하므로 의 크기로 하여 크기를 줄여 사용한다14 Sub Sampling

모델- YUV

방송에서 사용하는 방식으로 사람의 눈이 색보다 자기에 민감하다는 사실에TV ㆍ

착안하였다

색을 자기 와 색상 로 구하며 는 에러에 민감하므로 색상보다 상위 대(Y) (UV) Yㆍ

역폭으로 코딩 한다

의 비율 로구성되며 주로 에 사용된다YUV =42B CD-IDVI ㆍ

값YUVㆍ

Y = 03R +059C +011B

U = 0493X (B-Y)

V = 08f X (R-Y)

- 17 -

모델- YIQ

와 유사하지만 다른 공식을 사용한다YUV ㆍ

신호로 인코딩하는데 사용한다NTSC ㆍ

값YIQㆍ

Y = 03R+059c+0llB

I = 06R-028G-032G

Q = 021R-052G+031B

모델- HSB (Hue Saturation Brighness)

과 같다HSL(Hue Saturation Lightness) ㆍ

색상 의 각도로 표현되는데 적색은 도 황색은 도이 다(Hue)Color wheel 0 60ㆍ

포화도 색상의 강도 이다(Saturation) (Intensity) ㆍ

명도 특정색에 혼합되는 흑백의 비율 이며 백색 원색(LighNess) () =100ㆍ

흑색 으로 표현된다=50 =0

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델2 HLS2 HLS2 HLS2 HLS

- 18 -

다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

- 30 -

비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

- 31 -

표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

- 32 -

합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

- 34 -

고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

- 45 -

처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

- 46 -

처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

- 47 -

나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

- 48 -

그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

- 54 -

재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

- 58 -

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

- 62 -

다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

- 70 -

회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 5 -

수입대체효과수입대체효과수입대체효과수입대체효과5)5)5)5)

모델명 당해연도 수입액 차년도 수입액 수입대체금액 비 고

장비MVP 천달러 년400 천달러 년400 천달러 년400 대기준2

계 천달러 년400 천달러 년400 천달러 년400

해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과6)6)6)6)

가 공 정 개 선

회로 설계기술을 향상시킨다- PIP

화면 영상 처리기술을 개선한다-

나 신제품 개발

기존에 보유하지 못한 기능의 신제품을 개발로 고화질 디지털영상-

을 추구하는 시장의 기술 를 선도하는 효과를 기대할 수 있다trend

다 상용화 개발

출시되는 제품의 기능성 향상시킨다-

기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과7)7)7)7)

가 기존에 보유하지 못한 기능의 신제품을 개발하여 향후 고화질 디지털영상을 추구

하는 옥외 전광판 시장에서 시장의 기술 를 선도하는 효과를 기대할 수 있다trend

나 두 화면 영상 처리 설계를 통하여 다중 화면 디스플레이 구동 관련한 시스템의

구동 시스템의 상업화가 가능하다

- 6 -

적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부5 5 5 5

규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득1) 1) 1) 1)

인증명 품목 인증번호 승인기관 인증일자

지적재산권지적재산권지적재산권지적재산권2)2)2)2)

종 류 명칭 번호발명자

고안자( )권리자 실시권자

비고

등록 출원( )

세부지원실적세부지원실적세부지원실적세부지원실적6666

항 목 지원건수 지원성과

기술정보제공 건20 기술이전 및 인력교육

시제품제작 건2 설계 및 보드 제작

양산화개발 건

공정개선 건

품질향상 건

시험분석 건

수출 및 해외바이어 발굴 건

교육훈련 건

기술마케팅 경영자문 건

정책자금알선 건

논문게재 및 학술발표 건

사업관리시스템

지원실적업로드 회수건20 관련기술자료 업로드

참여기업 방문회수 건51 관련기술 회의 및 세미나

기타 건

- 7 -

종합의견종합의견종합의견종합의견7777

를 이용한 디스플레이 장치는 월드컵에서 볼 수 있었던 옥외용 천연색 대형 전LED 2002

광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층빌딩의 경고 및 유도 등과

같은 다양한 곳에서 사용되고 있으며 전자 반도체의 빠른 처리 속도와 저전력 구동이

가능하다는 장점을 가지고 있으며 환경 친화적이면서도 에너지 절약 효과가 높아서 차

세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의 화면( )

이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 설계기술로써 처리가 실시간으로MVP DSP

가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비로 바로 적용할

수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 프로세서를 선정하 DSP MVP

여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리를 수행하였다

기술을 응용한 비디오 영상 모듈은 대형전광판 디스플레이 장비기능에 따라 더욱MVP

고화질 출력이 가능한 시스템으로 개발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 시장으

로 확대되고 있는 실정이다 따라서 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 MVP

영상 장비는 대형 옥외용 간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등외

장비로 활용되어질 수 있다

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연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과( )( )( )( )

과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과1111

논문게제 성과논문게제 성과논문게제 성과논문게제 성과

사업화 성과사업화 성과사업화 성과사업화 성과2222

특허 성과특허 성과특허 성과특허 성과

출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우

등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우

논문게재 세부사항

(9)

게재년도

(10)

논문명

저자(11)(12)

학술자명

(13)

Vol

(No)

(14)

국내외

구분

(15)

SCI

구분주저자 교신 저자 공동 저자

세부사항

(9)

출원년도

(10)

특허명

(11)

출원인

(12)

출원국

(13)

출원번호

세부사항

(9)

등록년도

(10)

특허명

(11)

등록인

(12)

등록국

(13)

등록번호

- 9 -

사업화 현황사업화 현황사업화 현황사업화 현황

주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한11) 1 211) 1 211) 1 211) 1 2

창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입 3 4 3 4 3 4 3 4

고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과

주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입9) 2 9) 2 9) 2 9) 2

사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나10)10)10)10)

부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입

사업화 세부사항

(9)

사업화명

(10)

사업화

내용

사업화 업체 개요(11)

업체명 대표자 종업원수사업화

형태

(12)

기 매출액

백만원( )

(13)

당해연도

매출액

백만원( )

(14)

매출액 합계

백만원( )

고용창출 세부사항

(9)

창업

명( )

(10)

사업체 확장

명( )

(11)

합계

명( )

- 10 -

세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용

기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건1 181 181 181 18

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20041119 멀티미디어 개념 세미나 자료 업로드

2 20041126 멀티미디어 통신 세미나 자료 업로드

3 20041221 프로세서 소개MVP 자료 업로드

4 20041227 회로도 예제 제공MVP 자료 업로드

5 20D5112 비디오 신호 포맷 자료제공 자료 업로드

6 200524 비디오 디코더 자료제공 자료 업로드

7 2005224 디지털 비디오 프로세서 자료제공 자료 업로드

8 200539 세 미 나DSP 자료 업로드

9 2005318 트랜스미터 자료제공PaneILink TMDS 자료 업로드

10 200546 개발보드 자료 제공DSP 자료 업로드

11 2005419 스캔 컨버터 자료제공 자료 업로드

12 200554 인터페이스 세미나DDCIBI 자료 업로드

13 200569 자료 제공GM1601 자료 업로드

14 200578 컨버터 자료 제공SDI 자료 업로드

15 2005715 프로세서 자료제공MVP 자료 업로드

16 2005824 개발보드 자료제공MVP 자료 업로드

17 200599 펌웨어 자료제공Hudson 자료 업로드

18 2005930 펌웨어 코드제공Cortez 자료 업로드

19 2005105 세미나 자료Workbench 자료 업로드

20 20051018 회로도 제공MVP 자료 업로드

시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건2 22 22 22 2

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20070713 구동 회로도 설계MVP 회로설계

2 20070813 보드 제작MVP 제작PCB

- 11 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

부 록부 록부 록부 록

- 12 -

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

기술적 측면기술적 측면기술적 측면기술적 측면1111

가 개요 LED

특징LED①

발광다이오드 는 화합물 반도체 예 의- LED (Light Emitting Diode ) ( GaPGaAs)

접합 다이오드에 순방향 전류가 흐를 때 빛을 발하는 현상을 이용한 소자로서PN

측에 극 측에 극을 접속하면 측의 정공은 측에 측의 전자는 측으로 이p + N - P N N P

동하여 접합 점에서 전자와 정공이 결합하면서 전자가 에너지를 방출하면서 빛PN

으로 발광하는 원리이다 즉 반도체외 접합 구조를 이용하여 주입된 소수캐리 p-n

어 전자 또는 양공 를 만들어내고 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 것이다( )

기술 동향LED②

반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상은 전기 루미네선스 전기장발광 라고- ( )

하며 년 탄화규소 결정의 발광 관측에서 비롯되는데 년에 비소화갈륨 1923 1923

접합에서의 고발광 효율이 발견되면서부터 그 연구가 활발하게 진행되었다P-N

년대 말에는 이들이 실용화되기에 이르렀다1960

상업적으로 유용한 는 년대 갈륨 비소 그리고 인의 화합물 반도체인- LED 1960

를 사용하여 파장 대역의 적색 가 효시이며 초기에는 밝기가 매GaAsP 655 LED

우 낮은 의 범주였다 년대1-10mcd 20 1980

- 13 -

에 이르러 고휘도 고효율 그리고 다층 헤테로 정션 구조의 파장 의 660nm GaAIAs

가 등장함으로서 의 사용은 급속하게 전개되었고 메시지 표시기 외부 표시 LED

기 바코드 스캐너 등에 이용되기 시작하였다 이후 고온 고습의 환경에 취약한 특

성의 저하를 개선한 고휘도와 고신뢰성의 를 개발하여 에너지InCaAlP visible LED

밴드갭의 크기를 제어함으로서 녹색 황색 주황 적색의 를 쉽게 제작하였다 LED

는 성장방법으로InGaAIP LED MOCVD (Metal Oxide Chemical Vapor Deposition)

소자의 구조를 개선함으로서 밝기를 크게 향상시킬 수 있었고 년대부터는 자 1990

동차 메시지 사인 교통표시기 등에 본격적으로 사용되기 시작하였다 이후 청색

의 개발로서 시장이 더욱 확대되게 되었다LED

나 디지털 영상

디지털 영상의 표현①

디지털 영상이란 화소들을 차원으로 배열한 것으로 위치 좌표 및 화소의- 2 (xy)

밝기 또는 의 집합으로 표현할 수 있으며 여기에서 화소는 영상을 구성하(g rgb)

는 최소단위이며 좌표는 위치 x rarr 위치y darr이고 색상은 이진 영상 회색 영상 및 칼

라 영상으로 구성된다

이진 영상은 화소의 값을 흑 과 백 만으로 나타낸 것으로 또는- 0( ) 1( ) g(xy) = 0 1

이 된다 회색 영상은 영상의 밝기 정보를 나타낸 것인데 화소값이 비트 인 경우 8

까지의 정수이며 이 된다0-255 g(xy) = 0 ~ 255

칼라영상은 삼원색의 밝기 정보를 표현 한 것으로 컬러정보는- RGB c(xy) =

로 표현되며 영상의 크기는 가로 픽셀수 세로 픽셀수 픽[r(xy) g(xy) b(xy)] x x

셀의 표현 비트수로 나타낼 수 있고 해상도는 단위 길이 당 픽셀의 수를 나타내며

칼라영상에서 고려되어야 할 변수들의 특징은 다음과 같다

- 14 -

컴퓨터 모니터에 디스플레이 되는 색의 수는 그래픽 카드와 의 크기Video RAMㆍ

에 의해 좌우된다

비디오램의 크기와 화면 해상도의 관계를 살펴보면 화면 해상도 픽셀당 비트 xㆍ

수 비디오 램 크기 바이트 로 표현되며 예를 들면 해상도로 만8lt ( ) 800times600 1760

색상의 이미지의 픽셀수 개 픽셀 당 바이트 일 때에 비디오 램의 용량=480000 3

가 된다=480000times3=1440000=144MB

이미지 데이터의 크기 픽셀수 픽셀당 비트수 축 픽셀수 축 픽셀= x (bpp)8 =X x Yㆍ

수 축 픽셀수 축 픽셀수 로 포현되며 픽x bpp8 =X x Y xbyte per pixel 512times480

셀로 구성된 칼라 이미지 데이터 크기는24bit 512times480times248 = 738280 byte =

가 된다074MB

표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수1111

표준 색상 비트수(bit)

흑백 1

팔레트 248

하이컬러 16(RGB=555)

트루컬러 24(RGB=888)

색상 모델②

모델 빛의 삼원색을 이용한 가산 모델로 구성되어 있으며 다음과 같은 특- RCB

징이 있다

조명 국제 위 원회 년 에서(CIECommission Intemationale do Eclairage1931 )ㆍ

가지 색의 크기를 에서 까지 지정RGB3 0 255

가시광선 파장 380nm ~ 789nmㆍ

- 15 -

적 색 녹색 청 색R = 700nm G = 5461 B = 4358ㆍ

비트 트루컬러 비트 억가지RGB24 24 =gt2^32=40ㆍ

하이컬러 비트 색(High color) 16 =gt2^16=64000ㆍ

비트 컬러 색8 256ㆍ

팔레트방식 자주 사용되는 색상 개를 사용 256ㆍ

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델1 RGB1 RGB1 RGB1 RGB

모델 색의 삼원색 을 이용한 감산 모델 이며- CMY (Cyan Magenta Yellow)

모델은 흑색 을 추가하여 삼원색의 비율을 줄인 것이다CMYK (Kappa)

컬러 공간은 청록색 자흥색 그리고 노랑색 으로CMY (cyan) (masenta) (yellow)ㆍ

구성 되고 와 가 보색의 관계에 있기 때문에 두공간 사이의 변환은 쉬운 RCB CMY

편이며 에서 로 변환하기 위해서는 다음 식과 같이 흰색에 대한 보수를 RGB CMY

취 한다

C=10 R M=10 G Y=10-Bㆍ

에서 로 변환하는 경우에 변환은CMY RGB R = 10 C G = 10 M B = 10-Yㆍ

가된다 여기에서 이 수식과 컬러 공간들은 평준화되어 있다고 가정하며 모든 값들

은 과 사이의 값이다00 10

- 16 -

모델- YCbCr

은 컬러 정보로부터 광도를 분리하는 또 하나의 컬러 공간이다 광도는YCbCr Yㆍ

로 기호화되고 푸른 정보와 붉은 정보는 로 기호화 된다 에서 로CbCr RGB YCbCr

변환하는 것은 매우 쉽다

Y = 029900R + 058700G + 011400B

Cb = -016874R - 033126G + 050000B

Cr = 050000R - 041869G - 008131B

반대로 로의 변환은 다음과 같다RGB ㆍ

R = 100000y + 140200Cr

C = 100000y - 034414Cb - 071414Cr

B = 100000y + 177200Cb

영상 압축에서 대역간 중복성을 제거하기 위해서는 영상을 밝기 성분과 두RGBㆍ

개의 색 성분으로 된 영상으로 변환하고 색 성분 의 경우 사람이 색YCbCr Cb Cr

성분의 변화에 둔감하므로 의 크기로 하여 크기를 줄여 사용한다14 Sub Sampling

모델- YUV

방송에서 사용하는 방식으로 사람의 눈이 색보다 자기에 민감하다는 사실에TV ㆍ

착안하였다

색을 자기 와 색상 로 구하며 는 에러에 민감하므로 색상보다 상위 대(Y) (UV) Yㆍ

역폭으로 코딩 한다

의 비율 로구성되며 주로 에 사용된다YUV =42B CD-IDVI ㆍ

값YUVㆍ

Y = 03R +059C +011B

U = 0493X (B-Y)

V = 08f X (R-Y)

- 17 -

모델- YIQ

와 유사하지만 다른 공식을 사용한다YUV ㆍ

신호로 인코딩하는데 사용한다NTSC ㆍ

값YIQㆍ

Y = 03R+059c+0llB

I = 06R-028G-032G

Q = 021R-052G+031B

모델- HSB (Hue Saturation Brighness)

과 같다HSL(Hue Saturation Lightness) ㆍ

색상 의 각도로 표현되는데 적색은 도 황색은 도이 다(Hue)Color wheel 0 60ㆍ

포화도 색상의 강도 이다(Saturation) (Intensity) ㆍ

명도 특정색에 혼합되는 흑백의 비율 이며 백색 원색(LighNess) () =100ㆍ

흑색 으로 표현된다=50 =0

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델2 HLS2 HLS2 HLS2 HLS

- 18 -

다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

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동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

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비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

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표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

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합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

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의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

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그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

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영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

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표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

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리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

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그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

- 70 -

회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 6 -

적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부5 5 5 5

규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득1) 1) 1) 1)

인증명 품목 인증번호 승인기관 인증일자

지적재산권지적재산권지적재산권지적재산권2)2)2)2)

종 류 명칭 번호발명자

고안자( )권리자 실시권자

비고

등록 출원( )

세부지원실적세부지원실적세부지원실적세부지원실적6666

항 목 지원건수 지원성과

기술정보제공 건20 기술이전 및 인력교육

시제품제작 건2 설계 및 보드 제작

양산화개발 건

공정개선 건

품질향상 건

시험분석 건

수출 및 해외바이어 발굴 건

교육훈련 건

기술마케팅 경영자문 건

정책자금알선 건

논문게재 및 학술발표 건

사업관리시스템

지원실적업로드 회수건20 관련기술자료 업로드

참여기업 방문회수 건51 관련기술 회의 및 세미나

기타 건

- 7 -

종합의견종합의견종합의견종합의견7777

를 이용한 디스플레이 장치는 월드컵에서 볼 수 있었던 옥외용 천연색 대형 전LED 2002

광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층빌딩의 경고 및 유도 등과

같은 다양한 곳에서 사용되고 있으며 전자 반도체의 빠른 처리 속도와 저전력 구동이

가능하다는 장점을 가지고 있으며 환경 친화적이면서도 에너지 절약 효과가 높아서 차

세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의 화면( )

이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 설계기술로써 처리가 실시간으로MVP DSP

가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비로 바로 적용할

수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 프로세서를 선정하 DSP MVP

여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리를 수행하였다

기술을 응용한 비디오 영상 모듈은 대형전광판 디스플레이 장비기능에 따라 더욱MVP

고화질 출력이 가능한 시스템으로 개발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 시장으

로 확대되고 있는 실정이다 따라서 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 MVP

영상 장비는 대형 옥외용 간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등외

장비로 활용되어질 수 있다

- 8 -

연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과( )( )( )( )

과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과1111

논문게제 성과논문게제 성과논문게제 성과논문게제 성과

사업화 성과사업화 성과사업화 성과사업화 성과2222

특허 성과특허 성과특허 성과특허 성과

출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우

등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우

논문게재 세부사항

(9)

게재년도

(10)

논문명

저자(11)(12)

학술자명

(13)

Vol

(No)

(14)

국내외

구분

(15)

SCI

구분주저자 교신 저자 공동 저자

세부사항

(9)

출원년도

(10)

특허명

(11)

출원인

(12)

출원국

(13)

출원번호

세부사항

(9)

등록년도

(10)

특허명

(11)

등록인

(12)

등록국

(13)

등록번호

- 9 -

사업화 현황사업화 현황사업화 현황사업화 현황

주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한11) 1 211) 1 211) 1 211) 1 2

창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입 3 4 3 4 3 4 3 4

고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과

주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입9) 2 9) 2 9) 2 9) 2

사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나10)10)10)10)

부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입

사업화 세부사항

(9)

사업화명

(10)

사업화

내용

사업화 업체 개요(11)

업체명 대표자 종업원수사업화

형태

(12)

기 매출액

백만원( )

(13)

당해연도

매출액

백만원( )

(14)

매출액 합계

백만원( )

고용창출 세부사항

(9)

창업

명( )

(10)

사업체 확장

명( )

(11)

합계

명( )

- 10 -

세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용

기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건1 181 181 181 18

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20041119 멀티미디어 개념 세미나 자료 업로드

2 20041126 멀티미디어 통신 세미나 자료 업로드

3 20041221 프로세서 소개MVP 자료 업로드

4 20041227 회로도 예제 제공MVP 자료 업로드

5 20D5112 비디오 신호 포맷 자료제공 자료 업로드

6 200524 비디오 디코더 자료제공 자료 업로드

7 2005224 디지털 비디오 프로세서 자료제공 자료 업로드

8 200539 세 미 나DSP 자료 업로드

9 2005318 트랜스미터 자료제공PaneILink TMDS 자료 업로드

10 200546 개발보드 자료 제공DSP 자료 업로드

11 2005419 스캔 컨버터 자료제공 자료 업로드

12 200554 인터페이스 세미나DDCIBI 자료 업로드

13 200569 자료 제공GM1601 자료 업로드

14 200578 컨버터 자료 제공SDI 자료 업로드

15 2005715 프로세서 자료제공MVP 자료 업로드

16 2005824 개발보드 자료제공MVP 자료 업로드

17 200599 펌웨어 자료제공Hudson 자료 업로드

18 2005930 펌웨어 코드제공Cortez 자료 업로드

19 2005105 세미나 자료Workbench 자료 업로드

20 20051018 회로도 제공MVP 자료 업로드

시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건2 22 22 22 2

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20070713 구동 회로도 설계MVP 회로설계

2 20070813 보드 제작MVP 제작PCB

- 11 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

부 록부 록부 록부 록

- 12 -

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

기술적 측면기술적 측면기술적 측면기술적 측면1111

가 개요 LED

특징LED①

발광다이오드 는 화합물 반도체 예 의- LED (Light Emitting Diode ) ( GaPGaAs)

접합 다이오드에 순방향 전류가 흐를 때 빛을 발하는 현상을 이용한 소자로서PN

측에 극 측에 극을 접속하면 측의 정공은 측에 측의 전자는 측으로 이p + N - P N N P

동하여 접합 점에서 전자와 정공이 결합하면서 전자가 에너지를 방출하면서 빛PN

으로 발광하는 원리이다 즉 반도체외 접합 구조를 이용하여 주입된 소수캐리 p-n

어 전자 또는 양공 를 만들어내고 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 것이다( )

기술 동향LED②

반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상은 전기 루미네선스 전기장발광 라고- ( )

하며 년 탄화규소 결정의 발광 관측에서 비롯되는데 년에 비소화갈륨 1923 1923

접합에서의 고발광 효율이 발견되면서부터 그 연구가 활발하게 진행되었다P-N

년대 말에는 이들이 실용화되기에 이르렀다1960

상업적으로 유용한 는 년대 갈륨 비소 그리고 인의 화합물 반도체인- LED 1960

를 사용하여 파장 대역의 적색 가 효시이며 초기에는 밝기가 매GaAsP 655 LED

우 낮은 의 범주였다 년대1-10mcd 20 1980

- 13 -

에 이르러 고휘도 고효율 그리고 다층 헤테로 정션 구조의 파장 의 660nm GaAIAs

가 등장함으로서 의 사용은 급속하게 전개되었고 메시지 표시기 외부 표시 LED

기 바코드 스캐너 등에 이용되기 시작하였다 이후 고온 고습의 환경에 취약한 특

성의 저하를 개선한 고휘도와 고신뢰성의 를 개발하여 에너지InCaAlP visible LED

밴드갭의 크기를 제어함으로서 녹색 황색 주황 적색의 를 쉽게 제작하였다 LED

는 성장방법으로InGaAIP LED MOCVD (Metal Oxide Chemical Vapor Deposition)

소자의 구조를 개선함으로서 밝기를 크게 향상시킬 수 있었고 년대부터는 자 1990

동차 메시지 사인 교통표시기 등에 본격적으로 사용되기 시작하였다 이후 청색

의 개발로서 시장이 더욱 확대되게 되었다LED

나 디지털 영상

디지털 영상의 표현①

디지털 영상이란 화소들을 차원으로 배열한 것으로 위치 좌표 및 화소의- 2 (xy)

밝기 또는 의 집합으로 표현할 수 있으며 여기에서 화소는 영상을 구성하(g rgb)

는 최소단위이며 좌표는 위치 x rarr 위치y darr이고 색상은 이진 영상 회색 영상 및 칼

라 영상으로 구성된다

이진 영상은 화소의 값을 흑 과 백 만으로 나타낸 것으로 또는- 0( ) 1( ) g(xy) = 0 1

이 된다 회색 영상은 영상의 밝기 정보를 나타낸 것인데 화소값이 비트 인 경우 8

까지의 정수이며 이 된다0-255 g(xy) = 0 ~ 255

칼라영상은 삼원색의 밝기 정보를 표현 한 것으로 컬러정보는- RGB c(xy) =

로 표현되며 영상의 크기는 가로 픽셀수 세로 픽셀수 픽[r(xy) g(xy) b(xy)] x x

셀의 표현 비트수로 나타낼 수 있고 해상도는 단위 길이 당 픽셀의 수를 나타내며

칼라영상에서 고려되어야 할 변수들의 특징은 다음과 같다

- 14 -

컴퓨터 모니터에 디스플레이 되는 색의 수는 그래픽 카드와 의 크기Video RAMㆍ

에 의해 좌우된다

비디오램의 크기와 화면 해상도의 관계를 살펴보면 화면 해상도 픽셀당 비트 xㆍ

수 비디오 램 크기 바이트 로 표현되며 예를 들면 해상도로 만8lt ( ) 800times600 1760

색상의 이미지의 픽셀수 개 픽셀 당 바이트 일 때에 비디오 램의 용량=480000 3

가 된다=480000times3=1440000=144MB

이미지 데이터의 크기 픽셀수 픽셀당 비트수 축 픽셀수 축 픽셀= x (bpp)8 =X x Yㆍ

수 축 픽셀수 축 픽셀수 로 포현되며 픽x bpp8 =X x Y xbyte per pixel 512times480

셀로 구성된 칼라 이미지 데이터 크기는24bit 512times480times248 = 738280 byte =

가 된다074MB

표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수1111

표준 색상 비트수(bit)

흑백 1

팔레트 248

하이컬러 16(RGB=555)

트루컬러 24(RGB=888)

색상 모델②

모델 빛의 삼원색을 이용한 가산 모델로 구성되어 있으며 다음과 같은 특- RCB

징이 있다

조명 국제 위 원회 년 에서(CIECommission Intemationale do Eclairage1931 )ㆍ

가지 색의 크기를 에서 까지 지정RGB3 0 255

가시광선 파장 380nm ~ 789nmㆍ

- 15 -

적 색 녹색 청 색R = 700nm G = 5461 B = 4358ㆍ

비트 트루컬러 비트 억가지RGB24 24 =gt2^32=40ㆍ

하이컬러 비트 색(High color) 16 =gt2^16=64000ㆍ

비트 컬러 색8 256ㆍ

팔레트방식 자주 사용되는 색상 개를 사용 256ㆍ

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델1 RGB1 RGB1 RGB1 RGB

모델 색의 삼원색 을 이용한 감산 모델 이며- CMY (Cyan Magenta Yellow)

모델은 흑색 을 추가하여 삼원색의 비율을 줄인 것이다CMYK (Kappa)

컬러 공간은 청록색 자흥색 그리고 노랑색 으로CMY (cyan) (masenta) (yellow)ㆍ

구성 되고 와 가 보색의 관계에 있기 때문에 두공간 사이의 변환은 쉬운 RCB CMY

편이며 에서 로 변환하기 위해서는 다음 식과 같이 흰색에 대한 보수를 RGB CMY

취 한다

C=10 R M=10 G Y=10-Bㆍ

에서 로 변환하는 경우에 변환은CMY RGB R = 10 C G = 10 M B = 10-Yㆍ

가된다 여기에서 이 수식과 컬러 공간들은 평준화되어 있다고 가정하며 모든 값들

은 과 사이의 값이다00 10

- 16 -

모델- YCbCr

은 컬러 정보로부터 광도를 분리하는 또 하나의 컬러 공간이다 광도는YCbCr Yㆍ

로 기호화되고 푸른 정보와 붉은 정보는 로 기호화 된다 에서 로CbCr RGB YCbCr

변환하는 것은 매우 쉽다

Y = 029900R + 058700G + 011400B

Cb = -016874R - 033126G + 050000B

Cr = 050000R - 041869G - 008131B

반대로 로의 변환은 다음과 같다RGB ㆍ

R = 100000y + 140200Cr

C = 100000y - 034414Cb - 071414Cr

B = 100000y + 177200Cb

영상 압축에서 대역간 중복성을 제거하기 위해서는 영상을 밝기 성분과 두RGBㆍ

개의 색 성분으로 된 영상으로 변환하고 색 성분 의 경우 사람이 색YCbCr Cb Cr

성분의 변화에 둔감하므로 의 크기로 하여 크기를 줄여 사용한다14 Sub Sampling

모델- YUV

방송에서 사용하는 방식으로 사람의 눈이 색보다 자기에 민감하다는 사실에TV ㆍ

착안하였다

색을 자기 와 색상 로 구하며 는 에러에 민감하므로 색상보다 상위 대(Y) (UV) Yㆍ

역폭으로 코딩 한다

의 비율 로구성되며 주로 에 사용된다YUV =42B CD-IDVI ㆍ

값YUVㆍ

Y = 03R +059C +011B

U = 0493X (B-Y)

V = 08f X (R-Y)

- 17 -

모델- YIQ

와 유사하지만 다른 공식을 사용한다YUV ㆍ

신호로 인코딩하는데 사용한다NTSC ㆍ

값YIQㆍ

Y = 03R+059c+0llB

I = 06R-028G-032G

Q = 021R-052G+031B

모델- HSB (Hue Saturation Brighness)

과 같다HSL(Hue Saturation Lightness) ㆍ

색상 의 각도로 표현되는데 적색은 도 황색은 도이 다(Hue)Color wheel 0 60ㆍ

포화도 색상의 강도 이다(Saturation) (Intensity) ㆍ

명도 특정색에 혼합되는 흑백의 비율 이며 백색 원색(LighNess) () =100ㆍ

흑색 으로 표현된다=50 =0

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델2 HLS2 HLS2 HLS2 HLS

- 18 -

다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

- 30 -

비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

- 31 -

표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

- 32 -

합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

- 34 -

고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

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그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

- 70 -

회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 7 -

종합의견종합의견종합의견종합의견7777

를 이용한 디스플레이 장치는 월드컵에서 볼 수 있었던 옥외용 천연색 대형 전LED 2002

광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층빌딩의 경고 및 유도 등과

같은 다양한 곳에서 사용되고 있으며 전자 반도체의 빠른 처리 속도와 저전력 구동이

가능하다는 장점을 가지고 있으며 환경 친화적이면서도 에너지 절약 효과가 높아서 차

세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의 화면( )

이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 설계기술로써 처리가 실시간으로MVP DSP

가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비로 바로 적용할

수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 프로세서를 선정하 DSP MVP

여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리를 수행하였다

기술을 응용한 비디오 영상 모듈은 대형전광판 디스플레이 장비기능에 따라 더욱MVP

고화질 출력이 가능한 시스템으로 개발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 시장으

로 확대되고 있는 실정이다 따라서 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 MVP

영상 장비는 대형 옥외용 간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등외

장비로 활용되어질 수 있다

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연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과( )( )( )( )

과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과1111

논문게제 성과논문게제 성과논문게제 성과논문게제 성과

사업화 성과사업화 성과사업화 성과사업화 성과2222

특허 성과특허 성과특허 성과특허 성과

출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우

등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우

논문게재 세부사항

(9)

게재년도

(10)

논문명

저자(11)(12)

학술자명

(13)

Vol

(No)

(14)

국내외

구분

(15)

SCI

구분주저자 교신 저자 공동 저자

세부사항

(9)

출원년도

(10)

특허명

(11)

출원인

(12)

출원국

(13)

출원번호

세부사항

(9)

등록년도

(10)

특허명

(11)

등록인

(12)

등록국

(13)

등록번호

- 9 -

사업화 현황사업화 현황사업화 현황사업화 현황

주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한11) 1 211) 1 211) 1 211) 1 2

창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입 3 4 3 4 3 4 3 4

고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과

주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입9) 2 9) 2 9) 2 9) 2

사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나10)10)10)10)

부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입

사업화 세부사항

(9)

사업화명

(10)

사업화

내용

사업화 업체 개요(11)

업체명 대표자 종업원수사업화

형태

(12)

기 매출액

백만원( )

(13)

당해연도

매출액

백만원( )

(14)

매출액 합계

백만원( )

고용창출 세부사항

(9)

창업

명( )

(10)

사업체 확장

명( )

(11)

합계

명( )

- 10 -

세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용

기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건1 181 181 181 18

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20041119 멀티미디어 개념 세미나 자료 업로드

2 20041126 멀티미디어 통신 세미나 자료 업로드

3 20041221 프로세서 소개MVP 자료 업로드

4 20041227 회로도 예제 제공MVP 자료 업로드

5 20D5112 비디오 신호 포맷 자료제공 자료 업로드

6 200524 비디오 디코더 자료제공 자료 업로드

7 2005224 디지털 비디오 프로세서 자료제공 자료 업로드

8 200539 세 미 나DSP 자료 업로드

9 2005318 트랜스미터 자료제공PaneILink TMDS 자료 업로드

10 200546 개발보드 자료 제공DSP 자료 업로드

11 2005419 스캔 컨버터 자료제공 자료 업로드

12 200554 인터페이스 세미나DDCIBI 자료 업로드

13 200569 자료 제공GM1601 자료 업로드

14 200578 컨버터 자료 제공SDI 자료 업로드

15 2005715 프로세서 자료제공MVP 자료 업로드

16 2005824 개발보드 자료제공MVP 자료 업로드

17 200599 펌웨어 자료제공Hudson 자료 업로드

18 2005930 펌웨어 코드제공Cortez 자료 업로드

19 2005105 세미나 자료Workbench 자료 업로드

20 20051018 회로도 제공MVP 자료 업로드

시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건2 22 22 22 2

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20070713 구동 회로도 설계MVP 회로설계

2 20070813 보드 제작MVP 제작PCB

- 11 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

부 록부 록부 록부 록

- 12 -

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

기술적 측면기술적 측면기술적 측면기술적 측면1111

가 개요 LED

특징LED①

발광다이오드 는 화합물 반도체 예 의- LED (Light Emitting Diode ) ( GaPGaAs)

접합 다이오드에 순방향 전류가 흐를 때 빛을 발하는 현상을 이용한 소자로서PN

측에 극 측에 극을 접속하면 측의 정공은 측에 측의 전자는 측으로 이p + N - P N N P

동하여 접합 점에서 전자와 정공이 결합하면서 전자가 에너지를 방출하면서 빛PN

으로 발광하는 원리이다 즉 반도체외 접합 구조를 이용하여 주입된 소수캐리 p-n

어 전자 또는 양공 를 만들어내고 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 것이다( )

기술 동향LED②

반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상은 전기 루미네선스 전기장발광 라고- ( )

하며 년 탄화규소 결정의 발광 관측에서 비롯되는데 년에 비소화갈륨 1923 1923

접합에서의 고발광 효율이 발견되면서부터 그 연구가 활발하게 진행되었다P-N

년대 말에는 이들이 실용화되기에 이르렀다1960

상업적으로 유용한 는 년대 갈륨 비소 그리고 인의 화합물 반도체인- LED 1960

를 사용하여 파장 대역의 적색 가 효시이며 초기에는 밝기가 매GaAsP 655 LED

우 낮은 의 범주였다 년대1-10mcd 20 1980

- 13 -

에 이르러 고휘도 고효율 그리고 다층 헤테로 정션 구조의 파장 의 660nm GaAIAs

가 등장함으로서 의 사용은 급속하게 전개되었고 메시지 표시기 외부 표시 LED

기 바코드 스캐너 등에 이용되기 시작하였다 이후 고온 고습의 환경에 취약한 특

성의 저하를 개선한 고휘도와 고신뢰성의 를 개발하여 에너지InCaAlP visible LED

밴드갭의 크기를 제어함으로서 녹색 황색 주황 적색의 를 쉽게 제작하였다 LED

는 성장방법으로InGaAIP LED MOCVD (Metal Oxide Chemical Vapor Deposition)

소자의 구조를 개선함으로서 밝기를 크게 향상시킬 수 있었고 년대부터는 자 1990

동차 메시지 사인 교통표시기 등에 본격적으로 사용되기 시작하였다 이후 청색

의 개발로서 시장이 더욱 확대되게 되었다LED

나 디지털 영상

디지털 영상의 표현①

디지털 영상이란 화소들을 차원으로 배열한 것으로 위치 좌표 및 화소의- 2 (xy)

밝기 또는 의 집합으로 표현할 수 있으며 여기에서 화소는 영상을 구성하(g rgb)

는 최소단위이며 좌표는 위치 x rarr 위치y darr이고 색상은 이진 영상 회색 영상 및 칼

라 영상으로 구성된다

이진 영상은 화소의 값을 흑 과 백 만으로 나타낸 것으로 또는- 0( ) 1( ) g(xy) = 0 1

이 된다 회색 영상은 영상의 밝기 정보를 나타낸 것인데 화소값이 비트 인 경우 8

까지의 정수이며 이 된다0-255 g(xy) = 0 ~ 255

칼라영상은 삼원색의 밝기 정보를 표현 한 것으로 컬러정보는- RGB c(xy) =

로 표현되며 영상의 크기는 가로 픽셀수 세로 픽셀수 픽[r(xy) g(xy) b(xy)] x x

셀의 표현 비트수로 나타낼 수 있고 해상도는 단위 길이 당 픽셀의 수를 나타내며

칼라영상에서 고려되어야 할 변수들의 특징은 다음과 같다

- 14 -

컴퓨터 모니터에 디스플레이 되는 색의 수는 그래픽 카드와 의 크기Video RAMㆍ

에 의해 좌우된다

비디오램의 크기와 화면 해상도의 관계를 살펴보면 화면 해상도 픽셀당 비트 xㆍ

수 비디오 램 크기 바이트 로 표현되며 예를 들면 해상도로 만8lt ( ) 800times600 1760

색상의 이미지의 픽셀수 개 픽셀 당 바이트 일 때에 비디오 램의 용량=480000 3

가 된다=480000times3=1440000=144MB

이미지 데이터의 크기 픽셀수 픽셀당 비트수 축 픽셀수 축 픽셀= x (bpp)8 =X x Yㆍ

수 축 픽셀수 축 픽셀수 로 포현되며 픽x bpp8 =X x Y xbyte per pixel 512times480

셀로 구성된 칼라 이미지 데이터 크기는24bit 512times480times248 = 738280 byte =

가 된다074MB

표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수1111

표준 색상 비트수(bit)

흑백 1

팔레트 248

하이컬러 16(RGB=555)

트루컬러 24(RGB=888)

색상 모델②

모델 빛의 삼원색을 이용한 가산 모델로 구성되어 있으며 다음과 같은 특- RCB

징이 있다

조명 국제 위 원회 년 에서(CIECommission Intemationale do Eclairage1931 )ㆍ

가지 색의 크기를 에서 까지 지정RGB3 0 255

가시광선 파장 380nm ~ 789nmㆍ

- 15 -

적 색 녹색 청 색R = 700nm G = 5461 B = 4358ㆍ

비트 트루컬러 비트 억가지RGB24 24 =gt2^32=40ㆍ

하이컬러 비트 색(High color) 16 =gt2^16=64000ㆍ

비트 컬러 색8 256ㆍ

팔레트방식 자주 사용되는 색상 개를 사용 256ㆍ

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델1 RGB1 RGB1 RGB1 RGB

모델 색의 삼원색 을 이용한 감산 모델 이며- CMY (Cyan Magenta Yellow)

모델은 흑색 을 추가하여 삼원색의 비율을 줄인 것이다CMYK (Kappa)

컬러 공간은 청록색 자흥색 그리고 노랑색 으로CMY (cyan) (masenta) (yellow)ㆍ

구성 되고 와 가 보색의 관계에 있기 때문에 두공간 사이의 변환은 쉬운 RCB CMY

편이며 에서 로 변환하기 위해서는 다음 식과 같이 흰색에 대한 보수를 RGB CMY

취 한다

C=10 R M=10 G Y=10-Bㆍ

에서 로 변환하는 경우에 변환은CMY RGB R = 10 C G = 10 M B = 10-Yㆍ

가된다 여기에서 이 수식과 컬러 공간들은 평준화되어 있다고 가정하며 모든 값들

은 과 사이의 값이다00 10

- 16 -

모델- YCbCr

은 컬러 정보로부터 광도를 분리하는 또 하나의 컬러 공간이다 광도는YCbCr Yㆍ

로 기호화되고 푸른 정보와 붉은 정보는 로 기호화 된다 에서 로CbCr RGB YCbCr

변환하는 것은 매우 쉽다

Y = 029900R + 058700G + 011400B

Cb = -016874R - 033126G + 050000B

Cr = 050000R - 041869G - 008131B

반대로 로의 변환은 다음과 같다RGB ㆍ

R = 100000y + 140200Cr

C = 100000y - 034414Cb - 071414Cr

B = 100000y + 177200Cb

영상 압축에서 대역간 중복성을 제거하기 위해서는 영상을 밝기 성분과 두RGBㆍ

개의 색 성분으로 된 영상으로 변환하고 색 성분 의 경우 사람이 색YCbCr Cb Cr

성분의 변화에 둔감하므로 의 크기로 하여 크기를 줄여 사용한다14 Sub Sampling

모델- YUV

방송에서 사용하는 방식으로 사람의 눈이 색보다 자기에 민감하다는 사실에TV ㆍ

착안하였다

색을 자기 와 색상 로 구하며 는 에러에 민감하므로 색상보다 상위 대(Y) (UV) Yㆍ

역폭으로 코딩 한다

의 비율 로구성되며 주로 에 사용된다YUV =42B CD-IDVI ㆍ

값YUVㆍ

Y = 03R +059C +011B

U = 0493X (B-Y)

V = 08f X (R-Y)

- 17 -

모델- YIQ

와 유사하지만 다른 공식을 사용한다YUV ㆍ

신호로 인코딩하는데 사용한다NTSC ㆍ

값YIQㆍ

Y = 03R+059c+0llB

I = 06R-028G-032G

Q = 021R-052G+031B

모델- HSB (Hue Saturation Brighness)

과 같다HSL(Hue Saturation Lightness) ㆍ

색상 의 각도로 표현되는데 적색은 도 황색은 도이 다(Hue)Color wheel 0 60ㆍ

포화도 색상의 강도 이다(Saturation) (Intensity) ㆍ

명도 특정색에 혼합되는 흑백의 비율 이며 백색 원색(LighNess) () =100ㆍ

흑색 으로 표현된다=50 =0

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델2 HLS2 HLS2 HLS2 HLS

- 18 -

다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

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비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

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표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

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합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

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의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

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그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

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영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

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표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

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리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

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그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

- 56 -

나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 8 -

연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과( )( )( )( )

과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과1111

논문게제 성과논문게제 성과논문게제 성과논문게제 성과

사업화 성과사업화 성과사업화 성과사업화 성과2222

특허 성과특허 성과특허 성과특허 성과

출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우

등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우등록된 특허의 경우

논문게재 세부사항

(9)

게재년도

(10)

논문명

저자(11)(12)

학술자명

(13)

Vol

(No)

(14)

국내외

구분

(15)

SCI

구분주저자 교신 저자 공동 저자

세부사항

(9)

출원년도

(10)

특허명

(11)

출원인

(12)

출원국

(13)

출원번호

세부사항

(9)

등록년도

(10)

특허명

(11)

등록인

(12)

등록국

(13)

등록번호

- 9 -

사업화 현황사업화 현황사업화 현황사업화 현황

주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한11) 1 211) 1 211) 1 211) 1 2

창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입 3 4 3 4 3 4 3 4

고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과

주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입9) 2 9) 2 9) 2 9) 2

사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나10)10)10)10)

부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입

사업화 세부사항

(9)

사업화명

(10)

사업화

내용

사업화 업체 개요(11)

업체명 대표자 종업원수사업화

형태

(12)

기 매출액

백만원( )

(13)

당해연도

매출액

백만원( )

(14)

매출액 합계

백만원( )

고용창출 세부사항

(9)

창업

명( )

(10)

사업체 확장

명( )

(11)

합계

명( )

- 10 -

세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용

기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건1 181 181 181 18

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20041119 멀티미디어 개념 세미나 자료 업로드

2 20041126 멀티미디어 통신 세미나 자료 업로드

3 20041221 프로세서 소개MVP 자료 업로드

4 20041227 회로도 예제 제공MVP 자료 업로드

5 20D5112 비디오 신호 포맷 자료제공 자료 업로드

6 200524 비디오 디코더 자료제공 자료 업로드

7 2005224 디지털 비디오 프로세서 자료제공 자료 업로드

8 200539 세 미 나DSP 자료 업로드

9 2005318 트랜스미터 자료제공PaneILink TMDS 자료 업로드

10 200546 개발보드 자료 제공DSP 자료 업로드

11 2005419 스캔 컨버터 자료제공 자료 업로드

12 200554 인터페이스 세미나DDCIBI 자료 업로드

13 200569 자료 제공GM1601 자료 업로드

14 200578 컨버터 자료 제공SDI 자료 업로드

15 2005715 프로세서 자료제공MVP 자료 업로드

16 2005824 개발보드 자료제공MVP 자료 업로드

17 200599 펌웨어 자료제공Hudson 자료 업로드

18 2005930 펌웨어 코드제공Cortez 자료 업로드

19 2005105 세미나 자료Workbench 자료 업로드

20 20051018 회로도 제공MVP 자료 업로드

시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건2 22 22 22 2

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20070713 구동 회로도 설계MVP 회로설계

2 20070813 보드 제작MVP 제작PCB

- 11 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

부 록부 록부 록부 록

- 12 -

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

기술적 측면기술적 측면기술적 측면기술적 측면1111

가 개요 LED

특징LED①

발광다이오드 는 화합물 반도체 예 의- LED (Light Emitting Diode ) ( GaPGaAs)

접합 다이오드에 순방향 전류가 흐를 때 빛을 발하는 현상을 이용한 소자로서PN

측에 극 측에 극을 접속하면 측의 정공은 측에 측의 전자는 측으로 이p + N - P N N P

동하여 접합 점에서 전자와 정공이 결합하면서 전자가 에너지를 방출하면서 빛PN

으로 발광하는 원리이다 즉 반도체외 접합 구조를 이용하여 주입된 소수캐리 p-n

어 전자 또는 양공 를 만들어내고 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 것이다( )

기술 동향LED②

반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상은 전기 루미네선스 전기장발광 라고- ( )

하며 년 탄화규소 결정의 발광 관측에서 비롯되는데 년에 비소화갈륨 1923 1923

접합에서의 고발광 효율이 발견되면서부터 그 연구가 활발하게 진행되었다P-N

년대 말에는 이들이 실용화되기에 이르렀다1960

상업적으로 유용한 는 년대 갈륨 비소 그리고 인의 화합물 반도체인- LED 1960

를 사용하여 파장 대역의 적색 가 효시이며 초기에는 밝기가 매GaAsP 655 LED

우 낮은 의 범주였다 년대1-10mcd 20 1980

- 13 -

에 이르러 고휘도 고효율 그리고 다층 헤테로 정션 구조의 파장 의 660nm GaAIAs

가 등장함으로서 의 사용은 급속하게 전개되었고 메시지 표시기 외부 표시 LED

기 바코드 스캐너 등에 이용되기 시작하였다 이후 고온 고습의 환경에 취약한 특

성의 저하를 개선한 고휘도와 고신뢰성의 를 개발하여 에너지InCaAlP visible LED

밴드갭의 크기를 제어함으로서 녹색 황색 주황 적색의 를 쉽게 제작하였다 LED

는 성장방법으로InGaAIP LED MOCVD (Metal Oxide Chemical Vapor Deposition)

소자의 구조를 개선함으로서 밝기를 크게 향상시킬 수 있었고 년대부터는 자 1990

동차 메시지 사인 교통표시기 등에 본격적으로 사용되기 시작하였다 이후 청색

의 개발로서 시장이 더욱 확대되게 되었다LED

나 디지털 영상

디지털 영상의 표현①

디지털 영상이란 화소들을 차원으로 배열한 것으로 위치 좌표 및 화소의- 2 (xy)

밝기 또는 의 집합으로 표현할 수 있으며 여기에서 화소는 영상을 구성하(g rgb)

는 최소단위이며 좌표는 위치 x rarr 위치y darr이고 색상은 이진 영상 회색 영상 및 칼

라 영상으로 구성된다

이진 영상은 화소의 값을 흑 과 백 만으로 나타낸 것으로 또는- 0( ) 1( ) g(xy) = 0 1

이 된다 회색 영상은 영상의 밝기 정보를 나타낸 것인데 화소값이 비트 인 경우 8

까지의 정수이며 이 된다0-255 g(xy) = 0 ~ 255

칼라영상은 삼원색의 밝기 정보를 표현 한 것으로 컬러정보는- RGB c(xy) =

로 표현되며 영상의 크기는 가로 픽셀수 세로 픽셀수 픽[r(xy) g(xy) b(xy)] x x

셀의 표현 비트수로 나타낼 수 있고 해상도는 단위 길이 당 픽셀의 수를 나타내며

칼라영상에서 고려되어야 할 변수들의 특징은 다음과 같다

- 14 -

컴퓨터 모니터에 디스플레이 되는 색의 수는 그래픽 카드와 의 크기Video RAMㆍ

에 의해 좌우된다

비디오램의 크기와 화면 해상도의 관계를 살펴보면 화면 해상도 픽셀당 비트 xㆍ

수 비디오 램 크기 바이트 로 표현되며 예를 들면 해상도로 만8lt ( ) 800times600 1760

색상의 이미지의 픽셀수 개 픽셀 당 바이트 일 때에 비디오 램의 용량=480000 3

가 된다=480000times3=1440000=144MB

이미지 데이터의 크기 픽셀수 픽셀당 비트수 축 픽셀수 축 픽셀= x (bpp)8 =X x Yㆍ

수 축 픽셀수 축 픽셀수 로 포현되며 픽x bpp8 =X x Y xbyte per pixel 512times480

셀로 구성된 칼라 이미지 데이터 크기는24bit 512times480times248 = 738280 byte =

가 된다074MB

표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수1111

표준 색상 비트수(bit)

흑백 1

팔레트 248

하이컬러 16(RGB=555)

트루컬러 24(RGB=888)

색상 모델②

모델 빛의 삼원색을 이용한 가산 모델로 구성되어 있으며 다음과 같은 특- RCB

징이 있다

조명 국제 위 원회 년 에서(CIECommission Intemationale do Eclairage1931 )ㆍ

가지 색의 크기를 에서 까지 지정RGB3 0 255

가시광선 파장 380nm ~ 789nmㆍ

- 15 -

적 색 녹색 청 색R = 700nm G = 5461 B = 4358ㆍ

비트 트루컬러 비트 억가지RGB24 24 =gt2^32=40ㆍ

하이컬러 비트 색(High color) 16 =gt2^16=64000ㆍ

비트 컬러 색8 256ㆍ

팔레트방식 자주 사용되는 색상 개를 사용 256ㆍ

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델1 RGB1 RGB1 RGB1 RGB

모델 색의 삼원색 을 이용한 감산 모델 이며- CMY (Cyan Magenta Yellow)

모델은 흑색 을 추가하여 삼원색의 비율을 줄인 것이다CMYK (Kappa)

컬러 공간은 청록색 자흥색 그리고 노랑색 으로CMY (cyan) (masenta) (yellow)ㆍ

구성 되고 와 가 보색의 관계에 있기 때문에 두공간 사이의 변환은 쉬운 RCB CMY

편이며 에서 로 변환하기 위해서는 다음 식과 같이 흰색에 대한 보수를 RGB CMY

취 한다

C=10 R M=10 G Y=10-Bㆍ

에서 로 변환하는 경우에 변환은CMY RGB R = 10 C G = 10 M B = 10-Yㆍ

가된다 여기에서 이 수식과 컬러 공간들은 평준화되어 있다고 가정하며 모든 값들

은 과 사이의 값이다00 10

- 16 -

모델- YCbCr

은 컬러 정보로부터 광도를 분리하는 또 하나의 컬러 공간이다 광도는YCbCr Yㆍ

로 기호화되고 푸른 정보와 붉은 정보는 로 기호화 된다 에서 로CbCr RGB YCbCr

변환하는 것은 매우 쉽다

Y = 029900R + 058700G + 011400B

Cb = -016874R - 033126G + 050000B

Cr = 050000R - 041869G - 008131B

반대로 로의 변환은 다음과 같다RGB ㆍ

R = 100000y + 140200Cr

C = 100000y - 034414Cb - 071414Cr

B = 100000y + 177200Cb

영상 압축에서 대역간 중복성을 제거하기 위해서는 영상을 밝기 성분과 두RGBㆍ

개의 색 성분으로 된 영상으로 변환하고 색 성분 의 경우 사람이 색YCbCr Cb Cr

성분의 변화에 둔감하므로 의 크기로 하여 크기를 줄여 사용한다14 Sub Sampling

모델- YUV

방송에서 사용하는 방식으로 사람의 눈이 색보다 자기에 민감하다는 사실에TV ㆍ

착안하였다

색을 자기 와 색상 로 구하며 는 에러에 민감하므로 색상보다 상위 대(Y) (UV) Yㆍ

역폭으로 코딩 한다

의 비율 로구성되며 주로 에 사용된다YUV =42B CD-IDVI ㆍ

값YUVㆍ

Y = 03R +059C +011B

U = 0493X (B-Y)

V = 08f X (R-Y)

- 17 -

모델- YIQ

와 유사하지만 다른 공식을 사용한다YUV ㆍ

신호로 인코딩하는데 사용한다NTSC ㆍ

값YIQㆍ

Y = 03R+059c+0llB

I = 06R-028G-032G

Q = 021R-052G+031B

모델- HSB (Hue Saturation Brighness)

과 같다HSL(Hue Saturation Lightness) ㆍ

색상 의 각도로 표현되는데 적색은 도 황색은 도이 다(Hue)Color wheel 0 60ㆍ

포화도 색상의 강도 이다(Saturation) (Intensity) ㆍ

명도 특정색에 혼합되는 흑백의 비율 이며 백색 원색(LighNess) () =100ㆍ

흑색 으로 표현된다=50 =0

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델2 HLS2 HLS2 HLS2 HLS

- 18 -

다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

- 30 -

비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

- 31 -

표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

- 32 -

합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

- 34 -

고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

- 45 -

처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

- 46 -

처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

- 47 -

나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

- 48 -

그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 9 -

사업화 현황사업화 현황사업화 현황사업화 현황

주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한11) 1 211) 1 211) 1 211) 1 2

창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입 3 4 3 4 3 4 3 4

고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과

주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입9) 2 9) 2 9) 2 9) 2

사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나10)10)10)10)

부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입부서의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입

사업화 세부사항

(9)

사업화명

(10)

사업화

내용

사업화 업체 개요(11)

업체명 대표자 종업원수사업화

형태

(12)

기 매출액

백만원( )

(13)

당해연도

매출액

백만원( )

(14)

매출액 합계

백만원( )

고용창출 세부사항

(9)

창업

명( )

(10)

사업체 확장

명( )

(11)

합계

명( )

- 10 -

세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용

기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건1 181 181 181 18

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20041119 멀티미디어 개념 세미나 자료 업로드

2 20041126 멀티미디어 통신 세미나 자료 업로드

3 20041221 프로세서 소개MVP 자료 업로드

4 20041227 회로도 예제 제공MVP 자료 업로드

5 20D5112 비디오 신호 포맷 자료제공 자료 업로드

6 200524 비디오 디코더 자료제공 자료 업로드

7 2005224 디지털 비디오 프로세서 자료제공 자료 업로드

8 200539 세 미 나DSP 자료 업로드

9 2005318 트랜스미터 자료제공PaneILink TMDS 자료 업로드

10 200546 개발보드 자료 제공DSP 자료 업로드

11 2005419 스캔 컨버터 자료제공 자료 업로드

12 200554 인터페이스 세미나DDCIBI 자료 업로드

13 200569 자료 제공GM1601 자료 업로드

14 200578 컨버터 자료 제공SDI 자료 업로드

15 2005715 프로세서 자료제공MVP 자료 업로드

16 2005824 개발보드 자료제공MVP 자료 업로드

17 200599 펌웨어 자료제공Hudson 자료 업로드

18 2005930 펌웨어 코드제공Cortez 자료 업로드

19 2005105 세미나 자료Workbench 자료 업로드

20 20051018 회로도 제공MVP 자료 업로드

시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건2 22 22 22 2

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20070713 구동 회로도 설계MVP 회로설계

2 20070813 보드 제작MVP 제작PCB

- 11 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

부 록부 록부 록부 록

- 12 -

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

기술적 측면기술적 측면기술적 측면기술적 측면1111

가 개요 LED

특징LED①

발광다이오드 는 화합물 반도체 예 의- LED (Light Emitting Diode ) ( GaPGaAs)

접합 다이오드에 순방향 전류가 흐를 때 빛을 발하는 현상을 이용한 소자로서PN

측에 극 측에 극을 접속하면 측의 정공은 측에 측의 전자는 측으로 이p + N - P N N P

동하여 접합 점에서 전자와 정공이 결합하면서 전자가 에너지를 방출하면서 빛PN

으로 발광하는 원리이다 즉 반도체외 접합 구조를 이용하여 주입된 소수캐리 p-n

어 전자 또는 양공 를 만들어내고 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 것이다( )

기술 동향LED②

반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상은 전기 루미네선스 전기장발광 라고- ( )

하며 년 탄화규소 결정의 발광 관측에서 비롯되는데 년에 비소화갈륨 1923 1923

접합에서의 고발광 효율이 발견되면서부터 그 연구가 활발하게 진행되었다P-N

년대 말에는 이들이 실용화되기에 이르렀다1960

상업적으로 유용한 는 년대 갈륨 비소 그리고 인의 화합물 반도체인- LED 1960

를 사용하여 파장 대역의 적색 가 효시이며 초기에는 밝기가 매GaAsP 655 LED

우 낮은 의 범주였다 년대1-10mcd 20 1980

- 13 -

에 이르러 고휘도 고효율 그리고 다층 헤테로 정션 구조의 파장 의 660nm GaAIAs

가 등장함으로서 의 사용은 급속하게 전개되었고 메시지 표시기 외부 표시 LED

기 바코드 스캐너 등에 이용되기 시작하였다 이후 고온 고습의 환경에 취약한 특

성의 저하를 개선한 고휘도와 고신뢰성의 를 개발하여 에너지InCaAlP visible LED

밴드갭의 크기를 제어함으로서 녹색 황색 주황 적색의 를 쉽게 제작하였다 LED

는 성장방법으로InGaAIP LED MOCVD (Metal Oxide Chemical Vapor Deposition)

소자의 구조를 개선함으로서 밝기를 크게 향상시킬 수 있었고 년대부터는 자 1990

동차 메시지 사인 교통표시기 등에 본격적으로 사용되기 시작하였다 이후 청색

의 개발로서 시장이 더욱 확대되게 되었다LED

나 디지털 영상

디지털 영상의 표현①

디지털 영상이란 화소들을 차원으로 배열한 것으로 위치 좌표 및 화소의- 2 (xy)

밝기 또는 의 집합으로 표현할 수 있으며 여기에서 화소는 영상을 구성하(g rgb)

는 최소단위이며 좌표는 위치 x rarr 위치y darr이고 색상은 이진 영상 회색 영상 및 칼

라 영상으로 구성된다

이진 영상은 화소의 값을 흑 과 백 만으로 나타낸 것으로 또는- 0( ) 1( ) g(xy) = 0 1

이 된다 회색 영상은 영상의 밝기 정보를 나타낸 것인데 화소값이 비트 인 경우 8

까지의 정수이며 이 된다0-255 g(xy) = 0 ~ 255

칼라영상은 삼원색의 밝기 정보를 표현 한 것으로 컬러정보는- RGB c(xy) =

로 표현되며 영상의 크기는 가로 픽셀수 세로 픽셀수 픽[r(xy) g(xy) b(xy)] x x

셀의 표현 비트수로 나타낼 수 있고 해상도는 단위 길이 당 픽셀의 수를 나타내며

칼라영상에서 고려되어야 할 변수들의 특징은 다음과 같다

- 14 -

컴퓨터 모니터에 디스플레이 되는 색의 수는 그래픽 카드와 의 크기Video RAMㆍ

에 의해 좌우된다

비디오램의 크기와 화면 해상도의 관계를 살펴보면 화면 해상도 픽셀당 비트 xㆍ

수 비디오 램 크기 바이트 로 표현되며 예를 들면 해상도로 만8lt ( ) 800times600 1760

색상의 이미지의 픽셀수 개 픽셀 당 바이트 일 때에 비디오 램의 용량=480000 3

가 된다=480000times3=1440000=144MB

이미지 데이터의 크기 픽셀수 픽셀당 비트수 축 픽셀수 축 픽셀= x (bpp)8 =X x Yㆍ

수 축 픽셀수 축 픽셀수 로 포현되며 픽x bpp8 =X x Y xbyte per pixel 512times480

셀로 구성된 칼라 이미지 데이터 크기는24bit 512times480times248 = 738280 byte =

가 된다074MB

표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수1111

표준 색상 비트수(bit)

흑백 1

팔레트 248

하이컬러 16(RGB=555)

트루컬러 24(RGB=888)

색상 모델②

모델 빛의 삼원색을 이용한 가산 모델로 구성되어 있으며 다음과 같은 특- RCB

징이 있다

조명 국제 위 원회 년 에서(CIECommission Intemationale do Eclairage1931 )ㆍ

가지 색의 크기를 에서 까지 지정RGB3 0 255

가시광선 파장 380nm ~ 789nmㆍ

- 15 -

적 색 녹색 청 색R = 700nm G = 5461 B = 4358ㆍ

비트 트루컬러 비트 억가지RGB24 24 =gt2^32=40ㆍ

하이컬러 비트 색(High color) 16 =gt2^16=64000ㆍ

비트 컬러 색8 256ㆍ

팔레트방식 자주 사용되는 색상 개를 사용 256ㆍ

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델1 RGB1 RGB1 RGB1 RGB

모델 색의 삼원색 을 이용한 감산 모델 이며- CMY (Cyan Magenta Yellow)

모델은 흑색 을 추가하여 삼원색의 비율을 줄인 것이다CMYK (Kappa)

컬러 공간은 청록색 자흥색 그리고 노랑색 으로CMY (cyan) (masenta) (yellow)ㆍ

구성 되고 와 가 보색의 관계에 있기 때문에 두공간 사이의 변환은 쉬운 RCB CMY

편이며 에서 로 변환하기 위해서는 다음 식과 같이 흰색에 대한 보수를 RGB CMY

취 한다

C=10 R M=10 G Y=10-Bㆍ

에서 로 변환하는 경우에 변환은CMY RGB R = 10 C G = 10 M B = 10-Yㆍ

가된다 여기에서 이 수식과 컬러 공간들은 평준화되어 있다고 가정하며 모든 값들

은 과 사이의 값이다00 10

- 16 -

모델- YCbCr

은 컬러 정보로부터 광도를 분리하는 또 하나의 컬러 공간이다 광도는YCbCr Yㆍ

로 기호화되고 푸른 정보와 붉은 정보는 로 기호화 된다 에서 로CbCr RGB YCbCr

변환하는 것은 매우 쉽다

Y = 029900R + 058700G + 011400B

Cb = -016874R - 033126G + 050000B

Cr = 050000R - 041869G - 008131B

반대로 로의 변환은 다음과 같다RGB ㆍ

R = 100000y + 140200Cr

C = 100000y - 034414Cb - 071414Cr

B = 100000y + 177200Cb

영상 압축에서 대역간 중복성을 제거하기 위해서는 영상을 밝기 성분과 두RGBㆍ

개의 색 성분으로 된 영상으로 변환하고 색 성분 의 경우 사람이 색YCbCr Cb Cr

성분의 변화에 둔감하므로 의 크기로 하여 크기를 줄여 사용한다14 Sub Sampling

모델- YUV

방송에서 사용하는 방식으로 사람의 눈이 색보다 자기에 민감하다는 사실에TV ㆍ

착안하였다

색을 자기 와 색상 로 구하며 는 에러에 민감하므로 색상보다 상위 대(Y) (UV) Yㆍ

역폭으로 코딩 한다

의 비율 로구성되며 주로 에 사용된다YUV =42B CD-IDVI ㆍ

값YUVㆍ

Y = 03R +059C +011B

U = 0493X (B-Y)

V = 08f X (R-Y)

- 17 -

모델- YIQ

와 유사하지만 다른 공식을 사용한다YUV ㆍ

신호로 인코딩하는데 사용한다NTSC ㆍ

값YIQㆍ

Y = 03R+059c+0llB

I = 06R-028G-032G

Q = 021R-052G+031B

모델- HSB (Hue Saturation Brighness)

과 같다HSL(Hue Saturation Lightness) ㆍ

색상 의 각도로 표현되는데 적색은 도 황색은 도이 다(Hue)Color wheel 0 60ㆍ

포화도 색상의 강도 이다(Saturation) (Intensity) ㆍ

명도 특정색에 혼합되는 흑백의 비율 이며 백색 원색(LighNess) () =100ㆍ

흑색 으로 표현된다=50 =0

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델2 HLS2 HLS2 HLS2 HLS

- 18 -

다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

- 30 -

비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

- 31 -

표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

- 32 -

합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

- 34 -

고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

- 45 -

처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

- 46 -

처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

- 47 -

나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

- 48 -

그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

- 54 -

재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

- 56 -

나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

- 58 -

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

- 62 -

다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

- 70 -

회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 10 -

세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용

기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건1 181 181 181 18

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20041119 멀티미디어 개념 세미나 자료 업로드

2 20041126 멀티미디어 통신 세미나 자료 업로드

3 20041221 프로세서 소개MVP 자료 업로드

4 20041227 회로도 예제 제공MVP 자료 업로드

5 20D5112 비디오 신호 포맷 자료제공 자료 업로드

6 200524 비디오 디코더 자료제공 자료 업로드

7 2005224 디지털 비디오 프로세서 자료제공 자료 업로드

8 200539 세 미 나DSP 자료 업로드

9 2005318 트랜스미터 자료제공PaneILink TMDS 자료 업로드

10 200546 개발보드 자료 제공DSP 자료 업로드

11 2005419 스캔 컨버터 자료제공 자료 업로드

12 200554 인터페이스 세미나DDCIBI 자료 업로드

13 200569 자료 제공GM1601 자료 업로드

14 200578 컨버터 자료 제공SDI 자료 업로드

15 2005715 프로세서 자료제공MVP 자료 업로드

16 2005824 개발보드 자료제공MVP 자료 업로드

17 200599 펌웨어 자료제공Hudson 자료 업로드

18 2005930 펌웨어 코드제공Cortez 자료 업로드

19 2005105 세미나 자료Workbench 자료 업로드

20 20051018 회로도 제공MVP 자료 업로드

시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건2 22 22 22 2

NO 일자 구체적 내용 증빙유무

1 20070713 구동 회로도 설계MVP 회로설계

2 20070813 보드 제작MVP 제작PCB

- 11 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

부 록부 록부 록부 록

- 12 -

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

기술적 측면기술적 측면기술적 측면기술적 측면1111

가 개요 LED

특징LED①

발광다이오드 는 화합물 반도체 예 의- LED (Light Emitting Diode ) ( GaPGaAs)

접합 다이오드에 순방향 전류가 흐를 때 빛을 발하는 현상을 이용한 소자로서PN

측에 극 측에 극을 접속하면 측의 정공은 측에 측의 전자는 측으로 이p + N - P N N P

동하여 접합 점에서 전자와 정공이 결합하면서 전자가 에너지를 방출하면서 빛PN

으로 발광하는 원리이다 즉 반도체외 접합 구조를 이용하여 주입된 소수캐리 p-n

어 전자 또는 양공 를 만들어내고 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 것이다( )

기술 동향LED②

반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상은 전기 루미네선스 전기장발광 라고- ( )

하며 년 탄화규소 결정의 발광 관측에서 비롯되는데 년에 비소화갈륨 1923 1923

접합에서의 고발광 효율이 발견되면서부터 그 연구가 활발하게 진행되었다P-N

년대 말에는 이들이 실용화되기에 이르렀다1960

상업적으로 유용한 는 년대 갈륨 비소 그리고 인의 화합물 반도체인- LED 1960

를 사용하여 파장 대역의 적색 가 효시이며 초기에는 밝기가 매GaAsP 655 LED

우 낮은 의 범주였다 년대1-10mcd 20 1980

- 13 -

에 이르러 고휘도 고효율 그리고 다층 헤테로 정션 구조의 파장 의 660nm GaAIAs

가 등장함으로서 의 사용은 급속하게 전개되었고 메시지 표시기 외부 표시 LED

기 바코드 스캐너 등에 이용되기 시작하였다 이후 고온 고습의 환경에 취약한 특

성의 저하를 개선한 고휘도와 고신뢰성의 를 개발하여 에너지InCaAlP visible LED

밴드갭의 크기를 제어함으로서 녹색 황색 주황 적색의 를 쉽게 제작하였다 LED

는 성장방법으로InGaAIP LED MOCVD (Metal Oxide Chemical Vapor Deposition)

소자의 구조를 개선함으로서 밝기를 크게 향상시킬 수 있었고 년대부터는 자 1990

동차 메시지 사인 교통표시기 등에 본격적으로 사용되기 시작하였다 이후 청색

의 개발로서 시장이 더욱 확대되게 되었다LED

나 디지털 영상

디지털 영상의 표현①

디지털 영상이란 화소들을 차원으로 배열한 것으로 위치 좌표 및 화소의- 2 (xy)

밝기 또는 의 집합으로 표현할 수 있으며 여기에서 화소는 영상을 구성하(g rgb)

는 최소단위이며 좌표는 위치 x rarr 위치y darr이고 색상은 이진 영상 회색 영상 및 칼

라 영상으로 구성된다

이진 영상은 화소의 값을 흑 과 백 만으로 나타낸 것으로 또는- 0( ) 1( ) g(xy) = 0 1

이 된다 회색 영상은 영상의 밝기 정보를 나타낸 것인데 화소값이 비트 인 경우 8

까지의 정수이며 이 된다0-255 g(xy) = 0 ~ 255

칼라영상은 삼원색의 밝기 정보를 표현 한 것으로 컬러정보는- RGB c(xy) =

로 표현되며 영상의 크기는 가로 픽셀수 세로 픽셀수 픽[r(xy) g(xy) b(xy)] x x

셀의 표현 비트수로 나타낼 수 있고 해상도는 단위 길이 당 픽셀의 수를 나타내며

칼라영상에서 고려되어야 할 변수들의 특징은 다음과 같다

- 14 -

컴퓨터 모니터에 디스플레이 되는 색의 수는 그래픽 카드와 의 크기Video RAMㆍ

에 의해 좌우된다

비디오램의 크기와 화면 해상도의 관계를 살펴보면 화면 해상도 픽셀당 비트 xㆍ

수 비디오 램 크기 바이트 로 표현되며 예를 들면 해상도로 만8lt ( ) 800times600 1760

색상의 이미지의 픽셀수 개 픽셀 당 바이트 일 때에 비디오 램의 용량=480000 3

가 된다=480000times3=1440000=144MB

이미지 데이터의 크기 픽셀수 픽셀당 비트수 축 픽셀수 축 픽셀= x (bpp)8 =X x Yㆍ

수 축 픽셀수 축 픽셀수 로 포현되며 픽x bpp8 =X x Y xbyte per pixel 512times480

셀로 구성된 칼라 이미지 데이터 크기는24bit 512times480times248 = 738280 byte =

가 된다074MB

표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수1111

표준 색상 비트수(bit)

흑백 1

팔레트 248

하이컬러 16(RGB=555)

트루컬러 24(RGB=888)

색상 모델②

모델 빛의 삼원색을 이용한 가산 모델로 구성되어 있으며 다음과 같은 특- RCB

징이 있다

조명 국제 위 원회 년 에서(CIECommission Intemationale do Eclairage1931 )ㆍ

가지 색의 크기를 에서 까지 지정RGB3 0 255

가시광선 파장 380nm ~ 789nmㆍ

- 15 -

적 색 녹색 청 색R = 700nm G = 5461 B = 4358ㆍ

비트 트루컬러 비트 억가지RGB24 24 =gt2^32=40ㆍ

하이컬러 비트 색(High color) 16 =gt2^16=64000ㆍ

비트 컬러 색8 256ㆍ

팔레트방식 자주 사용되는 색상 개를 사용 256ㆍ

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델1 RGB1 RGB1 RGB1 RGB

모델 색의 삼원색 을 이용한 감산 모델 이며- CMY (Cyan Magenta Yellow)

모델은 흑색 을 추가하여 삼원색의 비율을 줄인 것이다CMYK (Kappa)

컬러 공간은 청록색 자흥색 그리고 노랑색 으로CMY (cyan) (masenta) (yellow)ㆍ

구성 되고 와 가 보색의 관계에 있기 때문에 두공간 사이의 변환은 쉬운 RCB CMY

편이며 에서 로 변환하기 위해서는 다음 식과 같이 흰색에 대한 보수를 RGB CMY

취 한다

C=10 R M=10 G Y=10-Bㆍ

에서 로 변환하는 경우에 변환은CMY RGB R = 10 C G = 10 M B = 10-Yㆍ

가된다 여기에서 이 수식과 컬러 공간들은 평준화되어 있다고 가정하며 모든 값들

은 과 사이의 값이다00 10

- 16 -

모델- YCbCr

은 컬러 정보로부터 광도를 분리하는 또 하나의 컬러 공간이다 광도는YCbCr Yㆍ

로 기호화되고 푸른 정보와 붉은 정보는 로 기호화 된다 에서 로CbCr RGB YCbCr

변환하는 것은 매우 쉽다

Y = 029900R + 058700G + 011400B

Cb = -016874R - 033126G + 050000B

Cr = 050000R - 041869G - 008131B

반대로 로의 변환은 다음과 같다RGB ㆍ

R = 100000y + 140200Cr

C = 100000y - 034414Cb - 071414Cr

B = 100000y + 177200Cb

영상 압축에서 대역간 중복성을 제거하기 위해서는 영상을 밝기 성분과 두RGBㆍ

개의 색 성분으로 된 영상으로 변환하고 색 성분 의 경우 사람이 색YCbCr Cb Cr

성분의 변화에 둔감하므로 의 크기로 하여 크기를 줄여 사용한다14 Sub Sampling

모델- YUV

방송에서 사용하는 방식으로 사람의 눈이 색보다 자기에 민감하다는 사실에TV ㆍ

착안하였다

색을 자기 와 색상 로 구하며 는 에러에 민감하므로 색상보다 상위 대(Y) (UV) Yㆍ

역폭으로 코딩 한다

의 비율 로구성되며 주로 에 사용된다YUV =42B CD-IDVI ㆍ

값YUVㆍ

Y = 03R +059C +011B

U = 0493X (B-Y)

V = 08f X (R-Y)

- 17 -

모델- YIQ

와 유사하지만 다른 공식을 사용한다YUV ㆍ

신호로 인코딩하는데 사용한다NTSC ㆍ

값YIQㆍ

Y = 03R+059c+0llB

I = 06R-028G-032G

Q = 021R-052G+031B

모델- HSB (Hue Saturation Brighness)

과 같다HSL(Hue Saturation Lightness) ㆍ

색상 의 각도로 표현되는데 적색은 도 황색은 도이 다(Hue)Color wheel 0 60ㆍ

포화도 색상의 강도 이다(Saturation) (Intensity) ㆍ

명도 특정색에 혼합되는 흑백의 비율 이며 백색 원색(LighNess) () =100ㆍ

흑색 으로 표현된다=50 =0

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델2 HLS2 HLS2 HLS2 HLS

- 18 -

다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

- 30 -

비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

- 31 -

표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

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합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

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그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

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영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

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표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

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리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

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그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

부 록부 록부 록부 록

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제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

기술적 측면기술적 측면기술적 측면기술적 측면1111

가 개요 LED

특징LED①

발광다이오드 는 화합물 반도체 예 의- LED (Light Emitting Diode ) ( GaPGaAs)

접합 다이오드에 순방향 전류가 흐를 때 빛을 발하는 현상을 이용한 소자로서PN

측에 극 측에 극을 접속하면 측의 정공은 측에 측의 전자는 측으로 이p + N - P N N P

동하여 접합 점에서 전자와 정공이 결합하면서 전자가 에너지를 방출하면서 빛PN

으로 발광하는 원리이다 즉 반도체외 접합 구조를 이용하여 주입된 소수캐리 p-n

어 전자 또는 양공 를 만들어내고 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 것이다( )

기술 동향LED②

반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상은 전기 루미네선스 전기장발광 라고- ( )

하며 년 탄화규소 결정의 발광 관측에서 비롯되는데 년에 비소화갈륨 1923 1923

접합에서의 고발광 효율이 발견되면서부터 그 연구가 활발하게 진행되었다P-N

년대 말에는 이들이 실용화되기에 이르렀다1960

상업적으로 유용한 는 년대 갈륨 비소 그리고 인의 화합물 반도체인- LED 1960

를 사용하여 파장 대역의 적색 가 효시이며 초기에는 밝기가 매GaAsP 655 LED

우 낮은 의 범주였다 년대1-10mcd 20 1980

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에 이르러 고휘도 고효율 그리고 다층 헤테로 정션 구조의 파장 의 660nm GaAIAs

가 등장함으로서 의 사용은 급속하게 전개되었고 메시지 표시기 외부 표시 LED

기 바코드 스캐너 등에 이용되기 시작하였다 이후 고온 고습의 환경에 취약한 특

성의 저하를 개선한 고휘도와 고신뢰성의 를 개발하여 에너지InCaAlP visible LED

밴드갭의 크기를 제어함으로서 녹색 황색 주황 적색의 를 쉽게 제작하였다 LED

는 성장방법으로InGaAIP LED MOCVD (Metal Oxide Chemical Vapor Deposition)

소자의 구조를 개선함으로서 밝기를 크게 향상시킬 수 있었고 년대부터는 자 1990

동차 메시지 사인 교통표시기 등에 본격적으로 사용되기 시작하였다 이후 청색

의 개발로서 시장이 더욱 확대되게 되었다LED

나 디지털 영상

디지털 영상의 표현①

디지털 영상이란 화소들을 차원으로 배열한 것으로 위치 좌표 및 화소의- 2 (xy)

밝기 또는 의 집합으로 표현할 수 있으며 여기에서 화소는 영상을 구성하(g rgb)

는 최소단위이며 좌표는 위치 x rarr 위치y darr이고 색상은 이진 영상 회색 영상 및 칼

라 영상으로 구성된다

이진 영상은 화소의 값을 흑 과 백 만으로 나타낸 것으로 또는- 0( ) 1( ) g(xy) = 0 1

이 된다 회색 영상은 영상의 밝기 정보를 나타낸 것인데 화소값이 비트 인 경우 8

까지의 정수이며 이 된다0-255 g(xy) = 0 ~ 255

칼라영상은 삼원색의 밝기 정보를 표현 한 것으로 컬러정보는- RGB c(xy) =

로 표현되며 영상의 크기는 가로 픽셀수 세로 픽셀수 픽[r(xy) g(xy) b(xy)] x x

셀의 표현 비트수로 나타낼 수 있고 해상도는 단위 길이 당 픽셀의 수를 나타내며

칼라영상에서 고려되어야 할 변수들의 특징은 다음과 같다

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컴퓨터 모니터에 디스플레이 되는 색의 수는 그래픽 카드와 의 크기Video RAMㆍ

에 의해 좌우된다

비디오램의 크기와 화면 해상도의 관계를 살펴보면 화면 해상도 픽셀당 비트 xㆍ

수 비디오 램 크기 바이트 로 표현되며 예를 들면 해상도로 만8lt ( ) 800times600 1760

색상의 이미지의 픽셀수 개 픽셀 당 바이트 일 때에 비디오 램의 용량=480000 3

가 된다=480000times3=1440000=144MB

이미지 데이터의 크기 픽셀수 픽셀당 비트수 축 픽셀수 축 픽셀= x (bpp)8 =X x Yㆍ

수 축 픽셀수 축 픽셀수 로 포현되며 픽x bpp8 =X x Y xbyte per pixel 512times480

셀로 구성된 칼라 이미지 데이터 크기는24bit 512times480times248 = 738280 byte =

가 된다074MB

표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수1111

표준 색상 비트수(bit)

흑백 1

팔레트 248

하이컬러 16(RGB=555)

트루컬러 24(RGB=888)

색상 모델②

모델 빛의 삼원색을 이용한 가산 모델로 구성되어 있으며 다음과 같은 특- RCB

징이 있다

조명 국제 위 원회 년 에서(CIECommission Intemationale do Eclairage1931 )ㆍ

가지 색의 크기를 에서 까지 지정RGB3 0 255

가시광선 파장 380nm ~ 789nmㆍ

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적 색 녹색 청 색R = 700nm G = 5461 B = 4358ㆍ

비트 트루컬러 비트 억가지RGB24 24 =gt2^32=40ㆍ

하이컬러 비트 색(High color) 16 =gt2^16=64000ㆍ

비트 컬러 색8 256ㆍ

팔레트방식 자주 사용되는 색상 개를 사용 256ㆍ

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델1 RGB1 RGB1 RGB1 RGB

모델 색의 삼원색 을 이용한 감산 모델 이며- CMY (Cyan Magenta Yellow)

모델은 흑색 을 추가하여 삼원색의 비율을 줄인 것이다CMYK (Kappa)

컬러 공간은 청록색 자흥색 그리고 노랑색 으로CMY (cyan) (masenta) (yellow)ㆍ

구성 되고 와 가 보색의 관계에 있기 때문에 두공간 사이의 변환은 쉬운 RCB CMY

편이며 에서 로 변환하기 위해서는 다음 식과 같이 흰색에 대한 보수를 RGB CMY

취 한다

C=10 R M=10 G Y=10-Bㆍ

에서 로 변환하는 경우에 변환은CMY RGB R = 10 C G = 10 M B = 10-Yㆍ

가된다 여기에서 이 수식과 컬러 공간들은 평준화되어 있다고 가정하며 모든 값들

은 과 사이의 값이다00 10

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모델- YCbCr

은 컬러 정보로부터 광도를 분리하는 또 하나의 컬러 공간이다 광도는YCbCr Yㆍ

로 기호화되고 푸른 정보와 붉은 정보는 로 기호화 된다 에서 로CbCr RGB YCbCr

변환하는 것은 매우 쉽다

Y = 029900R + 058700G + 011400B

Cb = -016874R - 033126G + 050000B

Cr = 050000R - 041869G - 008131B

반대로 로의 변환은 다음과 같다RGB ㆍ

R = 100000y + 140200Cr

C = 100000y - 034414Cb - 071414Cr

B = 100000y + 177200Cb

영상 압축에서 대역간 중복성을 제거하기 위해서는 영상을 밝기 성분과 두RGBㆍ

개의 색 성분으로 된 영상으로 변환하고 색 성분 의 경우 사람이 색YCbCr Cb Cr

성분의 변화에 둔감하므로 의 크기로 하여 크기를 줄여 사용한다14 Sub Sampling

모델- YUV

방송에서 사용하는 방식으로 사람의 눈이 색보다 자기에 민감하다는 사실에TV ㆍ

착안하였다

색을 자기 와 색상 로 구하며 는 에러에 민감하므로 색상보다 상위 대(Y) (UV) Yㆍ

역폭으로 코딩 한다

의 비율 로구성되며 주로 에 사용된다YUV =42B CD-IDVI ㆍ

값YUVㆍ

Y = 03R +059C +011B

U = 0493X (B-Y)

V = 08f X (R-Y)

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모델- YIQ

와 유사하지만 다른 공식을 사용한다YUV ㆍ

신호로 인코딩하는데 사용한다NTSC ㆍ

값YIQㆍ

Y = 03R+059c+0llB

I = 06R-028G-032G

Q = 021R-052G+031B

모델- HSB (Hue Saturation Brighness)

과 같다HSL(Hue Saturation Lightness) ㆍ

색상 의 각도로 표현되는데 적색은 도 황색은 도이 다(Hue)Color wheel 0 60ㆍ

포화도 색상의 강도 이다(Saturation) (Intensity) ㆍ

명도 특정색에 혼합되는 흑백의 비율 이며 백색 원색(LighNess) () =100ㆍ

흑색 으로 표현된다=50 =0

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델2 HLS2 HLS2 HLS2 HLS

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다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

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시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

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비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

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방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

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그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

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산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

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른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

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가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

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제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

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제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

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영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

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동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

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비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

- 31 -

표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

- 32 -

합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

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그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

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유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

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박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

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김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 12 -

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

기술적 측면기술적 측면기술적 측면기술적 측면1111

가 개요 LED

특징LED①

발광다이오드 는 화합물 반도체 예 의- LED (Light Emitting Diode ) ( GaPGaAs)

접합 다이오드에 순방향 전류가 흐를 때 빛을 발하는 현상을 이용한 소자로서PN

측에 극 측에 극을 접속하면 측의 정공은 측에 측의 전자는 측으로 이p + N - P N N P

동하여 접합 점에서 전자와 정공이 결합하면서 전자가 에너지를 방출하면서 빛PN

으로 발광하는 원리이다 즉 반도체외 접합 구조를 이용하여 주입된 소수캐리 p-n

어 전자 또는 양공 를 만들어내고 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 것이다( )

기술 동향LED②

반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상은 전기 루미네선스 전기장발광 라고- ( )

하며 년 탄화규소 결정의 발광 관측에서 비롯되는데 년에 비소화갈륨 1923 1923

접합에서의 고발광 효율이 발견되면서부터 그 연구가 활발하게 진행되었다P-N

년대 말에는 이들이 실용화되기에 이르렀다1960

상업적으로 유용한 는 년대 갈륨 비소 그리고 인의 화합물 반도체인- LED 1960

를 사용하여 파장 대역의 적색 가 효시이며 초기에는 밝기가 매GaAsP 655 LED

우 낮은 의 범주였다 년대1-10mcd 20 1980

- 13 -

에 이르러 고휘도 고효율 그리고 다층 헤테로 정션 구조의 파장 의 660nm GaAIAs

가 등장함으로서 의 사용은 급속하게 전개되었고 메시지 표시기 외부 표시 LED

기 바코드 스캐너 등에 이용되기 시작하였다 이후 고온 고습의 환경에 취약한 특

성의 저하를 개선한 고휘도와 고신뢰성의 를 개발하여 에너지InCaAlP visible LED

밴드갭의 크기를 제어함으로서 녹색 황색 주황 적색의 를 쉽게 제작하였다 LED

는 성장방법으로InGaAIP LED MOCVD (Metal Oxide Chemical Vapor Deposition)

소자의 구조를 개선함으로서 밝기를 크게 향상시킬 수 있었고 년대부터는 자 1990

동차 메시지 사인 교통표시기 등에 본격적으로 사용되기 시작하였다 이후 청색

의 개발로서 시장이 더욱 확대되게 되었다LED

나 디지털 영상

디지털 영상의 표현①

디지털 영상이란 화소들을 차원으로 배열한 것으로 위치 좌표 및 화소의- 2 (xy)

밝기 또는 의 집합으로 표현할 수 있으며 여기에서 화소는 영상을 구성하(g rgb)

는 최소단위이며 좌표는 위치 x rarr 위치y darr이고 색상은 이진 영상 회색 영상 및 칼

라 영상으로 구성된다

이진 영상은 화소의 값을 흑 과 백 만으로 나타낸 것으로 또는- 0( ) 1( ) g(xy) = 0 1

이 된다 회색 영상은 영상의 밝기 정보를 나타낸 것인데 화소값이 비트 인 경우 8

까지의 정수이며 이 된다0-255 g(xy) = 0 ~ 255

칼라영상은 삼원색의 밝기 정보를 표현 한 것으로 컬러정보는- RGB c(xy) =

로 표현되며 영상의 크기는 가로 픽셀수 세로 픽셀수 픽[r(xy) g(xy) b(xy)] x x

셀의 표현 비트수로 나타낼 수 있고 해상도는 단위 길이 당 픽셀의 수를 나타내며

칼라영상에서 고려되어야 할 변수들의 특징은 다음과 같다

- 14 -

컴퓨터 모니터에 디스플레이 되는 색의 수는 그래픽 카드와 의 크기Video RAMㆍ

에 의해 좌우된다

비디오램의 크기와 화면 해상도의 관계를 살펴보면 화면 해상도 픽셀당 비트 xㆍ

수 비디오 램 크기 바이트 로 표현되며 예를 들면 해상도로 만8lt ( ) 800times600 1760

색상의 이미지의 픽셀수 개 픽셀 당 바이트 일 때에 비디오 램의 용량=480000 3

가 된다=480000times3=1440000=144MB

이미지 데이터의 크기 픽셀수 픽셀당 비트수 축 픽셀수 축 픽셀= x (bpp)8 =X x Yㆍ

수 축 픽셀수 축 픽셀수 로 포현되며 픽x bpp8 =X x Y xbyte per pixel 512times480

셀로 구성된 칼라 이미지 데이터 크기는24bit 512times480times248 = 738280 byte =

가 된다074MB

표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수1111

표준 색상 비트수(bit)

흑백 1

팔레트 248

하이컬러 16(RGB=555)

트루컬러 24(RGB=888)

색상 모델②

모델 빛의 삼원색을 이용한 가산 모델로 구성되어 있으며 다음과 같은 특- RCB

징이 있다

조명 국제 위 원회 년 에서(CIECommission Intemationale do Eclairage1931 )ㆍ

가지 색의 크기를 에서 까지 지정RGB3 0 255

가시광선 파장 380nm ~ 789nmㆍ

- 15 -

적 색 녹색 청 색R = 700nm G = 5461 B = 4358ㆍ

비트 트루컬러 비트 억가지RGB24 24 =gt2^32=40ㆍ

하이컬러 비트 색(High color) 16 =gt2^16=64000ㆍ

비트 컬러 색8 256ㆍ

팔레트방식 자주 사용되는 색상 개를 사용 256ㆍ

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델1 RGB1 RGB1 RGB1 RGB

모델 색의 삼원색 을 이용한 감산 모델 이며- CMY (Cyan Magenta Yellow)

모델은 흑색 을 추가하여 삼원색의 비율을 줄인 것이다CMYK (Kappa)

컬러 공간은 청록색 자흥색 그리고 노랑색 으로CMY (cyan) (masenta) (yellow)ㆍ

구성 되고 와 가 보색의 관계에 있기 때문에 두공간 사이의 변환은 쉬운 RCB CMY

편이며 에서 로 변환하기 위해서는 다음 식과 같이 흰색에 대한 보수를 RGB CMY

취 한다

C=10 R M=10 G Y=10-Bㆍ

에서 로 변환하는 경우에 변환은CMY RGB R = 10 C G = 10 M B = 10-Yㆍ

가된다 여기에서 이 수식과 컬러 공간들은 평준화되어 있다고 가정하며 모든 값들

은 과 사이의 값이다00 10

- 16 -

모델- YCbCr

은 컬러 정보로부터 광도를 분리하는 또 하나의 컬러 공간이다 광도는YCbCr Yㆍ

로 기호화되고 푸른 정보와 붉은 정보는 로 기호화 된다 에서 로CbCr RGB YCbCr

변환하는 것은 매우 쉽다

Y = 029900R + 058700G + 011400B

Cb = -016874R - 033126G + 050000B

Cr = 050000R - 041869G - 008131B

반대로 로의 변환은 다음과 같다RGB ㆍ

R = 100000y + 140200Cr

C = 100000y - 034414Cb - 071414Cr

B = 100000y + 177200Cb

영상 압축에서 대역간 중복성을 제거하기 위해서는 영상을 밝기 성분과 두RGBㆍ

개의 색 성분으로 된 영상으로 변환하고 색 성분 의 경우 사람이 색YCbCr Cb Cr

성분의 변화에 둔감하므로 의 크기로 하여 크기를 줄여 사용한다14 Sub Sampling

모델- YUV

방송에서 사용하는 방식으로 사람의 눈이 색보다 자기에 민감하다는 사실에TV ㆍ

착안하였다

색을 자기 와 색상 로 구하며 는 에러에 민감하므로 색상보다 상위 대(Y) (UV) Yㆍ

역폭으로 코딩 한다

의 비율 로구성되며 주로 에 사용된다YUV =42B CD-IDVI ㆍ

값YUVㆍ

Y = 03R +059C +011B

U = 0493X (B-Y)

V = 08f X (R-Y)

- 17 -

모델- YIQ

와 유사하지만 다른 공식을 사용한다YUV ㆍ

신호로 인코딩하는데 사용한다NTSC ㆍ

값YIQㆍ

Y = 03R+059c+0llB

I = 06R-028G-032G

Q = 021R-052G+031B

모델- HSB (Hue Saturation Brighness)

과 같다HSL(Hue Saturation Lightness) ㆍ

색상 의 각도로 표현되는데 적색은 도 황색은 도이 다(Hue)Color wheel 0 60ㆍ

포화도 색상의 강도 이다(Saturation) (Intensity) ㆍ

명도 특정색에 혼합되는 흑백의 비율 이며 백색 원색(LighNess) () =100ㆍ

흑색 으로 표현된다=50 =0

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델2 HLS2 HLS2 HLS2 HLS

- 18 -

다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

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동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

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비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

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표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

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합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

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그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

- 48 -

그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

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유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 13 -

에 이르러 고휘도 고효율 그리고 다층 헤테로 정션 구조의 파장 의 660nm GaAIAs

가 등장함으로서 의 사용은 급속하게 전개되었고 메시지 표시기 외부 표시 LED

기 바코드 스캐너 등에 이용되기 시작하였다 이후 고온 고습의 환경에 취약한 특

성의 저하를 개선한 고휘도와 고신뢰성의 를 개발하여 에너지InCaAlP visible LED

밴드갭의 크기를 제어함으로서 녹색 황색 주황 적색의 를 쉽게 제작하였다 LED

는 성장방법으로InGaAIP LED MOCVD (Metal Oxide Chemical Vapor Deposition)

소자의 구조를 개선함으로서 밝기를 크게 향상시킬 수 있었고 년대부터는 자 1990

동차 메시지 사인 교통표시기 등에 본격적으로 사용되기 시작하였다 이후 청색

의 개발로서 시장이 더욱 확대되게 되었다LED

나 디지털 영상

디지털 영상의 표현①

디지털 영상이란 화소들을 차원으로 배열한 것으로 위치 좌표 및 화소의- 2 (xy)

밝기 또는 의 집합으로 표현할 수 있으며 여기에서 화소는 영상을 구성하(g rgb)

는 최소단위이며 좌표는 위치 x rarr 위치y darr이고 색상은 이진 영상 회색 영상 및 칼

라 영상으로 구성된다

이진 영상은 화소의 값을 흑 과 백 만으로 나타낸 것으로 또는- 0( ) 1( ) g(xy) = 0 1

이 된다 회색 영상은 영상의 밝기 정보를 나타낸 것인데 화소값이 비트 인 경우 8

까지의 정수이며 이 된다0-255 g(xy) = 0 ~ 255

칼라영상은 삼원색의 밝기 정보를 표현 한 것으로 컬러정보는- RGB c(xy) =

로 표현되며 영상의 크기는 가로 픽셀수 세로 픽셀수 픽[r(xy) g(xy) b(xy)] x x

셀의 표현 비트수로 나타낼 수 있고 해상도는 단위 길이 당 픽셀의 수를 나타내며

칼라영상에서 고려되어야 할 변수들의 특징은 다음과 같다

- 14 -

컴퓨터 모니터에 디스플레이 되는 색의 수는 그래픽 카드와 의 크기Video RAMㆍ

에 의해 좌우된다

비디오램의 크기와 화면 해상도의 관계를 살펴보면 화면 해상도 픽셀당 비트 xㆍ

수 비디오 램 크기 바이트 로 표현되며 예를 들면 해상도로 만8lt ( ) 800times600 1760

색상의 이미지의 픽셀수 개 픽셀 당 바이트 일 때에 비디오 램의 용량=480000 3

가 된다=480000times3=1440000=144MB

이미지 데이터의 크기 픽셀수 픽셀당 비트수 축 픽셀수 축 픽셀= x (bpp)8 =X x Yㆍ

수 축 픽셀수 축 픽셀수 로 포현되며 픽x bpp8 =X x Y xbyte per pixel 512times480

셀로 구성된 칼라 이미지 데이터 크기는24bit 512times480times248 = 738280 byte =

가 된다074MB

표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수1111

표준 색상 비트수(bit)

흑백 1

팔레트 248

하이컬러 16(RGB=555)

트루컬러 24(RGB=888)

색상 모델②

모델 빛의 삼원색을 이용한 가산 모델로 구성되어 있으며 다음과 같은 특- RCB

징이 있다

조명 국제 위 원회 년 에서(CIECommission Intemationale do Eclairage1931 )ㆍ

가지 색의 크기를 에서 까지 지정RGB3 0 255

가시광선 파장 380nm ~ 789nmㆍ

- 15 -

적 색 녹색 청 색R = 700nm G = 5461 B = 4358ㆍ

비트 트루컬러 비트 억가지RGB24 24 =gt2^32=40ㆍ

하이컬러 비트 색(High color) 16 =gt2^16=64000ㆍ

비트 컬러 색8 256ㆍ

팔레트방식 자주 사용되는 색상 개를 사용 256ㆍ

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델1 RGB1 RGB1 RGB1 RGB

모델 색의 삼원색 을 이용한 감산 모델 이며- CMY (Cyan Magenta Yellow)

모델은 흑색 을 추가하여 삼원색의 비율을 줄인 것이다CMYK (Kappa)

컬러 공간은 청록색 자흥색 그리고 노랑색 으로CMY (cyan) (masenta) (yellow)ㆍ

구성 되고 와 가 보색의 관계에 있기 때문에 두공간 사이의 변환은 쉬운 RCB CMY

편이며 에서 로 변환하기 위해서는 다음 식과 같이 흰색에 대한 보수를 RGB CMY

취 한다

C=10 R M=10 G Y=10-Bㆍ

에서 로 변환하는 경우에 변환은CMY RGB R = 10 C G = 10 M B = 10-Yㆍ

가된다 여기에서 이 수식과 컬러 공간들은 평준화되어 있다고 가정하며 모든 값들

은 과 사이의 값이다00 10

- 16 -

모델- YCbCr

은 컬러 정보로부터 광도를 분리하는 또 하나의 컬러 공간이다 광도는YCbCr Yㆍ

로 기호화되고 푸른 정보와 붉은 정보는 로 기호화 된다 에서 로CbCr RGB YCbCr

변환하는 것은 매우 쉽다

Y = 029900R + 058700G + 011400B

Cb = -016874R - 033126G + 050000B

Cr = 050000R - 041869G - 008131B

반대로 로의 변환은 다음과 같다RGB ㆍ

R = 100000y + 140200Cr

C = 100000y - 034414Cb - 071414Cr

B = 100000y + 177200Cb

영상 압축에서 대역간 중복성을 제거하기 위해서는 영상을 밝기 성분과 두RGBㆍ

개의 색 성분으로 된 영상으로 변환하고 색 성분 의 경우 사람이 색YCbCr Cb Cr

성분의 변화에 둔감하므로 의 크기로 하여 크기를 줄여 사용한다14 Sub Sampling

모델- YUV

방송에서 사용하는 방식으로 사람의 눈이 색보다 자기에 민감하다는 사실에TV ㆍ

착안하였다

색을 자기 와 색상 로 구하며 는 에러에 민감하므로 색상보다 상위 대(Y) (UV) Yㆍ

역폭으로 코딩 한다

의 비율 로구성되며 주로 에 사용된다YUV =42B CD-IDVI ㆍ

값YUVㆍ

Y = 03R +059C +011B

U = 0493X (B-Y)

V = 08f X (R-Y)

- 17 -

모델- YIQ

와 유사하지만 다른 공식을 사용한다YUV ㆍ

신호로 인코딩하는데 사용한다NTSC ㆍ

값YIQㆍ

Y = 03R+059c+0llB

I = 06R-028G-032G

Q = 021R-052G+031B

모델- HSB (Hue Saturation Brighness)

과 같다HSL(Hue Saturation Lightness) ㆍ

색상 의 각도로 표현되는데 적색은 도 황색은 도이 다(Hue)Color wheel 0 60ㆍ

포화도 색상의 강도 이다(Saturation) (Intensity) ㆍ

명도 특정색에 혼합되는 흑백의 비율 이며 백색 원색(LighNess) () =100ㆍ

흑색 으로 표현된다=50 =0

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델2 HLS2 HLS2 HLS2 HLS

- 18 -

다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

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제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

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영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

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동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

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비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

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표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

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합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

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의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

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그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

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영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

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표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

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리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

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그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

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유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

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장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

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김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 14 -

컴퓨터 모니터에 디스플레이 되는 색의 수는 그래픽 카드와 의 크기Video RAMㆍ

에 의해 좌우된다

비디오램의 크기와 화면 해상도의 관계를 살펴보면 화면 해상도 픽셀당 비트 xㆍ

수 비디오 램 크기 바이트 로 표현되며 예를 들면 해상도로 만8lt ( ) 800times600 1760

색상의 이미지의 픽셀수 개 픽셀 당 바이트 일 때에 비디오 램의 용량=480000 3

가 된다=480000times3=1440000=144MB

이미지 데이터의 크기 픽셀수 픽셀당 비트수 축 픽셀수 축 픽셀= x (bpp)8 =X x Yㆍ

수 축 픽셀수 축 픽셀수 로 포현되며 픽x bpp8 =X x Y xbyte per pixel 512times480

셀로 구성된 칼라 이미지 데이터 크기는24bit 512times480times248 = 738280 byte =

가 된다074MB

표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수표 표준 색생과 비트수1111

표준 색상 비트수(bit)

흑백 1

팔레트 248

하이컬러 16(RGB=555)

트루컬러 24(RGB=888)

색상 모델②

모델 빛의 삼원색을 이용한 가산 모델로 구성되어 있으며 다음과 같은 특- RCB

징이 있다

조명 국제 위 원회 년 에서(CIECommission Intemationale do Eclairage1931 )ㆍ

가지 색의 크기를 에서 까지 지정RGB3 0 255

가시광선 파장 380nm ~ 789nmㆍ

- 15 -

적 색 녹색 청 색R = 700nm G = 5461 B = 4358ㆍ

비트 트루컬러 비트 억가지RGB24 24 =gt2^32=40ㆍ

하이컬러 비트 색(High color) 16 =gt2^16=64000ㆍ

비트 컬러 색8 256ㆍ

팔레트방식 자주 사용되는 색상 개를 사용 256ㆍ

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델1 RGB1 RGB1 RGB1 RGB

모델 색의 삼원색 을 이용한 감산 모델 이며- CMY (Cyan Magenta Yellow)

모델은 흑색 을 추가하여 삼원색의 비율을 줄인 것이다CMYK (Kappa)

컬러 공간은 청록색 자흥색 그리고 노랑색 으로CMY (cyan) (masenta) (yellow)ㆍ

구성 되고 와 가 보색의 관계에 있기 때문에 두공간 사이의 변환은 쉬운 RCB CMY

편이며 에서 로 변환하기 위해서는 다음 식과 같이 흰색에 대한 보수를 RGB CMY

취 한다

C=10 R M=10 G Y=10-Bㆍ

에서 로 변환하는 경우에 변환은CMY RGB R = 10 C G = 10 M B = 10-Yㆍ

가된다 여기에서 이 수식과 컬러 공간들은 평준화되어 있다고 가정하며 모든 값들

은 과 사이의 값이다00 10

- 16 -

모델- YCbCr

은 컬러 정보로부터 광도를 분리하는 또 하나의 컬러 공간이다 광도는YCbCr Yㆍ

로 기호화되고 푸른 정보와 붉은 정보는 로 기호화 된다 에서 로CbCr RGB YCbCr

변환하는 것은 매우 쉽다

Y = 029900R + 058700G + 011400B

Cb = -016874R - 033126G + 050000B

Cr = 050000R - 041869G - 008131B

반대로 로의 변환은 다음과 같다RGB ㆍ

R = 100000y + 140200Cr

C = 100000y - 034414Cb - 071414Cr

B = 100000y + 177200Cb

영상 압축에서 대역간 중복성을 제거하기 위해서는 영상을 밝기 성분과 두RGBㆍ

개의 색 성분으로 된 영상으로 변환하고 색 성분 의 경우 사람이 색YCbCr Cb Cr

성분의 변화에 둔감하므로 의 크기로 하여 크기를 줄여 사용한다14 Sub Sampling

모델- YUV

방송에서 사용하는 방식으로 사람의 눈이 색보다 자기에 민감하다는 사실에TV ㆍ

착안하였다

색을 자기 와 색상 로 구하며 는 에러에 민감하므로 색상보다 상위 대(Y) (UV) Yㆍ

역폭으로 코딩 한다

의 비율 로구성되며 주로 에 사용된다YUV =42B CD-IDVI ㆍ

값YUVㆍ

Y = 03R +059C +011B

U = 0493X (B-Y)

V = 08f X (R-Y)

- 17 -

모델- YIQ

와 유사하지만 다른 공식을 사용한다YUV ㆍ

신호로 인코딩하는데 사용한다NTSC ㆍ

값YIQㆍ

Y = 03R+059c+0llB

I = 06R-028G-032G

Q = 021R-052G+031B

모델- HSB (Hue Saturation Brighness)

과 같다HSL(Hue Saturation Lightness) ㆍ

색상 의 각도로 표현되는데 적색은 도 황색은 도이 다(Hue)Color wheel 0 60ㆍ

포화도 색상의 강도 이다(Saturation) (Intensity) ㆍ

명도 특정색에 혼합되는 흑백의 비율 이며 백색 원색(LighNess) () =100ㆍ

흑색 으로 표현된다=50 =0

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델2 HLS2 HLS2 HLS2 HLS

- 18 -

다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

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동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

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비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

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표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

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합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

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의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

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그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

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영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

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표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

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리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 15 -

적 색 녹색 청 색R = 700nm G = 5461 B = 4358ㆍ

비트 트루컬러 비트 억가지RGB24 24 =gt2^32=40ㆍ

하이컬러 비트 색(High color) 16 =gt2^16=64000ㆍ

비트 컬러 색8 256ㆍ

팔레트방식 자주 사용되는 색상 개를 사용 256ㆍ

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델1 RGB1 RGB1 RGB1 RGB

모델 색의 삼원색 을 이용한 감산 모델 이며- CMY (Cyan Magenta Yellow)

모델은 흑색 을 추가하여 삼원색의 비율을 줄인 것이다CMYK (Kappa)

컬러 공간은 청록색 자흥색 그리고 노랑색 으로CMY (cyan) (masenta) (yellow)ㆍ

구성 되고 와 가 보색의 관계에 있기 때문에 두공간 사이의 변환은 쉬운 RCB CMY

편이며 에서 로 변환하기 위해서는 다음 식과 같이 흰색에 대한 보수를 RGB CMY

취 한다

C=10 R M=10 G Y=10-Bㆍ

에서 로 변환하는 경우에 변환은CMY RGB R = 10 C G = 10 M B = 10-Yㆍ

가된다 여기에서 이 수식과 컬러 공간들은 평준화되어 있다고 가정하며 모든 값들

은 과 사이의 값이다00 10

- 16 -

모델- YCbCr

은 컬러 정보로부터 광도를 분리하는 또 하나의 컬러 공간이다 광도는YCbCr Yㆍ

로 기호화되고 푸른 정보와 붉은 정보는 로 기호화 된다 에서 로CbCr RGB YCbCr

변환하는 것은 매우 쉽다

Y = 029900R + 058700G + 011400B

Cb = -016874R - 033126G + 050000B

Cr = 050000R - 041869G - 008131B

반대로 로의 변환은 다음과 같다RGB ㆍ

R = 100000y + 140200Cr

C = 100000y - 034414Cb - 071414Cr

B = 100000y + 177200Cb

영상 압축에서 대역간 중복성을 제거하기 위해서는 영상을 밝기 성분과 두RGBㆍ

개의 색 성분으로 된 영상으로 변환하고 색 성분 의 경우 사람이 색YCbCr Cb Cr

성분의 변화에 둔감하므로 의 크기로 하여 크기를 줄여 사용한다14 Sub Sampling

모델- YUV

방송에서 사용하는 방식으로 사람의 눈이 색보다 자기에 민감하다는 사실에TV ㆍ

착안하였다

색을 자기 와 색상 로 구하며 는 에러에 민감하므로 색상보다 상위 대(Y) (UV) Yㆍ

역폭으로 코딩 한다

의 비율 로구성되며 주로 에 사용된다YUV =42B CD-IDVI ㆍ

값YUVㆍ

Y = 03R +059C +011B

U = 0493X (B-Y)

V = 08f X (R-Y)

- 17 -

모델- YIQ

와 유사하지만 다른 공식을 사용한다YUV ㆍ

신호로 인코딩하는데 사용한다NTSC ㆍ

값YIQㆍ

Y = 03R+059c+0llB

I = 06R-028G-032G

Q = 021R-052G+031B

모델- HSB (Hue Saturation Brighness)

과 같다HSL(Hue Saturation Lightness) ㆍ

색상 의 각도로 표현되는데 적색은 도 황색은 도이 다(Hue)Color wheel 0 60ㆍ

포화도 색상의 강도 이다(Saturation) (Intensity) ㆍ

명도 특정색에 혼합되는 흑백의 비율 이며 백색 원색(LighNess) () =100ㆍ

흑색 으로 표현된다=50 =0

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델2 HLS2 HLS2 HLS2 HLS

- 18 -

다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

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비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

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표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

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합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

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의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

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그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

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영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

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표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

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리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

- 54 -

재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

- 56 -

나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

- 58 -

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

- 62 -

다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

- 70 -

회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 16 -

모델- YCbCr

은 컬러 정보로부터 광도를 분리하는 또 하나의 컬러 공간이다 광도는YCbCr Yㆍ

로 기호화되고 푸른 정보와 붉은 정보는 로 기호화 된다 에서 로CbCr RGB YCbCr

변환하는 것은 매우 쉽다

Y = 029900R + 058700G + 011400B

Cb = -016874R - 033126G + 050000B

Cr = 050000R - 041869G - 008131B

반대로 로의 변환은 다음과 같다RGB ㆍ

R = 100000y + 140200Cr

C = 100000y - 034414Cb - 071414Cr

B = 100000y + 177200Cb

영상 압축에서 대역간 중복성을 제거하기 위해서는 영상을 밝기 성분과 두RGBㆍ

개의 색 성분으로 된 영상으로 변환하고 색 성분 의 경우 사람이 색YCbCr Cb Cr

성분의 변화에 둔감하므로 의 크기로 하여 크기를 줄여 사용한다14 Sub Sampling

모델- YUV

방송에서 사용하는 방식으로 사람의 눈이 색보다 자기에 민감하다는 사실에TV ㆍ

착안하였다

색을 자기 와 색상 로 구하며 는 에러에 민감하므로 색상보다 상위 대(Y) (UV) Yㆍ

역폭으로 코딩 한다

의 비율 로구성되며 주로 에 사용된다YUV =42B CD-IDVI ㆍ

값YUVㆍ

Y = 03R +059C +011B

U = 0493X (B-Y)

V = 08f X (R-Y)

- 17 -

모델- YIQ

와 유사하지만 다른 공식을 사용한다YUV ㆍ

신호로 인코딩하는데 사용한다NTSC ㆍ

값YIQㆍ

Y = 03R+059c+0llB

I = 06R-028G-032G

Q = 021R-052G+031B

모델- HSB (Hue Saturation Brighness)

과 같다HSL(Hue Saturation Lightness) ㆍ

색상 의 각도로 표현되는데 적색은 도 황색은 도이 다(Hue)Color wheel 0 60ㆍ

포화도 색상의 강도 이다(Saturation) (Intensity) ㆍ

명도 특정색에 혼합되는 흑백의 비율 이며 백색 원색(LighNess) () =100ㆍ

흑색 으로 표현된다=50 =0

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델2 HLS2 HLS2 HLS2 HLS

- 18 -

다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

- 30 -

비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

- 31 -

표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

- 32 -

합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

- 56 -

나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

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유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 17 -

모델- YIQ

와 유사하지만 다른 공식을 사용한다YUV ㆍ

신호로 인코딩하는데 사용한다NTSC ㆍ

값YIQㆍ

Y = 03R+059c+0llB

I = 06R-028G-032G

Q = 021R-052G+031B

모델- HSB (Hue Saturation Brighness)

과 같다HSL(Hue Saturation Lightness) ㆍ

색상 의 각도로 표현되는데 적색은 도 황색은 도이 다(Hue)Color wheel 0 60ㆍ

포화도 색상의 강도 이다(Saturation) (Intensity) ㆍ

명도 특정색에 혼합되는 흑백의 비율 이며 백색 원색(LighNess) () =100ㆍ

흑색 으로 표현된다=50 =0

그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델그림 칼라 모델2 HLS2 HLS2 HLS2 HLS

- 18 -

다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

- 30 -

비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

- 31 -

표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

- 32 -

합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

- 34 -

고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

- 45 -

처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

- 47 -

나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

- 48 -

그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

- 56 -

나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

- 58 -

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

- 62 -

다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

- 70 -

회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 18 -

다 비디오 신호 처리

비디오 영상 시스템①

비디오 신호를 처리하는 영상 시스템의 구조는 다음과 같다-

그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조그림 영상 처리 시스템의 구조3333

영상 처리 시스템에서 프레임 메모리는 영상 데이타를 임시 저장하는 장소이고-

영상 입력부는 카메라 스캐너에서 들어오는 아날로그 신호를 컨버터로 보TV AD

내는 곳이다 프로세서에서는 영상처리를 위한 주 장치이며 영상 기억부는 많은 양

의 영상을 저장하는 장치로 디스크 역할을 수행하며 영상 출력부는 컨버터에 DA

서 출력된 아날로그 신호를 모니터 프린터 플로터로 출력하게 된다

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

- 30 -

비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

- 31 -

표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

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합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

- 34 -

고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

- 45 -

처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

- 47 -

나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

- 48 -

그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 19 -

시스템TV②

신호- TV

흑백TVㆍ rarr 컬러TV rarr 고화질 디지틸 로 진화되어 왔다 TV

방식NT5Cㆍ

미국 한국 일본 캐나다 멕시코 쿠바 필리핀 콜롬비아 칠레 등 ㆍ

프레임 스캔라인30 525ㆍ

방식PAL SECAMㆍ

서유럽ㆍ

프레임 스캔라인25 625ㆍ

HDTVㆍ

화면비 169ㆍ

미국식과 유럽식ㆍ

국내는 년부터 완전 디지털화할 예정이다2010 ㆍ

표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징표 텔레비전 시스템 외 특징2222

표 에서 시스템 이름에 가 표시 된 것은 비월주사 방식을 나타내고 는 그- 2 I p

렇지 않는 방식을 나타낸다

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

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방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

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동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

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비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

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표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

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합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

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의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

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그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

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영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

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표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

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리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 20 -

비디오 데이터의 크기는 다음의 식으로 표현하면 비디오 데이터 크기 이미지- =

프레임의 크기 가 된다 예를 들면 프레임이 이고 픽셀당 로X fps 512times480 3byte

저장할 경우 초의 비디오 정보를 위해 필요한 저장공간은1 512times480times3byte

이 된다 또한 배속 의 전송률은 초당 정도로 효X301rarne = 221MBS 40 CD 6MB

율적인 저장과 전송을 위해 압축은 필수적 이라고 할 수 있다

위성 시스템TV③

위성 디지틸 방송 시스템은 프로그램 공급자와 데이터 서비스 공급자로부- TV TV

터 프로그램을 공급 받아 위성방송 중계기를 통하여 서비스 지역내의 수신기에 방

송하며 송신기 수신기 자원 및 가입자 관리 시스템 (RSMS Resources and

및 제한 수신 시스템Subscribers Management System) (CAS Conditional

으로 구성된다Access System)

송신기는 프로그램의 전 처리 압축 다중화 스크램블링 변조 및 증폭 처리- TV

과정을 거친 후 위성방송 중계기로 전송하는 기능을 가지며 수신기는 위성방송 중

계기로부터 전송되는 위성방송 신호를 수신하여 선택된 프로그램 혹은 데이터TV

서비스를 역 다중화하기 위하여 서비스 정보 의 일부인 프(Sl Service Information)

로그램 지정 정보 를 이용하고 송신기의 역과(PSI Program Specific Information)

정을 거쳐 이들 프로그램을 나 데이터 단말기로 전송하는 기능을 가진다TV

는 송신기 형상 정보와 가입자 정보 및 프로그램 관련 정보를 관리하는 디- RSMS

지털 위성방송의 운용 시스템으로 동작하며 는 방송에 가입자 개념을 추가 CAS TV

하여 정당한 수신료를 지불하는 가입자만이 선택된 프로그램 혹은 데이터 서비TV

스를 시청할 수 있도록 하는 기능을 가진다

위성 디지털 방송시스템은 전송매체에 관계없이 방송인 경우는 비디오- TV SDTV

신호 부호화 방식으로 을 사용하고MPEG-2 MPML HDTV

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

- 30 -

비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

- 31 -

표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

- 32 -

합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

- 56 -

나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

- 58 -

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 21 -

방송인 경우는 을 사용한다 오디오 신호의 경우는 국가 마다 자MPEG-2 MPHL

국의 이해관계에 의해 MPEG-2BC(Backward Compatibility) MPEG-2

및 돌비사의 를 디지틸 오디오 부호화 방식으AAC(Advanced Audio Coding) AC-3

로 사용하고 있다 채널 전송부는 채널 고유의 특성과 방송 서비스의 요구조건에

따라 여러 형태의 전송방식이 사용되고 있으며 비교적 AWCN(Additive White

채널에 가까운 장점이 있으나 고출력 증폭기의 특성 때문에 대부Gaussian Noise)

분의 국가에서는 표에서와 같이 방식을 채QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)

택하고 있다 일부 강우량이 많은 국가에서는 강우감쇄에 의한 방송 중단사태를 방

지하기 위하여 및 를 계층적으BPSK(Binary PSK) QPSK TC(Trellis Coded) 8PSK

로 사용하는 위성방송 방식도 사용되고 있다

표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교표 각국의 위성 방송 방식 비교3333

항목 한국 유럽 미국 일본

비디오 형식MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

MPEG-2

MPMLHL

오디오 형식MPEG-1 layer

2MPEG-2MPEG-2 MPEG-2 AAC

서비스 다중화 MPEG-2 SystemMPEG-2

System

MPEG-2

System

전송방식 QPSK(DVB-S) QPSK(DVB-S)BPSKQPSKT

C8PSK

그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조그림 위성 디지털 방송의 전송 프레임 구조4 TV4 TV4 TV4 TV

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

- 30 -

비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

- 31 -

표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

- 32 -

합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

- 34 -

고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

- 45 -

처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

- 70 -

회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 22 -

그림 는 에서 채택한 전송방식의- 4 DVB-5(Digital Video Broadcasting-Satellite)

채널 전송부의 구조를 보인 것이다

는 외 대역폭을 갖는 디지털 위성 방송의 전송방식을- DVB-5 26MHz~72MHz TV

규정하고 있고 다양한 형태의 전송속도를 구현할 수 있는 특성이 있으며 특히 내

부호화기인 길쌈부호화기는 전력 수신안테나 크기 전송속도 등에 직접 영항을 주

는 요소로서 그 선택의 폭을 다양하게 활용할 수 있다 국내의 경우는 의 방송 27

중계기 대역폭에서 의 전송속도를 갖도록 인 길쌈 부호화를426Mbps K=7 R=78

적용하고 있다

표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소표 국내 디지털 위성 방송의 주요 설계 요소4 TV4 TV4 TV4 TV

항목 내용

채 널 대 역폭 27 (Ku band)

초과 대 역폭 35

전송속도Symbol 213 Msymbolsec

코드Convolutional R=78

코드RS RS(207187)T=10

Payload data rate 37275 Mbitssec

CN threshold 149 dB

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

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비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

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표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

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합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

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의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

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그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

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영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

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표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

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리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

- 62 -

다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

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이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

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마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 23 -

산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면산업 경제적 측면2 middot2 middot2 middot2 middot

가 산업적 측면

산업성LED①

는 년 화합물 반도체를 이용한 적색 가 상품화 된 것을 시- LED 1962 GaAsP LED

작으로 계열의 녹색 와 함께 지금까지 정보 통신기기를 비롯한 전자장GaPN LED ㆍ

치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 년대 중반 이후 질화갈륨 청middot 90 (GaN)

색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하게 되었으며LED LED display LED

는 우리 생활 곳곳에 자리 잡기 시작했다

응용LED②

가 대표적으로 많이 사용되고 있는 제품은 핸드폰의 액정표시소자 와- LED (LCD)

용 를 들 수 있으며 이외에도 를 이용한 는 옥외 용key pad back-light LED display

총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층 빌딩

의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체외 빠 LED

른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너지 절

약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

나 경제적 측면

교통신호등①

현재 사용하는 신호등용 광원은 대부분 수입 에 의존하는 백열전구이다 백열전-

구는 전구에 내장된 필라멘트를 가열하여 나오는 을 이용하므로 다

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

- 30 -

비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

- 31 -

표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

- 32 -

합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

- 34 -

고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

- 45 -

처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

- 46 -

처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

- 47 -

나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

- 48 -

그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

- 54 -

재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

- 58 -

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

- 70 -

회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 24 -

른 광원에 비해 연색성이 좋은 반면 열 발생에 의한 낮은 발광효율 과 짧(10 W)

은 수명 약 시간 의 특성을 가지고 있다 또한 신호등은 적색 황색 녹색의( 4000 )

특정 파장대의 빛을 필요로 하기 때문에 착색렌즈가 필연적이며 이에 따른 빛의

손실 을 허용하고 있다 또한 일 시간 점등하는 교통신호등의 특(50~90) 365 24

성상 백열전구는 전력을 많이 소모하고 잦은 고장으로 빈번한 교체와 유지보수를

필요로 하여 관리 비용이 증가하고 교통장애를 유발하는 결과를 가져오는 경향이

있다

램프LED②

수백 개의 고휘도 와 구동회로로 구성되는 교통신호등은 발열에 의한- LED LED

열손실이 거의 없고 특정파장대의 단색광을 발광하여 착색렌즈사용에 따른 빛 손

실이 매우 작아 전구식 신호등에 비해 이상의 대폭적인 에너지 절약이 가능하80

며 또한 상대적으로 배 이상의 긴 수명으로 유지 보수비용의 절감 및 교통 환경 10

개 선 효과가 큰 것으로 평가되고 있다 따라서 는 옥외에 노출되고 점등시간 LED

이 길며 점 소등 횟수가 많고 단색광을 필요로 하는 교통신호등용 광원으로 적합

하다고 할 수 있다

사회적 측면사회적 측면사회적 측면사회적 측면3333

가 기술적 측면

종래 단순 표시기에 사용되었던 저휘도 가 화합물 반도체 기술의 발달로 고- LED

휘도 적색 청색 녹색 나아가서는 백색 및 까지 출현함에 따라서 다 LED UV LED

양한분야로의 응용이 가능하게 되었다

는 반도체라는 특성으로 인해 처리속도 전력소모 수명 등의 제반사항에서- LED

큰 장점을 보여 각종 전자제품의 전자표시 부품으로 각광받고 있다 기존 전구램프

처럼 눈이 부시거나 엘러먼트가 단락되는 경우

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

- 30 -

비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

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표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

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합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

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의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

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그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

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영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

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표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

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리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 25 -

가 없는 는 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구LED

적인 수명이 약 백만 시간으로 그 활용도가 높다1

나 친환경적 측면

소자는 선명한 색상과 고휘도 적은 전력소모 강한 내구성 등 고유의 장점- LED

을 지니므로 현재 옥외 광고판이나 가변정보표지판 등에 활용되고 있다 특히 시인

성 향상 에너지 절감 유지보수 인력 및 예산절감 등의 목적으로 미국 유럽 등의

여러 국가에서 교통신호등에 적용되고 있다 우리나라에서도 교통신호등 규격 LED

및 표준시스템을 개발하여 현재 설치시험 및 확대 적용 중이다 옥외에서 년 내내 1

계속해서 점멸되는 교통신호등의 특성상 는 다른 발광체에 비해 수명이 길며LED

낮은 전압을 사용하는 동시에 소비 전력이 적어 사용이 지속적으로 확대 되고 있는

실정이다

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

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동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

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비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

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표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

- 32 -

합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

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의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

- 45 -

처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

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그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

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유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

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장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

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김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 26 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

지원 목표지원 목표지원 목표지원 목표1111

가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공가 국제표준 영상규격 기술 자료 제공

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표세부지원 목표2222

가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공가 국제표준 영상규격 기술자료 제공

국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도국제표준 영상규격 기술자료 및 기술지도①①①①

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정②②②②

나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원나 모듈 설계 지원 Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo Scan convertervideo

회로 설계회로 설계회로 설계회로 설계scan convertingscan convertingscan convertingscan converting①①①①

기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계기술 및 회로설계free size scalingfree size scalingfree size scalingfree size scaling②②②②

기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계기반 기술 적용 회로설계DSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processingDSP multi video processing③③③③

다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원다 특성에 따른 제어 회로설계 지원 LED LED LED LED

특성 분석특성 분석특성 분석특성 분석LEDLEDLEDLED①①①①

구동구동구동구동LEDLEDLEDLED②②②②

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

- 30 -

비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

- 31 -

표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

- 32 -

합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

- 34 -

고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

- 45 -

처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

- 56 -

나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

- 58 -

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

- 62 -

다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

- 70 -

회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 27 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

국제표준 영상규격 기술자료 제공1

가 국제표준 영상규격 기술자료

정지영상 규격①

포맷- BMP(Bitmap)

에서 지원하며 비압축 형식으로 파일헤더는 파일의 크기 및 정보를 가지고MS ㆍ

있으며 파일에는 각 픽셀의 컬러 값이 표시되어 있다

비트 비트 비트 컬러를 지원한다8 16 24 ㆍ

파일 형식은 비트맵 파일정보 비트맵 자체정보 팔레트 및 픽셀 데이 터BMP ㆍ

정보를 가지고 있다 비트맵 파일 형식은 그림 에서와 같다 5

그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보그림 비트맵 정보5555

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

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비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

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표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

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합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

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의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

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그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

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영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

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표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

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리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

- 56 -

나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 28 -

영상 포맷- JPG JPEG(Joint Photographic Experts Group)

손실압축으로 중간 저장용 편집 시 으로 부적합하다( ) ㆍ

압축율 무손실 손실 125 1100ㆍ

부호화 과정JPEGㆍ

변환 및 샘플링 픽셀 컬러공간middot RGB -gt YCbCr ( )

비트 블록을 변환middot DCT(Discrete Cosine Transform)

정량화 단계middot

정량화 되어진 계수를 부호화middot DCT

포맷- GIF(Graphical Interchange Format)

사 컬러를 지원한다CompuServe 256 ㆍ

일러스트레이션 그래픽 파일의 경우에는 높은 압축효과를 보인다ㆍ

색상정보를 줄여 압축한다ㆍ

종류 포맷과 포맷 GIF89a GIF87ㆍ

인터레이스 GIFㆍ

이미지가 로딩될 때 왼쪽위에서 오른쪽으로 위에서 아랫 방향으로middot

그려주는 형식

투명 GIFㆍ

이미지가 배경 화면과 색상이 자연스럽게 붙어지도록 지원 선택middot GIF89a

포맷- TlFF(Tagged Image File Format)

태그 정보를 사용한다ㆍ

비트 컬러를 지원 전자출판용 컬러 프린터 지원한다24 ㆍ

압축기능이 옵션으로 있다ㆍ

호환 기능 부족하다ㆍ

포맷- PCX(PC Paintbrush Bitrmap file Packbits Compression indeX)

페인트브러시 형식으로 컬러 컬러를 지원한다16 ~65536 ㆍ

을 이용하여 인접된 동일 컬러를 표현한다Run Length Encoding ㆍ

- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

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비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

- 31 -

표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

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합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

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의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

- 45 -

처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

- 46 -

처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

- 47 -

나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

- 48 -

그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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- 29 -

동영상 규격②

디지털 저장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을- middot

위해 국제 표준화 기구 와 국제 전기 표준 회의 의 합동 조직인 산 (ISO) (IEC) JTC 1

하의 작업조직인 에서 표준화작업을 진행 하였다 비디오는 규MPEG MPEG MPEG

격 중 디지털로 압축된 영상 신호의 데이터 구조를 정의한 것이다 IS0IEC

와 를 의미한다 영상 규격13818-2(MPEG 2) IS0IEC11172-2 (MPEG 1) MPEG 1

은 에서 사용하는 급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적PC Video-CD 15~15Mbps

으로 로 압축한다 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는3~8Mbps MPEG 2

해상도 가 주도적으로 사용될 전망이다 고선명 해상도( 720x480) TV( 1920x1080)

에 대한 규격도 에서 정의하고 있다MPEG 2

규격- MPEG1

은 전송 속도가 정도로 등 저장매체를 대상으로 한 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

규격으로 년에 시스템 비디오 1993 IS0IEC 11172-1( ) IS0IEC 11172-2( ) IS0IEC

오디오 의 개 국제 표준이 확정되었다 영상의 부호화알고리즘은 적응이11172-3( ) 3

산 코사인 변환 과 움직임 보상 을 결합한 방식으로 재생기능으로는 순(ADCT) (MC)

방향재생 이외에 역방향재생 고속 재생 무작위 접근이 가능하다

규격- MPEG2

이 전송 속도 정도로 등 저장매체를 적용대상으로 하 MPEG 1 15Mbps CD-ROM

는 규격인 데 반해서 는 방송 통신 오디오 비디오 기기 등 광범위한 MPEG 2 TV ㆍ

적용 분야를 대상으로 하는 고품질의 규격이다 영상의 전송 속도는 당초에는

로 하였으나 고선명 텔레비전의 화질을 감안하여 로 높여4~10Mbps 4-100Mbps

보다 훨씬 고화질의 규격이 되었다 년에 시스템MPEG 1 1995 ISO IEC 13818-1( )

ISO IEC

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비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

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표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

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합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

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의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

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그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

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표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

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리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

- 47 -

나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

- 48 -

그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

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유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

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박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

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장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 30 -

비디오 오디오 디지털 저장매체제13818-2( ) IS0IEC 13818-3( ) IS0IEC 13818-6(

어 명령 등의 개 국제 표준이 확정되었다 는 차세대 디지털 텔레비전인) 4 MPEG 2

미국의 고도화 텔레비전 유럽의 디지털 비디오 방송 등의 광대(ATV) (DVB) HDTV

역 종합 정보 통신망 을 이용한 영상의 전송 디지털 비디오디스크 등의 디(B-lSDN)

지털 저장 매체의 개발과 소프트웨어제작의 디지털화를 촉진하는 원동력이 되고 있

다

동향MPEG-2ㆍ

는 동화상 전문가 그룹 이 정한 오디오와 비디오 인코딩 부호화middot MPEG-2 MPEG( ) ( )

에 관한 일련의 표준을 말하며 표준 로 공표되었다 ISO 13818

는 일반적으로 디지털 위성방송 디지털 유선방송등의 디지털 방송을 위middot MPEG-2

한 오디오와 비디오 정보 전송을 위해 쓰이고 있으며 의 표준을 약간 변 MPEG-2

형한 인코딩 포맷은 상업 외 표준으로 사용되고 있다DVD

는 과 비슷하지만 텔레비전 방송에서 사용하는 비월주사 방식middot MPEG-2 MPEG-1)

의 영상을 지원한다

비디오는 저속 비트율 환경에는 부적합하지만 이상middot MPEG-2 (1 Mbits) 3 Mbits

을 요구하는 보다는 향상된 압축률을 보이고 있으며 의MPEG-1 MPEG-2 MPEG-1

과 구별되는 특징으로는 데이터 유실이 많은 전송 환경에도 적합한 트랜스포트 스

트림이 정의되어 있다는 점을 들 수 있으며 이는 현재 디지털 방송에 사용되고 있

다

는 원래 로 개발하려던 고해상도 텔레비젼 전송의 표준middot MPEG-2 MPEG-3 HDTV( )

또한 포함하고 과도 호환성도 보장되어 표준을 따르는 디코더는 MPEG-1 MPEG

스트림도 재생할 수 있다MPEG-1

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표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

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합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

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그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

- 45 -

처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

- 46 -

처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

- 47 -

나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

- 48 -

그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

- 54 -

재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

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장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

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박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

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김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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표준의 세번째를 이루는 오디오 표준은 오디오 표준에MPEG-2 MPEG-2 MPEG-1

서 발전되어 두 채널 이상의 오디오 프로그램의 인코딩을 허용하여 는 MPEG-2

를 포함한 다양한 오디오 포맷을 지원한다MPEG-2 AAC

인코딩 절차MPEG-2ㆍ

는 오디오 신호를 비롯한 동영상의 일반적인 부호화를 위한 규약으로middot MPEG-2

부호화된 비디오 스트림은 인트라 전방 예측 양방향 예측(Intra) (Predictive)

의 세가지 프레임들이 구조라는 특별한 구(Bidirectional) GOP(Group of Pictures)

조를 이루어 만들어 진다

일반적으로 부호화할 원본은 소리가 포함된 일정한 해상도의 영상이 초당middot

규정 프레임 또는 초당 규정 프레임의 속도로 바뀌는 동영상25(CCIR ) 2997(FCC )

이다

는 비월주사와 순차주사 두가지 방식의 비디오 스트림을 모두 지원한다middot MPEG-2

순차주사 방식에선 부호화의 기본 유닛이 프레임 한 장의 영상 이 되고 비월주사( )

방식에선 필드 한 장의 영상의 홀수줄 혹은 짝수줄만으로 이루어짐 이다 아래 설( )

명에서 픽처 혹은 정지 영상 이라고 말한 것은 각각의 기본 유닛 즉 필드나 프레 (

임 을 가리킨다)

스트림은 단일 영상을 부호화한 데이타 프레임의 연속이다 각 정지영middot MPEG-2

상을 부호화하는 방법엔 인트라 전방 예측 양방향 예측 세가지가 있다(I) (P) (B)

각 비디오 이미지는 명도 성분 와 두 개의 색차 채널로 우선 나뉘어진다middot Y U V

각각에 대해 공간적으로 매크로 블록 이라 불리는 크기의 격자로 나뉘며 16times16

이 매크로 블럭이 부호화의 기본적인 조각이 된다 매크로 블럭은 크기의 블 8x8

럭 개가 4

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합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

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의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

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그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

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표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

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리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

- 48 -

그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 32 -

합쳐진 것이다 원본 이미지의 크로미넌스 포맷에 따라 한 매크로 블럭이 크 8times8

기의 크로미넌스 블럭을 갖을지 아니면 을 갖을지가 결정된다 예를 들어 16times16

일반적으로 쓰이는 포맷에서는 한 색상이 매크로 블럭 하나 당 한 개420 (16times16)

의 크로미넌스 블록 만을 갖게 되어 하나의 매크로 블럭은 개의 루미 넌스(8times8) 4

블럭 개의 블럭 개의 블럭으로 총 개의 블럭을 갖게 된다 1 U 1 V 6

픽처의 경우 이미지 데이타는 다음 문단에서 설명하는 인코딩절차를 바로 거치게middot

되며 혹은 픽처의 경우엔 우선 움직임 보상 이라 불리우는 과정을 거쳐 이 P ( B)

전 영상 의 경우엔 이전과 이후의 영상 과의 관련성을 검색하여 이용한 후 다음(B )

인코딩을 진행하게 된다 움직임 보상에선 혹은 픽처로 만들어질 영상의 각 P ( B)

매크로 블럭이 이전 외 경우엔 이후도 포함 영상의 어느 부분과 가장 관련성이(B )

높은가를 알아내어 그 부분과의 공간상의 변위인 움직임 벡터 와 두 영상간의 차

이가 다음과 같이 부호화 되어 전송되게 된다

각 블럭은 이산 코사인 변환의 과정을 거치게 된다 변환으로 얻어진 각 계middot 8times8

수들은 미리 정해진 값들로 나누어 양자화 되고 지그재그로 재배열 된 후 영에 대

한 을 하게 된다 마지막으로 허프만 코딩으로 부호화를 마친다RLC

픽쳐 인코딩은 공간적인 반복성에 대한 것이고 와 픽처는 시간적인 반복middot I P B

성에 대한 것이다 즉 동영상을 이루는 이어지는 두개의 정지영상은 서로 상당히

비슷하며 그래서 픽처는 보통 픽처의 픽처는 의 크기로 부호화 된 P 1 10 5 2

다

이 세가지 프레임으로 이루어지는 일련의 프레임들은 라 불리는 구조를 이룬middot GOP

다 다양한 구조의 가 가능하지만 많이 쓰이는 것은 GOP I_BB_P_BB_P_BB_P

의 순서로 개의 프레임이 하나의 를 구성하는 것이다 이와 유_BB_P_BB_ 15 GOP

사하게 개12

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의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

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그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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- 33 -

의 프레임으로 만들어진 구조도 자주 쓰인다 구조의 프레임의GOP GOP I P B

구성 비율은 비디오 스트림의 성격 출력 스트림이 갖어야 하는 대역폭 (bandwidth)

등에 따라 정해진다 인코딩에 걸리는 시간도 비율을 결정하는 한 요소이다 예를

들어 실시간으로 전송해야 하는 생방송의 경우에 인코딩에 동원되는 자원은 한정되

어 있으며 픽처가 많이 들어간 스트림은 픽처만으로 이루어진 스트림에 비해 B I

인코딩에 배 정도의 시간이 들 수 있다3

인코더의 출력 비트율은 일정해야 하거나 정해진 최대 비트율을 갖고middot MPEG-2

변할 수 있다 가변 비트율의 예로 를 최대 비트율로 갖는 영화를 104 Mbps DVD

들 수 있다 일정한 비트율을 얻기 위해서 양자화의 수준을 변경시킬 수 있다 그러

나 양자화가 심하게 될 경우엔 전송된 스트림이 디코딩 된 화면에 격자모양이 나타

날 수 있다 이 현상은 비트율이 내려갈수록 더욱 심각해진다

규격- MPEG 4

는 이미 국제 표준으로 확정된 이나 에 비해서 초저속 MPEG 4 MPEG 1 MPEG 2

고압축률의 영상 및 비디오의 압축 부호화의 규격이며 주로 이동 통신에서의 적용middot

을 위한 것이다

규격- MPEG7

에서는 특징 추출 영상의 표현과 압축 방식들에 대해서는 관여하지 않으 MPEG 7

며 이것은 에서 담당한다 또한 탐색 엔진도 의 범위가 아니고 단MPEG 4 MPEG 7

지 표현화된 음성 및 영상의 표현에만 한정된다 실제 오디오 분야의 활용 예를 들

면 부분 멜로디를 입력할 경우에 이와 유사하거나 이를 포함한 음악 파일을 찾는

기능이 있으며 그래픽에서는 도형을 입력하면 이와 유사하거나 포함된 그래픽이나

로

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고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

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그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

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영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

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표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

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리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 34 -

고 등을 찾는 기능과 영상물 중에서 물체와 색깔 및 재질 또는 동작 등을 입력하

거나 시나리오의 일부를 묘사하면 이를 포함한 영상검색 기능을 한다 따라서 응용

으로서는 멀티미디어정보의 편집 디지털 도서관에서의 영상 및 음악 사전분류 멀

티미디어 서비스 안내 라디오나 등의 방송 미디어의 선택 의학 정보 관리 쇼 TV

핑 정보 탐색 지리 정보 시스템 등에 유용하다 의 표준화계획으로는 (CIS) MPEG 7

년 월에 국제 표준 을 완성되어 추진되었다2000 11 (IS)

나 영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한- MVP

영상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 정리하였다

영상처리 칩GF9350①

은 비트의 해상도를 가지며 포맷을 위해 에지 보간을 위해- GF9350 10 HDSD )0

비트 모션 비디오 디인터레이싱이 가능하다 영상의 사이즈는 최대adaptive

까지 가능하다2048times2048

블랜딩으로 가능을 수행할 수 있으며 제어기를 내장하고- alpha PIP PBP OSD

있다 레지스터 설정 및 제어를 위해 비트의 마이크로프로세서를 가지고 있다 16

해상도를 포함하여 에 호환되는 그래픽 디스플레이 포맷을 지원한QXGA VESAIBM

다

내부 마이크로프로세서는- VIPER (Virtual Image Processing Encoding

를 사용하여 프로그래밍 된다Resource)

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

- 54 -

재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

- 56 -

나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

- 58 -

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

- 62 -

다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 35 -

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조6 GF93506 GF93506 GF93506 GF9350

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영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

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표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

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리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

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그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

- 62 -

다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 36 -

영상 처리 칩GM1501GM1601②

은 리시버가 내장되어 있으며 비트 세 개의 을 가지고- GM1501 DVI 5 ADCPLL

있고 트랜스미터도 내장하고 있다 및 기능도 포함한다 입력 LVDS PIP Split DVI

은 까지 캡춰가 가능하고 가 호환되는 트랜스미터에 직접적으로 연결이157 DVI

가능하다

입력 디지털 포트로는 의 디지털 비트로 구성444422CCIR 656601 8 16 24

이 가능하다 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어 제어가 가능하여 키패드나 GPIO

백라이트 동작을 제어가 가능하다OnDff

칩은 칩과 거의 유사하며 차이는 및 해상도 및 디스- GM1601 GM1501 ADC DVI

플레이 클럭만 차이가 난다

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조7 GM15017 GM15017 GM15017 GM1501

- 37 -

표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

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리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

- 45 -

처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

- 46 -

처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

- 47 -

나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

- 48 -

그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

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표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교표 과 사양 비교5 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM16015 GM1501 GM1601

사양 GM1501 GM1601

ADC SXGA WUXGA

DVI SXGA WUXGA

HDCP support Yes Yes

Video Port 2 Porst32 pins 2 porst32 pins

Memory Interface 32 bit DDR 32 bit DDR

Real Color Yes Yes

OSD Bitmap Bitmap

MCU Yes Yes

LVDS Trasmitter Dual Dual

TTL Display

InterfaceYes Yes

Display Clock 135 165

Max Display SXGA WUXGA

Film Mode

ProcessingYes Yes

Motion Adaptive Per Pizel SDHD Per Pizel SDHD

Deinterlacing HD HD

Keystone No Vertical

OSD Rotate Yes Yes

OSD Flip H and V H and V

Image Flip H and V H and V

Firmware

CompatibleYes Yes

Pin Compatible Yes Yes

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리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 38 -

리시버 칩SIL169 DVI③

그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩그림 리시버 칩8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI8 SIL169 DVI

내장된 으로 의- HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) DTV

기능이 가능하다 코어는 세 개의 데이터 및 클럭을 입력DVI-HDCP TMDS TMDS

으로 받아들이며 및 데이터 신호를 출력시키는 기 HSYNC VSYNC ODCLK DE

능을 가진다

까지 동작하는 인터페이스를 통하여 호스트와의 통신이 이루어 지며- 400 12C

인증은 인터페이스를 통하여 레지스터를 읽거나 쓰거나 하여 통제되어HDCP 12C

진다 디스플레이 해상도 및 비 및 키 등의 정보는 에 저장 aspect HDCP EEPROM

되어 있다

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모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

- 58 -

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 39 -

모듈 설계 지원2 Scan convertervideo

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를- Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP

가 및 비디오 처리 회로 설계 Scan converting free size scaling

처리 칩Scan converting①

는 의 코어가 되는 칩으로 및 화- FLI8532 MVP Scan converting free size scaling

질 보정기능까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 그림 에서는 단일 채널이 9

입력될 때에 칩과 주변회로와의 인터페이스를 보여 주고 있으며 그림FLI8532 10

에서는 이중 채널 때의 인터페이스 블록도를 보이고 있다

그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조그림 단일 채널 구조9999

- 40 -

그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

- 45 -

처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

- 47 -

나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

- 48 -

그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

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장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

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김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

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그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조그림 이중 채널 구조10101010

그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조그림 내부 구조11 FLI853211 FLI853211 FLI853211 FLI8532

의 내부구조는 그림 에서와 같다 개의 설정이 가능한 아날로그 입- FLI8S32 11 16

력과 의 비트의 디지털444422CCIR656CCIR601 81624

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입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

- 62 -

다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

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과학 2005

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마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 41 -

입력이 가능하다 출력은 이중채널 및 출력을 지원한다 비디오 디코더 TTL LVDS

기능으로 분리를 위한 필터링 기능과 기능은 전체 화면에서 다Luma-Chroma PIP

이나믹 크기로 스캐일링 할수 있는 기능을 지원하며 시스템 주변 디바이스 제어를

위한 기능도 지원한다 해상도는 까지 포맷을 지원하며 포맷까GPIO SXGA 1080i

지 지원한다 제어기는 화소당 비트로 트루컬러 및 메뉴 OSD 1 2 4 8 16 OSD

는 수평 수직으로 늘일 수 있고 화면에서 깜박임 섞기 기능도 지원한다

입출력 신호 처리②

그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조그림 연결 구조12 AfE12 AfE12 AfE12 AfE

프로세서는 그림 에서와 같이 전에 필터로 아날로그 다중분- MVP ADC anti-alias

배기를 통해 개의 설정이 가능한 입력의 기능을 지원한16 AFE (Analog front End)

다 개의 입력은 및 신호의 조합으로 구성할 수 있 16 CVBS S-Video YPbPr RGB

다 를 지나는 데이터는 메인 AFE

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채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

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그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

- 70 -

회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 42 -

채널이나 채널로 전송된다PIP

그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정그림 이후의 디지털 처리 과정13 AFE13 AFE13 AFE13 AFE

를 통과하는 데이터는 개의 로 형성되는 채널로 구성된- AFE 3 RGB YUV CVBS

를 거치게 된다 는 각 채널에 대한 루프 제어 제어 및 컬러 변환기능DFE DFE ACC

을 수행한다 의 입력은 비트 이고 출력은 로 샘플된 DFE 10 40 4fSC CVBS YC

나 혹은 비트 이다YUV 10 CVBS

출력신호의 에 따른 신호의 문제는 수평동기신호를 지연시킴으로- HSYNC VSYNC

서 해결할 수 있다 지연되는 시간은 사용자가 프로그래밍으로 설정이 가능하다

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

- 45 -

처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

- 46 -

처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

- 47 -

나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

- 48 -

그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

- 49 -

표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

- 52 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 43 -

그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터그림 경계를 지나는 데이터14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active14 HSYNC active

지원 비디오 포맷③

비디오 프로세서 칩에 의해서 지원되는 비디오 포맷은 각각FLI8532 ITU-BY-656

비트 비트 비트8 422 YCbCrYPbPr 16 422 YCbCrYPbPr 24 444

및 비트 이다 그림 에서 그림 까지 지원 가능한 포맷을YCbCrYPbPr 24 RGB 15 19

보여주고 있다

그림 포맷그림 포맷그림 포맷그림 포맷15 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI5615 ITU-R-BTI56

- 44 -

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

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그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr16 8 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr17 16 422 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr18 24 444 YCbCrYPbPr

그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷그림 비트 포맷19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB19 24 RGB

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

- 54 -

재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

- 56 -

나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

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유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

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과학 2005

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마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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처리Free size scaling④

그림 에서는 에서 로의 비 변경을 위해 비선형 변환을 보여주고- 20 43 169 aspect

있다 칩은 두 개의 스캐일러를 가지고 있어서 각각의 입력 FLI8532 zoomshrink

채널에 대해서 실시간 스캐일링이 가능하다 그림에서와 같이 입역 영상이 왼쪽 중

간 오른쪽의 가지 영역으로 분리될 때에 각 영역에 대한 스캐일 지수의 설정이 3

제각기 가능하다

그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경그림 에서 로의 비 변경20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect20 43 169 aspect

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

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처리Multi video processing⑤

다중 는 여러 개의 윈도우를 지원하며 메인 윈도우 및 윈도우는 동시- PIP PIP PIP

에 디스플레이가 가능하며 크기는 가변적이다 그림 에서와 같이 화면 PIP 21 PIP

은 설정된 투명도에 파라서 메인화면과에 섞여지기도 할 수 있다

그림 기능그림 기능그림 기능그림 기능21 PIP21 PIP21 PIP21 PIP

그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능그림 텍스트 오버레이 기능22222222

비디오 데이터가 텍스트 데이터와 오버레이 기능을 수행하여 출력화면의 영상에-

나타나며 채널마다 오버레이 되는 색상의 투명도도 설정이 가능하다

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

- 56 -

나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

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과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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나 회로 펌웨어

다중 입력의 및 화질 보정기능을 구동하- scan converting free size scaling PIP

기 위한 펌웨어의 구조는 다음과 같다FLI8532

그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조그림 비디오 펌웨어 동작 구조23232323

영역은 칩 제작회사가 지원하는 소프트웨어의 기능에 따라 사용자가- Application

코딩이 가능하다 영역은 툴의 데이터 구조 및 정 Cenerated OSDFiles workbench

의로 구성되어 있다 영역은 칩메이커의 기능 및 주변 장치와의 Standard Library

인터페이스 기능을 지원하도록 구성 되어 있다

영역은 프로그램의 버전정보와 메인 루프의 초기화를 포함하며 영- Main Display

역은 모드정의 조정 사용자 입력 처리 디스플레이 조정 스캐일 변수 OSD PIP

등의 디스플레이 채널 정보를 조정한다

영역은 및 프로토콜의 통신 드라이버를 제어하며- CommLink RS232 DDC2Bi

영역은 인터럽트 핸들러 코드의 뱅킹 모드 핸들러 사용자 정의 핸System ROM

들링 시스템 조정옵션 등의 시스템 규격 셋팅등을 담당하며 영역은 키패 Device

드나 비디오 디코더 등의 디바이스 드라이버를 설정하고 영역은EEPROM TvFiles

튜튜너 등의 외부 디바이스들의 드라이버를 설정한다TV

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

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그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

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그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도그림 펌웨어 동작 흐름도24242424

펌웨어가 구동될 때에 전체 흐름도는 그림 에서와 같다 내부 에 저장된- 24 ROM

펌웨어 코드가 로딩되면 에서 펌웨어가 모든 메인보드의 디바이스를 초기 App Init

화 하는 작업을 수행한다 에서는 하드웨어의 상태 플래그를 업데이트 HW update

하는 기능을 수행하며 에서는 통신 기능 Comm-unication Handler UARTDDC2Bi

을 체크한다 는 하드웨어의 상태에 맞추어 이벤트를 발생시키고 Mode Handler

에서는 보드의 파워 및 내부 채널을 업 다운하는 기능을 수행Power Mode Handler

한다

에서는 에서 생성된 응용의 이벤트를 활성화 하며- OSD handler workbench OSD

에선 를 설정하며 에서는 기능을 설정TV handler TV tuner MPIP handler multi PIP

하고 에서는 컨넥터에 맞는 SCART Aspect handler SCART WSS(Wide Screen

기능을 설정하게 된다Signaling)

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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표준 라이버러리와 파일의 메인 루프 구성들의 상관 관계를 그림 에서- OSD 25

보여 주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도25252525

표준 라이버러리는 시스템 함수 및 서비스와 함수 서비스로 구성되어 있다- OSD

파일은 사의 툴에 의해 만들어진 파일로 구- OSD Genesis Microchip Workbenth

성되어 있다

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그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

- 54 -

재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

- 56 -

나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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- 50 -

그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용그림 펌웨어의 메모리 사용26262626

전체 어드레스 영역을 살펴보면 모드의 어드레스와 비트의 내부- real 20-bit 16

데이터 버스로 구성되어 있으며 외부 영역은 비트의ROM ROMflash RAM 8 16

데이터 버스로 조정될 수 있다

그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용그림 메모리 사용27 RAM27 RAM27 RAM27 RAM

온 칩 은 로 처음 바이트는 루틴용이며 마지막 는 스택으- RAM 8KB 128 ISR 1KB

로 사용되며 외부 어플리케이션은 램 엑서스가 가능한다 ROM 5KB

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내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

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그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

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그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

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그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

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그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

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유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

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박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

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김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 51 -

내부 인터럽트 서비스 루틴에 대해서 벡터 테이블 영역에 따른 분포를 보여주고-

있다

표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스표 인터럽트 서비스 루틴루틴루틴루틴6666

인터럽트 처리루틴은 사에서 정의된 것으로 사용자는 이 루- Genesis Microchip

틴에 따라 인터럽트 처리루틴을 코딩하여야 한다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

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적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

- 62 -

다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

- 70 -

회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

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차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

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특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원특성에 따른 제어 회로설계 지원3 LED3 LED3 LED3 LED

가 특성 분석 LED

원리LED①

대부분의 반도체 전자 회로들은 과 산화물 다양한- P-N junction Schotty barriers

기하학적 배열을 가진 금속 층의 혼합체이다 트랜지스터를 포함하는 건 junction

들은 다양한 형태로 제조된다 을 위한 개의 중요한 전기적 특성들은ode function 2

커패시턴스와 전류 전압 관계이다 이상적으로 접합 다이오드의 특성은- (T-V) I-V 2

개의 요소에 의존한다 역포화 전류 I0는 이나 같은 격자파라impurity level mobility

미터 및 에 의존한다 은junction area Diode factor m

식 에서- (1) v는 인가전압이며 다이오드인자 m은 의 경우 범위에 있Si Ge I~2

다 I0와 m의 수치는 와 의 그래프에서 결정된다 위의 식에서 는 상수로 가In I V 10

정 실제 장치에서 는 전이영역내의 의 재조합에 부분적으로 기인한다 전10 charge

이영역이 역바이어스 전압 에 따라 증가하기 때문에 역포화 전류(B) r I0의 기여도는

는 장치의 속도 변환에 중요인자이다 그래서 또한- junction capacitance junction

주위의 불순물 을 결정하기 위한 연장으로 쓸 수 있다 후자는 커패시턴스의profile

전압의존을 측정함에 의해 얻어질 수 있다 한쪽

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편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

- 54 -

재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

- 58 -

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

- 62 -

다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

- 70 -

회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 53 -

편에 을 많이 하거나 금속을 한 의 관계의 표준형태는doping doping junction C-V

K 상수

N 비금속 또는 약하게 된 쪽의 불순물 농도 dopping

Vo built-in junction voltage

V 의 bias voltage (reverse bias negative)

a 접합계수

는 접합에 순방향으로 전압을 인가하면 형 반도체의 전자 및 형 반도체- LED P-N n p

의 정공은 각각 쪽 쪽에 주입되어 소수 운반자 로서 확산된다 이들의P N (carrier)

소수 운반자는 확산과정 에서 다수 운반자와 재결합하며 결합하는 전자와 정공의

에너지 차에 해당하는 빛을 방출한다

그림그림그림그림 순순순순방향 전방향 전방향 전방향 전압압압압인가시의인가시의인가시의인가시의 접합접합접합접합28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED28 P-N LED

- 54 -

재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

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그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

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그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

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그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

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그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

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그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

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그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

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그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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재료 및 종류LED③

에 적합한 재료로는 발광파장이 가시 또는 근적외영역에 존재할 것- LED ( ) 可視①

발광효율이 높을 것 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 P-N② ③

것으로서 주로 비소화갈륨 인화갈륨 갈륨 비소 인 갈릅GaAs GaP - - GaAs1-xPx

알루미늄 비소 인화인듐 인듐 갈륨 인 등 및- - Ga1-xAlxAs InP - - In1-GaxP 3B

족인 원소 또는 원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데 족이나5B 2 3 2B 6B 4 A

족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다4 B

발광기구는 크게 나누어 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광- ① ②

중심에서의 재결합에 의한 것이 있다 에서 발광파장은 대략 는 광속 chEg (c h①

는 플랑크 상수 는 금지띠의 에너지폭 와 같으며 비소화갈륨의 경우에는 약 Eg )

인 근적외광이 된다 갈륨 비소 인에서는 인의 함유량 증가에 따라 가 증900 - - Eg

가하므로 가시발광 다이오드가 된다 한편 에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 ②

불순물의 종류에 따라 다르다 인화갈륨인 경우 아연 및 산소 원자가 관여하는 발

광은 적색 파장 이고 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색 파장 이다( 700 ) ( 550 )

발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고 수명은 길며 전기에너지가 빛에너

지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율 이 좋다 또한 고속응답이( ) 效率

라 자동차 계기류의 표시소자 광통신 광원등 각종 전자기기의 표시용 램프 숫자표

시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다 또 주입형 반도체 레이저는 주

입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며 반전분포 가 발생하여 간 ( )反轉分布

섭성 빛을 생기게 할 수 있다

적 녹색- GaP middot LED

각종 기기의 스위치 나 기능표시를 비롯하여 완구 오락 등 폭넓게 활용된onoffㆍ

다

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

- 56 -

나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 55 -

적 등 황색- GaAsP LED

세그멘트형과 메트릭스형이 있는데 현재 각 세그멘트에 칩을 배열하여 반 7 LED

사판을 이용하는 세그멘트형이 주류를 이루고 있다

고휘도 적색- GaAIAs LED

종래 는 휘도부족 때문에 실내표시에 사용되어 왔으나 최근 는 고휘도화 LED LED

다색화 저가격화가 진전 옥외표시 차량 등 새로운 응용이 전개되었다 옥외형 대 middot

형 는 복수의 를 동일 하우징내에 직접 설정하는 것에 의해 휘도를 향상시LED LED

킨 것이다

청색- LED

여러 사람을 대상으로 한 정보표시로서 를 메트릭스형상에 배치한 패널 디스 LED

플레이를 말한다 역구내나 공항내의 교통정보표시에 이용되고 있다

색상LED③

발광색상은 현재 빨강 녹색 노랑 오렌지색 등이 개발되어 있다 첨가하는 불- LED middot middot middot

순물의 함량에 따라 재질의 파장이 달라 파장은 인간의 가시광선 영역인 백 나노4

미터에서 백 나노미터 사이이며 적색은 백 나노미터대 녹색은 백 나노미터7 7 5 65

노랑은 백 나노미터 오렌지색은 백 나노미터의 파장을 형성하고 있다 청색5 85 6 35

는 아직 가시광선 내에서의 파장이 미형성 세계적으로 처음 선보이고 있는 시LED

제품도 휘도가 크게 떨어져 상용화가 안 되고 있었으나 일본에서 질화 갤륨비소

와 사파이어 등을 이용하여 기존의 세계 최고 휘도제품의 배 휘도제품을 개발하였7

다

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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나 구동 LED

구동 방법LED①

구동방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있다 병렬형은 각각-

외 를 독립해서 구동하기 때문에 숫자표시나 레벨미터 등 소수의 를 이용LED LED

한 디스플레이의 구동에 적용하게 된다 병용형은 다수의 소자를 사용하는 옥 LED

외용 램프 등의 구동되고 메트릭스형은 복잡한 문자 화상표시 등에 이용된LED

다

드라이버LED If③

그림 에서는 를 제어하는 드라이버 의 구조를 보이29 12 segment x 7 grid LED IC

고 있다

그림그림그림그림 드드드드라이버 구조라이버 구조라이버 구조라이버 구조29 LED IC29 LED IC29 LED IC29 LED IC

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입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

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그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 57 -

입력신호는 클럭의 에 시리얼 신호가 실릴 때에 이 신호가 병렬형태- rising edge

로 출력으로 전송되게 된다 에서 순서로 데이터가 전송될 때에 신 LSB MSB STB

호선이 에서 로 변화할 때에 데이터 및 커맨드가 전송되게 된다 클럭과High Low

각 신호와의 타이밍은 그림 에서와 같다30

그림그림그림그림 드드드드라이버라이버라이버라이버 타타타타이이이이밍밍밍밍도도도도30 LED30 LED30 LED30 LED

그림에서- intoso는 입력되는 주파수를 나타내며 은 드라이버 rise time fall time IC

의 특성에 따라 달라진다 그림 에서는 사에서 판매하는 의 타이밍도 30 LDT LD1207

를 보였다

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제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

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나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

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그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

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차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

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조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

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김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 58 -

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

회로 설계 지원1 Scan convertingScalingPIP

가 보드 개요 Cortez

보드는 그림 에서와 같이 개의 블록으로 구성되어 입력되는 두- Cortez8532 31 17

개의 비디오 신호영상을 프로세서에서 영상을 및 다른 영상처리 기능FL18532 PIP

을 수행하여 출력한다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도31 Cortez31 Cortez31 Cortez31 Cortez

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

- 60 -

웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

- 61 -

의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

- 62 -

다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

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박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 59 -

나 보드 기능 Cortez

그림 의 번 블록에서는 베이스밴드 입력단으로 나 입력 모- 31 1 AFE NTSC SCART

듈의 아날로그 인터페이스 보드를 통해서 메인 보드에 비디오 입력으로 VGA PC

그래픽 입력은 컨넥터를 통하여 입력으로 공급하며 나D-SUB15 FLI8532 FLI8125

입력에 병행하여 공급하고 있다 동시에 동일한 입력이 에AFE RLI8532 FLI8125

입력될 때에는 메인보드의 펌웨어에서 입력을 선택하여 출력하도록 조정이 가능한

다

번 블록은 튜너 입력이며 메인 보드로 두 개의 비디오 베이스 밴드 입력을- 2 TV

공급한다 나 방식 모두를 지원하고 있다 NTSC PAL

번 블록은 차 입력부로서 입력 컨넥터로부터 입- 3 HDMI2 VGA HDMI HDMlDVl

력을 캡춰하는 을 사용하는 기능과 차 입력을 받도록 설계되어 있다AD9880 2 VGA

의 디지털 출력을 각각 나 에 연결되어 있다AD9880 FLI8532 FLI8125

번 블록은 와 사이의 인터페이스부로서 출력은- 4 FLI8532 FLI8125 FLI8125

입력으로 비트로 연결되어 있다 입력이 인 경우에 비트FLI8532 24 FLI812S VGA 24

그래믹 인터페이스를 지원하기 위해서 이다 비트 포맷은 에 비디오 16 YUV FLI8125

입력이 들어올 경우에 사용된다 와 사이의 통신은 의 FLI8532 FLI8125 FLI8532 12C

버스와 의 인터페이스로 연결되어 있다FLI8125 SIPC

번 블록은 오디오 인터페이스 부로서 오디오 케이블을 통해 메인 보드와 오디- 5

오 모듈에 연결되는 인터페이스로 구성된다 인터페이스는 튜너 나 오디 HDMI TV

오 싱크신호나 제어신호는 그대로 통과시키며 오디오의 출력은 스피크에 연결되어

있도록 설계되어 있다

번 블록은 외부 디지털 입력부로서 출력에 병행하여 메인보드의 디지- 6 AD9880

털 입력으로 사용되며 외부 비디오 디코더나 신호의 테스팅으로 사용됨 ADC

번 블록은 펌웨어 개발 인터페이스 부로서 경우에 와 펌- 7 DDC2BI ISP

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

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그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

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그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

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그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

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그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

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그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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웨어 디버깅의 인터페이스는 메인 인터페이스의 통하거나 아니면VGA

의 세 개의 핀 인터페이스를 통하여 지원된다 점퍼 셋팅을 통하여FLI8532FLI8125

나 인터페이스를 분리하거나 동시에 사용하도록 설정할FLI8532 FLI8125 DDC2BI

수 있다

번 블록은 부로서 설정 데이터나 사용자 변수의 저장을 위해- 8 NVRAM FLI8532

에 할당된 것이다 에도 부가적인 이 있다 FLI8125 NVRAM

번 블록은 링 부로서 시스템 시각을 유지하는 배터리 백업의 리얼타임 클- 9 12C

럭이 있다 과 리얼 타임 클럭은 의 분리된 링이다 이것은 기존NVRAM FLI8532 12C

의 튜너 오디오 와는 다르게 저전력 링으로 불린다 왜냐하면 저 HDMI 12C 12C

전력이 필요한 슬립모드에서 다른 디바이스는 파워다운이 되어야 하지만 두I2C

개의 디바이스는 파워 업이 되어야 하기 때문이다 결과적으로 두 개의 분리된

링 부는 슬립모드에서 전체적으로 적은 전력이 소모되게 한다12C

번 블록은 의 시리얼 플래시부로 구성되어 있다- 10 fL18S32

번 블록은 사용자 인터페이스 부로서 에 키패드나 인터페- 11 fL18532 IR

이스 위해서 지원되는 영역이다

번 블록은 시스템 출력 인터페이스부로서 의 출력은 나 로- 12 FLI8532 LVDS TTL

구성되어 진다 이 설정은 기계적인 스위치를 이용하여 바꿀 수 있다

번 블록은 크리스탈부로서 용으로 크리스탈이 아용되며- 13 FLI8532 196608

의 를 공급하기 위해서도 이용된다 번 블록은 프레임 저장부로서FLI8125 TCLK 14

시스템의 프레임 저장 메모리로 이 사용되고 있다DDR SDRAM

번 블록은 인터페이스 부로서 프로그램 메모리로 까지 지원되도록- 15 OCM 4MB

패러랠 플래시 메모리로 구성되어 있다 바이트의 패러랠 은 펌웨어 디버 4M SRAM

깅용으로 사용되고 있으며 인터페이스도 사용되고 있다 Teletext SRAM

번 블록은 바운더리 스캔부로서 외부 제어부로부터 나- 16 FLI8532

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

- 70 -

회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

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그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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의 바운더리 스캔을 허용하도록 지원한다FLI8125 JTAG

번 블록은 파워부로서 메인보드 및 각종 주변 보드의 전원 공급역할을 수행하- 17

도록 설계되어 있다

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터및 주변 인터페페페페이스 보이스 보이스 보이스 보드드드드32 FLI853232 FLI853232 FLI853232 FLI8532

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

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그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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다 보드 레이 아웃 Cortez

그림 에서는 를 응용한 보드의 레이아웃을 보이고 칩이 마운팅- 33 FL8532 Cortez

된 보드는 그림 에서 그림 까지와 같다Cortez 34 36

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 레이레이레이레이아웃아웃아웃아웃33 FLI853233 FLI853233 FLI853233 FLI8532

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드34 FLI853234 FLI853234 FLI853234 FLI8532

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그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

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그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 63 -

그림 보그림 보그림 보그림 보드 앞드 앞드 앞드 앞면면면면35 Cortez35 Cortez35 Cortez35 Cortez

그림 보그림 보그림 보그림 보드 뒷드 뒷드 뒷드 뒷면면면면36 Cortez36 Cortez36 Cortez36 Cortez

- 64 -

다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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다 보드 동작 기능 Cortez

개발보드와 주변 인터페이스와의 동작 특성은 그림 에서와 같이 나타- Cortez 37

난다 그림 에서 입력 영상은 규격의 를 이용하였다 37 NTSC VIDE01 VIDE02

영상이 영상으로 겹쳐져서 왼쪽 하단에 보여지고 있다 화면의 중앙에VIDE02 PIP

는 메인 메뉴가 나타나는데 이것은 에서 비트맵으로 코딩된 화면이다 Workbench

그림 보그림 보그림 보그림 보드드드드 동작 화면동작 화면동작 화면동작 화면37 Cortez37 Cortez37 Cortez37 Cortez

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그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

- 70 -

회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 65 -

그림 은 메인 영상위에 가 동작되어 오른쪽 하단에 영상이 겹쳐져서- 38 PIP PIP

출력되는 영상을 보여주고 있다 이 때에 영상의 크기로 조절이 가능하다 PIP

그림 는 영상이 오른쪽 상단에 위치하였을 때에 모양을 보여주고 있다 그- 39 PIP

림 에서는 영상이 왼쪽 상단에 위치하였을 때의 영상이고 그림 은40 PIP 41 PIP

영상이 왼쪽 하단에 위치하였을 때의 영상이다 이와 같이 매인 영상위에 임의로

영상이 위치할 수 있으며 크기 또한 가변적으로 조정할 수 있다PIP

그림 에서 그림 까지는 메인 영상과 영상을 시킨 화면을 보여주고- 42 45 PIP split

있다 될 때의 각각 영상의 크기도 가변적으로 조정이 가능함을 알 수 있다 split

그림 에서는 된 두개의 영상을 세로로 늘인 화면을 보여준다 이와 같이 매46 split

인 영상과 영상은 개별적으로 위치 및 크기가 가변되어 하나의 디스플레이에PIP

출력될 수 있으며 또한 그림 에서는 문자도 출력되어 표현됨을 보여 주고 46 OSD

있다

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 하단하단하단하단38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )38 PIP ( )

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그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

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그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 66 -

그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른그림 동작 화면 오른쪽쪽쪽쪽 상단상단상단상단39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )39 PlP ( )

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 상단상단상단상단40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )40 PIP ( )

- 67 -

그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

- 70 -

회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면그림 동작 화면 왼쪽왼쪽왼쪽왼쪽 하단하단하단하단41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )41 PIP ( )

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split42 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

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그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 68 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split43 MAIN PlP split

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split44 MAIN PIP split

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 69 -

그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시그림 과 를 시킨킨킨킨 화면화면화면화면45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split45 MAIN PlP split

그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로그림 과 를 세로로 늘늘늘늘인 화면인 화면인 화면인 화면46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP46 MAIN PIP

- 70 -

회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원회로 펌웨어 설계 지원2222

가 펌웨어 구성

펌웨어는 및 폴더로 구성되어 있다- App_LCDTV Isp Panel Remote

폴더는App_LCDTV Adjusters BenchTest Board Comm link Device Display

Main Object Object_Ext Osdfiles Srdlib System TestBench TestHaness

으로 폴더는 으로Tuner UserPref Hudsion OSD_WB Isp Api batch System

폴더는 으로 폴더는Panel 1080p Sxga UXGA Wxga Xga Remote Faroudja

로 구성되어 있다Generic Genesis NEC Phillips Samsung SOny Toshiba

나 펌웨어 동작 특성

펌웨어의 각 폴더는 동작 특성에 따라 분류되어 있는데 이는 각 회사마다 패널-

이나 제어칩에 따라 제어가 달라지기 때문이다 그림 에서 부터 그림 까지는 47 51

각각 폴더에 포함되어 있는 코드를 보여주고 있다

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도47474747

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 71 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도48484848

- 72 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

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에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도49494949

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

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그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

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그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

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그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

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그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

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그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 73 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도50505050

- 74 -

그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도그림 펌웨어 구성도51515151

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제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

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그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

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그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

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그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

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그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

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그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

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그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 75 -

제 절 기술지원 수행2

회로 설계 지원1 Scan ronvertinSScalingPIP

가 회로 설계 개념 MVP

보드를 용용하여 다중의 입력이 들어왔을 때에 하나의 디스플레이- Cortez8532

화면에 다중의 영상이 보이도록 하는 회로디자인의 블록도는 그림 에서와MVP 52

같다

그림 보그림 보그림 보그림 보드 블드 블드 블드 블록도록도록도록도52 Cortez52 Cortez52 Cortez52 Cortez

나 회로 구성 MVP

입력 모듈은 및 비디오 영상이 들어왔을 때에 처리하는 모듈로 구성되- DVlHDMI

어 있으며 프로세서 모듈은 칩 구동을 위해 인터페이스로 구성되어 있고 FLI8532

출력 모듈은 신호를 출력으로 나오도록 구성되어 있다TTL LVDS DVI

백 플레인 모듈은 입력 프로세서 출력 모듈간의 데이터 신호 및 제어-

- 76 -

신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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신호를 연결하도록 구성되어 있다 백 플레인과 각 모듈간의 인터페이스는 핀을 60

기준으로 하며 제어신호 및 파워신호는 동일한 핀에서 할당하도록 설계 되었다

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈레인의 입력과 프로세서 모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터53535353

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그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

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그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

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그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

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그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

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그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

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그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

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그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 77 -

그림그림그림그림 백플백플백플백플레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서레인의 프로세서와와와와 출력모듈출력모듈출력모듈출력모듈간간간간의의의의 커넥커넥커넥커넥터터터터54545454

- 78 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

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저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

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그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

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정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDE55 (SVIDEOOOO C C C COOOOMP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)MP CBVS)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

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그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

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그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

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그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

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그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

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그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 79 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)56 (FLI8125)

- 80 -

그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

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그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈그림 입력 모듈57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)57 (HDMI DVI VGA)

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그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

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그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

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그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

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그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

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그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

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그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 81 -

그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력그림 입력 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터58585858

- 82 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

- 83 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

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그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)59 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

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그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

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그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

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그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

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그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)60 (FLI8532)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

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그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

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그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

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그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

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그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

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그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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- 84 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)61 (SDRAM)

- 85 -

그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

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그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

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그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

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그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

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그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈그림 프로세서 모듈62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)62 (FLASH)

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그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

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그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

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그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

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그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

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그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 86 -

그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력그림 프로세서 모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터63636363

- 87 -

그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

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그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력그림 프로세서 모듈의 출력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터64646464

- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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- 88 -

그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부그림 프로세서 모듈의 전원부65656565

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그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

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그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 89 -

그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력그림 출력모듈의 입력 컨넥컨넥컨넥컨넥터터터터66666666

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 90 -

그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈그림 출력모듈67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)67 (DVI)

- 91 -

회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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회로 펌웨어 설계 지원2

가 펌웨어 코딩

지원되는 패널의 종류에 따라 의 변수값이 수정되어야 한다 그림은- Panelh

에 정의된 변수를 보여주고 있다panelh

그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된그림 에 정의된 패패패패널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수널 설정 변수68 Panel68 Panel68 Panel68 Panelhhhh

그림 는 패널을 초기화할 때에 각 루틴들이 동작하는 순서를 보여주고 있다- 69

에서 시작하여 를 거쳐서 에서Main() Applicationlnit() AssignPaneIData() panelc

패널이 할당됨을 알 수 있다

그림 에서는 펌웨어 코딩화면을 보여주고 있다는데 의 중요한 기능인- 70 MVP

관련된 기능의 수정은 에 정의된 값들을PIP system systemh PIP_ BORDER_∖ ∖

수정하여야 한다

펌웨어 코딩시 종류 입력신호 비디오 모드 사이즈 및 조합형태 그리고- LCD PIP

원격제어 값을 파악한 후에 코딩이 이루어져야 한다

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그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 92 -

그림그림그림그림 패패패패널널널널 초초초초기화 과정기화 과정기화 과정기화 과정69696969

- 93 -

그림 펌웨어 코딩 화면70

- 94 -

나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

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따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

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발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

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그림 펌웨어 코딩 화면70

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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나 코딩 Workbench

데이터를 편집하기 위해서는 를 이용하여 데이터가 수정되어야- OSD Workbench

한다 는 와 로 함수가 정의된다 Workbench State graph Control data State graph

는 동작시에 상태가 바뀔 때에 맵을 구성하는 것이며 는 폰트OSD Control data

이미지 색상데이터 등을 정의하는 것이다 그림 에서는 가 파일로 1 Control data「

저장되는 순서를 보여주고 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면71717171

그림 에서와 같이 를 예로 메뉴를 편집할 때에 각 구- 72 Main Dialog OSD Teee

조로 나열된 함수들을 첨가하거나 삭제하여 편집하여야 한다 는 Video

에서 는 트리 구조에서 수정되어야 한VideoBitmapButton Audio AudioBitmapButton

다

그림 다이그림 다이그림 다이그림 다이얼얼얼얼로그 구조로그 구조로그 구조로그 구조72727272 WWWWororororkkkkbencbencbencbenchhhh

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그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

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기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

- 100 -

- 95 -

그럼 에서는 의 출력화면을 보여주고 있다 그림 의 오른쪽 상단 비트- 73 OSD 73

맵 화면은 그림 에서 보드 동작화면의 메뉴화면의 백그라운드와 같음을37 Cortez

알 수 있다

그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어그림 펌웨어 코딩코딩코딩코딩 화면화면화면화면73737373

- 96 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

정보 통신 기기를 비롯한 전자장치 외 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다 90ㆍ ㆍ

년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

게 되었으며 를 이용한 디스플레이 는 월드컵 에서 볼 수 있었던 옥외 LED 2002

용 총천연색 대형 전광판 그리고 교통 신호등 자동차 계기판 항만 공항 고층

빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

화면이 나오도록 하는 로직 모듈설계를 응용한 것으로 이 시스템은 처리가 실DSP

시간으로 가능한 신호처리 모듈 설계를 기반으로 하여 이루어지고 이를 영상 장비

에 바로 적용할 수 있다 본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 기반의 DSP MVP

프로세서를 선정하여 이를 이용한 비디오 신호 입출력 설계 및 영상 펌웨어 처리

를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

정지영상의 손실 및 압축율을 고려하여 저장하여 사용할 수 있다 또한 디지털 저

장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

표준화 기구 와 국제 전(ISO)

- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

준화 작업동안 동영상 비디오는 규격 중 디지털로 압축된 영상 신호MPEG MPEG

의 데이터 구조를 정의한 것이다 는 이며 IS0IEC 13818-2 MPEG 2 IS0IEC

는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

급이며 압축된 데이터량은 이나 통상적으로 로 압Video-CD 15~15Mbps 3~8Mbps

축할 수 있다 그러나 상업 수준의 디지털 방송 및 영상서비스는 해상도가

를 지원하는 가 주도적으로 사용됨에 따라 를 기반으로720times480 MPEG 2 MPEG 2

하는 디코더 및 인코더 칩들이 상용화 지원되고 있다

영상처리 회로용 부품의 평가 및 선정

다중 영상을 하나의 디스플레이 화면에서 처리하는 기능을 수행 하기 위한 영MVP

상처리 칩 및 주변 인터페이스 칩에 대하여 평가하여 시장성을 고려하여 주 빛샘 ( )

전자가 원하는 사양의 비디오 영상 처리 칩으로 사의Genesis Microchip FLI8532

칩을 선정하였다

화질개선 회로 설계 지원Scan converterscalingvideo Processing

회로설계를 위하여 를 선정하여 주변 인터페이스 회로를Scan converter FLI8532

설계하여 여러 개 입력 비디오 영상의 기능을 수행하도록 설계하였다PIP FLI8532

칩은 의 코어가 되는 칩으로 및 화질 보정기능Scan converting free size scaling

까지를 처리할 수 있는 기능을 가지고 있다 즉 다중 입력이 들어왔을 때에 내부

메모리에서 입력되는 영상을 처리하여 출력신호인 로 출력할 수 있다TTL LVDS

따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

다

- 98 -

특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

회로 설계시에 출력되는 신호에 영향을 받으므로 다양한 신호 포 Scan conveter

맷을 지원함으로서 옥외전광판에 사용되는 화소의 보정이 한 화소까지 지원되LED

도록 설계하였다

기술을 통해 비디오를 이용한 영상장비는 기능에 따라 더욱 고화질용으로 개MVP

발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

- 99 -

참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

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배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

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- 100 -

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

는 적색 가 상품화 된 것을 시작으로 하여 녹색 와 함께 지금까지- LED LED LED

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년대 중반 이후 청색 가 개발되면서 를 이용한 총천연색 가 가능하LED LED display

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빌딩의 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다 또한 는 반도체 LED

의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께 환경 친화적이면서도 에너

지 절약 효과가 높아서 차세대 국가 전략 품목으로 꼽히고 있다

주 빛샘전자가 요청한 기술은 프로세서를 이용하여 하나의 디스플레이에 두 개의( )

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를 수행하였다

본 과제에서는 이러한 목표달성을 위해 다음과 같은 내용으로 기술지원을 수행하-

였다

국제표준 영상규격 기술자료

영상의 표준규격의 정지영상은 크게 손실과 무손실 코딩으로 분류가 되는데 포-

맷은 등으로 구분되어 나누어 질 수 있다 사용자는BMP JPEG GIF TIFF PCX

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장 매체용 컬러 동화상 및 오디오의 압축 부호화 방식의 국제 표준을 위해 국제ㆍ

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- 97 -

기 표준 회의 의 작업조직인 에서 동영상 표준화작업을 진행하였다 표(IEC) MPEG

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는 을 의미한다 영상 규격은 에서 사용하는11172-2 MPEG 1 MPEG 1 PC

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따라서 를 이용한 인터페이스를 통하여 가 구현되도록 설계 지원 되었FLI8532 MVP

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

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실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

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김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

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과학 2005

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수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

박세현 하드웨어 엔지니어를 위한 그린6 VHDL 1998

정제창외 응용 교보문고7 MPEG 2004

조중휘 손요안 홍릉과학출판사8 H264 and MPEC-4 2004

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과학 2005

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이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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특성에 따른 제어 회로설계 지원LED

를 구동하는 방법으로는 병렬형 직렬과 병렬의 병용형 메트릭스형이 있는데LED

병렬형은 각각의 를 독립해서 구동하는 것이고 병용형은 다수의 소자를 사LED LED

용하는 옥외용 로 사용될 수 있다 이러한 특성 제어는LED LED Scan converter

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발이 진행되고 있는 실정이며 특히 다양한 영상장비 개발로 시장이 확대되고 있는

실정이다 현재 국내에는 영상장비 업체가 있으나 국내 비디오 영상 신호처리 기술

의 미비로 인해 영상장비의 국내외 기술 렌 가격 경쟁력이 약화되고 있는 실정이

며 본 과제로 기술 지원된 처리 기술이 접목되는 영상 장비는 대형 옥외용 MVP

간판의 광고뿐 만 아니라 비디오를 이용한 영상신호처리 등의 장비로 활용되어질

수 있다

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

유영창 리눅스 디바이스 드라이버 한빛 미디어4 (IT EXPERT) 2004

차영배 을 이용한 설계 다다미이어5 VHDL CPLDFPCA 2000

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장동규외 핵심기술 핸드북 한국산업협회9 PCB 2004

배성수외 기술과 시스템 세화10 DMB 2005

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과학 2005

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이준신외 평판 디스플레이 공학 흥릉과학출판사16 2005

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

우홍체외 멀티미디어 신호처리 북스힐1 2003

존 캣솔리스 임베디드 하드웨어 이해와 설계 한미디어2 2003

김형훈 사3 USB GUIDE OHM 2002

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이해영 초급자 중급자를 위한 광문각11 ORCAD ( ) 2004

박명순 휴대폰을 위한 임베디드 시스템 디바이스 프로그래밍 흥릉12 (CDMA )

과학 2005

이봉석 디바이스 드라이버 구조와 윈리 그리고 제작 노하우 가남사13 2004

김도윤 제어용 예제로 배우는 성안당14 DSP ( ) 2003

마츠모토 쇼이치 전자 디스플레이 성안당15 1998

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