數(shù)據(jù)檢索的方法和設(shè)備的制作方法

專利名稱：數(shù)據(jù)檢索的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于數(shù)據(jù)再現(xiàn)的方法和設(shè)備，特別是用于檢索和解碼從諸如數(shù)字萬用光盤(DVD)之類的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)載體中的數(shù)據(jù)。
與CD-ROM相比較，對(duì)于一個(gè)DVD驅(qū)動(dòng)器中的糾錯(cuò)功能，需要明顯更大的片(chip)區(qū)域。類似一個(gè)CD-ROM，一個(gè)DVD盤上的數(shù)據(jù)被編制到2K字節(jié)扇區(qū)中，然而，在CD系統(tǒng)為了差錯(cuò)保護(hù)本質(zhì)上包含了以與這些扇區(qū)相應(yīng)的一個(gè)尺度來操作的一個(gè)連續(xù)線性碼的同時(shí)，DVD采用一個(gè)基于2維字塊的方案，其中，為了差錯(cuò)保護(hù)的目的，扇區(qū)被編制成為稱為ECC幀的更大字塊。在ECC幀的每一行(大約相應(yīng)于一個(gè)CD-ROM扇區(qū))上執(zhí)行一個(gè)所謂的內(nèi)部校正處理。在整個(gè)ECC幀各行上執(zhí)行一個(gè)外部校正保護(hù)處理。
雖然內(nèi)部處理在持續(xù)時(shí)間和緩存要求方面相對(duì)小，但是外部校正處理是更大的挑戰(zhàn)。首先，對(duì)于ECC幀的所有列，都要求累積校正子，并且對(duì)于每一接收數(shù)據(jù)字節(jié)，就要更新十六字節(jié)的校正子。這意味著校正子緩存器是相當(dāng)大的尺寸，但是必須以很高的帶寬被訪問，并因此必須在與校正子產(chǎn)生器的片上。而且，雖然大部份的用戶數(shù)據(jù)本身被緩存在外部RAM中，但是糾錯(cuò)電路需要訪問被存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以便基于從累積的校正子中得到的信息來計(jì)算并執(zhí)行必要的校正。在糾錯(cuò)正被進(jìn)行的同時(shí)數(shù)據(jù)無法以全速率被傳送到外部緩存器，并且一個(gè)能夠存儲(chǔ)大約一幀15％的FIFO緩存器被提供于已知解碼器片中以便在執(zhí)行糾錯(cuò)計(jì)算的同時(shí)吸收傳入數(shù)據(jù)。
校正子和FIFO的存儲(chǔ)要求有助于該實(shí)施的成本，甚至對(duì)于一個(gè)基本的”單一速度”DVD驅(qū)動(dòng)器。而且，有一個(gè)恒定的竟?fàn)巵順?gòu)造具有更高吞吐量的光盤驅(qū)動(dòng)，并且提供多速度驅(qū)動(dòng)的解碼器，成本的這些元素變成一個(gè)重要的問題。增加吞吐量的一種方法是增加盤的轉(zhuǎn)速，但是在盤抗張強(qiáng)度以及功耗方面的實(shí)際限制已經(jīng)把旋轉(zhuǎn)速度限制在200和400Hz之間。對(duì)于DVD，這等于20-40x的”x”額定值。
對(duì)從標(biāo)準(zhǔn)光盤中提供更高數(shù)據(jù)速率而不必增加旋轉(zhuǎn)速度的這個(gè)問題的一種解決方案是所謂的”多光束”方法。在多光束系統(tǒng)中，重復(fù)(read-back)激光光束在一個(gè)光提取單元(OPU)中被分裂成為聚焦在相鄰徑向軌道上的許多分開的光束。具有N個(gè)光束的的一個(gè)OPU，對(duì)于盤的一個(gè)給定轉(zhuǎn)速，(原則上)可以以N倍速率讀取數(shù)據(jù)。在WO-A-98/037555(Zen Research)中描述了CD系統(tǒng)的一種多光束結(jié)構(gòu)。在CD閱讀器的環(huán)境中，具有分開讀頭的更精細(xì)配置也是已知的，例如從美國專利No.5,465,244(Kobayashi/Toshiba)中可知。如果數(shù)據(jù)速率不是問題的話，多光束方法還產(chǎn)生減少驅(qū)動(dòng)功耗的可能性，至于給定的數(shù)據(jù)吞吐量，盤旋轉(zhuǎn)速度可以與光束數(shù)目相關(guān)的一個(gè)因子成比例地被降低。這個(gè)方法對(duì)于便攜式設(shè)備給出了顯著的功耗利益，因?yàn)榇祟愹?qū)動(dòng)的功耗被軸發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)器所消耗的功率所支配。
與要求的DVD糾錯(cuò)相關(guān)的存儲(chǔ)器帶寬和電路復(fù)雜性的問題，同時(shí)也是在現(xiàn)有DVD驅(qū)動(dòng)器成本中的一個(gè)主要因素，其對(duì)于更高速度DVD驅(qū)動(dòng)器提出了一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。
本發(fā)明在第一方面中提供一種從一個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)流中再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，該數(shù)據(jù)流包含了根據(jù)預(yù)確定的數(shù)據(jù)塊大小而加上的差錯(cuò)保護(hù)碼，該方法包括(a)提供用于在糾錯(cuò)處理中多個(gè)校正子緩存器，其每個(gè)能夠存儲(chǔ)一個(gè)糾錯(cuò)校正子，從中可得到這種數(shù)據(jù)塊內(nèi)的數(shù)據(jù)校正；和由包括如下的步驟來處理所述數(shù)據(jù)流
(b)使用第一個(gè)校正子緩存器來累加可用于第一數(shù)據(jù)塊校正的第一校正子；(c)把所述第一數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)緩存器中，而不必施加從所述第一校正子中得到的校正；(d)使用第二個(gè)校正子緩存器來累加第二校正子，從中可得到第二個(gè)第一數(shù)據(jù)塊內(nèi)的數(shù)據(jù)校正；(e)與步驟(d)同時(shí)，使用在第一校正子緩存器中累積的第一校正子來計(jì)算可用于所述第一數(shù)據(jù)塊的校正；和(f)在步驟(e)之后，釋放第一校正子緩存器用于累加后續(xù)數(shù)據(jù)塊的校正子中；和(g)使用在第二校正子緩存器中累積的第二校正子來計(jì)算可用于所述第二數(shù)據(jù)塊的校正，該處理以類似的方式繼續(xù)直到處理了所有要求的數(shù)據(jù)塊。
發(fā)明者已經(jīng)意識(shí)到這實(shí)際上可以消除大存儲(chǔ)器和快速處理之間相矛盾的要求。
這種雙緩存器技術(shù)減弱了用于計(jì)算來自系統(tǒng)的差錯(cuò)和位置的差錯(cuò)校正器速度，因?yàn)檫@些計(jì)算現(xiàn)在可以與下一ECC數(shù)據(jù)幀的接收平行地執(zhí)行。先前，必須順序執(zhí)行計(jì)算，并且因此在差錯(cuò)校正器的運(yùn)行期間接收數(shù)據(jù)必須被緩存在一個(gè)FIFO中。在外部糾錯(cuò)已經(jīng)被計(jì)算出并被應(yīng)用之前把用戶數(shù)據(jù)從解碼器轉(zhuǎn)送到一個(gè)主輸出緩存器存儲(chǔ)器，而不是停滯數(shù)據(jù)流?？梢詳U(kuò)展對(duì)校正的數(shù)據(jù)緩存器的訪問使得將對(duì)數(shù)據(jù)流的中斷減到最少。
在步驟(e)和(g)的每一個(gè)中，將校正計(jì)算的結(jié)果儲(chǔ)存在第一和第二校正子緩存器，分別重寫累積的第一和第二校正子。
這種方法還包括(h)，根據(jù)在步驟(e)和(g)中執(zhí)行的校正計(jì)算結(jié)果來對(duì)每個(gè)各自的數(shù)據(jù)塊施加校正。
可以在數(shù)據(jù)緩存器中的選擇位置處通過讀修改寫操作將校正加到數(shù)據(jù)上?？商娲?，校正可以從校正子緩存器中被轉(zhuǎn)送到緩存存儲(chǔ)器的另一部分去，并隨后被應(yīng)用。校正例如可以在每個(gè)數(shù)據(jù)塊從數(shù)據(jù)緩存器中被讀出期間被應(yīng)用。
第一和第二校正子緩存器可以被永久地指定，或者可以從兩個(gè)以上的物理校正子緩存器組之中被一個(gè)字塊一個(gè)字塊地被指定。
在多軌道實(shí)施中，接收數(shù)據(jù)流可以是被并行讀取的一組N個(gè)子流之一，從單個(gè)記錄數(shù)據(jù)流內(nèi)N個(gè)各自的位置開始，步驟(a)提供至少2N個(gè)物理校正子緩存器。單個(gè)記錄數(shù)據(jù)流可以包括以螺旋的形式記錄在類似盤的記錄運(yùn)載體(比如一個(gè)DVD)上的數(shù)據(jù)。正如在上面所使用的，詞組”連續(xù)數(shù)據(jù)流”是意指包含記錄數(shù)據(jù)流的每個(gè)分段，其在多軌道設(shè)備中被讀取并隨后”合在一起”以便恢復(fù)更長記錄序列。
在一個(gè)多軌道實(shí)施中，所述數(shù)據(jù)流可以開始通過一個(gè)數(shù)據(jù)塊的部分路線，步驟(b)包括只累加一個(gè)局部校正子，該方法還包括(a)(i)存儲(chǔ)所述局部校正子并隨后當(dāng)開始接收另一所述數(shù)據(jù)流中相同的數(shù)據(jù)塊時(shí)完成校正子。
步驟(h)可以包括把該局部校正子從第一校正子緩存器轉(zhuǎn)送到所述緩存存儲(chǔ)器?？商娲兀植啃Ｕ涌梢员３终加玫谝恍Ｕ泳彺嫫髦钡綌?shù)據(jù)塊開始。在后一種情況中，至少3N-1個(gè)校正子緩存器可以被提供于步驟(a)中。
如果被轉(zhuǎn)送，為了完整，局部校正子可以被轉(zhuǎn)送回到所述校正子緩存器之一中?？商娲?，校正子的完成可以發(fā)生在所述緩存存儲(chǔ)器中，或者甚至例如隨后緊接著被讀出。
第一和第二校正子可以形成外部糾錯(cuò)處理的一部分，每個(gè)數(shù)據(jù)塊包括在它們自己內(nèi)部受到內(nèi)部糾錯(cuò)處理的許多子塊；在經(jīng)受所述內(nèi)部糾錯(cuò)處理之后在步驟(c)中被儲(chǔ)存在所述緩存器中的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。所述子字塊可以被認(rèn)為是二維矩陣的行，內(nèi)部糾錯(cuò)被應(yīng)用到相對(duì)位于接收數(shù)據(jù)流內(nèi)的矩陣的各行，而外部校正處理被應(yīng)用到在數(shù)據(jù)流內(nèi)較廣泛擴(kuò)展的矩陣的各列。
本發(fā)明第二方面中提供一種數(shù)據(jù)處理的方法，數(shù)據(jù)包括記錄在光盤上的DVD數(shù)據(jù)，其中，雙緩存被用于外部糾錯(cuò)校正子，在一個(gè)緩存器中累積一個(gè)ECC幀的校正子，而使用先前在另一校正子緩存器中累積的一個(gè)校正子來執(zhí)行前面數(shù)據(jù)塊的糾錯(cuò)計(jì)算，當(dāng)接收另外的數(shù)據(jù)字塊時(shí)依次使用該校正子緩存器。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在相應(yīng)的校正被計(jì)算出或被應(yīng)用之前，把每個(gè)字塊的數(shù)據(jù)傳送給未與該校正子緩存器集成的一個(gè)緩存存儲(chǔ)器。
本發(fā)明還提供一種用于再現(xiàn)儲(chǔ)存在一個(gè)記錄運(yùn)載體上的數(shù)據(jù)的設(shè)備，該設(shè)備包括盤傳送裝置，包括用于從該運(yùn)載體中讀取數(shù)據(jù)的一個(gè)拾取器，用于從該運(yùn)載體中恢復(fù)數(shù)據(jù)的信號(hào)處理裝置和用于按照包括在其中的糾錯(cuò)碼來對(duì)從該運(yùn)載體中讀取的數(shù)據(jù)解碼和糾錯(cuò)的一個(gè)解碼器，其中，該解碼器被安排來執(zhí)行根據(jù)如上所述的本發(fā)明第一或第二方面的方法。
本發(fā)明還提供一種解碼器，包括輸入裝置，用于并行地接收一個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)流，要被解碼的第一序列數(shù)據(jù)的多個(gè)子序列，并且其中，該解碼器被安排來執(zhí)行根據(jù)如上所述的本發(fā)明第一或第二方面的方法。
該解碼器可以包括一個(gè)集成電路，該集成電路包括內(nèi)部和外部的糾錯(cuò)校正器，和用于存儲(chǔ)每一信道至少一個(gè)外部糾錯(cuò)校正子的緩存器，以及在遇見數(shù)據(jù)字塊的結(jié)尾之后用于把一個(gè)局部校正子轉(zhuǎn)送給外存儲(chǔ)器的裝置。
最佳實(shí)施方式DVD閱讀器結(jié)構(gòu)和糾錯(cuò)格式概述

圖1示出了一個(gè)光盤再現(xiàn)設(shè)備的基本元件，在這種情況下，一個(gè)DVD ROM驅(qū)動(dòng)用于與一個(gè)主機(jī)一起使用或者是成為音頻與視頻題材的用戶DVD播放器的一部分。關(guān)鍵的特征有盤102的一個(gè)傳送機(jī)構(gòu)100、被已知類型的各個(gè)從動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)并聚焦的一個(gè)光拾取器(OPU)104、預(yù)放大器106、處理和緩存電路108以及與計(jì)算機(jī)、音頻/視頻重放系統(tǒng)或者其它主機(jī)的一個(gè)接口110。本公開主要關(guān)注處理和緩存電路108，這樣將不再更詳細(xì)地描述其他元件了。
圖2示出一個(gè)DVD ROM系統(tǒng)的讀取數(shù)據(jù)路徑是由碼元檢測(cè)200、EFM+解調(diào)202、差錯(cuò)校正204&206、存儲(chǔ)緩存器208以及主機(jī)接口110組成的一個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)。糾錯(cuò)按照兩階段來執(zhí)行內(nèi)部差錯(cuò)校正204和外部校正206。兩種類型的糾錯(cuò)假定對(duì)于一個(gè)特定碼字(212/216分別地)產(chǎn)生一個(gè)校正子(或者”特征標(biāo)記”)。在內(nèi)部糾錯(cuò)情況下，對(duì)于一行記錄扇區(qū)，給出一個(gè)碼字PI，被儲(chǔ)存在一個(gè)行緩存器210中。使用一個(gè)外部碼字PO來在同一扇區(qū)的列上執(zhí)行外部糾錯(cuò)。所產(chǎn)生的校正子然后被加到一個(gè)糾錯(cuò)模塊(214/218)，其計(jì)算所有可糾錯(cuò)的地址和數(shù)值。假定只是可校正的差錯(cuò)存在，則通過把獲得的校正加到該錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)上來恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。外部校正處理需要訪問緩存器208，這必將中斷經(jīng)內(nèi)部校正器從拾取中而來的數(shù)據(jù)流。為了吸收這些中斷而沒有數(shù)據(jù)損失，則在行緩存器210的輸出處提供一個(gè)FIFO緩存器220。把校正加到該數(shù)據(jù)上之后，則通過主機(jī)接口110把它傳送給用戶。
實(shí)際上，各個(gè)元件200-220可以通過專用于那個(gè)功能的電路來實(shí)現(xiàn)，或者它們可以由達(dá)到同一功能的可編程硬件和軟件的適當(dāng)組合來實(shí)現(xiàn)。
圖3說明了儲(chǔ)存在盤102上的數(shù)據(jù)的DVD數(shù)據(jù)扇區(qū)格式。原始的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)被帶入2048字節(jié)扇區(qū)中，正如在CD-ROM中一樣。每個(gè)DVD數(shù)據(jù)扇區(qū)是2064字節(jié)長并且包括12字節(jié)標(biāo)識(shí)(ID)，其包含物理扇區(qū)地址&ID、數(shù)據(jù)以及四字節(jié)的糾錯(cuò)和檢測(cè)碼EDC。注意這比一個(gè)CD-ROM扇區(qū)要短(2352字節(jié))。
圖4說明了如何使用一個(gè)RS(Reed-Solomon)乘積碼來把如圖3所示的16個(gè)扇區(qū)組合成為一個(gè)記錄字塊或者糾錯(cuò)碼(ECC)幀。RS-PC是一個(gè)分組碼，含意是糾錯(cuò)(ERCO)操作在作為ECC幀的緩存數(shù)據(jù)塊上。這是比使用在CD-ROM中的CIRC加上第三級(jí)(C3)保護(hù)更強(qiáng)大的(有效的)代碼。糾錯(cuò)冗余度大約是13％(是CD的一半)。ECC幀包括16*13＝208行(每行內(nèi)為182字節(jié)的數(shù)據(jù)(未示出))，數(shù)據(jù)被EFM+調(diào)制進(jìn)行編碼，并且兩個(gè)32比特同步碼(未示出)在每一行中的0和91字節(jié)位置之前被插入。
每個(gè)2064字節(jié)數(shù)據(jù)扇區(qū)占用遍及12行的ECC幀，每一行包括172個(gè)扇區(qū)數(shù)據(jù)字節(jié)和10 PI字節(jié)，它們是附加用于內(nèi)部糾錯(cuò)的碼字(奇偶性)。在每一ECC幀中有16個(gè)數(shù)據(jù)扇區(qū)。在每12行之后，第13行PO被附加。每一欄中的十六個(gè)PO字節(jié)形成ECC字塊到達(dá)列的一個(gè)16字節(jié)外部保護(hù)碼字。該代碼操作在一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣的行和列上，在行上給出一個(gè)T＝5校正碼和在列上給出T＝8的校正碼。
每91字節(jié)就插入的同步模型按照它們?cè)谧謮K中的位置而不同。特別地，每一記錄扇區(qū)中被數(shù)據(jù)扇區(qū)的ID字段緊跟著的第一同步模型在ECC幀內(nèi)是唯一的。用這種方式，EFM+解碼器可以輕易地識(shí)別ECC幀內(nèi)的得到扇區(qū)ID字段的行0、13、26…以及每13行的開始。
我們發(fā)現(xiàn)使用于數(shù)據(jù)路徑中的緩存器的尺寸代表了硬件實(shí)現(xiàn)中的一個(gè)顯著的成本。DVD內(nèi)碼字對(duì)應(yīng)由172數(shù)據(jù)字節(jié)加上10字節(jié)奇偶校驗(yàn)碼組成的一行DVD記錄扇區(qū)。這意味著圖2中的行緩存器210至少為182字節(jié)長。實(shí)際上，這個(gè)行緩存器被用來存儲(chǔ)在校正子產(chǎn)生期間的一個(gè)碼字、被糾錯(cuò)的一個(gè)碼字，并且擔(dān)任輸入和輸出數(shù)據(jù)的緩存器。因此，可以假定緩存量的上限為182字節(jié)的4倍或者728字節(jié)。除了數(shù)據(jù)緩存器之外，需要校正子的一些存儲(chǔ)量，其在內(nèi)部校正的情況下等于10字節(jié)。
DVD外部碼字對(duì)應(yīng)于DVD記錄扇區(qū)的列并且因此必須考慮一個(gè)更大的數(shù)據(jù)數(shù)量。因?yàn)樵谝粋€(gè)記錄扇區(qū)中有172列(一行的長度)和192數(shù)據(jù)行，所以需要一個(gè)32K字節(jié)大小的緩存器。因?yàn)榘堰@種尺寸的緩存器集成到一個(gè)IC中是昂貴的；而在這數(shù)據(jù)正被傳送到一個(gè)外部DRAM存儲(chǔ)器中時(shí)計(jì)算該校正子是更有效率的。這是可能的，因?yàn)樾Ｕ幚碇皇腔谛Ｕ硬⑶宜械男Ｕ患釉谕獠緿RAM的讀修改寫操作中。這在圖2中利用對(duì)緩存器的兩個(gè)輸入信道來指示，一個(gè)用于內(nèi)部校正之后的數(shù)據(jù)而另外一個(gè)用于外部校正的結(jié)果。
在記錄扇區(qū)的172列上執(zhí)行糾錯(cuò)意味著16字節(jié)長的172個(gè)校正子必須被儲(chǔ)存，這導(dǎo)致一個(gè)2752字節(jié)的存儲(chǔ)要求?？墒?，由于在計(jì)算出的校正子被加到差錯(cuò)校正器的同時(shí)數(shù)據(jù)流仍然繼續(xù)的這個(gè)事實(shí)，則需要典型容量為5K字節(jié)(大約為15％的ECC幀)的FIFO緩存器220。
除了如上所述的緩存器之外，在DVD ROM數(shù)據(jù)路徑中還有許多計(jì)算字塊，其貢獻(xiàn)于此實(shí)施成本。最昂貴的塊是差錯(cuò)校正器，它通常具有超過10,000門的門計(jì)算。EFM+解調(diào)器(經(jīng)常被實(shí)現(xiàn)為ROM查詢表)和校正子產(chǎn)生器明顯較小并且每一個(gè)都有一個(gè)不足差錯(cuò)校正器尺寸20％的一個(gè)尺寸。因此，差錯(cuò)校正器經(jīng)常被實(shí)現(xiàn)為內(nèi)部和外部差錯(cuò)校正器中的一個(gè)共享資源。
校正子雙緩存圖6是示出一個(gè)修改的解碼器中數(shù)據(jù)路徑的一個(gè)修改框圖，特征為一個(gè)雙校正子緩存器。有著相同功能的各個(gè)部分像圖2中一樣被編號(hào)。顯著的改變?cè)谕獠坎铄e(cuò)校正器206中，在此，被外部校正子產(chǎn)生器216和外部差錯(cuò)校正器218使用的一個(gè)校正子緩存器已經(jīng)被復(fù)制。兩個(gè)校正子緩存器230A和230B被提供，每一個(gè)都能夠保持一個(gè)完整的外部校正子(182*16字節(jié))。通過選擇電路232和234，緩存器之一被連接到校正子產(chǎn)生器216，同時(shí)另外一個(gè)被連接到外部差錯(cuò)校正器218。用戶數(shù)據(jù)在內(nèi)部ERCO電路204之后通過緩存器管理器236被直接儲(chǔ)存到緩存器208。緩存器管理器236還允許外部差錯(cuò)校正器218訪問儲(chǔ)存的用戶數(shù)據(jù)。
在操作中，一個(gè)完整ECC幀的一個(gè)校正子(例如)在緩存器230A中被累積，而未被外部糾錯(cuò)處理校正的那個(gè)幀流的數(shù)據(jù)累積到主存儲(chǔ)器緩存器208中。在那幀結(jié)束處，選擇器232、234切換校正子緩存器230A和230B的角色，以使緩存器230B可以立即為下一幀開始累加外部差錯(cuò)保護(hù)校正子。下一幀的數(shù)據(jù)因此無延遲地從內(nèi)部ERCO電路204流到主緩存器208。FIFO緩存器220從而被消除，或者至少從5K字節(jié)降低到較少的字節(jié)。當(dāng)此下一幀在流動(dòng)的同時(shí)，差錯(cuò)校正器218有機(jī)會(huì)處理停留于緩存器230A中的校正子以便導(dǎo)出與完成的ECC幀有關(guān)的差錯(cuò)位置和數(shù)值信息。此計(jì)算的結(jié)果可以合宜地被儲(chǔ)存回到校正子緩存器中。該結(jié)果然后被用于通過對(duì)主緩存器208的讀修改寫訪問來糾錯(cuò)。此訪問可以被散布在幀周期各處，以便避免對(duì)下一幀數(shù)據(jù)流的任何中斷。
在下一幀的結(jié)束處，校正子緩存器230A和230B的角色再一次被顛倒，并且在從盤中再現(xiàn)的數(shù)據(jù)流的持續(xù)時(shí)間期間處理繼續(xù)。
有關(guān)上面方案的變體是可能的。特別地，校正子緩存器的總數(shù)不局限于兩個(gè)，并且校正子緩存器230A和230B的空間可以由一個(gè)較大的存儲(chǔ)主體中動(dòng)態(tài)地分配--如果期望的話。校正不需要在緩存器208中通過讀修改寫操作來進(jìn)行。它們可以被延遲并在從緩存器到主機(jī)的數(shù)據(jù)讀出期間運(yùn)行時(shí)被執(zhí)行?？商娲?，差錯(cuò)位置和數(shù)值信息可以靠著用戶數(shù)據(jù)簡單地被儲(chǔ)存在緩存器中，作為將來的參考。
多光束系統(tǒng)對(duì)于一個(gè)更快的總數(shù)據(jù)讀出速度，一個(gè)多光束系統(tǒng)可以被想象，如在諸如上述WO-A-98/37555之類的CD-ROM系統(tǒng)中已經(jīng)了解的。在一個(gè)多光束解碼器(未說明)的過分單純化的方法中，圖2的整個(gè)數(shù)據(jù)路徑對(duì)于一個(gè)N光束系統(tǒng)可以被重復(fù)N次，來自這N個(gè)信道的數(shù)據(jù)在一個(gè)大RAM緩存器中被再結(jié)合。這種方法的主要缺點(diǎn)是糾錯(cuò)邏輯被重復(fù)N次并且ERCO緩存器(32k字節(jié))和校正子RAMS(2k7字節(jié))被重復(fù)N次，這導(dǎo)致一個(gè)非常昂貴的單芯片解碼器。這傾向于一個(gè)非常昂貴的一片解碼器?？墒牵褂眯Ｕ与p緩存技術(shù)，至少5K FIFO不需要被重復(fù)。
圖6說明了一個(gè)更改進(jìn)的多光束系統(tǒng)，并且其中在介紹中提到的校正子雙緩存和局部校正子的一個(gè)可以被應(yīng)用為優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于一個(gè)有N光束的多光束OPU 504，添加一個(gè)傳統(tǒng)(或高旋轉(zhuǎn)速度)DVD盤傳送500與盤502，并且在N個(gè)并行信道中輸出讀出信號(hào)。雖然為了清楚在圖6和7中只示出四個(gè)信道，但是N＝7將是接著的實(shí)施例中的一個(gè)典型數(shù)字。分開的預(yù)放大級(jí)506a、b、c、d被提供，每一信道一個(gè)，并且直到以及包括內(nèi)部ERCO處理在內(nèi)的類似信道處理被電路508a、b、c、d并行地執(zhí)行。
通過緩存器管理塊513中的存儲(chǔ)器接口的適當(dāng)控制，主ERCO緩存器可以被放置在外部SDRAM 514中，并且差錯(cuò)校正器的一部分在信道之間可以被共享。與單個(gè)光束系統(tǒng)相比較，稍后將關(guān)于圖11描述緩存器管理器的擴(kuò)展功能。在圖6的配置中，內(nèi)部校正器是常規(guī)的，并且外部校正子產(chǎn)生(很高的存儲(chǔ)器帶寬)是片上，同時(shí)主緩存器是存儲(chǔ)器514中的片外。一個(gè)共享外部校正器510被使用。相對(duì)于稍后的圖，更詳細(xì)地例證這些特征。根據(jù)外部ERCO電路的性能，可替代地，許多并行外部校正器可用來提高性能?？梢酝ㄟ^調(diào)整這些參數(shù)來進(jìn)行各種設(shè)計(jì)從而用復(fù)雜性和功率消耗來交換性能。
圖7說明了DVD或CD的(夸大的)螺旋軌道上讀出的多光束的處理。信道a、b、c和d與遵循著盤上四個(gè)相鄰軌道的光束點(diǎn)相關(guān)。光束a是四個(gè)中最內(nèi)側(cè)的一個(gè)，而光束d是最外側(cè)的。在這張圖中，指出光束四處移動(dòng)并且移到盤表面之外。當(dāng)然，事實(shí)上，盤旋轉(zhuǎn)同時(shí)OPU保持同一角位置，但是軌道徑向向外。雖然相鄰的點(diǎn)可以被認(rèn)為是四個(gè)平行的軌道，但是必須記住它們實(shí)際上是只是在一個(gè)連續(xù)螺旋上的點(diǎn)，因此在一個(gè)旋轉(zhuǎn)之后，光束a到達(dá)光束b開始的位置，等等。按照螺旋軌道放下的數(shù)據(jù)的單一線性序列在圖7的底部被表示，ECC幀邊界也被表示。
黑色圓圈表示第一次旋轉(zhuǎn)開始處的光束位置。數(shù)據(jù)內(nèi)相應(yīng)的位置表示在圖底部的線性表示上。三角形表示在一個(gè)旋轉(zhuǎn)之后光束的位置。矩形表示在一個(gè)旋轉(zhuǎn)以及一個(gè)跳躍之后光束位置a′、b′等等。應(yīng)該看出由于跳躍延遲，數(shù)據(jù)被丟失，直到一個(gè)完整的盤旋轉(zhuǎn)已經(jīng)完成以前。為此緣故，最大跳躍實(shí)際上是N-1軌道，并且信道a在點(diǎn)a’處接替部分路線通過，最近覆蓋讀取的部分是信道d。
應(yīng)當(dāng)指出，一般來說，在跳躍之后讀出將通過一個(gè)ECC幀開始部分路線。在圖7中用星號(hào)”*”標(biāo)記的ECC幀只是部分地被任何一個(gè)光束讀取并且這導(dǎo)致到達(dá)外部校正子產(chǎn)生器的部分?jǐn)?shù)據(jù)或數(shù)據(jù)混亂。這在CD-ROM系統(tǒng)中沒有這樣一個(gè)問題，在此，糾錯(cuò)碼是線性的，并且在跳到一個(gè)新的軌道位置之后有效數(shù)據(jù)可以在短時(shí)間內(nèi)被解碼。可是在DVD中，解碼在內(nèi)部和外部ERCO處理之外獲得有效數(shù)據(jù)之前需要一個(gè)完整的ECC幀。可是，該設(shè)備被安排來在一個(gè)扇區(qū)的基礎(chǔ)上累加局部校正子，當(dāng)跳動(dòng)到一個(gè)ECC幀中間時(shí)使用扇區(qū)ID字段來識(shí)別它的位置。這種技術(shù)是在上面提及的我們的共同懸而未決的申請(qǐng)[ID400196]的主題。
多軌道DVD-ROM系統(tǒng)的詳細(xì)示例如上面所解釋的，為了降低旋轉(zhuǎn)速度同時(shí)仍然保持或提高性能與吞吐量，在所建議的多軌道DVD ROM系統(tǒng)中從好幾個(gè)平行軌道中讀取數(shù)據(jù)?？墒?，可以想象另外的結(jié)構(gòu)，這取決于數(shù)據(jù)路徑(圖2)中的點(diǎn)，在該點(diǎn)處，從N個(gè)并行輸入信道中收到的數(shù)據(jù)被再結(jié)合到單個(gè)數(shù)據(jù)流中。很顯然，這種再合并的字塊的位置對(duì)所導(dǎo)致的系統(tǒng)的成本和性能具有一個(gè)顯著的影響。在參考圖8到10描述的第一詳細(xì)實(shí)施例中，正好將在碼元檢測(cè)或EFM+解調(diào)之后執(zhí)行再結(jié)合，這導(dǎo)致主解碼電子設(shè)備事實(shí)上保持與單個(gè)點(diǎn)樣系統(tǒng)無變化的這樣一個(gè)系統(tǒng)。更高吞吐率和附加靈活性的其它解決方案在該共同懸而未決的申請(qǐng)[ID400196]中被公開，其把再結(jié)合移動(dòng)在內(nèi)部或外部差錯(cuò)校正器之后，允許最大性能和系統(tǒng)成本之間的更詳細(xì)的交換。
標(biāo)準(zhǔn)DVD解碼處理的功能塊(圖2)將在這些實(shí)施例中被了解。區(qū)別自然地出現(xiàn)在并行性開始活動(dòng)的每一塊的許多實(shí)例中以及在對(duì)于數(shù)據(jù)流和局部數(shù)據(jù)的再結(jié)合處理的附加結(jié)構(gòu)性能和控制邏輯中。
為著要說明的目的，下列實(shí)際的示例是以下列假設(shè)為基礎(chǔ)的·預(yù)期的用戶數(shù)據(jù)速率64*DVD(就在90M字節(jié)/秒下)。
·N＝7信道多軌道系統(tǒng)。
·基于EDC幀的數(shù)據(jù)再結(jié)合。
·在跳動(dòng)和數(shù)據(jù)同步之后的系統(tǒng)效率已經(jīng)被考慮80％。
·在每一輸入信道中所需要的性能11.5*DVD，個(gè)體信道數(shù)據(jù)速率＝幾乎38M字節(jié)/秒。
第一示例-糾錯(cuò)之前的再組合圖8(a)示出了具有較少緩存器再組合的一個(gè)系統(tǒng)框圖，在此，一個(gè)多路復(fù)用器720被用來把傳入數(shù)據(jù)字節(jié)轉(zhuǎn)送到EFM+解碼器中。其替換配置(b)只是前端被示出，對(duì)于每一信道具有一個(gè)分開的EFM+解調(diào)器，并且多路復(fù)用器饋送到內(nèi)部差錯(cuò)校正器部分的行緩存器中。兩個(gè)變型實(shí)施例的操作是類似的?？墒?，經(jīng)過多路復(fù)用器的數(shù)據(jù)的容量在(b)情況下較少些。正如將參考圖9更詳細(xì)描述的，一個(gè)動(dòng)態(tài)校正子緩存器722與外部ERCO電路聯(lián)合被提供。
正如在DVD數(shù)據(jù)格式的常規(guī)討論中提及的，每91個(gè)字節(jié)就插入的EFM+同步字允許EFM+解碼器識(shí)別ECC幀結(jié)構(gòu)中行和扇區(qū)的邊界。本設(shè)備的設(shè)計(jì)者已經(jīng)意識(shí)到這個(gè)有價(jià)值的信息實(shí)際上可用在數(shù)據(jù)路徑中的早一級(jí)。此允許數(shù)據(jù)，特別是局部數(shù)據(jù)，被立即引導(dǎo)到適當(dāng)?shù)木彺嫫魑恢?，而不是被”中間狀態(tài)”保存等待它們自己扇區(qū)的深度解碼。由EFM+解調(diào)器產(chǎn)生來識(shí)別行和扇區(qū)邊界的各個(gè)標(biāo)記被示出為圖8(b)中的多路復(fù)用器的輸出
·數(shù)據(jù)[310]，一次四個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，·data_valid，指示有效數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)，·pi_row_start，指示一個(gè)新PI碼字開始，·edc_start，指示一個(gè)新的ECC記錄扇區(qū)的開始，和·channel_nr，指示當(dāng)前數(shù)據(jù)起源于哪一輸入信道。
在詳細(xì)地討論圖9和10之前，將概括描述這個(gè)配置的操作。一旦已經(jīng)把包含PI碼字的一整行轉(zhuǎn)送到行緩存器中，則校產(chǎn)生正子并加到糾錯(cuò)模塊。一旦已經(jīng)在行緩存器中進(jìn)行了所有的校正，則碼字可以被轉(zhuǎn)移到外部差錯(cuò)校正器。注意，內(nèi)部糾錯(cuò)處理的結(jié)果被用作對(duì)外部處理的”提示”。例如，內(nèi)部校正子可以顯示整行數(shù)據(jù)的擦除。這個(gè)信息除了外部碼字PO之外可以被使用來定位列內(nèi)的差錯(cuò)，它幫助外部ERCO處理。
這種方法需要下列大小的一個(gè)內(nèi)部行緩存器182字節(jié)的N個(gè)緩存器來容納呼入PI碼字，(N-1)個(gè)緩存器等待處理，1個(gè)緩存器在內(nèi)部校正子產(chǎn)生期間被使用，1個(gè)緩存器使用于內(nèi)部糾錯(cuò)處理中以及1個(gè)緩存器用于對(duì)外部差錯(cuò)校正器的數(shù)據(jù)傳送。這總和為(2N+2)個(gè)緩存器。N＝7，則需要182字節(jié)的16個(gè)緩存器，導(dǎo)致一個(gè)2912字節(jié)的存儲(chǔ)要求。除了物理存儲(chǔ)空間之外，行緩存器還必須包含控制輸入多路復(fù)用器的邏輯，產(chǎn)生物理緩存器的地址以及識(shí)別完成的以及準(zhǔn)備用于校正的被完成的行。此外，控制邏輯必須確保校正被寫回到正確的緩存器，完全正確的數(shù)據(jù)被傳送給外部差錯(cuò)校正器并且未使用的緩存器空間被重新分配給輸入緩存器處理。
流再結(jié)合的較少緩存器實(shí)現(xiàn)意味著來自N個(gè)不同記錄扇區(qū)中的外部奇偶性碼字PO被送給外部校正器，因此導(dǎo)致N個(gè)校正子的同步產(chǎn)生。因此，需要附加的控制邏輯來把傳入數(shù)據(jù)與一個(gè)特定的校正子緩存器關(guān)聯(lián)，而當(dāng)一個(gè)特定的校正子已經(jīng)被完成時(shí)，把它移交到差錯(cuò)校正器。同時(shí)，控制邏輯必須確保校正被寫到用戶數(shù)據(jù)緩存器中正確的地址。
相對(duì)于存儲(chǔ)要求，很明顯，具有在下面更詳細(xì)地描述的雙緩存的校正子緩存器必須存儲(chǔ)當(dāng)前被計(jì)算出的N個(gè)校正子，正被等候校正的N-1個(gè)校正子以及使用于當(dāng)前糾錯(cuò)處理使用于的1個(gè)校正子。此外，可以看出一個(gè)跳躍前與后，通過一個(gè)輸入信道只有ECC扇區(qū)的一部分被傳送。這意味著在一個(gè)跳躍已經(jīng)完成之后，對(duì)于其第一行已經(jīng)被丟失的ECC扇區(qū)，高達(dá)N-1個(gè)被部分計(jì)算出的校正子被計(jì)算出。丟失的行在一個(gè)盤旋轉(zhuǎn)結(jié)束處由一個(gè)鄰近的輸入信道讀完該盤。相應(yīng)的局部校正子可以被儲(chǔ)存在校正子緩存器722中?？墒?，為了將這種片上緩存器的大小減到最少，它們?cè)诒拘路f系統(tǒng)中被儲(chǔ)存在片外用戶數(shù)據(jù)緩存器724中。如果所有的校正子被本地儲(chǔ)存，則需要3N-1個(gè)校正子緩存器，導(dǎo)致總數(shù)為55040字節(jié)的緩存量。
當(dāng)局部校正子被儲(chǔ)存在外存儲(chǔ)器中時(shí)，校正子緩存器的數(shù)量降低到2N。如果等候校正的N-1個(gè)校正子也被儲(chǔ)存在外存儲(chǔ)器中，則將只有N+1個(gè)緩存器。在低性能的系統(tǒng)中，產(chǎn)生中的N-1個(gè)校正子可存儲(chǔ)在外存儲(chǔ)器中從而把緩存器數(shù)目減少到2。注意所述的校正子計(jì)算方法要求所有的傳入數(shù)據(jù)字節(jié)被預(yù)先乘以正確的alpha數(shù)值。還要注意，外部用戶數(shù)據(jù)緩存器的大小由在一個(gè)盤旋轉(zhuǎn)上大約2兆字節(jié)的數(shù)據(jù)總值的兩倍來確定。這是因?yàn)檎_的數(shù)據(jù)按照非線性的方式被放置在緩存器中并且僅僅在一個(gè)完整盤旋轉(zhuǎn)之后可獲得一個(gè)串行數(shù)據(jù)流。
基于上面給出的假設(shè)，在EFM解調(diào)之后，每一信道中的數(shù)據(jù)速率大約是18M字節(jié)/秒，它等于超過120M字節(jié)/秒的總體傳送速率。為了應(yīng)付這樣高的數(shù)據(jù)速率，建議增加總線寬度如此以致獲得一個(gè)較低的時(shí)鐘頻率。一個(gè)32比特的總線寬度在這里是適當(dāng)?shù)?。一個(gè)75MHz的時(shí)鐘頻率更有效來從個(gè)體信道中接收數(shù)據(jù)字節(jié)，把它們分組到一個(gè)32比特字并且把他們?cè)诹髟俳Y(jié)合字塊之外多路復(fù)用。
PI碼字和內(nèi)部糾錯(cuò)的緩存內(nèi)部校正部分中的主要元件是行緩存器710，因?yàn)樗挥脕戆褟腅FM解調(diào)中進(jìn)來的數(shù)據(jù)重建到PI-碼字中，識(shí)別完成的碼字并且在712處開始校正子產(chǎn)生，把校正子移交到差錯(cuò)校正器714并且確保校正被寫回到行緩存器中。此外，數(shù)據(jù)在內(nèi)部校正之后必須被傳送給外部糾錯(cuò)部分。根據(jù)這四種功能，行緩存器710被概念地分開，如圖9中的打點(diǎn)邊界所示。
執(zhí)行這些功能是在熟練人員的能力之內(nèi)，在極大程度上它簡單地包括已知的單個(gè)光束解碼器的重復(fù)元件?？墒?，行緩存器和內(nèi)部校正器的進(jìn)一步詳述被包括在上面提及的我們共同懸而未決的申請(qǐng)[ID400196]中。外部校正子處理和糾錯(cuò)圖9更詳細(xì)地示出了外部校正子處理和糾錯(cuò)716、718、722。正如利用當(dāng)前差錯(cuò)校正器，PO碼字的校正子產(chǎn)生是由于高帶寬要求所引起的一個(gè)問題。對(duì)于被轉(zhuǎn)送到外部糾錯(cuò)部分中的每一數(shù)據(jù)字節(jié)，16個(gè)校正子字節(jié)必須被讀取、更新并寫回到存儲(chǔ)器中。這個(gè)問題進(jìn)一步被從內(nèi)部校正部分中以30M字/秒的速率一次接收四個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的這個(gè)事實(shí)所復(fù)雜化。為了克服與高吞吐量相關(guān)的問題，建議使用以75MHz運(yùn)轉(zhuǎn)的兩個(gè)校正子產(chǎn)生器716a、716b。模塊的流水線結(jié)構(gòu)允許每個(gè)時(shí)鐘周期處理一個(gè)16字節(jié)校正子和一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。兩個(gè)組合的產(chǎn)生器然后提供一個(gè)150M字節(jié)/秒的處理性能。
兩個(gè)校正子產(chǎn)生器的足夠的存儲(chǔ)器帶寬通過校正子緩存器722內(nèi)的4個(gè)交叉式存儲(chǔ)器組B0-B3的使用而被提供。兩個(gè)存儲(chǔ)器組被用來讀取兩個(gè)校正子產(chǎn)生器的校正子，并且剩余的兩個(gè)組被使用來存儲(chǔ)與早先一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)相關(guān)的兩個(gè)修改校正子。這導(dǎo)致以四組安排的一個(gè)128比特(16字節(jié))的存儲(chǔ)器配置。(注意如果存儲(chǔ)器以兩倍于系統(tǒng)頻率(150MHz)被操作，則組計(jì)算可以被降低到二。)這些組或組對(duì)對(duì)應(yīng)于圖5中的校正子緩存器230A和230B。
當(dāng)四個(gè)存儲(chǔ)器組被使用時(shí)，對(duì)每個(gè)單獨(dú)組的訪問速率由每秒傳送的120兆字節(jié)數(shù)據(jù)的這個(gè)事實(shí)來確定。正如已經(jīng)描述的，兩個(gè)同步讀取從兩個(gè)不同的存儲(chǔ)器組中被執(zhí)行，因此導(dǎo)致一半于傳入數(shù)據(jù)速率的一個(gè)單個(gè)組訪問速率60M字節(jié)/秒或63兆訪問。
迄今為止，已經(jīng)說明了N＝7個(gè)校正子緩存器722提供足夠的存儲(chǔ)器帶寬用于校正子的實(shí)際產(chǎn)生。在這里，研究是否可把所有的校正子高速緩存在外存儲(chǔ)器中。如果這是可能的，則只需要N＝7個(gè)校正子緩存器。校正子高速緩存中的第一個(gè)問題是從緩存器檢索出完成的校正子所需要的帶寬。假定一個(gè)75MHz的時(shí)鐘頻率和一個(gè)63MHz的訪問速率，很明顯，85％的帶寬被使用，15％仍然可用。可以示出在兩個(gè)以上ECC幀被同時(shí)完成的情形中，沒有足夠的時(shí)間來從校正子緩存器中復(fù)制一個(gè)校正子到不同的一個(gè)位置中需要大約35％的一個(gè)可用帶寬。
當(dāng)然，存儲(chǔ)器帶寬總是可以被增加到適合，但是花費(fèi)成本。在本實(shí)施例中，局部校正子的高速緩存之外，校正子雙緩存被使用。校正子的雙緩存意味著兩個(gè)校正子緩存器被用于每一信道，一個(gè)緩存器被用于一個(gè)校正子組的產(chǎn)生，另外一個(gè)包含在它們被應(yīng)用到差錯(cuò)校正器之前完成的校正子。一旦一個(gè)校正子已經(jīng)被轉(zhuǎn)送到差錯(cuò)校正器，則它隨后被替換為從差錯(cuò)校正器中獲得的差錯(cuò)幅值和位置。
雙緩存當(dāng)然把緩存區(qū)數(shù)目增加2N。正如已經(jīng)解釋的，校正子從緩存器中被讀出并且校正信息被寫回。
在上面的圖6和7的討論中，概述了在此建議的有效的多軌道系統(tǒng)工作在一個(gè)扇區(qū)(EDC)的基礎(chǔ)上。這是很重要的，因?yàn)槊看我粋€(gè)跳躍被執(zhí)行，則檢索的數(shù)據(jù)與一個(gè)ECC幀對(duì)齊是相當(dāng)不太可能的。在來自下列ECC幀的數(shù)據(jù)被處理之前，替代數(shù)據(jù)傳送以EDC扇區(qū)n開始并且以最后一幀15結(jié)束。第一ECC幀扇區(qū)的剩余幀0…n-1在一個(gè)盤旋轉(zhuǎn)結(jié)束處從鄰近信道中被接收。這意味著可能N-1個(gè)局部校正子在一個(gè)跳躍之后被產(chǎn)生(第一信道對(duì)準(zhǔn)一個(gè)ECC幀或者只是到一個(gè)盤旋轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)開始數(shù)據(jù)處理)。因?yàn)檫@些局部校正子無法被用于糾錯(cuò)，所以它們不需要占用昂貴的緩存器空間并且可以被轉(zhuǎn)送到外存儲(chǔ)器中。
如上面所解釋的，每一信道有兩個(gè)緩存器一個(gè)用于當(dāng)前校正子的計(jì)算和一個(gè)使用于校正處理中的校正子。為了釋放被一個(gè)局部校正子占有的空間，它必須在它花費(fèi)來計(jì)算下一校正子的時(shí)間期間被傳送到外部存儲(chǔ)器中。12896個(gè)可能的存儲(chǔ)器訪問相比，讀取校正子需要172個(gè)緩存器訪問，這意味著轉(zhuǎn)送是不嚴(yán)厲的。注意到外存儲(chǔ)器的帶寬不是問題，因?yàn)椴糠中Ｕ男Ｕ拥拇嬖谝馕吨铄e(cuò)校正器未運(yùn)行并因此不需要用于校正的帶寬。在局部校正子丟失部分已經(jīng)產(chǎn)生的時(shí)間處，它必須與已經(jīng)被儲(chǔ)存在外存儲(chǔ)器中的第一部分結(jié)合。這要求從外存儲(chǔ)器中讀出局部校正子，把它與從外存儲(chǔ)器中檢索的局部校正子合并并把它寫回到校正子緩存器中。在時(shí)間的這一點(diǎn)上，糾錯(cuò)可以開始。來自外存儲(chǔ)器的以及到校正子緩存器的存儲(chǔ)器帶寬不應(yīng)該是問題，因?yàn)橹皇窃谝粋€(gè)盤旋轉(zhuǎn)結(jié)束處需要所述的校正子處理，正好在一個(gè)跳躍開始之前。注意取決于第一EDC扇區(qū)的數(shù)目，所述的局部校正子處理需要一個(gè)最初產(chǎn)生的校正子與提高到一個(gè)冪的alpha的預(yù)相乘。這可以在數(shù)據(jù)被記錄到外存儲(chǔ)器中之前被執(zhí)行。
圖10中的框圖再一次示出了在外部校正部分中呈現(xiàn)的四個(gè)任務(wù)
1.對(duì)于每個(gè)傳入數(shù)據(jù)字節(jié)，一個(gè)16字節(jié)的校正子必須被更新·每個(gè)傳入數(shù)據(jù)quadlet(32比特)被儲(chǔ)存在一個(gè)鎖存器(latch)中，兩個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)在第一可用時(shí)鐘周期中被利用，兩個(gè)剩余字節(jié)在接下來中。
·兩個(gè)校正子例如從堤B2和B3中被讀出。同時(shí)，兩個(gè)校正子產(chǎn)生器更新分配到早先數(shù)據(jù)字節(jié)的校正子同時(shí)來自前面循環(huán)的結(jié)果被儲(chǔ)存在組B0和B1中。
·同時(shí)，數(shù)據(jù)字節(jié)被轉(zhuǎn)送到緩存器管理器中。這要求控制邏輯提供一個(gè)指引信號(hào)，其被用來把數(shù)據(jù)字節(jié)寫入正確存儲(chǔ)位置中。
2.從校正子中計(jì)算出糾錯(cuò)信息·將完成的校正子組的列表保持在控制邏輯中。
·172個(gè)校正子的一個(gè)校正子組被轉(zhuǎn)送到差錯(cuò)校正器，并且一旦糾錯(cuò)信息被獲得則將它傳送回到校正子緩存器中。(在圖10中，這對(duì)于校正子1發(fā)生時(shí)被說明，雖然校正子的地址當(dāng)然不同。)3.校正信息被寫入外存儲(chǔ)器中·一旦所有的172組校正信息已經(jīng)從差錯(cuò)校正器中被獲得，則差錯(cuò)幅值和地址被轉(zhuǎn)送到緩存器管理器中。(這只是通過示例在圖10中對(duì)于校正子2N-2發(fā)生時(shí)被示出。)·控制邏輯900產(chǎn)生一個(gè)指引信號(hào)，其指示該校正屬于哪一ECC扇區(qū)。
4.把局部校正子高速緩存在外存儲(chǔ)器中·每次一個(gè)局部校正子組已經(jīng)產(chǎn)生，這172個(gè)校正子從校正子緩存器中被讀出并被轉(zhuǎn)送到外存儲(chǔ)器中。(在圖10中對(duì)校正子2N-1發(fā)生時(shí)被示出。)在轉(zhuǎn)送期間，與校正的alpha數(shù)值的相乘被執(zhí)行(對(duì)外存儲(chǔ)器的轉(zhuǎn)送不是時(shí)間臨界的)。
·這需要控制邏輯產(chǎn)生緩存器管理器的一個(gè)地址。
·控制邏輯監(jiān)視呼入ECC扇區(qū)的ID并且一旦發(fā)現(xiàn)扇區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)局部校正子組，則校正子計(jì)算被執(zhí)行直到它包含來自未包含在被高速緩存在外存儲(chǔ)器中的局部校正子中的EDC幀的信息。
·第一局部校正子從外存儲(chǔ)器中被檢索并且與校正子緩存器中的第二局部校正子結(jié)合。這需要一個(gè)讀修改寫操作。
緩存器管理器圖11更詳細(xì)地示出了緩存器管理器(相應(yīng)于圖6中的塊513)，其接收出自DVD差錯(cuò)校正器(圖10)中的數(shù)據(jù)和外部校正并把它們存儲(chǔ)在外部DRAM 920或其它存儲(chǔ)器中。接口邏輯922管理從盤中被讀出的輸入數(shù)據(jù)、校正、局部校正子和被檢索并通過主機(jī)接口(圖6中的512)流出的輸出數(shù)據(jù)的編址和轉(zhuǎn)送。
雖然在一個(gè)多軌道系統(tǒng)中緩存器管理器只是保持一個(gè)數(shù)據(jù)輸入和一個(gè)校正輸入信道，但是這里仍然與單個(gè)信道系統(tǒng)有一個(gè)顯著的不同。這是因?yàn)樵谝粋€(gè)多軌道系統(tǒng)中在任何時(shí)間被轉(zhuǎn)送的數(shù)據(jù)發(fā)源于N＝7個(gè)不同的ECC記錄扇區(qū)。因此，緩存器管理器必須包含N個(gè)地址計(jì)算單元(ACU)924a-g，其產(chǎn)生外部DRAM的地址。一個(gè)傳入數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)一個(gè)特定ACU的關(guān)聯(lián)通過由外部糾錯(cuò)部分提供的一個(gè)指引信號(hào)來被執(zhí)行(圖10)。一個(gè)ACU內(nèi)的地址生成是以與呼入字節(jié)數(shù)目相關(guān)的一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)索引為基礎(chǔ)的，一部分與EDC ID號(hào)相關(guān)，而一部分可被控制CPU編程。用這種方式，可以安排在兩個(gè)跳躍之間的數(shù)據(jù)被檢索并分類到外存儲(chǔ)器而不必進(jìn)一步的CPU相互作用。
正如已經(jīng)參考圖7解釋的，一旦一個(gè)盤旋轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)已經(jīng)被讀取，則需要N-1個(gè)軌道的一個(gè)跳躍。為了建立正確的跳躍時(shí)間，設(shè)備監(jiān)視呈現(xiàn)在相應(yīng)盤道上的所有EDC幀是否已經(jīng)無差錯(cuò)地被檢索并被儲(chǔ)存在DRAM中。為這目的，在本實(shí)施例中的緩存器管理器具有由控制邏輯926提供的下列特殊的功能(替換配置當(dāng)然是可能的)。
每個(gè)EDC幀由一個(gè)小寄存器堆中的單個(gè)比特(或者由一組比特)來表示。這些比特指示每一EDC幀的狀態(tài)包括未被接收，在轉(zhuǎn)送中，數(shù)據(jù)和校正被接收，不可恢復(fù)的差錯(cuò)。使用簡單的邏輯操作則可在任何給定時(shí)間了解一個(gè)連續(xù)的EDC幀組是否已經(jīng)被無差錯(cuò)地接收，并因此是否應(yīng)該執(zhí)行一個(gè)跳躍。通過中斷一個(gè)控制CPU來開始跳動(dòng)，它可以在如解碼器一樣的同一IC上。同樣地，當(dāng)一些EDC幀是錯(cuò)誤的時(shí)將產(chǎn)生一個(gè)中斷。當(dāng)然在這種情況下，跳躍應(yīng)該被延遲如此以致正被討論的EDC幀在隨后的盤旋轉(zhuǎn)上被再一次讀取，這一次由另一個(gè)輸入信道讀取。
除了上面提到的功能之外，緩存器管理器還需要與ACU 928一個(gè)附加的信道用于局部校正子的高速緩存。這個(gè)信道只被使用于猝發(fā)傳送并且具有比其它信道更高的優(yōu)先級(jí)。這是因?yàn)橄鄳?yīng)的數(shù)據(jù)必須從僅僅具有限制可用帶寬的外部校正子緩存器中讀取與寫入。
對(duì)外存儲(chǔ)器的帶寬要求在描述的64x系統(tǒng)中由從信道一側(cè)檢索數(shù)據(jù)的速率、外部校正數(shù)目以及主機(jī)接口帶寬來確定。正如前面在這章中描述的，來自誤差校正器的數(shù)據(jù)速率是120M字節(jié)/秒。這平均來也是主機(jī)接口數(shù)據(jù)速率。另外，一個(gè)大約3.5M字節(jié)/秒的帶寬被要求用于局部校正子的高速緩存(假定一個(gè)11.5x旋轉(zhuǎn)速度，每秒執(zhí)行大約110次跳躍，并且在每一跳躍之后172字節(jié)的16倍的6個(gè)部分校正子必須被讀取和寫入)。此外，需要大約70M字節(jié)/秒用于把校正寫入外存儲(chǔ)器中所需要的讀修改寫(每秒3567個(gè)ECC扇區(qū)，具有一個(gè)172*8個(gè)校正的最大值，每個(gè)需要大約15個(gè)時(shí)鐘周期)。這總和為一個(gè)315M字節(jié)/秒的帶寬要求。
總結(jié)詳細(xì)實(shí)施例的描述，我們看出這個(gè)實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)包括·不需要大輸入緩存器用于把原始數(shù)據(jù)縫合一起。
·外存儲(chǔ)器接口的全部性能對(duì)于用戶數(shù)據(jù)可用。
·區(qū)域和功率效率(利用現(xiàn)有的解碼器結(jié)構(gòu)，其需要一個(gè)50MHz時(shí)鐘來獲得32x DVD性能)。
·工作在EDC幀粒度上(如果地址生成和數(shù)據(jù)檢查的更復(fù)雜的方案是可接受的，則甚至PI碼字或EFM幀粒度可完成是可能的)。
·碼元檢測(cè)、EFM解調(diào)、內(nèi)部和外部校正子產(chǎn)生、糾錯(cuò)以及主機(jī)接口的字塊可以被再次使用而沒有問題。
相對(duì)于傳統(tǒng)單線的硬件，需要某些新的電路塊·能夠產(chǎn)生N個(gè)輸入數(shù)據(jù)流以及能夠識(shí)別一行何時(shí)已經(jīng)被完成的地址行緩存器控制邏輯和校正子產(chǎn)生以及糾錯(cuò)必須被啟動(dòng)。
·外部糾錯(cuò)部分中的控制邏輯，其保持一組校正子緩存器并且把那些分配到輸入信道。這個(gè)邏輯也需要識(shí)別哪些校正子是完整的并且可用于糾錯(cuò)。此外，用戶數(shù)據(jù)緩存器的地址或地址索引(數(shù)據(jù)和校正)必須被產(chǎn)生。
·緩存器管理器需要使用于用戶數(shù)據(jù)和校正的地址生成中的附加輸入。外部差錯(cuò)校正器部分中的控制邏輯產(chǎn)生一個(gè)地址或地址標(biāo)引肯定是可能的，其允許把當(dāng)前用戶數(shù)據(jù)或校正與分配到一個(gè)特定EDC或ECC幀存儲(chǔ)器分段相關(guān)聯(lián)。取決于系統(tǒng)實(shí)施，可能需要附加的地址計(jì)算單元(ACU)。
本發(fā)明和在此公開的技術(shù)不局限于DVD系統(tǒng)，一般也不局限于光盤。特別地，使用基于塊的差錯(cuò)保護(hù)方案的其它系統(tǒng)可以被了解或想象，并且在此校正子的雙緩存產(chǎn)生一個(gè)性能和/或成本優(yōu)點(diǎn)。在此公開的技術(shù)的這些其它應(yīng)用和變化對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是很明顯。
權(quán)利要求
1.一種從一個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)流中再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，該數(shù)據(jù)流包含了根據(jù)預(yù)確定的數(shù)據(jù)塊大小而加上的差錯(cuò)保護(hù)碼，該方法包括(a)提供用于在糾錯(cuò)處理中多個(gè)校正子緩存器，其每個(gè)能夠存儲(chǔ)一個(gè)糾錯(cuò)校正子，從中可得到這種數(shù)據(jù)塊內(nèi)的數(shù)據(jù)校正；和由包括如下的步驟來處理所述數(shù)據(jù)流(b)使用第一個(gè)校正子緩存器來累加可用于第一數(shù)據(jù)塊校正的第一校正子；(c)把所述第一數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)緩存器中，而不必施加從所述第一校正子中得到的校正；(d)使用第二個(gè)校正子緩存器來累加第二校正子，從中可得到第二個(gè)第一數(shù)據(jù)塊內(nèi)的數(shù)據(jù)校正；(e)與步驟(d)同時(shí)，使用在第一校正子緩存器中累積的第一校正子來計(jì)算可用于所述第一數(shù)據(jù)塊的校正；和(f)在步驟(e)之后，釋放第一校正子緩存器用于累加后續(xù)數(shù)據(jù)塊的校正子中；和(g)使用在第二校正子緩存器中累積的第二校正子來計(jì)算可用于所述第二數(shù)據(jù)塊的校正，該處理以類似的方式繼續(xù)直到處理了所有要求的數(shù)據(jù)塊。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟(e)和(g)的每一個(gè)中，將校正計(jì)算的結(jié)果儲(chǔ)存在第一和第二校正子緩存器，分別重寫累積的第一和第二校正子。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，該方法還包括(h)根據(jù)在步驟(e)和(g)中執(zhí)行的校正計(jì)算結(jié)果來對(duì)每個(gè)各自的數(shù)據(jù)塊施加校正。
4.如權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)所述的方法，其中，可以在數(shù)據(jù)緩存器中的選擇位置處通過讀修改寫操作將校正加到數(shù)據(jù)上。
5.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中，從兩個(gè)以上的物理校正子緩存器組之中一個(gè)字塊一個(gè)字塊地指定第一和第二校正子緩存器。
6.如前任一權(quán)利要求1所述的方法，其中，接收數(shù)據(jù)流可以是被并行讀取的一組N個(gè)子流之一，從單個(gè)記錄數(shù)據(jù)流內(nèi)N個(gè)各自的位置開始，步驟(a)提供至少2N個(gè)物理校正子緩存器。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，該單個(gè)記錄數(shù)據(jù)流可以包括以螺旋的形式記錄在類似盤的記錄運(yùn)載體上的數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，在一個(gè)多軌道實(shí)施中，所述數(shù)據(jù)流可以開始通過一個(gè)數(shù)據(jù)塊的部分路線，步驟(b)包括只累加一個(gè)局部校正子，該方法還包括(i)存儲(chǔ)所述局部校正子并隨后當(dāng)在另一所述流中相同的數(shù)據(jù)塊開始被接收時(shí)完成校正子。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，步驟(i)包括把該局部校正子從第一校正子緩存器中轉(zhuǎn)送到所述緩存存儲(chǔ)器。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，局部校正子被轉(zhuǎn)送回到用于完成的所述校正子緩存器之一中。
11.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其中，所述第一和第二校正子形成外部糾錯(cuò)處理的一部分，每個(gè)數(shù)據(jù)塊包括在它們自己內(nèi)經(jīng)受一個(gè)內(nèi)部糾錯(cuò)處理的許多子塊，在步驟(c)中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)塊在經(jīng)受所述內(nèi)部糾錯(cuò)處理之后被儲(chǔ)存在所述緩存器中。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述次塊可以被認(rèn)為是一個(gè)二維矩陣的行，內(nèi)部糾錯(cuò)被加到相對(duì)停留在接收數(shù)據(jù)流內(nèi)的矩陣的各個(gè)行，而外部校正處理被加到矩陣的列，在數(shù)據(jù)流內(nèi)比較廣泛地?cái)U(kuò)展。
13.一種數(shù)據(jù)處理的方法，數(shù)據(jù)包括記錄在光盤上的DVD數(shù)據(jù)，其中，將雙緩存用于外部糾錯(cuò)校正子，一個(gè)ECC幀的校正子在校正子緩存器中累積，同時(shí)使用先前在另一校正子緩存器中累積的校正子來執(zhí)行前面數(shù)據(jù)塊的糾錯(cuò)計(jì)算，當(dāng)另外的數(shù)據(jù)字塊被接收時(shí)依次使用這些校正子緩存器。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，在計(jì)算或加上相應(yīng)的校正之前，每個(gè)字塊的數(shù)據(jù)被傳送給未與該校正子緩存器集成的一個(gè)緩存存儲(chǔ)器。
15.一種用于再現(xiàn)儲(chǔ)存在一個(gè)記錄運(yùn)載體上的數(shù)據(jù)的設(shè)備，該設(shè)備包括盤傳送裝置，包括用于從該運(yùn)載體中讀取數(shù)據(jù)的一個(gè)拾取器，用于從該運(yùn)載體中恢復(fù)數(shù)據(jù)的信號(hào)處理裝置和用于按照包括在其中的糾錯(cuò)碼來對(duì)從該運(yùn)載體中讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和糾錯(cuò)的一個(gè)解碼器，其中，所述解碼器被安排來執(zhí)行如前任一權(quán)利要求所述的方法。
16.一種解碼器，包括用于接收至少一個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)流的輸入裝置，所述數(shù)據(jù)流包含根據(jù)數(shù)據(jù)塊的預(yù)確定大小而加上的一個(gè)差錯(cuò)保護(hù)碼，其中，所述解碼器被安排來實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求書1到14任何一個(gè)所述的方法。
17.如權(quán)利要求16所述的解碼器，其中，該解碼器可以包括一個(gè)集成電路，該集成電路包括內(nèi)部和外部的校正差錯(cuò)校正器，和用于存儲(chǔ)每一信道至少一個(gè)外部糾錯(cuò)校正子的緩存器，以及在遇見數(shù)據(jù)字塊的結(jié)尾之后用于把一個(gè)局部校正子轉(zhuǎn)送給外存儲(chǔ)器的裝置。
18.一種如參考圖5到10所描述的再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方法。
19.一種如參考圖5到10所描述的再現(xiàn)設(shè)備。
20.一種如參考圖5到10所描述的解碼器集成電路。
全文摘要
DVD數(shù)據(jù)從一個(gè)光盤中被讀取。雙緩存(230A/230B)被用于外部糾錯(cuò)校正子，一個(gè)ECC幀的校正子被累積在一個(gè)校正子緩存器(230A)中，而使用另一校正子緩存器(230B)中預(yù)先累積的一個(gè)校正子來執(zhí)行前面數(shù)據(jù)塊的糾錯(cuò)計(jì)算。當(dāng)進(jìn)一步的數(shù)據(jù)塊被接收時(shí)校正子緩存器以交互的形式被使用，而對(duì)一個(gè)主緩存器(208)的數(shù)據(jù)流是連續(xù)的。這減少了解碼器中的緩存器要求，并且緩和了對(duì)糾錯(cuò)計(jì)算的時(shí)間約束。一個(gè)多光束實(shí)施被公開，提供更高的吞吐量。
文檔編號(hào)G11B20/10GK1426582SQ01808459
公開日2003年6月25日 申請(qǐng)日期2001年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月22日
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