專利名稱：信息回復方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種信息回復方法及其裝置，特別是涉及一種適用于更高數據密度并能有效降低數據錯誤率的信息回復方法及其裝置。
背景技術：
在數據傳送以及將數據記錄在一例如磁盤、光盤、磁光盤等記錄媒體上時，通常會先將該數據經由適當編碼規則調變成另一種編碼數據型態，以便于傳送或記錄。且為使編碼數據可被順利且正確地接收以及由記錄媒體上讀取，編碼數據必須符合一連續長度限制(run length limit，簡稱RLL)。以一般DVD系統為例，編碼數據的連續長度限制(RLL)需符合(d＝2，k＝10)限制，其中d代表最小連續長度限制，k代表最大連續長度限制，亦即當編碼數據是以NRZI(non-return zeroinverse，非歸零反轉)方式表示時，在二相鄰位元”1”之間的位元”0”數量最少需有d個，最多不能超過k個。而當編碼數據是以NRZ方式表示時，則其中連續的位元”1”或”0”的個數最少需為d’＝d+1個，最多不能超過k’＝k+1個。如此，才能確保編碼數據能被順利接收及解讀。但是，當記錄系統的燒錄技術不斷提高，而能在光盤片上進行更高密度記錄時，卻導致高頻信號的振幅下降，造成信噪比(SNR)降低，使得連續長度恰為d或d’及k或k’的編碼數據容易因低頻噪聲影響而改變，以致編碼數據在解讀(讀回)過程中發生錯誤而無法被正確解讀。
以圖1為例，在理想無噪聲情況下，假設以NRZ方式表示的輸入信號EQRF的RLL為(d＝1，k＝7)，則輸入信號EQRF被根據一切割準位信號SL1解讀時，可產生符合d’＝d+1的數字信號SLRF1。但是如圖2所示，當有噪聲NOISE產生時，輸入信號EQRF的振幅將受噪聲影響而改變，以致產生不符合d’＝d+1的錯誤數字信號SLRF2，而無法被正確解讀。因此，為了解決上述問題，一美國專利第6111833號「data decodingapparatus」揭露一種錯誤位元偵測及更正方法，其利用連續長度為(d’-1)、(k’-1)、(d-1)、(k’+1)、(k+1)、(d’-2)、(d-2)、(k’+2)及(k+2)等錯誤字符(pattern)來偵測數據中錯誤位元的位置，并將錯誤位置的錯誤位元予以更正。但是，該專利須使用一位元數較高的模擬/數字轉換器來實現，需要付出較高的成本，此外，該專利并無法偵測到d’-1的位元錯誤。
發明內容
本發明的目的在于提供一種適用于更高數據密度并能有效降低數據錯誤率的信息回復方法及其裝置。
于是，本發明的信息回復方法，包括下列步驟(A)將一輸入信號與m階位準進行比較，以產生m組數字數據，其中m≥2。(B)在一偵測范圍中對該m組數字數據進行邏輯運算，產生一運算結果，(C)從(B)的該運算結果與(A)的該m組數字數據合成產生符合編碼的連續長度限制的一回復信息。借此，達到有效降低數據錯誤率的功效。
此外，本發明用以實現上述方法的信息回復裝置，包括一多位準比較單元，一偵測運算單元及一合成單元。該多位準比較單元，用以將一輸入信號分別與m階位準進行比較，以產生m組數字數據，其中m≥2。該偵測運算單元在一偵測范圍內，對該m組數字數據進行邏輯運算，以產生一運算結果。該合成單元用以將該偵測運算單元的該運算結果與該多位準比較單元的該m組數字數據合成，以產生符合編碼的連續長度限制的一回復信息。借此，達到有效降低數據錯誤率的功效。
下面通過最佳實施例及附圖對本發明即插即用的網絡裝置及其運作方法進行詳細說明，附圖中圖1是一例子，用以說明一被DVD系統讀取的信號在理想無噪聲產生情況下的解讀結果。
圖2是另一例子，用以說明一被DVD系統讀取的信號在有噪聲產生情況下的解讀結果。
圖3是本發明信息回復裝置的電路方塊圖。
圖4是本發明信息回復裝置的第一實施例，其顯示該信息回復裝置的詳細電路圖。
圖5是第一實施例的一說明例子，其中不同位準信號L1～L3產生不同的數據序列D1～D3。
圖6是第一實施例的另一說明例子，其中不同位準信號L1～L3產生與圖5不同的數據序列D1～D3。
圖7是第一實施例的又一說明例子，其中不同位準信號L1～L3產生與圖5及圖6不同的數據序列D1～D3。
圖8說明第一實施例中的比較位準L1～L3可由一位準調整器14根據輸入信號EQRF而產生。
圖9說明第一實施例中的比較位準L1～L3可由一位準設定器產生，且該輸入信號EQRF是先經過一偏壓補償器消除直流偏壓成分，并經過一可變增益放大器適當調整增益后，才輸入該偵測運算電路中。
圖10是本發明信息回復裝置的第二實施例，其顯示該信息回復裝置的詳細電路圖。
圖11是第二實施例的一說明例子，其中不同位準信號L1～L3產生不同的數據序列D1～D3。
圖12是第二實施例的另一說明例子，其中不同位準信號L1～L3產生與圖11不同的數據序列D1～D3。
圖13是本發明信息回復裝置的第三實施例，其顯示該信息回復裝置的詳細電路圖。
圖14說明第三實施例的七階比較位準L1～L7可由一七階模擬/數字轉換器對一經過一偏壓補償器消除直流偏壓成分的輸入信號EQRF進行模擬/數字轉換而產生。
圖15是本發明信息回復裝置的第四實施例，其顯示該信息回復裝置的詳細電路圖。
圖16是第四實施例的一說明例子，其中不同位準信號L1～L3產生不同的數據序列D1～D3。
具體實施例方式
有關本發明的前述及其它技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的四個實施例的詳細說明中，將可清楚的明白。另外，要先說明的是，在以下諸實施例中相同的電路將使用相同的標號。
首先參閱圖3，是用以實現本發明信息回復方法的信息回復裝置1的電路方塊圖，其包括一多位準比較單元11、一偵測運算單元12以及一數據合成單元13。且信息回復裝置1是用以執行下列步驟步驟(A)將如圖5所示的一輸入信號EQRF與m階位準進行比較，以產生m組數字數據。
其中，輸入信號EQRF是一被以高密度記錄方式記錄在盤片上的NRZ編碼信號，且其RLL設定為(d＝1，k＝7)，亦即連續的位”1”或”0”的個數，至少需d’＝d+1個至多不超過k’＝k+1個，且本發明的第一實施例是用以偵測輸入信號EQRF中最小連續長度恰等于d’(即2)的數據段，并根據該d’＝2數據段進行編碼數據的修正。
因此，如圖4所示，在本發明的第一實施例中，多位準比較單元11包含一多位準信號產生器110，三個分別與多位準信號產生器110輸出端連接的比較器111、112、113。且在本實施例中，多位準信號產生器110用以產生低、中、高等三個不同位準信號L1、L2及L3，并分別輸出至各該比較器111、112、113的負輸入端。同時，輸入信號EQRF被分別輸入各該比較器111、112、113的正輸入端以與該等位準信號L1、L2、L3進行位準比較，并根據如圖5所示的一取樣時脈CLK分別進行取樣，而產生三組數字數據序列D1、D2、D3分別輸入偵測運算單元12及數據合成單元13中。
接著進行步驟(B)在一偵測范圍中，對該等數據序列D1、D2、D3進行邏輯運算，以產生一運算結果。
如圖4所示，偵測運算單元12包含一第一偵測電路121及一第二偵測電路122，其是用以偵測等于最小連續長度限制d’(＝2)的數據序列(1001及0110)，其偵測長度等于d’+2的偵測范圍，其中第一偵電路121是一由四個依序接連的D型正反器，和二分別連接第二及第三D型正反器輸出端的非門(NOT)以及一與非門(NAND)所構成的邏輯電路，該與非門有四個輸入端分別與第一及第四個D型正反器輸出端和該二非門輸出端連接。而第二偵測電路122是一由四個依序接連的D型正反器，和二分別連接第二及第三D型正反器輸出端的非門以及一或非門(NOR)所構成的邏輯電路，該或非門有四個輸入端分別與第一及第四個D型正反器輸出端和該二非門輸出端連接。
如圖4所示，數據合成單元13是一由四個D型正反器以及兩組相連的與門(AND)和或門(OR)所構成的邏輯電路。第一組相連的第一與門和第一或門置于第二及第三D型正反器之間，第二組相連的第二與門和第二或門置于第三及第四D型正反器之間。如圖5～圖7所示并配合圖4，當第二偵電路122偵測到數據序列D3中符合d’＝2的數據段”0110”時，即輸出邏輯”1”至合成單元13的該第一及第二或門，使輸出邏輯”1”。同樣地，當第一偵測電路121偵測到數據序列D1中符合d’＝2的數據段”1001”時，即輸出邏輯”0”至合成單元13的第一及第二與門，使輸出邏輯”0”。
步驟(C)從步驟(B)的運算結果與步驟(A)的該m組數字數據合成產生符合編碼的連續長度限制的一回復數據。
因此，當第二偵測電路122偵測到數據序列D3中符合d’＝2的數據段”0110”時，即輸出邏輯”1”至合成單元13的第一及第二或門，使將數據序列D2中與數據序列D3的數據段”0110”的第二及第三位對應的位變成”1”，亦即將圖5的數據序列D2的數據段”0000”，以及圖6和圖7的D2數據序列的數據段”0100”變成”0110”后輸出。借此，修正數據序列D2中不符最小連續長度限制d’＝2的數據段，使得由輸入信號EQRF譯碼輸出的回復信息可被正確解讀。
此外，如圖8所示，多位準比較單元11中的位準信號L1～L3可由一位準調整器14根據輸入信號EQRF而產生。
另外，如圖9所示，多位準比較單元11中的位準信號L1’～L3’亦可由一位準設定器15所產生，但輸入信號EQRF需先經過一偏壓補償器16消除直流偏壓成分，再經一可變增益放大器17進行增益調整后，才輸入各該比較器111～113中與各該位準信號L1’～L3’進行比較，以產生數字數據序列D1～D3，其中L2’的位準為0。
接著，參閱圖10所示，是本發明信息回復裝置的第二實施例，與第一實施例不同的是，此一信息回復裝置2除了可偵測d’的數據段(即0110或1001)，更可偵測d’-1的數據段(即0100或1011)。于是，信息回復裝置2的偵測運算電路22的第一偵測電路22 1是一由四個依序接連的D型正反器，和連接于第二D型正反器輸出端的非門以及一與非門所構成的邏輯電路，該與非門有三個輸入端分別與第一及第四個D型正反器輸出端和該非門輸出端連接。而其第二偵測電路222是一由四個依序接連的D型正反器，和連接于第二D型正反器輸出端的非門以及一或非門所構成的邏輯電路，該或非門有三個輸入端分別與第一及第四個D型正反器輸出端和該非門輸出端連接。且其合成電路23則包含了四個串連的D型正反器231、232、233、234和兩個串接設在第二與第三D型正反器232、233之間的第一及第二多工器(2x1)235、236，以及兩個串接設在第三與第四D型正反器2 3 3、2 3 4之間的第三及第四多工器(2x1)237、238。且其第一及第三多工器235、237的輸入端分別連接第一偵測電路221的第二D型正反器及第三D型正反器的輸出端，以及其第二及第三D型正反器232、233的輸出端，且第一及第三多工器235、237的輸出端是受第一偵測電路221的與門輸出信號控制；而其第二及第四多工器236、238的輸入端是分別連接其第一及第三多工器235、237的輸出端以及第二偵測電路222的第二及第三D型正反器輸出端，且第二及第四多工器236、238的輸出端分別受第二偵測電路222的或非門控制。
因此，再以圖7的數據序列為例，當第二偵測電路222偵測到”0110”數據段時，即輸出邏輯”1”控制合成電路23的第二及第四多工器235、237選擇將數據段”0110”的第二及第三位”11”(即第二及第三D型正反器的輸出)輸出至合成電路23中，而將原先輸入合成電路23的”0100”數據段變更為”0110”數據段輸出，使能符合最小連續長度d’限制。接著，以圖11及圖12的數據序列D1～D3為例，當進入數據合成單元23的數據序列D2出現”0100”或”0000”數據段，而第二偵測電路222同時偵測到數據序列D3出現”0100”數據段時，其或非門將輸出邏輯”1”控制合成電路23的第二及第四多工器236、238選擇將數據序列D3的數據段”0100”的第二及第三位”10”(即第二偵測電路222的第一及第二D型正反器的輸出)輸出至合成電路23中，而強迫將數據序列D2的數據段”0100”或”0000”中劃底線的位位置變更為”10”，以輸出”0100”數據段，而此一數據段”0100”中的”10”將被視為一標記符號，其可在譯碼時被識別出為一錯誤位置而被進一步更正。
再者，如圖13所示，是本發明信息回復裝置的第三實施例，與前述二個實施例不同之處在于，此一信息回復裝置3的多位準比較單元31是以七個比較位準信號L1～L7來解讀輸入信號EQRF。其中，上三個比較位準信號L1～L3與輸入信號EQRF分別經過一比較器311比較而產生三個數字數據序列D1～D3，再分別輸入其偵測運算電路32的第一～第三偵測電路321、322、323中進行偵測，其中偵測電路321、322、323與圖4中第一實施例的偵測電路121相同，然后第一～第三偵測電路321～323共同輸出至一與門。合成電路33與圖4中第一實施例的合成電路13相同。下三個位準信號L5～L6則分別與輸入信號EQRF經過一比較器311比較產生三個數據序列D5～D6，再分別輸入偵測電路32的第四～第六偵測電路324、325、326中進行偵測，其中偵測電路32 1、322、323與圖4中第一實施例的偵測電路122相同。然后第四～第六偵測電路324～326共同輸出至一或門。
此外，如圖14所示，在前述第三實施例中，多位準比較單元31產生的數據序列D1～D7亦可由輸入信號EQRF經一偏壓補償器313消除直流偏壓成分后，送至一七階模擬/數字轉換器314與七個比較位準L1～L7進行比較，以產生七個數字數據序列D1～D7，圖14中由上而下的七個橫列分別表示數據序列D1～D7，其中數字信號的縱向是對應某一時刻的七階模擬/數字轉換器314的七位熱碼(thermal code)。
接著，參閱圖15所示，是本發明信息回復方法及其裝置的第四實施例，其是用以偵測等于最大連續長度限制k’(＝k+1＝8)的數據段(1000000001及0111111110)，信息回復裝置4的偵測運算電路42的第一偵測電路421及第二偵測電路422的偵測長度等于k’+1個位的偵測范圍。第一偵測電路421需使用十個相串連的D型正反器，并且第二～第九D型正反器的輸出端經由一非門連接至一或門。且第二偵測電路422是使用十個相串連的D型正反器，且其第二～第九D型正反器的輸出端經由一非門連接至一與門。而其合成電路43則包含十個串連的D型正反器，且在第一與第二D型正反器之間連接一第一與門和第一或門，并在最后一個D型正反器的輸出端依序連接一第二與門和第二或門，并且數據序列D2(主要數據)輸入合成電路43的第一D型正反器。
第一偵測電路421的或門輸出端分別連接合成電路43的第一與門與第二與門的輸入端，且第二偵測電路422的與門分別連接合成電路43的第一或門及第二或門的輸入端。因此，以圖16的數據序列D1～D3為例，當第二偵測電路422偵測到”1000000001”數據段時，其與門即輸出邏輯”1”控制合成電路43的第一或門及第二或門，強迫將數據序列D2的”1000000000”(不符最長連續長度限制k’＝8)數據段中的第一及第十位強迫變更為”1”后輸出，使得合成電路43輸出數據段”1000000001”(即回復信息)符合最長連續長度k’＝8限制。
同樣地，當第一偵測電路421偵測到數據序列D1中出現”0111111110”數據段(最長連續長度限制K’＝8)時，其或門將輸出邏輯”0”控制合成電路43的第一與門與第二與門，將數據序列D2中的數據段”X11111111X”(X可為0或1)的第一及第十位”X”強迫變更為”0”，使合成電路43輸出的數據段”0111111110”符合最長連續長度限制k’＝8。
上述說明雖然以NRZ方式表示的數字數據序列為例說明，但是上述說明也可以經過簡單的修改就可以應用于NRZI方式表示的數字數據序列，然后以偵測電路偵測該等數據序列中恰等于d’＝d+1(NRZ)或d(NRZI)的數據段、d’-1的數據段，以及恰等于k’＝k+1(NRZ)或k(NRZI)的數據段，并以該等數據段中適當位置的位元更正主要數據序列((即輸入合成電路的數據序列)中相對位置的位，使合成電路輸出的主要數據序列能夠符合(d，k)限制，而達到在更高數據記錄密度系統中有效降低數據錯誤率的功效。
權利要求
1.一種信息回復方法，其特征在于該方法包括下列步驟(A)將一輸入信號與m階位準信號進行比較，以產生m組數字數據，其中m≥2；(B)在一偵測范圍中對該m組數字數據進行邏輯運算，產生一運算結果；以及(C)從(B)的該運算結果與(A)的該m組數字數據合成產生符合編碼的連續長度限制的一回復信息。
2.如權利要求1所述的信息回復方法，其特征在于步驟(B)的邏輯運算判斷各組數字數據是否發生連續長度恰等于編碼的連續長度限制。
3.如權利要求2所述的信息回復方法，其特征在于步驟(C)是以步驟(A)所產生的該m組數字數據中的其中一組數據為一主要數據，并利用符合步驟(B)的判斷條件的數字數據來修改在偵測范圍內的該主要數據的部份位，以產生該回復信息。
4.如權利要求1所述的信息回復方法，其特征在于編碼的連續長度限制是一最小連續長度限制，且該最小連續長度限制具有NRZ與NRZI的表示方式，當最小連續長度限制采用NRZI的表示方式時，最小連續長度限制為d限制，表示2個相鄰的位’1’之間至少有d個連續的位’0’，另外，當最小連續長度限制采用NRZ的表示方式時，最小連續長度限制為d’＝d+1限制，表示至少有d’個連續的位’1’或’0’。
5.如權利要求4所述的信息回復方法，其特征在于該偵測范圍至少為d’+2位。
6.如權利要求1所述的信息回復方法，其特征在于編碼的連續長度限制是一最大連續長度限制，且該最大連續長度限制具有NRZ與NRZI的表示方式，當該最大連續長度限制為NRZI的表示方式時，該最大連續長度限制為k限制，表示2個相鄰的位’1’之間最多有k個連續的位’0’，而當該最大連續長度限制為NRZ的表示方式時，該最大連續長度限制為k’＝k+1限制，表示最多有k’個連續的位’1’或’0’。
7.如權利要求6所述的信息回復方法，其特征在于該偵測范圍至少為k’+2位。
8.如權利要求1所述的信息回復方法，其特征在于步驟(A)的m階位準信號是固定式位準信號。
9.如權利要求1所述的信息回復方法，其特征在于步驟(A)的m階位準信號是可調整式位準信號。
10.如權利要求4所述的信息回復方法，其特征在于當編碼的最小連續長度限制采用NRZ表示方式時，步驟(B)的邏輯運算可判斷各組數字數據中是否發生最小連續長度為d’-1的數據序列。
11.一種信息回復裝置，其特征在于該裝置包含一多位準比較單元，用以將一輸入信號分別與m階位準信號進行比較，以產生m組數字數據，其中m≥2；一偵測運算單元，用以在一偵測范圍內，對該m組數字數據進行邏輯運算，以產生一運算結果；以及一合成單元，用以將該偵測運算單元的該運算結果與該多位準比較單元的該m組數字數據合成，以產生符合編碼的連續長度限制的一回復信息。
12.如權利要求11所述的信息回復裝置，其特征在于該偵測運算單元會在該偵測范圍內判斷各組數字數據是否發生連續長度恰等于編碼的連續長度限制。
13.如權利要求12所述的信息回復裝置，其特征在于該合成單元以該多位準比較單元產生的該m組數字數據中的其中一組數據為一主要數據，并利用符合偵測運算單元的判斷條件的數字數據來修改在該偵測范圍內的該主要數據的部份位，以產生該回復信息。
14.如權利要求11所述的信息回復裝置，其特征在于編碼的連續長度限制是一最小連續長度限制，且該最小連續長度限制具有NRZ與NRZI的表示方式，當該最小連續長度限制采用NRZI的表示方式時，該最小連續長度限制為d限制，表示2個相鄰的位’1’之間至少有d個連續的位’0’，而當該最小連續長度限制采用NRZ的表示方式時，該最小連續長度限制為d’＝d+1限制，表示至少有d’個連續的位’1’或’0’。
15.如權利要求14所述的信息回復裝置，其特征在于該偵測范圍的長度至少為d’+2位。
16.如權利要求11所述的信息回復裝置，其特征在于該多位準比較單元包括一多位準信號產生器，且該m階位準信號是由該多位準信號產生器所產生。
17.如權利要求11所述的信息回復裝置，其特征在于該多位準比較單元包括一位準調整器，其可根據該輸入信號產生該m階位準信號。
18.如權利要求11所述的信息回復裝置，其特征在于該多位準比較單元包括一位準設定器、一偏壓補償器及一可變增益放大器，該位準設定器用以產生固定的m階位準信號，且該輸入信號是先經過該偏壓補償器及該可變增益放大器消除直流偏壓成分并進行增益調整后，再分別與該m階位準信號進行比較。
19.如權利要求11所述的信息回復裝置，其特征在于該多位準比較單元包括一m階模擬數字轉換器，且該m階模擬數字轉換器可根據該輸入信號產生該m組數字數據。
20.如權利要求11所述的信息回復裝置，其特征在于編碼的連續長度限制是一最大連續長度限制，且該最大連續長度限制具有NRZ與NRZI的表示方式，當該最大連續長度限制為NRZI的表示方式時，該最大連續長度限制為k限制，表示2個相鄰的位’1’之間最多有k個連續的位’0’，而當該最大連續長度限制為NRZ的表示方式時，該最大連續長度限制為k’＝k+1限制，表示最多有k’個連續的位’1’或’0’。
21.如權利要求20所述的信息回復裝置，其特征在于該偵測范圍至少為k’+2位。
22.如權利要求14所述的信息回復裝置，其特征在于當編碼的最小連續長度限制采用NRZ表示方式時，該偵測運算單元的邏輯運算可判斷各組數字數據中是否發生最小連續長度為d’-1的數據序列。
全文摘要
一種信息回復方法及其裝置，該裝置用以執行下列信息回復方法步驟(A)將一輸入信號與m階位準進行比較，以產生m組數字數據，其中m≥2，(B)在長度為w位的一偵測范圍中對該m組數字數據進行邏輯運算，產生一運算結果，(C)從(B)的該運算結果與(A)的該m組數字數據合成產生符合編碼的連續長度限制的一回復信息。
文檔編號H03M7/40GK1622210SQ20031011804
公開日2005年6月1日 申請日期2003年11月24日 優先權日2003年11月24日
發明者鄭裕, 劉碧海 申請人:聯發科技股份有限公司