CN101156210A - 提供输出信号用于将用户数据存储在数据载体上的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种提供输出信号(58)用于将用户数据存储在数据载体(37)上的方法，该方法包括步骤：接收(11)用户数据；根据预定编码机制对用户数据编码(12)；以及，将编码的用户数据转换(13)为输出信号。根据预定编码机制的编码在具有相等信号值和至少预定扫描宽度的可检测信号元素之间产生不规则的间距。然而，对于某些控制回路，所述距离不是很大。根据本发明，编码步骤包括在编码的用户数据中提供(14b、15b)与编码机制不符的额外可检测信号元素。从而，该方法可以限制可检测信号元素间的距离。

Description

提供输出信号用于将用户数据存储在数据载体上的方法

技术领域

本发明涉及一种提供输出信号用于将用户数据存储在数据载体上的方法，该方法包括步骤：接收用户数据；根据预定的编码机制对用户数据编码，使得在具有相等信号值和至少预定扫描宽度的可检测信号元素之间获得不规则距离；以及将编码的用户数据转换为输出信号。

本发明还涉及一种用于执行所述方法的设备和一种包括采用所述方法存储的用户数据的数据载体。

背景技术

在用于将数据写在诸如CD或DVD等的数据载体的设备中，用户数据通常按照某个标准编码机制进行编码。当将该标准编码机制用于存储用户数据时，之后可以利用标准读取设备重获用户数据。在编码后，将编码的数据转成为一种转换信号。该转换的信号被用于驱动激光功率，用以将数据写入到数据载体上。某些用于直接或间接(在反射后)地控制写入过程的控制回路对激光功率进行采样，并且如果需要则调整一个或多个写入参数，诸如“写入功率”级别或“偏置功率”级别的幅度。

例如，采用ECMA-349和ECMA-337标准进行编码，用于写入到DVD+R和DVD+RW光盘。这些标准采用一种编码机制，其中将用户数据的8位字节(如11101000)利用转换表转变为16位码字(如0100100010000100)。然后将16位字转换为转换信号中的通道位，转换信号使16位字中的每个从高到低转变，而对每个零则保持高或低。将转换表设计为使得在两个一之间总是有至少2个至多10零。受此限制，转换信号包括在3和11之间的扫描宽度(＝具有相等信号值的连续信号元素的数目)。转换信号在3个通道位内不会改变它的极性(高或低)两次，但每11个通道位内至少一次。

由于控制回路中的延迟，因此无法从具有较短扫描宽度的信号元素中获得激光功率(laser power)的可靠采样。以下，将具有对于可靠采样激光功率(laser power)足够长的扫描宽度(run length)的信号元素称为可检测信号元素。在低写入速度时，可以在短或中等长度的扫描宽度的最后部分可靠地采样激光功率。在高写入速度时，只能采样较长扫描宽度的。与短扫描宽度(相比，长扫描宽度不经常发生。此外，可检测信号元素之间的距离由编码机制确定并在整个输出信号期间变化。因此，难以以足够高的速率对激光信号进行可靠地采样。结果，随着写入速度增加，控制回路的稳定性变得越来越成为问题。

发明内容

本发明的目的是提供根据起始段落的方法，从而提供更稳定的控制回路。

根据本发明，通过下述编码步骤实现该目的，该编码步骤包括：在编码的用户数据中提供与编码机制不符合的额外可检测信号元素，用以限制可检测信号元素间的距离。

利用编码，数据从一种通讯***转换到另一个。输入值被转换为输出值。除编码的输入值外，编码的数据可以包括也许需要的附加数据，例如，用于从数据载体上读取数据或向数据载体写入数据、用于对编码的数据进行解码或者用于储存有关如编码的日期和时间的额外数据。

根据预定的编码机制来选择编码值。例如，DVD标准规定了用DCC(直流分量抑制控制(DC component suppression control))算法驱动同步类型和转换数据字的选择。DCC这样做使得使任意位置处的DSV(数字总值，为写入的1和写入的0之间的数目差)的绝对值最小化。

这些编码值的选择可以在可检测的信号元素间产生不规则的距离，从而导致前述的控制回路稳定性问题。采用根据本发明的方法，在编码的用户数据中提供与编码机制不符合的额外可检测信号元素来解决这些问题。额外可检测元素可以以足够高的速率可靠地对激光信号进行采样。

本发明具有发明人认为的益处，与预定的编码机制的某些不符不会立即在例如从数据载体读取编码数据上导致严重的问题。在转换值的选择上的某些自由可以允许提供额外可检测信号元素。

在根据本发明的方法的实施例中，编码的用户数据包括信号元素序列，该序列表示用户数据的编码位，所述序列的信号元素具有根据预定编码机制的信号值和扫描宽度(run length)，编码包括提供具有与编码机制不符合的额外可检测信号元素的信号元素序列。

转换可以是一对一，即对每个输入值，存在一个转换的输出值，或一对多，既对每个输入值，转换的输出从几个转换的输出值中选择。在一对多的转换中，预定的编码机制通常会描述必须作出哪种选择。然而，在该实施例中，有时信号元素会被选为与编码机制不符，以限制可检测信号元素间的距离。

在根据本发明方法的一个实施例中，编码的用户数据包括同步脉冲，该同步脉冲包括至少具有预定扫描宽度的信号元素，对于同步脉冲的所述信号元素不规则的距离产生不规则信号值，编码包括对同步脉冲提供具有与编码机制不符合的额外可检测信号元素。

该实施例利用了预定的编码机制，其允许在同步编码的选择上具有一定的自由。通过有时在与预定的编码机制不符合的输出信号中***同步脉冲，可以限制可检测信号元素之间的最大距离。

根据本发明的另一方面，提供了一种设备，它包括：用于接收用户数据的输入端；用于根据预定编码机制对用户数据编码的编码器，导致在具有相等信号值和预定的扫描宽度的可检测信号元素之间获得不规则距离；编码控制单元，用于在编码用户数据中提供与编码机制不符的额外可检测信号元素，用以限制可检测信号元素之间的距离的；以及输出单元，用于将编码的用户数据转换为输出信号以将用户数据存储在数据载体上。

这种设备可以执行如上所述的方法。

根据本发明的设备的实施例进一步包括：激光驱动单元，用于接收输出信号并提供激光信号以将编码的用户数据写入数据载体上；以及，至少一个反馈回路，用于采样激光信号，并根据对应于可检测信号元素的激光信号采样值来调整写入参数。

在该设备中，反馈回路可以规则并可靠地采样激光信号的值，该值对应于可检测信号元素。因为可检测信号元素间的距离是受限的，到可以进行下一个有用采样的等待时间也是受限的。该反馈回路显示出了所需的回路稳定性，从而提高总写入过程的稳定性。

参考下述的实施例，本发明的这些和其它方面将是显而易见的并得以说明。

附图说明

图中：

图1示出根据本发明的第一方法的流程图；

图2示出根据本发明的第二方法的流程图；

图3a示意地示出一种根据本发明的设备的实施例；

图3b示意地示出一种根据本发明的包括控制回路的设备的实施例；

图4示意地示出一种受益于本发明方法的控制回路；

图5示出输出信号和采样信号。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的第一方法的流程图。该方法包括三个主要步骤。在输入步骤11，接收用户数据。用户数据可以是模拟的或数字的。用户数据可以包括某人想存储在记录载体上的任何信息，诸如音乐、视频或财务数据等。在编码步骤12，根据预定的编码机制对用户数据进行编码。在编码期间，在编码的用户数据中提供额外的可检测信号元素，用以限制可检测元素间的距离。在转换步骤13，将编码的用户数据转换为输出信号。输出信号可以被存储设备使用，诸如DVD+R写入器，用以将编码的数据存储在数据载体上。通常，利用预定的编码机制编码数据的所有存储设备可以运行根据本发明的方法，其中预定的编码机制会导致编码在具有相等信号值和至少预定扫描宽度的可检测信号元素间具有不规则的距离。以下，将说明用于在DVD+R或DVD+RW写入器中执行的方法，但是其它存储设备也可以有益地采用该方法。

当接收到用户数据时，在编码步骤12对它进行编码，具体如图1所示。用户数据是8位数字信号。例如根据ECMA-349或ECMA-337标准，利用转换表将在输入端的8位字节转换为16位码字。根据ECMA标准，编码的信号在每1456通道位后包括32位的同步帧。因此，在每91个16位码字后，输出码包括32位的同步码(SYNC)。根据ECMA标准，SYNC包括具有扫描宽度(run length)为14(I-14)的信号元素。某些控制回路采用同步脉冲的I-14来采样。对于这种控制回路，编码步骤12可以包括以下步骤：

首先，在步骤14a，在输出编码中提供SYNC编码。根据所述编码机制，SYNC码包括I-14信号元素。I-14的极性(高或低信号值)由编码机制的规则来确定。要指出的是，其它编码机制可以采用多于两种的不同信号值。

然后在步骤15，利用转换表将8位字节转换为16位码字。

在步骤16，检查是否已经转换了91字节。如果没有，在步骤15转换下一个字节。

在转换91个字节后，在步骤17估算到上一次提供的具有所需信号值的I-14的距离。

在步骤14b，测量到上一次提供的可检测信号元素的距离并将其与最大许可距离比较。如果需要具有所需的信号值的I-14来保证，具有所需信号值的两个连续的I-14间的距离不会超过预定的界限，那么将具有这样的I-14的SYNC码放置在编码的用户数据中。即使预定的编码机制规定了另一个SYNC码，也提供这样的I-14。可以将预定界限以通道位的数目表示。界限可以例如为3*1488通道位，其表示每三个SYNC需要一次具有所需极性的I-14。

如果到上一次提供的可检测元素的距离没有超过预定界限，那么在步骤14a，根据预定的编码机制提供SYNC码。

然后，编码器返回步骤15，用以转换用户数据的其它字节。

图2示出根据本发明第二方法的流程图。第二方法与第一方法类似。两种方法间的不同之处在于各自的编码步骤12和22。在第二方法中，某些信号元素的扫描宽度和信号值受某些选择影响，这些选择必须进行以将用户数据转换到编码数据。

在DVD标准中，对每个输入码，转换表包括四个不同的输出码。DVD标准规定了DCC(直流分量抑制控制)算法驱动编码数据字的选择。DCC这样做使得任意位置处的DSV(数字总值)的绝对值最小化。DSV等于写入的1和写入的0之间的数目差。对于几个控制回路来说，像用于控制高频数据的限幅电平的回路，最小DSV是重要的。因此，DCC算法确定利用四个输出码中的哪一个用于对输入码进行编码。然而，发明人看出这里有某些设计空间。假如偶然选择与标准编码机制不符的非优化数据模型，可以让DSV随时间变化接近零。这将依赖于所述DSV相关控制回路的带宽和敏感度，我们可以与标准编码机制偏离多大。要指出的是，在编码用户数据的某些位置提供额外可检测信号元素可以通过在其它位置有意地提供非可检测信号元素来补偿。因此，术语“额外的”不一定指完整的生成码包括比预定的编码机制所规定的更多的可检测信号元素。

第二方法的编码步骤22包括以下步骤：

首先在步骤24，在输出码中提供SYNC码。

然后在步骤27，估算到上一次提供的可检测信号元素的距离。

如果需要可检测信号元素用以限制可检测信号元素间的距离，且在转换表中具有该信号元素，那么就在步骤15b，在输出码中提供该信号元素。即使预定的编码机制会规定另一个，但仍提供这样的信号元素。

如果还不需要可检测信号元素，那么在步骤15a将8位字节转换为16位码字，其根据所述编码机制从转换表中选择。

在步骤16，检查是否已经转换了91个字节。如果没有，编码器返回步骤27。

在转换了91个字节后，编码器返回步骤24，用以***下一个SYNC码。

显然，可以采用图1和图2中所示方法的组合来确保尽量不偏离预定编码机制时产生可检测信号元素。

图3a示意地示出一种根据本发明的设备30的实施例。设备300包括用于接收用户数据的输入端。从该输入端，用户数据被送给编码器31。编码器31根据预定的编码机制诸如标准DVD+R(W)编码机制对数据进行编码。编码控制单元32控制在输出码中提供可检测信号元素。如上参考图1和图2所述进行编码。编码器31与激光驱动器33相连并提供转换的信号。激光驱动器33将转换的信号变为激光功率。利用光学元件36，诸如透镜和镜子等，将来自激光器的光聚焦在数据载体上(如图3所示的光盘37)。依赖于激光功率，在盘37上写入凹坑或平面。凹坑和平面的模型对应于编码器31的输出码。

图3b示意地示出一种根据本发明的设备310的实施例。该设备310包括图3中所示的设备300的所有元件以及更多的元件。在设备310中，控制回路采样激光功率并利用采样的信号用于调整写入参数。利用所述写入参数来控制所述激光驱动器33，以及控制或调整，例如写入功率的幅度或激光器的偏置功率。如上所述，该控制回路也许需要采样具有某个较长的扫描宽度和/或某个信号值的可检测信号元素。该控制回路可以包括：激光功率电平控制回路，用以调整激光功率阈值和写入电平；最优功率控制回路，用以控制盘上的激光功率(如校正盘上的指印)；伺服回路或摆动回路。这些控制回路包括光敏二极管38a、38b、38c，用以将激光功率转化为电信号。依赖于控制回路的结构和写入参数，通过光学元件35(38a)，它控制光敏二极管接收直接来自激光器(38b)或在盘37(38c)的表面反射后的光。电路39a、39b、39c与光敏二极管38a、38b、38c相连，采样入射激光功率并调整写入参数。

图4示意地示出受益于根据本发明方法的示例控制电路40。输入数据由编码器31编码。将来自编码器31的输出信号58发送给激光驱动器33。激光驱动器33转换输出信号58，将控制信号52发送给激光二极管34。控制信号52是具有由低信号值(偏置功率电平)向高信号值(写入功率电平)急剧跃变的数字信号。激光二极管34提供对应于控制信号52的光信号。来自激光二极管的光信号实际上在盘37上生成数据图型。

控制电路40包括如下所述的两个控制回路。第一控制回路是激光功率控制回路。在DVD+R盘的写入期间，激光功率控制回路必须控制光信号的两个功率级别；偏置功率，这是低能量级别，它不会产生任何写入效果但允许从盘37上进行某些读取，以及准确的写入功率级别，它产生实际的凹坑。可以从一个反馈信号51中提出用于两个级别的信息。在DVD+RW设备中，控制信号也可以包括具有中间信号值的信号元素(擦除功率级别)，用于擦除盘上的数据。利用第一光敏二极管38b测量激光功率，该光敏二极管直接从激光二极管34接收部分激光并将它转换为电流。在图4中也示出了由光敏二极管38b测量的反馈信号51的实例。光敏二极管38b的解决方式也许不足以用于进行准确的采样。因此，反馈信号51的实例没有显示由高到低或者反之的急剧跃变，这些可以在控制信号52中看到。为了进行准确的采样，需要足够长的信号元素以允许反馈信号51在被采样和保持电路43采样前确定。将采样的信号值提供给写入参数校正单元42，用以调整写入参数。然后，将调整的写入参数送给激光驱动器33。

利用根据本发明的方法和设备，可以确保在某个时间帧中产生可检测信号元素。结果，控制回路可以以恒定的高速率采样反馈信号51，并且回路稳定性很高。

第二控制回路控制激光功率，用以调节用于盘37表面上的指印和黑点的激光功率。该控制回路与上述的激光功率控制回路类似。第二光敏二极管38c通过盘37表面间接测量激光功率。来自第二光敏二极管38c的反馈信号53由采样和保持电路41进行采样。将采样的信号提供给校正单元42。

为了可靠地采样对应于可检测信号元素的激光功率值，采样和保持电路41和43应该知道何时提供这样的可检测信号元素。如果采样和保持电路41和43在随机时刻采样反馈信号51和53，那么校正单元42将不会知道偏置功率级别、写入功率级别或这些级别间的跃变是否被采样，从而采样对于控制写入过程是无用的。由于可检测元素间具有不规则的距离，所以以恒定速率采样也是有问题的。因此，不管在何时提供可检测信号元素，编码器31提供采样触发信号59。

图5示出了输出部分信号58和采样触发信号59。输出信号58包括具有足够长以被准确采样的扫描宽度的三个信号元素。采样触发信号59在所述可检测信号元素的末端提供触发信号。这将允许控制电路40在适当时刻采样反馈信号51、53，并有益于控制回路的稳定。

要指出的是，上述实施例是示意而非限制本发明，本领域技术人员可以在没有背离所附权利要求的范围下设计多个备选实施例。权利要求中的任何参照符号不限制它们的范围。该词“包括”不排除除了在权利要求中列出的这些之外存在其他的部件或行为。元件之前的词“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以通过包括几个不同元件的硬件和适当编程的计算机执行。在列举几个模块的设备权利要求中，这些模块中的几个可以由同一种硬件实施。在相互不同的附加权利要求中列举的某些测量并不排除可以利用这些测量的组合。

Claims (11)

1.一种提供输出信号(58)用于将用户数据存储在数据载体(37)上的方法，所述方法包括步骤：

接收(11)所述用户数据；

根据预定编码机制对所述用户数据编码(12)，致使在具有相等信号值和至少预定扫描宽度的可检测信号元素之间获得不规则距离；以及

将所述编码的用户数据转换(13)为所述输出信号(58)；

所述编码步骤包括在所述编码的用户数据中提供(14b、15b)与所述编码机制不符的额外可检测信号元素，用以限制所述可检测信号元素间的距离。

2.根据权利要求1的方法，其中

所述编码的用户数据包括信号元素序列，所述序列表示所述用户数据的编码位；

所述序列的所述信号元素具有根据所述预定编码机制的信号值和扫描宽度，其中

所述编码包括向所述信号元素序列提供(15b)与所述编码机制不符的所述额外可检测信号元素。

3.根据权利要求1的方法，其中

所述编码的用户数据包括同步脉冲，所述同步脉冲包括至少具有预定扫描宽度的信号元素；

由所述同步脉冲的所述信号元素的不规则信号值产生不规则距离；其中

所述编码包括向同步脉冲提供(14b)与所述编码机制不符的所述额外可检测信号元素的。

4.设备(300、310)，包括：

输入端，用于接收用户数据；

编码器(31)，用于根据预定编码机制对所述用户数据编码，致使在具有相等信号值和预定的扫描宽度的可检测信号元素之间获得不规则距离；

编码控制单元(32)，用于在所述编码用户数据中提供与编码机制不符的额外可检测信号元素，用以限制所述可检测信号元素之间的距离；以及

输出单元，用于将所述编码的用户数据转换为输出信号(58)，用以将所述用户数据存储在数据载体(37)上。

5.根据权利要求4的设备(300、310)，其中

所述编码器(31)被配置为用于提供具有信号元素序列的所述编码用户数据，所述序列表示所述用户数据的编码位；

所述序列的所述信号元素具有根据所述预定编码机制的信号值和扫描宽度，其中

所述编码控制单元(32)被配置为用于向所述信号元素序列提供与所述编码机制不符的所述额外可检测信号元素。

6.根据权利要求4的设备(300、310)，其中

所述编码器(31)被配置为用于提供具有同步脉冲的编码用户数据，所述同步脉冲包括至少具有预定扫描宽度的信号元素；和

由所述同步脉冲的所述信号元素的不规则信号值产生不规则距离；其中

所述编码控制单元(32)被配置为用于提供具有与所述编码机制不符的所述额外可检测信号元素的同步脉冲。

7.根据权利要求4的设备(300、310)，进一步包括：

激光驱动单元(33、34)，用于接收所述输出信号(58)并提供激光信号用于在所述数据载体(37)上写入所述编码的用户数据；以及

至少一个反馈电路(40)，用于采样所述激光信号，并根据对应于所述可检测信号元素的激光信号的采样值来调整写入参数。

8.根据权利要求7的设备(310)，其中

所述编码器(31)被配置为用于向所述反馈电路(40)提供采样触发信号(59)，用以使所述反馈电路(40)能够对与所述可检测的信号元素对应的激光信号(51、53)的值采样。

9.根据权利要求7的设备(310)，其中

所述写入参数是激光器(34)的阈值功率级别和/或写入功率级别。

10.根据权利要求7的设备(310)，其中

所述反馈电路(40)被配置为用于控制所述数据载体(37)上的激光功率。

11.包括根据预定编码机制编码的用户数据的数据载体(37)，

所述预定的编码机制导致在具有相等信号值和至少预定扫描宽度的可检测信号元素之间产生不规则的距离；

所述编码的用户数据包括与所述编码机制不符的额外的可检测信号元素，用以限制所述可检测信号元素间的距离。

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