CN1490811A - 用于在光盘***中逐字加扰和解扰数据的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于在光盘***中逐字加扰和解扰数据的装置和方法。该装置包括：比特存储装置，存储至少15个比特；计算装置，在一个时钟周期内并行计算比特存储装置的第1－第15比特，并且将计算结果向回输入比特存储装置。计算装置对下列执行异或逻辑运算：第7比特和第15比特；第1比特、第8比特和第12比特；第2比特、第9比特和第13比特；第3比特、第10比特和第14比特；第4比特、第11比特和第15比特；第1比特和第5比特；第2比特和第6比特；第3比特和第7比特；第4比特和第8比特；第5比特和第9比特；第6比特和第10比特；第7比特和第11比特；第8比特和第12比特；第9比特和第13比特；第10比特和第14比特。

Description

用于在光盘***中逐字加扰和解扰数据的装置和方法
本申请要求2002年10月7日在韩国专利局提交的韩国专利申请第2002-61047号的优先权，在此将其内容整体引用作为参考。
技术领域
本发明涉及一种光盘***，具体涉及一种用于加扰和解扰在处理DVD***的数字信号的集成电路中的数字多用途盘(DVD)数据的装置和方法。
背景技术
光盘***在诸如致密盘(CD)或DVD的光盘上记录数据，并且再现记录在光盘上的数据。具体上，在利用光盘再现器再现存储在光盘上的数字数据的时候，使用拾取器件来向光盘的磁道上照射激光束，根据反射光的强度的变化来检测是否在光盘上存在凹坑，并且使用检测结果来再现数字数据。这样的光盘再现器如图1所示。
图1是传统光盘再现器的方框图。如图1所示，传统的光盘再现器包括伺服单元110、射频(RF)单元120、数字信号处理器(DSP)130、存储器140、MPEG单元150。
RF单元120将从光盘170反射的光转换为电信号，并且输出数据信号和各种差错信号。伺服单元110将从RF单元120输出的数据信号和差错信号转换为数字信号，并且响应于差错信号而控制光盘170。
DSP单元130接收在RF单元120中通过限幅而被转换为数字信号的信号，并且对信号执行各种信号处理操作，诸如EFM解调、纠错和解扰。在此，在每个信号处理操作期间产生的数据被暂时存储在存储器140中。如果由EFM解调器131解调的数据被存储在存储器140中，则纠错块132从存储器提取EFM解调数据，并且对EFM解调数据执行纠错。纠错数据被存储在存储器140中，然后被解扰器133解扰。
已经通过这样的数字信号处理的数据在MPEG单元150中被MPEG解码，并且然后该被MPEG解码的数据被输出到显示器或扬声器160。
按照适用于仅仅用于被再现的光盘的DVD标准，根据下列来加扰将被记录在盘上的数据。首先，如图2所示，产生加扰字节。为了产生这样的加扰字节，一般使用线性反馈移位寄存器(LFSR)200。LFSR是由15个比特构成的移位寄存器，并且被按照初始设置值而被设置为预定的初始值，如图3所示。例如，当初始设置值是‘OH’时，LFSR 200被初始化为‘0001H’。当初始设置值是‘1H’时，LFSR 200被初始化为‘5500H’。一般，用于确定LFSR200的初始值的初始设置值依序按照扇区而变化。在图2所示的LFSR 200的15个比特中，8个低位R1-R8被用作加扰比特。
图2所示的LFSR 200对第11比特R11和第15比特R15执行异或运算，并且在第1比特R1中输入异或逻辑运算的结果。其后，R1到R15的15个比特被逐个移位。交替执行异或和移位运算。图4示出了在执行异或逻辑运算和移位运算8次之后获得的LFSR 200的第1到第15比特R1-R15。在图4所示的第1到第15比特R1-R15中，8个低比特R1-R8被用作加扰比特。通过对数据和加扰字节执行异或逻辑运算来执行加扰，如下方程(1)所示。
                  SD＝UDSB          ...(1)
在方程(1)中，UD表示在被加扰前的数据，SB表示加扰字节，SD表示加扰的数据，表示异或逻辑运算。
为了从加扰的数据检索原始数据，加扰的数据被解扰。通过对加扰的数据和加扰字节执行异或逻辑运算来执行解扰，如下方程(2)所示。
                  UD＝SDSB           ...(2)
为了获得加扰字节，在现有技术中执行逐位运算。按照传统的技术，使用8个时钟周期来通过对每个时钟周期的一个比特执行预定的运算来获得一个加扰字节。
但是，在多数DVD***中当前采用的存储器大多数是以DVD的16倍速操作的同步DRAM器件。以16倍速操作的器件表示16个比特被同时输入到器件或从器件输出。因此，可以一次对16个比特操作来自存储器的加扰字节。因此，如果产生加扰字节以便每个时钟周期产生16个比特，则加扰和解扰的速度将提高。
发明内容
本发明提供了一种用于产生加扰字的装置和一种用于加扰和解扰在DVD***中的数据的装置，它们可以提高加扰和解扰数据的速度。
本发明也提供了一种用于加扰和解扰在DVD***中的数据的方法，它可以提高加扰和解扰数据的速度。
按照本发明的一个方面，提供了一种用于在光盘***中加扰和解扰数据的装置。所述装置包括一个移位寄存器，它被初始化为预定的初始值，并且利用预定的并行操作一次产生16比特的加扰字。异或逻辑运算对加扰字和对应于加扰字的加扰数据或解扰数据的每个比特执行异或逻辑运算。
在一个实施例中，移位寄存器是15比特的移位寄存器。
在一个实施例中，移位寄存器对下列执行异或逻辑运算：第7比特和第15比特；第1比特、第8比特和第12比特；第2比特、第9比特和第13比特；第3比特、第10比特和第14比特；第4比特、第11比特和第15比特；第1比特和第5比特；第2比特和第6比特；第3比特和第7比特；第4比特和第8比特；第5比特和第9比特；第6比特和第10比特；第7比特和第11比特；第8比特和第12比特；第9比特和第13比特；第10比特和第14比特。移位寄存器在第1-15比特中分别存储异或运算的结果。
在一个实施例中，加扰字的8个高位是移位寄存器的第1-8比特，加扰字的8个低位是对下列执行异或运算的结果：第4比特和第8比特；第5比特和第9比特；第6比特和第10比特；第7比特和第11比特；第8比特和第12比特；第9比特和第13比特；第10比特和第14比特；第11比特和第15比特。
在一个实施例中，在光盘***中从存储器一次并行读取加扰数据或解扰数据的16个比特。
按照本发明的另一个方面，提供了一种用于产生用以在光盘***中加扰和解扰数据的加扰字的装置。所述装置包括：比特存储装置，它存储至少15个比特；计算装置，它在一个时钟周期期间并行计算比特存储装置的第1到第15比特，并且向比特存储装置向回输入计算的结果。计算装置对下列执行异或逻辑运算：第7比特和第15比特；第1比特、第8比特和第12比特；第2比特、第9比特和第13比特；第3比特、第10比特和第14比特；第4比特、第11比特和第15比特；第1比特和第5比特；第2比特和第6比特；第3比特和第7比特；第4比特和第8比特；第5比特和第9比特；第6比特和第10比特；第7比特和第11比特；第8比特和第12比特；第9比特和第13比特；第10比特和第14比特。计算装置向比特存储装置输入异或逻辑运算的结果。
在一个实施例中，加扰字的8个高位是比特存储装置的第1-8比特，加扰字的8个低位是对下列执行异或运算的结果：第4比特和第8比特；第5比特和第9比特；第6比特和第10比特；第7比特和第11比特；第8比特和第12比特；第9比特和第13比特；第10比特和第14比特；第11比特和第15比特。
按照本发明的另一个方面，提供了一种用于在光盘***中加扰和解扰数据的方法。所述方法包括：(a)产生预定的加扰字，(b)对加扰字和加扰数据或解扰数据执行异或运算。加扰字包括16个比特，并且通过利用移位寄存器执行的并行操作来被产生。
在一个实施例中，步骤(a)包括对对下列执行异或逻辑运算：第7比特和第15比特；第1比特、第8比特和第12比特；第2比特、第9比特和第13比特；第3比特、第10比特和第14比特；第4比特、第11比特和第15比特；第1比特和第5比特；第2比特和第6比特；第3比特和第7比特；第4比特和第8比特；第5比特和第9比特；第6比特和第10比特；第7比特和第11比特；第8比特和第12比特；第9比特和第13比特；第10比特和第14比特，并且在第1-15比特中分别存储异或逻辑运算的结果。
在一个实施例中，步骤(a)包括产生移位寄存器的第1-8比特来作为加扰字的8个高位，并且产生对下列执行的异或逻辑运算的结果来作为加扰字的8个低位：第4比特和第8比特；第5比特和第9比特；第6比特和第10比特；第7比特和第11比特；第8比特和第12比特；第9比特和第13比特；第10比特和第14比特；第11比特和第15比特。
附图说明
通过如附图所示的对本发明的优选实施例的更具体的说明，本发明的上述和其他目的、特点和优点将会变得更加清楚，在附图中，在不同的视图中，同样的附图标号指同样的元件。附图并不必按比例，而是重点放在图解本发明的原理上。
图1示出了传统的光盘再现器的方框图；
图2示出了用于遵照DVD标准而产生加扰字节的线性反馈移位寄存器(LFSR)的图；
图3示出了图2所示的LFSR的初始设置值和它们各自的初始值的表；
图4示出了通过利用图2所示的LFSR执行8次异或逻辑运算和移位运算而获得的值的表；
图5示出了根据本发明的一个实施例的用于加扰和解扰数据的装置的方框图；
图6示出了图5所示的LFSR的电路图；以及
图7示出了在一个时钟周期期间在图6所示的LFSR中执行的操作的结果的表。
具体实施方式
图5是按照本发明的一个优选实施例的用于加扰和解扰数据的装置的方框图。如图5所示，用于加扰和解扰数据的装置包括LFSR 500。在解扰数据的情况下，对由LFSR 500产生的加扰数据SD的每个比特和加扰字SW执行异或逻辑运算，然后输出解扰的数据UD。在加扰数据的情况下，对进行加扰的解扰数据UD的每个比特、加扰字SW执行异或逻辑运算，然后输出加扰数据SD。
图6示出了图5所示的LFSR的电路图。如图6所示，LFSR 500包括15个比特。LFSR 500被初始化为与图2所示的初始设置值相对应的初始值。在一个时钟周期期间的LFSR 500的运算是按照下列进行的：
LFSR 500对第一比特R1和第5比特R5执行异或逻辑运算，并且在第6比特R6中存储异或逻辑运算的结果。同时，LFSR 500对下列执行异或逻辑运算：第二比特R2和第6比特R6；第3比特R3和第7比特R7；第4比特R4和第8比特R8；第5比特R5和第9比特R9；第6比特R6和笫10比特R10；第7比特R7和第11比特R11；第8比特R8和第12比特R12；第9比特R9和第13比特R13；第10比特和第14比特R14，并且分别在第7到第15比特中存储异或逻辑运算的结果。
同时，LFSR 500对下列执行异或逻辑运算：第7比特和第15比特；第1比特、第8比特和第12比特；第2比特、第9比特和第13比特；第3比特、第10比特和第14比特；第4比特、第11比特和第15比特；并且分别在第1-5比特R1-R5中存储异或逻辑运算的结果。
在已经通过上述处理的第1-15比特R1-R15中，第1-8比特R1-8被用作加扰字SW的高加扰字节(USB)。
如上所述，LFSR 500在计算对于时钟周期n+1的第1-15比特R1-R15期间输出低加扰字节(LSB)。LFSR 500在前一个时钟周期n中输出对在第1-15比特R1-R15中的8个比特对执行异或逻辑运算的结果来分别作为低加扰字节(LSB)的第1-8比特LSB1-LSB8。所述8个比特对是第4比特R4和第8比特R8、第5比特R5和第9比特R9、第6比特R6和第10比特R10、第7比特R7和第11比特R11、第8比特R8和第12比特R12、第9比特R9和第13比特R13、第10比特R10和第14比特R14、第11比特R11和第15比特R15。
在本发明中，在一个时钟周期期间计算和并行输出16比特的加扰字节，因此，与现有技术中计算8比特的加扰字节然后计算8比特的随后的加扰字节相比较，加扰和解扰数据所需要的时间降低。即，因为在现有技术中一次产生8比特的加扰字节，仅仅可以一次加扰和解扰8比特的数据。另一方面，因为在本发明中，逐字地产生加扰字，即一次产生一个加扰字的两个字节，因此有可能逐字地加扰和解扰数据。
图7示出了在一个时钟周期期间在图6所示的LFSR中执行的操作的结果的表。作为在LFSR 500中执行的预定操作的结果，获得对于随后的时钟周期n+1的LFSR 500的第1-15比特LFSR(n+1)、上加扰字节USB的8个比特、下加扰字节的LSB的8个比特。
作为图6所示的LFSR 500的操作的结果，利用在当前时钟周期n中的LFSR 500的第1-15比特LFSR(n)获得了在随后的时钟周期n+1中的第1-15比特LFSR(n+1)，如图7所示。在随后的时钟周期n+1中的LFSR 500的第1-15比特LFSR(n+1)中，LFSR 500的第1-18比特被用作上加扰字节USB的8个比特。同时，利用在当前时钟周期n中的LFSR 500的第1-15比特LFSR(n)获得了下加扰字节LSB的8个比特，如图7所示。
通过对16比特的加扰数据的每个比特和由上加扰字节USB和下加扰字节LSB组成的加扰字Sw执行异或运算来获得加扰数据。
为了访问存储器，必须进行应用行地址、应用列地址和从与地址对应的存储单元读取数据的处理，并且一般使用4个时钟周期来执行这样的处理。假定使用四个时钟周期来访问存储器，按照本发明，使用四个时钟周期来访问16比特的数据。逐个扇区地执行格式化DVD的处理，并且DVD的一个扇区包括2048个字节。因此，按照本发明，需要2048*2时钟周期来访问存储器，以便解扰在一个扇区中存储的数据。
让我们假定存在一个能够逐个字节地解扰数据的***。即使在与本发明相同的条件下，***需要2048*2时钟周期来访问存储器，以便解扰在一个扇区中存储的数据。即，***需要本发明中所需要的两倍的时间。
按照本发明，在一个时钟周期期间并行计算用于在光盘***中加扰和解扰数据的两个加扰字节。因此，在光盘***中加扰和解扰数据所需要的时间降低，这改善了光盘***的操作速度。
虽然已经参照本发明的实施例具体示出和说明了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。

Claims (11)

1.一种用于在光盘***中加扰和解扰数据的装置，所述装置包括：
移位寄存器，被以预定的初始值初始化，并且利用预定的并行操作而一次产生16比特的加扰字；
异或逻辑运算器，对加扰字和对应于加扰字的加扰数据或解扰数据的每个比特执行异或逻辑运算。
2.按照权利要求1的装置，其中移位寄存器是15比特的移位寄存器。
3.按照权利要求2的装置，其中移位寄存器对下列执行异或逻辑运算：第7比特和第15比特；第1比特、第8比特和第12比特；第2比特、第9比特和第13比特；第3比特、第10比特和第14比特；第4比特、第11比特和第15比特；第1比特和第5比特；第2比特和第6比特；第3比特和第7比特；第4比特和第8比特；第5比特和第9比特；第6比特和第10比特；第7比特和第11比特；第8比特和第12比特；第9比特和第13比特；第10比特和第14比特，并且在第1至15比特中分别存储异或运算的结果。
4.按照权利要求3的装置，其中加扰字的8个高位是移位寄存器的第1至8比特，加扰字的8个低位是对下列执行异或运算的结果：第4比特和第8比特；第5比特和第9比特；第6比特和第10比特；第7比特和第11比特；第8比特和第12比特；第9比特和第13比特；第10比特和第14比特；第11比特和第15比特。
5.按照权利要求1的装置，其中在光盘***中从存储器一次并行读取加扰数据或解扰数据的16个比特。
6.一种用于产生用以在光盘***中加扰和解扰数据的加扰字的装置，所述装置包括：
比特存储装置，存储至少15个比特；以及
计算装置，在一个时钟周期期间并行计算比特存储装置的第1到第15比特，并且向比特存储装置向回输入计算的结果，
其中，计算装置对下列执行异或逻辑运算：第7比特和第15比特；第1比特、第8比特和第12比特；第2比特、第9比特和第13比特；第3比特、第10比特和第14比特；第4比特、第11比特和第15比特；第1比特和第5比特；第2比特和第6比特；第3比特和第7比特；第4比特和第8比特；第5比特和第9比特；第6比特和第10比特；第7比特和第11比特；第8比特和第12比特；第9比特和第13比特；第10比特和第14比特，并且向比特存储装置输入异或逻辑运算的结果。
7.按照权利要求6的装置，其中加扰字的8个高位是比特存储装置的第1-8比特，加扰字的8个低位是对下列执行异或运算的结果：第4比特和第8比特；第5比特和第9比特；第6比特和第10比特；第7比特和第11比特；第8比特和第12比特；第9比特和第13比特；第10比特和第14比特；第11比特和第15比特。
8.一种用于在光盘***中加扰和解扰数据的方法，所述方法包括：
(a)产生预定的加扰字；以及
（b)对加扰字和加扰数据或解扰数据执行异或运算，
其中加扰字包括16个比特，并且通过利用移位寄存器执行的并行操作来被产生。
9.按照权利要求8的方法，其中移位寄存器是15比特的移位寄存器。
10.按照权利要求9的方法，其中步骤(a)包括对下列执行异或逻辑运算：第7比特和第15比特；第1比特、第8比特和第12比特；第2比特、第9比特和第13比特；第3比特、第10比特和第14比特；第4比特、第11比特和第15比特；第1比特和第5比特；第2比特和第6比特；第3比特和第7比特；第4比特和第8比特；第5比特和第9比特；第6比特和第10比特；第7比特和第11比特；第8比特和第12比特；第9比特和第13比特；第10比特和第14比特，并且在第1至15比特中分别存储异或逻辑运算的结果。
11.按照权利要求10的方法，其中步骤(a)包括：
产生移位寄存器的第1至8比特来作为加扰字的8个高位；以及
产生对下列执行的异或逻辑运算的结果来作为加扰字的8个低位：第4比特和第8比特；第5比特和第9比特；第6比特和第10比特；第7比特和第11比特；第8比特和第12比特；第9比特和第13比特；第10比特和第14比特；第11比特和第15比特。
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