JP2919445B2 - データ高速伝送のためのシステムデコーダ及びトラックバッファリング制御方法 - Google Patents
データ高速伝送のためのシステムデコーダ及びトラックバッファリング制御方法Info
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Description
置のシステムデコーダに関し、特に、外部へのデータの
高速伝送のためのシステムデコーダ及びトラックバッフ
ァリング制御方法に関する。
れている情報を読み出すことのできる光ディスク技術が
約20年前に確立されて以来、LD(Laser Disc)プレー
ヤー(登録商標)やCD(Compact Disc)プレーヤーを初
め、読出し専用機器が一般の家庭に急速に普及され、こ
のような光ディスクを用いた書込み/読出し装置の実用
化も急速に進みつつある。最近は、重ね書き以外に、短
波長レーザーや書込み/読出し技術の発達に伴って光デ
ィスクの高密度化が進展しつつある。
てきており、特にMPEG2(Moving Picture Experts
Group2)は10Mbps以下の情報伝送率で現在ビデオ装置
程度の画質を再生することができる。かつ、オーディオ
分野でも多チャンネルオーディオ読出し可能なオーディ
オ圧縮手法のAC−3が登場し、上品なオーディオとマ
ルチサウンドを一般の家庭でも楽しめる。このような背
景下で登場したデジタルビデオディスク(Digital Video
(或いは、Versatile) Disc:DVD)(登録商標)と今
後登場するDVD−R(Recordable)は、従来のVTRや
CD−ROMの代わりをすると予想される。前記DVD
はデジタル動画ディスク媒体の一つであって、MPEG
2のデジタル映像を2時間以上貯蔵することができ、次
世代の高画質、高音質の普及型マルチメディア記憶装置
に好適である。
装置の概略的なブロック構成図である。図1において、
ディスク10を回転させるためにディスクモータ16が
一定速度で回転し、ヘッド12の備えられた光ピックア
ップではディスク10から読み出された情報がアナログ
の高周波(RF)信号に変換されて出力される。前記光ピ
ックアップはピックアップモータ14によって駆動され
る。前記アナログのRF信号はデータストリームESM
に再整形されてデジタル位相同期ループ(Phase Locked
Loop:PLLと称する)20とシステムデコーダ18に
伝達される。システムデコーダ18は光ピックアップ1
3から受信された前記データストリームESMに対して
復調、エラー訂正及びデスクランブリングなどを行う。
デジタルPLL20は位相比較回路、電圧制御発振器お
よぴ分周器などよりなり、光ディスク10から再生され
た信号に同期された第1クロックを発生する。ディスク
駆動制御部22は所定の同期検出部(図示せず)から提供
されるフレーム同期信号Sfに応じて周波数サーボ、位
相サーボなどを考慮してディスク回転の定線速度及びそ
の他のディスク関連動作を制御する。
VD再生装置の全般の制御動作を行う。例えば、マイコ
ン24は、オーディオ/ビデオデコーダ(Audio/Vide
o:以下、A/Vデコーダと称する)、或いはROMデ
コーダ32からのデータ伝送開始信号に応答して伝送制
御信号を出力する。そして、システムクロック発生部2
6は水晶発振器よりなり、第2クロック即ち、システム
クロックPLCKを発生し、ディスク駆動制御部22及
びエラー訂正部(図示せず)に出力する。一方、前記シス
テムデコーダ18に連結された第1メモリ28はエラー
訂正用のメモリであって、通常スタティックRAM(S
RAM)よりなり、第2メモリ30はトラックバッファ
用のメモリであって、通常ダイナミックRAM(DRA
M)よりなる。ROMデコーダ32は、主にホスト(例え
ば、個人用コンピュータ)に内装され、ホストの命令に
応じて動作し、前記システムデコーダ18から出力され
るデータを所定のインタフェース方式によって前記ホス
ト伝達する。デマルチプレクサ34はオーディオ信号と
ビデオ信号を各々AC3/MPEGオーディオデコーダ
42とMPEG2ビデオデコーダ36に出力する。従っ
て、ビデオデコーダ36とオーディオデコーダ42から
各々復号されたビデオデータ及びオーディオデータは、
NTSC(或いはPAL)エンコーダ38とデジタル/ア
ナログ変換部44に伝達され、各々モニタ40とスピー
カ46を通じて出力される。
8の詳細ブロック構成図である。図2を参照すれば、ま
ず、ヘッド12を通じて読み出されたデータストリーム
ESMはEFM(Eight−to−Fourteen Modulation)復調
部100の32ビットシフトレジスタ102と16−8
復調部104を通じて元状態に復調されて出力される。
この時、同期検出部106は前記32ビットシフトレジ
スタ102を通じてフレーム同期信号Sfを検出し、デ
ジタルPLL20に出力する。一方、16−8復調部1
04の出力は、ECCメモリ制御部108の制御下で前
記第1メモリ28に貯蔵される。その後、第1メモリ2
8に格納された復調データはECC(Error Correction
Circuit)メモリ制御部108の制御下で再びブロック単
位に読み出され、エラー訂正部110に伝達される。か
つ、前記エラー訂正部110でエラー訂正されたデータ
はECCメモリ制御部108の制御下でデスクランブラ
&エラー検出部112に伝送される。デスクランブラは
データエンコーディング過程でスクランブリングされた
データを復元し、エラー検出部ではデスクランブリング
されたデータのエラーを検出する。通常、デスクランブ
リングとエラー検出はセクタ単位に行われ、検出された
エラー情報はメインデータ(Main Data:MD)と共にト
ラックバッファメモリ制御部120の制御によって第2
メモリ30に格納される。前記トラックバッファメモリ
制御部120は、バッファ書込み制御部114、バッフ
ァ読出し制御部118、マイコンI/F部122などか
らの第2メモリ30アクセス要求信号に応じて、所定の
優先順位に従って許可信号を発生する。一方、バッファ
書込み制御部114は前記トラックバッファメモリ制御
部120の制御下でデスクランブリング及びエラー検出
完了されたデータを第2メモリ30上に書込み、バッフ
ァ読出し制御部118は前記トラックバッファメモリ制
御部120の制御下で前記第2メモリ30上に格納され
たデータを読み出し、A/VデコーダI/F部及びDV
D−ROM I/F部からなるI/F部126に出力す
る。マイコンI/F部122はシステムデコーダ18と
マイコン24の間の送受信信号をインタフェーシングす
る。
18のデータ処理過程を簡単に説明する。まず、データ
ストリームを入力して同期検出、ID検出及びデータ復
調を行った後、エラー検出及び訂正を行う。その後、エ
ラー訂正された復調データのデスクランブリング及びエ
ラー検出を行った後、トラックバッファリングを行う。
このようなデータ処理過程において、まず、トラックバ
ッファメモリ制御部120は、図2に示したように、前
記各エレメント114,118,122から発生したメ
モリアクセス要求信号に応答して所定の優先順位に従っ
て許可信号を発生し、前記トラックバッファメモリ制御
部120からの許可信号が入力されたエレメントでは第
2メモリ30から/に所定の数のワードを所定の時間の
間、読出し/書込みする。しかし、デスクランブラ&エ
ラー検出部112から入力されるメインデータMDとエ
ラー情報は、ワード単位(通常、1ワード書込み/読出
し時間は92ns)で書き込まれる。従って、他のエレ
メントで第2メモリ30をアクセスするための要求信号
が同時に発生する場合、正常に第2メモリ30をアクセ
スし得なくなり、よって外部へのデータ伝送が遅れてし
まうという問題点があった。
は、光ディスク再生装置において、高速のデータ伝送の
ためのシステムデコーダ及びそのトラックバッファリン
グ制御方法を提供することにある。
るために、本発明は、トラックバッファ用のメモリと、
前記トラックバッファ用のメモリをページモードでアク
セスするためのFIFOメモリとを有するシステムデコ
ーダが備えられた光ディスク再生装置のトラックバッフ
ァリング制御方法において、メモリアクセス要求信号に
応答してアクセス許可信号を出力し、前記アクセス要求
信号が複数のエレメントから同時に入力される場合、所
定の優先順位に従って各エレメントに許可信号を順次に
出力することを特徴とする。
形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図3は、
本発明の一実施形態によるトラックバッファ制御関連
(以下、「トラックバッファリング部」と称する。)ブロ
ック構成図、図4は、図3のトラックバッファメモリの
第2メモリ30のマップ図である。
よるトラックバッファリング部は、バッファ書込み制御
部114の入力端とバッファ読出し制御部118の出力
端に各々第1及び第2FIFO(First−In,First−Ou
t)メモリ128,130が連結されることを除いては、
従来のトラックバッファリング部と同一な構成を有す
る。前記第1及び第2FIFOメモリ128,130
は、各々デスクランブラ&エラー検出部112と第2メ
モリ30からメインデータを受信して先入先出方式で出
力する。通常、DRAMよりなるトラックバッファ用メ
モリ30に所定時間内でアクセス数を増やすためには、
ページモードでDRAMをアクセスすることが好まし
い。ページモードでDRAMをアクセスする場合、一回
に読出し/書込むべきデータの量が増加するに伴って、
第1及び第2FIFOメモリ128,130の大きさが
大きくなるのを防止するために、アクセスするワード数
を本実施形態では8ワードと仮定する。
メモリ30に書き込まれるメインデータMDはセクタ単
位に記録及び伝送され、エラー情報もセクタ単位に発生
する。従って、第2メモリ30は、図4に示したよう
に、データ領域、エラー情報領域及びマイコン領域より
なる。データ領域はメインデータMDの書き込まれる領
域であって、1032ワード(1セクタ=2064バイ
ト)単位に記録され、エラー情報領域はデータ領域に記
録されたメインデータMDに対するエラー情報が記録さ
れる領域であって、メインデータMD1セクタのエラー
情報を記録するために1ワードが用いられる。即ち、デ
ータ領域の開始位置からn番目のセクタに対するエラー
情報はエラー情報領域の開始位置からn番目のワードに
記録される。実際には、1ビットだけでエラー情報を表
示できるが、エラー情報の書込み/読出しの便利性を図
るためにワード単位に表示する。マイコン領域は、マイ
コンが必要情報を随時書込み/読出しできるマイコン専
用領域である。前記図3に示したように、第2メモリ3
0は、バッファ書込み制御部114、バッファ読出し制
御部118、マイコンI/F部122及びリフレッシュ
部132よりアクセスされ、このうち二つ以上のエレメ
ントから同時に第2メモリ30アクセス要求信号req
1〜req4が発生すると、トラックバッファメモリ制
御部120では高い優先順位を有するエレメントに許可
信号ack1〜ack4を発生する。次いで、許可信号
が印加されたエレメントでは第2メモリ30をアクセス
する。
バッファリング制御過程を説明する。まず、メインデー
タMD及びエラー情報が第2メモリ上に書き込まれる過
程を説明すれば、エラー訂正完了されたメインデータM
Dはセクタ単位にデスクランブリング及びエラー検出さ
れた後、前記デスクランブラ&エラー検出部112から
出力されたメインデータMDおよびエラー情報は、各々
第2メモリ30上のデータ領域及びエラー情報領域に書
き込まれる。4倍速のDVD再生装置では、358μs
当たり1033ワード(メインデータ(1032ワード)
+エラー情報(1ワード))のデータが書き込まれるべき
である。そして、第1FIFOメモリ128のメインデ
ータMDをページモードで書き込む時、一回のページモ
ード書込みにかかる時間は266nsである。しかし、
実際には、システムクロックPLCKをメインクロック
として第2メモリ30制御信号を発生すべきなので、2
87nsが所要される。従って、1セクタのメインデー
タMDは1032ワードなので、129回のページモー
ド書込みが行われるべきであり、2.775μs毎に書
込み動作が行われる。かつ、エラー情報は1セクタに1
ワードを書込み、1ワードを単独に書き込む際にかかる
時間は92.6nsである。従って、1セクタのデータ
とエラー情報を書き込むにかかる時間は358μsのう
ち、下式のように37.116μsとなる。 287ns×129+92.6ns=37.116μs
の読出し動作を説明する。まず、(SCSI、ATAP
I等の)PIO4モード下で第2メモリ30上に書き込
まれているデータを外部に伝送する時の最大伝送率は1
6.5Mbps以上になるべきである。最大伝送率を20Mbp
sに増加させるためには、1セクタのデータが第2メモ
リ30に入力される時間の358μs当たり7160バ
イトが読み出されるべきである。従って、一回のページ
モード読出し時に8ワードずつ読み出せば、448回の
ページモード読出しが行われるべきである。従って、7
79nsごとにページモード読出しが行われると最大伝
送率の20Mbpsを満足できる。そして、最大伝送率の2
0Mbpsの伝送率で伝送される時、第2メモリ30をアク
セスする時間は下式のように128.668μsとな
る。 287ns×448+92.6ns=128.668μs
ード書込みのように8ワードずつ読み出すと、一回のペ
ージ読出し時に287nsかかるので、20Mbpsで伝送
中に779ns毎にページモードが行われ、一回のペー
ジモード読出しには287nsが所要されるので、毎度
492nsの空き時間を有する。該空き時間は、一回の
ページモード書込みと一回の単一ワードアクセス、そし
て一回のリフレッシュが可能な時間であるので、四つの
エレメントで同時に第2メモリ30アクセス要求が生じ
ても容易に処理できる。
ス過程を説明する。まず、マイコンは第2メモリ30を
補助メモリとして用い得る。即ち、ボリューム情報やD
SI情報などを所望の位置に/から書込み/読出すため
に第2メモリ30をアクセスする。マイコン24はワー
ド又はバイト単位で必要な情報を書込み/読出しする
が、場合によって時間当たり書込み/読出しするデータ
の数が変わる。言い換えれば、ページモード読出しとペ
ージモード書込みが連続して行われている区間ではアク
セスし得るデータの数が減り、第2メモリ30をアクセ
スしないエレメントが多いほど第2メモリ30をアクセ
スし得る機会が増える。しかし、マイコンが少なくとも
779ns内に一回以上第2メモリ30をアクセスする
と、第2メモリ30が最も頻繁にアクセスされている場
合にも358ns内に448ワードは読出し/書込みで
きる。
用いてページモードで読出し/書込み動作を制御するこ
とによってPIO4モードで要求される16.5Mbpsは
勿論、20Mbpsまでの伝送率を有し得る。
DVD再生装置のシステムデコーダのトラックバッファ
リング部にFIFOメモリをさらに備え、ページモード
で読出し/書込みを行うことによってデータを高速に伝
送し得る。
構成図である。
ク構成図である。
リング部のブロック構成図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 光ディスク上に書き込まれている情報を
再生する光ディスク再生装置のシステムデコーダにおい
て、 トラックバッファ用のメモリと、 デスクランブリング及びエラー検出完了されたデータが
入力されて複数のワード単位に出力される第1FIFO
メモリと、 前記トラックバッファ用のメモリから入力されるデータ
を複数のワード単位に出力する第2FIFOメモリと、 前記第1FIFOメモリ上のデータをページモードで前
記トラックバッファ用のメモリ上に書込み、前記トラッ
クバッファ用のメモリ上に書き込まれているデータをペ
ージモードで読み出し、前記第2FIFOメモリに出力
するトラックバッファ制御部とを含むことを特徴とする
光ディスク再生装置のシステムデコーダ。 - 【請求項2】 前記トラックバッファ用のメモリは、 メインデータの記録される領域と、 前記メインデータに対するエラー情報が記録されるエラ
ー情報領域と、 前記光ディスク再生装置のマイコンがデータをアクセス
し得るマイコン専用領域と、 に区画されることを特徴とする請求項1記載の光ディス
ク再生装置のシステムデコーダ。 - 【請求項3】 前記光ディスクは、デジタルビデオディ
スクであることを特徴とする請求項2記載の光ディスク
再生装置のシステムデコーダ。 - 【請求項4】 デスクランブリング及びエラー検出完了
されたデータが入力される第1FIFOメモリと、 該第1FIFOメモリから複数のワード単位にデータが
入力されるトラックバッファ用のメモリと、 該トラックバッファ用のメモリから複数のワード単位で
データが入力される第2FIFOメモリとを 有するシス
テムデコーダを具備する光ディスク再生装置のトラック
バッファリング制御方法において、 メモリアクセス要求信号に応答して許可信号を出力し、 前記メモリアクセス要求信号が複数のエレメントから同
時に入力される場合、所定の優先順位に従って許可信号
を前記各エレメントに順次に出力することを特徴とする
トラックバッファリング制御方法。
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