KR0176866B1 - 기록 재생용 디스크와 그의 정보 기록 장치 및 방법과 복호 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기록 재새용 디스크와 그의 정보 기록 장치 및 방법과 복호 장치에 관한 것으로 종래의 워블 그루브(Wobble Groove)방식은 그루브를 워블링시킴으로써 랜드(land) 영역을 사용할 수 없고, 고밀도 기록을 위하여 방사상의(radial) 에러 신호를 검출하기 쉽지 않으며, 정확한 어드레스 위치를 선정하기 어려운 문제점이 있고, 또한, 종래의 동기 패턴을 형성하는 방식은 워블 그루브 방식의 문제점을 대부분 개선하였으나 기존의 디스크와 물리적인 호환성이 없고 디스크의 최대 용량을 사용하지 못하는 비효율적인 문제점이 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 그루브 상에서 일정 간격으로 형성된 동기 패턴에 어드레스 정보를 기록함에 의해 기존의 디스크와 물리적 호환성을 유지할 수 있도록 함과 아울러 정확한 스핀들 회전 서보를 제어할 수 있도록 창안한 것으로, 본 발명은 기존의 재생 전용 기기의 물리적 포맷과 동일하게 구현할 수 있고, 디스크의 반사율과 land/Groove 트랙킹 부분만 수용하면 기록된 디스크를 기존의 재생 기기에서 재생할 수 있으며, 또한 일반적으로 어드레스 정보를 랜덤하게 기록하는 것과는 달리 어드레스 정보를 일정 위치에 기록함으로 디스크의 복제 방지로 가능하게 할 수 있다.

Description

기록 재생용 디스크와 그의 정보 기록 장치 및 방법과 복호 장치

제1도는 종래 디스크의 구조를 보인 평면도.

제2도는 제1도에서 에러 신호의 파형도.

제3도는 제1도에서 그루브 워블을 보인 예시도.

제4도는 본 발명 디스크의 구조를 보인 사시도.

제5도는 EFMplus 동기를 보인 예시도.

제6도는 EFMplus의 프레임 구조를 보인 예시도.

제7도는 동기 패턴의 예시도.

제8도는 본 발명의 동기 어드레스를 보인 예시도.

제9도는 본 발명의 복호 장치의 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

201 : 그루브(groove) 202 : 랜드(land)

203 : 경사면 204, 205 : 동기 패턴

210, 220 : 플립플롭 211 : 배탁적 오아게이트

212, 213 : 게이트 어레이부 214 : 인버터

215, 219 : 오아게이트 216∼218 : 비교부

본 발명은 콤팩트 디스크의 어드레스 부여에 관한 것으로 특히, 기록 재생 가능한 디스크에서 데이터를 효율적으로 기록, 재생할 수 있도록 동기패턴에 어드레스를 부여하여 스핀들 회전 서보 제어 및 랜덤 액세스가 가능하도록 한 기록 재생용 디스크와 그의 정보 기록 장치 및 방법과 복호장치에 관한 것이다.

일반적으로 씨디(CD)는 정밀한 마스터링 머신(mastering machine)에 의해 필요한 데이터를 나선을 따라 홈(pit)형태로 기록하였기 때문에 재생시 트랙킹(tracking) 및 회전(rotation)서보에 아무런 문제가 없다.

그러나, 기록 재생용 디스크를 형성하기 위해서는 다음의 3가지 조건을 만족하여야 한다.

1) 데이터 리드/라이트가 가능하도록 트랙킹 서보가 되어야 하고, 2) 원하는 회전 속도를 구현하기 위한 회전 서보가 되어야 하며, 3) 랜덤 액세스가될 수 있도록 어드레스 정보를 가지고 있어야 한다.

종래에는 상기의 3가지 조건을 만족하는 방식으로 Orange Boot Part I/II에 제시된 워블 그루브(wobble groove)방식이 있다.

이러한 종래 방식의 디스크 구조는 제1도에 도시된 바와 같이, 폭이 1.0∼1.2㎛인 그루브(101)(102)간의 중심 간격을 1.6㎛로 함과 아울러 깊이를 λ/9∼λ/7가 되도록 하여 나선을 형성하고, 상기 각 그루브(101)(102)사이에 여유면(103)을 형성함과 아울러 상기 각 그루브(101)(102)에 워블(wobble)을 주어 형성하게 된다.

이와같은 종래 방식의 디스크를 재생하는 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

제1도와 같은 구조로 형성된 디스크의 재생을 시작하면 실제의 트랙킹은 제3도에 도시된 바와 같이 평균 중심선(111)을 따라 저주파수 영역에서 이루어진다.

여기서, 각 그루브(101)(102)는 제3도에 도시된 바와 같이, 실제 중심선(111)과 평균 중심선(112)간에 워블 진폭(113)을 갖게 된다.

이때, 제3도와 같은 각 그루브(101(102)의 워블(wobble)에 의해 트랙킹 에러 신호가 검출되는데, 이 트랙킹 에러 신호는 제2도와 같은 파형으로 검출되어진다.

이에 따라, 트랙킹 에러 신호를 분석하여 디스크의 회전 속도를 판단함에 의해 스핀들 회전 서보를 제어하여 정상적인 재생 동작을 수행하도록 한다.

그리고, 종래의 다른 실시예로는 워블을 갖도록 형성된 그루브상에 일정 간격으로 동기 패턴을 기록하고 연이어 어드레스 정보를 프리-포멧(free-format)하게 형성한 방식으로, 이 방식은 zonal-CLV, CAV, zonal-CAV 등으로 회전 서보를 구현하게 된다.

그러나, 종래의 워블 그루브(Wobble Groove)방식은 그루브를 워블링시킴으로써 랜드(land) 영역을 사용할 수 없고, 고밀도 기록을 위하여 방사상의(radial) 에러 신호를 검출하기 쉽지 않으며, 정확한 어드레스 위치를 선정하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 종래의 동기 패턴을 형성하는 방식은 워블 그루브 방식의 문제점을 대부분 개선하였으나 기존의 디스크와 물리적인 호환성이 없고 디스크의 최대 용량을 사용하지 못하는 비효율적인 문제점이 있다.

본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 그루브 상에서 일정 간격으로 형성된 동기 패턴에 어드레스 정보를 기록함에 의해 기존의 디스크와 물리적 호환성을 유지할 수 있도록 하고 또한, 디스크의 검출 정보를 분석하여 어드레스 정보에 따라 정확한 스핀들 회전 서보를 제어할 수 있도록 하여 디스크의 용량을 최대한으로 사용할 수있도록 창안한 기록 재생용 디스크와 그의 정보 기록 장치 및 방법과 복호 장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적 달성을 위하여 랜드(land)와 그루브(groove)를 교대로 요철이 되도록 하여 인접한 2개의 랜드, 그루브간의 중심 간격(TP)이 1.6㎛가 됨과 아울러 소정의 높이(h)를 갖도록 형성하고 상기 인접한 2개의 랜드, 그루브사이에 임의의 각(Θ)을 갖는 경사면을 형성하며 상기 랜드, 그루부에 일정 간격으로 각기 동기 패턴을 형성하여 어드레스 정보를 부가하도록 구성한다.

상기에서 인접한 2개의 랜드(land), 그루브(groove)에 대해 λ/9∼λ/7의 높이(h)를 갖도록 형성된 그루브에 마스킹(masking)된 동기 패턴은 평면에 대하여 소정의 깊이를 갖도록 형성하고, 상기 랜드는 평면에 대하여 소정의 높이를 갖도록 동기 패턴을 마스킹하게 된다.

상기에서 랜드(land), 그루브(groove)는 워블(wobble)이 없이 인접한 랜드, 그루브와 일정 간격을 유지하도록 형성한다.

또한, 본 발명은 상기의 다른 목적을 달성하기 위하여 EFMplus 프레임 구조를 채택하여 28개의 동기 패턴중 24개는 어드레스 정보를 기록하고, 나머지 4개는 에러 정정 코드를 기록한다.

여기서,동기 패턴은 각기 2가지 값을 갖는 3개의 코드(S1∼S3)로 구현된다/

그리고, 본 발명은 상기의 다른 목적을 달성하기 위하여 디스크에서 재생된 고주파 입력신호를 샘플링하는 제1 래치 수단과, 이 제1 래치수단의 출력신호를 순차적으로 샘플링하여 소정 시간 간격의 신호를 출력하는 제1 게이트 어레이 수단과, 고주차 입력신호와 상기 제1 래치 수단의 출력 신호를 배타적 논리합하는 제1 논리 게이트와, 이 배탁적 논리 게이트의 출력신호를 순차적으로 샘플링하는 제2 게이트 어레이 수단과, 이 제2 게이트 어레이 수단의 병렬 데이터를 입력으로 하여 어드레스 동기 패턴과 일치하는지 비교하는 제1 비교 수단과, 상기 제2 게이트 어레이 수단의 병렬 데이터를 입력으로 하여 C1 동기 패턴과 일치하는지 비교하는 제2 비교 수단과, 상기 제2 게이트 어레이 수단의 병렬 데이터를 입력으로 하여 영역 동기 패턴과 일치하는지 비교함에 의해 어드레스의 최상위 비트를 출력하는 제3비교 수단과, 상기 제1∼제3 비교 수단의 출력 신호를 논리합하여 회전 서보 제어 신호를 출력하는 제2 논리 게이트와, 상기 제1 게이트 어레이 수단에서 소정 시간 간격으로 샘플링된 신호를 논리 조합하는 연산 수단과, 상기 제2 논리 게이트의 출력을 클럭으로 하여 상기 연산 수단의 출력 신호를 샘플링함에 의해 패턴 검출 신호를 출력하는 제2 래치 수단으로 구성한다.

상기 제1,제2게이트 어레이 수단은 입력 신호를 순차적으로 샘플링하도록 다수개의 플립플롭을 직렬 접속하여 구성한다.

상기 연산 수단은 제1 게이트 어레이 수단의 제1 출력 신호를 반전하는 인버터와, 이 인버터의 출력 신호와 상기 제1 게이트 어레이 수단의 제2 출력 신호를 논리합하는 오아게이트로 구성한다.

이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하며 다음과 같다.

제4도는 본 발명 방식의 구조도로서 이에 도시한 바와 같이, 중심 간격(TP)이 1.6㎛인 그루브(groove)(201)와 랜드(land)(202)를 교대로 요철이 되도록 하여 나선으로 형성하고, 상기 그루브(201)가 상기 랜드(202)의 평면에 대해 소정의 높이(h)를 갖도록하며, 상기 그루브(201)와 랜드(202)간의 경사면(203)을 상기 랜드(202)의 평면에 대해 임의의 각(Θ)을 갖도록 하고, 상기 그루브(201)와 랜드(202)에 소정 간격으로 형성된 동기 패턴에 어드레스를 부가하여 구성한다.

상기 그루브(201)의 동기 패턴은 평면에 대해 소정 깊이를 갖도록 형성하고, 상기 랜드(202)의 동기 패턴은 평면에 대해 소정 깊이를 갖도록 형성한다.

상기 그루브(201)의 높이(h)는 트랙킹 서보를 위하여 λ/9∼λ/7이 되도록 형성한다.

상기 그루브(201)와 랜드(202)는 워블(wobble)이 없이 일정 간격을 유지하도록 형성한다.

또한 본 발명의 정보 복호 장치는 제9도의 블록도에 도시한 바와 같이, 디스크에서 재생된 고주파 입력 신호(RF)를 샘플링하는 플립플롭(210)과, 이 플립플롭(210)의 출력 신호를 순차적으로 샘플링하는 제1 게이트 어레이부(212)와, 고주파 입력 신호(RF)와 상기 플립플롭(210)이 출력 신호를 배타적 논리합하는 배타적 오아게이트(211)와, 이 배타적 오아게이트(211)의 출력 신호를 순차적으로 샘플링하는 제2 게이트 어레이부(213)와, 이 제2 어레이부(213)의 병렬 데이터가 부가의 동기 패턴과 일치하는지 비교하는 제1 비교부(216)와, 상기 제2 에러이부(213)의 병렬 데이터가 C1 동기 패턴과 일치하는지 비교하는 제2 비교부(217)와, 상기 제2 어레이부(213)의 병렬 데이터가 영역 동기 패턴과 일치하는지 비교함에 의해 어드레스(ADDR)의 최상위 비트(MSB)를 출력하는 제3 비교부(218)와, 상기 제1∼제3 비교부(216∼218)의 출력 신호를 논리 합하여 회전 서보 제어 신호를 출력하는 제1 오아게이트(219)와, 상기 제1 게이트 어레이부(212)에서 소정 시간에 샘플링된 제1 출력 신호를 반전하는 인버터(214)와, 이 인버터(214)의 출력 신호와 상기 제1 게이트 어레이부(212)에서 소정 시간에 샘플링된 제2 출력 신호를 논리합하는 제2 오아게이트(215)와, 상기 제1 오아게이트(219)의 출력을 클럭으로 하여 상기 제2 오아게이트(215)의 출력 신호를 샘플링함에 의해 패턴 검출 신호를 출력하는 플립플롭(220)으로 구성한다.

상기 제1, 제2 게이트 어레이부(212)(213)는 입력 신호를 순차적으로 샘플링할 수 있도록 다수개의 플립플롭을 직렬 접속하여 구성한다.

이와같이 구성한 본 발명의 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

디스크에 홈(pit)를 형성하는 방법은 EFMplus 프레임 구조에서 동기 패턴의 위치에 해당하는 '11T/11T'의 위치에 제7도(가)(나)와 같이 2가지로 구현할 수 있으므로 2가지중 하나를 선택하면 1비트의 데이터를 하나의 동기 패턴에 부여할 수 있다.

여기서, 하나의 블록에 해당하는 동기의 수가 제6도에 도시한 바와 같이 '28개'임으로 이 중 일부를 어드레스로 사용하고 나머지는 에러 정정 코드(ECC)로 사용한다.

예를 들어, 하나의 블록은 '87*28=2380'바이트임으로 실제의 데이터를 2K 바이트가 있고 나머지는 에러정정에 필요한 데이터이다.

그리고, 28개의 동기 패턴중 24개를 어드레스로 하고 나머니 4개를 에러정정코드로 사용하면 16M(2²⁴)*2K 바이트=32G 바이트의 어드레싱이 가능하게 된다.

또한, 회전 서보를 구현하는 경우 로우 레벨의 위치에 홈(pit)의 형성되었다고 가정하면 나머지 부분은 홈(pit)이 없기 때문에 제7도와 같은 동기 패턴만으로는 동기의 시작 부분을 정확히 알 수 없으므로 제5도와 같은 코드 워드에 따라 제8도와 같이 동기 패턴을 형성하게 된다.

여기서, 제8도와 같은 각 동기 패턴은 2가지의 종류가 존재하며, 제5도의 코드워드(codeword)에서 1이 나타날 때 이전의 레벨에서 천이된 레벨을 나타내게 된다.

따라서, 제4도와 같은 패턴에서 로우 레벨에 홈(pit)을 형성하여 디스크를 제작하게 된다.

한편, 상기와 같이 제작한 디스크를 제작하면 디스크에 기록된 데이터를 검출함에 따라 플립플롭(210)이 고주파 신호(RF)를 샘플링하고 배타적 오아게이트(211)는 상기 고주파 신호(RF)와 상기 플립플롭(210)의 출력신호(V1)를 배타적 논리합하게 된다.

이때, 플립플롭(210)의 출력 신호(V1)를 입력으로 하는 제1 게이트 어레이부(212)는 다단의 직렬 접속된 플립플롭들을 통해 순차적으로 샘플링함에 의해 소정의 적정 시간간격으로 샘플링된 2개의 신호(V3)(V4)를 출력하게 된다.

이에 따라, 인버터(214)가 제1 게이트 어레이부(212)의 출력신호(V3)를 반전하면 오아게이트(215)가 상기 제1 게이트 어레이부(212)의 출력 신호(V4)와 상기 인버터(214)의 출력신호(V3)를 논리합하여 그 논리합한 신호(V10)를 플립플롭(220)에 입력시키게 된다.

이때, 제2 게이트 어레이부(213)가 배타적 오아게이트(211)의 출력 신호(V2)를 입력으로 하여 순차적으로 샘플링함에 의해 n비트의 병렬 데이터(V5)를 출력하면 제1 비교부(216)는 어드레스 동기 패턴(S1)과 일치하는지 비교하고 제2 비교부(217)는 C1 동기 패턴(S2)과 일치하는지 비교하며 제3 비교부(218)는 영역 동기 패턴(S3)과 일치하는지 비교하게 된다.

여기서 제1∼제3 비교부(216∼218)에 설정된 비교 패턴(S1∼S3)은 제5도와 같다.

이에 따라, 제1∼제3 비교부(216∼218)은 제2 게이트 어레이부(213)의 병렬 데이터(V5)가 설정된 비교 패턴(S1∼S3)과 일치하는 경우 1인 신호(V6∼V8)을 각기 출력하는데, 오아게이트(219)는 상기 신호(V6∼V8)를 논리합하여 하나라도 1인 신호가 입력되면 1인 논리합한 신호(V9)를 출력함으로 플립플롭(220)은 클럭단의 상승 에지에서 상기 오아게이트(219)의 출력 신호(V9)를 샘플링하게 된다.

따라서, 제1비교부(218)의 출력 신호(V8)로부터 어드레스(ADDR)의 최상위 비트(MSB)를 알 수 있고, 오아게이트(219)의 출력 신호(V9)를 이용하여 스핀들 회전 서보를 제어하게 된다.

상기에서 그루브(201) 또는 랜드(202)상에 마스킹한 동기 패턴(204 또는 205)에 기록되는 어드레스의 위치와 실제 기록 데이터를 공간적으로 시프트하여야 하는데, 어드레스의 복호 시간에 따라 1블럭 또는 2블록후에 시프트 동작이 수행되어진다.

여기서, 어드레스 데이터를 해독한 바로 그 위치의 블록에 데이터를 기록할 수 없다.

이러한 기록 방식은 기존의 CLV 상태로 기록/재생 가능함으로 디스크의 최대 용량을 사용할 수 있게 된다.

또한, 엔코딩시 발생할 수 있는 문제는 제5도의 데이터 심볼을 변조할 때 동기 부분에서 변조 데이터의 반전이 발생하는 경우인데, 85개의 데이터 심볼중 0∼87에 해당하는 데이터의 코드 워드를 다른 테이블에서 대체시킴에 의해 동기 부분에서 발생되는 변조 데이터의 반전이 발생하지 않도록 엔코딩한다.

여기서, 데이터 심볼 0∼87은 2개의 코드 워드 테이블을 가지고 있다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 어드레스 부여 방식을 채탁하여 기존의 재생 전용 기기의 물리적 포맷과 동일하기 때문에 거의 동일한 용량의 데이터를 기록할 수 있고, 디스크의 반사율과 land/Groove 트랙킹 부분만 수용하면 기록된 디스크를 기존의 재생 기기에서 재생할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 일반적으로 어드레스 정보를 랜덤하게 기록하는 것과는 달리 어드레스 정보를 일정 위치에 기록함으로 디스크의 복제 방지로 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 인접한 그루브(groove)와 랜드(land)를 교대로 요철이 되도록 하여 인접한 랜드, 그루브간의 중심 간격(TP)이 소정 간격으로 됨과 아울러 소정 높이(h)를 갖도록 형성하고, 인접한 랜드,그루브 사이에 임의의 각(Θ)을 갖는 경사면을 형성하며, 상기 그루브와 랜드상에 일정 간격으로 동기 패턴을 형성하여 어드레스 정보를 부가하여 구성한 것을 특징으로 하는 기록 재생용 디스크.
2. 랜드, 그루브에 일정 간격을 어드레스 정보를 기록하기 위한 동기 패턴을 마스킹하는 디스크에 있어서, 동기 패턴중 m개는 어드레스 정보를 기록하고 나머지 n개는 에러 정정 코드를 기록하는 것을 특징으로 하는 기록 재생용 디스크.
3. 디스크에서 재생된 고주파 입력신호를 샘플링하는 제1 래치 수단과, 이 제1 래치수단의 출력신호를 순차적으로 샘플링하여 소정 시간 간격의 신호를 출력하는 제1 게이트 어레이 수단과, 고주파 입력신호와 상기 제1 래치 수단의 출력 신호를 배타적 논리합하는 제1 논리 게이트와, 이 배타적 논리 게이트의 출력신호를 순차적으로 샘플링하는 제2 게이트 어레이 수단과, 이 제2 게이트 어레이 수단의 병렬 데이터를 입력으로 하여 어드레스 동기 패턴과 일치하는지 비교하는 제1 비교 수단과, 상기 제2 게이트 어레이 수단의 병렬 데이터를 입력으로 하여 C1 동기 패턴과 일치하는지 비교하는 제2 비교 수단과, 상기 제2 게이트 어레이 수단의 병렬 데이터를 입력으로 하여 영역 동기 패턴과 일치하는지 비교함에 의해 어드레스의 최상위 비트를 출력하는 제3비교 수단과, 상기 제1∼제3 비교 수단의 출력 신호를 논리합하여 회전 서보 제어 신호를 출력하는 제2 논리 게이트와, 상기 제1 게이트 어레이 수단에서 소정 시간 간격으로 샘플링된 2개의 신호를 논리 조합하는 연산 수단과, 상기 제2 논리 게이트의 출력을 클럭으로 하여 상기 연산 수단의 출력 신호를 샘플링함에 의해 패턴 검출 신호를 출력하는 제2 래치 수단으로 구성한 것을 특징으로 하는 기록 재생용 디스크의 정보복호 장치.
4. 제4항에 있어서, 연산 수단은 제1 게이트 어레이 수단의 제1 출력 신호를 반전하는 인버터와, 이 인버터의 반전 출력과 상기 제1 게이트 어레이 수단의 제2 출력 신호를 논리합하여 제2 래치 수단에 출력하는 오아게이트로 구성한 것을 특징으로 하는 기록 재생용 디스크의 정보복호 장치.
5. 와블링없이 직선성을 갖도록 그루브와 랜드를 형성하고 상기 그루브와 랜드의 중심 간격을 각각 소정 간격으로 형성함과 아울러 상기 그루브와 랜드상에 소정 간격으로 각각 어드레스 정보를 부가할 수 있도록 동기 패턴을 형성함을 특징으로 하는 기록재생용 디스크.
6. 그루브와 랜드 상에 소정 간격으로 각각 어드레스 정보를 부가할 수 있도록 동기 패턴이 형성된 기록 재생용 디스크에 어드레스 코드 및 에러 정정 코드를 기록하는 방식에 있어서, 상기 임의의 동일한 동기 패턴 상에 m개의 어드레스코드와 n개의 에러 정정 코드를 동시에 기록함을 특징으로 하는 기록 재생용 디스크의 정보 기록 방법.
7. 제7항에 있어서, 동기 패턴은 2개의 값을 갖는 형태에서 임의로 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 기록 재생용 디스크의 정보 기록 방법.