KR100513328B1

KR100513328B1 - 일련의 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100513328B1
Application number: KR10-2001-0082844A
Authority: KR
Inventors: 서상운; 김진용
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2005-09-07
Also published as: US6696994B2; US20030117302A1; US6995698B2; US20040150536A1; KR20030052804A

Abstract

본 발명은, 일련의 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 입력되는 데이터 워드에 서로다른 디지털 워드를 부가한 후, NRZI 코딩방식과 같은 소정 방식으로 코딩하여 다수의 코드워드 시퀀스들을 생성하고, 그 다수의 코드워드 시퀀스들에 대한 DSV(Digital Sum Value)를 계산함과 아울러, 각 비트 내의 연속된 '1' 사이에 존재하는 '0'의 개수에 따른 K 패널티(Penalty)를 계산하여, 그 계산된 DSV와 K 패널티의 합이, 상대적으로 가장 적은 임의의 한 코드워드 시퀀스를, 기록을 위한 코드워드 시퀀스로 선택함으로써, 자기 디스크, 광자기 디스크 또는 광디스크 등과 같은 기록매체에 기록할 코드워드 선택시, DSV 뿐만이 아니라, 코드워드의 데이터 비트열 중 '1'과 '1' 사이에 연속되는 '0' (Zero)의 개수가 제한되도록 하여, 재생 PLL의 안정과 데이터 재생동작을 정상적으로 수행시킬 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

일련의 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 장치 및 방법 {Apparatus and method of converting a series of data words into a modulated signal}

본 발명은, 자기 디스크, 광자기 디스크 또는 광디스크 등과 같은 기록매체에, 일련의 데이터 워드(Data Word)를 기록 저장하기 위하여 변조신호로 변환하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자기 디스크, 광자기 디스크, 또는 광디스크 등과 같은 기록매체에 일련의 데이터를 기록 저장하기 위하여, 상기 데이터를 기록매체에 정합되는 코드워드(Code Word) 시퀀스로 변조하게 되는 데, 예를 들어 상기 변조된 코드워드 시퀀스에 직류성분이 포함되는 경우, 디스크 드라이버 등의 서보 제어에서 발생되는 트래킹(Tracking) 에러와 같은 다양한 에러신호가 편이되거나, 또는 지터(Jitter)가 쉽게 발생하게 된다.

따라서, 직류성분이 가장 적은 신호를 기록매체에 기록해야만 하는 데, 그 이유는 기록 채널들이 저주파 성분에는 통상적으로 응답하지 않기 때문이다. 한편, 신호에서 저주파 성분을 억제시키는 것은, 신호가 트랙에 기록되는 기록매체로부터 신호를 읽어낼 때는 매우 유리하게 작용하는 데, 이는 연속되는 트래킹 제어가 기록신호에 의해 방해받지 않도록 할 수 있기 때문이다.

그리고 저주파 성분을 억제시키면, 가청 노이즈가 감소되는 개선된 트래킹 동작을 수행할 수 있게 된다. 이러한 다양한 이유로 인해 변조된 코드워드 시퀀스가 가능한 한 직류성분을 포함하지 않도록 해야하는 데, 이와 같이 변조된 코드워드 시퀀스에 직류성분이 포함되는 것을 방지시키기 위한 방법으로 이미 제안된 바 있는 DSV(Digital Sum Value) 제어방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 일반적인 데이터 변조장치에는, 일련의 사용자 데이터인 데이터 워드를 다수의 코드워드 시퀀스로 생성 출력하기 위한 코드워드 생성기(10)와, 상기 코드워드 시퀀스들 중 DSV가 가장 적은 임의의 한 코드워드를 선택 출력하기 위한 코드워드 선택기(20), 그리고 상기 DSV가 가장 적은 임의의 한 코드워드를 기록신호로 변조 기록하기 위한 기록신호 변조기(30)가 포함 구성된다.

한편, 상기 코드워드 생성기(10)에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 오그멘터(Augmentor)(100)와, 다수의 NRZI(Non Return to Zero Inversion) 코더(Coder)(101∼116)들이 포함 구성되고, 상기 코드워드 선택기(20)에는, 다수의 코드 메모리(201₁∼216₁)와 DSV 저장/계산부(202₁∼216₂), 그리고 선택부(220)가 포함 구성된다.

상기 오그멘터(100)에서는, 서로다른 소정 비트 수의 디지털 워드, 예를 들어 각기 다른 4 비트의 디지털 워드(T= 0000,0001...1111)를, 상기 데이터 워드의 전단, 중간 또는 후단 중 적어도 어느 한 부분에 배치시켜, 서로 상이한 16 개의 중간 시퀀스를 생성시키고, 상기 NRZI 코더(101∼116)에서는, 이진으로 기록된 '0' (Zero)들이 기록매체에서 어떠한 변화도 없음을 나타내고, 이진으로 기록된 '1' (One)들이 기록매체에서 반대방향으로 천이되었음을 나타내기 위한 NRZI 코딩 동작을 수행하여, 상기 다수의 중간 시퀀스들에 대한 각각의 코드워드를 출력하게 된다.

한편, 상기 코드워드 선택기(20)에 포함 구성된 코드 메모리(201₁∼216₁)에서는, 상기 코드워드 생성기(10)로부터 생성 출력되는 서로다른 코드워드 시퀀스를 각각 임시 저장하게 되고, 상기 DSV 저장/계산부(201₂∼216₂)에서는, 상기 코드 메모리에 임시 저장된 현재의 코드워드에 대한 직류성분을, 이전의 코드워드들에 대한 직류성분 누적 값인 이전 DSV와 누적하여, 그 누적 합산된 현재의 DSV를 출력하게 된다.

그리고, 상기 선택부(220)에서는, 상기 DSV 저장/계산부(201₂∼216₂)에서 계산 출력되는 현재의 DSV, 즉, 16 개의 코드 메모리에 저장된 각각의 코드워드들에 대한 16 개의 DSV을 서로 비교하여, 그 중 DSV가 가장 적은 임의의 한 코드워드를 선택 출력하게 된다.

따라서, DSV가 가장 적은 임의의 한 코드워드가, 상기 기록신호 변조기(30)로 선택 출력되므로, 결국 직류성분이 가장 적은 코드워드를 기록매체에 정합되는 변조신호로 기록 저장할 수 있게 된다.

그러나, 상기와 같은 과정을 통해 코드워드를 선택 기록하게 되면, 상기 코드워드의 데이터 비트열 중 '1'과 '1' 사이에 연속되는 '0' (Zero)의 개수가 무제한적으로 많아질 수 있는 데, 이 경우, 기록매체로부터 독출되는 재생신호의 레벨 변화가 장시간 동안 없게 되는 구간이 존재하게 되므로, 그 구간에 대한 재생 PLL(Phase Locked Loop) 동작이 불안정해져, 정상적인 데이터 재생동작이 이루어지지 못하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 자기 디스크, 광자기 디스크 또는 광디스크 등과 같은 기록매체에 기록할 코드워드 선택시, DSV 뿐만이 아니라, 코드워드의 데이터 비트열 중 '1'과 '1' 사이에 연속되는 '0' (Zero)의 개수가 제한되도록 하여, 재생 PLL의 안정과 데이터 정상 재생이 이루어지도록, 일련의 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 장치 및 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일련의 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 장치는, 입력되는 데이터 워드에 서로다른 디지털 워드를 부가한 후, 소정 방식으로 코딩하여 다수의 코드워드 시퀀스들을 생성하기 위한 시퀀스 생성수단; 상기 생성된 다수의 코드워드 시퀀스들에 대한 디지털 합(DSV)을 각각 계산하기 위한 디지털 합 계산수단; 상기 생성된 다수의 코드워드 시퀀스들에 대한 각 비트 내의 연속된 '1' 사이에 존재하는 '0'의 개수에 따른 패널티를 계산하기 위한 패널티 계산수단; 및 상기 계산된 디지털 합과 패널티간의 합에 근거하여. 하나의 코드워드 시퀀스를, 기록을 위한 코드워드 시퀀스로 선택하기 위한 선택수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,

또한, 본 발명에 따른 일련의 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 방법은, 입력되는 데이터 워드에 서로다른 디지털 워드를 부가한 후, 소정 방식으로 코딩하여 다수의 코드워드 시퀀스들을 생성하는 1단계; 상기 생성된 다수의 코드워드 시퀀스들에 대한 디지털 합(DSV)을 각각 계산함과 아울러, 각 비트 내의 연속된 '1' 사이에 존재하는 '0'의 개수에 따른 패널티를 계산하는 2단계; 및 상기 계산된 디지털 합과 패널티간의 합에 근거하여, 하나의 코드워드 시퀀스를, 기록을 위한 코드워드 시퀀스로 선택하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일련의 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 장치 및 방법에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선, 본 발명에 따른 데이터 변조장치에는, 도 1을 참조로 전술한 바와 같이, 코드워드 생성기와, 코드워드 선택기, 그리고 기록신호 변조기가 포함 구성되는 것으로, 상기 코드워드 생성기(10)에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 오그멘터(100)와, 다수의 NRZI 코더(Coder)(101∼116)들이 포함 구성되고, 상기 코드워드 선택기(50)에는, 다수의 코드 메모리(501₁∼516₁)와, DSV 저장/계산부(502₁∼516₂), 그리고 선택부(520) 이외에도, K 패널티(Penalty) 계산부(501₃∼516₃)가 추가 구성된다.

한편, 상기 K 패널티(Penalty) 계산부(501₃∼516₃)에서는, 코드워드의 데이터 비트열 중 '1'과 '1' 사이에 연속되는 '0' (Zero)의 개수에 다른 패널티를 계산하기 위한 것으로, 일반적으로 (d,k) 코드로 표시되는 RLL(Run Length Limited) 코드, 즉 연속된 데이터 '1' 사이에 적어도 '0'이 d 개 만큼 부가된 상태를 유지해야 하고, 연속된 '1' 사이에 '0'이 k 개를 초과하지 않아야 하는 조건을 갖는 RLL 코드에서, 상기 연속된 '1' 사이에 기록된 '0'의 개수에 따라, 그에 상응하는 패널티를 계산하게 된다.

그리고, 상기 선택부(520)에서는, 상기 DSV 저장/계산부(501₂∼516₂)에서 계산 출력되는 각각의 코드워드들에 대한 DSV와, 상기 K 패널티 계산부(501₃∼516₃)에서 계산 출력되는 각각의 코드워드들에 대한 K 패널티를 합산한 총 패널티를 비교 확인하여, 그 총 패널티가 가장 적은 임의의 한 코드워드를 선택 출력하게 되는 데, 이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 코드워드 생성기(10)의 오그멘터(100)에서는, 서로다른 소정 비트 수의 디지털 워드, 예를 들어 각기 다른 4 비트의 디지털 워드(T= 0000,0001...1111)를, 상기 데이터 워드의 전단, 중간 또는 후단 중 적어도 어느 한 부분에 배치시켜, 서로 상이한 16 개의 중간 시퀀스를 생성시키고, 상기 NRZI 코더(101∼116)에서는, 도 1을 참조로 전술한 바 있는 NRZI 코딩 동작을 수행하여, 상기 다수의 중간 시퀀스들에 대한 각각의 코드워드를 출력하게 된다.

한편, 상기 코드워드 선택기(50)에 포함 기록된 코드 메모리(501₁∼516₁)에서는, 상기 코드워드 생성기(10)로부터 생성 출력되는 서로다른 코드워드 시퀀스를 각각 임시 저장하게 되고, 상기 DSV 저장/계산부(501₂∼516₂)에서는, 상기 코드 메모리에 임시 저장된 현재의 코드워드에 대한 직류성분을, 이전의 코드워드들에 대한 직류성분 누적 값인 이전 DSV와 누적하여, 그 누적 합산된 현재의 DSV를 출력하게 된다.

그리고, 상기 K 패널티(Penalty) 계산부(501₃∼516₃)에서는, 상기 선택부(520)에 의해 선택 출력된 임의의 한 코드워드의 데이터 비트열과, 상기 코드 메모리에 임시 저장된 현재의 코드워드에 대한 데이터 비트열을 연속적으로 확인하여, 이전 코드워드와 현재 코드워드간의 연속 데이터 비트열 중 '1'과 '1' 사이에 존재하는 '0' (Zero)의 개수(K)에 비례하는 K 패널티(Kpen)를 계산하게 된다.

예를 들어, 상기 연속된 '1' 사이에 존재하는 '0'의 개수(K)를, 사전에 설정된 제1 및 제2 기준값(n,m, 0< n <m)과 비교하여, 상기 '0'의 개수(K)가, 제1 기준값(n) 보다는 많고 제2 기준값(m)보다는 적은 경우, 그 '0'의 개수(Kn)에 제1 가중치(a)를 승산하고, 상기 '0'의 개수(K)가, 상기 제2 기준값(m)보다 많은 경우, 그 '0'의 개수(Km)에 제2 가중치(b, a < b)를 승산한 후, 그 합을 해당 코드워드에 대한 K 패널티(Kpen)로서 계산 출력하게 된다.

즉, 코드워드의 데이터 비트열이 '1001000010000001'이고, 제1 기준값이 n=3, 제2 기준값이 m=5, 그리고 제1 및 제2 가중치가 각각 a= 0.3, b= 0.7 이라고 가정하는 경우, 상기 K 패널티 계산부에서는, 연속된 '1' 사이에 존재하는 '0'의 개수(K)를 각각 '2','4','6'으로 검출 확인하게 되고, 상기 n=3 보다 많고 m=5 보다는 적은 K='4'에 대해서는 가중치 a=0.3을 승산하게 되고, 상기 m=5 보다 많은 K='6'에 대해서는 가중치 a=0.7을 승산하게 되므로, 결국 상기 코드워드에 대한 K 패널티 Kpen = aKn + bKm = 0.3 x 4 + 0.7 x 6 = 5.4 를 계산 출력하게 된다.

참고로, 상기 제1 및 제2 기준값과, 제1 및 가중치(a,b)는, 기록 장치를 설계하는 설계자에 의해 임의로 가변 설정될 수 있으며, 또한 상기 코드워드의 데이터 비트열 중 연속된 '1' 사이에 존재하는 가장 많은 '0' 의 개수(K) 하나만을 이용하여, K 패널티를 계산 출력할 수도 있다.

한편, 상기 DSV 저장/계산부(501₂∼516₂)에서는, 상기 코드 메모리에 임시 저장된 현재의 코드워드에 대한 직류성분을, 이전의 코드워드들에 대한 직류성분 누적 값인 이전 DSV와 누적하여, 그 누적 합산된 현재의 DSV를 출력하게 된다.

그리고, 상기 선택부(520)에서는, 상기 DSV 저장/계산부(501₂∼516₂)에서 계산 출력되는 현재의 DSV, 즉, 16 개의 코드 메모리에 저장된 각각의 코드워드들에 대한 16 개의 DSV와, 상기 K 패널티 계산부(501₃∼516₃)에서 계산 출력되는 K 패널티(Kpen)에 근거하여, 직류성분이 적으면서도 코드워드의 데이터 비트열에 연속된 '1' 사이에 존재하는 '0'의 개수가 적은 임의의 한 코드워드를 선택 출력하게 된다.

즉, 상기 선택부(520)에서는, 상기 DSV 저장/계산부(501₂∼516₂)와, 상기 K 패널티 계산부(501₃∼516₃)에서 각각 계산 출력되는 DSV와 K 패널티를 합산하여, 그 합산 값(Tpen = DSV + Kpen)이 상대적으로 가장 적은 임의의 한 코드워드를 선택 출력함으로써, 상기 기록신호 변조기(30)에서는, 직류성분이 적으면서도 코드워드의 데이터 비트열에 연속된 '1' 사이에 존재하는 '0'의 개수가 적은 임의의 한 코드워드를 변조신호 처리하여, 자기 디스크, 광자기 디스크 또는 광 디스크 등과 같은 기록매체에 기록할 수 있게 된다.

참고로, 상기 선택부에서는, 상기 DSV와 K 패널티에, 서로다른 제1 및 제2 가중치를 각각 추가로 부여할 수도 있다.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

상기와 같이 구성 및 이루어지는 본 발명에 따른 일련의 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 장치 및 방법은, 입력되는 데이터 워드에 서로다른 디지털 워드를 부가한 후, NRZI 코딩방식과 같은 소정 방식으로 코딩하여 다수의 코드워드 시퀀스들을 생성하고, 그 다수의 코드워드 시퀀스들에 대한 DSV를 계산함과 아울러, 각 비트 내의 연속된 '1' 사이에 존재하는 '0'의 개수에 따른 K 패널티(Penalty)를 계산하여, 그 계산된 DSV와 K 패널티의 합이, 상대적으로 가장 적은 임의의 한 코드워드 시퀀스를, 기록을 위한 코드워드 시퀀스로 선택함으로써, 자기 디스크, 광자기 디스크 또는 광디스크 등과 같은 기록매체에 기록할 코드워드 선택시, DSV 뿐만이 아니라, 코드워드의 데이터 비트열 중 '1'과 '1' 사이에 연속되는 '0' (Zero)의 개수가 제한되도록 하여, 재생 PLL의 안정과 데이터 재생동작을 정상적으로 수행시킬 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 일반적인 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 장치에 대한 구성을 개략적으로 도시한 것이고,

도 2는 일반적인 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 장치에 포함 구성되는 코드워드 생성기와 코드워드 선택기에 대한 상세 구성을 도시한 것이고,

도 3은 본 발명에 따른 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 장치에 포함 구성되는 코드워드 생성기와 코드워드 선택기에 대한 상세 구성을 도시한 것이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 코드워드 생성기 20,50 : 코드워드 선택기

30 : 기록신호 변조기 100 : 오그멘터(Augmentor)

101∼116 : NRZI 코더 501₁∼516₁: 코드워드 메모리

501₂∼516₂: DSV 저장/계산부 501₃∼516₃: K 패널티 계산부

520 : 선택부

Claims

입력되는 데이터 워드에 서로다른 디지털 워드를 부가한 후, 소정 방식으로 코딩하여 다수의 코드워드 시퀀스들을 생성하기 위한 시퀀스 생성수단;

상기 생성된 다수의 코드워드 시퀀스들에 대한 디지털 합(DSV)을 각각 계산하기 위한 디지털 합 계산수단;

상기 생성된 다수의 코드워드 시퀀스들에 대한 각 비트 내의 연속된 '1' 사이에 존재하는 '0'의 개수에 따른 패널티를 계산하기 위한 패널티 계산수단; 및

상기 계산된 디지털 합과 패널티를 이용하여. 하나의 코드워드 시퀀스를, 기록을 위한 코드워드 시퀀스로 선택하기 위한 선택수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일련의 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 장치.
제 1항에 있어서,

상기 시퀀스 생성수단은, 입력되는 데이터 워드에 N 비트의 서로다른 디지털 워드를 부가하기 위한 오그멘터(Augmentor)와, 상기 디지털 워드가 부가된 다수의 시퀀스를 NRZI 방식으로 코딩하여, 2^N 개의 코드워드 시퀀스를 생성하기 위한 NRZI 코더(Coder)가 포함 구성되는 것을 특징으로 일련의 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 장치.
제 1항에 있어서,

상기 패널티 계산수단은, 이전에 선택 출력된 코드워드 시퀀스와 현재의 코드워드 시퀀스가 연속되는 각 비트 내에, 연속된 '1' 사이에 존재하는 '0'의 개수를, 서로다른 복수의 기준값과 비교하여, 그 기준값에 따른 서로다른 가중치를 부여한 후, 그 값들을 합산하여, 각각의 코드워드 시퀀스에 대한 '0'의 개수에 따른 패널티로 계산하는 것을 특징으로 일련의 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 장치.
제 1항에 있어서,

상기 선택수단은, 상기 계산된 디지털 합과 패널티간의 합이, 상대적으로 가장 적은 임의의 한 코드워드 시퀀스를, 기록을 위한 코드워드 시퀀스로 선택하는 것을 특징으로 일련의 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 장치.
입력되는 데이터 워드에 서로다른 디지털 워드를 부가한 후, 소정 방식으로 코딩하여 다수의 코드워드 시퀀스들을 생성하는 1단계;

상기 생성된 다수의 코드워드 시퀀스들에 대한 디지털 합(DSV)을 각각 계산함과 아울러, 각 비트 내의 연속된 '1' 사이에 존재하는 '0'의 개수에 따른 패널티를 계산하는 2단계; 및

상기 계산된 디지털 합과 패널티를 이용하여, 하나의 코드워드 시퀀스를, 기록을 위한 코드워드 시퀀스로 선택하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 일련의 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 방법.
제 5항에 있어서,

상기 1단계는, 입력되는 데이터 워드에 N 비트의 서로다른 디지털 워드를 부가한 후, NRZI 방식으로 코딩하여, 2^N 개의 코드워드 시퀀스를 생성하는 것을 특징으로 일련의 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 방법.
제 5항에 있어서,

상기 2단계는, 이전에 선택 출력된 코드워드 시퀀스와 현재의 코드워드 시퀀스가 연속되는 각 비트 내에, 연속된 '1' 사이에 존재하는 '0'의 개수를, 서로다른 복수의 기준값과 비교하여, 그 기준값에 따른 서로다른 가중치를 부여한 후, 그 값들을 합산하여, 각각의 코드워드 시퀀스에 대한 '0'의 개수에 따른 패널티로 계산하는 것을 특징으로 일련의 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 방법.
제 5항에 있어서,

상기 3단계는, 상기 계산된 디지털 합과 패널티간의 합이, 상대적으로 가장 적은 임의의 한 코드워드 시퀀스를, 기록을 위한 코드워드 시퀀스로 선택하는 것을 특징으로 일련의 데이터 워드를 변조신호로 변환하는 방법.
제 5항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 방법에 의해 선택된 코드워드가 변조신호로 변환 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 기록매체.