KR100606521B1

KR100606521B1 - 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성방법및 장치

Info

Publication number: KR100606521B1
Application number: KR1020000030465A
Authority: KR
Inventors: 어창현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2006-07-31
Also published as: KR20010109816A

Abstract

본 발명은, 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성방법 및 장치에 관한 것으로, 입력되는 소정길이의 데이터 행에, N 비트를 바이트 단위로 부가 기록하는 1단계; 상기 N 비트가 부가 기록된 데이터 행에 대응되는 이너 패리티를 생성하는 2단계; 상기 생성된 이너 패리티를 바이트 단위로 재구성하는 3단계; 및 상기 재구성된 이너 패리티를, 상기 N 비트가 제거된 소정길이의 데이터 행에 대응되는 이너 패리티로 부가 기록하는 4단계를 포함하여 이루어지는 것으로, 이너 패리티 생성을 위한 갈루아 필드 GF(2**9)를 이용하여, 344 바이트의 오리지널 데이터와 18 바이트의 이너 패리티가 하나의 행으로 구성되는 고밀도 디브이디(HD-DVD)에서의 ECC 블록을 생성 기록하게 되므로, 이너 패리티에 의한 에러정정 능력을 일반적인 디브이디(DVD)에 비해 2 배 이상 향상시킬 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

고밀도 디브이디, 에러정정, 이너 패리티, 갈루아 필드 GF(2**9), PI 코드워드

Description

고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성방법 및 장치 {Method and apparatus for generating error correction codes for data recorded on high density optical medium}

도 1 및 도 2는 일반적인 디브이디(DVD)에서의 에러정정(ECC) 블록에 대한 구성을 도시한 것이고,

도 3은 본 발명에 따른 고밀도 광 기록매체에서의 에러정정 코드를 엔코딩하는 광디스크 장치에 대한 일부 구성을 도시한 것이고,

도 4는 본 발명에 따른 고밀도 광 기록매체(HD-DVD)에서의 에러정정 블록에 대한 구성을 도시한 것이고,

도 5는 본 발명에 따른 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성방법에 의해 부가되는 이너 패리티(Inner Parity)에 대한 생성과정을 도시한 것이고,

도 6은 본 발명에 따른 고밀도 광 기록매체에서의 에러정정 섹터에 대한 데이터 변조 및 동기 패턴 부가 기록과정을 도시한 것이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : RAM 제어부 11 : ECC 버퍼부

12 : 아우트 패리티 엔코더부 13 : 부가 비트 생성부

14 : 이너 패리티 엔코더부 15 : 부가 비트 제거부

16 : 데이터 변조부 17 : 동기 생성부

본 발명은, 고밀도 디브이디(HD-DVD: High Density Digital Versatile Disc)와 같은 고밀도 광 기록매체로부터 독출되는 디지털 데이터의 에러(Error)를 정정하기 위한 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성방법 및 장치에 관한 것이다.

우선, 광 기록매체는 컴팩트 디스크(CD)에서 저장이 가능했던 약 600 Mbyte의 기록용량에서, 디지털 다기능 디스크인 디브이디(DVD)로 발전하면서 약 4.7 Gbyte의 기록용량을 갖게 되었으며, 이에 따라, 한 개의 디브이디를 이용하여, MPEG-2 (Moving Picture Expert Group) 화질 및 AC-3 (Audio Coding)의 음향 효과를 약 135분 동안 연속적으로 재생할 수 있게 되었다.

한편, 최근에는 HD-TV(High Density TV)의 상업화와 더불어 HD-TV 수준의 고화질 영상이 요구되고 있는 데, 상기와 같은 HD-TV 수준의 고화질 요구에 부응하기 위하여, 보다 많은 데이터의 기록용량을 갖는 고밀도 디브이디(HD-DVD)의 개발이 필요하게 되었다.

상기 고밀도 디브이디는, 일반적인 디브이디의 기록용량인 약 4.7 Gbyte 보다 대략 3.2 배정도 증가된 약 15 Gbyte의 기록용량을 구비해야만 HD-TV 수준에 대응되는 고화질 영상을 약 135분간 재생할 수 있게 된다.

따라서, 상기 고밀도 디브이디(HD-DVD)에서는, 실제 기록되는 데이터의 피트(Pit) 길이를 줄여서, 일반적인 디브이디와 같은 직경의 크기(Size)를 갖는 디스크에서의 데이터 기록밀도를 고밀도로 기록 및 저장하게 되는 것으로, 상기 고밀도 디브이디에 작은 흠집(Scratch)이 생기거나 또는 이물질이 부착되는 경우, 그로 인해 발생되는 데이터의 손실 크기는 디브이디(DVD) 보다 적어도 2 배 이상 크게 증가하게 되므로, 상기와 같이 발생되는 데이터의 손실을 보완할 수 있는 개선된 에러정정(ECC: Error Correction Code) 방법이 시급히 요구되고 있다.

일반적인 디브이디(DVD)에 적용되고 있는 에러정정(ECC) 블록은, 도 1에 도시한 바와 같이, 172 바이트의 오리지널 데이터(Data)와 10 바이트의 이너 패리티(Inner Parity)가 하나의 행(Row)으로 구성되는 192 개의 행과, 아우터 패리티(Outer Parity)로 구성되는 16 개의 행을 하나의 에러정정 블록으로 구성하게 되는 데, 상기와 같이 구성되는 에러정정 블록은, 리드 솔로몬(Reed Solomon) 코드인 RS (182,172,11)과 RS (208,192,17)로 표기되는 것으로, 이를 행 인터리브(Row Interleave)하게 되면, 도 2에 도시한 바와 같이, 아우터 패리티로 구성된 16 개의 열이 16 개의 단위 섹터에 각각 한 줄씩 간삽되는 형태의 에러정정 블록이 된다.

한편, 상기와 같이 구성되는 에러정정 블록에서 이론상 정정 가능한 버스트(Burst) 에러, 즉 흠집 또는 이물질에 의해 발생된 버스트 에러의 정정 가능한 최대 길이는, 이너 패리티와 아우터 패리티에 의해 결정되는 데, 각 행에 부가 기록된 10 바이트의 이너 패리티에 의해서는 최대 5 바이트 이내의 버스트 에러만이 정정 가능하며, 만일 각 행에서 5 바이트 보다 더 많은 에러가 발생하게 되는 경우에는, 해당 행 전체가 에러정정 불능이 되어, 아우터 패리티를 이용하는 에러정정 동작을 수행해야만 하기 때문에, 에러정정이 지연되어 고속처리가 불가능하게 되는 문제점이 있으며, 특히 이러한 에러정정 불능이 하나의 에러정정 블록 내에서 16 개의 행을 초과하는 경우에는, 에러정정 블록 전체가 에러정정 불능으로 처리된다.

따라서, 디브이디(DVD) 보다 기록밀도가, 약 3 배 이상 높은 고밀도 디브이디(HD-DVD)에, 상기와 같은 에러정정 방법을 그대로 적용하게 되면, 에러정정 능력이 상대적으로 저하되는 결과를 초래하게 되므로, 흠집 또는 이물질에 의한 데이터 손실이 크게 증가되는 문제점이 발생하게 되며, 또한 에러정정 능력을 개선하기 위하여, 전술한 바와 같이 더 많은 패리티를 부가 기록하게 되면, 실제 기록되어야 할 오리지널 데이터의 기록용량이 현저히 감소하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 고밀도 디브이디(HD-DVD)와 같은 고밀도 광 기록매체로부터 독출되는 디지털 데이터의 에러정정을 위해 부가 기록되는 패리티의 기록 량을 일반적인 디브이디와 동일하게 유지하면서도, 그 에러정정 능력을 2 배 이상 개선시킬 수 있도록 하는 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성방법 및 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성방법은, 입력되는 소정길이의 데이터 행에, N 비트를 바이트 단위로 부가 기록하는 1단계; 상기 N 비트가 부가 기록된 데이터 행에 대응되는 이너 패리티를 생성하는 2단계; 상기 생성된 이너 패리티를 바이트 단위로 재구성하는 3단계; 및 상기 재구성된 이너 패리티를, 상기 N 비트가 제거된 소정길이의 데이터 행에 대응되는 이너 패리티로 부가 기록하는 4단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며,

또한, 본 발명에 따른 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성장치는, 입력되는 소정길이의 데이터 행에, N 비트를 바이트 단위로 부가 기록하는 부가수단; 상기 N 비트가 부가 기록된 데이터 행에 대응되는 이너 패리티를 생성한 후, 상기 생성된 이너 패리티를 바이트 단위로 재구성하는 패리티 생성수단; 상기 부가수단에 의해 부가 기록된 N 비트를 추출 제거하는 제거수단; 및 상기 재구성된 이너 패리티를, 상기 N 비트가 제거된 소정길이의 데이터 행에 부가시키는 데이터 구성수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성방법 및 장치에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

우선, 도 3은 본 발명에 따른 고밀도 광 기록매체에서의 에러정정 블록을 엔 코딩하는 광디스크 장치에 대한 일부 구성을 도시한 것으로, 상기 광디스크 장치에는, 고밀도 디브이디(HD-DVD)에 기록될 디지털 데이터를 임시 저장하는 ECC 버퍼부(11); 상기 디지털 데이터의 에러정정을 위한 아우터 패리티를 엔코딩하는 아우터 패리티 엔코더부(12); 상기 디지털 데이터의 에러정정을 위한 이너 패리티를 엔코딩하는 이너 패리티 엔코더부(14); 8 비트의 디지털 데이터인 소오스 심볼(Source Symbol)에 1 비트를 부가시켜, 9 비트의 데이터 심볼로 변환 출력하는 부가(Append) 비트 생성부(13); 상기 9 비트의 데이터 심볼에 부가된 1 비트를 제거하여 8 비트의 데이터 심볼로 변환 출력하는 부가 비트 제거부(15); 상기 구성수단들간에 데이터 인터페이스를 제어하는 RAM 제어부(10); 상기 엔코딩된 아우터 패리티와 이너 패리티가 부가된 에러정정 블록을 기록에 적합한 데이터로 변조하는 데이터 변조부(16); 상기 변조 데이터에 동기 패턴을 생성하여 부가 기록하는 동기 생성부(17)가 포함 구성된다.

이에 따라, 상기 아우터 패리티 엔코더부(12)에서는, 상기 RAM 제어부(10)를 통해 입력되는 8 비트의 디지털 데이터인 소오스 심볼을, 일반적인 디브이디(DVD)에서 아우트 패러티를 엔코딩하는 포맷과 동일한 갈루아(Galois) 필드, GF(2**8)를 이용하여, 상기 8 비트의 소오스 심볼에 대한 아우트 패리티를 생성하게 되는 반면, 상기 이너 패리티 엔코더부(14)에서는, 상기 부가 비트 생성부(13)에 의해 변환 출력되는 9 비트의 데이터 심볼을, 일반적인 디브이디(DVD)와는 달리, 갈루아(Galois) 필드 GF(2**9)를 이용하여, 상기 9 비트의 소오스 심볼에 대한 이너 패리티를 생성하게 되는 데, 이때 생성되는 이너 패리티는, 도 4에 도시한 바와 같이, 18 바이트가 되며, 상기 18 바이트의 이너 패리티가 부가되는 디지털 데이터는, 일반적인 디브이디에서의 ECC 블록 데이터 행인 172 바이트에 2 배인 344 바이트가 되는 것으로, 344 바이트의 데이터 행에 대한 18 바이트의 이너 패리티를 생성하게 되는, 고밀도 디브이디에서의 에러정정을 위한 이너 패리티 생성방법에 대해, 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성방법에서는, 일반적인 디브이디의 에러정정 블록으로 구성되는 1 개의 행 단위 데이터인 172 바이트의 2 배 크기를 갖는 344 바이트를 1 개의 행로 구성하게 되는 데, 예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, i 번째 열에 해당하는 344 바이트(B_i,0,B_i,1.... B_i,343)의 소오스 데이터의 바이트, 즉 8 비트의 소오스 심볼은, 상기 부가 비트 생성부(13)에 의해 9 비트의 데이터 심볼로 변환되어, 이너 패리티 엔코더부(14)로 입력된다.

이에 따라, 이너 패리티 엔코더부(14)에서는, 344 바이트에 18 바이트의 이너 패리티가 부가된 PI 코드워드(Codeword)를 생성하게 되는 데, 상기 18 바이트의 이너 패리티는, 9 비트의 기록크기를 갖는 16 개의 PI 심볼(P(1,0),P(1,1),....,P(1,15))에 상응하는 것으로, 이때 갈루아 필드, GF(2**9)에 의해 엔코딩된 9 비트의 기록크기를 갖는 16 개의 PI 심볼은, 갈루아 필드 GF(2**8)에 적합한 8 비트의 기록크기를 갖는 18 개의 PI 심볼로 재구성되므로, 결국 i 번째 행에 해당하는 344 바이트(B_i,0,B_i,1.... B_i,343)의 소오스 데이터 행 에는, 18 바이트의 패리티가 부가 기록된다.

한편, 상기 부가 비트 제거부(15)에서는, 상기 9 비트의 데이터 심볼에 부가 기록되어 있는 1 비트의 부가 비트를 제거하여, 8 비트의 데이터 심볼을 RAM 제어부(10)로 출력하게 되고, 상기 RAM 제어부(10)에서는, 에러정정을 위한 이우러 패리티 및 이너 패리티가 부가된 에러정정 블록을 데이터 변조부(16)로 출력하게 된다.

이에 따라, 상기 데이터 변조부(16)에서는, 에러정정 블록을 기록에 적합한 데이터로 변조하게 되고, 상기 동기패턴 생성부(17)에서는, 상기 변조 데이터에 동기 패턴을 생성하여 부가 기록하게 되는 데, 상기 데이터 변조 및 동기 패턴 부가 기록과정은, 도 6에 도시한 바와 같이, 362 바이트 X 208 바이트 크기의 고밀도 디브이디에서의 에러정정 블록을, 행 인터리빙(Row Interleaving)하여, 362 바이트 X 13 바이트의 기록크기를 갖는 16 개의 블록으로 구성되는 고밀도 디브이디의 에러정정 블록을 형성하게 되는 데, 상기 362 바이트 X 13 바이트의 기록크기를 갖는 임의의 한 블록은, 2048 바이트의 기록크기를 갖는 통상적인 단위섹터에 약 2 배에 해당되는 기록크기를 갖게 되므로, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 각각의 블록을 2 개의 ECC 섹터로 분할하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 고밀도 디브이디(HD-DVD)에서의 1 ECC 블록은, 도 4에 도시한 바와 같이, 344 바이트의 오리지널 데이터와 18 바이트의 이너 패리티가 하나의 행(Row)으로 구성되는 192 개의 행과, 아우터 패리티로 구성되는 16 개의 행을 1 ECC 블록으로 구성하게 되므로, 도 1에 도시한 바와 같이, 172 바이트의 오 리지널 데이터와 10 바이트의 이너 패리티가 하나의 행으로 구성되는 192 개의 행과, 아우터 패리티로 구성되는 16 개의 행을 1 ECC 블록으로 구성하게 되는 일반적인 디브이디(DVD)에 비해, 버스트 에러정정 능력을 2 배 이상 향상시킬 수 있게 되며, 상기와 같은 구성되는 에러정정 블록에서의 PO 코드워드는, 리드 솔로몬 코드 'RS (208,192,17) in GF(2**8)'로 표기되고, PI 코드워드는, 리드 솔로몬 코드 'RS(360,344,17) in GF(2**9)'로 표기된다.

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 이루어지는 본 발명에 따른 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성방법과 장치는, 이너 패리티 생성을 위한 갈루아 필드 GF(2**9)를 이용하여, 344 바이트의 오리지널 데이터와 18 바이트의 이너 패리티가 하나의 행으로 구성되는 고밀도 디브이디(HD-DVD)에서의 ECC 블록을 생성 기록하게 되므로, 이너 패리티에 의한 에러정정 능력을 일반적인 디브이디(DVD)에 비해 2 배 이상 향상시킬 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

입력되는 소정길이의 데이터 행에, N 비트를 바이트 단위로 부가 기록하는 1단계;

상기 N 비트가 부가 기록된 데이터 행에 대응되는 이너 패리티를 생성하는 2단계;

상기 생성된 이너 패리티를 바이트 단위로 재구성하는 3단계; 및

상기 재구성된 이너 패리티를, 상기 N 비트가 제거된 소정길이의 데이터 행에 대응되는 이너 패리티로 부가 기록하는 4단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성방법.
제 1항에 있어서,

상기 소정길이의 데이터 행은, 8 비트의 기록크기를 갖는 344 개의 소오스 심볼에 해당하는 344 바이트의 데이터 행인 것을 특징으로 하는 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성방법.
제 2항에 있어서,

상기 1단계는, 상기 8 비트의 소오스 심볼에 1 비트를 부가하여, 9 비트의 데이터 심볼로 변환하는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성방법.
제 3항에 있어서,

상기 2단계는, 갈루아 필드 GF(2**9)를 이용하여, 상기 9 비트의 데이터 심볼에 대응되는 9 비트의 기록크기를 갖는 16 개의 이너 패리티를 생성하는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성방법.
제 4항에 있어서,

상기 3단계는, 상기 9 비트의 기록크기를 갖는 16 개의 이너 패리티를, 8 비트의 기록크기를 갖는 18 개의 이너 패리티로 재구성하는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성방법.
제 5항에 있어서,

상기 4단계는, 상기 재구성된 18 개의 이너 패리티를, 상기 8 비트의 기록크기를 갖는 344 개의 데이터 심볼에 대응되는 18 바이트의 이너 패리티로 부가 기록하는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성방법.
입력되는 소정길이의 데이터 행에, N 비트를 바이트 단위로 부가 기록하는 부가수단;

상기 N 비트가 부가 기록된 데이터 행에 대응되는 이너 패리티를 생성한 후, 상기 생성된 이너 패리티를 바이트 단위로 재구성하는 패리티 생성수단;

상기 부가수단에 의해 부가 기록된 N 비트를 추출 제거하는 제거수단; 및

상기 재구성된 이너 패리티를, 상기 N 비트가 제거된 소정길이의 데이터 행에 부가시키는 데이터 구성수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성장치.
제 7항에 있어서,

상기 패리티 생성수단은, 갈루아 필드 GF(2**9)를 이용하여 9 비트의 기록크기를 갖는 이너 패리티 심볼을 생성한 후, 이를 8 비트의 기록크기를 이너 패리티 심볼로 재구성하는 것을 특징으로 하는 고밀도 광 기록매체에서의 데이터 에러정정 코드 생성장치,