KR100720383B1 - 실시간 ｄｖｄ레코더에 대한 동시 인코딩-디코딩 및일시정지-캐치-업을 위한 버퍼 최적화 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 명백한 동시 판독 및 기록을 필요로 하는 특성을 갖는 디스크 매체에 있는 판독 버퍼와 기록 버퍼의 성능을 최적화하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이 방법은, 기록 시간(tW) 동안에 기록 버퍼로부터 디스크 매체에 데이터를 기록하며, 판독 시간(tR) 동안에 디스크 매체로부터 판독 버퍼에 데이터를 판독하는 동작을 교대로 하는 단계를 포함한다. 판독 시간과 기록 시간은 일반적으로 점프 시간(tJ)으로 분리된다. 프런트-엔드 판독 속도, 디코딩 비트 속도, 레코딩 가능한 매체 디바이스의 프런트-엔드 기록 속도 및 인코딩 비트 속도에 따라 최적화되도록 기록 시간은 선택적으로 제어된다.

Description

실시간 ＤＶＤ레코더에 대한 동시 인코딩-디코딩 및 일시정지-캐치-업을 위한 버퍼 최적화{BUFFER OPTIMIZATION FOR SIMULTANEOUS ENCODING-DECODING AND PAUSE-CATCH-UP FOR REAL-TIME DVD RECORDER}
본 발명의 구성은, 일반적으로 예컨대 레코딩 가능한 디지털 비디오 디스크, 하드드라이브 및 광자기 디스크와 같은 디스크 매체 상에 레코딩된 오디오 전용 프로그램, 비디오 전용 프로그램 및, 비디오 및 오디오 둘 모두의 전용 프로그램에 대해 개선된 동작 특성을 제공하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
소비자가 차후에 프리젠테이션(presentation)하기 위해 비디오 프로그램 및/또는 오디오 프로그램을 레코딩하게 하기 위해, 여러 디바이스들이 개발되어왔다. 이러한 디바이스는 테이프 레코더, 비디오카세트 레코더, 레코딩가능한 컴팩트디스크 및 가장 최근에는 레코딩가능한 디지털 비디오 디스크(DVD)를 포함한다. 하드드라이브 및 광자기 디스크가 또한 사용되어왔다.
단 한번만 레코딩될 수 있으며, 그에 따라 본질적으로 DVD 판독 전용 메모리인 DVD는 약어, DVD-R로 지칭된다. 약어, DVD-R은 또한 한번-기록 또는 한번-레코딩 기술을 지칭하는데 일반적으로 사용된다. 레코딩되고, 소거되며, 재레코딩될, 즉 오버라이팅되거나 재기록될(overwritten or rewritten) DVD에 몇 가지 포맷이 이용 가능하다. 이들은, 약어, DVD-RAM, DVD-RW 및 DVD+RW로 지칭된다. 현재까지, 어떠한 통일된 산업 표준도 채택되어 있지 않다. 약어, DVD-RAM, DVD-RW 및 DVD+RW는 또한 일반적으로 각각의 재기록 가능한 기술을 지칭하는데 사용된다. 본 명세서에서 재기록 가능한 DVD 기술, 디바이스 및 방법을 지칭할 때, 일반적으로 미래에 개발될 표준뿐만 아니라 지금 사용되고 있는 모든 표준을 포함하고자 한다.
비록 재기록 가능한 DVD 기술이 일반적으로 이용 가능하지만, 동작은 플레이, 레코딩, 고속 전진, 후진 및 정지와 같은 기본적인 기능으로 제한된다. 일시정지(pause)가 이용 가능하지만, 이것은 VCR의 동작을 일시정지하는 것에 단지 대응하는 동작으로서 예컨대 사전에 레코딩된 프로그램의 재생을 중단하거나 레코딩으로부터 광고를 제거하기 위해 시청된 프로그램의 레코딩을 중단하는 것이다. 컴퓨터 하드드라이브와 달리, 레코딩 가능한 DVD 디바이스는 매우 중요한 추가적인 기능을 가지며, 이것은 사전에 레코딩된 DVD를 재생하는 것이다. 따라서, 컴퓨터 하드드라이브 대신 사용될 수 있는, 방법 및 디바이스를 포함하는 재기록 가능한 DVD 기술을 개발하고자 하는 경제적인 동기가 있다. 가격을 줄이고 판매량을 증가시키는 목표를 적절히 조정하지(compromising) 않고, 개선되고 유리한 특성을 가진 이러한 디바이스를 제공하는 것은 해볼만한(challenge) 것이다.
예컨대 DVD와 같은 재기록 가능한 디스크 매체에 대한 많은 새로운 특성은, 일시정지, 캐치-업(catch-up) 및 인스턴트(instant) 리플레이를 포함한다. 이들 특성은 명백한 동시 판독 및 기록을 필요로 한다. 기록 버퍼(레코드 버퍼로도 지칭됨) 및 판독 버퍼(트랙 또는 플레이 버퍼로도 지칭됨)의 동작이 기록 버퍼의 오버플로우(overflow)와 판독 버퍼의 언더플로우(underflow)를 회피하도록 최적화되어야 하는 것을 이들 특성은 필요로 한다. 기록 버퍼의 오버플로우는 결국 인코딩 이후 및 디스크 상의 기록 이전에 프로그램 자료의 손실을 야기한다. 판독 버퍼의 언더플로우는 결국 재생되고 있는 프로그램 자료의 중단을 야기한다. 캐치-업 모드, 플레이-스킵(play-skip) 모드 및 유연한 캐치-업(smooth-catch-up) 모드 또는 이들의 조합 모두는 이러한 버퍼의 최적화를 필요로 한다.
일시정지, 인스턴트 리플레이, 캐치-업 및 그 밖의 모든 트릭 모드는, 단지 몇 가지만 예를 들자면 DVD-RW, DVD-RAM, DVD+RW와 같은 DVD 레코더에 대한 양호한 특성이다. 여기서, 일시정지는 방송 TV 프로그램을 일시정지하는데 사용된다. 인스턴트 리플레이는 사람들이 레코딩 자료를 즉시 시청하게 한다. 캐치-업은 사람들이 일시정지해제(unpause) 또는 트릭 모드에 대한 다른 구현 이후 상기 프로그램을 계속 보게 한다(catch up). 트릭 모드는 고속 후진, 저속 후진, 고속 전진, 저속 전진, 스킵 및 점프를 포함한다. 이들 특성 모두는 동시 인코딩 및 디코딩을 위한 DVD 레코더 상에서 구현하기 매우 어렵다. 이것은 고속 프런트-엔드(front-end)를 필요로 할 뿐만 아니라 임의의 데이터 손실 없이 끊김없는(seamless) 재생을 수행하도록 버퍼를 조작할 양호한 방법을 필요로 한다.
본 발명은, 명백한 동시 판독 및 기록을 필요로 하는 특성을 갖는 디스크 매체 디바이스에 있는 판독 버퍼 및 기록 버퍼의 성능을 최적화하기 위한 방법에 관한 것이다. 이러한 시스템에서, 새로운 비디오 프로그래밍이 수신됨에 따라, 데이 터는 기록 버퍼에 계속 추가된다. 나아가, 화상이 시청자를 위해 디스플레이됨에 따라, 비디오 데이터는 판독 버퍼에서 계속 삭제된다.
본 방법은, 기록 시간(tW)동안 기록 버퍼로부터 디스크 매체에 데이터를 기록하고, 판독 시간(tR) 동안 디스크 매체로부터 판독 버퍼에 데이터를 판독하는 동작을 교대로 하는 단계를 포함한다. 판독 시간과 기록 시간은 일반적으로 점프 시간(tJ)에 의해 분리된다. 기록 시간은, 이것이 대략 2r1r4tJ/(r1r3 - r1r4 - r2r3)가 되도록 선택적으로 제어된다. 이 식에서, r1은 DVD 레코더/플레이어 디바이스의 프런트-엔드 판독 속도이며, r2는 디코딩 비트 속도이며, r3은 레코딩 가능한 매체 디바이스의 프런트-엔드 기록 속도이며, r4는 인코딩 비트 속도이다. 일 양상에 따라, 본 방법은 또한, 대략 2r2r3tJ/(r1r3 - r1r4 - r2r3)가 되도록 판독 시간을 선택적으로 제어하는 단계를 유리하게는 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 판독 버퍼 크기(BRSZ)는 대략 (r1 - r2)*tR이 되도록 선택되며, 기록 버퍼 크기(BWSZ)는 대략 r4*(tR + 2*t J)가 되도록 선택된다.
대안적인 실시예에 따라, 본 발명은, 명백한 동시 판독 및 기록을 필요로 하는 특성을 구현하기 위해 판독 버퍼 및 기록 버퍼를 갖는 레코딩 가능한 디스크 매체 디바이스에 관한 것이며, 여기서 데이터는 기록 버퍼에 계속 추가되며 판독 버 퍼로부터 계속 삭제된다. 적절한 디스크 매체 플레이어/레코더 회로가, 기록 시간(tW) 동안 기록 버퍼로부터 디스크 매체에 데이터를 기록하고, 판독 시간(tR) 동안 디스크 매체로부터 판독 버퍼에 데이터를 판독하는 동작을 교대로 하기 위해 제공된다. 판독 시간 및 기록 시간은 점프 시간(tJ)에 의해 분리된다. 디바이스 제어기는, 기록 시간이 대략 2r1r4tJ/(r1r3 - r1 r4 - r2r3)가 되도록 기록 시간을 선택적으로 제어하기 위해 제공되며, 여기서 변수는 위에서 설명된 바와 같다. 바람직한 실시예에 따라, 디바이스 제어기는 또한, 판독 시간이 대략 2r2r3tJ/(r 1r3 - r1r4 - r2r3)가 되도록 판독 시간을 선택적으로 제어한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 판독 버퍼 크기(BRSZ)는 대략 (r1 - r2)*tR이 되도록 선택된다. 나아가, 기록 버퍼 크기(BWSZ)는 대략 r4*(tR + 2*tJ)가 되도록 선택된다.
도 1은 본 발명의 구성에 따라 하나 이상의 개선된 동작 특성이 제공될 수 있는 재기록 가능한 DVD 디바이스의 블록도.
도 2는 재기록 가능한 DVD 상의 나선형 트랙을 예시하는데 유용한 도면.
도 3은 판독 및 기록 프로세스를 이해하는데 유용한 버퍼 모델을 도시한 도면.
도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d는 서로 다른 DVD 디바이스 프런트-엔드 속도 에 대한 판독 시간 및 기록 시간을 예시한 도면.
도 5a 및 도 5b는 선택된 파라미터에 있어서의 DVD 디바이스의 판독 시간 및 기록 시간을 예시한 도면.
레코딩 가능한 DVD 디바이스
본 명세서에서 설명된 본 발명의 구성에 따라 여러 개선된 동작 특성을 구현하기 위한 디바이스(100)는, 본 발명의 구성에 따라 재기록 가능한 디스크 매체(102)를 사용하며, 도 1에서 블록도 형태로 도시되어 있다. 재기록 가능한 디스크 매체(102)는 예시된 실시예에서 재기록 가능한 DVD로 구현되어 있다. 많은 예에서, 알 수 있는 바와 같이, 재기록 가능한 디스크 매체는 또한 예컨대 하드드라이브 또는 광자기 디스크(MOD: Magneto Optical Disc)일 수 있다. MOD의 예로 미니디스크가 있다. 많은 예에서, 본 발명의 구성은 비디오 또는 오디오 또는 비디오 및 오디오 둘 모두에 적용될 수 있다.
디바이스(100)는 디스크 매체, 본 예에서는 재기록 가능한 DVD(102)에 기록하고 이것으로부터 판독할 수 있다. 디바이스는 기계적 조립부(104), 제어부(120), 비디오/오디오 입력 처리 경로(140) 및 비디오/오디오 출력 처리 경로(170)를 포함한다. 대부분의 블록을 다른 부분 또는 경로에 할당하는 것은 자명하므로, 블록중 일부의 할당이 편의상 이뤄졌으며, 이러한 할당은 디바이스의 동작을 이해하는데 중요하지 않다.
기계적 조립부(104)는, DVD(102)를 회전시키기 위한 모터(106)와 회전하는 디스크 위에서 움직이도록 적응된 픽업 조립부(108)를 포함한다. 픽업 조립부 상의 레이저는, 비디오 및/또는 오디오 프로그램 자료를 레코딩하고 재생하기 위해 디스크 상에 나선형 트랙으로 점들을 굽거나(burn spots), 트랙 상에 이미 구워진 점들을 비춘다. 본 발명을 이해하기 위해, 디스크가 한 면 또는 두 면에 레코딩될 수 있는 지와, 두 면을 레코딩하는 경우, 디스크의 두 면의 레코딩 또는 디스크로부터의 후속적인 판독이 디스크의 동일한 면 또는 두 면 모두로부터 발생하는지는 상관없다. 픽업 및 모터는 서보(110)에 의해 제어된다. 서보(110)는 또한 제 1 입력으로서 디스크(102)의 나선형 트랙으로부터 판독된 데이터의 재생 신호를 수신한다. 재생 신호는 또한 에러 정정 회로(130)에 대한 입력이며, 이 회로(130)는 제어부의 일부분 또는 비디오/오디오 출력 처리 경로의 일부분으로 간주될 수 있다.
제어부(120)는 제어 중앙 처리 유닛(CPU)(122)과 탐색 데이터 생성 회로(126)를 포함한다. 제어 CPU(122)는 제 1 입력 신호를 탐색 데이터 생성 회로(126)에 공급하며, 서보(110)는 제 2 입력 신호를 탐색 데이터 생성 회로(126)에 공급한다. 서보는 또한 제어부의 일부분으로 간주될 수 있다. 탐색 데이터 생성 회로(126)는 제 1 입력 신호를 멀티플렉서(MUX)(154)에 공급하며, 멀티플렉서(MUX)(154)는 비디오/오디오 입력 처리 경로(140)의 일부분을 형성한다.
종래의 레코딩 가능한 DVD 디바이스에서, 탐색 데이터 생성 회로(126)는 비디오 데이터와 함께 디스크 상에 저장될 종래의 탐색 패킷 데이터를 생성할 것이다. 본 발명의 구성에 따라, 탐색 데이터 생성 회로는 탐색 패킷에 삽입하기 위한 특정한 추가적인 정보를 공급할 수 있다. 추가적인 정보는, 다음에 좀더 상세하게 설명될 선택된 트릭 모드 재생 동작에 대한 개선된 성능을 위해 사용될 수 있다.
MUX(154)의 출력은 에러 정정 코딩 회로(128)의 입력이다. 에러 정정 코딩 회로(128)의 출력은 픽업(108)에 공급된 레코딩 가능한 입력 신호이며, 이것은 레이저에 의해 디스크(102)의 나선형 트랙 상에 "구워"질 것이다.
제어 CPU(122)는 또한 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이 판독 버퍼(172) 및 기록 버퍼(152)에 포함된 데이터에 액세스한다. CPU(122)는 판독 버퍼(172) 및 기록 버퍼(152)에 저장된 비디오 데이터를 삭제하고, 변형하고, 재포맷할 수 있다. 제어 및 데이터 인터페이스가 또한 바람직하게 제공되어, CPU(122)가 패킷 비디오 인코더(144)와 오디오 인코더(148)의 동작을 제어하게 한다. 적절한 소프트웨어 또는 펌웨어가 제어 CPU(122)에 의해 수행되는 종래의 동작을 위해 메모리에 제공된다. 게다가, 개선된 특성을 위한 프로그램 루틴(134)이, 이후에 좀더 상세하게 설명될 바와 같이 본 발명에 따라 CPU(122)를 제어하기 위해 제공된다.
시청자가 활성 가능한 기능을 위한 제어 버퍼(132)는 현재 이용 가능한 기능, 즉 플레이, 레코드, 후진(reverse), 고속 전진, 저속 플레이, 일시정지/플레이 및 정지를 나타낸다. 일시정지는 VCR의 동작을 일시정지하는 것에 대응하는 동작이며 예컨대 사전에 레코딩된 프로그램의 재생을 수동으로 중단하거나 레코딩으로부터 광고를 제거하기 위해 시청하는 프로그램의 레코딩을 중단하는 것이다. 별도의 버퍼(136)가 여기서 설명된 본 발명의 구성을 구현하기 위한 명령을 수신하기 위해 제공된다.
비디오/오디오 입력 처리 경로(140)는 예컨대 NTSC 또는 PAL과 같은 종래의 텔레비전 신호를 디바이스(100)에 의한 디지털 레코딩을 위해 예컨대 MPEG-1 또는 MPEG-2와 같은 디지털화된 패킷 데이터로 변환하기 위한 신호 처리 회로이다. 입력 경로(140)는 비디오 입력(video in)을 위한 예컨대 MPEG-1 또는 MPEG-2인 비디오 인코더(144)와 NTSC 디코더(142)를 포함할 수 있으며, 오디오 아날로그-디지털 컨버터(A/D)(146)와 예컨대 MPEG-1 또는 MPEG-2인 오디오 인코더(148)를 포함할 수 있다. 전체 패킷이 구성될 때까지 디지털화된 신호는 멀티플렉서(150)에서 결합되어 기록 버퍼(152)에 저장된다. 오디오 및 비디오 데이터 패킷 그룹이 생성됨에 따라, 이들은 탐색 데이터 생성 블록(126)에서 생성된 적절한 탐색 패킷과 MUX(154)에서 결합된다. 그런 다음, 패킷은 에러 정정 코딩 회로(128)에 보내진다. 에러 정정 코딩 회로(128)는 또한 입력 경로(140)의 일부분으로 간주될 수 있다.
실제적인 문제로, DVD의 나선형 트랙 상에서 가장 작은 주소지정 가능한 유닛은 16 섹터의 ECC(에러 정정 코드: Error Correction Code) 블록이며, 여기서 각 섹터는 사용자 데이터의 2048 바이트를 포함한다. 하나의 그룹은 예컨대 12개인 많은 ECC 블록이다. 각 블록 그룹은 결합된 비디오 및 오디오 프로그램 자료의 대략 0.5초 분량을 나타낸다. 예컨대 192개의 섹터인 ECC 블록의 그룹을 레코딩하는데 필요한 나선형 트랙을 따르는 선형 공간의 양이 여기서 나선형 트랙의 세그먼트로 한정된다. 따라서, 기록 버퍼가 하나의 데이터 세그먼트를 저장할 만큼만 크기만 하면 된다고 볼 수 있다. 하나의 데이터 세그먼트는, 예컨대 오디오 및 비디오 프 로그램 자료의 대략 0.5초 분량에 대응할 수 있다.
출력 처리 경로(170)는 에러 정정 블록(130)과 판독 버퍼 즉 출력 버퍼(172)를 포함하며, 여기서 디스크로부터 판독된 데이터가 추가로 처리하기 위해 패킷으로 조합된다. 패킷은 조건부 액세스 회로(174)에 의해 처리되며, 이 회로(174)는 비디오 및 오디오 처리를 위해 디멀티플렉서(176)를 통한 각 경로로의 패킷의 전파를 제어한다. 따라서, 판독 버퍼(172)는, 오디오 및 비디오 프로그램 자료의 대략 0.5초 분량에 또한 대응하는 하나의 데이터 세그먼트를 저장할 만큼 크기만 하면 된다고 볼 수 있다.
비디오는 예컨대 MPEG-1 또는 MPEG-2로부터 디코더(178)에 의해 디코딩되며, 예컨대 NTSC 또는 PAL과 같은 종래의 텔레비전 신호로서 인코딩된다. 오디오는 예컨대 MPEG-1 또는 MPEG-2로부터 회로(182)에 의해 디코딩되며, 오디오 디지털-아날로그(D/A) 컨버터(184)에 의해 아날로그 형태로 변환된다. PCI 버퍼와 PCI 디코더는, 디스크 상에 포함된 탐색 패킷에 포함된 프리젠테이션 제어 정보를 디코딩하기 위해 제공될 수 있다. 출력 처리 경로(170)는 알려진 바와 같이 에러 정정 회로(130)를 포함하는 것으로 간주될 수 있다.
DSI 버퍼는 탐색 패킷 내에 포함된 디스크 검색 정보(DSI)를 수신하기 위해 제공된다. DSI 디코더는, 아래에 좀더 상세하게 설명될 탐색 패킷 내에 포함된 DSI 정보를 디코딩하는데 사용된다.
특히, 본 발명은, 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 실현될 수 있다. 본 발명에 따른 기계로 판독 가능한 저장 매체(machine readable storage)는, 예컨대 제어 CPU(122)와 같은 하나의 컴퓨터 시스템에서 중앙집중 형태로 또는 서로 다른 요소가 여러 개의 상호연결된 컴퓨터 시스템에 걸쳐서 퍼져 있는 분포된 형태로 실현될 수 있다. 여기서 설명된 방법을 실행하기 위해 적응된 어떠한 종류의 컴퓨터 시스템 또는 기타 장치가 용인될 수 있다.
특히, 비록 여기서 설명된 본 발명이 도 1의 제어 CPU(122)를 고려하지만, 하드웨어와 소프트웨어의 전형적인 조합은, 로딩되고 수행될 때 도 1의 제어부(120)와 유사하게 DVD 레코딩 시스템과 컴퓨터 시스템을 제어하여 여기서 설명된 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 갖춘 범용 컴퓨터 시스템일 수 있다. 본 발명은 또한, 여기서 설명된 방법의 구현을 가능케 하는 모든 특성을 포함하며, 컴퓨터 시스템에 로딩될 때 이들 방법을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품에 내장될 수 있다.
본 상황(context)의 컴퓨터 프로그램은, 정보 처리 성능을 갖는 시스템이 다음의 동작, 즉 (a) 또 다른 언어, 코드 또는 표시(notation)로의 변환 및 (b) 다른 자료 형태로의 재생중 어느 하나 또는 둘 모두 이후에 또는 직접 특정한 기능을 수행하게 하는 명령의 세트의 임의의 언어, 코드 또는 표시로 된 임의의 표현을 의미할 수 있다. 여기서 개시된 발명은, 위에서 설명된 제어 CPU(122)와 호환 가능한 동작 시스템을 위해 상업적으로 이용 가능한 개발 도구(development tool)를 사용하여 프로그래머에 의해 구현될 수 있는 컴퓨터 프로그램에 내장된 방법일 수 있다.
DVD 매체
본 발명의 구성을 예시하기 위해, 프로그램 자료는 재기록 가능한 DVD에 레코딩될 수 있고 재기록 가능한 DVD로부터 재생될 수 있다. 도 2에 도시된 재기록 가능한 DVD(10)는 디바이스(100)에서의 디스크(102)로 사용하기에 적합하다. 디스크(10)는 평면, 원형 플라스틱 판형 부재(12)로 형성된다. 재기록 가능한 DVD는 접착성 층에 의해 서로 결합되어 1.2mm 두께의 디스크를 형성하는 두 개의 기판으로 구성될 수 있다. 중앙 개구부(14)는, 도 1의 모터(106)의 죄임(gripping) 디바이스가 디스크를 확고하게 잡고 본 발명의 구성에 따라 상기 디스크의 각운동(angular motion)을 제어할 수 있도록 디스크에 형성될 수 있다.
트랙 상의 레코딩의 방향은 전형적으로는 나선의 더 작은 반경부분으로부터 나선형 트랙의 더 큰 반경부분으로 나선형 트랙(16)을 따라서 바깥쪽 방향이다. 몇 개의 일련의 세 개의 큰 점(
Figure 112002014174575-pct00001
)은 도면에 도시되지 않은 트랙의 일부분을 나타낸다. 결과적으로, 나선형 트랙의 시작부분은 개구부(14) 근처에 있는 것으로 간주되며, 사각형(18)으로 표시된다. 나선형 트랙의 말단 부분은 테두리 근처에서 끝나는 것으로 간주되며, 다이아몬드형(20)으로 표시된다. 당업자는 일반적으로 알려진 바와 같이 나선형 트랙의 시작부분과 말단 부분을 한정하는 것을 수용한다. 본 발명의 구성에 따른 특정한 개선된 특성은, 후진 레코딩, 즉 나선형 트랙의 더 큰 반경부분으로부터 나선형 트랙의 더 작은 반경부분으로의 레코딩을 사용한다. 또한 매체 타입의 인덱싱(indexing)을 수용하기 위해, 트랙은 도면에는 도시되지 않았지만 사이드-투-사이드 워블(side-to-side wobble)을 가질 수 있다. 크기조정의 어려움으로 인해, 트랙(16) 일부분만 도시되며, 이들은 매우 확대된 크기로 도시되어 있 다.
거의 원형이며 반경방향으로 동심인 나선(the spiral)의 각 부분은 때때로 트랙으로 지칭되지만, 이 용어는 특정한 의미를 갖는 것으로 보통 받아들여지지 않는다. CD-ROM에서, 예컨대, 트랙이라는 용어는 또한 하나의 오디오 송 또는 다른 선택물(selection)을 포함하는 그러한 나선형 트랙의 해당 부분을 지칭하는데 사용되며, 이러한 트랙이 DVD에 대해서 공통적일 수 있고 또는 그렇지 않을 수 있다.
본 발명의 구성은 레코딩 가능한 DVD 매체에 대해 여기에서 설명되었다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 점으로 제한되지 않음을 인식할 것이다. 오히려, 여기에 설명된 개선된 트릭 모드를 위한 DVD 탐색 정보의 개선은, DVD-R 타입 매체를 포함하지만 이것으로 제한되지 않는 임의의 타입의 디스크 매체로 사용될 수 있다.
동시 인코딩-디코딩 및 일시정지-캐치-업을 위한 버퍼 최적화
본 발명의 구성에 따라 버퍼를 관리하기 위한 방법은 예기치 않은 버퍼의 오버플로우 및 언더플로우를 피하기 위해 판독 버퍼(172)와 기록 버퍼(152)를 최적화한다. 본 방법은, 일시정지, 캐치-업 및 인스턴트 리플레이와 같은 특성에 필요한 동시 인코딩 및 디코딩하기에 충분할 만큼, DVD 디바이스 프런트-엔드의 판독 및 기록 속도가 충분히 빠르지 않고/거나 점프 시간이 짧지 않을 때 발생하는 문제를 피하는 것을 돕는다. 캐치-업 모드, 플레이-스킵 모드 및 유연한-캐치-업 모드 또는 이들의 조합 모두가 이러한 버퍼의 최적화를 필요로 한다.
도 3은 판독 버퍼(172)와 기록 버퍼(152)에 관련된 독창적인 구성을 설명하 는데 유용한 버퍼 모델을 도시한 도면이다. 도 3에서, 변수는 다음과 같이 정의된다:
tJ는 점프 시간이다;
tR은 판독 시간이다;
tW는 기록 시간이다;
r1은 프런트-엔드 판독 속도이다;
r2는 디코딩 비트 속도이다;
r3은 프런트-엔드 기록 속도이다;
r4는 인코딩 비트 속도이다;
n은 n번째 주기이다.
도 3에서, 위쪽 그래프는 판독 버퍼의 동작을 도시하며, 아래쪽 그래프는 기록 버퍼의 동작을 도시한다.
종래에, DVD 디바이스의 프런트-엔드는, 일시정지, 캐치-업 또는 인스턴트 리플레이 모드에서 동작할 때 교대 주기를 갖는 판독 및 기록을 수행한다. 판독-기록 주기(30)는 판독에서 시작해서, 제 2 점프 이후 종료한다. 이것은, 도 3에 도시된 판독, 점프, 기록 및 점프를 포함한다. 판독-기록 주기에서, 프런트-엔드가 시간(tRn)동안 디스크로부터 데이터를 판독할 때, 판독 버퍼(172)의 데이터 레벨은 BRL 로부터 BRU까지 증가한다. 판독 시간(tRn) 동안, 유입되는 인코딩 데이터는 기록 버퍼(152)의 데이터 레벨을 증가시킨다. 시간(tRn)동안 판독을 마친 후, 프런트-엔드는 시간(tWn) 동안 기록 동작을 수행하기 위해 디스크 상의 다른 위치로 시간(tJ) 동안 점프한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 판독 버퍼 레벨은 점프 시간(tJ)이 시작하자마자 즉시 감소하기 시작한다.
기록 버퍼(152)는 점프 시간(tJ)이 끝나자마자 바로 데이터의 피크 레벨(BWU)에 도달한다. 데이터 손실을 피하기 위해, 기록 버퍼(152)는 오버플로우하지 않아야 하며, 기록 버퍼(152)는 BWSZ>BWU인 버퍼 크기(BWSZ)를 필요로 한다. 또한, 프런트-엔드가 시간(tWn) 동안 기록하면서, 기록 버퍼(152)의 데이터 레벨이 감소하기 시작하도록, 기록 비트 속도은 최대 인코딩 비트 속도보다 더 커야 한다. 기록 시간(tWn) 동안에, 버퍼 레벨(BR 및 BW)은 둘 모두 감소한다. 만약 프런트-엔드가 기록 버퍼에 저장된 데이터를 소모한다면, 기록 버퍼(152)는 언더플로우할 수 있다. 기록 시간(tWn) 이후, 시간(tJ) 동안 프런트-엔드는 판독을 위해 다시 점프한다. 이것으로 판독-기록 주기(30)는 완료된다.
판독-기록 주기(30)의 끝에서, 판독 버퍼는 최저 레벨(BRL)까지 간다. 시믈리스(seamless) 플레이의 경우, BRL은 0보다 더 커야 한다. 가변 비트 속도 동작의 경우, 순간 비트 속도이 가변적이므로, 버퍼의 증가율(r1 - r2, r4) 및 감소 율(r2, r3 - r4)은 선형적이지 않을 수 있다. 다른 판독-기록 주기에서, tR 과 tW는 다를 수 있지만, 이들은 최악의 경우에 상한치(upper limit)를 결코 초과하지 않을 것이다. 도 3에 도시된 모델은 최악의 경우를 가정한 것이다. 디코딩 비트 속도 및 인코딩 비트 속도(r2, r4) 둘 모두는, DVD 디바이스(100)에 대해서는 가능한 최대인 것으로 가정되며, 프런트-엔드의 점프 시간은 정상 동작에서 예상될 수 있는 가장 긴 점프 시간인 것으로 가정된다. 시간(tJ)은 기록에서 판독으로 또는 판독에서 기록으로의 프런트-엔드 점핑에 대한 총 통과(transit) 시간이다.
도 3으로부터, n번째 판독-기록 주기에서, 다음의 수학식을 얻을 수 있다:
(a) 판독 버퍼 레벨(BR):
Figure 112002014174575-pct00002
Figure 112002014174575-pct00003
여기서,
Figure 112002014174575-pct00004
Figure 112002014174575-pct00005
시믈리스 재생에 대해, 다음의 수학식이 성립할 필요가 있다:
Figure 112002014174575-pct00006
오버플로우를 피하기 위해, 판독 버퍼 크기는 다음과 같아야 한다:
Figure 112002014174575-pct00007
(b) 기록 버퍼 레벨(BW):
Figure 112002014174575-pct00008
Figure 112002014174575-pct00009
여기서,
Figure 112002014174575-pct00010
Figure 112002014174575-pct00011
최적화한 경우:
BWLn ~ = 0
오버플로우를 피하기 위해, 다음과 같은 기록 버퍼의 크기를 가져야 한다:
Figure 112002014174575-pct00012
최악의 경우에:
BRL = 0
BRSZ = BRUn
BWSZ = BWUn이며,
그리하여:
Figure 112002014174575-pct00013
Figure 112002014174575-pct00014
Figure 112002014174575-pct00015
위 수학식으로부터, 다음의 수학식이 유도될 수 있다:
(r1-r2)*tRn - r2*(tWn+2*tJ) = 0
r4*(tRn+2*tJ) - (r3-r4)tWn = 0
위 두 수학식을 풀면 결국 다음의 수학식이 된다:
Figure 112002014174575-pct00016
Figure 112002014174575-pct00017
여기서, r1r3-r1r4-r2r3 ≠0이다.
수학식 1 내지 수학식 16은 본 발명의 구성에 따른 버퍼 모델을 정의한다.
앞선 수학식에 의해 결정된 버퍼 크기, 판독 시간 및 기록 시간에 대한 결과값은, 본 발명의 구성에 따른 최적값이다. 실제로, 구성요소의 제한, 설계의 고려사항 및 다른 변수들은 결국 이들 최적값과는 다소 다른 실제값을 야기할 수 있음이 인식될 것이다. 따라서, 당업자는 지시된 정확한 값을 사용할 필요가 없음을 쉽게 인식할 것이다. 사실, 바람직한 값은, 버퍼 크기, 판독 시간 및 기록 시간에 대해 본 명세서의 수학식에서 지시될 수 있는 최적 값과의 20%까지의 편차를 포함할 수 있다.
제 1 예로서, 프런트-엔드 판독/기록 율은 2X이고, 비트 스트림의 최대 비트 속도은 7.0Mb/sec이며, 점프 시간(tJ)은 0.5초임을 가정한다. 그러면,
tWn = tRn = 0.922s
이고
BRSZ = 13.5Mbits
BWSZ = 13.5Mbits이다.
제 2 예로서, 프런트-엔드 판독/기록 속도는 2X/1.5X이고, 비트 스트림의 최대 비트 속도은 6.0Mb/sec이며 점프 시간은 0.5초임을 가정한다. 그러면,
tWn = 1.1s
tRn = 0.8s이고
수학식 12와 수학식 14로부터
BRSZ = 16.6Mbits
BWSZ = 11Mbits이다.
도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d는 서로 다른 프런트-엔드 속도에 대한 판독 시간 및 기록 시간을 예시한다. 버퍼 크기 및 시간은, 1초인 점프 시간(tJ)에 대해 주기 대 프런트-엔드 속도를 나타내는 그래프 형태의 플롯으로 도시되어 있다. 만약 점프 시간이 1초가 아니라면, tR, tW, Br 및 BW의 값은 인자(t J)에 의해 그 크기가 조정된다. 버퍼 크기의 단위는 Mbits이다.
도 5a 및 도 5b는, 프런트-엔드 기록 속도가 1X이고, 점프 시간은 0.3s이며 최대 비트 속도은 6.0Mb/sec인 또 다른 예이다. 판독 및 기록에 대한 한 주기 동안의 버퍼 크기 및 시간이 프런트-엔드 판독 속도에 대비하여 도시되어 있다. 이 플롯은 판독 시간, 기록 시간, 판독 버퍼 크기, 기록 버퍼 크기 및 프런트-엔드 판독 속도 사이의 관계를 도시한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은, 분명히 동시 판독 및 기록을 필요로 하는 하나의 특성을 갖는 디스크 매체 디바이스에 있는 판독 버퍼 및 기록 버퍼의 성능을 최적화하기 위한 방법에 이용된다.

Claims (8)

  1. 명백한 동시 판독 및 기록을 필요로 하는 특성(feature)을 갖는 디스크 매체 디바이스에 있는 판독 버퍼 및 기록 버퍼로서, 데이터가 상기 기록 버퍼에 계속 추가되며 상기 판독 버퍼로부터 계속 삭제되는, 판독 버퍼 및 기록 버퍼의 성능을 최적화하기 위한 방법으로서,
    기록 시간(tW) 동안에 상기 기록 버퍼로부터 상기 디스크 매체에 데이터를 기록하고, 판독 시간(tR) 동안에 상기 디스크 매체로부터 상기 판독 버퍼에 데이터를 판독하는 동작을 교대로 하는 단계로서, 상기 판독 시간과 상기 기록 시간이 점프 시간(tJ)에 의해 분리되는, 단계와;
    2r1r4tJ/(r1r3 - r1r4 - r2r3)가 되도록 상기 기록 시간을 선택적으로 제어하는 단계를,
    포함하며, 여기서 r1은 프런트-엔드(front-end) 판독 속도이고, r2는 디코딩 비트 속도이며, r3은 상기 레코딩 가능한 매체 디바이스의 프런트-엔드 기록 속도이고, r4는 인코딩 비트 속도인, 판독 버퍼 및 기록 버퍼 성능의 최적화 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 2r2r3tJ/(r1r3 - r1r4 - r2r3)가 되도록 상기 판독 시간을 선택적으로 제어하는 단계를 더 포함하는, 판독 버퍼 및 기록 버퍼 성능의 최적화 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 판독 버퍼 크기(BRSZ)는 (r1-r2)*tR이 되도록 선택되는, 판독 버퍼 및 기록 버퍼 성능의 최적화 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 기록 버퍼 크기(BWSZ)는 r4*(tR + 2*tJ)가 되도록 선택되는, 판독 버퍼 및 기록 버퍼 성능의 최적화 방법.
  5. 명백한 동시 판독 및 기록을 필요로 하는 특성(feature)을 구현하기 위한 판독 버퍼와 기록 버퍼를 가지며, 여기서 데이터가 상기 기록 버퍼에 계속 추가되고, 상기 판독 버퍼로부터 계속 삭제되는, 레코딩 가능한 디스크 매체 디바이스로서,
    기록 시간(tW) 동안에 상기 기록 버퍼로부터 상기 디스크 매체에 데이터를 기록하고, 판독 시간(tR) 동안에 상기 디스크 매체로부터 상기 판독 버퍼에 데이터를 판독하는 동작을 교대로 하기 위한 수단으로서, 상기 판독 시간과 상기 기록 시간은 점프 시간(tJ)에 의해 구별되는, 수단과;
    2r1r4tJ/(r1r3 - r1r4 - r2r3)가 되도록 상기 기록 시간을 선택적으로 제어하기 위한 디바이스 제어기를,
    포함하며, 여기서 r1은 프런트-엔드(front-end) 판독 속도이고, r2는 디코딩 비트 속도이며, r3은 상기 레코딩 가능한 매체 디바이스의 프런트-엔드 기록 속도이고, r4는 인코딩 비트 속도인, 레코딩 가능한 디스크 매체 디바이스.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 디바이스 제어기는, 2r2r3tJ/(r1r3 - r1r4 - r2r3)가 되도록 상기 판독 시간을 선택적으로 제어하는, 레코딩 가능한 디스크 매체 디바이스.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 판독 버퍼 크기(BRSZ)는 (r1-r2)*tR이 되도록 선택되는, 레코딩 가능한 디스크 매체 디바이스.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 기록 버퍼 크기(BWSZ)는 r4*(tR + 2*tJ)가 되도록 선택되는, 레코딩 가능한 디스크 매체 디바이스.
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