TW200416677A - Electronic circuit for decoding a read signal from an optical storage medium - Google Patents
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Description
200416677 五、發明說明(1) 發明所屬之技術領域 本發明係關於光學儲存媒體之閱讀和解碼領域,尤指 高密度光碟,例如藍射線碟片。 先前技術 有各種光學儲存媒體,具有不同的資料容量,諸如CD 和DVD。為增加某一固定直徑的碟片容量,必須降低磁執 距和波道位元長度,需要減少雷射光點大小,亦即減小所 用雷射波長。邇來,正開發碟片記錄系統,使用波長4 0 5 nm的藍色雷射二極體。 例如,有利用藍紫色雷射二極體的高容量光碟記錄格 式出現之標準,稱為「藍射線碟片」或BD碟片。藍射線碟 片標準複本可向荷蘭恩德霍汶市皇家菲律普電子公司智慧 所有權及標準部門索取。 為進一步提高儲存密度,波道位元長度降到比減小光 點大小中增益之程度為高,由於波長較短之故,即光點大 小與波道位元間之比,即所謂「資訊密度」,增加。 事實上,光學波道行為像是低通濾波器,而傳送功能 稱為「調變傳送功能」,文獻上簡稱MTF。 對光碟上高密度資料儲存而言,調變傳送功能陡降, 即類比閱讀信號的高頻成份較低頻成份大為減弱。例如, 就儲存容量25 GBytes的BD碟片而言,最短運轉長度成份 (2T)即以較最長運轉長度8T大20dB以上的因數減弱。造成 大量符號間干擾(I S I ),理由於眼睛圖型,即光檢波器(「 閱讀波道1,RDCH 1」)四元件的電流合計所得HF信號,即
第5頁 200416677 五、發明說明(2) 使沒有雜訊,幾乎關閉。 為回復高密度光碟上儲存的使用者資料,典型上使用 部份響應最大輕易性(PRML)檢測計劃。在標準的部份響應 最大輕易性(PRML )檢測系統中,使用例如有7個分接頭的 F I R濾波器,使進到所選擇部份響應目標的信號均勻化。 如果要例如以硬體實施LMS(最少平均二次方)演算適配均 勻>ί匕,以便進一步改進資料檢測可靠性,則必須要較高度 的實施努力。
另方面,進來的波型再造為簡單部份響應目標,像記 憶體長度為2的PR (1,2,1 ),只會輸送非最佳結果,因為高 密度光碟用之調變傳送功能(MTF)與PR( 1,2, 1 )相較大不相 同,需要信號的高頻成份之高度增益提升。其缺點是雜訊 亦相當減弱。 另一可能性是使用更複雜的部份響應目標,記憶體長 度為3,即PR (1,2,2,1 ),或以上。其優點是,部份響應目 標頻率響應更像光學波道的MTF,因而只必須中度放大高 頻信號成份。但嚴重缺點是,需要高度實施努力(晶片區 域),而由於複雜的Viterbi檢波器,不可能達成高速處 理。
就顫動測量而言,藍射線碟片標準(B D )在其A η n e X 1 2 . 8界定所謂極限勻化器。 極限勻化器為非線型勻化器,可提升高頻成份,而不 增加符號間的干擾。此等勻化器可以改進饋送入截剪器的 HF信號品質,並減少顫動。如此極限勻化器亦見於:
第6頁 五、發明說明(3) (1) F. Yokogawa, S· Miyanabe, Μ· Ogasawara, Η. Kuribayashi, Υ· Tomita 和 K Yamamoto; Jpn. J· Appl· Phys. 30 (2000) 819, (2) S. Miyanabe, H. Kuribayashi 和 K. Yamamoto; Jpn J. Appl. Phys. 38 (1999) 1715, (3) Y sh i m i Tomita, Hiroshi Nishiwaki,Shogo Miyanabe, Hiroki Kuribayashi, Kaoru Yamamoto 和 Fumihiko Yokogawa; Jpn J Apl. Phys Vol 40 (000) pp· 1716-1722, Part 1,
No. 3B, March 2001. 例如極限勻化器的第一階段為習用線型勻化器,以減 少符號間的干擾,並提升高頻信號成份。極限勻化是在線 型勻化之後進行,在限制信號之前,把取樣之資料内插, 極限勻化器之造型幾乎與F I R濾波型線型勻化器相同,但 限制器限制到複製的信號位階,惟中央分接點信號除外。 FIR濾波裔作用有如高度提升勻化器,而其增益視高度提 升係數的選擇而定。若高度提升係數變大,則F丨R濾波器 的增益即高。 發明内容 所以,本發明之目的,在 子設備,以供閱讀光學儲存媒 及相對應方法和電腦程式產品 本發明提供一種電子電路 體,例如藍射線碟片(BD),閱 於提供改進的電子電、路和電 體’尤其是藍射線碟片,以 〇 ’可將從高密度光學儲存媒 讀的信號解碼,使用極限句
第7頁 200416677 五、發明說明(4) -- 化器做為接續V i t e r h ΐ a、+ 方式可達成高度可靠波器用之部份響應勾化器。以此 尤其是因為兼併極限口 f!?檢測,:中度硬體努力即可。 檢測,可用較簡單的部份J響易性(p·) 波器。 仂響應目私和較間早的Viterbi檢 係數可以調節,並A 具體例,極限勻化器的高度提升 信號之波封,以波。器\輸出:勻化閱讀 制。 勻化閱5貝k號之疋時資訊,加以控 =他較佳具體例列於申請專利範圍附屬項。 f參照附圖詳述本發明較佳具體例如下: 路100第之1 ί ί Ξ由ΐ密度光碟所得閱讀信號解碼用電子電 數1輸信號轉換成數位信號。= 截1Τ ^ 106用°來J —\化/ 1〇4,其輸出耦合至截剪器106。 :L ! :考位階,並除去某些信號不對稱。 有* Ϊ ΐ SI 2極限句化器1〇8。極限句化器108具 份響應句化器,具有接、㈣二丄二 is 1 1 0必要之取大輕易檢測。ν · , . ^ ^ 1 . 閱讀信號,呈NRZ信號格式。er 1 ? - 0輸出解碼 於广ΐΐϊ1:广有鎖相環路(PLL)112,以提供位元時 鐘#號。波封仏測器114和係數適配模組116形成控制系統
200416677 五、發明說明(5) ,以適配極限勻化器1 0 8的高提升係數m,詳後。 與BD標準相反的是,類比閱讀波道1眼睛圖型並不在 波道位元位置中間取樣,造成在勻化器輸出的非零樣本。 第2圖表示在極限勻化器輸出處之波型。 此相移可利用適當PLL電路,在極限勻化器和PLL間有 偶數係數(例如2係數0 . 5 + 0 . 5 D )之附加F I R濾波器,或任何 其他可設想的手段。 第3圖表示由DS0以持久模式測得之勻化器輸出。利用 高提升係數m的修飾,可以升降勻化器輸出信號之較小信 號位階。 第4圖表示部份響應PR( 1,2, 1 )的目標波型。Vi terbi 檢波器的輸入信號看來應如是。有四個截然的信號位階: 最大波择( + 1)、半波幅( + 0.5)、負半波幅(-0.5)和負最大 波幅(-1 )。係數適配之波幅信號以波封檢測器衍生。此波 幅信號亦用做V i t e r b i檢波器内的分支公制計算之參考位 階,即分支公制計算是遵循進來信號的增益變化。 藉調諧極限勻化器之高提升係數m,可達成二波型的 接近出現。此為第1圖内係數適配模組1 1 6方塊之任務,詳 見第5圖。 係數適配模組'具有輸入5 0 0,以供輸入極限勻化器1 0 8 輸出之勻化閱讀波道1 (參見第1圖)。勻化閱讀波道1信號 延遲,考慮到V i t erb i檢波器1 1 0之相對應延遲。此係利用 延遲塊502為之,提供η X T的延遲,與Viterbi檢波器110 之延遲相同。
第9頁 200416677 五、發明說明(6) $ « ί ΐ輸入504施加勻化閱讀波道1信號之波幅。波幅信 ^封檢波器U4提供(參見第1圖)。波幅利用放大器 5 2為2,以提供半波幅信號位階。延遲的勻化閱讀波 ^ 1和半波幅信號位階利用減算器5〇8減算,以供偏差信號 Δ 〇 利用增益因數5 1 0,信號△以例如2的若干次方減弱。 此可由k號右移’或饋送至加算器520的不重要位元。放 大的△信號輸入至積算濾波器5丨2。積算濾波器5丨2具有模 組4,用來限制所得高提升係數^之範圍,至例如± J。 積算濾波器512具有多工器(μ υχ)51 6,接受「更新」做為 定時資訊。MUX 516的輸出耦合至暫存器518,儲存實際高 提升係數值m。暫存器518之輸出回饋至加算器520。加算 器5 2 0加放大之△信號和高提升係數值^。加算結果輸入到 模組5 1 4。 又有半波幅檢波器5 2 2,用來檢測勻化閱讀波道1信號 在+0· 5波幅位階時之時點。此項檢測是根據Vi terbi檢波 器110輸出的NRZ格式信號進行(參見第1圖)。 半波幅檢波器522提供「半波幅檢波」信號,輸入到 「和」閘5 2 4 ’以及延遲勻化器閱讀波道1信號之符號位元 。如此「和」閘524提供「更新」,信號,當勻化閱讀波道1 信號在半波幅信號位階時,該「更新」信號在邏輯「1」 。在此等時點,積算濾波器5丨2變成可操作,而高提升係 數值m即在暫存器518内更新。 來自Vi terbi檢波器的NRZ輸出資料流,用來找尋半波
第10頁 200416677 —發明說明(7) 位=應處之位置。半波幅檢波器5 2 2按照部份響應PR (1, ’ _二各檢波中間位階輸送「1」。勻化閱讀波抱1信號為 =^,鐘的適當數而延遲,即與「檢波的半波幅」信號位 :2。「更新」信號是藉「和」反相符號位元所衍生, 广t配電路只能為+ 〇 · 5的參考位階而施能(第2圖中圓圈 1 )。延遲的勻化閱讀波道1信號與半波幅間之相差,乘以 (-8)之增益因數,並加到舊係數值,以便更新信號 N B寸二可形成新係數值。否則,暫存器值即保留不變。 半波幅檢波器5 2 2參照第6圖詳述之。 。半波巾田檢波器5 2 2具有一系列移位暫存器,包括d 一正 $ Γ來60§0,g6 02,6 04。由viterbi檢波器110提供的nrz格式信 ί Λ//圖),應用到D_正反器6 0 0的輸入。d-正反器的 1 ,t p私D-正反器602的輸出指明Β,D-正反器604的輸 出才曰,^輸出A,B,C均輸入到模組6 0 6,實施查索表6〇8。 -、古Ϊ ;且二6輪出「檢波的半波幅」信號,其在勻化器閱 項波迢1 k唬在半波幅位階時的邏輯「】」。 、B = 〇和C = 0,則「檢波的半波幅」信號亦為邏輯「 ,若、B = MdC = 〇,則「檢波的半波幅」信號在邏輯
第7圖為相對應流程圖之說明。在步驟7 〇 〇、,由光碟所 得數位閱讀信號,輸入到極限勻化器,以提供勻化閱讀信 號。在步驟702,藉利用波封檢波器(參見第i圖的波封胃檢" 波器1 1 4)檢測勻化閱讀信號之波幅,決定勻化閱讀信號所 需半波幅位階。在步驟704,利用耦合於極限勻化器"的
200416677 五、發明說明(8)
Viterbi檢波器(參見第1圖之Viterbi檢波器110)之延遲, 把步驟7 0 0之勻化閱讀信號延遲。所需半波幅信號位階和 延遲的勻化閱讀信號,係在步驟7 0 8内減去,以提供偏差 信號。在步驟7 0 6,檢測勻化閱讀信號具有半波幅信號位 階之時點。在此等時點,步驟7 0 8内所得偏差之整合,是 在步驟710内進行,以提供適配之高提升係數m。
第12頁 200416677 圖式簡單說明 第1圖為本發明電子電路具體例之方塊圖; 第2圖表示在極限勻化器輸出處之波型; 第3圖表示用DS0以持久模式測得極限勻化器之輸出; 第4圖表示部份響應目標PR(1,2, 1)之目標波型; 第5圖表示第1圖係數適配電路模組之詳細方塊圖; 第6圖表示半波幅信號位階之定時檢測; 第7圖表示本發明方法之流程圖。
第13頁
Claims (1)
- 200416677 六、申請專利範圍 1. 一種從光學儲存媒體閱讀信號之解碼用電子電路, 包括: 一極限勻化器(1 0 8 ),供放大高頻閱讀信號成份, 不實質上提高符號間之干擾; 一 Viterbi檢波器(110),搞合至極限勻化器之輸出 ,以提供解碼閱讀信號者。 2. 如申請專利範圍第1項之電子電路,其中極限勻化 器具有可調節高提升係數(m ),以放大高頻閱讀信號成份 ;以及機構(1 1 6),基於利用Vi terbi檢波器提供之解碼閱 讀信號,和極限勻化器提供之勻化閱讀信號,以適配高提 升係數者。 3. 如申請專利範圍第1或2項之電子電路,其中由極限 勻化器提供的勻化閱讀信號具有波幅信號位階和中間信號 位階,此電子電路又包括: 一機構( 1 1 4, 504, 5 0 6 ),以根據所檢波的波幅位階 ,決定所需中間信號位階; 一機構( 1 0 8, 5 0 2 ),以檢測勻化閱讀信號义實際中 間信號位階; 一機構(1 1 6,5 1 2 ),根據所需中間信號位階和實際 勻化閱讀信號之比較,以適配高提升係數者。 4. 如申請專利範圍第1,2或3項之電子電路,其中決定 所需中間信號位階用之機構,包括波封檢波器(1 1 4 ),以 供檢測實際波幅者。 5. 如申請專利範圍第1項之電子電路,其中控制機構第14頁 200416677 六、申請專利範圍 包括積算器(5 1 2 ),以供積算所需中間信號位階與極限勻 化器所提供實際勻化閱讀信號間之偏差者。 6. 如申請專利範圍第1項之電子電路,其中光學儲存 媒體係藍光線碟片者。 7. —種光學儲存媒體閱讀用之電子裝置,包括: 一從光學儲存媒體提供閱讀信號用之機構; —極限勻化器(1 0 8 ),以放大高頻閱讀信號成份, _ 不實質上增加符號間之干擾; 一 Viterbi檢波器(110),耗合至極限勻化器之輸出 卜 ,以提供解碼之閱讀信號者。 8. —種光學儲存媒體之閱讀方法,包括如下步驟: ^ 一由光學儲存媒體,提供閱讀信號; 一利用極限勻化器勻化閱讀信號,以放大高頻閱讀 信號成份,不實質增加符號間之干擾; 一對勻化閱讀信號進行V i t e rb i檢測,以提供解碼 閱讀信號者。 9. 如申請專利範圍第8項之方法,又包括根據解碼閱 讀信號及勻化閱讀信號,適配高提升係數,以放大高頻閱 · 讀信號成份者。 ^ 1 0.如申請專利範圍第8或9項之方法,其中勻化閱讀 信號具有波幅位階和中間信號位階,此方法包括: —根據波幅位階之檢測,決定所需中間信號位階; I 一決定勻化閱讀信號的實際中間信號位階; 一根據實際中間信號位階和所需中間信號位階,決第15頁 200416677 六、申請專利範圍 定偏差信號, 一積算偏差信號,提供適配高提升係數者。 1 1. 一種電腦程式產品,諸如數位儲存媒體,包括從 光學儲存媒體閱讀信號之解碼程式機構,其步驟為: 一從光學儲存媒體提供閱讀信號; 一利用極限勻化器勻化閱讀信號,以放大高頻閱讀 信號成份,不實質增加符號間之干擾; Λ 一對勻化閱讀信號進行V i t e rb i檢測,以提供解碼 閱讀信號者。 -第16頁
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