專利名稱：Efm編碼器及其采用的數(shù)字總和數(shù)值保護的方法
技術領域：
本發(fā)明有關于EFM (EighWo-Fourteen Modulation,八對十四)編碼，特別 有關于EFM編碼器以及用于該編碼器的數(shù)字總和數(shù)值保護的方法。
背景技術：
在對光盤進行數(shù)據記錄時，通常以被稱為數(shù)據符的8位形式進行數(shù)據傳 送。盤片系統(tǒng)接著產生標頭(header)和同步化(synchronization)數(shù)據、控制字節(jié)、 辨識數(shù)據以及版權(copyright)管理數(shù)據；處理一些數(shù)據，包括數(shù)據符中的數(shù)據 擾亂(scrambling)以及錯誤修正碼的產生；以及調制數(shù)據符用以產生調制位以 及用于記錄的信道位(channel bit),其中，對于CD使用EFM調制編碼，而 對于DVD則使用EFM+調制加(Eight-to-Fourteen Modulation Plus,以下簡稱 EFM+)編碼。信道位通常用反向不歸零編碼(Non-Retum-Zero-Inverted,以下簡稱 NRZI)格式進行傳送，并包括兩種可能狀態(tài)，信道位維持在其中的一種可能狀 態(tài)直到二元"l"出現(xiàn)在調制位內，即，每個信道位可以為+l或一l狀態(tài)。一 個信道位是CD和DVD上的最小記錄單元T，被稱為連續(xù)長度限制(Run-length limited, RLL)碼，意思是指編碼的位樣式(pattern)的連續(xù)二元"0"必須至少 和特定的非零最小值一樣大，并且不超過一特定的最大值。例如，CD通常使 用3-llT的連續(xù)長度限制，意思是指編碼位樣式內連續(xù)"0"的數(shù)量必須至少 為2并且不超過10。在多媒體播放系統(tǒng)中，數(shù)據切割器(slicer)使用信道位的直流數(shù)值做為參考 標準用以決定NRZI格式信道位的狀態(tài)。既然每個信道位的狀態(tài)為+1或一l，所以需要確保信道位的直流數(shù)值趨近0或沒有直流數(shù)值，用以正確決定信道位。連續(xù)信道位的狀態(tài)的總和稱為數(shù)字總和數(shù)值(Digital Sum Value, DSV),表 示信道位的直流數(shù)值。任何超過特定最大值的數(shù)字總和數(shù)值都很可能導致CD 或DVD的數(shù)據讀取錯誤。在CD的EFM調制編碼中，EFM調制編碼器使用8位數(shù)據符做為存取信 道位樣式的轉換表的索引，用以轉換14位的信道位序列。調制的14位信道 位稱為一個編碼字符。每個編碼字符都符合3-llT的連續(xù)長度限制。3位的合 并碼用以連接兩個連續(xù)的編碼位，使得連接的信道位序列不超過3-1 IT的連續(xù) 長度限制。然而不合適的合并碼選擇會導致數(shù)字總和數(shù)值過大，從而產生不 正確的數(shù)據讀取。圖la和圖lb顯示現(xiàn)有技術中產生離散數(shù)字總和數(shù)值的信道位序列。當 EFM調制用于調制特定的數(shù)據樣式時，例如(0x9a， 0xb9， 0x9a, 0xb9， 0x9a, 0xb9,...}(十六位進位)，調制后的數(shù)位總和數(shù)值的絕對值將會累積增加并且 無法由標準EFM調制控制。如果數(shù)字總和數(shù)值不能維持較小的數(shù)值，多余且 過大的記錄數(shù)據的數(shù)字總和數(shù)值將導致數(shù)據切割器不能正確運作。數(shù)據切割 器用于從光盤檢測到的模擬信號接收二元信號。另外，過大的數(shù)字總和數(shù)值 表示EFM調制信號不再是沒有直流數(shù)值(DC-free)，并且EFM調制信號的低頻組成將會干擾相關的光盤系統(tǒng)的伺服控制信號。 發(fā)明內容有鑒于此，需要一種EFM/EFM+的編碼器以及編碼方法，用于光學記錄 符合編碼規(guī)則中在譯碼時有缺陷的數(shù)據。本發(fā)明提出一種數(shù)字總和數(shù)值保護的方法，在EFM編碼系統(tǒng)中執(zhí)行產生 記錄到一記錄媒體的信道幀，該方法包括調制來源數(shù)據用以產生具有一預定 數(shù)量信道位的信道幀，根據上述信道位，決定合并碼和數(shù)字總和數(shù)值，以及 根據上述數(shù)字總和數(shù)值和上述合并碼，改變上述預定數(shù)量的信道位。本發(fā)明另提出一種在EFM編碼系統(tǒng)中執(zhí)行數(shù)字總和數(shù)值保護的方法，該 方法包括調制來源數(shù)據獲得信道位，根據上述信道位，決定一第一合并碼和 數(shù)字總和數(shù)值，以及根據上述數(shù)字總和數(shù)值和上述第一合并碼，改變上述來 源數(shù)據，以決定一第二合并碼，其中上述改變的來源數(shù)據能夠通過錯誤修正 碼譯碼而復原。本發(fā)明另提出一種EFM編碼器，用于執(zhí)行數(shù)字總和數(shù)值保護，來產生記 錄到一記錄媒體的信道幀，該編碼器包括一調制器、 一合并碼和數(shù)字總和數(shù) 值產生器、以及一合并碼轉換器。上述調制器調制來源數(shù)據用以產生具有一 預定數(shù)量信道位的信道幀。上述合并碼和數(shù)字總和數(shù)值產生器，耦接到上述 調制器，根據上述信道位，決定合并碼和數(shù)字總和數(shù)值。上述合并碼轉換器， 耦接到上述合并碼和數(shù)字總和數(shù)值產生器，根據上述數(shù)字總和數(shù)值和上述合 并碼，改變上述預定數(shù)量的信道位。本發(fā)明另提出一種EFM編碼器，用于執(zhí)行數(shù)字總和數(shù)值保護的方法，包 括一調制器、 一合并碼和數(shù)字總和數(shù)值產生器、以及一來源數(shù)據轉換器。上 述調制器調制來源數(shù)據獲得信道位。上述合并碼和數(shù)字總和數(shù)值產生器，耦 接到上述調制器，根據上述信道位，決定一第一合并碼和數(shù)字總和數(shù)值。上 述來源數(shù)據轉換器，耦接到上述合并碼和數(shù)字總和數(shù)值產生器，根據上述數(shù) 字總和數(shù)值和上述第一合并碼，改變上述來源數(shù)據，藉此決定一第二合并碼。 上述改變的來源數(shù)據能夠經由錯誤修正碼譯碼而復原。由于本發(fā)明可以對數(shù)字總和數(shù)值進行保護，使其不超過連續(xù)長度限制， 這樣可以減少干擾信號，并提高光驅記錄數(shù)據的可讀性。


圖la和圖lb顯示現(xiàn)有技術中產生離散數(shù)字總和數(shù)值的信道位序列。 圖2顯示依據本發(fā)明一實施例的記錄系統(tǒng)。 圖3顯示本發(fā)明實施例的信道幀結構。圖4a、圖4b和圖4c顯示本發(fā)明一實施例中的DSV保護方法。圖5顯示圖2中的DSV和合并碼產生器。圖6顯示圖5中的數(shù)字總和數(shù)值計算單元。圖7顯示圖5中DSV計算器的實施例。圖8顯示根據本發(fā)明另一實施例的記錄系統(tǒng)。圖9顯示本發(fā)明實施例的DSV保護的方法。
具體實施方式
在此必須說明的是，以下揭露內容中所提出的不同實施例或范例，用以 說明本發(fā)明所揭示的不同技術特征，其所描述的特定范例或排列是用以簡化 本發(fā)明，然非用以限定本發(fā)明。此外，在不同實施例或范例中可能重復使用 相同的參考數(shù)字與符號，這些重復使用的參考數(shù)字與符號是用以說明本發(fā)明 所揭示的內容，而非用以表示不同實施例或范例間的關系。圖2顯示根據本發(fā)明實施例的記錄系統(tǒng)的方塊圖，系統(tǒng)2包括EFM調制 器20、數(shù)據緩沖器22、 DSV和合并碼產生器24以及合并碼轉換器26。其中， EFM調制器20分別耦接至數(shù)據緩沖器22以及DSV和合并碼產生器24，以 及DSV和合并碼產生器24耦接至合并碼轉換器26。在交叉交錯理德-所羅門(Cross-Interleaved Reed-Solomon, CIRC)編碼器 (未圖標)編碼之后，將數(shù)據符Ds送到EFM調制器20進行EFM信道調制。 EFM調制器20根據符轉換表(未圖標)，將每8位的數(shù)據符Ds調制到相對 應的14位信道位Dm，信道位Dm被稱為編碼字符(codeword)。在EFM編碼時， 24位同步化樣式和預定數(shù)量Ncw的調制信道位Dm由3位合并碼相互連結， 用以形成信道幀(channel frame),該信道幀包括預定數(shù)目NB個信道位。選 擇3位合并碼以減低數(shù)字總和數(shù)值，并且達到3-11信道位的連續(xù)長度限制的 需求。圖3顯示由EFM編碼后的信道幀的結構，其中包括同步化樣式300、子信道數(shù)據302、主信道數(shù)據304、 CIRC碼306、主信道數(shù)據308和CIRC碼 310。同步化樣式300是記錄媒體28內的唯——種樣式，例如 "100000000001000000000010",用以辨識信道幀的起始部分。 一旦辨識到信 道幀的起始部分，接續(xù)的33字節(jié)則屬于同一個信道幀。g卩，24位的同步化樣 式，3位合并碼，接著33個字節(jié)組成588(24 + 3 + (14+3)*33)位的信道位。參考圖2，調制信道位Dm接著被分別傳送到數(shù)據緩沖器22用于數(shù)據儲存， 以及DSV和合并碼產生器24用以根據調制信道位Dm辨識多余DSV信號SDSV 以及合并碼DMERGE。合并碼轉換器26接收多余DSV信號SDSV以及合并碼 DMERGE以改變信道幀內信道位的預定數(shù)目NB，并且產生改變的合并碼DMERGE 并傳送至數(shù)據緩沖器22。合并碼轉換器26使用多余DSV信號SDSV以及合并碼DMERGE來決定是否在信道幀的最后合并碼內插入或移除至少一位，使得數(shù)字總和數(shù)值減低。圖4a、圖4b和圖4c顯示本發(fā)明實施例中結合圖2的記錄系統(tǒng)的數(shù)字總 和數(shù)值保護方法。參考圖4a，因為最后的編碼字符410是"01000010001000"，并且同步化 樣式420是"100000000001000000000010"， DSV和合并碼產生器24決定合 并碼412只可能是"000"或"100"。如果412是"000"(如合并碼412a顯示)， 合并碼轉換器26插入添加的信道位"0"到合并碼412內，使得合并碼4^a 變成"0000"，提供添加的信道位來減低數(shù)字總和數(shù)值。參考圖4b，因為最后的編碼字符410是"01000010000000",并且同步化 樣式420是"100000000001000000000010"， DSV和合并碼產生器24決定合 并碼412只可能是"100"(如合并碼412b顯示)，合并碼轉換器26移除一個 "}"使得合并碼412b變成"00"，以減低數(shù)位總和數(shù)值。參考圖4c，因為最后的編碼字符410是"01000010000000"，并且同步化 樣式420是"100000000001000000000010"， DSV和合并碼產生器24決定合 并碼412為"100"(如合并碼412c顯示)，合并碼轉換器26插入添加的編碼位414c "10000010001000"和合并碼416c "100"，使得添加的信道位增加并 且數(shù)字總和數(shù)值減低。圖5是圖2中的DSV和合并碼產生器24的結構示意圖，DSV和合并碼 產生器24包括合并碼產生器50和DSV計算單元52。 EFM調制器20(示于圖 2)耦接到合并碼產生器50，然后耦接到DSV計算單元52和合并碼轉換器26。合并碼產生器50根據輸入信道位序列的前面位樣式和先前信道位序列的尾端位樣式，選擇可用的3位合并碼DMERGE，并且將合并碼DMERGE順序輸出到DSV計算單元52和合并碼轉換器26。圖6顯示圖5中的數(shù)字總和數(shù)值計算單元，包括DSV計算器60、 DSV 比較器62、 DSV計數(shù)器64、數(shù)據計數(shù)器66以及與門68。 DSV計算器60耦 接到DSV比較器62， DSV比較器62耦接到DSV計數(shù)器64,以及DSV計數(shù) 器64和數(shù)據計數(shù)器66 —起耦接到與門68。DSV計算器60從EFM調制器20接收編碼字符以及從合并碼產生器50 接收合并碼以形成調制的位序列，并且根據調制的位序列，計算數(shù)字總和數(shù) 值DSV。 DSV比較器62同時考慮數(shù)據切割器的誤差和正常調制位的數(shù)字總 和數(shù)值DSV的變化范圍，對數(shù)字總和數(shù)值DSV和預定的數(shù)字總和數(shù)值臨界 值Ds，進行比較，用以決定數(shù)字總和數(shù)值DSV是否超過數(shù)字總和數(shù)值臨界 值Dsvth，如果超過數(shù)字總和數(shù)值臨界值Dsvth，則輸出DSV超出信號DSVEX。 另外，由于數(shù)據切割器是根據信道位序列的直流組成來運作，對于快速的DSV 變化則不需要DSV保護。因此DSV計數(shù)器64計算連續(xù)DSV超出信號DSVEX 的數(shù)目Ndsv，并且當Nosv超過預定DSV計數(shù)NDsvth時，產生邏輯"l"到與 門68。另外，因為合并碼的改變只發(fā)生在信道幀的尾端，數(shù)據計數(shù)器66計算信道幀內數(shù)據字節(jié)的數(shù)目Ndata，并且當數(shù)目Ndata超過預定數(shù)據計數(shù)Nda她時，產生邏輯"1"到與門68。 一旦從DSV計數(shù)器64和數(shù)據計數(shù)器66接收到邏 輯"1"后，與門68在多余DSV信號SDSV輸出邏輯"1"到合并碼轉換器 26，執(zhí)行合并碼改變以減低數(shù)字總和數(shù)值DSV。圖7顯示圖5中DSV計算器的實施例，包括NRZI轉換器70、雙狀態(tài) (two-state)轉換器72和累加器74。 NRZI轉換器70耦接到雙狀態(tài)轉換器72， 接著耦接到累加器74。在NRZI轉換器70轉換上述調制的位序列到信道位序 列Dc之后，雙狀態(tài)轉換器72對信道位序列內每個二元位"1"分派狀態(tài)值+1， 以及對每個二元位"0"分派狀態(tài)值一l。累加器74接著將信道位序列內每個 位的狀態(tài)值順序相加以獲得DSV，然后將結果提供給DSV比較器62。圖8顯示根據本發(fā)明另一實施例的記錄系統(tǒng)，系統(tǒng)80包括來源數(shù)據轉換 器800、多任務器802、 EFM調制器804、數(shù)據緩沖器806、 DSV和合并碼產 生器808。來源數(shù)據轉換器800耦接到多任務器802，多任務器802與EFM 調制器804耦接，EFM調制器804與數(shù)據緩沖器806以及DSV和合并碼產生 器808耦接，數(shù)據緩沖器806與記錄媒體82耦接，以及DSV和合并碼產生 器808與多任務器802以及數(shù)據緩沖器806耦接。在交叉交錯理德-所羅門編碼器(未圖標)編碼之后，多任務器802接收 來源數(shù)據Ds以及來源替換編碼字符Dr，并且根據由DSV和合并碼產生器808 獲得的轉換信號sadpt在這兩者間選擇數(shù)據Ds， 。 EFM調制器8(M接收并編碼 數(shù)據Ds'獲得調制信道位Dm，接著傳遞到數(shù)據緩沖器806用以數(shù)據儲存，以 及DSV和合并碼產生器808用以決定DSV和合并碼DMERGE。合并碼DMERGE 插入到信道位Dm和同步化樣式間用以形成調制信道位Dm，調制信道位Dm 符合圖3的EFM調制。DSV和合并碼產生器808根據數(shù)字總和數(shù)值DSV和 合并碼dmerge產生轉換信號Sadpt，用以從來源數(shù)據Ds和來源替換編碼字符 Dr間選擇數(shù)據Ds'。來源數(shù)據轉換器800提供來源替換編碼字符Dj吏EFM 調制器804在EFM調制之后，調制位的數(shù)字總和數(shù)值DSV減低。來源替換 編碼字符Dr和來源數(shù)據Ds為不同值，并且使得來源數(shù)據Ds可以由執(zhí)行錯誤修正回復原來的值。DSV和合并碼產生器808可以根據圖5、圖6、和圖7實現(xiàn)。來源替換編 碼字符Dr可以為預定的固定數(shù)據DpRED，或者根據目前的信道位Dm而改變。固定數(shù)據DPRED可以為一數(shù)據字節(jié)，其可以在EFM調制后產生信道位"001xxxxxxxxl00"。圖9結合圖8的記錄系統(tǒng)，顯示本發(fā)明實施例的DSV 保護的方法。信道幀卯包括同步化樣式900、合并碼902、字符904、合并碼 906、字符卯8、合并碼910、字符912、合并碼914、字符916、和合并碼918。 在決定使用來源數(shù)據替換執(zhí)行DSV保護之后，相對應于字符908的來源 數(shù)據Ds由來源替換編碼字符Dr替換，使得調制序列的DSV在替換后減低。
權利要求
1. 一種數(shù)字總和數(shù)值保護的方法，其在EFM編碼系統(tǒng)中執(zhí)行產生記錄到一記錄媒體的信道幀，其特征在于，該方法包括調制來源數(shù)據到該信道幀，該信道幀具有一預定數(shù)量的信道位；根據該信道位，決定合并碼和數(shù)字總和數(shù)值；以及根據該數(shù)字總和數(shù)值和該合并碼，改變該預定數(shù)量的信道位。
2. 根據權利要求1中所述的數(shù)字總和數(shù)值保護的方法，其特征在于，該 改變該預定數(shù)量的信道位的步驟包括在該信道幀的尾端插入或移除一個信 道位。
3. 根據權利要求1中所述的數(shù)字總和數(shù)值保護的方法，其特征在于，該 改變該預定數(shù)量的信道位的步驟包括如果該數(shù)字總和數(shù)值超過一數(shù)字總和 數(shù)值臨界值時，改變該信道位的預定數(shù)量。
4. 根據權利要求1中所述的數(shù)字總和數(shù)值保護的方法，其特征在于，該 改變該預定數(shù)量的信道位的步驟包括如果根據該信道位確定該合并碼只有 一種可能性時，改變該信道位的預定數(shù)量。
5. —種數(shù)字總和數(shù)值保護的方法，其在EFM編碼系統(tǒng)中執(zhí)行，其特征在于，該方法包括調制來源數(shù)據獲得多個信道位；根據該信道位，決定一第一合并碼和數(shù)字總和數(shù)值；以及 根據該數(shù)字總和數(shù)值和該第一合并碼，改變該來源數(shù)據，以決定一第二 合并碼，其中該改變的來源數(shù)據能夠通過錯誤修正碼譯碼而復原。
6. 根據權利要求5中所述的數(shù)字總和數(shù)值保護的方法，其特征在于，該 改變該來源數(shù)據的步驟包括在該來源數(shù)據中置換一編碼字符。
7. 根據權利要求6中所述的數(shù)字總和數(shù)值保護的方法，其特征在于，該置換的編碼字符是根據該信道位而改變。
8.根據權利要求6中所述的數(shù)字總和數(shù)值保護的方法，其特征在于，該 置換的編碼字符是固定的編碼字符。
9. 根據權利要求5中所述的數(shù)字總和數(shù)值保護的方法，其特征在于，該改變該來源數(shù)據的步驟包括如果該數(shù)字總和數(shù)值超過一數(shù)字總和數(shù)值臨界 值，改變該來源數(shù)據。
10. 根據權利要求5中所述的數(shù)字總和數(shù)值保護的方法，其特征在于，該改變該來源數(shù)據的步驟包括如果根據信道位確定該第一合并碼只有一種可 能性時，改變該來源數(shù)據。
11. 一種EFM編碼器，用于執(zhí)行數(shù)字總和數(shù)值保護，來產生記錄到一記錄媒體的信道幀，其特征在于，該編碼器包括一調制器，調制來源數(shù)據到該信道幀，該信道幀具有一預定數(shù)量的信道位；一合并碼和數(shù)字總和數(shù)值產生器，耦接到該調制器，根據該信道位，決定合并碼和數(shù)字總和數(shù)值；以及一合并碼轉換器，耦接到該合并碼和數(shù)字總和數(shù)值產生器，根據該數(shù)字 總和數(shù)值和該合并碼，改變該預定數(shù)量的信道位。
12. 根據權利要求ll中所述的EFM編碼器，其特征在于，該合并碼轉換 器在該信道幀的尾端插入或移除一個信道位。
13. 根據權利要求ll中所述的EFM編碼器，其特征在于，如果該數(shù)字總 和數(shù)值超過一臨界數(shù)位總和數(shù)值時，該合并碼轉換器改變該信道位的該預定 數(shù)量。
14. 根據權利要求ll中所述的EFM編碼器，其特征在于，如果根據該信 道位確定該合并碼只有一種可能性時，該合并碼轉換器改變該信道位的該預 定數(shù)量。
15. —種EFM編碼器，用于執(zhí)行數(shù)字總和數(shù)值保護，其特征在于，該編 碼器包括一調制器，調制來源數(shù)據獲得多個信道位；一合并碼和數(shù)字總和數(shù)值產生器，耦接到該調制器，根據該信道位，決定一第一合并碼和數(shù)字總和數(shù)值；以及一來源數(shù)據轉換器，耦接到該合并碼和數(shù)字總和數(shù)值產生器，根據該數(shù) 字總和數(shù)值和該第一合并碼，改變該來源數(shù)據，以決定一第二合并碼，其中 該改變的來源數(shù)據能夠通過錯誤修正碼譯碼而復原。
16. 根據權利要求15中所述的EFM編碼器，其特征在于，該來源數(shù)據轉 換器為一多任務器，用以根據該第一合并碼和數(shù)字總和數(shù)值選擇在該來源數(shù) 據中的一置換編碼字符。
17. 根據權利要求16中所述的EFM編碼器，其特征在于，該置換編碼字符是根據該信道位而改變。
18. 根據權利要求16中所述的EFM編碼器，其特征在于，該置換編碼字符是固定的編碼字符。
19. 根據權利要求15中所述的EFM編碼器，其特征在于，如果該數(shù)字總和數(shù)值超過一數(shù)字總和數(shù)值臨界值時，該來源數(shù)據轉換器改變該來源數(shù)據。
20. 根據權利要求15中所述的EFM編碼器，其特征在于，如果根據信道位決定該第一合并碼只有一種可能性時，該來源數(shù)據轉換器改變該來源數(shù)據。
全文摘要
本發(fā)明提供一種執(zhí)行數(shù)字總和數(shù)值(Digital Sum Value，DSV)保護的方法，該方法用于EFM(Eight-to-Fourteen Modulation，八對十四)編碼系統(tǒng)來產生記錄到一記錄媒體的信道幀，包括調制來源數(shù)據用以產生具有一預定數(shù)量信道位(channel bit)的信道幀，根據上述信道位，決定合并碼(merging bit)和數(shù)字總和數(shù)值，以及根據數(shù)字總和數(shù)值和合并碼，改變預定數(shù)量的信道位。本發(fā)明可以對數(shù)字總和數(shù)值進行保護，使其不超過連續(xù)長度限制，這樣可以減少干擾信號，并提高光驅記錄數(shù)據的可讀性。
文檔編號G11B7/00GK101221775SQ20071010547
公開日2008年7月16日 申請日期2007年5月31日 優(yōu)先權日2007年1月8日
發(fā)明者曾維祥, 洪仕達, 陳新正 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司