專(zhuān)利名稱(chēng)：糾錯(cuò)裝置和包含該裝置的光盤(pán)閱讀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種里德-所羅門(mén)型糾錯(cuò)裝置和一種包含這種裝置的光學(xué)讀取設(shè)備。本發(fā)明特別用于讀取光盤(pán)或磁光盤(pán)設(shè)備中的錯(cuò)誤修正范圍。
一般地簡(jiǎn)稱(chēng)為“CD”的壓縮盤(pán)于1982年被引入市場(chǎng)。出于超大容量媒體的需求，以及出于考慮到數(shù)據(jù)的記錄、編碼和讀取領(lǐng)域開(kāi)發(fā)的同時(shí)，近來(lái)已出現(xiàn)一種新標(biāo)準(zhǔn)。這就是所謂DVD標(biāo)準(zhǔn)。就讀取而言，后者依靠與CD盤(pán)相似的原理，不過(guò)容許更大的信息密度。
CD盤(pán)和DVD閱讀器的兼容性顯然是為用戶(hù)所希望的。但按兩種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)編碼數(shù)據(jù)是很不相同的不同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包和各分組的不同交錯(cuò)，錯(cuò)誤修正的不同參數(shù)。
就里德-所羅門(mén)型錯(cuò)誤修正而言，通常為了使讀取設(shè)備既能按CD格式解碼，又能按DVD格式解碼，將在同一設(shè)備內(nèi)采用兩個(gè)電路，分別用于CD型錯(cuò)誤修正和DVD型錯(cuò)誤修正。
顯然這一結(jié)果并不令人滿(mǎn)意，因?yàn)橐捎眠^(guò)多的元件，因而提高了裝置的成本。此外，給出不同格式的DVD型和CD型數(shù)據(jù)包有待處理，就難于找到在各種處理情況下都令人滿(mǎn)意的結(jié)構(gòu)。
因此，本發(fā)明旨在提供一種能實(shí)現(xiàn)兩種格式修正的修正裝置。
本發(fā)明的主題是一種里德-所羅門(mén)型糾錯(cuò)裝置，包括用于實(shí)現(xiàn)修正過(guò)程的里德-所羅門(mén)型修正機(jī)構(gòu)，其特征在于，它還包括-第一存儲(chǔ)器，供容納DVD型數(shù)據(jù)用，以及供第一次修改過(guò)后的CD型數(shù)據(jù)用，為的是在通過(guò)第二次修正之前防止所述CD型數(shù)據(jù)交錯(cuò)；-第二存儲(chǔ)器，為超高速緩沖存儲(chǔ)器型并與第一存儲(chǔ)器不同，該第二存儲(chǔ)器供容納修正前的CD型數(shù)據(jù)，以及防止CD型數(shù)據(jù)交錯(cuò)用。
于是，使用兩個(gè)存儲(chǔ)器，尺寸較大的第一存儲(chǔ)器能夠存儲(chǔ)DVD型數(shù)據(jù)包以及第一次修改過(guò)后的CD型數(shù)據(jù)包；尺寸非常小的第二存儲(chǔ)器，只供按CD方式修正過(guò)程中使用。其優(yōu)點(diǎn)在于，在按CD方式修正過(guò)程中，只要求第一存儲(chǔ)器用于防止交錯(cuò)之需，因此減小了對(duì)第一存儲(chǔ)器的訪(fǎng)問(wèn)頻率，因而允許使用較低性能的廉價(jià)存儲(chǔ)器。在第一存儲(chǔ)器為民用電路時(shí)，這是尤其有益的。
按照一種特定的實(shí)施例，將修正DVD型數(shù)據(jù)的碼元從所述第一存儲(chǔ)器傳給里德-所羅門(mén)型糾錯(cuò)機(jī)構(gòu)，而將修正CD型數(shù)據(jù)的碼元從所述第二存儲(chǔ)器傳給里德-所羅門(mén)型糾錯(cuò)機(jī)構(gòu)。
因兩點(diǎn)理由，第二存儲(chǔ)器被用于實(shí)行飛擊式修正第一是尺寸小，從訪(fǎng)問(wèn)頻率的觀點(diǎn)看，這可以使用高性能的存儲(chǔ)器；第二，對(duì)于這樣的修正，CD型碼字本身要好于DVD型碼字，它們是極為大量的。
按照一種實(shí)施例，所述裝置包括含有所述里德-所羅門(mén)修正部件的第一集成電路和所述第二存儲(chǔ)器，而所述第一存儲(chǔ)器被包含于與第一集成電路不同的第二集成電路中。
本發(fā)明的主題還在于一種包含這種糾錯(cuò)裝置的光盤(pán)閱讀器。
通過(guò)借助附圖描述的非限定性實(shí)施例的說(shuō)明，將使本發(fā)明的其它特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)變得愈為清晰，其中
圖1是表示CD型數(shù)據(jù)塊的RS編碼示意圖；圖2是表示DVD型數(shù)據(jù)塊的RS編碼示意圖；圖3是當(dāng)前所示實(shí)施例裝置的方框圖；圖4是表示按被稱(chēng)為“DVD”方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的方框圖；圖5是表示按被稱(chēng)為“CD”方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的方框圖；圖6是表示在本發(fā)明裝置的一個(gè)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)DVD型數(shù)據(jù)包的示意圖；圖7是表示本發(fā)明裝置的一個(gè)存儲(chǔ)器內(nèi)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖8是圖3至圖5的方程解算器所用多項(xiàng)式系數(shù)的兩種寄存器的布局；圖9是表示里德-所羅門(mén)解碼中所用方程解算電路內(nèi)各寄存器的各單元間連接示意圖；圖10是圖9的一個(gè)單元的方框圖；圖11是按照第一種結(jié)構(gòu)圖10單元的方框圖；圖12是按照第二種結(jié)構(gòu)圖10單元的方框圖；圖13是按照第三種結(jié)構(gòu)圖10單元的方框圖；圖14是按照第一種結(jié)構(gòu)串聯(lián)設(shè)置的圖10的幾個(gè)單元的方框圖；圖15是按照第二種結(jié)構(gòu)串聯(lián)設(shè)置的圖10的幾個(gè)單元的方框圖；圖16是包含本發(fā)明裝置之光盤(pán)閱讀器的方框圖。
CD(壓縮盤(pán))標(biāo)準(zhǔn)提倡采用十字交錯(cuò)里德-所羅門(mén)糾錯(cuò)碼(或CIRC)。這種編碼的實(shí)現(xiàn)包含將每個(gè)待編碼的16位(bit)數(shù)字抽樣分成兩個(gè)8位碼元。
圖1特別表示在CD標(biāo)準(zhǔn)下數(shù)據(jù)塊(幀)的結(jié)構(gòu)。
將擬編碼之抽樣存在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中，并按24碼元(對(duì)應(yīng)于每2個(gè)信道6個(gè)16位的抽樣)塊的形式預(yù)置于編碼器。按照第一步，通過(guò)使偶數(shù)抽樣延遲2個(gè)抽樣，并交換對(duì)被叫作編碼器C2之編碼器的第一部分的連接，以插入這些抽樣。編碼器C2從24個(gè)碼元的碼字中確定4個(gè)8位的奇偶碼元(被稱(chēng)為碼元Q)，并將這4個(gè)奇偶碼元插入其它碼元間。這就得到28個(gè)碼元。因此，編碼器C2是一個(gè)(28，24)編碼器。
將這些碼元經(jīng)不等長(zhǎng)的28個(gè)延遲線(xiàn)送至被稱(chēng)為編碼器C2的第二編碼器，這是4(碼元)塊多用系統(tǒng)，以將28個(gè)一字碼元排布在28個(gè)不同的塊上。繼而，將按28個(gè)塊中的1個(gè)塊對(duì)3個(gè)其它的塊的比率使這28個(gè)塊與其它的塊交錯(cuò)。編碼器對(duì)每個(gè)塊附加4個(gè)8附加位奇偶碼元(碼元P)，得到總數(shù)為32個(gè)碼元。于是，編碼器C1為(32，28)編碼器。在要點(diǎn)在于顛倒所述奇偶碼元并延遲偶數(shù)碼元的附加處理之后，應(yīng)用這些碼元，形成數(shù)據(jù)包。
給這些數(shù)據(jù)附加一定量的控制信息，這里將不予細(xì)述它們。與編碼數(shù)據(jù)有關(guān)的進(jìn)一步信息，可參見(jiàn)名為“數(shù)字音頻及壓縮盤(pán)技術(shù)(Digital Audio and Compact Disc Technology)”著作的第9章[1995年第III版，Sony歐洲服務(wù)中心(Sony Service CentreEurope)]，或者再參見(jiàn)著作“里德-所羅門(mén)編碼及其應(yīng)用(Reed-Solomon Codes and their applications)”(Wicker/Bhagarva，IEEE Press 1994，第IV章)。
因此，CD型信息包的修正需要兩次通過(guò)里德-所羅門(mén)解碼器，隨著兩次通過(guò)間的交錯(cuò)，第一次用于解碼C1，第二次用于解碼C2。
如果C1的修正容量過(guò)大(作為擦除數(shù)和擬被修正之錯(cuò)誤數(shù)的函數(shù))，則以擦除標(biāo)志標(biāo)記28個(gè)碼元(32減去4個(gè)奇偶碼元P)，并且不予修正。在交錯(cuò)過(guò)程中，將使這28個(gè)碼元排布在28個(gè)塊上。
如果C2的修正容量過(guò)大，則用一標(biāo)志標(biāo)記24個(gè)碼元(28減去4個(gè)奇偶碼元Q)，并且不予修正。
DVD的前后關(guān)系內(nèi)所用的錯(cuò)誤修正(“數(shù)字視頻/通用盤(pán)(Digital Video/Versatile Disc)”)是不同的172個(gè)碼元(1個(gè)碼元＝1字節(jié))的192線(xiàn)的塊與由172字節(jié)16線(xiàn)組成的所謂外部里德-所羅門(mén)編碼(“PO”)縱向相關(guān)聯(lián)，并與由10字節(jié)208線(xiàn)組成的所謂內(nèi)部里德-所羅門(mén)編碼(“PI”)橫向相關(guān)聯(lián)。從數(shù)據(jù)塊并從所述外部編碼計(jì)算所述內(nèi)部編碼。整個(gè)給出一個(gè)182字節(jié)208線(xiàn)的塊。再按交叉方式將外部編碼的16線(xiàn)插入192條剩余線(xiàn)之間。
按DVD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)由圖2表示。
圖3是當(dāng)前所示實(shí)施例裝置的方框圖。
為了糾錯(cuò)目的之需，電路1以串聯(lián)方式包括校正子發(fā)生器2、方程解算器3和修正器4。
在電路1外部的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器5，例如SRAM型，用于存儲(chǔ)某些擬被修正的原始數(shù)據(jù)包及已修正的數(shù)據(jù)包。只在CD方式下使用的內(nèi)部隨機(jī)存取存儲(chǔ)器6用于存儲(chǔ)中間譯碼結(jié)果。這利于適用于對(duì)外部存儲(chǔ)器5過(guò)于頻繁的訪(fǎng)問(wèn)。
此外，電路1還包括四個(gè)多路復(fù)用器，根據(jù)它們的狀態(tài)，它們確定CD工作方式或DVD工作方式，以及每種方式前后關(guān)系中的各個(gè)階段。在校正子發(fā)生器2的輸入端處，第一多路復(fù)用器7或者從SRAM 5選擇數(shù)據(jù)起點(diǎn)，或者從存儲(chǔ)器6選擇數(shù)據(jù)起點(diǎn)。在存儲(chǔ)器6的輸入端處，第二多路復(fù)用器8或者從SRAM 5選擇數(shù)據(jù)起點(diǎn)，或者從電路(圖1中的線(xiàn)I)外面選擇進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)起點(diǎn)。在修正器4的輸入端處，第三多路復(fù)用器9或者從SRAM 5選擇數(shù)據(jù)起點(diǎn)，或者從存儲(chǔ)器6選擇數(shù)據(jù)起點(diǎn)，或者從方程解算器3選擇數(shù)據(jù)起點(diǎn)。第四多路復(fù)用器10或者給SRAM 5提供來(lái)自修正器4的被修正數(shù)據(jù)起點(diǎn)，或者給其提供進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)(I)。
存儲(chǔ)器5被用于存儲(chǔ)DVD型的塊、錯(cuò)誤，或者存儲(chǔ)在修正通過(guò)之前或之后與這些塊相關(guān)的擦除標(biāo)記、在修正之前用于交叉的CD型塊C2、與之相關(guān)的錯(cuò)誤標(biāo)記、被修正的塊C1、以及各種同步數(shù)據(jù)。
可將由電路1實(shí)現(xiàn)的每個(gè)里德-所羅門(mén)型糾錯(cuò)過(guò)程總述如下，其中是在CD方式下或者DVD方式下。
步驟1.計(jì)算擦除多項(xiàng)式E(z)和被修正之伴隨式T(z)的校正子SjS(z)=Σj=0r-1sjzj]]>其中r是一個(gè)碼字中的奇偶碼元數(shù)，并且其中Sj=Σi=0n-1riaij]]>其中n是一個(gè)碼字中的碼元數(shù)，其中系數(shù)ri是r(x)＝rn-1·zn-1+rn-2·zn-2+…+r0，其中r(x)是所接收的碼字，而其中αi是g(z)的方根，所得多項(xiàng)式為E(z)=Πk=1e(1-zαJk)------(2)]]>其中αJk是擦除k的位置，其中e是擦除數(shù)，T(z)＝S(z)E(z)mod z2t(3)其中t是RS碼的參數(shù)。
說(shuō)明參數(shù)r取決于正在進(jìn)行的修正。它是擬對(duì)每個(gè)碼字計(jì)算的校正子數(shù)目。它等于擬被修正的碼字中的奇偶碼元數(shù)對(duì)于壓縮盤(pán)的兩個(gè)編碼C1和C2而言，為4和4；對(duì)于DVD的內(nèi)部和外部編碼而言，為10和16。
步驟2.實(shí)行擴(kuò)展的歐幾里德(Euclid)十進(jìn)制算法，用以計(jì)算誤差判斷多項(xiàng)式Λ(z)和誤差計(jì)算多項(xiàng)式Ω(z)，還計(jì)算新的誤差判斷多項(xiàng)式Ψ(z)，其中Ψ(z)＝Λ(z)E(z)mod z2t(4)步驟3.實(shí)行Chien十進(jìn)制算法，以確定誤差判斷多項(xiàng)式的方根。這種多項(xiàng)式的方根表示所接收的碼元中錯(cuò)誤及擦除的位置。實(shí)行Forney十進(jìn)制算法，以從該誤差判斷多項(xiàng)式的方根確定誤差及擦除的值，以及從誤差判斷多項(xiàng)式和誤差計(jì)算多項(xiàng)式的導(dǎo)數(shù)確定誤差及擦除的值。
步驟4.核實(shí)譯碼程序，并修正所接收的碼元。
上述各十進(jìn)制算法本質(zhì)上可從別處得以被了解。特別可參見(jiàn)S.B.Wicker與V.K.Bhagarva所編的著作“里德-所羅門(mén)編碼及其應(yīng)用(Reed-Solomon Codes and their applications)”(IEEEPress 1994)，與歐幾里德十進(jìn)制算法以及Chien和Forney十進(jìn)制算法的實(shí)行過(guò)程有關(guān)，而且一般地說(shuō)與里德-所羅門(mén)編碼的數(shù)學(xué)理論有關(guān)。該著作還包括用以實(shí)現(xiàn)每個(gè)步驟的其它十進(jìn)制算法。
下文中將先描述所述裝置按DVD或CD每一種方式的工作情況，然后再進(jìn)行有關(guān)里德-所羅門(mén)譯碼器某些方面的硬件設(shè)施，特別是方程解算器3的更詳細(xì)描述。
-DVD譯碼圖4示出按DVD方式的工作情況。作為與圖3一般布局的比較，已去掉了電路1中與按DVD方式工作無(wú)關(guān)的部分。
(a)內(nèi)部代碼(PI)-第一次通過(guò)開(kāi)始時(shí)，經(jīng)多路復(fù)用器10傳送，將進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)存在SRAM 5中。圖6表示將各個(gè)塊存入SRAM 5中的方法。這些數(shù)據(jù)由兩個(gè)208*182字節(jié)的塊組成。每個(gè)塊伴隨有208*23個(gè)擦除字節(jié)。對(duì)于一個(gè)塊的碼元來(lái)說(shuō)，每個(gè)擦除位表示該碼元是否被認(rèn)為要保存。這一信息后面被用于里德-所羅門(mén)糾錯(cuò)過(guò)程。這些擦除位本質(zhì)上由電路1外面的部件按公知的方式被確定。按照當(dāng)前所示的實(shí)施例，這些外面的部件確定在數(shù)字解調(diào)圖表中基準(zhǔn)的存在。
開(kāi)始時(shí)，所述電路實(shí)行內(nèi)部RS碼PI的譯碼。從SRAM 5逐行讀取數(shù)據(jù)或碼元塊，以及各擦除位，并送至校正子發(fā)生器2。后者對(duì)每行(每個(gè)碼字)確定多項(xiàng)式S(z)，并確定擦除多項(xiàng)式E(z)，正如較早所解釋的那樣。
實(shí)際上，校正子Sj被計(jì)算如下Sj=Σi=0n-1riTij]]>其中，T為與生成多項(xiàng)式G(z)相關(guān)的矩陣。按照本例，G(z)＝z8+z4+z3+z2+1。在這種情況下，矩陣T為0000000110000000010000010010000100010001000010000000010000000010]]>由發(fā)生器2實(shí)現(xiàn)校正子Sj的計(jì)算，以j標(biāo)記表示對(duì)它們各自通過(guò)Tn多路復(fù)用器和加法器的輸入的各個(gè)反饋。校正子Sj構(gòu)成多項(xiàng)式S(z)的系數(shù)。
于是，在DVD譯碼的情況下，每個(gè)被傳送的行包含182個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)表示一個(gè)碼元，關(guān)于每個(gè)碼元的字節(jié)還有182個(gè)擦除位。由于內(nèi)部代碼PI包含10個(gè)修正碼元，所以要計(jì)算10個(gè)校正子。發(fā)生器2還從各擦除位確定擦除多項(xiàng)式E(z)的系數(shù)Ej，并將它們存儲(chǔ)于一個(gè)適當(dāng)?shù)募拇嫫髦小?br>
如果一行內(nèi)有10個(gè)以上的擦除，則不能修正，并將碼字標(biāo)記為錯(cuò)誤。按1位的形式[“Inner 1 Error Flag(內(nèi)部1錯(cuò)誤特征位)”]將碼字錯(cuò)誤的情況寫(xiě)入SRAM存儲(chǔ)器(圖6)。
S(z)的系數(shù)，而且如果與E(z)相關(guān)，被傳送給方程解算器3。
如果擦除多項(xiàng)式E(z)存在(至少一個(gè)擦除)，則電路3計(jì)算多項(xiàng)式T(z)、E(z)與S(z)之積，再完成擴(kuò)展的歐幾里德十進(jìn)制算法，以便同時(shí)確定誤差判斷多項(xiàng)式Λ(z)和誤差計(jì)算多項(xiàng)式Ω(z)。
如果不存在擦除多項(xiàng)式，則直接從S(z)實(shí)現(xiàn)Ω(z)和Λ(z)的確定(就計(jì)算而言，在這種情況下，我們將取E(z)＝1)。
如果相關(guān)，電路3還確定Ψ(z)。
后面將能詳細(xì)地看到電路3的結(jié)構(gòu)和工作方式。
修正器4以公知的方式完成Chien和Forney十進(jìn)制算法。
因此，下列數(shù)據(jù)終歸將是適用于這種修正的-被處理的碼字中各錯(cuò)誤的位置，-這些錯(cuò)誤的值，-擦除數(shù)。
碼字中的錯(cuò)誤相應(yīng)地被修正。為此，修正電路4(圖4)從SRAM存儲(chǔ)器5讀取擬被修正的碼字，并從電路3讀取各錯(cuò)誤的位置和值。修正器4將被修正的碼字在原始碼字的位置寫(xiě)入SRAM 5。多路復(fù)用器9和10相應(yīng)地受到控制。如果超過(guò)RS代碼的容量，則所述修正器寫(xiě)入錯(cuò)誤指示特征位[參見(jiàn)圖6的“Inner 1 ErrorFlag(內(nèi)部1錯(cuò)誤特征位)”]。
(b)外部代碼(PO)隨后，本裝置根據(jù)代碼PO實(shí)現(xiàn)第二修正。根據(jù)每個(gè)縱向碼字的結(jié)果，將錯(cuò)誤特征位設(shè)定成一個(gè)適當(dāng)?shù)闹礫參見(jiàn)圖6的“OuterError Flag(外部錯(cuò)誤特征位)”]。
(c)內(nèi)部代碼(PI)-第二次通過(guò)一旦進(jìn)行了PO修正，就要根據(jù)內(nèi)部代碼PI進(jìn)行第二橫向修正。某些在第一次通過(guò)期間未能修正的碼字可能已經(jīng)變得伴隨在根據(jù)PO代碼的修正過(guò)程中這些碼字的某些碼元的修正。如果相關(guān)，將錯(cuò)誤特征位設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹礫參見(jiàn)圖6的“Inner 2 ErrorFlag(內(nèi)部2錯(cuò)誤特征位)”]。
這次最后的通過(guò)可能是任選的。
-CD譯碼圖5示出按CD方式的工作情況。作為與圖3一般布局的的比較，已去掉了與按CD方式工作無(wú)關(guān)的部分。
最初通過(guò)輸入端E將擬被修正的數(shù)據(jù)(32碼元塊C1)寫(xiě)入內(nèi)部隨機(jī)存取存儲(chǔ)器6。圖7表示將所述數(shù)據(jù)寫(xiě)入該存儲(chǔ)器6的方法。存儲(chǔ)器6包括3個(gè)塊的空間，每塊32個(gè)碼元。當(dāng)把塊C1存入存儲(chǔ)器6中時(shí)，它們交錯(cuò)。給出交錯(cuò)的種類(lèi)的同時(shí)，需要兩個(gè)塊，以得到一個(gè)碼字C1。第三個(gè)塊的位置被用于寫(xiě)入下一個(gè)塊C1，這種寫(xiě)入發(fā)生在先前的塊修正期間。存儲(chǔ)器6的28個(gè)位置被用于28碼元(編碼C2)的一個(gè)碼字。4個(gè)位置被用于其它的信息，這使該存儲(chǔ)器的長(zhǎng)度為128個(gè)碼字。該存儲(chǔ)器通過(guò)9位的寬度，8位是用于存儲(chǔ)各碼元的，第9位表示擦除。最初，這些擦除位表示所存的碼元是否有效。
校正子發(fā)生器2從存儲(chǔ)器6讀取第一非交錯(cuò)的碼字，及相應(yīng)的擦除位。由電路2以及繼而由解算器3進(jìn)行的處理操作與DVD方式時(shí)的類(lèi)似，但應(yīng)理解，里德-所羅門(mén)編碼的各參數(shù)并不相同。不過(guò)，修正的原理是一樣的。
由解算器3使錯(cuò)誤的位置和它們的值與修正器4聯(lián)系。后者從RAM6接收除各奇偶碼元外的所述碼字的全部碼元。如果必須修正，則以已修正的碼元替代錯(cuò)誤碼元。然后將這些碼元存入存儲(chǔ)器5。應(yīng)予說(shuō)明的是，在這種“飛擊式修正”情況下，所有的所述碼元經(jīng)修正器4從RAM存儲(chǔ)器6傳送到存儲(chǔ)器5，而在DVD方式下，只有那些擬被修正的碼元通過(guò)所述修正器從存儲(chǔ)器5傳送，并再回到存儲(chǔ)器5。
這種設(shè)計(jì)是基于這樣的公認(rèn)的事實(shí)的，即CD方式下的碼字(28或32碼元)比DVD方式下的(182或208)要短得多。只對(duì)“短”碼字實(shí)行飛擊式修正，并由快速存儲(chǔ)器6做這種修正，因?yàn)橐粋€(gè)碼字的所有碼元必須經(jīng)存儲(chǔ)器傳送。長(zhǎng)碼字的這種飛擊式修正將需要關(guān)于部分存儲(chǔ)器4上的多次循環(huán)，以及非常快速、較為昂貴的存儲(chǔ)器5的實(shí)行——即使使擬按這種方法被修正的碼字在其中被縮短。
因此，這種設(shè)計(jì)使其能使用商品化的存儲(chǔ)器5，后者被安排在包含這里所述裝置的組元外部，并為內(nèi)部存儲(chǔ)器的部件本身采取小尺寸作好準(zhǔn)備，因而價(jià)格低廉。在使存儲(chǔ)器5被提供與存儲(chǔ)器6不同組件的情況下，這是值得的。
顯然，所提到的“外部”或“內(nèi)部”存儲(chǔ)器并不排除使用被描述為既包含存儲(chǔ)器5又包含存儲(chǔ)器6的集成電路。應(yīng)將存儲(chǔ)器5視為大容量存儲(chǔ)器，而存儲(chǔ)器6被看成是超高速緩沖存儲(chǔ)器。
碼字C2的各個(gè)碼元交錯(cuò)是這樣的一個(gè)碼字以及相同碼字的28個(gè)碼元分布于32個(gè)碼元的112個(gè)塊中間。對(duì)于每個(gè)C1編碼的修正，都相應(yīng)于一個(gè)C2編碼的修正。于是，本系統(tǒng)將只在112幀之后被正確地初始化。此外，為了能夠?qū)崿F(xiàn)C2的非交錯(cuò)，在C1編碼的修正之后，將這些碼元存入比存儲(chǔ)器6容量大的存儲(chǔ)器5內(nèi)，而且回讀它們，以便一方面寫(xiě)入存儲(chǔ)器6，另一方面將它們直接提供給校正子發(fā)生器2。
為由修正器4以“飛擊式”方式修正碼字，必須寫(xiě)入存儲(chǔ)器6，因?yàn)槿缢龅哪菢?，就按CD方式修正C1而言，修正器不從SRAM存儲(chǔ)器5讀取擬被修正的碼字，而從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器6讀取之。
C2修正的過(guò)程已經(jīng)表述的修正C1的過(guò)程相似。伴隨飛擊式的修正，將修正的碼元存入存儲(chǔ)器5，盡管沒(méi)有編碼C2的奇偶碼元。
-方程解算器-Ω(z)和Λ(z)的確定接下去的描述涉及方程解算器的執(zhí)行程序。
方程解算器(也稱(chēng)“關(guān)鍵方程解算器”)的主要任務(wù)是為了分別確定誤差判斷多項(xiàng)式Λ(z)和誤差計(jì)算多項(xiàng)式Ω(z)。
通過(guò)實(shí)行擴(kuò)展的歐幾里德十進(jìn)制算法實(shí)現(xiàn)Ω(z)和Λ(z)的確定。為此，實(shí)現(xiàn)這些多項(xiàng)式的兩種寄存器，分別為圖8所示的RTOP和RBOT。
擴(kuò)展的歐幾里德十進(jìn)制算法如下多項(xiàng)式Ω(z)和Λ(z)滿(mǎn)足方程Λ(z)·S(z)＝Ω(z)mod zrdeg reΩ(z)＜deg reΛ(z)(變量“r”等于一個(gè)碼字的奇偶碼元數(shù)(編碼的修正容量)，也即為2t)。
伴隨的初始值取Λn-1(z)＝0Λ0(z)＝1Ω-1(z)＝zrΩ0(z)＝T(z)[在沒(méi)有擦除被知道的情況下，我們將取Ω0(z)＝S(z)]。
進(jìn)行連續(xù)的反復(fù)，直至deg reΩn＜deg reΛn(z)Ωn(z)＝Ωn-2(z)modΩn-1(z)(A)Λn(z)＝Λn-1(z)*Qn(z)+Λn-2(z) (B)Qn(z)＝Ωn-2(z)divΩn-1(z)(C)多項(xiàng)式寄存器RTOP和RBOT各包含r+1個(gè)被稱(chēng)為碼元寄存器的8位寄存器(RTOP(k)和RBOT(k))。這些碼元寄存器中的每一個(gè)都存儲(chǔ)多項(xiàng)式Ω(z)和Λ(z)之一的一個(gè)系數(shù)。每個(gè)寄存器RTOP和RBOT從右至左都被分成一個(gè)被稱(chēng)為Λ部分的部分和一個(gè)所謂Ω部分。
開(kāi)始時(shí)，Ω(z)的冪次最高，而Λ(z)的冪次最低。在寄存器RTOP和RBOT中，Ω(z)的冪次從所述Λ部分和Ω部分之間的分點(diǎn)向左增大，而Λ(z)的冪次向右增大。
表1示出在重復(fù)的最初階段各寄存器的內(nèi)容。
表1
對(duì)于每個(gè)碼元的寄存器來(lái)說(shuō)，標(biāo)記Ptop和Pbot表明該寄存器究竟是包含Ω(z)的系數(shù)(Ptop/bot＝0)，抑或是包含Λ(z)的系數(shù)(Ptop/bot＝1)。
此外，“DegTop”和“DegBot”被規(guī)定為分別是RTOP和RBOT的Ω部分的冪次，還有變量“ratio”表示比值RTOP(r+1)/RBOT(r+1)。
在這種前后關(guān)系中，擴(kuò)展的歐幾里德十進(jìn)制算法被轉(zhuǎn)換如下
<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[DegBot＝r，DegTop＝r-1WHITE(DegTop>＝t)DO IF ratio0 AND(DegTop<DegBot) EXCHANGE RTOP，RBOT EXCHANGE DegTop，DegBot EXCHANGE Ptop，Pbot END IF FOR k＝r TO 0 IF(Pbot(k)＝Ptop(k)＝1)THEN RBOT(k)＝RBOT(k)+ratio*RTOP(k) RTOP(k+1)＝RTOP(k) ELSE IF(Pbot(k)＝Ptop(k)＝0)THEN RTOP(k+1)＝RTOP(k)+ratio*RBOT(k) ELSE RTOP(k+1)＝RTOP(k) END IF Ptop(k+1)＝Ptop(k) END FOR DegTop＝DegTop-1END WHITE]]></pre>當(dāng)必須把擦除考慮在內(nèi)時(shí)，WHITE的條件變?yōu)镈egTop>＝m，其中m＝t+(degreeE(z)/2)。
符號(hào)k表示k次單元和其中所包含的寄存器。
我們規(guī)定r+1個(gè)單元，每個(gè)單元包含兩個(gè)具有相同順序的RTOP和RBOT。每個(gè)單元必須同樣地實(shí)行上面規(guī)定的操作。
圖9是表示r+1個(gè)單元連接的布局，用以形成寄存器RTOP和RBOT。劃線(xiàn)的長(zhǎng)方形表示基本單元，它包含多種寄存器、多路復(fù)用器、加法器和實(shí)行十進(jìn)制算法所需的乘法器。
圖10是一個(gè)單元的功能示意圖。
所述單元包括預(yù)計(jì)用于存儲(chǔ)標(biāo)記Ptop的1位寄存器101，以及預(yù)計(jì)用于存儲(chǔ)標(biāo)記Pbot的1位寄存器102。這些寄存器中的每一個(gè)都包括一個(gè)適當(dāng)控制的D觸發(fā)器。反轉(zhuǎn)電路103有兩個(gè)輸入端，分別連到寄存器101和102的不顛倒的輸出端Q(信號(hào)Ptop和Pbot)。這個(gè)反轉(zhuǎn)電路包括兩個(gè)輸出端，其中第一個(gè)輸出端被加以參考標(biāo)號(hào)Ptop NEXT，它連到與下一個(gè)單元的寄存器101等效的寄存器的輸入端，而其中第二個(gè)輸出端被回連到寄存器102的D輸入端。根據(jù)控制信號(hào)SWAP的值，使Pbot送到第一輸出端，而將Ptop送到第二輸出端，或者反過(guò)來(lái)。
該單元還包括兩個(gè)8位寄存器，被加以參考標(biāo)號(hào)104和105，分別形成寄存器RBOT和RTOP。這些8位寄存器由比如8個(gè)并聯(lián)連接的1位寄存器形成。寄存器104和105各自的輸出端各連到由信號(hào)SELECT控制的反轉(zhuǎn)電路106的一個(gè)輸入端。
反轉(zhuǎn)電路106映射反轉(zhuǎn)電路103，它的每個(gè)輸入端根據(jù)信號(hào)SELECT的情況或者連到它的一個(gè)輸出端，或者連到另一個(gè)輸出端。反轉(zhuǎn)電路106的第一輸出端107連到加法器108的輸入端。反轉(zhuǎn)電路106的第二輸出端109連到乘法器110，使輸出端109處的值擴(kuò)大變量“比值(ratio)”倍。乘法器110的輸出端連到加法器108的輸入端。
按照它的D輸入，寄存器105接受信號(hào)RTOP_IN，這相應(yīng)于上述單元的RTOP之8位寄存器的輸出。
從本單元到下一單元的輸出信號(hào)被稱(chēng)為RTOP_NEXT。這個(gè)輸出信號(hào)包括多路復(fù)用器111的輸出，根據(jù)被稱(chēng)為OMEGA_C的控制信號(hào)的值，這一輸出或選擇加法器108的輸出，或選擇反轉(zhuǎn)電路106的第二輸出109。
最后，寄存器RBOT 104的輸入端根據(jù)被稱(chēng)為L(zhǎng)AMBDA_C的控制信號(hào)的值，借助第二多路復(fù)用器112或者連到加法器108的輸出端，或者連到第三多路復(fù)用器113的輸出端。第三多路復(fù)用器根據(jù)控制信號(hào)SWAP的值，或選擇寄存器104(RBOT)的內(nèi)容，或選擇寄存器105(RTOP)的內(nèi)容。
所述控制信號(hào)估算如下LAMBDA_C＝Pbot AND PtopOMEGA_C＝NOT(Pbot OR Ptop)SELECT＝NOT(SWAP XOR OMEGA_C)EN_MUL＝(LAMBDA_C OR OMEGA_C)圖11表示在Ptop和Pbot都等于0情況下的一個(gè)單元。此單元的兩個(gè)寄存器104和105包含Ω(z)的系數(shù)。因此將此單元的這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為Omega結(jié)構(gòu)。
圖12和13分別表示在Ptop＝Pbot＝1和Ptop與Pbot不相等情況下的單元，分別稱(chēng)為L(zhǎng)ambda和Mixed結(jié)構(gòu)。
表2
Lambda部分實(shí)行方程(B)的乘法，而Omega部分實(shí)行方程(C)的除法。
例如，取多項(xiàng)式S(z)為S(z)＝α14z5+α10z4+α3z3+α7z2+α9z+α12，則初始條件為Λn-1(z)＝0Λ0(z)＝1Ω-1(z)＝Z6Ω0(z)＝S(z)表3-10示出在十進(jìn)制算法每次重復(fù)結(jié)尾處各單元的內(nèi)容。
表3(初始條件)(DegBot＝6-DegTop＝5-ratio＝α14-SWAP＝1)
表4(重復(fù)1)(DegBot＝5-DegTop＝6-ratio＝α-SWAP＝0)
<p>表5(重復(fù)2)(DegBot＝5-DegTop＝5-ratio＝α12-SWAP＝0)<
表6(重復(fù)3)(DegBot＝5-DegTop＝4-ratio＝α3-SWAP＝1)<
>表7(重復(fù)4)(DegBot＝4-DegTop＝5-ratio＝α11-SWAP＝0)<
<p>表8(重復(fù)5)(DegBot＝4-DegTop＝4-ratio＝α6-SWAP＝0)
表9(重復(fù)6)(DegBot＝4-DegTop＝3-ratio＝0-SWAP＝O)
表10(重復(fù)7)
最后，我們就可得到Λ(z)＝α12z2+α11z+α14Ω(z)＝α11將Λ(z)的系數(shù)存在RBOT的Lambda部分，而將Ω(z)的系數(shù)存在RTOP的Omega部分。
在計(jì)算Λ(z)和Ω(z)之后，必須通過(guò)使RTOP(r+1)回到RTOP(2)并實(shí)行m＝t+(degreeE(z)/2)交替，調(diào)整Ω(z)的系數(shù)。
T(z)-修正的校正子的確定方便的是，所述方程解算器還被用于多個(gè)多項(xiàng)式E(z)和S(z)，去計(jì)算修正的校正子T(z)。由于多項(xiàng)式Λ(z)的確定需要各多項(xiàng)式的相乘，所以必須的乘法器已為方程解算器所適用。這些辦法被用于E(z)*S(z)的乘法，從而簡(jiǎn)化了發(fā)生器2的結(jié)構(gòu)。
S(z)的最高次冪是2t-1＝r-1，而由推定，E(z)的最高次冪是2t＝r(如果E(z)的最高次冪大于2t，則碼字被標(biāo)記為不能修正的)。于是，T(z)的最高次冪是r+1，這恰好相應(yīng)于方程解算器單元的數(shù)目。
圖14表示為實(shí)行乘法用的單元結(jié)構(gòu)。寄存器Ptop和Pbot用于確定寄存器RTOP(k)和RBOT(k)的內(nèi)容。各單元的結(jié)構(gòu)被完全限定為圖12所示的那樣(Ptop＝Pbot＝1)，也即為L(zhǎng)ambda結(jié)構(gòu)。每個(gè)寄存器RBOT通過(guò)相關(guān)的加法器108被反饋至它的輸入端，而每個(gè)寄存器RTOP的輸入端與所述單元的寄存器RTOP的輸出端相連。最后，各單元的所有乘法器被連到同一輸入端E，為的是順序輸入擬被相乘的兩個(gè)多項(xiàng)式之一的系數(shù)。在本例的框架結(jié)構(gòu)中，正是E(z)的系數(shù)被輸入，但S(z)的系數(shù)也可被輸入。輸入端E將用于為確定Λ(z)和Ω(z)所用的結(jié)構(gòu)時(shí)，以對(duì)每個(gè)單元提供“ratio”的值。
與圖12的Lambda結(jié)構(gòu)的另一個(gè)不同在于反轉(zhuǎn)電路106的狀態(tài)在整個(gè)過(guò)程中保持相同的乘積。
工作原理如下最初，將S(z)的系數(shù)存在寄存器RTOP中?！?”表示第一寄存器RTOP(0)的輸入。
繼而，在每個(gè)時(shí)鐘周期一個(gè)系數(shù)的比率情況下，使E(z)的系數(shù)Ei按增大的冪次被送至輸入端E。
為實(shí)行乘法所必須的時(shí)鐘周期的編號(hào)等于E(z)的冪次。
作為舉例，表11給出在S(z)和E(z)相乘的情況下每個(gè)寄存器的內(nèi)容，其中S(z)為3次冪，E(z)為3次冪。
表11
可以看出，寄存器RTOP(k)形成移位寄存器，只用于存儲(chǔ)S(z)的系數(shù)。通過(guò)正確地選擇反轉(zhuǎn)電路106的狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)所述移位寄存器。寄存器RBOT(k)分別用作每個(gè)多項(xiàng)式T(z)的系數(shù)的累加器。
因此，每個(gè)寄存器RBOT(k)歸根到底包含系數(shù)Tk，其中T(z)=Σk=1rTkzk.]]>新誤差判斷多項(xiàng)式Ψ(z)的確定方便的是，所述方程解算器還被用于多個(gè)多項(xiàng)式E(z)和Λ(z)的相乘，去計(jì)算修正的校正子Ψ(z)。一旦已由方程解算器確定Λ(z)，就計(jì)算后者多項(xiàng)式。一旦實(shí)行擴(kuò)展的歐幾里德十進(jìn)制算法，則將Λ(z)的系數(shù)存在RBOT的Lambda部分。其它的寄存器RTOP(k)和RBOT(k)被設(shè)定為0。
用于實(shí)行乘法的各單元的結(jié)構(gòu)由圖15所表示。
寄存器RTOP(k)經(jīng)各單元的加法器串聯(lián)連接。值“0”被表示為第一寄存器RTOP(0)的輸入。每個(gè)寄存器RBOT(k)的輸出端連到它的單元k的乘法器。在目前的相乘過(guò)程中，寄存器RBOT(k)中所存的值不改變。如圖14所示的那樣，與連到各寄存器RBOT(k)的輸出端的各輸入端不同，各乘法器的輸入端互相內(nèi)連(參考點(diǎn)E)。
Λ(z)的冪次等于錯(cuò)誤的數(shù)目。E(z)的冪次等于擦除的數(shù)目。
表12給出每次時(shí)鐘周期之后單元的內(nèi)容。
表12
在計(jì)算Ψ(z)的過(guò)程中，維持進(jìn)行的乘法是對(duì)那些Pbot(k)＝1的單元進(jìn)行的乘法。
雖然目前所示的實(shí)施例涉及里德-所羅門(mén)修正，但可將所描述的兩個(gè)組元的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于實(shí)際上不同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包要被修正的所有情況。
最后，圖16表示包含本發(fā)明裝置的光盤(pán)201的閱讀器200。本閱讀器包括一個(gè)光學(xué)塊202，該光學(xué)塊202按公知的方式具有激光器、聚焦機(jī)構(gòu)和光電探測(cè)器。本閱讀器還包括由隨動(dòng)單元204控制的電機(jī)203。將所述光學(xué)塊讀取的數(shù)據(jù)傳送給信號(hào)分離器205。將驅(qū)動(dòng)信息傳送給微處理器206，該處理器206控制顯示器207、聚焦208和追蹤209的隨動(dòng)。鍵盤(pán)210使用戶(hù)能夠控制該閱讀器。
CD/DVD數(shù)據(jù)包由信號(hào)分離器205完全傳送給連到存儲(chǔ)器5的譯碼機(jī)構(gòu)1，再傳給插入單元211，該插入單元211起與數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(未示出)聯(lián)系的作用。
權(quán)利要求
1.一種里德-所羅門(mén)糾錯(cuò)裝置，包括用于實(shí)現(xiàn)修正過(guò)程的里德-所羅門(mén)型修正機(jī)構(gòu)(2，3，4)，其特征在于還包括-第一存儲(chǔ)器(5)，供容納DVD型數(shù)據(jù)用，以及供第一次修改過(guò)后的CD型數(shù)據(jù)(C2)用，為的是在通過(guò)第二次修正之前防止所述CD型數(shù)據(jù)交錯(cuò)；-第二存儲(chǔ)器(6)，為超高速緩沖存儲(chǔ)器型并與第一存儲(chǔ)器不同，所述第二存儲(chǔ)器供容納修正前的CD型數(shù)據(jù)(C1)，以及不交錯(cuò)的CD型數(shù)據(jù)(C2)用。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，將修正DVD型數(shù)據(jù)的碼元從所述第一存儲(chǔ)器(5)傳給所述里德-所羅門(mén)型糾錯(cuò)機(jī)構(gòu)，而將修正CD型數(shù)據(jù)的碼元從所述第二存儲(chǔ)器(6)傳給所述里德-所羅門(mén)型糾錯(cuò)機(jī)構(gòu)。
3.如前述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述第二存儲(chǔ)器供存儲(chǔ)兩種以上第一修正通過(guò)之前交錯(cuò)的CD型數(shù)據(jù)包(C1)，以實(shí)現(xiàn)所述數(shù)據(jù)包不交錯(cuò)。
4.如前述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述里德-所羅門(mén)型糾錯(cuò)機(jī)構(gòu)包括修正器(4)，它實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于第二存儲(chǔ)器(6)的CD型數(shù)據(jù)的碼元的飛擊式修正。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，在DVD型數(shù)據(jù)修正的前后關(guān)系中，修正器(4)只從第一存儲(chǔ)器(5)讀取擬修正之碼元，并將經(jīng)修正的碼元寫(xiě)入其中。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述第一和第二存儲(chǔ)器包括用于存儲(chǔ)這些存儲(chǔ)器內(nèi)所存數(shù)據(jù)之錯(cuò)誤標(biāo)記的位置。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，它包括第一集成電路，該電路包含所述里德-所羅門(mén)型修正機(jī)構(gòu)(2，3，4)和所述第二存儲(chǔ)器，而所述第一存儲(chǔ)器被包含于不同于第一集成電路的第二集成電路內(nèi)。
8.光盤(pán)(201)的閱讀器(200)，其特征在于，它包含前述任一權(quán)利要求所述的裝置。
全文摘要
里德－所羅門(mén)糾錯(cuò)裝置,包括能實(shí)現(xiàn)修正過(guò)程的里德－所羅門(mén)型修正機(jī)構(gòu)(2,3,4),這種裝置包括:－第一存儲(chǔ)器(5),供容納DVD型數(shù)據(jù)用,以及供第一次修改過(guò)后的CD型數(shù)據(jù)(C2)用,為的是在通過(guò)第二次修正之前防止所述CD型數(shù)據(jù)交錯(cuò);－比所述第一存儲(chǔ)器容量小的第二存儲(chǔ)器(6),供容納修正前的CD型數(shù)據(jù)(C1),以及不交錯(cuò)的CD型數(shù)據(jù)(C2)用。本發(fā)明還涉及包含這種裝置的光盤(pán)閱讀器。
文檔編號(hào)H03M13/00GK1229232SQ99103309
公開(kāi)日1999年9月22日 申請(qǐng)日期1999年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月13日
發(fā)明者穆罕默德·達(dá)烏迪, 菲利普·伊索拉, 菲利普·保羅, 克里斯托夫·維魯勞德 申請(qǐng)人:湯姆森多媒體公司