专利名称：：处理数字数据流的方法和装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种处理数字数据流的方法和装置，特别是，涉及一种作为数字信号记录/回放安排的一部分的处理数字数据流的方法和装置。由于有一种正在形成的减小数字信号处理设备的物理尺寸的期望，所述设备是例如提供或要求记录或者回放数字数据的设备，所以本地电源的尺寸和容量，特别是对于便携式设备来说，一直是一个相关的问题。对于这样的设备而言，可以证明减小功率要求以增加电池更换/充电之前的使用时间是特别有利的，并且也因为这样而只需要一个功率较小从而可能更小巧的电源设备被安装在便携式设备内。例如，IBM微驱动器通常都遵循所谓的compactflash+标准。原始的compactflash标准与compactflash+标准之间的主要区别在于，要获取的最大峰值功率从100mA@3V增加到500mA@3V。应该认识到，一个特定设备所遵循的标准对于采用该设备的产品的特性和这种设备可能达到的市场规模有直接影响。因此，如果可以实现功率节省的话，这就同时具有扩展一个特定设备的潜在市场的额外好处。特别是，许多便携式数字助理(PortableDigitalAssistance，PDA)、照相机及其它手持便携式设备只能提供上面提到的较低的功率电平。这些限制也与小型光学设备相关，有些小型光学设备已被建议用于移动电话手机中。与例如光盘记录/回放系统的功率要求有关的问题从US-A-5182741可知，其中功率要求按记录频率变化，而且从US-A-5550799可知，其中功率变化取决于正在处理的信号的性质。然而这样的安排必然受到操作特征的限制和约束，而这些操作特征是潜在的节能的基础。本发明寻求提供一种处理数字数据流的方法和装置，并且该方法和装置给出了减小这种处理的功率要求的好处。按照本发明的第一方面，提供了一种处理数字数据的方法，包括以下步骤由数字数据形成多个离散数据突发(burst)、在离散数据突发之间的周期期间使电荷存储设备充电、以及随后在离散数据突发期间使该电荷存储设备放电以便提供数据突发期间所需的至少部分功率。本发明还提供了一种相关的数字数据处理设备，该设备包括用于由数字数据形成多个离散数据突发的装置；被安排成通过该设备的电源来充电的电荷存储装置；以及控制装置，其被安排成在离散数据突发之间的周期期间使所述电荷存储装置充电，并随后在离散数据突发期间使该电荷存储设备放电以便提供数据突发期间该设备所需的至少部分功率。通过有利地在系统内划分接通电源的时间以使峰值功率通过例如一个电容器被有效地平滑，本发明的主题对于减小数据处理系统的峰值功率要求特别有利。数据处理系统，如记录/回放系统，经常需要可能超过移动设备电源/电池有效规格的较大峰值功率。在本发明中，适当控制的、例如数据流到时间分离的块(chunk)的划分可用来克服这个问题，这是通过控制上述块的宽度以使得可由一个电容器放电来提供在处理这些块期间所要求的能量而进行的。有利的是，各块之间的时间间隙有利地能够被容易地控制，使得进入电容器的峰值功率低于系统峰值功率容量。权利要求2的主题对进一步扩展本发明提出的有利的峰值功率减小特别有用。权利要求4-7的主题提供了特别有利的、简单的、可能省空间的、用来提供临时存储的装置，并且该装置随后的放电有效地作为补充功率源。权利要求8-10的主题将本发明的主题联系到例如便携式设备中所用的光驱。因此，应当认识到，本发明能够被有利地应用到与光盘设备的记录/回放安排相关的方面，特别是那些要求可以进行记录或回放的最小比特速率的光盘设备。对于数字视频记录而言，这种最小比特速率通常为33Mbits/s的量级。以这种方式，就能够以短的、重复的突发来有利地实现比特速率远小于这种最小值的数据流的记录或回放，其中每个突发是以等于或大于上述最小比特速率的速率提供的。尽管对于这样的设备，峰值功率消耗因为与记录/回放的最小比特速率有关而将依然是高的，但本发明提供的好处在于，通过使用一个适当的电荷存储设备，采取在上述重复突发之间的非活动周期期间存储功率、以及在由重复突发定义的活动周期期间补充设备电源的方法，事实上能够减小该设备的峰值功率要求。通过适当地选择活动和非活动周期的长度，电荷存储设备放电就可以提供足够的补充功率，使得所述设备的峰值功率消耗显著减小。更进一步，本发明能被安排为使得每个数据突发可以本身就包含多个活动和空闲周期，其中单个突发期间的平均数据速率低于与记录/回放的最小比特速率相关联的速率。参考附图，仅以示例的方式，在下文中对本发明做更进一步的描述，在附图中图1是为了把数据速率减小到低于数据记录或回放的最小速率而将数字数据流划分为数据块的示意性图示；图2是按照本发明的一个实施方案来划分数据流的图示；图3显示了按照本发明的用于实现补充电源的简化模型；图4显示了一种在按照本发明的一个实施方案中使用的开关式电源；以及图5是为采用本发明的一个实施方案而安排的一种光设备的示意性框图。图1显示了当前的一种提议，其中数字数据流10可能已经展现出的比特速率低于与光盘记录器相关的记录回放所要求的最小值，该数字数据流被分成大小为16Mbit的离散数据块12，每块的比特速率为33Mbits/s。选择最小比特速率33Mbits作为门限值，是考虑到它与数字视频记录资料的记录能力有关。正如从图1中看到的，当被划分成大小为16Mbit的离散块12时，数字数据流10在这些块12之间展现出非活动周期14。现在来讨论一个例子，其中被处理的数据包含记录在光盘上和从光盘回放的数字数据。因为数字视频记录率通常是1.5，所以进入记录驱动的33Mbits/s的数据速率会导致从该驱动输出量级为20Mbits/s的数据流。因此，为了满足最大用户速率1Mbits/s，该设备实际上仅须开启所要求时间的1/20以满足这样的数据速率，并且能够籍助于本地存储的能量源来减少平均功率，而并不需要1.5Mbits/s量级的记录速率。然而，关于峰值功率的要求，仍然不得不采用本地能量来进行补充，仍然不得不获得电源，并且已经提议用电池来提供这样一个能量源，但因为其成本和尺寸的原因，这被认为是不可能的。通过控制要求数据突发的时间，我们发现数据处理所要求的至少部分功率可以从电容器获取。图2显示了一个实施方案，其中速率为33Mbits/s的离散数据突发16本身被各自划分为一系列离散数据突发18，而其中每一个的持续时间都短得足以允许每个突发从电容器里获得所要求的能量。假设从数字视频记录纠错器出来的簇大小为64kbytes，那么对于20Mbits，这就需要64e3÷(20e6÷8)＝25ms。对于一个优化的大约750mW的功耗，如果假定电容器有1伏特的压降，并且假定以3伏特电源供电，那么I＝P÷V＝250mA，C＝IT÷V＝0.25A×0.025s÷1V＝6.25mF。例如，如果数据以2k的块恢复，那么读出数据的时间就为2×103÷(20×106÷8)＝0.8ms。需要的电容器就在C＝IT÷V＝0.25A×0.0008s÷1V＝200μF的量级。应当认识到，因为块尺寸变小了32倍，所以电荷存储设备也要小32倍。而进一步，如果按1∶19的传号空号比将2kbyte的块分隔开，则峰值功率将与平均值一样为750mW/20＝37.5mW。然而我们认识到，现在读出一个纠错器数据块将至少需要20×0.8ms×32＝0.5s，但通过减少传号-空号比(marktospaceratio)，峰值功耗就可以与访问时间对换。例如，一个1∶4的比率将有750mW÷5＝150mW的峰值功耗和5×0.8ms×32＝125ms的延迟。当流速率为1Mbits/s时，对于1/4的时间，则功率消耗将为150mW，而对于其余3/4功率消耗则为零。对于光盘，应当认识到，实际达到的比率取决于块大小相对于光盘旋转一周的比例。可以理解，前面选择了一个简单的电容器模型，其中平均电压为3V且允许压降为1V。这或许也可以由一个简单的电阻20和电容器22电路24来实现，如图3所示。应当理解，在该电路中电阻20会耗散能量，电容器22中存储的能量正比于电压的平方，并且1V的波动也会导致更多的能量耗散，因而需要一个开关式调整器。图4显示了一种按照本发明的适合于电荷存储的开关式电源。该电路可如下地操作，并且包括充电电感器26、接地开关28、连接电容器32的开关30、另一个使电容器32放电到放电电感器38的开关、另一个与电感器38相连的电容器。开关36还在开关34打开时向放电电感器38提供源电流。开关28闭合，直到通过电感器26从3.5V电源获取到最大允许电流。然后，开关28在开关30闭合的同时打开。因为开关28打开会造成电流变化模式，所以电感器26产生一个大的电压。这迫使流动在电感器26中的电流流进电容器32，即使是在后者处于更高的电压时。电感器26两端的电压压降将使其电流相对较快地减小到零并将其能量转移到电容器32。如果电容器32需要更多的电荷，则随着电流达到零，开关30被打开以允许这一程序再次启动。此刻电容器32被充电至8伏特。当电容器32电压为8伏特时，用1.2/8的传号-空号比来调整开关34可使电压达到1.2伏特。然后在数据块期间，最坏情况下电容器32会放电至1.2伏特。这就可以确定电容器32所要求的值。因为任何情况下充电时间都要比放电时间长得多，所以电容器32通过电感器26充电而通过电感器38放电就得不到什么好处。由于上述原因，这就导致另一种安排，即通过使用时间复用式开关，用一个公共电感器来代替电感器26和38。从以下式子可以计算出电容器32的值现在Vout为1.2V，因此I＝P÷Vout＝750mW÷1.2V＝0.625A假设如上T＝6.6ms，那么电容器上的电压压降就为Vdrop＝8V-1.2V＝6.8V则电容器32的电容值＝IT÷Vdrop＝(0.625A×6.6ms)÷6.8V＝607μF因此使用开关式电源可用来将电容器从3.5V时的1.6mF减小到8V时的0.6mF。现在来看图5，图中显示一个光驱系统42，包括光盘44，该光盘44由马达46旋转驱动并从中取回数据，或者由一个光学拾波器48将数据记录在其上。解码器-伺服控制器50被用来向光学拾波器48传递控制信号以及接收来自光学拾波器48的信号，并且还用来控制马达46。该解码器-伺服控制器同样被安排为借助于线路52连接到主机系统。解码器-伺服控制器50还被安排成输出一个被传递给电源系统56的控制信号54，按照本发明的一个实施方案，该电源系统56被安排成通过输入线路58接收输入功率并传递输出功率信号60以供解码器-伺服控制器50用来控制光驱系统42的操作。应当理解，电源系统56通过电容器62与本实施方案中所说明的一个临时能量存储器相关联，该电容器的充电和放电被同步和被控制，这样就能够如以上讨论的那样补充光驱系统42的功率要求。因此，应当理解，本发明提供了用于获得比特速率低于数据记录/回放所要求的比特速率的数据流的装置，并且其中对于例如单板电源的峰值功率要求得到了有利的限制。权利要求1.一种处理数字数据(10)的方法，包括以下步骤由数字数据形成多个离散数据突发(12)、在离散数据突发之间的周期(14)期间使电荷存储设备(32)充电、以及随后在离散数据突发(12)期间使电荷存储设备(32)放电以提供数据突发(12)期间所需的至少部分功率。2.按照权利要求1的方法，其中多个离散突发(18)形成一个活动周期(16)并且数据流被划分为多个由空闲周期分隔开的活动周期(16)。3.按照权利要求2的方法，其中电荷存储设备(32)在空闲周期期间被充电。4.按照权利要求1-3中任意一项的方法，其中电荷存储设备(38)包含电容器。5.按照权利要求4的方法，其中该电容器形成开关模式电源的一部分。6.按照权利要求4或5的方法，还包括充电电感器(26)和放电电感器(38)。7.按照权利要求4或5的方法，并且其中充电和放电是采用公共电感器的方式、通过适当的开关控制来允许充电和随后放电而实现的。8.按照权利要求1-7中任意一项的方法，其中数据处理包含数据记录。9.按照权利要求1-8中任意一项的方法，其中数据处理包含数据回放。10.按照权利要求8或9的方法，还包括作为光盘系统的一部分来处理数字数据流的步骤。11.一种数字数据(10)处理设备，包括用于由数字数据形成多个离散数据突发(12)的装置；被安排成通过设备电源充电的电荷存储装置(32)；以及控制装置，其被安排成在离散数据突发(12)之间的周期(14)期间为电荷存储设备(32)充电，并随后在数据离散突发(1)期间使电荷存储设备(32)放电以提供数据突发(12)期间所需的至少部分功率。12.按照权利要求11的设备，其中用于划分数字数据流的装置被安排为使得提供多个离散数据突发来作为一个活动周期，并且将数据流划分为由空闲周期分隔开的多个这样的活动周期。13.按照权利要求12的设备，其中该电荷存储设备在空闲周期期间被充电。14.按照权利要求11-13中任意一项的设备，其中该电荷存储设备包含电容器(32)。15.按照权利要求14的设备，其中该电荷存储装置构成开关模式电源设备的一部分。16.按照权利要求15的设备，还包括充电电感器(26)和放电电感器(38)。17.按照权利要求15的设备，还包括用于充电和放电的公共电感器，以及受控的、用于通过该公共电感器来实现所要求的充电和放电的开关装置。18.按照权利要求11-17中任意一项的设备，其中该设备构成数字数据记录/回放系统的一部分。全文摘要本发明提供了一种处理数字数据(10)的方法和装置，包括以下步骤由数字数据形成多个离散数据突发(12)、在离散数据突发之间的时间间隔(14)内使电荷存储设备(32)充电、以及随后在离散数据突发(12)期间使电荷存储设备(32)放电，这样便提供了数据突发(12)期间所需的至少部分功率，而且这样便减少了峰值功率要求而同时允许以低于数据记录/回放最小速率集的速率来传输数据。文档编号G11B19/00GK1656553SQ03811882公开日2005年8月17日申请日期2003年5月21日优先权日2002年5月25日发明者J·A·哈罗尔德-贝里,T·G·R·哈尔申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司