专利名称：多通道模拟/数字转换器和使用它的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多通道A/D(模拟/数字)转换器，并且尤其涉及将经由多个通道之一输入的每个模拟信号转换为数字信号的一种A/D转换器，以及利用它的信号处理装置、光盘驱动器、和再现装置。
背景技术：
A/D转换器用于将模拟信号转换为数字信号，并且是安装在大多数数字装置上的一种组件。具体地，多通道A/D转换器是在一个A/D转换器中以时间分割(time-division)方法将经由多个通道输入的多个模拟信号转换为数字信号的一种器件。
所述多通道A/D转换器和具有它的信号处理装置尤其使用于用于再现在光盘上的预定信息或者再现记录在光盘上的信息的光盘驱动器中、以及使用于具有所述光盘驱动器的再现装置中。
在光盘中，准备了用于控制记录/再现信息的各种信号源。拾取器从光盘中产生用于控制的各种模拟信号。这些模拟信号包括控制从所述拾取器指向该光盘的光斑焦点的聚焦信号、控制寻轨的轨道信号、以及其它RF(射频)信号。
在现有的A/D转换器中，每个通道的采样速率是固定的。即，由于通道选择次序(通道的采样速率)是存储于由ROM(只读存储器)构成的存储器中的，如果用户期望稍后改变一通道的采样速率，则要改变硬件的设置。
另外，当在时间分割中使用基于系统时钟获得的时隙时，以及当A/D转换结果是为每个通道读取的时，除非在转换完成之后立即读取该数据，否则就发生一个时隙间隔的时间延迟。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的第一目的是提供一种能够改变通道选择次序和采样速率而不需要改变硬件设置的多通道A/D转换器以及使用它的系统。
本发明的第二目的是提供一种减少时间延迟的多通道A/D转换器以及使用它的系统。
本发明的第三目的是提供一种具有减少时间延迟的操作模式的多通道A/D转换器以及使用它的系统。
为了实现本发明的上述目的，提供了一种多通道模拟/数字(A/D)转换器，包括可编程存储器，在其上记录了通道选择次序；通道选择单元，根据记录在所述可编程存储器上的通道选择次序选择通道；以及转换单元，将所选择通道的模拟信号转换为数字数据。
优选地，所述通道选择单元包括同步信号发生器，产生同步信号；以及通道选择控制器，基于所述同步信号参照记录在所述可编程存储器上的通道选择次序输出通道选择信号。
优选地，所述转换单元包括复用器，接收对应于多个通道之一的模拟信号，并且基于所述通道选择信号输出对应于一通道的模拟信号；以及A/D转换器，将从所述复用器输出的所述模拟信号转换为数字数据。
优选地，所述同步信号发生器在A/D转换器中配备的A/D时钟的每个周期产生一同步信号，或者在对应于所述A/D时钟周期的一整数倍数的每个时隙处产生一同步信号。另外，优选地，所述同步信号发生器在自动A/D时钟模式中在A/D时钟的每个周期产生一同步信号，并且在自动时隙模式中在对应于系统时钟的一整数倍数的每个时隙处产生一同步信号。另外，优选地，所述同步信号发生器在手动模式中被禁用，并且通道选择控制器根据由信号处理器提供的通道选择信息输出通道选择信号，并且如果输入了所述同步信号，则所述通道选择控制器输出对应于该信号的通道的地址作为通道选择信号。
上述目的可以通过在其上安装了所述多通道A/D转换器的芯片、其中嵌入了所述芯片的光盘驱动器、或者其中安装了所述光盘驱动器的再现装置来实现。
为了实现本发明的上述目的，提供了包括A/D转换器和数字信号处理器的一种信号处理装置，其中所述A/D转换器包括可编程存储器，在其上记录了通道选择次序；通道选择单元，根据记录在所述可编程存储器上的所述通道选择次序选择通道；转换单元，将所选择通道的模拟信号转换为数字数据；以及存储单元，存储所转换的数字数据。所述数字信号处理器读取存储在所述存储单元中的数字数据、处理所述数据、并且输出一预定信号。
优选地，所述数字信号处理器能够改变存储在所述可编程存储器中的通道选择次序，并且存储在所述可编程存储器中的所述通道选择次序至少在所述数字信号处理器中执行的一部分是由固件改变的。
优选地，所述通道选择单元包括同步信号发生器，产生同步信号；以及通道选择控制器，基于所述同步信号参照记录在所述可编程存储器上的通道选择次序产生通道选择信号。
优选地，所述转换单元包括复用器，接收对应于多个通道的每个通道的模拟信号，并且基于所述通道选择信号输出一通道的模拟信号；以及A/D转换器，将从所述复用器输出的模拟信号转换为数字信号。
优选地，所述同步信号发生器在配备在所述A/D转换器中的A/D时钟的每个周期产生一同步信号，或者在对应于所述A/D时钟周期的一整数倍数的每个时隙处产生一同步信号。另外，优选地，所述同步信号发生器在自动A/D时钟模式中在A/D时钟的每个周期产生一同步信号，并且在自动时隙模式中在对应于系统时钟的一整数倍数的每个时隙处产生一对应的同步信号，并且在手动模式中被禁用，并且所述通道选择控制器根据由信号处理器提供的通道选择信息输出通道选择信号。更优选地如果输入了所述同步信号，则所述通道选择控制器输出对应于该信号的通道的地址作为通道选择信号。
本发明的上述目的能够通过在其上安装了任一装置的芯片、其中嵌入了所述芯片的光盘驱动器、或者其中安装了所述光盘驱动器的再现装置来实现。
通过参考附图详细描述本发明的优选实施例，本发明的上述目的和优点将会变得更加清楚，其中图1是根据本发明的第一优选实施例的一种再现系统的示意图；图2是根据本发明的第二优选实施例的一种再现系统的示意图；图3是根据本发明的第三优选实施例的一种再现系统的示意图；
图4是根据本发明的一优选实施例的一种光盘驱动器300的方框图；图5是根据本发明的一优选实施例的一种多通道A/D转换器的方框图；图6是根据本发明的一优选实施例的一种信号处理装置的方框图；图7是存储于一可编程存储器中的帧表的一例子；图8是由同步信号发生器为确定采样周期参照的频率分割比的一例子；图9是根据本发明的一优选实施例用于解释自动A/D时钟模式的时序图；图10是根据本发明的一优选实施例用于解释自动时隙模式的时序图；图11是根据本发明的一优选实施例用于解释手动模式的时序图。
具体实施例方式
参见图1，该再现系统包括作为显示装置的TV(电视)100和作为再现装置的光盘播放器200。所述光盘播放器200具有一光盘驱动器300，所述光盘驱动器300具有在其上安放作为信息存储介质的光盘500的光盘舱。所述光盘驱动器300具有拾取器(未示出)，从所述光盘500中检测预定模拟信号，或从自所述光盘500所检测的信号中产生一预定模拟信号；以及信号处理装置400，将所述模拟信号转换为数字数据，处理该数字数据，并且输出一预定信号。所述信号处理装置400具有根据本发明的多通道A/D转换器(未示出)。
用户利用在其上排列各种操纵按钮的遥控器600操纵再现装置200和显示装置100。如果该用户请求再现记录在光盘500的预定轨道上的内容数据，则光盘驱动器300移动拾取器到所请求的轨道上、读取该内容数据、解码该内容数据、并且发送该数据到显示装置100上。在本实施例中，以TV或者监视器实现的显示装置100在屏幕上显示由所述再现装置200发送的所述信号。
图2是根据本发明的第二优选实施例的一种再现系统的示意图。具有如图1的相同功能的块使用相同的参考编号。
参见图2，所述再现装置具有作为显示装置的监视器800和作为再现装置的计算机主机700。所述计算机主机700具有在其上放置光盘500的光盘舱的光盘驱动器300。所述光盘驱动器300具有拾取器(未示出)，从所述光盘500中检测预定模拟信号，或从自所述光盘500检测的所述信号中产生一预定模拟信号；以及信号处理装置400，将所述模拟信号转换为数字数据，处理所述数字数据，并且输出一预定信号。所述信号处理装置400具有根据本发明的多通道A/D转换器(未示出)。
如果用户利用键盘1000或者鼠标900请求再现记录在光盘500上的内容数据，则光盘驱动器300移动拾取器到所请求的轨道上、读取该内容数据、解码该内容数据、并且发送该数据到监视器800上。在本实施例中，监视器800在屏幕上显示从所述计算机主机700中发送的所述信号。
图3是根据本发明的第三优选实施例的一种再现系统的示意图。具有如图1的相同功能的块使用相同的参考编号。
参见图3，所述再现装置是由显示装置和再现装置组合在一体的笔记本计算机2000实现的。所述笔记本计算机2000具有在其上放置光盘500的光盘舱的光盘驱动器300。所述光盘驱动器300具有拾取器(未示出)，从所述光盘500中检测预定模拟信号，或从自所述光盘500检测的所述信号中产生一预定模拟信号；以及信号处理装置400，将所述模拟信号转换为数字数据，处理所述数字数据，并且输出一预定信号。所述信号处理装置400具有根据本发明的多通道A/D转换器(未示出)。
如果用户利用笔记本计算机2000的输入装置即触摸面板(未示出)或者键盘(未示出)请求再现记录在光盘500上的内容数据，则光盘驱动器300移动拾取器到所请求的轨道上、读取该内容数据、解码该内容数据、并且在屏幕上显示该内容数据。
图4是根据本发明的一优选实施例的一种光盘驱动器300的方框图。
所述光盘驱动器300具有拾取器4、动作器3、驱动器2以及控制单元1。控制单元1具有含有根据本发明的多通道A/D转换器(未示出)的信号处理装置400。
拾取器4发射激光束到光盘500上，并且基于通过接反射的激光束获得的信号发送多个模拟信号到控制单元1。该控制单元1发送基于所述多个输入模拟信号获得的控制信号到驱动器2。根据由控制单元1提供的所述控制信号，驱动器2驱动动作器3，并且动作器3控制拾取器4。
图5根据本发明的一优选实施例的一种多通道A/D转换器的方框图。
参见图5，所述多通道A/D转换器具有可编程存储器10、通道选择单元20、以及转换单元30。
可编程存储器10是存储能够改变的内容的一种存储器，并且是由诸如EPROM(可擦可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、或者闪速存储器的在其上可能重复记录的一种存储器实现的。所述可编程存储器10存储包含通道选择次序和采样速率的表。记录在所述表中的所述通道选择次序和采样速率能够由包括固件的软件来改变而不需要改变硬件的设置。
通道选择单元20根据记录在可编程存储器10中的通道选择次序选择通道。转换单元30将所选择通道的模拟信号转换为数字数据，并且输出该数字数据。
图6是根据本发明的一优选实施例的一种信号处理装置的方框图。具有如图5中的相同功能的块使用相同的参考编号。
参见图6，所述信号处理装置具有多通道A/D转换器和数字信号处理器(DSP)40。所述多通道A/D转换器具有可编程存储器10、通道选择单元20、以及转换单元30。
所述可编程存储器10是存储能够改变的内容的一种存储器，并且是由诸如EPROM、EEPROM、或者闪速存储器的在其上能重复记录的一种存储器实现的。所述可编程存储器10存储包含通道选择次序和采样速率的表。在本实施例中，该表是由多个帧构成的帧表。例如，一个帧表能够由16个3比特帧构成。记录在所述表中的所述通道选择次序和采样速率能够由包括固件的软件来改变而不需要改变硬件的设置。除非该表的内容是由固件修改的，否则该表具有在硬件复位时的初始值。
所述DSP 40请求转换来自多通道A/D转换器的预定通道的模拟信号，从该多通道A/D转换器中接收所转换的数字数据，处理所接收的数据，并且输出预定信号。在本实施例中，DSP 40为所述多通道A/D转换器的操作模式排序。在本实施例中，所述操作模式包括自动时隙模式、自动A/D时钟模式、以及手动模式。
所述通道选择单元20具有通道选择控制器21、同步信号发生器22、以及寄存器23。所述寄存器23可以独立地配备在所述通道选择单元20外部。所述寄存器23在DSP 40和通道选择控制器21/同步信号发生器22之间起到桥梁的作用。即，寄存器23接收和存储来自DSP 40的控制命令，并且同步信号发生器22/通道选择控制器21读取存储于该寄存器23上的控制命令，并且执行对应于所述控制命令的操作。
所述同步信号发生器22根据操作模式基于系统时钟信号产生同步信号。所述同步信号指示用于从模拟信号中采样数字数据的单位间隔的起始。所述单位间隔取决于所述多通道A/D转换器的操作模式而不同。稍后将解释所述操作模式。基于所提供的同步信号，通道选择控制器21参照记录在可编程存储器10上的所述表输出通道选择信号，使得对应于一通道的模拟信号被采样。更具体地，通道选择控制器21是根据操作模式来负责地址控制的。例如，在自动时隙模式中，在每次改变时隙时，帧表的所述地址增加1，并且被输出作为通道选择信号。在A/D时钟模式中，在A/D时钟信号的上升沿处，帧表的所述地址增加1，并且被输出。在手动模式中，所述帧表未被参照。即，由于在手动模式中，DSP 40直接提供通道的地址，所以通道选择控制器21将所述地址从DSP 40传递给转换单元30。
所述转换单元30具有复用器31和A/D转换器32。所述复用器31接收对应于多个通道的模拟信号，并且基于从通道选择控制器21输入的通道选择信号输出对应于通道的模拟信号。A/D转换器32基于由该A/D转换器32提供的A/D时钟信号将从所述复用器31输出的模拟信号转换为数字数据。其中，所述A/D时钟信号通常是基于系统时钟信号产生的。所转换的数字数据存储在寄存器23中。DSP 40读取存储在寄存器23中的所述数字数据。
图7是存储于可编程存储器中的帧表的一例子。
示出了记录在包含16个3比特帧的帧表中的通道选择次序。如果复位所述帧表以初始化硬件，则该帧表具有初始值。该初始值是考虑了在光盘驱动器300中使用的模拟信号的采样速率而确定的。
参见图7，在所述帧表中，每当同步信号产生时就选择一个帧，并且16个帧循环地被选择(F0→F1…F15→F0)。1帧意味着1个采样周期。一个帧具有3时隙，时隙0、时隙1、时隙2。在将一帧分为3片时获得的三个时间段被顺序分别分配到时隙0、时隙1、以及时隙2。由于通道0和1是在每个帧被选择的，所以它们的采样速率是最高的。通道2至4的每一个通道的采样速率是通道0或者1的采样速率的四分之一，并且通道5至7的每一个通道的采样速率是通道0或者1的采样速率的十六分之一。
通过利用固件在所述帧表上再次记录所述速率能够改变每个通道的采样速率。如果复位硬件，则通道选择控制器21的控制标记会被设置到所述三个模式(自动时隙模式、A/D时钟模式、以及手动模式)中间的自动时隙模式上。
图8是由同步信号发生器为确定采样周期而参照的频率分割比的一例子。
参见图8，同步信号发生器22能够基于系统时钟信号选择32个采样周期之一。例如，如果所设置的值是16，则对应的频率分割比是512，并且通过将该系统时钟的频率乘以该频率分割比获得的值成为所述采样频率。本实施例的采样周期的频率分割比设置在作为中心值的512上。
DSP 40能够经由寄存器23设置对应于系统时钟的255至752频率分割的采样周期。同步信号发生器22在预设置的每个采样周期提供同步信号到通道选择控制器21上。另外，同步信号发生器22将同步采样周期与根据本实施例被分为3片的时隙的时隙同步信号提供到通道选择控制器21。在确定了所述采样速率之后将采样速率除以n就获得一时隙同步信号。
图9是根据本发明的一优选实施例用于解释自动A/D时钟模式的时序图。
参见图9，在所述自动A/D时钟模式中，配备在A/D转换器32中的A/D时钟ADC_CLK的上升沿被用作同步信号。同步于该同步信号，通道选择信号ADC_ADDR得以更新。通道选择次序遵循图7的帧表。如果通道选择控制器21在A/D时钟信号的上升沿处发送该帧表的地址到可编程存储器10，则记录在如图7所示的帧表上的通道选择次序(数据指示它)会顺序地输出和输入到通道选择控制器21上。在通道0、1、以及2上获得的数字数据分别是ADC_DATA0、ADC_DATA1、以及ADC_DATA2，并且能够确认所述数字数据是基于相应的A/D时钟得以更新的。在更新通道选择信号ADC_ADDR之前DSP 40立即读取存储于寄存器23中的数字数据。由此，在自动A/D时钟模式中，在每个通道上的A/D转换结果是以如ADC_CLK的相同速度来更新的，使得在所述自动时隙模式中可能发生的采样周期的时间延迟的问题能够得以解决，这将在下文中说明。
图10是根据本发明的一优选实施例用于解释自动时隙模式的时序图。
在所述自动时隙模式中，通道选择信号ADC_ADDR是根据通过等分基于系统时钟设置的同步信号ADC_INT为3片而获得的时隙同步信号S1ot来更新的。如果通道选择控制器21在时隙同步信号的上升沿处发送所述帧表的地址到可编程存储器10上，则记录在如图7所示的帧表上的通道选择次序(数据指示它)会顺序地输出和输入到通道选择控制器21上。接着，通道选择控制器21输出对应于该通道的地址的ADC_ADDR作为通道选择信号。在通道0、1、以及2上获得的数字数据分别是ADC_DATA0、ADC_DATA1、以及ADC_DATA2，并且能够确认所述数字数据是基于相应的时隙同步信号得以更新的。在更新通道选择信号ADC_ADDR之前DSP 40立即读取存储于寄存器23中的数字数据。
在自动时隙模式中的一时隙对应于所述A/D时钟的周期的一个整数倍。实际上，在A/D转换器32中，对应于通道的数字数据是根据该A/D时钟更新的，并且能够认为在自动时隙模式中的一时隙中，对于一对应的A/D时钟，单个通道的数字数据是连续更新的。
图11是根据本发明的一优选实施例用于解释手动模式的时序图。
参见图11，在所述手动模式中，所述帧表未受到参照，并且DSP直接地发送寄存器23的对应通道地址ADC_ADDR到通道选择控制器21上。将为一采样周期ADC_INT选择的通道应该经由固件由DSP 40逐一地来选择。
上述多通道A/D转换器以及使用它的信号处理装置能够嵌入在一个芯片上。另外，尽管作为上述实施例的例子解释了光盘和光盘驱动器，本发明也能够应用到磁盘上而不需要任何修改。
根据如上所述的本发明，提供了多通道A/D转换器以及使用它的系统，其中能够改变所述通道选择次序和采样速率而不需要改变硬件的设置，并且能够减少数据延迟。
具体地，通过软件能够改变在用于将用在光盘驱动器的伺服控制中的模拟信号转换为数字数据的一处理中的采样速率。另外，设计所述A/D转换器使得能够改变每个通道的采样速率以最大化硬件的适应性。由此，所述A/D转换器能够应用于具有各种控制系统的光盘驱动器上。所述A/D转换器实际应用于DVD-RAM+DVD-R/RW的伺服控制芯片上，并且结果示出性能提高了。
同时，由于自动A/D时钟模式工作在大约10倍于自动时隙模式的采样速率处，自动A/D时钟模式将能够应用到需要多通道A/D转换器和光盘驱动器的其它产品组中。
权利要求
1.一种多通道模拟/数字(A/D)转换器，包括编程存储器，在其上记录了通道选择次序；通道选择单元，根据记录在所述可编程存储器上的所述通道选择次序选择通道；以及转换单元，将所选择通道的模拟信号转换为数字数据。
2.根据权利要求1所述的多通道A/D转换器，其中所述通道选择单元包括同步信号发生器，产生同步信号；以及通道选择控制器，基于所述同步信号参照记录在所述可编程存储器上的所述通道选择次序输出通道选择信号。
3.根据权利要求2所述的多通道A/D转换器，其中所述转换单元包括复用器，接收对应于多个通道之一的模拟信号，并且基于所述通道选择信号输出对应于一通道的模拟信号；以及A/D转换器，将从所述复用器输出的所述模拟信号转换为数字数据。
4.根据权利要求3所述的多通道A/D转换器，其中所述同步信号发生器在所述A/D转换器中配备的A/D时钟的每个周期上产生同步信号。
5.根据权利要求4所述的多通道A/D转换器，其中所述同步信号发生器在对应于所述A/D时钟周期的一整数倍的每个时隙处产生同步信号。
6.根据权利要求2所述的多通道A/D转换器，其中所述同步信号发生器在自动A/D时钟模式中的A/D时钟的每个周期产生同步信号，并且在自动时隙模式中在对应于系统时钟的一整数倍数的每个时隙处产生对应的同步信号。
7.根据权利要求6所述的多通道A/D转换器，其中所述同步信号发生器在手动模式中被禁用，并且所述通道选择控制器根据由信号处理器提供的通道选择信息输出通道选择信号。
8.根据权利要求2所述的多通道A/D转换器，其中如果输入了所述同步信号，则所述通道选择控制器输出对应于所述信号的通道的地址作为通道选择信号。
9.一种芯片，在其上安装了根据权利要求8所的述多通道A/D转换器。
10.一种光盘驱动器，在其中嵌入了根据权利要求9所述的芯片。
11.一种再现装置，在其中安装根据权利要求10所述的光盘驱动器。
12.一种信号处理装置，包括A/D转换器，包括可编程存储器，在其上记录了通道选择次序；通道选择单元，根据记录在所述可编程存储器上的所述通道选择次序选择通道；转换单元，将所选择通道的模拟信号转换为数字数据；以及存储单元，存储所转换的数字数据；以及数字信号处理器，读取存储在所述存储单元中的数字数据、处理所述数据、并且输出一预定信号。
13.根据权利要求12所述的信号处理装置，其中所述数字信号处理器能够改变存储在所述可编程存储器中的所述通道选择次序。
14.根据权利要求13所述的信号处理装置，其中存储在所述可编程存储器中的所述通道选择次序至少在所述数字信号处理器中执行的一部分是由固件改变的。
15.根据权利要求12所述的信号处理装置，其中所述通道选择单元包括同步信号发生器，产生同步信号；以及通道选择控制器，基于所述同步信号参照记录在所述可编程存储器上的通道选择次序产生通道选择信号。
16.根据权利要求12所述的信号处理装置，其中所述转换单元包括复用器，接收对应于多个通道中每个通道的模拟信号，并且基于所述通道选择信号输出一通道的模拟信号；以及A/D转换器，将从所述复用器输出的模拟信号转换为数字数据。
17.根据权利要求15所述的信号处理装置，其中所述同步信号发生器在配备在所述A/D转换器中的所述A/D时钟的每个周期产生同步信号。
18.根据权利要求15所述的信号处理装置，其中所述同步信号发生器在对应于所述A/D时钟周期的一整数倍的每个时隙处产生同步信号。
19.根据权利要求15所述的信号处理装置，其中所述同步信号发生器在自动A/D时钟模式中在A/D时钟的每个周期产生一同步信号，并且在自动时隙模式中在对应于系统时钟的一整数倍数的每个时隙处产生一对应的同步信号。
20.根据权利要求15所述的信号处理装置，其中所述同步信号发生器在手动模式中被禁用，并且所述通道选择控制器根据由信号处理器提供的通道选择信息输出通道选择信号。
21.根据权利要求15所述的信号处理装置，其中如果输入了所述同步信号，则所述通道选择控制器输出对应于所述信号的通道的地址作为通道选择信号。
22.一种芯片，在其上安装了根据权利要求21所述的任何一个装置。
23.一种光盘驱动器，在其中嵌入了根据权利要求22所述的芯片。
24.一种再现装置，在其中安装根据权利要求23所述的光盘驱动器。
全文摘要
提供了一种多通道模拟/数字(A/D)转换器以及使用它的系统。所述多通道A/D转换器包括可编程存储器，在其上记录了通道选择次序；通道选择单元，根据记录在所述可编程存储器上的所述通道选择次序选择通道；转换单元，将所选择通道的模拟信号转换为数字数据。利用所述A/D转换器，能够改变通道选择次序和采样速率而不改变硬件的设置，并且能够减少时间延迟。
文档编号H03M1/12GK1435949SQ0215037
公开日2003年8月13日 申请日期2002年11月8日 优先权日2002年1月29日
发明者安永濬 申请人:三星电子株式会社