专利名称：多媒体数据穿梭传送器和存档的制作方法
相关申请的相互参照本申请是基于1999年9月13日提出的，题为“用于基于硬盘的VCR系统的设备”的美国临时专利申请第60/153,634号和1999年9月13日提出的，题为“译码的多媒体数据穿梭传送器和存档”的临时专利申请第60/153,631号的，发明人William S.Herz。在这里要求这些临时申请的优先权，并在此引用它们作为参考。
所有消费者都熟悉的，执行这些功能中的某些功能的一种装置是盒式磁带录像机(VCR)，它使用磁带来存储信息。磁带的固有的线性特征导致诸如倒带、快进和暂停之类的功能。然而，VCR不能同时捕获信息和再现信息。此外，磁带存储媒体的质量从来不是特别高的；它趋向于随时间和/或重复地播放而十分快速地降低质量。然而，VHS磁带具有便于运输、存储、从一台机器移动到另一台机器以及用于再录制的优点。
因此，强烈要求在具有较高容量和能够直接存储数字数据的一种存储装置中提供这些优点。此外，极其希望提供相似的可运输性和对其它形式的数字数据和模拟数据的存取。
本发明的另一个目的是在可移动的盘产品上提供高质量的数字记录，人们可以以熟悉的方法控制所述盘产品。
本发明的再一个目的是提供广播视频信息的高质量数字存储，它提供磁带的方便性和可接近性，而没有由于磨损或磁带粒子损坏引起的相关联的数据丢失。
概括地说，这里描述的设备提供一种新颖的和唯一的设施，它提供用于存档和穿梭传送器的音频和视频数据的便携式存储。通过提供与接口(用于存储、同磁带机(co-deck)处理)相关联的硬盘驱动器，以及必需的媒体接口，可以组合本发明的便携式存储装置，以获得独立于媒体的即插即用数据和机动性。存储可以是临时的或永久的，因为硬盘驱动器的长期存储容量，不会降低数据的质量。本发明的存储穿梭传送器可以是便携式的，具有较低的功率，并且基本上以即插即用的模式操作。在所存储的视频和音频数据上的操作只受到相关联的接口系统的存储容量和I/O带宽的限制。这里所定义的设备提供的操作模拟商用和家用装置的功能，这些商用和家用装置使用更传统的便携式媒体，诸如VHS磁带和音乐盘片；这种功能可以包括暂停、快进、播放或存储媒体中的某些部分的选择。此外，对于不喜欢模拟机械系统的用户，这里所提供的，到便携式盘存储媒体的接口将提供对这些操作的瞬时访问。此外，现在在即插即用的基础上可得到所存储的数据。因此，在其它例子中，例如，具有相关联的接口的便携式盘驱动器可以作为MP3穿梭传送器或存档、数字图象穿梭传送器或存档，或电视穿梭传送器或存档。
在较佳实施例中，每个穿梭传送器包括与相关联的输入和输出接口封装的多千兆字节硬盘驱动器，以致可以对图象、电视等进行存储、移动或存档，然后在多个机器中的任何一个机器上读出。在较佳示例实施例中，硬盘可以被VCR中的VHS磁带替代；通过利用相同形式要素，可以在VCR的修改型式中结合使数据穿梭传送器与必需的电气接触和输入/输出接口接触的相同的升降机构，从而提供用户使用熟悉的方便性。
结合相关的附图阅读下面本发明的实施例的详细说明本领域的熟练人员会明了本发明的其它特征和优点。
本发明的详细说明本发明设想一种新的和唯一的设备，用于对表示音频、视频或另外类似媒体的数字信息连续流进行存储、存档和穿梭传送以及提供方便的访问。
图1到图5提供数个示例实施例的一般概况，说明本发明如何操作以存储然后输出数据连续流。数据可以来自视频应用或恒定源，诸如由VCR、DVD、数字摄像机、MP3播放机、或音频磁带存储，或甚至更普通的可以来自PC数据应用或内容或某些另外的媒体源。目标是实施基于硬盘的高速缓冲存储器或穿梭传送器系统，能够选择在瞬时基础上访问的媒体高速缓冲存储器的任何部分。因此，可以移动数据而不是移动机器，并且可以在即插即用的基础上选择地访问数据。如果合适地实施输入和输出路径，则可以容易地产生用户已经熟悉的一些功能，诸如暂停、倒带、快进和选择播放，和诸如快速播放或较慢播放和反向播放之类的更复杂的操作。因此，数据高速缓冲存储器系统包括硬盘驱动器和相关联的输入和输出电子线路。可以使用媒体输出，用于显示或进一步再记录，用于音频或视频再现或用于打印、传真、电子邮件或其它应用。
如当前的设计，设备独立于基础数字数据流的格式。为了应用本发明，只需要处理器识别基础数据流，或在输入接口处提供合适的模拟—数字电路，以致可以把待存储在本发明的数据穿梭传送器上的基础信息合适地数字化。
图1是本发明的一个示例实施例的方框图。该图示出输入视频和音频信号的数字化和压缩，以致可以通过盘处理器102合适地存储在盘100上。把输入视频信号施加到A-D转换器110、112上，把它们的输出耦合到受微控制器116控制的电视解码器114上。这个解码器114的输出还送到压缩CoDec(编解码器)118，它的操作受到SDRAM 120的控制。通过盘处理器102把现在是数字和压缩的视频信息的压缩解码器的输出施加到盘100，它还提供从音频A-D转换器140、142接收的数字音频。在如图2的方框图中示出的输出侧上，使用相同的盘处理器102，用于必需的文件管理、内容管理、总线仲裁和流管理。在SDRAM 120和微控制器116的共同控制下，相同的CoDec 118可以在把信息传递到必需的音频D-A输出系统210以及传递数字数据到数字TV(电视)编码器220之前提供信息的必要解码，然后可以把信息传递到视频D-A 222。图3示出一些单元，这些单包含在盘穿梭传送器中以提供数字音频和压缩数字视频的存储。基本上，使用相同的微控制器与SDRAM 120共同控制CoDec118，以接收在线310上的SPDIF输入，并对其进行编码。在存储在穿梭传送器的盘100中之前，把在线320上的火线(firewire)输入和CoDec118的输出施加到用于合适的文件管理等的盘处理器102。在输出侧上，所示出的火线320可以直接从盘处理器102到合适的输出进行压缩视听数据的双向传递。当由微控制器116控制时，可以接收来自CoDec118的SPDIF输出。
图5和6示出从快闪存储器500通过盘处理器102到盘的输入和输出。必需单元简单地需要快闪控制器502，在某些实施例中需要物理驱动器504。
在本发明的较佳形式中，可以把以数字和模拟两种形式从PC、数字视频摄像机、快闪存储器、数字VCR等任何数量的源来的数据存储在结合在数据穿梭传送器中的硬盘驱动器上，并且通过合适的文件和总线管理提供给任何数量的输出装置。
在图7中示出插件板级系统的一个例子，本领域的熟悉人员可以较好地实施这种系统，并可以把这种系统与约1千兆字节的盘存储器件一起结合在数据穿梭传送器中，用于存储所接收的字段和所管理的数据。
把相对于图1到图6所讨论的功能结合到在图7中示出的单块板上，所述功能从许多源取得数字信息的连续流，通过结合在本发明的数据穿梭传送器中的各种接口传递它们，并经过总线把它们传递到结合在数据穿梭传送器中的硬盘驱动器中。在该图中，在左边示出从数据的各种装置或源来的输入，是作为到潜在目的地的输出的。如果所接收数据是模拟形式的，则进行数字化，例如，如在图的左上方所示，其中，把组合TV视频信号700和相关联的音频702施加到合适的A-D转换器704和706，然后经过总线传递到MPEG-2编码器710。通过数据分组器712把MPEG-2编码器710的输出传递到盘处理器714，盘处理器714执行合适的文件管理、总线仲裁、内容管理和流管理功能，以致可以把数据存储在本地硬盘驱动器720上。如此，对于在数据穿梭传送器上选择的访问，可以对任何需要的视频输入流进行转换、数字化、处理和存储。
也可以经过接口把穿梭传送器连接到结合在穿梭传送器的嵌套(nesting)或停泊(docking)装置760中的较大的硬盘驱动器。然后盘处理器714可以进一步把所存储的数字数据从本地盘驱动器720发送到具有较大容量的嵌套盘驱动器740。如此，可以把穿梭传送器从一个设备移动到另一个设备，并且存储来自一个或数个源的输入数据。然后可以使穿梭传送器停留在穿梭传送器的嵌套或停泊装置760中，嵌套或停泊装置760支持或结合较大容量盘驱动器740，而且把本地硬盘720的某些存储内容卸载到较大盘740，例如，通过ATA总线734。当希望卸载或访问嵌套装置760的某些内容时，使穿梭传送器返回嵌套装置760，盘处理器把所要求的数据从嵌套盘740下载到本地硬盘720。穿梭传送器在它自己的本地处理器770的控制下操作，并包括电源和监视器772和控制780-784，以致当穿梭传送器停留在停泊装置760中时，它可以独立于停泊处或嵌套而工作，并可以对电源772进行再充电。
在其它接口中，穿梭传送器还包括可操作以处理SPDIF格式的输入/输出总线720。输入/输出总线720直接运用于数据分组器712，然后越过总线到盘处理器714。用于接收数字音频的另一个SPDIF输入722是到MPEG-2编码器710的一个输入；把MPEG-2编码器的输出也传递到盘处理器714，用于存储在本地硬盘720上或嵌套硬盘740上。还可以把数字音频源722施加到MP3编码器724，把它的输出直接连接到数据分组器712，然后连接到盘处理器714，以致可以存储和选择地访问在SPDIF格式中的任何数据。
还提供多个双向总线，包括USB总线730、1394总线732和ATA总线734。USB总线730可以提供双向连接，例如，到MP3播放机、数字摄像机或PC。通过USB PHY 740和分组器742把这些装置中的任何一个直接耦合到数据分组器712，然后通过处理器714把它们的输入和输出传递到硬盘驱动器720。在相似的方式中，可以把1394总线732连接到数字视频摄像机或PC或数字VCR，通过合适的PHY 744和分组器746可以连接到数据分组器712和盘处理器714。最后，ATA总线734可以把快闪存储器或其它数据存储器件直接连接到盘处理器714，然后连接到盘驱动器720。
在输出侧上，为了存储，即使可以通过MP3编码器724传递SPDIF输入722，还提供MP3解码器750，可以把它的输出耦合到SPDIF输出总线752，或另一方面，通过音频处理器754到调制放大器756。这提供了数条另外的输出线，包括RF(射频)调制的AV 758、立体声耳机输出760和音频输出762。更一般地，音频输出可以与电视输出764一起使用，所述电视输出764经过数字视频编码器766和MPEG-2解码器768通过调制放大器而输出。MPEG-2解码器从解分组器712和盘处理器714接收它的视频信息，如上所述，盘处理器714可以选择地访问本地盘720上的任何文件；还有，如果穿梭传送器已经停留在嵌套装置760中，则还可用嵌套硬盘740作为源。所有这些功能都是在CPU 770的控制下进行的，在本实施例中，CPU 770是电源772和监视器支持的Motorola 823E。
选择功能，通过IR控制780识别输入和输出源和目的地，而且把所选择的功能显示在穿梭传送器的面板上的LCD显示器782上。通过结合到穿梭传送器中的控制I/O 784支持上述两者，并经过总线786控制CPU 770的功能。
根据控制的这个组和总线输入、视频输入等的组，可使用数据穿梭传送器来支持和可运输地增强模拟和数字电子装置的有限存储容量，如上所列出。
作为另一个例子，在机械形式要素和基于标准特征和增强特征两者的两个方面，可以使用基于硬盘的穿梭传送器仿真传统的VHS VCR，而同时提供与传统磁带媒体的可兼容性。在一种形式中，这个穿梭传送器将以重量轻的低功率硬盘驱动器来代替在VHS带盒内的磁带。在打开VHS盒的活盖以暴露它的磁带的相同方法中，当把硬盘驱动器插入VCR时，暴露硬盘驱动器的接口。可以直接把音频和视频数据连接到VCR数字信号处理机构，或直接通过与传统磁带相同的路径。当带盒降低到它的“播放”位置时，电源和接地引脚从VCR的机箱中凸出，并接触在盒外壳中的凹入的连接器。
使音频/视频数据直接通过在数据穿梭传送器中的数字处理电路来代替磁带与VCR的记录头的接触，其中，对内容进行解压缩、纠错、滤波、编码和转换成用于显示的模拟信号，并在图7中示出的线762-764处输出。
嵌在VHS外壳中的硬盘驱动器组件的全体仿真VSH磁带的所有物理要素(前面装载(front loading)、自动定位(robotic positioning)以及电磁数据调制器和接收器的精确对准)。
这个组件和系统提供用于数字视频和音频数据的海量存储器。众所周知音频/视频内容的盘存储器的优点(随机存取、清晰的正向/反向扫描、无丢失的存储，同时记录和再现等)。
然而，对于本发明的唯一的优点包括，但是不限于·与现有DV或基于其它数字磁带的记录器的向后的兼容·非常便于运输的方便形式要素，而同时能够再现在单个可移动组件上的数十小时的高质量记录·熟悉的人类要素-VHS VCR特征和人类要素的超级设置·基于磁带的所有优点，没有由于磁带粒子随时间的损坏而引起数据丢失。
·在多种视频类型(例如，ATSC视频格式、SD或HD)参与中，有把固件数据(例如，DSP代码)提供给程序/最优化媒体处理器的能力阅读上述本发明揭示的熟悉本技术领域的人员会明了本发明的其它使用、特征和优点。因此，本发明的范围由所附的权利要求书所限定。
权利要求
1.一种数据穿梭传送器和存储器件，包括硬盘驱动器、多个模拟和数字接口，用于以各种格式提供来自各种源的输入，并把多种格式的输入提供到各种输出，在穿梭传送器承载并由穿梭传送器承载的电源加电的微处理器的控制下，通过在所述盘驱动器上的盘处理器存储所有所述数据，以致穿梭传送器提供独立于媒体的即插即用数据移动性，用于从多个源取得的数据并提供给多个目的地。
2.如权利要求1所述的数据穿梭传送器，其特征在于，机载微处理器已经把穿梭传送器用户可访问的多个输入控制连接到其上，以定义数据的源和/或数据的目的地。
3.如权利要求1所述的数据穿梭传送器，其特征在于，进一步包括与穿梭传送器相关联的并结合相当高容量的第二盘驱动器的停泊装置，该停泊装置越过接口之一连接到数据穿梭传送器，以致可以把数据存储在停泊装置的硬盘驱动器中。
4.如权利要求3所述的数据穿梭传送器，其特征在于，在结合于数据穿梭传送器中的盘处理器的控制下，把来自模拟和数字接口的数据从穿梭传送器硬盘驱动器传递到停泊站硬盘驱动器并控制到数据穿梭传送器的硬盘驱动器的输入总线。
5.如权利要求1所述的数据穿梭传送器，其特征在于，数据穿梭传送器包括它自己的电源和监视器，并根据穿梭传送器的用户进行控制，以致数据穿梭传送器起到独立实体的作用。
6.如权利要求5所述的数据穿梭传送器，其特征在于，数据穿梭传送器的电源是可再充电的，以致数据穿梭传送器保持充分的便携性和任何永久连接中的独立性。
7.如权利要求6所述的数据穿梭传送器，其特征在于，停泊装置的电源可以从停泊站再充电。
8.如权利要求1所述的停泊站，其特征在于，进一步包括控制总线运行于数据穿梭传送器中的硬盘驱动器的盘处理器，并可操作以在待存储在本地硬盘驱动器中的数据上提供合适的文件管理、总线仲裁、内容管理和流管理功能，由此，任何存储的输入流可以选择地在硬盘驱动器上存取。
9.如权利要求8所述的数据穿梭传送器，其特征在于，包括MPEG-2编码器和数据分组器，把数据提供给盘处理器和接收来自音频和视频输入源的输入数据，以致可以在硬盘驱动器上存储和访问按MPEG-2格式的数据。
10.如权利要求2所述的数据穿梭传送器，其特征在于，包括连接到盘处理器和硬盘驱动器的USB总线、1394总线和ATA总线，以致可以直接经过这些总线存储和访问来自数字数据辅助装置的输入和输出。
11.一种数据穿梭传送器和存储器件，包括多个标准格式总线接口和在所述穿梭传送器中的装置，用于对从所述接口接收到的数据提供文件管理、总线仲裁、内容管理和流管理功能，以把从接口接收到的数据存储在结合在穿梭传送器中的硬盘驱动器上。
全文摘要
一种数据穿梭传送器和存储器件,包括硬盘驱动器和多个模拟和数字接口,用于按不同格式提供来自各种源的输入,并按不同格式把选择的数据输出到各种目的地。通过盘处理器存储所有数据,在穿梭传送器承载的微处理器和穿梭传送器承载的电源的控制下,所述盘处理器提供总线仲裁、文件管理等,以致穿梭传送器对于来自多个源和提供给多个目的地的数据提供独立于媒体的即插即用移动性。
文档编号H04N5/85GK1390421SQ00815592
公开日2003年1月8日 申请日期2000年9月13日 优先权日1999年9月13日
发明者W·S·赫兹 申请人:西加特技术有限责任公司