专利名称：信息再现设备和监控读时钟的方法
技术领域：
本发明涉及信息再现设备和监控读时钟的方法，其适于被应用在例如光盘的盘驱动设备中。
背景技术：
传统上，在记录期间，盘驱动设备基于具有预定频率的参考时钟(例如写时钟)来将数据写在光盘上。盘驱动设备被配置为在再现期间使用PLL(锁相环)来生成与从光盘读取的再现RF信号相对应的读时钟，并且通过执行基于读时钟的信号处理来解调数据。(例如参见专利文献1)。
因此，为了使得盘驱动设备正确地解调数据，需要读时钟的频率与写时钟的频率匹配。但是，再现RF信号可能由于各种原因而被破坏，这些原因例如是光盘的故障或缺陷，或盘驱动设备造成的影响等，这使得不能对再现RF信号执行准确的PLL，从而可能导致读时钟的频率波动。在此情形下，读时钟的频率偏离了写时钟的频率，数据不能被正常地再现。
因此，盘驱动设备被配置为使得写时钟和读时钟之间的频率差在再现时被监控，当频率差超过预定阈值时，判断出由于某些错误，读时钟的频率不合适，并通过执行重试操作或改变操作模式来尝试使数据再现正常化。
这种读时钟的频率监控方法之一涉及监控基于写时钟的N分频信号(N-divider signal)的边沿的脉冲和基于读时钟的N分频信号的边沿的脉冲的一致性状态，当两个脉冲之间的不一致持续预定次数时，读时钟的频率被视为不合适，并且转换到读时钟不良(NG)状态(此后简称为“NG状态”)，在NG状态期间，当两个脉冲之间的匹配持续预定次数时，读时钟的频率被视为已返回合适状况，并且状态返回读时钟良好(OK)状态(此后简称为“OK状态”)。
监控读时钟频率的另一方法涉及监控写时钟的N分频信号的边沿是否在基于写时钟的N分频信号的边沿的检测窗内，当所述边沿不在检测窗内的状况持续预定次数时，转换到NG状态，当在NG状态期间，所述边沿在检测窗内的状况持续预定次数时，状态返回OK状态。
日本专利申请早期公开No.3-201268。
但是，实际上有这样的情况即使在读时钟频率偏离并且判断为NG状态时，数据在后续阶段仍被电路正常处理。例如，当由于诸如光盘的缺陷部分被读取等原因而发生读时钟的频率的暂时偏离时，即使解码电路继续稳定地检测帧同步并且有可能会执行正常的解码，也可能会判断为NG状态(过度NG判断)，从而导致这样的问题，即开始了无意义的重试操作。
此外，在盘驱动设备处还有这样的问题，其中当再现RF信号由于诸如光盘的未记录部分被读取等原因而被破坏，从而导致PLL变得极不稳定并且读时钟暂时变得极快时，尽管在读时钟和写时钟的频率之间存在很大的不一致，读时钟的边沿也进入每个检测窗，于是，暂时作出了对OK状态的错误判断，从而导致在很短时期内，状态在OK状态和NG状态之间波动(状态判断不稳定)，稳定的再现操作变得不可能。
发明内容
鉴于上述问题而作出本发明，本发明的目的在于提供一种信息再现设备和监控读时钟的方法，其能够以比传统设备和方法更合适的方式来监控读时钟的频率。
为了达到上述目的，根据本发明的信息再现设备包括频率差检测装置，其检测读时钟与参考时钟之间的频率差，其中读时钟是通过向从记录介质读取的再现信号应用PLL而获得的；信息处理装置，其对再现信号执行信号处理，并输出指示信息处理是否被正常执行的处理状态信息；以及频率监控装置，其基于频率差和处理状态信息，监控读时钟的频率是否正常。当处理状态信息指示正常状态时，频率监控装置进行到指示读时钟的频率正常的OK状态的转换；并且当处理状态信息指示异常状态并且频率差超过第一阈值时，进行到指示读时钟的频率异常的NG状态的转换；并且当在NG状态期间，频率差低于第二阈值时，返回OK状态。
通过假设当信号处理正常执行时的OK状态，并在信号处理未被正常执行但是频率差低于第一阈值，因此考虑到信号处理可能会正常化时维持OK状态，并且仅在信号处理未被正常执行而且频率差超过第一阈值时转换到NG状态，从而作出了这样的判断，其中考虑到了整个信息处理设备的操作状态，因而避免了过度NG判断。
此外，根据本发明，频率差检测装置输出读时钟和参考时钟的每预定参考时段的脉冲数之间的差作为频率差；并且频率监控装置在多个参考时段期间的脉冲数的差的累计值超过第一阈值时，转换到NG状态，而在NG状态期间，单个参考时段期间的脉冲数的差低于第二阈值时，返回OK状态。
在确定转换到NG状态时，通过基于多个参考时段期间的脉冲数的差的累计值来执行判断，仅当在长时间段内发生频率波动时才转换到NG状态，因此忽略了短期频率波动，以避免过度NG判断。
此外，在确定从NG状态向OK状态的转换时，通过基于单个参考时段期间的脉冲数的差来执行判断，通过即时检测读时钟的频率的正常化而获得了准确的判断。
根据本发明，通过执行考虑了整个信息再现设备的操作状态的频率判断，避免了过度NG判断，从而获得了对读时钟频率的更合适的监控。
图1是示出了盘驱动设备的整体配置的框图；图2是用于描述幅度参考值和再现信号值的特性曲线图；图3是示出了频率监控部分的配置的框图；图4是用于描述对读时钟的状态判断的状态转换图；以及图5是状态判断处理的过程流程图。
具体实施例方式
下面参照附图详细描述优选实施例。
(1)盘驱动设备的整体配置在图1中，标号1示出了作为信息再现设备的盘驱动设备的整体配置，其被配置为使得CPU 2经由盘控制器3来总体控制盘驱动设备1整体。盘驱动设备1响应于从主机设备200提供的读/写命令而进行操作，并且被配置为对作为记录介质的光盘100执行数据的记录和再现。
光盘100被安放在转盘(未示出)上，并且当访问(记录和再现)数据时，光盘100被作为驱动装置的主轴马达(spindle motor)4旋转驱动。记录在光盘100上的数据和利用抖动组(wobbling group)的ADIP(Adress in Pre Groove，预制沟槽地址)信息被访问装置光学拾取器(optical pickup)5读取。
光学拾取器5包括作为光源的激光二极管10、用于检测反射光的光检测器11、安装有作为激光输出端的物镜的双轴致动器12、执行对激光二极管10的输出控制的APC(自动功率控制)电路13，以及未示出的光学系统，其利用经由物镜的激光来照射盘的记录面，并将反射光引导到光探测器11。
双轴致动器12安装有物镜，使得物镜可在寻轨(tracking)方向和聚焦方向上移动。此外，滑动驱动部分14响应于伺服驱动电路15的控制，驱动整个光学拾取器5在盘的径向上往复运动。
光检测器11包括多个光电二极管，每个光敏二极管分别接收来自光盘100的反射光并执行光电转换，从而生成与所接收的光量相对应的接收光信号，并将信号提供给模拟信号处理器16。
模拟信号处理器16的读通道前端17从接收光信号生成再现RF信号，并将其输入到模数转换器20。同时，矩阵放大器18对来自每个光电二极管的各接收光信号执行矩阵操作，并生成用于伺服控制的聚焦误差信号FE和寻轨误差信号TE，以及作为抖动组信息的推挽(push-pull)信号PP，并将这些信号输入到模数转换器20。
模数转换器20对再现RF信号、聚焦误差信号FE、寻轨误差信号TE和推挽信号PP进行数字转换，然后将结果输入到数字信号处理器21。
数字信号处理器21包括写脉冲生成器22、伺服信号处理器23、抖动信号处理器24和RF信号处理器25。
抖动信号处理器24解码推挽信号PP，并提取ADIP信息，包括地址、物理格式信息等，并将ADIP信息提供给CPU 2。
伺服信号处理器23基于聚焦误差信号FE和寻轨误差信号TE来生成聚焦、寻轨、滑动和主轴的各种伺服驱动信号，并将这些伺服驱动信号经由数模转换器27提供给伺服驱动电路15。伺服信号处理器23还响应于CPU 2的指令，向伺服驱动电路15提供指示诸如焦点搜索、轨道跳变和搜寻等操作的伺服驱动信号。伺服驱动电路15继而基于这些伺服驱动信号，驱动双轴致动器12、滑动驱动部分14和主轴马达4。
同时，利用基于RLL(游程长度受限)编码方法的RLL(1，7)编码而被编码的数据被存储在光盘上。RF信号处理器25对包括从光盘读取的(1，7)编码的再现RF信号执行Viterbi解码处理，并获得再现数据。
RF信号处理器25的PLL部分25C对再现RF信号执行PLL，以生成读时钟RCK。同时，PLL部分25C生成写时钟WCK，其成为写数据的参考时钟。
RF信号处理器25的Viterbi解码器25A基于根据读时钟RCK确定的每个定时的再现RF信号的值(再现信号值)，顺序地选择根据利用RLL编码方法建立的条件转换模式而估计出的最大似然条件。然后，Viterbi解码器25A基于所选的一系列条件数据来生成再现数据RD，并将其提供给盘控制器3。
同时，RF信号处理器25的质量指标生成器25B基于Viterbi解码器25A所选的最大似然条件，获得幅度参考值acxxx，其包括没有幅度波动的理想再现RF信号的理论值。然后，质量指标生成器25B计算每次采样时的再现信号RF的再现信号cxxx与幅度参考值acxxx之间的差值e[t]的平均值。
差值e[t]的平均值对应于再现RF信号的理想波形与实际波形之间的误差，并且指示再现RF信号的质量等级。质量指标生成器25B输出该平均值作为质量指标值CQ，其指示再现RF信号的质量。
例如，如图2所示，假设虚线ac000、ac001、ac011、ac111、ac110、ac100和ac000分别是采样时刻t-3、t-2、t-1、t、t+1、t+2和t+3的幅度参考值，并且每次采样时的再现信号值分别是c000、c001、c011、c111、c110、c100和c000，则每次采样时的差值分别是e[t-3]＝ac000-c000、e[t-2]＝ac001-c001、e[t-1]＝ac011-c011、e[t]＝ac111-c111、e[t+1]＝ac110-c110、e[t+2]＝ac100-c100，以及e[t+3]＝ac000-c000，分别用粗实线指示。质量指标生成器25B使用下式来计算质量指示值CQ。
CQ＝(e[t-3]+e[t-2]+e[t-1]+e[t]+e[t+1]+e[t+2]+e[t+3])/7 …(1)盘控制器3包括编码/解码部分31、ECC(纠错码)处理部分32和主机接口33。
在再现期间，盘控制器3在编码/解码部分31处对从RF信号处理器25提供的再现数据执行解码处理，然后在ECC处理部分32处执行纠错处理，最后将结果经由主机接口33发送到外部主机设备200(例如个人计算机)。
盘控制器3的编码/解码部分31从通过解码处理获得的信息提取子码信息和地址信息以及管理信息和其他信息，并将这些信息提供给CPU 2。
CPU 2响应于来自主机设备200的写命令，对光盘100执行记录操作。
在记录期间，盘控制器3在ECC处理部分32处向从主机设备200提供的记录数据添加纠错码，并且当在编码/解码部分31处对记录数据执行RLL编码以编码为RLL(1，7)编码之后，将结果提供给数字信号处理器21的写脉冲生成器22。
写脉冲生成器22对记录数据执行诸如波形整形之类的处理，以生成激光调制数据，并将所生成的激光调制数据提供给APC电路13。APC电路13响应于激光调制数据来驱动激光二极管10，并执行数据到光盘100上的写入。
(2)盘驱动设备的读时钟的状态判断除了上述配置以外，盘控制器3的频率监控部分34在数据再现期间持续监控读时钟RCK以及作为参考频率的写时钟WCK之间的频率差，并且基于该频率差，向CPU 2提供状态信号ST，其指示对读时钟RCK的频率是否在容限内的判断结果。当状态信号ST指示NG状态时，CPU 2判定再现操作中已经发生了某种故障，导致读时钟RCK的频率波动，正常的再现处理未被执行，并通过相应地执行重试操作或改变操作模式来尝试使数据再现正常化。
在此情况下，如果状态判断如传统上那样是仅基于读时钟RCK与写时钟WCK之间的频率差而执行的话，则诸如过度NG判断或状态判断不稳定之类的问题就可能会发生。因此，在根据本发明的盘驱动设备1中，通过考虑后续阶段的信号处理电路的操作状态，实现了比传统方法更稳定的状态判断。
如图3所示，频率监控部分34通过分别使用除法器电路40A和40B来分别对从RF信号处理器25提供的读时钟RCK和写时钟WCK进行N分频，以生成N分频读时钟RCK/N和N分频写时钟WCK/N，并将其输入频率差检测部分41。
频率差检测部分41的计数器42A对每帧的N分频读时钟RCK/N的脉冲数进行计数，并将计数值作为读时钟计数值RN提供给减法器43。类似地，计数器42B对每帧的N分频写时钟WCK/N的脉冲数进行计数，并将计数值作为写时钟计数值WN提供给减法器43。
减法器43从读时钟计数值RN减去写时钟计数值WN，以计算差值。该差值与读时钟RCK和写时钟WCK的每帧频率之间的差成比例。减法器43将该差值作为计数差值dN提供给状态判断电路44。同时，盘控制器3的编码/解码部分31(图1)向状态判断电路44提供帧同步检测信号SS作为处理状态信息，其指示在解调处理期间是否稳定地检测到了帧同步。
状态判断电路44计算累计计数差值SdN，其是最近n帧(例如最近5帧)的计数差值dN的累计值。然后，状态判断电路44使用累计计数差值SdN、计数差值dN和帧同步检测信号SS，基于图4所示的状态转换图来执行状态判断。
状态判断电路44在正常读时钟OK状态(此后简称为“OK状态”)期间，监控帧同步检测信号SS的信号电平，并且当帧同步检测信号SS的信号电平为“Hi”(其指示稳定地检测到帧同步)时，判断信号处理被正常执行，并且状态保持OK状态。另一方面，当OK状态期间帧同步检测信号SS的信号电平为“Lo”(其指示未稳定地检测到帧同步)，并且累计计数差值SdN超出作为第一阈值的NG阈值M时，判断信号处理未被正常地执行，并且读时钟RCK的频率不合适，转换到读时钟NG状态(此后简称为“NG状态”)。
此外，状态判断电路44在NG状态期间监控计数差值dN，并且当计数差值dN超出作为第二阈值的re-OK阈值P时，状态判断电路44判断读时钟RCK的频率仍是不合适的，并且保持在NG状态。另一方面，当计数差值dN降至re-OK阈值P之下时，判断出读时钟RCK的频率已经返回合适状态，状态返回OK状态。
如上所述，状态判断电路44使用帧同步的检测状况作为用于确定从OK状态向NG状态转换的主要判断因素，并且只要检测到帧同步，或换言之，只要信号处理(解码处理)有可能被正常执行，就维持OK状态。仅当帧同步未被检测到，并且累计计数差值SdN超出NG阈值M时，才转换到NG状态。在此情形下，通过使用多帧的累计计数差值SdN而不是每帧计数差值dN来作为转换到NG状态的状况的确定因素，忽略了短期频率波动，并且仅当在长时期内，在多帧上发生频率波动时，才转换到NG状态。
此外，通过使用每帧计数差值dN作为用于确定从NG状态向OK状态转换的判断因素，状态判断电路44在读时钟RCK的频率正常化时迅速使状态返回OK状态。这使得状态判断电路44可在迅速检测读时钟RCK的正常化的同时避免不必要的状态转换，从而实现准确的状态判断。
此外，通过比NG阈值M更严格地设置re-OK阈值P，获得了更准确的状态判断。由于作为NG阈值M的比较值的累计计数差值SdN是N帧上的累计值，因此一个示例将是P＜M/n。这获得了从NG状态转换到OK状态的更严格确定，并仅当读时钟RCK已彻底正常化时才返回OK状态。
接下来，参照图5所示流程图，详细描述读时钟RCK的状态判断处理的上述过程。
频率监控部分34的状态判断电路44开始状态判断处理步骤例程RT1的初始步骤，并进行到步骤SP1，以基于帧同步检测信号SS的信号电平来判断是否稳定地检测到帧同步。在步骤SP1，帧同步检测信号SS的“Hi”信号电平指示稳定地检测到了帧同步。然后，状态判断电路44进行到步骤SP2，以将状态恢复到OK状态，并返回步骤SP1。
相反，当在步骤SP1，帧同步检测信号SS的信号电平是“Lo”时，这就指示未稳定地检测到帧同步，然后状态判断电路44跳到步骤SP3。
在步骤SP3，状态判断电路44比较累计计数差值SdN和NG阈值M。在步骤SP3，当累计计数差值SdN低于NG阈值M时，这就指示读时钟RCK的频率在容限之内，尽管未稳定地检测到帧同步。在此情形下，状态判断电路44返回步骤SP2，以使状态成为OK状态，然后返回步骤SP1。
相反，在步骤SP3，当累计计数差值SdN超过NG阈值M时，这就指示未稳定地检测到帧同步，而且读时钟RCK的频率超过了容限。在此情形下，状态判断电路44进行到步骤SP4，以使状态成为NG状态，然后进行到下一步骤SP5。
在步骤SP5，状态判断电路44比较计数差值dN和re-OK阈值P。在步骤SP5，当计数差值dN低于re-OK阈值P时，这就指示读时钟RCK的频率已返回容限内。在此情形下，状态判断电路44跳到步骤SP2，以使得状态成为OK状态，然后返回步骤SP1。
相反，在步骤SP5，当计数差值dN不低于re-OK阈值P时，这就指示读时钟RCK的频率仍超过容限。在此情形下，状态判断电路44进行到步骤SP4，以维持NG状态。
(3)操作和优点在上述配置中，当在数据再现期间执行读时钟RCK的状态判断时，盘驱动设备1的状态判断电路44首先基于帧同步检测信号SS，利用编码/解码部分31来确定帧同步的检测状况。当检测到帧同步时，状态判断电路44判断读时钟RCK的频率正常，再现的执行不受影响，并确定OK状态。
此外，当未检测到帧同步时，状态判断电路44比较累计计数差值SdN和NG阈值M。当累计计数差值SdN低于NG阈值M时，状态判断电路44判断读时钟RCK的频率在容限内，即使未检测到帧同步，并且还判断出如果继续再现操作，则有可能重新检测到帧同步，因此维持OK状态。相反，当累计计数差值SdN超过NG阈值M时，状态判断电路44判断未检测到帧同步，并且读时钟RCK的频率在很长一段时间上超过频率容限，而且即使继续操作操作，也不能重新检测到帧同步，因此转换到NG状态。
如上所述，通过使得状态判断电路44只要帧同步被检测到就维持OK状态，或者换言之，只要信号处理被正常执行就维持OK状态，并且仅当未检测到帧同步并且累计计数差值SdN超过NG阈值M时才转换到NG状态，实现了考虑了整个盘驱动设备1的再现操作的状态判断，从而避免了过度NG判断。
此外，在NG状态期间，当计数差值dN降至re-OK阈值P之下时，状态判断电路44判断读时钟RCK的频率已返回容限内，并使状态返回OK状态。
在此情形下，通过使得状态判断电路44基于每帧的计数差值dN来执行状态判断，并且通过比NG阈值M更严格地设置re-OK阈值P，实现了仅当读时钟RCK彻底正常化时，立即返回OK状态。
此外，通过基于作为N分频读时钟RCK/N的脉冲数和N分频写时钟WCK/N的脉冲数的差值的计数差值dN来执行读时钟确定，可消除在PLL变得极不稳定并且读时钟RCK变得极快的情形下的错误判断，已知这种错误判断发生在使用检测窗来检测读时钟RCK的边沿的传统的频率监控方法中。通过明确地检测读时钟RCK的频率差，实现了更合适的读时钟判断。
根据上述配置，通过执行考虑了整个盘驱动设备1的再现操作的状态判断，可避免过度NG判断，并且实现了仅当读时钟RCK彻底正常化时，立即返回OK状态，从而获得了更合适的读时钟判断。
(4)其他实施例顺便提及，虽然上述实施例使用计数差值dN来确定从NG状态向OK状态的转换，并且使用累计计数差值SdN来确定从OK状态向NG状态的转换，但是本发明并不限于此特征，而且计数差值dN也可用于确定从OK状态向NG状态的转换。
此外，虽然上述实施例描述了本发明应用于在光盘上执行再现的盘驱动设备的情形，但是本发明并不限于此特征，本发明可应用于在各种记录介质(例如磁光盘、磁盘或磁带)上执行再现的信息再现设备。
工业应用性本发明可应用于光盘的盘驱动设备。
权利要求
1.一种信息再现设备，其特征在于包括频率差检测装置，其检测读时钟与参考时钟之间的频率差，其中所述读时钟是通过向从记录介质读取的再现信号应用PLL而获得的；信息处理装置，其对所述再现信号执行信号处理，并输出指示信息处理是否被正常执行的处理状态信息；以及频率监控装置，其基于所述频率差和所述处理状态信息，监控所述读时钟的频率是否正常；其中，当所述处理状态信息指示正常状态时，所述频率监控装置进行到指示所述读时钟的频率正常的OK状态的转换；并且当所述处理状态信息指示异常状态并且所述频率差超过第一阈值时，进行到指示所述读时钟的频率异常的NG状态的转换；并且当在所述NG状态期间，所述频率差低于第二阈值时，返回OK状态。
2.根据权利要求1所述的信息再现设备，其特征在于所述频率差检测装置输出所述读时钟和所述参考时钟的每预定参考时段的脉冲数之间的差作为所述频率差；并且所述频率监控装置当多个参考时段期间的所述脉冲数的差的累计值超过第一阈值时，进行到所述NG状态的转换，并且当在所述NG状态期间，单个参考时段期间的脉冲数的差低于第二阈值时，返回所述OK状态。
3.一种读时钟监控方法，其特征在于包括频率差检测步骤，检测读时钟与参考时钟之间的频率差，其中所述读时钟是通过向从记录介质读取的再现信号应用PLL而获得的；信息处理步骤，对所述再现信号执行信号处理，并输出指示所述信息处理是否被正常执行的处理状态信息；以及频率监控步骤，基于所述频率差和所述处理状态信息，监控所述读时钟的频率是否正常；其中，当所述处理状态信息指示正常状态时，所述频率监控步骤进行到指示所述读时钟的频率正常的OK状态的转换；并且当所述处理状态信息指示异常状态并且所述频率差超过第一阈值时，进行到指示读时钟的频率异常的NG状态的转换；并且当在所述NG状态期间，所述频率差低于第二阈值时，返回OK状态。
4.根据权利要求3所述的读时钟监控方法，其特征在于所述频率差检测装置输出所述读时钟和所述参考时钟的每预定参考时段的脉冲数之间的差作为所述频率差；并且所述频率监控装置当多个参考时段期间的所述脉冲数的差的累计值超过第一阈值时，进行到所述NG状态的转换，并且当在所述NG状态期间，单个参考时段期间的脉冲数的差低于第二阈值时，返回所述OK状态。
全文摘要
可以实现一种能够比传统设备更适于对读时钟进行频率监控的信息再现设备。该信息再现设备包括频率差检测装置，用于检测读时钟与参考时钟之间的频率差，其中读时钟是通过向从记录介质读取的再现信号应用PLL而获得的；信息处理装置，用于对再现信号执行信号处理，并输出指示信号处理是否被正常执行的处理状态信息；和频率监控装置，用于根据频率差和处理状态信息，监控读时钟的频率是否正常。当处理状态正常时，频率监控装置进入指示读时钟频率正常的OK状态。当处理状态信息指示异常并且频率差不小于第一阈值时，频率监控装置进入指示再现信号频率异常的NG状态。当在NG状态中，频率差小于第二阈值时，返回OK状态。
文档编号G11B20/18GK1771556SQ200580000278
公开日2006年5月10日 申请日期2005年3月2日 优先权日2004年3月19日
发明者永田真义, 千叶孝义, 渡边敦 申请人:索尼株式会社