专利名称：Efm编码器及其采用的数字总和数值保护的方法
技术领域：
本发明有关于EFM (EighWo-Fourteen Modulation,八对十四)编码，特别 有关于EFM编码器以及用于该编码器的数字总和数值保护的方法。
背景技术：
在对光盘进行数据记录时，通常以被称为数据符的8位形式进行数据传 送。盘片系统接着产生标头(header)和同步化(synchronization)数据、控制字节、 辨识数据以及版权(copyright)管理数据；处理一些数据，包括数据符中的数据 扰乱(scrambling)以及错误修正码的产生；以及调制数据符用以产生调制位以 及用于记录的信道位(channel bit),其中，对于CD使用EFM调制编码，而 对于DVD则使用EFM+调制加(Eight-to-Fourteen Modulation Plus,以下简称 EFM+)编码。信道位通常用反向不归零编码(Non-Retum-Zero-Inverted,以下简称 NRZI)格式进行传送，并包括两种可能状态，信道位维持在其中的一种可能状 态直到二元"l"出现在调制位内，即，每个信道位可以为+l或一l状态。一 个信道位是CD和DVD上的最小记录单元T，被称为连续长度限制(Run-length limited, RLL)码，意思是指编码的位样式(pattern)的连续二元"0"必须至少 和特定的非零最小值一样大，并且不超过一特定的最大值。例如，CD通常使 用3-llT的连续长度限制，意思是指编码位样式内连续"0"的数量必须至少 为2并且不超过10。在多媒体播放系统中，数据切割器(slicer)使用信道位的直流数值做为参考 标准用以决定NRZI格式信道位的状态。既然每个信道位的状态为+1或一l，所以需要确保信道位的直流数值趋近0或没有直流数值，用以正确决定信道位。连续信道位的状态的总和称为数字总和数值(Digital Sum Value, DSV),表 示信道位的直流数值。任何超过特定最大值的数字总和数值都很可能导致CD 或DVD的数据读取错误。在CD的EFM调制编码中，EFM调制编码器使用8位数据符做为存取信 道位样式的转换表的索引，用以转换14位的信道位序列。调制的14位信道 位称为一个编码字符。每个编码字符都符合3-llT的连续长度限制。3位的合 并码用以连接两个连续的编码位，使得连接的信道位序列不超过3-1 IT的连续 长度限制。然而不合适的合并码选择会导致数字总和数值过大，从而产生不 正确的数据读取。图la和图lb显示现有技术中产生离散数字总和数值的信道位序列。当 EFM调制用于调制特定的数据样式时，例如(0x9a， 0xb9， 0x9a, 0xb9， 0x9a, 0xb9,...}(十六位进位)，调制后的数位总和数值的绝对值将会累积增加并且 无法由标准EFM调制控制。如果数字总和数值不能维持较小的数值，多余且 过大的记录数据的数字总和数值将导致数据切割器不能正确运作。数据切割 器用于从光盘检测到的模拟信号接收二元信号。另外，过大的数字总和数值 表示EFM调制信号不再是没有直流数值(DC-free)，并且EFM调制信号的低频组成将会干扰相关的光盘系统的伺服控制信号。 发明内容有鉴于此，需要一种EFM/EFM+的编码器以及编码方法，用于光学记录 符合编码规则中在译码时有缺陷的数据。本发明提出一种数字总和数值保护的方法，在EFM编码系统中执行产生 记录到一记录媒体的信道帧，该方法包括调制来源数据用以产生具有一预定 数量信道位的信道帧，根据上述信道位，决定合并码和数字总和数值，以及 根据上述数字总和数值和上述合并码，改变上述预定数量的信道位。本发明另提出一种在EFM编码系统中执行数字总和数值保护的方法，该 方法包括调制来源数据获得信道位，根据上述信道位，决定一第一合并码和 数字总和数值，以及根据上述数字总和数值和上述第一合并码，改变上述来 源数据，以决定一第二合并码，其中上述改变的来源数据能够通过错误修正 码译码而复原。本发明另提出一种EFM编码器，用于执行数字总和数值保护，来产生记 录到一记录媒体的信道帧，该编码器包括一调制器、 一合并码和数字总和数 值产生器、以及一合并码转换器。上述调制器调制来源数据用以产生具有一 预定数量信道位的信道帧。上述合并码和数字总和数值产生器，耦接到上述 调制器，根据上述信道位，决定合并码和数字总和数值。上述合并码转换器， 耦接到上述合并码和数字总和数值产生器，根据上述数字总和数值和上述合 并码，改变上述预定数量的信道位。本发明另提出一种EFM编码器，用于执行数字总和数值保护的方法，包 括一调制器、 一合并码和数字总和数值产生器、以及一来源数据转换器。上 述调制器调制来源数据获得信道位。上述合并码和数字总和数值产生器，耦 接到上述调制器，根据上述信道位，决定一第一合并码和数字总和数值。上 述来源数据转换器，耦接到上述合并码和数字总和数值产生器，根据上述数 字总和数值和上述第一合并码，改变上述来源数据，藉此决定一第二合并码。 上述改变的来源数据能够经由错误修正码译码而复原。由于本发明可以对数字总和数值进行保护，使其不超过连续长度限制， 这样可以减少干扰信号，并提高光驱记录数据的可读性。
图la和图lb显示现有技术中产生离散数字总和数值的信道位序列。 图2显示依据本发明一实施例的记录系统。 图3显示本发明实施例的信道帧结构。图4a、图4b和图4c显示本发明一实施例中的DSV保护方法。图5显示图2中的DSV和合并码产生器。图6显示图5中的数字总和数值计算单元。图7显示图5中DSV计算器的实施例。图8显示根据本发明另一实施例的记录系统。图9显示本发明实施例的DSV保护的方法。
具体实施方式
在此必须说明的是，以下揭露内容中所提出的不同实施例或范例，用以 说明本发明所揭示的不同技术特征，其所描述的特定范例或排列是用以简化 本发明，然非用以限定本发明。此外，在不同实施例或范例中可能重复使用 相同的参考数字与符号，这些重复使用的参考数字与符号是用以说明本发明 所揭示的内容，而非用以表示不同实施例或范例间的关系。图2显示根据本发明实施例的记录系统的方块图，系统2包括EFM调制 器20、数据缓冲器22、 DSV和合并码产生器24以及合并码转换器26。其中， EFM调制器20分别耦接至数据缓冲器22以及DSV和合并码产生器24，以 及DSV和合并码产生器24耦接至合并码转换器26。在交叉交错理德-所罗门(Cross-Interleaved Reed-Solomon, CIRC)编码器 (未图标)编码之后，将数据符Ds送到EFM调制器20进行EFM信道调制。 EFM调制器20根据符转换表(未图标)，将每8位的数据符Ds调制到相对 应的14位信道位Dm，信道位Dm被称为编码字符(codeword)。在EFM编码时， 24位同步化样式和预定数量Ncw的调制信道位Dm由3位合并码相互连结， 用以形成信道帧(channel frame),该信道帧包括预定数目NB个信道位。选 择3位合并码以减低数字总和数值，并且达到3-11信道位的连续长度限制的 需求。图3显示由EFM编码后的信道帧的结构，其中包括同步化样式300、子信道数据302、主信道数据304、 CIRC码306、主信道数据308和CIRC码 310。同步化样式300是记录媒体28内的唯——种样式，例如 "100000000001000000000010",用以辨识信道帧的起始部分。 一旦辨识到信 道帧的起始部分，接续的33字节则属于同一个信道帧。g卩，24位的同步化样 式，3位合并码，接着33个字节组成588(24 + 3 + (14+3)*33)位的信道位。参考图2，调制信道位Dm接着被分别传送到数据缓冲器22用于数据储存， 以及DSV和合并码产生器24用以根据调制信道位Dm辨识多余DSV信号SDSV 以及合并码DMERGE。合并码转换器26接收多余DSV信号SDSV以及合并码 DMERGE以改变信道帧内信道位的预定数目NB，并且产生改变的合并码DMERGE 并传送至数据缓冲器22。合并码转换器26使用多余DSV信号SDSV以及合并码DMERGE来决定是否在信道帧的最后合并码内插入或移除至少一位，使得数字总和数值减低。图4a、图4b和图4c显示本发明实施例中结合图2的记录系统的数字总 和数值保护方法。参考图4a，因为最后的编码字符410是"01000010001000"，并且同步化 样式420是"100000000001000000000010"， DSV和合并码产生器24决定合 并码412只可能是"000"或"100"。如果412是"000"(如合并码412a显示)， 合并码转换器26插入添加的信道位"0"到合并码412内，使得合并码4^a 变成"0000"，提供添加的信道位来减低数字总和数值。参考图4b，因为最后的编码字符410是"01000010000000",并且同步化 样式420是"100000000001000000000010"， DSV和合并码产生器24决定合 并码412只可能是"100"(如合并码412b显示)，合并码转换器26移除一个 "}"使得合并码412b变成"00"，以减低数位总和数值。参考图4c，因为最后的编码字符410是"01000010000000"，并且同步化 样式420是"100000000001000000000010"， DSV和合并码产生器24决定合 并码412为"100"(如合并码412c显示)，合并码转换器26插入添加的编码位414c "10000010001000"和合并码416c "100"，使得添加的信道位增加并 且数字总和数值减低。图5是图2中的DSV和合并码产生器24的结构示意图，DSV和合并码 产生器24包括合并码产生器50和DSV计算单元52。 EFM调制器20(示于图 2)耦接到合并码产生器50，然后耦接到DSV计算单元52和合并码转换器26。合并码产生器50根据输入信道位序列的前面位样式和先前信道位序列的尾端位样式，选择可用的3位合并码DMERGE，并且将合并码DMERGE顺序输出到DSV计算单元52和合并码转换器26。图6显示图5中的数字总和数值计算单元，包括DSV计算器60、 DSV 比较器62、 DSV计数器64、数据计数器66以及与门68。 DSV计算器60耦 接到DSV比较器62， DSV比较器62耦接到DSV计数器64,以及DSV计数 器64和数据计数器66 —起耦接到与门68。DSV计算器60从EFM调制器20接收编码字符以及从合并码产生器50 接收合并码以形成调制的位序列，并且根据调制的位序列，计算数字总和数 值DSV。 DSV比较器62同时考虑数据切割器的误差和正常调制位的数字总 和数值DSV的变化范围，对数字总和数值DSV和预定的数字总和数值临界 值Ds，进行比较，用以决定数字总和数值DSV是否超过数字总和数值临界 值Dsvth，如果超过数字总和数值临界值Dsvth，则输出DSV超出信号DSVEX。 另外，由于数据切割器是根据信道位序列的直流组成来运作，对于快速的DSV 变化则不需要DSV保护。因此DSV计数器64计算连续DSV超出信号DSVEX 的数目Ndsv，并且当Nosv超过预定DSV计数NDsvth时，产生逻辑"l"到与 门68。另外，因为合并码的改变只发生在信道帧的尾端，数据计数器66计算信道帧内数据字节的数目Ndata，并且当数目Ndata超过预定数据计数Nda她时，产生逻辑"1"到与门68。 一旦从DSV计数器64和数据计数器66接收到逻 辑"1"后，与门68在多余DSV信号SDSV输出逻辑"1"到合并码转换器 26，执行合并码改变以减低数字总和数值DSV。图7显示图5中DSV计算器的实施例，包括NRZI转换器70、双状态 (two-state)转换器72和累加器74。 NRZI转换器70耦接到双状态转换器72， 接着耦接到累加器74。在NRZI转换器70转换上述调制的位序列到信道位序 列Dc之后，双状态转换器72对信道位序列内每个二元位"1"分派状态值+1， 以及对每个二元位"0"分派状态值一l。累加器74接着将信道位序列内每个 位的状态值顺序相加以获得DSV，然后将结果提供给DSV比较器62。图8显示根据本发明另一实施例的记录系统，系统80包括来源数据转换 器800、多任务器802、 EFM调制器804、数据缓冲器806、 DSV和合并码产 生器808。来源数据转换器800耦接到多任务器802，多任务器802与EFM 调制器804耦接，EFM调制器804与数据缓冲器806以及DSV和合并码产生 器808耦接，数据缓冲器806与记录媒体82耦接，以及DSV和合并码产生 器808与多任务器802以及数据缓沖器806耦接。在交叉交错理德-所罗门编码器(未图标)编码之后，多任务器802接收 来源数据Ds以及来源替换编码字符Dr，并且根据由DSV和合并码产生器808 获得的转换信号sadpt在这两者间选择数据Ds， 。 EFM调制器8(M接收并编码 数据Ds'获得调制信道位Dm，接着传递到数据缓冲器806用以数据储存，以 及DSV和合并码产生器808用以决定DSV和合并码DMERGE。合并码DMERGE 插入到信道位Dm和同步化样式间用以形成调制信道位Dm，调制信道位Dm 符合图3的EFM调制。DSV和合并码产生器808根据数字总和数值DSV和 合并码dmerge产生转换信号Sadpt，用以从来源数据Ds和来源替换编码字符 Dr间选择数据Ds'。来源数据转换器800提供来源替换编码字符Dj吏EFM 调制器804在EFM调制之后，调制位的数字总和数值DSV减低。来源替换 编码字符Dr和来源数据Ds为不同值，并且使得来源数据Ds可以由执行错误修正回复原来的值。DSV和合并码产生器808可以根据图5、图6、和图7实现。来源替换编 码字符Dr可以为预定的固定数据DpRED，或者根据目前的信道位Dm而改变。固定数据DPRED可以为一数据字节，其可以在EFM调制后产生信道位"001xxxxxxxxl00"。图9结合图8的记录系统，显示本发明实施例的DSV 保护的方法。信道帧卯包括同步化样式900、合并码902、字符904、合并码 906、字符卯8、合并码910、字符912、合并码914、字符916、和合并码918。 在决定使用来源数据替换执行DSV保护之后，相对应于字符908的来源 数据Ds由来源替换编码字符Dr替换，使得调制序列的DSV在替换后减低。
权利要求
1. 一种数字总和数值保护的方法，其在EFM编码系统中执行产生记录到一记录媒体的信道帧，其特征在于，该方法包括调制来源数据到该信道帧，该信道帧具有一预定数量的信道位；根据该信道位，决定合并码和数字总和数值；以及根据该数字总和数值和该合并码，改变该预定数量的信道位。
2. 根据权利要求1中所述的数字总和数值保护的方法，其特征在于，该 改变该预定数量的信道位的步骤包括在该信道帧的尾端插入或移除一个信 道位。
3. 根据权利要求1中所述的数字总和数值保护的方法，其特征在于，该 改变该预定数量的信道位的步骤包括如果该数字总和数值超过一数字总和 数值临界值时，改变该信道位的预定数量。
4. 根据权利要求1中所述的数字总和数值保护的方法，其特征在于，该 改变该预定数量的信道位的步骤包括如果根据该信道位确定该合并码只有 一种可能性时，改变该信道位的预定数量。
5. —种数字总和数值保护的方法，其在EFM编码系统中执行，其特征在于，该方法包括调制来源数据获得多个信道位；根据该信道位，决定一第一合并码和数字总和数值；以及 根据该数字总和数值和该第一合并码，改变该来源数据，以决定一第二 合并码，其中该改变的来源数据能够通过错误修正码译码而复原。
6. 根据权利要求5中所述的数字总和数值保护的方法，其特征在于，该 改变该来源数据的步骤包括在该来源数据中置换一编码字符。
7. 根据权利要求6中所述的数字总和数值保护的方法，其特征在于，该置换的编码字符是根据该信道位而改变。
8.根据权利要求6中所述的数字总和数值保护的方法，其特征在于，该 置换的编码字符是固定的编码字符。
9. 根据权利要求5中所述的数字总和数值保护的方法，其特征在于，该改变该来源数据的步骤包括如果该数字总和数值超过一数字总和数值临界 值，改变该来源数据。
10. 根据权利要求5中所述的数字总和数值保护的方法，其特征在于，该改变该来源数据的步骤包括如果根据信道位确定该第一合并码只有一种可 能性时，改变该来源数据。
11. 一种EFM编码器，用于执行数字总和数值保护，来产生记录到一记录媒体的信道帧，其特征在于，该编码器包括一调制器，调制来源数据到该信道帧，该信道帧具有一预定数量的信道位；一合并码和数字总和数值产生器，耦接到该调制器，根据该信道位，决定合并码和数字总和数值；以及一合并码转换器，耦接到该合并码和数字总和数值产生器，根据该数字 总和数值和该合并码，改变该预定数量的信道位。
12. 根据权利要求ll中所述的EFM编码器，其特征在于，该合并码转换 器在该信道帧的尾端插入或移除一个信道位。
13. 根据权利要求ll中所述的EFM编码器，其特征在于，如果该数字总 和数值超过一临界数位总和数值时，该合并码转换器改变该信道位的该预定 数量。
14. 根据权利要求ll中所述的EFM编码器，其特征在于，如果根据该信 道位确定该合并码只有一种可能性时，该合并码转换器改变该信道位的该预 定数量。
15. —种EFM编码器，用于执行数字总和数值保护，其特征在于，该编 码器包括一调制器，调制来源数据获得多个信道位；一合并码和数字总和数值产生器，耦接到该调制器，根据该信道位，决定一第一合并码和数字总和数值；以及一来源数据转换器，耦接到该合并码和数字总和数值产生器，根据该数 字总和数值和该第一合并码，改变该来源数据，以决定一第二合并码，其中 该改变的来源数据能够通过错误修正码译码而复原。
16. 根据权利要求15中所述的EFM编码器，其特征在于，该来源数据转 换器为一多任务器，用以根据该第一合并码和数字总和数值选择在该来源数 据中的一置换编码字符。
17. 根据权利要求16中所述的EFM编码器，其特征在于，该置换编码字符是根据该信道位而改变。
18. 根据权利要求16中所述的EFM编码器，其特征在于，该置换编码字符是固定的编码字符。
19. 根据权利要求15中所述的EFM编码器，其特征在于，如果该数字总和数值超过一数字总和数值临界值时，该来源数据转换器改变该来源数据。
20. 根据权利要求15中所述的EFM编码器，其特征在于，如果根据信道位决定该第一合并码只有一种可能性时，该来源数据转换器改变该来源数据。
全文摘要
本发明提供一种执行数字总和数值(Digital Sum Value，DSV)保护的方法，该方法用于EFM(Eight-to-Fourteen Modulation，八对十四)编码系统来产生记录到一记录媒体的信道帧，包括调制来源数据用以产生具有一预定数量信道位(channel bit)的信道帧，根据上述信道位，决定合并码(merging bit)和数字总和数值，以及根据数字总和数值和合并码，改变预定数量的信道位。本发明可以对数字总和数值进行保护，使其不超过连续长度限制，这样可以减少干扰信号，并提高光驱记录数据的可读性。
文档编号G11B7/00GK101221775SQ20071010547
公开日2008年7月16日 申请日期2007年5月31日 优先权日2007年1月8日
发明者曾维祥, 洪仕达, 陈新正 申请人:联发科技股份有限公司