专利名称：重放数字媒体的制作方法
技术领域：
本发明涉及读取诸如光盘(CD)的数字媒体以及处理从此得到的数据。
背景技术：
图1表示用于重放音频CD的CD阅读器和解码器的典型结构。用500表示光盘。通过马达502，读出单元501可相对于CD径向移动以及为聚焦目的，通过马达503，相对于CD轴向移动。马达504旋转CD以便它在读出单元上旋转。读出单元包括对准CD表面的激光器505以及多个传感器506，该传感器提供表示从CD读取的数据的输出以及相对于CD的磁头的聚焦度。来自于磁头传感器的模拟形式的输出通常用507表示。
将输出传递给控制单元508，其使用读出的信息来通过马达502和503控制径向移动和磁头焦点以及通过马达504控制CD的自旋速度。控制单元508通常按集成电路，主要是模拟处理部件来实现。
也将输出传递给数据处理单元509，该数据处理单元处理读出的信息以形成带有从CD得出的数字音频数据的数字输出流。根据常规的CD CIRC(交叉交织里德索罗蒙误差校正)解码方法，数据处理单元509实现数字锁相环(PLL)、进行两级去交织以及两级里德-索罗蒙误差校正(C1和C2)解码并最终在510生成以I2S(内部-IC-声音)格式的数字输出，用于传输到后来的处理设备。控制单元509通常用另一集成电路，主要是数字处理部件来实现。
在常规的实现中，单元508和509在单独的集成电路(IC)上实现。由于单元508主要是模拟处理电路以及单元509主要是数字处理电路，为了简易以及经济制造IC，将它们分开是非常有益的。然而，在组装CD放音机阶段，使用两个单独的集成电路要求电路板面积相当大。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供用于从数字数据载体读取数据的读出单元，该读出单元包括读出头，其包括用于从数据载体读出数据并生成表示读出的数据的传感器信号的传感器；磁头定位装置，用于响应磁头定位控制信号，相对于数据载体定位磁头；磁头定位控制器，用于接收读出的数据并根据存储的指令集操作以处理读出的数据来生成磁头定位控制信号；以及数据解码器，用于解码读出的数据以形成数字输出信号，数据解码器包括软件部分，包括数据处理器，其通过操作，根据存储的指令集来处理由响应读出的数据而生成的数据；以及硬件部分，其包括专用硬件，用于执行下述的至少一个数字锁相环，用于生成用于使解码器与读出的数据同步的时钟信号；误差检验单元，用于执行多项式除法(division)；循环冗余校验单元，用于分析数据字以便在其上执行循环冗余校验；数据封装单元，用于封装由第一数量的位数组成的数据字节以便形成具有第二数量较少位数的数据字节，以及去交织单元，用于去交织数据字节流。
硬件部分和软件部分适合于在单个集成电路上实现。与上面描述的现技术的有装置相比，这允许减小处理步骤和安装所需的电路板面积。
最好数字数据载体是盘，例如，光盘、数字通用盘或小型磁盘。
磁头定位装置可包括用于旋转数据载体的主轴马达。
误差检验单元适合于接收误差检验输入数据并响应误差检验输入数据，生成用在里德-索罗蒙误差校正中的校正子。然后，软件部分适合于将从读出数据得到的数据应用到误差检验单元，接收冗余校正子并处理该校正子以便在从读出的数据得出的数据上执行误差检验操作。
读出单元适合于包括用于存储从读出的数据导出的数据的缓冲器。该缓冲器可是用于存储从读出数据得出的数据的专用缓冲器。
适合于采用数据封装单元来接收14比特字节以及响应生成相应的8比特字节。数据封装单元最好包括逻辑处理电路，用于响应接收的14比特字节，生成相应的8比特字节。另外，可采用数据封装单元来执行查找操作。
最好，去交织单元包括三个缓冲区，采用该去交织单元来接收数据字节流以及同时将连续接收的数据字节存储在任何一个缓冲区中并生成输出数据流，其中通过从其他两个缓冲区的任何一个中读取数据来形成连续数据字节。
根据本发明的第二方面，提供用于通过由三个缓冲区组成的存储单元去交织数据的方法，该方法包括接收包括多个数据字节的数据流；将数据流的预定数量的连续数据字节存储在第一缓冲区中；将数据流的预定数量的连续数据字节存储在第二缓冲区中；以及同时将该数据流的预定数量的连续数据字节存储在第三缓冲区中；交替地从第一和第二缓冲区读取数据字节以形成输出数据流。
该方法适合于包括步骤只要数据流的预定数量的连续数据字节已经存储在一个缓冲区中并且已经从其他缓冲区读取所有数据字节，则将数据流的预定数量的多个连续数据字节存储在所述其他的缓冲区的一个中；以及随后，同时将数据流的预定数量的连续数据字节存储在所述其他的缓冲区的另一个中，以及交替地从所述一个缓冲区和所述其他缓冲区的所述一个读取数据字节。
现在将通过例子，参考附图来描述本发明，其中图1表示表示现有技术CD读取组件的结构；图2表示音频系统的通用结构；图3表示用在图2的系统中的集成电路的结构；以及图4示例说明图3的集成电路的数字信号处理器的结构。
在图中，相同的参考数字表示相同的零件。
图2的音频系统用于声音再现，例如家用高保真系统。音频系统包括均通过中央微处理器1连接的音频源设备、控制设备以及输出设备。中央处理器执行来自所有音频源的信号，包括数据域中的模拟音频源，以及连接用户接口设备，如开关距阵以及红外线遥控器的接口。
这样，使用中央微处理器允许比现有系统具有更高程度的集成。因此，需要更少的部件并且更容易测试和制造，并能降低最终系统的大小和成本。另外，利用这种类型的系统，可能通过软件定义系统的功能性，因此能大批量地制造单个硬件单元并适用于通过在其上运行的软件来进行特定实现。
音频源设备是在2总体上表示的无线电调谐器、在3总体上表示的光盘放音机以及在4总体上表示的盒式放音机或录音机。诸如(但不限于)DVD、迷你盘或MP3放音机和/或录音机、电视接收机以及麦克风等其他设备也能提供音频输入。
无线电调谐器2包括FM(调频)天线200以及AM(调幅)天线201。在中央微处理器1的控制下，通过与在203的、从合成器204得到的调谐信号混合，在FM解调部分202解调来自FM天线的信号；并通过立体声解码器206解码成左和右立体声信号。立体声解码器可方便地在与其他部件相同或另外的IC卡上实现。在207将合成模拟音频信号传递给编解码器单元5。可变电容二极管208可用来在209处的调谐信号的控制下调谐AM接收，该调谐信号是经合成器204从串行控制器20得到的。解码接收的AM信号以得出模拟音频信号，将该模拟音频信号在213传递给编解码单元5。FM或AM接收的选择是在来自串行控制器20的选择信号214的控制下通过信号开关来实现的。因此，无线电调谐器部分能在串行控制器20的控制下以选定的FM或AM频率接收信号，并生成传递给编解码器单元5的音频输出信号。
光盘(CD)放音机3具有常规的数据检测硬件，包括一对激光二极管301、跟踪和聚焦马达302、303以及六个检测二极管304-309。在310，通过来自串行控制器20的使能信号使能激光二极管。通过来自中央微处理器的噪音成形DAC数字控制信号311、312、312a和312b控制跟踪、聚焦、滑车(sled)和主轴驱动机构。将这些控制信号的每一个通过低通滤波器R-C网络313、314、314a、314b转换成模拟信号以便在319、320提供各个驱动信号。放大来自检测二极管304-309的输出并传送给包括低通滤波器和求和/差别电路的解码单元321，以便在322-324、324a生成四个模拟输出。通过西格马-德耳塔调制器325-327、327a将这些转换成数字位流以在328-330、328a形成传送给中央微处理器1的四个数字信号。这四个位流用于再现从CD读取的数据并用于使读取磁头达到正确的聚焦以及跟踪与CD校准。因此，当由串行控制器20使能CD放音机时，该放音机能在来自中央微处理器的数字信号311、312、312a、312b的控制下读取CD并将数字数据位流返回给该微处理器。通过由图1中未示出的马达，通常执行CD以及其支撑盘的驱动。
在本发明中，通过中央微处理器执行聚焦、主轴、跟踪马达以及从CD读取的数据的解码的控制。因此，与图1中示例说明的系统相比，为控制和解码操作，不实现单独的集成电路。相反，在中央微处理器1的CD解码单元520中以及在ECC加速器521的支持下实现CD解码操作，并且在微处理器1的聚焦和跟踪控制单元522中执行控制操作。
通过使用数字硬件的中央微处理器的聚焦和跟踪控制单元522用软件执行包括主轴速度控制操作的伺服马达控制操作。由于此，很方便在主要是数字的中央微处理器上实现伺服马达控制操作。用于聚焦和跟踪控制单元的软件指令可存储在单元本身或片外RAM 16中。
用于CD伺服机构的软件基本上包括3部分聚焦部分、主轴马达控制部分以及跟踪部分。当将CD载入放音机时，在软件的控制下执行下述步骤●将主轴马达设定成额定的恒定速度。
●使读取磁头移动到盘的中央。
●在它们的中间位置设置控制磁头聚焦的磁头线圈。
●通过磁头移进或移出进行聚焦校准直到检测到聚焦并确定为此所需的驱动范围。
●通过该范围信息，使能连续的聚焦伺服。
●使用与来自聚焦的磁头的CD数据校准的CD锁相环，控制主轴马达速度以便在4-32MHz提供恒定速度原始CD数据。
●此时，使能伺服软件的各个磁道跟踪部分。实质上，这会使能磁头(通过磁头磁性线圈然后是滑车)来跟踪CD表面上的1.6um宽的磁道。
●磁头沿初始的内部磁道直到已经读取内容表。从该区域得到的信息包括磁盘上第一和最后磁道的数量、引出起始时间以及磁道数起始时间。将该信息存储在用在自动或在用户控制下随机存取CD上的数据的存储器中。
●然后主轴停止以及软件等待CD播放命令。
●当接收到播放命令时，存储的信息用来确定CD上位置，在该位置应当开始读取数据。使能主轴马达以便旋转CD达到速度。使用滑车马达将磁头定位在适当的位置并通过磁头线圈聚焦。然后，开始数据读取并连续调整伺服机构，以便当读取数据时磁头沿着CD上的磁道。
也用软件执行大部分的CD数据解码操作。然而，已经发现可通过使用中央微处理器上的专用硬件执行解码过程的选择步骤来实现效率的大幅度提高。那些步骤是数字PLL、输入数据的缓冲、某些误差检验操作以及14位至8位封装。
在中央微处理器的CD解码部分520中用硬件直接实现数字PLL。该数字PLL 550生成用于使编码操作同步的位率时钟。
将来自传感器的输入数据存储在专用96位缓冲器551中。在图2中，缓冲器551示例为在CD解码器部分中，但也可使用中央微处理器上的其他存储器代替。在常规的数字CD解码器中，分配更大的存储器，例如2K字节用于缓冲输入数据。然而，由于由硬件和软件间的解码步骤的划分所产生的本系统的效率，已经发现在本发明中96位是充分的。
通过中央微处理器的专用的误差检验加速器(ECC)部件521实现误差检验。为ECC部分提供专用的硬件，用于执行多项式除法以便加速在解码CD外数据中必须的里德-索罗蒙解码步骤。另外，通过在传递给它的数据上执行异或操作，提供用于根据CD标准生成循环冗余校验(CRC)数据的专用硬件。
将CD数据编码成14位字节，必须封装到8位格式以形成最后的数字数据流。通常，这是通过查找表来实现的，其中通过查找初始的14位字节来得出相应的8位字。在本实施例中，提供逻辑硬件代替查找表。安排逻辑硬件来处理14位字节输入以便生成相应的8位字节作为输出。
使用三个存储块560、561和562执行去交织过程。已经被封装到8位的数据字节顺序写到第一块560。只要那个块满，则将输入数据字节顺序地写入第二块561。只要那个块已满，则将输入数据字节顺序地写入第三块562。当将输入数据写入第三块562时，依次从第一和第二块抽取奇和偶字节以便实现数据的去交织。数据抽取率高于块填充率，以便在装满第三块前，从第一和第二块抽取数据。只要已装满第三块562，就将输入数据写入第一块560。只要已经装满第一块560，则将数据写入第二块561同时抽取和去交织存储在第三和第一块中的数据。然后装满第三块，接着重复该循环以将数据写入第一块同时从第二和第三块抽取数据。用这种方式，可使用相对少的缓冲空间高效执行去交织。
每个缓冲器560、561和562具有32字节(符号)的容量。当从CD读取系统接收到数据时，由DMA(直接存储器存取)写入适当的一个缓冲器中。然后CPU读取一对缓冲器中的另外的位置来进行去交织过程。因此，CPU通过存储器存取的安排有效地进行去交织功能。当去交织数据时，在CPU上运行误差校正软件来执行误差校正。
为执行去交织过程，在从将被填充的倒数第二个缓冲器的奇字节后，从将被填充的最后一个缓冲器提取一个奇字节。分别利用奇和偶字节重复该过程。这构造了32符号(字节)帧。
在该步骤后，执行标准化的C1误差校正阶段。这大多是通过软件但结合来自于专用校验计算单元或ECC加速器逻辑单元(图4中的19)的硬件辅助来完成的。这基本上是32至28符号转换器。ECC单元在硬件中计算传递给它的数据的校正子，然后返回给软件以便后续处理。
然后，软件使用108时钟延迟来执行主去交织处理，以便最小化坏帧的影响并实质上分散此以使能最大校正和恢复(内插)能力。
标准化C2过程如下。这也是大部分用软件来执行的，但仍使用ECC逻辑119。这执行28至24符号转换。
为完成该过程，为更大的内插成功执行最后的去交织以对付CD上的表面缺陷。当将环形缓冲器技术用于此时，时间可用于将被及时抑制噪音的不可校正的错误以便在音频输出中可识别出没有可听出的“滴答声”。也可监视环形缓冲器填充率以便有效地给出与CD马达主轴速度控制的微调(经DPLL 130实现基本主轴控制)相应的软件控制。
盒式放音机/录音机4具有一对左400和右401读/写磁头。来自该磁头的磁带读取输出402、403通过放大器404、405放大，然后在406、407作为左和右模拟音频信号传送给编解码器单元5。通过放大器410、411从在412、413从I2S接口10接收的信号生成至磁头的磁带录音输入408、409。因此，盒式放音机/录音机能读取盒式磁带以便在406、407生成至编解码器单元5的音频信号，以及能将从在414、415来自微处理器的数字信号得到的模拟数据记录在盒式磁带上。正常地执行由马达(未示出)驱动盒式磁带以及操作消音磁头(未示出)。可支撑一个以上的盒式机构。在提供一个以上的盒式机构的情况下，一个机构能录制来自另一机构的重放。
串行控制器20通过串行接口33连接到微处理器1。通过在该链路上发送的信号，微处理器能控制串行控制器的各种输出。
音频系统的控制设备是开关矩阵7以及遥控手持送受话机8。将开关矩阵7固定到用户可操作的键盘上。开关矩阵7通过并行接口9直接连接到微处理器1。遥控手持送受话机8传送由连接到微处理器1的红外线接收器30接收的红外线信号。音频系统的输出设备是直接连接到微处理器1的LCD(液晶显示器)显示块11以及包括左和右功率放大器12、13以及左和右扬声器14、15的音频输出部分。显示器可经外部显示控制器驱动。这对其他技术的显示器，例如，真空荧光显示器或阴极射线管来说特别方便。通过来自编解码器5的在31、32的左和右模拟音频输出信号来驱动功率放大器。通过总线17将只读存储器(ROM)16连接到微处理器1。ROM存储用于由处理器执行的软件。
编解码器5执行D至A和A至D的转换。编解码器5具有对微处理器1的连接，用于将左和右数字音频输入信号传送到微处理器(连接21、22)，以及用于传送来自微处理器1的左和右数字音频输出信号(连接23、24)。DSP 1具有能用来连接到外部DAC的I2S接口，如果优选，使用放大器410、411的DAC转换例如用于盒式录音信号或自DSP 1的PWM(脉宽调制)噪音成形信号。编解码器具有用于从无线电调谐器和盒式放音机/录音机接收模拟信号的连接207、406、407以及用于将输出信号提供给功率放大器12、13的连接31、32。编解码器也从微处理器1在27接收源选择信号。响应该源选择信号，编解码器中的A至D通路34能从音频源2，4中选定一个编码模拟信号以生成至微处理器1的左和右数字音频输入信号。同时，编解码器中的D到A通路35能解码来自微处理器的左和右数字音频输出信号以生成至功率放大器的模拟输出。通过编解码器使用标准的编码/解码方案。
接口10具有至微处理器1的连接414、415，用于接收表示左和右数字音频信号的I2S格式的数字信号。接口10将这些信号转换成模拟形式并在412、413将它们输出到盒式放音机/录音机用于记录。
图1的结构包括四个集成电路。其中一个具有串行控制器20以及用于支持无线电调谐器2的操作的专用电路、光盘放音机3以及盒式放音机/录音机4。另一个具有接口10。又一个具有编解码器5。第四个具有微处理器1。可集成任何一个或所有这些集成电路以便需要更少的单独的集成电路。除可在单独的箱中的扬声器14、15和遥控手持送受话器8以外，最好将所有音频系统的部件安装在单独的外壳中。
在操作中，用户使用遥控器手持送受话器8或开关矩阵7选择音频源。以数字形式将来自那个音频源的左和右通道音频信号提供给微处理器，或者是以直接来自检测电路的位流格式(如果CD放音机是选定源)，或者是以经编解码器5的编码数字音频格式(如果选择无线电调谐器或盒式放音机/录音机)。在微处理器中处理数字信号将如下所述，例如用于音量、音调、均衡和误差校正以便以数字形式在23、24生成左和右通道输出信号。然后将那些信号转换成模拟形式并用来驱动扬声器以给出对来自数据源的信号的可听表示。如果用户选择盒式放音机/录音机用来录制来自其他音频源中的一个的数据，那么在D至A转换后，通过I2S接口10，微处理器在28、29以数字形式输出用于可录制的信号，然后通过盒式放音机/录音机录制该信号的表示。应当注意，即使选定源本身能生成模拟信号，例如执行无线电调谐器和盒式录音机的例子，在返回到用于输出给扬声器的模拟域前，将它们的输出转换成数字形式以用于处理器1的数字处理。
图2表示微处理器1的结构。微处理器包括多目的数字信号处理器(DSP)100以及一系列专用硬件单元101-119。处理器100用来载入和执行存储在ROM 16中的程序代码。专用硬件单元包括输入/输出接口101-113阵列、CD处理子系统114、RDS(无线电数据系统)处理子系统115、西格马-德耳塔输入电路116-118以及误差校正加速器子系统(EGG)199。通过总线120互连处理器100和各专用硬件单元。于是，将微处理器划分成用DSP 100表示的通用处理部分，其用软件执行处理，以及一组专用处理块(具体来说，是子系统114、115和119)，其以硬件执行处理。用这种方式，微处理器的拆分显著地提高其性能。
输入/输出接口如下●UART 101是标准的RS232型异步串行接收机发送机。它使用具有一个起始位和一个结束位的8位数据。其目的主要用于开发，但它可在用于自测试和诊断的制造中使用。
●四个NSDACs(噪音成形DACs)102-105允许微处理器1提供四个脉宽调制输出。在图1的系统中，这些用于控制CD系统的聚焦和跟踪致动器以及主轴和滑车马达，NSDAC逻辑产生由DSP设定平均值的位流。参考输出用来消除任何偏差以便0输出引起对致动器的0驱动。
●存储控制器106控制定时和控制至外部存储器16或在其他实现中可连接到微处理器的其他类似外围设备的数据流。系统理论上解码外部存储器的三个存储体引导ROM、静态RAM以及动态RAM，尽管对外部的外围设备可进一步划分引导ROM和静态RAM解码。可独立地编程DRAM中的定时、宽度(字节或字)以及列的数量。处理器能运行来自快速内部RAM以及较慢引导ROM的代码，这使其具有DSP和微控制器的特性。在使用中，当首先启动微控制器时，存储在ROM 16中的软件可下载到微处理器上的本地随机存取存储器。
●AC97接口107向编解码器5提供一个接口，在该实现中该编解码器5为AC97编解码器。编解码器5具有16位立体声ADCs和DACs以及在五个立体声输入和立体声输出上的独立调整的增益。与AC97的通信是经由以音频采样率的256倍操作的256位分组进行。AC97接口107允许D8P 100通过以44.1KHz音频采样率读取和写入寄存器与AC97通信。
●I2S端口108提供与I2S接口10的链路。I2S是用于CD质量DACs的串行接口的标准形式。如上所述，该接口可用来将音频录制到磁带，同时主AC97音频输出驱动功率放大器(以可变音调和音量设定)。
●红外线输入109连接到红外线检测器30。输入端口109测量规定的红外线临界点(transition)之间的时间以便检测和解释红外线命令，然后中断处理器100以便可执行该红外线命令。通过该装置，红外线手持送受话器能为用户提供通常的控制，诸如音量调整、音频源选择、无线电频带以及频道选择、音调调整以及磁带和CD位置以及播放控制。
●串行接口(SPI)110连接到串行链路33并允许DSP 100与串行控制器20通信。通过该接口，DSP 100能发出命令来控制串行控制器20的输出。这提供方便的方法来操作受控的无线电调谐器以及CD放音机而不需要微处理器1本身具有对这些设备的直接链路。为使能CD放音机，DS 100在总线120上将一个信号发送给SPI 110以使SPI在串行链路33上发送CD使能信号。串行控制器存储CD使能标志。在接收到CD使能信号后，串行控制器设置CD使能标志并通过在310的输出信号使能CD。为禁用CD放音机，DSP 100在总线120将信号发送给SPI 110以使SPI在串行链路33上发送CD禁用信号。在接收到CD禁用信号后，串行控制器复位CD使能标志并通过在310的输出信号禁用CD。类似地，串行控制器存储用于无线电调谐器2的操作的标志，诸如调谐器使能标志以及频带选择标志，这些标志均受来自SPI 110的相应消息控制。可存储另外的标志以及由串行控制器20提供的其他功能。该种配置允许减小微处理器1输出的数量。代替微处理器本身具有用于每个由串行控制器20提供的信号的单个输出管脚，在微处理器1和串行接口2之间具有简单的串行接口。
●通用110(GPIO)块111表示多个(例如64个)通用110管脚。这些管脚可用于输入或输出。它们可用于驱动显示器、读出开关或与外围设备(相对)慢的通信。GPIO块连接到开关矩阵7和显示器11。因为提供大量管脚，其中每个管脚可在软件命令控制下由DSP 100单独控制，GPIO块提供用于允许微处理器适合于不同实现的便利装置，这些不同的实现可能具有不同的显示单元和不同的开关输入。只要GPIO块连接到那些设备，DSP 100和各设备间的交互作用由所使用的软件决定。
●盒式噪音成形DAC(CDAC)113用于允许使用微处理器1的高保真系统的制造商提供较低成本的磁带录制方案。块的结构与NSDAC相同，但这些块以44.1KHz运行。如果使用CDAC输出，那么不需要外部I2S DAC，并且能直接从微处理器1的CDAC 113提供图1中412、413处的盒式录制信号。这能降低电路板面积、部件数量以及制造成本。
CD处理子系统114执行从CD放音机3接收的数据的解码以便导出从CD恢复的音频数据。CD处理子系统114包括数字锁相环路(DPLL)130、移位寄存器(SR)131、14至8判定器(FED)132、子码模块133、数据缓冲器134以及用于控制单元130-134的定时和控制模块135。数字锁相环130恢复来自CD数据的位时钟。CD数据中的临界点应当发生在时钟跃变处。这种逻辑合成恢复的时钟并且如果数据迟早或增加或减少，该恢复的时钟频率可以进行补偿。恢复的时钟与系统时钟同步。这引入了+1-半个系统时钟周期的跳动。对于67MHz的系统时钟，这表示11个数据临界点之间约1％的最小间隔。DPLL频率能由DSP读取以控制盘的速度。在比例和积分反馈通路中的DPLL初始频率以及增益均能通过DSP设置以控制采集时间和稳定性。移位寄存器将来自盘的串行数据转换成并行符号。它也可用来检测同步符号。14至8解码器将来自存储在CD上的14位格式的数据变换成用在DSP 100中的8位(字节)格式。当录制CD数据时，将每8位字节编码在14通道位上。每个通道位与记录的数据中的临界点相应。因此，FED将每组14个接收的通道位转化成音频数据的单个8位字节。将恢复的字节传送给子码模块和数据缓冲器。子码模块133检测子码同步符号并从每个接收的帧抽取子码字节。子码模块被连接到数据总线120用于输出子码信息。数据缓冲器134缓冲接收的音频数据，用于提高去交织效率，该操作是由DSP 100执行的。将来自CD的数据依次写入数据缓冲器134的三个缓冲器中的一个内。这些缓冲器的每一个容纳32字节或一帧接收的音频数据。将数据缓冲器134连接到总线120，通过总线120，DSP 100能存取数据缓冲器134的各缓冲器。构造数据缓冲器134以便DSP不能存取正将接收的数据写入到其中的缓冲器，但能存取数据已经写入的前两个缓冲器。这允许DSP执行第一阶段的去交织而不拷贝数据。
RDS处理子系统115从接收的无线电信号抽取RDS数据并在总线120上提供RDS数据。
在CD系统3(见图1)有三个西格马-德耳塔ADCs 325-327，提供表示聚焦误差328、跟踪误差329以及中心孔径330的信号。这些信号均采取位流的形式，该位流表示各个信号的大小。将每个西格马-德耳塔输入116-118连接到各个ADCs 325-327上。西格马-德耳塔输入在预定采样周期内重复计算各个位流中的二进制位，并将每个计算结果提供给数据总线120。所得结果可由DSP 100使用，用于确定聚焦和跟踪误差，以便通过两个NSDACs 102-105控制聚焦和径向伺服机构303，302。也可在总线120上将结果(特别是中心孔径计算结果)传递给DPLL 130，作为CD子系统114的基本数据输入。
DSP 100在来自ROM 16的软件的控制下，对从CD子系统114接收的数据执行里德-索罗蒙误差校正。在误差校正操作过程中，要求DSP 100确定用于所接收的数据的校正子。这可通过软件来实现，但将1个字节“加”到当前校正子中将采用软件中的约20条指令。以GD数据率计，每秒钟将耗费DSP 100约1千万条指令。提供误差校正加速器(EGG)块以加速该过程。EGG块能通过数据总线120与DSP 100通信。EGG块实现校正子计算并响应来自DSP 100的消息，返回表示将被加到当前校正子中的字节的消息。这可以通过将DSP100上用于确定校正子的负载减少到对每个接收的数据字节用一条指令来加速校正子计算的任务。
DSP 100以67MHz的时钟速度操作，但也可使用其他速率。DSP100是在软件控制下操作以接收总线120上的数据、处理该数据并将在相同的总线上输出数据的通用处理器。
DSP 100的结构如图3所示。该DSP具有8个32位寄存器160。这些可用来保持地址或数据。当一个寄存器用来提供地址时，它与5位偏差(变址访问)结合以允许单周期存取小数据结构。DSP 100包括32位算术逻辑单元(ALU)161。用于DSP 100的RAM 162-164也在微处理器1的集成电路上或在外部13 RAM芯片上提供。RAM可是SRAM和DRAM的混合。有三个存储体由外部存储控制器解码，两个静态以及一个动态存储体。可单独调整每个存储体的速度和宽度。外部存储器可是8或16位宽。外部存储控制器在某种程度上对此隐藏并允许对该外部存储器的8或16位存取。意图将用于速度临界操作(象数字过滤器)的代码传送到快速内部程序RAM或从该快速内部程序RAM抽取出来，同时可直接从引导EPROM执行用于慢速操作(象用户接口)的代码。另外，DPS包括SP和PC寄存器165、标志存储166、专用的位移位器单元167、专用乘法单元168以及外部存储控制器169。DSP的各块可通过总线170连接。
在操作中，用户通过接通系统电源使能图1的音频系统。除由电池供电的遥控手持送受话器8以外，音频系统中的所有装置都具有共用的电源(在图中未示出)，尽管系统的不同部件可具有从电源得到的不同电源电压。当启动它时，微处理器1启动并从ROM 16装入操作软件。为增加执行的速度，可将软件装入本地RAM中。对开关矩阵7和/或遥控手持送受话器8的装置，用户可向DSP 100提供表示下述信息的数据●将音频输入单元2、3、4中的哪个提供给音频源用于通过扬声器14、15重放；●如果源是CD或磁带放音机，是否该单元处于播放、暂停或停止模式，或将变址前进或后退；●设置音量、音调或其他处理结果效果，利用这些效果重放声音；●声音是否也由盒式放音机/录音机4录制。
也可提供其他信息。可将用户设置提供给微处理器1的GPIO块111，由此经总线120到达DSP 100，该DSP 100将设置存储在RAM中以便在软件执行期间可使用它们。
如果将无线电调谐器选择为音频源，那么DSP 100经端口110将适当的调谐器使能和选择信号提供给串行控制器20。然后通过串行控制器20使能调谐器。将来自该调谐器的模拟音频信号通过编解码器5转换到数字域并提供给AC接口107。在此，通过总线120将数字信号传送给DSP 100，该DSP 100在它的程序软件的控制下，根据用户对音量、音凋等的设置变换它们。另外，特别是如果正接收FM无线电信号，对数字音频信号进行频率均衡以便说明可用于信号的传输中的任何压缩等等。DSP 100的软件包括用于无线电均衡的一个或多个预设定的处理例程，并且适当的例程用来均衡接收到的音频数据。将合成信号经AC97接口107输出给编解码器5。AC97接口将信号转换回模拟域并将它们输出给放大器和扬声器12-15。
如果将CD放音机选择为音频源，那么DSP 100经端口110将适当的CD放音机使能和选择信号传送给串行控制器20。然后通过串行控制器20使能CD放音机。同时，DSP 100直接经NSDACs 102-105控制CD放音机的伺服机构。由微处理器1在西格马-德耳塔输入116-118处接收原始位流数据。通过数据总线120，将该数据提供给DSP 100和CD子系统114。该DSP使用数据来确定任何跟踪或聚焦误差并相应地调整至跟踪和聚焦伺服机构的输出。同时，CD子系统将接收的数据解码成8位字节，将该8位字节存储在数据缓冲器134的缓冲器中。如上所述，DSP 100读取那些缓冲器以对接收的数据执行去交织，然后在接收的数据上执行误差校正以便从CD得出脉冲码调制数字音频数据。然后可通过DSP 100将该数据转换成另一种数字音频形式。然后通过DSP 100，在其程序软件的控制下，根据用户对音调、音量等的设置，变换来自于此的数字音频数据。经AC97接口107，将合成信号输出给编解码器5。AC97接口将信号转换回模拟域并将它们输出给放大器和扬声器12-15。
如果将盒式放音机/录音机选择为音频源，则DSP 100经端口110将适当的盒式放音机/录音机使能和选择信号传送给串行控制器20。然后由串行控制器20，通过图1未示出的信号使能盒式放音机/录音机。将来自盒式放音机/录音机的模拟音频信号通过编解码器5转换到数字域并提供给AC97接口107。从此，通过线120将数字信号传递给DSP 100。该DSP 100在它的程序软件的控制下，根据用户设置的音量、音调等等变换这些信号。另外，该数字音频信号经过频率均衡以说明正在使用的盒式磁带的类型。磁带类型可由用户输入或通过磁带走带机构检测并经接口111提供给微控制器。DSP 100的软件包括用于磁带均衡的预设定处理例程，并且适当的例程用来均衡接收的音频数据。将合成的信号经AC97接口107输出给编解码器5。AC97接口将信号转换回模拟域并将它们输出给放大器和扬声器12-15。
如果用户已经指明盒式放音机/录音机是从选定的音频录制，那么除经AC97接口107输出给编解码器5外，经128端口108将合成的信号输出给128接口10。在128接口，将信号转换回模拟域并输出给盒式放音机/录音机。输出给128接口的信号可不经历象用在至编解码器5的信号的一些处理。例如，可不对它们进行音量和音调处理。最好将适当的磁带类型均衡提供给信号。
除上述描述的音频处理外，DSP 100将输出提供给显示器以表示其状态。该输出可提供关于确认用户输入，如音量或无线电频带设置的消息，或可表示从正在使用的音频源得到的数据，例如CD磁道数据或RDS数据的数据。
将意识到图1的系统可用许多方式改变。例如，可利用耳机或提供可听信号的其他装置来代替或补充扬声器14、15。可提供另外的或不同的音频源，如小型磁盘或DVD(数字化视频光盘)放音机。
申请人注意到这样的事实，即本发明可包括在此隐含或清楚或对其任何概括地公开的任何特征或特征组合，而不限制本权利要求书的任何范围。根据上述描述，在本发明的范围内做出各种改变对本领域的技术人员来说是显而易见的。
权利要求
1.一种读出装置，用于从数字数据载体读取数据，该读出装置包括读出头，包括用于从数据载体读出数据并生成表示该读出数据的传感器信号的传感器；磁头定位装置，用于响应磁头定位控制信号，相对于数据载体定位磁头；磁头定位控制器，用于接收读出的数据并根据存储的指令集操作，以便处理读出的数据来生成磁头定位控制信号；以及数据解码器，用于解码读出的数据以形成数字输出信号，该数据解码器包括软件部分，其包括数据处理器，该处理器用于根据存储的指令集，通过操作来处理响应读出的数据而生成的数据；以及硬件部分，其包括专用硬件，该专用硬件用于执行下述的至少一个数字锁相环，用于生成用来使解码器与读出的数据同步的时钟信号；误差检验单元，用于执行多项式除法；循环冗余校验单元，用于分析数据字以便在其上执行循环冗余校验；数据封装单元，用于封装包括第一数量的位数的数据字节，以便形成具有较少的第二数量位数的数据字节；以及去交织单元，用于去交织数据字节流。
2.如权利要求1所述的读出装置，其中数字数据载体是磁盘。
3.如权利要求2所述的读出装置，其中数字数据载体是光盘、数字通用盘或小型磁盘。
4.如前述任何一项权利要求的读出装置，其中磁头定位装置包括用于旋转数据载体的主轴马达。
5.如前述任何一项权利要求的读出装置，其中硬件部分包括误差检验单元，该误差检验单元能接收误差检验输入数据并响应该误差检验输入数据，生成用在里德-索罗蒙误差校正中的校正子。
6.如权利要求5所述的读出装置，其中软件部分能将从读出的数据得到的数据应用到误差检验单元，接收合成的校正子并处理该校正子，以便在从读出的数据得到的数据上执行误差检验操作。
7.如前述任何一项权利要求的读出装置，包括用于存储从读出的数据得到的数据的缓冲器。
8.如权利要求7所述的读出装置，其中所述缓冲器是用于存储从读出的数据得到的数据的专用缓冲器。
9.如前述任何一项权利要求的读出装置，其中数据封装单元适用于接收14位字节，以及作为响应生成相应的8位字节。
10.如权利要求9所述的读出装置，其中数据封装单元包括用于响应接收的14位字节生成相应的8位字节的逻辑处理电路。
11.如前述任何一项权利要求的读出装置，其中去交织单元包括三个缓冲区，且该去交织单元适用于接收数据字节流并同时将连续接收的数据字节存储在所述缓冲区的任何一个中并生成输出数据流，其中，通过从其他两个缓冲区中交替的一个读取数据来形成连续数据字节。
12.一种用于通过包括三个缓冲区的存储单元去交织数据的方法，该方法包括接收包括多个数据字节的数据流；将该数据流的预定数量的连续数据字节存储在所述缓冲区的第一个中；将该数据流的该预定数量的连续数据字节存储在所述缓冲区的第二个中；并且同时将该数据流的该预定数量的连续数据字节存储在所述缓冲区的第三个中；以及交替地从第一和第二缓冲区读取数据字节以便形成输出数据流。
13.如权利要求12所述的方法，包括步骤只要已经将数据流的预定数量的连续字节存储在一个缓冲区中并且已经从其他缓冲区中读取所有数据字节将该数据流的该预定数量的连续数据字节存储在所述的其他缓冲区的一个中；以及随后同时将该数据流的该预定数量的连续数据字节存储在所述其他缓冲区的另一个中；以及交替地从所述一个缓冲区以及从所述其他缓冲区的所述一个读取数据字节。
全文摘要
用于从数字数据载体读取数据的读出装置，该读出装置包括读出头，包括用于从数据载体读出数据并生成表示读出的数据的传感器信号的传感器；磁头定位装置，用于响应磁头定位控制信号，相对于数据载体定位磁头；磁头定位控制器，用于接收读出的数据并根据存储的指令集操作以处理读出的数据，从而生成磁头定位控制信号；以及数据解码器，用于解码读出的数据以形成数字输出信号，该数据解码器包括软件部分，包括数据处理器，用于根据存储的指令集，通过操作来处理响应读出的数据而生成的数据；以及硬件部分，包括专用硬件，用于执行下述的至少一个数字锁相环，用于生成用来使解码器与读出的数据同步的时钟信号；误差检验单元，用于执行多项式除法；循环冗余校验单元，用于分析数据字以便在其上执行循环冗余校验；数据封装单元，用于封装包括第一数量的位的数据字节，以便形成具有较少的第二数量的位数的数据字节，以及去交织单元，用于去交织数据字节流。
文档编号H03M13/27GK1471707SQ0181819
公开日2004年1月28日 申请日期2001年10月3日 优先权日2000年10月4日
发明者马丁·J·布伦南, 马丁 J 布伦南 申请人:全球硅有限公司