CN100587827C - 在数字通用盘上记录数字数据的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于在数字通用盘(DVD)上记录数字数据的数据编码设备和方法，其中DVD记录设备当将ECC编码的数据临时存储在外部存储器中时通过只存储附加信息和奇偶校验信息来减少访问存储器的次数，以及当读取存储在外部存储器中的数据时，通过动态地只对特定区域进行加扰而在没有任何时钟损失的情况下进行数据编码。

Description

在数字通用盘上记录数字数据的方法和装置
技术领域
本发明涉及数字记录装置，更特别地，本发明涉及为了编码将要记录到DVD设备上的数字数据而能够减少访问存储器设备的次数的数字数据编码装置和数字通用盘(DVD)记录装置。
背景技术
DVD系统通常以包括纠错码(ECC)块的数据扇区为单位来处理数据。ECC块使得大量数据无错误的传输变得容易。
每一个数据扇区包括12个172字节的行。数据扇区的第一区域包括ID数据、IED数据和CPR_MAI数据，而数据扇区的最后一个区域包括错误检测码(EDC)。DVD的ECC块包括具有数据扇区、10字节的奇偶内部(PI)奇偶校验和16行的奇偶外部(PO)奇偶校验的信息区域，用于纠正所述信息区域的数据错误。
图1说明将要记录在DVD上的数据扇区100的结构。参考图1，来自主机的将要记录在DVD上的用户数据或主数据(main data)被划分成2048字节的单元。所述数据扇区100包括：指示每一个数据扇区的地址信息和扇区权限的4字节ID数据、2字节的IED数据，即ID数据的EDC、和指示保留区域或版权管理信息的6字节CPR_MAI数据。所述数据扇区100的第一行包括160字节的主数据D0到D159。从第2行至第11行的每一行都包括172字节的主数据，以及第12行包括168字节的主数据D1880到D2047和4字节的EDC数据。每一个数据扇区由2064字节(2048字节+16字节)组成，也就是说，12个172字节的行。
图2说明包括多个图1中所示的数据扇区100的ECC块200的结构。参考图2，所述ECC块200包含16个通过计算里德-所罗门码而加上ECC的数据扇区100。为了保持数据的可靠性而将所述ECC块记录在DVD上。通过计算由16个数据扇区形成的一个块的里德-所罗门码和添加ECC来形成ECC块。
所述ECC块包括从水平方向上的16个数据扇区的每一行中所计算的10字节ECC，并且将该计算的ECC添加到每一对应行的尾部。所添加的ECC的列形成具有10字节×192行大小的PI奇偶校验块。该ECC块还包括从数据扇区的每一列和PI奇偶校验块中所计算的16字节ECC，且在垂直方向上将该计算得到的ECC添加到每一对应列的底部。所添加的ECC的行形成具有(172+10)字节×16行大小的PO奇偶校验块。因此，一个将要记录到DVD上的数字数据块是182字节×208行＝37,856字节。
需要用于临时存储数据的外部存储器设备来处理由主机发送的用于编码和调制主数据的信号。SDRAM用作该外部存储器设备。集成电路(IC)用于编码要记录到DVD上的数据。为了将数据存储到SDRAM中，并且为了读取和处理要记录到DVD上的所存储的数据，该IC必须频繁访问SDRAM。
图3说明在传统的DVD记录装置中访问外部存储器的过程的图。参考图3，用于将数字数据记录到DVD的记录装置300包括DVD记录器IC 301和外部存储器或SDRAM 303。在步骤305中，从主机发送的主数据被存储在SDRAM303中。该DVD记录器IC 301对每个数据块要访问所述SDRAM 303 32,768次(2048×16扇区)。
在步骤307中，读取存储在SDRAM 303中的主数据并进行ECC编码。在步骤307中当对每个数据块访问SDRAM 303的次数为2048×16扇区＝32,768次时，其就同用于存储该主数据的次数相等。该DVD记录器IC 301给每一个数据扇区添加4字节的ID数据、2字节的IED数据和6字节的CPR_MAI数据，执行EDC操作并添加该EDC。每一个数据扇区包含2064字节，该2064字节包括添加到2048字节的主数据上的16字节的附加信息。然后，加扰该数据。通过向每一行添加10字节的PI奇偶校验，以及向含有PI奇偶校验的块添加16行的PO奇偶校验，然后在数据块单元中ECC编码已加扰的数据。如图2中所示，添加(10×192)字节的PI奇偶校验和(182×16)字节的PO奇偶校验。因此，一个数据块含有182字节×208行＝37,586字节。
在步骤309中，将已编码的数据存储在SDRAM 303中。此时，DVD记录器IC 301对每个数据块访问SDRAM 303 37,856次。
在步骤311中，DVD记录器IC 301读取存储在SDRAM 303中的数据以便执行8到14调制(EFM)。此时，DVD记录器IC 301对每个数据块访问SDRAM 30337,856次。
DVD记录器IC 301对读取的数据执行EFM调制，并将调制后的数据记录在DVD上。以预定的速度将数字数据记录在DVD上。DVD记录器IC 301必须在指定的时间内读取和存储作为外部缓冲存储器的SDRAM中的数据。
然而，当DVD记录装置以更高的速度记录数据时，必须增加从外部缓冲存储器存取数据的速率。因此，当以高速将大量数据记录在DVD-RAM上时，减少以高传输率的盘记录速度来访问外部缓冲存储器的次数是重要的。
发明内容
本发明示意性的实施例提供了高速数字通用盘(DVD)记录装置及其使用方法，其中，本发明可以减少DVD记录器IC访问外部缓冲存储器的次数。
本发明的一个优选实施例提供了一种DVD记录装置及其使用方法，其中当DVD记录器系统采用单片系统(SOC)形式时，整个DVD记录器系统可以获得带宽增益。
根据本发明的一个方面，提供了一种在外部介质上记录数据的方法，该方法包括：将未编码的主数据记录到存储器设备上；从所述存储器设备中读取所记录的主数据；向所读取的主数据添加多条包括地址信息的附加信息；加扰所读取的主数据；利用纠错码ECC编码所加扰的主数据以提供ECC奇偶校验信息；将所述附加地址和ECC奇偶校验信息记录到存储器设备中，但不记录已编码的主数据；从所述存储器设备中读取所述附加地址信息和ECC奇偶校验信息以及未编码的主数据；以及对未编码的主数据进行加扰以对主数据进行8到14调制EFM。
附加地址信息和ECC奇偶校验信息可以包括除了主数据以外的ID、ID的错误检测码(EDC)(IED)、CPR_MAI、EDC奇偶校验和ECC奇偶校验。
加扰主数据是以动态方式执行的，并且读取附加地址信息、ECC奇偶校验信息以及主数据和以动态方式加扰主数据是同时执行的。
根据本发明的另一个方面，提供了一种编码要记录到DVD上的数字数据的方法，该方法包括：把要记录在DVD上的主数据记录在存储器设备中；从存储器设备中读取所记录的主数据，以便ECC编码主数据；ECC编码和加扰所述主数据；将在除了主数据之外的ECC编码且已加扰的数据中所包括的附加地址信息和奇偶校验信息记录到存储器设备中；以及读取已存储在存储器设备中的地址信息、奇偶校验信息以及主数据，并对所读取的数据进行加扰，以对主数据执行EFM。
根据本发明的另一个方面，提供了一种在DVD上记录数字数据的装置，该装置包括：存储器设备，用于临时存储要记录到DVD上的数据；ID生成电路，用于给多个数据扇区中的每一个添加ID和ID的IED；EDC生成电路，用于向每一个数据扇区添加数据的EDC；第一加扰电路，用于加扰合并的数据，该合并的数据是将从存储器设备读取的主数据和ID、IED和EDC奇偶校验进行合并；ECC编码电路，用于给在扇区单元中的已由第一加扰电路加扰数据添加PI奇偶校验和PO奇偶校验，并ECC编码所添加的数据；以及第二加扰电路，用于独立地从存储器设备中读取主数据、ID、IED、EDC奇偶校验和ECC奇偶校验，并加扰所读取的主数据，其中，将在ECC编码且加扰的数据中所包括的除了主数据之外还有的附加信息和ECC奇偶校验信息存储在存储器设备中，以及，当从存储器设备中读取主数据以对主数据执行EFM时，通过第二加扰电路读取存储在存储器设备中的地址信息、奇偶校验信息和主数据，并对主数据进行加扰。
第二加扰电路以动态方式加扰主数据区域，并同时读取主数据和ID、IED、EDC奇偶校验和ECC奇偶校验。
附图说明
通过参考附图对示意性实施例的详细描述，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加清楚，其中：
图1是说明要记录在数字通用盘(DVD)上的数字数据扇区的结构的示意图；
图2是说明包括多个图1中所示的数据扇区的ECC块的结构的示意图；
图3是说明在传统的DVD记录装置中访问外部存储器的过程的示意图；
图4是说明根据本发明的一个实施例的在DVD记录装置中访问外部存储器的过程的示意图；以及
图5是根据本发明的一个实施例的DVD记录装置的方框图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来更加充分地描述本发明，其中显示了本发明的具体实施例。在附图中，相同的附图标记可以表示相同的元件。
图4显示根据本发明的一个实施例的在DVD记录装置中访问外部存储器的过程。参考图4，用于在DVD上记录数字数据的DVD记录装置和方法400包括：DVD记录器集成电路(IC)401和外部缓冲存储器或SDRAM 403。在步骤405中，所述DVD记录器IC 401接收从主机发送的数据并将所接收的数据存储在SDRAM 403中。在步骤405中，DVD记录器IC 401对每个数据块访问SDRAM403 32,768次(2,048×16扇区)。
在步骤407中，DVD记录器IC 401读取存储在SDRAM 403中的主数据，向所读取的主数据添加多条附加信息，并加扰和ECC编码所述添加后的数据。到最后，DVD记录器IC 401对每个数据块访问SDRAM 403 32,768次(2,048×16扇区)，其同DVD记录器IC 401为了存储数据而访问SDRAM 403的次数相等。
DVD记录器IC 401向每一个数据扇区添加4字节的ID数据、2字节的IED数据和6字节的CPR_MAI数据，并执行EDC操作和添加该EDC。每一个数据扇区包含2064字节，该2064字节包括加到2,048字节的主数据上的16字节的附加信息。然后，加扰该数据。通过向每一行添加10字节的PI奇偶校验以及向含有PI奇偶校验的块添加16行的PO奇偶校验，来以数据块为单位ECC编码已加扰的数据。如图2中所示，添加(10×192)字节的PI奇偶校验和(182×16)字节的PO奇偶校验。因此，一个数据块含有182字节×208行＝37,586字节。
在步骤409中，在已编码的数据中，将附加信息而不是主数据存储在SDRAM 403中，其中该附加信息包括ID数据、IED数据、CPR_MAI数据、EDC奇偶校验和ECC奇偶校验。此时，DVD记录器IC 401对每个数据块(包括ID数据、IED数据、CPR_MAI数据、EDC数据的(4+2+4+6)×16字节+10×192(PI奇偶校验)+182×16(PO奇偶校验))访问SDRAM 403 5,088次。因此，通过只存储附加信息而不是所有编码数据就可以将访问SDRAM 403的次数减少12％。
在步骤411中，DVD记录器IC 401读取存储在SDRAM 403中的主数据和附加信息以及ECC奇偶校验信息以执行8到14调制(EFM)。此时，当DVD记录器IC 401在读取主数据、附加信息和ECC奇偶校验信息时，DVD记录器IC401能够同时动态只加扰主数据区域，从而可以在没有任何时钟损失的情况下，获得与传统结果相同的读取结果。此外，当DVD记录器IC 401在读取ID信息时，DVD记录器IC 401可以确定加扰线性反馈移位寄存器(LFSR)的初始值。
此时，DVD记录器IC 401对每个数据块访问SDRAM 403 37,856次。DVD记录器IC 401对所读取的数据执行EFM并将已调制的数据记录在DVD上。
图5是根据本发明的一个实施例的DVD记录装置的方框图，其一般通过标号来指示。参考图5，DVD记录装置500包括DVD记录器IC 501、主机503和外部存储器505。
DVD记录器IC 501从主机503接收数字数据，编码所接收的数字数据，并将已编码的数字数据记录在DVD 507上。当DVD记录器IC 501编码所接收的数字数据时，外部存储器505临时存储数字数据。
DVD记录器IC 501包括：ID+IED生成电路(后面也称之为ID生成电路)511、EDC生成电路513、接口电路515、第一加扰电路517、ECC生成电路519、第二加扰电路521和EFM电路523。
ID生成电路511产生数据扇区单元中的ID信息、ID信息的EDC(IED数据)和版权信息(CPR_MAI数据)。EDC生成电路513在数据扇区单元中产生数据的EDC。接口电路515提供在DVD记录器IC 501和外部设备503和505之间的接口以便发送/接收数据。
当将附加信息添加到数据上且ECC编码所添加的数据之后，接口电路515在外部存储器505中只存储附加信息和ECC奇偶校验信息。
第一加扰电路517加扰从外部存储器505中读取的在数据扇区单元中的主数据。ECC生成电路519接收已加扰的数据和关于ID、IED、CPR_MAI和EDC的信息，将附加信息与主数据合并，将已合并的数据分成具有预定长度的比特流，并产生所划分的比特流的EDC并将其添加到具有预定长度的比特流中。
当DVD记录器IC 501独自读取包括主数据、ID信息和ECC奇偶校验的附加信息时，第二加扰电路521以动态方式加扰预定区域，即主数据区域，并将加扰后的数据发送到EFM电路523。EFM电路523将8位加扰数据调制成14位数据，并将调制后的数据输出到DVD 507。
参考图4和5，现在描述数字数据记录操作。主机503将要记录到DVD 507上的用户数字数据，即主数据，发送到DVD记录器IC 501。DVD记录器IC 501在外部存储器505中临时存储主数据。第一加扰电路517将从外部存储器507读取的主数据与由ID生成电路511和EDC生成电路513产生的ID、IED、CPR_MAI和EDC奇偶校验合并，并加扰合并后的数据。为了维持数字数据的可靠性，ECC产生电路519执行ECC操作，并向已加扰的数据添加ECC。为了产生ECC奇偶校验，通过ECC生成电路519产生的数据由16个数据扇区或一个数据块组成。
其间，当ECC编码的数据被临时存储在外部存储器505中时，外部存储器505没有存储所有编码的数据，而只存储附加信息和奇偶校验，并不存储主数据。
当DVD记录器IC 501再次从外部存储器505中读取数据以便执行数字数据的EFM时，它通过动态法加扰特定的区域，即，仅仅主数据区域，同时读取主数据、附加信息和奇偶校验信息。此时，当读取ID信息时，DVD记录器IC501可以确定加扰LFSR的初始值。
记录装置500访问外部存储器505的次数可以比传统记录装置访问外部存储器的次数显著地减少。通过采用动态方法，第二加扰电路521可以使在不造成任何时钟损失的前提下获得与传统的数据编码结果相同的数据编码结果成为可能。
在图4和5中所示的DVD记录装置和DVD记录方法中，提供了一种用来将数字数据记录在DVD上的数字数据编码装置和数字数据编码方法。
如图5中所示的电路也可以通过单芯片，即，单片系统(SOC)来实现，从而减少了访问外部存储器505的次数，增加了整个记录系统的带宽。
该数字数据编码方法和数字数据记录方法使减少访问外部存储器的次数和实现高速DVD记录系统成为可能。当将DVD记录系统实现为SOC时，减少了访问外部存储器的次数，从而增加了系统的带宽。
虽然已经通过这些示意性的实施例详细地展示和描述了本发明，但是本领域技术人员很容易理解到，可以在这里做出各种形式和细节上的修改而不偏离本发明如所附权利要求所定义的精神和范围。
根据35U.S.C.第119款，本申请要求2004年5月4日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2004-0031352号的外国优先权，其公开内容在此全部引入作为参考。

Claims (14)

1.一种在外部介质上记录数据的方法，该方法包括：
将未编码的主数据记录到存储器设备上；
从所述存储器设备中读取所记录的主数据；
向所读取的主数据添加多条包括地址信息的附加信息；
加扰所读取的主数据；
利用纠错码ECC编码所加扰的主数据以提供ECC奇偶校验信息；
将所述附加地址信息和ECC奇偶校验信息记录到存储器设备中，但不记录已编码的主数据；
从所述存储器设备中读取所述附加地址信息和ECC奇偶校验信息以及未编码的主数据；以及
对未编码的主数据进行加扰以对主数据进行8到14调制EFM。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外部介质包括数字通用盘DVD。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述附加地址信息和ECC奇偶校验信息包括ID、ID的错误检测码EDC IED、版权信息CPR_MAI、EDC奇偶校验和ECC奇偶校验，但不包括所述主数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述存储器设备是SDRAM存储器设备。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，加扰未编码的主数据是以动态方式进行的，并且从存储器中同时读取附加地址信息和、ECC奇偶校验信息和未编码的主数据。
6.根据权利要求2所述的方法，还包括：
对已加扰的未编码的主数据执行EFM；以及
将EFM调制后的数据存储在DVD中。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，ECC编码包括：将主数据划分成每一个都包含有2048字节的比特流，以及向每一个比特流添加指示每一扇区地址信息和扇区权限的4字节ID数据、用于4字节ID数据EDC的2字节IED数据、表示版权管理信息的6字节CPR_MAI数据和4字节的EDC，从而形成一个数据扇区。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，ECC编码还包括：向每一个扇区添加奇偶内部PI奇偶校验信息，并向16个数据扇区和PI奇偶校验信息添加奇偶外部PO奇偶校验信息，以形成一个数据块。
9.根据权利要求2所述的方法，其中，加扰主数据是以动态方式执行的，以及读取附加地址信息、ECC奇偶校验信息和主数据以及以动态方式加扰主数据是同时执行的。
10.一种用于在数字通用盘DVD上记录数字数据的装置，该装置包括：
存储器设备，用于临时存储要记录到DVD上的数据；
ID生成电路，用于给多个数据扇区中的每一个都添加ID和ID的错误检测码EDC IED；
错误检测码EDC生成电路，用于向每一个数据扇区添加数据的EDC；
第一加扰电路，用于加扰合并的数据，该合并的数据是将从存储器设备读取的主数据和ID、IED和EDC奇偶校验进行合并；
纠错码ECC编码电路，用于将奇偶内部PI奇偶校验和奇偶外部PO奇偶校验添加到扇区单元中的已由第一加扰电路加扰的数据上并且ECC编码所添加的数据；以及
第二加扰电路，用于独立地从存储器设备中读取主数据、所述ID、IED、EDC奇偶校验和ECC奇偶校验，并加扰所读取的主数据，
其中，将在已ECC编码且已由第一加扰电路加扰的数据中所包括的除了主数据之外还有的附加信息和ECC奇偶校验信息存储到存储器设备中，以及，当从存储器设备中读取主数据以对主数据执行8到14调制EFM时，通过第二加扰电路读取存储在存储器设备中的地址信息、奇偶校验信息和主数据，并对主数据进行加扰。
11.根据权利要求10所述的装置，还包括：用于对数字数据执行EFM的EFM电路。
12.根据权利要求10所述的装置，其中，第二加扰电路以动态方式加扰主数据区域，并同时读取主数据和所述ID、IED、EDC奇偶校验及ECC奇偶校验。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述ECC编码电路：
将主数据划分成每一个都包含有2048字节的比特流，并向每一个比特流添加指示每一扇区的地址信息和扇区权限的4字节ID数据、用于4字节ID数据的EDC的2字节IED数据、指示版权管理信息的6字节CPR_MAI数据和4字节的EDC，以形成一个数据扇区；以及
向每一个扇区添加奇偶内部PI奇偶校验信息，并向16个数据扇区和PI奇偶校验信息添加奇偶外部PO奇偶校验信息，以形成一个数据块。
14.根据权利要求10所述的装置，其中，ID生成电路、EDC生成电路、第一和第二加扰电路以及ECC编码电路组成了数据编码IC，并且该存储器设备是SDRAM存储器设备。
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