CN101300635A - 用于光盘编码/解码的系统和方法 - Google Patents

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CN101300635A CNA2006800406216A CN200680040621A CN101300635A CN 101300635 A CN101300635 A CN 101300635A CN A2006800406216 A CNA2006800406216 A CN A2006800406216A CN 200680040621 A CN200680040621 A CN 200680040621A CN 101300635 A CN101300635 A CN 101300635A
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Abstract

本发明提供光盘编码和解码系统，其中，在编码模式下，系统被用于对来自用户数据的长途码(LDC)簇进行编码，系统包括纠错装置，其用于对LDC块实施纠错；和交错装置，其被用于通过交错LDC块来形成LDC簇，其中纠错装置包括多个缓冲区，其中至少一个缓冲区用于从系统的SDRAM中取出数据并且计算校正子，而至少另一个缓冲区用于在数据返回SDRAM之前在其中插入奇偶校验字节，并且其中当所述另一个缓冲区存储数据并且计算校正子时，所述一个缓冲区用于在先前存储的数据中插入奇偶校验字节，交错装置包括多个缓冲区，其用于群访问来从系统的SDRAM中取出数据。

Description

用于光盘编码/解码的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于光盘编码/解码的方法和系统。
背景技术
与光学存储介质相关的标准的逐步发展已经使得所谓的蓝光光盘(BD)发展成为DVD光学标准的下一代替代标准。如同它的名字所表示的，BD标准在光拾取单元中采用了光谱的蓝色部分中的激光。
就其波长短于DVD标准中采用的红激光而言，使得激光光束更精细地聚焦，因此，在光盘上可以存储和获取更大密度的数据。就DVD标准来说，BD采用了交叉交错的Reed-Solomon编码，却具有了大小为64k字节的增大的纠错码(ECC)块。
就这点看，为了执行BD系统的通道编解码领域的所有要求的纠错，要求系统的芯片上存储了至少两个这种ECC 64k字节的块。由于只有在接收到了整个ECC块时才能够执行基于外部奇偶校验(outerparity)字节的检错/纠错，所以这个要求也提高了。随后，在累加输入数据和相关的内部奇偶校验纠错期间采用了一个数据缓冲区，而一个第二缓冲区用来执行外部奇偶校验纠错。当然，为了对输入数据流进行缓冲直到将足够的数据从主缓冲区的一个缓冲区传输至附在片上系统(SOC)的SDRAM内，这就可能需要附加的更小的缓冲区。
于是，可以理解的是，在这种布置中至少需要128k字节的片上存储区，而这又使得SOC极其昂贵。
在DVD领域中，已经知道了各种方法来用于消除对如此大的片上存储器的要求，例如US-A-6877126中公开的系统，这些方法涉及将外部奇偶校验纠错应用到外部SDRAM。
虽然考虑将类似的方法用在BD规范中，但是这会要求很大的SDRAM带宽，于是这又要求采用双倍数据速率(DDR)装置而不是更具有成本效益的SDRAM装置。
因此，本发明寻求提供优于已知编码/解码系统和方法的用于光盘编码/解码的系统和方法。
发明内容
具体地，本发明寻求提供这样的系统和方法，它限制了在芯片上存储未校正的数据块的需要，反过来又限制了在外部SDRAM存储器中存储部分校正过的数据的需要，从而使得可以在稍后的时间点执行校正。
根据本发明的第一方面，提供了一种光盘编码系统，其被用于由用户数据来对LDC簇进行编码，所述系统包括：纠错装置，其用于实施与LDC块相关的纠错；和交错装置，其被用于由LDC块形成LDC簇，其中所述纠错装置包括多个缓冲区，其中一个缓冲区用于从所述系统的SDRAM中取出数据并且计算校正子，而另一个缓冲区用于在所述数据返回所述SDRAM之前在其中插入奇偶校验字节，并且其中当所述另一个缓冲区存储数据并且计算校正子时，所述一个缓冲区用于在先前存储的数据中插入奇偶校验字节，所述交错装置包括多个缓冲区，其用于群访问以从所述系统的SDRAM中取出数据。
本发明的优势在于通过上述的交错装置和纠错装置集成的方式，不仅可以将所需要的片上存储器的数量最小化，而且可以优化所需的SDRAM带宽。
在此基础上，于是，即使对于最高要求的BD速度，也可以在编码系统中使用具有成本效益的SDRAM存储器。这有利地消除了采用相对昂贵的DDR装置的需要。而且，对簇进行编码或者解码所要求的带宽与需要实施的纠错数无关。
优选地，系统的校正装置被布置使得按照数据帧的顺序从SDRAM中取出数据并且按照数据块的顺序将数据返回至SDRAM。
此外，系统的交错装置可以被布置使得数据按照LDC块的顺序从SDRAM取出从而到达交错装置的缓冲区，并且以LDC簇的顺序将数据从交错装置传送出去。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于对LDC簇进行解码的光盘解码系统，其包括：用于由LDC簇形成LDC块的去交错装置，和用于实施与所述LDC块相关的纠错的纠错装置，其中所述去交错装置包括多个缓冲区，该多个缓冲区用于群访问来将所述LDC块传输至所述系统的SDRAM，并且所述纠错装置包括多个缓冲区，其中一个缓冲区用于从所述系统的SDRAM中取出数据并且计算校正子，而另一个缓冲区用于实施所需要的纠错并且将所述数据传送回所述系统的SDRAM，并且其中当所述另一个缓冲区存储数据并且计算校正子时，所述一个缓冲区在传送之前对先前存储的所述数据进行计算和实施纠错。
同样，本发明的该方面在将所要求的片上存储器的数量最小化的同时，还有利地优化了所需的SDRAM带宽。
优选地，系统的纠错装置被布置使得按照数据块的顺序从SDRAM取出的数据按照数据帧的顺序被返回至SDRAM。
而且，去交错装置被布置使得数据按照LDC簇的顺序到达去交错装置的缓冲区，并且随后按照LDC块的顺序将数据传送至SDRAM。
有利地，上文定义的两种系统中的任一系统被布置成交错/去交错装置的每个缓冲区均对应于LDC的一行。
此外，从SDRAM的角度看，交错/去交错装置被布置成对所述SDRAM呈现为单个大缓冲区。
在一个特定实施例中，交错/去交错装置的两个缓冲区的每个缓冲区都包括304字节。
优选地，基于以下关系确定所采用的缓冲区的数目：缓冲区的总大小除以SDRAM群访问长度的余数等于0。
优选地，纠错装置的多个缓冲区被布置成同时运转。
当然，应该理解的是，在许多实施例中，本发明的系统可包括上述结合的编码和解码系统的多个特征，从而提供解码/编码块，所述解码编码块能够很容易地集成在用于对光盘进行编码/解码的系统的数据路径通道中。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于对来自用户数据的LDC簇进行编码的光盘编码方法，所述方法包括实施与LDC块相关的纠错和对LDC块进行交错从而形成所述LDC簇，所述方法包括利用多个缓冲区实施纠错，和利用所述缓冲区中的一个缓冲区来从系统的SDRAM中取出数据并计算校正子，并且利用所述缓冲区中的另一个缓冲区在所述数据返回至所述SDRAM之前在所述数据中插入奇偶校验字节，并且其中当所述另一个缓冲区存储数据并且计算校正子时，所述一个缓冲区在先前存储的所述数据中插入奇偶校验字节，所述方法还包括利用另外的多个缓冲区对所述LDC块进行交错，所述另外的多个缓冲区用于群访问来从系统的SDRAM中取出数据。
根据本发明的又另一方面，提供了一种光盘解码方法用以对LDC簇进行解码从而形成LDC块，其包括实施与所述LDC块相关的纠错和对LDC簇进行去交错从而形成LDC块，所述方法包括利用多个缓冲区对所述LDC簇进行去交错，所述多个缓冲区用于群访问来将数据传输至所述系统的SDRAM，并且所述方法还包括利用多个缓冲区实施纠错的步骤，并且利用所述缓冲区中的一个缓冲区从所述系统的SDRAM中取出数据并计算校正子，并且利用所述缓冲区的另一个缓冲区实施校正并且将数据传送回系统的SDRAM，并且其中当所述另一个缓冲区存储数据并计算校正子时，所述一个缓冲区在传送之前对先前存储的数据进行计算并且实施纠错。
当然，可以通过提供上述方法步骤的结合来布置光盘编码/解码系统。
附图说明
下文将参考附图并仅仅通过示例对本发明进行进一步的描述，其中：
图1是图示了能将本发明的功能特征集成至光盘编码/解码系统的数据路径通道中的方法的示意性框图；
图2是图示了根据本发明实施例对光盘进行解码的流程图；以及
图3是图示了根据本发明实施例对盘进行编码的流程图。
具体实施方式
从下文可以知道，本发明涉及一种装置以及相关的方法，例如，对BD盘规范中定义的LDC簇在将其传输至用户时或者将其从用户传输过来时进行编码/解码。已知，LDC簇包括交错的用户数据和奇偶校验字节，下面将陈述从用户数据生成LDC簇所需要的步骤。
首先生成四个字节的检错码并将其添加至用户数据的32个数据帧中的每一个的末端，随后32个帧被打乱成包括水平堆叠的32个打乱的数据帧的块格式，并被重新放入包括304列216行的块中。长途码(LDC)是从这种数据块中形成的，其包括附加了奇偶校验字节的前述数据块，于是数据块的每列都用于生成32个奇偶校验字节。
随后，通过将每个偶数列和其右边的列进行交错，从LDC块生成了LDC簇，随后对每行进行循环移位，从而使每个LDC簇包括152列496行。
由此，可以理解的是，本发明总的是由四个功能块的系列形成的，参见图1和图2对根据本发明实施例的它们的集成进行进一步描述。
四个功能块包括交错器/去交错器，其用于在解码数据时从LDC簇生成上述LDC块，或者在编码模式下从LDC块生成LDC簇。其次，采用了Reed-Solomon算法的纠错块用于根据嵌入的来自解码模式的奇偶校验字节对包含在LDC块中的数据进行纠错，或者可替换地，用于在编码模式下计算奇偶校验字节。并且，提供了扰码器块，用以在编码模式下将用户数据打乱从而生成数据块，或者在解码模式下对数据块进行解扰，从而取出数据帧。最后，提供了检错码计算单元，其在编码模式下用于产生包含在每个数据帧中的四个EDC字节，但在解码模式下针对EDC字节对包含在数据帧中的数据的完整性进行验证。
当然，可以增加附加的功能块以对数据执行其它操作，例如流启动/停止以及流过滤等等。
如上所述，这些功能块典型地被集成在用于对光盘进行编码或者解码的系统的数据路径通道中，并且将块集成至数据路径通道的方式包括本发明的特定特征。
首先参见图2，其中图示了光盘编码/解码系统的数据路径通道10，例如，该系统用于将数据从光盘12提供至主机系统接口14。利用包括典型光学传感器的数据提取单元16，将数据从光盘12提取出来或者将数据提供至光盘12，随后通过在数据路径通道10中查找到的块18至22，将数据传递至主机系统接口14或者从主机系统接口14接收数据。
图1中的箭头用于图示当发生由光盘12的回放时数据流的方向，因此箭头代表了光盘的解码。
根据本发明，采用群访问来与主系统存储器之间进行数据传递，可以根据需要选择下述群的长度。
如图1所图示，在数据路径通道10中提供了交错器18、纠错单元20、和解扰器/EDC单元22，它们通过冲裁器单元24和相关控制器26与相对便宜的SDRAM 28相连接。
交错器18是由两个304个字节的缓冲区形成的，并且通常每个缓冲区对应于LDC块的一行。交错器被SDRAM 28看作是一个604字节的大缓冲区，这就使得数据能以32字节群的方式传输至/出SDRAM。也就是说，为了实现608字节的传输，采用了19个32字节的群。应当理解的是，交错器18可包括任意合适数目的304字节的缓冲区，这是因为这个数目主要取决于SDRAM群访问的长度。通常，304字节缓冲区的最合适数目应该使得整个缓冲区大小除以SDRAM访问群长度的余数等于0。在解码模式下，即在如图1中如箭头所示，数据以LDC簇的顺序到达去交错器18的每个缓冲区，即交错并移位，随后它们以LDC块的顺序被发送至SDRAM 28。可替换地，在编码模式下，数据以LDC块的顺序到达交错器18的缓冲区并在缓冲区中被交错和移位以便以LDC簇的顺序被发送至光盘12。
所示实施例中的纠错块20包括两个8列248行的缓冲区。每个缓冲区位置包括一比特数据，并且第一个216行包括用户数据，而最后32行包括所需要的奇偶校验字节。有利地，纠错块20的两个缓冲区被同时采用。在解码模式下，例如图1所示的情况，当一个缓冲区从SDRAM 28接收数据并且将其用于计算所需要的校正子时，另一个缓冲区被用于进行校正并将数据发送至SDRAM 28。这样，来自SDRAM28的数据以数据块的顺序到达并随后以数据帧的顺序被发送回SDRAM 28。
可替换地，在解码模式下，当纠错块20的一个缓冲区从存储器中取出数据并将其用于计算校正子时，两个缓冲区中的另一个被用于插入奇偶校验字节并将数据发送回SDRAM 28。在这个模式下，来自SDRAM 28的数据以数据帧的顺序到达，并随后以数据块的顺序返回SDRAM 28。
纠错块20中的缓冲区所采用的操作方式如下。在解码模式中，例如，两个缓冲区中的第一个用于接收数据并计算相关的校正子，而两个缓冲区中的第二个用于对其中包含的数据进行计算并且实施合适的校正，并且将校正过的数据发送出去。接下来，两个缓冲区中的第一个用于对先前存储的数据进行计算并实施校正，并且对校正过的数据进行分派。当所述第一个缓冲区起作用以提供这样校正的数据时，第二缓冲区用于存储数据并且计算相关的校正子。
因此，两个缓冲区中的每个都被用于执行所需要的行为，并且它们是同时操作的，但是它们被用于以半个处理周期的轮换操作。
这个半个周期轮换的存在使得可以连续接收和发送数据，当然，类似的规则也适于编码操作模式。
作为示例，关于数据组n-1、n、n+1和n+2的操作如下。
当第一缓冲区用于接收数据组n并计算数据组n的校正子时，那么第二缓冲区用于对数据组n-1进行校正并且将数据组n-1发送出去。
接下来，当第一缓冲区用于对数据组n进行校正并且将数据组n发送出去时，第二缓冲区用于接收数据组n+1并计算数据组n+1的校正子。
随后，当第一缓冲区1接收数据组n+2并计算与数据组n+2相关的校正子时，两个缓冲区中的第二缓冲区用于对数据组n+1进行校正并且将数据组n+1发送出去。
当以数据帧的顺序访问数据时，采用对应于缓冲区一行的长度的8字节群。当随后以数据块的顺序访问数据时，采用32字节的群。同样，为了很容易地容纳不同的群长度，可以改变缓冲区的大小。但是，每个缓冲区的理想大小应该是这样的，当以数据帧的顺序访问数据时，以字节测量，列数对应于群长度。同样，当以数据块的顺序访问数据，同样以字节测量，有利地，缓冲区中的所有字节除以群长度的余数应该等于0。当然，行数还应当保持为48。
图2示出了解码光盘时在本发明提供的系统中所采用的特定步骤。
在此，采用与图1同样的标号，并且该框图示了对一个LDC簇进行处理从而在解扰数据30中提供校正过的32个数据帧的方法。
如图示，数据以LDC簇的形式(即移位并交错的数据)沿着箭头A的方向到达去交错器18。随后，沿着箭头B的方向，以完全去交错格式将数据从去交错器18按LDC块的形式发送至SDRAM 28。随后，沿着箭头C的方向，将数据从SDRAM 28发送至纠错块20，其中，纠错块的缓冲区是被逐行填充的。一旦数据被校正，随后，沿着箭头D的方向，将它逐列地(即以数据帧的顺序)发送至纠错块20以便对纠错码进行解扰和校验。
在解扰和错误校验之后，沿着箭头E的方向，将数据帧形式的数据传递至SDRAM。如上所述，在数据被实际存储之前，可以添加诸如流启动/停止和流滤波之类的附加块。图2示出了传递至SDRAM的已纠错和解扰的数据30。
现在参见图3，图示了在对光盘进行编码时实施本发明系统的不同步骤。
同样，通过与图1中相同的标号，指示类似的已编号的功能块。
但是，在本示例中，处理过程是从32个数据帧开始的，32个数据帧包括沿着箭头E从SDRAM 28发送至EDC发生器和扰码器22的用户数据30。数据传输的顺序与数据帧相同。
沿着箭头D所示的方向，数据从扰码器22通过其中逐列填充了缓冲区的奇偶校验字节编码器20，如上所述地算出校正子，并插入奇偶校验字节。随后，沿着箭头C所示的方向，以LDC块的顺序有效地将数据发送回SDRAM 28。这样，逐行清空缓冲区。随后，沿着箭头B所示的方向，将数据从SDRAM 28传递至交错器18，并且一旦完成交错和移位，以在交错器18中形成的LDC簇的顺序，将数据发送至系统的保持器。
可以理解的是，图1所示的将前述LDC块集成至数据路径通道10中的方法形成了本发明特别重要的方面。
通过采用本发明，不需要在芯片上采用大量存储器来处理数据的解码/编码，并且可以直接在纠错块中实施纠错，从而不需要在实施之前对它们进行存储。有利地，对LDC簇进行编码和解码所需的系统SDRAM带宽并不取决于需要对用户数据实施的校正的数量。单单通过对主SDRAM的访问，就可以实现BD规范中定义的数据帧格式和数据块格式之间的数据的重新排列。有利地，本发明使得即使从光盘中读出了全部LDC簇，也可以只对用户实际要求的数据进行校正。并不需要在整个簇上进行纠错，而只需要在对应于所要求的数据的列上进行。
大体上，本发明不但使所要求的片上存储器最小化，而且优化了所要求的SDRAM带宽，于是，即使在追求以最高要求的BD速度进行操作的情况下，也可以使用具有成本效益的SDRAM存储器。
还应该理解的是，本发明并不限于前面所描述的实施例的细节。例如，可以在接口14和解扰器/EDC之间提供直接数据链路以避免在SDRAM中二次存储和取出数据的需要。这样，SDRAM带宽要求可以有利地减半。

Claims (20)

1.一种光盘编码系统，其被用于由用户数据来对LDC簇进行编码，所述系统包括：纠错装置，其用于实施与LDC块有关的纠错；和交错装置，其被用于由所述LDC块形成所述LDC簇，其中所述纠错装置包括多个缓冲区，其中一个缓冲区用于从所述系统的SDRAM中取出数据并且计算校正子，而另一个缓冲区用于在所述数据返回所述SDRAM之前在其中插入奇偶校验字节，并且其中当所述另一个缓冲区存储数据并且计算校正子时，所述一个缓冲区用于将奇偶校验字节插入先前存储的所述数据中，所述交错装置包括多个缓冲区，其用于群访问以从所述系统的所述SDRAM中取出数据。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述系统的纠错装置被布置成使得按照数据帧的顺序将所述数据从所述SDRAM取出并且按照数据块的顺序将所述数据返回至所述SDRAM。
3.如权利要求1或2所述的系统，其中所述系统的交错装置被布置成使得按照所述LDC块的顺序将数据从所述SDRAM取出从而到达所述交错装置的缓冲区，并且以所述LDC簇的顺序将数据从所述交错装置传送出去。
4.如权利要求1、2或3所述的系统，还包括直接数据链路，其位于所述系统的纠错装置和接口之间。
5.一种光盘解码系统，其用于对LDC簇进行解码，所述系统包括：用于由LDC簇形成LDC块的去交错装置，和用于实施与所述LDC块相关的纠错的纠错装置，其中，所述去交错装置包括多个缓冲区，用于群访问以将所述LDC块传输至所述系统的SDRAM，并且所述纠错装置包括多个缓冲区，其中一个缓冲区用于从所述系统的SDRAM中取出数据并且计算校正子，而另一个缓冲区用于实施所需要的纠错并且将所述数据传送回所述系统的所述SDRAM，其中，当所述另一个缓冲区存储数据并且计算校正子时，所述一个缓冲区在传送之前对先前存储的所述数据进行计算并实施纠错。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述系统的纠错装置被布置成使得按照数据块的顺序将所述数据从所述SDRAM取出并且按照数据帧的顺序将数据返回至所述SDRAM。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述系统的去交错装置被布置成使得数据按照LDC簇的顺序到达所述去交错装置的所述缓冲区，并且随后按照LDC块的顺序将数据传送至所述SDRAM。
8.如权利要求5、6或7所述的系统，还包括直接数据链路，其位于所述系统的纠错装置和接口之间的。
9.如上述任一权利要求中所述的系统，其中所述交错/去交错装置的每个缓冲区对应于所述LDC的一行。
10.如上述任一或者任意多个权利要求中所述的系统，其中，从所述SDRAM角度看，所述交错/去交错装置被布置从而对SDRAM呈现为单个大缓冲区。
11.如上述任一或者任意多个权利要求中所述的系统，其中所述纠错装置的所述多个缓冲区被布置成同时操作。
12.一种光盘编码/解码系统，其包括权利要求1至4中任意一个或几个所述的系统以及权利要求5至8中任意一个或几个所述的系统。
13.一种光盘编码方法，其用于由用户数据来对LDC簇进行编码，所述方法包括实施与LDC块相关的纠错，和对所述LDC块进行交错从而形成所述LDC簇，所述方法包括利用多个缓冲区实施纠错，和利用所述多个缓冲区中的一个缓冲区来从所述系统的SDRAM中取出数据并且计算校正子，并且利用所述缓冲区中的另一个缓冲区在所述数据返回至所述SDRAM之前在所述数据中插入奇偶校验字节，并且其中当所述另一个缓冲区存储数据并且计算校正子时，所述一个缓冲区在先前存储的所述数据中插入奇偶校验字节，所述方法还包括利用另外的多个缓冲区对所述LDC块进行交错，所述另外的多个缓冲区用于群访问以从所述系统的所述SDRAM中取出数据。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述数据是按照数据帧的顺序从所述SDRAM取出并且按照数据块的顺序返回至所述SDRAM的。
15.如权利要求13或14所述的方法，其包括按照所述LDC块的顺序将数据从所述SDRAM取出从而使其到达所述交错装置的缓冲区，并且按照所述LDC簇的顺序将所述数据从所述交错装置传送出去。
16.一种光盘解码方法，其用于对LDC簇进行解码从而形成LDC块的，其包括实施与所述LDC块相关的纠错和对LDC簇进行去交错从而形成LDC块，所述方法包括利用多个缓冲区对所述LDC簇进行去交错，所述多个缓冲区用于群访问以将所述数据传输至所述系统的SDRAM，并且所述方法还包括利用多个缓冲区实施纠错的步骤，利用所述缓冲区中的一个缓冲区从所述系统的SDRAM中取出数据并且计算校正子，以及利用所述缓冲区的另一个缓冲区实施校正并且将所述数据传送回所述系统的所述SDRAM，其中，当所述另一个缓冲区存储数据并且计算校正子时，所述一个缓冲区在传送之前对先前存储的所述数据进行计算并且实施纠错。
17.如权利要求16所述的方法，其中按照数据块的顺序将所述数据从所述SDRAM取出并且按照数据帧的顺序将数据返回至所述SDRAM。
18.如权利要求16或17所述的方法，其中所述数据以LDC簇的顺序到达所述去交错装置的所述缓冲区，并且所述数据随后以LDC块的顺序被传送至所述SDRAM。
19.如权利要求13至18中的任一或者任意多个权利要求所述的方法，其还包括同时所述纠错装置中操作所述多个缓冲区的步骤。
20.一种光盘编码/解码方法，其包括如权利要求13、14或15中任意一个或几个所述的方法步骤以及如权利要求16、17或18中任一所述的方法步骤。
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