CN1121687C - 光盘再现信号的数据帧号检测 - Google Patents

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Abstract

用于检测帧号的帧号检测器接收包括许多扇区的输入信号。一个扇区包括许多帧，每帧包括同步信号和数据，同步信号具有用于识别扇区中帧号的模式，定义该模式是为了从一帧中的同步信号中，或者从连续的帧中的同步信号中识别帧号。从输入信号中提取连续帧的同步信号的模式，并将提取的模式与预定模式比较，并用多数原则确定提取模式与预定模式是否一致。然后，基于比较器输出信号确定帧号。

Description

光盘再现信号的数据帧号检测
技术领域
本发明涉及从光盘(如DVD-ROM)中再现信号的设备，特别是需要从再现信号中检测帧号的设备。
背景技术
最近，利用激光进行记录和再现信息的光盘技术已经开发利用，同时人们提出多种在光盘上记录数据的格式。然而，在这些数据格式中，都需要同步信号。当需要再现光盘中记录的数据时，先再现和计数同步信号，并根据计数的数值来确定读取某一帧。也就是说，通过计数同步信号检测数据帧。然而，当盘片转动不均匀时，数据帧的时间长度变得长短不一。这时，同步信号将会被错误地计数，从而无法确定光盘扇区中哪一数据帧被再现。因此，再现信号就会全部变得不正确。
日本专利第8289249/1996号介绍了一种解决这一问题的设备和方法，具有DVD-ROM格式数字数据的记录媒体或DVD-ROM，其中每一扇区包括若干线，而每一线又包括若干其帧号都为奇数或都为偶数的数据帧，每一数据帧又包括同步信号(同步帧号)和数据。在DVD-ROM格式中，同步信号具有预定模式。当再现DVD-ROM中的数据时，至少需要使用两个同步信号的组合来确定数据帧号。为了提高帧号检测的稳定性，最好使用三或四个连续帧的同步信号。
然而，在DVD-ROM格式中，因为在同步信号中只有13位是变化的，所以两个同步信号之间的距离非常短。如果同步信号模式的位长较短，则帧号检测的错误率就会较高；另一方面，如果同步信号模式的位长增长，则记录介质的数据利用率就会变差。如果数据帧号检测所需要的同步信号数目增加，则检测的错误率就会降低。然而没有错误是不可能的，但帧号检测的错误率是可以降低的。因此，人们期望能正确地从包含短代码同步模式的数据中检测到数据帧。
发明内容
本发明的目的是提供一种设备和方法，以便从包含短代码同步模式的信号中检测到数据帧号，而不发生帧号检测错误。
本发明一种从输入信号中检测帧号的设备，其特征在于，输入信号包括许多扇区，每个扇区包括许多帧，每帧包括同步信号和数据，同步信号具有用于识别扇区中帧号的模式，定义该模式是为了从一帧中的同步信号中，或者从相邻各帧中的同步信号中识别帧号；该设备包括：
一个从输入信号中提取相邻X帧的同步信号的模式的提取设备，其中X是自然数；
一个对预定数目的相邻各幀将所述提取设备提取的同步信号模式与预定模式比较的比较设备，所述预定模式被定义为能够识别幀，用以确定提取模式与预定模式是否至少有Y帧一致，其中Y是小于预定的相邻帧数的自然数；以及
一个根据所述比较器的输出信号来确定帧号的计数器。
例如，有一数据块包括Z帧带有同步信号扩展模式的数据帧(如Z＝2)，该同步信号的扩展模式与预定的模式相比较，以确定计算所得的扩展模式与预定模式是否相差Y块数据，其特征是Y和Z都是自然数。
这里，预定模式最好定义为检测扇区内最后一帧。这样。当检测完最后一帧并继续检测其他帧时，能够使计数器复位输出的帧号。
本发明一种从输入信号中检测帧号的方法，其特征在于，输入信号包括许多扇区，每个扇区包括许多帧，每帧包括同步信号和数据，同步信号具有用于识别扇区中帧号的模式，定义该模式以从一帧中的同步信号中，或者从相邻各帧中的同步信号中识别帧号；该方法包括以下步骤：
从输入信号中提取相邻X帧的同步信号的模式，其中X是自然数；
对预定数目的相邻各帧，把提取的同步信号模式与预定模式比较，所述预定模式被定义为能够识别幀，用以确定提取模式与预定模式是否至少有Y帧一致，其中Y是小于预定的连续帧数的自然数；以及
基于计数比较步骤的输出信号来确定帧号。
本发明一种从可选光盘中再现信号的设备，其特征在于，记录在可选光盘上的信号包括许多扇区，每个扇区包括许多帧，每帧包括同步信号和数据，同步信号具有用于识别扇区中帧号的模式，定义该模式是为了从一帧中的同步信号中，或者从相邻各帧中的同步信号中识别帧号；该设备包括：
一个检测光盘的反射光的光传感器，；
一个从反射光再现数字数据的再现设备；
一个将数字数据解码的解码器；
所述解码器包括从数字数据中检测帧号的设备；所述检测帧号的设备包括：
一个用于从输入信号中提取相邻X帧的同步信号的模式的提取设备，其中X是自然数；
一个用于对预定数目的相邻各帧把所述提取设备提取的同步信号模式与预定模式比较的比较设备，所述预定模式被定义为能够识别幀，用以确定提取模式与预定模式是否至少有Y帧一致，其中Y是小于预定的连续帧数的自然数；以及
一个基于所述比较器的输出信号来确定帧号的计数器。
该发明的优点在于，即使同步信号模式的位长很短，并且与代表其他数据帧的同步信号之间的代码距离很短，帧号也能被正确地检测出来。
附图说明
通过下面的说明，该发明的目的和特点将更清楚。说明结合最佳实施例和相应的附图参考。附图有：
图1是从光盘再现信号设备的功能结构方框图。
图2是输入信号的格式图。
图3是不同同步号的同步代码的模式图。
图4是显示由于输入信号中同步信号一个位发生移位而产生的帧号检测错误的示意图。
图5A和5B说明正确和错误的帧号检测的情况。
图6是根据该发明第一个实施例用来检测帧号的帧号检测器的功能结构方框图。
图7是解释同步信号检测器操作的时序图及其实施例的说明。
图8是同步代码没有错误的时序图。
图9是包含不超过阈值的错误的同步代码的时序图。
图10是根据本发明第二个实施例的用来检测帧号的帧号检测器的功能结构图。
具体实施方式
参见附图，在图中相同的附图标记表示图中相同或相似的部分。图1说明该发明的第一实施例的设备，该设备从光盘100(如DVD-ROM)中再现信号。光头102向光盘100发射激光束，接受光盘的反射光并把反射光转换成RF信号。再现设备104根据预置的阈值电平量化RF信号，并把这些数字化数据传输给译码部件106。后者再现出光盘100上记录的信号。译码部件106包括从输入信号检测数据帧号的数据帧号检测器108和ECC〔检错和纠错〕译码器110。数据帧号检测器108从下面将要说明的数据中检测数据帧号；ECC译码器110纠正再现数据中的错误。除了数据帧号检测器108外，从光盘中再现信号的再现过程是现有技术，这里不再详细解释。
在详细说明数据帧号检测器之前，需要先说明输入信号。在输入信号中，扇区包括若干数据帧；数据帧又包括同步信号和数据；而同步信号又带有识别扇区中数据帧号的模式，该模式通过一个或者连续几个数据帧中同步信号的模式来识别数据帧号。
在该实施例中，输入信号基于如图2所示的DVD-ROM数据格式，在输入信号中，每一扇区包括26帧数据；每一数据帧包括23位的同步信号和1456位的数据；每一帧带有同步信号模式，因此，扇区中的每一数据帧就可以通过至少两个连续数据帧的同步信号模式识别出来。在上面的数据帧的数据中，包括64位的ID信号和32位的ID错误检测信号(IED)。该数据被调制成8-16位模式或其它相应的模式。
同步信号用SY0到SY7八种同步号来描述，它们的格式如图3所示。SY0到SY7中的每一同步号都包括四种同步信号模式或者同步代码。它们根据预置的逻辑和调制过程被选出。每一个同步代码包括一个13位的识别模式把该同步号与其它同步号区别开，同时还包括一个19位的通用模式“1000000000000010001”。该13位区别同步代码的识别模式就是下文将要提到的识别(ID)代码，而19位的通用模式就是将要提到的14T4T代码。通过检测至少连续两帧的同步代码，就可以检测出识别代码，从而识别某一帧。例如，为了区别图2所示的第15帧，必须具备两个条件：前一同步代码的识别代码为模式SY5；当前同步代码的识别代码为模式SY2。为了稳定地读取识别代码，只有第一帧能从一个同步代码中识别出来。
图4显示根据DVD-ROM格式定义的同步号SY0到SY7，由于一位的移位而产生的同步号检测错误。图4中，划上圆圈的地方代表可能发生检测错误，这是由于对应行和列的同步号发生1位的移位。这样，就可能发生同步信号的错误检测。图5A显示正确检测帧号的例子，而另一方面，图5B显示由于输入信号的同步信号发生上述的1位移位而产生错误检测。这里假定是从3帧的同步代码中识别帧号的。在这个例子中，由于1位的移位，同步代码SY2被错误地确定为SY3。如果这样的错误检测发生，当前帧号就被确定为16，这样错误检测电路就不能作出纠错处理。
图6描述帧号检测器108如何从输入信号检测帧号。帧号检测器108包括提取同步模式的电路1和比较电路2。提取电路1从输入信号中提取同步模式；而比较电路2与采用以前技术的检测器比较不同，它利用最大化原则根据结果26而确定检测的是第26帧。在比较电路2中，同步信号模式的两个连续帧作为一个块处理，并且检查在连续5个块中，是否有3个或者3个以上的块具有相同的同步信号模式。以便预置帧计数器20。提取电路1和比较电路2的主要部件是为帧号26提供最好的抉择。
在提取电路1中，串行一并行(S/P)转换器11接收串行输入信号，并把它按时钟同步地转换成32位同步的并行数据。同步检测和插入器12接收并行信号，并通过识别14T4T代码模式来检测同步信号。如果在一帧的间隙没有正确检测到同步信号，就进行插入操作来生成同步信号。在图7所示的例子中，根据以前的同步信号生成预测窗口作为基准。如果在预测窗口中检测到14T4T代码，经过与14T4T检测脉冲对应的X位延迟后，输出同步信号SYNC，这里的X比预测窗口的宽度大。如果在预测窗口中没有检测到14T4T代码，经过对应于14T4T检测窗口中心位置X位后，输出同步信号SYNC。如果在预测窗口外继续检测14T4T模式，将生成下一个预测窗口，以便索引窗口外的14T4T模式检测。另一方面，时序控制器13有一延迟X位的电路，以提供同步信号和数据之间正确的时序关系。它将数据延迟X位，然后，通过使用同步信号SYNC作为使能信号来输出同步模式数据SD，D触发器14a锁存延迟后的并行信号DPD。下一步，通过使用同步信号SYNC作为使能信号，另一D触发器14b延迟同步模式数据一帧。
这里提供了6种模式匹配检测器，它们是：SY1模式匹配检测器15a；SY2模式匹配检测器15b；SY3模式匹配检测器15c；SY4模式匹配检测器15d；SY6模式匹配检测器15e；SY7模式匹配检测器15f。SY6的模式匹配检测器15e和SY7的模式匹配检测器15f用图3所示同步代码中的识别代码来比较从D触发器14a接收到的13位同步模式数据。如果相识别，就输出SY6匹配脉冲或者SY7匹配脉冲；另一方面，从SY1的模式匹配检测器15a到SY4的模式匹配检测器15d，都用图3所示同步代码中的识别代码来比较从D触发器14b接收到的13位同步模式数据。如果相同，就输出SY1，SY2吇蛘逽Y4的匹配脉冲。
在图6所示的比较电路2中，与门16a到16e对匹配脉冲进行“与”运算，延迟单元17a-17d分别延迟与门16a-16c、16e的输出信号。与门16e输出SY4/SY6的匹配脉冲，8帧延迟单元17a把SY4/6的匹配脉冲延迟8帧数据时间。与门16a输出SY1/SY7的匹配脉冲，6帧延迟单元17b把SY1/7的匹配脉冲延迟6帧数据时间。与门16b输出SY2/SY7的匹配脉冲，4帧延迟单元17c把SY2/7的匹配脉冲延迟4帧数据时间。与门16c输出SY3/SY7的匹配脉冲，2帧延迟单元17d延迟SY3/7的匹配脉冲2帧数据时间。
接着，组合逻辑单元18计算匹配的数目或者从延迟单元17a到17d和与门16d来的5个输入信号D0到D4上“1”的数目，并输出结果CB。例如，如果5个输入信号为“01001”，就输出“1”的数目“2”；如果5个输入信号为“11101”，就输出“4”。接着比较器19用预置的阈值电平比较组合逻辑18的输出CB。如果阈值大于CB，就输出“1”；否则就输出“0”。也就是说，模式比较在由连续两帧组成的块中进行，这两帧具有同步信号模式。如果模式大于预置阈值，当前帧就被确定为第26帧，输出“0”到帧计数器20去定位第26帧。当比较器19的输出为“0”时，帧计数器20被预置为26；否则，在每一个同步信号来时，帧计数器增加1。当超过26时，帧计数器复位到“1”。计数器的输出是作为帧号FR。
下面两个例子帧号检测器进行正确的帧号检测。图7为所有的同步代码都被正确检测时的时序图；而图8为同步代码有误时的时序图。在图7和图8中，信号SYNC表示从同步检测和插入器12输出的同步信号；DPD表示从时序校正器13输出的32位延迟后的并行数据；SD表示从D触发器14a输出的同步模式数据，如SY4；DSD表示从D触发器14b输出的延迟后的同步模式数据，如SY6；S0表示从SY1的模式检测器15a输出的SY1匹配脉冲；S1从表示SY2的模式检测器15b输出的SY2匹配脉冲；S2表示从SY3的模式检测器15c输出的SY3匹配脉冲；S3表示从SY4的模式检测器15d输出的SY4匹配脉冲；S4表示从SY6的模式检测器15e输出的SY6匹配脉冲；S5表示从SY7的模式检测器15f输出的SY7匹配脉冲；还有，D0表示从与门16e输出，并经过8帧延迟单元17a延迟8帧后的SY4/6匹配脉冲；D1表示从与门16a输出，并经过6帧延迟单元17b延迟6帧后的SY1/7匹配脉冲；D2表示从与门16b输出，并经过4帧延迟单元17c延迟4帧后的SY2/7匹配脉冲；D3表示从与门16c输出，并经过2帧延迟单元17d延迟2帧后的SY3/7匹配脉冲；D4表示从与门16d输出的SY4/7匹配脉冲；CB表示组合逻辑电路18输出的“1”的数目；CP表示比较器19输出的与阈值的比较结果；FR表示帧计数器20输出的帧号。
在图7所示的例子中，当所有的同步代码都被检测到，匹配脉冲D0，D1，D2，D3，D4同时变为“1”。因此，匹配数目CB为5。如果阈值为3，比较器的结果CP为“0”，帧号FR预置为26。然后，重复从1计数到26，直到同步代码大于阈值。
接下来，图8说明在同步代码有错时的例子。图8中加点的地方表示错误检测的同步代码。当同步代码变为其它的模式或者变为不存在的模式时，匹配脉冲D0，D1，D2，D3和D4中的一部分将变为“1”，而其它则变为“0”。然而，如果匹配的数目CB等于或者大于阈值“3”时，CP变为“1”。因此，帧号FR预置为26，并且重复从1计数到26，直到同步代码大于阈值。由于这种作用，即使同步代码有错误，如果没有超过阈值，仍然能够输出正确的帧号。
在该实施例中，具有同步信号模式的连续两帧被作为一个块处理，并且，为了预设帧计数器，将通过在十帧中的三个块或更多块检测来检查该模式是否一致。但是，这些数可能并不相同。另外，例如，若在发生突发错误后改变了值，可检测到帧号并以更高的精度纠正。
在该实施例中，只检测最后的帧号26并将之预设到帧计数器。但是，也可以检测不同的帧号。在发生错误时，为纠正帧号，通过检测多数帧号以把帧计数器预设为更高精度也是可能的。
图10是根据该发明的第二实施例所述的检测帧号设备的功能结构图。该设备具有电路101来提取同步模式，还有比较电路102。在该实施例中，提取电路101从输入信号中提取连续X帧的同步信号的模式，比较电路102将提取的同步信号模式与预置模式比较，以确定它们是否至少有Y位一致(或者与预定的阈值比较)，其中X和Y是自然数。在图10显示的该设备中，3个D触发器14a，14b和14c生成连续三帧信号(在该例中X＝3)，匹配号检测器21检测这三帧的位的匹配号。然后，比较器19将匹配号与阈值比较。
在上述解释中，提取模式的匹配在该实施例中是以位为单位检测的。另一方面，在第一实施例中，提取模式的匹配是以块为单位检测的，若匹配的块数小于阈值，即可判定帧号而不需检测。但是，在该条件下，若匹配的位数小于预定的阈值，则可正确检测帧号。该实施例对于这钟情况是有利的。
在该实施例中，使用硬件电路来检测帧号。但是，可以用软件程序来代替。
虽然该发明已经结合最佳实施例并参考附图做了完整的描述，但是必须注意对于本领域内的专业技术人员还可以作出许多改变和修正是显而易见的。这些改变和修正将被视为包括在该发明范围内，除非它们脱离了该权利要求书中确定的范围。

Claims (12)

1.一种从输入信号中检测帧号的设备，其特征在于，输入信号包括许多扇区，每个扇区包括许多帧，每帧包括同步信号和数据，同步信号具有用于识别扇区中帧号的模式，定义该模式是为了从一帧中的同步信号中，或者从相邻各帧中的同步信号中识别帧号；该设备包括：
一个从输入信号中提取相邻X帧的同步信号的模式的提取设备，其中X是自然数；
一个对预定数目的相邻各幀将所述提取设备提取的同步信号模式与预定模式比较的比较设备，所述预定模式被定义为能够识别幀，用以确定提取模式与预定模式是否至少有Y帧一致，其中Y是小于预定的相邻帧数的自然数；以及
一个根据所述比较器的输出信号来确定帧号的计数器。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，一个块包括Z个提取的同步信号模式的帧，以及所述比较器将所述提取设备提取的同步信号模式与预定的模式比较，以确定提取模式与预定模式是否至少有Y′块一致，其中Y′与Z是自然数。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，Z＝2。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，预定模式被定义为检测扇区中最后一帧，并且所述确定设备是一个计数器，当所述比较器检测到最后一帧时所述计数器复位，否则累计增加。
5.一种从输入信号中检测帧号的方法，其特征在于，输入信号包括许多扇区，每个扇区包括许多帧，每帧包括同步信号和数据，同步信号具有用于识别扇区中帧号的模式，定义该模式以从一帧中的同步信号中，或者从相邻各帧中的同步信号中识别帧号；该方法包括以下步骤：
从输入信号中提取相邻X帧的同步信号的模式，其中X是自然数；
对预定数目的相邻各帧，把提取的同步信号模式与预定模式比较，所述预定模式被定义为能够识别幀，用以确定提取模式与预定模式是否至少有Y帧一致，其中Y是小于预定的连续帧数的自然数；以及
基于计数比较步骤的输出信号来确定帧号。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，一个块包括提取的同步信号的模式的Z个帧，以及将提取的同步信号模式与预定的模式比较，以确定提取模式与预定模式是否至少有Y′块一致，其中Y′与Z是自然数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于Z＝2。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，预定模式被定义为检测扇区中最后一帧，并且在所述输出步骤中，当所述比较步骤检测到预定模式时，把帧号复位，否则使帧号累计增加。
9.一种从可选光盘中再现信号的设备，其特征在于，记录在可选光盘上的信号包括许多扇区，每个扇区包括许多帧，每帧包括同步信号和数据，同步信号具有用于识别扇区中帧号的模式，定义该模式是为了从一帧中的同步信号中，或者从相邻各帧中的同步信号中识别帧号；该设备包括：
一个检测光盘的反射光的光传感器，；
一个从反射光再现数字数据的再现设备；
一个将数字数据解码的解码器；
所述解码器包括从数字数据中检测帧号的设备；所述检测帧号的设备包括：
一个用于从输入信号中提取相邻X帧的同步信号的模式的提取设备，其中X是自然数；
一个用于对预定数目的相邻各帧把所述提取设备提取的同步信号模式与预定模式比较的比较设备，所述预定模式被定义为能够识别幀，用以确定提取模式与预定模式是否至少有Y帧一致，其中Y是小于预定的连续帧数的自然数；以及
一个基于所述比较器的输出信号来确定帧号的计数器。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，一个块包括提取的同步信号的模式的Z个帧，以及将提取的同步信号模式与预定的模式比较，以确定提取模式与预定模式是否至少有Y′块一致，其中Y′与Z是自然数。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于Z＝2。
12.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，预定模式被定义为检测扇区中最后一帧，并且所述确定设备是一个计数器，当所述比较器检测到最后一帧时所述计数器复位，否则累计增加。
CN98123171A 1997-12-08 1998-12-07 光盘再现信号的数据帧号检测 Expired - Lifetime CN1121687C (zh)

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