CN1131799A - 信号再现装置和方法 - Google Patents

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Abstract

在CPU的控制下从存储装置中的记录媒体逐个扇区地读出数据并把它存入环形缓冲器中，CPU能够根据系统上负荷的变化而改变从缓冲器读出的速度。逐帧地读出存储于环形缓冲器中的数据并把它输出到输出装置。在实时再现从记录媒体读出的数据时，能够以基本上和从记录媒体读出数据的速度相符合的速度再现所述数据，从而，将数据损失减至最小并提高瞬时质量。

Description

信号再现装置和方法
本发明涉及信号再现系统，更具体地说，涉及用于读出记录媒体中的记录数据和再现这种读出数据的具有提高的效率的新的和改进的方法和装置。
通常把计算装置同外存储装置相连接，所述外存储装置用于记录已在计算装置中处理过的信息。所述存储装置可以是磁带机、磁盘机、磁鼓机等等。
如果要从这种存储装置读出数据，那么，就要从设置在所述存储装置中的记录媒体读出数据。在这种情况下，把称为文件系统的数据结构提供到记录媒体中，以便把数据作为一个文件从记录媒体中读出。
为了从外存储装置中读出特别大量的数据，通常的做法是先部分地读出所述大量数据，然后再处理所读出的数据。在这种把阅读的数据部分当作一个数据系列，即，当作一个文件读出的方法中，读出数据的瞬时速度对于令人满意的数据再现来说通常是不够。就这一点来说，本来实时写入系统的数据，不能按吞吐量足够快速地处理以提供不间断的实时输出。结果，数据堆积和令人烦恼的输出假信号会显著地降低理想的性能。
此外，在这种作为文件读出数据的方法中，虽然每次部分处理都开始读出数据，但是，从开始读数据直到该数据实际读出所经过的时间是随该数据记录在记录媒体上的位置以及开始读出时计算机装置的状态的不同而变化的。
更具体说，当使用圆盘形记录媒体作为读出/写入数据的记录媒体时，首先要进行检索操作，这时，用于把信息写入圆盘形记录媒体或从中读出信息的磁头要机械运动到圆盘形记录媒体的记录着所需数据的位置上。由于检索操作是通过驱动装着磁头的马达来进行的，所以，连续数据的读出是费时的，因而降低了数据读出的效率。
因此，长期以来一直存在解决上述问题以提高写入和读出数据的效率的要求。本发明显然满足这些要求。
简明扼要地说，本发明提供一种信号再现方法和装置，借助这种方法和装置，一旦把记录在记录媒体上的特定的数据系列写入所述系统，就能有效地改变读出数据的时间，从而便于提高效率并扩大写入和读出数据的过程之间的兼容性，由此把数据损失减至最小。
在本发明的系统中，典型地使用四种类型的数据。前两类数据，例如，待解压的压缩数据(下文称MDEC数据)和音频数据，即，声音和音乐，被输入、即、写入系统，并且最好是实时处理。另外两类数据，例如，多边形数据和特定功能数据，不需要实时处理。
在本发明中，以记录媒体中读出实时数据并把它实时地写入所述系统中，然而，当系统的负荷增加时，中央处理机(CPU)的易变的读出速度或许不能快速地取数和处理输入数据而跟不上输入信号的速度。如果出现这种情况，那么，会不适当地丢失某些实时数据而在输出信号中产生许多不希望有的假信号。
根据本发明，使用环形缓冲器或其他合适的中间存储装置存储输入所述系统的实时数据。这样，环形缓冲器把任何实时数据的损失减至最小。所述环形缓冲器通过提供不变的写入速度，即，从小型磁盘只读存储器(CD-ROM)或类似装置输入到所述系统的速度而改变其读出速度，即，输出到CPU的速度来实现上述功能。所述读出速度随CPU的负荷而改变，因此，在系统数据吞吐量高时能够提高读出速度，这个特点与所述环形缓冲器的特点相结合，有效地把数据损失减至最小。因此，当数据的写入超过数据的读出时，写入被停止，直至读出追上；然后，一般转移或放弃一帧或两帧以恢复写入和读出的一致。在输出端偶尔重复若干帧，以补偿这种数据损失，但是，这种现象是短暂的、不常见的、因而实际上是不足道的。
因此，虽然有可能放弃与所处理的帧相邻的数据帧，但是，根据本发明，所述环形缓冲器即使不是消除也是减小了丢失这种数据的必然性。
举例来说，但不必局限与此，本发明提供一种通过读出记录在记录媒体上的数据来进行数据再现的信号再现系统，该系统包含：将数据逐帧顺序地存储其上的记录媒体，所述帧作为数据处理单元，它包含作为数据的实际读出单元的一个或几个扇区；用于存储从记录媒体读出的数据的环形存储装置或类似装置；用于逐个扇区顺序地从记录媒体读出帧数据并把帧数据存入环形存储装置的数据控制装置，并且，与上述操作分开，所述数据控制装置逐帧读出事先存储在环形存储装置中的数据，从而，当从记录媒体读出的扇区数据不能写入环形存储装置时，就把紧接在包含所述读出扇区的帧数据之后的帧数据跟在包含所述读出扇区的帧数据之前的帧数据后面存入所述环形存储装置中。
虽然，所述环形存储装置指的是所谓环形缓冲器，但是，从本发明的精神和范围出发，可以使用任何合适的中间存储装置。
所述扇区包含附加信息区和数据区，所述附加信息区含有：包含该扇区的帧的数据格式，表示构成帧的各扇区的顺序的扇区号以及表示构成所述帧的扇区数目的扇区总数。数据控制装置利用所述扇区中的扇区号和扇区总数来检测包含该扇区的帧的最后扇区。
本发明还提供与上述系统相联系的信号再现方法，所述方法包含数据读出步骤和帧数据处理步骤；所述数据读出步骤用于从记录媒体中逐个扇区地读出帧数据并把它存入环形存储装置中，在所述记录媒体中逐帧顺序地存储着所述数据，作为数据处理单元的所述帧数据包含一个或多个作为实际的数据读出单位的扇区；所述帧数据处理步骤独立于所述数据读出步骤，用于逐帧地读出预先存入环形存储装置中的数据，从而，当从记录媒体读出的扇区数据不能写入环形存储装置时，把紧接着包含所述读出扇区的帧数据的下一个帧数据跟在包含所述读出扇区的帧数据前面的帧数据存入所述环形存储装置中。
此外，根据本发明，在逐个扇区读出记录在记录媒体中的帧数据并将其存入环形存储装置时，只有和构成所述帧的各扇区中的中间扇区相近的那些扇区才能被存入环形存储装置中。紧接在仅含有和存储的中间扇区相近的扇区的帧数据之后的帧数据跟在已正确存储的帧数据之后存入环形存储装置中，而放弃仅含有和已存储的中间扇区相近的扇区的帧数据。这样就以和读出速度一致的速度再现从记录媒体读出并写入所述系统中的帧数据，所述系统中的CPU能够改变所述读出速度。
所述扇区包含附加的信息区和数据区，所述附加的信息区含有：包含该扇区的帧的数据格式，表示构成帧的各扇区的顺序的扇区号以及表示构成所述帧的扇区数目的扇区总数。因此，在从记录媒体读出扇区数据时，能够顺序地检测出所述帧中的位置信息和数据信息。
此外，当利用扇区号和扇区总数检测最后扇区时，能够检测到在这些帧中间的一个位置，即，帧数据的分割点。
因此，本发明满足长期以来意识到的对于提高写入和读出数据的效率的要求。
从下面结合说明实施例的附图所作的更详细的描述中，将明了本发明的这些和其它目的和优点。
图1是表示本发明的信号再现装置的结构的简图；
图2示出本发明的系统使用的帧数据；
图3示出本发明的系统使用的扇区；
图4示出本发明的系统使用的扇区标题区的结构；
图5A和5B说明本发明的数据读出处理；
图6说明本发明的帧数据处理；
图7是表示家庭游戏机的总系统配置的结构的方块图。
下面参照附图，在所有图中，相同的标号表示相同的或对应的部分。
如前所述，在本发明的系统中，典型地使用四种类型的数据。前两类数据，例如，待解压的压缩数据(下文称MDEC数据)和音频数据即，声音和音乐，被输入，即，写入所述系统中，并且，最好是实时处理。另外两类数据，例如，多边形数据和特种功能数据，不需要实时处理。
在本发明中，以实时方式将实时数据从记录媒体中读出并写入系统中。但是，当系统上的负荷增加时，CPU的易变的读出速率或许不能快速地取数和处理输入数据而跟不上输入信号的速度。如果出现这种情况，那么，将不适当地丢失某些实时数据而在输出信号中产生许多不希望有的假信号。
根据本发明，使用环形缓冲器或其他合适的中间存储装置来存储输入到所述系统的实时数据。这样，所述环形缓冲器把任何实时数据的损失减至最小。所述环形缓冲器通过提供不变的写入速度，即，从小型磁盘只读存储器(CD-POM)或类似装置输入到所述系统的速度，而改变其读出速度，即，输出到CPU的速度，来实现上述功能。所述读出速度随CPU上的负荷而变化，因此，在系统数据吞吐量高时，能够提高所述读出速度，这个特点与所述环形缓冲器的特点相结合，有效地将数据损失减至最小。因此，当数据的写入超过数据的读出时，写入被停止，直至读出追上，然后，一般转移或放弃一帧或两帧，以恢复写入和读出的一致。在输出端偶尔重复若干帧，以补偿这种数据损失，但是，这种现象是短暂的、不常见的，因而实际上是不足道的。
因此，虽然有可能放弃与所处理的帧相邻的帧数据，但是，根据本发明，所述环形缓冲器即使不是消除也是减小了丢失这种数据的必然性。
下面参照附图，更具体地说，参照图1，包含微处理器和类似装置的中央处理机(CPU)被连接到总线6。存储器2，数据传送装置3，存储装置4以及输出装置5也都借助总线6相互连接。
合适的记录媒体，例如，使用小型磁盘(CD)的CD-ROM设置在存储装置4中，所述CD-ROM是圆盘形记录媒体，并且，是用于以光学方式记录和再现数据的只读光盘。可以把存储装置4安装在信号再现装置内部，或者，把它从信号再现装置的外部连接到总线6。
输出装置5包含多个输出装置，例如，像用于图象输出的阴极射线管(CRT)的显示装置以及用于音频输出的扬声器装置。
下面描述存储装置4中的CD-ROM上的记录数据。
图2示出记录在CD-ROM上的帧数据。帧数据表示文件数据中数据处理单元。如图2所示，按顺序记录帧数据FD1、FD2、FD3、FD4、FD5......而构成文件数据中的一个单元。帧数据FD1至FD5的量可以不同。
图3中示出所述帧数据的内部结构。帧数据FD包含作为较小数据块的若干扇区。图3示出一个帧数据单元FD包含三个扇区SC1至SC3的情况。扇区SC是来自存储装置4中CD-ROM的实际的数据读出单元，并具有固定的数据量。
扇区SC1至SC3中的每一个包含作为扇区SC的附加信息区的扇区标题区SH以及含有图象和音频数据的扇区数据区SD。扇区标题区SH1至SH3中的每一个用于存储包含该扇区标题区的目录以及用于指示该扇区在整个帧数据FD中的位置的数据。
把帧数据中的图象和音频数据顺序地紧密存储在自前导扇区SC1中的扇区数据区SD1到扇区数据区SD2、SD3中，所述区域之间无间隔。在这种情况下，当帧的量小于该帧数据FD中多个扇区数据区SD的总容量时，无效数据被存入扇区数据区SD的剩余部分中。更具体地说，如图3中所示，由于帧数据FD中所包含的数据量小于三个扇区数据区SD1至SD3的总容量，所以，存储着无效数据的无效数据区出现在最后的扇面数据区SD3之后。
如图4中所示，从前导部分开始，扇区标题区SH包含：帧数据格式标识符FID，用于指明帧数据FD的数据格式；扇区号SN，用于指示从含有该扇区标题区SH的扇区的帧数据FD中的前导扇区开始的序列号；扇区总数HS，用于指示包含该扇区标题区SH的帧数据的扇区总数目；帧号FN，它指示从文件数据中帧数据的前导帧开始的序列号；以及帧数据量FS，它指示存储在帧数据FD的扇区数据区SD中的数据量。
一个帧数据单元中的数据具有相同的格式。因此，当帧数据FD中存在多个扇区SC时，各扇区SC中扇区标题区SH的帧数据格式标识符FID具有相同的值。此外，当包含帧数据量FS的扇区标题区SH所属的帧数据FD中存在多个扇区标题区SH时，这些扇区标题区SH中的帧数据量FS具有相同的值。
现在再参照图1，CPU 1把用于读出数据的控制信号通过总线6传送到含有作为存储媒体的CD-ROM的存储装置4。响应馈送到存储器4的控制信号，从存储装置4中，在CD-ROM所期望位置上的数据被逐个扇区地读出。
读出的扇区数据通过数据传送装置3传送并存储到存储器2的环形缓冲器7中。可以用软件或硬件来实现环形缓冲器7。当然，普通技术人员将理解，可以对数据的缓冲、写入、读出的这种方案在设计方面做出各种更改，而不违反本发明的精神和范围。
执行直接存储器存取传送(DMA)的控制的数据传送装置3受控于来自于CPU 1的控制信号。数据传送装置3把从存储装置4读出的数据高速传送到环形缓冲器7，并把数据存入其中。
独立于把扇区数据存入环形缓冲器7中的操作是，把来自CPU 1的控制信号馈送到存储器2。根据该控制信号，存储在环形缓冲器7中的数据被逐帧读出。CPU 1对从环形缓冲器7读出的帧数据的内容进行判别，并根据判别的结果进行处理。处理后的帧数据被馈送到输出装置5中的若干输出装置中的一个。于是，从已接收到数据的输出装置输出信息信号。
由于在本实施例中，在信号再现装置中数据处理过程与被处理的数据的内容无关，因此，各种格式的数据都能进入扇区数据区SD。例如，通过把图象数据存入扇区数据区SD中，就有可能再现顺序地变化的静图象，即，活动图象。通过存入音频数据，就有可能顺序地再现音频数据。此外，通过把任意格式的数据存入扇区数据区SD中，就有可能实现按照数据的瞬时变化来顺序处理数据。
如上所述，帧数据包含单一格式数据。但是，多个帧数据可能包含不同数据格式的数据。并且，这些数据可能同时被包含在一个数据系列中。下面描述这种实施例中的信号再现方法。
在图1中所示的信号再现装置中，帧数据在CPU 1的控制下被逐个扇区地在存储装置4中的CD-ROM与存储器2中的环形缓冲器7之间传送。就这一点而言，帧数据被从存储装置4中的CD-ROM逐个扇区读出。进行数据读出处理和帧数据处理，数据读出处理用于利用数据传送装置3把所存储的读出扇区数据传送到存储器2中的环形缓冲器7并把它存储其中；帧数据处理用于逐帧地读出存储在环形缓冲器7中的数据，并把处理后的数据传送到输出装置。这两种数据处理操作是在CPU 1的控制下分开进行的，并且，通过环形缓冲器7基本同步。
下面描述数据读出处理操作。
图5A系列的方式示出记录着帧数据FD1至FD8的CD-ROM的数据区。用记录媒体读出位置RP指示准备从CD-ROM读出的帧数据中的扇区。在图5A的CD-ROM中，从存在记录媒体读出位置RP的帧数据FD4的前导扇区开始逐个扇区地读出数据，并且，每当读出一个扇区的数据时，就借助数据传送装置3把数据写入环形缓冲器7。每当读出一个扇区的数据时，记录媒体读出位置RP就被移动到下一个扇区。
图5B示出环形缓冲器7的数据区。环形缓冲器7有这样的结构：多个扇区数据存储区按顺序排列，其中，每个扇区数据存储区具有一个扇区的数据容量。在数据读出处理和帧数据处理时都可以自由地访问环形缓冲器7。
如图5B中所示，环形缓冲器7有13个扇区数据存储区BF，即，从用环形缓冲器起始位置SB表示的扇区数据存储区BF1开始到用环形缓冲器结束位置EB表示的扇区数据存储区BF13。在所述环形缓冲器7中，扇区数据写入扇区数据存储区BF3至BF8中，并且，用数据写入位置WDT表示紧接着写入扇区数据的位置。每当一个扇区数据被写入扇区数据存储区BF时，数据写入位置WDT就被移动到下一个扇区数据存储区。
但是，当随着一个扇区数据被写入扇区数据存储区BF13而使数据写入位置WDT处于与环形缓冲器结束位置EB相同的位置，即，处在扇区数据存储区BF13时，数据写入位置WDT就被移动到与环形缓冲器起始位置SB相同的位置上，即，移动到扇区数据存储区BF1。
下面描述用于读出其中存在图5A的记录媒体读出位置RP的帧数据FD4并把该数据存入环形缓冲器7中的数据读出处理。
帧数据FD4包含三个扇区。读出前导扇区数据并将它写入其中存在数据写入位置WDT的扇区数据存储区BF90然后，记录媒体读出位置RP移动到帧数据FD4的第二个扇区，而且，数据写入位置WDT也移动到扇区数据存储区BF10。接着，读出帧数据FD4的第二个扇区数据并把它存入扇区数据存储区BF10中。与此相似，帧数据FD4的最后一个扇区数据被存入扇区数据存储区BF11中。
图5B表示环形缓冲器7处于这样的状态，即，其中6个扇区数据存储区BF中已存入数据。而其余7个扇区数据存储区BF中未存入数据。
当从环形缓冲器7读出包含8个或更多扇区的帧数据中的数据时，按上述方法把数据逐个扇区顺序地写入。但是，当环形缓冲器7的所有扇区数据存储区中都已写入数据，同时，数据写入位置WDT与数据读出位置RDT一致时，就停止把数据写入环形缓冲器7中。环形缓冲器7的数据写入位置WDT返回到紧接在这样的扇区数据存储区之后的扇区数据存储区的位置，所述这样的扇区数据存储区是在环形缓冲器7中目前暂停写入和存储的帧数据之前的帧数据的最后扇区数据被正确地存入其中的扇区数据存储区。也就是说，目前正从CD-ROM读出的一帧数据被放弃了。
在这种情况下，图5A的CD-ROM中的记录媒体读出位置RP移动到紧接在被停止写入的帧数据之后的帧数据的前导扇区处。
然后，在紧接在被放弃的帧数据之后的帧数据的前导扇区处恢复了对环形缓冲器的数据写入。
在读出CD-ROM上的记录数据并实时地再现该记录数据的过程中，当用于逐个扇区地存储从CD-ROM读出数据的环形缓冲器7中，数据读出位置和数据写入位置出现在扇区数据存储区的相同位置时，记录在记录媒体中的一帧数据被从环形缓冲器7中消去，并且，正从CD-ROM读出的一帧数据不再现。这样，能够以最小的数据损失用和从CD-ROM读出帧数据的速度(写入输入到所述系统的速度)一致的速度实时地再现读出的数据。
如图4中所示，扇区标题区SH中的扇区号SN和扇区总数HS被用来检测帧数据之间的分割点。在检测分割点的扇区，即，包含15个扇区的帧数据的最后扇区时，不管扇区标题区SH的扇区总数HS的值与扇区号SN的值是否相同，即，都等于15，都要对构成帧数据的每个扇区进行检测。这样，能够检测出帧数据之间的分割点的该扇区。
下面描述帧数据处理。
如果帧数据存储于环形缓冲器7中，那么，把从数据读出位置RDT开始的一帧数据作为目标帧数据。更准确地说，如图6中所示，把具有存在数据读出位置的前导扇区的帧数据作为目标帧数据ITD。CPU 1在目标帧数据IFD的扇区中，从扇区标题区SH的帧数据格式标识符FID的内容来识别包含在帧数据中的数据格式。此外，CPU 1对已识别的数据格式进行预定的处理，并且，把所述数据作为信息信号，例如，图象信号或音频信号传送到输出装置5。从显示装置或扬声器装置输出与输出装置5的信息信号相对应的所传送的信息信号。
为了识别帧数据是否被包含在环形缓冲器7中，必须检测该帧数据是否包含这样的扇区，即，该扇区的扇区标题区SH中数据读出位置RDT和数据写入位置WDT不同，并且，该扇区标题区中如图4中所示的扇区总数HS和扇区号SN具有相同值。
当所述帧数据是图象数据时，所述预定的处理具体地是用于把图象数据作为图象输出信号显示在显示装置的屏幕上的信号处理。当所述帧数据是音频数据时，所述预定的处理是用于把音频数据作为音频信号输送到扬声器装置的终端的信号处理。
用于所述信号再现装置的信号再现方法最适用于家庭游戏机(home game urits)以及类似的装置。图7示出使用该信号再现方法的家庭游戏机的实施例的结构。
图7中的家庭游戏机包含连接到主系统中的用于实现各种功能的多个处理器和装置的总线31，所述主系统包含CPU 11和外围设备12、图形系统、音响系统、CD-ROM系统和通信系统。
所述主系统的CPU 11是32位简化指令系统计算机(RISC)CPU。外围设备12包含多个控制器，例如，直接存储器存取(DMA)，计时器和中断器。以下装置也连接到总线31：2兆字节容量的主存储器13；512千字节容量的、存储有用于CPU 11控制和外围设备12的操作、从而控制家庭游戏机操作系统(OS)程序的ROM 14；作为并行通信的输入/输出(I/O)部件的并行输入输出(PIO)29以及作为串行通信的输入/输出(I/O)部件的串行输入输出(SIO)。
当接通家庭游戏机的电源时，CPU 11执行ROM 14中的操作系统(OS)程序而使整个装置启动。根据由CPU 11提供的控制命令，从CD-ROM读出寄存在CD-ROM系统的CD-ROM装置25中的应用程序，即，游戏程序或图象数据、音频数据。
关于这一点，记录在CD-ROM中的图象数据包含：已经借助离散的余弦变换(DCT)和压缩进行正交变换的活动图象和静图象数据，以及用于修改多边形的纹理图象(texture picture)的图象数据。作为活动图象和静图象的图象数据，使用两种压缩的数据，一种是根据作为压缩静图象数据的国际标准的联合摄影专家组(JPEG)的标准压缩的数据，另一种是根据作为压缩动图象数据的国际标准的活动图象编码专家组(MPEG)的标准、仅用帧内编码压缩的数据。来自CD-ROM的游戏程序包含用于绘制微小多边形面积或多边形图的多边形绘制命令。
记录在CD-ROM中的音频数据包含基于作为音乐小型磁盘(musicCDs)中音频数据的CD-DA标准的16位脉冲编码调制(PCM)数据以及基于作为CD-ROM图象和音频数据的CD-ROM XA标准的自适应差分式脉冲编码调制(所谓ADPCM)数据。
从CD-ROM读出的数据存入CD-ROM缓冲器24，然后，由CD-ROM解码器23解码。该结果数据馈送到主系统，根据所述数据的内容馈送到图形系统或音响系统。
所述图形系统包含：作为图形数据生成处理器的几何变换机(geometrg transfer engine)(GTE)15；作为图形绘制处理器的图形处理装置(GPU)16；用于通过GPU 16生成图象的具有1兆字节容量的帧缓冲器17；作为图象数据扩展机的运动解码器(MDEC)19以及视频输出装置18，例如，阴极射线管(CRT)显示装置或液晶显示(LCD)装置。
作为CPU 11的协同处理器的几何变换机(GTE)15，当CPU 11产生绘制命令或控制命令时，用并行处理机理，对表示图象中的三维物体的多边形，高速地进行坐标变换或光源计算，例如，以固定的十进制计算矩阵或矢量。
根据来自CPU 11的多边形绘图命令而操作的图形处理装置(GPU)16在变换到与CPU 11无关的二维地址空间的帧缓冲器17中绘制多边形。GPU 16进行以下操作：绘制平直影线，其中，用同一种颜色绘制多边形；绘制Gouraud影线，其中，对每个多边形顶点标明任意颜色以确定多边形内部的颜色；绘制纹理映射(fexture mapping)，其中，把作为二维图象数据的纹理(fexture)加到多边形上。
准确地说，当绘制平直影线过程中用同一种颜色绘制三角形时，GET 15能够以每秒大约150万个多边形的最高速度进行坐标计算。当绘制Gouraud影线或纹理映射(fexture mapping)时，GTE 15最多能够以每秒大约50万个多边形的速度进行坐标计算。因此，能够减轻CPU 11的负荷并进行高速坐标计算。
帧缓冲器17包含16位的所谓双端口随机存储器(RAM)，这是一个有512个垂直象素和1024个水平象素的矩形区。帧缓冲器17用于借助GPU 16和从主存储器13传送来的封闭虚线(enclosure)数据来绘制图象。借助GPU 16或从主存储器13传送来的数据进行绘图是和图象数据的读出同时进行的。在帧缓冲器17设置有存储纹理模式(fexture pattern)的纹理区和存储作为彩色调色板的彩色查找表(CLUT)的彩色查找表(CLUT)区。在CPU 11的控制下从CD-ROM磁盘机25读出所述纹理模式和彩色查找表(CLUT)数据，然后，将所述数据经过GPU 16传送到帧缓冲器17并存储在那里。所述彩色查找表(CL-UT)数据也可以由GPU 16产生。
于是，GPU 16使用由GTE 15供给的坐标和彩色信息绘制多边形，并把纹理加到多边形上，以便产生三维(3D)图象。把结果图象数据作为图象信号输出到视频输出装置18，以便显示三维(3D)图象。
在准备显示动图象时，在帧缓冲器17中设置两个矩形区，并且，这两个矩形区交替地用于绘图和图象显示，因此，与在其中一个矩形区绘制帧图象的同时，先前绘制在另一个矩形区的帧图象的数据被输出到视频输出装置18，以便显示图象。于是，避免了图象重写的情况出现在视频输出装置18上。
用于再现从CD-ROM 25读出的图象数据的运动解码器(MDEC)19与CPU 11共用主存储器13进行并行操作。从CD-ROM磁盘机25读出的活动图象数据由CD-ROM解码器23进行错误校正，然后，被馈送到运动解码器(MDEC)19。MDEC 19将馈送到这里的数据解码。然后，解码后的数据作为活动图象被馈送到主存储器13。馈送到主存储器13的活动图象数据经由图形处理装置(GPU)16存入帧缓冲器17，然后，被作为图象信号输出到视频输出装置18，以便显示图象。
所述音响系统包含：作为声音再生处理器的声音处理装置或者所谓SPU 20；用于SPU 20以再生声音信号的512千字节的声音缓冲器21；以及声音输出装置22，例如，扬声器装置。
所述SPU 20具有：自适应差分式脉冲编码调制(ADPCM)的解码功能，用于再现通过对16位音频数据进行自适应差分式脉冲编码调制(ADPCM)使其成为4位微分信号而产生的音频数据；再现功能，用于再现存储于声音缓冲器21的声源数据以产生音响效果；以及用于调制再现的声源数据的调制功能。
用于背景音乐(BGM)的音频数据和用于产生音响效果的声源数据被记录在CD-ROM中。在CPU 11的控制下，通过CD-ROM解码器23，从CD-ROM磁盘机25读出这些数据并对其进行纠错。
用于背景音乐(BGM)的音频数据在CPU 11的控制下被从CD-ROM解码器23馈送到声音处理装置(SPU)20，然后，SPU 20把所述音频数据作为音乐曲调从声音输出装置22输出。用于音响效果的声源数据在CPU 11的控制下存入声音缓冲器21中。SPU 20根据存储在声音缓冲器21中的声源数据产生音乐声音和音响效果。因此。SPU 20是所谓的取样(sampling)声源。
所述通信系统包含：作为输入装置或输入底座的控制器27，1兆字节的存储器插件28以及作为同步串行端口的通信装置26。
控制器27具有键入用于控制游戏的进行以及游戏中显示的物体的运动的指令的键。键入的操作信息被从控制器27馈送到通信装置26。通过CPU 11大约每1/60秒读出馈送到通信装置26的所述信息。CPU 11发送用于控制外围设备12、主存储器13、图形系统、音响系统和CD-ROM系统的操作的控制命令，以控制这些系统的操作。于是，与键入的操作信息相应地显示图象和输出声音。
存储插件28包含非易失存储器，例如，瞬时(flash)存储器，该插件用于存储和保持置位、多个游戏的进行情况和结果。由于存储器插件28是与总线31分开的，所以，在接通电源时也能将存储器插件28插上和取下。因此，有可能在该家庭游戏机运行期间插上和取下多个存储器插件，以便存储数据。
可以经由并行输入输出(PIO)端口29把该游戏机连接到外围设备。该游戏还可以经由串联输入输出(SIO)端口30与其他游戏机通信。
在该家庭游戏机中，在读出游戏程序、显示图象数据或将图象数据绘制成图时，必须在主存储器13、图形处理装置(GPU)16、运动解码器(MDE)19和CD-ROM解码器之间高速地传送大量图象数据。在这种情况下，实行所谓的直接存储器存取(DMA)传送，即，在外围设备12的控制下直接传送图象数据而不通过CPU 11。从而，减轻了CPU 11上由于传送数据造成的负荷，并且，能高速地传送数据。
从以上的描述可以明白，本发明的用于通过读出记录在记录媒体上的数据而进行信号再现的信号再现装置包含：将数据逐帧顺序地存储其上的记录媒体，所述帧作为数据处理单元，它包含一个或多个作为数据的实际读出单元的扇区；用于存储从记录媒体读出的数据的环形存储器装置或类似装置；用于逐个扇区顺序地从记录媒体读出帧数据并把它存入环形存储器装置的数据控制装置，并且，与上述操作分开，所述数据控制装置逐帧地读出事前存储在所述环形存储装置中的数据，从而，当从记录媒体读出的扇区数据不能写入环形存储装置时，就把紧接在包含所述读出扇区的帧数据之后的帧数据跟在包含所述读出扇区的帧数据之前的帧数据后面、存入所述环形存储装置中。因此，在实时地再现从记录媒体读出的帧数据时，就能够以同从记录媒体读出数据的速度相一致的速度再现所述数据。由于能够快速和可靠地输出作为数据处理单元的每一个帧数据，所以，还能够把帧内数据的失效和丢失减至最小。此外，由于数据是逐帧地被从记录媒体读出和逐帧地被存储的，所以，能够处理各种格式的数据，而与所包含的数据类型无关。
所述扇区包含附加信息区和数据区，所述附加信息区含有：包含该扇区的帧的数据格式，表示构成帧的各扇区的顺序的扇区号以及表示构成所述帧的扇区数目的扇区总数。数据控制装置利用所述扇区中的所述扇区号和扇区总数来检测包含该扇区的帧的最后扇区。这样，每当逐个扇区地读出数据时，就能够顺序地检测出所述帧中的位置信息和数据信息，从而，能够快速地检测出帧数据的分割点。
本发明的信号再现方法包含数据读出步骤和数据处理步骤；所述数据读出步骤用于从记录媒体逐个扇区地读出帧数据以及把该帧数据存入环形存储器中，在所述记录媒体中逐帧顺序地存储着所述数据，作为数据处理单元的所述帧数据包含一个或多个作为数据的实际读出单元的扇区；所述帧数据处理步骤用于逐帧地读出事先存入环形存储装置中的数据，这个操作是与所述数据读出步骤的操作分开的，从而，当从记录媒体读出的扇区数据不能写入环形存储装置时，把紧接着包含所述读出扇区的帧数据的下一个帧数据跟在包含所述读出扇区的帧数据前面的帧数据之后存入所述环形存储装置中。因此，在实时地再现从记录媒体读书出的帧数据时，就能够基本上以同从记录媒体读出数据的速度相一致的速度再现所述数据。由于能够快速和可靠的输出作为系统中数据处理单元的每一个帧数据，所以，把数据的遗漏减至最小。此外，由于数据是逐帧地被从记录媒体读出并逐帧地被存储的，所以，能够处理各种格式的数据，而与所包含的数据的类型无关。
所述扇区包含附加信息区和数据区，所述附加信息区含有：包含该扇区的帧的数据格式，表示构成帧的各扇区的顺序的扇区号以及表示构成所述帧的扇区数目的扇区总数。数据控制装置利用所述扇区中的所述扇区号和扇区总数来检测包含该扇区的帧的最后扇区。这样，每当逐个扇区地读出数据时，就能够顺序地检测出所述帧中的位置信息和数据信息，从而，能够快速地检测出帧数据的分割点。
因此，本发明满足了长期以来意识到的对于提高数据写入和读出的效率的要求。
从以上的描述可以明白，虽然已经描述和说明了本发明的具体形式，但是，可以做出各种修改而不违反本发明的精神和范围。因此，本发明只受所附权利要求书的限制。

Claims (19)

1、一种信号再现装置，包含：
(a)用于逐个扇区地从记录媒体读出帧数据的第一读出装置，
(b)用于把从第一读出装置读出的数据写入存储器中的写入装置，
(c)用于读出写于所述存储器中的数据的第二读出装置，以及
(d)用于控制的控制装置，当所述写入装置停止写入所述数据时，所述第一读出装置能够开始读出紧接在正被读出的帧数据之后的帧数据，所述写入装置能重新置位到预定的位置。
2、如权利要求1中所述的装置，其中，所述存储装置包含环形寻址装置。
3、如权利要求1中所述的装置，其中，所述扇区含有表示扇区号和帧数据的扇区总数的扇区标题。
4、如权利要求1中所述的装置，其中，当所述第二读出装置的读出地址与所述写入地址一致时，所述写入装置停止写入。
5、一种信号再现系统，包含：
(a)逐个扇区地从记录媒体读出帧数据的第一读出装置，
(b)把从所述第一读出装置读出的数据写入存储器中的写入装置，
(c)读出写于所述存储器中的所述数据的第二读出装置，
(d)实行控制的装置，当所述写入装置停止写入所述数据时，所述第一读出装置能够开始读出紧接在正被读出的帧数据之后的帧数据，所述写入装置能重新置位于预定位置。
6、如权利要求5中所述的装置，其中，所述存储器包含环形寻址装置。
7、如权利要求5中所述的装置，其中，所述扇区含有表示扇区号和帧数据的扇区总数的扇区标题。
8、如权利要求5中所述的装置，其中，当读出地址与写入地址一致时所述写入装置停止写入。
9、一种处理信号的方法，包含以下步骤：
(a)逐个扇区地从记录媒体中读出帧数据；
(b)把所述读出步骤中读出的数据写入存储器中；
(c)读出写于所述存储器中的数据；以及
(d)控制所述数据的写入，以便所述第一读出装置能够开始读出紧接在正被读出的帧数据之后的帧数据，并且，所述写入步骤可以复位到预定的位置。
10、如权利要求9中所述的方法，其中，当规定的读出地址与规定的写入地址一致时所述写入步骤停止写入。
11、一种通过读出记录在记录媒体中的数据实现数据再现的信号再现装置，包含：
数据逐帧顺序地存储其中的记录媒体，所述帧作为数据处理单元并包含至少一个作为实际的数据读出单元的扇区，
用于存储从所述记录媒体读出的所述数据的环形存储器，
数据控制装置，用于逐个扇区顺序地从所述记录媒体读出帧数据并把所述帧数据存入所述环形存储器中，并且，与上述操作分开地逐帧地读出预先存储在所述环形存储器中的数据，
从而，当从所述记录媒体读出的扇区数据不能被写入所述环形存储器时，把紧接在包含读出扇区的帧数据之后的帧数据跟在前一个帧数据后面存入所述环形存储器中。
12、如权利要求11中所述的信号再现装置，其中，所述扇区包含附加信息区和数据区，所述附加信息区含有：包含该扇区的帧的数据格式，表示构成帧的各扇区的顺序的扇区号以及表示构成所述帧的扇区数目的扇区总数，从而，所述数据控制装置利用所述扇区号和所述帧的扇区总数来检测所述帧的最后扇区。
13、一种信号再现方法，包含：
从数据逐帧顺序地存储其中的记录媒体中逐个扇区地读出帧数据并把该帧数据存入环形存储装置中的数据读出步骤，所述帧作为数据处理单元并包含至少一个作为实际数据读出单元的扇区，
与所述数据读出步骤分开地，逐帧地读出预先存储在环形存储器中的数据的帧数据处理步骤，
从而，当从所述记录媒体读出的扇区数据不能被写入所述环形存储装置时，把紧接在包含该读出扇区的帧数据之后的帧数据跟在包含该读出扇区的帧之前的帧数据后面存入所述环形存储器中。
14、如权利要求13中所述的信号再现方法，其中，所述扇区包含附加的信息区和数据区，所述附加的信息区含有：包括该扇区的帧的数据格式，表示构成该帧的各扇区的顺序的扇区号以及构成该帧的扇区总数，从而，所述数据控制装置利用所述扇区号和所述帧中的扇区总数来检测包含该扇区的帧的最后扇区。
15、一种用于更有效地处理数据流的方法，包含以下步骤：
从记录媒体中读出数据，
把所述数据写入缓冲存储器中，
从所述缓冲器读出所述数据，
当从所述存储器读出所述数据的速度不足以跟上所述数据的所述写入时，停止所述数据的所述写入，以避免数据的堆积，以及
随后，当所述数据的所述读出已足以跟上数据的所述写入时，恢复把所述数据写入所述缓冲存储器中。
16、如权利要求15中所述的方法，其中，所述缓冲存储器是环形存储器。
17、如权利要求15或16中所述的方法，其中，在写入期间，所述写入的速度是不变的速度。
18、如权利要求15或16中所述的方法，其中，所述读出的速度是可变的。
19、如权利要求15或16中所述的方法，其中，在写入期间所述写入的速度是恒定的高速度，而所述读出的速度是根据数据处理负荷而变化的。
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