DE69220996T2

DE69220996T2 - Scheibenwiedergabegerät

Info

Publication number: DE69220996T2
Application number: DE69220996T
Authority: DE
Inventors: Hisahide Hattori; Akira Kobayashi; Toshiya Takabayashi; Takuji Yoshida
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1997-11-27
Anticipated expiration: 2012-03-28
Also published as: JPH04301222A; DE69220996D1; EP0506447A1; US5465244A; EP0506447B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Wiedergabe von einer Disk. Die Einrichtung eignet sich zur Wiedergabe von Daten, die auf der Disk gespeichert sind. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Diskwiedergabeeinrichtung, die die auf der Disk gespeicherten Daten in kurzer Zeit auslesen kann.
Im Bereich der Audioeinrichtungen ist man stark an Audiogeräten interessiert, die ein digitales Audiosignal wiedergeben können, das auf einer optischen Disk gespeichert ist. Das Audiosignal erhält man dabei durch eine PCM (Pulse Code Modulation), die eine besondere Form der A/D-Umsetzung darstellt.
Eine CD (Compact Disk) ist eine Audioeinrichtung zum Wiedergeben oder Aufzeichnen eines digitalen Audiosignals auf einer optischen Disk. Die CD hat 12 cm Durchmesser. Die Einrichtung zum Wiedergeben des digitalen Audiosignals im CD-System besteht aus einer optischen Aufnehmervorrichtung zum Auslesen der Daten.
Ein CD-System ist im wesentlichen eine Audioeinrichtung zum Wiedergeben oder Aufzeichnen eines digitalen Audiosignals. Das CD-System wird jedoch nicht nur für Audioeinrichtungen verwendet, sondern auch als Datenwiedergabeeinrichtung zum Wiedergeben von Computerdaten. Die CD ist ein Speichermedium mit hoher Speicherdichte. Es wurde daher ein CD- ROM-System entwickelt, bei dem Computerdaten im Speicherbereich der CD gespeichert sind.
Die Speicherformate im CD-ROM-System und im CD-System sind gleich. Jede Disk speichert ein Stereo-Audiosignal, das im CD-System aus zwei 16-Bit-Datenworten besteht, die mit 44,1 kHz abgetastet sind.
Im CD-ROM-System ist der kleinste auf der Disk gespeicherte Datenblock ein 8-Bit(1-Byte)-Datenwort, das man durch Aufteilen eines 16-Bit-Datenworts in zwei Datenwörter erhält. Ein Datenwortsektor besteht aus 2352 Byte Datenwörtern.
Ein Datenwortsektor besteht aus:
(1) einem 12-Byte-Datenwort, das ein synchrones Datum zum Erkennen des Sektors darstellt;
(2) einem 4-Byte-Datenwort, das ein Headerdatum des Sektors ist und den Subcode-Q-Daten im CD-System entspricht;
(3) 2048 Byte Datenwörter, die Benutzerdaten sind; und
(4) 288 Byte Datenwörter, die zum Erkennen und Korrigieren der Datenfehler aus (1) und (2) im Modus 1 des CD- ROM-Systems oder für Benutzerdaten verwendet werden.
Das Speicherformat Modus 1 wird zum Wiedergewinnen oder Wiedergeben von Audiodaten verwendet. Das Datenfehler-Korrekturverhältnis im Modus 1 beträgt 10&supmin;¹². Das Datenfehler- Korrekturverhältnis im Modus 2 beträgt 10&supmin;&sup9;, die 288 Byte Datenwörter können jedoch als Benutzerdaten verwendet werden. Dementsprechend betragen die Gesamtbenutzerdaten im Modus 2 2336(2048 + 288) Byte Datenwörter. Der eine Sektor entspricht einem Frame von Subcodedaten. Die Wiedergabeeinrichtung gibt die Daten des Sektors in 1/75 Sekunde wieder. Die Datenübertragungsrate beträgt 2K x 75 = 150 KByte/Sekunde im Modus 1, da ein Sektor 2 KByte (2048 Byte) enthält. Damit sind auf einer Seite der Disk, die Audiodaten für eine Stunde speichert, eine Gesamtdatenmenge von 150 x 60 x 60 = 540 MByte gespeichert. Die CD-ROM-Disk ist ein Aufzeichnungsmedium mit großer Datenkapazität und kleinen Wiedergabe-Fehlerverhältnis. Die Disk kann Computerdaten und Audiodaten speichern. Die Computerdaten werden durch Prüfen der Subcode-Q-Daten von den Audiodaten unterschieden.
Die CD-ROM-Disk ist nur ein Speichermedium. Das CD-ROM- System benötigt ein Host(Computer)-System. Das Host(Computer)-System steuert das CD-ROM-System. Überträgt das Host(Computer)-System einen Datenzugriffsbefehl an das CD- ROM-System, so sucht das CD-ROM-System nach den Daten, auf die das Host(Computer)-System zugreift. Nach der Datensuche überträgt das CD-ROM-System die gefundenen Daten zum Host(Computer)-System, und das Host(Computer)-System verarbeitet die übertragenen Daten.
Die Datenübertragungsgeschwindigkeit des Hostcomputers hängt von der Leistungsfähigkeit der CPU (CPU = Central Processing Unit, Zentraleinheit) des Hostcomputers bzw. dem Anwendungsprogramm ab, das im Hostcomputer gespeichert ist. Daher unterscheidet sich die Datenübertragungsgeschwindigkeit des Hostcomputers von der Datenübertragungsgeschwindigkeit (150 KByte/Sekunde) der CD-ROM-Diskwiedergabeeinrichtung. Die Datenübertragungsgeschwindigkeit des Hostcomputers ist mit der Datenübertragungsgeschwindigkeit der CD-ROM- Diskwiedergabeeinrichtung nicht synchronisiert. Die CD-ROM- Diskwiedergabeeinrichtung weist einen Pufferspeicher auf, um den Geschwindigkeitsunterschied zwischen der Datenübertragungsgeschwindigkeit des Hostcomputers und der Datenübertragungsgeschwindigkeit der CD-ROM-Diskwiedergabeeinrichtung auszugleichen.
Der Datenübertragungsvorgang von der CD-ROM-Diskwiedergabeeinrichtung zum Hostcomputer verläuft wie folgt.
(1) Der Hostcomputer überträgt die Adreßdaten, die zu den auf der Disk gespeicherten Objektdaten gehören, zur CD- ROM-Diskwiedergabeeinrichtung.
(2) Die CD-ROM-Diskwiedergabeeinrichtung bewegt die optische Aufnehmervorrichtung zur Adresse der Objektdaten, die auf der Disk gespeichert sind.
(3) Nach dem Bewegen der optischen Aufnehmervorrichtung zur Adresse der Objektdaten werden die Objektdaten ausgelesen und in den Pufferspeicher in der CD-ROM-Diskwiedergabeeinrichtung geschrieben.
(4) Nach dem Schreiben der Objektdaten überträgt die CD-ROM-Diskwiedergabeeinrichtung die Objektdaten mit konstanter Geschwindigkeit zum Hostcomputer.
Die CD-ROM-Diskwiedergabeeinrichtung wiederholt den Ablauf in den Schritten (2) und (3) und vollendet die Übertragung aller Objektdaten.
Das CD-ROM-System weist eine große Datenkapazität auf, und die Datenspeicherdichte ist hoch. Die Datenauslesezeit ist jedoch groß, obwohl das CD-ROM-System ein Datensystem mit wahlfreiem Zugriff ist und sich die Drehzahl der Disk im Bereich von 200 500 U/min bewegt. Der Grund für die hohe Auslesezeit liegt in der Veränderung der Diskdrehzahl und der spiraligen Datenaufzeichnungsform auf der Disk.
Die Auslesezeit beträgt beispielsweise eine Stunde (3600 Sekunden), wenn die CD-ROM-Disk alle auf der Disk gespeicherten Daten mit 150 KByte/Sekunde ausliest und die Disk 12 Zentimeter Durchmesser hat und 540 MByte Datenwörter speichert. Beim Auslesen von Audiodaten entstehen dadurch keine Schwierigkeiten. Sollen jedoch Bilder auf der Anzeigevorrichtung des Hostcomputers angezeigt werden, die man durch Wiedergabe der Daten erhält, und erfordert die Darstellung eine große Datenmenge, so ist es unbequem, daß die CD-ROM-Diskwiedergabeeinrichtung bei jeder Zugriffsanforderung des Hostcomputers eine große Menge der erforderlichen Daten ausliest.
Es gibt zwei Datenzugriffsverfahren.
(a) Die Position der optischen Aufnehmervorrichtung befindet sich nahe bei der Position der geforderten Daten, wenn der Hostcomputer den Befehl zum Datenzugriff überträgt.
(b) Die Position der optischen Aufnehmervorrichtung ist von der Position der geforderten Daten weit entfernt, wenn der Hostcomputer den Befehl zum Datenzugriff überträgt.
Im Fall (a) kann die Diskwiedergabeeinrichtung die angeforderten Daten dadurch lesen, daß die Linsen der Aufnehmervorrichtung in die Trackingrichtung bewegt werden.
Im Fall (b) muß die Diskwiedergabeeinrichtung zum Auslesen der angeforderten Daten zuerst die Aufnehmervorrichtung bewegen und dann die Linse der Aufnehmervorrichtung an die Stelle der geforderten Daten bringen. Ist die Position der optischen Aufnehmervorrichtung weit von der Position der geforderten Daten entfernt, so wird die Datenauslesezeit groß, da die Diskwiedergabeeinrichtung die beiden Schritte ausführen muß.
Die Linse der Aufnehmervorrichtung ist so entworfen, daß sie sich plus/minus 400 µm in den radialen Richtungen der Disk bewegen kann. Beträgt der Abstand zwischen jeweils zwei Spuren der Daten, die auf der Disk gespeichert sind, 1,6 µm, so können plus/minus 250 Spuren der Daten, die auf der Disk gespeichert sind, durch das Bewegen der Linse ausgelesen werden, ohne die Aufnehmervorrichtung zu bewegen. Der Programmbereich der Disk weist 20625 Spuren auf.
Liegt die momentane Position der Aufnehmervorrichtung innerhalb des Bereichs von plus/minus 250 Spuren um die geforderten Daten, so entspricht dies dem Fall (a). Liegt die momentane Position der Aufnehmervorrichtung außerhalb des Bereichs von plus/minus 250 Spuren um die geforderten Daten, so entspricht dies dem Fall (b). In diesem Fall müssen die Aufnehmervorrichtung und die Linse bewegt werden, um auf die Daten zuzugreifen.
Die CD-ROM-Disk speichert die Daten für eine hohe Datenspeicherdichte mit konstant linearer Geschwindigkeit. Das Datenauslesen mit konstant linearer Geschwindigkeit erfordert eine komplizierte Regelung der Diskmotoransteuerung. Der Regelblock zum Ansteuern des Diskmotors besteht hauptsächlich aus einem AFC-Block (AFC = Auto Frequency Control, automatische Frequenzregelung) und einem APC-Block (APC = Auto Phase Control, automatische Phasenregelung). Durch den Vergleich der Frequenz des Framesynchronisiersignals mit der Frequenz der Taktimpulse (2,1168 MHz) wird ein Frequenzregelsignal zum Erkennen der Frequenz des Signals im AFC-Block erzeugt. Durch den Vergleich der Phase des geteilten Framesynchronisiersignals und der Phase eines Standardfrequenzsignals wird im APC-Block ein Phasenregelsignal erzeugt. Mit dem Frequenzregelsignal und dem Phasenregelsignal wird eine CLV-Regelung (CLV = Constant Linear Velocity, konstant lineare Geschwindigkeit) ausgeführt.
Eine herkömmliche Diskwiedergabeeinrichtung, die die auf der CD-ROM-Disk gespeicherten Daten wiedergibt, benötigt eine lange Zeitspanne, um alle auf der Disk gespeicherten Daten auszulesen.
FR-A-2229101 offenbart ein System, bei dem die Information auf einer Disk mit 80 Spuren gespeichert ist. Zu jeder Spur gehört eine Laservorrichtung zum Auslesen der Daten aus der Spur.
JP-A-60-131637 offenbart ein weiteres System, in dem so viele Sektoren vorhanden sind, wie sich Spuren auf einer Datendisk befinden.
EP-A-0316959 offenbart eine Anordnung, in der eine optische Aufnehmervorrichtung einen Laser und ein Beugungsgitter enthält. Dadurch werden mindestens drei Lichtpunkte erzeugt. Diese drei Lichtpunkte sind dann dazu verwendbar, Daten von drei Spuren eines optischen Informationsspeichermediums abzutasten und auszulesen.
Erfindungsgemäß wird eine Einrichtung gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Man versteht die Erfindung und viele ihrer Vorteile besser, wenn man die folgende ausführliche Beschreibung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Compactdisk zum Darstellen der Positionen einer Anzahl Aufnehmervorrichtungen in einem Beispiel der Diskwiedergabeeinrichtung:
Fig. 2 eine Draufsicht der Compactdisk und die Positionen einer Anzahl Aufnehmervorrichtungen in dem Beispiel;
Fig. 3 ein skizzenhaftes Blockdiagramm der Diskwiedergabeeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 ein Blockdiagramm der Signalverarbeitungseinheit in der beispielhaften Ausführungsform;
Fig. 5 ein Flußdiagramm zum Erklären der Arbeitsweise der Diskwiedergabeeinrichtung in der beispielhaften Ausführungsform;
Fig. 6 ein Blockdiagramm einer Verarbeitungseinheit in der beispielhaften Ausführungsform;
Fig. 7 ein ausführliches Blockdiagramm der Signalverarbeitungseinheit;
Fig. 8 eine zeitliche Darstellung zum Erklären der Arbeitsweise der Verarbeitungseinheit;
Fig. 9 eine zeitliche Darstellung zum Erklären der Abläufe im Blockdiagramm der Signalverarbeitungseinheit;
Fig. 10 eine zeitliche Darstellung zum Erklären der Abläufe im Blockdiagramm der Signalverarbeitungseinheit;
Fig. 11 eine zeitliche Darstellung zum Erklären der Abläufe im Blockdiagramm der Signalverarbeitungseinheit;
Fig. 12 ein Datenformat, das in der Signalverarbeitungseinheit verwendet wird;
Fig. 13 eine zeitliche Darstellung zum Erklären der Abläufe im Blockdiagramm der Signalverarbeitungseinheit;
Fig. 14 ein Blockdiagramm zum ausführlichen Erklären des Pufferspeichers;
Fig. 15 eine Zuweisung der Datenbereiche im Pufferspeicher;
Fig. 16 ein Blockdiagramm der Diskmotor-Regeleinheit zum Regeln des Diskmotors;
Fig. 17 eine zeitliche Darstellung zum Erklären der Arbeitsweise der Phasenvergleichsschaltung in der Diskmotor- Regeleinheit;
Fig. 18 eine zeitliche Darstellung zum Erklären der Arbeitsweise der Phasenvergleichsschaltung;
Fig. 19 eine Kennlinie einer F-V-Umsetzschaltung; und
Fig. 20 ein Blockdiagramm der Treiberschaltung der Diskmotor-Regeleinheit.
Die folgende Beschreibung erklärt ein Beispiel der Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt einer CD-ROM-Disk 11, die 60 mm Radius aufweist. Den Querschnitt erhält man dabei durch einen Schnitt entlang einer Linie durch den Mittelpunkt 0 der CD-ROM-Disk 11.
Diese CD-ROM-Disk 11 mit dem Mittelpunkt 0 nimmt den Datenbereich wie folgt auf. Eine Fläche der CD-ROM-Disk 11 enthält den Datenbereich. Der Datenbereich auf der Disk besteht aus einer Anzahl ringförmiger Datenbereiche 11b, 11c, 11d (im weiteren als "die Datenbereiche" bezeichnet), die im folgenden beschrieben werden.
Die CD-ROM-Disk 11 hat einen Mittelpunkt 0 und ein Mittenloch 11a mit 7,5 mm Radius. Der Leseanfangsbereich 11b liegt dem äußeren Bereich des Mittenlochs 11a am nächsten und befindet sich zwischen 23 mm und 25 mm vom Mittelpunkt 0 entfernt. Der Leseanfangsbereich 11b speichert die TOC-Daten (TOC = Table Of Contents, Inhaltsverzeichnis). Der Programmbereich 11c speichert die Hauptdaten und befindet sich 25 mm bis 58 mm vom Mittelpunkt 0 entfernt. Der Leseendebereich 11d zeigt das Ende des Programmbereichs 11c an und befindet sich 58 mm bis 60 mm vom Mittelpunkt 0 entfernt.
Über der CD-ROM-Disk 11 sind eine Anzahl optischer Aufnehmervorrichtungen angeordnet. Die Linse in jeder optischen Aufnehmervorrichtung kann sich in radialer Richtung der CD- ROM-Disk 11 bewegen. Die Mitte der Linse, die in der ersten optischen Aufnehmervorrichtung #1 angeordnet ist, befindet sich an einer Stelle im Leseanfangsdatenbereich 11b, deren radialer Abstand zum Mittelpunkt 24,3 mm beträgt. Entlang der radialen Richtungen der CD-ROM-Disk 11 sind eine Anzahl optische Aufnehmervorrichtungen #1 - #40 angeordnet, wobei je zwei optische Aufnehmervorrichtungen die gleiche Anzahl Spuren voneinander entfernt sind. Der Programmbereich 11c wird dadurch überdeckt, daß die Linsen der optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #40 bewegt werden.
Der Körper einer jeden optischen Aufnehmervorrichtung ist fest, die Linse einer jeden optischen Aufnehmervorrichtung ist dagegen beweglich. Die optische Aufnehmervorrichtung #40 ist nahe am Außenrand der CD-ROM-Disk 11 angeordnet. Der Linsenmittelpunkt der optischen Aufnehmervorrichtung #40 ist an einer Stelle mit 57,84 mm Radius angeordnet. Die Bereiche, die in Fig. 1 durch gepunktete Linien abgetrennt sind, sind die Bewegungsbereiche der optischen Aufnehmervorrichtungen.
Fig. 2 zeigt, daß die optischen Aufnehmervorrichtungen über der Disk in einem Spiralmuster angeordnet sind. Die optischen Aufnehmervorrichtungen haben die gleiche Anzahl Spuren zwischen sich und sind über einer Anzahl radialer Linien angeordnet, die gemeinsam durch den Mittelpunkt 0 verlaufen und Winkel von 22,5 Grad einschließen. Jede der kreisförmigen Markierungen in Fig. 2 stellt den Linsenmittelpunkt einer optischen Aufnehmervorrichtung dar.
Die Diskwiedergabeeinrichtung der CD-ROM-Disk 11 dreht die CD-ROM-Disk 11 und liest alle auf der CD-ROM-Disk 11 gespeicherten Daten aus, wobei die Linsen aller optischen Aufnehmervorrichtungen #1 bis #40 gleichzeitig in radialer Richtung der CD-ROM-Disk 11 bewegt werden. Die Diskwiedergabeeinrichtung der CD-ROM-Disk 11 kann alle auf der CD-ROM- Disk 11 gespeicherten Daten in kurzer Zeit auslesen.
Im folgenden wird der Bereich angegeben, den eine Linse der optischen Aufnehmervorrichtung auslesen kann, wenn 39 optische Aufnehmervorrichtungen die Daten aus dem Programmbereich 11c auslesen, der 33 mm Radius aufweist. Der Lesebereich einer Linse einer jeden optischen Aufnehmervorrichtung 33 hat 33 mm/39 = 0,846 mm Radius. Der tatsächliche Lesebereich einer Linse einer der optischen Aufnehmervorrichtung beträgt 0,86 mm Radius (0,846 mm + Rand); dies entspricht 538 Spuren. Der Linsenabstand zwischen den Linsen einer jeden optischen Aufnehmervorrichtung beträgt 0,86 mm. Betrachtet man die Mittelpunktsabweichung der CD-ROM-Disk 11 und die Genauigkeit der Befestigungsposition der optischen Aufnehmervorrichtung, so beträgt der Fehlerrand plus/minus 0,3 mm, da der bewegliche Abstand der Linse der optischen Aufnehmervorrichtung plus/minus 0,72 mm beträgt (plus/minus 450 Spuren).
Fig. 3 zeigt eine skizzenhafte Darstellung der Diskwiedergabeeinrichtung, die die auf der CD-ROM-Disk 11 gespeicherten Daten mit 40 optischen Aufnehmervorrichtungen ausliest. Die CD-ROM-Disk 11 kann mehr als 70 Minuten Daten im CD-Format speichern. Zur Vereinfachung kann die Diskwiedergabeeinrichtung 60 Minuten (dies entspricht 540 MByte im Modus 1) gespeicherte Daten auf der CD-ROM-Disk 11 auslesen.
Der Drehteller 12 und die Klemme 13 halten die CD-ROM- Disk 11, und der Diskmotor 14 dreht sie. Die Diskmotor-Regelschaltung 15 regelt die Drehzahl des Diskmotors 14. Die optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #40 sind über der Datenspeicherfläche der CD-ROM-Disk 11 angeordnet. Die optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #40 sind in 8 Gruppen eingeteilt, wobei die erste Gruppe, die die innersten Vorrichtungen enthält, 8 optische Aufnehmervorrichtungen #1 - #8 umfaßt, die zweite Gruppe 7 optische Aufnehmervorrichtungen #9 - #15, die dritte Gruppe 6 optische Aufnehmervorrichtungen #16 - #21, die vierte Gruppe 5 optische Aufnehmervorrichtungen #22 - #26, die fünfte Gruppe 5 optische Aufnehmervorrichtungen #27 - #31, die sechste Gruppe 4 optische Aufnehmervorrichtungen #32 - #35, die siebte Gruppe 3 optische Aufnehmervorrichtungen #36 - #38 und die achte Gruppe 2 optische Aufnehmervorrichtungen #39 - #40. Jede Gruppe ist mit einem von 8 Prozessorblöcken 16a - 16h verbunden.
Insbesondere sind die optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #8 mit dem Prozessorblock 16a verbunden, die optischen Aufnehmervorrichtungen #9 - #15 mit dem Prozessorblock 16b, die optischen Aufnehmervorrichtungen #16 - #21 mit dem Prozessorblock 16c, die optischen Aufnehmervorrichtungen #22 - #26 mit dem Prozessorblock 16d, die optischen Aufnehmervorrichtungen #27 - #31 mit dem Prozessorblock 16e, die optischen Aufnehmervorrichtungen #32 - #35 mit dem Prozessorblock 16f, die optischen Aufnehmervorrichtungen #36 - #38 mit dem Prozessorblock 16g und die optischen Aufnehmervorrichtungen #39 - #40 mit dem Prozessorblock 16h. Die Prozessorblöcke 16a - 16h sind in Fig. 3 dargestellt. Jeder Prozessorblock 16a - 16h umfaßt einen Subcontroller, der einen Mikroprozessor enthält. Der Subcontroller erzeugt die Verarbeitungsdaten und die Subcodedaten, indem er das RF-Signal verarbeitet, das die optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #40 erfassen. Der Subcontroller erzeugt auch die Servosignale zum Regeln der optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #40 und Motorregelsignale zum Regeln des Diskmotors. Der Prozessorblock 16a - 16h erzeugt die Motorregelsignale aus einer optischen Aufnehmervorrichtung, die mit jedem Prozessorblock verbunden ist, nämlich der optischen Aufnehmervorrichtung, die dem Innenrand der CD-ROM-Disk 11 am nächsten liegt. Im einzelnen erzeugt der Prozessorblock 16a das Motorregelsignal, das zur optischen Aufnehmervorrichtung #1 gehört. Der Prozessorblock 16b erzeugt das Motorregelsignal, das zur optischen Aufnehmervorrichtung #9 gehört. Der Prozessorblock 16c erzeugt das Motorregelsignal, das zur optischen Aufnehmervorrichtung #16 gehört. Der Prozessorblock 16d erzeugt das Motorregelsignal, das zur optischen Aufnehmervorrichtung #22 gehört. Der Prozessorblock 16e erzeugt das Motorregelsignal, das zur optischen Aufnehmervorrichtung #27 gehört. Der Prozessorblock 16f erzeugt das Motorregelsignal, das zur optischen Aufnehmervorrichtung #32 gehört. Der Prozessorblock 16g erzeugt das Motorregelsignal, das zur optischen Aufnehmervorrichtung #36 gehört. Der Prozessorblock 16h erzeugt das Motorregelsignal, das zur optischen Aufnehmervorrichtung #39 gehört. Das Motorregelsignal, das zu jeder optischen Aufnehmervorrichtung gehört, wird in die Diskmotor-Regeleinheit 15 eingespeist.
Ein Systemcontroller 17 steuert jeden der Subcontroller, die in den Prozessorblöcken 16a - 16h enthalten sind und die Prozessorblöcke 16a - 16h steuern. Den Systemcontroller 17 selbst steuert ein Computerprogramm, das im ROM 18 gespeichert ist. Der Systemcontroller 17 steuert die Diskwiedergabeeinrichtung in ihrer Gesamtheit und verwendet dazu ein RAM 19. Die Diskmotor-Regelschaltung 15 wählt abhängig von einem Signal aus dem Systemcontroller 17 eines der Motorregelsignale, die zu jedem Prozessorblock 16a - 16h gehören.
Jeder Prozessorblock 16a - 16h ist mit einem Pufferspeicher 20a - 20h verbunden. Die Verarbeitungsdaten und die Subcodedaten werden in jeden der Pufferspeicher 20a - 20h geschrieben, die zu jedem Prozessorblock 16a - 16h gehören. Der Systemcontroller 17 steuert die Speichersteuerschaltung 21 zum Steuern eines jeden Pufferspeichers 20a - 20h. Der Systemcontroller 17 steuert auch den Schalter 22. Sind die Daten aus dem Pufferspeicher 20a - 20h Computerdaten, so schaltet der Schalter 22 bei einem Datenwechsel um, wobei die Daten Computerdaten oder digitale Audiodaten sein können. Sind die Daten digitale Audiodaten, so wird der Pufferspeicher 20a - 20h über den Schalter 22 mit einem D/A-Umsetzer 23 verbunden, und die digitalen Audiodaten werden in analoge Audiodaten umgesetzt und einem Lautsprecher 24 zugeführt. Sind die Daten Computerdaten, so wird der Pufferspeicher 20a - 20h über den Schalter 22 mit einer Fehlerkorrekturschaltung 25 verbunden, und die Computerdaten werden der Fehlerkorrekturschaltung 25 zugeführt. Die Fehlerkorrekturschaltung 25 korrigiert die Fehler in den Daten. Die korrigierten Daten werden über die Interfaceschaltung 26 an einen Hostcomputer (nicht dargestellt) übertragen. Die Diskwiedergabeeinrichtung wird durch Befehle gesteuert, die vom Hostcomputer übertragen werden.
Jeder Prozessorblock 16a - 16h umfaßt einen Signalverarbeitungsblock zum Verarbeiten des RF-Signals. Der Signalverarbeitungsblock verarbeitet das Signal, das er aus jeder der optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #40 erhält. Es sind 40 Signalverarbeitungsblöcke vorhanden. Jeder Signalverarbeitungsblock gehört zu einer optischen Aufnehmervorrichtung #1 - #40. Die Anzahl der Signalverarbeitungsblöcke entspricht der Anzahl der optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #40, die mit jedem Prozessorblock 16a - 16h verbunden sind. Der Prozessorblock 16a weist 8 Signalverarbeitungsblöcke auf. Der im Prozessorblock 16a enthaltenen Subcontroller steuert alle 8 Signalverarbeitungsblöcke. Fig. 4 zeigt einen Signalverarbeitungsblock zum Verarbeiten des RF- Signals, das man aus jeder optischen Aufnehmervorrichtung #1 - #40 erhält.
Das aus der optischen Aufnehmervorrichtung erhaltene RF-Signal wird in einen Eingangsanschluß 27 eingegeben. Das in den Eingangsanschluß 27 eingegebene RF-Signal wird auch an die Signalerkennungsschaltung 28 angelegt. Die RF-Signalerkennungsschaltung 28 trennt die EFM-Daten (EFM = Eight to Fourteen Modulation, Acht-zu-Vierzehn-Modulation) und die Servodaten von den RF-Daten. Die EFM-Daten werden der Verarbeitungsschaltung 29 zugeführt. Die Verarbeitungsschaltung 29 formt die Kurvenform der EFM-Datensignale und verarbeitet das EFM-Datensignal. Das EFM-Datensignal ist ein verarbeiteter und abgetrennter Teil des Synchronisiersignals und wird dem Pufferspeicher 20a - 20h über den Ausgangsanschluß 30 und die Servoschaltung 31 zugeführt. Die Verarbeitungsschaltung 29 korrigiert die Fehler im EFM-Datensignal, falls das EFM-Datensignal ein Audiosignal ist.
Das Synchronisiersignal, das die Verarbeitungsschaltung 29 ausgibt, wird an die Subcode-Q-Datenerkennungsschaltung 32 angelegt. Die Subcode-Q-Datenerkennungsschaltung 32 erkennt die Subcodedaten. Die Subcodedaten werden über den Ausgangsanschluß 33 an den Pufferspeicher 20a - 20h und über den Ausgangsanschluß 34 an den Systemcontroller 17 ausgegeben. Die Servoschaltung 31 erzeugt ein Trackingservosignal und ein Fokusservosignal für eine der optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #40. Sowohl das Trackingservosignal als auch das Fokusservosignal werden gemäß dem Servosignal erzeugt, das die RF-Signalerkennungsschaltung 28 ausgibt, und gemäß den Daten aus der Verarbeitungsschaltung 29 und dem Servoregelsignal aus dem Systemcontroller 17 über den Eingangsanschluß 35. Die Servoschaltung 31 gibt das Trackingservosignal und das Fokusservosignal für eine der Aufnehmervorrichtungen #1 - #40 über den Ausgangsanschluß 36 aus, erzeugt ein Diskmotor-Regelsignal und speist das Diskmotor- Regelsignal über den Ausgangsanschluß 37 in die Diskmotor- Regelschaltung 15 ein.
Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm zum Erklären der Arbeitsweise des Systemcontrollers 17 beim Datenauslesen. Der Systemcontroller 17 liest die Daten gemäß dem im ROM 18 gespeicherten Programm aus. Das Programm besteht aus 15 Schritten. Die Programmverarbeitung beginnt mit dem Schritt S1. Im Schritt S2 wird der gesamte Datenbereich im RAM 19 gelöscht. Der Datenmanagementbereich ist der Datenbereich, der die Managementdaten speichert, die sicherstellen, daß die in einem der Datensektoren auf der CD-ROM-Disk 11 gespeicherten Daten ausgelesen und im Pufferspeicher 20a - 20h gespeichert werden. Die CD-ROM-Disk 11 speichert Daten für 60 Minuten. Die Anzahl der Sektoren auf der CD-ROM-Disk 11 beträgt 60 x 60 x 75 = 270000. Stellt jedes Bit der Managementdaten einen Sektor dar, so muß das RAM 19 zum Speichern der Managementdaten eine Kapazität von 270000/8 = 33750 Byte aufweisen. Stellt jedes Byte der Managementdaten einen Sektor dar, so muß die Kapazität des RAM 19 270000 Byte betragen. Die Managementdaten können in den Datenbereich geschrieben werden, der im RAM 19 dafür vorgesehen ist, oder in einem Teil des Pufferspeichers 20a - 20h. Werden die Managementdaten in einen Teil des Pufferspeichers 20a - 20h geschrieben, so ist es wünschenswert, die Managementdaten byteweise zu verarbeiten. Beispielsweise wird ein Byte Flagdaten zum Erkennen des Sektors, der 2352 Byte der Daten speichert, in den nächsten Bytebereich geschrieben, der nach dem 2352. Byte folgt. Die tatsächliche Datenmenge, die in einem Sektor gespeichert ist, beträgt 2352 + 1 = 2353 Byte Daten.
Im Schritt S3 schaltet der Systemcontroller 17 die Fokusservos aller optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #40 ein. Im Schritt S4 regelt der Systemcontroller 17 die Diskmotorgeschwindigkeit gemäß dem Diskmotor-Regelsignal, das er aus der optischen Aufnehmervorrichtung #1 erhält, die an der Innenkante der CD-ROM-Disk 11 angeordnet ist. Der Systemcontroller 17 legt das Diskmotor-Regelsignal an die Diskmotor- Regelschaltung 15 an, und die Diskmotor-Regelschaltung 15 regelt die Drehzahl des Diskmotors 14. Das CD-ROM-System nimmt die konstant lineare Geschwindigkeit an, und die Drehzahl der CD-ROM-Disk 11 variiert im Bereich von ungefähr 535 U/min bis ungefähr 190 U/min. Die Drehzahl der CD-ROM-Disk 11 beträgt 535 U/min.
Der Systemcontroller 17 steuert alle optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #40 und bewegt sie an ihre innersten Positionen auf der Disk; gleichzeitig startet er den Trackingservo. Im Schritt S6 steuert der Systemcontroller 17 über die Diskmotor-Regelschaltung 15 den Diskmotor 14 an, so daß sich dieser dreht. Das Diskmotor-Regelsignal, das man aus der optischen Aufnehmervorrichtung #1 erhält, regelt die Drehung der CD-ROM-Disk 11. Im Schritt S4 beträgt die Drehzahl der CD-ROM-Disk 11 535 U/min. In dieser Zeitspanne betätigt der Fokusservo und der Trackingservo die Linsen aller optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #40, und alle optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #40 lesen gleichzeitig Daten aus. Im Schritt S7 steuert der Systemcontroller 17 den Prozessorblock 16a - 16h, um die Daten zu verarbeiten, die die optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #40 auslesen. Der Systemcontroller 17 verarbeitet die Daten durch eine EFM-Demodulation, Verschachtelungsverarbeitung und Fehlerkorrekturverarbeitung zum CD-Format. Gleichzeitig werden im Schritt S8 die Subcode-Q-Daten, die als Adreßdaten zum Erkennen der Hauptdaten gespeichert sind, von den Daten getrennt, und die Subcode-Q-Daten werden an den Systemcontroller 17 übertragen. Im Schritt S9 werden die Hauptdaten an den Pufferspeicher 20a - 20h übertragen, falls sie keine Synchronisierdaten enthalten.
In diesen Fall werden die Subcode-Q-Daten zusätzlich in den Pufferspeicher 20a - 20h übertragen, und die Hauptdaten werden in den Datenbereich des Pufferspeichers 20a - 20h geschrieben, den die Subcode-Q-Daten als Adreßdaten angeben. Ein Sektor speichert 2352 Byte, und alle 2352 Byte Daten weisen eine Erkennungsadresse auf. Die Hauptdaten werden in einen Datenbereich geschrieben, den eine Logikadresse angibt. Die Logikadresse erhält man durch eine Rechnung aus den wiedergegebenen Subcode-Q-Daten. Die Hauptdaten entsprechen völlig der Adresse. Durch die Adreßverwaltung ist es möglich, alle auf der Disk gespeicherten Daten ohne Datenverlust in den Pufferspeicher 20a - 20h zu schreiben. In Fig. 3 sind 8 Prozessorblöcke 16a - 16h mit 8 Pufferspeichern 20a - 20h verbunden. Es kann jedoch auch jeder Prozessorblock 16a - 16h mit einem einzelnen Speicher verbunden werden.
Werden jedoch alle optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #40 mit einem Speicher verbunden, so müssen alle optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #40 die Daten auslesen und sie gleichzeitig schreiben. Somit verringert jeder Pufferspeicher 20a - 20h die Zugriffsfrequenz des Speichers. Um die Last eines jeden Prozessorblocks 16a - 16h zu verringern, sind die optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #8 mit dem Prozessorblock 16a verbunden, die optischen Aufnehmervorrichtungen #9 - #15 sind mit dem Prozessorblock 16b verbunden, die optischen Aufnehmervorrichtungen #16 - #21 sind mit dem Prozessorblock 16c verbunden, die optischen Aufnehmervorrichtungen #22 - #26 sind mit dem Prozessorblock 16d verbunden, die optischen Aufnehmervorrichtungen #27 - #31 sind mit dem Prozessorblock 16e verbunden, die optischen Aufnehmervorrichtungen #32 - #35 sind mit dem Prozessorblock 16f verbunden, die optischen Aufnehmervorrichtungen #36 - #38 sind mit dem Prozessorblock 16g verbunden, und die optischen Aufnehmervorrichtungen #39 - #40 sind mit dem Prozessorblock 16h verbunden. Damit liest jeder Prozessorblock 16a - 16h die gleiche Datenmenge aus.
Im Schritt S10 stellt der Systemcontroller 17 die Flagdaten gemäß der Adresse im RAM 19 ein, wenn Hauptdaten in den Datenbereich eines jeden Pufferspeichers geschrieben werden, wobei der Datenbereich der Adresse entspricht.
Im Schritt S11 stellt der Systemcontroller 17 fest, ob alle Daten vollständig in den Pufferspeicher 20a - 20h geschrieben sind oder nicht.
Wenn jede der optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #40 538 Spuren der Daten ausliest, werden natürlich alle Daten vollständig ausgelesen.
Die Erkennungseinrichtung umfaßt:
(a) eine Meßvorrichtung zum Zählen der Umdrehungszahl der Disk, wobei die Vorrichtung einen Generator enthält, der bei jeder Umdrehung einen Impuls erzeugt, und einen Impulszähler zum Zählen der Impulse;
(b) eine Wartevorrichtung zum Abwarten einer Wartezeit, die sich theoretisch beispielsweise aus der Diskdrehzahl von 535 U/min zur Wartezeit 538/535 Minuten = 1 Minute und 5 Sekunden berechnet, wenn die Wartezeit unter Einbeziehung des Rands berechnet wird und sich die Disk während der Wartezeit dreht;
(c) eine Managementvorrichtung zum Verwalten der Subcode-Q- Daten, die zum Systemcontroller 17 übertragen werden, wobei der Systemcontroller wartet, während der Wert der Subcode-Q- Daten sich um einen Wert ändert, der 538 Spuren entspricht.
Sind noch nicht alle Daten vollständig in den Pufferspeicher 20a - 20h geschrieben (NEIN), so führt der Systemcontroller 17 den Ablauf im Schritt S7 nochmals aus. Sind alle Daten vollständig in den Pufferspeicher 20a - 20h geschrieben (JA), so führt der Systemcontroller 17 den Ablauf im Schritt S12 aus. Im Schritt S12 prüft der Systemcontroller 17, ob die Flagdaten in allen Datenbereichen vollständig gesetzt sind oder nicht. Stellt der Systemcontroller 17 im Schritt S11 fest, daß die Flagdaten in allen Datenbereichen vollständig gesetzt sind, so sind theoretisch alle Daten in den Pufferspeicher 20a - 20h geschrieben. Tatsächlich kann es jedoch geschehen, daß nicht alle Daten ausgelesen sind, und zwar aufgrund eines Spursprungs durch einen Kratzer auf der Disk oder eines Datenverlusts durch einen Fleck auf der Disk. Werden in der Richtung zum Außenrand hin 10 Spuren übersprungen, so fehlen 10 Datenspuren, und die Daten auf den Spuren 539 - 549 werden ein zweites Mal in den Speicher 20a - 20h geschrieben.
Der Systemcontroller 17 stellt fest, ob die Flagdaten in allen Datenbereichen des RAM 19 vollständig gesetzt sind oder nicht. Sind die Flagdaten in allen Datenbereichen des RAM 19 vollständig gesetzt, so stellt der Systemcontroller 17 fest, daß alle Daten in den Pufferspeicher 20a - 20h geschrieben sind, und beendet den Vorgang im Schritt S13. Sind die Flagdaten nicht in allen Datenbereichen des RAM 19 gesetzt, so stellt der Systemcontroller 17 fest, daß nicht alle Daten in den Pufferspeicher 20a - 20h geschrieben sind (NEIN), und berechnet im Schritt S14 den Auslesebereich der optischen Aufnehmervorrichtung, deren Daten fehlen. Gehören die fehlenden Daten zum Datenbereich bei 59 Minuten und 59 Sekunden, 74. Sektor auf der Disk, so hat die optische Aufnehmervorrichtung #40 die fehlenden Daten auszulesen. In diesem Fall steuert der Systemcontroller 17 die Diskmotor- Regelschaltung 15 zum Regeln der Umdrehung des Diskmotors 14 gemäß dem Diskmotor-Regelsignal, das man von der optischen Aufnehmervorrichtung #39 nahe an der optischen Aufnehmervorrichtung #40 erhält. Somit kann die optische Aufnehmervorrichtung, die die fehlenden Daten ausliest, die Daten bei der am besten passenden Drehzahl für die optische Aufnehmervorrichtung auslesen. Die Lesefähigkeit der optischen Aufnehmervorrichtung ist damit verbessert, die Fehlerkorrekturfähigkeit der optischen Aufnehmervorrichtung erhöht sich und das Datenauslesen wird exakt gesteuert. Der Systemcontroller 17 sammelt die Daten wiederum über die optische Aufnehmervorrichtung, die die fehlenden Daten im Schritt S15 ausgelesen hat. Der Systemcontroller 17 steuert die optische Aufnehmervorrichtung, die die fehlenden Daten ausliest, um die Daten auszulesen, und bewegt die optische Aufnehmervorrichtung, die die fehlenden Daten ausliest, an den Anfang des Datenbereichs, der die fehlenden Daten enthält, und führt den Schritt S7 aus. Der Zugriff auf den Datenbereich und das Auslesen der fehlenden Daten erfordert wiederum Zeit zum Bewegen der Linsen (10 ms) + die Wartezeit zum Drehen der Disk (100 ms). Werden mehrere fehlende Daten ausgelesen, so liest wiederum eine Anzahl optischer Aufnehmervorrichtungen die fehlenden Daten gleichzeitig aus. Damit können die fehlenden Daten auch in diesem Fall rasch gelesen werden.
In diesem Beispiel kann die Diskwiedergabeeinrichtung alle auf der Disk gespeicherten Daten rasch auslesen, da alle auf der CD-ROM-Disk 11 gespeicherten Daten gleichzeitig über jede Linse der 40 optischen Aufnehmervorrichtungen ausgelesen werden, die in radial getrennten Positionen der CD- ROM-Disk 11 angeordnet sind. Damit sinkt verglichen mit herkömmlichen Anordnungen die Zeitdauer zum Auslesen aller auf der Disk gespeicherten Daten auf ungefähr 1/60. Alle Daten werden nur durch das Bewegen der Linsen der optischen Aufnehmervorrichtungen ausgelesen. Daher benötigt die Diskwiedergabeeinrichtung keinen Bewegungsmechanismus zum Bewegen der optischen Aufnehmervorrichtung. Die Diskwiedergabeeinrichtung ist einfacher aufgebaut und sie wird exakt betrieben.
Damit sind alle aus der Disk ausgelesen Daten im Pufferspeicher 20a - 20h gespeichert. Greift der Hostcomputer auf die Daten zu, so können alle Daten aus dem Pufferspeicher 20a - 20h gelesen werden, und zwar ohne mechanische Vorrichtungen, sondern mit elektrischen Vorrichtungen, die die Adresse anzeigen. Die Zugriffsgeschwindigkeit des Hostcomputers ist 3 - 4mal höher als bei herkömmlichen Einrichtungen.
Die Managementdaten werden in das RAM 19 geschrieben, um festzustellen, ob die Daten vollständig in den Pufferspeicher 20a - 20h geschrieben sind oder nicht. Daher kann die Diskwiedergabeeinrichtung fehlende Daten erkennen und die fehlenden Daten nochmals auslesen, indem sie die im RAM 19 gespeicherten Managementdaten untersucht. Liest die Diskwiedergabeeinrichtung die fehlenden Daten nochmals aus, so wird die Diskdrehzahl so eingestellt, daß sie der optischen Aufnehmervorrichtung entspricht, die die fehlenden Daten ausliest, und zur optischen Aufnehmervorrichtung paßt. Damit nehmen die Datenlesefähigkeit und die Datenkorrekturfähigkeit der Diskwiedergabeeinrichtung zu, und die Diskwiedergabeeinrichtung kann die Daten exakt auslesen.
Fig. 6 zeigt eine ausführliche Skizze des inneren Aufbaus des Prozessorblocks 16a. Die anderen Prozessorblöcke 16b - 16h sind im inneren genauso aufgebaut wie der Prozessorblock 16a. Daher wird der innere Aufbau der anderen Prozessorblöcke 16b - 16h nicht erklärt. Der Prozessorblock 16a umfaßt die Signalverarbeitungsblöcke 38a - 38h, die mit jeder optischen Aufnehmervorrichtung #1 - #8 verbunden sind. Die Signalverarbeitungsblöcke 38a - 38h erzeugen die Demodulationsdaten und die Subcodedaten, übertragen die Demodulationsdaten und die Subcodedaten zum Pufferspeicher 20a, erzeugen Trackingservosignale und Fokusservosignale zum Steuern der optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #8 und erzeugen ein Diskmotor-Regelsignal zum Regeln der Drehzahl der Disk gemäß dem RF-Signal.
Der Signalverarbeitungsblock 38a, der mit der optischen Aufnehmervorrichtung #1 verbunden ist, erzeugt ein Diskmotor-Regelsignal, das zur Diskmotor-Regelschaltung 15 übertragen wird. Der Systemcontroller 17 steuert den Subcontroller 39. Der Subcontroller 39 steuert jeden der Prozessorblöcke 38a - 38h.
Fig. 7 stellt den Aufbau des Signalverarbeitungsblocks 38a ausführlich dar. Der Signalverarbeitungsblock 38a und die anderen Signalverarbeitungsblöcke 38b - 38h sind gleich aufgebaut. Die anderen Signalverarbeitungsblöcke 38b - 38h werden daher nicht erklärt. Die Signalverarbeitungsblöcke 38a - 38h bestehen im wesentlichen aus der EFM-Datenbegrenzerschaltung 40, der EFM-PLL-Schaltung 41 (PLL = Phase Locked Loop), der EFM-Datendemodulierschaltung 42, der Tmax- Erfassungsschaltung 43 (Größtes Wendepunktintervall), der Subcodedaten-Demodulierschaltung 44, der Subcode-Synchronisiersignal-Erfassungsschaltung 45, dem Subcode-Q-Datenregister 46, der Fehlererkennungs- und Fehlerkorrekturschaltung 47, der Datenkorrekturschaltung 48, dem Umsetzer 49 auf serielle Daten, der Pufferspeicher-Adreßerzeugungsschaltung 50, dem Pufferspeicher 51, der CD-ROM-Schnittstellenschaltung 52, dem Datenmultiplexer 53, der Systemsteuerungs-Timingsignal-Erzeugungsschaltung 54, der CPU-Schnittstellenschaltung 55 und der Taktsignal-Umschaltschaltung 56.
Die EFM-Datenbegrenzerschaltung 40 besteht aus dem schnellen Komparator 40a, der Pufferschaltung 40b, die die Ausgangssignale des schnellen Komparators 40a puffert, dem LPF (LPF = Low Pass Filter, Tiefpaßfilter) 40c, das das Ausgangssignal des schnellen Komparators 40a integriert, und dem Fehlerverstärker 40d, der den Operationsverstärker OP1 und die Widerstände R1 - R4 enthält. Die EFM-PLL-Schaltung 41 besteht aus dem Phasendetektor 41a, dem LF (LF = Loop Filter, Schleifenfilter) 41b, dem VCO (VCO = Voltage Controlled Oscillator, spannungsgesteuerter Oszillator) 41c und dem Frequenzteiler 41d mit dem Teilungsfaktor 1/2. Die CD- ROM-Schnittstellenschaltung 52 besteht aus dem MSB- first/LSB-first-Umsetzer 52a (die Daten werden so umgesetzt, daß anstelle des höchstwertigen Bits das niedrigstwertige Bit an erster Stelle steht), der Synchronisiermuster-Erkennungsschaltung 52b der CD-ROM, dem Descrambler(Entmischer) 52c, dem CD-ROM-Headerdatenregister 52d und der Verzögerungsschaltung 52e zum zeitlichen Abstimmen des Fehlerzeigers C2.
Die Arbeitsweise dieser Schaltungen wird nun beschrieben. Die EFM-Datenbegrenzerschaltung 40 entfernt die Asymmetrie aus den EFM-Daten, die einen geformten Impuls darstellen und die man aus der optischen Aufnehmervorrichtung #1 erhält. Das EFM-Signal ist ein digitales Modulationssignal, bei dem '0' und '1' mit einer Häufigkeit von 50% auftreten. Das EFM-Signal, das ein im schnellen Komparator 40a pegelbegrenztes und umgesetztes Rechtecksignal ist, wird im LPF 40c in eine Gleichspannung umgesetzt und im Fehlerverstärker 40d mit einer Bezugsspannung (Vcc/²) verglichen. Der Ausgangspegel des Fehlerverstärkers 40d ist der Begrenzungspegel. Hält das in den schnellen Komparator 40a eingegebene EFM-Signal die Symmetrie ein, so ist der Begrenzungspegel konstant. Wird jedoch ein EFM-Signal in den schnellen Komparator 40a eingegeben, das die Symmetrie nicht einhält, so ändert sich das Ausgangssignal des Fehlerverstärkers 40d gemäß dem Grad der Asymmetrie, und das EFM-Signal wird automatisch in einen symmetrischen Zustand geregelt.
Das EFM-Signal, das die EFM-Datenbegrenzerschaltung 40 ausgibt, ist ein selbsttaktendes Signal und enthält ein Taktsignal (bei der Wiedergabe im allgemeinen 2,1608 MHz).
Das EFM-Signal wird in die EFM-PLL-Schaltung 41 eingegeben, und es wird ein Bitsynchronisiertakt PLCK (bei der Wiedergabe im allgemeinen 4,321 MHz) wiedergegeben. Der zeitliche Bezugspunkt des eingegebenen EFM-Signals wird mit einem Bitsynchronisiertakt PLCK zurückgesetzt. Das zum Bitsynchronisiertakt PLCK synchronisierte EFM-Signal wird an die EFM-Datendemodulierschaltung 42 ausgegeben. Die EFM-Datendemodulierschaltung 42 erzeugt ein Framesynchronisiersignal und demoduliert 8-Bit-Daten, die von 14 Bit auf 8 Bit umgesetzt werden. Das EFM-Signal umfaßt ein Anforderungssignal zum Schreiben der Daten in den Pufferspeicher und ein Framesynchronisiermuster, das zum Erzeugen eines Einschreibe-Frametakts (EFM-Synchronisiertakt WFCK) erforderlich ist. Die EFM-Datendemodulierschaltung 42 erkennt das Framesynchronisiermuster und erzeugt das Framesynchronisiersignal. Sie verhindert das Erkennen eines Framesynchronisiersignals, wenn Daten fehlen, und ermittelt ein stabilisierendes Framesynchronisiersignal.
Die demodulierten 8-Bit-Daten werden in den Pufferspeicher 51 eingeschrieben, um Fehlerkorrekturen auszuführen. Die in den Pufferspeicher 51 eingeschriebenen 8-Bit-Daten werden gemäß den Anforderungen aus der Fehlererkennungs- und Fehlerkorrekturschaltung 47 aus dem Pufferspeicher 51 ausgelesen. Die demodulierten Daten werden in einen verschachtelten Datenstrom umgesetzt, wobei der Verschachtelungsvorgang ein Verzögerungsvorgang ist. Daher wird beim Datenauslesen aus dem Pufferspeicher 51 für die Fehlererkennung und Fehlerkorrektur der Verschachtelungsvorgang durch Verändern der Verzögerungszeit gemäß der Steuerung durch die Adreßerzeugungsschaltung 50 ausgeführt.
Die Daten, bei denen die Fehler erkannt und korrigiert werden, werden an die Datenkorrekturschaltung 48 übertragen, wobei der Zeiger C2 der Anforderung aus der Datenkorrekturschaltung 48 entspricht. Sind die Eingabedaten Computerdaten (CD-ROM-Daten), so korrigiert die Datenkorrekturschaltung 48 die Daten nicht, und die Daten werden an den Umsetzer 49 auf serielle Daten übertragen. Sind die Eingabedaten Audiodaten, so führt die Datenkorrekturschaltung 48 die Datenmittelungskorrektur aus. Die gehaltenen Daten werden eingegeben oder unterdrückt, und die Daten werden zum Umsetzer 49 auf serielle Daten übertragen.
Sind die an den Umsetzer 49 auf serielle Daten übertragenen Daten Audiodaten, so werden die Daten in serielle Audiodaten umgesetzt, die MSB-first-Daten (Daten, bei denen das höchstwertige Bit an erster Stelle steht) mit 16 Bit sind. Die Daten werden über den Datenmultiplexer 53 mit einem Synchronisierimpuls und einem Schreibsteuersignal an den Pufferspeicher 20a ausgegeben. Sind die im Serielle-Daten- Umsetzer 49 in serielle Daten umgesetzten Daten CD-ROM-Daten, so werden sie von MSB-first auf LSB-first umgesetzt, und die CD-ROM-Schnittstellenschaltung 52 erkennt und entmischt den Synchronisierimpuls. Die CD-ROM-Daten werden im LSB-Format in serielle Daten umgesetzt und über den Datenmultiplexer 53 zum Pufferspeicher 20a übertragen.
Der Subcontroller 39 kann 4 Byte Headerdaten der CD- ROM-Sektordaten überwachen, die über die CPU-Schnittstellenschaltung 55 zum Pufferspeicher 20a übertragen werden. Die Steuerung zum Übertragen der CD-ROM-Sektordaten an den Pufferspeicher 20a wird durch das Überwachen von drei Datenbytes der CD-ROM-Headerdaten (MIN, SEC, BLOCKS) ausgeführt.
Die Subcodedaten, die in den anderen Kanälen des Kanals gespeichert sind, der die CD-ROM-Daten oder die Audiodaten speichert, werden zum Erkennen eines 14-Bit Subcode-Synchronisiermusters S0, S1 verwendet, wobei das Subcode-Synchronisiermuster S0, S1 mit dem EFM-Synchronisiersignal WFCK abgetastet wird, und es wird ein Subcodeframe-Synchronisiersignal SCSY erzeugt. Die Subcodedaten P-W der demodulierten EFM-Datenzeile werden mit dem EFM-Framesynchronisiersignal WFCK synchronisiert und an ein Register übertragen, das sich in der Subcodedaten-Demodulierschaltung 44 befindet. Die Subcode-Q-Daten werden mit dem Frameschreibe-Taktsignal WFCK synchronisiert und nacheinander geordnet in 80 Bit des Subcode-Q-Datenregisters 46 gespeichert. Im Subcode-Q-Datenregister 46 wird die CRC-Berechnung ausgeführt, sobald die Subcode-Q-Daten hineingeschoben und auf Fehler untersucht sind. Das Prüfergebnis wird als CRFC-Signal ausgegeben, das ein synchronisiertes Subcodeframe-Synchronisiersignal SCSY ist.
Fig. 8 zeigt das Übertragungsformat der Subcodedaten P- W. Fig. 9 zeigt das Format der Subcode-Q-Daten.
Der Subcontroller erkennt, daß das Subcodeframe-Synchronisiersignal SCSY Highpegel hat und gibt 80 Taktimpulse in das Subcode-Q-Register 46 ein. Der Subcontroller 39 kann 80 Bit Subcode-Q-Daten auslesen.
Das Subcodeframe-Synchronisiersignal SCSY wird eingefügt, geschützt und zur Systemsteuerungs-Zeiterzeugungsschaltung 54 übertragen. Es wird als zeitliches Bezugssignal verwendet, das den Beginn bzw. das Ende der Übertragungssteuerung von Audiodaten in den Pufferspeicher 20a anzeigt. Werden die Audiodaten auf einen Befehl des Hostcomputers hin ausgelesen, so sind die Daten ohne Datenverlust oder Doppellesen auslesbar.
Die Tmax-Erkennungsschaltung 43 erkennt die Frequenz des EFM-Signals und ändert automatisch die Steuerspannung, die an den VCO 41c der EFM-PLL-Schaltung 41 angelegt wird, um die EFM-PLL-Schaltung 41 rasch zu synchronisieren.
Die Frequenz des VCO 41c wird auf einen Hilfswert geregelt, der aus fortgesetzten Größten-Wendepunkt-Intervallen besteht. Die EFM-PLL-Schaltung 41 schwingt auf der Hilfsfrequenz, da die Umdrehung der Disk schnell geregelt wird.
In der Erklärung zum Flußdiagramm in Fig. 5 wird allgemein das Diskmotor-Regelsignal dem Signal entsprechend erzeugt, das man aus der optischen Aufnehmervorrichtung #1 erhält. Es regelt die Umdrehungen der Disk. Die Einrastfrequenz der EFM-PLL-Schaltung, die in dem Signalverarbeitungsblock enthalten ist, der den anderen optischen Aufnehmervorrichtungen #2 - #40 zugeordnet ist, wird gemäß der linearen Geschwindigkeit des Strahlpunkts verändert. Der Haupttakt der Systemsteuerungs-Zeiterzeugungsschaltung 54, die das Timingsignal zum Auslesen der Daten aus dem Pufferspeicher 51 erzeugt, der die EFM-verarbeiteten Daten enthält, verwendet daher kein Taktsignal mit fester Frequenz aus einem Quarzoszillator, sondern ein VCO-Taktsignal, das in der EFM-PLL-Schaltung 41 erzeugt wird.
Die Drehung der Disk ist mit dem Signal steuerbar, das man aus den optischen Aufnehmervorrichtungen #1, #9, #16, #22, #27, #32, #36 und #39 erhält, die mit jedem Prozessorblock 16a - 16h verbunden sind und der Innenkante der Disk am nächsten liegen. Der Subcontroller 39 schaltet die Frequenz der EFM-PLL-Schaltung 41c mit dem HI/NORM-Signal über die CPU-Schnittstelle 55. Dabei bedeutet der HI-Modus eine automatische Winkelgeschwindigkeitsregelung entsprechend dem nächsten inneren Randmodus. Der NORM-Modus ist ein Normalwiedergabemodus, bei dem die Frequenz der EFM-PLL- Schaltung 41c auf eine Hilfsfrequenz von 8,6436 MHz eingerastet ist. Der Taktsignalschalter 56 schaltet die Frequenz der EFM-PLL-Schaltung 41c. Die Frequenz, die umgeschaltet wird, ist das VCO-Taktsignal bzw. das Quarztaktsignal (8,6436 MHz). Das Quarztaktsignal liefert der Systemcontroller 17. Das EFM-Framesynchronisiersignal WFCK wird als Diskmotor-Regelsignal verwendet, das in die Diskmotor-Regelschaltung 15 eingespeist wird. Die Leitungen der EFM-Framesynchronisiersignale WFCKi (i = 1, 9, 16, 22, 27, 32, 36, 39) sind an die Open-Kollektor-Ausgänge angepaßt, die wired- OR angeschlossen werden können. Daher benötigt die Diskmotor-Regelschaltung 15 den Wähler nicht. Eine Leitung des EFM-Framesynchronisiersignals WFCKi befindet sich normalerweise in einem Freigabezustand. Nach dem Initialisieren des Systems befindet sich die Leitung des EFM-Framesynchronisiersignals WFCK1, das man aus dem Signalverarbeitungsblock 38a erhält, in einem Freigabezustand.
Der Systemcontroller 17 wählt eine Leitung des EFM-Framesynchronisiersignals WFCK1. Der Subcontroller, der den Befehl aus dem Systemcontroller 17 erhält, steuert den Signalverarbeitungsblock, der das EFM-Framesynchronisiersignal WFCKi erzeugt, um den Freigabevorgang oder Sperrvorgang auf der Leitung des EFM-Framesynchronisiersignals WFCK auszuführen.
Die CPU-Schnittstellenschaltung 55 weist Funktionen zum Übertragen von Steuerdaten und Statusdaten an den Subcontroller 39 in serieller Form auf. Die CPU-Schnittstellenschaltung 55 umfaßt eine synchronisierende serielle Schnittstelle, die die Daten übertragen kann und einige Leitungen verbindet. Der Subcontroller wirkt als Master und die Prozessorblöcke 38a - 38h wirken als Slaves. Die Signalleitung PCSi, die der Subcontroller 39 ansteuert, liegt auf L(OW)- Pegel, und die CPU-Schnittstellenschaltung 55 wird betrieben. Die Steuerdaten aus dem Hostcomputer werden über die MOSI-Signalleitung übertragen. Die Statusdaten aus dem Signalverarbeitungsblock 38a werden über die MISO-Signalleitung übertragen. Dabei sind die Statusdaten und die Steuerdaten mit einem Übertragungstaktsignal aus dem Subcontroller 39 synchronisiert.
Die auf der MOSI-Signalleitung bzw. auf der MISO-Signalleitung übertragenen Daten werden mit der ansteigenden Flanke des Übertragungstaktsignals hinein- bzw. herausgeschoben. Die SCLK-Signalleitung wird mit einer Taktrate von 4,2336 MHz angesteuert. Die Zeit zum Übertragen eines Datenbytes beträgt ungefähr 2 µs.
Fig. 10 und Fig. 11 zeigen das Datenübertragungsformat der CPU-Schnittstellenschaltung 55. Fig. 10 zeigt den Fall des Einzelregisterzugriffs. Fig. 11 zeigt den Fall des Mehrfachregisterzugriffs. Die CPU-Schnittstellenschaltung 55 zeigt den Registeradreß- und Auslese/Einschreibmodus durch Modus/Adreßdaten, die beginnend mit ihrem höchstwertigen Bit eingegeben werden, nachdem das PCSi-Signal auf L-Pegel wechselt. Die Datenübertragung wird durch den Wechsel des PCSi- Signals auf L-Pegel freigegeben. Solange das PCSi-Signal auf L-Pegel liegt, wird die Registeradresse bei der Übertragung von 8 Bit Daten jeweils um 1 Bit erhöht. Die Datenübertragung endet beim Register, das zur Adresse "3F(HEX)" gehört, und die Adresse springt automatisch auf "00(HEX)" zurück.
Nach dem Übergang des PCSi-Signals auf H-Pegel wird der Registeradreß- und Zugriffsmodus wieder von den ersten 8 Bit Daten angezeigt. Fig. 12 zeigt das Datenformat der 8 Bit Modus/Adreßdaten.
Fig. 13 zeigt das Übertragungsformat der CD-ROM-Daten aus dem Verarbeitungsblock 38a zum Pufferspeicher 20a. Jedes Datenverarbeitungssystem liest die Daten in jedem Sektor aus. Zur Vereinfachung wird die serielle Übertragungsform eingesetzt. Beim Übertragen von Audiodaten wird ein Anfangstriggersignal für die Übertragung der Daten erzeugt, wenn die Zielsubcodeadresse erkannt wird. Nach dem Ausgeben des Anstiegspunkts des Subcodesynchronisiersignals und des N-Audioabtasttaktsignals beginnt die Übertragung der L-Kanal-Audiodaten. Nach dem Übertragen der angegeben Anzahl Datenframes wird die Übertragung angehalten, bevor das Übertragen der nächsten L-Kanaldaten beginnt.
Fig. 14 zeigt eine ausführliche Skizze, die den Aufbau des Pufferspeichers 20a darstellt. Die anderen Pufferspeicher 20b - 20h sind genauso aufgebaut wie der Pufferspeicher 20a. Die anderen Pufferspeicher 20b - 20h werden daher nicht beschrieben. Der Pufferspeicher 20a speichert die Audiodaten, die aus dem Signalverarbeitungsblock 38a - 38h übertragen werden, die CD-ROM-Daten (einschließlich des Synchronisiermusters), den C2-Fehlerzeiger C2EP und die Subcodedaten. Der Pufferspeicher 20a besteht aus dem S/P(seriell/parallel)-Umsetzer 57, der die Audiodaten bzw. CD-ROM-Daten in eine serielle Form zu Daten mit 8 Bit pro Wort umsetzt, dem 8-Bit-Register 58, das das Ausgangssignal des S/P-Umsetzers 57 zwischenspeichert, dem S/P-Umsetzer 59, der die C2- Fehlerzeigerdaten C2EP in Daten mit 8 Bit pro Wort umsetzt, dem 8-Bit-Register 60, das das Ausgangssignal des S/P-Umsetzers 59 zwischenspeichert, dem S/P-Umsetzer 61, der Subcodedaten P-W in 8 Bit parallele Daten umsetzt, dem Subcodedatenformatierer 62, der die Subcodedaten aus dem Ausgangssignal des S/P-Umsetzers 61 in parallele Daten umsetzt, dem temporären Puffer 63, der die Subcodedaten P-W speichert, die der S/P-Umsetzer 61 parallelisiert hat, dem Datenformatierer 62, der eine Subcodeframeperiode speichert, dem Timingcontroller 65 für serielles Schreiben, der das Datenschreiben im Speicherfeld 64 steuert, dem Hauptdaten- Schreibadreßzähler 66, der das Adreßtaktsignal ADRSCK1 hochzählt, das der Timingcontroller 65 für serielles Schreiben ausgibt, dem Subcode-Schreibadreßzähler 67, der mit dem Adreßtaktsignal ADRSCK2 hochgezählt wird, das der Timingcontroller 65 für serielles Schreiben ausgibt, dem C2-Fehlerzeiger-Datenschreib-Adreßzähler 68, der die Adreßtaktsignale ADRSCK3 hochzählt, die der Timingcontroller 65 für serielles Schreiben ausgibt, dem Datenmultiplexer 69, der 3 Systeme von Schreibdatenbasen und 1 System von Lese/Schreibdatenbasen durch Umschalten mit dem Speicherfeld 64 verbindet, einem Adreßmultiplexer 70, der nacheinander die 3 Systeme von Schreibdatenbasen und das eine System von Lese/Schreibdatenbasen mit dem Speicherfeld 64 verbindet, einem Schreib- Strobesignalmultiplexer 71, der 4 Systeme von Schreibstrobesignalen zum Speicherfeld 64 überträgt, und einer Entscheidungslogikschaltung 72, die entscheidet, ob auf die Gruppe der Signalverarbeitungsblöcke 38a - 38h oder auf die Speichersteuerschaltung 21 zugegriffen wird.
Die Audiodaten bzw. CD-ROM-Daten, der C2-Fehlerzeiger C2EP und die Subcodedaten werden unabhängig voneinander in den Datenbereich des Speicherfelds 64 geschrieben. Der Schreibvorgang für die Audiodaten bzw. CD-ROM-Daten wird fortlaufend ausgeführt. In Schreibzyklen, die die Entscheidungslogikschaltung 72 zuweist, wird der C2-Fehlerzeiger C2EP in die angezeigten Datenbereiche des Speicherfelds 64 geschrieben. Anschließend wird ein Byte Daten im 8-Bit-Register 60 zwischengespeichert. Die Zugriffsanforderung für das Speicherfeld 64 wird erzeugt und die Audiodaten bzw. CD-ROM- Daten werden in den Pufferspeicher geschrieben. Die Subcodedaten werden in den angezeigten Speicherbereich des Speicherfelds 64 geschrieben. Anschließend werden 106 Byte der Daten, die im einen Subcodeframe enthalten sind, in den temporären Puffer 63 geschrieben. Die Zugriffsanforderung für das Speicherfeld 64 wird erzeugt und der Schreibzyklus der Audiodaten wird der Anfangsperiode des Schreibens der Audiodaten bzw. CD-ROM-Daten zugewiesen. Während des Schreibens der Subcodedaten werden die nächsten Subcodedaten in den temporären Puffer 63 geschrieben. Die Übertragung der Subcodedaten zwischen dem temporären Puffer 63 und dem Speicherfeld 64 ist nach 1/20 Periode der Subcodedaten beendet.
Die Schreibadreßzähler 66, 67 und 68 werden beim Ausgeben des BUFRST-Signals zurückgesetzt, das aus dem Signalverarbeitungsblock 38a - 38h ausgegeben wird. Die Schreibadreßzähler 66, 67 und 68 werden von den Adreßtaktsignalen ADRSCK1, ADRSCK2 und ADRSCK3 um 1 hochgezählt, nachdem jeweils 1 Byte Daten in das Speicherfeld 64 geschrieben worden ist. Die Adreßtaktsignale ADRSCK1, ADRSCK2 und ADRSCK3 werden vom Systemcontroller 65 ausgegeben. Tritt beim Schreiben der Audiodaten bzw. CD-ROM-Daten durch einen Spursprung ein Fehler auf und werden die Daten nochmals ausgelesen, so setzt das BUFRST-Signals die Schreibadreßzähler 66, 67 und 68 wieder zurück.
Die Kapazität des Pufferspeichers 20a entspricht den auf der CD-ROM-Disk 11 gespeicherten Gesamtdaten, die durch Bewegen der Linsen einer jeden optischen Aufnehmervorrichtung gelesen werden. Die Kapazitäten eines jeden Pufferspeichers 20a - 20h unterscheiden sich voneinander. Die Kapazität des Pufferspeichers 20a, der die Daten speichert, die man von den optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #8 erhält, die am Innenrand der CD-ROM-Disk 11 angeordnet sind, ist auf ungefähr 14 MByte eingestellt. Die Kapazität des Pufferspeichers 20h für die optischen Aufnehmervorrichtungen #39, #40 ist auf ungefähr 32 MByte eingestellt.
Fig. 15 zeigt die Zuweisung der Datenbereiche, die die Audiodaten bzw. CD-ROM-Daten, den C2-Fehlerzeiger C2EP und die Subcodedaten im Pufferspeicher speichern. Der Datenbereich kann 4950 Sektoren der Daten ab der Sektoradresse 00:00:00 speichern. Die Daten werden in den Bereich AREAi (i läuft zwischen 1 und 40) geschrieben, der die Daten speichert, die aus jeder optischen Aufnehmervorrichtung #1 - #40 erhalten werden. Dabei wird die Schreibanfangsadresse des Bereichs AREAi + 1 erkannt, und die Sektordaten der Anfangsadresse des Bereichs AREAi + 1 werden als letzter Datensektor geschrieben. Die Datenübertragung aus dem Signalverarbeitungsblock 38a - 38h ist beendet, wenn das WEG-Signal H- Pegel annimmt. Im Bereich AREA39 wird das Schreiben der letzten Sektoradresse beendet, die aus den TOC-Daten berechnet wurde, und die Datenübertragung ist abgeschlossen.
Der Pufferspeicher 20a, der die Datenübertragung beendet hat, kann über die Speichersteuerschaltung 21 auf die Daten zugreifen. Die Entscheidungslogikschaltung 72 überwacht die Schreibadresse, die Ausleseadresse und die eingeschriebene Adresse der Speichersteuerschaltung 21. Erkennt die Entscheidungslogikschaltung 72 einen Datenzugriff aus der Speichersteuerschaltung 21, während die Daten aus dem Signalverarbeitungsblock 38a - 38h geschrieben werden, so schreibt die Entscheidungslogikschaltung 72 die Daten aus der Signalverarbeitung. Das WAIT-Signal wird aktiviert und die Speichersteuerschaltung 21 wartet auf den Zugriff. Der Schreibzyklus für den Signalverarbeitungsblock 38a - 38h wartet auf die Schreibanforderung. Die Entscheidungslogikschaltung 72 deaktiviert das WAIT-Signal und empfängt den Datenzugriff aus der Speichersteuerschaltung 21. Nachdem das System mit dem Datenlesen fertig ist, greift normalerweise die Speichersteuerschaltung 21 auf die Daten des Pufferspeichers 20a - 20h zu.
Fig. 16 stellt die Diskmotor-Regelschaltung 15 ausführlich dar. Das Diskmotor-Regelsignal, das jeder Prozessorblock 16a - 16h (EFM-Framesynchronisiersignal WFCKi (i = 1, 9, 16, 22, 27, 32, 36, 39)) ausgibt, wird an den 1:4-Teiler 73 und den F-V(Frequenz-Spannungs)-Umsetzer 74 angelegt. Der F-V-Umsetzer 74 setzt das Diskmotor-Regelsignal WFCKi mit Frequenzmodulation auf eine Gleichspannung VLCK um. Das (WFCKi/4)-Signal SLIM, das der Teiler 73 durch 4 geteilt hat, wird an den Eingangsanschluß des Phasendetektors 75 angelegt. Die Systemtakt-Erzeugungsschaltung 76, die aus dem Bezugsoszillator 76a, dem Teiler 76b und dem 1:24-Teiler 76c besteht, erzeugt das Bezugstaktsignal SREF.
Der Phasendetektor 75 vergleicht die Phase des (WFCKi/4)-Signals SLIM und die Phase des Bezugstaktsignals SREF und gibt das Vergleichsergebnis an das Schleifenfilter 77 aus. In Fig. 17 und Fig. 18 vergleicht der Phasendetektor 75 den Anstiegspunkt des (WFCKi/4)-Signals SLIM und den Anstiegspunkt des Bezugstaktsignals SREF und erzeugt die Phasenvergleichs-Ausgangssignale PCO, H-Pegel, L-Pegel und Hi- Z(Impedanz) gemäß der Phasendifferenz des Bezugstaktsignals SREF. Das Phasenvergleichs-Ausgangssignal PCO wird im Schleifenfilter 77 in eine Gleichspannung umgesetzt, zum Ausgangssignal des F-V-Umsetzers 74 addiert und über die Ansteuerschaltung 79 in den Antriebsmotor eingespeist. Die Ansteuerschaltung 79 wird gemäß dem Steuersignal DMCNTRL gesteuert, das über den Anschluß 30 zugeführt wird.
Dreht sich der Diskmotor 14 synchron zum Bezugstaktsignal SREF, so hat das Phasenvergleichs-Ausgangssignal PCO des Phasendetektors 75 den Zustand HI-Z. Das Schleifenfilter 77 gibt eine konstante Gleichspannung VPLL aus. Solange bis die Drehzahl des Diskmotors 14 den Bereich plus/minus X% der Hilfsdrehzahl erreicht, arbeitet der Frequenzservo, den das Ausgangssignal des F-V-Umsetzers 74 steuert, und der F-V-Umsetzer 74 legt die Spannung an den Diskmotor 14 an. Die Kennlinie des F-V-Umsetzers 74 ist in Fig. 19 dargestellt. Der F-V-Umsetzer 74 gibt das Fenstersignal SDET aus, das das Phasenvergleichs-Ausgangssignal PCO steuert. Liegt die Drehzahl des Diskmotors 14 im Bereich von plus/minus X% der Hilfsdrehzahl, so hat das Fenstersignal SDET L-Pegel, und das Phasenvergleichs-Ausgangssignal PCO ist freigegeben. Liegt die Drehzahl des Diskmotors 14 nicht im Bereich von plus/minus X% der Hilfsdrehzahl, so hat das Fenstersignal SDET H-Pegel, und das Phasenvergleichs-Ausgangssignal PCO hat automatisch den Hi-Z-Zustand.
Der Frequenzbereich, der dem Fenstersignal SDET entspricht, ist der Schwingungsfrequenzbereich der Phasenregelschleife. Sie wird üblicherweise auf einen Bereich eingestellt, so daß X den Wert 5 hat. Liegt die lineare Geschwindigkeit der CD-ROM-Disk 11 im Bereich von plus/minus 5% der Hilfsgeschwindigkeit, so wird die Phasenregelschleife in Betrieb gesetzt. Die Phasenregelschleife beginnt, das (WFCKi/4)-Signal SLIM auf das Bezugstaktsignal SREF zu synchronisieren. Im synchronen Zustand haben beide Eingabefrequenzen des Phasendetektors 75 den Wert 7,35/4 KHz, und die Phasendifferenz der Eingangssignale ist null. Die Ausgangsspannung des F-V-Umsetzers 74 verharrt auf der konstanten Spannung Vlock.
Wird die Phase der Drehung durch die Last verändert, die auf den Diskmotor 14 einwirkt, so gibt der Phasendetektor 75 einen Phasenfehlerimpuls gemäß der Phasendifferenz des Bezugstaktsignals SREF aus. Das Schleifenfilter 77 integriert den Phasenfehlerimpuls und erzeugt die Gleichspannung VPLL. Diese Spannung wird an die Treiberschaltung 79 angelegt. Die Treiberschaltung 79 in Fig. 20 besteht aus den Operationsverstärkern OP2, OP3, den Widerständen R5 - R12 und den Kondensatoren C1, C2. Das Ausgangssignal VLOCK des F-V-Umsetzers 74 wird durch die Widerstände R5, R6 zum Ausgangssignal VPLL des Schleifenfilters 77 addiert und in den nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP2 im Motortreiberverstärker 81 eingespeist. Eilt die Phase des (WFCKi/4)-Signals SLIM der Phase des Bezugstaktsignals SREF nach, so gibt der Phasendetektor 75 einen H-Pegel-Impuls gemäß dem in Fig. 17 und Fig. 18 dargestellten Verhalten aus. Nach dem Umsetzen des Impulses in eine Gleichspannung im Schleifenfilter 77 ist die Spannung, die über den nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP2 eingegeben wird, größer als die Spannung, die der normalen Diskumdrehung entspricht. Die Energiezufuhr des Diskmotors 14 wird verändert, um Lastschwankungen des Diskmotors 14 auszugleichen. Die Energiezufuhr des Diskmotors 14 wird verändert, um die Phasendifferenz zwischen dem (WFCKi/4)-Signal SLIM und dem Bezugstaktsignal SREF zum Verschwinden zu bringen.
Eilt die Phase des (WFCKi/4)-Signals SLIM der Phase des Bezugstaktsignals SREF voraus, so wird die Energiezufuhr zum Diskmotor 14 gedrosselt und so verringert, daß die Phasendifferenz zwischen dem (WFCKi/4)-Signal SLIM und dem Bezugstaktsignal SREF verschwindet. An den Phasendetektor 75 wird eine Reihe Impulse mit L-Pegel angelegt. Diese Fehlerkorrektur wird immer wieder durchgeführt. Daher wird die lineare Geschwindigkeit der CD-ROM-Disk mit Quarzgenauigkeit auf einen konstanten Wert geregelt.
Die Regelung der linearen Geschwindigkeit der CD-ROM- Disk 11 wird so ausgeführt, daß die optische Aufnehmervorrichtung #1 durch eine Abtastung die 512 Datenspuren lesen kann, die auf der CD-ROM-Disk 11 gespeichert sind. (Die 512 Datenspuren sind im inneren Randabschnitt gespeichert, der sich zwischen 25 mm und 25,82 mm vom Mittelpunkt 0 der CD- ROM-Disk 11 entfernt befindet.) Liest die optische Aufnehmervorrichtung #1 die TOC-Daten aus, so wird die optische Aufnehmervorrichtung #1 so geregelt, daß sie sich 1,5 mm von dem inneren Randabschnitt weg bewegt. Anschließend verarbeitet der Signalverarbeitungsblock 38a die Daten bei der Taktfrequenz (4,3218 MHz), die der linearen Geschwindigkeit entspricht, die das CD-ROM-Format verlangt. Wenn die Prozessorblöcke 16a - 16h die Daten verarbeiten, die die anderen optischen Aufnehmervorrichtungen #2 - #40 auslesen, so hängt die Taktfrequenz der Prozessorblöcke 16a - 16h von der Drehzahl des Diskmotors 14 ab, bei der die optische Aufnehmervorrichtung die Daten ausliest, die auf dem Innenrand gespeichert sind, und vom Radius, bei dem die Daten gespeichert sind, die die optischen Aufnehmervorrichtungen #2 - #40 auslesen.
Tastet die optische Aufnehmervorrichtung #1 den Datenbereich ab, der zwischen 25 mm und 25,2 mm vom Mittelpunkt 0 der CD-ROM-Disk 11 entfernt ist, und beträgt die lineare Geschwindigkeit V der sich drehenden CD-ROM-Disk 11 1,3 m/s, so ändert sich die Drehzahl N der des Diskmotors 14 wie unten angegeben.
Tastet die optische Aufnehmervorrichtung #2 die 512 Datenspuren ab, die sich zwischen 25,8 mm und 26,62 mm vom Mittelpunkt 0 der CD-ROM-Disk 11 entfernt befinden, so berechnet sich die lineare Geschwindigkeit des Strahlpunkts der optischen Aufnehmervorrichtung #2 wie unten angegeben.
Tastet die optische Aufnehmervorrichtung #40 den Datenbereich ab, der zwischen 57 mm und 57,82 mm vom Mittelpunkt 0 der CD-ROM-Disk 11 entfernt ist, so ändert sich die lineare Geschwindigkeit des Strahlpunkts der optischen Aufnehmervorrichtung #40 wie unten angegeben.
Die lineare Geschwindigkeit des Strahlpunkts, der den Datenbereich am innersten Rand abtastet, ist größer als die lineare Geschwindigkeit des Strahlpunkts, der den Datenbereich am äußersten Rand abtastet. Die lineare Geschwindigkeit des Strahlpunkts ändert sich um 2%. Der Frequenzbereich des Synchronisiertaktsignals, das die EFM-PLL-Schaltung 41 ausgibt, wird gemäß der Abweichung der linearen Geschwindigkeit beim Datenspeichern der CD-ROM-Disk 11 gewählt. Die VLC-Servovorrichtung arbeitet, nachdem das Lesen der auf der CD-ROM-Disk 11 gespeicherten Daten mit der optischen Aufnehmervorrichtung #1 beginnt. Bis der Fokusservo der optischen Aufnehmervorrichtung #1 arbeitet und die EFM-Daten ausgelesen werden, steuert der Systemcontroller 17 den Diskmotor 14 im groben Servomodus. Anschließend gibt der Systemcontroller 17 das Steuersignal DMCNTRL aus, und der Diskmotor 14 wird über die Ansteuerspannung, die aus dem Steuersignal erzeugt wird, mit ungefähr 1,2 m/s - 1,4 m/s angetrieben.
In diesem Beispiel sind 40 optische Aufnehmervorrichtungen in 8 Gruppen eingeteilt. Die Gruppen umfassen jeweils 8, 7, 6, 5, 5, 4, 3 und 2 optische Aufnehmervorrichtungen. Am Innenrand der CD-ROM-Disk 11 sind in jedem Prozessorblock mehr optische Aufnehmervorrichtungen angeordnet als am Außenrand der CD-ROM-Disk 11. Besitzt der Systemcontroller 17 die Zusatzfähigkeit, die optischen Aufnehmervorrichtungen zu steuern, so kann der Systemcontroller 17 die optischen Aufnehmervorrichtungen #1 - #40 direkt steuern. Die Daten, die man aus jedem Signalverarbeitungsblock in jedem Pufferspeicher erhält, werden in die Pufferspeicher geschrieben, die zu dem Prozessorblock gehören.
Die Erfindung kann wie beschrieben eine ganz besonders bevorzugte Diskwiedergabeeinrichtung bereitstellen.
Es wurden diejenigen Ausführungsformen der Erfindung erläutert und beschrieben, die derzeit als die bevorzugten Ausführungsformen betrachtet werden. Für Fachleute ist klar, daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen ausführbar sind, und daß Bauteile durch gleichartige ersetzbar sind, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, der in den beigefügten Ansprüchen bestimmt ist. Zusätzlich können an den Lehren der Erfindung viele Änderungen vorgenommen werden, um sich an eine besondere Situation oder ein besonderes Material anzupassen. Die Erfindung ist nicht auf die besondere offenbarte Ausführungsform beschränkt, die als beste Weise betrachtet wird, die Erfindung auszuführen, sondern die Erfindung schließt alle Ausführungsformen ein, die in den Bereich der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

1. Einrichtung zur Wiedergabe von Daten, die in Spuren auf einer Disk (11) gespeichert sind, umfassend:

Drehvorrichtungen (12, 14) zum Drehen der Disk um eine Mittenachse; und

eine Datenverarbeitungsvorrichtung, die eine Anzahl optischer Aufnehmervorrichtungen (#1 - #40) zum Lesen der Daten von der sich drehenden Disk aufweist, wobei jede Aufnehmervorrichtung mit einem entsprechenden Abstand zur Mittenachse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Aufnehmervorrichtung so steuerbar ist, daß sie nur die Daten in einem jeweiligen Entfernungsbereich um die Mittenachse liest, und die entsprechenden Bereiche der Aufnehmervorrichtungen sich im wesentlichen nicht überlappen und jeweils eine Anzahl Spuren enthalten, so daß die optischen Aufnehmervorrichtungen zusammen alle Daten auslesen können, die auf der Disk gespeichert sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die optischen Aufnehmervorrichtungen so angeordnet sind, daß die entsprechenden Bereiche einer jeden Aufnehmervorrichtung im wesentlichen die gleiche Anzahl Spuren enthalten.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede der optischen Aufnehmervorrichtungen eine Linse zum Richten eines Strahls auf die Disk aufweist und eine Linsensteuervorrichtung zum Verschieben der Strahlposition auf der Disk.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, wobei jede Linse die Strahlposition um ungefähr den gleichen Abstand verschieben kann.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, umfassend:

eine Anzahl Verarbeitungseinheiten (16a - 16h) zum Verarbeiten der Daten, die jede optische Aufnehmervorrichtung liest;

Datenspeichervorrichtungen (20a - 20h), die eine Anzahl den Verarbeitungseinheiten entsprechende Speicherbereiche aufweisen, um die von den verschiedenen Verarbeitungseinheiten verarbeiteten Daten zu speichern;

eine Steuervorrichtung (21) zum Lesen der im Speicherbereich gespeicherten Daten und zum Übertragen der Daten abhängig von einer Zugriffsanforderung.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 zur Wiedergabe von digitalen Daten, die auf einer Disk mit konstant linearer Geschwindigkeit aufgezeichnet sind, wobei die Digitaldaten aus einer Folge von Datenblöcken aufgebaut sind, die entsprechende Adreßdaten zum Erkennen des Datenblocks aufweisen, umfassend:

eine erste Steuervorrichtung (17) zum Steuern der Drehvorrichtung, damit sich die Disk mit einer ersten Geschwindigkeit dreht, die einer der optischen Aufnehmervorrichtungen entspricht, und zum Steuern der Aufnehmervorrichtungen, damit sie Daten in einem ersten Wiedergabemodus simultan auslesen;

eine Datenverarbeitungsvorrichtung, die eine Anzahl Verarbeitungsvorrichtungen (16a - 16h) aufweist, um die Daten zu verarbeiten, die jede der optischen Aufnehmervorrichtungen liest;

erste Speichervorrichtungen (20a - 20h), die eine Anzahl Speicherbereiche zum Speichern der Daten aufweisen, die jede der Verarbeitungsvorrichtungen im ersten Wiedergabemodus ausgibt, und zwar entsprechend zu jedem Datenblock, der durch die Adreßdaten dargestellt wird;

zweite Speichervorrichtungen zum Setzen von Flagdaten entsprechend zu jedem Speicherbereich, die anzeigen, daß die erste Speichervorrichtung jeden Datenblock im Speicherbereich gespeichert hat;

eine Erkennungsvorrichtung zum Untersuchen der Flagdaten, um ein Fehlen der im Speicherbereich gespeicherten Daten zu erkennen;

eine zweite Steuervorrichtung, die abhängig von der Erkennungsvorrichtung arbeitet, um die Drehvorrichtung zu steuern und die Disk mit einer zweiten Geschwindigkeit zu drehen, die einer ausgewählten Aufnehmervorrichtung entspricht, die die fehlenden Daten auslesen muß, wobei diese Steuervorrichtung bewirkt, daß die ausgewählte Aufnehmervorrichtung die fehlenden Daten in einem zweiten Wiedergabemodus ausliest.

7. Einrichtung nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei die optischen Aufnehmervorrichtungen auf einer Spirale angeordnet sind, und zwar in einer Ebene, die zur Ebene parallel ist, in der sich die Disk dreht.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 zum Wiedergeben von Daten, die auf einer Disk mit konstant linearer Geschwindigkeit gespeichert sind, wobei die Einrichtung eine Steuervorrichtung (17) zum Steuern der Drehzahl der Disk abhängig von der Position der Daten enthält, die eine Aufnehmervorrichtung von der Disk liest.