JP2002313034A

JP2002313034A - デジタル復調装置

Info

Publication number: JP2002313034A
Application number: JP2001116913A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Oizumi; 充弘大泉
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-04-16
Filing date: 2001-04-16
Publication date: 2002-10-25

Abstract

(57)【要約】【課題】チップ面積の小さなデジタル復調装置を提供
する。【解決手段】ラン長が制限された符号語をデータ語に
変換するデジタル復調装置であって、前記符号語のビッ
ト列を順次転送するシフトレジスタと、前記シフトレジ
スタより注目している符号語の後端のゼロの個数を数え
る論理部と、前記シフトレジスタより注目している符号
語の次の符号語の特定のビットを検査する論理部と、符
号語と対応するデータ語から成る複数種類の変換表を記
憶する記憶手段と、複数種類の変換表から符号語に対応
するデータ語を読み出す手段と、複数種類の変換表から
読み出されたデータ語から１つを選択する手段と、を備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスク等に用い
られるデジタル復調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクでの記録再生に用いられるデ
ジタル変復調装置は、一般に図３のような構成をしてい
る。変調時には、データ語は符号変換器によって、光デ
ィスク媒体への記録に適した符号語に変換され、続いて
ＮＲＺＩ（ＮｏｎＲｅｔｕｒｎｔｏＺｅｒｏＩｎ
ｖｅｒｔｅｄ）変換器により、ＮＲＺＩ信号に変換され
た後、光ディスク媒体に書き込まれる。

【０００３】一方、復調時に於いては、それらの逆の変
換が行われ、もとのデータ語が読み出される。これらの
データ語、符号語、ＮＲＺＩ信号の対応は、例えば図４
に示される通りである。

【０００４】（ＥＦＭ変換）符号変換器における符号変
換、即ちデータ語から符号語への変換の方法として、Ｅ
ＦＭ（ＥｉｇｈｔｔｏＦｏｕｒｔｅｅｎＭｏｄｕ
ｌａｔｉｏｎ）変換と呼ばれるものがある。この変換は
いわゆる（ｄ，ｋ；ｍ，ｎ）変換で言う（２，１０；
８，１７）変換に相当する。ｄは符号語に許される最小
ラン、ｋは符号語に許される最大ラン、ｍはデータ語の
語長、ｎは符号語の語長である。ランとは、同一のビッ
ト状態の連なり数を言い、ここでは０が連続するビット
数を言う。またｄとｋによる制約（ｄ，ｋ）制約を、ラ
ン長制限という。

【０００５】具体的には、ＥＦＭ変換では、８ビットの
データ語が１４ビットの符号語に変換される。ここで符
号語は（２，１０）制約を満足するものであり、いずれ
の符号語中の１と１の間には、必ず０が２から１０個入
っている。そして１４ビットの符号語と、続く１４ビッ
トの符号語との間には、さらに３ビットの接続符号が挿
入される。この接続符号を含めた計１７ビットの符号語
が、連続する符号系列においても（２，１０）制約が満
足されるよう考慮される。

【０００６】（ＥＦＭｐｌｕｓ変換）ＥＦＭ変換を、記
録密度の点で改善した方法として、ＥＦＭｐｌｕｓと呼
ばれる変換方式が提案されている（例えば、Ｋｅｅｓ
Ａ．ＳｃｈｏｕｈａｍｅｒＩｍｍｉｎｋ，”ＥＦＭｐｌ
ｕｓ：ＴｈｅｃｏｄｉｎｇＦｏｒｍａｔｏｆｔｈ
ｅＨｉｇｈ−ＤｅｎｓｉｔｙＣｏｍｐａｃｔＤｉ
ｓｋ”，ＩＥＥＥ，１９９５）。このＥＦＭｐｌｕｓ変
換は（２，１０；８，１６）変換に相当するものであ
り、（２，１０；８，１７）変換に相当するＥＦＭと比
較し、記録密度の点において１７／１６倍の向上が図ら
れる。

【０００７】以下、ＥＦＭｐｌｕｓ変換方式について、
説明する。ＥＦＭｐｌｕｓ変換では、ＥＦＭ変換のよう
に、固定的に１種類の変換表を用いるのではなく、デー
タ語が与えられる度に、予め用意された複数の変換表の
中から、所定の手順にしたがって、１個の変換表を特定
し、その変換表を用いて、データ語を符号語に変換す
る。なお、特定された１個の変換表を用いることを、そ
の変換表に対する「状態」と呼ぶ。

【０００８】図５は、ＥＦＭｐｌｕｓ変換で用いられる
変換表の一例の全てである。変換表は、合計８個からな
り、それらは４個の状態（状態１〜状態４）に属するも
のに分類され、各状態には主と副の２個が属する。主変
換表は、８ビットで表現される２５６個全てのデータ語
と、それら各データ語に対応する１６ビットの符号語か
ら構成される。一方、副変換表は、一部（００００００
００〜０１０１０１１１）のデータ語、即ち、８８個の
データ語と、それら各データ語に対応する符号語から構
成されている。

【０００９】これらの各変換表は、図７に示されるよう
に、１個の変換表に含まれる符号語が、共通の特徴を有
するように作成されている。例えば、第２の変換表に含
まれる符号語は、先頭からのラン長が１以上５以下であ
り、かつ、先頭第１ビットと第１３ビットのいずれもが
０である。なおｘは、ドントケア（１でも０でもよい）
を示す。

【００１０】１個のデータ語が与えられたとき、８個の
変換表から１個の変換表が特定される手順は、以下の通
りである。まず、図６に示される規則にしたがって、次
の変換における状態が決定される。即ち、直前の変換で
得られた符号語中の後端におけるラン長によって、その
次の変換での状態、即ち、次の変換で用いるべき主又は
副変換表が特定される。これによって、図６と図７とか
ら明らかなように、符号語と符号語との接続部分におい
ても（２，１０）制約を満足することが保証される。な
お、変換すべき最初のデータ語は、第１の変換表が用い
られるものとしている。

【００１１】次に、変換すべきデータ語が、０００００
０００〜０１０１０１１１、即ち、８７以下である場合
には、ＮＲＺＩ信号における低周波成分を、より抑圧で
きる符号語に変換できるように、主又は副変換表のいず
れかを特定する。なお、変換すべきデータ語が上記範囲
に属さない場合には、必ず主変換表が用いられるのは言
うまでもない。

【００１２】以上の手順により、ＥＦＭｐｌｕｓ変換に
より、１個のデータ語は対応する１個の符号語に一義的
に変換される。ところで、図５に示された変換表には、
一部に重複した符号語が存在する。即ち、異なるデータ
語に対して、同一の符号語が割り当てられている。その
ために、復調するとき、重複した符号語を逆変換すると
きであっても、ユニークに元のデータ語に復元できるこ
とを保証する必要がある。

【００１３】そこで、ＥＦＭｐｌｕｓ変換に於いては、
あるデータ語を重複した符号語に変換した場合には、次
に状態２又は状態３に遷移することとしている。そし
て、状態２に遷移するか又は状態３に遷移するかは、変
換するデータ語がそれら異なるデータ語のいずれである
かによって決定している。これによって、光ディスクか
ら読み出した符号語を復調する場合には、その符号語が
たとえ重複する符号語であっても、その符号語の次の状
態を知ることにより、元のデータ語を判別することがで
きる。

【００１４】なお、復調時において、読み出した符号語
の状態を知るには、図６及び図７に示された規則を用い
ればよいことは言うまでもない。即ち、図６に示される
ように、その符号語の直前に読み出した符号語の後端の
ラン長から、その符号語が状態１、状態２又は状態３、
状態４のいずれの状態で変換されたものかが判明し、さ
らに、図７に示されるように、その符号語の第１及び第
１３ビットの値から、その符号語が、状態２又は状態３
のいずれの状態で変換されたものかが判明する。

【００１５】以上のようにして、ＥＦＭｐｌｕｓ変換に
より、８ビットのデータ語は、ユニークに１６ビットの
符号語に変換され、その逆変換もユニークに行われる。

【００１６】（デジタル復調装置）従来技術のデジタル
復調装置を図８を参照して説明する。図８において、１
は１３ビットシフトレジスタ、２および３は１ビットラ
ッチ、４は１６ビットシフトレジスタ、５は１６ビット
ラッチ、６は２入力ＯＲ回路、７は２入力回路ＮＯＲ回
路、８は４入力ＯＲ回路、９はＡＮＤ回路、１０は主デ
コーダ、１１は副デコーダ、１２はセレクタであり、こ
れらにより図３に示されたデジタル変復調装置におけ
る、逆符号変換器が構成される。

【００１７】主デコーダ１０は、重複していない全ての
データ語と符号語の対応関係と、重複した対応関係のう
ち次の状態が第２の状態である対応関係とを記憶してお
り、それらの対応関係に属する符号語であれば、それを
デコードすることにより、対応する元のデータ語にユニ
ークに復元する。

【００１８】一方、副デコーダ１１は、重複した対応関
係のうち、次の状態が第３の状態である対応関係のみを
記憶しており、その対応関係に属する符号語であれば、
ユニークに元のデータ語に復元する。

【００１９】以上のように、構成されたデジタル復調装
置の動作について説明する。記録媒体から読み出された
符号語は、ビット直列で１３ビットシフトレジスタ１に
入力され、さらに次の符号語が入力されると１６ビット
シフトレジスタ４に送り込まれる。

【００２０】いま、１６ビットシフトレジスタ２に送り
込まれた符号語に着目する。ＡＮＤ回路６０７は、次の
条件が満たされる場合を検出している。即ち、（１）こ
の符号語の次の符号語の先頭から第１ビットＱ０と第１
３ビットＱ１２の少なくとも１つが１であり、かつ、
（２）この符号語の先頭から第１６ビットＱ１５と第１
５ビットＱ１４がいずれも０であり、かつ、（３）この
符号語の先頭から第１１ビットＱ１０〜第１４ビットＱ
１３の少なくとも１つが１である場合が該当する。

【００２１】上記条件（２）と（３）の結合により、こ
の符号語の末尾ラン長が２以上５以下であること、即
ち、図６から明らかなように、「この符号の次の符号は
第２又は第３の状態である」ことが検出されている。ま
た、条件（１）により、図７から明らかなように、「次
の符号は第２の状態ではない」ことが検出されている。
従って、条件（１）、（２）及び（３）の結合により、
「この符号の次の符号は第３の状態である」ことが判明
する。

【００２２】ＡＮＤ回路９は、上記の条件を検出した場
合には、セレクタ１２を制御することにより、副デコー
ダ１１からのデータ語を選択して出力させ、一方、検出
しなかった場合には、主デコーダ１０からのデータ語を
選択して出力させる。このようにして、記録媒体から読
み出された符号語は、変調時における状態がいずれの状
態であっても、また、重複した符号語であっても、主デ
コーダ１０または副デコーダ１１によって、元のデータ
語にユニークに復元される。

【００２３】この動作を更にタイミングチャート図９を
用いて説明する。時刻ｔ０からシフトレジスタ１への入
力が始まり、順次転送され、時刻ｔ２８においてシフト
レジスタ２のＱ０まで符号語ビット列が到達する。時刻
ｔ２９において、シフトレジスタ１及び２の内容はラッ
チ２，３および５に転送され、主デコーダ１０、及び、
副デコーダ１１から値を読みだし、ＡＮＤ９の値を下に
セレクタ１２によりデータ語を出力する。図９でＸはド
ントケア（１でも０でもよい）を表し、ｖａｌｉｄは値
が有効になったことを表す。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
復調装置では、ハードウエア化したときのチップ面積
が、大きくなるといった問題点があった。具体的には、
動作に必要のないラッチが面積増大の要因になってい
た。

【００２５】本発明は、前述の問題点を回避するための
ものであり、チップ面積の小さなデジタル復調装置を提
供することを課題とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明において
は、ラン長が制限された符号語をデータ語に変換するデ
ジタル復調装置であって、前記符号語のビット列を順次
転送するシフトレジスタと、前記シフトレジスタより注
目している符号語の後端のゼロの個数を数える論理部
と、前記シフトレジスタより注目している符号語の次の
符号語の特定のビットを検査する論理部と、符号語と対
応するデータ語から成る複数種類の変換表を記憶する記
憶手段と、複数種類の変換表から符号語に対応するデー
タ語を読み出す手段と、複数種類の変換表から読み出さ
れたデータ語から１つを選択する手段と、を備える。

【００２７】請求項２の発明においては、前記シフトレ
ジスタは、前記注目している符号語と前記注目している
符号語の次の符号語を順次転送するシフトレジスタであ
る。請求項３の発明においては、前記シフトレジスタ
は、前記注目している符号語と前記注目している符号語
の次の符号語の一部を順次転送するシフトレジスタであ
る。

【００２８】請求項４の発明においては、前記注目して
いる符号語の後端のゼロの個数を数える論理部は、ゼロ
の個数が２以上５以下であるかを調べる論理部であり、
かつ、前記注目している符号語の次の符号語の特定のビ
ットが第１ビットと第１３ビットである。

【００２９】請求項５の発明においては、前記ラン長の
制限が（２，１０；８，１６）規約で制限される。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１および
図２を参照して説明する。図１は本発明の実施例の構成
図、図２は同実施例の動作タイミングチャートである。
図１において、２１は１３ビットシフトレジスタ、２２
は１６ビットシフトレジスタ、２３は２入力ＯＲ回路、
２４は２入力ＮＯＲ回路、２５は４入力ＯＲ回路、２６
はＡＮＤ回路、２７は主デコーダ、２８は副デコーダ、
２９はセレクタである。

【００３１】主デコーダ２７は、重複していない全ての
データ語と符号語の対応関係と、重複した対応関係のう
ち、次の状態が第２の状態である対応関係とを記憶して
おり、それらの対応関係に属する符号語であれば、それ
をデコードすることにより、対応する元のデータ語にユ
ニークに復元する。

【００３２】一方、副デコーダ２８は、重複した対応関
係のうち、次の状態が第３の状態である対応関係のみを
記憶しており、その対応関係に属する符号語であればユ
ニークに元のデータ語に復元する。

【００３３】以上のように、構成されたデジタル復調装
置の動作について説明する。記録媒体から読み出された
符号語は、ビット直列で１３ビットシフトレジスタ２１
に入力され、さらに次の符号語が入力されると１６ビッ
トシフトレジスタ２２に送り込まれる。

【００３４】いま、１６ビットシフトレジスタ２２に送
り込まれた符号語に着目する。ＡＮＤ回路２６は、次の
条件が満たされる場合を検出している。即ち、（１）こ
の符号語の次の符号語の先頭から第１ビットＱ０と第１
３ビットＱ１２の少なくとも１つが１であり、かつ、
（２）この符号語の先頭から第１６ビットＱ１５と第１
５ビットＱ１４がいずれも０であり、かつ、（３）この
符号語の先頭から第１１ビットＱ１０〜第１４ビットＱ
１３の少なくとも１つが１である場合が該当する。

【００３５】上記条件（２）と（３）の結合により、こ
の符号語の末尾ラン長が２以上５以下であること、即
ち、図６から明らかなように、「この符号の次の符号は
第２又は第３の状態である」ことが検出されている。ま
た、条件（１）により、図７から明らかなように、「次
の符号は第２の状態ではない」ことが検出されている。
従って、条件（１）、（２）及び（３）の結合により、
「この符号の次の符号は第３の状態である」ことが判明
する。

【００３６】ＡＮＤ回路２６は、上記の条件を検出した
場合には、セレクタ２９を制御することにより、副デコ
ーダ２８からのデータ語を選択して出力させ、一方、検
出しなかった場合には、主デコーダ２７からのデータ語
を選択して出力させる。

【００３７】このようにして、記録媒体から読み出され
た符号語は、変調時における状態がいずれの状態であっ
ても、また、重複した符号語であっても、主デコーダ２
７又は副デコーダ２８によって、元のデータ語にユニー
クに復元される。

【００３８】この動作を更にタイミングチャート図２を
用いて説明すると、時刻ｔ０からシフトレジスタ２１へ
の入力が始まり、順次転送され、時刻ｔ２８においてシ
フトレジスタのＱ０までの符号語ビット列が到達する。

【００３９】同時刻ｔ２８において、主デコーダ２７、
及び、副デコーダ２８から値を読みだし、ＡＮＤ回路２
６の値を元にセレクタ２９によりデータ語を出力する。
図２でＸはドントケア（１でも０でもよい）を表し、ｖ
ａｌｉｄは値が有効になったことを表す。

【００４０】このように、ラッチを介さずに、シフトレ
ジスタの出力を直接使用することにより、復調の動作を
実現しているため、ハードウエアの構成がシンプルにな
り、チップ化したときの面積が小さくなることを狙って
いる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
デジタル復調装置を構成する部品の数を減らすことによ
り、チップ面積が小さくなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成図である。

【図２】同実施例の動作タイミングチャートである。

【図３】一般的なデジタル変復調装置

【図４】データ語と符号語とＮＲＺＩ信号との対応

【図５】ＥＦＭｐｌｕｓ変換で用いられる変換表

【図６】符号語と次の状態との関係

【図７】変換表の符号語の特徴

【図８】従来のデジタル復調装置の構成

【図９】従来のデジタル復調装置のタイミングチャート

【符号の説明】

２１１３ビットシフトレジスタ２２１６ビットシフトレジスタ２３２入力ＯＲ回路２４２入力ＮＯＲ回路２５４入力ＯＲ回路２６ＡＮＤ回路２７主デコーダ２８副デコーダ２９セレクタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ラン長が制限された符号語をデータ語に
変換するデジタル復調装置であって、前記符号語のビット列を順次転送するシフトレジスタ
と、前記シフトレジスタより注目している符号語の後端のゼ
ロの個数を数える論理部と、前記シフトレジスタより注目している符号語の次の符号
語の特定のビットを検査する論理部と、符号語と対応するデータ語から成る複数種類の変換表を
記憶する記憶手段と、複数種類の変換表から符号語に対応するデータ語を読み
出す手段と、複数種類の変換表から読み出されたデータ語から１つを
選択する手段と、を備えたことを特徴とするデジタル復調装置。
【請求項２】前記シフトレジスタは、前記注目してい
る符号語と前記注目している符号語の次の符号語を順次
転送するシフトレジスタであることを特徴とする請求項
１記載のデジタル復調装置。
【請求項３】前記シフトレジスタは、前記注目してい
る符号語と前記注目している符号語の次の符号語の一部
を順次転送するシフトレジスタであることを特徴とする
請求項１記載のデジタル復調装置。
【請求項４】前記注目している符号語の後端のゼロの
個数を数える論理部は、ゼロの個数が２以上５以下であ
るかを調べる論理部であり、かつ、前記注目している符
号語の次の符号語の特定のビットが第１ビットと第１３
ビットであることを特徴とする請求項３記載のデジタル
復調装置。
【請求項５】前記ラン長の制限が（２，１０；８，１
６）規約で制限されていることを特徴とする請求項４記
載のデジタル復調装置。