JP2004071060A - タイミングリカバリ方法及び記憶装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、タイミングリカバリ方法及び記憶装置に関し、検出データが誤る可能性の高い低SNR条件下等においても、誤った検出データ(目標値)に対するタイミングリカバリ部の追従を抑制し、常に安定したタイミングリカバリを行うことを目的とする。
【解決手段】記録媒体から再生した信号をサンプリングし、等化し、検出して検出信号を出力する検出ステップと、前記等化された信号と前記検出信号の位相誤差により前記サンプリングの位置を制御する制御ステップと、前記等化された信号に基づいてエラービットの発生する確率が所定値以上のビットに関する尤度情報を求めるステップとを含み、前記尤度情報に基づいた期間中、前記制御ステップによるサンプリングの位置の制御は抑止されるように構成する。
【選択図】   図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はタイミングリカバリ方法及び記憶装置に係り、特に磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の記録媒体から情報を再生する過程におけるタイミングリカバリ方法と、そのようなタイミングリカバリ方法を採用する記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図1は、従来のタイミングリカバリ方法の一例を採用する磁気記憶装置の要部、即ち、タイミングリカバリ部の構成を示すブロック図である。同図に示す磁気記憶装置は、利得制御部1、電圧利得増幅器(VGA)2、連続伝達関数(CTF)アナログフィルタ3、アナログ・デジタル変換器(ADC)4、ファイナイト・インパルス・フィルタ(FIR)フィルタ5、検出器6、復号器7、位相比較器8、ループフィルタ9及び電圧制御発振器(VCO)10からなる。
【0003】
ヘッド11により、磁気ディスク等の磁気記録媒体12から読み出された再生信号は、利得制御部1により利得を制御されるVGA2及びCTFアナログフィルタ3を通過後、ADC4によりサンプリングされる。サンプリングされた信号データは、FIRフィルタ5により等化され、位相比較器8において検出器6により検出されたサンプルと比較され、位相誤差信号が位相比較器8において算出される。位相比較器8から出力される位相誤差信号は、ループフィルタ9を通過し、VCO10の発振周波数を制御する。これにより、ADC4のサンプリング位置が制御されるフィードバックループが形成される。尚、検出器6の出力は、RLL復号器7において復号され、磁気記憶装置内の制御部(図示せず)に供給される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、位相比較器8において位相誤差信号を算出する際に用いる目標値には、検出器6により検出された信号を使用している。このため、検出器6の出力信号が誤った場合、位相比較器8における目標値が誤ることになり、誤った位相誤差信号に対してタイミングリカバリ部が応答してしまう。
【0005】
信号対雑音比(SNR)が良い場合においては、検出器6の出力信号が誤る可能性が低いため、問題にはならないが、低SNR条件下においては検出器6の出力信号が誤る可能性が高くなるため、誤った位相誤差信号にタイミングリカバリ部が応答してしまい、安定した追従ができなくなるという問題があった。
【0006】
そこで、本発明は、検出データが誤る可能性の高い低SNR条件下等においても、誤った検出データ(目標値)に対するタイミングリカバリの追従を抑制し、常に安定したタイミングリカバリを行うことのできるタイミングリカバリ方法及び記憶装置を実現することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、記録媒体から再生した信号をサンプリングして等化する等化ステップと、前記等化された信号を検出して検出信号を出力する検出ステップと、前記等化された信号と前記検出信号の位相を比較して位相誤差を求める位相比較ステップと、前記位相誤差により前記サンプリングの位置を制御する制御ステップと、前記等化された信号に基づいてエラービットの発生を推定するエラービット推定ステップとを含み、前記エラービットの発生が推定される期間中、該位相比較ステップはマスクされ、該制御ステップによるサンプリングの位置の制御を抑止されることを特徴とするタイミングリカバリ方法によって達成できる。
【0008】
上記の課題は、記録媒体から再生した信号をサンプリングし、等化し、検出して検出信号を出力する検出ステップと、前記等化された信号と前記検出信号の位相誤差により前記サンプリングの位置を制御する制御ステップと、前記等化された信号に基づいてエラービットの発生する確率が所定値以上のビットに関する尤度情報を求めるステップとを含み、前記尤度情報に基づいた期間中、該制御ステップによるサンプリングの位置の制御は抑止されることを特徴とするタイミングリカバリ方法によっても達成できる。
【0009】
上記の課題は、記録媒体から再生した信号をサンプリングして等化する等化手段と、前記等化された信号を検出して検出信号を出力する検出手段と、前記等化された信号と前記検出信号の位相を比較して位相誤差を求める位相比較手段と、前記位相誤差により前記サンプリングの位置を制御する制御手段と、前記等化された信号に基づいてエラービットの発生を推定するエラービット推定手段とを備え、前記エラービットの発生が推定される期間中、該位相比較手段はマスクされ、該制御手段によるサンプリングの位置の制御を抑止されることを特徴とする記憶装置によっても達成できる。
【0010】
前記期間中、前記制御手段によるサンプリングの位置の制御は、抑止される直前の制御に維持されても良い。
【0011】
上記の課題は、記録媒体から再生した信号をサンプリングし、等化し、検出して検出信号を出力する検出手段と、前記等化された信号と前記検出信号の位相誤差により前記サンプリングの位置を制御する制御手段と、前記等化された信号に基づいてエラービットの発生する確率が所定値以上のビットに関する尤度情報を求める手段とを備え、前記尤度情報に基づいた期間中、該制御手段によるサンプリングの位置の制御は抑止されることを特徴とする記憶装置によっても達成できる。
【0012】
従って、本発明によれば、検出データが誤る可能性の高い低SNR条件下等においても、誤った検出データ(目標値)に対するタイミングリカバリの追従を抑制し、常に安定したタイミングリカバリを行うことのできるタイミングリカバリ方法及び記憶装置を実現することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明では、位相比較器に対して検出器出力と共に、誤る可能性の高いビット情報をフィードバックし、誤る可能性の高いビットについては、タイミングリカバリの動作を保持して誤った追従を回避する。
【0014】
本発明になるタイミングリカバリ方法及び記憶装置の各実施例を、以下に図2以降と共に説明する。
【0015】
【実施例】
図2は、本発明になる記憶装置の第1実施例の要部、即ち、タイミングリカバリ部の構成を示すブロック図である。同図中、図1と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。記憶装置の第1実施例は、本発明になるタイミングリカバリ方法の第1実施例を採用する。又、第1実施例においては、本発明が磁気記憶装置に適用されている。
【0016】
本実施例では、図1に示す検出器6及び位相比較器8の代わりに検出器26及び位相比較器28が設けられており、検出器26と位相比較器28との間にエラービット推定器27が設けられている。
【0017】
つまり、位相比較器28に対しては、FIRフィルタ5により等化された信号データと、検出器26から出力される検出データ(目標値)とに加え、検出器26から得られる情報に基づいてエラービット推定器27により生成されるエラービット信号が供給される。例えば、エラービット信号は、エラー(誤り)無しでは「0」、エラー有りでは「1」である。これらの信号に基づき、位相比較器28は、エラーの無いビットでは通常の動作を行って位相誤差信号を出力するが、エラーの有るビットでは「0」なる位相誤差信号を出力する。位相誤差信号は、通常はループフィルタ9を介してVCO10の発振周波数を制御するが、位相誤差信号が「0」の場合には、VCO10に対する制御は行われず、直前の状態を保持する。
【0018】
従って、本実施例によれば、位相比較器28に対して検出器26の出力と共に、誤る可能性の高いビット情報(尤度情報)をエラービット推定器27を介してフィードバックすることで、誤った検出データ(目標値)に対するタイミングリカバリの追従を抑制することが可能となる。これにより、検出データが誤る確率が所定値以上で高い低SNR条件下においても、安定したタイミングリカバリを行える。
【0019】
図3は、本発明になる記憶装置の第2実施例の要部、即ち、タイミングリカバリ部の構成を示すブロック図である。同図中、図1及び図2と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。記憶装置の第2実施例は、本発明になるタイミングリカバリ方法の第2実施例を採用する。又、第2実施例においても、本発明が磁気記憶装置に適用されている。
【0020】
本実施例では、図1に示す検出器6及び位相比較器8の代わりにビタビ(Viterbi)検出器36及び位相比較器38が設けられており、ビタビ検出器36と位相比較器38との間にビタビメトリックマージン(VMM)カウンタ37が設けられている。
【0021】
つまり、位相比較器38に対しては、FIRフィルタ5により等化された信号データと、ビタビ検出器36から出力される検出データ(目標値)とに加え、ビタビ検出器36から得られる情報に基づいてVMMカウンタ37により生成されるエラービット信号が供給される。例えば、エラービット信号は、エラー(誤り)無しでは「0」、エラー有りでは「1」である。これらの信号に基づき、位相比較器38は、エラーの無いビットでは通常の動作を行って位相誤差信号を出力するが、エラーの有るビットでは「0」なる位相誤差信号を出力する。位相誤差信号は、通常はループフィルタ9を介してVCO10の発振周波数を制御するが、位相誤差信号が「0」の場合には、VCO10に対する制御は行われず、直前の状態を保持する。
【0022】
従って、本実施例によれば、位相比較器38に対してビタビ検出器36の出力と共に、誤る可能性の高いビット情報(尤度情報)をVMMカウンタ37を介してフィードバックすることで、誤った検出データ(目標値)に対するタイミングリカバリの追従を抑制することが可能となる。これにより、検出データが誤る確率の高い低SNR条件下においても、安定したタイミングリカバリを行える。
【0023】
図4は、ビタビ検出器36及びVMMカウンタ37の構成を示すブロック図である。同図に示すビタビ検出器36及びVMMカウンタ37の構成自体は周知であるため、これらの動作は簡単に説明する。ビタビ検出器36は、二乗誤差計算部361、加算比較セレクタ(ACS:Add−Compare−Selector)部362、パスメモリ部363、最小メトリック検出部364及びパスセレクタ部365からなる。又、VMMカウンタ37は、セレクタ371、スレッショルドレジスタ、比較器373及びカウンタ374からなる。
【0024】
二乗誤差計算部361は、サンプルビット毎に各ノード毎の理想値(Ixxxxx)と入力信号(y)の二乗誤差(ブランチメトリック)を計算する部分であり、E2パーシャルレスポンス(PR)方式では通常32ノード分存在する。ACS部362は、二乗誤差計算部361の出力を受け、1サンプル前までのメトリック(Mxxxx)に現時点でのブランチメトリックを加算した値を求め、これらを比較し、小さい方を選択して保持する。従って、ACS部362は、二乗誤差計算部361の半分の16ステート分のACSから構成される。パスメモリ部363は、そこに至るパスをnサンプル分記憶している部分で、ACS部362を構成するACSと同数のパスメモリから構成される。又、最小メトリックを持つノードのパスを選択するために、最小メトリック検出部364にて選択された最小メトリック情報により、パスセレクタ部365が最適パスを選択する。ビタビ検出器36は、以上の動作をサンプルビット毎に行う。最小メトリック検出部364は、例えば最小メトリック情報M(abcd)を次式に基づいて検出する。
【0025】
M(abcd)=min{M(0abc)n−1+(y−I0abcd,...,M(1abc)n−1+(y−I1abcd
VMMカウンタ37には、ビタビ検出器36のACS部362からサンプルビット毎に、二乗誤差計算部361のノード分のメトリックが出力される。VMMカウンタ37内のセレクタ371では、最小値検出部364により選択された最小のメトリックを持つノードの接続されるACSに接続されるもう一方のノードの持つメトリックとの差分が出力される。出力された差分値は、比較器373において、スレッショルドレジスタ372に設定される一定のスレッショルドと比較され、スレッショルドを超えた場合にカウンタ374のカウント値をカウントアップする。メトリックの差分値が一定のスレッショルド以下になるということは、ビタビ検出の結果が誤る確率が高いということであり、通常、カウンタ374のカウント値は、磁気記憶装置内のリードチャネル(RDC、図示せず)の持つマージンを測定するために用いられる。本実施例では、このようなカウンタ37のカウント値を、エラー推定ビットとして位相比較器28にフィードバックする。
【0026】
一般に、上記の如きビットが誤る確率の情報は、尤度情報と呼ばれ、本発明は、本実施例のようなビタビ検出に限らず、このような尤度情報を持つ検出器に対して同様にして適用可能である。
【0027】
位相比較器28においては、FIRフィルタ5の出力(y)とビタビ検出器36の出力(Y)から次式に基づいて位相誤差信号Phase_Errを算出する。次式中、Tはレベルの誤差(y−Y)から位相(時間)の誤差を求めるための係数テーブルを表す。
Phase_Err=T*(y−Y)
図5は、位相比較器28の動作を説明する図である。同図は、本発明による位相検出方法の概念を示す。同図中、点線はビタビ検出器36の出力に誤りのない場合を示し、一点鎖線は誤りのある場合を示す。又、実線は入力信号を示す。同図に示すように、ビタビ検出器36の出力に誤りが有る場合、誤差(y−Y)が大きな値を示すことになり、タイミングリカバリ部が誤った追従を行ってしまう。 尚、同図の下部には、VMMカウンタ37からのエラー推定情報と、後述する位相比較器28内のマスク調整器282によりマスク後のエラー推定情報を示す。
【0028】
そこで、本実施例では、位相比較器28を図6に示すような構成にすることで、エラー推定情報により、誤る可能性の高いサンプルビットについては位相誤差信号を「0」に設定する。図6は、位相比較器28の一実施例を示すブロック図である。これにより、誤ったタイミングリカバリ部の追従を防止することができる。同図に示す位相比較器28は、位相誤差計算部281、マスク調整器282及び乗算器283からなる。
【0029】
エラー推定情報は、誤る確率の高いサンプルビットを指定できるが、実際はその後数ビットに渡って、誤差(y−Y)は大きくなる可能性があるため、本実施例においては、図6に示すようにマスク調整器282を設け、エラー推定ビット後の数ビットに対する位相誤差信号を「0」にするマスク機能を付加している。実際の動作は図5の概念図に示す通りとなる。
【0030】
図7は、位相比較器28の他の実施例を示すブロック図である。同図中、図6と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。本実施例では、レジスタ部284、マスク長計算機285及びセレクタ286からなる制御回路が、マスク調整器282−1に対して設けられている。尚、制御回路の一部又は全ては、位相比較器28内に設けられていても、位相比較器28外に設けられていても良い。後者の場合でレジスタ部284が位相比較器28外に設けられている場合には、レジスタ部284は、ビタビ検出器36やRLL復号器7に供給するパラメータ等を格納しても良く、ハードウェアの共用により磁気記憶装置の構成を簡略化可能となる。
【0031】
レジスタ部284には、規定のマスク長を示す値V1、パーシャルレスポンス(PR)の目標値(Target)を示す値V2、及び値V1又は値V2のどちらを選択してマスク調整器282−1に入力するかを示す値V3が格納されている。マスク長計算器285は、レジスタ部284に格納されているPRの目標値を示す値V3からマスク長の値V4を計算し、セレクタ286に入力する。マスク長計算器285は、ビタビ検出器36が1ビット誤った場合にマスクするべきビット長が、PRの目標値の拘束長と等しくなるように、マスク長の値V4を計算する。セレクタ286には、レジスタ部284に格納されている値V1及び値V2も入力される。従って、セレクタ286は、値V2に応じて、レジスタ部284からの値V1又はマスク長計算器285からの値V4を、位相比較器28内のマスク調整器282−1に供給する。これにより、マスク調整器282−1は、エラー推定ビット後の数ビットに対する位相誤差信号を、セレクタ286からの値V1又は値V4で示されるマスク長だけ「0」にする。
【0032】
マスク長は、PR目標値から自動的に計算する方法の他に、トレーニングを行うことで求めることもできる。この場合、レジスタ部284に格納されている規定のマスク長を示す値V3を外部から任意の範囲で変更し、変更の都度情報のリード/ライト動作を行ってエラーレートを測定するトレーニング期間を設ける。このようなトレーニングを行うことにより、エラーレートが最小となるマスク長を求めて選択することができる。
【0033】
上記各実施例では、本発明が磁気記憶装置に適用されているが、本発明は光記憶装置や光磁気記憶装置等にも同様に適用可能である。又、記憶装置が用いる記録媒体は、ディスク形状の記録媒体に限定されるものではなく、カード形状等の他の形状又は形態の記録媒体であっても良いことは言うまでもない。
【0034】
尚、本発明は、以下に付記する発明をも包含するものである。
【0035】
(付記1) 記録媒体から再生した信号をサンプリングして等化する等化ステップと、
前記等化された信号を検出して検出信号を出力する検出ステップと、
前記等化された信号と前記検出信号の位相を比較して位相誤差を求める位相比較ステップと、
前記位相誤差により前記サンプリングの位置を制御する制御ステップと、
前記等化された信号に基づいてエラービットの発生を推定するエラービット推定ステップとを含み、
前記エラービットの発生が推定される期間中、該位相比較ステップはマスクされ、該制御ステップによるサンプリングの位置の制御を抑止されることを特徴とする、タイミングリカバリ方法。
【0036】
(付記2) 前記期間中、前記制御ステップによるサンプリングの位置の制御は、抑止される直前の制御に維持されることを特徴とする、付記1記載のタイミングリカバリ方法。
【0037】
(付記3) 前記期間は、推定されたエラービット後の数ビットに対応することを特徴とする、付記2記載のタイミングリカバリ方法。
【0038】
(付記4) 前記検出ステップは、ビタビ検出器により前記等化された信号を検出することを特徴とする、付記1〜3のいずれか1項記載のタイミングリカバリ方法。
【0039】
(付記5) 前記エラービット推定ステップは、ビタビメトリックマージンカウンタにより誤る確率の高いビットに関する尤度情報を求めることを特徴とする、付記1〜4のいずれか1項記載のタイミングリカバリ方法。
【0040】
(付記6) 記録媒体から再生した信号をサンプリングし、等化し、検出して検出信号を出力する検出ステップと、
前記等化された信号と前記検出信号の位相誤差により前記サンプリングの位置を制御する制御ステップと、
前記等化された信号に基づいてエラービットの発生する確率が所定値以上のビットに関する尤度情報を求めるステップとを含み、
前記尤度情報に基づいた期間中、該制御ステップによるサンプリングの位置の制御は抑止されることを特徴とする、タイミングリカバリ方法。
【0041】
(付記7) 記録媒体から再生した信号をサンプリングして等化する等化手段と、
前記等化された信号を検出して検出信号を出力する検出手段と、
前記等化された信号と前記検出信号の位相を比較して位相誤差を求める位相比較手段と、
前記位相誤差により前記サンプリングの位置を制御する制御手段と、
前記等化された信号に基づいてエラービットの発生を推定するエラービット推定手段とを備え、
前記エラービットの発生が推定される期間中、該位相比較手段はマスクされ、該制御手段によるサンプリングの位置の制御を抑止されることを特徴とする、記憶装置。
【0042】
(付記8) 前記期間中、前記制御手段によるサンプリングの位置の制御は、抑止される直前の制御に維持されることを特徴とする、付記7記載の記憶装置。
【0043】
(付記9) 前記期間は、推定されたエラービット後の数ビットに対応することを特徴とする、付記8記載の記憶装置。
【0044】
(付記10) 前記検出手段は、ビタビ検出器からなることを特徴とする、付記7〜9のいずれか1項記載の記憶装置。
【0045】
(付記11) 前記エラービット推定手段は、ビタビメトリックマージンカウンタからなり、誤る確率の高いビットに関する尤度情報を求めることを特徴とする、付記7〜10のいずれか1項記載の記憶装置。
【0046】
(付記12) 記録媒体から再生した信号をサンプリングし、等化し、検出して検出信号を出力する検出手段と、
前記等化された信号と前記検出信号の位相誤差により前記サンプリングの位置を制御する制御手段と、
前記等化された信号に基づいてエラービットの発生する確率が所定値以上のビットに関する尤度情報を求める手段とを備え、
前記尤度情報に基づいた期間中、該制御手段によるサンプリングの位置の制御は抑止されることを特徴とする、記憶装置。
【0047】
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、言うまでもない。
【0048】
【発明の効果】
本発明によれば、検出データが誤る可能性の高い低SNR条件下等においても、誤った検出データ(目標値)に対するタイミングリカバリ部の追従を抑制し、常に安定したタイミングリカバリを行うことのできるタイミングリカバリ方法及び記憶装置を実現することができる。
【0049】
つまり、位相比較器に対して検出器出力と共に、誤る可能性の高いビット情報(尤度情報)をフィードバックすることで、誤った検出データ(目標値)に対するタイミングリカバリの追従を抑制することが可能となる。これにより、検出データが誤る確率の高い低SNR条件下においても、安定したタイミングリカバリを行えるタイミングリカバリ方法及び記憶装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のタイミングリカバリ方法の一例を採用する磁気記憶装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明になる記憶装置の第1実施例の要部の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明になる記憶装置の第2実施例の要部の構成を示すブロック図である。
【図4】ビタビ検出器及びVMMカウンタの構成を示すブロック図である。
【図5】位相比較器の動作を説明する図である。
【図6】位相比較器の一実施例を示すブロック図である。
【図7】位相比較器の他の実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1   利得制御部
2   VGA
3   CTFアナログフィルタ
4   ADC
5   FIRフィルタ
7   復号器
9   ループフィルタ
10   VCO
11   ヘッド
12   磁気記録媒体
26   検出器
27   エラービット推定器
28   位相比較器
36   ビタビ検出器
37   VMMカウンタ

Claims (5)

  1. 記録媒体から再生した信号をサンプリングして等化する等化ステップと、
    前記等化された信号を検出して検出信号を出力する検出ステップと、
    前記等化された信号と前記検出信号の位相を比較して位相誤差を求める位相比較ステップと、
    前記位相誤差により前記サンプリングの位置を制御する制御ステップと、
    前記等化された信号に基づいてエラービットの発生を推定するエラービット推定ステップとを含み、
    前記エラービットの発生が推定される期間中、該位相比較ステップはマスクされ、該制御ステップによるサンプリングの位置の制御を抑止されることを特徴とする、タイミングリカバリ方法。
  2. 記録媒体から再生した信号をサンプリングし、等化し、検出して検出信号を出力する検出ステップと、
    前記等化された信号と前記検出信号の位相誤差により前記サンプリングの位置を制御する制御ステップと、
    前記等化された信号に基づいてエラービットの発生する確率が所定値以上のビットに関する尤度情報を求めるステップとを含み、
    前記尤度情報に基づいた期間中、該制御ステップによるサンプリングの位置の制御は抑止されることを特徴とする、タイミングリカバリ方法。
  3. 記録媒体から再生した信号をサンプリングして等化する等化手段と、
    前記等化された信号を検出して検出信号を出力する検出手段と、
    前記等化された信号と前記検出信号の位相を比較して位相誤差を求める位相比較手段と、
    前記位相誤差により前記サンプリングの位置を制御する制御手段と、
    前記等化された信号に基づいてエラービットの発生を推定するエラービット推定手段とを備え、
    前記エラービットの発生が推定される期間中、該位相比較手段はマスクされ、該制御手段によるサンプリングの位置の制御を抑止されることを特徴とする、記憶装置。
  4. 前記期間中、前記制御手段によるサンプリングの位置の制御は、抑止される直前の制御に維持されることを特徴とする、請求項3記載の記憶装置。
  5. 記録媒体から再生した信号をサンプリングし、等化し、検出して検出信号を出力する検出手段と、
    前記等化された信号と前記検出信号の位相誤差により前記サンプリングの位置を制御する制御手段と、
    前記等化された信号に基づいてエラービットの発生する確率が所定値以上のビットに関する尤度情報を求める手段とを備え、
    前記尤度情報に基づいた期間中、該制御手段によるサンプリングの位置の制御は抑止されることを特徴とする、記憶装置。
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