JP2008226300A - 復号方法及び復号回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】 シンドローム演算を2ステップに分けて直列に処理する手法では、復号処理全体に対しシンドローム演算に大きな時間がかかる。
【解決手段】 誤り検出・訂正を行うための（i-j）個のシンドロームS0〜S(i-j-1)（以下、これを第1シンドロームと定義する）と、アドレス情報を復号するための(j-1)個のシンドロームS(i-j)〜S(i-2)（以下、これを第2シンドロームと定義する）を用いる誤り訂正復号方式において、第1シンドローム演算と第2シンドローム演算とを並列演算し、前記第１シンドローム演算の結果に基づいて前記第２シンドローム演算の結果を訂正する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、復号方法及び復号回路に関し、特に光ディスク上の位置情報（アドレス）を復号する復号方法及び復号回路に関する。
近年、コンパクト、大容量等の理由により、光ディスクを用いた記録再生装置が注目されている。
このような従来の記録再生装置の全体図を図４に示す。光ディスク100は、記録及び再生動作時においてスピンドルモータ101によって回転駆動され、光学ピックアップによってディスク100へのデータの記録又はディスク100からのデータの再生が行われる。
ピックアップ102は、レーザ光源となるレーザダイオード、反射光を検出するためのフォトディテクタ、及びレーザ光の出力端となる対物レンズを有し、レーザ光をディスク記録面に照射する。このピックアップ102は、スレッド機構103によりディスク半径方向に移動が可能である。ディスク100からの反射光情報はフォトディテクタによって検出され、受光光量に応じた電気信号に変換されてマトリクス回路105に供給される。
マトリクス回路105では、再生データ信号、サーボ制御のためのフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、及びウォブル情報等を生成する。マトリクス回路105から出力される再生データ信号は再生/記録制御回路106へ、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号はサーボ制御回路107へ、ウォブル情報はウォブル復号回路108へそれぞれ供給される。（ウォブル情報については後述する。）
ディスク100がリライタブルディスクの場合、ウォブル復号回路108ではウォブル情報を用いてMSK復調、HMW復調したADIP情報をアドレス復号回路109に供給する。アドレス復号回路109ではADIP情報に対して誤り検出/訂正処理を行いディスク上のアドレスを復号する。
記録時においては、AVシステム114から記録データが転送され、ECC/スクランブル回路110のメモリに送られてバッファリングされ、エラー訂正コード付加やスクランブル処理、サブコード等の付加を行う。またECCエンコード及びスクランブル処理されたデータは、変復調回路111においてRLL（1-7）PP方式の変調が施され、エンコードデータとして再生/記録制御回路106に供給される。
再生/記録制御回路106ではディスク上のアドレスに基づいてエンコードデータから変換したレーザパルスをレーザドライバ104に送出する。レーザドライバ104ではレーザ発光駆動を行い、ディスク100に記録データに応じたピットを形成する。
スピンドル制御回路112はスピンドルモータ101を回転させる制御を行う。スピンドル制御回路112は、ウォブル信号に対するPLL処理で生成されるクロックを、現在のスピンドルモータ101の回転速度情報として獲得し、これを所定の速度情報と比較することで、スピンドルエラー信号を生成する。
前記の記録再生動作はマイクロコンピュータによって形成されたシステムコントローラ113により制御される。システムコントローラ113は、AVシステム114からのコマンドに基づいて記録再生処理を実行する。
ここで、光ディスクの記録膜には、記録トラックに沿ってレーザ光を案内するための溝が形成されている。この溝は、ほぼ一定周期で蛇行（ウォブリング）しており、これをウォブルと呼ぶ。ウォブルには、局所的に位相変調が施されており、記録再生時に必要となる光ディスク上の位置情報（アドレス）が埋め込まれている。このアドレスは、所定の生成多項式に基づいて符号化され、周期・振幅の異なるウォブルのパターンに変換され光ディスク上に埋め込まれる。
このような光ディスク上に埋め込まれたアドレスの符号列を復号しアドレス情報を抽出するためには、符号列に対し第1のシンドローム演算により誤り検出・訂正を行い、誤り検出・訂正を行った後の符号列からアドレス情報を抽出するために第2のシンドローム演算を行う必要がある。
上述した符号列からアドレス情報への復号化のフローについて詳細に説明する。光ディスク上のウォブルパタンから得られるADIP（Address in Pre groove）のビット列から符号列C0〜C(i-1)を取得する。ここで符号列C0〜C(i-1)は1シンボルあたりニブル(4bit)単位で構成されるものとする。この符号列C0〜C(i-1)に誤りが存在しないと仮定した場合、C0〜C(i-1)を用いてアドレス情報n0〜n(j-2)の抽出を行う。アドレス情報を抽出するための第2のシンドローム演算式（3）にC0〜C(i-1)を適用することでn0〜n(j-2)を算出できる。
Figure 2008226300
 （１）式において、iは符号長、jは情報長、uはシンドローム番号を示す。またαはガロア体24上の原始元を示す。
符号長i=15、情報長j=9と仮定した場合、前記（１)式は(２)式に展開される。図１に示すように、符号列C0〜C14を(4)式に代入することにより、アドレス情報n0〜n8への復号化が行われる。
Figure 2008226300
 一方、上記の符号列C0〜C(i-1)に誤りが存在すると仮定した場合、C0〜C(i-1)に対して誤り検出訂正を行うために第1のシンドローム演算（３）を行った後、誤り訂正を施した符号列C'0〜C'(i-1)からアドレス情報n0〜n(j-2)を抽出するために第2のシンドローム演算（４）を行う。
まず第1のシンドローム演算（３）にC0〜C(i-1)を適用することで、誤り検出訂正で必要となる誤り位置、および誤り数値情報を算出するためのシンドローム値S0〜S5 が得られ、これらを用いて誤り検出訂正を行う。
Figure 2008226300
Figure 2008226300
 （３）（４）式において、i は符号長、j は情報長、vおよびuはシンドローム番号を示す。またαはガロア体24上の原始元を示す。
符号長i=15、情報長j=9と仮定した場合、前記（３）(４)式は（５）(６)式に展開される。図3にC10、C11、C12 に誤りが存在すると仮定した場合の符号列C0〜C14からアドレス情報n0〜n8への復号化の過程を示す。
Figure 2008226300
Figure 2008226300
 上述したアドレスフォーマットでは、符号列C0〜C(i-1)からアドレス情報n0〜n(j-2)を復号するためには、誤り検出訂正を行うための第1のシンドローム演算S0〜S(i-j-1)と、アドレス情報を抽出するための第2のシンドローム演算S(i-j)〜S(i-2)の2ステップのシンドローム演算が必要である。
このような2ステップのシンドローム演算を実現する構成として、特開2000-286718で示されているように2ステップのシンドローム演算を1ステップずつ順次処理する手法がある。
符号長i = 15、情報長j = 9と仮定し、特許文献１に示される構成によって符号列C0〜C(i-1)からアドレス情報n0〜n(j-2)を復号する手法に関して説明する。図３において、最初にC0〜C14を入力し、1ステップ目の第1シンドロームS0〜S5を演算する（ステップ A0）
次にS0〜S5の誤り判定により（ステップA1）、C0〜C14に誤りが存在しない(S0〜S5が全て零である)と判定した場合、2ステップとして第2シンドロームS6〜S13を演算し（ステップA6）、アドレス情報n0〜n7を出力する。またC0をn8として出力する。
一方、前記の誤り判定により（ステップA1）、C0〜C14に誤りが存在する(S0〜S5の少なくとも一つが零ではない)と判定した場合、S0〜S5を用いてC0〜C14の誤り訂正を行う。まず誤り位置多項式を導出した後（ステップA2）、誤り位置αl、αm、αnおよび誤り数値ｅl、ｅm、ｅnを算出し（ステップA3、ステップA4）、誤りを訂正した符号列C'0〜C'14を生成する（ステップA5）。
次にこのC'0〜C'14を用いて2ステップ目のシンドローム演算を実行してS6〜S13を算出し、アドレス情報の推定値としてn0〜n7を出力する（ステップA6）。またC'0をn8として出力する。
図４は、特許文献１による処理方式を適用した誤り訂正復号装置であり、符号長i=15、情報長j=9と仮定した場合の構成図である。図４における誤り訂正復号装置は、C0〜C14を入力してS0〜S5を算出する第1シンドローム演算部00、C0〜C14の誤り位置を決定する誤り位置推定部01、C0〜C14の誤り数値を決定する誤り数値推定部02、C0〜C14の誤り訂正を行う誤り訂正部03、C'0〜C'14を入力してS6〜S13を算出する第2シンドローム演算部04から構成される。
次に図４における誤り訂正復号装置の動作について説明する。最初に第1シンドローム演算部00でC0〜C14を入力し、積和繰返し回路000〜005にてS0〜S5を演算する。
次に誤り位置推定部01にて、S0〜S5の連立方程式の解から誤り位置多項式を導出し、誤り位置を推定する。また誤り数値推定部02にて、S0〜S5の連立方程式の解から誤り数値を推定する。
次に誤り訂正部03にて、前記の誤り位置・誤り数値をもとにC0〜C14の誤り訂正を行い、C'0〜C'14を生成する。
次に第2シンドローム演算部04でC'0〜C'14を入力して積和繰返し回路040〜047にてS6〜S13を演算し、アドレス情報n0〜n7として出力する。またC'0をn8として出力する。
特開2000-286718号公報 上述の復号処理は、2ステップのシンドローム演算が必要なアドレスフォーマットにおける光ディスクの記録再生装置内のアドレス復号過程で処理される。
前記のアドレスフォーマットにおいて特許文献１で示す手法を適用すると、誤り訂正復号方法では誤り検出・訂正を行うための第1のシンドローム演算S0〜S(i-j-1)とアドレス情報を抽出するための第2のシンドローム演算S(i-j)〜S(i-2)を2ステップに分け、第１のシンドローム演算が終わって、第２のシンドローム演算に用いられる符号列の誤りを訂正した後、当該誤り修正後の符号列Ｃ‘０〜Ｃ１４を用いて第２のシンドローム演算を行うため、第１のシンドローム演算の後に第２のシンドローム演算を実行と順番に実行する必要がある。
一般に積和繰り返し演算を用いてシンドローム演算を行う場合、C0〜C(i-1)を1サイクルにつき1シンボルずつ入力を繰り返しながら積和演算を行うため、1ステップあたりのシンドロームの演算時間は符号長に等しいサイクル数（iサイクル）が必要となる。
例えば、まず誤り判定を行うためには第1シンドロームS0〜S(i-j-1)を求める必要があり、この1ステップ目の演算時間にiサイクル要する。前記の誤り判定の結果からC0〜C(i-1)に誤りが存在しない場合は、アドレス情報を復号するために第2シンドロームS(i-j)〜S(i-2)を求める必要があり、この2ステップ目の演算時間にiサイクル要する。その結果、復号処理全体として2*iサイクルの処理時間が必要となる。
一方、前記の誤り判定の結果からC0〜C(i-1)に誤りが存在する場合は、C0〜Ci-1の誤り訂正を行うが、誤り数によって訂正時間は変動するため、ここではeサイクルと仮定する。次にアドレス情報を復号するためにC'0〜C'i-1を用いて第2シンドロームS(i-j)〜S(i-2)を演算する必要があり、この2ステップ目の演算時間にiサイクル要する。その結果、復号処理全体で2*i+eサイクルの処理時間が必要となる。
このように特許文献１で示すような従来のシンドローム演算を2ステップに分けて処理する手法では、復号処理全体に対しシンドロームの演算時間が占める割合は大きい。
したがって、本願発明は、２ステップのシンドローム演算にかかる時間を短縮する手段を提供することを目的とする。
本願の誤り訂正復号方法は、情報記録媒体に書き込まれた符号長iの符号列C0〜C(i-1)から、情報長jのアドレス情報n0〜n(j-1)を復号する際に、誤り検出・訂正を行うための（i-j）個のシンドロームS0〜S(i-j-1)（以下、これを第1シンドロームと定義する）と、アドレス情報を復号するための(j-1)個のシンドロームS(i-j)〜S(i-2)（以下、これを第2シンドロームと定義する）を用いる誤り訂正復号方式において、第1シンドローム演算と第2シンドローム演算とを並列演算し、前記第１シンドローム演算の結果に基づいて前記第２シンドローム演算の結果を訂正することを特徴とする。
また、本願の誤り訂正復号回路は、情報記録媒体に書き込まれた符号長iの符号列C0〜C(i-1)から、情報長jのアドレス情報n0〜n(j-1)を復号する誤り訂正復号回路であって、誤り検出・訂正を行うための（i-j）個のシンドロームS0〜S(i-j-1)（以下、これを第1シンドロームと定義する）及び、アドレス情報を復号するための(j-1)個のシンドロームS(i-j)〜S(i-2)（以下、これを第2シンドロームと定義する）を並列に実行するシンドローム演算部と、前記第１シンドロームを受け誤り位置推定を実行し誤り位置情報を出力する誤り位置推定部と、前記第１シンドロームと前記誤り位置情報を受け誤り数値情報を出力する誤り数値推定部と、前記第２シンドロームと前記誤り位置情報及び前記誤り数値情報とを受け、前記第２シンドロームの誤りを訂正しアドレス情報として出力する誤り補正部とを備えることを特徴とする。
本願の誤り訂正復号方法及び回路によれば、第１及び第２シンドローム演算を並列に実行し、第１シンドローム演算の結果に基づいて第２シンドローム演算の結果を訂正することにより、あらかじめ第２のシンドローム演算に入力される符号列を訂正することなくシンドローム演算の時間を短縮することを可能としている。
本実施の形態では、直列に実行されていた第１及び第２のシンドローム演算を並列に実行することによって、第１及び第２のシンドローム演算にかかる時間を短縮させることを可能とする。詳細については、以下、図面を用いて説明する。
符号長i=15、情報長j=9と仮定した場合の本発明の実施形態に適用される誤り訂正復号装置を図７に示す。誤り訂正復号装置は、C0〜C14を入力してS0〜S13を算出するシンドローム演算部20、C0〜C14の誤り位置を決定する誤り位置推定部21、C0〜C14の誤り数値を決定する誤り数値推定部22、20で求めたS6〜S13に含まれる誤り量を補正する誤り補正部23、またn8 を生成するC0誤り訂正部24から構成される。
この構成では、第１のシンドローム演算を行う積和繰り返し回路200〜205と、第２のシンドローム演算を行う積和繰り返し回路206〜2013とが並列に演算を実行する。この後、第１のシンドローム演算の出力（積和繰り返し回路200〜205の出力）に基づいて誤り位置推定部２１が誤り位置を特定するための信号αl,αm,αnを出力する。誤り数値推定部２２は、第１のシンドローム演算の出力及び誤り位置推定部２１の出力を受け、Ｃ０誤り訂正部２４が誤り数値を決定するための信号ｅｌ、ｅｍ、ｅｎを出力する。誤り補正部２３は、第２シンドローム演算の出力、すなわち、積和繰り返し回路206〜2013の出力、誤り位置推定部２１からの誤り位置特定のための信号αl,αm,αn、及び誤り数値推定部２２からの誤り数値を決定するための信号ｅｌ、ｅｍ、ｅｎを受け取り、誤り修正後のアドレス情報n0〜n7を出力する。このように、第２のシンドローム演算の出力、誤り位置推定部２１の出力、及び誤り数値推定部２２の出力を受けて誤りを補正する誤り補正部を備えることによって、第１シンドロームと第２シンドロームとを並列に演算しつつ、誤りを補正したアドレス情報を得ることを可能としている。
次に図７における誤り訂正復号装置の動作について説明する。最初にシンドローム演算部20でC0〜C14を入力し、積和繰返し回路200〜205と206〜2013にて第１のシンドロームS0〜S5と第２のシンドロームS６〜S１３とをそれぞれ並列に演算する。
次に誤り位置推定部21にて、S0〜S5の連立方程式の解から誤り位置多項式を導出し、誤り位置を推定する。また誤り数値推定部22にて、S0〜S5の連立方程式の解から誤り数値を推定する。
次に誤り補正部23にて、ガロア体加算・乗算器を用いてC0〜C14の誤り情報からS6〜S13に含まれる誤り量を推定し、それを補正値として既に求めたS6〜S13に足し合わせ、アドレス情報としてn0〜n７を出力する。
また前記の補正値を求める過程において、誤り位置αl、αm、αnの累乗値を求める回路として定数テーブル230〜237を用いることで更なる高速化を図っている。累乗の対象が定数(α6〜α13)であり、さらに累乗回数が0〜14までとパターン数が少ないため、テーブル構成が可能となる。
また誤り訂正部24では、前記の補正処理と並行してC0に対して誤り訂正を行い、n8を求める。
C0〜C(i-1)に誤りが存在しない場合、特許文献１で示すようなシンドローム演算を2ステップに分ける誤り訂正復号方法の処理時間は(2*i)サイクルであるのに対し、本発明の処理時間はiサイクルであり、高速な復号処理が可能である。符号長i=15、情報長j=9と仮定し、符号列に誤りが存在しない場合の第１の特許文献の手法による処理時間を図８に示し、本発明の処理時間を図９に示す。
図８に示す第１の特許文献による手法を示したタイミングチャートでは、符号列としてＣ０〜Ｃ１４が入力された際、第１シンドローム演算は、１５サイクル目でＳ０〜Ｓ５の演算を完了し、その後１５サイクル目から第２シンドローム演算が開始され３０サイクル目でＳ６〜Ｓ１３の演算を完了する。したがって、符号列の先頭であるＣ０の入力から３０サイクルの後にアドレス情報ｎ０〜ｎ８が得られることになる。
これに対して、図９に示す本願の実施の形態による手法を示したタイミングチャートでは、符号列としてＣ０〜Ｃ１４が入力された際、第１シンドローム演算と第２シンドローム演算とは並列に実行されるため１５サイクル目でＳ０〜Ｓ５及びＳ６〜Ｓ１３が得られることになる。したがって、符号列の先頭であるＣ０の入力から１５サイクルの後にアドレス情報ｎ０〜ｎ８が得られることになり、図８に対し、半分の時間でアドレス情報を出力することが可能となる。
一方、C0〜C(i-1)に誤りが存在する場合、特許文献１で示すようなシンドローム演算を2ステップに分ける誤り訂正復号方法の処理時間は(2*i)+eサイクルであるが、本発明の処理時間はi+e+1サイクルであり、高速な復号処理が可能である。ただし、誤り判定、および誤り情報の生成に要する処理時間は、誤り数によって変動するため、ここではeサイクルと仮定する。符号長i=15、情報長j=9と仮定し、符号列に誤りが存在する場合の特許文献１の手法による処理時間を図1０に示し、本発明の処理時間を図1１に示す。
図１０に示す第１の特許文献による手法を示したタイミングチャートでは、第１シンドロームを得るところまでは、図８と同様であるが、その後誤り位置・数値推定及び誤り訂正のサイクルｅが実行され、その後図８と同様に第２シンドローム演算が実行される。そのため、ｅ＋３０サイクルでアドレス情報が出力される。
これに対して、図１１に示す本願の実施の形態によるタイミングチャートでは、第１シンドローム及び第２のシンドローム演算を得るところまで、図９と同じであるがその後誤り位置・数値推定及び誤り訂正を行い、これらを持って第２シンドロームの演算結果を訂正している。したがって、誤り補正のサイクルが１サイクルである場合には、ｅ＋１５＋１サイクルでアドレス情報を出力することが可能となる。なお補正値を求める過程において、図７に示されるように、誤り位置の累乗値は定数テーブルから算出でき、さらに単純な乗算と加算によって1サイクルで補正値を演算することができる。
なお、本願実施の形態は、上記発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。
符号列からアドレス情報への復号化方法（符号列に誤りが存在しない場合）を示す図 符号列からアドレス情報への復号化方法（符号列に誤りが存在する場合）を示す図 特開2000-286718で示す手法を適用した誤り訂正復号フローを示すフローチャート 特開2000-286718で示す手法を適用した誤り訂正復号装置の構成例を示すブロック図 光ディスク記録再生装置の全体像を示すブロック図 本発明の誤り訂正復号フローを示すフローチャート 本発明の誤り訂正復号装置の構成例を示すブロック図 特開2000−286718で示す手法を適用した誤り訂正復号装置の処理時間 （符号列に誤りが存在しない場合）を示すタイミングチャート 本発明の誤り訂正復号装置の処理時間 （符号列に誤りが存在しない場合）を示すタイミングチャート 特開2000-286718で示す手法を適用した誤り訂正復号装置の処理時間 （符号列に誤りが存在する場合）を示すタイミングチャート 本発明の誤り訂正復号装置の処理時間 （符号列に誤りが存在する場合）を示すタイミングチャート
符号の説明
２０ シンドローム演算部
２００〜２０５ 第１シンドローム演算部
２０６〜２０１３ 第２シンドローム演算部
２１ 誤り位置推定部
２２ 誤り数値推定部
２３ 誤り補正部
２３０〜２３７ 定数テーブル

Claims (6)

  1. 情報記録媒体に書き込まれた符号長iの符号列C0〜C(i-1)から、情報長jのアドレス情報n0〜n(j-1)を復号する際に、誤り検出・訂正を行うための（i-j）個のシンドロームS0〜S(i-j-1)（以下、これを第1シンドロームと定義する）と、アドレス情報を復号するための(j-1)個のシンドロームS(i-j)〜S(i-2)（以下、これを第2シンドロームと定義する）を用いる誤り訂正復号方式において、前記第1シンドローム演算と前記第2シンドローム演算とを並列演算し、前記第１シンドローム演算の結果に基づいて前記第２シンドローム演算の結果を訂正することを特徴とする誤り訂正復号方法。
  2. 前記第1シンドロームS0〜S(i-j-1)の誤り判定より前記符号列C0〜C(i-1)に誤りが存在しないと判定した場合、前記第１シンドロームと並列演算された前記第2シンドロームS(i-j)〜S(i-2)をアドレス情報n0〜n(j-1)として出力する請求項１記載の誤り訂正復号方法。
  3. 前記第1シンドロームS0〜S(i-j-1)の誤り判定より前記符号列C0〜C(i-1)に誤りが存在すると判定した場合、前記符号列C0〜C(i-1)の誤り位置・数値情報を用いて、前記第１シンドロームと並列演算された前記第2シンドロームS(i-j)〜S(i-2)の各々に含まれる誤り量を推定し、その誤り量を補正した補正後の第２シンドロームS'(i-j)〜S'(i-2)をアドレス情報n0〜nj-1として出力する請求項１又は２に記載の誤り訂正復号方法。
  4. 前記第2シンドロームS(i-j)〜S(i-2)に含まれる前記誤り量の推定において、定数の累乗演算を定数テーブルで行うことにより、1サイクルで誤り量を推定することを特徴とする請求項３記載の誤り訂正復号方法。
  5. 情報記録媒体に書き込まれた符号長iの符号列C0〜C(i-1)から、情報長jのアドレス情報n0〜n(j-1)を復号する誤り訂正復号回路であって、誤り検出・訂正を行うための（i-j）個のシンドロームS0〜S(i-j-1)（以下、これを第1シンドロームと定義する）及び、アドレス情報を復号するための(j-1)個のシンドロームS(i-j)〜S(i-2)（以下、これを第2シンドロームと定義する）を並列に実行するシンドローム演算部と、
    前記第１シンドロームを受け誤り位置推定を実行し誤り位置情報を出力する誤り位置推定部と、
    前記第１シンドロームと前記誤り位置情報を受け誤り数値情報を出力する誤り数値推定部と、
    前記第２シンドロームと前記誤り位置情報及び前記誤り数値情報とを受け、前記第２シンドロームの誤りを訂正しアドレス情報として出力する誤り補正部とを備えることを特徴とする誤り訂正復号回路。
  6. 前記誤り補正部は、前記誤り位置情報を受けて所定の値を出力する定数テーブルと、
    前記定数テーブルからの出力と前記誤り数値情報とを乗算し出力する乗算部と、
    前記乗算部からの出力と前記第２シンドロームとの和を取り前記アドレス情報を生成する和算部とを備えることを特徴とする請求項５記載の誤り訂正復号回路。
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