JP2703415B2

JP2703415B2 - Ｉｃメモリのデータ書込・読出方式

Info

Publication number: JP2703415B2
Application number: JP3063232A
Authority: JP
Inventors: 照雄法師
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1991-03-27
Filing date: 1991-03-27
Publication date: 1998-01-26
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: JPH04297939A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＩＣメモリのデータ書込
・読出方式、特に符号化された音声信号を記録・再生す
る固体録音再生装置で用いられる大メモリエラー箇所を
含む可能性のある容量ＩＣメモリのデータ書込・読出方
式に関する。

【０００２】

【従来の技術】大容量ＩＣメモリの応用分野の一つとし
て符号化された音声信号を記録・再生する固体録音再生
装置があるが、このような音声の記録再生用に使用され
る大容量ＩＣメモリについてはビット単価の要求が最も
厳しく、ＩＣメモリ価格の引き下げが求められる分野で
あることが知られている。従来、大容量ＩＣメモリは主
にコンピュータ用として開発されており、このような分
野で使用される場合は高速ランダムアクセスが要求され
るのでメモリエラーは許容されないことが多い。従っ
て、コンピュータ用として開発された従来の大容量ＩＣ
メモリは検査によって１００％完全な動作を確認し、動
作の保証ができる製品だけを出荷し、１ビットでも不具
合のあるものは不良品として廃棄されてきた。

【０００３】しかし、固体録音再生装置のＩＣメモリの
ように音声の録音再生用のみに使用される大容量ＩＣメ
モリは、その使用目的から所定の順序で整然とアクセス
されるために、たとえメモリの一部にエラービットがあ
ったとしても使用上の工夫を施すことによって支障なく
使用可能とすることができるという特徴がある。もっと
も、このような工夫を加えると通常メモリアクセス処理
は複雑となるが、それでも従来不良品として廃棄されて
きたペレットが良品として使用できるメリットは大き
い。

【０００４】ところで、固体録音再生装置の分野では、
音声は４ＫＨｚまでの周波数帯域と４０ｄＢ程度のＳ／
Ｎ比性能があれば伝達可能であるところから、サンプリ
ングパルス周波数Ｆｓが８ＫＨｚ，量子化ビット数が８
ビット、伝送速度６４ＫｂｐｓのＰＣＭ符号化を基本と
してこれをさらに高能率符号化する努力がなされてい
る。例えば、ＡＤＰＣＭ（適応差動パルスコード変調）
では伝送速度が３２Ｋｂｐｓでほぼ上記のレベルを達成
しておりさらに多くの研究・努力が続けられている。現
在、１０〜１６Ｋｂｐｓで記録できるところまできてい
るといわれている。そして、伝送速度が１６Ｋｂｐｓと
すれば１ＭｂｉｔＤＲＡＭで１分の音声録音ができるこ
とになる。

【０００５】また、固体録音再生装置において音声を符
号化して録音するには一般にメモリを複数のフレームに
区分けして処理する方式が用いられ、１０〜２０ｍｓ程
度の音声録音を１フレームに記録している。従って、こ
の場合１フレームのビット数は伝送速度が１６Ｋｂｐｓ
とすると、１６０ｂｉｔ〜３２０ｂｉｔとなる。

【０００６】一方、一般にデジタル伝送では伝送系のエ
ラー要因、例えばノイズや記録媒体の傷などに対処する
方法として、エラーコレクションコード（ＥＣＣ）を用
いることが知られている。この技術を固体録音に応用す
るとエラーの検出・訂正に必要なパリティ符号の記録が
必要となり能率が低下する。

【０００７】そこで、固体録音の特性にマッチした新し
い方法として、録音に先だってメモリをビットチェック
し、不良ビットを避けて記録する方法を考えることがで
きる。もっとも、この場合エラー箇所を避けるためにエ
ラー箇所を除外するだけでは十分でなく何等かの方法で
除外箇所を記録しておく必要がある。なぜなら、これが
ないと再生時においてエラーフレームの選択は読み捨て
ができず、エラーフレームを正常フレームとして再生し
てしまうために正しい音声が出力できないからである。
従って、１エラー箇所の回避のためにこれを特定できる
だけのメモリの良品箇所をこの目的のために費やす必要
がある。

【０００８】これを具体的に説明すると、音声を記録す
る場合、まず記録すべきフレームのビットチェックを行
いエラー箇所の有無をチェックし、エラー箇所があれば
このフレームをエラーフレームとして除外し、次のフレ
ームをさらにビットチェックし、エラー箇所がなければ
このフレームに記録する。そして、このような処理を全
ての音声信号を記録するまで繰り返し行う。前述の通り
上記ビットチェックにおいてエラーフレームが検出され
た場合は、除外したエラーフレームを記憶するために何
等かのマーキングを行う必要があるが、例えばエラーフ
レーム自体にエラーフラグを記録するという方法につい
ては、エラー箇所があるフレームであるからエラーフラ
グ自体の記録が保証できず、前記判断ができなくなる可
能性があり、十分ではない。従って、エラーフレームの
回避についての情報を記憶するため、エラーフレーム番
号などを特定のエラーのない専用フレームに記録するこ
とが求められる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従って、上記従来の方
式ではエラーフレーム回避情報を記録するための専用フ
レームを必要とするだけでなく、再生時には予めエラー
フレーム回避情報を読みだして記憶しておき、メモリア
クセスの際常にエラーフレームかどうかのチェックを行
う必要があり、処理が複雑となるばかりでなくメモリア
クセス時間が遅くなるという問題点があった。

【００１０】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので，メモリアクセスの際のエラーフレ
ームかどうかの判定処理が単純で、かつメモリアクセス
時間が従来のものより短縮できるＩＣメモリのデータ書
込・読出方式を得ることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るＩＣメモリのデータ書込・読出方式
は、符号化された音声信号を記録・再生する固体録音再
生装置で用いられる大容量ＩＣメモリのデータ書込・読
出方式であって、メモリを所定の小容量単位（フレー
ム）に分割して書込・読出を行い、書込時においては、
各書込対象フレームのメモリエラー箇所の有無をチェッ
クし、前記メモリエラーが検出されたエラーフレームに
対しては特定パターンをフレーム全域に記録し、再生時
においては、再生フレームの全域に対して再生パターン
と前記特定パターンとの一致を検出し、一致する確率が
所定値以上である場合には当該フレームを音声信号デー
タとして再生しないように読み捨て制御することを特徴
とする。また、再生時において特定パターンとの一致を
検出する際、前記特定パターンだけでなく特定パターン
と１ビットだけ異なるパターンとの一致をも検出するこ
とを特徴とする。

【００１２】

【作用】従って、本発明のＩＣメモリのデータ書込・読
出方式によれば、書き込み時において、メモリエラー箇
所のあるフレームは記録フレームとして用いられること
なく除外され、この結果、エラーのない正常なメモリ領
域のみを有効に利用することができ、ＤＲＡＭを廃棄す
ることなく、有効に利用することが可能となる。そし
て、メモリエラーの存在するフレームには特定パターン
が記録され、これによって、読出時には確実にこのエラ
ーフレームを他の正しく記録されたフレームから判別す
ることができ、メモリアクセスの処理が単純となり、か
つメモリアクセス時間が従来より短縮することができる
ようになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。図１は、本発明に係るＩＣメモリのデータ書込・読
出方式を具体化した固体録音再生装置のブロック図であ
る。図１において，本発明の固体録音再生装置はアナロ
グ・デジタル・コンバータ１０と、デジタル・アナログ
・コンバータ１１と、符号化・復号化回路１２と、メモ
リ・コントローラ１３と、音声メモリ１４と、音声信号
入力端子１５と、音声信号出力端子１６とから構成さ
れ、メモリ・コントローラ１３にはメモリアクセス部２
１と、ビットチェック部２２と、エラーパターン生成部
２３とが構成されている。

【００１４】次に、上記の通り構成される固体録音再生
装置の動作について説明する。なお、本発明の固体録音
再生装置は１フレームを４ｂｉｔ×６４ｗ＝２５６ｂｉ
ｔの構成で書込・読出しているものとして以下説明す
る。

【００１５】まず、図１に示す固体録音再生装置は、書
込時においては、音声信号入力端子１５より音声信号を
入力し、デジタル・アナログ・コンバータ１１にてデジ
タル化し、符号化・復号化回路１２にてデジタル化した
音声信号を符号化し、メモリ・コントローラ１３におい
て符号化された音声信号データを音声メモリ１４に書き
込む。

【００１６】そして、再生時においては、メモリ・コン
トローラ１３は音声メモリ１４の読み出しアドレスより
音声信号データを読み出し、符号化・復号化回路１２に
て復号化し、復号化した音声信号をデジタル・アナログ
・コンバータ１１にてアナログ化し、音声信号出力端子
１６より出力する。

【００１７】上記処理を、本発明の固体録音再生装置の
書込時のメモリ・コントローラ１３の処理内容を示すフ
ローチャート図である図２を用いてさらに詳細に説明す
る。すなわち、音声を記録する場合、符号化・復号化回
路１２より符号化された音声信号データを受信したメモ
リ・コントローラ１３は、まず音声信号データを書き込
むべきフレームに対応する音声メモリ１４のメモリアド
レスを決定する（ステップ３１）。

【００１８】次に、ビットチェック部２２によりフレー
ムのビットチェックを行う。フレームのビットチェック
はまず、書込フレームのメモリアドレスにテストパター
ン“１０１０”を６４ワード書き込む（ステップ３
２）。次に、書込フレームの内容を読出し、テストパタ
ーン“１０１０”と等しいことを確認する（ステップ３
３）。ステップ３４で、比較の結果エラーがないかどう
かをチェックする（ステップ３４）。

【００１９】ステップ３４の書込フレームのエラー箇所
の有無のチェックにおいて、エラー箇所がなければビッ
トチェック部２２は次に、書込フレームのメモリアドレ
スに反転テストパターン“０１０１”を６４ワード書き
込む（ステップ３５）。次に、書込フレームの内容を読
出し、テストパターン“０１０１”と等しいことを確認
する（ステップ３６）。その後、ステップ３４と同様に
ステップ３６での比較の結果にエラーがないかどうかを
チェックする（ステップ３７）。

【００２０】ステップ３７の書込フレームのエラー箇所
の有無のチェックにおいて、エラー箇所がなければこの
書込フレームは正常フレームと判断されるので、音声信
号データを書き込む（ステップ３８）。

【００２１】また、ステップ３４、３７においてエラー
フレームと判断された書込フレームについては、そのフ
レームをエラーフレームとして除外して、次のフレーム
をビットチェックするためにステップ３１に戻ることに
なるが、その前にビットチェック部２２はエラーパター
ン生成部２３に指示し、エラーパターン“０１０１”を
フレーム全域に６４ワード書き込む（ステップ３９）。
その後、次の書込フレームのメモリアドレスを求めるた
めにステップ３１に戻る。

【００２２】このようにビットチェック部２２は正常フ
レームが検出されるまで、エラーフレームについてはエ
ラーパターンをフレーム全域に書き込むと共に、順にビ
ットチェックを繰り返す。そして、本発明のＩＣメモリ
のデータ書込・読出方式ではエラーフレームに対しては
マーキングとして特定エラーパターン“０１０１”がフ
レーム全域に記録される。

【００２３】次に、再生時の動作について説明する。本
発明の固体録音再生装置は再生時には、読み出した音声
信号データ６４ワード中、４８ワード以上がエラーパタ
ーン“０１０１”と一致するか、またはこれと１ビット
だけ異なるパターンと一致した場合に、当該フレームを
エラーフレームとして読み捨てる。つまりエラーフレー
ムの判定は特定のエラーフラグによるのではなく、フレ
ーム全域の内容をチェックして行っている。

【００２４】なお、１フレームにエラー箇所が多発する
場合は、エラーパターン自体が正しく読み出されないの
で、誤ってデータフレームと判定される可能性がある。
従って後述するように、１フレームを構成する６４ワー
ドはＩＣメモリの特定ｃｏｌｕｍｎやｒｏｗに片寄らな
いように分散して構成することが好ましい。

【００２５】次に、このように記録されたデータフレー
ムが誤ってエラーフレームとして判定される確率につい
て説明する。一般に、音声信号データは特定パターンに
集中することはなく４ｂｉｔ／ワードの場合、“０００
０”から“１１１１”までの１６データパターンは等し
い確率で出現すると考えてよい。この場合エラーパター
ン“０１０１”と一致、もしくは１ビット違いのデータ
パターンとなる確率は５／１６となる。従って、データ
フレームにおいて、６４ワード中ｒワードが上記エラー
パターンに一致する確率（データフレームがエラーフレ
ームとして誤認識される確率）は以下のようになる。

【００２６】Ｐ（ｒ）＝₆₄Ｃ_r×（５／１６）^r×（１１／１６）^(64-r) ここで、ｒが４８の時、Ｐ（ｒ）は６．８６×１０^-13
となる。

【００２７】１フレームの音声録音時間を１０ｍｓとし
た場合、データフレームをエラーフレームとして誤認識
する確率Ｐ（ｒ）を前記値とすると、以下の時間に一度
の割合でデータフレームをエラーフレームとして除外す
る可能性がある。

【００２８】Ｔ＝（１０¹³／６．８６）×（１０／６０・６０・１０００）＝４０４９２３８７（ｈ）従って、４０００万時間に一度の割合でデータフレーム
をエラーフレームとして除外する可能性があることにな
るが、この値は５０００時間を一応の目安とする信頼性
の目標値を大きく越えているので十分といえる。なお、
上記ｒを１２〜６４まで変化させた場合のＰ（ｒ）の値
を図３に示す。

【００２９】この様に本発明のＩＣメモリのデータ書込
・読出方式ではエラーフレームのマーキングは特定のエ
ラーフラグによるのではなく、フレーム全域で行ってい
るため通常のエラーであればエラーフレームがデータフ
レームとして誤認識される確率も、上記の内容から明ら
かなようにほとんどないといってよい。

【００３０】しかし、大容量ＩＣメモリのエラーは前述
したように、一部に集中して発生する場合がある。特定
フレームにエラー箇所が多発する場合は、エラーパター
ン自体が正しく読みだされないので、データフレームに
誤って判定される可能性がある。従って、前述の通り１
フレームを構成する６４ワードはＩＣメモリの特定ｃｏ
ｌｕｍｎやｒｏｗに片寄らないように分散して構成する
必要がある。すなわち、１フレームのデータ０〜６３は
ｃｏｌｕｍｎ、ｒｏｗのラインから見て斜めの配列とな
るようにする（図４）。また、フレームが連続的にエラ
ーフレームとなるとデータ記録に支障をきたすので、メ
モリ全域を数個に分割して図４に示すようにフレーム
と、と、とが大きく離れた位置になるよう
に、アクセス制御することも有効である。

【００３１】なお、以上説明したような本発明のＩＣメ
モリのデータ書込・読出方式による記録・再生を行う場
合、メモリのビット落ちはどの程度まで許容できるかが
問題となる。まず本発明の方式では１エラービットによ
り１フレームが回避されることになるので、エラービッ
ト数がメモリ容量の１／２５６以上になると全フレーム
が使用不能となる。そして、実用上全フレームの５０％
以上が使用可能でないと支障があると考えられるので、
エラービット数はメモリ容量の０．１９５％以下である
必要がある。

【００３２】Ｐ（％）＝（１／２５６）×（１／２）×１００＝０．１９５％さらに、エラーコレクションコード（ＥＣＣ）との比較
においてエラーフレームは全フレームの３０％以下に抑
えるのが望ましいのでエラービット数はメモリ容量の
０．１１７％以下である必要がある。

【００３３】Ｐ（％）＝（１／２５６）×０．３×１００＝０．１１７％従って、メモリのビット落ちはメモリ容量の０．１％以
下すなわち１Ｍｂｉｔメモリの場合１０００ｂｉｔ程度
が限界となると考えられる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＩＣメモ
リのデータ書込・読出方式によれば、メモリを２５６ビ
ット程度のフレームに分割して書込・読出を行い、書込
時においては、書込対象フレームのエラー箇所の有無を
チェックしてエラー箇所が検出されたエラーフレームに
対しては所定の特定パターンをフレーム全域に記録す
る。一方、再生時においては、前記エラーフレーム記録
手段により記録されたエラーフレームの特定パターン若
しくは特定パターン及び特定パターンと１ビットだけ異
なるパターンをフレーム内に所定値以上の確率で検出し
た場合は、当該フレームを音声信号データとして再生し
ないように読み捨て制御するように構成したので、メモ
リアクセスのエラーフレーム対策処理が単純となり、か
つデータフレームがエラーフレームとしてあるいはエラ
ーフレームがデータフレームとして誤認される確率がほ
とんどなくなる。また、メモリアクセス時間を従来より
短縮することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＩＣメモリのデータ書込・読出方式を
具体化した固体録音再生装置のブロック図である。

【図２】図１に示す固体録音再生装置の書込時のメモリ
・コントローラ１３の処理内容を示すフローチャート図
である。

【図３】本発明のＩＣメモリのデータ書込・読出方式に
おいて、書込フレーム中の音声信号データｒワードがエ
ラーパターンに一致する確率（データフレームがエラー
フレームとして誤認識される確率）Ｐ（ｒ）をｒの値に
よりどのようになるかを示した相関図である。

【図４】本発明のＩＣメモリのデータ書込・読出方式に
おいて、特定フレームにエラー箇所が多発する場合にエ
ラーフレームがデータフレームに誤って判定される可能
性があるため、１フレームを構成する６４ワードがＩＣ
メモリの特定ｃｏｌｕｍｎやｒｏｗに片寄らないように
分散して構成する必要があることを示したメモリ配置図
である。

【符号の説明】

１０アナログ・デジタル・コンバータ１１デジタル・アナログ・コンバータ１２符号化・復号化回路１３メモリ・コントローラ１４音声メモリ１５音声信号入力端子１６音声信号出力端子２１メモリアクセス部２２ビットチェック部２３エラーパターン生成部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】符号化された音声信号を記録・再生する固
体録音再生装置で用いられる大容量ＩＣメモリのデータ
書込・読出方式であって、メモリを所定の小容量単位（フレーム）に分割して書込
・読出を行い、書込時においては、各書込対象フレームのメモリエラー
箇所の有無をチェックし、前記メモリエラーが検出され
たエラーフレームに対しては特定パターンをフレーム全
域に記録し、再生時においては、再生フレームの全域に対して再生パ
ターンと前記特定パターンとの一致を検出し、一致する
確率が所定値以上である場合には当該フレームを音声信
号データとして再生しないように読み捨て制御すること
を特徴とするＩＣメモリのデータ書込・読出方式。
【請求項２】再生時において特定パターンとの一致を検
出する際、前記特定パターンだけでなく特定パターンと
１ビットだけ異なるパターンとの一致をも検出すること
を特徴とする請求項１記載のＩＣメモリのデータ書込・
読出方式。