JP2704229B2 - 2進データ復号回路 - Google Patents

2進データ復号回路

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JP2704229B2 JP5660189A JP5660189A JP2704229B2 JP 2704229 B2 JP2704229 B2 JP 2704229B2 JP 5660189 A JP5660189 A JP 5660189A JP 5660189 A JP5660189 A JP 5660189A JP 2704229 B2 JP2704229 B2 JP 2704229B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は記録媒体より再生する符号化された2進デー
タを元の2進データ列に復号する2進データ復号回路に
関するものである。
〔従来の技術〕
光ディスクの如き記録媒体に2進データを記録する場
合、記録密度を向上すべく従来から種々の復号化方式が
提案されている。また、最近の光ディスク装置において
は、光ディスクの傾きの影響をうけず、また光学ヘッド
等を簡易化し得るサンプルサーボ方式のトラッキングサ
ーボが実用され始めている。
第3図(a),(b),(c),(d),(e)はサ
ンプルサーボ方式による光ディスクのフォーマット及び
各部信号のタイミングチャートである。第3図(a)に
示すように光ディスクの位置が異なる各円周L上には2
つのウォブルピットWP1,WP2と、1つの基準ピットSPと
をプリピットしているサーボ信号抽出エリア(以下サー
ボバイトエリアという)SBAが1周に対し1000個以上で
等間隔に設けられていて、夫々のサーボバイトエリアSB
A間が第3図(e)に示すようにデータエリアDAとなっ
ている。そして、データの記録,再生時には、第3図
(b)に示すようにサーボバイドエリアSBAの再生信号
を得て、ウォブルピットWP1,WP2の再生信号レベルSWP1,
SWP2をサンプリングして比較することにより、トラッキ
ングサーボ機構を制御している。それによりウォブルピ
ットWP1,WP2に後続する基準ピットSPを検出して第3図
(c)に示すようにサーボバイトエリアSBAを示す基準
信号SAを作成している。この基準信号SAをPLL(Phase L
ock Loop)回路により逓倍して第3図(d)に示すチャ
ンネルクロックCLを作成する。
ところで、光ディスクの記録容量をより大容量に、し
かも高転送レートにするために線密度を向上させる必要
があるが、高密度記録に適した符号化方式としては次に
示すような考察を必要とする。
先ず、再生波形干渉について考察すると、最小記録ピ
ット間隔が記録及び再生時の光ビーム径より小さい場合
は隣接ピットをも再生し、波形干渉により検出信号のジ
ッターが増大し、誤り率が上昇する。
次にS/N比の低下によるノイズジッターの増大につい
て考察すると、再生信号のS/N比は、記録周波数が高く
なると光ビームスポット径が主要因となる高域低下現象
(分解能低下)により信号Sの値が低下し、S/N比が悪
化する。そしてノイズによる検出信号ジッターが増大し
て誤り率が上昇する。それ故、最小ピット間隔がより大
きい符号化方式が望ましい。
一方、符号化方式について考察すると、一般にmビッ
トデータをnビットコードに変換し、最小ピット間隔を
Tminとした場合には、次のような理論的考察がなされて
いる。先ず変換コード列のビット「1」,「1」間に存
在するビット「0」の数の最小値をd,最大値をk、ピッ
トを正確に検出すべき時間の許容幅である弁別窓幅をTw
とすると次式が成立する。
但しTは入力データのビット長である そして、従来から実用されているMFM符号化方式又は
2−7符号化方式は最小ピット間隔Tminが各1.0T又は1.
5Tであり、また弁別窓幅Twは各0.5Tである。
このような符号化方式を改善して、最小ピット間隔Tm
in=2.0T,弁別窓幅Tw=0.4Tとした符号化アルゴリズム
の一例は本願出願人が出願している特願昭63−6129号に
示しており、第4図はその符号変換表である。
入力データ(被変換データ)は2,4,6,8ビット長とな
るように分離される。2ビット長のものをA(1,0)、
B(1,1)、C(0,1)、D(0,0)のように示してお
り、4,6,8ビット長のものはその組合せで表わしてい
る。
一方、変換コードは5ビット構成であり、00000,1000
0,01000,00100,00010,00001の6通りを用い、表には夫
々を0,1,2,4,8,16として表わしている。
入力データがC B A(01 11 10)である場合は第6番
の欄に示すように8 16 0(00010 00001 00000)のよう
に変換される。なおサーボエリアはデータがすべて0で
あるので変換コードも0である。このような符号化方
式、つまり2×N(1≦N≦4の整数)を単位として可
変長のデータに分離し、これを5×Nビットのコードに
変換する方式は以下の特徴を有する。
(1) 最小ピット間隔Tmin=2.0Tを達成する。
(2) N=1の変換の場合、コード変換した5ビット
コードは例えば先頭3ビットの内1ビットが「1」また
は、5ビットがすべて「0」のコードである。
(3) N≧2の場合、変換される5ビットコード×N
個のパターンは最後の5ビットコードがすべて「0」で
あり、その前の5ビットコードは例えば後半2ビットの
内1ビットが「1」である。また入力される2進データ
列に対し、前記光ディスク装置のサーボバイトエリアに
対しては、常に「0」パターン変換される特定コードを
仮定して変換を行うことにより、このデータエリア内で
変換の終始は完結する。そしてこの符号化方式を採用す
ることにより記録密度が大幅に向上する。
第5図は前述したコードの復号回路の一例を示すブロ
ック図であり、第6図(a)(b)…(f)はその各部
信号のタイミングチャートである。第6図(a)に示す
変換コードCD及び第6図(b)に示す変調クロックCLが
入力端子1及び3から直列入力/並列出力のシフトレジ
スタ19に入力され、変換コードCDはx0,x1…x21のパラレ
ルデータとなる。
第4図に示したように変換に必要なコードデータ数
は、5×Nビットであり、N=1〜4により、5ビット
から20ビットとなる。シフトレジスタ19の桁数はそれを
考慮して定めてある。1/5分周器21は変調クロックCLを
5分周するものであり、そのクリア端子CLRにはリセッ
ト信号入力端子2からリセット信号RSが入力される。1/
5分周器21が出力する第6図(c)に示すサブコード同
期信号SSによって並列データx20,x21をラッチ回路20に
ラッチさせ、そのラッチ回路20が出力する変換信号y20,
y21がともに「0 0」であるときに変換完了のタイミング
を設定する第6図(d)に示すタイミング信号SDをゲー
ト24から出力させる。このタイミング信号SDでラッチ回
路22がシフトレジスタ19の出力x0〜x19をラッチし、そ
のときの変換コードx0〜x19=y0〜y19を第4図に示す変
換表を有するROM23により変換し、変換された元の2進
データZ7〜Z0を得ることになる。つまり、変換コードCD
の5ビットごとにx20,x21をラッチ回路20へ入力し、そ
れが「0 0」である(変換コードの最後の2ビットは常
に「0 0」である)場合はそれよりシフトレジスタ19の
入力側(x0側)のデータが可変長データであるとして変
換させるのである。そして2進データZ7〜Z0はタイミン
グ信号SDの立下りでシフトレジスタ25へロードされる。
シフトレジスタ25にロードされた2進データは、タイミ
ング信号SDが立下っている期間に、変調クロックCLを2
分周する1/2分周器27の第6図(e)に示す復号クロッ
ク信号DCLをシフトクロックとしてシフトレジスタ25に
与えられるごとに出力され、それをフリップフロップ回
路26へ入力する。フリップフロップ回路26は復号クロッ
ク信号DCLが入力されるごとに、記憶していた2進デー
タを、1ビット単位に出力し、第6図(f)に示す復号
データDDTが出力端子4に得られることになる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで前述した符号化方式では符号化時の拘束デー
タ長は最大8ビット、復号化時の拘束データ長は最大20
ビットになる。そのため、符号化時は変換で取扱うビッ
ト数が8ビットと比較的少なくハードウェア量を少なく
できる。しかし復号化時は変換で取扱うビット数が20ビ
ットと多くなり復号回路が著しく大きくなる。それ故、
前述した復号回路においては入力が20ビット、出力が8
ビットのROMを用いる必要があり、多数のROMを用いなけ
ればならずハードウェアが極めて大きくなる。これとは
別に入力が20ビット、出力が8ビットである単一のROM
は製作が不可能であり、そのために復号回路のLSI化が
不可能であるという問題がある。
本発明は、簡単な回路構成によりLSI化をなし得る2
進データ復号回路を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕 本発明に係る2進データ復号回路は、5×Nビットの
コード列を5ビットコードに分離して3ビットコードに
一意的に変換し、変換した3ビットコードを前記5ビッ
トコード周期で順次遅延させ、3ビットコードの特定の
1ビットの遅延信号の論理により変換数を決定し、この
変換数に応じて残りの2ビットコードの論理により元の
2進データを復号する構成にする。
〔作用〕
変換コードは5ビットコードに分離される。変換され
た5ビットコードは3ビットコードに変換される。5ビ
ットコードの周期で3ビットコードに関連する遅延信号
を得て、3ビットコードの特定の1ビットの遅延信号の
論理により変換数Nを求める。求めた変換数Nに関連し
て残りの2ビットコードの論理により元の2進データを
復号する。
これにより、ROMを用いずに復号できる。
〔実施例〕
以下本発明をその実施例を示す図面によって詳述す
る。第1図は本発明に係る2進データ復号回路の回路図
である。
入力端子1に入力された変換コードCDは直列入力/並
列出力であり5桁のシフトレジスタ5へ入力される。入
力端子2に入力されたリセット信号は1/5分周器14のリ
セット端子CLRに入力される。入力端子3に入力された
変調クロックCLはシフトクロックとして前記シフトレジ
スタ5へ入力され、また1/2分周器16へ入力され、更に
インバータINV1を介して前記1/5分周器14へ入力され
る。シフトレジスタ5が出力する5ビットのデータx0
x4は第1のプログラマブルロジックアレイ6へ入力され
る。プログラマブルロジックアレイ6は後述する演算結
果を出力するが、この出力の3ビットのデータM0,M1,M2
は1/5分周器14が出力する分周クロックをラッチパルス
としてラッチ回路13,7,8,9へその順序で入力され、その
うちの2ビットのデータM1,M2は更にラッチ回路10,11,1
2へその順序で入力される。ラッチ回路13のラッチデー
タM1(0),M2(0)、ラッチ回路7のラッチデータM1
(1),M2(1)、ラッチ回路8のラッチデータM
1(2),M2(2)、ラッチ回路9のラッチデータM
0(3),M1(3),M2(3)、ラッチ回路10のラッチデ
ータM1(4),M2(4)、ラッチ回路11のラッチデータM
1(5),M2(5)及びラッチ回路12のラッチデータM
1(6),M2(6)は第2のプログラマブルロジックアレ
イ15へ入力される。前記1/5分周器14が出力する分周ク
ロックはインバータINV2を介して前記1/2分周器16のク
リア端子CLRへ入力される。プログラマブルロジックア
レイ15は後述する演算結果を出力するが、出力する3ビ
ットのデータA,B,CのうちデータCは第1のOR回路OR1の
一入力端子に、データBはOR回路OR1の他入力端子及び
第2のOR回路OR2の一入力端子に夫々入力され、データ
AはOR回路OR2の他入力端子に入力される。OR回路OR1,O
R2が出力する2ビットのデータZ1,Z2は、データZ2が先
行して出力するように並列入力/直列出力である2桁の
シフトレジスタ17のデータ入力端子へ入力される。この
シフトレジスタ17のロード端子Lには、前記インバータ
INV2が出力する5分周クロックを、そのシフトクロック
端子SCL及びフリップフロップ回路18には1/2分周器16が
出力する2分周クロックが入力される。シフトレジスタ
17はデータZ2を先に出力し、そのデータをフリップフロ
ップ回路18へ入力し、フリップフロップ回路18が出力す
る復号データDDTは出力端子4へ出力される。
第1のプログラマブルロジックアレイ6のアルゴリズ
ムは第1表に、第2のプログラマブルロジックアレイ15
のアルゴリズムは第2表に示したものとなっている。
次にこのように構成した2進データ復号回路の動作を
その各部信号のタイミングチャートを示す第2図ととも
に説明する。
シフトレジスタ5のクロック端子に第2図(b)に示
す変調クロックCLが与えられ、そのシフトレジスタ5の
データ入力端子に入力端子1から第2図(a)に示す変
換コードCDが与えられると、シフトレジスタ5は変調ク
ロックCLごとに変換コードCDを順次読込んで、5ビット
のデータx0〜x4を第1のプログラマブルロジックアレイ
6へ入力する。それによりプログラマブルロジックアレ
イ6は入力されたデータX0〜x4を第1表に示すアルゴリ
ズムにより3ビットのデータM0,M1,M2に変換する。変換
したデータM0,M1,M2は、1/5分周器14が出力する第2図
(c)に示すサブコード同期信号たる5分周クロックSS
によりラッチ回路13がラッチし、次の5分周クロックで
ラッチ回路13のデータをラッチ回路7がラッチする。以
下同様にして5分周クロックごとに、ラッチ回路13がラ
ッチしたデータを下流側のラッチ回路8,9,10,11,12が順
次ラッチしていく。そしてラッチ回路13,7,8,9,10,11,1
2がラッチした各ラッチデータM1(0),M2(0)、M
1(1),M2(1)、M1(2),M2(2)、M0(3),M
1(3)、M2(3)、M1(4),M2(4)、M1(5),M2
(5)、M1(6),M2(6)をプログラマブルロジック
アレイ15へ入力する。プログラマブルロジックアレイ15
は前記第2表によるアルゴリズムにより3ビットのデー
タA,B,Cに変換する。
第2表に示したプログラマブルロジックアレイ15のア
ルゴリズムは以下のとおりである。
前述のように復号対象のコードの最後の2ビットは
「0,0」である。従ってM2=x0+x1=0となったラッチ
回路のデータ部分が復号対象のコードの最後尾部分であ
り、これによってNが判定できる。
つまり0をラッチしたラッチ回路からラッチ回路12ま
でのデータ数がNとなる。そしてこの5×Nビット分又
はN個のラッチ回路12,11…のデータを復号コードがA
=(1,0)である場合にその出力Aに“1"が立ち、B=
(1,1)である場合にその出力Bに“1"が立ち、D=
(0,0)である場合にその出力A,B,Cのいずれもが0を出
力するように構成してある。従ってシフトレジスタの並
列入力(Z2,Z1)=(1,0),(1,1),(0,1),(0,
0)は夫々復号コードのA,B,C,Dに対応するのであり、こ
れがZ2,Z1の順に出力されていく。即ちZ1,Z2は1/5分周
器14が出力する第2図(c)に示す5分周クロックSSの
立上りでシフトレジスタ17にロードされ、1/2分周器16
が出力する第2図(e)に示す2分周クロックDCLがシ
フトレジスタ17に与えられるごとにZ2,Z1の順にフリッ
プフロップ回路18へ出力され、フリップフロップ回路18
は入力されたデータを同様にその順序で2分周クロック
DCL毎に出力端子4へ出力する。これにより出力端子4
には第2図(f)に示す復号データDDTが得られること
になる。
このように本発明の2進データ復号回路は、プログラ
マブルロジックアレイ6及び15を用いて復号するから容
易にIC化ができる。
なお、前記プログラマブルロジックアレイ6,15には、
例えばテキサスインスツルメント社製の品番PAL 16L8を
用いることができる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明によれば、光ディスク等の
記録媒体に高記録密度で記録されているデータを再生し
て復号する回路に多数個のROMを用いる必要がなく、小
数のゲートICを用いて構成できる。それ故、復号回路が
簡単に構成され、しかもROMを用いないからLSI化が可能
になり、大容量の光ディスク装置の実現及びそのコスト
ダウンを図ることができる等の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る2進データ復号回路のブロック
図、第2図はその各部信号のタイミングチャート、第3
図はサンプルサーボ方式の光ディスクのフォーマットを
示す図、第4図は符号変換表を示す図、第5図は従来の
2進データ復号回路のブロック図、第6図はその各部信
号のタイミングチャートである。 1,3……入力端子、4……出力端子 5……シフトレジスタ 6……プログラマブルロジックアレイ 7,8〜13……ラッチ回路、14……1/5分周器 15……プログラマブルロジックアレイ 16……1/2分周器、17……シフトレジスタ 18……フリップフロップ回路 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2進データ列を、2×Nビット(1≦N≦
    4の整数)単位として可変長のデータに分離し、分離し
    た各データを有意ビット間の無意ビット数が4ビット以
    上である5×Nビットのコード列に変換してなる2進デ
    ータ列を復号する2進データ復号回路において、 前記コード列を5ビットコードに分離する手段と、該5
    ビットコードを所定アルゴリズムに従い3ビットコード
    に一意的に変換する手段と、変換した前記3ビットコー
    ドを前記5ビットコードの周期で順次遅延させる手段
    と、この3ビットコードの特定の1ビットの論理によ
    り、変換数Nの値を決定し、該変換数Nに応じて残りの
    2ビットコードの論理により元の2進データを復号する
    手段とを備えることを特徴とする2進データ復号回路。
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