JP3780853B2 - オーディオデータ記録媒体再生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オーディオＣＤなどの媒体を再生するオーディオデータ記録媒体再生装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の一般的なオーディオＣＤ再生装置は図７に示すような構成であった。トレイにセットされたＣＤからデータを読み取る読取部５０および読取部５０を制御するフロントエンドＤＳＰ５１が直接ＤＡＣに接続されており、フロントエンドＤＳＰ５１が出力したデジタルオーディオデータをＤＡＣがＤＡ変換しアナログオーディオ信号として出力するようになっていた。フロントエンドＤＳＰ５１にはＣＰＵ５３が接続されているが、このＣＰＵ５３は、専ら操作ボタンやディスプレイなどのユーザインタフェースを制御するためのものであり、データの読み出しや再生等を直接制御するものではなかった。このような構成のオーディオＣＤ再生装置では、読み出したデータをバッファリングなしに、または、再生処理に必要な最小限のバッファリングをするのみで１倍速（等速）でＤＡＣに入力していたため、振動などで読取部５０のトラッキングが外れると、フロントエンドＤＳＰ５１からＤＡＣ５２にオーディオデータが入力されず、出力される音声が途切れてしまうという問題点があった。
【０００３】
そこで、フロントエンドＤＳＰ５１とＤＡＣ５２との間にバッファメモリを設けてトラッキングが外れた場合でもトラッキングが回復するまでバッファメモリに蓄積したデータで再生を継続できるようにすることが考えられるが、その場合には読取部５０（ＣＤドライブ）をＣＤオーディオのデータレートよりも高速に読出可能なものにする必要があるとともに、バッファメモリの入出力をコントロールするためのコントローラが必要になるという問題点があった。
【０００４】
しかし、上記のように従来のオーディオＣＤ再生装置に内蔵されていたＣＰＵは専らユーザインタフェースを制御するためのものでこれに特化されたものもあり、このＣＰＵを用いて読取部の高速読み出しやバッファメモリのリード／ライト制御をすることは現実的ではない。さらに、読取部の高速読み出し、バッファメモリのリード／ライトの全てを一括して制御することができる高性能のＣＰＵをオーディオ装置に持たせることはコストアップの要因になるという問題点があった。
【０００５】
この発明は、ＣＤなどの媒体からのデータ読出制御、バッファメモリのリード／ライト制御などの制御を複数の制御部で分割したことにより、上記課題を解決したオーディオデータ記録媒体再生装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、デジタルオーディオデータが記録された媒体からオーディオデータの再生レートよりも高速にデータを読み出す媒体読取手段と、媒体読取手段が読み取ったデータをバッファする後記第２のバッファメモリよりも大きい第１のバッファメモリと、前記媒体読取手段の制御および前記第１のバッファメモリのリード／ライト制御を行う第１の制御手段と、を備えたデバイス部と、第１のバッファメモリから転送されたデータをＤＡ変換に必要な程度バッファする第２のバッファメモリと、第２のバッファメモリからデータを受け取ってＤＡ変換しアナログオーディオ信号に変換するＤＡ変換手段と、前記第２のバッファメモリのリード／ライト制御を行う第２の制御手段と、を備えた信号処理部と、からなり、
前記デバイス部と信号処理部とは標準インタフェースを介して非同期に接続され、第１の制御手段は、前記標準インタフェースを介して第２の制御手段が読取可能なフラグをセット／リセットによってデータ転送の可否を表示し、前記第２の制御手段は、第２のバッファメモリの残量が所定のしきい値以下になったとき、第１の制御手段にデータの転送を要求し、前記第１の制御手段は、第１のバッファメモリの残量が所定のしきい値ＴＬ１以下になったとき、媒体読取手段にデータの読み出しを指示することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、上記発明において、前記第２の制御手段とは別にユーザインタフェースの制御を行う第３の制御手段を設けたことを特徴とする。
請求項３の発明は、上記発明において、前記オーディオデータが記録された媒体は、コンパクトディスクであることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、媒体読取手段がオーディオデータの再生レートよりも高速に媒体からオーディオデータを読み取る。媒体読取手段が読み取ったデータのバッファリングを制御する制御手段と、バッファしたデータをＤＡ変換手段に出力する制御手段を分離し、第１の制御手段、第２の制御手段とした。そして、それに応じてバッファメモリを第１のバッファメモリ、第２のバッファメモリに分離した。これにより、各制御手段は、バッファメモリへのデータの書き込み、ＤＡ変換手段へのデータの入力を担当すればよく、廉価な素子で制御手段を構成することが可能になり、１つの高速制御手段を用いるよりも廉価にすることができる。また、第１のバッファメモリと第２のバッファメモリ間のデータの受渡しは、媒体読取手段のデータ読み出し速度やＤＡ変換手段の変換レートよりもはるかに高速であるため、時々まとめて行えばよく処理負担は軽い。
【００１０】
そして、このように第１の制御手段−第１のバッファメモリ、および、第２の制御手段−第２のバッファメモリのように２つに分離したことにより、さらに、第１の制御手段−第１のバッファメモリをユニット化したことにより、取付、交換が容易であり、他のユニットと交換することも可能である。媒体は一般的にはコンパクトディスク（ＣＤ）であるが、これ以外にもＤＶＤ、ＨＤＤ、ＭＯなどの媒体を適用することができる。また、第１の制御手段と第２の制御手段を接続するインタフェースは、どのようなものであってもよく、汎用インタフェースを適用する場合にはＡＴＡ／ＡＴＡＰＩバスインタフェースやＳＣＳＩインタフェースを用いればよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の実施形態であるオーディオＣＤ再生装置のブロック図である。オーディオＣＤ再生装置は、オーディオＣＤに記録されているデジタルオーディオデータを読み取り、これをアナログのオーディオ信号にして外部出力する装置である。この実施形態のオーディオＣＤ再生装置は、本体装置である信号処理部２と、ＣＤ（ディスク）がセットされるデバイス部１からなっている。デバイス部１と信号処理部２はＡＴＡＰＩバスを介してデジタルオーディオデータや制御信号を送受信する。また、信号処理部２はオーディオコンポーネント機器としての筐体を有している。オーディオコンポーネント機器としての筐体とは、イコライザアンプ、メインアンプなどの他のコンポーネント機器と共通の材質および横幅（４０ｃｍ〜４５ｃｍ）の正面パネルを有し、これら複数のコンポーネント機器を縦積みにしたときに一体感のある外観を有するものである。デバイス部１は、この信号処理部２の内部にユニットとして取り付けられ、ＡＴＡＰＩバス用ケーブルにより接続される。
【００１２】
デバイス部１は、ＣＰＵ１０、読取部１１、フロントエンドＤＳＰ１２、バッファメモリ１３、バスインタフェース１４を有している。ＣＰＵ１０はこのデバイス部１全体の動作、特にバッファメモリ１３の監視および信号処理部２との通信を制御する。読取部１１は、オーディオＣＤを回転させてその記録面にレーザ光を照射し、光学的にトラックのデータを読み取る機構部である。このディスクの回転およびレーザ光のフォーカシング、トラッキングをＣＰＵ１０の指示に従ってフロントエンドＤＳＰ１２が制御する。ＣＰＵ１０が、信号処理部２からいずれかのトラック（曲）のデータを読み出す旨の指示を受けると、フロントエンドＤＳＰ１２にデータ読み取りの指示を送る。フロントエンドＤＳＰ１２は、この指示に応じてディスクを回転させて光学的にデータを読み取り、ＣＰＵ１０に入力する。ＣＰＵ１０はこのデータをバッファメモリ１３に蓄積する。読取部１１はＣＤをオーディオ再生レートの数十倍（２４倍〜４０倍）の速度で読み出すことができるものであり、バッファメモリ１３は、８ＭＢ程度の容量を有している。バッファメモリ１３に蓄積されたデータはセクタ単位で間欠的に信号処理部２に読み出されてゆく。この間欠的な読み出しを時間軸上で平均した平均読み出しレートは、ディジタルオーディオの再生レートと同じである。このバッファメモリ１３からの読み出しレートよりもバッファメモリ１３への書き込みレート、すなわちＣＤからのデータの読み出しレートの方が数十倍高速であるため、読取部１１のＣＤデータの読み出しは間欠的に行われる。前記信号処理部２によるバッファデータの読み出しは、バスインタフェース１４およびＡＴＡＰＩバスを介して行われる。
【００１３】
信号処理部２は、ＣＰＵ２０、バッファメモリコントローラ２１、バッファメモリ２２、ＤＡＣ２３、操作部２４、表示部２５を有している。操作部２４は、プレイボタン、ストップボタン、スキップボタン、曲番号入力ボタン、音量調性操作子などを有し、利用者はこの操作部２４を操作してＣＤの再生を制御する。なお、この操作部２４に赤外線リモコンシステムが含まれていてもよい。表示部２５はＬＣＤまたはＬＥＤのマトリクスディスプレイ等の表示部であり、ディスクの演奏時間や演奏中のトラック（曲）番号などを表示する。
【００１４】
バッファメモリコントローラ２１は、ＡＴＡ／ＡＴＡＰＩバスインタフェースを内蔵し、デバイス部１と通信してバッファメモリ１３に蓄積されているデジタルオーディオデータを受け取り、このデータの（信号処理部２側の）バッファメモリ２２への書き込み、および、書き込んだデータの読み出しを制御する。また、バッファメモリコントローラ２１にはＤＡＣ２３が接続されている。ＤＡＣ２３は、バッファメモリ２２から読み出されたデータをアナログのオーディオデータに変換する。なお、バッファメモリ２２は、５１２ｋＢ程度である。バッファメモリコントローラ２１は、バッファメモリ２２を監視し、データ残量が少なくなったとき、バスを介してＣＰＵ１０に対してデータの転送を要求する。
【００１５】
ＣＰＵ２０は、主としてユーザインタフェース制御のために動作しており、操作部２４の操作を検出するとともに表示部２５の表示内容を制御する。さらに、操作部２４の操作内容、たとえば選曲されたトラック番号やトラックのスキップの指示などをバッファメモリコントローラ２１に伝達する。バッファメモリコントローラ２１はこれに応じてバッファメモリ２２の書き込み・読み出しを制御するとともに、バスを介してデバイス部１のＣＰＵ１０にこれを通知する。
【００１６】
利用者が操作部２４を操作して曲を選択し、その曲の再生スタートを指示すると、ＣＰＵ２０はこの操作内容を読み取って、表示部２５の表示内容を変更するとともに、選択された曲のトラック番号をバッファメモリコントローラ２１を介してデバイス部１のＣＰＵ１０に伝達する。その後バッファメモリコントローラ２１がＣＰＵ１０から転送準備ＯＫの信号（フラグセット）を受け取ると、バッファメモリコントローラ２１はバッファメモリ１３からバッファメモリ２２へデータを転送する。転送したデータをＣＤのサンプリングレートに従ってＤＡＣ２３に出力してゆき、アナログのオーディオ信号を再生する。
【００１７】
図２〜図４のフローチャート、図５のバッファメモリの設定例を参照してこのＣＤ再生装置の動作を説明する。
図２はデバイス部１の動作を示すフローチャートである。また図５（Ａ）はデバイス部１のバッファメモリ１３のしきい値設定例を示す図である。デバイス部１がバッファメモリ１３へのバッファリングを開始すると（ｓ１）、まず読取部１１にセットされているＣＤにレーザのフォーカスおよびトラッキングをオンする（ｓ２、ｓ３）。このフォーカスおよびトラッキングのオンはＣＰＵ１０の指示によってフロントエンドＤＳＰ１２が行う。そして、読み出すトラックの先頭を頭出しして（ｓ４）、このトラックのデータの読み出し（トレース）をスタートする（ｓ５）。読み出したデータは、フロントエンドＤＳＰ１２からＣＰＵ１０を介してバッファメモリ１３に蓄積されてゆく（ｓ７、ｓ８）。この読み出し・蓄積処理をバッファメモリ１３のデータ蓄積量がＴＨ１以上になるまで行い、ＴＨ１以上になればＣＰＵ１０がフロントエンドＤＳＰ１２に対して読み出しのポーズを指示する（ｓ１０）。
【００１８】
デバイス部１のバッファメモリ１３に蓄積されたデータは、信号処理部２によって、平均読出レートがＤＡＣ２３の再生レートになるように間欠的に読み出されてゆく。バッファメモリ１３のデータ残量がＴＬ１以下になるまで待機し（ｓ１２）、信号処理部２による読み出しによってバッファメモリ１３のデータ残量がＴＬ１以下になったときｓ５に戻ってトレースを再スタートしてＣＤのデータ読み出しおよびバッファメモリ１３のへのデータの蓄積を再開する。なお、バッファメモリ１３へのデータの蓄積中に読み出すべきデータが終了した場合、すなわちバッファリングが終了にはそれ以上のデータがないためこのバッファリング動作を終了する（ｓ９、ｓ１１→ｓ１３）。
【００１９】
図３は信号処理部２の動作を示すフローチャートである。また図５（Ｂ）は信号処理部２のバッファメモリ２２のしきい値設定例を示す図である。信号処理部２がバッファメモリ２２へのバッファリングを開始すると（ｓ２０）、まずデバイス部１をアクセスし、（バッファメモリ１３に蓄積されている）データの転送準備が整っているか否かを調べる（ｓ２１）。これはＡＴＡＰＩバスを介して見ることのできるフラグのセット／リセットで判断することができる。転送準備が整っていない場合には、転送準備が整うまで待機する。転送準備が整っている（ＯＫ）場合には、（デバイス部１の）バッファメモリ１３に蓄積されているデータを（信号処理部２）のバッファメモリ２２に転送する（ｓ２４）。この転送処理は、ＣＰＵ２０のＥｎａｂｌｅ信号に応じてバッファメモリコントローラ２１が行い、ＣＰＵ２０がデータ転送に直接関与することはない。この転送をバッファメモリ２２のデータ蓄積量がＴＨ２以上になるまで行い、ＴＨ２以上になったとき転送処理を一旦中止する（ｓ２６）。ＣＰＵ２０がＤｉｓａｂｌｅ信号をバッファメモリコントローラ２１に出力することで転送処理が中止される。
【００２０】
バッファメモリコントローラ２１は、バッファメモリ２２に蓄積したデータをＣＤの再生レート（等速再生の場合には４４．１ｋＨｚ）で読み出し、ＤＡＣ２３に出力する。ＤＡＣ２３はこのデジタルオーディオデータをアナログのオーディオ信号に変換して外部出力する。バッファメモリ２２のデータ残量がＴＬ２以下になるまで待機し（ｓ２８）。バッファメモリ２２のデータ残量がＴＬ２以下になれば、ｓ２１にもどってデータの転送を再開する。なお、バッファメモリ２２へのデータの転送中に転送すべきデータが終了した場合それ以上のデータがないためこのデータ転送動作を終了する（ｓ２５、ｓ２７→ｓ２９）。
【００２１】
図４は信号処理部２のデータ出力側、すなわちＣＤオーディオの再生動作を示すフローチャートである。曲の再生を開始したとき（ｓ３０）、まずバッファメモリ２２にＴＡ２以上のデータが蓄積されるまで待機する（ｓ３１）。このデータの蓄積は図３の動作で行われる。データが蓄積されると、バッファメモリ２２からＤＡＣ２３へデータを転送する（ｓ３２）。このデータの転送は、ＣＰＵ２０のＥｎａｂｌｅ信号に応じてバッファメモリコントローラ２１が行う。所定の曲のトラックの再生が終了するまでこの動作を継続的に実行する。全てのデータの出力が終了すると（ｓ３３）、バッファからＤＡＣへのデータ転送を中止して（ｓ３４）、再生動作を終了する（ｓ３５）。なお、データ転送の中止は、ＣＰＵ２０がバッファメモリコントローラ２に対してＤｉｓａｌｂｅ信号を出力することで行われる。
【００２２】
図６は、上記オーディオＣＤ再生装置におけるバッファメモリコントローラ２１の１実施形態を示す図である。このバッファメモリコントローラ２１は、１つのＬＳＩで構成されており、バスインタフェース３１、ＲＡＭインタフェース３２、Ｑコードデコーダ３３、データスイッチ３４、レベル検出器３５、ＤＩＴ（ディジタルオーディオ・インタフェース・トランスミッタ）３６、ＳＲＣ／ＨＰＦ（サンプリング・レート・コンバータ／ハイ・パス・フィルタ）３７、ＰＬＬクロックジェネレータ３８、ＣＰＵインタフェース３９を有している。ＡＴＡ／ＡＴＡＰＩバスインタフェース３１は、ＡＴＡＰＩバスを介してデバイス部１をアクセスするためのインタフェースである。ＲＡＭインタフェース３２はバッファメモリ２２の書き込み／読み出しを制御するインタフェースである。Ｑコードデコーダ３３は、デバイス部１から読み込まれたデータからサブコード（Ｑコード）を検出し、曲のトラック番号、頭出しコード、時間データなどを読み出すデコーダである。ＰＬＬクロックジェネレータ３８は、デバイス部１から入力したクロック信号に同期したクロック信号を発生する回路であり、このＬＳＩはこのクロック信号で動作する。
【００２３】
ＤＩＴ３６は、ディジタルオーディオデータをデータストリームとして外部出力する送信回路である。また、ＳＲＣ／ＨＰＦ３７には入力回路部としてＤＩＲ（デジタルオーディオ・インタフェース・レシーバ）２６およびＡＤＣ２７が接続されている。ＤＩＲ２６はデジタルオーディオデータストリームを入力する回路部であり、ＡＤＣ２７はアナログのオーディオ信号を入力してデジタルオーディオデータストリームに変換する回路である。ＳＲＣ／ＨＰＦ３７は、ＤＩＲ入力時はサンプルレートコンバータとして動作する。すなわち、このＬＳＩはＣＤ規格の４４．１ｋＨｚのサンプリングレートで動作するが、データストリームで入力される信号は、ＤＡＴ規格，ＤＶＤ規格等の種々のサンプリング周波数（たとえば９６ｋＨｚ、４８ｋＨｚ、３２ｋＨｚなど）のものも含まれるため、これを４４．１ｋＨｚのデータに変換する。また、ＡＤＣから入力される信号には、ＤＣ成分が含まれているためＨＰＦとして機能してこれを除去する。
【００２４】
データスイッチ３４は、ＲＡＭインタフェース３２がバッファメモリ２２から読み出したデータ、ＳＲＣ／ＨＰＦ３７から入力されたデータのうち一方のデータを入力データとして選択し、これをＤＡＣ２３およびＤＩＴ３６に出力する。また、信号処理用のＤＳＰ２８が外部接続されており、これを用いてホール残響などのエフェクトをかける場合にはその入出力も制御する。
【００２５】
また、データスイッチ３４にはレベル検出器３５が接続されている。レベル検出器３５は、データスイッチ３４に入力されたオーディオデータのレベルおよびピーク値を検出する。データスイッチ３４は、デジタルボリュームを兼ねており、そのレベル検出器３５の検出結果に基づきＣＰＵ２０から指示されたボリューム値になるようにオーディオデータのレベルを変換する。ＣＰＵ２０が指示するボリューム値は操作部２４を操作して利用者が入力した値である。
【００２６】
この構成のバッファメモリコントローラを備えたことにより、この実施形態における信号処理部２では、ＣＰＵ２０は専らユーザインタフェースの制御をすればよく、オーディオデータ処理を行う必要がないため、低速で安価なＣＰＵを用いることが可能になる。
【００２７】
なおこの実施形態では、ＣＤを再生する装置について説明したが、媒体はＣＤに限定されず、ＭＤ、ＨＤＤ、ＭＯなどどのような媒体であってもよい。デバイス部１がユニット化されているため、これらを差し換えで交換できるようにしてもよく、また、複数のユニットを同時に接続できるようにしてもよい。また、この実施形態では第２の制御手段にはバッファメモリコントローラ２１が対応するが、ＣＰＵ２０でバッファメモリの入出力制御を行うようにしてもよい。また、ＣＰＵ１０とバッファメモリコントローラ２１とを接続するインタフェースもＡＴＡ／ＡＴＡＰＩバスインタフェースに限定されず、ＳＣＳＩインタフェースなど各種のインタフェースを適用することができる。
【００２８】
また、上記実施形態ではバッファメモリ１３を８ＭＢ、バッファメモリ２２を５１２ｋＢとしているが、各バッファメモリの容量はこれに限定されず、読取部１１の機能などを考慮して適宜決定すればよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、高性能のオーディオＣＤ再生装置の制御を複数の制御手段に分割して行わせたことにより、各制御手段を小型廉価に構成することができるとともに、制御手段毎に、装置をユニット化して製造、組み立て、交換修理などを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態であるオーディオＣＤ再生装置のブロック図
【図２】同オーディオＣＤ再生装置のデバイス部のバッファリング動作を示すフローチャート
【図３】同オーディオＣＤ再生装置の信号処理部のバッファリング動作を示すフローチャート
【図４】同オーディオＣＤ再生装置の信号処理部の再生動作を示すフローチャート
【図５】同オーディオＣＤ再生装置のバッファメモリのしきい値の設定例を示す図
【図６】同オーディオＣＤ再生装置のバッファメモリコントローラの例を示す図
【図７】従来のオーディオＣＤ再生装置のブロック図
【符号の説明】
１…デバイス部、２…信号処理部、
１０…ＣＰＵ、１１…読取部、１２…フロントエンドＤＳＰ、１３…バッファメモリ、１４…バスインタフェース、
２０…ＣＰＵ、２１…バッファメモリコントローラ、２２…バッファメモリ、２３…ＤＡＣ、２４…操作部、２５…表示部、２６…ＤＩＲ、２７…ＡＤＣ、２８…（信号処理用の）ＤＳＰ、
３１…ＡＴＡ／ＡＴＡＰＩバスインタフェース、３２…ＲＡＭインタフェース、３３…Ｑコードデコーダ、３４…データスイッチ、３５…レベル検出器、３６…ＤＩＴ、３７…ＳＲＣ／ＨＰＦ、３８…ＰＬＬクロックジェネレータ、３９…ＣＰＵインタフェース

Claims (3)

1. デジタルオーディオデータが記録された媒体からオーディオデータの再生レートよりも高速にデータを読み出す媒体読取手段と、媒体読取手段が読み取ったデータをバッファする後記第２のバッファメモリよりも大きい第１のバッファメモリと、前記媒体読取手段の制御および前記第１のバッファメモリのリード／ライト制御を行う第１の制御手段と、を備えたデバイス部と、
   第１のバッファメモリから転送されたデータをＤＡ変換に必要な程度バッファする第２のバッファメモリと、第２のバッファメモリからデータを受け取ってＤＡ変換しアナログオーディオ信号に変換するＤＡ変換手段と、
   前記第２のバッファメモリのリード／ライト制御を行う第２の制御手段と、を備えた信号処理部と、
   からなり、前記デバイス部と信号処理部とは標準インタフェースを介して非同期に接続され、
   第１の制御手段は、前記標準インタフェースを介して第２の制御手段が読取可能なフラグをセット／リセットによってデータ転送の可否を表示し、
   前記第２の制御手段は、第２のバッファメモリの残量が所定のしきい値以下になったとき、第１の制御手段にデータの転送を要求し、
   前記第１の制御手段は、第１のバッファメモリの残量が所定のしきい値ＴＬ１以下になったとき、媒体読取手段にデータの読み出しを指示する
   ことを特徴とするオーディオデータ記録媒体再生装置。
2. 前記第２の制御手段とは別にユーザインタフェースの制御を行う第３の制御手段を設けた請求項１に記載のオーディオデータ記録媒体再生装置。
3. 前記デジタルオーディオデータが記録された媒体は、コンパクトディスクである請求項１または請求項２に記載のオーディオデータ記録媒体再生装置。

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