JPH07122961B2 - デ−タ記録再生方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光ディスク装置のようなディスク型記録装置の
データ記録再生方式に関するものである。とくに、媒体
上に多数の欠陥があってもこれに影響されにくいディス
ク型記録装置のデータ記録再生方式に関する。

（従来の技術） 従来の光ディスク装置の記録再生動作においては、デー
タセクタの先頭にただ１個存在するデータマークをたよ
りに、記録データの復調を開始していた。

（発明が解決しようとする問題点） 従って、データセクタの先頭付近に偶然、媒体欠乏が存
在してデータマークが発見できないだけの場合でも、デ
ータセクタ全体の復調が不可能になる欠点があった。

このことは、エラー訂正符号などの冗長化手段を何重に
も用いて再生データの安全性を保つように構成された光
ディスク・サブシステムにおいては、著しくバランスを
欠く弱点となっていた。

本発明の目的は、前記のごときデータマークが発見出来
ないだけの場合には、エラー訂正符合の力を発揮させて
データセクタ全体の復調を可能にすることにより、より
エラーレートの高い（安価な）媒体の使用を可能にし
て、システム全体のコストを低下させた記憶装置のデー
タ記憶再生方式を提供することにある。

また、他の目的は同一品質の媒体を使用して、より誤り
率の低い記憶装置のデータ記憶再生方式を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段と作用） 本発明では、従来のようにデータマーク紛失が直ちにセ
クタ全体の読み取りエラーにつながることがないよう配
慮した再同期符号を用いて記録する。すなわち、データ
マークの後方に複数個後続する再同期符号にも、データ
マークと同様のトリガ信号発生機能を具備させることに
より、データマーク紛失時にも再生動作を確実に行わせ
得ることを主要な特徴とする。

（実施例） 第１図は本発明の第１の実施例であって、１はデータ信
号入力線、25は２−７エンコーダ、２はクロック信号入
力線、３は復調データ線、24は切り替えスイッチ、４は
複合データ線、５は記録信号線、６はRSパターン発生
器、７はカンウンタ、８は記録増幅器である。

第２図は以下の各実施例共通の、符号化方式の説明図で
ある。

実施例１ 実施例説明の準備としてまず、本実施例で用いる公知の
エラー訂正符号（ECC）の構成法を簡単に説明する。第
２図はインターリーブド・リードソロモン符号の一種
で、1040バイトのユーザデータに160バイトのパリティ
を付加して１セクタを構成した、ロング・ディスタンス
・コードの場合を説明している。このECCにおける１フ
レームは104バイトのユーザデータと16バイトのパリテ
ィからなる120バイトであり、フレーム単位に符号化・
複合化が実行される。セクタ全体はこのフレームを10段
重ねた構造を持つ。

このような構造のECCにおいては、第ｎ−ECCフレーム内
部に８バイトまでの誤りが許容できることは公知である
が、本発明はECCの能力には限定されない。

また媒体上に１次元的に記録する時、その記録順序が第
２図の白い太矢印の方向とする（インタリーブする）こ
とにより、長大な媒体欠陥による誤りが発生しても各EC
Cフレーム内部では離散的な誤りとして観測・処理され
るから、ECCの能力を高め得ることも公知である。

本発明のようなECC構造を持つデータ群に対し、以下の
如くその再生データ信頼度を改善するものである。

記録動作（１） 一般に光ディスク等の円盤回転型の記録においては、ア
クセスがトラックの上のセクタ単位で行なわれるので、
セクタの先頭部分にはアドレス符号部と同期信号として
利用するための同期符号（VFO）、データマーク（DM）
が付加され、第３図のような配置で記録されることは公
知である。

本発明は、第３図のRSで示す再同期符号として、変調規
則では発生しない符号を割り当てることにより、再生時
における発見を容易ならしむる事を特徴とする。すなわ
ち、第２図のRSの部分には２−７変調後、 0010000000100100 となるような仮想データ１バイトを割り当てる。なお、
第７図に例を示す２−７変調規則では１バイトすなわち
８データビットが16コードビットに変換されることに注
意されたい。本仮想データは （１） データバイト換算で１バイトであるから、はめ
込み、抜き取りが容易。

（２） 正規の変調規則では発生しないから、データ部
分では発生しない。

（３） 自己相関関数が比較的鋭いので、タイミングが
正確に出せる。

などの利点を有する。

実際には、変調後このようなパターンになる実データは
存在しないので、以下のような幾つかの方法で記録す
る。

その一つは、第１図のように２−７エンコーダとパター
ン発生器をスイッチで切り替えるものである。すなわち
第３図の記録フィルド１と２の記録を終えた直後に、ス
イッチ４によりパターン発生器６が発生する“00100000
00100100"の信号に切り替え、16コードビット相当時間
後に再び２−７エンコーダ信号側に戻す。記録フィルド
３と４の記録を終えた直後も同様の操作で１データバイ
ト相当だけ“すりかえ”を行う。以下記録フィルド120
の直前まで同様の操作を繰り返し、記録動作を終了す
る。他の方法は実施例２で説明する。

再生動作（１） 再生動作には大きく分けて２つの場合があり、一つはDM
（データマーク）が正常に発見できた場合、他の一つは
DMが発見されなかった場合である。

DM正常の場合 このときは、RSの目的は本来の“ビットスリップ防止”
と“エラー伝搬の防止”であり、公知のごとく以下のよ
うに動作する。

すなわち、正常動作時の再生動作を時系列的に追いかけ
て行くと、まずVFO同期後にDMが検出され、フィールド
1,2の再生を正常に終了し、RS1を発見して２−７デコー
ダ・リセットの後、フィルド3,4以降の再生を開始する
のが普通である。

一方、例えばフィルド２先頭部にバースト・エラーが発
生し、VFOの同期がはずれる場合もある。多くの場合VFO
は程なく再同期するが、２−７デコーダは過去の履歴を
用いるので、必ずしも正常動作には復帰しない。そこで
次に現れる最初のRS（３）の発見により２−７デコーダ
をリセットし、フィルド３以降は正常動作に復帰させる
方法が公知である。この場合、約１フィールド相当のデ
ータが欠落するが、ECCの救済能力範囲内であるので、
実質的には正常複合できる。以上は公知である。

DM異常の場合 本発明はこの場合に効果を発揮する。

すなわち、このECCの能力は先頭の８フレーム欠落まで
救済できるので、RSとしては第4RSまでに複合の契機を
掴めば良い。したがってDM異常の場合は、以下のように
して実質的な正常複合を完遂する。

例としてVFO,DM部分は媒体欠陥が発生し、フィルド1,2,
3までに復調が開始できない第５図の場合を説明する。

その動作は第４図において、11は再生２値信号線であ
り、まずVFO16によりクロックを抽出する。２フィルド
計数カウンタ19は、アドレス部検出回路10のSMまたはAM
で発生する波形（Ａ）によりリセットされ、クロック計
数を開始し、RS予定ゲート信号線18に、２フィールド毎
にRS予定ゲートを第５図（Ｂ）はAND回路17により、RS
のある可能性の高い部分の再生２値信号を打ち抜き、RS
パターン検出器15に送る。ゲート信号（Ｂ）を用いる理
由は、本来フィールド内部では発生しないRSパターン
が、ドロップアウトによって誤って発生する確立を小さ
くするためである。15は16ビットのパターン・マッチャ
ーとマグニチュード・コンパレータで構成し、RSの16ビ
ット中のＫビット以上が合致したときにパルスを発生す
る。なお、ここではＫ＝14として、RSの16ビット中の14
ビット以上が合致したときにパルスを発生する。

したがって、フィールド４の途中でVFOが同期を開始しR
S2が上記のごとく発見できると、まず２−７デコーダを
リセットして複号を開始する。次に２フィールド計数カ
ウンタ19の値を読み取り、発見したRSがRS（２）である
ことを知る。これにより、フィールド５以降から複号を
開始したことを知り、第２図RC2の次すなわちの位置
から複号済みデータを投入する。すべてのデータが投入
が完了してから、公知の方法により、エラー訂正処理を
開始する。

これらのシーケンスによりフィールド５以降は正常に復
調でき且つ、紛失したフィルド１〜４もECCの助けを借
りて復元できる。なお、この時紛失したデータは４フィ
ールドだが、このECCでは最大８フィールド紛失まで複
号可能である。

このとき本発明のRSは、データ用復調回路のデコーダ
14（２−７復調）を使わずに検出できる、変調規則違
反パターンを用いているので予め用意するゲート信号を
要しないことから、データマークが検出できず復調系が
未起動の場合でも、複号回路リセット信号をRSパターン
検出信号線12に独立に発生することができるのでDMの代
替手段になり得る。

さらに、再同期符号RSは複数（例では59）個あるので、
RS1が駄目ならRS2、それもだめならRS3、と順次後退す
ることが許される。許容数はECCの能力で定まり、この
本実施例では先頭の８フィールド未満の消失が許容でき
る。これは真のDMとあわせるとDMの５多重化と等価であ
る。すなわち、ECCの訂正能力限界から、この例ではRS4
までに復調系を起動した時にのみ正常複号が可能にな
る。

実施例２ 前記実施例ではRSの挿入・発見とともに２−７変調され
た符号空間で行われた。この方法は理解しやすく、また
確実ではあるが、ハード量がやや大きくなる傾向があ
る。以下のように変調前のデータ空間での挿入、復調後
のデータ空間での発見が便利な場合もある。

第６図は第２の実施例であって、21は図示しないECC回
路からの記録用２値データ入力線、24はスイッチ、25は
２−７エンコーダ、26は１バイトパターン発生器、27は
ゲート信号発生回路、28は１バイト周期カウンタ、29は
デコーダ、30は複合データ線である。

記録動作（２） 第７図の２−７変調規則では変調後、 ………0010000000100100 となる原データ列は実在しない。しかし、先行する第Ｎ
フィルドの原データの内容にかかわらず（残置データが
“無し”、“1"、“0"、“00"、“01"、“001"のいずれ
でも）、原データ（011）を継続すれば、いずれの場合
にも第７図の規則から、 ………001000xxxxxxxxxx と変換され、RSの16コードビットの前半付近までは生成
されたことになる。

つぎに第Ｎ＋１フィールドの変調にあたっては、データ
（0010）を前置して変調を開始することにより、 となって、RSの後半部分８コードビットが完成する。す
なわち、RS用仮想原データとしてデータ（011X0010）を
挿入すれば、概ねRSに近いコードビット列が得られる。
ただし、RSのエンコード期間の７〜８コードビット目だ
けは強制的に“00"を発生する必要があるので、１バイ
ト周期カンウンタ28と“3"デコーダ29でリセット信号を
作成し、前記パターン中の…xx…期間のみ２−７エンコ
ーダ25を初期状態にホールドする。

これら一連の動作により、原データ空間のみでもRS（再
同期符号）に必要な禁則パターンを作成できる。このこ
とは、ビットレートが２倍の高速な符号空間ではなく、
より低速なデータ空間での処理を可能にする。

このようにしてRS（再生同期符号）を挿入した記録符号
列を、線30を介して記録回路（図示省略）に送出し、こ
れを光ディスク上に記録する。

再生動作（２） 再同期符号は本来ビットスリップ防止が目的なので、復
調回路以前のブロックで発見し、復調回路ブロックに同
期状態を通報することが必要である。しかし、媒体品質
が向上するなどして、DMのバックアップとしてのRSの機
能が不要になることも将来においては考え得る。このよ
うな場合においては、復調回路ブロック以降においてRS
を発見し、復調回路自身をリセットできるのみでも良
い。この場合は、記録動作列と同様、高速な符号空間で
の処理を低速なデータ空間の処理に置き換えることがで
きる。ただし、欠陥救済能力はやや劣る。

第８図はそのような実施例であって、線11に のごとき再生２値信号が印加されると、記録時にデータ
（011）を継続して変調してあることから、RSの先頭部
分“001000…”は当然再生データ（011……）に復調さ
れ線36に出力される。しかし、その後に引き続く“0000
1001……”は禁止符号であるからデータ（XXXX）すなわ
ち不明の４ビットデータとみなされ、引き続く“00…”
はその継続部にかかわらず（・０・）と復調でき、全体
では（011・XXXX・０）という８ビットに復調される。
したがってRS部分の１バイトでは、データ（011xxxx
0）の復調、４ビット長の禁止データ復調、という特
殊シーケンスの発生を利用して、RSであることを検知で
きる。

このRSシーケンス検知信号は、シフトレジスタ31などを
使用して以下のように生成する。32はデータ（…011xxx
x0…）を発見するデコーダ、線33は禁止符号検出信号、
線18はRS予定ゲート信号線、である。これら３者のAND
をAND回路34て生成するとその出力線35には、RSの最終
ビット（０）が現れた瞬間にパルスを生じ、デコーダ14
自身をリセットする。

これにより、RS符号がバイト境界と一致していない場合
でも、当該RSの直後フィルードからは正常な２−７復調
が継続される。

この方法においては、１コード・ビット・スリップなど
は救済できないが、それは２−７デコーダ自身でも禁止
符号の連続として発見できるもので不都合はない。むし
ろ、２−７デコーダは正常に動作を継続しているのにバ
イト境界が誤っている場合に効果を発揮し、セクタの途
中で正常に復帰することに利益がある。

なお、実施例１ではRSの挿入・発見を、符号空間上に、
また、実施例２ではそれをデータ空間上に限っていた。
しかし、本発明はこの組み合わせに限るものではなく、
挿入と発見を別々の空間で行っても良いことは自明であ
る。

（発明の効果） 以上説明したように本発明のデータ記録再生方式は、紛
失したデータマークの代替手段を提供できるのでセクタ
の読み取り不能率を低減出来る利点を有する。

また、その挿入・検出は、コード空間・データ空間のい
ずれにおいても、比較的簡単な回路で回路で容易に実現
できるから、記録パターンを変更することなく、媒体の
信頼度に応じて適切な方法を選択可能である利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図は本発明の各実施例共通の符号化方式の説明図、第３
図は本発明の媒体上の記録形式の一例を示す説明図、第
４図は本発明に係る検出回路の一例を示すブロック図、
第５図は本発明に係るタイミングチャートの一例を示す
図、第６図は本発明に係る符号挿入回路例を示すブロッ
ク図、第７図は公知の変調規則を説明するための図、第
８図は本発明に係る検出回路の他の例を示すブロック図
である。 １……データ信号入力線、２……クロック信号入力線、
３……復調データ線、４……複合データ線、５……記録
信号線、６……パターン発生器、７……カウンタ、８…
…記録増幅器、10……アドレス検出回路、11……再生２
値信号線、12……RSパターン検出信号線、14……２−７
デコーダ、15……パターン検出器、16……VFO、17……A
ND回路、18……RS予定ゲート信号線、19……カウンタ、
21……データ入力線、24……スイッチ、25……２−７エ
ンコーダ、26……バイトパターン発生器、27……ゲート
信号発生回路、28……カウンタ、29……状態“3"デコー
ダ、30……複合データ線、31……シフトレジスタ、32…
…４ビットデコーダ、33……禁止符号検出信号線、34…
…３−AND回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井沢 伸芳 東京都武蔵野市緑町３丁目９番11号 日本 電信電話株式会社電子機構技術研究所内 (72)発明者 武田 立 東京都武蔵野市緑町３丁目９番11号 日本 電信電話株式会社電子機構技術研究所内 (72)発明者 斎藤 実 東京都武蔵野市緑町３丁目９番11号 日本 電信電話株式会社電子機構技術研究所内 (72)発明者 中西 浩 東京都武蔵野市緑町３丁目９番11号 日本 電信電話株式会社電子機構技術研究所内 (72)発明者 黒沢 勝広 神奈川県横浜市港北区綱島東４丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 新保 正利 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 岡 隆史 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 (56)参考文献 特開 昭62−208465（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データの先頭を表示する１個のデータマー
   クと、ｎバイトからなるデータフィールドｍ個と、複数
   の再同期符号と、を２−７変復調方式により記録または
   再生するデータ記録再生方式において、 記録時においては、原データの変調により得られる記録
   信号列規則に違反するようあらかじめ定めた信号列0010
   000000100100を再同期信号として記録し、 正常な再生時においては、該「規則に違反する信号列」
   の発見をもって復調回路をリセットする契機となし、 データマークが紛失した再生時においては、該「規則に
   違反する信号列」の発見をもってデータフィールド群か
   らなるセクタ全体の復調を開始する契機となすことを特
   徴とする、データ記録再生方式。
2. 【請求項２】「規則に違反する信号列」を、該信号列16
   ビットの中の予め定めた数Ｋビット以上の合致により発
   見することを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の
   データ記録再生方式。