KR100257250B1 - 디지털 비디오 디스크의 위상동기루프 록킹상태 판별장치 - Google Patents

디지털 비디오 디스크의 위상동기루프 록킹상태 판별장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 비디오 디스크의 디스크에 기록된 동기 패턴을 검출하고 고정클럭에 의해 생성되는 윈도우 구간 신호 내에 동기 패턴이 있는 지를 판별하여, 위상동기루프의 록킹상태를 확인하는 장치를 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은 14T-4T 검출부는 위상동기루프부의 데이터와 클럭을 수신하여 14T-4T를 검출하고, 동기구간 발생부는 입력클럭 카운트로 동기구간 신호를 출력하여, 동기발생부에서 14T-4T 검출부의 출력신호가 동기구간 발생부의 출력신호 구간 내에 있는 가를 판별함으로써, 위상동기루프의 록킹상태 판별신호를 출력하고 프레임 동기의 보정을 수행하여 위상동기루프의 록킹상태를 확인할 수 있게 되는 것이다.

Description

디지털 비디오 디스크의 위상동기루프 록킹상태 판별장치
본 발명은 디지털 비디오 디스크(DVD; Digital Video Disk)에 관한 것으로, 특히 디지털 비디오 디스크의 디스크에 기록된 동기 패턴을 검출하고 고정클럭에 의해 생성되는 윈도우 구간 신호 내에 동기 패턴이 있는 지를 판별하여, 위상동기루프(PLL; Phase Locking Loop)의 록킹(Locking) 상태를 확인하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디지털 비디오 디스크는 픽업(pick-up)을 이송시켜 디스크의 정보를 판독하고 원래의 비디오/오디오 신호로 복원하여 재생시킬 수 있는 장치이다.
이러한 일반적인 디지털 비디오 디스크는, 도1에 도시된 바와 같이, 디지털 비디오 디스크 시스템을 전반적으로 제어하는 중앙처리장치(10)와; 상기 중앙처리장치(10)의 제어에 따라 입력되는 고주파신호(Radio Frequency Signal)에서 부호간간섭을 줄이고 디지털로 변환시키는 고주파신호 처리부(20)와; 상기 고주파신호 처리부(20)에 처리된 디지털신호의 위상을 동기시켜주는 위상동기루프부(30)와; 상기 위상동기루프부(30)의 데이터와 클럭을 수신하여 동기를 검출하고, 프레임동기와 섹터동기 신호를 생성하는 동기검출부(40)와; 상기 동기검출부(40)에서 데이터와 클럭을 입력받아 복조하고 블록동기 신호를 생성하는 복조부(50)와; 상기 동기검출부(40)에서 섹터동기 신호를 입력받고, 상기 복조부(50)에서 블록동기 신호를 입력받아, 상기 동기검출부(40)의 복조된 데이터를 오류정정하는 오류정정부호부(ECC; Error Collection Code)(60)와; 상기 오류정정부호부(60)의 오류정정된 신호에서 원래의 신호를 찾아내는 디스크램블(Descramble)을 수행하여 엠펙(MPEG; Moving Picture Expert Group) II 디코더에 전송하는 디스크램블러(70)와; 상기 복조부(50)의 복조된 신호에서 ID(Identification; 식별자)에 오류가 있는 지를 점검하고, 상기 중앙처리장치(10)에 ID를 전송하는 ID 검출부(80)와; 상기 오류정정부호부(60)에서 오류정정된 신호를 전송받아 디램(DRAM; Dynamic Read Only Memory)(100)에 읽기/쓰기를 수행하는 버퍼관리부(90)와; 상기 버퍼관리부(100)와 연결되어 데이터를 저장하는 디램(100)으로 구성되었다.
이와 같이 구성된 일반적인 디지털 비디오 디스크의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 살펴보면 다음과 같다.
먼저 디지털 비디오 디스크의 재생을 위해서는 모든 서보(servo)의 동작인 포커스(focus), 트래킹(tracking), 피딩(feeding), 스핀들(spindle)이 온(on) 되어야 한다. 이 서보의 동작이 완료되면 픽업에서 생성된 고주파신호(디스크에 기록된 정보를 재생한 신호)가 고주파신호 처리부(20)에 인가된다.
그러면 고주파신호 처리부(20)는 입력된 고주파신호의 부호간 간섭을 줄이기 위해 고주파신호를 파형등화기(도면상에 도시하지 않았다)에 인가하고, 그 파형등화기의 출력이 아날로그 신호인 고주파신호를 '0'과 '1'의 디지털신호로 변환시키는 슬라이스(slice)회로(도면상에 도시하지 않았다)에 인가되어, 고주파신호를 디지털화한 EFM(8/14 modulation) 데이터가 출력된다. 이에 따라 위상동기루프부(30)는 EFM 데이터에 동기된 클럭을 추출하여 이 클럭에 EFM 데이터를 재동기시켜 데이터(PLL_DATA)와 클럭(PLL_CLK)을 출력하게 된다.
그리고 동기검출부(40)는 위상동기루프부(30)의 데이터와 클럭으로부터 프레임동기와 섹터동기 신호를 생성한다. 그러면 복조부(50)는 동기검출부(40)에서 출력된 데이터를 8/16 복조하고, 동기검출부(40)에서 출력된 클럭에서 17섹터로 구성되어 하나의 오류정정부호를 수행하는 블록동기 신호를 출력한다. 그래서 오류정정부호부(60)는 동기검출부(40)의 섹터동기 신호와 복조부(50)의 블록동기 신호에 따라 복조된 데이터를 1블럭 단위로 버퍼관리부(90)를 통해 디램(100)에 읽기/쓰기를 하면서 오류정정을 수행하게 된다. 이처럼 오류정정된 데이터는 디스크램블러(70)에서 디스램블하여 엠펙II 디코더에 출력하게 된다.
여기서 디지털 비디오 디스크의 섹터구성은, 도2에 도시된 바와 같이, 1섹터 단위로 구성되며, 영상이나 음성 신호를 특별한 수신장치(디코더)없이는 수신할 수 없도록 변조하는 스크램블(Scramble)은 1섹터 단위로 수행된다.
한편 ID 검출부(80)는 복조부(50)의 복조된 데이터에서 매섹터의 ID(4바이트로 구성)에 오류가 있는 지를 IEC(ID Error Check; 2바이트로 구성)에 의해 점검한 다음, 이 점검된 결과를 중앙처리장치(10)에서 요구하면 ID를 중앙처리장치(10)에 전송하도록 동작된다.
그러나 데이터를 정확하게 재생하기 위해서는 고주파신호에 동기된 클럭을 추출하는 위상동기루프부(30)가 정확하게 동작하는 것을 확인한 후에 복조나 오류정정부호화와 같은 모든 동작을 행해야 하는데, 어떤 트랙에서 다른 트랙으로 이동하는 시크(seek)나 스핀들 모터 제어 모드로 절환할 때 위상동기루프부(30)의 캡쳐(capture) 범위(range)를 벗어나 위상동기루프부(30)의 록킹이 깨지는 경우가 발생했는 데도 복조나 오류정정부호화와 같은 동작이 수행되면 정확한 데이터의 재생이 불가능해진다. 위상동기루프부(30)는 록킹이 깨진 경우 주파수 모드로 절환되어 록-인(lock-in) 범위에 들어가게 되면 위상 모드로 들어가게 되는데, 주파수 모드에서 위상 모드로 절환되는데 많은 시간이 걸리게 된다.
이처럼 일반적인 디지털 비디오 디스크에서 종래의 동작은, 데이터를 재생하기 위해 서보를 온시킨 다음이나 또는 시크(seek)한 다음에는 고주파신호에 동기된 클럭을 재생하는 위상동기루프가 록킹되어 있는 지 판단하기 어려웠다. 또한 예를들어 4메가의 클럭으로 동기하고자 할 때 8메가, 12메가 등의 배수가 되는 주파수인 체배주파수에 의해 위상동기루프가 록킹되어 있다고 잘못 판단하는 경우도 발생하여 위상동기루프에서 동기가 이루어지지 못해 데이터에 에러가 발생하는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 디지털 비디오 디스크의 디스크에 기록된 동기 패턴을 검출하고 고정클럭에 의해 생성되는 윈도우 구간 신호 내에 동기 패턴이 있는 지를 판별하여, 위상동기루프의 록킹 상태를 확인하기 위한 디지털 비디오 디스크의 위상동기루프 록킹상태 판별장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 디지털 비디오 디스크의 위상동기루프 록킹상태 판별장치는,
위상동기루프부의 데이터와 클럭을 수신하여 싱크패턴인 14T-4T를 검출하는 14T-4T 검출부와; 입력되는 클럭을 카운트하여 상기 14T-4T 검출부의 출력이 윈도우 구간의 폭에 따라 설정되도록 하는 동기구간 신호를 출력하는 동기구간 발생부와; 상기 14T-4T 검출부에서 출력된 신호가 상기 동기구간 발생부에서 출력된 신호의 구간 내에 있는 가를 판별하여 상기 위상동기루프의 록킹상태 판별신호를 출력하고, 상기 14T-4T 검출부에서 출력된 신호와 상기 동기구간 발생부에서 출력된 신호를 이용하여 프레임 동기의 보정을 수행하는 동기발생부로 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
도 1은 일반적인 디지털 비디오 디스크의 블록구성도,
도 2는 일반적인 디지털 비디오 디스크의 섹터 구성표,
도 3은 본 발명에 의한 디지털 비디오 디스크의 위상동기루프 록킹상태 판별장치의 블록구성도,
도 4는 도3 각 블록의 출력파형도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10: 중앙처리장치 20: 고주파신호 처리부
30: 위상동기루프부 40: 동기검출부
41: 14T-4T 검출부 42: 동기구간 발생부
43: 동기발생부 50: 복조부
60: 오류정정부호부 70: 디스크램블러
80: ID 검출부 90: 버퍼관리부
100: 디램
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 디지털 비디오 디스크의 위상동기루프 록킹상태 판별장치의 기술적 사상에 따른 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명이 적용되는 일반적인 장치의 구성 및 동작은 상기한 도1의 구성 및 동작과 동일하다. 다만 도1의 일반적인 디지털 비디오 디스크에서 동기검출부(40)는 위상동기루프부(30)의 데이터와 클럭을 수신하여 동기를 검출하고 프레임동기와 섹터동기 신호를 생성할 뿐만 아니라, 프레임 동기신호를 생성하여 복조부(50)에 전송하고, 상기 위상동기루프부(30)의 록킹상태 판별신호를 생성하여 중앙처리장치(10)에 전송하는 것을 더 포함하여 구성된다.
상기 일반적인 디지털 비디오 디스크에서 동기검출부(40)는, 도3에 도시된 바와 같이, 위상동기루프부(30)의 데이터와 클럭을 수신하여 싱크패턴인 14T-4T를 검출하는 14T-4T 검출부(41)와; 입력되는 클럭을 카운트하여 상기 14T-4T 검출부(41)의 출력이 윈도우 구간의 폭에 따라 설정되도록 하는 동기구간 신호를 출력하는 동기구간 발생부(42)와; 상기 14T-4T 검출부(41)에서 출력된 신호가 상기 동기구간 발생부(42)에서 출력된 신호의 구간 내에 있는 가를 판별하여 상기 위상동기루프부(30)의 록킹상태 판별신호(PLL_OK)를 출력하고, 상기 14T-4T 검출부(41)에서 출력된 신호와 상기 동기구간 발생부(42)에서 출력된 신호를 이용하여 프레임 동기의 보정을 수행하는 동기발생부(43)를 포함하여 구성된다.
상기에서 14T-4T 검출부(41)는, 디지털 비디오 디스크의 매 프레임 마다 기록된 동기 패턴을 검출하여 동기신호를 출력할 때 14T-4T를 검출하여 출력하도록 구성된다.
상기에서 동기구간 발생부(42)는, 동기신호가 윈도우 구간에 설정되도록 디지털 비디오 디스크 채널 데이터의 재생속도와 동일한 고정 클럭에 의해 윈도우 펄스를 발생시킨다. 그리고 상기 14T-4T 검출부(41)에서 출력된 신호가 윈도우 구간을 벗어나는 횟수가 일정횟수 이상일 경우 윈도우 구간의 펄스폭을 넓히도록 구성된다.
상기에서 동기발생부(43)는, 상기 14T-4T 검출부(41)에서 출력되는 신호가 상기 동기구간 발생부(42)의 윈도우 구간 내에 있으면 이를 프레임 동기신호로 출력하고, 상기 14T-4T 검출부(41)에서 출력되는 신호가 상기 동기구간 발생부(42)의 윈도우 구간 내에 있지 않으면 상기 동기구간 발생부(42)의 출력에 따라 프레임 동기를 삽입하여 출력한다. 그리고 상기 14T-4T 검출부(41)에서 출력되는 신호가 동기구간 발생부(42)에서 출력되는 윈도우 구간을 벗어나는 횟수가 일정횟수 이상인 것을 판단하여 윈도우 구간의 펄스폭을 넓히도록 하는 신호를 출력하도록 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 디지털 비디오 디스크의 위상동기루프 록킹상태 판별장치의 일실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 디지털 비디오 디스크의 데이터는, 도2에 도시된 바와 같이, 1488 채널 비트(= 32비트 + 1456비트)로 1 프레임을 구성하며, 매 프레임마다 32채널 비트의 동기 패턴을 갖고 있다. 그래서 1 섹터 내에는 8개(S0 - S7)의 동기 패턴을 갖게 된다. 여기서 32 채널 비트 중 뒤의 19 채널 비트는, 클럭을 1T(T:1/channel bit rate(26.16MHz))로 보았을 때, 14T-4T의 구조를 갖음으로 이것에 의해 프레임 동기를 검출할 수 있게 된다. 그리고 일반적인 채널 데이터는 3T에서 11T까지로써, 11T 이상은 없다. 디지털 비디오 디스크는 26.16Mbps의 속도를 갖고 재생됨으로 프레임 동기의 재생간격은 56.88마이크로초가 된다.(즉, (32비트 +1456비트) / 26.16Mbps = 56.88마이크로초)
여기서 위상동기루프부(30)의 록킹이 제대로 걸려있는 지를 파악하기 위해 동기검출부(40)에서 프레임동기의 발생을 점검하였다. 그래서 14T-4T 검출부(41)는 위상동기루프부(30)의 데이터와 클럭을 이용하여 디지털 비디오 디스크의 매 프레임 마다 기록된 동기 패턴을 검출하여 동기신호를 출력할 때 14T-4T를 검출하여 출력싱크패턴인 14T-4T를 출력한다. 그리고 동기구간 발생부(42)는 입력되는 디지털 비디오 디스크 채널 데이터의 재생속도와 동일한 고정 클럭을 카운트하여 14T-4T 검출부(41)의 출력이 윈도우 구간의 폭(이 폭은 임의로 설정)에 따라 설정되도록 56.88마이크로초의 주기를 갖는 동기구간 신호를 출력하고, 14T-4T 검출부(41)에서 출력된 신호가 윈도우 구간을 벗어나는 횟수가 일정횟수 이상일 경우 윈도우 구간의 펄스폭을 넓히도록 구성된다.
그러면 동기발생부(43)는 14T-4T 검출부(41)에서 출력된 신호가 동기구간 발생부(42)에서 출력된 신호의 구간 내에 있는 가를 판별하여 위상동기루프부(30)의 록킹상태 판별신호(PLL_OK)를 출력하고, 14T-4T 검출부(41)에서 출력된 신호와 동기구간 발생부(42)에서 출력된 신호를 이용하여 프레임 동기의 보정을 수행한다.
여기서 도4는 본 발명에 의한 디지털 비디오 디스크의 위상동기루프 록킹상태 판별장치의 블록구성도에서 각 블록의 출력파형도를 도시한 것이다.
이에 도시된 바와 같이, 도4a는 14T-4T 검출부(41)의 출력파형도이고, b는 동기구간 발생부(42)의 출력파형도이며, c는 동기발생부(43)의 위상동기루프부(30)의 록킹상태 판별신호(PLL_OK)의 출력파형도이고, d는 프레임 동기신호의 출력파형도이다.
이에 따라 동기발생부(43)는 14T-4T 검출부(41)에서 출력되는 신호가 동기구간 발생부(42)의 윈도우 구간 내에 있으면 이를 프레임 동기신호로 출력하고, 14T-4T 검출부(41)에서 출력되는 신호가 상기 동기구간 발생부(42)의 윈도우 구간 내에 있지 않으면 상기 동기구간 발생부(42)의 출력에 따라 프레임 동기를 삽입하여 출력한다. 그리고 14T-4T 검출부(41)에서 출력되는 신호가 동기구간 발생부(42)에서 출력되는 윈도우 구간을 벗어나는 횟수가 일정횟수 이상인 것을 판단하여 동기구간 발생부(42)가 윈도우 구간의 펄스폭을 넓힐 수 있도록 하는 신호를 동기구간 발생부(42)에 전송하게 된다. 이때 동기발생부(43)에서 동기구간 발생부(42)로 전송되는 신호를 로우로 설정하면, 정상적인 재생의 경우에는 하이로 유지된다.
이처럼 프레임 동기에 의해 위상동기루프부의 록킹 상태를 점검함으로써 보다 빠른 위상동기루프의 록킹상태의 파악이 가능해짐으로 시크(seek) 후 데이터를 다시 재생하기 위한 복조와 오류정정부호화 동작의 시작 시점을 알 수 있어 신속한 데이터 재생을 할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 디지털 비디오 디스크의 위상동기루프 록킹상태 판별장치는 디지털 비디오 디스크의 디스크에 기록된 동기 패턴을 검출하고 고정클럭에 의해 생성되는 윈도우 구간 신호 내에 동기 패턴이 있는 지를 판별하여, 위상동기루프의 록킹 상태를 확인하고 복조와 오류정정부호화 동작의 시작 시점을 알 수 있어 보다 빠른 데이터의 재생이 가능한 효과가 있다.
또한 위상동기루프의 록킹상태를 확인하여 데이터를 재생하기 때문에 데이터의 에러를 감소시킬 수 있는 효과도 있다.

Claims (7)

  1. 위상동기루프부의 데이터와 클럭을 수신하여 동기를 검출하고 프레임동기와 섹터동기 신호를 생성하고, 상기 위상동기루프부의 록킹상태 판별신호를 생성하는 동기검출부를 포함하여 디스크의 정보를 판독하고 원래의 비디오/오디오 신호로 복원하여 재생시키는 디지털 비디오 디스크에 있어서, 상기 동기검출부는,
    위상동기루프부의 데이터와 클럭을 수신하여 싱크패턴인 14T-4T를 검출하는 14T-4T 검출부와;
    입력되는 클럭을 카운트하여 상기 14T-4T 검출부의 출력이 윈도우 구간의 폭에 따라 설정되도록 하는 동기구간 신호를 출력하는 동기구간 발생부와;
    상기 14T-4T 검출부에서 출력된 신호가 상기 동기구간 발생부에서 출력된 신호의 구간 내에 있는 가를 판별하여 상기 위상동기루프의 록킹상태 판별신호를 출력하고, 상기 14T-4T 검출부에서 출력된 신호와 상기 동기구간 발생부에서 출력된 신호를 이용하여 프레임 동기의 보정을 수행하는 동기발생부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 비디오 디스크의 위상동기루프 록킹상태 판별장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 14T-4T 검출부는, 상기 디지털 비디오 디스크의 매 프레임 마다 기록된 동기 패턴을 검출하여 동기신호를 출력할 때 14T-4T를 검출하는 것을 특징으로 하는 디지털 비디오 디스크의 위상동기루프 록킹상태 판별장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 동기구간 발생부는, 동기신호가 윈도우 구간에 설정되도록 상기 디지털 비디오 디스크 채널 데이터의 재생속도와 동일한 고정 클럭에 의해 윈도우 펄스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 디지털 비디오 디스크의 위상동기루프 록킹상태 판별장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 동기구간 발생부는, 상기 14T-4T 검출부에서 출력된 신호가 윈도우 구간을 벗어나는 횟수가 일정횟수 이상일 경우 윈도우 구간의 펄스폭을 넓히도록 동작하는 것을 특징으로 하는 디지털 비디오 디스크의 위상동기루프 록킹상태 판별장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 동기발생부는, 상기 14T-4T 검출부에서 출력되는 신호가 상기 동기구간 발생부의 윈도우 구간 내에 있으면 이를 프레임 동기신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 비디오 디스크의 위상동기루프 록킹상태 판별장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 동기발생부는, 상기 14T-4T 검출부에서 출력되는 신호가 상기 동기구간 발생부의 윈도우 구간 내에 있지 않으면 상기 동기구간 발생부의 출력에 따라 프레임 동기를 삽입하여 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 비디오 디스크의 위상동기루프 록킹상태 판별장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 동기발생부는, 상기 14T-4T 검출부에서 출력되는 신호가 동기구간 발생부에서 출력되는 윈도우 구간을 벗어나는 횟수가 일정횟수 이상인 것을 판단하여 윈도우 구간의 펄스폭을 넓히도록 하는 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 비디오 디스크의 위상동기루프 록킹상태 판별장치.
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