KR100270696B1 - Apparatus for sector decoding and atapi controling in optic disk drive having within buffer memory - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광 디스크 드라이브에 관한 것으로서, 특히 DRAM(Dynamic Random Access Memory)을 가지는 컴팩트 디스크 롬(Compact Disk Read Only Memory: 이하 CD 롬이라 함) 드라이브의 섹터 디코딩 및 아타피(AT Attachment Packet Interface: 이하 ATAPI라 함) 제어장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
개인 컴퓨터와 워크 스테이션은 대용량의 데이터를 저장할 수 있는 광 디스크 드라이브, 예를 들어 CD 롬이나 DVD 롬을 가진다. 통상 CD 롬 드라이브는 다수개의 섹터로 구분된 CD 롬에 데이터를 저장하며, CD 롬으로부터 리드한 데이터를 호스트로 전달하기 위한 구조를 가진다.Personal computers and workstations have optical disk drives, such as CD ROMs or DVD ROMs, that can store large amounts of data. In general, a CD ROM drive stores data in a CD ROM divided into a plurality of sectors, and has a structure for transferring data read from the CD ROM to a host.
이러한 통상적인 CD 롬 드라이브는 모터에 의하여 회전하는 CD 롬으로부터 데이터를 리드하는 픽업부와, 상기 리드한 데이터를 CD 롬의 형태에 맞는 데이터로 변형하여 호스트로 전달하는 데이터 처리부로 구성된다. 외부(CD 데이터 처리부)에서 정보(리드한 데이터)가 입력되면, 상기 데이터 처리부는 이 정보를 분석하여 동기 신호를 검출하고, 동기 신호를 제외한 나머지 정보에 대하여 기록, 재생, 보관, 전송시 발생할 수 있는 에러를 보상한 다음, 외부에 구비된 버퍼 메모리인 DRAM에 섹터별로 분리하여 저장한다. 호스트의 데이터 요구시 상기 데이터 처리부는 호스트가 요구한 데이터가 상기 DRAM에 존재하는지를 확인한다. 만일 존재하면 해당 데이터를 ATAPI 프로토콜에 따라 일정한 속도로 호스트로 전송하고, 존재하지 않으면 CD 데이터 처리부에 해당하는 데이터를 요청한 후 동기 검출과 에러보상 및 DRAM 저장 등의 상기 절차들을 수행한다.Such a conventional CD ROM drive includes a pickup unit for reading data from a CD ROM rotated by a motor, and a data processing unit for converting the read data into data suitable for the form of the CD ROM and transferring the data to a host. When information (lead data) is input from the outside (CD data processing unit), the data processing unit analyzes this information to detect a synchronization signal, and may occur when recording, reproducing, storing, or transmitting the remaining information except the synchronization signal. After the error is compensated for, it is stored separately for each sector in DRAM, which is an externally provided buffer memory. When the host requests data, the data processor checks whether data requested by the host exists in the DRAM. If present, the data is transmitted to the host at a constant speed according to the ATAPI protocol. If the data does not exist, the CD data processing unit requests the data and performs the above-described procedures such as synchronization detection, error compensation, and DRAM storage.
이와 같이, 상기 데이터 처리부는 CD 롬으로부터 리드되어 프레임 디코딩된 데이터를 DRAM에 저장하였다가 에러보정 처리한 후 다시 DRAM에 저장하는 중간처리 과정을 반복한다.As described above, the data processor repeats an intermediate process of storing the data decoded from the CD ROM into the DRAM, and then storing the data in the DRAM, and then storing the data in the DRAM again.
CD 롬 드라이브의 속도증대(고배속화)를 위해서는 내부 구성소자들의 처리속도 증대는 물론 상기 DRAM의 처리속도도 증대되어야 하는데, 상기 DRAM은 외부에 구비되기 때문에 데이터를 리드/라이트하는 시간이 오래 걸렸다. 따라서 이를 위해서는 상기의 DRAM을 EDO DRAM으로 교체하고 이를 위한 제어부의 구성 또한 교체하여야 했으므로, 구성 및 실현상의 어려움이 발생하였으며 구성을 위한 비용도 증가하게 되었다는 문제점이 있었다. 게다가 CD 롬 드라이브의 속도증대를 위해서는 각 구성소자의 동작 주파수(동작 클럭)을 높이기 위한 구성을 필요로 하였다.In order to increase the speed of the CD ROM drive (higher speed), the processing speed of the internal components as well as the processing speed of the DRAM should be increased. Since the DRAM is provided externally, it takes a long time to read / write data. Therefore, in order to do this, the DRAM was replaced with the EDO DRAM and the configuration of the controller for this also had to be replaced. Therefore, difficulties in configuration and realization occurred, and there was a problem in that the cost for the configuration also increased. In addition, to increase the speed of the CD-ROM drive, a configuration was required to increase the operating frequency (operation clock) of each component.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, 광 디스크 드라이브의 버퍼 메모리를 내부에 위치시키고 이에 적합한 제어장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention, which was devised to solve the problems of the prior art operating as described above, is to place a buffer memory of an optical disc drive therein and provide a control device suitable for the same.
본 발명의 다른 목적은, DRAM을 내장하는 CD 롬 드라이브의 섹터 디코딩 및 ATAPI 제어장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a sector decoding and ATAPI control apparatus for a CD ROM drive incorporating DRAM.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명에 따른 DRAM을 가지는 광 디스크 드라이브의 섹터 디코딩 및 ATAPI 제어장치의 실시예는, 광 디스크로부터 리드되어 프레임 디코딩된 데이터를 내장된 버퍼 메모리를 통해 호스트로 전송하는 광 디스크 드라이브의 섹터 디코딩 및 ATAPI 제어장치에 있어서,An embodiment of the sector decoding and ATAPI control apparatus of an optical disk drive having a DRAM according to the present invention, which was devised to achieve the above object, hosts a frame decoded data read from the optical disk through a built-in buffer memory. In the sector decoding and ATAPI control of the optical disk drive to transmit to the
상기 광 디스크로부터 다양한 속도로 입력될 수 있는 상기 프레임 디코딩된 직렬 데이터를 소정비트 단위의 병렬 데이터로 변환한 뒤, 상기 변환된 데이터를 상기 버퍼 메모리에 섹터 단위로 기록하는 섹터 디코더; 및A sector decoder for converting the frame decoded serial data, which can be input at various speeds, from the optical disk into parallel data of a predetermined bit unit, and then writing the converted data in the buffer memory sector by sector; And
데이터 FIFO를 내장하며, 상기 호스트의 데이터 요구시 상기 버퍼 메모리로부터 상기 섹터 데이터를 리드하여 상기 데이터 FIFO에 저장하고, 상기 데이터 FIFO에 저장된 데이터를 리드하여 미리 지정된 전송속도에 따라 상기 호스트로 전송하는 ATAPI 제어부를 포함한다.ATAPI that has a built-in data FIFO and reads the sector data from the buffer memory and stores the data in the data FIFO when the host requests data, and transmits the data stored in the data FIFO to the host according to a predetermined transmission rate. It includes a control unit.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컴팩트 디스크 롬 드라이브의 블럭구성도,1 is a block diagram of a compact disc ROM drive according to a preferred embodiment of the present invention;
도 2 는 도 1 의 메모리를 내장한 섹터 디코드 및 ATAPI 제어부의 상세 블럭구성도.FIG. 2 is a detailed block diagram of a sector decode and ATAPI controller incorporating the memory of FIG. 1; FIG.
도 3 은 도 2 의 DRAM의 메모리맵을 도시한 도면,3 is a memory map of the DRAM of FIG. 2;
도 4 는 도 2 의 데이터 버퍼의 동작파형도.4 is an operational waveform diagram of the data buffer of FIG. 2;
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operating principle of the preferred embodiment of the present invention. In the following description of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted if it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CD 롬 드라이브의 블럭구성도를 도시한 것으로, 스핀들 및 슬레드 모터(Spindle, sled Motor)(12)는 서보(Servo)(18)의 제어에 따라 CD 롬(10)을 회전시키고, 픽업(14)을 이동시킨다. 상기 픽업(14)은 회전하는 CD 롬(10)에 기록된 신호를 리드한다. 앰프(16)는 상기 픽업(14)의 출력을 증폭하고 잡음과 왜곡(Distortion)을 제거한 후, 파형정형하여 재생데이터로서 출력한다. 상기 프레임 디코더(20)는 상기 재생데이터를 프레임화하여 출력한다. 상기 프레임 디코더(20)의 출력 데이터는 섹터 디코더(22)로 입력된다. 상기 섹터 디코더(22)와 버퍼 메모리(24) 및 ATAPI 제어부(26)는 상기 프레임 데이터를 제공받아 에러검출 및 정정한 후에 ATAPI 프로토콜에 따라 호스트로 전송한다. 마이컴(28)은 상기 CD 롬 드라이브의 동작을 전반적으로 제어한다.1 shows a block diagram of a CD ROM drive according to a preferred embodiment of the present invention, in which a spindle and a
상기 섹터 디코더(22)와 버퍼 메모리(24) 및 ATAPI 제어부(26)의 상세구성을 도시한 도 2를 참조하여 본 발명에 의한 섹터 디코딩 및 아타피 제어동작에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 2, which shows the detailed configuration of the
상기 섹터 디코더(22)는 프레임 디코더(20)의 출력데이터를 직렬로 입력받아 스크램블링(scrambling) 여부에 따라 디스크램블링(De-scrambling)를 수행한 후 병렬로 출력하는 프레임 디코더 인터페이스(100)와, 상기 프레임 디코더 인터페이스(100)의 출력데이터로부터 동기를 검출하는 동기검출부(110)와, 상기 동기가 검출될 때마다 섹터단위의 데이터를 입력받아 버퍼링하는 FIFO(First In First Out) 구조의 섹터 데이터 버퍼(120)와, 마이컴(28)으로부터 서브코드를 입력받아 버퍼링하는 서브코드 버퍼(130)와, 버퍼 메모리에 저장된 데이터에 대하여 ECC(Error Correction Code) 및 EDC(Error Detection and Correction) 처리를 수행하는 ECC 및 EDC 처리부(140)와, 플레인 분리를 위하여 메모리 어드레스를 제어하는 어드레스 발생부(150)와, 버퍼 메모리(24)의 데이터 리드/라이트를 제어하는 버퍼 메모리 제어부(180)와, 마이컴(28)과의 인터페이스를 수행하는 마이컴 인터페이스(170)와, 마이컴(28)의 요구에 따라 버퍼 메모리(24)의 데이터를 리드/라이트하는 마이컴 버퍼 메모리부(190)와, 버퍼 메모리(24)의 액세스 우선순위를 결정하는 각종 클럭을 발생하는 클럭 제너레이터(160)로 구성된다.The
상기 버퍼 메모리(24)는 고속 액세스를 위하여 16[Bit] 버스로 상기 섹터 디코더(22)와 연결되는 128[K]×16[Bit]구조(=2Mbit)를 가진다. 상기 버퍼 메모리(24)의 메모리 맵을 도시한 도 3을 참조하면, 상기 버퍼 메모리(24)는 섹터 데이터 중 사용자 데이터를 저장하기 위한 80[KWord]의 데이터 저장영역과, 마이컴(28)이 사용하기 위한 8[KWord]의 데이터 저장영역과, 섹터 데이터의 모드에 따라 서브코드 및 에러 플래그를 저장하기 위한 40[KWord]의 부가영역을 구비한다. 이때, 본 발명에 의한 상기 버퍼 메모리(24)의 대역폭(Band Width)은 CD 롬 드라이브가 고속화됨에 따라 최대 액세스 주기로 결정된다.The
또한 도 2를 참조하면, 상기 ATAPI 제어부(26)는 데이터 전송상태를 관리하는 TR 플래그 블럭(Transfer Flag Block)(200)과, 자동 데이터 전송 모드인 오토 모드(Auto Mode) 제어를 위한 오토 플래그 블럭(Auto Flag Block)(210)과 전송 카운트부(Transfer Count)(220)와, 데이터의 연속적인 전송을 위한 데이터 FIFO(230)와, 호스트로 데이터를 직접 전송하기 위한 DMA(Direct Memory Access) 제어부(260)와, 호스트와의 커맨드 처리를 위한 커맨드 FIFO(280)와, 타스크(Task) 명령 처리와 관련 주소 제어를 위한 호스트 어드레스(240), 타스크(250) 및 인터페이스 플래그 블럭(270)으로 구성된다.Also, referring to FIG. 2, the ATAPI
이하 상기의 구성을 참조하여 섹터 디코딩 및 ATAPI 제어 동작을 상세히 설명한다.Hereinafter, the sector decoding and the ATAPI control operation will be described in detail with reference to the above configuration.
프레임 디코더(20)로부터 가변의 입력 스트림인 프레임 데이터가 최대 속도로 입력되면, 동기 검출부(110)는 상기 데이터로부터 동기를 검출하여 내부에서 생성한 동기신호에 대응하는 동기신호를 출력한다. 상기 동기신호를 제외한 나머지 데이터인 섹터 데이터는, 스크램블링 여부에 따라 프레임 디코더 인터페이스(100)에 구비된 디스크램블러에 의하여 디스크램블링된 후 바이트 단위의 병렬로 변환되어 섹터 데이터 버퍼(120)에 저장된다. 상기 섹터 데이터 버퍼(120)에 저장된 섹터 데이터는 버퍼 메모리 제어부(180)의 제어에 의해 버퍼 메모리(24)에 섹터 단위로 이븐/오드로 구분되어 저장된다.When frame data, which is a variable input stream, is input from the
여기서, 상기 섹터 데이터는 사용자 데이터와 부가 데이터로 구성되며, 상기 부가 데이터로는 동기(Synchronous), 헤더(Header), 블랭크(Blank), ECC 및 EDC 등이 있으므로, 상기 버퍼 메모리(24)는 사용자 데이터와 부가 데이터를 분리하여 각각의 저장영역에 저장한다.Here, the sector data is composed of user data and additional data, and the additional data includes synchronous, header, blank, ECC, and EDC, so that the
상기 ECC 및 EDC 처리부(140)는 상기 버퍼 메모리(24)에 저장된 섹터 데이터를 제공받아 이븐/오드를 구분하여 바이트 단위로 ECC 및 EDC 처리한 후 다시 버퍼 메모리(24)에 저장하는데, 즉 ECC 및 EDC 처리는 입력 데이터의 정보에 의해 결정된다. 이러한 ECC 및 EDC의 처리는 본 출원인에 의하여 대한민국 특허청에 출원된 특허출원 제97-13200호에 개시되어 있는 바와 같다. 그러나 이러한 에러검출 및 정정 처리는 CD 롬 드라이브의 동작조건에 따라 생략될 수 있다.The ECC and
호스트의 데이터 요구가 있을 때까지 상기와 같은 데이터의 저장 및 에러보정 처리는 연속적으로 반복되어 버퍼 데이터(24)에는 최종 데이터가 쌓이게 된다.Until the data request from the host is made, the above data storage and error correction processing is continuously repeated, and the final data is accumulated in the
마이컴 및 호스트의 데이터 전송 요구시, 원하는 데이터가 버퍼 메모리(24)에 존재하면, 상기 버퍼 메모리(24)에 저장되어 있던 ECC 및 EDC 처리된 섹터 데이터는 데이터 FIFO(230)를 통해 ATAPI 제어부(26)의 제어에 따라 ATAPI 프로토콜 속도로 호스트로 전송된다.When the data transmission request from the microcomputer and the host, the desired data exists in the
여기서, 버퍼 메모리(24)에서 호스트로 전송되는 섹터 데이터의 처리는 섹터 데이터 동기신호의 주기를 기준으로 한다. 즉, 섹터 데이터 동기신호 1주기(1클럭) 동안에 2352 바이트의 섹터 데이터가 입력되며, 이 시간동안 ECC, EDC, C2PO 데이터의 저장, 서브코드 데이터의 저장, 호스트의 데이터 전송 등이 모두 이루어져야 한다. 섹터 데이터 동기신호 1주기동안에 버퍼 메모리(24)를 액세스할 수 있는 구간은 총 18,816이며, 이중에서 호스트로 데이터를 전송하기 위하여 할당된 구간은 6,686구간이고, 그 외의 기능들을 위하여 할당되는 구간은 12,130구간이다. 상기 6,686구간동안 버퍼 메모리(24)에 저장된 데이터는 데이터 FIFO(230)로 전송된다. 상기 데이터 FIFO(230)는 버퍼 메모리(24)로부터 데이터를 제공받음과 동시에 호스트로 데이터를 전송한다.Here, the processing of the sector data transmitted from the
본 발명에서는 버퍼 메모리(24)가 CD 롬 드라이브에 내장되기 때문에, 데이터 FIFO(230)는 풀(full) 또는 엠티(empty) 등의 이상 상태가 아닌 한 연속적으로 리드/라이트 동작을 수행하여, 최대 전송속도를 지원할 수 있도록 한다.In the present invention, since the
상기 데이터 FIFO(230)의 동작상태 파형을 도시한 도 4 를 참조하면, 도 4 의 파형의 하이구간에서 데이터 FIFO(23)는 상기 버퍼 메모리(24)로부터 데이터를 전송받음과 동시에 전송받은 데이터를 호스트로 전송한다. 그리고 로우구간에서 데이터 FIFO(230)는 버퍼 메모리(24)로부터 데이터를 전송받지 않으면서 호스트로 데이터를 전송한다. 상기 하이구간 동안의 16HR은 16[WORD]를 버퍼 메모리(24)에서 데이터 FIFO(230)로 전송함을 나타내고, 5HT는 5[WORD]를 호스트로 전송함을 나타낸다. 또한 18 구간은 버퍼 메모리(24)의 액세스 구간이 18 구간임을 나타낸다.Referring to FIG. 4, which shows an operating state waveform of the
만일 18 구간동안 데이터 FIFO(230)에 쓰기 및 호스트 전송이 동시에 일어났다면 18 구간이후에 데이터 FIFO(230)에 남아 있는 데이터의 양은 11[WORD]이다. 또한 상기 로우구간의 28 구간동안에 나머지 7[WORD]가 호스트로 전송된다. 따라서 이전의 11[WORD]에서 28 구간에서 7[WORD]전송 후에 남아있는 데이터의 양은 4[WORD]이므로 다시 버퍼 메모리(24)로의 데이터 읽기 요구와 함께 앞의 동작이 반복된다. 이와 같은 동작이 연속하여 이루어졌을 경우에 ATAPI 프로토콜의 PIO 모드 4, 또는 DMA 모드 2의 전송속도를 유지할 수 있다.If the write and the host transfer to the
따라서 상기와 같은 데이터 FIFO(230)의 관리와 버퍼 메모리(24)의 내장으로 인하여 원하는 정보열의 형태를 쉽게 얻을 수 있으며, 상기와 같은 제반 동작에 의하여 전력소모를 최소화한다. 또한 상기 데이터 직렬/병렬 변환과 에러 보정(ECC, EDC 처리) 및 데이터의 호스트 전송 등의 동작은 버퍼 메모리(24)에 의하여 정해지는 하나의 클럭에 동기된다. 그러므로 1×, 2×, 8×, 16×, 20×, 24× 등의 다양한 전송속도로 입력되는 데이터열에 대응할 수 있고, 호스트로의 데이터 전송속도는 데이터 FIFO(230)의 동작에 의하여 최대 16.6MByte/sec까지 지원 가능하다.Therefore, due to the management of the
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들어 본 발명의 구성은 CD 롬 드라이브뿐만이 아니라 DVD 롬 용 드라이브, DVD 램 용 드라이브, CD-R 및 CD-R/W 드라이브에 적용되는 CD 롬 디코더 및 아타피 제어기에 적용 가능하다. DVD 롬 및 DVD 램의 경우 도 2 의 섹터 디코더(22)는, 프레임 디코더 인터페이스(100) 블럭만을 포함하는 ATAPI 제어부로 대체되어야 하며, 특히 DVD 램의 경우 프레임 디코더 인터페이스 블럭은 양방향 데이터 전송이 가능하도록 직렬/병렬 변환뿐만 아니라 병렬/직렬 변환을 지원하여야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. For example, the configuration of the present invention can be applied not only to a CD ROM drive but also to a CD ROM decoder and an atapi controller applied to a DVD ROM drive, a DVD RAM drive, a CD-R and a CD-R / W drive. In the case of DVD ROM and DVD RAM, the
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by those equivalent to the scope of the claims.
상술한 바와 같이 본 발명은 보통 속도의 버퍼 메모리인 DRAM을 CD 롬 디코더 IC의 내부에 위치시키고 DRAM과 섹터 디코더를 내부 버스로 연결하여, 섹터 디코더가 DRAM을 빠르게 액세스할 수 있도록 하며 전력손실을 최소화하고 16비트 변환처리를 용이하고 신속하게 수행할 수 있다. 또한 DRAM에 저장된 데이터를 버퍼링하면서 호스트측으로 고속전송할 수 있도록 하여 CD 롬 드라이브의 고배속화를 가능하도록 하는 이점이 있다.As described above, the present invention locates DRAM, which is a medium speed buffer memory, inside the CD ROM decoder IC and connects the DRAM and the sector decoder to an internal bus so that the sector decoder can access the DRAM quickly and minimize power loss. 16-bit conversion processing can be performed easily and quickly. In addition, the high speed transfer of the CD-ROM drive is possible by enabling high-speed transfer to the host while buffering data stored in the DRAM.
게다가 버퍼 메모리인 DRAM을 광 디스크 드라이브에 내장시킴으로써 같은 크기의 IC에 디스크 드라이브의 모든 기능을 구현하여, 노트북 컴퓨터와 같이 내부공간이 협소하고 밀집화가 필요하며 전력 소모의 최소화가 필요한 제품에 쉽게 적용될 수 있도록 한다.In addition, by embedding the buffer memory DRAM in the optical disk drive, all the functions of the disk drive are implemented in the same size IC, so it can be easily applied to products that require narrow internal space, compactness and minimize power consumption, such as notebook computers. Make sure
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