KR100300953B1 - 디지탈데이타기록/재생장치및방법 - Google Patents

Abstract

주파수영역 특성을 이용한 디지탈 데이타의 기록/재생방치 및 방법을 공개한다. 그 장치는 외부에서 인가되는 디지탈 신호를 병렬로 변환하는 제1직/병렬 변환수단과, 재생시를 위해 미리 보상하는 보상수단과, 기록제어신호를 발생하는 기록제어수단과, 그 보상된 신호를 저장하는 저장수단과, 그 저장수단에 기록된 신호를 읽어 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지알 변환수단과, 그 변환된 디지탈 신호를 병렬로 변환하는 제2직/병렬 변환수단과, 주파수 영역의 신호로 변환하는 주파수영역 변환수단과, 그 주파수영역으로 변환된 신호로부터 원하는 신호를 검출하는 검출수단을 구비하고 또한, 그 방법을 제공함으로써 주파수 영역으로 변환된 블럭 데이타를 블럭 단위로 검출하기 때문에 비선형성이 문제되지 않으며, 따라서 기록의 고밀도화가 가능하고 훨씬 더 낮은 클럭 주파수에서 동작을 하며, 또한 잉여비트 감소에 따른 순수정보비트의 기록 비율을 증가시킬 수 있다는 효과가 있다.

Description

디지탈 데이타 기록/재생장치 및 방법

제1도는 종래의 디지탈 데이타 기록/재생장치를 설명하기 위한 블럭도를 도시한 것이다.

제2도는 본 발명에 의한 디지탈 데이타 기록/재생장치를 설명하기 위한 블럭도를 도시한 것이다.

제3도는 제2도에 나타낸 본 발명에 의한 디지탈 데이타 기록/재생장치의 저장체의 데이타 기록 포맷을 설명하기 위한 도면이다.

제4도는 본 발명에 의한 디지탈 데이타 기록/재생방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한 것이다.

본 발명은 디지탈 기록/재생장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 주파수영역 특성을 이용한 디지탈 기록/재생장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 디지탈 기록/재생장치는 공간영역에 의한 기록 및 재생개념을 이용하고 있다. 제1도는 종래의 디지탈 데이타 기록방법을 설명하기 위한 개략도를 도시한 것으로, 단자 5를 통해 입력되는 디지탈 이진 데이타는 기록계(10)에 의해 비트 단위로 저장하는 저장체(20)에 자기기록 혹은 광자기를 이용하여 저장하고 이를 비트 단위로 재생계(30)에 의해 재생한다. 이래, 기록계(10)는 채널의 특성이 선형 특성이 되도록 RLL(Runlength limited) 코드를 이용하여 비트간의 간격을 일정 이상으로 유지하여 기록하여야 한다. 또한, 비선형 특성은 미리 예측하여 이를 보상해주어야 한다. 또한, 재생계(30)는 기록계(10)의 기록방식에 따라 아날로그 검출방식(예를 들어, 피크검출방식)을 통해 기록된 비트 단위의 신호 특성을 추출하거나, 또는 디지탈 검출방식(예를 들어, TRML 혹은 DFE)을 통해 비트 단위의 샘플된 신호간의 신호간섭을 등화기를 이용하여 제거하거나, 혹은 특정의 비트 패턴에 일치시킨 뒤 비터비(Viterbi) 검출기를 이용하여 검출하였다.

즉, 종래의 디지탈 데이타의 기록/재생장치는 기록 밀도가 고밀도화되면서 채널의 비선형이 성능을 저하시키는 요인이 되며, 비선형 특성을 없애기 위한 코드의 사용으로 인해 용장비트(redundant bit)의 비율이 커지게 된다. 또한, 비트 단위로 처리함으로 기록/재생의 고속화에 따른 하드웨어 클럭 주파수도 따라서 증가시켜야 하며, 하드웨어의 복잡도가 크다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 주파수영역 특성을 이용한 디지탈 기록/재생장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 주파수영역 특성을 이용한 디지탈 기록/재생방법을 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 디지탈 기록/재생장치는 디지탈 데이타의 기록/재생장치에 있어서,

외부에서 인가되는 디지탈 신호를 병렬로 변환하는 제1직/병렬 변환수단과, 상기 병렬로 변환된 신호를 보상하는 보상수단과, 상기 보상된 신호를 입력받아 기록제어신호를 발생하는 기록제어수단과, 상기 기록제어신호에 응답하여 상기 보상된 신호를 저장하는 저장수단과, 상기 저장수단에 기록된 신호를 읽어 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈변환수단과, 상시 변환된 디지탈 신호를 병렬로 변환하는 제2직/병렬 변환수단과, 상기 제2직/병렬 변환수단으로부터 병렬로 변환된 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 주파수영역 변환수단과, 상기 주파수 영역으로 변환된 신호로부터 상기 외부에서 인가되는 디지탈 신호를 검출하는 검출수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

상술한 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 디지탈 기록/재생방법은 디지탈 데이타의 기록/재생방법에 있어서,

외부 디지탈 신호를 병렬로 변환하는 직/병렬 변환하는 단계와, 상기 병렬로 변환된 신호를 재생시 오류를 방지하기 위해 보상하는 단계와, 상기 보상된 신호를 기록하고 이를 재생하는 단계와, 상기 재생된 신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈변환단계와, 상기 변환된 디지탈 신호를 병렬로 변환하는 직/병렬 변환하는 단계와, 상기 병렬로 변환된 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 단계와, 상기 주파수 영역으로 변환된 신호로부터 상기 외부 디지탈 신호를 검출하는 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 주파수영역 특성을 이용한 디지탈 기록/재생장치 및 방법을 상세히 설명하고자 한다.

제2도는 본 발명에 의한 주파수영역 특성을 이용한 디지탈 기록/재생장치를 설명하기 위한 블럭도를 도시한 것이다.

본 발명에 의한 디지탈 기록/재생장치는 기록계(40), 저장체(50), 재생계(60)으로 구성되어 있다. 이때, 재생계(60)는 이득가변증폭기(62), 자동이득제어기(64), 동기신호 발생기(66), 필터(68), 아날로그/디지탈 변환기(70)(이하, A/D변환기), 직/병렬 변환기(72), 제어신호 발생기(74), 주파수영역 변환기(76) 및 검출기(78)로 구성되어 있다.

기록계(40)은 직렬/병렬 변환기(42), 보상기(43) 및 기록제어신호 발생기(44)로 구성되어 직렬/병렬 변환기(42)를 통해 단자 35를 통해 입력되는 이진 디지탈 데이타를 병렬로 변환한다. 보상기(43)는 상기 병렬로 변환된 데이타를 재생시 주파수 영역으로 변환한뒤 주파수, 위상 특성이 서로 다른 블럭들간에 확연히 구분이 되도륵 미리 보상을 한다. 이러한, 보상방법으로는 기록데이타의 특징에 따라 제어신호발생기의 유형을 선택하거나 데이타 포맷의 경계비트를 데이타 비트에 따라 선택하거나 특정 데이타 비트를 다른 데이타 비트로 변환한뒤 경계비트를 다르게 선택하는 방법이 포함된다. 이어서, 기록제어신호 발생기(44)는 BER(Bit Error Rate)를 개선하기 위하여 기록제어신호를 발생한다. 즉, 상기 미리 보상된 디지탈 데이타 스트림과 외부에서 인가되는 상기 디지탈 데이타 스트림의 각 비트들과 동기된 클럭신호(CLK)를 입력받아 저장체(50)의 특성에 따라 광자기 제어신호들(45, 40, 47) 혹은 자기기록을 위한 제어신호들(48, 49)를 발생한다. 이때, 파워크기 제어신호(45)는 저장체(50)의 기록용 레이저 다이오드의 파워의 크기를 제어하는 신호를 말하며, 에지시프트신호(46)는 기록의 시작과 끝을 알리는 상승 또는 하강에지를 앞뒤로 리드/래그(lead/lag)하는 제어신호를 말한다. 변조신호(47)는 레이저 다이오드의 온도를 조절하기 위한 레이저 다이오드의 온/오프상태를 조절한다. 자기선속 크기제어신호(48)는 자기 선속(flux)의 양을 조절하는 제어신호를 말하며, 에지시프트신호(49)는 자기 선속의 방향을 바꾸는 타이밍을 앞뒤로 리드/래그 하도록 하는 제어신호를 말한다. 따라서, 기록제어신호 발생기(44)를 통해 발생된 제어신호에 따라 저장체(50)에 디지탈 데이타 스트림이 저장된다 이때, 저장체(50)는 자기 혹은 광자기 기록매체로서 하드디스크, 콤팩트디스크, 플로피디스크등을 말한다. 따라서, 기록매체의 특성에 따라 상술한 제어신호는 역활과 기능에 의해 변영될 수 있다. 이어서, 저장체(50)에 기록된 데이타는 저장체(50)에 따라 포토다이오드(광자기 기록인 경우) 또는 재생헤드(자기 기록인 경우)를 통해 기록된 데이타를 읽어 아날로그 신호로서 단자 55를 통해 이득가변증폭기(62), 자동이득제어기(64) 및 동기신호 발생기(66)에 인가된다. 이득가변증폭기(62)는 자동이득제어기(64)의 제어신호에 응답하여 단자 55를 통해 입력되는 재생헤드 혹은 포토다이오드에서 읽어낸 아날로그 신호의 이득 특성 변동을 보상하는 증폭기이다. 자동이득제어기(64)는 단자 55를 통해 입력되는 상기 아날로그 신호 혹은 A/D변환기(70)의 출력되는 샘플된 데이타를 입력받아 신호의 변동 특성을 검출하여 이득 조절을 위한 자동 이득 제어신호를 발생하여 이득가변증폭기(62)에 출력한다. 특히, 디지탈 자동이득제어기로 구성하는 경우 상기 샘플된 데이타로부터 이득 변화를 계산하는 회로와 디지탈/아날로그 변환기를 포함할 수 있다. 또한, 동기신호 발생기(66)은 상기 아날로그 신호 또는 상기 샘플된 데이타를 입력받아 동기 클럭 신호를 발생한다. 특기, 상기 아날로그 신호를 입력시에는 아날로그 위상동기루프를, 상기 샘플된 데이타를 입력시에는 디지탈 위상동기루프로 각각 구성할 수 있다. 이어서, 필터(68)에서 이득가변증폭기(62)로부터 출력되는 이득 조절된 신호를 입력받아 안티얼리아싱 필터링하여 A/D변환기(70)에 출력한다. A/D변환기(70)는 동기신호 발생기(66)로부터 발생되는 동기 클럭 주기로 샘플링하여 디지탈 신호로 변환된다. 이때, 상기 디지탈 변환된 신호는 제어신호 발생기(74)에 입력되어 제어신호를 발생한다. 또한, 직렬/병렬 변환기(72)에 입력되어 제어신호 발생기(74)의 제어에 응답하여 병렬 신호로 변환되어 주파수영역 변환기(76)에 입력된다. 이때, 주파수영역 변환기(76)는 변환된 상기 병렬 신호를 입력받아 한 블럭의 데이타를 주파수 영역으로 변환한다. 이와같은 주파수변환 방식으로 불연속 푸리에 변환(Discrete Fouriar Transform)(Fast Fourier Transform 포함) 혹은 웨이브릿 변환(Wavelet Transform)이 사용된다. 이어서, 검출기(78)는 주파수 영역으로 변환된 샘플된 데이타로부터 비트 패턴에 따른 주파수 영역의 특징(주파수 분포, 크기 및 위상 특성)을 이용하여 비트 패턴을 결정한다 이때, 상기 결정된 비트 패턴은 오류정정, 혹은 런렝스 부호 디코딩(Runlength Limited Code Decoding)등이 추가 처리되어 최종 원하는 데이타로 변환될 수 있다.

저장체(50)에 기록되는 제3도의 데이타 포맷을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 저장체(50)에 기록되는 기본 데이타 포맷으로 반복적으로 기록이 되는 기록 단위가 된다. 즉, 비트동기(82), 블럭동기(84), 기록 데이타 블럭(86)으로 구성되어 일정 크기의 비트 패턴을 이룬다. 이때, 비트동기(82)는 동기신호 발생기(66)에 의해 기록된 데이타 재생을 위해 필요한 주기적 신호 발생을 위한 것으로 동기신호 발생기(66)에 의해 발생되는 동기 클럭주기의 배수에 해당하는 주파수 성분이 강하게 포함된 모든 주기적 신호가 여기에 해당한다. 블럭동기(84)는 본 발명에 의해 블럭 단위로 주파수 영역으로 변환한뒤 기록된 데이타를 재생하므로 블럭동기(84)는 A/D변환기(70)에 의해 변환된 디지탈 신호로부터 제어신호 발생기(74)를 통해 제어신호를 발생하는데 이용된다. 특히, 제3도에 도시한 기록 단위를 분리하기 위해 이용된다. 따라서, 주파수영역 변환기(76)에 의해 주파수 영역으로 변환되는 단위를 결정하며, 또한, 직/병렬 변환기(72) 및 검출기(78)의 처리 단위를 결정하는 제어신호를 발생하는데 이용된다. 특히, 비트동기(82)와 상관성이 적고 재생시에 에러가 발생하여도 블럭동기(84)를 찾아 내는것이 가능하도록 선택된 특정의 비트 패턴을 말한다. 수개의 데이타 블럭(88)과 에어검출을 위한 블럭 에러 체크 코드로서의 CRC 코드(94)로 구성된다. 이때, 복수개의 데이타 블럭(88)은 순수한 정보 데이타를 기록하는 데이타 비트(90)와 데이타 블럭(88)간의 분리를 위한 경계비트(92)로 구성되어 있다. 이때, 데이타 비트(88)와 경계비트(92)는 저장체(50)의 특성이나 재생장치의 하드웨어의 복잡도에 따라 결정된다. 특히, 경계비트(92)는 가능한 적은 비트로 데이타 블럭간의 상호 간섭을 없애기 위한 소정의 비트 패턴이나 혹은 아무것도 기록하지 않을 수도 있다.

제4도는 본 발명에 의한 디지탈 데이타 기록/재생 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한 것이다.

본 발명에 의한 디지탈 데이타 기록/재생방법은 직/병렬 변환하는 단계(110), 재생을 위해 미리 보상하는 단계(120), 기록 및 재생하는 단계(130, 140), A/D변환하는 단계(150), 직/병렬 변환하는 단계(160), 주파수 영역으로 변환하는 단계(170) 및 데이타 검출하는 단계(180)으로 구성되어 있다.

먼저, 기록할 디지탈 데이타를 입력받아 병렬로 변환하고 이어서, 재생시의 주파수 영역으로 변환한 뒤의 주파수, 위상 특성이 서로 다른 블럭들 간에 확연히 구분이 되도록 미리 보상을 해주고 이를 블럭 단위로 저장체에 기록을 한다. 이어서, 기록된 데이타를 읽은 아날로그 신호를 A/D변환한다. 이어서, A/D변환된 신호는 직/병렬 변환을 통해 주파수 영역으로 변환하기 위한 블럭으로 변환된다. 즉, 병렬로 변환된 데이타는 주파수 영역으로 변환된다. 이어서, 주파수 영역으로 변환된 데이타는 블럭단위로 검출된다.

즉, 종래의 공간 영역의 기록 방식을 주파수 영역으로 전환하였다. 따라서, 비트 단위로 기록하는 종래 방식과 달리 블럭 단위로 기록/재생함으로써 채널의 비선형성은 문제가 되지 않는다. 따라서, 비선형성 제거를 위한 부가적인 회로를 구비할 필요가 없으므로 회로를 단순화할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 종래의 공간영역에서의 기록방식을 주파수영역에서의 기록/재생 방식으로 변환함으로써 기록의 고밀도화에 따른 비선형성 증가, 증가되는 비선형성을 없애기 위한 잉여비트 비율의 증가, 비트 단위의 처리에 따른 클럭 주파수의 증가등의 종래의 문제점을 해결하였다. 따라서, 본 발명은 주파수 영역으로 변환된 블럭 데이타를 블럭 단위로 검출하기 때문에 비선형성이 문제되지 않으며, 따라서 기록의 고밀도화가 가능하고 훨씬 더 낮은 클럭 주파수에서 동작을 하며, 또한 잉여비트 감소에 따른 순수 정보비트의 기록 비율을 증가시킬 수 있다는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 디지탈 데이타의 기록/재생장치에 있어서,

   외부에서 인가되는 디지탈 신호를 병렬로 변환하는 제1직/병렬 변환수단;

   상기 병렬로 변환된 신호를 보상하는 보상수단;

   상기 보상된 신호를 입력받아 기록제어신호를 발생하는 기록제어수단;

   상기 기록제어신호에 응답하여 상기 보상된 신호를 저장하는 저장수단;

   상기 저장수단에 기록된 신호를 읽어 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환수단;

   상기 변환된 디지탈 신호를 병혈로 변환하는 제2직/병렬 변환수단:

   상기 제2직/병렬 변환수단으로부터 병렬로 변환된 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 주파수영역 변환수단;

   상기 주파수 영역으로 변환된 신호로부터 상기 외부에서 인가되는 디지탈 신호를 검출하는 검출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 디지탈 데이타 기록/재생장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 저장수단의 데이타 포맷은 비트동기 및 블럭동기;

   복수개의 데이타 블럭; 및

   블럭 에러체크 코드를 구비한 것을 특징으로 하는 디지탈 데이타 기록/재생장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 데이타 블럭은 데이타 비트 및 경계비트를 구비한 것을 특징으로 하는 디지탈 데이타 기록/재생장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 제2직/병렬 변환기와 상기 주파수영역 변환수단 및 상기 검출수단은 상기 블럭동기를 검출하는 제어신호 발생수단의 제어신호에 응답하여 처리 단위를 결정하는 것을 특징으로 하는 디지탈 데이타 기록/재생장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 아날로그/디지탈 변환수단은 상기 비트동기를 검출하는 동기신호발생기의 클럭 신호 주기로 샘플링하는 것을 특징으로 하는 디지탈 데이타 기록/재생장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 저장수단과 상기 아날로그/디지탈 변환수단 사이에 이득가변증폭수단과 필터를 더 구비한 것을 특징으로 하는 디지탈 데이타 기록/재생장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 이득가변증폭수단은 상기 저장수단을 통해 출력되는 아날로그 신호 혹은 상기 아날로그/디지탈 변환수단으로부터 출력되는 샘플된 신호로부터 이득제어신호를 검출하는 자동이득제어수단의 제어에 응답하여 이득율이 결정되는 것을 특징으로 하는 디지탈 데이타 기록/재생장치.
8. 디지탈 데이타의 기록/재생방법에 있어서,

   외부 디지탈 신호를 병렬로 변환하는 직/병렬 변환하는 단계;

   상기 병렬로 변환된 신호를 재생시 오류를 방지하기 위해 보상하는 단계;

   상기 보상된 신호를 기록하고 이를 재생하는 단계;

   상기 재생된 신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈변환단계;

   상기 변환된 디지탈 신호를 병렬로 변환하는 직/병렬 변환하는 단계;

   상기 병렬로 변환된 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 단계;

   상기 주파수 영역으로 변환된 신호로부터 상기 외부 디지탈 신호를 검출하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 디지탈 데이타의 기록/재생방법.