KR100313831B1

KR100313831B1 - 광 디스크의 데이터 고속 억세스장치 및 억세스방법

Info

Publication number: KR100313831B1
Application number: KR1019990025493A
Authority: KR
Inventors: 윤정채
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 1999-06-29
Publication date: 2001-11-15
Also published as: KR20010004774A; US6535466B1

Abstract

본 발명은, 광픽업을 광 디스크 상의 현재위치로 부터 목표위치로 이동시에, 데이터 읽기클럭을 미리 변화시킴으로써, 광픽업의 목표위치로의 이동 즉시 광 디스크 상의 기록신호가 검출복원될 수 있도록 한 광 디스크의 데이터 고속 억세스장치 및 억세스방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 광 디스크의 데이터 고속 억세스방법은, 광 디스크의 현재 재생속도에 근거하여 이동할 목표위치의 재생속도를 산출하는 제 1단계; 데이터 읽기 클럭을 상기 산출된 재생속도에 상응하게 가변시키는 제 2단계; 및 상기 가변된 읽기클럭에 근거하여 이동된 위치에서의 기록데이터를 독출재생하는 제 3단계를 포함하여 이루어져, 광픽업의 목표위치로의 이동완료 전에 미리 변화시켜 재생클럭에 보다 빨리, 그리고 안정되게 위상동기되도록 하여, 광픽업이 목표위치로의 이동 즉시 광 디스크 상의 기록신호가 검출복원될 수 있도록 함으로써, 광 디스크의 트랙간 이동재생시 억세스 속도의 고속화 및 안정화를 도모한 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

광 디스크의 데이터 고속 억세스장치 및 억세스방법{An apparatus and method for accessing tracks on the optical disc}

본 발명은, 광 디스크의 데이터 고속 억세스장치 및 억세스방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광픽업을 광 디스크 상의 현재위치로 부터 목표위치로 이동시에, 데이터 읽기클럭을 미리 변화시킴으로써, 광픽업의 목표위치로의 이동 즉시 광 디스크 상의 기록신호가 검출복원될 수 있도록 한 광 디스크의 데이터 고속 억세스장치 및 억세스방법에 관한 것이다.

일반적으로 광 디스크는 원판형으로 형성되어 있으며, 상기 광 디스크의 최내주에 위치한 트랙의 직경은 약 50mm, 최외주에 위치한 트랙의 직경은 약 116mm이다.

상기와 같은 크기를 갖는 광 디스크는, 도1에 도시된 바와 같이 일정한 각속도(CAV : Constant Angular Velocity) 방식으로 구동 유지됨으로써, 트랙상에서의 재생속도(재생배속)는 반경이 커짐에 따라 증가하게 된다. 이에 따라 광 디스크 상의 트랙위치에 따라 트랙의 재생속도(즉, 선속도)가 달라지게 되므로, 만약 광 디스크 상의 현재 재생위치로 부터 목표위치로의 이동명령이 있게 되어(long jump), 슬레드 모터를 구동시켜 광픽업을 광 디스크 상의 래디알(radial) 방향으로 이동시키게 되면, 재생속도는 증가하게 되고, 증가된 재생속도로 검출되는 재생신호에 데이터 읽기클럭이 동기되면 비로서 기록데이터가 복원된다.

이를 보다 상세히 설명하면, 광픽업이 광 디스크 상의 목표트랙으로 이동되는 경우, 검출되는 재생신호의 클럭주기가 변하게 되고, 변화되는 클럭주기를 PLL을 통해 추종하게 된다.

이와 같이 데이터 읽기클럭의 추종중에, 광픽업에 의해 독출되는 고주파신호 내에 적정갯수의 동기신호가 소정시간 내에 검출되었음을 알려주는 GFS(Good Frame Sync) 신호가 발생되면, 이때 부터 비로서 현재 추종된 데이터 읽기클럭에 의해 광 디스크 상의 기록신호를 검출복원하게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 데이터 억세스방법에서는, 현재 목표위치에서의 데이터 읽기클럭으로 부터 목표위치에서의 읽기클럭으로 점진적으로 재생클럭의 추종이 이루어지기 되므로, 데이터 복원시점이 되는 GFS 신호의 검출까지의 시간이 길어지는 문제점이 있었으며, 또한 광픽업의 이동거리가 큰 경우에는 광픽업의 현재위치와 목표위치 간의 배속차가 커, 재생클럭의 폭 변화가 심하여 이동된 목표위치에 상응하는 데이터 읽기클럭의 추종이 잘되지 않는 경우가 발생하여 스핀들 모터가 발진하는 경우가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 광 디스크 상의 트랙간 이동시 소요되는 데이터 검출 억세스의 안정과 억세스 시간을 보다 단축시킬 수 있는 광 디스크의 데이터 고속 억세스방법을 제공하는 데 그목적이 있는 것이다.

도1은 광 디스크의 일정각속도(CAV) 방식에서의 속도그래프를 도시한 것이고,

도2는 본 발명에 따른 광 디스크의 데이터 고속 억세스장치의 바람직한 일 실시예가 적용된 디스크 재생장치의 구성을 도시한 것이고,

도3은 도2 장치 내의 위상동기부(Phase-Locked Loop))의 상세구성을 도시한 것이고,

도4는 본 발명에 따른 광 디스크의 데이터 고속 억세스방법의 바람직한 일 실시예의 흐름을 도시한 것이고,

도5는 광 디스크의 재생속도 그래프를 도시한 것이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 광 디스크 11 : 광픽업

12a : 스핀들 모터 12b : 슬레드 모터

20 : R/F부 30 : 서보부

40 : 모터 구동부 50 : 카운터

60 : 위상동기부 61 : 위상비교기

62 : 저역필터 63 : 전압제어발진기

70 : 마이컴 71 : 타이머

72 : 메모리 80 : 디지털 신호처리부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 디스크의 데이터 고속 억세스방법은, 광 디스크의 현재 재생속도에 근거하여 이동할 목표위치의 재생속도를 산출하는 제 1단계; 데이터 읽기 클럭을 상기 산출된 재생속도에 상응하게 가변시키는 제 2단계; 및 상기 가변된 읽기클럭에 근거하여 이동된 위치에서의 기록데이터를 독출재생하는 제 3단계를 포함하여 이루어지는 것에 특징이 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 광 디스크의 데이터 고속 억세스장치는, 상기 광 디스크 상의 기록신호를 독출하는 독출수단; 상기 독출수단을, 상기 광 디스크 상에서 이송시키는 이송수단; 상기 독출되는 재생신호를 데이터 읽기클럭에 의해 데이터로 복원하는 데이터 처리수단; 및 상기 광 디스크 상의 임의 위치의 탐색요청시, 현재 위치에서의 재생속도에 대한 상기 임의 위치의 재생속도를 산출하여, 이에 따라 상기 데이터 읽기클럭을 가변시키는 제어수단을 포함하여 구성되는 것에 특징이 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 광 디스크의 데이터 고속 억세스장치 및 억세스방법의 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 광 디스크의 데이터 고속 억세스장치의 바람직한 일 실시예가 적용된 디스크 재생장치의 구성을 도시한 것으로서, 회전하는 광디스크(10)의 신호기록면에 광을 집광시킨 후, 피트에 의해 반사된 빛을 검출하여 전기적 신호로 변환함으로써 기록된 디지털 신호를 독출하는 광픽업(11); 삽입장착된 광 디스크(10)를 회전구동시키는 스핀들(spindle) 모터(12a); 상기 광픽업(11)을 광 디스크의 래디얼(radial) 방향으로 이동시키는 슬레드(sled) 모터(12b); 상기 양 모터(12a,12b)를 구동시키는 모터 구동부(40); 상기 스핀들 모터(12a)의 회전수를 검출하기 위한 홀센서(13); 상기 홀센서(13)의 출력펄스를 카운트하는 카운터(50); 상기 광픽업(11)에 의해 독출되는 아날로그 고주파 신호를 여파정형화하는 R/F부(20); 상기 광픽업(11)에서 출력되는 촛점 에러(F.E.) 및 트랙킹 에러신호(T.E.)에 의해, 상기 광픽업(11) 및 광 디스크의 회전을 제어하는 서보부(30); 상기 R/F부(20)에서 출력되는 아날로그 신호의 클럭위상에 따라, 자체 데이터 읽기클럭을 동기시키는 위상동기부(PLL : Phase-Locked Loop)(60); 상기 위상동기부(60)로 부터 동기출력되는 데이터 읽기클럭에 기준하여, 상기 R/F부(20)에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 복원하여 신호처리하는 디지털 신호처리부(DSP: Digital Signal Processor)(80); 상기 마이컴(60)의 제어에 따라 시간을 진행시키는 타이머(71); 상기 스핀들 모터(12a)의 회전속도에 따른, 소정시간 내에 검출되는 홀센서의 출력펄스의 수가 기준값으로서 저장되어 메모리(72); 및 상기 광픽업(11)의 이동에 따라 상기 서보부(30)와 상기 위상동기부(60)를 제어하고, 데이터 재생과정을 총괄제어하는 마이컴(Micom)(70)을 포함하여 구성되어 있다.

한편, 상기 위상동기부(60)는, 도3에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 상기 R/F부(20)로 부터 입력되는 아날로그 신호의 클럭위상을, 또 다른 입력신호의 위상과 비교하여 그 차이에 비례하는 위상차 신호를 발생시키는 위상비교기(61); 상기 위상비교기(61)에서 발생출력되는 신호를 평균화시키는 저역필터(LPF)(62); 및 상기 저역필터(62)로 부터 평균화된 전압값을 인가받아, 상기 마이컴(70)으로 부터 입력설정되는 기준 데이터 읽기클럭을 중심으로 하여 주파수를 조절하면서 발진하는 전압제어발진기(VCO)(63)를 포함하여 구성되어 있다.

도4는 본 발명에 따른 광 디스크의 데이터 고속 억세스방법의 바람직한 일 실시예의 흐름도로서, 이하에서는 도2 및 도3 장치의 동작과 병행하여 본 발명에 따른 도4의 고속 억세스방법에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 상기 마이컴(70)은 광 디스크(10)가 삽입되어 초기화상태가 되면, 상기 서보부(30)와 모터 구동부(40)를 통해 상기 스핀들 모터(12a)를 구동시켜, 상기 광 디스크(10)를 초기로딩시키게 되는데(S10), 이때 상기 마이컴(70)은 상기 광 디스크(10)의 초기로딩이 CAV 방식으로 이루어지도록 상기 스핀들 모터(12a)에 초기 설정된 구동전압을 인가하게 된다.

상기 스핀들 모터(12a)가 회전함에 따라 일정 회전속도(예를 들어, 5000rpm)에 이르게 되고(S20), 상기 위상동기부(60)의 자체 클럭이 후술하는 과정에 의해 재생신호의 클럭에 동기되면, 상기 광픽업(11)은 상기 광 디스크(10) 상의 초기위치 부터 트랙을 따라 주행하면서 기록신호를 검출하게 된다.

한편 상기 R/F부(20)는, 상기 광픽업(11)이 검출한 고주파신호를 여파정형화하여 이를 상기 디지털 신호처리부(80)로 출력함과 동시에, 신호의 에지(edge)성분(아이패턴(eye-pattern)의 크로스(cross)점)에 따른 클럭(RFCK)을 위상동기부(60)에 인가하게 되는데, 상기 위상동기부(60)는 상기 R/F부(20)로 부터 인가되는 클럭신호에 위상동기된 재생동기신호를 다음과 같은 과정에 따라 생성출력하게 된다.

상기 위상동기부(60)내의 위상비교기(61)는, 상기 R/F부(20)로 부터 검출된 재생신호 클럭(RFCK)과, 자체 발진되는 위상보정된 데이터 읽기클럭(WFCK)을 위상비교하여 위상차에 해당하는 구간에서 펄스신호를 출력하게 되고, 상기 위상차 구간마다 출력되는 신호는 상기 저역필터(62)를 거쳐 평균화된 위상차에 해당하는 신호값으로 변환된 후 상기 전압제어발진기(63)에 인가된다. 상기 전압제어발진기(63)는, 상기 마이컴(70)에 의해 설정된 기준 데이터 읽기클럭을 중심으로 하여 상기 인가되는 평균 위상차에 의해 발진신호의 주파수를 조절하게 된다.

이와 같이 주파수 조절된 발진클럭(WFCK)은 상기 위상비교기(61)로 다시 궤환됨으로써, 상기 위상비교기(61)로 부터 출력되는 위상차 구간이 제거될 때까지 즉, 상기 R/F부(20)로 부터 검출인가되는 재생신호 클럭의 위상과 일치할 때까지 자체 발진클럭의 위상보정 동작을 계속적으로 수행하게 된다.

상기와 같은 과정에 의해 RF 재생신호와 위상일치된 클럭은 상기 디지털 신호처리부(80)에 인가되고, 상기 디지털 신호처리부(80)는, 상기 입력되는 데이터읽기클럭을 이용하여 상기 R/F부(20)로 부터 입력되는 고주파신호를 디지털 검출하여, 데이터 기록단위 내에 적정갯수의 동기신호(Sync)가 소정시간 내에 검출되는지를 확인하여 GFS 신호를 상기 마이컴(70)에 출력하게 되고, 이로 부터 상기 마이컴(70)은, 상기 디지털 신호처리부(80)로 하여금 상기 인가된 위상보정된 데이터 읽기클럭에 의해 상기 입력되는 고주파신호를 원래의 디지털데이터로 복원출력하도록 함으로써, 재생동작이 이루어지도록 한다(S21).

이와 같은 재생도중, 상기 광픽업(11)이 현재 위치하고 있는 트랙(현재위치(P₁))으로 부터 다른 트랙(목표위치(P₂))으로의 이동(long jump)명령이 입력되면(S30), 상기 마이컴(70)은 상기 모터 구동부(40)를 통해 상기 슬레드 모터(12b)를 구동시켜 상기 광픽업(11)을 원하는 목표트랙으로 수평이동시킴과 동시에, 상기 광픽업(11)의 목표트랙으로의 이동완료 전에, 이동할 목표위치에서의 적절한 재생속도(재생배속)를 미리 산출하게 된다(S31).

상기 목표위치의 재생속도 산출을 위해서는 현재의 스핀들 모터(12a)의 회전속도(rpm)를 검출파악하고 있어야 하는데, CAV 방식에서는 광 디스크(10)의 내외주에 관계없이 상기 스핀들 모터(12a)의 회전속도가 거의 일정함에도, 기 설정되어 있는 구동 회전속도(예를 들어, 5000rpm)를 사용하지 않고, 현재 회전속도를 검출하는 이유는 일정 회전속도(예를 들어, 5000rpm)로 회전구동 중에, 광 디스크(10) 상에서 기록데이터의 정상적인 독출이 이루어지지 않아, 상기 스핀들 모터(12a)의회전속도가 감속(예를 들어, 5000rpm에서 4500rpm으로)조정되는 등의 예외적인 경우가 있기 때문이다.

상기 마이컴(70)은 현재의 스핀들 모터(12a)의 회전속도를 검출파악하기 위해서는, 상기 타이머(71)를 제어하여 시간을 진행시키도록 하고, 상기 타이머(71)에 의해 진행되는 기 지정된 소정시간 동안의 상기 스핀들 모터(12b) 회전에 의해 상기 홀센서(13)가 출력하는 펄스신호를 카운트하는 상기 카운터(50)의 출력값을 독출하게 되고, 상기 소정시간 동안(예를 들어, 1초 동안) 카운트된 펄스신호의 수를 상기 메모리(72)로 부터 검색하여, 상기 스핀들 모터(12a)의 현재의 회전속도, 즉 현재의 회전속도를 검출확인하게 된다.

예를 들어, 상기 메모리(72)는 상기 스핀들 모터(12a)를 4000rpm에 대해서, 1초동안 250~270개의 펄스를, 5000rpm에 대해서는 1초 동안 312~337개의 펄스의 값을, 이 밖에도 다양한 rpm에 따른 펄스의 값을 기준값으로 저장하고 있어, 상기 1초 동안 카운트된 펄스신호의 수가 250~270개의 범위내인 경우에는, 상기 마이컴(70)은 상기 스핀들 모터(12a)의 회전속도를 4000rpm으로 확인하게 되고, 상기 검출확인된 스핀들 모터(12a)의 회전속도를 기억하게 된다.

이와 같이, 상기 광 디스크(10)의 현재 회전속도가 검출되어 있는 상태에서, 상기 이동할 광 디스크(10) 상의 목표위치의 재생속도 산출과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 광 디스크의 총 용량이 60분이고, CAV 방식에 의해 내외주간의 재생속도 차이가 2.4배라고 가정하면 이 광 디스크의 재생속도 그래프는 도5와 같아진다.

그러면, 임의 목표트랙(T)에서의 재생속도(Y)는 수학식 1과 같다.

, 여기서 Z0는 최내주에서의 배속이고, T는 분단위의 목표위치값이다.

또한, 상기 광 디스크(10)에서 최내주의 반지름을 r, 회전속도(rpm)가 F인 경우에 광 디스크(10)의 최내주에서 1배속일 때의 회전속도(F)는 수학식 2와 같다.

따라서, 현재 검출되어 있는 회전속도가 R인 경우에 최내주에서의 재생속도는 수학식 3과 같다.

그러므로, 수학식 3을 수학식 1에 대입함으로써, 다음과 같은 수학식 4를 얻을 수 있다.

Y=0.00282RT+0.12083R

따라서, R은 상기에서 검출한 현재위치에서의 회전속도이고, T는 이동할 목표위치의 위치값이므로, 이 값들을 상기 수학식 4에 대입함으로써 목표위치의 재생속도(Y)를 쉽게 산출할 수 있게 된다.

이와 같은 방식에 의해 이동할 목표위치에 적합한 재생속도(Y)가 산출되면, 상기 마이컴(70)은 상기 광픽업(11)이 상기 목표위치로 이동완료되기 전에, 상기 위상동기부(60)의 전압제어발진기(63)에 상기 산출된 재생속도에 상응하는 기준 데이터 읽기클럭으로 클럭주파수를 재설정하고(S32), 이에 따라 데이터 읽기클럭이 재생클럭의 주파수에 근접하여 보다 빨리 재생클럭에 위상동기되며(S33), 위상 동기된 데이터 읽기클럭은 상기 디지털 신호처리부(80)에 인가됨으로써, 상기 광픽업(11)이 광 디스크(10) 상의 목표위치로 이동완료되면, 상기 재설정되어 위상동기된 데이터 읽기클럭에 의해 광 디스크(10) 상의 기록신호가 전술한 바와 같이 데이터로 복원출력된다(S34).

상기의 실시예에서, 현재 위치의 재생속도를 산출하는 또 다른 방식은, 상기 데이터 읽기클럭은 재생속도에 상응하는 값이므로, 현재의 데이터 읽기클럭 값을 검출함으로써, 이로 부터 현재 위치의 재생속도를 산출할 수도 있다.

상기와 같이 구성되고 이루어지는 본 발명에 따른 광 디스크의 데이터 고속 억세스장치 및 억세스방법은, 광픽업의 목표위치로의 이동시, 데이터 읽기클럭을 이동할 목표위치의 재생속도에 상응하는 데이터 읽기클럭으로, 광픽업의 목표위치로의 이동완료 전에 미리 변화시켜 재생클럭에 보다 빨리, 그리고 안정되게 위상동기되도록 하여, 광픽업이 목표위치로의 이동 즉시 광 디스크 상의 기록신호가 검출복원될 수 있도록 함으로써, 광 디스크의 트랙간 이동재생시 억세스 속도의 고속화 및 안정화를 도모한 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

광 디스크 탐색방법에 있어서,

광 디스크의 현재 데이터 독출속도와 이동목표위치 값에 비례하는 이동목표위치의 데이터 독출속도를 산출하는 제 1단계;

상기 목표위치로의 이동 중, 상기 산출된 데이터 독출속도에 상응하게 데이터 읽기 클럭을 가변시키는 제 2단계; 및

상기 가변된 읽기클럭을 사용하여, 이동된 위치에서의 기록데이터를 독출재생하는 제 3단계를 포함하여 이루어지는 광 디스크의 데이터 고속 억세스방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 1단계에서의 현재 데이터 독출속도는, 현 재생위치에서의 구동 RPM에 상응하여 산출하는 것을 특징으로 하는 광 디스크의 데이터 고속 억세스방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 1단계에서의 현재 데이터 독출속도는, 현 재생위치에서의 데이터 읽기클럭 주파수에 상응하여 산출하는 것을 특징으로 하는 광 디스크의 데이터 고속 억세스방법.
광 디스크 탐색장치에 있어서,

상기 광 디스크 상의 기록신호를 독출하는 독출수단;

상기 광 디스크 상의 임의 위치의 탐색요청시, 현재 데이터 독출속도와 이동목표위치 값에 비례하는 이동목표위치에서의 데이터 읽기클럭을 산출하는 산출수단; 및

상기 목표위치로 이동 중, 상기 산출된 데이터 읽기클럭으로 가변시키는 제어수단을 포함하여 구성되는 광 디스크의 데이터 고속 억세스장치.
제 4항에 있어서,

상기 현재 데이터 독출속도는, 현 재생위치에서의 구동 RPM에 상응하여 산출하는 것을 특징으로 하는 광 디스크의 데이터 고속 억세스장치.
제 4항에 있어서,

상기 현재 데이터 독출속도는, 현 재생위치에서의 데이터 읽기클럭 주파수에 근거하여 산출하는 것을 특징으로 하는 광 디스크의 데이터 고속 억세스장치.