KR100451099B1 - 부호화 장치를 구비한 자기 테이프 기록/재생장치 - Google Patents

부호화 장치를 구비한 자기 테이프 기록/재생장치 Download PDF

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Abstract

디지탈 부호화된 비디오 신호를 기록 및/또는 재생하도록 구성된 "헬리컬 주사"형 자기 테이프 기록/재생장치는 부호화 장치(3)를 구비한다. 기록모드에서, 상기 부호화장치(3)는 자기 테이프(7.1) 기록용의 채널신호(D)를 얻기 위해 디지탈 기록신호(C)에 대해 채널 부호화 과정을 수행한다. 재생모드에서는, 상기 부호화장치(3)는 자기 테이프(7.1)로부터 판독된 채널신호(H)에 대해 채널 복호화 과정을 수행하여, 원래 기록신호(C)의 복제본인 디지탈 재생신호가 얻어진다. 이를 위해, 상기 부호화 장치(3)는 다항식 P(X) = X15 + XA + 1(이때, A = 7 또는 8)로 정의된 데이터 시퀀스(E)를 발생하도록 구성된 데이터 시퀀스 발생기(3.3)를 구비한다. 더구나, 상기 부호화 장치(3)는. 처리될 신호(C, H)가 그 내부에서 발생된 데이터 시퀀스(E)와 합성되는 XOR 회로(3.2)와, 기록/재생장치의 동작 모드에 의존하여 기록 신호(C)와 채널신호(H)로부터 처리될 신호(C, H)를 선택하는 선택수단(3.1)을 구비한다.

Description

부호화 장치를 구비한 자기 테이프 기록/재생장치
본 발명은, 디지탈 부호화된 비디오 신호를 기록 및/또는 재생하도록 구성된 "헬리컬 주사(helical scan)"형 자기 테이프 기록/재생장치에 관한 것으로, 자기 테이프에 기록하기 위한 채널신호를 얻기 위해 디지탈 기록신호에 대해 채널 부호화를 수행하고, 및/또는 디지탈 재생신호를 얻기 위해 자기 테이프로부터 판독된 채널신호에 대해 채널 복호화를 수행하도록 구성된 부호화 장치를 구비한 자기 테이프 기록/재생장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 신호가 헬리컬 트랙에 기록된 자기 테이프와, 자기 테이프 기록용 채널신호를 얻기 위해 디지탈 기록신호의 채널 부호화에 의해 자기 테이프 상의 헬리컬 트랙에 디지탈 부호화된 비디오 신호를 기록하는 방법에 관한 것이다.
이러한 자기 테이프 기록/재생장치는, 특히 유럽특허 명세서 제 0 476 767호(PHN 13537)에 개시되어 있다. 상기 공지된 장치는, n 비트 워드의 기록신호를 자기 테이프 기록용의 (n+m) 비트 워드의 채널 신호로 변환하는 부호화 장치를 구비한다. 이것은 NRZ-I 기록으로 불린다. 특히, 24-25(24-to-25) 비트 변환과정이 기재되어 있는데, 여기서는 시간의 함수로써 채널신호의 실행(running) 디지탈 합계 값을 조정하기 위해 각각의 24 비트 워드에 1 비트를 부가한다.
본 발명의 목적은, 간단하고 부호화 효율을 저해시키지 않으면서 "오류(false)" 동기 패턴의 반복적인 발생을 방지하는 부호화 장치를 구비한 기록/재생 장치를 제공함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 자기 테이프 기록/재생장치에 있어서는, 부호화 장치가 다항식 P(X) = X15 + XA + 1(이때, A = 7 또는 8)로 정의된 데이터 시퀀스를 발생하도록 구성된 데이터 시퀀스 발생기를 구비한다. 임의의 다항식에 의해 표현될 수 있는 데이터 시퀀스를 얻는 장치는 이미 알려져 있으며, 이것을 최대길이 시퀀스 발생기 또는 의사난수 비트 시퀀스 발생기(pseudo-random bit-sequence generator)라 부른다. 이와 같은 발생기는 권한이 없는 사람에 의해 복호화되는 것을 방지하기 위해 신호를 암호화(스크램블화)하는데 자주 사용되며, 원본 신호는 이와 동일하며 동기화된 발생기에서 스크램블된 신호를 처리함으로써만 복원될 수 있다. 이러한 용도를 위해 스크램블된 정보의 안전에 대해 유리한 특성을 제공하는 다항식이 선택되며, 권한이 없는 사함이 보호된 정보를 "해킹"하는 것이 실제로 불가능해야만 한다. 자기 테이프 기록/재생장치로서의 용도를 위해, 데이터 시퀀스 발생기의 선택은 다른 기준에 근거를 두어야만 한다. 이들 기준과 본 발명에 따른 장치를 설명하기 위해, 이하에서는, 개발이 될 예정인 새로운 디지탈 기록 시스템에 따른 자기 테이프 기록/재생장치의 몇가지 관련 내용을 예를 들어 먼저 설명한다.
기록모드 동안에는 들어온 디지탈 신호가 792 비트로 이루어진 복수의 그룹으로 나뉜 후, 오류정정 데이터가 부가된다. 이것에 의해 각각 856비트로 이루어진 기록신호 블록이 형성된다. 이들 기록신호 블록들은 기록신호로서 부호화 장치에 인가된다. 부호화 장치에서는, 기록신호가 처리(채널 부호화)되어 채널신호가 얻어진다. 기록신호가 블록 구조(기록신호 블록)를 가지기 때문에, 채널신호 또한 블록 구조를 가져, 채널신호 블록으로 된다. 그 후, 동기 패턴이 각각의 채널신호 블록에 추가되고, 그 결과, 전송신호 블록이 얻어진다. 기록을 위한 몇가지 연산을 거친 후, 이들 전송신호 블록이 자기 테이프에 기록된다. 테이프 상에 기록된 한 개의 트랙은 306개의 전송 신호 블록을 구비한다. 재생모드에 있어서는, 검출기가 동기 패턴의 존재에 대해 판독된 신호를 검사한다. 이들 패턴이 검출되면, 전송신호 블록이 위치할 수 있고 채널신호 블록을 거기에서 추출할 수 있다. 따라서, 채널신호가 재구성된다. 부호화 장치에서, 이 신호는 디지탈 재생신호를 얻기 위해 역 연산(채널 복호화)을 겪는다. 이 신호는 오류 정정이 이루어진 다음, 기록모드에서 가해진 블록구조가 제거된다. 이러한 방법으로, 원본의 입력신호의 복제본이 생성된다.
임의의 신호가 기록될 때, 우연하게 상기 채널신호가 동기 패턴과 일치하는 일이 일어날 수 있다. 이 결과로써, 검출기는 재생 중에 "오류" 동기 패턴을 검출할 수 있다. 일반적으로, 이러한 검출기는 간헐적으로 발생한 "오류" 동기 패턴에 의해 검출기가 동기를 잃어버리지 않도록 하는 방식으로 구성된다. 그러나, 예를 들어, 연속적인 비디오 라인이 서로 큰 유사성을 갖는다는 점에서, 들어온 신호가 매우 주기적이면, "오류" 동기 패턴이 채널신호 블록 내부에 빈번하면서도 거의 일정한 위치에서 발생할 수 있다. 이러한 경우에, 검출기가 원하는 동기 패턴과 "오류" 동기 패턴은 구별한다는 것은 매우 곤란하다. 이에 따라, 검출기는 동기를 잃어버리게 된다. 입력 신호가 컴퓨터에서 발생된 데이터 스트림이거나 디지탈 부호화된 오디오 신호인 경우에, 이것은 채널신호 내부에 주기적인 패턴의 "오류" 동기 패턴을 일으키는 주기성(periodicity)을 유발할 수도 있다.
본 발명에 따른 자기 테이프 기록/재생장치에 있어서는, 처리과정에 의해 부호화 효율이 영향을 받지 않으면서 "오류" 동기 패턴의 주기적인 발생을 방지하도록 기록신호가 처리된다. 이를 위해, 상기 기록신호는 데이터 시퀀스 발생기에 의해 발생되며 기록신호를 스크램블하는 데이터 시퀀스와 합성된다. 이 데이터 시퀀스는 다음의 설계 기준을 만족하는 최대길이 시퀀스를 포함한다:
1) 입력신호의 주기성의 결과로써 반복 발생하는 "오류" 동기 패턴을 배제하기 위하여, 기록신호 블록은 서로 다른 채널 시퀀스로 스크램블되어야 한다.
2) 0들로만 또는 1들로만 이루어진 길이가 긴 시퀀스가 발생하는 것을 방지하기 위해 최대길이 시퀀스는 길이가 짧아야 하는데, 이것은 이와 같은 시퀀스가 채널신호에서도 발생할 가능성을 높게 만들기 때문이다. 이러한 시퀀스는 자기 테이프를 통해 전송하기에 적절하지 않으며, 이 이외에도, 이러한 시퀀스에는 어떠한 엣지(edge)도 발생하지 않는다(엣지는 0으로부터 1 또는 반대로의 전이를 의미한다). 기록모드에서는, 테이프에서 판독된 신호로부터 비트를 재구성하는 위상동기 루프를 동기시키는데 이러한 엣지가 필요하다. 신호의 일부에 엣지가 없으면 위상동기 루프가 동기를 잃을 수 있다. 따라서, 이를 배제하기 위해서는, 최대길이 시퀀스는 길이가 짧아야 하는데, 즉, 다항식의 가장 높은 멱(冪, power)이 작아야 한다. 상기 첫번째 기준은, 시퀀스가 긴 주기 동안 비반복적이 되도록 하는 길이의 최대길이 시퀀스를 선택함으로써 대략적으로 충족시킬 수 있다. 예를 들어, 이러한 주기는 5개의 비디오 화상에 해당하는 기간일 수 있다. 이와 같은 5개의 비디오 화상의 기간은, 일반적으로 비디오 기록을 편집하는데 있어서 한 개의 단위로서 사용된다. 이러한 기간은 테이프 상의 12개의 트랙에 해당하는데, 즉 12x306 = 3,672개의 전송 신호블록에 해당한다. 이들 블록에서는. 3,672x856 = 3,143,232 비트가 처리되어야 하므로, 222-1 비트의 최대길이 시퀀스를 필요로 하는데, 이는 상기 다항식의 가장 높은 멱이 적어도 22가 되어야 한다는 것을 의미한다. 그러나, 이러한 해결책은 두 번째 기준, 즉 짧은 최대길이 시퀀스와 상충한다, 본 발명에 따른 장치는 양자의 기준을 만족하는 해결책, 즉 그것의 프리셋 값이 일정한 기간에서의 모든 기록신호 블록에 대해 다를 수 있는 더 길이가 짧은 최대길이 시퀀스를 발생하는 데이터 시퀀스 발생기를 사용한다. 12개의 트랙으로 이루어진 한 주기는 3,672개의 전송 신호블록을 포함하는데, 이는 12개의 트랙이 서로 다른 데이터 서브시퀀스로 스크램블될 수 있다면 12 비트의 프리셋 값으로 한 주기에 있는 모든 기록신호 블록이 스크램블될 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 해결책으로 인해, 212-1 비트의 최대길이 시퀀스가 적절하게 되는데, 즉 상기 다항식의 가장 높은 멱이 적어도 12가 된다.
상기 기록/재생장치의 유리한 실현을 이루게 하는 실제적인 이유 때문에, 다음 설계기준은 중요하다.
3) 상기 데이터 시퀀스 발생기 내부의 피드백 루프 및 XOR 게이트의 개수는 최소, 바람직하게는 1이 되어야 한다.
4) 기록신호의 복수의 비트가 동시에 스크램블되도록 구현하기 위해서는, 복수의 비트, 바람직하게는 적어도 8 비트가 데이터 시퀀스 발생기에 의해 동시에 사용가능 하여야 한다. 더구나, 데이터 시퀀스 의 복수의 비트의 발생이 기록신호의 비트 레이트보다 낮은 주파수로. 예를 들어 8배 낮은 주파수로 달성되도록, 데이터 시퀀스 발생기가 간단히 변형될 수 있어야 한다. 모든 이러한 설계기준은, 다항식 P(X) = X15 + X7 + 1 또는 다항식 P(X) = X15 + X8 + 1로 정의된 최대길이 시퀀스 형태의 데이터 시퀀스를 발생하는 데이터 시퀀스 발생기에 의해 효과적으로 충족된다. 실제로 이들 다항식은 서로에 대해 시간상으로 거울로 역전된 동일한 최대길이 시퀀스를 규정한다.
기록 중에, 기록신호는, 본 발명에서 설명한 데이터 블록으로의 분할과 동기 패턴 및 오류정정 데이터의 부가를 포함하는 추가적인 처리를 거친 후에, 자기 테이프에 기록되는 채널 신호를 얻기 위해 스크램블된다. 재생 중에는, 테이프로부터 판독된 신호가 역으로 처리되고, 이에 따라 얻어진 채널신호가 디스크램블(descramble)된다. 스크램블 처리 및 디스크램블 처리 모두는 처리된 신호를 얻기 위해 처리될 신호와 발생된 데이터 시퀀스를 합성하는 과정을 구비한다. 따라서, 기록/재생장치에 단지 1개의 부호화 장치를 설치하고, 부호화 장치에는 장치가 기록모드 또는 재생모드에 있는지 여부에 따라 발생된 데이터 시퀀스와 합성하기 위해 자기 테이프로부터 판독된 기록신호나 채널 신호를 선택하는 선택수단을 설치하는 것이 유리하다. 처리될 신호는, 예를 들어 이중 평형 믹서회로와 같은 믹서에 의해 데이터 시퀀스와 합성될 수 있다. 그러나, 바람직한 실시예는, 상기 부호화 장치가, 처리된 신호, 즉 자기 테이프에 기록될 채널신호 또는 디지탈 재생신호를 얻기 위해, 발생된 데이터 시퀀스를 처리될 신호, 즉 디지탈 기록신호 또는 자기 테이프로부터 판독된 채널신호와 합성하는 모듈로-2(modulo-2) 가산수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 처리될 데이터를 데이터 시퀀스와 합성하는 XOR(eXclusive-OR) 회로와 같은 모듈로-2 가산수단을 사용하는 이점은, 모듈로-2 가산수단이 디지탈 회로 장치에 간단히 포함될 수 있다는 점과, 수많은 믹서회로와 대조적으로 모듈로-2 가산수단은 신호레벨에 있어서 천이를 발생하지 않는다는 점이다. 이 모듈로-2 가산수단은, 항상 처리될 1 비트의 신호가 1 비트의 발생된 데이터 시퀀스와 합성되도록 하는 식으로 구현될 수 있지만, 한번에 복수의 비트에 대해서도 스크램블링/디스크램블링 처리를 수행하는 것이 유리할 때에는 복수의 비트에 대해 이와 다른 처리를 수행하도록 하는 방식으로 구현될 수 있다. 이를 위해 바람직한 실시예는, 데이터 시퀀스 발생기가 N 비트의 워드를 발생하도록 구성되고, 상기 모듈로-2 가산수단은 N 비트 워드(이때, N 〉1)의 처리 신호를 얻기 위해 데이터 시퀀스 발생기로부터의 N 비트 워드를 처리될 신호의 N 비트의 워드와 합성하도록 함께 배치된 N개의 XOR(eXclusive-OR) 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 데이터 시퀀스 발생기는, 데이터 시퀀스의 복수의 비트가 처리될 신호의 비트 레이트에 해당하는 높은 주파수로 발생되도록 구현될 수 있다. 이들 비트는 1개씩 공급되어 처리될 신호의 1 비트와 합성되거나, 비트들이 N 비트의 워드로 공급되어 합성될 수 있다. 후자의 경우에 있어서는, N으로 나뉜 처리될 신호의 비트 레이트에 해당하는 주파수로 공급과정 및 합성과정을 달성한다. N 비트의 워드를 발생하도록 데이터 시퀀스 발생기가 구성되고, 상기 워드는 N으로 나뉜 처리될 신호의 비트 레이트에 해당하는 주파수로 발생되도록 구성된 것을 특징으로 하는 상기 실시예는, 데이터 시퀀스 발생기가 보다 낮은 주파수에서 동작한다는 이점을 갖는다. 이것은 데이터 시퀀스 발생기 회로의 전류 소모를 줄이고, 더 작은 속도의 회로를 형성하는 IC 공정으로 회로가 실현되도록 한다. 한 개의 워드로서 발생되어 처리되는 비트의 수, N은 바람직하게는 다른 처리과정에서 사용되는 워드의 길이에 따라 선택된다. 자주 사용되는 워드 길이는 8 또는 16이다.
본 발명에 따른 기록/재생장치의 또 다른 실시예는, 데이터 시퀀스 발생기가 15개의 직렬 접속된 메모리 소자(M1…M15)와 한 개의 XOR 게이트를 구비하고, 메모리 소자 Mk(이때, k = 1…14)는 메모리 소자 Mk+1의 입력에 접속된 출력을 갖고, 최종 메모리 소자(M15)는 XOR 회로의 입력에 접속된 출력을 가지며, 제 7 또는 제 8 메모리 소자(MA)는 XOR 회로의 또 다른 입력에 접속된 출력을 갖고, XOR 회로는 제 1 메모리 소자(M1)의 입력에 접속된 출력을 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 데이터 시퀀스 발생기는 처리될 신호의 비트 레이트에 해당하는 고주파수로 데이터 시퀀스의 비트를 발생하도록 구성된다. 이들 비트는 한 개의 메모리 소자, 예를 들어 M15의 출력으로부터 한 개씩 취하여 처리될 신호의 1개의 비트와 합성하거나, 복수의 비트가 N개의 연속적으로 번호가 부여된 메모리 소자, 예를 들어 M8-M15으로부터 N 비트의 워드로 취하고(이때, 예를 들어 N은 8이다) N 비트 워드로서 처리될 신호의 N 비트 워드와 동시에 합성될 수도 있다. 후자의 경우에 있어서는, 판독과정 및 합성 과정이 N으로 나뉜 처리될 신호의 비트 레이트에 해당하는 주파수로 달성된다. 또한, 데이터 시퀀스 발생기가 메모리 소자 M16을 더 구비하고, 메모리 소자 M15가 메모리 소자 M16의 입력에 접속된 출력을 갖는다면, 상기 실시예는 16 비트 워드가 처리되는 구성에도 적절히 사용된다. 이에 따라, 16 비트 워드의 데이터 시퀀스가 메모리 소자 M1-M16으로부터 취해져, 처리될 신호의 16비트 워드와 합성된다. 상기 실시예가 이러한 방식으로 사용되면, 16으로 나뉜 처리될 신호의 비트 레이트에 해당하는 주파수로 판독과정 및 합성과정이 수행된다.
기록/재생장치의 일 실시예는, A = 7이고, 데이터 시퀀스 발생기는 15개의 접속된 메모리 소자(M1…M15)와 8개의 XOR 회로(X1…X8)를 구비하며, XOR 회로 Xn은 메모리 소자 Mn의 입력에 접속된 출력을 갖되, 이때, n = 1…7이고, 메모리 소자 Mn은 메모리 소자 Mn+8의 입력과 XOR 회로 Xn+1의 입력에 접속된 출력을 갖고, 메모리 소자 Mn+8은 XOR 회로 Xn+1의 또 다른 입력에 접속된 출력을 갖고, XOR 회로 X8 은 메모리 소자 M8의 입력과 XOR 회로 X1의 입력에 접속된 출력을 갖고, 메모리 소자 M8 은 XOR 회로 X1의 또 다른 입력에 접속된 출력을 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 데이터 시퀀스 발생기는, 8로 나뉜 처리될 신호의 비트 레이트에 해당하는 더 낮은 주파수에서 8비트 워드의 데이터 시퀀스를 발생하도록 구성된다. 이와 같은 8 비트 워드는 8개의 연속된 수의 메모리 소자, 예를 들어 M8 - M15으로부터 취해져, 처리될 신호의 8 비트 워드와 합성된다. 판독과정과 합성과정 역시 8로 나뉜 처리될 신호의 비트 레이트에 해당하는 주파수로 달성된다. 이러한 실시예도 마찬가지로 데이터 시퀀스 발생기가 메모리 소자 M16을 더 구비하고 메모리 소자 M8이 메모리 소자 M16의 입력에 접속된 출력을 갖는 경우에 16 비트 워드를 처리하는 구성에서 사용하기에 적합하다. 이에 따라, 16 비트 워드의 데이터 시퀀스가 메모리 소자 M1 - M16으로부터 취해져, 처리될 신호의 16 비트 워드와 합성된다. 상기 실시예가 이러한 방식으로 사용되는 경우에는, 판독과정 및 합성과정은 16으로 나뉜 처리될 신호의 비트 레이트에 해당하는 주파수로 달성된다.
상기 실시예들은 또한, 데이터 시퀀스 발생기가 8개의 메모리 소자 M16 - M23을 더 구비하고, 8개의 연속적인 수의 메모리 소자, 예를 들면 메모리 소자 M8 - M15의 출력이 메모리 소자 M16 - M23의 입력에 접속되는 경우에, 16비트 워드가 처리되는 구성에도 사용하기에 적합하다. 상기 데이터 시퀀스 발생기는 메모리 소자 M8 - M15의 내부에 첫 번째 8 비트 워드를 생성하고, 이 워드를 8개의 메모리 소자 M16 - M23에 저장한 다음, 메모리 소자 M8 - M15 내부에 두 번째 8 비트 워드를 발생한다. 이에 따라, 16 비트 워드의 데이터 시퀀스가 메모리 소자 M8 - M23으로부터 취해져, 처리될 신호의 16 비트 워드와 합성되어, 판독과정 및 합성과정은 16으로 나뉜 처리될 신호의 비트 레이트에 해당하는 주파수로 수행된다.
상기 다항식 P(X) = X15 + X7 + 1 및 다항식 P(X) = X15 + X8 +1은 서로에 대해 시간상으로 거울로 역전된 근본적으로 동일한 데이터 시퀀스를 규정한다. 따라서, 한 개의 데이터 시퀀스에 의한 데이터 블록의 처리과정은, 이 처리과정이 마찬가지로 시간상으로 거울로 역전되어 수행된다면, 즉 데이터 비트의 최종 비트가 먼저 처리된 후 마지막에서 두 번째 비트 등이 처리되고 최종적으로 데이터 블록의 최초 비트가 처리된다면, 다른 데이터 시퀀스에 의한 처리과정에서와 동일한 결과를 낳는다. 디지탈 신호용 기록/재생장치는 추가적인 신호처리를 위해 데이터 블록을 일시 저장하는 다수의 버퍼를 구비하기 때문에, 기록신호 블록을 시간역전된 형태로 부호화 장치에 가하고, 이 장치에서 이들 시간 역전된 블록을 상기 또 다른 데이터 시퀀스와 합성하고, 결과적으로 얻어진 시간역전된 채널신호 블록을 버퍼에 저장하여 테이프에 기록하기 위해 그것들을 다시 시간역전시키는 것을 용이하게 이룰 수 있다. 재생과정 중에, 상기 채널신호 블록은 재생신호 블록을 얻기 위해 유사한 역전된 방식으로 처리될 수 있다.
본 발명에 따른 자기 테이프 기록/재생장치는, 이러한 장치에서 본 발명의 목적이 달성된다는 것이 매우 중요하기 때문에, 디지탈 부호화된 비디오 신호를 기록 및/또는 재생하는데 특히 적합하다. 그러나, 자기 테이프 기록/재생장치는, 소스 부호화수단 및/또는 소스 복호화수단을 반드시 구비할 필요는 없으며, (아날로그) 비디오 신호를 예를 들어 MPEG 부호화된 비디오 신호로 변환하거나 역으로 변환하는 과정은 상기 기록/재생장치의 외부에서 수행될 수도 있다는 점에 주목하기 바란다. 이러한 소스 부호화 및/또는 소스 복호화가 어디에서 수행되는지는 본 발명과 관련이 없으므로, 본 발명은 소스 부호화수단 및/또는 소스 복호화수단을 구비하지 않은 기록/재생장치에도 연관되며, 이에 따라 컴퓨터 데이터와 디지탈 부호화된 오디오 신호와 같이 디지탈 부호화된 비디오 신호 이외의 디지탈 신호를 기록 및/또는 재생하는데에도 적합하다.
더구나, 자기 테이프 기록/재생장치가 "헬리컬 주사"형으로 불리는 경우에, 본 발명은 로타리 헤드를 사용하여 자기 테이프의 이동 방향에 대해 경사진 트랙을 기록 및 판독하는 모든 자기 테이프 기록/재생장치에도 관련된다는 것을 주목하기 바란다. 따라서, 본 발명은 "횡단 주사(transversal scan)"형 장치 및 "아치형 주사(arcuate scan)"형 장치도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 도면에 있어서,
도 1은 본 발명에 따른 자기 테이프 기록/재생장치의 블록도이고,
도 2는 부호화 장치의 일 실시예를 나타낸 것이며,
도 3은 부호화 장치의 다른 실시예를 나타낸 것이고,
도 4는 부호화 장치의 또 다른 실시예를 나타낸 것이다.
도 1의 블록도는 본 발명을 정확히 이해하는데 적합한 본 발명에 따른 자기 테이프 기록/재생장치의 일 부분을 개략적으로 나타낸 것이다.
상기 장치가 기록모드에 있을 때, 기록될 신호는 다음과 같은 동작을 겪게 된다:
- 소스 부호화. 기록되어질 신호로 입력 1a에 인가된 신호 A가 아날로그 비디오 신호인 경우에는, 이 신호가 먼저 소스 부호화수단(1)에서 예를 들어 MPEG 부호화 비디오 신호로 변환된다. 결과적으로 얻어진 디지탈 신호 B를 이하에서는 입력 디지탈 신호라 칭한다.
- 블록 구조화. 상기 입력 디지탈 신호 B는 신호처리수단(2)에서 792 비트로 이루어진 복수의 그룹으로 나뉜 다음, 에러정정 데이터가 각각의 그룹에 부가된다. 이에 따라, 각각 856 비트로 이루어진 기록신호 블록이 얻어지고, 얻어진 기록신호 C는 이들 기록신호 블록으로 구성된 스트림을 포함한다.
- 채널 부호화. 기록과정 중에, 신호 선택수단(3.1)은 도면에 도시된 위치에 있고, 그 결과 채널 신호 D를 얻기 위해 상기 기록신호 C는 부호화 장치(3) 내부에서 추가적으로 처리된다. 이러한 처리과정은 XOR 회로(3.2)의 내부에서 기록신호 C를 데이터 시퀀스 발생기(3.3)에서 발생된 데이터 시퀀스 E와 합성하는 과정을 포함한다. 이 데이터 시퀀스 발생기는 다항식 P(X) = X15 + X7 + 1로 규정된 최대길이 시퀀스를 발생한다. 상기 기록신호 C는 블록 구조(기록신호 블록)를 가지고 있기 때문에, 얻어진 채널신호 D 역시 블록 구조를 가져 채널신호 블록으로 된다.
- 동기 준비(synchronization preparation). 기록과정 중에, 얻어진 채널 신호 D는 신호 경로선택수단(4)에 의해 동기 형성수단(5)으로 가해진다. 동기 준비수단에서는, 동기 패턴이 각각의 채널신호 블록에 부가되어 전송신호 블록을 생성한다. 이에 따라 얻어진 전송신호 블록 F는 기록용의 복수의 전송신호 블록으로 구성된 스트림을 구비한다.
- 기록 상기 전송신호는 스위칭수단(6)을 통해 기록/판독장치(7)에 인가되고, 기록/판독장치는 기록을 위한 준비과정을 거친 후에 신호를 자기 테이프(7.1) 상에 기록한다. 상기 기록/판독장치는 자기 테이프에 헬리컬 트랙을 기록하는데, 테이프 상에 기록될 때의 한개의 트랙은 306개의 전송신호 블록을 포함한다.
상기 장치가 재생모드에 있는 경우에, 재생될 신호는 다음과 같은 동작을 겪게 된다:
- 판독. 기록/판독장치(7)는 자기 테이프(7.1)로부터 신호를 판독하고, 이 신호를 처리하여 디지탈 전송신호 G를 얻은 다음, 이 전송신호를 (재생과정 중에 도면에 도시된 위치와 다른 위치에 있는) 스위칭수단(6)을 통해 동기화수단(8)으로 인가된다.
- 동기화. 동기화수단(8)은 동기 패턴의 존재에 대해 전송신호 G를 검사한다. 이들 채널이 검출되면, 상기 전송신호는 전송신호 블록으로 나뉜다. 이들 전송 신호 블록으로부터 채널신호 블록이 추출되고 채널신호 H로서 출력된다.
- 채널 복호화. 상기 채널신호 H는 부호화 장치(3)에 가해진다. 재생과정 중에, 상기 신호 선택수단(3.1)은 도면에 도시된 위치와 다른 위치에 있다. 부호화 장치(3)에서는, 채널신호 H가 처리되어 재생신호 I가 얻어진다. 이러한 처리과정은 기록과정 동안의 처리과정과 일치하므로, 기록과정 동안 처리과정을 상쇄한다. 이 처리과정은 XOR 회로(3.2)에서 채널신호 H를 데이터 시퀀스 발생기(3.3)에서 발생된 데이터 시퀀스 E와 합성하는 과정을 포함한다. 데이터 시퀀스 발생기는 다항식 P(X) = X15 + X7 + 1로 규정된 최대길이 시퀀스를 발생한다.
- 신호 구조화. 재생과정 동안 결과적으로 얻어진 재생신호 I는 (도면에 도시된 위치와 다른 위치에 있는) 신호 경로선택수단(4)에 의해 신호처리수단(9)으로 인가된다. 이들 신호처리수단에서는 에러정정이 적용된 후, 이 신호는 기록모드에서 신호처리수단(2)에서 부가된 블록구조가 제거된다. 상기 신호처리수단(9)의 출력(9a)에서는. 원본 디지탈 입력신호 B의 복제본인 디지탈 출력신호 J가 발생된다.
- 소스 복호화. 상기 출력(9a)에서의 디지탈 출력신호 J는 예를 들어 MPEG 부호화 비디오 신호이다. 소스 복호화수단(10)에서는, 이 신호가 아날로그 비디오 신호 K로 변환되는데, 그 후, 이것은 출력(10a)에서 예를 들어 텔레비젼 수상기에 인가하는데 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 자기 테이프 기록/재생장치의 또 다른 실시예에서는, 장치가 소스 부호화 수단(1)을 구비하지 않는다. MPEG 부호화된 비디오 신호가 전송되어, 그 결과 튜너(미도시)의 출력에서 사용가능한 경우와, 예를 들어 카메라 또는 셋톱 박스와 같은 또 다른 소스로부터의 디지탈 부호화된 비디오 신호가 사용가능한 경우에, 이러한 배치가 유리하다. 따라서, 이 실시예에서는 여타의 추가적인 소스 부호화를 사용하지 않고 입력 디지탈 신호가 직접적으로 입력(2a)으로 인가될 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 본 발명에 따른 자기 테이프 기록/재생장치가 소스 복호화수단(10)을 구비하지 않는다. 이와 같은 배치는 텔레비젼 세트에서와 같이 기록/재생장치의 외부에서 MPEG 부호화된 디지탈 신호가 추가적으로 처리될 수 있는 경우에 유리하다. 이 실시예에서는, 여타의 추가적인 소스 복호화과정을 사용하지 않고 디지탈 신호 J가 출력(9a)에서 직접 사용가능한 상태가 된다.
더구나, 이들 2가지 실시예가 결합되어 소스 부호화 및 복호화 수단이 없는 실시예를 구성할 수도 있다.
도 2는 부호화 장치(3)의 일 실시예를 나타낸 것이다. 본 실시예는 15개의 직렬 접속된 메모리 소자(M1…M15)와 1개의 XOR 회로(X1)를 갖는 데이터 시퀀스 발생기(3.3)를 구비한다. 메모리 소자 M1…M14 각각의 출력은 그 다음의 높은 수를 갖는 메모리 소자의 입력에 접속된다. 최종 메모리 소자 X15의 출력과 제 7 메모리 소자 M7의 출력 각각은 XOR 회로(X1)의 입력에 접속된다. 이 XOR 회로(X1)의 출력은 제 1 메모리 소자 M1의 입력에 접속된다.
상기 데이터 시퀀스 발생기는 도면에 미도시된 트리거 신호 경로를 더 구비하는데, 각각의 메모리 소자는 트리거 신호를 수신하는 트리거 입력을 갖는다. 트리거 신호가 수신되면, 메모리 소자의 입력에 있는 데이터 비트는 메모리 소자 내부로 적재되어 그것의 출력으로 전달된다. 메모리 소자의 트리거 입력은 서로 접속되어, 기록신호 C의 비트 레이트에 해당하는 주파수의 트리거 신호를 수신한다. 상기 데이터 시퀀스 발생기는 도면에 미도시된 프리셋 신호 경로를 더 구비하는데, 각각의 메모리 소자는 프리셋 신호의 1 비트를 수신하는 프리셋 입력과 프리셋 인에이블 신호를 수신하는 프리셋 인에이블 입력을 갖는다. 프리셋 인에이블 신호가 수신되면, 메모리 소자의 프리셋 입력 상의 비트는 메모리 소자 내부에 적재되어, 그것의 출력으로 전달된다. 상기 메모리 소자의 프리셋 인에이블 입력은 서로 접속되어, 기록신호 C의 기록신호 블록 각각에 대한 프리셋 인에이블 신호를 수신한다. 상기 프리셋 신호(15 비트)는 항상 12 트랙의 주기 내의 모든 기록신호 블록이 서로 다른 데이터 서브 시퀀스로 스크램블되도록 조정된다.
데이터 시퀀스 E는 상기 발생기로부터 메모리 소자 M15의 출력에서 취해진다. 상기 부호화 장치는 채널신호 D를 얻기 위해 데이터 시퀀스 E를 기록신호 C와 합성하는 XOR 회로(3.2)를 더 구비한다.
도 3은 부호화 장치의 또 다른 실시예를 나타낸 것이다. 본 실시예에서는, 데이터 시퀀스 발생기(3.3)가, 8 비트의 데이터 시퀀스 E가 메모리 소자 M8…M15의 출력에서 발생기로부터 얻어지는 것을 제외하고는, 도 2에 도시된 것과 유사한 구성을 갖는다. 8개의 XOR 회로(3.21…3.28)에서는, 채널신호 D의 8 비트의 워드 D1…D8을 얻기 위해 8 비트의 워드 E1…E8이 기록신호 C의 8 비트 워드 C1…C8과 합성된다. 도 2에 도시된 실시예와 마찬가지로, 도 3의 데이터 시퀀스 발생기는 도면에 미도시된 트리거 신호 경로 및 프리셋 신호 경로를 더 구비한다. 본 실시예에서는, 메모리 소자 M1…M15의 트리거 입력이 기록신호 C의 비트 레이트에 해당하는 주파수의 트리거 신호를 마찬가지로 수신하지만, 채널신호 D의 8 비트 워드 D1…D8은 부가적인 처리를 위해 단지 8배만큼 낮은 주파수로 판독되어야 한다.
그 결과, 기록신호의 8 비트 워드 C1…C8 또한 8배정도 낮은 이러한 주파수로 인가될 필요가 있다. 따라서, 본 실시예는 8 비트의 워드에 대해 연산을 수행하는 구성에 유리하다.
도 2 및 도 3에 도시된 것과 같은 부호화 장치(3)의 실시예는 다항식 P(X) = X15 + X7 + 1로 규정된 데이터 시퀀스를 발생하도록 구성되었다. 이들 실시예는 다항식 P(X) = X15 + X8 + 1로 규정된 데이터 시퀀스를 발생하도록 간단하게 변형될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 제 8 메모리 소자 M8은 제 7 메모리 소자 M7의 출력 대신에 XOR 회로 X1의 입력에 접속된다.
도 4는 다항식 P(X) = X15 + X7 + 1로 규정된 데이터 시퀀스를 발생하도록 구성된 부호화 장치(3)의 또 다른 실시예를 나타낸 것이다. 본 실시예는 15개의 접속된 메모리 소자(M1…M15)와 8개의 XOR 회로(X1…X8)를 포함하는 데이터 시퀀스 발생기(3,3)를 구비한다. XOR 회로 X8은 메모리 소자 M8의 입력과 XOR 회로 X1의 입력에 접속된 출력을 갖는다. 메모리 소자 M8은 XOR 회로 X1의 또 다른 입력에 접속된 출력을 갖는다. 더구나, 메모리 소자와 XOR 회로는 n = 1…7의 7개의 동일한 부 배치로서 접속되는데, XOR 회로 Xn은 메모리 소자 Mn의 입력에 접속된 출력을 갖는다. 메모리 소자 Mn은 메모리 소자 Mn+8의 입력과 XOR 회로 Xn+1의 입력에 접속된 출력을 갖는다. 또한, 상기 메모리 소자 Mn+8은 XOR 회로 Xn+1의 또 다른 입력에 접속된 출력을 갖는다.
매번 8 비트의 데이터 시퀀스 E가 메모리 소자 M8…M15으로부터 얻어진다. 8개의 XOR 회로(3.21…3.28)에서는, 채널신호 D의 8비트 워드 D1…D8 을 얻기 위해 이 8 비트 워드 E1…E8이 기록신호 C의 8비트 워드 C1…C8과 합성된다. 도 2에 도시된 실시예와 마찬가지로, 도 4의 데이터 시퀀스 발생기는 도면에 미도시된 트리거 신호 경로와 프리셋 신호 경로를 더 구비한다. 본 실시예에서는, 메모리 소자 M1…M15의 트리거 입력이 8로 나뉜 기록신호 C의 비트 레이트에 해당하는 더 낮은 주파수의 트리거 신호를 동일하게 수신한다. 채널신호 D의 8비트 워드 D1…D8 또한 부가적인 처리를 위해 이러한 낮은 주파수로 판독될 필요가 있다. 따라서, 본 실시예는 8비트 워드에 대해 연산을 수행하는 구성에 유리하고, 더우기, 본 실시예는 데이터 시퀀스 발생기가 낮은 주파수로 동작하기 때문에 더 낮은 전류소모를 갖는다.
도 2, 도 3 및 도 4에 도시된 실시예에 대해서, 신호들, 즉 기록신호 C 및 채널신호 D를 기록과정 동안 부호화 장치에 의해 처리되고 공급되는 것으로 나타내었다. 그러나, 이들 실시예는 재생모드에서의 용도에도 동일하게 적용되는데, 이때 처리될 신호는 채널신호 H이고, 처리된 신호는 재생신호 I가 된다. 또한, 이들 실시예에는, 발생된 데이터 시퀀스 E와 합성되도록 하기 위해, 장치가 기록모드 또는 재생모드에 있는지 여부에 따라, 기록신호 C 또는 자기 테이프로부터 판독된 채널 신호 H를 선택하기 위한 신호 선택수단(도 1의 3.1)이 설치될 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 디지탈 부호화된 비디오 신호를 기록 및/또는 재생하도록 구성되고 부호화 장치를 구비한 "헬리컬 주사"형의 자기 테이프 기록/재생장치를 제공한다. 기록모드에서, 상기 부호화 장치는 자기 테이프에 기록될 채널신호를 얻기 위해 디지탈 기록신호를 신호처리한다(채널 부호화). 재생모드에서는, 상기 부호화 장치는, 원본 기록신호의 복제본인 디지탈 재생신호를 얻기 위해 자기 테이프로부터 판독된 채널신호를 신호처리한다(채널 복호화). 이러한 목적을 위해, 상기 부호화 장치는 다항식 P(X) = X15 + X7 + 1 또는 다항식 P(X) = X15 + X8 + 1로 정의된 데이터 시퀀스를 발생하도록 구성된 데이터 시퀀스 발생기를 구비한다. 더구나, 상기 부호화 장치는 바람직하게는, 처리될 신호를 발생된 데이터 시퀀스와 합성하는 모듈로-2 가산수단과, 기록/재생장치의 동작 모드에 따라 처리될 신호를 기록신호 및 채널신호로부터 선택하도록 하는 선택수단을 구비한다. 더구나, 본 발명은, N 비트 워드의 데이터 시퀀스를 발생하여 이들 N 비트 워드를 처리될 신호의 N 비트 워드와 합성하도록 구성된 부호화 장치의 실시예를 제공한다.
본 발명은 본 명세서에서 설명한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 첨부된 청구범위에서 한정된 것 같은 본 발명의 범주 내에 속하는 변형물을 상정할 수 있다. 따라서, 상기 데이터 시퀀스 발생기는, 예를 들어 데이터 시퀀스가 그 내부에 사전에 프로그램된 4kx8 ROM과 같은 메모리로 구현할 수도 있다. 데이터 시퀀스의 한 개의 워드, 예를 들어 8비트 워드가 메모리에서 판독된 후, 데이터 시퀀스의 다음번 워드가 판독을 위해 사용가능하도록 메모리의 주소지정이 이루어진다. 각각의 기록신호 블록에 대해 적절한 ROM 어드레스에서 데이터 시퀀스의 판독을 개시함으로써, 12 트랙의 주기 내의 모든 기록신호 블록이 서로 다른 데이터 서브 시퀀스로 스크램블되는 것이 달성된다. 더구나, 비록 본 발명을 하드웨어 수단을 사용하여 본 명세서에서 기술하였지만, 본 발명은 마이크로프로세서 또는 디지탈 신호처리기와 같은 프로그래머블 장치의 기능을 제어하는 소프트웨어 프로그램에 의해서도 실현가능하다. 이러한 실시예 역시 본 발명의 범주에 속한다. 디지탈 신호의 기록 및/또는 판독을 위한 기타의 신호처리 기능을 수행하는 소프트웨어 프로그램에 본 발명을 통합시키고, 이러한 목적을 위해, 전술한 것 같이, 이들 기타의 신호처리 기능에 사용되는 워드 길이에 맞추어 변형된 실시예를 선택하도록 하는 것이 특히 유리하다.

Claims (14)

  1. 디지탈 부호화된 비디오 신호를 기록 또는 재생하도록 구성되고, 자기 테이프에 기록하기 위한 채널신호를 얻기 위해 디지탈 기록신호에 대해 채널 부호화를 수행하거나, 디지탈 재생신호를 얻기 위해 자기 테이프로부터 판독된 채널신호에 대해 채널 복호화를 수행하도록 구성된 부호화 장치를 구비한 "헬리컬 주사"형 자기 테이프 기록/재생장치에 있어서,
    상기 부호화 장치가 다항식 P(X) = X15 + XA + 1(이때, A = 7 또는 8)로 정의된 데이터 시퀀스를 발생하도록 구성된 데이터 시퀀스 발생기를 구비한 것을 특징으로 하는 자기 테이프 기록/재생장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부호화 장치는, 처리된 신호, 즉 자기 테이프에 기록될 채널신호 또는 디지탈 재생신호를 얻기 위해, 발생된 데이터 시퀀스를 처리될 신호, 즉 디지탈 기록신호 또는 자기 테이프로부터 판독된 채널신호와 합성하는 모듈로-2 가산수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 테이프 기록/재생장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    데이터 시퀀스 발생기는 N 비트의 워드를 발생하도록 구성되고, 상기 모듈로-2 가산수단은, N 비트 워드(이때, N 〉1)의 처리 신호를 얻기 위해 데이터 시퀀스 발생기로부터의 N 비트 워드를 처리될 신호의 N 비트 워드와 합성하도록 구성된 N개의 XOR(eXclusive-OR) 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 테이프 기록/재생장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 데이터 시퀀스 발생기는 N 비트 워드를 발생하도록 구성되고, 이 워드는 N으로 나뉜 처리될 신호의 비트 레이트에 해당하는 주파수를 사용하여 발생되는 것을 특징으로 하는 자기 테이프 기록/재생장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    N = 8인 것을 특징으로 하는 자기 테이프 기록/재생장치.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    N = 16인 것을 특징으로 하는 자기 테이프 기록/재생장치.
  7. 제 1 항, 제 2 항 및 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    데이터 시퀀스 발생기는 15개의 직렬 접속된 메모리 소자(M1…M15)와 한 개의 XOR 게이트를 구비하고. 메모리 소자 Mk(이때, k = 1…14)는 메모리 소자 Mk+1의 입력에 접속된 출력을 갖고, 최종 메모리 소자(M15)는 XOR 회로의 입력에 접속된 출력을 가지며, 제 7 또는 제 8 메모리 소자(MA)는 XOR 회로의 또 다른 입력에 접속된 출력을 갖고, XOR 회로는 제 1 메모리 소자(M1)의 입력에 접속된 출력을 갖는 것을 특징으로 하는 자기 테이프 기록/재생장치.
  8. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    A = 7이고, 데이터 시퀀스 발생기는 15개의 접속된 메모리 소자(M1…M15)와 8개의 XOR 회로(X1…X8)를 구비하며, XOR 회로 Xn은 메모리 소자 Mn 의 입력에 접속된 출력을 갖고(이때, n = 1…7이다), 메모리 소자 Mn은 메모리 소자 Mn+8의 입력과 XOR 회로 Xn+1의 입력에 접속된 출력을 갖고, 메모리 소자 Mn=8은 XOR 회로 Xn+1의 또 다른 입력에 접속된 출력을 갖고, XOR 회로 X8은 메모리 소자 M8의 입력과 XOR 회로 X1의 입력에 접속된 출력을 갖고, 메모리 소자 M8은 XOR 회로 X1의 또 다른 입력에 접속된 출력을 갖는 것을 특징으로 하는 자기 테이프 기록/재생장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    N개의 연속된 수의 메모리 소자(Mx+1…Mx+N) 각각은 모듈로-2 가산수단의 N개의 XOR 회로 중 한 개의 입력에 접속된 출력을 갖는 것을 특징으로 하는 자기 테이프 기록/재생장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    N = 8인 것을 특징으로 하는 자기 테이프 기록/재생장치.
  11. 제 1 항 내지 제 4항과 제 10항 중에서 어느 한 항에 있어서,
    부호화 장치는 디지탈 기록신호와 자기 테이프에서 판독된 채널신호로부터 처리될 신호를 선택하도록 구성된 선택수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 자기 테이프 기록/재생장치.
  12. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 기재된 "헬리컬 주사"형 자기 테이프 기록/재생장치용 부호화 장치에 있어서,
    - 복수의 입력신호 중 한 개를 선택하는 수단과,
    - 다항식 P(X) = X15 + XA + 1(이때, A = 7 또는 8)로 정의된 데이터 시퀀스를 발생하도록 구성된 데이터 시퀀스 발생기와,
    - 선택된 입력신호를 발생된 데이터 시퀀스와 합성하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 부호화 장치.
  13. 자기 테이프 기록용 채널신호를 얻기 위해 디지탈 기록신호의 채널 부호화에 의해 자기 테이프 상의 헬리컬 트랙에 디지탈 부호화된 비디오 신호를 기록하는 방법에 있어서,
    다항식 P(X) = X15 + XA + 1(이때, A = 7 또는 8)로 정의된 데이터 시퀀스를 발생하는 단계와,
    기록신호를 상기 발생된 데이터 시퀀스와 합성하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 비디오 신호 기록방법.
  14. 신호가 헬리컬 트랙에 기록된 자기 테이프에 있어서,
    상기 신호가 다항식 P(X) = X15 + XA + 1(이때, A = 7 또는 8)로 정의된 데이터 시퀀스와의 합성에 의해 부호화된 것을 특징으로 하는 자기 테이프.
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