KR100473435B1 - 일정한각속도를가진cd-rom내에서데이터를검색하는시스템과방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일정한 각속도(CAV; constant angular velocity) 판독 기술을 사용하는 CD-ROM(compact disk read only memory) 장치에 저장된 데이터를 검색하는 방법과 시스템에 관한 것이다. 일정한 선가속도(CLA; constant linear acceleration) 판독 기술과는 달리, CAV 판독 기술에서 CD-ROM 판독 헤드의 데이터 검색 속도는 판독되는 환상(annular) 기록 트랙의 반경에 따라 변한다. 내측 기록 트랙과 비교하면 외측 기록 트랙들의 데이터 레이트가 2.5배 더 빠를 수 있다. 새로운 시스템은 위상 고정 루프 회로에 공급된 중심 주파수를 제어하는 마이크로제어기와 함께 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로를 이용한다. 마이크로제어기는 CD-ROM 장치의 판독 헤드의 트랙(예를 들면, 반경)의 위치에 따라 위상 고정 루프 회로의 중심 주파수를 조정한다. 중심 주파수가 현재 트랙의 데이터 레이트에 근접하게 조절되면, 위상 고정 루프 회로에는 현재 트랙으로부터 판독 기준 클록을 정확하게 검색하기 위해 협소한 포획 대역만이 필요하다. 일 실시예에서, 마이크로제어기는 판독 헤드의 움직임을 제어하기 때문에 판독 헤드의 위치를 인식한다. 마이크로제어기에 의해 제어된 프로그램 가능한 오실레이터(예를 들면, 신디사이저(synthesizer))는 요구된 중심 주파수를 발생시키는 새로운 시스템의 일 실시예에 사용된다. 판독 헤드의 위치에 기초한 직접 계산이나 룩업 표는 요구된 중심 주파수를 결정하기 위해 마이크로제어기에 의해 사용될 수 있다. 디코더에는 데이터 디코딩을 위해 판독 기준 클록이 공급된다.

Description

일정한 각속도를 가진 CD-ROM내에서 데이터를 검색하는 시스템과 방법
본 발명은 CD-ROM(compact disk read only memory) 장치에서 데이터를 검색하는 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 일정한 각속도(CAV; constant angular velocity) 판독 기술을 사용하는 CD-ROM 장치에서 데이터를 검색하는 분야에 관한 것이다.
오늘날, 디지털 정보는 종종 "광 디스크"라고 불리는 컴팩트 디스크(CD)에 광학적으로 저장될 수 있다. 이 광 디스크 저장 매체에 보전된 디지털 정보는 광디스크 매체의 중심으로부터 다른 반경에 위치되는 환상형이지만 나선형인 트랙에 광학적으로 저장된다. 디지털 정보는 회전하는 광 디스크 매체의 트랙 위에 위치되는 판독 헤드를 포함하는 CD 플레이어에 의해 광 디스크 매체로부터 판독된다. 컴퓨터 시스템에 사용하기 위해 디지털 정보를 검색하는데 사용되는 컴퓨터에 의해 제어되는 CD 플레이어는 CD-ROM(read only memory) 플레이어라고 불리며, 이와 같은 용도로 사용하기 위한 광 디스크는 종종 CD-ROM 광 디스크라고 불린다.
현재에는, 디지털 정보를 CD-ROM 디스크 상에 기록하기 위한 하나의 인정된 표준이 존재한다. 데이터는 CD-ROM의 직선 인치당 기록되는 데이터 밀도가 일정하도록 일정한 선속도(CLV; constant linear velocity, 아래를 참조하라) 포맷을 사용하여 기록된다. 그러나, CD-ROM 플레이어의 재생 동안 광 디스크 매체로부터 디지털 정보를 판독하기 위한 2개의 인정된 기술이 존재한다. 첫 번째 기술은 일정한 선속도(CLV) 기술이고, 두 번째 기술은 일정한 각속도(CAV) 기술이다. 두 기술에서, 트랙 내에 저장된 정보의 밀도(예를 들어, 비트/인치)는 일정하다. CLV 기술에서, CD-ROM 플레이어의 판독 헤드가 광 디스크 매체의 내측 트랙에서 외측 트랙으로 이동함에 따라, 광 디스크 매체의 회전 속도는 기록된 정보에 관하여 판독 헤드의 일정한 선속도를 유지하기 위해 CD-ROM 플레이어에 의해 감소된다. 회전 속도는 외측 트랙의 원주가 내측 트랙의 원주보다 크기 때문에 감소된다. CLV 판독 기술에서 회전 속도를 감소시킴으로써, 선속도와 데이터 레이트는 일정하게 유지된다. 역으로, CAV 판독 기술에서는, 광 디스크 매체의 회전 속도는 판독 헤드의 트랙 위치와 무관하게 일정하게 유지된다. 따라서, CAV 판독 기술에서, 판독 헤드에 의해 픽업된 디지털 정보의 데이터 레이트는 판독 헤드가 광 디스크 매체의 내측 트랙으로부터 외측 트랙까지 이동함에 따라서 증가한다.
CLV 판독 기술이, 기록된 오디오/비주얼 디지털 파일들을 연속적으로 재생하는데 적합하다 할지라도, 특히 광 디스크 매체내의 랜덤 위치에서 액세스되는 기록된 컴퓨터 정보(예를 들어, "랜덤 액세스된" 정보)를 검색하는데는 이롭지 못하다. 예를 들어, 랜덤 액세스된 정보와 대조적으로, 기록된 오디오/비주얼 디지털 파일은 전형적으로 재생 동안 파일이 진행함에 따라 내측 트랙으로부터 외측 트랙까지(또는 그 역으로) 연속적으로 이동하는 판독 헤드를 사용하여 연속적으로 액세스된다. 오디오/비주얼 파일에서, 판독 헤드를 한 트랙 위치에서 다른 트랙 위치로 "탐색(seek)"(예를 들어, 거리 이동)시키는 경우는 거의 없다. 대조적으로, 광 디스크 매체 내의 랜덤 액세스된 정보는 검색 처리 동안 다수의 "탐색"을 필요로 한다.
"탐색" 명령 동안, CD-ROM 플레이어의 판독 헤드는 광 디스크 매체로부터 기록된 정보를 검색하기 위해서 그 현재 위치에서 새로운 위치로 이동하도록 명령받는다. CLV 판독 기술에서, 광 디스크 매체의 회전 속도는 판독 헤드의 새로운 트랙 위치에 기초하여 조정되어야 한다. 따라서, CLV 판독 기술에서 광 디스크 매체로부터 랜덤 액세스된 정보를 판독하는 것은 광 디스크 매체의 회전 속도의 많은 조정을 필요로 한다.
도 1A 및 도 1B는 탐색 명령에 응답하여, 시간에 대한 판독 헤드의 속도와 광 디스크 회전 속도를 각각 도시한다. 도 1A 및 도 1B(CLV 판독 기술에서)에 의해 도시된 바와 같이, 판독 헤드는 그 현재 위치에서 새로운(예를 들어, 목표) 위치로 신속하게 위치될 수 있는 반면에, CD-ROM 플레이어의 스핀들 모터가 목표 회전 속도에 도달하기까지는 시간이 많이 걸린다. 예를 들어, 도 1A는 CLV 판독 기술을 사용하는 CD 플레이어의 판독 헤드 속도 대 시간을 나타내는 그래프이다. 도 1A의 곡선(10)은, 전형적인 애플리케이션에서, 시간=t0 에서 수신된 탐색 명령 후에, CD 플레이어는 조잡한(rough) 탐색 동작(30)을 수행하기 위해서 대략 100ms를 필요로 하며, 이어서 미세한 탐색(곡선 12)을 수행하여 새로운 판독 헤드 위치(예를 들어, 목표 위치)에 도달하기 위해서는 평균 25ms를 필요로 하는 것을 도시한다. 도 1B는 CLV 판독 기술을 사용하는 CD 플레이어의 회전 속도 대 시간의 그래프이다. 곡선(50)에 의해 도시된 바와 같이, 스핀들 모터의 총 가속 기간(55) 동안, 회전 속도의 변화는 최대가 된다. 그러나, 목표 회전 속도(위치(70))는 탐색 명령이 (시간= t0에서) 수신된 후, 대략 150ms가 될 때까지는 도달되지 않는다. 따라서, CLV 판독 기술에서, CD 플레이어는 목표 판독 헤드 위치에 도달한 후 목표 회전 속도에 도달하는데는 대략 25ms가 더 걸린다(도 1A를 참조하라).
그 결과, CLV 판독 기술은 랜덤 액세스된 기록된 컴퓨터 정보에는 이롭지 못하다. 그 이유는 이 정보가 검색 동안 많은 탐색 명령을 필요로 하기 때문이며, 각 탐색에 대해서는, 목표 회전 속도에 도달하기 위해 CD 플레이어 스핀들 모터에 요구되는 추가 시간으로 인해 액세스 시간이 증가된다. 더욱이, 광 디스크 매체의 회전 속도는 판독 헤드의 위치에 기초하여 변하기 때문에, CLV 기술을 사용하는 CD 플레이어는 값비싼 제어 회로를 갖는 진보된(advanced) 속도 제어 가능한 스핀들 모터를 필요로 한다. 최근에는, CLV 판독 기술을 사용하는 CD 플레이어가 그 스핀들 모터를 일정하게 가속시키기 때문에(도 1B), CLV 판독 기술을 사용하는 CD-ROM의 재생 동안 토크가 요구되며, 이것은 CD 플레이어의 전반적인 전력 소모를 증가시킨다. CLV 판독 기술은 전력 저장 능력이 제한되며 열에 극히 민감한 배터리로 작동되는 컴퓨터 시스템(예를 들어, 휴대용 랩탑)에는 이롭지 못하다.
최근 CD 플레이어 기술의 개발이 CAV 판독 기술용의 동작 가능한 CD-ROM 플레이어를 제공하도록 시도되었다. 그러나, 데이터 레이트가 광 디스크 매체의 내측 트랙에서 외측 트랙으로의 폭에 의해 변화하므로(예를 들어, 2.5배), 비교적 복잡하며 고비용의 위상 고정 루프 회로가 사용된다. 그러나, 가장 복잡한 위상 고정 루프 회로조차도 위상 고정 루프 회로의 고정된 기준 주파수의 +/-(50-100)%의 포획 밴드(capture band)내의 데이터 레이트(예를 들어, 주파수)에만 응답할 수 있다. 따라서, 종래 기술 CAV CD-ROM 플레이어는, 그 위상 고정 루프 회로의 포획 밴드가 너무 한정되므로, 전체 광 디스크 매체에 걸쳐 데이터를 검색할 수 없다. 더욱이, 종래 기술 CAV CD-ROM 플레이어는, 위상 고정 루프 회로의 포획 밴드가 증가함에 따라, 위상 고정 루프 회로의 전체 비용과 복잡성이 증가하기 때문에, 비교적 비싸게 된다.
따라서, 판독 헤드를 새로운 트랙 위치에 위치시키는데 필요한 시간외에 추가 시간을 필요로 하지 않는, 광 디스크 매체 상에 저장된 랜덤 액세스된 디지털 정보를 효과적이며 효율적으로 검색하는 CD-ROM 플레이어가 요구된다. 더욱이, 값비싼 스핀들 제어 회로를 갖는 진보되고 값비싼 스핀들 모터(spindle motor)를 필요로 하지 않는 CD-ROM 플레이어가 요구된다. 또한 새로운 탐색 명령이 전송될 때마다 그 스핀들 모터에 토크(그에 따른 소비전력)가 필요하지 않는 CD-ROM 플레이어가 요구된다. 또한 상기의 장점을 제공하고 용이하게 이용 가능한 저비용의 위상 고정 루프 회로를 필요로 하는 CD-ROM 플레이어가 요구된다. 아래에 기술한 바와 같이, 본 발명은 이와 같은 이로운 능력과 상기에 인용되지 않았지만 하기에 본 발명의 상세한 설명에 명백히 나타나는 다른 능력을 제공한다.
일정한 각속도(CAV; constant angular velocity) 판독 기술을 이용하는 CD-ROM 장치에 저장된 데이터를 검색하는 방법과 시스템이 기술되어 있다. 일정한 선가속도(CLV) 기술과는 달리, CAV 판독 기술에서, CD-ROM 판독 헤드의 데이터 검색 레이트는 판독되는 환상형(이지만 나선형)의 기록 트랙의 반경에 따라 변한다. 다른 트랙에 대해서는, 판독 헤드는, 외측 트랙의 원주가 내측 트랙의 원주보다 크고 CD-ROM 디스크의 회전 주기가 일정하기 때문에, CD-ROM 디스크에 걸쳐 다른 선속도로 이동한다. 내측 기록 트랙과 비교하면 외측 기록 트랙의 데이터 레이트는 2.5배 더 빠르다. 새로운 시스템은 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로에 공급된 중심 주파수를 제어하는 마이크로제어기와 함께 비싸지 않은 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로를 이용한다. 마이크로제어기는 CD-ROM 장치의 판독 헤드의 트랙 위치(예를 들어, 반경)에 따라 위상 고정 루프 회로의 중심 주파수를 조절한다. 중심 주파수가 현재 트랙의 데이터 레이트에 근접하도록 조절되면, 위상 고정 루프 회로는 현재 트랙으로부터 판독 기준 클록을 정확하게 검색하기 위해 협소한 포획 밴드만을 필요로 한다. 일 실시예에서, 마이크로제어기는 판독 헤드의 움직임을 제어하기 때문에 판독 헤드의 위치를 인식한다. 마이크로제어기에 의해 제어된 프로그램 가능한 오실레이터(예를 들면, 신디사이저(synthesizer)는 요구된 중심 주파수를 발생시키는 새로운 시스템의 일 실시예에 사용된다. 판독 헤드의 위치에 기초한 직접 계산이나 룩업 표는 요구된 중심 주파수를 결정하기 위해 마이크로제어기에 의해 사용될 수 있다. 디코더에는 호스트 시스템으로의 데이터 디코딩을 위해 판독 기준 클록이 공급된다.
특히, 본 발명의 실시예는, 정보 검색 시스템에 있어서,
광 디스크로부터 인코딩된 정보를 광학적으로 판독하며, 상기 인코딩된 정보를 공급하는 판독 헤드로서, 상기 인코딩된 정보는 상기 판독 헤드의 트랙 위치들에 따라 가변 데이터 레이트들로 판독되어 공급되는, 상기 판독 헤드와,
상기 판독 헤드의 상기 트랙 위치들을 제어하며, 상기 트랙 위치들에 기초하여 가변 중심 주파수들을 결정하는 마이크로제어기와,
상기 마이크로제어기에 연결되며 상기 마이크로제어기에 의해 결정된 상기 가변 중심 주파수들을 발생시키는 프로그램 가능한 오실레이터와,
상기 프로그램 가능한 오실레이터로부터 상기 가변 중심 주파수들을 수신하도록 연결되며, 상기 인코딩된 정보를 수신하도록 연결되는 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로로서, 상기 인코딩된 정보로부터 판독 기준 클록 신호들을 추출하는, 상기 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로와,
상기 인코딩된 정보를 수신하도록 연결되며, 상기 판독 기준 클록 신호들을 수신하도록 연결되는 데이터 디코더 회로로서, 상기 인코딩된 정보 및 상기 판독 기준 클록 신호들에 기초하여 디코딩된 정보를 발생시키는, 상기 데이터 디코더 회로를 포함하는, 정보 검색 시스템을 포함한다. 본 발명의 실시예는 또한 상기에 따라 구현된 방법을 포함한다.
본 발명은 가변 중심 주파수 신호들이 공급되는 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로를 사용하는 CAV CD-ROM 장치용의 정보 검색 시스템을 제공한다. 본 발명의 상기 가변 중심 주파수 신호는 CD-ROM 광 디스크의 현재 판독 트랙의 데이터 레이트에 근접하게 마이크로제어기에 의해 제어된다. 본 발명의 다음의 상세한 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 위해 다양하고 상세한 설명이 이루어져있다. 그러나, 당업자라면 본 발명이 상기와 같은 상세한 설명 없이 또는 다른 요소 또는 방법을 사용함으로써 실시될 수 있음을 명백히 알 수 있을 것이다. 다른 예에서, 잘 알려져 있는 방법, 절차, 구성 요소, 회로는 본 발명의 양태를 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 기술되지 않았다.
가변 데이터 레이트
본 발명인 데이터 검색 시스템은 CAV 판독 기술을 사용하는 CD-ROM 광 디스크를 판독하는 CD-ROM 플레이어와 함께 사용되며, CD-ROM 광 디스크는 일정한 비트 밀도(예를 들어, CLV 기록 포맷을 사용하여)로 기록된다. 도 2는 CAV 판독 기술을 사용하는 CD-ROM 플레이어의 데이터 레이트(MHz로 표시됨) 대 판독 헤드 트랙 위치를 도시한 그래프이다. 곡선(110)에 의해 도시된 바와 같이, CD-ROM 플레이어의 판독 헤드의 데이터 레이트는 판독 헤드가 외측 트랙으로 이동함에 따라 증가한다. CAV 판독 기술에서, 광 디스크의 회전 속도(회전/초로 측정됨)가 고정되기 때문에, 판독 헤드가 내측 트랙에서 외측 트랙으로 CD-ROM 광 디스크의 트랙에 걸쳐 이동함에 따라, 트랙의 원주율은 증가한다. 광 디스크 CD-ROM의 트랙에 기록된 정보의 밀도(비트/인치로 측정됨)는 일정하다. 상기로 인해, CAV 판독 기술에서, 회전마다 판독 헤드가 만나게 되는(encountered) 데이터 양은 판독 헤드가 외측 트랙으로 이동함에 따라 증가한다. 따라서, 데이터 레이트는, 판독 헤드가 내측 트랙(반경)(135)에서 외측 트랙(반경)(140)으로 이동함에 따라, 선(110)에 따라 증가한다. CAV 판독 기술에서, 내측 트랙의 데이터 레이트가 f0이고 내측 반경이 r0라고 가정하면, 다음 식은 반경 rx에 위치한 트랙의 데이터 레이트(fx)를 계산한다.
Figure pat00001
본 발명의 예시적인 일 실시예에서, 내측 트랙(f0)의 주파수는 대략 17.3 MHz이고, 외측 트랙의 주파수는 대략 40 MHz이다. 도 2의 데이터 주파수 밴드는 17.3 MHz과 40 MHz 사이이다. 전형적인 광 디스크 CD-ROM의 내측 트랙 반경은 대략 거의 1 인치 아래다. 전형적인 광 디스크 CD-ROM의 외측 트랙 반경은 대략 거의 2.4 내지 2.5인치 아래다. 상기 예시적인 경우에서, CAV 판독 기술을 사용하는 CD-ROM 플레이어는 최내측(inner most) 트랙의 17.3MHz에서 최외측(outer most) 트랙의 40MHz까지의 매우 넓은 주파수 범위 내에서 검출되는 디지털 데이터를 인식하고 디코딩하는데 필요하며, 보다 높은 주파수는 보다 낮은 주파수보다 대략 2.5배 정도 또는 보다 낮은 주파수의 250 퍼센트 정도 크다. 상기 값은 단지 예시적인 것이며, 중요한 것은 CAV 판독 기술에서 CD-ROM 플레이어는 최대 주파수가 최소 주파수의 100과 300 퍼센트 사이에 있을 수 있는 매우 넓은 주파수 범위를 갖는 인입(incoming) 데이터를 디코딩하는데 필요하다는 것을 알 수 있다.
비트/인치(BPI)로 측정된, 고정 데이터 밀도(D)가 주어지면, 본 발명의 일 실시예에 의해 초/회전 단위인 일정한 회전 주기 T를 취하는 반경(rx)에 위치한 트랙의 데이터 레이트(fx)를 결정하기 위해, 다음 식이 사용된다.
Figure pat00002
여기서 PI는 3.1415이다. 예시적인 실시예에서, 데이터 밀도(D)는 CD-ROM 광 디스크 어디든지 일정하고, 제조된 CD-ROM 광 디스크에 따라 30,000 내지 120,000 BIP 사이일 수 있다. 또한, CD-ROM 광 디스크의 각 회전 속도는 2,000 내지 3,000 rpm(revolutions per minute)일 수 있으며, 주기(T)는 0.03과 0.02 초/회전 사이일 수 있다. 상기 값은 단지 예시적인 것이며, 본 발명은 상기에서 기술된 다른 주기(T), 다른 데이터 밀도(D)를 갖는 시스템에 적용될 수 있음을 알 수 있다. 상기 식(2)을 사용하여, 일정한 주기(T)(sec/rev)와, 일정한 데이터 밀도(D)(bit/inch)가 주어지면 반경(rx)에 위치한 트랙의 데이터 레이트(fx)가 계산될 수 있다. CAV 판독 기술에서, 본 발명에 의해 사용되는 D와 T는 상수이다.
CD-ROM 광 디스크 (200)
도 3은 본 발명에 의해 사용되는 것과 같은 예시적인 공지된 CD-ROM 광 디스크 저장 매체(200)를 나타낸다. CD-ROM 광 디스크(200)는 환상형이고 일련의 동심형의 나선 환상형 트랙으로 구성된 것으로, 한 트랙(tx)(235)의 일부가 반경 위치(rx)(230)에 도시되어 있다. 반경 위치(r0)(220)에 위치한 최외측 트랙뿐만 아니라 반경 위치(ri)(210)에 위치한 최내측 트랙도 또한 도시되어 있다. CD-ROM 광 디스크(200)의 중심은 전형적으로 비어있다. r0는 ri보다 2.5배 더 클 수 있음을 알 수 있다. 공지된 바와 같이, 디지털 데이터는 CD-ROM 광 디스크(200)의 트랙내의 광학 "피트들"로써 저장된다. 또한 상기 광 디스크에 저장된 디지털 데이터를 광학적으로 판독하기 위해서 CD-ROM 광 디스크(200)의 트랙 위에 또는 트랙에 걸쳐 위치한 CD-ROM 광 판독 헤드(이하 "판독 헤드")(250)가 도 3에 도시되어 있다. 판독 헤드(250)는 또한 탐색 명령 동안 CD-ROM 광 디스크(200)의 트랙에 걸쳐 배치될 수 있다. 동작시, 본 발명은 CD-ROM 광 디스크(200)의 트랙에 걸쳐 판독 헤드(250)를 이동시키기 위해 공지된 구성 요소와 방법을 사용한다.
가변 중심 주파수 결정
하기에 보다 상세히 기술한 바와 같이, 본 발명은 임의의 주어진 트랙 위치(rx)에서 판독 헤드(250)에 의해 판독된 데이터로부터 판독 기준 클록을 추출하기 위해 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로를 이용한다. 판독 기준 클록은 그 트랙 위치(rx)에 저장된 디지털 정보의 데이터 레이트를 나타낸다. 판독 기준 클록을 복원하기 위해, 위상 고정 루프 회로는 입력 기준 클록 신호(fi)("중심 주파수"라고도 불림)를 필요로 한다.
위상 고정 루프 회로는 입력 신호가 위상 고정 루프 회로의 포획 밴드 내에 위치하는 한 입력 클록 신호를 인식할 수 있다. 중심 주파수(fi)는 위상 고정 루프 회로의 포획 밴드의 중심에 위치한다. 과거에, 종래 기술 CAV CD-ROM 시스템은 매우 비싸고, 매우 복잡하며, 전형적으로 주문에 의해 설계되고, 보통 공급이 부족한 매우 큰 포획 밴드 (예를 들어, 최대 주파수가 최소 주파수의 100 내지 300 퍼센트인 포획 밴드) 위상 고정 루프 회로에 의지하였다.
본 발명은 매우 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로를 사용하여, 판독 헤드(250)의 트랙 위치(rx)에 따라 협소한 밴드 위상 고정 루프 회로에 공급된 중심 주파수(fi)를 변화시킨다. 이는 매우 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로가 다른 큰 데이터 주파수 밴드내의 모든 데이터 주파수를 인식하도록 허용한다.
트랙 위치(rx)로 중심 주파수를 변동시키는 방법은 데이터 주파수 밴드에 대해 선택된 많은 중심 주파수에 의존한다. 본 발명의 일 실시예에서, 데이터 주파수 밴드에 대해 256 중심 주파수가 선택된다. 그러나, 본 발명은 복수의 다른 중심 주파수들(예를 들어, 8, 16, 32, 64, 128 등)에 대해서도 적절하게 사용될 것이다.
도 4는 CAV CD-ROM 플레이어의 데이터 주파수 밴드(332)에 걸쳐 256 중심 주파수들을 사용하는 본 발명의 예시적인 실시예에 대한 데이터 주파수(MHz로 나타냄) 대 트랙 위치(인치로 나타냄)를 도시하는 그래프이다. 도 4는 판독 헤드 트랙위치(r0 내지 r255)에 각각 대응하는 몇몇의 예시적인 중심 주파수들(f0 내지 f255)을 도시한다. 중심 주파수들(fi) 각각은 해당 트랙 위치(rx)가 주어지면, 상기 식(2)을 사용하여 계산될 수 있다. 각 트랙 위치(rx) 사이의 거리(d)는 아래의 식에 의해 계산된다.
Figure pat00003
여기서 r0는 외측 트랙 반경이고, ri는 내측 트랙 반경이며, n은 중심 주파수의 수(예를 들어, 일 실시예에서 256)이다.
각 중심 주파수(fi)는 적은 데이터 주파수 범위에 걸쳐 유효하다(예를 들어, 중심 주파수(f0 내지 f4)는 주파수 범위들(312, 314, 316, 318 및 320) 각각에 대응한다). 주어진 주파수 범위(예를 들어, 316)에 대해, 그 대응하는 중심 주파수(예를 들어, f2)는 주파수 범위의 중심에 위치한다. 예시적인 일 실시예에서, 대응하는 256 가능한 중심 주파수를 갖는 256 가능한 주파수와 40 MHz 내지 17.3 MHz의 데이터 주파수 밴드가 주어지면, 각 주파수 범위는 대략 88.67 MHz의 폭이 된다.
본 발명에 따른 탐색 동작 동안, 판독 헤드의 현재 트랙 위치(rx)가 주어진 주파수 범위(예를 들어, 312 또는 314 등)내에 있을 때, 본 발명은 대응하는 중심 주파수(예를 들어, f0 또는 f1 등)를 계산하고 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로에 그 결정된 중심 주파수 값을 공급한다. 이 방식으로, 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로에 공급된 중심 주파수는 판독 헤드의 현재 트랙 위치(rx)에 저장된 정보의 실제 데이터 레이트에 근접하게 된다. 이 방식으로, 현재 트랙에서 판독 기준 클록을 복원하는데 사용되는, 덜 비싸고, 용이하게 이용 가능한, 협소한 밴드 위상 고정 루프 회로 대신에, 광대한 포획 밴드 위상 고정 루프에 대한 필요성이 본 발명의 범위내에서는 없어지게 된다.
협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로를 갖는 정보 검색 시스템(500)
도 5는 상기에 기술한 바와 같은 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로(530)를 사용하는 본 발명의 정보 검색 시스템(500)을 나타낸다. 정보 검색 시스템(500)은 호스트 컴퓨터 시스템(440) 및 인터페이스 프로토콜 유닛(450)과 함께 도시되며, 이 들은 보다 큰 컴퓨터 시스템(400)을 함께 형성한다. 또한 하기에 기술한 바와 같이, 협소한 밴드 위상 고정 루프 회로(530)는 선(535)을 통해 가변 중심 주파수 신호들을 수신한다. 선(535)을 통해 수신된 중심 주파수 신호의 값은 도 4에서 도시된 바와 같이 판독 헤드(250)의 현재 트랙 위치(rx)에 따른다.
본 발명의 일 실시예에서, 도 5의 데이터 검색 시스템(500)은 호스트 컴퓨터 시스템(440)과 통신하도록 연결된 CD-ROM 플레이어이다. 호스트 컴퓨터 시스템(440)은 또한 휘발성 메모리 유닛(402)(예를 들어, RAM) 및 비휘발성 메모리 유닛(403)(예를 들어, ROM, PROM, EPROM, 플래쉬 메모리 등)에 연결된 어드레스/데이터 버스(404)에 연결된 프로세서(401)를 포함한다. 다수의 공지된 호스트 컴퓨터 시스템은 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다. 또한 호스트 컴퓨터 시스템(440)과 정보 검색 시스템(500) 사이의 통신을 허용하는 인터페이스 프로토콜 유닛(450)이 버스(404)에 연결되어 있다. 다수의 공지된 프로토콜 인터페이스 유닛은 본 발명의 범위 내에서 유닛(450)으로서 사용될 수 있다. 호스트 컴퓨터 시스템(440)은 데이터 검색 시스템(500)에 판독 명령을 전송할 책임이 있다. 이 판독 명령은 판독 헤드(250)로 하여금 대응하는 판독 동작 동안 특정한 트랙 위치에 위치하도록 하는 탐색 동작을 포함한다. 호스트 컴퓨터 시스템(440)은 또한 전송된 판독 명령에 응답하여 데이터 검색 시스템(500)으로부터 디코딩된 데이터를 수신한다.
도 5의 데이터 검색 시스템(500)은 CD-ROM 판독 헤드 하드웨어 유닛(520)에 연결된 마이크로제어기 유닛(550)을 포함한다. CD-ROM 판독 헤드 하드웨어 유닛(520)은 (1) 도 3에 도시된 바와 같은 광학 판독 헤드(250)와, (2) 판독 헤드(250)를 지지하는 판독 헤드 암 어셈블리와, (3) 암 어셈블리의 위치를 제어하는 포지셔너(positioner)(예를 들어, 액추에이터(actuator))를 포함하며, 이에 의해 판독 헤드(250)의 위치를 제어한다. 다수의 공지된 회로와 구성 요소는 CD-ROM 판독 헤드 하드웨어 유닛(520)으로서 사용될 수 있다. 공지된 바와 같이, CD-ROM 판독 헤드 하드웨어 유닛(520)은 마이크로제어기 유닛(550)에 의해 전송된 명령들에 응답하여 판독 헤드가 결정된 트랙 위치에 위치하도록 명령한다.
마이크로제어기 유닛(550)은 여기서 기술한 바와 같이 데이터 검색 시스템(500)의 여러 양태를 제어한다. 즉, 마이크로제어기 유닛(550)은 CD-ROM 디스크(200)(도 3)의 트랙들에 관하여 CD-ROM 판독 헤드(250)의 위치를 제어한다. 판독 헤드(250)를 특정 트랙 위치(rx)에 위치시키기 위해 마이크로제어기 유닛(550)으로부터 제어 버스(545)를 통해 명령이 전송되어 CD-ROM 판독 헤드 하드웨어 유닛(520)이 제어된다. 이 방식으로, 마이크로제어기 유닛(550)은 항상 판독 헤드(250)의 현재 트랙 위치를 인식하게 된다. 본 발명의 범위 내에서, 다수의 공지된 회로들과 절차들은 판독 헤드(250)의 트랙 위치를 제어하기 위해 마이크로제어기유닛(550)에 의해 그리고 마이크로제어기 유닛(550)내에서 사용될 수 있다.
마이크로제어기 유닛(550)은 또한 호스트 컴퓨터 시스템(440)과 유사하게, 휘발성 메모리 유닛(552)(예를 들어, RAM) 및 비휘발성 메모리 유닛(553)(예를 들어, ROM, PROM, EPROM, 플래쉬 메모리 등)에 연결된 내부 어드레스/데이터 버스(570)에 연결된 프로세서(551)를 포함한다. 통신 유닛(560)은 프로세서(551)로 하여금 제어 버스(545)를 통해 명령을 전송하도록 허용하기 위해 내부 버스(570)와 제어 버스(545)에 연결된다. 프로그램 코드 제어 마이크로제어기 유닛(550)은 메모리 유닛(553 및 552)에 저장되며 프로세서(551)에 의해 실행된다.
마이크로제어기 유닛(550)은 또한 제어 버스(545)를 통해 신디사이저 유닛(540)에 연결된다. 신디사이저 유닛(540)은 버스(545)를 통해 특정 값으로 프로그램되면, 선(535)을 통해 출력되는 대응하는 주파수 신호를 발생시키는 프로그램 가능한 오실레이터 회로이다. 마이크로제어기 유닛(550)의 제어하에, 그리고 판독 헤드(250)의 현재 트랙 위치에 기초하여, 신디사이저 유닛(540)은 도 4에 기술된 바와 같은 프로그램 가능한 중심 주파수(예를 들어, f1, f2, f3, f4)를 발생시킨다. 일 실시예에서, 신디사이저(540)는 프로세서(551)로부터 제어 버스(545)를 통해 8비트 디지털 제어 신호를 수신하며 그에 따라 적어도 256 다른 프로그램 가능한 중심 주파수를 선(535)을 통해 발생시킬 수 있다. 신디사이저 회로(540)는 본 발명의 범위에서 다수의 공지된 회로를 이용하여 구현될 수 있고 하나의 이러한 구현이 도 6에 도시되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 현재 트랙 위치에서 CD-ROM 광 디스크(200)에 저장된 데이터로부터 판독 기준 클록을 추출하기 위해 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로("위상 고정 루프 회로")(530)를 이용한다. 위상 고정 루프 회로(530)는 기준 클록 신호로서 선(535)을 통해 프로그램 가능한 중심 주파수를 나타내는 클록 신호를 수신하도록 연결된다. 위상 고정 루프 회로(530)는 또한 CD-ROM 판독 헤드 하드웨어 유닛(520)에 의해 공급된 버스(525)를 통해 데이터를 수신하도록 연결된다. 공급된 가변 중심 주파수 신호를 사용하면, 위상 고정 루프 회로(530)는 버스(525)를 통해 공급된 데이터로부터 판독 기준 클록 신호를 추출할 수 있다. 위상 고정 루프 회로가 (예를 들어, 선(535)을 통해) 주어진 중심 주파수 신호를 참조하여 (예를 들어, 버스(525)를 통해 수신되는) 알려지지 않은 클록 신호의 위상 및 특성을 추출하는 방법은 기술상 알려져 있다. 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로(530)는 다수의 공지된 그리고 용이하게 이용 가능한 회로 설계를 사용하여 구현될 수 있다.
CD-ROM 광 디스크(200)로부터 판독 헤드(250)에 의해 판독되는 인코딩된 데이터는 CD-ROM 판독 헤드 하드웨어 유닛(520)에 의해 선(525)을 통해 전송된다. 추출된 판독 기준 클록은 위상 고정 루프 회로(530)에 의해 선(515)을 통해 데이터 디코더 유닛(510)에 공급된다. 데이터 디코더 유닛(510)은 공지된 기술을 사용하여 버스(525)를 통해 수신된 인코딩된 데이터를 디코딩하기 위해 선(515)으로부터 추출된 판독 기준 클록을 사용한다.
위상 고정 루프 회로(530)에 필요한 포획 밴드의 폭은 마이크로제어기 유닛(550)에 의해 사용되는 중심 주파수들의 수에 의존한다. 256 다른 중심 주파수들이 사용되는 실시예를 가정하면, 위상 고정 루프 회로의 포획 밴드의 폭은 총 데이터 주파수 밴드(332)(도 4)의 1% 미만이다. 아래의 표 1은 데이터 주파수 밴드(332)를 분할하기 위해 다른 수의 중심 주파수들을 사용하는 본 발명의 여러 실시예들에 대한 위상 고정 루프 회로에 필요한 포획 밴드의 근사치들을 나타낸다.
[표 1]
상기 실시예는 예시적인 것이며 본 발명은 상기에 도시된 것과 같은 데이터 주파수 밴드(332)의 다른 수의 주파수 범위를 갖는 실시예에 사용하는데 적합함을 알 수 있다. 또한 마이크로제어기 유닛(550)이 가변 중심 주파수들을 위상 고정 루프 회로(530)에 공급하기 때문에, 본 발명은 과거에 사용된, 비싸고, 복잡하며 가능한 한 주문대로 설계된 광대한 밴드 위상 고정 루프 회로에 대한 필요성을 배제함을 알 수 있다. 대신에, 비교적 싸고 용이하게 이용 가능한 협소한 대역 위상 고정 루프 회로가 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로는 최대 주파수 값이 최소 주파수 값보다 50% 미만만큼 더 큰 포획 밴드를 갖는 회로이다.
상기에 논의된 바와 같이, 추출된 판독 기준 클록 신호는 도 5의 선(515)을 통해 데이터 디코더 유닛(510)에 공급된다. 데이터 디코더 유닛(510)은 기술상 잘 공지되어 있다. 판독 기준 클록 신호가 판독 헤드(250)의 현재 트랙 위치(rx)에 저장된 정보의 데이터 레이트를 나타내기 때문에, 데이터 디코더 장치(510)는 버스(525)로부터 인입 CD-ROM 데이터를 디코딩된 디지털어로 디코딩하기 위해 선(515)을 통해 판독 기준 클록 신호를 이용한다. 호스트 컴퓨터 시스템(440)의 프로세서(401)로부터의 판독 명령 동안, 이 디지털어는 그 다음 데이터를, 버스(404)를 통해 프로세서(401)에 의해 판독될 수 있는 프로토콜 내에 배치하는 인터페이스 프로토콜 유닛(450)에 전송된다.
탐색 동작을 요구하는 판독 명령은 마이크로제어기 유닛(550)으로 하여금 판독 헤드 이동 명령을 CD-ROM 판독 헤드 하드웨어 유닛(520)에 전송하도록 한다. 이에 응답하여, 마이크로제어기 유닛(550)은 판독 헤드(250)의 트랙 위치에 따라 위상 고정 루프 회로(530)에 공급된 중심 주파수 신호를 변경하는 신디사이저 유닛(540)에 중심 주파수 명령을 발생시킨다. 중심 주파수 조정은 판독 헤드(250)가 이동할 때마다 가능하다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 대한 신디사이저 유닛(540)의 회로망을 보다 상세히 도시한다. 한 구현예에서, 신디사이저(540)는 전압에 의해 제어된 오실레이터(VCO)(542)에 연결된 디지털 아날로그 변환기(DAC)(544)를 포함한다. 제어 버스(545)는 마이크로제어기 유닛(550)에서 DAC(544)로 디지털 제어 신호 또는 워드(예를 들어, 8비트)를 공급한다. DAC(544)는 이 디지털 값을 VCO(542)에 공급된 아날로그 전압 신호로 변환시킨다. VCO(542)는 그 다음 요구된 중심 주파수(fi)를 선(535)을 통해 위상 고정 루프 회로(530)에 발생시킨다. VCO(542)와 DAC(544)는 본 발명의 범위 내에서 공지된 회로를 사용하여 구현될 수 있다.
중심 주파수(fi) 결정
도 5의 마이크로제어기 유닛(550)은 CD-ROM 판독 헤드 하드웨어(520)에 명령을 전송함으로써 판독 헤드(250)의 이동을 제어한다. 파워-업시, 판독 헤드(250)는 공지된 위치로 초기화된다. 따라서, 파워-업 후 임의의 주어진 순간에, 상기 마이크로제어기 유닛(550)은 판독 헤드(250)의 현재 트랙 위치(rx)를 인식하게 된다. 판독 헤드(250)의 어떠한 움직임에 대해서도, 마이크로제어기 유닛(550)은 버스(545)를 통해 유효 중심 주파수 제어 신호를 생성하기 위해 중심 주파수 결정을 실행한다. 예시적인 실시예에서, 회전 주기(T)(sec/rev)는 상수이며, 데이터 밀도(D)(bits/inch)도 또한 상수이다. 더욱이, 주어진 구현에서, 중심 주파수들의 수(예를 들어, 64, 128, 256 등)와 그 주파수 값들(예를 들어, f1, f2, f3, f4 등)은 상수이다. 따라서, 일 실시예에서, 마이크로제어기 유닛(550)은 현재 판독 헤드 위치(rx)에서 대략적인 데이터 주파수를 결정하기 위해 식(2)을 사용한다.
Figure pat00005
이 실시예에서, 마이크로제어기 유닛(550)은 그 다음 가장 근접한 중심 주파수(fi)를 결정된 값(fx)으로 결정한다. 프로세서(551)는 그 다음 신디사이저 유닛(540)에게 상기에 결정된 중심 주파수(fi)를 발생시키도록 명령하기 위해 버스(545)를 통해 특정 제어 신호를 발생시킨다. 이용되는 소프트웨어 절차에 따라서, 마이크로제어기는 판독 헤드(250)의 현재 트랙 위치(rx)에 기초하여 가장 근접한 중심 주파수(fi)를 자동으로 절상하거나(round up) 절하하는(round down) 식(2)의 변형된 형태에 기초하여 중심 주파수(fi)를 직접 계산한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 마이크로제어기 유닛(550)은 판독 헤드(250)의 현재 트랙 위치(rx)에 대한 중심 주파수(fi)를 결정하기 위해 도 7에 도시된 바와 같은 룩업 표(LUT)(600)를 이용한다. 도 7의 예시적인 실시예에서, 256 중심 주파수가 이용되며 LUT는 256 다른 엔트리를 포함한다. LUT(600)는 사용되는 중심 주파수의 번호와 동일한 인덱스 트랙 위치 번호(ri = r0, r1, r2, r3. ... r256)에 의해 인덱스된다. 각 인덱스 트랙 위치(ri)에 대하여, LUT는 그 트랙 위치의 대응하는 중심 주파수(f0, f1, f2, f3. 등)에 대한 엔트리를 포함한다.
이 인덱스 트랙 위치는 트랙 위치 "범위"라고 간주될 수 있는데, 그 이유는 이것이 인덱스 트랙 위치 근처에 있으며 LUT(600)내의 인접한 인덱스 트랙 위치에 근접하지 않는 모든 현재 판독 헤드 트랙 위치에 적용되기 때문이다. 예를 들어, 작동시, 마이크로제어기는 판독 헤드(250)의 현재 트랙 위치(rx)를 수신하며, (LUT(600)의 인덱스된 트랙 위치(ri)의) 가장 근접한 색인 트랙 위치를 현재 판독 헤드의 트랙 위치(rx)로 결정한다. 결정된 인덱스된 트랙 위치(ri)에 대응하는 중심 주파수(fi)는 그 다음 LUT(600)으로부터 판독되고 디코딩하기 위해 프로세서(551)에 제공되며 제어 버스(545) 상에 출력된다. LUT(600)을 사용하는 이 다른 실시예는, 탐색 명령 동안 적절한 중심 주파수를 결정하기 위해 곱셈 및/또는 나눗셈 연산을 실행하는 프로세서(551)를 필요로 하지 않기 때문에, 유리하다.
도 7의 LUT(600)는 컴퓨터 판독 가능한 휘발성 메모리 유닛(552)에 저장될 수 있으며 또는 컴퓨터 판독 가능한 비휘발성 메모리 유닛(553)에 저장될 수 있음을 알 수 있다.
상기 구현예들 중 어느 한 구현예에 따라, 주어진 현재 판독 헤드 트랙 위치(rx)에 대해, 마이크로제어기 유닛(550)은 현재 트랙 위치(rx)에 저장되는 CD-ROM 데이터에 대해 예상되는 실제 데이터 레이트에 비교적 근접한 중심 주파수(fi)를 결정한다. 따라서, 협소한 포획 밴드를 갖는 위상 고정 루프 회로(530)(도 5)는 본 발명 내에서 유리하게 사용될 수 있다.
본 발명의 프로세스 흐름
도 8은 마이크로제어기에 의해 발생된 중심 주파수 및 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로(530)를 사용하여 CD-ROM 광 디스크(200)에 저장된 데이터를 복원하기 위해 본 발명에 의해 실행된 처리(700) 단계를 도시한다. 상기에 논의된 바와 같이, 탐색 명령은 판독 헤드(250)가 CD-ROM 광 디스크(200)의 트랙 위치에 걸쳐 이동하도록 지시한다. 단계(710)에서, 판독 헤드(250)가 이동하라는 명령을 받으면, 처리는 단계(720)로 흐른다. 단계(720)에서, 마이크로제어기 유닛(550)은 CD-ROM 판독 헤드 하드웨어 유닛(520)으로 하여금 판독 헤드(250)를 호스트 프로세서(401)에 의해 명령받은 대로 새로운 트랙 위치(rx)로 이동시키도록 한다. 판독 헤드(250)가 목표 트랙 위치(rx)에 도달하면, 이 위치에 저장된 디지털 데이터를 판독하기 시작하며 버스(525)를 통해 데이터의 현재 데이터 레이트로 이 인코딩된 데이터를 공급한다. 단계(720)는 또한 단계(730) 이후에 실행될 수 있음을 알 수 있다. 많은 공지된 기술이 단계(720)를 실행하는데 사용될 수 있다.
도 8의 단계(730)에서, 본 발명은 마이크로제어기 유닛(550)이 판독 헤드(250)의 현재 트랙 위치(rx)에 대한 유효 중심 주파수(fi)를 결정하도록 지시한다. 상기에서 기술된 바와 같이, 단계(730)는 식(2)을 사용하여 직접 계산하고 그 후 가장 근접한 중심 주파수로 반올림하는 것을 사용하여 실행될 수 있거나 또는 룩업 표(예를 들어, LUT(600))를 사용하여 실행될 수 있다. 단계(730)의 완료시, 본 발명은 rx에 기초하여 유효한 중심 주파수(fi)를 결정한다. 중심 주파수(fi)는 현재 판독 헤드 트랙 위치(rx)에 저장된 CD-ROM 정보의 예상된 데이터 레이트에 비교적 근접하게 된다.
단계(740)에서, 본 발명은 결정된 중심 주파수(fi)를 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로(530)에 공급한다. 이 중심 주파수(fi)에 기초하여, 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로(530)는 버스(525)상에서 전송된 인입 CD-ROM 데이터로부터 판독 기준 클록 신호를 추출한다. 추출된 판독 기준 클록 신호는 버스(525)상에서 전송된 정보의 실제 데이터 레이트를 나타낸다. 단계(740)에서, 추출된 판독 기준 클록은 데이터 디코더 장치(510)에 공급된다.
도 8의 단계(750)에서, 판독 기준 클록에 기초하여, 데이터 디코더 유닛(510)은 디코딩된 디지털어를 호스트 컴퓨터 시스템(440)에 공급하기 위해 버스(525)상에서 수신된 데이터를 디코딩한다. 많은 공지된 기술이 단계(750)에서 사용될 수 있다. 단계(760)에서, 본 발명은 현재 판독 동작이 완료됐는지를 체크한다. 만일 완료되지 않았으면, 처리는 단계(750)로 리턴되어 버스(525)로부터 복원된 CD-ROM 데이터를 계속 디코딩한다. 현재 판독 동작의 완료시, 처리는 단계(710)로 리턴한다.
CAV 판독 기술을 사용함으로서, CD-ROM 광 디스크의 회전 속도는 일정하다. 따라서, 본 발명은 탐색 명령이 전송될 때마다 토크를 필요로 하지 않는 단순한 스핀들 모터 설계를 유리하게 이용할 수 있어서, 스핀들 모터 설계의 비용을 절약할 수 있고 전력 소모를 줄일 수 있다. 임의의 다수의 공지된 일정한 회전 스핀들 모터 설계도 본 발명에 의해 사용될 수 있다. 더욱이, CLV 판독 기술에서 행해진 바와 같이, 회전 속도를 변경시킬 필요성을 없앰으로써, 본 발명의 CAV CD-ROM은 보다 빠른 탐색 시간을 제공한다. 최근에, 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로(530)를 사용함으로서, 본 발명의 CAV CD-ROM은 광대한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로로 인한 고비용과 복잡성을 회피할 수 있게 되었다.
본 발명의 양호한 실시예에 따라 현재 판독 트랙의 데이터 레이트에 근접하도록 컴퓨터에 의해 제어된 가변 중심 주파수가 공급된 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로를 사용하는 CAV CD-ROM 장치의 정보 검색 시스템이 기술된다. 본 발명이 특정 실시예로 기술되었지만, 본 발명은 이러한 실시예에 의해서 한정된 바와 같이 해석되기보다는, 아래의 청구항에 따라서 해석되어야 한다는 점을 인식해야 할 것이다.
도 1A는 CLV 판독 기술을 사용하는 CD-ROM 플레이어에 대한 탐색 명령 동안 시간에 대한 헤드의 움직임 속도를 도시한 그래프.
도 1B는 CLV 판독 기술을 사용하는 CD-ROM 플레이어에 대한 도 1A의 탐색 명령 동안 시간에 대한 스핀들 회전 속도를 도시한 그래프.
도 2는 일정한 각속도(CAV) 판독 기술을 사용하는 본 발명의 CD-ROM 플레이어의 내측 트랙으로부터 외측 트랙까지의 트랙 반경에 대한 데이터 레이트(data rate)를 도시한 그래프.
도 3은 반경 위치가 변하는 환상(나선) 트랙을 갖는 보통 광 디스크라 불리는 CD-ROM(compact disk read only memory) 기록 매체의 트랙을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 예시적인 마이크로제어기에 의해 결정된 중심 주파수를 포함하는 광 디스크의 내측 트랙으로부터 외측 트랙까지의 트랙 반경에 대한 데이터 레이트를 도시한 그래프.
도 5는 위상 고정 루프 회로에 공급된 마이크로제어기에 의해 제어된 중심 주파수를 갖는 일정한 각속도 CD-ROM용의 본 발명의 데이터 검색 시스템을 도시한 블록도.
도 6은 본 발명의 프로그램 가능한 오실레이터 회로의 블록도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서 마이크로제어기에 의해 이용되는 룩업 표를 도시한 도면.
도 8은 도 5의 본 발명의 데이터 검색 시스템에 의해 사용되는 단계를 도시하는 처리 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
200 : CD-ROM 광 디스크 250 : 판독 헤드
500 : 정보 검색 시스템 520 : 판독 헤드 하드웨어 유닛
550 : 마이크로 제어기 유닛

Claims (18)

  1. 정보 검색 시스템에 있어서,
    광 디스크로부터 인코딩된 정보를 광학적으로 판독하며, 상기 인코딩된 정보를 공급하는 판독 헤드로서, 상기 인코딩된 정보는 상기 판독 헤드의 트랙 위치들에 따라 가변 데이터 레이트들로 판독되어 공급되는, 상기 판독 헤드와,
    상기 판독 헤드의 상기 트랙 위치들을 제어하며, 상기 트랙 위치들에 기초하여 가변 중심 주파수들을 결정하는 마이크로제어기와,
    상기 마이크로제어기에 연결되며 상기 마이크로제어기에 의해 결정된 상기 가변 중심 주파수들을 발생시키는 프로그램 가능한 오실레이터와,
    상기 프로그램 가능한 오실레이터로부터 상기 가변 중심 주파수들을 수신하도록 연결되며, 상기 인코딩된 정보를 수신하도록 연결되는 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로로서, 상기 인코딩된 정보로부터 판독 기준 클록 신호들을 추출하는, 상기 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로와,
    상기 인코딩된 정보를 수신하도록 연결되며, 상기 판독 기준 클록 신호들을 수신하도록 연결되는 데이터 디코더 회로로서, 상기 인코딩된 정보 및 상기 판독 기준 클록 신호들에 기초하여 디코딩된 정보를 발생시키는, 상기 데이터 디코더 회로를 포함하는, 정보 검색 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광 디스크는 CD-ROM 광 디스크인, 정보 검색 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 인코딩된 정보는 디지털 정보인, 정보 검색 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로제어기는,
    버스에 연결된 프로세서와,
    상기 버스에 연결된 메모리 유닛을 포함하고,
    상기 마이크로제어기는 상기 판독 헤드의 상기 트랙 위치들에 기초하여 상기 가변 중심 주파수들을 결정하기 위해 직접 계산을 이용하는, 정보 검색 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로제어기는,
    버스에 연결된 프로세서와,
    상기 버스에 연결되며 트랙 위치들에 의해 인덱스된 가변 중심 주파수 값들을 저장하는 룩업 표(look-up table)를 포함하는 메모리 유닛을 포함하고,
    상기 마이크로제어기는 상기 판독 헤드의 상기 트랙 위치들에 기초하여 상기 가변 중심 주파수들을 결정하기 위해 상기 메모리 유닛에 저장된 상기 룩업 표를 이용하는, 정보 검색 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 프로그램 가능한 오실레이터는,
    상기 마이크로제어기로부터 디지털 중심 주파수 명령들을 수신하며, 상기 디지털 중심 주파수 명령들을 나타내는 전압 레벨 신호들을 발생시키는 디지털 아날로그 변환기와,
    상기 디지털 아날로그 변환기로부터 상기 전압 레벨 신호들을 수신하도록 연결되며, 상기 전압 레벨 신호들에 기초하여 상기 가변 중심 주파수들을 발생시키는 전압에 의해 제어된 오실레이터를 포함하는, 정보 검색 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로에 공급된 주어진 가변 중심 주파수에 대해, 상기 주어진 가변 중심 주파수에 대응하는 판독 기준 클록 신호의 주파수는 상기 주어진 가변 중심 주파수에 근접하게 되는, 정보 검색 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 판독 헤드를 상기 광 디스크 위로 이동시키기 위해 판독 헤드 탐색 명령들을 상기 마이크로제어기에 전송하며, 상기 데이터 디코더 회로로부터 상기 디코딩된 정보를 수신하는 호스트 컴퓨터 시스템을 더 포함하는, 정보 검색 시스템.
  9. CD-ROM 광 디스크 상에 기록된 인코딩된 디지털 데이터로부터 판독 기준 클록을 추출하기 위한 회로로서, 상기 인코딩된 디지털 데이터는 상기 CD-ROM 광 디스크의 트랙을 판독하는 판독 헤드로부터 가변 데이터 레이트들로 공급되는, 상기 회로는,
    상기 판독 헤드의 트랙 위치들을 제어하고, 주어진 트랙 위치에 기초하여 가변 중심 주파수를 결정하는 마이크로제어기로서, 상기 가변 중심 주파수는 상기 주어진 트랙 위치에 저장된 인코딩된 디지털 데이터의 데이터 레이트로 주파수에 근접하게 되도록 결정되는, 상기 마이크로제어기와,
    상기 마이크로제어기에 연결되며 상기 마이크로제어기에 의해 결정된 상기 가변 중심 주파수를 발생시키는 프로그램 가능한 오실레이터와,
    상기 프로그램 가능한 오실레이터로부터 상기 가변 중심 주파수를 수신하도록 연결되고, 상기 인코딩된 디지털 데이터를 수신하도록 연결된 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로로서, 상기 가변 중심 주파수에 기초하여 상기 주어진 트랙 위치에서 상기 인코딩된 디지털 데이터로부터 상기 판독 기준 클록 신호를 추출하는, 상기 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로를 포함하는, 회로.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 마이크로제어기는,
    버스에 연결된 프로세서와,
    상기 버스에 연결된 메모리 유닛을 포함하고,
    상기 마이크로제어기는 상기 판독 헤드의 상기 주어진 트랙 위치에 기초하여 상기 가변 중심 주파수를 결정하기 위해 직접 계산을 이용하는, 회로.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 마이크로제어기는,
    버스에 연결된 프로세서와,
    상기 버스에 연결되고, 트랙 위치들에 의해 인덱스된 가변 중심 주파수 값들을 저장하는 룩업 표를 포함하는 메모리 유닛을 포함하며,
    상기 마이크로제어기는 상기 판독 헤드의 상기 주어진 트랙 위치에 기초하여 상기 가변 중심 주파수를 결정하기 위해 상기 메모리 유닛에 저장된 상기 룩업 표를 이용하는, 회로.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 프로그램 가능한 오실레이터는,
    상기 마이크로제어기로부터 디지털 중심 주파수 명령을 수신하고, 상기 디지털 중심 주파수 명령을 나타내는 전압 레벨 신호를 발생시키는 디지털 아날로그 변환기와,
    상기 디지털 아날로그 변환기로부터 상기 전압 레벨 신호를 수신하도록 연결되며, 전압 레벨 신호에 기초하여 상기 가변 중심 주파수를 발생시키는 전압에 의해 제어된 오실레이터를 포함하는, 회로.
  13. 제 9항에 있어서, 상기 판독 헤드로부터 상기 인코딩된 디지털 데이터를 수신하도록 연결되고, 상기 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로로부터 상기 판독 기준 클록 신호를 수신하도록 연결된 데이터 디코더 회로로서, 상기 인코딩된 디지털 데이터와 상기 기록 판독 클록 신호에 기초하여 디코딩된 디지털 데이터를 발생시키는, 상기 데이터 디코더 회로를 더 포함하는, 회로.
  14. CR-ROM 정보 검색 시스템에서, 판독 기준 클록 신호들을 결정하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
    광 디스크로부터 가변 데이터 레이트로 인코딩된 정보를 판독하는 단계로서, 판독 헤드에 의해 실행되는, 상기 판독 단계와,
    상기 판독 헤드의 트랙 위치들을 제어하고, 상기 트랙 위치들에 기초하여 가변 중심 주파수들을 결정하는 단계로서, 마이크로제어기 회로에 의해 실행되는, 상기 제어 및 결정 단계와,
    프로그램 가능한 오실레이터를 사용하여 상기 마이크로제어기에 의해 결정된 상기 가변 중심 주파수를 발생시키는 단계와,
    상기 가변 중심 주파수에 기초하여 상기 인코딩된 정보로부터 판독 기준 클록 신호들을 추출하는 단계로서, 상기 프로그램 가능한 오실레이터로부터 상기 가변 중심 주파수들을 수신하도록 연결되고 상기 판독 헤드로부터 상기 가변 데이터 레이트로 인코딩된 정보를 수신하도록 연결되는 협소한 포획 밴드 위상 고정 루프 회로를 사용하여 실행되는, 상기 추출 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 인코딩된 정보 및 상기 판독 기준 클록 신호들에 기초하여 디코딩된 정보를 발생시키는 단계로서, 상기 인코딩된 정보를 수신하도록 연결되고 상기 판독 기준 클록 신호들을 수신하도록 연결되는 데이터 디코더 회로를 사용하여 실행되는, 상기 발생 단계와,
    호스트 컴퓨터 시스템에 상기 디코딩된 정보를 공급하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 광 디스크는 CD-ROM 광 디스크이고, 상기 인코딩된 정보는 디지털 정보인, 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 트랙 위치들에 기초하여 가변 중심 주파수들을 결정하는 상기 단계는 상기 판독 헤드의 상기 트랙 위치들에 기초하여 직접 계산을 이용하여 상기 가변 중심 주파수들을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 트랙 위치들에 기초하여 가변 중심 주파수들을 결정하는 상기 단계는 메모리 장치에 저장된 룩업 표를 이용하고, 상기 가변 중심 주파수들을 얻기 위해 상기 판독 헤드의 상기 트랙 위치들에 기초하여 상기 룩업 표를 인덱스하여 상기 가변 중심 주파수들을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
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