KR100648360B1 - 광기록매체의 데이터 변/복조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에러전파를 방지함과 아울러 기록밀도를 높이도록 한 광기록매체의 변/복조장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 광기록매체의 변조장치는 런랭스 리미트의 조건 하에서 소스데이터 내에 더미 비트를 추가하여 소스테이터를 변조하기 위한 데이터 변조수단을 구비하며, 본 발명에 따른 광기록매체의 복조장치는 광기록매체로부터 검출되는 코드데이터 내에 변조시 포함된 더미 비트를 제거하여 코드데이터를 복조하기 위한 복조수단을 구비한다.

본 발명에 의하면, 에러전파가 일어나기 쉬운 경우의 수를 최소화시켜 에러전파를 방지하고 직류제어를 위한 추가적인 비트를 최소화시킴으로써 기록밀도를 높일 수 있게 된다.

Description

광기록매체의 데이터 변/복조 장치{Device of Modulating and Demodulating Data of Optical Recording Medium}

도 1은 본 발명에 따른 광기록매체의 데이터 변조장치를 나타내는 블록도.

도 2는 도 1에 도시된 변조구문 분석기를 상세히 나타내는 블록도.

도 3은 도 1에 도시된 인코더를 상세히 나타내는 블록도.

도 4는 본 발명에 따른 광기록매체의 데이터 복조장치를 나타내는 블록도.

도 5는 도 4에 도시된 복조구문 분석기를 상세히 나타내는 블록도.

도 6은 도 4에 도시된 디코더를 상세히 나타내는 블록도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2,22 : 직/병렬 변환기 4,24 : 쉬프트 레지스터

6 : 변조구문 분석기 8 : 인코더

10,30 : 병/직렬 변환기 12 : NRZI 변환기

14a∼14d,34a∼34d : 패턴 매칭기 16,36 : 패턴매칭 카운터

18a∼18d : 변환 테이블 20,42 : 멀티플렉서

26 : 복조구문 분석기 28 : 디코더

32 : NRZ 변환기 38a∼38c : 룩어헤드 변환기

40 : 정상상태 변환기

본 발명은 광기록매체의 데이터 변/복조방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 에러전파를 방지함과 아울러 기록밀도를 높이도록 한 광기록매체의 변/복조장치에 관한 것이다.

최근, 비디오 및 오디오정보 등과 같은 각종 정보를 기록하는 기록매체로서 광기록매체가 상용화되고 있다. 이 광기록매체에는 CD-ROM, DVD-ROM 등의 재생전용디스크와, CD-R, DVD-R, CD-RW, DVD-RAM 등의 기록 가능한 디스크가 보급 또는 개발되고 있다.

통상의 기록 가능한 광기록매체는 디지털신호의 기록시 서보계의 동작을 안정화시키고 재생시 재생 클락을 안정화시키기 위하여 디지털 신호를 변/복조하게 된다. 이와 같은 광기록매체의 변/복조 방식에서 요구되는 조건은 코드 변환 효율이 높을 것, 재생 클럭이 안정할 것, 안정된 데이터 검출을 위하여 지터마진(Jitter margin)을 확보할 것, 데이터 검출과 트랙킹 서보가 안정되기 위 하여 직류(DC)가 적을 것, 에러전파가 없거나 적을 것, 기록밀도를 높이기 위하여 적은 비트 수로 변/복조할 것 등이 있다. 또한, 이와 같은 조건 외에도 구현된 하드웨어가 단순화되어야 한다.

CD 계열의 변조 방식으로는 EFM(Eight to Fourteen Modulation) 방식이 이용되고 있고, DVD 계열의 변조 방식으로는 EFM+(Eight to Fourteen Modulation plus) 방식이 이용되고 있다. 이와 같은 변조 방식에 의해 고주파대역의 데이터신호가 저주파대역으로 변환됨으로써 서보계의 동작을 안정화시키게 된다.

EFM 방식은 1바이트(Byte) 즉, 8비트(Bit)의 데이터를 3 비트의 결합비트를 포함하여 17 비트의 심볼데이터(이하, 변조데이터라 한다)로 변환하고, DVD에 적용되는 EFM+ 방식은 8비트의 데이터를 이전 상태에 따라 16비트의 변조데이터로 변환하게 된다. 이러한, 변조데이터는 NRZI(Non-Return-to-Zero-Inverted) 변환되어 마크에지(Mark Edge) 방식으로 기록되고 있는데, 에지부와 에지부 사이의 거리를 RLL(Run Length Limitation)(r1, r2)로 한정하고 있다. 여기서, r1은 미니멈 런 랭스(Minimum Run Length), r2는 맥시멈 런 랭스(Maximum Run Length)라고 한다. CD에 있어서, 변조데이터의 RLL은 (2, 10)으로 한정되고 있다. 이는 변조데이터의 '1' 과 '1' 사이에 '0' 이 2개 이상 10개 이하가 들어가도록 한정됨을 의미한다. DVD에 있어서, 변조 데이터의 RLL은 (2,9)이다.

이와 같은 변조방식은 변환 테이블을 이용하여 소스 데이터를 변조 데이터로 1 대 1 매핑(Mapping)하는 고정블록방식(Fixed Block Scheme)이다. 여기서, CD의 변환 테이블은 0에서 255까지의 256종류의 16비트 코드워드를 저장하고 있다. DVD의 변환 테이블은 256종류의 16비트 코드워드가 저장된 4세트의 메인 테이블과 0에서 87까지의 88종류의 16비트 코드가 저장된 4세트의 서브테이블로 구성되어 있다. 고정블록방식은 코드 레이트(Code rate)와 RLL의 제약조건이 있을 때 바이트(8 비트) 내에서 RLL을 만족하지만 바이트와 바이트 사이에서 RLL을 만족하지 못하게 된다. 이렇게 데이터의 바이트와 바이트 사이에 RLL이 만족되지 못하는 경우 바이트와 바이트 사이에 1 비트를 추가하여야 한다. 또한 직류 균형이 만족되도록 1 비트가 추가되며, 이 때 다시 RLL을 만조시키기 위하여 1 비트가 더 추가되어야 된다. 따라서, 데이터의 바이트와 바이트 사이에 RLL을 만족하지 못하는 경우, 총 3 비트가 추가된다.

고정블럭방식의 변조방법은 소스 데이터를 변조 데이터로 1 대 1 매핑하게 되므로 에러가 없다는 장점이 있는 반면에, 전술한 바와 같이 바이트와 바이트 사이에 결합비트와 RLL 을 만족하지 못하는 경우에 추가되는 비트들에 의해 데이터의 기록용량이 제한되는 단점이 있다. 한편, DVD에서 사용되는 변조방식은 이전상태를 보고 매핑을 하므로 결합을 위해 추가로 비트가 필요하지 않지만 알고리즘이 복잡해지고 테이블의 수가 많아질 뿐 아니라 직류균형이 만족되도록 하드웨어의 복잡도(Complexity)가 증대된다. 특히, 이러한 변조방식을 고정블럭방식과 대비하여 룩어헤드(Look-ahead) 방식이라 한다.

기록 가능한 고밀도 광기록매체에서는 지터 마진을 확보하고 기록용량을 크게 하기 위하여 코드 레이트가 8 비트를 12 비트로 변조하는 2/3이고 RLL이 (1,7) 또는 (1,8)로 개발되는 추세에 있다. 따라서, 기존의 CD나 DVD의 변조방식은 고밀 도 광기록매체의 변조방식으로 적용되기가 곤란하다.

고정블럭방식에 비하여 룩어헤드방식의 변/복조방법은 기록용량을 높일 수 있는 장점이 있다. 이러한 룩어헤드방식은 현재의 데이터(심볼)를 다음 데이터에 의존하여 변/복조하는 방법이다. 경우에 따라서 룩어헤드방식은 현재의 데이터를 이전 데이터에 의존하여 변/복조할 수도 있다. 이 룩어헤드방식은 알고리즘이 간단하므로 하드웨어의 복잡도가 낮으며 직류균형을 맞추기 위하여 필요한 추가로 잡입되는 비트수가 2 비트이므로 고정블럭방식에 비하여 기록용량을 높일 수 있다. 그러나 룩-어헤드방식은 현재의 데이터 변/복조시 현재의 데이터가 다음 데이터나 이전 데이터에 의존하게 되므로 어느 한 데이터에 에러가 발생하면 이 에러에 의해 다음 데이터에도 에러가 발생하기 쉬운 단점이 있다. 즉, 룩-어헤드방식은 에러전파가 쉽게 되는 단점이 있다. 실제로, 두 비트의 가능한 경우의 수인 4 가지의 경우 모두 이전 또는 다음 데이터에 의존하여 복조하는 룩-어헤드 방식인 5 비트의 에러 전파가 있으며, 2 바이트의 에러가 발생하는 경우는 총 16384 가지이다. 이 경우 패러티 프리서빙(Parity preserving) 구조에서는 2 바이트가 발생하는 경우의 수가 20480이다.

따라서, 본 발명의 목적은 에러전파를 방지함과 아울러 기록밀도를 높이도록 한 광기록매체의 변/복조장치를 제공하는데 있다.

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상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광기록매체의 변조장치는 런랭스 리미트의 조건 하에서 소스데이터 내에 더미 비트를 추가하여 소스테이터를 변조하기 위한 데이터 변조수단을 구비한다.

본 발명에 따른 광기록매체의 복조장치는 광기록매체로부터 검출되는 코드데이터 내에 변조시 포함된 더미 비트를 제거하여 코드데이터를 복조하기 위한 복조수단을 구비한다.
본 발명에 따른 광기록매체는 소스데이터에 대응하는 변환 데이터가 등재된 제1 변조 테이블을 이용하여 상기 소스데이터를 코드 데이터로 변환하는 제1 단계와; 상기 코드 데이터를 광 기록매체에 적합한 채널 데이터로 변환하는 제2 단계와; 상기 채널 데이터를 상기 광 기록매체 상에 기록하는 제3 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 제1 변조 테이블은 2,4,6,8 비트의 소스데이터에 대응하는 3,6,9,12 비트의 변환 데이터가 각각 등재되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 표 1 내지 표 4와 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 광기록매체의 데이터 변/복조 방법은 데이터 변조시 코드 레이트가 2/3이고 RLL이 (1,8)로 된다. 이를 위하여, 미니멈 런 랭스(Minimum Run Length)가 '1'이고 맥시멈 런 랭스(Maximum Run Length)가 '8'이 되는 경우를 고려 하여 아래의 표 1과 같이 소스워드 2비트에 대하여 코드워드 3비트를 할당한다.

소스워드(Source Word)	코드워드(Code Word)
00	010
01	001
10	100
11	101

표 1에 있어서, 소스워드가 '00'인 경우에 '0'과 '0' 사이에 '1'을 삽입하고 소스워드가 '01'인 경우에 '0'과 '1' 사이에 미니멈 런 랭스를 고려하여 '0'을 삽입한다. 마찬가지로, 소스워드가 '10'과 '11'인 경우에 미니멈 런 랭스를 고려하여 '1'과 '0' 사이와 '1'과 '1' 사이에 '0'을 삽입한다. 이와 같이 2 비트의 소스워드에 대하여 변하지 않는 비트와 비트 사이에 '1' 또는 '0'이 삽입되므로 데이터 복조가 단순하게 된다. 즉, 3 비트의 코드워드 중 데이터 변조시 삽입된 중간 비트만을 제거하고 남은 양쪽의 비트를 취하면 소스워드가 복조된다.

표 1의 2비트-3비트 변환 테이블에 있어서 2 비트의 소스워드열이 연속되는 경우에 미니멈 런 랭스 '1'의 조건이 만족되지 않는 경우가 발생한다. 표 1에 있어서 미니멈 런 랭스가 만족되지 않는 경우는 연속된 4 비트의 소스워드에서 두 번째 비트와 세 번째 비트가 모두 '1'인 경우로서 소스워드 '01'과 '10'이 연속되는 경우, '01'과 '11'이 연속되는 경우, '11'과 '10'이 연속되는 경우 및 '11'과 '11'이 연속되는 경우가 있다. 이 경우, 표 2와 같은 변환 테이블을 이용하여 소스워드에 별도의 코드워드를 할당하여 변/복조하게 된다.

소스워드(Source Word)	코드워드(Code Word)
01 10	010 000
01 11	001 000
11 10	000 100
11 11	101 000

표 2에서 복조시 검출되는 코드워드가 '000' 다음에 '100'이 아닌 다른 비트 패턴이 올 수 없으므로 '000' 다음에 '100'이 아닌 다른 비트 패턴이 오는 경우와 코드워드가 '100' 다음에 '000'이 오는 경우에는 금지 상태로 설정한다. 따라서, 복조시 코드워드가 '000 100'이나 '100 000'인 금지패턴(Forbidden pattern)으로 검출되면 이 코드워드는 데이터 복조시 에러 검출로 이용된다. 소스워드가 '01 10'인 경우에는 '010 000'으로 변환된다. 데이터 복조시에는 현재 검출된 데이터가 '010'이고 다음 데이터가 '000'이면 '01 10'으로 변환된다. 즉, 소스워드가 '01 10'이면 룩-어헤드 방식으로 변조된다. 이와 달리, 소스워드가 '01 11', '11 10', '11 11'인 경우에는 '11'이 항상 '000'으로 변환된다. 즉, 소스워드 '11'은 미니멈 런 랭스를 만족하지 않는 경우에 '101'이 아니라 '000'으로 변환되고 복조시에 '11'로 검출된다. 이와 같이 코드워드 '000'은 소스워드 '11'의 기본 패턴인 '101'과 같이 소스워드 '11'에 대한 코드워드 '101'의 얼라이어스 패턴(Alias pattern)이 된다.

이렇게 표 2와 같은 변환 테이블을 이용하여 데이터를 변조하면 데이터 복조시에 '010 000'을 제외한 나머지 경우에 다음 데이터에 의존하지 않고 현재의 데이터를 표 1과 같은 변조방법의 역으로 직접 결정할 수 있다. 종래의 룩-어헤드 방식과 대비하면, 종래에는 데이터 복조시 6 비트의 코드워드를 4 비트로 변환할 때 인접한 다음 데이터를 참조하여야 하는 경우가 네가지 경우이지만 본 발명에서는 코드워드가 '010 000'의 한 가지 경우에 한정된다. 따라서, 종래의 룩-어헤드 방식보다 에러 전파가 일어날 수 있는 경우의 수가 줄어들게 된다.

표 1 및 표 2와 같은 변환 테이블을 이용하여 데이터를 복조하는 경우에 코드워드 '010 000 100'는 명확하게 구분되지 않는다. 다시 말하여, 코드워드 '010 000 100'은 표 1 및 표 2의 변환 테이블에 의해 '01 10 10' 또는 '00 11 10'로 검출될 수도 있다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 데이터 변/복조방법은 표 3 및 표 4와 같은 변환 테이블을 이용하여 구분이 불확실한 두 소스워드에 한하여 별도의 코드워드를 할당함으로써 복조시 표 3 및 표 4와 같은 코드워드가 유일하게 결정되게 한다.

소스워드(Source Word)	코드워드(Code Word)
00 11 10 (!10)	010 100 000

표 3에 있어서, '(!10)'은 소스워드의 마지막 두 비트가 10이 아닌 경우 즉, '00', '01' 또는 '11'인 경우를 의미한다.

소스워드(Source Word)	코드워드(Code Word)
00 11 10 10	001 000 000 010

표 2 내지 표 4에서 알 수 있는 바, 본 발명에 따른 데이터 변/복조 방법은 소스 워드가 '01 10', '00 11 10 (!10)', '00 11 10 10'의 세 가지 경우에 한하여 룩어헤드 방식을 이용하여 변/복조하게 된다. 이와 같은 본 발명에 따른 변/복조 방법은 종래의 룩어헤드 방식에 비하여 현재의 데이터와 다음 데이터를 참조하여야 하는 경우의 수가 1/3 이하로 줄어들게 된다. 이에 따라, 에러전파가 일어날 수 있는 경우에 수도 그 만큼 줄어들게 된다. 실제로, 1 비트 에러에 대하여 2 바이트(16 비트)까지 에러가 전파되는 경우의 수를 비교하면 종래의 룩어헤드 방식은 가 65536 가지이고 패러티 프리서빙의 경우에 20480 가지인데 비하여, 본 발명에서는 5376 가지가 된다. 따라서, 종래의 룩어헤드 방식은 에러전파가 25%까지 그리고 패러티 프리서빙 구조의 경우 31.25%까지 에러전파가 발생될 수 있는데 비하여, 본 발명에서는 8.2%만이 에러전파가 발생될 수 있다.

미니멈 런 랭스이 '1'인 경우에 미니멈 트랜지션 런랭스(Minimum transition runlength)는 1비트가 추가되어 2 이므로 탄젠셜(Tangential) 방향 즉, 트랙방향에 틸트(tilt)가 발생될 때 코드워드가 '01' 또는 '10'이 반복하는 2T가 연속해서 검출되면 재생클럭을 잃어버리거나 재생자체가 불가능하게 될 수 있다. 예를 들어, 소스워드 '11 00 11 00'이나 '00 11 00 11'은 표 1의 변환 테이블에 의하면 '101 010 101 010'이나 '010 101 010 101'로 변환되어 코드워드에서 '10' 또는 '01'이 연속적으로 여섯 차례 반복하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 데이터 변/복조 방법은 데이터 복조시 코드워드가 '01'이나 '10'이 반복되게 나타나는 소스워드 패턴에 대하여 별도의 코드워드를 표 5와 같은 변환 테이블과 같이 할당한다.

소스워드(Source Word)	코드워드(Code Word)
11 00 11 00	010 000 000 010
00 11 00 11	001 010 000 010

표 5에 의하면, '10'이나 '01'의 반복을 막기 위한 코드워드의 뒤 쪽 6 비트 는 금지 패턴 '000 010'이므로 '10'이나 '01'의 반복을 막기 위한 코드워드는 복조시에 다른 코드워드와 식별될 수 있다. 이와 같이 코드워드 내의 '01'이나 '10'의 반복을 방지하기 위한 룩어헤드 코드워드를 추가하는 경우에도 에러전파가 일어날 수 있는 경우의 수는 전술한 5376 경우에 512 경우가 추가되므로 종래에 비하여 1/3 수준에 불과하다.

한편, 표 1 내지 표 5의 변환 테이블에 있어서 소스워드 '11'에 대한 얼라이어스 패턴(Alias pattern)은 실시예에서 '000'으로 설정되지만 '010'이나 '100' 등 다른 패턴으로 설정될 수도 있다. 이 경우, '010'이나 '100'은 '000'으로 치환된다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 광기록매체의 변조장치를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광기록매체의 변조장치는 직/병렬 변환기(2)와 NRZI 변환기(12) 사이에 직렬 접속된 쉬프트 레지스터(4), 변조구문 분석기(Encoding Parser)(6), 인코더(8) 및 병/직렬 변환기(10)를 구비한다. 직/병렬 변환기(2)는 직렬로 입력되는 비트 스트림을 2 비트 단위로 병렬 변환시킨다. 쉬프트 레지스터(4)는 4 개의 레지스터로 구성되며 직/병렬 변환기(2)로부터 입력되는 2 비트를 매 사이클마다 한 번씩 쉬프트시키고 4 개씩 총 8비트의 비트패턴(S0내지S3)을 변조구문 분석기(6)에 공급한다. 변조구문 분석기(6)는 쉬프트 레지스트(4)로부터 공급되는 4 개의 비트패턴과 표 1 내지 표 5와 같이 미리 정해진 소스워드 패턴을 비교하여 동일여부를 판단한다. 그리고 변조구문 분석기(6)는 4 개의 비트패턴에 대한 코드 변환시 이용되는 테이블을 나타내는 선택신호(Slt)를 인코더(8)에 공급함과 아울러 제1 비트패턴(S0)을 인코더(8)에 공급한다. 또한, 변조구문 분석기(6)는 4 개의 비트패턴을 2 비트로 구성된 매칭 패턴으로 인코더(8)에 공급한다. 선택신호(slt)는 4 비트로 구성되며 상위비트(MSB) 2 비트는 인코더(8)로 하여금 변환 테이블 표 1 내지 표 5를 선택하게 하는 정보로 이용되고 하위비트(LSB) 2 비트는 변환 테이블 표 1, 표 2 및 표 4 및 표 5 중 어느 하나가 선택되는 경우 4 가지 경우 또는 3가지 경우 중 어느 하나를 선택하게 하는 정보로 이용된다. 예를 들어, 선택신호(Slt)는 상위비트(MSB)가 '11'일 때 표 3의 변환 테이블이 선택된다. 이 때, 표 3의 변환 테이블에 하나의 소스워드와 코드워드가 포함되므로 하위비트(LSB)는 어떤 비트값을 가져도 된다. 선택신호(Slt)는 상위비트(MSB)가 '11'일 때 표 3의 변환 테이블이 선택된다. 선택신호(Slt)의 상위비트(MSB)가 '10' 또는 '01'이면 표 1이나 표 2의 변환 테이블이 선택된다. 이 때, 하위비트(MSB)의 비트값은 표 1이나 표 2의 네가지 경우 중 어느 하나를 결정한다. 또한, 선택신호(Slt)의 상위비트(MSB)가 '00'이면 표 4 및 표 5의 변환 테이블이 선택된다. 이 때, 하위비트(MSB)의 비트값은 표 4 및 표 5의 세가지 경우 중 어느 하나를 결정한다. 인코더(8)는 변조구문 분석기(6)로부터 매칭 패턴을 선택신호(slt)에 따라 해당 변환 테이블의 코드워드로 변환하게 된다. 이렇게 변환된 코드워드는 병/직렬 변환기(10)에 의해 직렬로 NRZI 변환기(12)에 입력된다. NRZI 변환기(12)는 병/직렬 변환기(10)로부터의 코드워드를 NRZI(Non-return-to-zero-invert : NRZI) 변환한다. NRZI 변환기(10)에 의해 NRZI 변환된 코드 워드는 광기록 매체에 기록된다.

도 2는 변조구문 분석기를 상세히 나타낸다.

도 2를 참조하면, 변조구문 분석기(6)는 패턴매칭 카운터(16)에 병렬 접속된 제1 내지 제4 패턴 매칭기(14a 내지 14d)를 구비한다. 패턴매칭 카운터(6)는 인코더(8)로 하여금 쉬프트 레지스터(4)로부터 입력되는 4 개의 비트패턴(S0 S1 S2 S3)에 대한 변환 테이블을 선택하게 한다. 제1 내지 제4 패턴 매칭기(14a내지14d)는 각각 표 1, 표 2, 표 3, 표 4 및 표 5의 변환 테이블을 참조하여 입력 비트 패턴을 변환 테이블의 소스워드와 비교하여 동일여부를 나타내는 비트신호를 패턴매칭 카운터(6)에 공급한다. 이를 위하여, 제1 내지 제4 패턴 매칭기(14a내지14d)는 각각 표 1, 표 2, 표 3, 표 4 및 표 5가 저장된 메모리와 입력 비트패턴과 테이블 내의 소스워드의 동일여부를 판단하는 비교수단을 포함한다. 여기서, 표 4 및 표 5는 제4 패턴 매칭기(14d) 내의 메모리에 저장된다. 이와 같은 변조구문 분석기(6)는 패턴 매칭기(14a 내지 14d) 내의 소스워드와 일치되는 비트패턴(S0 S1 S2 S3)이 인코더(8)에 의해 모두 변환될 때까지 패턴매칭 또는 검색을 중지한 후, 변환이 완료되면 다시 패턴매칭을 시작한다. 예를 들어, 쉬프트 레지스터(4)로부터 입력되는 현재의 비트패턴(S0 S1 S2 S3)이 '00 11 10 10'이고 대기하고 있는 다음 비트패턴이 '01 10 10 00'으로 가정하면, 먼저 현재의 사이클에서 변조구문 분석기(6)는 현재의 비트패턴(S0,S1,S2,S3)이 표 4의 변환 테이블에 매칭시킨다. 따라서, 패턴매칭 카운터(16)는 카운터 값이 '4'로 셋팅되고 상위비트(MSB)가 '00'인 선택신호(slt)와 함께 첫 번째 비트패턴(S0)인 '00'이 매칭패턴(MtchP)으로서 인코더(8)에 공급된다. 인코더(8)에 입력된 비트패턴(S0)은 인코더(8)에 의해 표 4의 변환 테이블에 따라 '001'로 변환된다. 그 다음 사이클에서 패턴매칭 카운터(16)의 카운터 값은 '3'으로 감소되어 하나의 비트패턴이 변조되었음을 나타낸다. 이 때, 다음 비트패턴 '11'이 인코더(8)에 공급된다. 다음 사이클에서의 입력 비트패턴(S0 S1 S2 S3)은 '10 10 01 10'으로 쉬프트 레지스터(4)의 쉬프트 동작에 따라 변화된다. 이렇게 패턴매칭과 변환이 반복되면서 패턴매칭 카운터(16)의 카운터 값이 '0'이 될 때 일치된 패턴에 대하여 변조가 완료되고 변조구문 분석기(6)는 다시 패턴매칭을 시작한다.

도 3은 인코더를 상세히 나타낸다.

도 3을 참조하면, 인코더(8)는 입력단자와 멀티플렉서(20) 사이에 병렬로 접속된 제1 변환 테이블(18a), 제2 변환 테이블(18b), 제3 변환 테이블(18c), 제4 및 제4 변환 테이블(18d)를 구비한다. 이들 변환 테이블들(18a내지18d)은 멀티플렉서(20)의 입력단자에 공통으로 접속된다. 제1 변환 테이블(18a)에는 표 1의 변환 테이블이 저장되며, 제2 변환 테이블(18b)에는 표 2의 변환 테이블이 저장된다. 그리고 제3 변환 테이블(18c)에는 표 3의 변환 테이블이 저장되며, 제4 및 제5 변환 테이블(18d)에는 표 4 및 표 5의 변환 테이블이 저장된다. 멀티플렉서(20)는 4 개의 입력단자 각각에 변환 테이블들(18a내지18d)이 직렬 접속되며 제어단자에 선택신호(slt)가 입력된다. 이 멀티플렉서(20)는 선택신호(slt)의 비트값에 따라 변환 테이블(18a내지18d)의 출력신호 중 어느 하나를 선택하여 3 비트의 코드워드를 병/직렬 변환기(10)에 공급한다. 예를 들어 멀티플렉서(20)는 선택신호(slt)가 '0001'이면 제4 변환 테이블의 소스워드의 첫 번 째 심볼에 대응하는 코드워드 '001'을 선택하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 광기록매체의 복조장치를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 광기록매체의 복조장치는 직/병렬 변환기(22)와 NRZ 변환기(32) 사이에 직렬 접속된 쉬프트 레지스터(24), 변조구문 분석기(Decoding Parser)(26), 인코더(28) 및 병/직렬 변환기(30)를 구비한다. 직/병렬 변환기(22)는 직렬로 입력되는 비트 스트림을 3 비트 단위로 병렬 변환시킨다. 쉬프트 레지스터(24)는 4 개의 레지스터로 구성되며 직/병렬 변환기(22)로부터 동시에 입력되는 3 비트를 매 사이클마다 한 번씩 쉬프트시키고 4 개씩 총 8비트의 비트패턴(R0내지R3)을 복조구문 분석기(26)에 공급한다. 복조구문 분석기(26)는 쉬프트 레지스트(24)로부터 공급되는 4 개의 비트패턴(R0내지R3)과 표 1 내지 표 5와 같이 미리 정해진 코드워드 패턴을 비교하여 동일여부를 판단한다. 그리고 복조구문 분석기(26)는 4 개의 비트패턴(R0내지R3)에 대한 코드 변환시 이용되는 테이블을 나타내는 선택신호(Slt)를 인코더(28)에 공급함과 아울러 제1 비트패턴(R0)을 인코더(28)에 공급한다. 선택신호(slt)는 3 비트로 구성된다. 또한, 복조구문 분석기(26)는 4 개의 비트패턴(R0내지R3)을 2 비트로 구성된 매칭패턴(MtchP)으로 디코더(28)에 공급한다. 디코더(28)는 선택신호(slt)에 따라 복조구문 분석기(26)로부터 공급되는 매칭패턴(MtchP)을 해당 변환 테이블의 소스워드로 변환하게 된다. 이렇게 변환된 코드워드는 병/직렬 변환기(30)에 의해 직렬로 NRZI 변환기(32)에 공급된다. NRZ 변환기(32)는 병/직렬 변환기(30)로부터의 코드워드를 NRZ(Non-return-to-zero : NRZI) 변환한다. NRZ 변환기(10)에 의해 NRZI 변환된 코드 워드는 에러정정회로에 공급된다.

도 5는 복조구문 분석기를 상세히 나타낸다.

도 5를 참조하면, 복조구문 분석기(26)는 패턴매칭 카운터(36)에 병렬 접속된 제1 내지 제4 패턴 매칭기(34a 내지 34d)를 구비한다. 패턴매칭 카운터(36)는 디코더(28)로 하여금 쉬프트 레지스터(24)로부터 입력되는 4 개의 비트패턴(R0 R1 R2 R3)에 대한 변환 테이블을 선택하게 한다. 제1 내지 제4 패턴 매칭기(34a내지34d)는 각각 표 1, 표 2, 표 3, 표 4 및 표 5의 변환 테이블을 참조하여 입력 비트 패턴(R0 R1 R2 R3)을 변환 테이블의 코드워드와 비교하여 동일여부를 나타내는 비트신호를 패턴매칭 카운터(26)에 공급한다. 이를 위하여, 제1 내지 제4 패턴 매칭기(34a내지34d)는 각각 표 1, 표 2, 표 3, 표 4 및 표 5가 저장된 메모리와 입력 비트패턴과 테이블 내의 소스워드의 동일여부를 판단하는 비교수단을 포함한다. 여기서, 표 4 및 표 5는 제4 패턴 매칭기(34d) 내의 메모리에 저장된다. 이와 같은 복조구문 분석기(26)는 패턴 매칭기(34a 내지 34d) 내의 코드워드와 일치되는 비트패턴(R0 R1 R2 R3)이 디코더(28)에 의해 모두 변환될 때까지 패턴매칭 또는 검색을 중지한 후, 변환이 완료되면 다시 패턴매칭을 시작한다. 이 때, 복조구문 분석기(26)는 변환 테이블에 존재하지 않는 비트패턴(R0 R1 R2 R3)이 입력되면 금지패턴으로 판단하여 에러 검출에 이용된다. 즉, 입력 비트패턴(R0 R1 R2 R3) 중에 '100 000'이나 '000' 다음에 '100'이 아닌 다른 패턴이 입력되면 에러가 발생된 것으로 간주된다.

본 발명에 따른 데이터 복조방법은 인접한 패턴에 의존하여 복조하는 룩-어 헤드가 '01 10, '00 11 10 (!10)', '00 00 11 10 10', '11 00 11 00' 및 '00 11 00 11'의 패턴들에 대하여 국한되고 그 외 나머지 패턴들에 대하여는 3 비트 패턴 중 가운데 비트를 제외하고 양측의 비트를 취하면 복조가 된다. 이 때문에 복조방법은 변조방법에 비하여 상대적으로 단순한 알고리즘에 의해 수행된다. 여기서, 얼라이어스 패턴 '000'은 '11'로 변환된다.

룩어헤드 패턴의 복조는 다음과 같이 수행된다. 디코더(28)에 입력되는 3 비트의 선택신호(slt)는 총 8 가지 상태를 나타낼 수 있지만 복조시에 6 가지의 상태만을 이용한다. 복조시 선택신호(slt)가 '5'일 때 표 5의 변환 테이블이, '4'일 때 표 5의 변환 테이블이, '3'일 때 표 3의 변환 테이블이, '2'일 때 표 2의 변환 테이블이, '1'일 때 표 1의 변환 테이블이 참조된다. 그리고 선택신호(slt)가 '0'일 때는 금지상태를 나타낸다. 이와 같이 선택신호(slt)가 금지상태를 나타내는 경우, 에러가 발생된 것으로 간주하여 에러정정코드(Error correction code)에 의해 처리된다. 예를 들어, 현재 검출되는 비트 패턴(R0 R1 R2 R3)이 '001 000 000 010'이고 대기하고 있는 다음 비트패턴이 '010 100 000'으로 가정하면, 먼저 현재의 사이클에서 복조구문 분석기(26)는 현재의 비트패턴(S0,S1,S2,S3)이 표 4의 변환 테이블의 코드워드로 판단한다. 따라서, 패턴매칭 카운터(36)는 카운터 값이 '4'로 셋팅되고 선택신호 '100'과 함께 첫 번째 비트패턴(R0)인 '001'이 매칭패턴(MtchP)으로서 디코더(28)에 공급된다. 그 다음 사이클에서 입력 비트패턴(R0 R1 R2 R3)은 '000 000 010 010'으로 변화되고 디코더(28)에 입력된 '001'이 '01'로 변환된다. 그리고 복조구문 분석기(26)는 카운터 값을 '3'으로 감소시켜 하나의 비트패턴이 변조되었음을 나타낸다. 이 때, 다음 비트패턴 '000'이 디코더(28)에 공급된다. 이렇게 패턴매칭과 변환이 반복되면서 패턴매칭 카운터(36)의 카운터 값이 '0'이 될 때 일치된 패턴에 대하여 변조가 완료되고 변조구문 분석기(26)는 다시 패턴매칭을 시작한다.

도 6은 디코더를 상세히 나타낸다.

도 6을 참조하면, 디코더(28)는 입력단자와 멀티플렉서(42) 사이에 병렬로 접속된 정상상태 변환기(40)와 제1 내지 제3 룩어헤드 변환기(38a 내지 38c)를 구비한다. 정상상태 변환기(40)는 복조구문 분석기(3)로부터 입력되는 매칭패턴(Mtch)이 표 1의 변환 테이블의 코드워드와 일치하는 경우에 가운데 비트를 제거하고 남은 두 비트를 멀티플렉서(42)에 공급한다. 그리고 정상상태 변환기(40)는 매칭패턴(MtchP)이 표 2 내지 표 4의 룩어헤드 패턴이 아닌 '000'으로 입력되면 '11'로 변환한다. 제1 내지 제3 룩어헤드 변환기(38a 내지 38c)는 매칭패턴(MtchP)이 표 2 내지 표 5의 룩어헤드 패턴과 일치되는 경우에 그에 해당하는 패턴으로 변환하여 멀티플렉서(42)에 공급한다. 이를 위하여, 제1 룩어헤드 변환기(38a)에는 표 2의 변환 테이블이 저장되며, 제2 룩어헤드 변환기(38b)에는 표 3의 변환 테이블이 저장된다. 그리고 제3 룩어헤드 변환기(38c)에는 표 4 및 표 5의 변환 테이블이 저장된다. 멀티플렉서(42)는 4 개의 입력단자 각각에 정상상태 변환기(40)와 제1 내지 제3 룩어헤드 변환기들(38a내지38c)이 직렬 접속되며 제어단자에 3 비트의 선택신호(slt)가 입력된다. 이 멀티플렉서(42)는 선택신호(slt)의 비트값에 따라 변환 테이블(18a내지18d)의 출력신호 중 어느 하나를 선택하여 2 비트의 변환코드를 병/직렬 변환기(30)에 공급한다. 예를 들어, 멀티플렉서(42)는 선택신호(slt)가 '5' 또는 '4'이면 제3 룩어헤드 변환기(38c)에 의해 변환된 코드를 출력하며, 선택신호(slt)가 '3'이면 제2 룩어헤드 변환기(38b)에 의해 변환된 코드를 출력한다. 선택신호(slt)가 '2'인 경우에는 제1 룩어헤드 변환기(38a)에 의해 변환된 코드를 출력한다. 그리고 멀티플렉서(42)는 선택신호(slt)가 '1'인 경우에 정상상태 변환기(40)에 의해 변환된 코드를 출력한다. 다. 제4 변환 테이블의 소스워드의 첫 번째 심볼에 대응하는 코드워드 '001'을 선택하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광기록매체의 데이터 변/복조장치는 에러전파가 일어나기 쉬운 경우의 수를 최소화시켜 에러전파를 방지하고 직류제어를 위한 추가적인 비트를 최소화시킴으로써 기록밀도를 높일 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 광기록매체의 데이터 변/복조장치는 맥시멈 런 랭스가 작으므로 재생 클럭 복원이 안정되고 변/복조 알고리즘이 단순하여 하드웨어의 복잡도를 줄일 수 있게 된다. 본 발명에 따른 광기록매체의 데이터 변/복조장치는 코드 레이트가 2/3이고 RLL이 (1,8)이므로 고밀도 광기록 매체의 변/복조방법으로 적용되기에 적합하다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니 라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (28)

1. 일정한 코드레이트와 런랭스 리미트의 조건으로 소스데이터를 변조하는 장치에 있어서,

   상기 소스데이터 내에 디지털 비트를 추가하여 상기 소스데이터를 변조하는 변조수단을 포함하되,

   상기 일정한 코드레이트는 2/3이고,

   상기 런랭스 리미트의 조건은 (1,K)이며, K는 1 보다 큰 정수인 것을 특징으로 하는 광기록매체의 데이터 변조장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 변조수단은,

   상기 소스데이터에 대응하는 변환데이터가 등재된 변조테이블을 이용하여, 상기 소스데이터를 코드데이터로 변환하는 인코더; 및

   상기 코드데이터를 채널데이터로 변환하는 컨버터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 데이터 변조장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 변환데이터가 미니멈 런 랭스의 조건을 만족하는 않는 소스데이터를 선별하여 상기 미니멈 런 랭스의 조건이 만족되는 별도의 변환코드로 변환시키기 위한 제1 변조부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 데이터 변조장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 소스 데이터에 포함된 특정패턴을 동일한 직접변환패턴으로 변환시키기 위한 제2 변조부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 데이터 변조장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   현재 입력되는 소스 데이터를 다음 입력되는 소스 데이터에 의존하여 변환시키는 제3 변환부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 데이터 변조장치.
6. 제 2 항에 있어서,

   식별이 불분명한 변환 데이터열에 대응한 상기 소스 데이터열을 특정 변환 데이터열로 변환시키기 위한 제4 변환부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 데이터 변조장치.
7. 제 2 항에 있어서,

   주기적으로 논리값이 반전되는 패턴이 포함된 변환 데이터열에 대응하는 상기 소스데이터열을 상기 주기적인 논리값 반전을 방지하기 위한 특정 변환 데이터열로 변환시키기 위한 제5 변환부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 데이터 변조장치.
8. 제 2 항에 있어서,

   상기 주기적으로 논리값이 반전되는 패턴은 '01' 및 '10'이 반복되는 코드 데이터 패턴인 것을 특징으로 하는 광기록매체의 데이터 변조장치.
9. 광기록매체로부터 검출되는 코드데이터를 복조하는 장치에 있어서,

   상기 광기록매체로부터 검출되는 코드데이터 내에 변조시 포함된 디지털 비트를 제거하여 상기 코드데이터를 복조하기 위한 복조수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 데이터 복조장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    변환 데이터가 미니멈 런 랭스의 조건을 만족하는 않는 경우에 별도의 변환코드에 의해 변조된 상기 코드 데이터를 상기 변환코드로 변환시키기 위한 제1 복조부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 데이터 복조장치.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 코드 데이터에 포함된 특정패턴을 미리 설정된 직접변환패턴으로 변환시키기 위한 제2 복조부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 데이터 복조장치.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 코드 데이터 중 특정 데이터열을 다음 입력되는 코드 데이터에 의존하여 변환시키는 제3 복조부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 데이터 복조장치.
13. 제 9 항에 있어서,

    변조시 식별이 불분명한 소스 데이터열에 대응하여 변환된 특정 변환 데이터열이 포함된 상기 코드 데이터를 상기 특정 변환 데이터열로 변환시키기 위한 제4 복조부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 데이터 복조장치.
14. 제 9 항에 있어서,

    변조시 주기적인 논리값 반전을 방지하기 위한 특정 변환 데이터열이 포함된 상기 코드 데이터를 상기 특정 변환 데이터열로 변환시키기 위한 제5 복조부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광기록매체의 데이터 복조장치.
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