KR19990015811A - 고배속 콤팩트 디스크-롬 드라이브를 실현하는디코딩장치와 에러정정 처리방법 - Google Patents

고배속 콤팩트 디스크-롬 드라이브를 실현하는디코딩장치와 에러정정 처리방법 Download PDF

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Abstract

가.청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
콤팩트 디스크-롬 드라이브의 디코딩장치와 에러정정 처리방법에 관한 것이다.
나.발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
에러정정을 위한 메모리 리드 사이클 수를 줄일 수 있는 디코딩장치와 에러정정 처리방법을 제공한다.
다.발명의 해결방법의 요지
데이터 메모리에 저장된 섹터 데이터에 대해 ECC 처리하는 다수의 ECC 처리부를 구비하여 데이터 메모리로부터 ECC 처리할 심볼들을 페이지 모드로 리드한 후 각각의 ECC 처리부에 하나씩 인가하여 ECC 처리함을 특징으로 한다.
라.발명의 중요한 용도
고배속 콤팩트 디스크-롬 드라이브의 디코딩장치에 이용한다.

Description

고배속 콤팩트 디스크-롬 드라이브를 실현하는 디코딩장치와 에러정정 처리방법
본 발명은 콤팩트 디스크-롬(Compact Disc-Read Only Memory: 이하 CD-ROM이라함) 드라이브의 디코딩장치에 관한 것으로, 특히 CD(Compact Disc)로부터 재생된 섹터(Sector) 데이터를 저장하는 데이터 메모리로부터 에러정정(Error Checking and Correction: 이하 ECC라함)을 위해 섹터 데이터를 리드하는 방법에 대한 것이다.
통상적인 CD-ROM 드라이브의 디코딩장치는 ECC 처리부를 구비하고 있어 섹터데이터를 디코딩할 때 ECC 처리를 하고 있다. 이때 CD로부터 재생된 디코딩할 섹터데이터는 데이터 메모리에 저장되는데, ECC 처리부는 데이터 메모리로부터 ECC를 위한 심볼(Symbol)들을 리드하여 ECC 처리를 한다. 상기 데이터 메모리는 디램(DRAM: Dynamic Random Access Memory)이 사용된다. 이때 ECC 처리부는 심볼들을 한번의 메모리 리드 동작마다 하나씩 데이터 메모리로부터 리드하여 ECC 처리를 하여 왔었다. 이에 따라 ECC를 위해 모든 심볼을 리드하기 위해서는 1개의 심볼을 리드하는데 소요되는 메모리 리드 사이클(Cycle) 수와 전체 심볼 수의 곱만큼의 메모리 리드 사이클 수가 필요하였었다. 즉, 전체 심볼 수에 대응되는 만큼의 많은 메모리 리드 사이클 수가 소요되었었다. 이런 경우 디램의 큰 장점중의 하나인 페이지 모드(Page Mode) 리드 방법을 이용하여 데이터를 연속적으로 여러개 리드하여 메모리 리드 사이클을 줄이는 방법이 제안되어 왔지만 ECC 처리를 위한 데이터 메모리에 저장된 P코드워드와 Q코드워드가 인터리브(Interleave)되어 있기 때문에 상기한 디램의 큰 장점인 페이지 모드 리드를 적용할 수 없었다.
상술한 바와 같이 종래의 CD-ROM 드라이브의 디코딩장치는 ECC 처리를 위한 데이터 메모리에 저장된 P코드워드와 Q코드워드가 인터리브되어 있기 때문에 디램의 큰 장점인 페이지 모드 리드를 적용할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 데이터 메모리로부터 ECC 처리를 위한 코드워드 리드시 페이지 모드 리드를 적용할 수 있는 디코딩장치 및 에러정정 처리방법을 제공함에 있다.
도 1은 통상적인 CD-ROM에 있어서 섹터 데이터 포맷도,
도 2는 통상적인 CD-ROM에서 에러정정을 위한 ECC 메모리 맵도,
도 3은 통상적인 메모리 리드회로의 블록구성도,
도 4는 도 3의 1워드 리드시의 동작 타이밍도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 디코딩장치의 블록구성도,
도 6은 도 3의 페이지 모드 4 리드시의 동작 타이밍도.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 데이터 메모리에 저장된 섹터 데이터에 대해 ECC 처리하는 다수의 ECC 처리부를 구비하여 데이터 메모리로부터 ECC 처리할 심볼들을 페이지 모드로 리드한 후 각각의 ECC 처리부에 하나씩 인가하여 ECC 처리함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 구체적인 어드레스값, 바이트(Byte) 또는 워드(Word) 수, 신호의 타이밍 등과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 통상적인 CD-ROM의 섹터 데이터 포맷(Format)을 도시한 것이다. 통상적으로 CD-ROM 시스템에 있어서 각 섹터 데이터는 2352바이트 단위로 구성되며, 그 포맷은 데이터 처리 형태에 따라 모드(Mode) 1, 모드 2로 구분된다. 그리고 모드 2 포맷은 다시 ECC 패리티(Parity) 유무에 따라 형식(Form) 1, 형식 2로 나누어진다. 도 1에서 도 1(a)는 모드 1의 섹터 데이터 포맷을 나타낸 것이고, 도 1(b)는 모드 2 형식 1의 섹터 데이터 포맷을 나타낸 것이다. 그리고 도 1(c)는 모드 2 형식 2의 섹터 데이터 포맷을 나타낸 것이다.
이러한 섹터 데이터 2352바이트 중에서 동기 12바이트는 특정 패턴(Pattern)에 의해 각 섹터를 구분하기 위한 데이터로서 00 FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF 00의 데이터 패턴을 가진다. 동기 12바이트를 제외한 2340바이트의 데이터가 ECC 대상이 된다. 그러므로 도 1(a)의 모드 1에서 ECC 대상 데이터는 헤더(Header) 4바이트, 사용자 데이터 2048바이트, EDC 4바이트, 제로(Zero) 8바이트, ECC 패리티 276바이트가 된다. 도 1(b)의 모드 2 형식 1에서 ECC 대상 데이터는 헤더 4바이트, 서브헤더(Subheader) 8바이트, 사용자 데이터 2048바이트, EDC 4바이트, ECC 패리티 276바이트가 된다. 도 1(c)의 모드 2 형식 2에서 ECC 대상 데이터는 헤더 4바이트, 서부헤더 8바이트, 사용자 데이터 2324바이트, EDC 4바이트가 된다.
도 2는 도 1에서 보여지는 바와 같은 섹터 데이터 포맷을 가지고 데이터 메모리에 저장되는 섹터 데이터에 대해 ECC 처리를 하기 위한 ECC 메모리 맵(Map)을 도시한 것으로, 상기 도 2는 1개의 섹터 데이터 중에서 ECC 대상 데이터 2340바이트에 대한 메모리 맵을 각 심볼에 대해 오프셋(Offset)값으로 보인 것인데 10진수로 표기한 오프셋값 0∼1169는 편의상 동기 12바이트를 제외한 헤더 데이터부터 0으로 간주하여 일련 번호를 부여하여 나타내었으며, 실제 데이터 메모리상의 오프셋 어드레스는 아니다. 동기 데이터를 제외한 나머지 2340바이트의 ECC 대상 데이터를 다시 우수(Even)와 기수(Odd)로 나누어 ECC 처리를 하게 되는데 우수/기수 각각에 대한 ECC 처리는 동일하게 이루어진다. 그리고 데이터 메모리의 저장영역은 레프트 플레인(Left Plane)과 라이트 플레인(Right Plane)으로 구분되며, 각 섹터 데이터 중에 ECC 대상이 되는 2340바이트중 우수번째의 바이트들은 레프트 플레인에 저장되고 기수번째의 바이트들은 라이트 플레인에 저장된다. 그러므로 ECC는 각 플레인마다 1170바이트에 대해 처리된다. 그리고 상기 도 2의 ECC 메모리 맵은 데이터 메모리의 레프트 플레인에 대한 데이터를 기준으로 그 오프셋값을 나타낸 것이다.
상기한 레프트 플레인과 라이트 플레인에 대한 ECC는 RSPC(Reed-Solomon Product Code) Q, P로 구성되며, RSPC-Q는 (45,43,2)×26개 코드워드(Code Word)로 구성되고, RSPC-P는 (26,24,3)×43개 코드워드(Code-Word)로 구성된다. 상기 (45,43,3)과 (26,24,3)에서 45와 26은 심볼 수, 43과 24는 용장(Redundancy) 워드 수, 3은 에러정정능력을 나타낸다. 이런 코드워드를 레프트 플레인과 라이트 플레인에 모두 적용하여 섹터 데이터에 대한 ECC 처리를 한다. 이때 RSPC-Q코드워드(이하 Q코드워드라 함)는 도 2에서 보는 바와 같이 대각선방향으로 Q시퀀스(Sequence)에 따라 스캐닝(Scanning)하면서 읽어들인 바이트로 구성되고, RSPC-P코드워드(이하 P코드워드라 함)는 도 2에서 보는 바와 같이 가로방향으로 P시퀀스에 따라 스캐닝하면서 읽어들인 바이트로 구성된다. 즉, Q코드워드는 45바이트로 구성되며 총 26개 코드워드로 되어있고, P코드워드는 26바이트로 구성되며 총 43코드워드로 되어 있다. 그러므로 동일한 바이트에 대해 Q, P코드워드가 각각 적용된다. 이에 따라 이중으로 ECC가 수행된다.
도 3은 ECC 처리를 위해 데이터 메모리에서 데이터를 리드하기 위한 통상적인 메모리 리드회로의 블록구성도로서, 데이터 메모리(300)로부터 P코드워드를 리드하는 경우의 예를 든 것이다. 상기 도 3의 메모리 리드회로(302)는 ECC 처리부 외부에 있는 데이터 메모리를 리드하기 위한 물리 어드레스와 리드 제어신호들을 발생한다. 여기서 데이터 메모리(300)는 8비트 디램(D-RAM)으로서 CD로부터 재생된 디코딩할 섹터 데이터를 일시 저장한다. 그리고 메모리 리드회로(302)는 코드워드 카운터(304)와 심볼 카운터(306)와 오프셋 어드레스 발생부(308)와 블록 포인터(310)와 리드 제어부(312)로 구성된다. 코드워드 카운터(304)는 ECC 처리를 위해 데이터 메모리(300)로부터 리드하는 P코드워드 수를 심볼 카운터(306)의 카운트값에 의해 카운트하여 카운트값을 오프셋 어드레스 발생부(308)에 인가한다. 상술한 바와 같이 1섹터내의 레프트 플레인에는 P코드워드가 총 43개 존재하므로, 코드워드 카운터(304)의 카운트값은 0부터 42까지 변하게 된다. 심볼 카운터(306)는 1개의 P코드워드내의 리드하는 심볼 수를 리드 제어부(312)로부터 발생되는 응답신호 ACK에 의해 카운트하여 카운트값을 오프셋 어드레스 발생부(308)에 인가한다. 즉, 심볼 카운터(306)의 카운트값은 데이터 메모리(300)에서 1워드 데이터를 리드할때마다 응답신호 ACK에 의해 1씩 증가되고, 0부터 25까지 변하게 된다. 이러한 심볼 카운터(306)의 카운트값이 25가된 다음에 코드워드 카운터(304)의 카운트값이 1증가된다. 또한 오프셋 어드레스 발생부(308)는 코드워드 카운터(304)와 심볼 카운터(306)의 카운트값에 따라 오프셋 어드레스를 발생하여 리드 제어부(312)에 인가한다. 예를들어 코드워드 카운터(304)의 카운트값을 i라 하고 심볼 카운터(306)의 카운트값을 j라 하면, 오프셋 어드레스는 i+43×j가 된다. 블록 포인터(310)는 데이터 메모리(300)의 블록들중 하나를 지정하는 블록 포인터값을 리드 제어부(312)에 인가한다. 상기 블록 포인터값은 CD-ROM 드라이브의 주제어장치인 마이컴(도시하지 않았음)에 의해 지정되거나, 그렇지 않으면 디코딩장치 내부적으로 여러 블록들을 계속 에러정정하게 될 경우 1블록 정정이 완료된 후 자동적으로 1증가하게 된다. 오프셋 어드레스 발생부(308)로부터 발생되는 오프셋 어드레스와 블록 포인터(310)의 블록 포인터값을 입력하는 리드 제어부(312)는 데이터 메모리(300)에 대한 실제 어드레스, 즉 데이터 메모리(300)로부터 리드할 심볼이 실제 저장되어 있는 영역을 지정하는 물리 어드레스와 함께 리드 제어신호들을 발생한다. 이때 리드 제어부(312)는 블록 포인터값에 의해 지정되는 블록의 시작 어드레스에 오프셋 어드레스를 더하여 로우(Row) 어드레스와 칼럼(Column) 어드레스를 발생하며, 멀티플렉스(Multiplex)하여 데이터 메모리(300)에 인가한다. 따라서 데이터 메모리(300)에 저장되어 있는 1개의 섹터 데이터중에서 전술한 도 2와 같은 ECC 메모리 맵에 따른 43개의 P코드워드의 심볼이 하나씩 순차적으로 지정되어 데이터 메모리(300)로부터 매 심볼이 리드될 때마다 응답신호 ACK를 발생한다. 상기 응답신호 ACK는 코드워드 카운터(304)와 심볼 카운터(306)에 인가된다.
이제 상기한 바와 같은 도 3의 메모리 리드회로(302)의 1워드 리드시의 동작 타이밍을 예를 들어 보인 도 4를 참조하여 리드 동작을 살펴본다. 리드 제어부(312)는 먼저 리드 요구신호 REQ가 하이로 액티브된 다음의 메인 클럭신호 MCK의 상승에지(Rising Edge)에서 1번의 메모리 리드 동작을 시작한다. 이때 첫 번째 사이클내에 로우 어드레스 스트로브(Row Address Strobe)/RAS를 로우로 액티브한 다음에 세 번째 사이클에서 칼럼 어드레스 스트로브(Column Address Strobe)/CAS를 로우로 액티브한다. 이때 리드 제어부(312)의 물리 어드레스에 의해 지정되는 심볼 데이터가 메모리로부터 ECC 처리부로 리드된다. 이와 동시에 리드 제어부(312)는 응답신호 ACK를 하이로 액티브시킨다. 이후 네 번째 사이클 종료에 따라 리드 제어부(312)는 1번의 메모리 리드 동작을 종료한다. 그리고 상기한 메모리 리드 동작에 따라 발생되는 응답신호 ACK에 의해 심볼 카운터(306)는 카운트값을 1증가하게 되며, 심볼 카운터(306)의 카운트값이 25가 되면 코드워드 카운터(304)는 다음번의 응답신호 ACK에 의해 카운트값을 1증가하게 된다. 이때 심볼 카운터(306)의 카운트값은 다시 0으로 초기화된다.
상기한 바와 같이 메모리 리드회로(302)는 1번의 메모리 리드 동작에 대해 리드 제어부(312)에서 1개의 물리 어드레스를 데이터 메모리(300)에 인가하며, 1번의 메모리 리드동작에 총 4사이클이 소요된다.
여기서 1개의 섹터 데이터에 대한 P코드워드 처리를 위해 데이터 메모리(300)로부터 데이터를 리드하는데 소요되는 사이클 수를 살펴보면 다음과 같다. 우선 1코드워드당 26개 심볼이 되므로 26번의 메모리 리드동작이 필요하다. 그리고 레프트 플레인에 총 43개의 코드워드가 존재하므로 43×26=1118번의 메모리 리드동작이 필요하다. 그러므로 1개의 섹터 데이터에 대한 P코드워드 처리를 위해 레프트 플레인에 대해 필요한 총 메모리 사이클 수는 1118×4=4472사이클이나 된다.
따라서 상술한 바와 같이 종래에는 ECC 처리를 위한 코드워드가 인터리브되어 있는데 반하여 ECC 처리부는 하나이기 때문에 페이지 모드로 데이터를 리드할 수 없고 ECC 처리를 위해 심볼들을 데이터 메모리(300)로부터 한번의 메모리 리드 동작마다 하나씩만 리드할 수밖에 없음으로써 전체 심볼 수에 대응되는 만큼의 많은 메모리 리드 사이클 수가 소요되고 이것은 고배속의 CD-ROM 디코딩장치를 구현하는데 제한 요인이 되어 왔었다.
이에대해 본 발명은 CD-ROM 디코딩장치에 다수의 ECC 처리부를 구비시키고 페이지 모드로 데이터를 리드함으로써 ECC를 위한 메모리 리드 사이클 수를 줄인다. 즉, 페이지 모드로 디램을 액세스하면 이에 소요되는 메모리 리드 사이클 수가 줄어들게 되는데, 이를 P코드워드나 Q코드워드를 리드하는데 적용함으로써 메모리 리드 사이클 수를 줄인다.
도 5는 이를 위한 본 발명의 실시 예에 따른 4개의 ECC 처리부가 구비된 CD-ROM 디코딩장치의 블록구성도이다, 메모리 리드회로(302)와 데이터 메모리(300)는 전술한 도 3에서 설명한 것과 같으며, 제1∼제4 ECC 처리부(400∼406)는 메모리 리드회로(302)에 의해 데이터 메모리(300)로부터 리드되어 인가되는 데이터에 대해 ECC 처리를 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 페이지 모드로 데이터 메모리를 리드하는 동작 타이밍도를 도시한 것이다. 이제 상기 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그리고 설명의 편의상 본 발명의 실시 예에서도 전술한 도 3에서와 마찬가지로 P코드워드를 리드하는 경우를 예를 들어 설명한다.
먼저 리드 요구신호 REQ가 하이로 액티브된 다음의 메인 클럭신호 MCK의 상승에지에서 1번의 메모리 리드 동작이 시작되는 것은 전술한 도 4와 동일하다. 다만 첫 번째 사이클내에 로우 어드레스 스트로브 /RAS가 로우로 액티브된 다음에 세 번째, 네 번째 사이클에서 칼럼 어드레스 스트로브 /CAS가 네 번 로우로 액티브된다. 이때 메모리 리드회로(302)내의 리드 제어부(312)로부터 연속 출력되는 4개의 물리 어드레스에 의해 지정되는 4워드의 심볼 데이터가 데이터 메모리(300)로부터 연속적으로 리드되어 제1∼제4 ECC 처리부(400∼406)에 각각 1워드씩 인가된다. 이후 일곱 번째 사이클 종료에 따라 메모리 리드 동작이 종료된다.
따라서 종래에는 1번의 메모리 리드 동작에 의해 1워드만 리드함에 따라 4워드를 리드할 경우 총 16사이클이 소요되었으나, 본 발명에 의하면 총 7사이클이 소요되는 1번의 메모리 리드 동작에 의해 4워드를 리드하게 된다. 따라서 1개의 섹터 데이터에 대한 P코드워드 처리를 위해 데이터 메모리에서 데이터를 리드하는데 소용되는 사이클 수를 살펴보면, P코드워드에 존재하는 전체 1118(26×43=1118)심볼이 한번의 메모리 리드시 4개의 심볼이 리드되므로 전체 1118심볼을 리드하기위해서는 279(1118/4=279)번의 메모리 리드 동작이 필요하고 한번의 메모리 리드시 7사이클이 필요하므로 전체 필요한 사이클 수는 1956사이클이 된다. 이는 종래에 전술한 바와 같이 4472사이클이 소용되었던 것에 비해 약 1/3정도에 불과한 것으로 메모리 리드 사이클 수가 대폭적으로 줄어든 것이다.
따라서 고배속의 CD-ROM 디코딩장치를 구현하는데 제한 요인이 되어왔었던 ECC 처리과정에서의 메모리 리드 사이클 수를 대폭적으로 줄임으로써 용이하게 고배속 CD-ROM 디코딩장치를 실현할 수 있게 된다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 특히 본 발명의 실시 예에서는 P코드워드 처리예를 보였으나, Q코드워드에 대하여도 동일하게 적용된다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허 청구의 범위와 특허 청구의 범위의 균등한 것에 의해 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 CD-ROM 드라이브의 디코딩장치에 있어서 ECC 처리과정에 필요한 메모리 리드 사이클 수를 대폭적으로 줄임으로써 용이하게 CD-ROM 드라이브의 고배속을 실현할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 콤팩트 디스크로부터 재생된 섹터 데이터를 저장하는 데이터 메모리로부터 에러정정할 데이터를 리드하여 에러정정하는 콤팩트 디스크-롬 드라이브의 디코딩장치에서,
    상기 콤팩트 디스크로부터 재생된 섹터 데이터를 저장하고 있는 상기 데이터 메모리와,
    상기 디코딩장치내에 에러정정 처리를 하기 위해 구비되는 다수의 에러정정 처리부와,
    상기 데이터 메모리로부터 리드될 심볼 수를 상기 디코딩장치에 구비되는 상기 에러정정 처리부의 수만큼 페이지 모드를 이용하여 연속적으로 리드한 후 상기 각 에러정정 처리부에 하나씩 인가하는 메모리 리드회로를 구비함을 특징으로 하는 고배속 콤팩트 디스크-롬 드라이브를 실현하는 디코딩장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 데이터 메모리가 8비트 디램임을 특징으로 하는 고배속 콤팩트 디스크-롬 드라이브를 실현하는 디코딩장치.
  3. 콤팩트 디스크-롬 드라이브의 디코딩장치에서 콤팩트 디스크로부터 재생된 섹터 데이터를 저장하는 데이터 메모리로부터 에러정정할 데이터를 리드하여 에러정정하는 방법에 있어서,
    상기 디스크-롬 드라이브의 디코딩장치내에 다수의 에러정정 처리부를 구비하여 상기 섹터 데이터가 저장된 데이터 메모리로부터 에러정정 처리할 심볼들을 페이지 모드로 리드하여 상기 각각의 에러정정 처리부에 하나씩 인가하여 동시에 에러정정을 수행함을 특징으로 하는 고배속 콤팩트 디스크-롬 드라이브의 디코딩장치 구현을 위한 에러정정 처리방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 페이지 모드가, 상기 데이터 메모리에 저장된 에러정정할 심볼수를 상기 디코딩장치에 구비된 에러정정 처리부의 수만큼 연속적으로 지정하도록 하는 모드임을 특징으로 하는 고배속 콤팩트 디스크-롬 드라이브의 디코딩장치 구현을 위한 에러정정 처리방법.
KR1019970038138A 1997-08-11 1997-08-11 고배속콤팩트디스크-롬드라이브를실현하는디코딩장치와에러정정처리방법 KR100269533B1 (ko)

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