KR20060091725A

KR20060091725A - 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템

Info

Publication number: KR20060091725A
Application number: KR1020050012529A
Authority: KR
Inventors: 홍현선
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-02-16
Filing date: 2005-02-16
Publication date: 2006-08-21

Abstract

본 발명은, 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템에 관한 것으로, 예를 들어 블루레이 디스크(Blu-ray Disc)와 같은 고밀도 광디스크의 기록 채널의 종류 및 밀도 등에 따라 달라지는 채널의 특성에 대응하여, 부분 응답 최대 유사(PRML) 검출 성능을 향상시킬 수 있도록, 리드 채널(Read-Channel) 시스템을 효율적으로 병합 설계함으로써, 서로 다른 각 채널 종류에 개별적으로 부합되는 하나의 PRML 시스템으로 성능의 열화를 감수하면서 대응할 때 보다, 리드 채널 시스템이 효율적으로 병합 설계된 PRML 시스템을 이용하여, 우수한 성능(Performance)을 내면서도, 시스템의 부하가 증가되는 것을 최소화시킬 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

PRML 시스템, 블루레이 디스크, 병합 설계, 기록 채널의 종류, 시스템 부하

Description

멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템 {The PRML System for multiple optical recording channel}

도 1은 일반적인 데이터 저장 시스템에 대한 구성을 도시한 것이고,

도 2는 일반적인 몇 가지 채널 특성의 예를 도시한 것이고,

도 3은 일반적인 각 채널을 통과한 데이터의 파워 스펙트럼 밀도를 도시한 것이고,

도 4는 일반적인 부분 응답 최대 유사(PRML) 시스템에 대한 구성을 도시한 것이고,

도 5는 일반적인 23 Gbyte 채널을 통과한 데이터 열의 파워 스펙트럼 밀도와 PR 타겟들의 푸리에 변환을 비교 도시한 것이고,

도 6은 일반적인 신호 대 잡음 비(SNR)가 16dB 일 때 각 PR 타겟들에 따른 비트 에러율(BER)을 도시한 것이고,

도 7은 일반적인 26 Gbyte, 27.5 Gbyte 채널을 통과한 데이터열의 파워 스펙트럼 밀도와 PR 타겟들의 푸리에 변환을 비교 도시한 것이고,

도 8은 일반적인 신호 대 잡음 비(SNR)가 16dB 일 때 PR 타겟들에 대한 비트 에러율(BER)을 도시한 것이고,

도 9는 본 발명에 따른 멀티 광 기록 채널을 위한 PRML 시스템에 대한 전체 구성을 도시한 것이고,

도 10은 본 발명에 의해 PR 타겟에 따라 계수가 결정된 기본적인 형태의 등화기를 도시한 것이고,

도 11은 본 발명에 의해 병합된 등화기에 대한 구성을 도시한 것이고,

도 12는 본 발명에 의해 등화기에서 출력되는 데이터 열을 복호하는 데 이용되는 기본적인 비터비 트렐리스의 한 예를 도시한 것이고,

도 13 및 도 14는 본 발명에 의해 PR(1,2,2,2,1) 시스템과 PR(1,2,2,1) 시스템을 위한 트렐리스를 도시한 것이고,

도 15는 본 발명에 의해 사용된 통합 트렐리스 구조를 도시한 것이고,

도 16은 본 발명에 따른 BM 모듈에 대한 구조를 도시한 것이고,

도 17은 본 발명에 따른 ACS 모듈에 대한 구조를 도시한 것이고,

도 18은 본 발명에 따른 PSP 모듈에 대한 구조를 도시한 것이고,

도 19는 본 발명에 따른 RE 모듈에 대한 구조를 도시한 것이고,

도 20은 본 발명에 따라 HDL 소스 레벨의 모의 실험을 수행하여 실제 시스템의 부하가 줄어든 정도를 나타낸 것이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 에러정정 엔코더 11 : 변조 엔코더

12 : 변조부 13 : 기록매체

14 : 복조부 15 : 변조 디코더

16 : 에러정정 디코더 30 : 등화기

31 : BM 모듈 32,33 : ACS 모듈

34,35 : PSP 모듈 36 : RE 모듈

본 발명은, 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템에 관한 것으로, 예를 들어 블루레이 디스크(Blu-ray Disc)와 같은 고밀도 광디스크에 대한 부분 응답 최대 유사(PRML: Partial Response Maximum Likelihood) 검출 성능을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템에 관한 것이다.

고밀도 광디스크, 예를 들어 블루레이 디스크(Blu-ray Disc)에는, 세 가지 채널(23.3G, 25G, 27G)이 규격으로 정의되어 있으며, 향후 기술 발달에 따라 더욱 높은 밀도를 갖는 디스크도 개발 예정에 있는 데, 상기 각 채널에 따라 기록 밀도가 다르며, 그에 따라 채널 특성도 달라진다.

한편, 각각의 기록 채널에 따라 최적의 성능을 내는 PRML 시스템이 다른 경우가 대부분이며, 여러 가지 채널이 개발될수록, 현재와 같이 한가지의 PRML 시스템으로 대응하기는 점점 어려워지고, 성능의 열화도 피할 수 없게 된다.

이에 따라, 각 채널에 부응하는 PRML 시스템을 개별적으로 적용하면, 최적의 성능을 얻을 수 있으나, 시스템 부하가 기하급수적으로 증가하는 것을 피할 수 없게 되는 데, 도 1은 일반적인 데이터 저장 시스템의 블록도로서, 에러정정 엔코더(10), 변조 엔코더(11), 변조부(12), 기록매체(13), 복조부(14), 변조 디코더(15), 그리고 에러정정 디코더(16)가 포함 구성된다.

한편, 상기 에러정정 엔코더(10)에서는, 에러정정 코딩(Error Correction Coding) 동작을 수행하여, 기록 채널이 정보 비트에 발생시키는 에러를 정정하게 되고, 상기 변조 엔코더(11)에서는, 상기 에러정정 엔코더(10)에 의해 부호화(Encoding)된 데이터 비트에 발생하는 에러를 감소시킴과 아울러, 샘플링 타임을 회복(Recovery)하게 되는 데, 상기 변조 엔코더(11)에 의해 부호화된 데이터 비트들은, 상기 기록 매체(13)에 저장하게 되는 실제 비트들이며, 채널 비트(Channel Bit)로 참고된다.

그리고, 상기 변조부(Modulator)(12)에서는, 채널 비트를 기록매체(13)에 기록 가능한 구형 전류 파형(Rectangular Current Waveform)으로 만드는 역할을 하며, 기록 프로세스(Write Process) 과정을 거친 후, 재생 프로세스에서 검출된 신호는, 기록 데이터에 인접 심벌 간섭(ISI: Inter Symbol Interference) 등 왜곡이 첨가된 신호가 된다.

한편, 상기 복조부(14)에서는, 재생 데이터에 포함되어 있는 ISI를 제거하기 위한 등화기(Equalizer)와 재생 데이터를 복원하기 위한 검출기(Detector)로 구성되어 있는 데, 상기 등화기는, 재생 데이터에 포함된 ISI를 제거하고 출력단에서 원하는 목표 신호와 근사한 신호가 출력될 수 있도록, 등화 알고리즘에 의한 학습 과정을 통해 탭이 조정된다.

또한, 상기 검출기로는 부분 응답 등화기와 비터비 복호 알고리즘을 결합한 PRML 시스템이 근래의 검출 방법 중 가장 신뢰할 수 있는 성능을 발휘하며 많이 연 구되고 있으며, 상기 변조 디코더(15)에서는, 상기 검출기에서 복원된 데이터 비트 열을, 상기 변조 엔코더(11) 전단의 데이터로 복원하며, 상기 에러정정 디코더(16)에서는, 상기 검출기에서 정정하지 못한 에러를 정정하여 원래 데이터를 복원하는 역할을 한다.

한편, 도 2는 몇 가지 채널 특성의 예를 도시한 것으로, 예를 들어 23Gbyte, 26Gbyte, 그리고 27.5 Gbyte 광디스크 기록 시스템에 대한 임펄스 응답 형태를 도시한 것이고, 도 3은 각 채널을 통과한 데이터의 파워 스펙트럼 밀도(Power Spectral Density)를 도시한 것으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 23 Gbyte가 직류성분(Direct Current)이 다소 적은 경향을 나타내고, 26 Gbyte와 27.5 Gbyte가 거의 유사하게 겹치고 있다.

예를 들어, 이와 같이 채널 특성이 각기 다른 디스크들에 대응하는 시스템을 구현하려면, 23 Gbyte를 위한 등화/검출(Equalization/Detection) 시스템과 26 Gbyte 및 27.5 Gbyte를 위한 또다른 등화/검출 시스템이 각각 필요하게 되는 데, 상기와 같이, 하나의 등화/검출 시스템을 이용하면, 서로 다른 각 채널에서 만족스러운 성능을 기대하기 어렵고, 또한 각 채널에서 약간씩 성능의 열화를 감수하면서 하나의 시스템을 이용할 수밖에 없는 문제점이 있다.

즉, 지금까지는 한 개의 채널에만 대응되도록 기록된 데이터 검출을 위한 PRML 시스템을 구현하여 이용하고 있기 때문에, 각각의 채널에 부합하여 최적의 성능을 내기 위해서는, 각 채널에 따라 별도의 PRML 시스템을 사용해야만 하는 데, 이 경우, 시스템 부하가 매우 커지게 되는 문제점이 발생하므로, 기존의 PRML 시스 템을 보다 효과적으로 재 설계하여 부하를 최소화하면서 각각의 채널에서 최적의 성능을 낼 수 있도록 하기 위한 효율적인 해결 방안이 시급히 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점 및 실정을 감안하여 창작된 것으로서, 예를 들어 블루레이 디스크(Blu-ray Disc)와 같은 고밀도 광디스크의 기록 채널의 종류 및 밀도 등에 따라 달라지는 채널의 특성에 대응하여, 부분 응답 최대 유사(PRML) 검출 성능을 향상시킬 수 있도록, 리드 채널(Read-Channel) 시스템을 보다 효율적으로 병합 설계한 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템을 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템은, 멀티 광 기록 채널을 재생하기 위해 각 채널에 대응되는 등화수단, 가지값 계산수단, 합 비교 선택수단, 경로 선택수단 및 레지스터 교환수단을 포함하여 구성되는 부분 응답 최대 유사(PRML) 시스템에 있어서, 각 채널의 PRML 간에 대응되는 구성 요소의 일부 또는 전부를 병합하여 복수의 채널이 공유하도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선, 부분 응답 최대 유사(PRML) 시스템과 복호 방식, 예를 들어 비터비(Viterbi) 알고리즘에 대해 간략하게 설명한다. 기록매체에 쓰여진 데이터를 읽었을 때 천이의 사이가 충분히 넓다면 인접한 천이들 사이의 간섭은 발생하지 않지만 기록매체의 저장 효율을 고려하여 가능한 한 기록 밀도를 높이다 보면, 펄스 사이의 간격이 좁아지면서 펄스끼리 중첩이 발생하고, 이로 인해 신호의 크기나 위상이 왜곡되어 원래의 데이터를 복원하기가 점점 어려워진다.

한편, 상기와 같이, 그 크기와 위상이 변한 신호에서 원래의 데이터를 검출해 내기 위해 제안된 시스템이 PRML 시스템이고, 상기 PRML 시스템에서는, 채널과 등화기를 포함한 전체 특성이 부분 응답(Partial Response) 다항식의 특성이 되도록 등화기를 설계하게 되는데. 최적의 등화기를 설계하기 위해서는 채널과 비슷한 주파수 특성을 갖는 부분 응답 다항식의 선택이 중요하며, 다항식은 PR 타겟(Target)에 의해 결정된다.

그리고, 비터비(Viterbi) 알고리즘은, 채널을 통하여 수신된 데이터와 유사성이 가장 높은 경로를 선택한 후 선택된 경로를 기반으로 전송 데이터를 복호하는 알고리즘으로, 경로 탐색시 유사성이 적은 경로를 제거하고 가장 최적의 유사성을 갖는 경로만을 탐색하며, 비터비 복호에 대한 기본적인 과정을 살펴보기 위해 비터비 알고리즘에서 자주 사용되는 용어인 가지값(BM: Branch Metric)과 경로값(PM: Path Metric)을 정의하면 다음과 같다.

먼저, 상기 가지값은, 이상적인 샘플링 값과 복호기의 입력간의 차의 절대 값 또는 제곱 값을 의미하고, 상기 경로값은, 현재 상태의 가지값과 과거에 선택된 경로들의 가지값과의 합을 의미하는 데, 상기 비터비 알고리즘을 이용하여 입력 데이터를 복호하는 기본적인 과정을 다음과 같은 3 가지 단계로 나누어 볼 수 있다.

첫 번째 단계는, 입력 데이터와 가지값의 차의 절대 값 또는 제곱 값을 통해 가지값을 구하는 과정이고, 두 번째 단계는, 이전 상태의 경로값과 수신 데이터의 가지값을 이용해 각 상태로 천이 되는 경로 중 경로값이 작은 경로를 선택하는 과정이며, 세 번째 단계는, 두 번째 단계의 수행에서 경로의 선택에 관한 정보를 이용해 역추적을 통한 데이터 복호를 하는 과정이다.

한편, 도 4는 기본적인 부분 응답 최대 유사(PRML) 시스템에 대한 구성을 도시한 것으로, 상기 PRML 시스템에는, 등화기(Equalizer)(20), 계산 모듈(Branch Metric)(21), ACS(Add-Compare-Select) 모듈(22), PSP(Pick Smallest Path Metric) 모듈(23), RE(Register Exchange) 모듈(24)이 포함 구성된다.

그리고, 상기 계산 모듈(BM)(21)에서는, 상기 등화기(20)의 출력을 입력받아, 그 입력값과 이상적인 부분 응답 샘플(PR Sample)값과의 오차인 가지값(Branch Metric)를 계산하게 되고, 상기 ACS 모듈(22)에서는, 상기 가지값(BM)과 누적된 경로값(Path Metric)의 합을 계산하여, 선택된 경로값(PM)들은, PSP 모듈(23)로 보내고, 트렐리스의 각 상태에 연결된 두 개의 가지 중 선택된 경로에 대한 정보를 각각 (0,1)으로 표현하여, RE 모듈(24)로 알려주는 역할을 한다.

또한, 상기 PSP 모듈(23)에서는, 상기 ASC 모듈(22)로부터 전달받은 경로값 (PM)들 중에서 가장 작은 값을 찾아 그 상태에 대한 인덱스(Index)를 RE 모듈(24)로 보내고, 상기 RE 모듈(24)에서는, 생존 경로에 대한 정보를 순서대로 받아, 역추적 깊이만큼 저장하면서 레지스터 교환(Register Exchange) 알고리즘을 이용하여 비터비 검출기의 최종 출력을 결정하게 된다.

한편, 도 5는, 23 Gbyte 채널을 통과한 데이터열의 파워 스펙트럼 밀도와 PR 타겟들의 푸리에 변환을 비교 도시한 것이고, 도 6은, 신호 대 잡음 비(SNR)가 16dB 일 때 각 PR 타겟들에 따른 비트 에러율(BER)을 도시한 것으로, 상기 PR 타겟을 제외한 다른 실험 조건들은 동일하였으며, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 23 Gbyte의 기록밀도를 가진 채널에서는, PR(1,2,2,1) 타겟 시스템이 가장 좋은 성능을 보이고 있다.

또한, 도 7은 각각 26, 27.5 Gbyte 채널을 통과한 데이터열의 파워 스펙트럼 밀도와 PR 타겟들의 푸리에 변환을 비교 도시한 것이고, 도 8은 신호 대 잡음 비(SNR)가 16dB 일 때 PR 타겟들에 대한 비트 에러율(BER)을 도시한 것으로, 26 Gbyte 와 27.5 Gbyte 채널에서는, PR(1,2,2,2,1) 시스템이 가장 좋은 성능을 보이고 있는 데, 이와 같이, 각 채널에 따라 최적의 성능을 내는 PRML 시스템이 각각 존재하게 되는 것이다.

한편, 도 9는 본 발명에서 제안하는 PRML 시스템에 대한 전체 구성을 도시한 것으로, 예를 들어 23Gbyte 채널을 위한 PR(1,2,2,1) 시스템과, 26 Gbyte 및 27.5 Gbyte 채널을 위한 PR(1,2,2,2,1) 시스템을 구현한 예를 보였는 데, 본 발명에서는, 기본적인 PRML 시스템의 구조를 유지하기 때문에 개별적으로 설계할 때와 비교 해 성능에는 열화가 전혀 없으며, 각 모듈 사이의 연결선에 표시된 [x:x]는 이용된 비트 수를 나타내고, x∼x 로 표시된 숫자는 연결선의 개수를 나타낸다.

그리고, 본 발명에서는, PR(1,2,2,2,1) 시스템과 PR(1,2,2,1) 시스템의 통합된 설계를 위해, 두 시스템이 병렬 동작을 수행하면서 각 모듈의 공유 부분이 최대가 되도록 했는 데, 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명에는, 등화수단인 등화기(30)와, 가지값 계산수단인 BM 모듈(31), 합비교선택 수단인 ACS 모듈(32,33), 그리고 경로 선택수단인 PSP 모듈(34,35)와, 레지스터 교환수단인 RE 모듈(36)이 포함 구성된다.

그리고, 상기 등화기(20)는, 계수의 곱셈에 필요한 부분을 제외한 모든 부분을 두 시스템이 공유하고, 상기 BM 모듈(31)은, PR(1,2,2,1) 시스템에 필요한 모든 요소가 PR(1,2,2,2,1) 시스템에 포함되므로 완전한 공유가 가능하다.

또한, 상기 RE 모듈(36)은, 도 3 및 도 4를 참조로 전술한 바와 같이, PR(1,2,2,2,1) 시스템 트렐리스 형태와 유사하게 되도록 PR(1,2,2,1) 시스템 트렐리스 형태를 약간 조정하여, 하나의 트렐리스로 통합하여 설계하였다.

반면, 상기 ACS 모듈(32,33)과 PSP 모듈(34,35)은, 상기 두 시스템을 합치는 과정에서 동작 속도의 감소를 야기하는 부분이 다수 발생하여, 각각 분리된 형태로 설계하는 것이 전체적인 시스템 효율 측면에서 유리할 것으로 판단되는 데, 각 부분들을 차례대로 살펴보면 다음과 같다.

도 10은, PR 타겟에 따라 계수가 결정된 기본적인 형태의 등화기를 도시한 것이고, 도 11은, 본 발명에 따라 병합된 등화기를 도시한 것으로, 먼저, 등화기의 입력은, 일곱 개의 탭으로 차례로 이동되며, 각 탭의 다음 단에서는, 탭에 저장된 값과 PR(1,2,2,1) 시스템, PR(1,2,2,2,1) 시스템의 각 계수를 곱한 값 두 가지와, 탭에 저장된 값의 2의 보수 값과 PR(1,2,2,1) 시스템, PR(1,2,2,2,1) 시스템의 각 계수를 곱한 값 두 가지가 4-to-1 먹스(MUX)의 입력으로 들어간다.

그리고, 네 개의 값을 병렬로 계산한 후, 먹스(MUX)에서 출력 값을 결정함으로써, 음수 처리와 PR 시스템 선택을 한 클럭에 이루어지도록 하였으며, 이렇게 결정된 일곱 개의 곱셈 값을 모두 더한 후, 등화기의 출력 비트 수에 맞게 비트 길이를 절삭하여 등화기의 최종 출력으로 내보내게 된다.

한편, 도 12는 등화기에서 출력된 데이터 열을 복호하는 데 이용되는 기본적인 비터비 트렐리스의 한 예를 도시한 것으로, 상기 PR(1,2,2,2,1) 시스템과 PR(1,2,2,1) 시스템을 위한 트렐리스는, 각각 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같으며, 도 15는 본 발명에서 사용된 통합된 트렐리스 구조를 도시한 것으로, 등화기 이후의 시스템 구조는, 도 15에 도시한 바와 같은 트렐리스 열을 구현하고 있는 데, 어떤 형태의 트렐리스들이라도, 도 15와 같이 통합이 가능하다.

그리고, 상기 BM 모듈(31)을 구현하는 과정은 다음과 같다. 우선, 이상적인 PR Sample 값(트렐리스에서 각 가지에 있는 값)들과 등화기 출력값과의 차의 제곱 값, 또는 절대 값이 가지값(BM)인 데, 본 발명에서는 절대 값을 취하는 방식으로 설계하였으며, PR(1,2,2,2,1) 시스템의 이상적인 PR Sample 값은 -8, -6, -4, -2, 0, 2, 4, 6, 8의 아홉 가지이고, PR(1,2,2,1) 시스템은 그 중에서 -6, -4, -2, 0, 2, 4, 6의 일곱 가지 PR Sample 값을 가진다.

따라서, 두 시스템을 위해서는 아홉 가지의 가지값(BM)을 구해서 다음 ACS 모듈로 넘겨주면 되는 데, 도 16은 본 발명에 따른 BM 모듈에 대한 구조를 도시한 것으로, 동작 속도를 높이기 위해, 우선 등화기의 출력에서 이상적인 PR Sample 값을 뺀 결과와 이상적인 PR Sample 값에서 등화기의 출력을 뺀 결과를 구한 후, 두 가지 중 전자가 양수이면 전자를 내보내고, 전자가 음수이면 후자를 내보내는 병렬처리 방식으로 절대값을 취할 수 있도록 설계하였다.

그리고, 상기 ACS 모듈(32,33)은, 트렐리스 상의 각 상태들에 연결된 두 개의 이전 상태 중 그 가능성이 더 큰 경로를 선택하는 역할을 하는 데, 도 17에 도시한 바와 같이, 상기 ACS 모듈에서는, BM 모듈의 출력값과 계속해서 누적되고 있는 경로값(PM)을 트렐리스 가지의 연결 형태에 따라 각각 더하여 한 개의 상태에 대해 두 개의 경로값(PM) 후보를 계산하고, 두 개의 후보를 비교하여 작은 값을 선택, 출력하게 되는 데, 이 값이 새로 누적된 경로값(PM)이 된다.

한편, 계산 선택된 상태수 만큼의 경로값(PM)들은, 다음 PSP 모듈(34,35)로 보내지면서 동시에 ACS 모듈 자신으로 피드백(Feedback) 되어 다음 경로값(PM) 후보 계산에 이용되고, 각 상태마다 그 이전 상태와 연결된 두 개의 가지 중 어느 것이 선택되었는지에 대한 정보는, 그 가지가 위쪽 가지인지 아래쪽 가지인지가 0, 1로 표현되어 PSP 모듈 이후에 있는 먹스(MUX)로 보내진다.

그리고, 상기 PSP 모듈에서는, ACS 모듈로부터 입력된 상태수 만큼의 경로값(PM)들 중에서 가장 작은 경로값(PM)이 트렐리스 상의 몇 번째 상태인지 조사하여 그 상태의 인덱스를 RE 모듈(36)로 넘겨주는 작업을 수행하게 되는 데, 본 발명에 서는 비교 연산 과정을 병렬로 처리하도록, 도 18에 도시한 바와 같이, PSP 모듈을 설계하였으며, 상기와 같이 제안된 회로는 각각의 경로값(PM)이 최소인지 아닌지를 병렬로 비교한 후, 그 결과를 종합하여 최소값을 가지는 경로값의 인덱스(Index)를 최종 출력으로 내보낸다.

한편, 상기 RE 모듈(36)은, 도 19에 도시한 바와 같이, RE 모듈 전 단계인 ACS12221, ACS1221, PSP12221, PSP1221에서 출력된 결과를 하나의 먹스로 받아들인 후, PR 시스템 선택 신호, 예를 들어 디스크, 즉 기록 채널의 종류에 따라 PR(1,2,2,2,1), PR(1,2,2,1)의 두 시스템 중에서 선택하여, RE 모듈(36)의 입력으로 받아들인다.

또한, 초기 값을 바탕으로 한 단계씩 진행할 때마다, 각 상태의 생존 가지, 즉 ACS 모듈에서 출력된 정보가 가리키는 메모리에서 저장된 값을 모두 복사해서 그 상태의 메모리에 저장시키고, 트렐리스가 역추적 깊이만큼 저장되면 메모리의 맨 끝단을 조사하여 경로값(PM)이 가장 작은 상태, 즉, PSP 모듈에서 출력된 정보가 메모리에 저장되어 있는 비트를 비터비 디코더의 출력으로 내보낸다.

그리고, 도 20은 본 발명에 따라 HDL 소스 레벨의 모의 실험을 수행하여 실제 시스템의 부하가 줄어든 정도를 나타낸 것으로, 두 시스템 모두 각각 설계하였을 때와 통합하여 설계하였을 때 비트 에러 율의 변화는 전혀 없었으며, 예를 들어 PR(1,2,2,2,1) 시스템과 PR(1,2,2,1) 시스템을 각각 역추적 깊이 '40'으로 설계하였을 때, 소모된 로직 엘리먼트(Logic Element)의 개수는 3,444개로서, 두 시스템 각각의 크기의 합인 3857개에 비해 약 11.17%의 로직 엘리먼트 이득을 얻었음을 알 수 있다.

참고로, 본 발명은, 전술한 바와 같이, 두 개의 시스템을 통합하는 경우 뿐 만 아니라, 세 개 이상의 시스템을 통합할 때도 동일한 패턴으로 적용이 가능하므로, 이후 개발될 어떠한 채널의 디스크에도 일괄적으로 대응할 수 있다.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

상기와 같이 구성 및 이루어지는 본 발명에 따른 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사(PRML) 시스템은, 예를 들어 블루레이 디스크(Blu-ray Disc)와 같은 고밀도 광디스크의 기록 채널의 종류 및 밀도 등에 따라 달라지는 채널의 특성에 대응하여, 부분 응답 최대 유사(PRML) 검출 성능을 향상시킬 수 있도록, 리드 채널(Read-Channel) 시스템을 효율적으로 병합 설계함으로써, 서로 다른 각 채널 종류에 개별적으로 부합되는 하나의 PRML 시스템으로 성능의 열화를 감수하면서 대응할 때 보다, 리드 채널 시스템이 효율적으로 병합 설계된 PRML 시스템을 이용하여, 우수한 성능(Performance)을 내면서도, 시스템의 부하가 증가되는 것을 최소화시킬 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

멀티 광 기록 채널을 재생하기 위해 각 채널에 대응되는 등화수단, 가지값 계산수단, 합 비교 선택수단, 경로 선택수단 및 레지스터 교환수단을 포함하여 구성되는 부분 응답 최대 유사(PRML) 시스템에 있어서,

각 채널의 PRML 간에 대응되는 구성 요소의 일부 또는 전부를 병합하여 복수의 채널이 공유하도록 하는 것을 특징으로 하는 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 구성 요소들 중 등화수단은, 가지값 계산수단, 레지스터 교환수단이 공유되는 것을 특징으로 하는 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 가지값 계산수단은, 상기 복수의 채널에 대해, 완전하게 공유되는 것을 특징으로 하는 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 레지스터 교환수단은, 하나의 트렐리스로 통합 설계되는 것을 특징으로 하는 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 등화수단의 입력은, n 개의 탭으로 차례로 이동되며, 각 탭의 다음 단에서는, 탭에 저장된 값과 PR(1,2,2,1) 시스템, PR(1,2,2,2,1) 시스템의 각 계수를 곱한 값 두 가지와, 탭에 저장된 값의 2의 보수 값과 PR(1,2,2,1) 시스템, PR(1,2,2,2,1) 시스템의 각 계수를 곱한 값 두 가지가 4-to-1 먹스(MUX)를 통해 출력 값을 결정하게 되는 것을 특징으로 하는 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템.
제 5항에 있어서,

상기 등화수단에서는, 음수 처리와 PR 시스템 선택이 한 클럭에 의해 이루어지며, 상기 n 개의 탭에서 결정된 곱셈 값을 모두 더한 후, 등화수단의 출력 비트 수에 맞게 비트 길이를 절삭하여 최종 출력하는 것을 특징으로 하는 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 가지값 계산수단은, 상기 등화수단의 출력에서 이상적인 유사 응답 샘플(PR Sample) 값을 뺀 결과와 이상적인 유사 응답 샘플 값에서 등화수단의 출력을 뺀 결과를 구한 후, 두 가지 중, 전자가 양수이면 전자를 내보내고, 전자가 음수이 면 후자를 내보내는 병렬 처리 방식으로 절대값을 취하는 것을 특징으로 하는 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 가지값 계산수단은, 상기 등화수단의 출력값과 이상적인 유사 응답 샘플 값과의 차의 제곱 값을 취하는 것을 특징으로 하는 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 합비교선택 수단은, 트렐리스 상의 각 상태들에 연결된 두 개의 이전 상태 중 그 가능성이 더 큰 경로를 선택하는 것을 특징으로 하는 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템.
제 9항에 있어서,

상기 합비교선택 수단은, 상기 가지값 계산수단의 출력값과 계속해서 누적되고 있는 경로값(PM)을 트렐리스 가지의 연결 형태에 따라 각각 더하여 한 개의 상태에 대해 두 개의 경로값(PM) 후보를 계산하고, 두 개의 후보를 비교하여 작은 값을 선택 출력하게 되는 것을 특징으로 하는 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템.
제 10항에 있어서,

상기 상태마다 그 이전 상태와 연결된 두 개의 가지 중 어느 것이 선택되었는지에 대한 정보는, 그 가지가 위쪽 가지인지 아래쪽 가지인지가 0, 1로 표현되는 것을 특징으로 하는 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 경로 선택수단에서는, 상기 합비교선택 수단으로부터 입력된 상태수 만큼의 경로값(PM)들 중에서 가장 작은 경로값(PM)의 인덱스를, 상기 레지스터 교환수단으로 출력하는 것을 특징으로 하는 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템.
제 12항에 있어서,

상기 경로 선택수단에서는, 상기 각각의 경로값(PM)이 최소인지 아닌지를 병렬로 비교한 후, 그 결과를 종합하여 최소값을 가지는 경로값의 인덱스(Index)를 최종 출력하는 것을 특징으로 하는 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 레지스터 교환수단은, 이전 단계인 합비교 선택수단과 경로 선택수단에서 출력된 결과를 하나의 먹스로 받아들인 후, PR 시스템을 선택하여 레지스터 교 환수단의 입력으로 받아들이는 것을 특징으로 하는 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템.
제 14항에 있어서,

상기 레지스터 교환수단은, 각 상태의 생존 가지 정보를 메모리에 저장시키고, 트렐리스가 역추적 깊이만큼 저장되면 메모리의 맨 끝단을 조사하여 경로값(PM)이 가장 작은 상태 정보를 비터비 디코더의 출력으로 하는 것을 특징으로 하는 멀티 광 기록 채널을 위한 부분 응답 최대 유사 시스템.