KR20110086504A - 노이즈 감소 데이터 프로세싱 회로, 노이즈 감소 데이터 프로세싱 회로를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 각종 실시예는 데이터 프로세싱을 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 예를 들어, 본 발명의 몇몇 실시예는 노이즈 감소 데이터 프로세싱 회로를 제공한다. 이러한 회로는 선택기 회로, 샘플 세트 평균화 회로 및 데이터 검출 회로를 포함한다. 선택기 회로는 선택 제어 신호에 근거하여 새로운 샘플 세트 또는 평균화된 샘플 세트를 샘플 출력으로서 제공한다. 샘플 세트 평균화 회로는 새로운 샘플 세트를 수신하고, 평균화된 샘플 세트를 제공한다. 평균화 샘플 세트는 새로운 샘플 세트 중 2 이상의 인스턴스에 근거한다. 데이터 검출 회로는 샘플 출력을 수신하고, 샘플 출력에 대해 데이터 검출 알고리즘을 수행하며, 선택 제어 신호와 데이터 출력을 제공한다.

Description

노이즈 감소 데이터 프로세싱 회로, 노이즈 감소 데이터 프로세싱 회로를 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR NOISE REDUCED DATA DETECTION}
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 Yang et al.에 의해 2008년 11월 20일에 출원한 "Systems and Methods for Noise Reduced Data Detection"란 명칭의 미국 특허 출원 제 61/116,389 호에 대해 우선권 주장을 한 것이다. 상기한 특허 출원의 전체는 본 명세서에서 모두 참조로서 인용된다.
본 발명은 정보를 검출하고/하거나 디코딩하는 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 정보를 검출하고/하거나 디코딩할 때 노이즈를 감소시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
저장 시스템, 셀룰라 전화 시스템 및 무선 전송 시스템을 포함하여, 각종 데이터 전송 시스템이 개발되어 왔다. 시스템의 각각에서 데이터는 몇몇 매체를 통해 송신기로부터 수신기로 전송된다. 예를 들어, 저장 시스템에서, 데이터는 저장 매체를 통해 송신기(즉, 기록 기능)로부터 수신기(즉, 판독 기능)로 전송된다. 임의의 전송의 효율성은 매체로부터 수신되는 데이터에서 명백한 임의의 노이즈에 의해 영향을 받는다. 몇몇 경우에, 수신된 신호는 임의의 다운스트림 데이터 검출 프로세스가 수렴하도록 하지 않는 노이즈 레벨을 나타낸다. 수렴의 가능성을 고조시키기 위해, 각종 현재의 프로세스는 2 이상의 검출 및 디코드 반복을 이용한다. 그러나, 이러한 확장된 데이터 검출 성능이더라도, 수신된 신호에 포함된 노이즈는 여전히 수렴을 배제할 수 있다.
따라서, 적어도 하나의 상기한 이유로 인해, 당 분야에서 데이터 프로세싱을 위해 개선된 시스템과 방법에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은 정보를 검출하고/하거나 디코딩하는 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 정보를 검출하고/하거나 디코딩할 때 노이즈를 감소시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 각종 실시예는 노이즈 감소 데이터 프로세싱 회로를 제공한다. 이러한 회로는 선택기 회로, 샘플 세트 평균화 회로 및 데이터 검출 회로를 포함한다. 선택기 회로는 새로운 샘플 세트 또는 평균화된 샘플 세트를 선택 제어 신호에 근거하여 샘플 출력으로서 제공한다. 샘플 세트 평균화 회로는 새로운 샘플 세트를 수신하고, 평균화된 샘플 세트를 제공한다. 데이터 검출 회로는 샘플 출력을 수신하고, 샘플 출력에 대해 데이터 검출 알고리즘을 수행하며, 선택 제어 신호와 데이터 출력을 제공한다. 상기한 실시예의 몇몇 인스턴스는 선택기 회로로부터의 샘플 출력을 저장하고, 샘플 출력을 데이터 검출 회로에 제공한다. 특정의 인스턴스에서, 샘플 세트 평균화 회로는 샘플 버퍼와 가산기 회로를 포함한다. 가산기 회로는 새로운 샘플 세트를 샘플 출력에 가산한다.
상기한 실시예의 각종 인스턴스에서, 샘플 버퍼는 제산기 회로를 포함한다. 제산기 회로는 샘플 출력을 샘플 출력에 포함된 새로운 샘플 세트의 인스턴스의 수로 제산하고, 제산기 회로의 출력은 데이터 검출 회로에 샘플 출력으로서 제공된다. 상기한 실시예의 다른 인스턴스에서, 샘플 출력에 포함된 새로운 샘플 세트의 인스턴스의 수는 2의 멱수이다. 이러한 인스턴스에서, 시프트 회로는 샘플 출력을 샘플 출력에 포함된 새로운 샘플 세트의 인스턴스의 수로 제산한다. 시프트 회로의 출력은 데이터 검출 회로에 샘플 출력으로서 제공된다.
상기한 실시예의 몇몇 인스턴스에서, 선택 제어 신호는 데이터 검출 회로가 새로운 샘플 세트의 초기 인스턴스를 제공할 때 수렴하지 않는 경우 샘플 출력으로서 평균화된 샘플 세트를 선택하도록 어서트(assert)된다. 상기한 실시예의 각종 인스턴스에서, 데이터 검출 회로는 채널 검출기와, 저 밀도 패리티 체크 디코더를 포함한다. 채널 검출기는 샘플 출력을 수신하고, 채널 검출기의 출력은 저 밀도 패리티 체크 디코더에 제공된다. 상기한 실시예의 특정의 인스턴스에서, 데이터 검출 회로는 소프트/하드 결정 버퍼를 더 포함한다. 데이터 출력은 소프트/하드 결정 버퍼에 의해 제공된다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 데이터 검출 회로는 저 밀도 패리티 체크 디코더가 수렴되는지의 표시를 수신하고, 평균화된 재시도 논리 회로는 선택 제어 신호를 어서트하는 평균화된 재시도 논리 회로를 더 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예는 감소된 노이즈 데이터 프로세싱을 수행하는 방법을 제공한다. 이러한 방법은 새로운 샘플 세트의 제 1 인스턴스를 수신하고 새로운 샘플 세트에 대해 데이터 검출을 수행하는 단계를 포함한다. 데이터 검출이 수렴하지 않는 경우, 새로운 샘플 세트의 제 2 인스턴스가 수신되고, 샘플링 세트 평균화가 수렴된다. 샘플 세트 평균화는 평균화된 샘플 세트를 생성하도록 새로운 샘플 세트의 제 1 인스턴스를 새로운 샘플 세트의 제 2 인스턴스와 가산하는 것을 포함한다. 그 다음에 평균화된 샘플 세트에 대해 데이터 검출이 수행된다. 상기한 실시예의 특정의 인스턴스에서, 방법은 새로운 샘플 세트의 제 3 인스턴스와, 제 4 인스턴스를 수신하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 감소된 노이즈 데이터 프로세싱을 선택적으로 수행하는 시스템을 제공한다. 시스템은 매체로부터 도출되는 데이터 입력을 포함한다. 시스템은 데이터 선택기 회로, 샘플 세트 평균화 회로 및 데이터 검출 회로를 포함하는 프로세싱 회로를 더 포함한다. 선택기 회로는 선택 제어 신호에 근거하여 새로운 샘플 세트 또는 평균화된 샘플 세트를 샘플 출력으로서 제공한다. 샘플 세트 평균화 회로는 새로운 샘플 세트를 수신하고, 평균화된 샘플 세트를 제공한다. 평균화 샘플 세트는 새로운 샘플 세트 중 2 이상의 인스턴스에 근거한다. 데이터 검출 회로는 샘플 출력을 수신하고, 샘플 출력에 대해 데이터 검출 알고리즘을 수행하며, 선택 제어 신호와 데이터 출력을 제공한다. 몇몇 경우에, 매체는 자기 저장 매체이다. 다른 인스턴스에서, 매체는, 예를 들어, 무선 전송 매체, 유선 전송 매체 및 광학 전송 매체와 같은 전송 매체이다.
이 개요는 본 발명의 몇몇 실시예의 일반적인 개요만을 제공한다. 본 발명의 다수의 다른 목적, 특징, 장점 및 다른 실시예는 후술하는 상세한 설명, 첨부된 특허 청구 범위 및 첨부 도면으로부터 보다 명백해질 것이다.
본 발명의 각종 실시예의 다른 이해는 명세서의 나머지 부분에 기술되는 도면을 참조하여 실현될 수 있다. 도면에서, 유사한 참조 부호는 유사한 구성요소를 지칭하도록 몇몇 도면 전반에 걸쳐 사용된다. 몇몇 인스턴스에서, 소문자로 구성되는 아래 첨자는 다수의 유사한 구성요소 중 하나를 표시하는 참조 부호와 연관된다. 현재의 아래 첨자에 대해 특정하지 않고 참조 부호에 대해 참조하는 경우, 모든 이러한 다수의 유사한 구성요소를 지칭하도록 의도된다.
도 1은 본 발명의 각종 실시예에 따른 노이즈 감소 프론트 엔드를 포함하는 데이터 프로세싱 회로를 도시하고,
도 2는 본 발명의 각종 실시예에 따른 노이즈 감소 프론트 엔드를 포함하는 다른 데이터 프로세싱 회로를 도시하며,
도 3은 본 발명의 각종 실시예에 따른 데이터 프로세싱 방법을 도시하는 흐름도이고,
도 4는 본 발명의 각종 실시예에 따른 노이즈 감소 프론트 엔드를 갖는 판독 채널을 포함하는 데이터 저장 시스템을 도시하며,
도 5는 본 발명의 각종 실시예에 따른 노이즈 감소 프론트 엔드를 갖는 수신기를 포함하는 데이터 전송 시스템을 도시한다.
본 발명은 정보를 검출하고/하거나 디코딩하는 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 정보를 검출하고/하거나 디코딩할 때 노이즈를 감소시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 각종 실시예는 변환된 데이터 세트와 연관된 노이즈를 판독 및/또는 기록의 효과를 감소시키거나 제거하는 데이터 프로세싱 회로를 제공한다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 노이즈 감소가 선택적으로 이용된다. 이러한 경우에, 노이즈 감소는 몇몇 레이턴시 레벨을 수반할 수 있다. 노이즈 감소를 선택적으로 가능하게 함으로써, 필요하다면 단지 레이턴시가 발생한다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 노이즈 감소는 주어진 데이터 세트를 다중으로 수신하고 다수의 판독을 평균화함으로써 제공된다. 이 평균화 프로세스는 데이터 세트의 전송 동안 도입된 데이터 독립성 노이즈를 감소시키는 경향이 있다. 데이터 검출을 위해 평균화된 데이터 세트가 제공되고 노이즈 감소는 데이터 검출 프로세스가 수렴할 가능성을 증가시킨다. 몇몇 실시예에서, 노이즈 감소 기능은 평균화하지 않는 데이터 세트가 수렴하지 않는 이후에만 선택된다.
도 1을 참조하면, 노이즈 감소 프론트 엔드 회로(105)를 포함하는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 데이터 프로세싱 회로(100)가 도시된다. 노이즈 감소 프론트 엔드 회로(105)는 선택 제어 신호(137)에 근거하여 새로운 샘플 입력(103)과 평균화된 샘플 입력(117) 간에 선택할 수 있는 멀티플렉서 회로(120)를 포함한다. 새로운 샘플 입력(103)은 다수의 데이터 세트의 샘플을 포함한다. 몇몇 경우에서, 새로운 샘플 입력(103)은 자기 저장 매체로부터 도출된다. 다른 경우에서, 새로운 샘플 입력(103)은 변환 채널로부터 도출된다. 본 명세서에서 제공된 개시 내용에 근거하여, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 새로운 샘플 입력(103)에 대한 각종 소스를 인지할 것이다. 멀티플렉서 회로(120)는 선택된 샘플 세트(즉, 새로운 샘플 입력(103) 또는 평균화된 샘플 입력(117)을 샘플 버퍼(125)에 제공한다. 샘플 버퍼(125)는 샘플 출력(127)을 선택적 가산기 회로(110)에 제공한다. 평균화된 샘플 입력(117)은 샘플 버퍼(125)로부터 수신된 샘플 출력(127)의 다수의 인스턴스를 평균화함으로써 선택적 가산기 회로(110)에 의해 생성된다. 인에이블 입력(115)은 새로운 샘플 입력(103)을 기록함으로써 선택적 가산기 회로(110)의 평균화된 출력의 리세팅을 제어한다.
또한, 샘플 출력(127)은 샘플 출력(127)에 의해 표시된 정보를 디코딩하고/하거나 검출하도록 담당하는 디지털 검출 회로(135)에 제공된다. 디지털 검출 회로(135)는 당 분야에서 알려진 임의의 검출/디코딩 회로일 수 있다. 예를 들어, 디지털 검출 회로(135)는 당 분야에서 알려진 바와 같이 저 밀도 패리티 체크를 공급하는 채널 검출기를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 디지털 검출 회로(135)는 당 분야에서 알려진 바와 같이 리드 솔로몬 디코더를 공급하는 채널 검출기를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 제공된 개시 내용에 근거하여, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 각종 실시예에 따라 디지털 검출 회로(135)를 구현하는데 사용될 수 있는 다수의 디코더 및/또는 검출기를 인지할 것이다. 디지털 검출 회로(135)는 데이터 출력(140)을 제공한다.
표준 디코딩 및 검출 회로에 부가하여, 디지털 검출 회로(135)는 선택 제어 신호(137)와 인에이블 입력(115)을 제공하도록 변경된다. 선택 제어 신호(137)와 인에이블 입력(115)은 노이즈 감소 프론트 엔드 회로(105)의 노이즈 감소 프로세스가 주어진 데이터 세트에 대해 구현되는지를 결정한다. 이하의 의사 코드는 노이즈 감소 프론트 엔드 회로(105)의 동작을 기술한다.
Figure pct00001
선행하는 의사 코드에 계속하여, 디지털 검출 회로(135)가 데이터 출력(140)을 수렴할 때마다 도 1에 도시된 실시예가 제공된다. 이와 달리, 노이즈 감소 프론트 엔드 회로(105)의 평균화 프로세스가 사용되었으나, 디지털 검출 회로(135)가 수렴하지 않는 경우, 데이터 출력(140)은 복구 불가능한 것으로서 표시된다. 어느 경우든, 새로운 샘플 입력(103)이 선택적 가산기 회로(110)에 기록되도록 선택 제어 신호(137)가 논리 '1'로서 어서트(assert)되고 인에이블 입력(115)이 어서트된다. 이 설정에서, 새로운 샘플 입력(103)으로서 제공된 다음 데이터 세트는 멀티플렉서(120)를 통해 샘플 버퍼(125)에 전송될 것이며, 검출 및/또는 디코딩 프로세스가 데이터 출력(140)을 도출하도록 수행되는 경우 디지털 검출 회로(135)에 직접 전송된다. 이를 수행함으로써, 노이즈 감소 프론트 엔드 회로(105)의 기능이 사용되고 연관된 레이턴시가 발생되기 이전에 각각의 데이터 세트를 프로세스하기 위한 시도가 행해진다. 이와 같이, 주어진 데이터 세트의 다수의 인스턴스를 평균화하는 것과 연관된 레이턴시는 필요하지 않는 경우 발생하지 않는다.
한편, 평균화되지 않은 데이터 세트 상에서 동작할 때 디지털 검출 회로(135)가 수렴하지 않는 경우, 데이터 출력(140)은 이용 불가능하고 잠재적으로는 복구 불가능한 것으로서 표시된다. 이 상황에서, 이전에 프로세스된 데이터 세트는 다수회 횟수(즉, 의사 코드에서 "정의된 카운트"에 대응하는 횟수) 재판독된다. 데이터 세트가 재판독될 때마다, 데이터 세트가 판독된 다른 횟수와 평균화된다. 이 평균화 프로세스는 최초에 수신된 데이터 세트와 동일한 길이의 평균화된 데이터 세트를 초래하는 비트 구간 단위로 재판독 데이터 세트를 함께 평균화한다. 이 평균화 프로세스는 임의의 랜덤 판독 노이즈(즉, 데이터 세트에 의해 나타내어진 비데이터 종속적 노이즈)를 감소시키거나 제거한다. 일단 정의된 수 또는 재판독 및 평균화가 완료되면, 평균화된 샘플 입력(117)은 멀티플렉서(120)를 통해 샘플 버퍼(125)에 제공되고, 검출 및/또는 디코딩 프로세스가 데이터 출력(140)을 도출하도록 수행되는 디지털 검출 회로(135)에 제공된다.
데이터 프로세싱 회로(100)가 하드 디스크 드라이브 시스템의 일부분으로서 구현되는 몇몇 경우에, 데이터 프로세싱 회로(100)의 임의의 반복에 대해 프로세스되는 데이터 세트는 전체 데이터 섹터에 대응한다. 다른 경우에, 데이터 세트는 전체 섹터보다 짧거나 긴 길이를 갖는다. 특정의 경우에, 데이터 세트는 한 섹터로부터의 일부분 및 다른 섹터로부터의 일부분을 포함할 수 있다. 한편, 데이터 프로세싱 회로(100)가 데이터 통신 시스템의 일부분으로서 구현되는 경우, 주어진 데이터 세트의 길이는 사전 정의될 수 있다. 본 명세서에서 제공된 개시 내용에 근거하여, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 프로세스될 수 있는 각종 데이터 길이를 인지할 것이다.
본 발명의 특정의 일 실시예에 따르면, 선택적 가산기 회로(110)는 가산기 회로로서 구현된다. 새로운 샘플 입력(103)이 선택적 가산기 회로(110)에 기록되도록 인에이블 입력(115)이 어서트되는 경우, 가산기 회로는 새로운 샘플 입력(103)의 각각의 비트에 0을 추가한다. 이것은 선택적 가산기 회로(110)에 새로운 샘플 입력(103)을 효과적으로 기록한다. 이와 달리, 평균화가 수행되도록 인에이블 입력(115)이 어서트되는 경우, 가산기 회로는 비트 구간 단위로 새로운 샘플 입력(103)을 샘플 출력(127)에 가산한다. 새로운 샘플 입력(103)이 샘플 출력(127)의 다른 인스턴스이므로, 하나의 인스턴스의 노이즈는 다른 인스턴스의 노이즈를 상쇄하도록 동작할 수 있다. 평균화된 출력(117)이 샘플 버퍼(125)에 기록됨에 따라, 가산기 회로 및 샘플 버퍼(125)의 결합은 누산기로서 동작한다. 디지털 검출 회로(135)에 샘플 출력(127)을 제공하기 이전에, 누산기 값은 평균을 생성하도록 가산된 샘플의 수로 제산된다. 몇몇 실시예에서, 제산기는 평균화 프로세스를 완료하기 위해 샘플 버퍼(125)의 일부분으로서 채용된다. 다른 경우에, 평균화된 샘플의 수는 2의 인자이다(즉, 2n). 이들 경우에, 평균은 샘플 버퍼(125)에 포함된 시프트 기능을 이용함으로써 획득되며, 시프트의 양은 평균화된 샘플의 수에 대응한다. 몇몇 실시예에서, 평균화는 가중치 가산에 의해 수행된다. 이들 경우에, 평균화된 출력(117) 및 새로운 샘플 입력(103)은 가중치 인자의 합산이 1이 되도록 2개의 가중치 인자에 의해 승산된다. 평균화된 출력(117) 및 새로운 샘플 입력(103)의 가중치 합산은 샘플 버퍼(125)에 기록된다. 본 명세서에서 제공된 개시 내용에 근거하여, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다수의 새로운 샘플 입력(103)을 평균화하는데 사용될 수 있는 다른 회로를 인지할 것이다.
도 2를 참조하면, 노이즈 감소 프론트 엔드 회로(205)를 포함하는 본 발명의 각종 실시예에 따른 데이터 프로세싱 회로(200)가 도시된다. 노이즈 감소 프론트 엔드 회로(205)는 선택 제어 신호(237)에 근거하여 새로운 샘플 입력(203)과 평균화된 샘플 입력(217) 간에 선택할 수 있는 멀티플렉서 회로(220)를 포함한다. 새로운 샘플 입력(203)은 다수의 데이터 세트의 샘플을 포함한다. 몇몇 경우에서, 새로운 샘플 입력(203)은 자기 저장 매체로부터 도출된다. 다른 경우에서, 새로운 샘플 입력(203)은 변환 채널로부터 도출된다. 본 명세서에서 제공된 개시 내용에 근거하여, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 새로운 샘플 입력(203)에 대한 각종 소스를 인지할 것이다. 멀티플렉서 회로(220)는 선택된 샘플 세트(즉, 새로운 샘플 입력(203) 또는 평균화된 샘플 입력(217)을 샘플 버퍼(225)에 제공한다. 샘플 버퍼(225)는 샘플 출력(227)을 선택적 가산기 회로(210)에 제공한다. 평균화된 샘플 입력(217)은 샘플 버퍼(225)로부터 수신된 샘플 출력(227)의 다수의 인스턴스를 평균화함으로써 선택적 가산기 회로(210)에 의해 생성된다. 인에이블 입력(215)은 새로운 샘플 입력(203)을 기록함으로써 선택적 가산기 회로(210)의 평균화된 출력의 리세팅을 제어한다.
또한, 샘플 출력(227)은 검출 프로세스를 수행하고 일련의 하드 출력과 소프트 출력을 저 밀도 패리티 체크 디코더(260)에 제공하는 채널 검출기(250)에 제공된다. 저 밀도 패리티 체크 디코더(260)는 당 분야에서 알려진 바와 같이 다른 저 밀도 패리티 체크를 수행하도록 종래의 저 밀도 패리티 체크의 결과를 다시 공급하는 하나 이상의 국소적 반복(264)을 수행할 수 있다. 몇몇 경우에, 당 분야에서 알려진 바와 같이 채널 검출기(250)의 다른 반복 및 저 밀도 패리티 체크를 수행하도록 종래의 저 밀도 패리티 체크의 결과를 다시 공급하는 하나 이상의 전역적 반복(262)이 수행될 수 있다. 저 밀도 패리티 체크 디코더(260)는 당 분야에서 알려진 바와 같이 소프트/하드 결정 버퍼(280)에 데이터 출력을 제공한다. 소프트/하드 결정 버퍼(280)는 데이터 출력(240)을 제공한다.
표준 디코딩 회로에 부가하여, 저 밀도 패리티 체크 디코더(260)는 저 밀도 패리티 체크 디코더(260)가 수렴되는지를 표시한다. 결과가 수렴하는 경우, 수렴 표시자(268)가 어서트된다. 그렇지 않은 경우, 수렴 표시자(268)가 디어서트(de-assert)된다. 평균화된 재시도 논리 회로(270)는 수렴 표시자(268)를 수신하고, 선택 제어 신호(237)와 인에이블 입력(215)을 제공한다. 선택 제어 신호(237)와 인에이블 입력(215)은 노이즈 감소 프론트 엔드 회로(205)의 노이즈 감소 프로세스가 주어진 데이터 세트에 대해 구현되는지를 결정한다. 이하의 의사 코드는 노이즈 감소 프론트 엔드 회로(205)의 동작을 기술한다.
Figure pct00002
선행하는 의사 코드에 계속하여, 저 밀도 패리티 체크 디코더(260)가 데이터 출력(240)을 수렴할 때마다 도 2에 도시된 실시예가 제공된다. 이와 달리, 노이즈 감소 프론트 엔드 회로(205)의 평균화 프로세스가 사용되었으나, 저 밀도 패리티 체크 디코더(260)가 수렴하지 않는 경우, 데이터 출력(240)은 복구 불가능한 것으로서 표시된다. 어느 경우든, 새로운 샘플 입력(203)이 선택적 가산기 회로(210)에 기록되도록 선택 제어 신호(237)가 논리 '1'로서 어서트되고 인에이블 입력(215)이 어서트된다. 이 설정에서, 새로운 샘플 입력(203)으로서 제공된 다음 데이터 세트는 멀티플렉서(220)를 통해 샘플 버퍼(225)에 전송될 것이며, 검출 및/또는 디코딩 프로세스가 데이터 출력(240)을 도출하도록 수행되는 경우 채널 검출기(250)에 직접 전송된다. 이를 수행함으로써, 노이즈 감소 프론트 엔드 회로(105)의 기능이 사용되고 연관된 레이턴시가 발생되기 이전에 각각의 데이터 세트를 프로세스하기 위한 시도가 행해진다. 이와 같이, 주어진 데이터 세트의 다수의 인스턴스를 평균화하는 것과 연관된 레이턴시는 필요하지 않는 경우 발생하지 않는다.
한편, 평균화되지 않은 데이터 세트 상에서 동작할 때 저 밀도 패리티 체크 디코더(260)가 수렴하지 않는 경우, 데이터 출력(240)은 이용 불가능하고 잠재적으로는 복구 불가능한 것으로서 표시된다. 이 상황에서, 이전에 프로세스된 데이터 세트는 다수회 횟수(즉, 의사 코드에서 "정의된 카운트"에 대응하는 횟수) 재판독된다. 데이터 세트가 재판독될 때마다, 데이터 세트가 판독된 다른 횟수와 평균화된다. 이 평균화 프로세스는 최초에 수신된 데이터 세트와 동일한 길이의 평균화된 데이터 세트를 초래하는 비트 구간 단위로 재판독 데이터 세트를 함께 평균화한다. 이 평균화 프로세스는 임의의 랜덤 판독 노이즈(즉, 데이터 세트에 의해 나타내어진 비데이터 종속적 노이즈)를 감소시키거나 제거한다. 일단 정의된 수 또는 재판독 및 평균화가 완료되면, 평균화된 샘플 입력(217)은 멀티플렉서(220)를 통해 샘플 버퍼(225)에 제공되고, 검출 및/또는 디코딩 프로세스가 데이터 출력(240)을 도출하도록 수행되는 저 밀도 패리티 체크 디코더(260)에 제공된다.
데이터 프로세싱 회로(200)가 하드 디스크 드라이브 시스템의 일부분으로서 구현되는 몇몇 경우에, 데이터 프로세싱 회로(200)의 임의의 반복에 대해 프로세스되는 데이터 세트는 전체 데이터 섹터에 대응한다. 다른 경우에, 데이터 세트는 전체 섹터보다 짧거나 긴 길이를 갖는다. 특정의 경우에, 데이터 세트는 한 섹터로부터의 일부분 및 다른 섹터로부터의 일부분을 포함할 수 있다. 한편, 데이터 프로세싱 회로(200)가 데이터 통신 시스템의 일부분으로서 구현되는 경우, 주어진 데이터 세트의 길이는 사전 정의될 수 있다. 본 명세서에서 제공된 개시 내용에 근거하여, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 프로세스될 수 있는 각종 데이터 길이를 인지할 것이다.
본 발명의 특정의 일 실시예에 따르면, 선택적 가산기 회로(210)는 가산기 회로로서 구현된다. 새로운 샘플 입력(203)이 선택적 가산기 회로(210)에 기록되도록 인에이블 입력(215)이 어서트되는 경우, 가산기 회로는 새로운 샘플 입력(203)의 각각의 비트에 0을 추가한다. 이것은 선택적 가산기 회로(210)에 새로운 샘플 입력(203)을 효과적으로 기록한다. 이와 달리, 평균화가 수행되도록 인에이블 입력(215)이 어서트되는 경우, 가산기 회로는 비트 구간 단위로 새로운 샘플 입력(103)을 샘플 출력(227)에 가산한다. 새로운 샘플 입력(203)이 샘플 출력(227)의 다른 인스턴스이므로, 하나의 인스턴스의 노이즈는 다른 인스턴스의 노이즈를 상쇄하도록 동작할 수 있다. 평균화된 출력(217)이 샘플 버퍼(225)에 기록됨에 따라, 가산기 회로 및 샘플 버퍼(225)의 결합은 누산기로서 동작한다. 채널 검출기(250) 및 저 밀도 패리티 체크 디코더(260)에 샘플 출력(227)을 제공하기 이전에, 누산기 값은 평균을 생성하도록 가산된 샘플의 수로 제산된다. 몇몇 실시예에서, 제산기는 평균화 프로세스를 완료하기 위해 샘플 버퍼(225)의 일부분으로서 채용된다. 다른 경우에, 평균화된 샘플의 수는 2의 인자이다(즉, 2n). 이들 경우에, 평균은 샘플 버퍼(225)에 포함된 시프트 기능을 이용함으로써 획득되며, 시프트의 양은 평균화된 샘플의 수에 대응한다. 또한, 몇몇 실시예에서, 평균은 새로운 샘플 입력(203) 및 샘플 출력(227)의 가중치 합을 연산함으로써 획득되며, 가중치 인자는 프로그래밍 가능하고 1까지 합산된다. 이들 경우에, 제산기가 방지되고 Y 샘플 버퍼(225)에 저장된 샘플은 누산기 및 제산기를 이용하는 것보다 적은 비트 폭을 가질 수 있다. 본 명세서에서 제공된 개시 내용에 근거하여, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다수의 새로운 샘플 입력(203)을 평균화하는데 사용될 수 있는 다른 회로를 인지할 것이다.
도 3을 참조하면, 흐름도(300)는 본 발명의 각종 실시예에 따른 데이터 프로세싱 방법을 도시한다. 흐름도(300)를 따르면, 정의된 인스트럭션 세트에 대응하는 데이터가 판독된다(블록 302). 이것은, 예를 들어, 자기 저장 매체로부터 정보를 감지하고 해당 정보를 일련의 디지털 샘플로서 제공하는 것을 포함할 수 있다. 이들 데이터 샘플은 새로운 샘플 입력으로서 수신된다(블록 304). 수신된 새로운 샘플 입력은 버퍼링되고(블록 306) 데이터 검출 프로세스는 새롭게 수신된 데이터 샘플에 대해 수행된다(블록 308). 데이터 검출 프로세스는 당 분야에서 알려진 임의의 데이터 검출/디코더 프로세스에 따라 수행될 수 있다. 특정의 일 경우에서, 데이터 검출 프로세스는 채널 검출 프로세스를 수행하고 이어서 당 분야에서 알려진 바와 같은 저 밀도 패리티 체크 디코드 프로세스를 수행하는 것을 포함한다.
데이터 검출 프로세스가 수렴되는지가 결정된다(블록 310). 데이터 검출이 수렴을 프로세스하는 경우(블록 310), 데이터 출력이 출력으로서 제공된다(블록 350). 그 다음에, 다음에 정의된 정보 세트에 대응하는 데이터가 판독되고(블록 302) 다음 데이터 입력에 대해 블록(304-310)의 프로세스가 반복된다.
이와 달리, 데이터 검출 프로세스가 수렴하지 못하는 경우(블록 310), 정의된 데이터 세트에 대응하는 데이터가 재판독된다(블록 322). 이것은, 예를 들어, 이전에 판독된 동일한 데이터 세트에 대해 블록(302)과 동일한 프로세스를 수행하는 것을 포함할 수 있다. 이 새롭게 판독된 데이터 세트는 최초에 판독된 데이터 세트(또는 제 2 판독 또는 이후의 판독에 대해 평균화된 데이터 세트)와 평균화되고(블록 324), 결과 평균이 샘플 버퍼에 저장된다(블록 326). 그 다음에 프로그래밍된 수의 재판독이 함께 평균화되었는지가 결정된다(블록 328). 프로그래밍된 수의 재판독이 완료된 경우(블록 328), 정의된 정보 세트가 다시 재판독되고(블록 322) 블록(324-328)의 프로세스가 새롭게 판독된 데이터 샘플에 대해 반복된다.
이와 달리, 프로그래밍된 수의 재판독이 평균화에 포함된 경우(블록 328), 데이터 검출 프로세스가 평균화 샘플에 대해 수행된다(블록 330). 데이터 검출 프로세스는 프로세스로의입력이 평균화된 샘플 세트인 것을 제외하고, 블록(308)에서 이전에 기술된 것과 동일한 데이터 검출 프로세스이다. 데이터 검출 프로세스가 수렴되는지가 결정된다(블록 332). 데이터 검출 프로세스가 수렴하는 경우(블록 332), 데이터 출력이 출력으로서 제공된다(블록 350). 그 다음에, 다음에 정의된 정보 세트에 대응하는 데이터가 판독되고(블록 302) 다음 데이터 입력에 대해 블록(304-310)의 프로세스가 반복된다. 이와 달리, 데이터 검출 프로세스가 수렴하지 않는 경우(블록 322), 에러가 표시된다(블록 334). 그 다음에, 다음에 정의된 정보 세트에 대응하는 데이터가 판독되고(블록 302) 다음 데이터 입력에 대해 블록(304-310)의 프로세스가 반복된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 각종 실시예에 따른 데이터 저장 시스템(400)이 도시된다. 데이터 저장 시스템(400)은, 예를 들어, 하드 디스크 드라이브일 수 있다. 데이터 저장 시스템(400)은 노이즈 감소 프론트 엔드를 갖는 판독 채널(410)을 포함한다. 포함된 노이즈 감소 프론트 엔드는 수신된 신호에서 명백한 노이즈를 감소시킬 수 있는 임의의 노이즈 감소 프론트 엔드일 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 판독 채널(410)은 도 1에 대해 상기 기술된 것과 유사하게 구현된다. 판독 채널(410)은 판독/기록 헤드 어셈블리(476)와 전치 증폭기(430)를 통해 디스크 플래터(478)로부터 획득된 정보를 수신한다. 또한, 데이터 저장 시스템(400)은 인터페이스 제어기(420), 하드 디스크 제어기(466), 모터 제어기(468) 및 스핀들 모터(472)를 포함한다. 인터페이스 제어기(420)는 디스크 플래터(478)로/로부터의 데이터의 어드레스 및 타이밍을 제어한다. 디스크 플래터(478) 상의 데이터는 디스크 플래터(478) 위에서 어셈블리가 적절하게 위치할 때 판독/기록 헤드 어셈블리(476)에 의해 검출될 수 있는 자기 신호 그룹으로 구성된다. 따라서 전형적인 판독 동작에서, 판독/기록 헤드 어셈블리(476)는 디스크 플래터(478) 상의 원하는 데이터 트랙 위에서 모터 제어기(468)에 의해 위치한다. 모터 제어기(468)는 하드 디스크 제어기(466)의 방향 하에서 디스크 플래터(478) 상의 적절한 데이터 트랙으로 판독/기록 헤드 어셈블리(476)를 이동함으로써 디스크 플래터(478)에 대해 판독/기록 헤드 어셈블리(476)를 배치하고 스핀들 모터(472)를 구동한다. 스핀들 모터(472)는 결정된 스핀 레이트(RPM)에서 디스크 플래터(478)를 스피닝한다.
일단 판독/기록 헤드 어셈블리(476)가 적절한 데이터 트랙에 인접하여 위치하면, 디스크 플래터(478)가 스핀들 모터(472)에 의해 회전되므로 디스크 플래터(478) 상에서 데이터를 나타내는 자기 신호가 판독/기록 헤드 어셈블리(476)에 의해 감지된다. 감지된 자기 신호는 디스크 플래터(478) 상에서 자기 데이터를 나타내는 연속적인 마이너스 아날로그 신호로서 제공된다. 이 마이너스 아날로그 신호는 전치 증폭기(430)를 통해 판독/기록 헤드 어셈블리(476)로부터 판독 채널 모듈(410)에 전송된다. 전치 증폭기(430)는 디스크 플래터(478)로부터 액세스된 마이너스 아날로그 신호를 증폭하도록 동작 가능하다. 또한, 전치 증폭기(430)는 디스크 플래터(478)에 기록되도록 예정된 판독 채널 모듈(410)로부터의 데이터를 증폭하도록 동작 가능하다. 또한, 판독 채널 모듈(410)은 디스크 플래터(478)에 최초에 기록된 정보를 재생성하도록 수신된 아날로그 신호를 디코딩하고 디지털화한다. 데이터가 수렴하지 않는 경우, 도 1에 대해 상기 기술된 바와 같이 다수회 재판독될 수 있고 재판독된 데이터의 평균이 디코딩하고 디지털화될 수 있다. 디코딩된 데이터는 판독 데이터(403)로서 수신 회로에 제공된다. 기록 동작은 실질적으로 판독 채널 모듈(410)에 제공되는 기록 데이터(401)와 선행 판독 동작이 반대이다. 그 다음에 이 데이터는 인코딩되어 디스크 플래터(478)에 기록된다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따라 선택적 프론트 엔드 노이즈 감소 회로를 갖는 수신기(505)를 포함하는 통신 시스템(591)이 도시된다. 통신 시스템(591)은 당 분야에서 알려진 바와 같이 전송 매체(507)를 통해 인코딩된 정보를 송신하도록 동작 가능한 송신기(593)를 포함한다. 인코딩된 데이터는 수신기(505)에 의해 전송 매체(507)로부터 수신된다. 수신기(505)는 도 1에 대해 상기 기술된 것고 유사한 데이터 프로세싱 시스템을 포함하고 전송된 정보를 디코딩하도록 동작 가능하다. 전송 매체를 통한 전송이 수신된 데이터 내에서 너무 많은 노이즈를 초래하는 경우, 수신기(505)의 데이터 검출 프로세스는 의도된 정보를 도출하는 것이 불가능하다. 이러한 경우에, 송신기(503)로부터 정보의 하나 이상의 추가적인 전송이 요청될 수 있다. 송신 시에 비데이터 종속적 노이즈가 평균화되도록 이들은 최초에 수신된 송신과 평균화된다. 이 평균화된 신호는 수신기(505)의 데이터 디코딩 프로세스를 이용하여 재프로세스된다. 전송 매체(507)는 정보가 전송되는 임의의 매체일 수 있으며, 이는 유선 인터페이스, 광학 인터페이스, 무선 인터페이스, 및/또는 그 결합을 포함하되, 이들로만 제한되지 않음에 주목해야 한다. 본 명세서에서 제공된 개시 내용에 근거하여, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 결함을 포함할 수 있고 본 발명의 각종 실시예에 대해 이용될 수 있는 다양한 매체를 인지할 것이다.
결론적으로, 본 발명은 노이즈 감소 데이터 디코딩 및/또는 검출을 수행하는 신규한 시스템, 장치, 방법 및 배치를 제공한다. 본 발명의 하나 이상의 실시예의 상세한 설명이 앞서 제시되었으나, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 본 발명의 사상을 변경하지 않고 다양한 대체예, 변경예 및 균등물이 명백할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 하나 이상의 실시예는, 예를 들어, 테이프 기록 시스템, 광학 디스크 드라이브, 무선 시스템 및 디지털 가입자선 시스템과 같은 각종 데이터 저장 시스템과 디지털 통신 시스템에 적용될 수 있다. 따라서, 상기 설명은 첨부된 특허 청구 범위에 의해 정의되는 본 발명의 사상을 제한하는 것으로서 취해져서는 안 된다.

Claims (20)

  1. 노이즈 감소 데이터 프로세싱 회로로서,
    선택 제어 신호에 근거하여 새로운 샘플 세트 또는 평균화된 샘플 세트를 샘플 출력으로서 제공하는 선택기 회로와,
    상기 새로운 샘플 세트를 수신하고, 상기 평균화된 샘플 세트를 제공하는 샘플 세트 평균화 회로-상기 평균화된 샘플 세트는 상기 새로운 샘플 세트 중 2 이상의 인스턴스에 근거함-와,
    상기 샘플 출력을 수신하고, 상기 샘플 출력에 대해 데이터 검출 알고리즘을 수행하며, 상기 선택 제어 신호와 데이터 출력을 제공하는 데이터 검출 회로를 포함하는
    노이즈 감소 데이터 프로세싱 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택기 회로로부터의 상기 샘플 출력을 저장하고, 상기 샘플 출력을 상기 데이터 검출 회로에 제공하는 샘플 버퍼를 더 포함하는
    노이즈 감소 데이터 프로세싱 회로.

  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플 세트 평균화 회로는,
    상기 선택기 회로로부터의 상기 샘플 출력을 저장하고, 상기 샘플 출력을 상기 데이터 검출 회로에 제공하는 샘플 버퍼와,
    상기 새로운 샘플 세트를 상기 샘플 출력에 가산하는 가산기 회로를 더 포함하는
    노이즈 감소 데이터 프로세싱 회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 샘플 버퍼는 제산기 회로를 포함하며,
    상기 제산기 회로는 상기 샘플 출력을 상기 샘플 출력에 포함된 상기 새로운 샘플 세트의 인스턴스의 수로 제산하고, 상기 제산기 회로의 상기 출력은 상기 데이터 검출 회로에 상기 샘플 출력으로서 제공되는
    노이즈 감소 데이터 프로세싱 회로.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 샘플 출력에 포함된 상기 새로운 샘플 세트의 인스턴스의 수는 2의 멱수이고, 시프트 회로는 상기 샘플 출력을 상기 샘플 출력에 포함된 상기 새로운 샘플 세트의 인스턴스의 수로 제산하며, 상기 시프트 회로의 출력은 상기 데이터 검출 회로에 상기 샘플 출력으로서 제공되는
    노이즈 감소 데이터 프로세싱 회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 제어 신호는 상기 데이터 검출 회로가 상기 새로운 샘플 세트의 초기 인스턴스를 프로세스할 때 수렴하지 않는 경우 상기 샘플 출력으로서 상기 평균화된 샘플 세트를 선택하도록 어서트(assert)되는
    노이즈 감소 데이터 프로세싱 회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 검출 회로는,
    채널 검출기와,
    저 밀도 패리티 체크 디코더를 포함하며,
    상기 채널 검출기는 상기 샘플 출력을 수신하고, 상기 채널 검출기의 출력은 상기 저 밀도 패리티 체크 디코더에 제공되는
    노이즈 감소 데이터 프로세싱 회로.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 데이터 검출 회로는 소프트/하드 결정 버퍼를 더 포함하며, 상기 데이터 출력은 상기 소프트/하드 결정 버퍼에 의해 제공되는
    노이즈 감소 데이터 프로세싱 회로.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 데이터 검출 회로는 평균화된 재시도 논리 회로를 더 포함하며, 상기 평균화된 재시도 논리 회로는 상기 저 밀도 패리티 체크 디코더가 수렴되는지의 표시를 수신하고, 상기 평균화된 재시도 논리 회로는 상기 선택 제어 신호를 어서트하는
    노이즈 감소 데이터 프로세싱 회로.
  10. 감소된 노이즈 데이터 프로세싱을 수행하는 방법으로서,
    새로운 샘플 세트의 제 1 인스턴스를 수신하는 단계와,
    상기 새로운 샘플 세트에 대해 데이터 검출을 수행하는 단계-상기 데이터 검출은 수렴하지 않음-와,
    상기 새로운 샘플 세트의 제 2 인스턴스를 수신하는 단계와,
    샘플 세트 평균화를 수행하는 단계-상기 샘플 세트 평균화는 평균화된 샘플 세트를 생성하도록 상기 새로운 샘플 세트의 적어도 상기 제 1 인스턴스를 상기 새로운 샘플 세트의 상기 제 2 인스턴스와 가산하는 것을 포함함-와,
    상기 평균화된 샘플 세트에 대해 데이터 검출을 수행하는 단계를 포함하는
    방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 데이터 검출은 채널 검출 및 저 밀도 패리티 체크 디코드를 수행하는 것을 포함하는
    방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 새로운 샘플 세트의 제 3 인스턴스를 수신하는 단계와,
    상기 새로운 샘플 세트의 제 4 인스턴스를 수신하는 단계를 더 포함하며,
    상기 샘플 세트 평균화는 상기 새로운 샘플 세트의 상기 제 1 인스턴스, 상기 새로운 샘플 세트의 상기 제 2 인스턴스, 상기 새로운 샘플 세트의 상기 제 3 인스턴스 및 상기 새로운 샘플 세트의 상기 제 4 인스턴스를 가산하고, 상기 평균화된 샘플 세트를 생성하도록 4로 제산하는 것을 포함하는
    방법.
  13. 감소된 노이즈 데이터 프로세싱을 선택적으로 수행하는 시스템으로서,
    매체로부터 도출되는 데이터 입력과,
    데이터 프로세싱 회로를 포함하며,
    상기 데이터 프로세싱 회로는,
    선택 제어 신호에 근거하여 새로운 샘플 세트 또는 평균화된 샘플 세트를 샘플 출력으로서 제공하는 선택기 회로와,
    상기 새로운 샘플 세트를 수신하고, 상기 평균화된 샘플 세트를 제공하는 샘플 세트 평균화 회로-상기 평균화된 샘플 세트는 상기 새로운 샘플 세트 중 2 이상의 인스턴스에 근거함-와,
    상기 샘플 출력을 수신하고, 상기 샘플 출력에 대해 데이터 검출 알고리즘을 수행하며, 상기 선택 제어 신호와 데이터 출력을 제공하는 데이터 검출 회로를 포함하는
    시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 매체는 자기 저장 매체인
    시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 매체는 전송 매체인
    시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 전송 매체는 무선 전송 매체, 유선 전송 매체 및 광학 전송 매체로 구성되는 그룹으로 선택되는
    시스템.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 샘플 세트 평균화 회로는
    상기 선택기 회로로부터의 상기 샘플 출력을 저장하고, 상기 샘플 출력을 상기 데이터 검출 회로에 제공하는 샘플 버퍼와,
    상기 새로운 샘플 세트를 상기 샘플 출력에 가산하는 가산기 회로를 포함하는
    시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 샘플 버퍼는 제산기 회로를 포함하며,
    상기 제산기 회로는 상기 샘플 출력을 상기 샘플 출력에 포함된 상기 새로운 샘플 세트의 인스턴스의 수로 제산하고, 상기 제산기 회로의 상기 출력은 상기 데이터 검출 회로에 상기 샘플 출력으로서 제공되는
    시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 샘플 출력에 포함된 상기 새로운 샘플 세트의 인스턴스의 수는 2의 멱수이고, 시프트 회로는 상기 샘플 출력을 상기 샘플 출력에 포함된 상기 새로운 샘플 세트의 인스턴스의 수로 제산하며, 상기 시프트 회로의 상기 출력은 상기 데이터 검출 회로에 상기 샘플 출력으로서 제공되는
    시스템.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 선택 제어 신호는 상기 데이터 검출 회로가 상기 새로운 샘플 세트의 초기 인스턴스를 프로세스할 때 수렴하지 않는 경우 상기 샘플 출력으로서 상기 평균화된 샘플 세트를 선택하도록 어서트되는
    시스템.
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