TWI320175B - Modulation methods and systems - Google Patents

Description

1320175 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於在如光碟#之資料媒Hi寫入數位資料的調 變方法和系統，尤指-種最小化高密度光碟广堵存系統之累積數位 總和值（digital sum value, DSV )的調變方法和系統。 【先前技術】 鲁 在傳輸或寫入數位資料之前’數位資料通常透過某些調變方法 被轉換至其他資料格式，例如在雷射唱片（C〇mpact Disc, cD)寫入 系統中’欲被紀錄至雷射唱片的資料係使用8至14位元調變 to fourteen modulation，EFM)，而欲被寫入至數位多功能光碟片 (digital versatile disc, DVD)的資料係使用 8 至 16 位元調變（eight to sixteen modulation，EFM+)。然而，在 8 至 14 位元調變或是 8 至16位元調變的過程中，數位總和值的絕對值必須盡可能被維持 φ 在零’以使得高頻訊號的循執和偵測具有較佳的可靠度，因此一 般會使用幾種習知技術使數位總和值盡可能維持在較低的值以在 調變過程中降低直流量。此外’在如藍光光碟（Blu-raydisc，BD) 和高密度數位多功能光碟（high density DVD, HD-DVD)中，為了 增加調變過程中降低直流量的能力，直流（或數位總和值)控制位 元被包含在藍光光碟的17PP調變中以及高密度數位多功能光碟 片的8至12位元調變中，如此藉由控制直流控制位元的值，數位 n 總和值的絕對值可盡量被維持在較低的值以在調變過程中降低直 流量。 6 1320175 第1圖係為一 8至16位元(EFM+)調變系統的方塊圖。此調變 . 系統係用以將8位元資料字元（data word) B⑴轉換成16位元編 碼字X(t)，在調變過程中，跟目前狀態s⑴有關的8位元資料字 兀B⑴透過一主要轉換表丨丨被轉換成具有丨6通道位元的主要編碼 字（maincodeword) Xm⑴以及一主要下一狀態（mainnextstate)

Sm(t+1)。若資料字元B(t)低於88，比較器13便啟動一替代轉換 表12來同步輸出一次要編碼字（subc〇(jew〇rd) xs⑴以及一次要 鲁 下一狀態（sub next state) Ss (t+Ι)，同時數位總和值控制器14亦 被致能以計算分別對應於主要編碼字和次要編碼字的數位總和值 以及選擇兩編碼字其中之一作為輸出的編碼字X⑴，其中編碼字 x(t)係被選擇以便最小化累積的數位總和值。若主要編碼字Xm⑴ 被選擇作為編碼字X⑴，則主要下一狀態Sm(t+1)被指定為下一狀 態S(t+1) ’而下一狀態s(t+l)便被暫時儲存在狀態暫存器15中； 同樣地，若次要編碼字Xs(t)被選擇為編碼字x(t),則次要下一狀 φ 態Ss(t+1)被指定為下一狀態s(t+l)。對DVD調變而言，當資料字 元B⑴以及相對應的目前狀態s(t)已被得知時，可透過前述轉換表 11和12來取得編碼字x(t)，其中編碼字乂⑴將不被接下來的資料 字元B(t+1)影響。 在如高密度數位多功能光碟、藍光光碟或是高階光碟 (advanced optical disc, AOD )系統之類的高密度光儲存系統之調 - 變處理期間，在數位總和值控制位元被決定後可得到調變後的編 . 碼字，然而，數位總和值控制位元可能無法存在於每一個資料字 7 1320175 申所以理想上來說，數位總和值控制位元之決定必須取決於所 • 有資料字元，令總蓄積數位總和值可以保持在最低值，因此，大 虿的暫存器必須在調變過程中用來儲存資料字元或字碼，如此亦 造成了較長的處理延遲。 【發明内容】 本發明提供了用以寫入數位資料至光碟儲存媒體上的調變系 • 統和方法。數位總和值控制位元在資料字元被換成編碼字之前、 之後或當時被決定，所決定的數位總和值控制位元被用以調整相 對應編碼字的數位總和值控制位元，調變系統和方法的實施例可 用以降低所須的緩衝器容量，並使決定編碼字所須的處理延遲時 間維持一定量。 數位總和值控制位元係在偵測到至少一後續數位總和值控制 鲁 位元時被決定’以在調變期間降低訊號的直流量。資料字元被調 變成編碼字’數位總和值控制位元被決定以使訊號的直流量盡可 能維持在最低，且針對一數位總和值控制位元的每一個可能值， 計算一累積數位總和值。當一或多個後續數位總和值控制位元被 偵測到’或是當經過一預定延遲後，數位總和值控制位元就會被 ’決定’使該累積數位總和值之絕對值為最低值，然後已決定的數 位總和值控制位元被用以調整相對應編碼字的數位總和值控制位 元。 8 1320175 p» - 痛 在某些實施例中，複數個字元係根據特定格式而被加以暫存 以決定數位總和值控制位元。而且，由被暫存之字元來計算數位 總和值控制位元之每一可能值的累積數位總和值。當至少一後續 數位總和值控制位元被偵測到、或是當經過一特定延遲後，數位 總和值控制位元被決定以使得目前累積數位總和值之絕對值為最 小值，然後已決定的數位總和值控制位元便於調變時與相對應的 字元合併。 癰 在其他實施例中，一調變系統包含一編碼器以及一數位總和值 控制器。編碼器將資料字元調變成編碼字，而數位總和值控制器包 含一數位總和值控制位元產生器、和一最後編碼字產生器，其中數 位總和值控制位元產生器決定一數位總和值控制位元，而最後編碼 字產生器插入、更新或者改變位於相對應編碼字中已決定的數位總 和值控制位元。在其他實施例中，產生對應於數位總和值控制位元 _的編碼字後’最後編碼字產生^再根據已紗喊錢和值控制位 兀選擇其中一編碼字。而且，當至少一後續數位總和值控制位元被 偵測到、或是經過一特定延遲後，數位總和值控制位元產生器計算 對應於數位總和健做元之每—可紐的s積數錢和值，並決 •定數位總和值控制位元，使得目前累積數位總和值之絕對值為最小 值。此外’數位總和值控制位元緩衝器儲存自數位總和值控制位元 產生器產生的數位總和值控制位元，最後編碼字產生器再根據數位 總和值控制位元緩衝器的輸出來產生編碼字。 1320175 在其他實關當t，-調❹、統包含—儲存裝置以及一數位 .總和值控制器，其中儲存裝置用㈣存特定格式字元。數位總和 、 值控制器包含一數位總和值控制位元產生器，當至少一後續數位 總和值控做元__、或是_—财延職，數位總和值 控制位元產生器轉對應於數位總和健做元之每—可能值的 累積數位總和值’並鍵數⑽和值㈣位元叫得㈣現今數 位總和值之絕對值為最小值。上定格式托可為資料字元、 _ 最，編碼字或是暫時編碼字，其中暫時編碼字包括調變期間自資 料字it產生、用以產生最後編碼字的中間字，而最後編碼字產生 器根據已決定的數位總和值，控制位元插入、修改或是更新被暫 存之手元中的數位總和值控制位元。 在某些實施例中提供了-種決定數位總和值控制位元的系 統其包3 ^料子元至部份數位總和值轉換電路、一數位總和 籲值累積器、以及-數位總和值控制位元產生器。資料字元至部份 數位總和值轉換電路根據該資料字元來產生部份數位總和值，數 位總和值· @ g卿份触總和健為触總和健制位元之 可月b值的累積數位總和值，而數位總和值控制位元產生器根據累 積數位總和值決定一數位總和值控制位元的值。 【實施方式】 第2圖為尚密度儲存系統中調變系統之一實施例的方塊 圖。舉例來說，在高密度數位多功能光碟儲存系統中，8位元資料 1320175

為轉換表21之一部分的示意圖。 20被轉換成12位元編碼字， 以儲存至光碟上。在調變期間，對應於從 態s(t)的8位元資料字元B(t)透 I___. ' x w *** *·^ W C A 5時下-狀態s_亦被取得並儲存在狀態暫存器 子元（pre-connection word ) X⑴， •网讦仕狀態暫存器22。第3圖係 編瑪字的連續規則（concatenation 瞻2㈣應用於連接自轉換表21所取得_先連接編碼字 1 ’讀近的預先連接編碼字x(t)献狀料，狀些預先連 接編碼予x(t)將被碼連接器（code e〇nnect〇r) 23所更改。此外， 碼連接器23產生並輸出一數位總和值處理前編碼字（亦可稱為暫 時編碼字）γ⑴，且如果預先連接編碼字邓)包含—數位總和值控 制位元’其亦輸出一數位總和值控制位元指示碼id_至一數位總 和值控制器24。當數位總和健制器24债測到來自碼連接器= 的後續數位總和值控制位元時或經過一特定延遲後，數位總和值 • 控制器24決定一個使絕對累積數位總和值為最小的目前數位總和 值控制位元，並根據相對應的數位總和值處理前編碼字γ⑴以及 已決疋的目别數位總和值控制位元產生一數位總和值處理後編碼 字Z(t)，以達到最小的絕對累積數位總和值，其中根據已決定的目 前數位總和值控制位元對數位總和值處理前編碼字Y(t)進行更 改、插入或更新可產生數位總和值處理後編碼字z(t);此外，亦可 根據相對應的數位總和值處理則編碼字Y(t)產生多個可能編碼字 的方式來產生數位總和值處理後編碼字Z(t)，也就是，數位總和值 處理後編碼字z⑴係由已決定之目前數位總和值控制位元所對應 1320175 •l m 的可能編碼字中選擇出來的。轉換表21、狀態暫存器22以及碼連 接器23係作為編碼器25使用。再者，在某些實施例中，數位總 和值控制器24決定目前數位總和值控制位元之值的時間點可不根 據後續數位總和值控制位元之偵測而決定，而且，數位總和值控 制器24可一直等待，直到第二、第三和第四後續數位總和值控制 位元到達為止，接著再決定使絕對累積數位總和值為最小的目前 數位總和值控制位元。此外，數位總和值控制器24亦可一次決定 馨一個以上的數位總和值控制位元。在其他實施例中（如藍光光碟系 統），目前數位總和值控制位元可在後續數位總和值控制位元到達 前被決定。 第4圖為本發明數位總和值控制器24之一實施例的示意圖。 數位總和值控制器24包^^一數位總和值控制位元產生器151、一 數位總和值控制位元偵測器152、一數位總和值位置決定器丨％、 φ 一儲存裝置154以及一插入電路155。數位總和值控制位元產生器 151係針對一目前控制位元之每一可能值來計算一相對應的累積 數位總和值，並決定可使累積數位總和值為最小的現今數位總和 值控制位元bdsv。數位總和值控制位元偵測器152根據數位總和 值控制位元指示碼IDdsv偵測是否有任何數位總和值控制位元存 在於目前編碼字當中，當偵測到數位總和值控制位元時，數位總 和值控制位元偵測器152將會通知數位總和值位置決定器153。儲 存裝置154儲存了由碼連接器23所產生的數位總和值處理前編碼 字Y(t)，在某些實施例中，儲存裝置154可包含串聯的管線暫存 1320175 杰（pipe register)、延遲暫存器（delay register)或者偏移暫存器（也丘 register)，其中每一暫存器儲存了 一數位總和值處理前編碼字 Y(t)，在其他實施例中，儲存裝置154可為一先進先出記憶體或是 具有寫入/讀取位址產生器的隨機存取記憶體。此外，暫存器的數 量最好大於或等於兩連續數位總和值控制位元之間的編碼字（或 資料字元)最大數量。再者，在一實施例中，兩個連續數位總和值 控制位元中的編碼字最大數量可為一資料區段(frame)中的字元 數量（例如：93個字元）；若考慮到資料區段之同步資訊部分（吵加 field)中的數位總和值控制位元係被使用在讀取最佳功率控制 上，則兩個連續數位總和值控制位元中的編碼字最大數量可以是 兩為料區段中的字元數。數位總和值處理前編碼字γ⑴係在儲存 裝置154中以管線方式被連續輸送，而數位總和值位置決定器Μ] 係紀錄具有數位總和值控制位元之每一編碼字的位置。舉例來 說，數位總和值位置決定^ 153持續追縱具有第一數位總和值控 制位70之-編碼字的儲雜置直到接收到具有帛二數位總和健 制位το的另-編碼字為止，#數位總和值位置決定^ 153接收到 表示第二數_和值㈣位元已朗達的數位總和值控制位元指 不碼iddsv時’其傳送一致能訊號⑻、E2、…叫至儲存裝置 154的暫7，其中儲存餘154儲存具有第—數位總和值控制位 _的扁碼+ ^•具有第一數位總和值控制位元的編碼字被儲存在 =子裝置154中第)暫存器中，數位總和值位置決定器153 輸f致能訊號以使得儲存錢154允許插人電路155將已決定之 目前數位總和值控制位元插人第m個暫存器中。囉地，當數位 總和值位置決;^ 153接❹丨表示第三數位總和值㈣位元已經 到達的數位總和值控制位元指禾碼lrw時，g二數位總和值控制 位元被決定且被插入至儲存裝置154的相對應暫存器，以此類推， 依此方法，當數位總和值位置決定器153接收到表示後續數位總 和值控制位元已經到達的數位總和值控制位元指示碼IDDSV時，一 數位總和健做元被蚊且被插人存裝置154的相對應暫 存器中。此外’ S了將單-數位總和值控制位元插人編碼字之外， -編碼字亦可具有二個數位總和健齡元如此—來，必須持 續追蹤編碼字中的每一位元以便控制二數位總和值控制位元的插 入。在其他實施例中，原存在於編碼字或資料字元中的數位總和 值控制位元係具有預先設定值或任意值，雜意值亦可根據由數 位總和健制位元產±器所產生的已決定數位總和值控制位元而 被加以更改。此外，在其他實施财，對應於可能的數位總和值 控制位複數健位字元被贿在轉Μ，紐複數個數 位字元其巾之—便根據由數位總和值控恤元產生n所產生的已 決定數位總和值控制位元而被選取，其中上述複數個數位字元可 為身料字7C、最後編碼字或是暫時編碼字，其中暫時編碼字係在 調變期間㈣料字元產生’並用以產生最後編碼字。 第5圖係為第4圖所示之數位總和值控制位元產生器丨5〗之 :實施例的示意圖。因為―數位總和值控制位元包含兩個可能邏 輯值〇和1，所以數位總和值控制位元產生器151決定可使累積數 位總和值為最小的值，此外，一部份數位總和值控制位元產生器 1320175 15U根據數位總和值處理前編碼字γ⑴產生兩部份數位總和值 PSDq及psDi ’右數位總和值處理如編碼字γ⑴未具有任何數位總 和值控制位元，則由部份數位總和值控制位元產生器151丨產生的 兩部份數位總和值PSDG及PSDi將會相同；若數位總和值處理前 編碼字Y(t)具有數位總和值控制位元指示碼辽所指示的數位 總和值控制位元，則數位總和值控制位元產生器1511將會產生兩 4伤數位總和值PSD〇(假設目前數位總和值控制位元及 PSDl(假設目前數位總和值控制位元BDSV=1)。DSV〇計算器1512 將部份數位總和值PSD〇加至累積數位總和值DSVa〇，或者根據累 積數位總和值DSVAG之極性（polarity)將部份數位總和值pSD〇從 累積數位總和值dsvao抽取出來。當自碼連接器23輸出的後續數 位總和值處理前編碼字Y(t)未具有任何數位總和值控制位元時， 仗儲存在相對應的暫存器1516中之值中選擇出累積數位總和值 DSVao。此外’在計算後，由Dsv。計算$ 1512所計算的值被儲 存在暫存器⑸6中以更新原先儲存的值。同樣的，黯,計算器 1513將熟數位總和值pSDi加至累積數位總和值膽^，或者 根據累積數⑽和值DSVai之雜將部份數㈣和值PSD丨從累 積數位總和值DSVA1抽取出來。#自碼連接器23輸出的後續數位 總和值處理前編碼字Y(t)未具有任何數位總和值控制位元時，從 儲存在相對應的暫存器1517中之值中選擇出累積數位總和值 DSVA1，且DSVA算n 1513所計算的值被齡在暫存㈣17中。 當-後續數位總和值控制位元如數位總和值控·元指示碼 !Ddsv所和不般地被偵測到時，數位總和值比較器⑸&比較累積 數位總和值DSVC和DSV!，並選擇其中絕對值最小者作為數位總 和值DSVA。此外’數位總和值比較器15丨9亦指派對應於最小絕 對值的位元值作為目前數位總和值控制位元bdsv之值。同時，兩 多工器1514和1515選擇更新後的累積數位總和值dsva作為兩 分支的累積數位總和值DSVs，也就是DSV〇計算器1512以及DSV, 計算器1513中的累積數位總和值運算出的DSVA0和DSVA1，而在 計算累積數位總和值之後，DSV0計算器1512以及DSV〗計算器 1513所計算的值被儲存至相對應的暫存器1516和1517以作為更 新後的累積數位總和值。藉由此方法，當一後續數位總和值控制 位元被偵測到時，數位總和值控制位元可藉由比較累積數位總和 值的兩分支而決定。 如第6圖所示，當在時間几偵測一後續數位總和值控制位元 時，目前數位總和值控制位元係藉由比較對應於目前數位總和值 控制位元之兩可能值來加以決定，此處的數位總和值控制位元係 指累積數位總和值之絕對值DSV〇以及08乂丨，在其他實施例中， 比較累積數位總和值之時間點乃可為預先設定的固定時間區段。 如第ό圖所示’累積數位總和值DSV〇在時間點乃小於累積數位 總和值DSV!，因此目前數位總和值控制位元被選擇為〇。此外， 如第7圖所示’當兩後續數位總和值控制位元被偵測到時，可決 定目前數位總和值控制位元，當第一後續數位總和值控制位元在 時間點A被偵測到時，目前數位總和值控制位元未被決定，且在 時間乃後，每一累積數位總和值分成兩分支。當第二後續數位總 和值控制位元在時間點τ2被偵測到時，數位總和值比較器1519 藉由比較對應於目前數位總和值控制位元以及第一後續數位總和 值控制位元的四個可能值來決定目前數位總和值控制位元，此四 個可能值係指累積數位總和值之絕對值DSVoo、DSVoi、DSVi〇以 及DSVn ;或者在其他實施例争’目前數位總和值控制位元以及 後續的數位總和值控制位元可一併藉此被決定。在此實施例中， PSD01為4個累積數位總和值之絕對值中的最小值，因此數位總和 值控制位元被指派為〇。 第8圖為本發明調變系統70之一實施例的示意圖。在此實施 例中，一數位總和值控制位元產生器72根據由編碼器71編碼出 的暫時編碼字來決定數位總和值控制位元，而暫時編碼字被連續 存在一編碼字先進先出緩衝器74中，而且，一最後編碼字產生器 75將連續儲存在一數位總和值控制位元先進先出緩衝器73卡的 已決疋數位總和值控制位元插入至由編碼字先進先出緩衝器74所 輸出的相對應編碼字當中。此外，在其他實施例中，最後編碼字 產生器75婦暫時編碼？的壯舰總和健制㈣，且此暫時 編碼字具有贿在數位總和健制位元先進先出_器中的數 位總和值控制位元。 相。較於調變系統70 ’第9圖所示的調變系統⑽更包含一第二 編碼器85，因此緩觸84可鱗㈣字元而不是編碼字如此可 降低資料字元歧先出緩魅84所需的記憶體大卜儲存資料字 1320175 :斤而的ϋ系少於儲存編碼字所需的容量，舉例來說，在一高 4度數位夕舰光則巾’資料字元具有8位元但編碼字卻具 有。位7L此外，數位總和值控制位元產生器u根據被第一編 ’—彳4碼的暫時編碼字來決定數位總和值控制位元，並輸出 已定的數位總和值控舰元至數位總和值㈣位元先進先出緩 衝:83^°第二編碼1185將齡在龍字元先進先出緩衝器84中 ?义”予元調變成暫時編碼字。自數位總和值控制位元先進先出 籲彳衝σ輸出的數位總和健制位元係藉由最後編碼字產生器 86而被合併成相對應的暫時編碼字。 因為調變系統70的數位總和值控制位元產生器72的輸入以及 =變系統80的數位總和值控制位元產生器82的輸人為暫時編碼 子(與調m 2〇相同），所以触總和健恤元產生^ 72以及 數位總和值控繼元產生n 82之—實酬可鮮5騎示之調變 • 系統的數位總和值控制位元產生器151相同。 第10圖為本發明調變系統％之一實施例的方塊圖。資料字元 B⑴被提供至數位總和值控制位元產生器51以及資料字元先進先 出緩衝器53’而經由使用資料字元先進先出緩衝器53來儲存資料 字元B(t)而不是編碼字則可降低資料字元先進先出緩衝器幻的緩 衝器大小。然後，資料字元先進先出緩衝器53將資料字元B⑴ * 提供至編碼1 54以將資料字元轉換成具有未決定數位總和健制 . 位元的編碼字(亦被稱為暫時編碼字）。當偵測到至少一後續數位總 1320175 和值控制位元時，數位總和值控制位元產生器51決定一目前數位 • 總和值控制位元以使累積數位總和值之絕對值為最小值，已決定 的目前數位總和值控制位元則被暫時儲存在數位總和值控制位元 先進先出緩衝器52 t，然後再從數位總和值控制位元先進先出緩 衝器52中被讀出。此外’最後編碼字產生器55根據儲存在數位 總和值控制位元先進先出緩衝器52中的目前數位總和值控制位元 來調整暫時編碼字中的數位總和值控制位元，藉由將數位總和值 擊控制位元儲存在數位總和值控制位元先進先出緩衝器52中，數位 總和值控制位元可更容易地被存取和控制。再者，在其他實施例 47 ’數位總和值控制位元產生器51亦可使用一比較表以根據資料 子元決疋數位總和值控制位元，亦即，藉由比較表，可利用資料 子元於比較表中搜尋到所要的數值以便計算出累積數位總和值。 第11圖為第10圖所示之數位總和值控制位元產生器51之一 實施例的方塊圖。第11圖所示的數位總和值控制位元產生器51 中的元件2512〜2519與第5圖中的元件1512〜1519相同，因此對 於兀件2512〜2519而言便不再贅述，底下將詳盡的描述部份數位 總和值對照表2511。此外，因為數位總和值控制位元產生器51之 輸入為資料字元B(t)’數位總和值對照表2511係依據資料字元B⑴ 同時輸出兩部份數位總和值PSD〇、PSDVi以及一數位總和值控制 位兀指不碼IDdsv’而數位總和值對照表2511的一部份如第U圖 • 所示。右貝料字元Β(〇未具有任何數位總和值控制位元，則數位 總和值控制位70指示碼IDdsv之值為〇，而部份數位總和值控制位 19 1320175 元產生器15U所產生的兩部份數位總和值pSD()以及pSDV|相 • 同；另一方面，若資料字元B(t)具有數位總和值控制位元，則數 位總和值控制位元彳a示碼IDdsv之值為1，且數位總和值控制位元 產生器1511將會分別產生兩部份數位總和值PSD()(假設目前數位 總和值控制位元BDSV=0)及PSD!(假設目前數位總和值控制位元 BDSV=1)。此外，星號位元以及碼連接規則亦被用以決定數位總 和值控制位元，舉例而言，當使用星號位元以及碼連接規則 鲁時，會將一補償值加至部份數位總和值，而此補償值係根據先前、 目前以及後續資字元所加以決定。 第13圖為本發明調變系統60之一實施例的方塊圖。相較於調 變系統50 ’調變系統60透過編碼器63將資料字元B⑴編碼至編碼 字中，且調變系統60並不儲存資料字元，而是在編碼字先進先出 緩衝器64中儲存編碼字與未決定的數位總和值控制位元。同樣 φ 的’資料字元被提供至數位總和值控制位元產生器61中以決定數 位總和值控制位元，且已決定的數位總和值控制位元被儲存在數位 總和值控制位元先進先出緩衝器62中以等著被最後編碼字產生器 65所接收。因為調變系統60中的數位總和值控制位元產生器61 為資料字元B⑴之串流（stream)(與第10圖所示之調變系統5〇相 同）’數位總和值控制位元產生器61之一實施例係與第η圖所示 之調變系統中的數位總和值控制位元產生器51相同。 . 第8(A)、9(A)、10(A)圖係基於第8、9、10以及11圖，在調 20 1320175 « 變系統70A、80A、50A以及60A的這些實施例中，數位總和值控 制位元產生器根據資料字元或編碼字來決定數位總和值控制位 元，並連續地將已決定的數位總和健制位元輸出至數位總和值控 制位元先進先出緩衝器，而且，這些調變系統7〇A、8〇A、嫩以 及60A中之編碼器根據是否有任何數位總和值控制位元存在於暫 時編碼字中以將每-資料字元B(t)編碼成—或多個不同的暫時編 碼字，若沒有數位總和值控制位元存在於暫時編碼字中，則對應於 籲資料字元B⑴的暫時編碼字將會相同；若有—數位總和值控制位元 存在於暫時編碼字巾’騎賊域和健做元的每—可能數值 而5，兩個對應於資料字元b⑴的不同暫時編碼字將會被產生；若 兩數位總和健制位元皆存在於暫時編碼字中，則對於兩數位總和 值控制位元的每-可能數值來說，四個對應於資料字元B(t)的不同 暫時編碼字職產^。最後，自触總和健細^紐先出緩衝 器所輸出的已決定數位總和值控制位元便透過多工器79、89、弘、 • 69選擇相對應的暫時編碼字來作為數位總和值處理後編碼字Z⑴。 對一藍光光碟來說’ 17PP調變係用以將一資料字元轉換成2〜3 位几的編碼字，請參考第14圖與帛15圖，其係為使用在藍光光碟 繞錄機的17PP調變器2〇〇。一資料字元B⑴係同時輸人至一數位總 和值控制位元產生器220與一資料字元先進先出緩衝器21〇。資料 字兀先進先出緩衝器21〇儲存了複數個資料字元212，其中每一資 *料字凡212包含—2位元(2-bit)識別碼（ID)以及10位元(i〇_bit)資 .料。2位70識別碼係指示數位總和值控制位元是否出現在1〇位元資 1320175 料令以及數位總和值控制位元的位置令。數位總和值控制位元產生 器220藉由計算分別對應於〇和1之數位總和值控制位元的兩累積 數位總和值222以及224來決定一目前數位總和值控制位元，而計 算出的兩累積數位總和值222以及224之絕對值係由一比較器226 來加以比較以決定那一控制位元產生了最小的數位總和值。換句話 說，备至少一後續數位總和值控制位元被偵測到或是經過一特定延 遲後，數位總和值控制位元產生器22〇便藉由平行處理許多個2位 i元(2-bit)通道位元221而使累積數位總和值之絕對值為最小值。而 且，因為資料字元先進先出緩衝器210可儲存的資料字元數量係基 於資料字元先進先出換衝器210的緩衝器大小，所以資料字元先進 先出緩衝器210的緩衝器大小便決定了偵測數位總和值控制位元所 需的預定延遲。 在其他實施例中，數位總和值控制位元產生器22〇亦根據資料 φ予元決疋數位總和值控制位元’第16圖係為將資料字元轉換成部份 數位μ和值之對照表之一實施例的示意圖。第16圖中的資料字元長 度並非為常數，因此2位元資料字元的影響可虹經於先前依據第 16圖所示之對照表將資料字元轉換成部份數位總和值的過程中已 .被計算進去，因此，若2位元資料字元的影響在先前轉換操作中已 被計算’則2位元資料字元對於數位總和值的影響將被忽略否則， 2位元資料字it所造成的影響將加人數位總和值的運算中。遮蔽 ‘（MASK)訊號係用以指示2位it資料字元是否有效。藉由使用如先前 •所述之對照表，累積數位總和值可藉由尋找使用資料字元的相對應 1320175 進仃料。綠，#料字元的縣數位總和健制位元係藉 由最後貢料字元產生器23Q (第15圖_以一多工器表示）以及被數 U值控制位兀產生$ 220決定之數位總和健制位元而加以更 文而且與已決疋數位總和值控制位元結合的資料字元藉由編碼 器以平行處理方式被調變成編碼字χ⑴，平行調變係使用複數 個調變器242，並表示資料字元Β_多個2位元通道位元亦同樣 „編碼字Χ(种3位元調變位元，第17圖即為編碼器將 資料字元轉換成編碼字之一實施例的示意圖。 π參考第18圖和第19圖，其係為以序列方式處理資料之HP? 調變器300的示意圖。如第18圖所示，資料字元Β⑴亦同樣被輸入 至數位總和值控制位元產生器32〇以及資料字元先進先出緩衝器 31〇,資料字元先進先出緩衝器310儲存資料字元B(t)的複數個連續 的2位元通道位元312，而數位總和值控制位元產生器32〇藉由計 會算分別對應於數位總和值控制位元〇和丨的兩累積數位總和值322 和324來決定目前數位總和值控制位元。此外，兩累積數位總和值 322和324之絕對值被一比較器326所比較以決定那一控制位元可 產生最小的數位總和值。換句話說，當偵測到至少一後續數位總和 •值控制位元時，數位總和值控制位元產生器320藉由序列處理連續 的2位元通道位元mi來最小化累積數位總和值之絕對值。然後， 已決定的數位總和值控制位元藉由最後字元產生器330被插入至相 * 對應的資料字元，且具有已決定數位總和值控制位元的資料字元係 • 暫存於一數位總和值處理後資料字元先進先出緩衝器340，此外， 23 1320175 • · 編碼器350則連續讀取來自數位總和值處理後資料字元先進先出緩 衝器340的資料字元342以將其編碼成編碼字乂⑴。 請參考第20圖與第21圖，其係為調變系統5〇〇、52〇之實施例 的示意圖。此兩實施例可使用序列資料處理或平行資料處理的機 制’例如第14圖所示之平行資料處理的實施例以及帛18圖所示之 序列資料處理的實施例。在這些實施例中，一插入電路5〇2將每— 眷數位總和值控制位元插入資料字元串流中的相對應位置。因為每— 數位總和健制位元具有兩可驗〇和卜對應於數位總和值控制 位元之每一可能值的不同串流在插入電路5〇2之後產生，且兩不同 k料子元串流被提供至-資料字元先進先出緩衝器5〇4以及一數位 總和值控制位元產生器(決定器）5〇6以決定兩不同資料字元宰流中 的每一數位總和值控制位元。在第20圖的實施例中，已決定的數位 總和值控伽元選擇-相對應㈣料字元串流錢行編碼，而數位 •總和值控制位元透過多工器508選擇相對應的資料字元，且接著一 編碼器510便對此結果進行編碼。此外，在第21圖的實施例中編 碼器522將儲存在資料字元先進先出緩衝器5〇4中的兩資料字元串 机刀別調變成兩個編碼字的串流，•然後已決^的數位總和值控制 位元使用多工器似選擇相對應編碼字的串流以作為數位總和值處 理後編碼字Z(t)。 • μ參照第22 ® ’其係為執行上述運作之晴系統4GG的概要架 •構不意圖。在調變系統_巾，功能方塊4〇2和4〇6表示必備的功 24 1320175 能方塊，而功能方塊410〜418表示選擇性（〇pt丨ona丨）的功能方塊。 數位子元先進先出缓衝器402可儲存資料字元或暫時編碼字，而輸 入來源可為資料字元或暫時編碼字；同樣地，數位總和值控制位元 產生器404可為資料字元或暫時編碼字。再者，最後編碼字產生器 406可根據數位總和值控制位元產生器4〇4所決定的數位總和值控 制位元來更改、替換、插入或者選擇最後字元以輸出最後資料字元 或最後編碼字。 對選擇性的元件而言，可將一或多個編碼器41〇、412、414、 418設置在許多可能的位置，κ统中亦可包含多重編碼器 (multiple encoder)。此外’數位總和值控制位元先進先出緩衝器416 可被包含在某些實施例中’但在其他實施例中，數位總和值控制位 兀可在不具有先進先出緩衝裝置的情況下被直接傳遞至最後字元 產生器406，舉例來說，經由計算數位總和值控制位元的位置而知 #道該在何處插人或更改·總和值_位元，職域和健制位 元便可在不具有先進先級職置的情況下被直接傳遞至最後字 元產生器406。 在本案發明說明和申請專利範圍t，使用了某些名詞以代表特 •定的系統零件，如熟知此項技藝者所知，消費性電子設備製造商可 能用許多不同的名稱代表相同的物品，而本案並未特別將以不同名 稱命名但卻具有相同功能之元件區別為不同元件，而且，在底下之 申請專利棚t ’ ”包含，，以及”具有，，顧_綱放性之範圍因 1320175 此應被解讀為”包含，但並非限制於.........”。此外，”轉接”應被解 釋為直接或非間接的連接。因此，若一第一裝置輕接於一第二裝 置，則此輕接可為直接的電性連接，或是透過其他裝置的間接連接。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍 所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 i 【圖式簡單說明】 第1圖為一 8至16位元(EFM+)調變系統的方塊圖 第2圖為高密度儲存系統中調變系統之一實施例的方塊圖。 第3圖為轉換表之一部分的示意圖。 第4圖為本發魏位總和健㈣之—實施綱示意圖。 第5圖為第4圖所示线位總未值控制位元產生器之一實施例的示意圖。 第6、7圖為累積數位總和值之運算的示意圖。 _ 第8〜1〇圖為本發明調變系統之複數個實施例的示意圖。 第11圖為第10圖所示球位總和值控制位元產生器之一實施例的方塊圖。 第12圖為數位總和值對照表之一部份的示意圖。 第13、圖為本發明調變系統之其他實施例的方塊圖。 第15圖為第14圖所示之實施例的詳細示意圖。 第16 _為將刺字元轉換成部練織和值之對絲之一實施 例的不意圖。 *第17圖即為編碼器將資料字_成_字 之一實施例的示意圖。 第18圖為以序列方式處理資料之17PP調變器的示意圖。 26 1320175 第19圖為第18圖所示之實施例的詳細示意圖。 第20、21圖為本發明調變系統之其他實施例的示意圖。 第22圖為本發明調變系統的概要架構示意圖。 【主要元件符號說明】 11轉換表 12替代轉換表 φ 13比較器 14數位總和值控制器 15狀態暫存器 20調變系統 21轉換表 22狀態暫存器 23碼連接器 24數位總和值控制器 鲁25編碼器 50、 60、70調變系統 51、 61數位總和值控制位元產生器 52、 62數位總和值控制位元先進先出緩衝器 53資料字先進先出緩衝器 54編碼 55、65最後編碼字產生器 63編碼裔 27 1320175 64編碼字先進先出緩衝器 71編碼器 72、 82、151、220、320、506數位總和值控制位元產生器 73、 83數位總和值控制位元先進先出緩衝器 74編碼字先進先出緩衝器 75最後編碼字產生器 80調變系統 馨 81第一編碼器 84緩衝器 85第二編碼器 .86最後編碼字產生器 152數位總和值控制位元偵測器 153數位總和值位置決定器 154儲存裝置 φ 155插入電路 200 17PP調變器 210資料字先進先出緩衝器 212資料字 221 2位元通道位元 222、224累積數位總和值 226比較器 、 230最後編碼字產生器 » 240編碼is 28 1320175 242調變器 300 17PP調變器 310資料字先進先出緩衝器 312 2位元通道位元 322、324累積數位總和值 326比較器 330最後字產生器 • 340後數位總和值資料字先進先出緩衝器 342資料字 350編碼器 500、520調變系統 502插入電路 504資料字先進先出緩衝器 508、524多工器 φ 510、522編碼器 1511部份數位總和值控制位元產生器 1519數位總和值比較器 29

Claims (1)

1320175 哮8 oH修正替換頁 十、申請專利範圍： . 1. 一種調變系統，包含： 、、為馬將複數個資料子元轉換成複數個暫時編碼字； -數位總和值控制位元產生器，根觀複數個資料字元或該複 數個暫時編碼字決定-數位總和值控制侃的值，用以_ 化可能的暫時編碼字所對應之累積數位總和值，其中當至少 後續數位總和值控制位元被偵測到'或經過一預定延遲 φ 後’5玄數位總和值控制位元產生器決定-目前數位總和健 制位元，用以最小化累積數位總和值的絕對值；以及 -最後編碼字產生H，根據該已決定的數位總和值控制位元以 及一暫時編碼字產生一最後編碼字。 2. —種調變系統，包含： 一編碼器，將複數個資料字元轉換成複數個暫時編碼字； • 一部份數位總和值控制位元產生器，根據該複數個資料字元或 5亥複數個暫時編碼字產生複數個部份數位總和值； -數位總和值累顧’其針對—數位總和健制位元的可能值 累積該複數個部份數位總和值作為複數個累積數位總和值； 一數位總和值控制位元產生器，其根據該複數個累積數位總和 值決定一數位總和值控制位元的值，其中當至少一後續數位 總和值控制位元被偵測到、或經過一預定延遲後，該數位麴 和值控制位元產生器決定一目前數位總和值控制位元，用以 隶小化累積數位總和值的絕對值；以及 30 1320175 「曾,修正_丨 -最後編碼字產生器，其根據該已決定的數位總和值控制位元 以及一暫時編媽字產生一最後編碼字。 3. 如申請專利翻第2項所述之調變系統，更包含—儲存裝置， 用以儲存該複數個資料字元或該複數個暫時編碼字。 4. 如申請專利範圍第3項所述之調變系統，更包含一數位總和值 控制位7C緩衝H，以儲存由魏位總和值控繼元產生器所決 定的該數位總和值控制位元。 5. 如申請專利範圍第4項所述之調變系統，其中若一特定資料字 兀未包含触總和健雛^，職触總和健制位元緩衝 器儲存一任意'值以作為該蚊資料字元之數位總和值控制位 元，且當棘後編碼字產生器產生對應於未具有數位總和值控 制位元之鱗定資料字元的編碼字時，錢忽略該任意值。 6·如申請專利範圍第2項所述之調變系統，其中該 行 轉換以及碼連接以避免產生無效編碼字。 執灯馬 7.如申請__ 6賴述卻_，其中該網器根據一 轉換表產生每-資料字元的預先連接編碼字以及一相對應狀 態’且每一暫時編碼字係根據相對應之一預馬字所產 1 8巾3專收圍第2賴述m統，其巾該紐總和值累 31 1320175 m修正替換頁 積器在至少二連續數位總和值控制位元之間計算該複數個累 積數位總和值。 9‘如申請專利範圍第2項所述之調變系統，其中該部份數位總和 值控制位元產生态以及§玄編碼器係以平行或串列方式處理該資 料字元以計算該複數個部份數位總和值，並將每—資料字元分 別轉換成每一暫時編碼字。 10.如申請專利範圍第2項所述之調變系統，其中該預定延遲係藉 由一預定時段或一資料位元量所決定。 11·如申請專利範圍第2項所述之調變系統，更包含： 一數位總和值位置決定器，用以將一暫時編碼字中數位總和值 控制位元之位置告知該最後編碼字產生器； 其中該最後編碼字產生器根據該已決定的數位總和值控制位元 來更改該暫時編碼字中數位總和值控制位元之位置的位元。 12.—種調變系統，包含： 資料子元至部份數位總和值轉換電路，根據複數個資料字元 產生複數個部份數位總和值； -數位總和值累顧’針對—數位總和健做元的可能值累 積該複數個部份數位總和值作為複數個累積數位總和值； -數位總和健做元產生器，根據該複數辦積數位總和值 32 -- 1320175 年月曰修正替換頁 決定一數位總和值控制位元的值，其中當至少一彳泉續數位總 和值控制位元被偵測到、或經過一預定延遲後，該數位總和 值控制位元產生器決定一目前數位總和值控制位元，用以最 小化累積數位總和值的絕對值；以及 一最後資料字元產生器，根據該數位總和值控制位元以及一資 料字元產生一最後資料字元；以及 一編碼器，用以將該最後資料字元轉換成一最後編碼字。 13. 如申凊專利範圍第12項所述之調變系統，更包含一資料字元 儲存裝置，用以根據先進先出方式儲存該複數個資料字元或 該複數個最後資料字元。 14. 如申請專利範圍第12項所述之調變系統，更包含一數位總和 值控制位元緩衝器，用以儲存該數位總和值控制位元，其中該 數位總和值控制位元係根據先進先出方法被該數位總和值控 制位元緩衝器所決定。 15·如申請專利範圍第Μ項所述之調變系統，其中若一特定資料 字元未包含數位總和值控制位元，則該數位總和值控制位元緩 衝器儲存-任意值以作為賴定資料字元之該數位總和值控 制位元’且當該最後編碼字產生器產生對應於未具有數位姊 健制位元之該狀錄柯找碼神，忽錢任意值7 33 1320175 m修正替換頁 • 16.如^請f利範圍第12項所述之調變系統，其中該編碼器以及 • 該貝料字7^至部份數位總和值轉換電路以平行或序列方式處 ，，個資料字元以計算該複數個部份數位總和值並= 一資料子元分別轉換成每一暫時編I馬字。 如申請專利範圍第12項所述之系統，其中該預定延遲係 藉由一預定時段或一資料位元量所決定。 18.如申請專利範圍第12項所述之調變系統，更包含： 一數位總和值位置決定H，用以將―資料字元中數位總和值控 制位元之位置告知該最後編碼字產生器； 其中該最後龍字產生錄_已蚊的數位總和值控制位 兀，更改該#料字元巾數位總和健繼元之位置的位元以產 生該最後資料字元。 _ 19· -種調變系統，包含： -部份數位總和健生H，產錢數個倾字搞職之複數個 編碼字的複數個部份數位總和值； -數位總和值累顧，㈣累積該複數個部份數位總和值作為複 數個累積數位總和值； -數⑽和健獅元產生H，其根_複數個f'紐位總和值 決定-數位總和值控制位元的值，其中當至少一後續數位總 和值控制位元被偵測到、或經過一預定延遲後，該數位總和 34 1320175 |TT2)日修正替換頁丨 值控制位元產生器決定一目前數位總和值控制位元，用以最 小化累積數位總和值的絕對值；以及 一數位總和值控制位元緩衝器，用以儲存該已決定數位總和值控 制位元。 20. 如申請專利範圍第19項所述之調變系統，更包含一第一編碼 器以將該複數個資料字元轉換成複數個暫時編碼字。 21. 如申睛專利範圍第2〇項所述之調變系統，更包含一最後編碼鲁 子產生器’根據儲存在該數位總和值控制位元緩衝器中該已決 定數位總和值控制位元，調整一暫時編碼字以產生一最後編碼 22. 如申凊專利範圍第21項所述之調變系統，更包含： 一資料字元儲存裝置，用以儲存該複數個資料字元； 其中該第一編碼器將該資料字元儲存裝置輸出的該複數個資料隹 字元編碼，以產生複數個第一暫時編碼字，且該複數個第一暫 曰守編碼字被提供至該最後編碼字產生器。 23’如申睛專利範圍第22項所述之調變系統，更包含： —第二編碎器’用以在該複數個資料字元被儲存至該資料字元 儲存裴置之前，編碼該複數個資料字元以產生複數個第二暫 時編碼字； 35 1320175 弟—編碼器提供編 總和值控制位元產生器。 碼字至該部份數位 更包含： 24. 士申。月專利範圍第21項所述之調變系統，一 -編碼字儲存裝置，用以儲存該複數個暫時編^ 且 予的複數個暫時編碼字被提供至該最後編碼字產生器γ : 25’^=利f圍第19項所述之調變系統，更包含—資料字元 儲存裝置’用以根據先進先出方式儲存該複數個資料字元。 汍如申請專利範圍第η項所述之調變系統，其中該部份數位她 以 和健制位元產生器係平行或序列處理該複數個資料字元，。 計算該複數個部份數位總和值。 27·如申請專利範圍第2〇項所述之調變系統，其中該部份數位總 籲#健做it產生⑽平行或相處理該紐個暫時編碼 字，以計算該複數個部份數位總和值。 Ή請專利範_ 19項所述之調變系統，其中該預定延遲係 藉由一預定時段或一資料位元量所決定。 29. —種調變系統，包含： 一部份數位總和值產生器，產生複數個資料字元所對應之複數 個編碼字的複數個部份數位總和值； 36 1320175 |^°V2Q — i -數位總和值累積n，累積該複數個雜數位總和 個累積數位總和值； ‘、4灵數 -數位總和健做域生H，根獅缝㈣魏位總和值 決定-數位總和值控制位元的值，針當至少一後續數位總 和值控制位元被侧到、或經過—預定延遲後，該數位總和 值控制位兀產生器決定-目前數位總和健制位元，用以最 小化累積數位總和值的絕對值；以及

一貢料字元緩衝器，其用來暫存複數個資料字元。 3〇·如申請專利範圍第29項所述之調變系統，更包含： 一編碼器，根據-資料字元以及該已決定的數位總和值控制位 元產生一編碼字。 31，如申請專利範圍第29項所述之調變系統，更包含： -編碼器，絲據該複數個諸字元產生該複數個編碼字。 32. 如申請專利範圍第31項所述之調變系統，更包含一數位總和 值控制位7C緩衝器，用以儲存該數位總和值控制位元，其中該 數位總和健制位元係轉先進先出方法被紐位總和值控 制位元產生器所決定。 33. 如申請專利範關η項所述之調變系統，更包含： 最後字元產生胃’其根據魏位總和值控做元以及儲存在 37 1320175 _ 华8货*2%正替換頁 該資料字元緩衝器令之資料字元來產生一最後字元。 34·如申請專利第31項所述之調變系統，其中該編碼器施行 碼轉換以及碼連接以避免產生無效的編碼字。 %如中請專利範圍㈣項所述之調變系統，其中該編碼器係以 平行或序列方式處理每一資料字元。 _ 3'如申請專利範圍第29項所述之調變系統，其中該預定延 藉由-預定時段或對應於該資料字域衝器之容量的—資粗 位元量所決定。 貝料 37.—種調變方法，包含： 將複數個資料字元調變成複數個暫時編碼字； 針對-數位總和值控制位元之所有可能值，依據該複數個資料 字元或該複數個暫時編碼字來計算一累積數位總和值；， t至少一後續數位總和值控制位元被偵測到或是經過一特定埏 遲後，決定可使該累積數位總和值之絕對值為最小值的讀 位總和值控制位元；以及 根據該已決定的數位總和值控制位元更改一暫時編碼字中數位 總和值控制位元以產生一最後字元。 出 38.如申請專利範圍第37項所述之調變方法，更包含以先進先 38 1320175 [9STOJ2J— 年月曰修正替換頁I 方式儲存該複數個資料字元或該複數個暫時編碼字 39.如申請專利範圍第37項所述之調變方法，更包含以先進先出 方式储存該已決定的數位總和值控制位元以便後續進行最後 編碼字的產生流程。 40.如申請專利範圍第39項所述之調變方法，更包含： 若一資料字元或-暫時編碼字未包含數位總和值控制位元，則 使用任⑥值來作為該資料字元或贿時編碼字之該數位 總和值控制位元；以及 忽略該任意值而不是更改具有該任意值的該資料字元或該暫時 編碼字的數位總和值控制位元。 41. 如申請專利範圍第37項所述之調變方法，其中調變該資料字 元包含執行碼轉換以及碼連接以避免產生無效的編碼字: 42. 如申請專利範圍第37項所述之調變方法，更包含以平行或序 列方式來處理每-資料字元以進行累積數位總和值運算和調 變處理。 43. —種決定數位總和值控制位元的系統，包含： -貝料子το至部份紐總和轉換祕，錄魏數個資料字 兀產生相對應複數個編碼字之複數個部份數位總和值； 39 1320175

—數位總和值累積器，其針對—數位總和值控制位元之 能值’累積該複數個部份數位總和值作為複數個累積數: 總和值，ΊίΑ及

一數位總和健恤元產生H，其根據該魏個累積數㈣和 值決定一數位總和值控制位元的值，其中當至少一後續數 位總和值控制位元被情測到、或經過一預定延遲後，該數 位總和值控制位元產生益決定一目前數位總和值控制位 元’用以最小化累積數位總和值的絕對值。 十一、圖式：