TWI327313B - Control system for an optical storage device - Google Patents

Description

1^27313 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於光碟機控制系統，特別是關於利用時脈 重建信號之鎖定品質作為光碟機讀取性能之光碟機控制 系統。 【先前技術】 在一般的數位影音光碟（Digital VersatUe disk，以下簡 馨稱DVD)產品中，調整伺服系統參數的方法是統計錯誤校 •，瑪（ΕΓΓ〇Γ C〇rreCti〇n Code，以下簡稱ECC)的錯誤的數 量。ECC錯誤量大時，伺服系統必須嘗試另外一組參數， 再次進行ECC錯誤數量的統計。 第1圖為一般光碟機控制系統的架構圖。如該圖所 示，光碟機控制系統10包含光學頭12、伺服控制單元13、 濾波與時脈重建迴路14、錯誤校正單元15、以及伺服控 制迴路16。光學頭12讀取光碟片丨丨之信號後，產生射^ • (Radi0 Frequency，RF)信號。濾波與時脈重建迴路14讀取 -RF信號，並產生未校正輸出信號。錯誤校正單元15讀取 未校正輸出信號後，利用理得所羅門碼（Reed_solomon， RS)演算法，將資料區塊記憶單元内之錯誤控制碼區塊的 錯誤位元予以更正後產生已校正輸出信號。錯誤校正單元 15在進行資料校正的同時，會計算錯誤的次數，並將錯誤 計數值輸出。伺服控制迴路16則接收錯誤計數值以及與 伺服相關之RF信號，並輸出伺服控制信號。伺服控制單 6 1327313 儿13接收伺服控制信號，並控制主軸馬達與光學頭a之 動作。 當ECC錯誤量大（錯誤計數值大）時，词服控制迴路16 必須嘗試另外__組參數，再次進行Ecc錯誤數量的統計。 由於ECC錯誤數量的統計必須花的時間較長，整個飼服系 統參數的調整程序也就變得較花時間。 【發明内容】 有鑒於上述問題，本發明之目的是提出一種利用時脈 重建信號之鎖定品質作為光碟機讀取性能之光碟機 系統。 為達成上述㈣，本發明光碟機控制系統係根據一時 脈重建信號m作為光碟機讀取性能之參考，該光 碟機控制系統包含··一濾波與時脈重建迴路，係接收2射 頻信號並輸出一時脈重建信號以及一未校正輸出信號.— 錯誤校正單元’係接收未校正輸出信號，並㈣理得所 門碼演算法，將錯誤位元予以校正後產生已校正輸出， 號；一鎖定m ’係接收時脈重建信號，幻貞測該時脈 重建信號的鎖定品質後輸出一鎖定品質指帛；以 控制迴路，係接收射頻信號與鎖定品質指#，來 控制信號；其中，當鎖定品質指標未達到一臨界值 服控制迴路會載人另—組控制參數來改善該光碟機之讀 7

以下參考圖式詳細說明本發明控制系統β 第2圖為本發明光碟機控制系統的架構圖。如第2圖 ^示’光碟機控制系，統20包含光學帛12、词服控制單元 3、滤波與時脈重建料24、錯誤校正單元25、饲服控 制，路,26、以及鎖定债測器27。光學頭12讀取光碟片" 之L丄號後’產生射頻信號。遽波與時脈重建迴路Μ讀取 =信號’並產生未校正輸出信號。錯誤校正單元Μ讀取 校正輸出信號後，利用理得所羅門碼演算法，將資料區 塊錢單it内之錯誤控制碼區塊的錯誤位元予以更正後 ^生已校正輸出信號。本發明主要是利用鎖定摘測器η ^測遽波與時脈重建料24所輸出之時脈重建信號，並 /出鎖定品f指標作為光碟機讀取性能之參考。伺服控制 =路26則接收該鎖定品質指標以及與飼服相關之rf信 儿二並輸出伺服控制信號。词服控制單元13接收飼服控 制k號，並控制主軸馬達與光學頭12之動作。 。由於本發明利用鎖定偵測器27摘測滤波與時脈重建 =路24所輸出之時脈重建信號，並輸出敎品質指標作 先碟機讀取性能之參考。若鎖H指標達-定水準， 例如超過-臨界值時’代表著飼服系統的調校已達到一定 :要求水準；若鎖定品質指標不好，例如低於該臨界值 堯’代表著系統讀取資料情形也會不好，伺服系統的控制 數必須做調整。由於本發明利用鎖定侦測器27取代ecc 錯誤數量統計’且鎖定制@ 27產生鎖定品質指標的時 1327313 間較短’因此本發明可縮短調整伺服系統參數的時間。 第3圖、第4圖與第5圖為本發明鎖定偵測器27與 不同類型之時脈重建迴路配合之架構圖，其中第3圖與第 4圖為類比取樣時脈重建迴路，而第5圖為全數位取樣時 脈重建迴路。 •如第3圖所示，類比處理單元31接收輸入信號後， 產生一類比處理信號。取樣時脈產生單元32接收類比處 理單το 31的輸出信號，並產生一取樣時脈。取樣單元33 ® 根據取樣時脈來取樣類比處理信號，並產生一時脈重建信 號。鎖定偵測器27即偵測該時脈重建信號的品質後，產 生鎖定品質指標》數位處理單元34則接收時脈重建信號 並產生未校正輸出信號。 第4圖與第3圖類似，主要不同為取樣時脈產生單元 42並非由類比處理單元31控制，而是接收數位處理單元 44的控制，並產生一取樣時脈。 第5圖與帛3圖類似，主要不同為取樣時脈產生單元 產生固疋頻率之取樣時脈；而數位處理單元54則接 - 收時脈重建化號並產生未校正輸出信號。 第6 ®為時脈重建信號所構成之波形。如該圖所示， 時脈重建信號的資料點61〜63大於〇;而資料點64〜66小 於〇。因此’資料點63與資料點64是與零準位交越的兩 點。當時脈重建信號之鎖定品質良好時，此兩點分別位於 零準位的兩旁且是等量的。當時脈重建信號之鎖定品質不 良時’資料點63與64並非等量的。本發明使用—種特別 9 1327313 設計的方法統計資料點63與64的對稱性。RF訊號經過類 比數位轉換器取樣後的訊號中’其取樣頻率會大於資料速 率’這樣才能利用部分響應最大可能性（Partial RespC)nse Maximum Likelihood，pRML)系統將資料還原回來。如果 訊號品質不錯的話，零點附近是不會有時脈重建信號出 現°本發明亦即利用時脈重建信號在交越點的對稱性來評 估目前時脈重建信號的品質。

第7圖為本發明鎖定偵測器之實施例的方塊圖。如該 圖所示，鎖定偵測器27包含一第一暫存器71、一第二暫 存器72、一零交越點偵測單元73、一零交越點資料比較 單元74、一鎖定品質偵測單元75、一計數單元％、以及 一偵測期間控制單元77。 第一暫存器71接收並儲存時脈重建信號，且在接收 新資料時，將儲存的資料傳遞給第二暫存器72。因此，第 暫存盗71與第二暫存器72係儲存相鄰兩點的時脈重建 信號。第—暫存器71輪出第-資料RTG1_D，而第二暫存 器72輸出第一資料RT〇2—D。所以，rt〇id與灯d 為時脈重建彳s號的前後點。零交軸彳貞測單元η則接收 ，一 ^料RT01_D與第二資料RT〇2一D，並谓測該等資料 疋否乂越過零位準，並輪出零交越信號zc DET。亦即， 當第一資料RT〇 1 D鱼笛_ 興第一資料rT()2_D交越過零位進， 則零交越信號被致能 戒（EnaMe)，否則零交越信號被禁能 零交越點資料比較單元 74接收第一資料RTOij)、第 10 1327313 二資料RT〇2_D、以及零交越信號，且在零交越信號被致 能時’輸出較大資料RTOL與較小資料RTOS。亦即，較 大資料RTOL距離零位準的值大於較小資料rt〇S距離零 位準的值。換言之，較大資料RT0L為兩交越點取絕對值 後較大的點，而較小資料RTOS為兩交越點取絕對值後較 小的點。 鎖定品質偵測單元75接收較大資料rt〇L、較小資料 RTOS、以及零交越信號，且在零交越信號被致能時，根據 所定品質輪出一第一計數信號HIT1與一第二計數信號 HIT2。例如’當lprtossrtol時，其意味著第一資料° RT01—D、第二資_ RTC)2_d有些對稱，所以將第一計數 信號HIT1被致能；而當RTOL - RTLS <= 1時，其意味著 第=貝料RT01 一D、第二資料rT〇2—D相當對稱所以第 二計數信號HIT2被致能。第二計數信號mT2的權值係高 於第一計數信號HIT1的權值。 〇計數單元76則接收第一計數信號Hm與第二計數信 ^ 、並在第一计數化號HIT1與第二計數信號HIT2 被，能時進行計數動作^如，當第—計數㈣腿被 致食b時。十數單疋76將計數值#】，而當第數 Hm被：能時，計數單元76將計數值加2。 …質偵測單元75與計數單元76是可以有不同變 化的。例如，本發明也可以根據對稱性的不同而給予不同 !::二計數單元可根據偵測訊號壞品質程度給予不同權 昇例如當1.5 * RT〇S <= RT〇L則權重設為j ; 1327313 當 2 * RTOS <= RTOL 則權重設為 2 ;當 2.5 * RTOS <= RTOL則權重設為3 ;當3 * RTOS <= RTOL則權重設為4。 因此，鎖定品質偵測單元75會輸出四個計數信號，而計 數單元76可以根據該四個計數信號所設定之不同權重將 計數值加上不同的值。 . 偵測期間控制單元77係接收零交越信號，並根據該 零交越信號來控制計數單元76的輸出動作。例如，偵測 期間控制單元77可以計數零交越信號被致能的次數，並 φ 在超過一預設之次數後，將一完成信號FINISH致能並輸 出至計數單元76。所以，該計數單元76在完成信號FINISH 被致能時，將計數值輸出作為鎖定品質指標。舉例來說， 週期單位可以是4096，也可以是4096 * 2ΛΝ，其中N是正 整數。

第8圖為零交越點資料比較單元的一實施例。如該圖 所示，零交越點資料比較單元74包含兩個取絕對值單元 81、82、一比較器83、以及兩個多工器84、85。取絕對 • 值單元81、82分別接收第一資料RT01_D與第二資料 _ RT02_D後，輸出兩個絕對值RT01_AD、RT02_AD到比 較器83以及兩個多工器84、85。比較器83比較兩個絕對 值RT01_AD、RT02_AD後，輸出比較信號控制兩個多工 器84、85的輸出。亦即，當絕對值RT01_AD大於或等於 RT02_AD時，多工器84輸出絕對值RT01_AD作為較大 資料RTOL，而多工器84輸出絕對值RT02_AD作為較小 資料RTOS。相反的，當絕對值RT01_AD小於RT02_AD 12 1327313 時多工器84輸出絕對值RT02 AD竹盔私丄次 而容工S 认 一作為較大資料RTOL，

而多工1§ 84輪出絕對值RT〇1 AD m 一 作為較小資料RTOS。 弟y圖為鎖定品質偵測單元的— +，锚宗口 I»上 實把例0如該圓所 不鎖疋。口質偵測單元75包含一 兩個比較器93、94、以及兩L 一減法器们、 94以及兩個多工器％、％。加 將__與RT0S[4:1]相加後輸出至比較器 入端’亦即加法器91所輸出之資料“”rt〇s。比：

器93比較加法器91之輸出資料與較大資料RTOL，並在 二：：二之輸出資料大於較大資料Rt〇l時第一選擇信 號权疋為1 ’否則將該第一選擇信號設定為〇。多工 接收第一選擇信號的控制’並在第一選擇信號為 零交越信號ZC_DET，否則輸出〇。減法器Μ則將較= 科RT〇L[4:〇]與較小資料⑽S[4:〇]相〉咸。比較器94則比 較減/i" 9 2所輕}屮夕么士 m B rr- | 碍殉出之結果疋否小於或等於丨。當減法 H較11 94將第二選擇 信號設定為1’否則將該第二選擇信號設定為〇。多工器 96接收第二選擇信號的控制’並在第二選擇信號為！時輸 出零交越信號zc—DET，否則輸出0。 的第1〇圓為計數單元的一實施例。如該圖所示，計數 單兀76包含四個多工器1〇〇1〜1〇〇4、 咖、以及兩個加法器刪、刪。當f信號1 為1(被致能）時，多工器1〇〇1將加法器1〇〇7加i後的資 料輸出，而當第一計數信號Hm為〇(被禁能）時多工器 1001將目前的計數值輸出。當第二計數信號HIT2為！時， 13 1327313 多工器1〇02將加法器1008加2後的資料輸出，而當第二 計數信號助為〇(被禁能）時，多工器ι〇 讀 ==成信一…時，多―= 的貝料輸出並儲存至智在哭i 兩仔至晳存器1005，且多工器ι〇〇4將 :?料儲存至暫存器_:而當完成信號?_ 為時夕工器1003將多工器1、 器1005,且多工器10()4詩户Q2值輪出並儲存至暫存 器刪。 4將暫存11屬的資料回存至暫存 時脈Γ二trr:碟_，j系統利用鎖定偵測器來偵測 ;;鎖疋品質作為光碟機讀取性能好壞之參 碟機讀取性能之偵測時間。所以，當鎖定品 界值時，飼服控制迴路會載入另-組控 2來改善該光碟機之讀取性能。當然，由於鎖定偵測 2摘測時脈重建信號之鎖定品質的時間較短，伺服控制 ΐ所=測試多組之控制參數，並選取最佳之鎖定品質指 ' ,vu之控制參數作為光碟機之實際控制參數。 以針本發明也可針對某個範圍的丁數做品質谓測， 針對某-τ數範圍的交越情況做參數調校，例如3τ〜 二有在符合所設定之τ數的情形下，才進行该 m貞27可以包含一信號長度偵測單元，藉以 零交越信號zc一贿相鄰兩個致能點 :”；預設時間範圍時，將-範圍控制信號致Π ^有在符合範圍控制信號被致能的情形下， 76才進行計數。 顿早力 1327313 之範二發明’但並不因此限定本發明 變形_帛 之要旨，該行^可進行各種 也可^ 如’實施例是偵測對稱性好的程度，當外 偵測對稱性壞的程度，並在壞的程度大於一臨界值 :載入另-組控制參數。例如當咖。…τ: 時，就是對稱性不好。而且在2*RT〇S<=RT〇L發生時’ 貝/對祕太差，可以增加計數值的權重。另外，實施例中 疋偵測對稱性夠才是好品質，但亦可利用兩交越點必須大 於某一設定值才是好品質。 【圖式簡單說明】 第1圖為一般光碟機控制系統的架構圖。 第2圖為本發明光碟機控制系統的架構圖。 第3圖為鎖定偵測器與第一類型之時脈重建迴路配合 之架構圖。 β

第4圖為鎖定偵測器與第二類型之時脈重建迴路配合 之架構圖β σ 第5圖為鎖定偵測器與第三類型之時脈重建迴路配合 之架構圖。 第6圖為時脈重建信號所構成之波形。 第7圖為本發明鎖定偵測器之實施例的方塊圖。 第8圖為零交越點資料比較單元的一實施例。 第9圖為鎖定品質偵測單元的一實施例。 第1 〇圖為計數單元的一實施例。 圖式編號 15 1327313 1 〇光碟機控制系統 11光碟片 12光學頭 13伺服控制單元 14、24濾波與時脈重建迴路 . 15、25錯誤校正單元 16伺服控制迴路 27鎖定偵測器 φ 3 1類比處理單元 32、42、52取樣時脈產生單元 33取樣單元 34、44、54數位處理單元 61〜66時脈重建信號的資料點 71第一暫存器 72第二暫存器 73零交越點偵測單元 φ 74零交越點資料比較單元 . 75鎖定品質偵測單元 76計數單元 77偵測期間控制單元 81、82取絕對值單元 83、93、94比較器 84 ' 85 ' 95 ' 96 ' 1001 〜1004 多工器 91、1007、1008 加法器 1327313 92減法器 1005、1006暫存器

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Claims (1)

1327313 拾、申請專利範圍： l 2光碟機控制系統’係根據一時脈重建信號之鎖 柄機讀取性能之參考，該光碟機控㈣統包含.m作為 产脈重建迴路’係接收—射頻信號並輸出-時脈重建 仏唬以及一未校正輸出信號； 建 羅二：Γ ’係接收前述未校正輸出信號，並利用理得所 错元予以校正後產生—已校正輸出信號； 雜收_咖4建錢，動貞職時脈重建 竭鎖定品質後輪出一鎖定品質指標；以及 建 7服㈣迴路，係減前述射頻信號與前 來產生伺服控制信號； h 當前述較品質指標未符合—臨界值時，前述伺服控制 迴路會载鮮數來改善該柄機之讀取性能。 3. 利㈣第1項所記載之光碟機控制系統，其中前述遽 波與時脈重建迴路為㈣錢波與時脈重建迴路。 4. 範圍第1項所記載之光碟機控制系統，其中前述濾 波與時脈重建迴路為錄位式較與時㈣建迴路。 ==圍一載之光碟機控制系統，其中前述鎖 =錢_料元，係接收前述時脈重建信狀相鄰兩點資 π 該相鄰兩點資料是否跨越一零位準，當該相鄰兩點資料 ί越則述零位準時，將—零交越信號致能，否則將該零交越信號禁 能； 一零交越點_錄單元，健收料_兩點資料資料以及 丄:527313 前述零交越信號’並在該零交肺號被致料，將前述相鄰兩點資 料中絕對值較大的資料輸出為一較大值資料，而將前述相鄰兩點資 料中絕對值較λ!、的資料輸出為―較彳、值資料； 鎖&冑偵剛平元，係接收前述較大值資料、前述較小值資 ;、及⑴述零交越信號，並根據該較大值資料與較λΙ、值資料的接 近程f，在該零交越錢被錄時產H計數控制信號； 制作:=Γ，係接收前述第一計數控制信號，並計數該計數控 及》d 料數後，產生-計數值作為前述鎖定品質指標；以 ㈣’繼辑交繼，並根據該零交 5唬破致_錄來㈣制_，並麵 成信號致能； ^ 财7 數單7^減前妓成錢，並桃完成信號被 致月b時將則述計數值輸出。 5:=第4項所記載之光碟機控制系統，其中前述鎖 鄰兩含兩個暫存器时儲存前料脈重建信號之相 6. =r範圍第4項所記載之光碟機控制系統，其中前述鎖 7 :=輪出之鎖定品質指標的值越大表示鎖定品質越奸 7·==圍第6項所記載之光碟機控制系統，其中前述鎖 ==元在前述較小值資料乘上Μ倍後的值大於前述 較大值資枓時，將前述計數控制信號致能。 1327313 8. 如申請專利範圍第7項所記載之光碟機控制系統，其中前述鎖 . 定品質偵測單元在前述較大值資料與前述較小值資料的差值 小於或等於1時，將一第二計數控制信號致能。 9. 如申請專利範圍第8項所記載之光碟機控制系統，其中前述計 數單元在每次前述第二計數控制信號被致能時，將計數值加2。 . 10.如申請專利範圍第4項所記載之光碟機控制系統，其中前述鎖 定偵測器所輸出之鎖定品質指標的值越大表示鎖定品質越差。 11. 如申請專利範圍第10項所記載之光碟機控制系統，其中前述 • 鎖定品質偵測單元在前述較小值資料乘上1.5倍後的值小於前 述較大值資料時，將前述計數控制信號致能。 12. 如申請專利範圍第11項所記載之光碟機控制系統，其中前述 鎖定品質偵測單元在前述較大值資料與前述較小值資料的差 值大於或等於2時，將一第二計數控制信號致能。 13. 如申請專利範圍第12項所記載之光碟機控制系統，其中前述 計數單元在每次前述第二計數控制信號被致能時，將計數值加 1。 # 14.如申請專利範圍第4項所記載之光碟機控制系統，其中前述鎖 .定偵測器還包含一信號長度偵測單元，藉以計算前述零交越信 號相鄰兩個致能點的時間，並在時間符合一預設範圍時，將一 範圍控制信號致能。 15.如申請專利範圍第9項所記載之光碟機控制系統，其中前述計 數單元還接收前述範圍控制信號，並在該範圍控制信號被致能 時才進行計數。 Γ6. —種時脈重建信號之鎖定偵測器，該鎖定偵測器包含： 20 1327313 -零交越點制單元，係接㈣料脈重建信號之相鄰兩點資 料，並❹丨該相鄰兩點資料是否跨越_零位準，當該相鄰兩點資料 跨越前述零位科，將-零交越信號致能，否則將該零交越信號禁 能； -零交越點⑽比較單7L ’係接收前述相鄰兩點資料資料以及 前述零交越錢，並在鱗絲錢被魏時，將前仙鄰兩點資 料中絕對值較大的資料輸出為-較大值資料，而將前述相鄰兩點資 料中絕對值較小的資料輸出為一較小值資料； -鎖定品質侧單it，係接收前述較大值㈣、前述較小值資 料、以及前述零交越信號，並根據該較大值資料與較小值資料的接 近程度，在該零交越韻被致能時產生至少—計數控制信號； -計數單s ’係純前料數㈣錢，並駿料數控制信 號被致能的次數後，產生一計數值作為前述鎖定品f指標；以及 -侧期間㈣單元，健收前述零絲信號，絲據該零交 越域被致能的次數來控制侧時間，並在制時間結束時將一 6 成信號致能； 〜 其中，前述計數單元還接收前述完成信號，並 致能時，將前料數值輸^ 凡成以破 17·如申請專利範圍第16項所記栽之時脈重建信號之鎖定 器’其中前述鎖定偵測器還包含兩個暫存器 重建信號之相鄰兩點資料。 储存刚述時脈 K如申請專利範圍第16項所記載之時脈重建信號之鎖定 =定Γ質前；Γ侧㈣⑽越大表示 21