調製方法和系統的製作方法
2023-06-20 00:56:56
專利名稱：調製方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及在光碟(Optical Disk)等的數據媒體上寫入數字數據(digitaldata)的調製方法和系統，特別涉及一種一種最小化高密度光碟儲存系統的累積數字總和值(digital sum value，DSV)的調製方法和系統。
背景技術：
在傳輸或寫入數字數據之前，數字數據通常透過某些調製方法被轉換為其它數據格式，例如在雷射唱片(Compact Disc，CD)寫入系統中，被紀錄到雷射唱片的數據使用8至14位調製(eight to fourteen modulation，EFM)，而欲被寫入至數字多功能光碟片(digital versatile disc，DVD)的數據使用8至16位調製(eight to sixteen modulation，EFM+)。然而，在8至14位調製或是8至16位調製的過程中，數字總和值的絕對值必須儘可能被維持在零，以使得高頻信號的循軌和檢測具有較佳的可靠度，因此一般會使用幾種現有技術使數字總和值儘可能維持在較低的值以在調製過程中降低直流量。此外，在如藍光光碟(Blu-ray disc，BD)和高密度數字多功能光碟(high density DVD，HD-DVD)中，為了增加調製過程中降低直流量的能力，直流(或數字總和值)控制位被包含在藍光光碟的17PP調製中以及高密度數字多功能光碟片的8至12位調製中，如此控制直流控制位的值，數字總和值的絕對值可儘量被維持在較低的值以在調製過程中降低直流量。
圖1為一8至16位(EFM+)調製系統的方塊圖。此調製系統用以將8位(bit)數據字元(data word)B(t)轉換成16位編碼字X(t)，在調製過程中，跟目前狀態S(t)有關的8位數據字元B(t)透過一主要轉換表11被轉換成具有16信道位的主要編碼字(main code word)Xm(t)以及一主要下一狀態(mainnext state)Sm(t+1)。若數據字元B(t)低於88，比較器13便激活一替代轉換表12來同步輸出一次要編碼字(sub code word)Xs(t)以及一次要下一狀態(sub next state)Ss(t+1)，同時數字總和值控制器14也被致能以計算分別對應於主要編碼字和次要編碼字的數字總和值以及選擇兩編碼字其中之一作為輸出的編碼字X(t)，其中編碼字X(t)被選擇以便最小化累積的數字總和值。若主要編碼字Xm(t)被選擇作為編碼字X(t)，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+1)便被暫時儲存在狀態緩存器15中；同樣地，若次要編碼字Xs(t)被選擇為編碼字X(t)，則次要下一狀態Ss(t+1)被指定為下一狀態S(t+1)。對DVD調製而言，當數據字元B(t)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X(t)將不被接下來的數據字元B(t+1)影響。
在如高密度數字多功能光碟、藍光光碟或是高階光碟(advanced opticaldisc，AOD)系統之類的高密度光儲存系統的調製處理期間，在數字總和值控制位被決定後可得到調製後的編碼字，然而，數字總和值控制位可能無法存在於每一個數據字元中，所以理想上來說，數字總和值控制位的決定必須取決於所有數據字元，令總蓄積數字總和值可以保持在最低值，因此，大量的緩存器必須在調製過程中用來儲存數據字元或字碼，如此也造成了較長的處理延遲。
發明內容
本發明提供了用以寫入數字數據至光碟儲存媒體上的調製系統和方法。數字總和值控制位在數據字元被換成編碼字之前、之後或當時被決定，所決定的數字總和值控制位被用以調整相對應編碼字的數字總和值控制位，調製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。
數字總和值控制位在檢測到至少一後續數字總和值控制位時被決定，以在調製期間降低信號的直流量。數據字符被調製成編碼字，數字總和值控制位被決定以使信號的直流量儘可能維持在最低，且針對一數字總和值控制位的每一個可能值，計算一累積數字總和值。當一或多個後續數字總和值控制位被檢測到，或是當經過一預定延遲後，數字總和值控制位就會被決定，使該累積數字總和值的絕對值為最低值，然後已決定的數字總和值控制位被用以調整相對應編碼字的數字總和值控制位。
在某些實施例中，多個字元(word)根據特定格式而被加以暫存以決定數字總和值控制位。而且，由被暫存的字元來計算數字總和值控制位的每一可能值的累積數字總和值。當至少一後續數字總和值控制位被檢測到、或是當經過一特定延遲後，數字總和值控制位被決定以使得目前累積數字總和值的絕對值為最小值，然後已決定的數字總和值控制位便於調製時與相對應的字元合併。
在其它實施例中，一調製系統包含一編碼器以及一數字總和值控制器。編碼器將數據字元調製成編碼字，而數字總和值控制器包含一數字總和值控制位產生器、和一最後編碼字產生器，其中數字總和值控制位產生器決定一數字總和值控制位，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字總和值控制位。在其它實施例中，產生對應於數字總和值控制位的編碼字後，最後編碼字產生器再根據已決定的數字總和值控制位選擇其中一編碼字。而且，當至少一後續數字總和值控制位被檢測到、或是經過一特定延遲後，數字總和值控制位產生器計算對應於數字總和值控制位的每一可能值的累積數字總和值，並決定數字總和值控制位，使得目前累積數字總和值的絕對值為最小值。此外，數字總和值控制位緩衝器儲存自數字總和值控制位產生器產生的數字總和值控制位，最後編碼字產生器再根據數字總和值控制位緩衝器的輸出來產生編碼字。
在其它實施例當中，一調製系統包含一儲存裝置以及一數字總和值控制器，其中儲存裝置用以暫存特定格式字元。數字總和值控制器包含一數字總和值控制位產生器，當至少一後續數字總和值控制位被檢測到、或是經過一特定延遲後，數字總和值控制位產生器計算對應於數字總和值控制位的每一可能值的累積數字總和值，並決定數字總和值控制位以使得累積現今數字總和值的絕對值為最小值。上述特定格式字元可為數據字元、最後編碼字或是暫時編碼字，其中暫時編碼字包括調製期間自數據字元產生、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字總和值，控制位插入、修改或是更新被暫存的字元中的數字總和值控制位。
在某些實施例中提供了一種決定數字總和值控制位的系統，其包含一數據字元至部份數字總和值轉換電路、一數字總和值累積器、以及一數字總和值控制位產生器。數據字元至部份數字總和值轉換電路根據該數據字元來產生部份數字總和值，數字總和值累積器累積部份數字總和值作為數字總和值控制位的可能值的累積數字總和值，而數字總和值控制位產生器根據累積數字總和值決定一數字總和值控制位的值。
本發明提供了一種調製系統，其特徵在於，包含一編碼器，將多個數據字元轉換成多個暫時編碼字；一數字總和值控制位產生器，根據多個數據字元或多個暫時編碼字決定一數字總和值控制位的值，用以最佳化可能的暫時編碼字所對應的累積數字總和值，其中當至少一後續數字總和值控制位被檢測到、或經過一預定延遲後，數字總和值控制位產生器決定一目前數字總和值控制位，用以最小化累積數字總和值的絕對值；以及一最後編碼字產生器，根據已決定的數字總和值控制位以及一暫時編碼字產生一最後編碼字。
本發明還提供了一種調製系統，其特徵在於，包含一編碼器，將多個數據字元轉換成多個暫時編碼字；一部份數字總和值產生器，根據多個數據字元或多個暫時編碼字產生多個部份數字總和值；一數字總和值累積器，其針對一數字總和值控制位的可能值累積多個部份數字總和值作為多個累積數字總和值；一數字總和值控制位產生器，其根據多個累積數字總和值決定一數字總和值控制位的值，其中當至少一後續數字總和值控制位被檢測到、或經過一預定延遲後，數字總和值控制位產生器決定一目前數字總和值控制位，用以最小化累積數字總和值的絕對值；以及一最後編碼字產生器，其根據已決定的數字總和值控制位以及一暫時編碼字產生一最後編碼字。
本發明還提供了，一種調製系統，其特徵在於，包含一數據字元至部份數字總和值轉換電路，根據多個數據字元產生多個部份數字總和值；一數字總和值累積器，針對一數字總和值控制位的可能值累積多個部份數字總和值作為多個累積數字總和值；一數字總和值控制位產生器，根據多個累積數字總和值決定一數字總和值控制位的值，其中當至少一後續數字總和值控制位被檢測到、或經過一預定延遲後，數字總和值控制位產生器決定一目前數字總和值控制位，用以最小化累積數字總和值的絕對值；以及一最後數據字元產生器，根據數字總和值控制位以及一數據字元產生一最後數據字元；以及一編碼器，用以將最後數據字元轉換成一最後編碼字。
本發明還提供了一種調製系統，其特徵在於，包含一部份數字總和值產生器，產生多個數據字元所對應的多個編碼字的多個部份數字總和值；一數字總和值累積器，用以累積多個部份數字總和值作為多個累積數字總和值；一數字總和值控制位產生器，其根據多個累積數字總和值決定一數字總和值控制位的值，其中當至少一後續數字總和值控制位被檢測到、或經過一預定延遲後，數字總和值控制位產生器決定一目前數字總和值控制位，用以最小化累積數字總和值的絕對值；以及一數字總和值控制位緩衝器，用以儲存已決定數字總和值控制位。
本發明還提供了一種調製系統，其特徵在於，包含一部份數字總和值產生器，產生多個數據字元所對應的多個編碼字的多個部份數字總和值；一數字總和值累積器，累積多個部份數字總和值作為多個累積數字總和值；一數字總和值控制位產生器，根據多個累積數字總和值決定一數字總和值控制位的值，其中當至少一後續數字總和值控制位被檢測到、或經過一預定延遲後，數字總和值控制位產生器決定一目前數字總和值控制位，用以最小化累積數字總和值的絕對值；以及一數據字元緩衝器，其用來暫存多個數據字元。
本發明還提供了，一種調製方法，其特徵在於，包含將多個數據字元調製成多個暫時編碼字；針對一數字總和值控制位的所有可能值，依據多個數據字元或多個暫時編碼字來計算一累積數字總和值；當至少一後續數字總和值控制位被檢測到或是經過一特定延遲後，決定可使累積數字總和值的絕對值為最小值的數字總和值控制位；以及根據已決定的數字總和值控制位更改一暫時編碼字中數字總和值控制位以產生一最後字元。
本發明還提供了一種決定數字總和值控制位的系統，其特徵在於，包含一數據字元至部份數字總和值轉換電路，其根據多個數據字元產生相對應多個編碼字的多個部份數字總和值；一數字總和值累積器，其針對一數字總和值控制位的所有可能值，累積多個部份數字總和值作為多個累積數字總和值；以及一數字總和值控制位產生器，其根據多個累積數字總和值決定一數字總和值控制位的值，其中當至少一後續數字總和值控制位被檢測到、或經過一預定延遲後，數字總和值控制位產生器決定一目前數字總和值控制位，用以最小化累積數字總和值的絕對值。
圖1為一8至16位(EFM+)調製系統的方塊圖。
圖2為高密度儲存系統中調製系統的一實施例的方塊圖。
圖3為轉換表的一部分的示意圖。
圖4為本發明數字總和值控制器的一實施例的示意圖。
圖5為圖4所示的數字總和值控制位產生器的一實施例的示意圖。
圖6、圖7為累積數字總和值的運算的示意圖。
圖8～圖10為本發明調製系統的多個實施例的示意圖。
圖11為圖10所示的數字總和值控制位產生器的一實施例的方塊圖。
圖12為數字總和值對照表的一部份的示意圖。
圖13、圖14為本發明調製系統的其它實施例的方塊圖。
圖15為圖14所示的實施例的詳細示意圖。
圖16為將數據字元轉換成部份數字總和值的對照表的一實施例的示意圖。
圖17即為編碼器將數據字元轉換成編碼字的一實施例的示意圖。
圖18為以序列方式處理數據的17PP調製器的示意圖。
圖19為圖18所示的實施例的詳細示意圖。
圖20、圖21為本發明調製系統的其它實施例的示意圖。
圖22為本發明調製系統的概要架構示意圖。
主要元件符號說明主要轉換表11替代轉換表12比較器13數字總和值控制器14 狀態緩存器15調製系統20轉換表21狀態緩存器22碼連接器23數字總和值控制器24 編碼器25調製系統50、60、70數字總和值控制位產生器51、61數字總和值控制位先進先出緩衝器52、62數據字元先進先出緩衝器53編碼器54最後編碼字產生器55、65 編碼器63編碼字先進先出緩衝器64 編碼器71數字總和值控制位產生器72、82、151、220、320、506數字總和值控制位先進先出緩衝器73、83編碼字先進先出緩衝器74 最後編碼字產生器75
調製系統80第一編碼器81數據字元先進先出緩衝器84 第二編碼器85最後編碼字產生器86數字總和值比較器1519數字總和值控制位檢測器152 數字總和值位置決定器153儲存裝置154 插入電路15517PP調製器200 數據字元先進先出緩衝器210數據字元212 2位信道位221累積數字總和值222、224比較器226230最後編碼字產生器 編碼器240242調製器 17PP調製器300數據字元先進先出緩衝器310 2位信道位312322、324累積數字總和值比較器326 最後字產生器330340後數字總和值數據字元先進先出緩衝器 數據字元342350編碼器 調製系統502插入電路500、520504數據字元先進先出緩衝器 多任務器508、524510、522編碼器部份數字總和值產生器151具體實施方式
圖2為高密度儲存系統中調製系統20的一實施例的方塊圖。舉例來說，在高密度數字多功能光碟儲存系統中，8位數據字元將透過圖2所示的調製系統20被轉換成12位編碼字，其中12位編碼字用以儲存至光碟上。在調製期間，對應於從狀態緩存器22讀出的目前狀態S(t)的8位數據字元B(t)透過轉換表21被轉換成預先連接字元(pre-connection word)X(t)，同時下一狀態S(t+1)也被取得並儲存在狀態緩存器22。圖3為轉換表21的一部分的示意圖。編碼字的連續規則(concatenation rule)必須應用於連接從轉換表21所取得的預先連接編碼字X(t)，若鄰近的預先連接編碼字X(t)滿足特定格式，則這些預先連接編碼字X(t)將被碼連接器(code connector)23更改。此外，碼連接器23產生並輸出一數字總和值處理前編碼字(也可稱為暫時編碼字)Y(t)，且如果預先連接編碼字X(t)包含一數字總和值控制位，其也輸出一數字總和值控制位指示碼IDDSV至一數字總和值控制器24。當數字總和值控制器24檢測到來自碼連接器23的後續數字總和值控制位時或經過一特定延遲後，數字總和值控制器24決定一個使絕對累積數字總和值為最小的目前數字總和值控制位，並根據相對應的數字總和值處理前編碼字Y(t)以及已決定的目前數字總和值控制位產生一數字總和值處理後編碼字Z(t)，以達到最小的絕對累積數字總和值，其中根據已決定的目前數字總和值控制位對數字總和值處理前編碼字Y(t)進行更改、插入或更新可產生數字總和值處理後編碼字Z(t)；此外，也可根據相對應的數字總和值處理前編碼字Y(t)產生多個可能編碼字的方式來產生數字總和值處理後編碼字Z(t)，也就是，數字總和值處理後編碼字Z(t)由已決定的目前數字總和值控制位所對應的可能編碼字中選擇出來的。轉換表21、狀態緩存器22以及碼連接器23作為編碼器25使用。再者，在某些實施例中，數字總和值控制器24決定目前數字總和值控制位的值的時間點可不根據後續數字總和值控制位的檢測而決定，而且，數字總和值控制器24可一直等待，直到第二、第三和第四後續數字總和值控制位到達為止，接著再決定使絕對累積數字總和值為最小的目前數字總和值控制位。此外，數字總和值控制器24也可一次決定一個以上的數字總和值控制位。在其它實施例中(如藍光光碟系統)，目前數字總和值控制位可在後續數字總和值控制位到達前被決定。
圖4為本發明數字總和值控制器24的一實施例的示意圖。數字總和值控制器24包含一數字總和值控制位產生器151、一數字總和值控制位檢測器152、一數字總和值位置決定器153、一儲存裝置154以及一插入電路155。數字總和值控制位產生器151針對一目前控制位的每一可能值來計算一相對應的累積數字總和值，並決定可使累積數字總和值為最小的現今數字總和值控制位BDSV。數字總和值控制位檢測器152根據數字總和值控制位指示碼IDDSV檢測是否有任何數字總和值控制位存在於目前編碼字當中，當檢測到數字總和值控制位時，數字總和值控制位檢測器152將會通知數字總和值位置決定器153。儲存裝置154儲存了由碼連接器23所產生的數字總和值處理前編碼字Y(t)，在某些實施例中，儲存裝置154可包含串聯的管線緩存器(pipe register)、延遲緩存器(delay register)或者偏移緩存器(shift register)，其中每一緩存器儲存了一數字總和值處理前編碼字Y(t)，在其它實施例中，儲存裝置154可為一先進先出存儲器或是具有寫入/讀取地址產生器的隨機存取存儲器。此外，緩存器的數量最好大於或等於兩連續數字總和值控制位之間的編碼字(或數據字元)最大數量。再者，在一實施例中，兩個連續數字總和值控制位中的編碼字最大數量可為一數據區段(frame)中的字元數量(例如93個字元)；若考慮到數據區段的同步信息部分(sync field)中的數字總和值控制位被使用在讀取最佳功率控制上，則兩個連續數字總和值控制位中的編碼字最大數量可以是兩數據區段中的字元數。數字總和值處理前編碼字Y(t)在儲存裝置154中以管線方式被連續輸送，而數字總和值位置決定器153紀錄具有數字總和值控制位的每一編碼字的位置。舉例來說，數字總和值位置決定器153持續追蹤具有第一數字總和值控制位的一編碼字的儲存位置直到接收到具有第二數字總和值控制位的另一編碼字為止，當數字總和值位置決定器153接收到表示第二數字總和值控制位已經到達的數字總和值控制位指示碼IDDSV時，其傳送一致能信號(E1、E2、...En)至儲存裝置154的緩存器，其中儲存裝置154儲存具有第一數字總和值控制位的編碼字。若具有第一數字總和值控制位的編碼字被儲存在儲存裝置154中第m個(mth)緩存器中，數字總和值位置決定器153輸出致能信號以使得儲存裝置154允許插入電路155將已決定的目前數字總和值控制位插入第m個緩存器中。同樣地，當數字總和值位置決定器153接收到表示第三數字總和值控制位已經到達的數字總和值控制位指示碼IDDSV時，第二數字總和值控制位被決定且被插入至儲存裝置154的相對應緩存器，以此類推，依此方法，當數字總和值位置決定器153接收到表示後續數字總和值控制位已經到達的數字總和值控制位指示碼IDDSV時，一數字總和值控制位被決定且被插入至儲存裝置154的相對應緩存器中。此外，除了將單一數字總和值控制位插入編碼字之外，一編碼字也可具有二個數字總和值控制位，如此一來，必須持續追蹤編碼字中的每一位以便控制二數字總和值控制位的插入。在其它實施例中，原存在於編碼字或數據字元中的數字總和值控制位具有預先設定值或任意值，此任意值也可根據由數字總和值控制位產生器所產生的已決定數字總和值控制位而被加以更改。此外，在其它實施例中，對應於可能的數字總和值控制位值的多個數字字元被儲存在緩存器中，然後多個數字字元其中之一便根據由數字總和值控制位產生器所產生的已決定數字總和值控制位而被選取，其中上述多個數字字元可為數據字元、最後編碼字或是暫時編碼字，其中暫時編碼字在調製期間由數據字元產生，並用以產生最後編碼字。
圖5為圖4所示的數字總和值控制位產生器151的一實施例的示意圖。因為一數字總和值控制位包含兩個可能邏輯值0和1，所以數字總和值控制位產生器151決定可使累積數字總和值為最小的值，此外，一部份數字總和值產生器1511根據數字總和值處理前編碼字Y(t)產生兩部份數字總和值PSD0及PSD1，若數字總和值處理前編碼字Y(t)未具有任何數字總和值控制位，則由部份數字總和值產生器1511產生的兩部份數字總和值PSD0及PSD1將會相同；若數字總和值處理前編碼字Y(t)具有數字總和值控制位指示碼IDDSV所指示的數字總和值控制位，則數字總和值控制位產生器1511將會產生兩部份數字總和值PSD0(假設目前數字總和值控制位BDSV＝0)及PSD1(假設目前數字總和值控制位BDSV＝1)。DSV0計算器1512將部份數字總和值PSD0加至累積數字總和值DSVA0，或者根據累積數字總和值DSVA0的極性(polarity)將部份數字總和值PSD0從累積數字總和值DSVA0抽取出來。當自碼連接器23輸出的後續數字總和值處理前編碼字Y(t)未具有任何數字總和值控制位時，從儲存在相對應的緩存器1516中的值中選擇出累積數字總和值DSVA0。此外，在計算後，由DSV0計算器1512所計算的值被儲存在緩存器1516中以更新原先儲存的值。同樣的，DSV1計算器1513將部份數字總和值PSD1加至累積數字總和值DSVA1，或者根據累積數字總和值DSVA1的極性將部份數字總和值PSD1從累積數字總和值DSVA1抽取出來。當從碼連接器23輸出的後續數字總和值處理前編碼字Y(t)未具有任何數字總和值控制位時，從儲存在相對應的緩存器1517中的值中選擇出累積數字總和值DSVA1，且DSV1計算器1513所計算的值被儲存在緩存器1517中。當一後續數字總和值控制位如數字總和值控制位指示碼IDDSV所指示般地被檢測到時，數字總和值比較器1519比較累積數字總和值DSV0和DSV1，並選擇其中絕對值最小者作為數字總和值DSVA。此外，數字總和值比較器1519也指派對應於最小絕對值的位值(bit value)作為目前數字總和值控制位BDSV的值。同時，兩多任務器(multiplexe)1514和1515選擇更新後的累積數字總和值DSVA作為兩分支的累積數字總和值DSVS，也就是DSV0計算器1512以及DSV1計算器1513中的累積數字總和值運算出的DSVA0和DSVA1，而在計算累積數字總和值之後，DSV0計算器1512以及DSV1計算器1513所計算的值被儲存至相對應的緩存器1516和1517以作為更新後的累積數字總和值。由此方法，當一後續數字總和值控制位被檢測到時，數字總和值控制位可由比較累積數字總和值的兩分支而決定。
如圖6所示，當在時間T1檢測一後續數字總和值控制位時，目前數字總和值控制位由比較對應於目前數字總和值控制位的兩可能值來加以決定，此處的數字總和值控制位指累積數字總和值的絕對值DSV0以及DSV1，在其它實施例中，比較累積數字總和值的時間點T1可為預先設定的固定時間區段。如圖6所示，累積數字總和值DSV0在時間點T1小於累積數字總和值DSV1，因此目前數字總和值控制位被選擇為0。此外，如圖7所示，當兩後續數字總和值控制位被檢測到時，可決定目前數字總和值控制位，當第一後續數字總和值控制位在時間點T1被檢測到時，目前數字總和值控制位未被決定，且在時間T1後，每一累積數字總和值分成兩分支。當第二後續數字總和值控制位在時間點T2被檢測到時，數字總和值比較器1519由比較對應於目前數字總和值控制位以及第一後續數字總和值控制位的四個可能值來決定目前數字總和值控制位，此四個可能值指累積數字總和值的絕對值DSV00、DSV01、DSV10以及DSV11；或者在其它實施例中，目前數字總和值控制位以及後續的數字總和值控制位可一併藉此被決定。在此實施例中，PSD01為4個累積數字總和值的絕對值中的最小值，因此數字總和值控制位被指派為0。
圖8為本發明調製系統70的一實施例的示意圖。在此實施例中，一數字總和值控制位產生器72根據由編碼器71編碼出的暫時編碼字來決定數字總和值控制位，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將連續儲存在一數字總和值控制位先進先出緩衝器73中的已決定數字總和值控制位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，在其它實施例中，最後編碼字產生器75調整暫時編碼字的原始數字總和值控制位，且此暫時編碼字具有儲存在數字總和值控制位先進先出緩衝器73中的數字總和值控制位。
相較於調製系統70，圖9所示的調製系統80更包含一第二編碼器85，因此數據字元先進先出緩衝器84可儲存數據字元而不是編碼字，如此可降低數據字元先進先出緩衝器84所需的存儲器大小。儲存數據字元所需的容量少於儲存編碼字所需的容量，舉例來說，在一高密度數字多功能光碟片中，數據字元具有8位，但編碼字卻具有12位。此外，數字總和值控制位產生器82根據被第一編碼器81所編碼的暫時編碼字來決定數字總和值控制位，並輸出已決定的數字總和值控制位至數字總和值控制位先進先出緩衝器83。第二編碼器85將儲存在數據字元先進先出緩衝器84中的數據字元調製成暫時編碼字。自數字總和值控制位先進先出緩衝器83輸出的數字總和值控制位由最後編碼字產生器86而被合併成相對應的暫時編碼字。
因為調製系統70的數字總和值控制位產生器72的輸入以及調製系統80的數字總和值控制位產生器82的輸入為暫時編碼字(與調製系統20相同)，所以數字總和值控制位產生器72以及數字總和值控制位產生器82的一實施例可與圖5所示的調製系統的數字總和值控制位產生器151相同。
圖10為本發明調製系統50的一實施例的方塊圖。數據字元B(t)被提供至數字總和值控制位產生器51以及數據字元先進先出緩衝器53，而經由使用數據字元先進先出緩衝器53來儲存數據字元B(t)而不是編碼字則可降低數據字元先進先出緩衝器53的緩衝器大小。然後，數據字元先進先出緩衝器53將數據字元B(t)提供至編碼器54以將數據字元轉換成具有未決定數字總和值控制位的編碼字(也被稱為暫時編碼字)。當檢測到至少一後續數字總和值控制位時，數字總和值控制位產生器51決定一目前數字總和值控制位以使累積數字總和值的絕對值為最小值，已決定的目前數字總和值控制位則被暫時儲存在數字總和值控制位先進先出緩衝器52中，然後再從數字總和值控制位先進先出緩衝器52中被讀出。此外，最後編碼字產生器55根據儲存在數字總和值控制位先進先出緩衝器52中的目前數字總和值控制位來調整暫時編碼字中的數字總和值控制位，由將數字總和值控制位儲存在數字總和值控制位先進先出緩衝器52中，數字總和值控制位可更容易地被存取和控制。再者，在其它實施例中，數字總和值控制位產生器51也可使用一比較表以根據數據字元決定數字總和值控制位，即，由比較表，可利用數據字元在比較表中搜尋到所要的數值以便計算出累積數字總和值。
圖11為圖10所示的數字總和值控制位產生器51的一實施例的方塊圖。圖11所示的數字總和值控制位產生器51中的元件2512～2519與圖5中的元件1512～1519相同，因此對於元件2512～2519而言便不再贅述，底下將詳盡的描述部份數字總和值對照表2511。此外，因為數字總和值控制位產生器51的輸入為數據字元B(t)，數字總和值對照表2511依據數據字元B(t)同時輸出兩部份數字總和值PSD0、PSDV1以及一數字總和值控制位指示碼IDDSV，而數字總和值對照表2511的一部份如圖12所示。若數據字元B(t)未具有任何數字總和值控制位，則數字總和值控制位指示碼IDDSV的值為0，而部份數字總和值產生器1511所產生的兩部份數字總和值PSD0以及PSDV1相同；另一方面，若數據字元B(t)具有數字總和值控制位，則數字總和值控制位指示碼IDDSV的值為1，且數字總和值控制位產生器1511將會分別產生兩部份數字總和值PSD0(假設目前數字總和值控制位BDSV＝0)及PSD1(假設目前數字總和值控制位BDSV＝1)。此外，星號位「*」以及碼連接規則也被用以決定數字總和值控制位，舉例而言，當使用星號位「*」以及碼連接規則時，會將一補償值加至部份數字總和值，而此補償值根據先前、目前以及後續數據字元所加以決定。
圖13為本發明調製系統60的一實施例的方塊圖。相較於調製系統50，調製系統60透過編碼器63將數據字元B(t)編碼至編碼字中，且調製系統60並不儲存數據字元，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字總和值控制位。同樣的，數據字元被提供至數字總和值控制位產生器61中以決定數字總和值控制位，且已決定的數字總和值控制位被儲存在數字總和值控制位先進先出緩衝器62中以等著被最後編碼字產生器65所接收。因為調製系統60中的數字總和值控制位產生器61為數據字元B(t)的串流(stream)(與圖10所示的調製系統50相同)，數字總和值控制位產生器61的一實施例與圖11所示的調製系統中的數字總和值控制位產生器51相同。
圖8A、圖9A、圖10A基於圖8、圖9、圖10以及圖11，在調製系統70A、80A、50A以及60A的這些實施例中，數字總和值控制位產生器根據數據字元或編碼字來決定數字總和值控制位，並連續地將已決定的數字總和值控制位輸出至數字總和值控制位先進先出緩衝器，而且，這些調製系統70A、80A、50A以及60A中的編碼器根據是否有任何數字總和值控制位存在於暫時編碼字中以將每一數據字元B(t)編碼成一或多個不同的暫時編碼字，若沒有數字總和值控制位存在於暫時編碼字中，則對應於數據字元B(t)的暫時編碼字將會相同；若有一數字總和值控制位存在於暫時編碼字中，則對於數字總和值控制位的每一可能數值而言，兩個對應於數據字元B(t)的不同暫時編碼字(tentative code word)將會被產生；若兩數字總和值控制位都存在於暫時編碼字中，則對於兩數字總和值控制位的每一可能數值來說，四個對應於數據字元B(t)的不同暫時編碼字將被產生。最後，自數字總和值控制位先進先出緩衝器所輸出的已決定數字總和值控制位便透過多任務器79、89、59、69選擇相對應的暫時編碼字來作為數字總和值處理後編碼字Z(t)。
對一藍光光碟來說，17PP調製用以將一數據字元轉換成2～3位的編碼字，請參考圖14與圖15，其為使用在藍光光碟燒錄機的17PP調製器200。一數據字元B(t)同時輸入至一數字總和值控制位產生器220與一數據字元先進先出緩衝器210。數據字元先進先出緩衝器210儲存了多個數據字元212，其中每一數據字元212包含一2位(2-bit)識別碼(ID)以及10位(10-bit)數據。2位識別碼指示數字總和值控制位是否出現在10位數據中以及數字總和值控制位的位置中。數字總和值控制位產生器220由計算分別對應於0和1的數字總和值控制位的兩累積數字總和值222以及224來決定一目前數字總和值控制位，而計算出的兩累積數字總和值222以及224的絕對值由一比較器226來加以比較以決定那一控制位產生了最小的數字總和值。換句話說，當至少一後續數字總和值控制位被檢測到或是經過一特定延遲後，數字總和值控制位產生器220便由平行處理許多個2位(2-bit)信道位221而使累積數字總和值的絕對值為最小值。而且，因為數據字元先進先出緩衝器210可儲存的數據字元數量基於數據字元先進先出換衝器210的緩衝器大小，所以數據字元先進先出緩衝器210的緩衝器大小便決定了檢測數字總和值控制位所需的預定延遲。
在其它實施例中，數字總和值控制位產生器220也根據數據字元決定數字總和值控制位，圖16為將數據字元轉換成部份數字總和值的對照表的一實施例的示意圖。圖16中的數據字元長度並非為常數，因此2位數據字元的影響可能已經於先前依據圖16所示的對照表將數據字元轉換成部份數字總和值的過程中已被計算進去，因此，若2位數據字元的影響在先前轉換操作中已被計算，則2位數據字元對於數字總和值的影響將被忽略，否則，2位數據字元所造成的影響將加入數字總和值的運算中。遮蔽(MASK)信號用以指示2位數據字元是否有效。由使用如先前所述的對照表，累積數字總和值可由尋找使用數據字元的相對應數值來進行計算。然後，數據字元的原始數字總和值控制位由最後數據字元產生器230(圖15中以一多任務器表示)以及被數字總和值控制位產生器220決定的數字總和值控制位而加以更改。而且，與已決定數字總和值控制位結合的數據字元由編碼器240以平行處理方式被調製成編碼字X(t)，平行調製使用多個調製器242，並表示數據字元B(t)的多個2位信道位也同樣被轉換成編碼字X(t)中3位調製位，圖17即為編碼器240將數據字元轉換成編碼字的一實施例的示意圖。
請參考圖18和圖19，其為以序列方式處理數據的17PP調製器300的示意圖。如圖18所示，數據字元B(t)也同樣被輸入至數字總和值控制位產生器320以及數據字元先進先出緩衝器310，數據字元先進先出緩衝器310儲存數據字元B(t)的多個連續的2位信道位312，而數字總和值控制位產生器320由計算分別對應於數字總和值控制位0和1的兩累積數字總和值322和324來決定目前數字總和值控制位。此外，兩累積數字總和值322和324的絕對值被一比較器326所比較以決定那一控制位可產生最小的數字總和值。換句話說，當檢測到至少一後續數字總和值控制位時，數字總和值控制位產生器320由序列處理連續的2位信道位321來最小化累積數字總和值的絕對值。然後，已決定的數字總和值控制位由最後字元產生器330被插入至相對應的數據字元，且具有已決定數字總和值控制位的數據字元暫存於一數字總和值處理後數據字元先進先出緩衝器340，此外，編碼器350則連續讀取來自數字總和值處理後數據字元先進先出緩衝器340的數據字元342以將其編碼成編碼字X(t)。
請參考圖20與圖21，其為調製系統500、520的實施例的示意圖。此兩實施例可使用序列數據處理或平行數據處理的機制，例如圖14所示的平行數據處理的實施例以及圖18所示的序列數據處理的實施例。在這些實施例中，一插入電路502將每一數字總和值控制位插入數據字元串流中的相對應位置。因為每一數字總和值控制位具有兩可能值0和1，對應於數字總和值控制位的每一可能值的不同串流在插入電路502之後產生，且兩不同數據字元串流被提供至一數據字元先進先出緩衝器504以及一數字總和值控制位產生器(決定器)506以決定兩不同數據字元串流中的每一數字總和值控制位。在圖20的實施例中，已決定的數字總和值控制位選擇一相對應的數據字元串流以進行編碼，而數字總和值控制位透過多任務器508選擇相對應的數據字元，且接著一編碼器510便對此結果進行編碼。此外，在圖21的實施例中，編碼器522將儲存在數據字元先進先出緩衝器504中的兩數據字元串流分別調製成兩個編碼字的串流，然後，已決定的數字總和值控制位使用多任務器524選擇相對應編碼字的串流以作為數字總和值處理後編碼字Z(t)。
請參照圖22，其為執行上述運作的調製系統400的概要架構示意圖。在調製系統400中，功能方塊402和406表示必備的功能方塊，而功能方塊410～418表示選擇性(optional)的功能方塊。數字字元先進先出緩衝器402可儲存數據字元或暫時編碼字，而輸入來源可為數據字元或暫時編碼字；同樣地，數字總和值控制位產生器404可為數據字元或暫時編碼字。再者，最後字元產生器406可根據數字總和值控制位產生器404所決定的數字總和值控制位來更改、替換、插入或者選擇最後字元以輸出最後數據字元或最後編碼字。
對選擇性的元件而言，可將一或多個編碼器410、412、414、418設置在許多可能的位置，且系統中也可包含多重編碼器(multiple encoder)。此外，數字總和值控制位先進先出緩衝器416可被包含在某些實施例中，但在其它實施例中，數字總和值控制位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，經由計算數字總和值控制位的位置而知道該在何處插入或更改數字總和值控制位，則數字總和值控制位便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。
在本案發明說明和權利要求中，使用了某些名詞以代表特定的系統零件，如本領域技術人員所指所知，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的元件區別為不同元件，而且，在本發明權利要求中，「包含」以及「具有」應被解釋為開放性的範圍，因此應被解讀為「包含，但並非限制於.........」。此外，「耦接」應被解釋為直接或非間接的連接。因此，若一第一裝置耦接於一第二裝置，則此耦接可為直接的電性連接，或是透過其它裝置的間接連接。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡根據本發明權利要求所做的等同變化與修飾，都應屬本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種調製系統，其特徵在於，包含一編碼器，將多個數據字元轉換成多個暫時編碼字；一數字總和值控制位產生器，根據多個數據字元或多個暫時編碼字決定一數字總和值控制位的值，用以最佳化可能的暫時編碼字所對應的累積數字總和值，其中當至少一後續數字總和值控制位被檢測到、或經過一預定延遲後，數字總和值控制位產生器決定一目前數字總和值控制位，用以最小化累積數字總和值的絕對值；以及一最後編碼字產生器，根據已決定的數字總和值控制位以及一暫時編碼字產生一最後編碼字。
2.一種調製系統，其特徵在於，包含一編碼器，將多個數據字元轉換成多個暫時編碼字；一部份數字總和值產生器，根據多個數據字元或多個暫時編碼字產生多個部份數字總和值；一數字總和值累積器，其針對一數字總和值控制位的可能值累積多個部份數字總和值作為多個累積數字總和值；一數字總和值控制位產生器，其根據多個累積數字總和值決定一數字總和值控制位的值，其中當至少一後續數字總和值控制位被檢測到、或經過一預定延遲後，數字總和值控制位產生器決定一目前數字總和值控制位，用以最小化累積數字總和值的絕對值；以及一最後編碼字產生器，其根據已決定的數字總和值控制位以及一暫時編碼字產生一最後編碼字。
3.如權利要求2所述的調製系統，其特徵在於，還包含一儲存裝置，用以儲存多個數據字元或多個暫時編碼字。
4.如權利要求3所述的調製系統，其特徵在於，還包含一數字總和值控制位緩衝器，以儲存由數字總和值控制位產生器所決定的數字總和值控制位。
5.如權利要求4所述的調製系統，其特徵在於，若一特定數據字元未包含數字總和值控制位，則數字總和值控制位緩衝器儲存一任意值以作為特定數據字元的數字總和值控制位，且當最後編碼字產生器產生對應於未具有數字總和值控制位的特定數據字元的編碼字時，其忽略任意值。
6.如權利要求2所述的調製系統，其特徵在於，編碼器執行碼轉換以及碼連接以避免產生無效編碼字。
7.如權利要求6所述的調製系統，其特徵在於，該編碼器根據一轉換表產生每一數據字符的預先連接編碼字以及一相對應狀態，且每一暫時編碼字根據相對應的一預先連接編碼字所產生。
8.如權利要求2所述的調製系統，其特徵在於，數字總和值累積器在至少二連續數字總和值控制位之間計算多個累積數字總和值。
9.如權利要求2所述的調製系統，其特徵在於，部份數字總和值產生器以及編碼器以平行或串行方式處理數據字元以計算多個部份數字總和值，並將每一數據字元分別轉換成每一暫時編碼字。
10.如權利要求2所述的調製系統，其特徵在於，預定延遲由一預定時段或一數據位量所決定。
11.如權利要求2所述的調製系統，其特徵在於，還包含一數字總和值位置決定器，用以將一暫時編碼字中數字總和值控制位的位置告知最後編碼字產生器；其中最後編碼字產生器根據已決定的數字總和值控制位來更改暫時編碼字中數字總和值控制位的位置的位。
12.一種調製系統，其特徵在於，包含一數據字元至部份數字總和值轉換電路，根據多個數據字元產生多個部份數字總和值；一數字總和值累積器，針對一數字總和值控制位的可能值累積多個部份數字總和值作為多個累積數字總和值；一數字總和值控制位產生器，根據多個累積數字總和值決定一數字總和值控制位的值，其中當至少一後續數字總和值控制位被檢測到、或經過一預定延遲後，數字總和值控制位產生器決定一目前數字總和值控制位，用以最小化累積數字總和值的絕對值；以及一最後數據字元產生器，根據數字總和值控制位以及一數據字元產生一最後數據字元；以及一編碼器，用以將最後數據字元轉換成一最後編碼字。
13.如權利要求12所述的調製系統，其特徵在於，還包含一數據字元儲存裝置，用以根據先進先出方式儲存多個數據字元或多個最後數據字元。
14.如權利要求12所述的調製系統，其特徵在於，還包含一數字總和值控制位緩衝器，用以儲存數字總和值控制位，其中數字總和值控制位根據先進先出方法被數字總和值控制位緩衝器所決定。
15.如權利要求14所述的調製系統，其特徵在於，若一特定數據字元未包含數字總和值控制位，則數字總和值控制位緩衝器儲存一任意值以作為特定數據字元的數字總和值控制位，且當最後編碼字產生器產生對應於未具有數字總和值控制位的特定數據字元的編碼字時，忽略任意值。
16.如權利要求12所述的調製系統，其特徵在於，編碼器以及數據字元至部份數字總和值轉換電路以平行或序列方式處理多個數據字元以計算多個部份數字總和值並將每一數據字元分別轉換成每一暫時編碼字。
17.如權利要求12所述的調製系統，其特徵在於，預定延遲由一預定時段或一數據位量所決定。
18.如權利要求12所述的調製系統，其特徵在於，還包含一數字總和值位置決定器，用以將一數據字元中數字總和值控制位的位置告知最後編碼字產生器；其中最後數據字元產生器根據已決定的數字總和值控制位，更改數據字元中數字總和值控制位的位置的位以產生最後數據字元。
19.一種調製系統，其特徵在於，包含一部份數字總和值產生器，產生多個數據字元所對應的多個編碼字的多個部份數字總和值；一數字總和值累積器，用以累積多個部份數字總和值作為多個累積數字總和值；一數字總和值控制位產生器，其根據多個累積數字總和值決定一數字總和值控制位的值，其中當至少一後續數字總和值控制位被檢測到、或經過一預定延遲後，數字總和值控制位產生器決定一目前數字總和值控制位，用以最小化累積數字總和值的絕對值；以及一數字總和值控制位緩衝器，用以儲存已決定數字總和值控制位。
20.如權利要求19所述的調製系統，其特徵在於，還包含一第一編碼器以將多個數據字元轉換成多個暫時編碼字。
21.如權利要求20所述的調製系統，其特徵在於，還包含一最後編碼字產生器，根據儲存在數字總和值控制位緩衝器中已決定數字總和值控制位，調整一暫時編碼字以產生一最後編碼字。
22.如權利要求21所述的調製系統，其特徵在於，還包含一數據字元儲存裝置，用以儲存多個數據字元；其中第一編碼器將數據字元儲存裝置輸出的多個數據字元編碼，以產生多個第一暫時編碼字，且多個第一暫時編碼字被提供至最後編碼字產生器。
23.如權利要求22所述的調製系統，其特徵在於，還包含一第二編碼器，用以在多個數據字元被儲存至數據字元儲存裝置之前，編碼多個數據字元以產生多個第二暫時編碼字；其中第二編碼器提供多個第二暫時編碼字至部份數字總和值產生器。
24.如權利要求21所述的調製系統，其特徵在於，還包含一編碼字儲存裝置，用以儲存多個暫時編碼字，且被儲存的多個暫時編碼字被提供至最後編碼字產生器。
25.如權利要求19所述的調製系統，其特徵在於，還包含一數據字元儲存裝置，用以根據先進先出方式儲存多個數據字元。
26.如權利要求19所述的調製系統，其特徵在於，部份數字總和值產生器平行或序列處理多個數據字元，以計算多個部份數字總和值。
27.如權利要求20所述的調製系統，其特徵在於，部份數字總和值產生器平行或序列處理多個暫時編碼字，以計算多個部份數字總和值。
28.如權利要求19所述的調製系統，其特徵在於，預定延遲由一預定時段或一數據位量所決定。
29.一種調製系統，其特徵在於，包含一部份數字總和值產生器，產生多個數據字元所對應的多個編碼字的多個部份數字總和值；一數字總和值累積器，累積多個部份數字總和值作為多個累積數字總和值；一數字總和值控制位產生器，根據多個累積數字總和值決定一數字總和值控制位的值，其中當至少一後續數字總和值控制位被檢測到、或經過一預定延遲後，數字總和值控制位產生器決定一目前數字總和值控制位，用以最小化累積數字總和值的絕對值；以及一數據字元緩衝器，其用來暫存多個數據字元。
30.如權利要求29所述的調製系統，其特徵在於，還包含一編碼器，根據一數據字元以及已決定的數字總和值控制位產生一編碼字。
31.如權利要求29所述的調製系統，其特徵在於，還包含一編碼器，其根據多個數據字元產生多個編碼字。
32.如權利要求31所述的調製系統，其特徵在於，還包含一數字總和值控制位緩衝器，用以儲存數字總和值控制位，其中數字總和值控制位根據先進先出方法被數字總和值控制位產生器所決定。
33.如權利要求32所述的調製系統，其特徵在於，還包含一最後字元產生器，其根據數字總和值控制位以及儲存在數據字元緩衝器中的數據字元來產生一最後字元。
34.如權利要求31所述的調製系統，其特徵在於，編碼器施行碼轉換以及碼連接以避免產生無效的編碼字。
35.如權利要求31所述的調製系統，其特徵在於，編碼器以平行或序列方式處理每一數據字元。
36.如權利要求29所述的調製系統，其特徵在於，預定延遲由一預定時段或對應於數據字元緩衝器的容量的一數據位量所決定。
37.一種調製方法，其特徵在於，包含將多個數據字元調製成多個暫時編碼字；針對一數字總和值控制位的所有可能值，依據多個數據字元或多個暫時編碼字來計算一累積數字總和值；當至少一後續數字總和值控制位被檢測到或是經過一特定延遲後，決定可使累積數字總和值的絕對值為最小值的數字總和值控制位；以及根據已決定的數字總和值控制位更改一暫時編碼字中數字總和值控制位以產生一最後字元。
38.如權利要求37所述的調製方法，其特徵在於，還包含以先進先出方式儲存多個數據字元或多個暫時編碼字。
39.如權利要求37所述的調製方法，其特徵在於，還包含以先進先出方式儲存已決定的數字總和值控制位以便後續進行最後編碼字的產生流程。
40.如權利要求39所述的調製方法，其特徵在於，還包含若一數據字元或一暫時編碼字未包含數字總和值控制位，則使用一任意值來作為數據字元或暫時編碼字的數字總和值控制位；以及忽略任意值而不是更改具有任意值的數據字元或暫時編碼字的數字總和值控制位。
41.如權利要求37所述的調製方法，其特徵在於，調製數據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.如權利要求37所述的調製方法，其特徵在於，還包含以平行或序列方式來處理每一數據字元以進行累積數字總和值運算和調製處理。
43.一種決定數字總和值控制位的系統，其特徵在於，包含一數據字元至部份數字總和值轉換電路，其根據多個數據字元產生相對應多個編碼字的多個部份數字總和值；一數字總和值累積器，其針對一數字總和值控制位的所有可能值，累積多個部份數字總和值作為多個累積數字總和值；以及一數字總和值控制位產生器，其根據多個累積數字總和值決定一數字總和值控制位的值，其中當至少一後續數字總和值控制位被檢測到、或經過一預定延遲後，數字總和值控制位產生器決定一目前數字總和值控制位，用以最小化累積數字總和值的絕對值。
全文摘要
一種調製方法和系統，在一高密度光碟儲存系統內，利用使數字總和值的變動為最小的方法來將數據字元調變成編碼字，且針對數字總和值控制位每一可能值來計算每一累積數字總和值。當檢測到至少一後續數字總和值控制位時或者在一預定延遲後，決定數字總和值控制位以使累積數字總和值的絕對值為最小值，且頁根據已決定的現行數字總和值控制位產生相對應的編碼字。
文檔編號G11B20/14GK1929012SQ200610126429
公開日2007年3月14日 申請日期2006年8月31日 優先權日2005年9月6日
發明者陳新正, 劉碧海, 趙銘陽 申請人:聯發科技股份有限公司