數字信息複製管理裝置的製作方法
2023-11-01 15:04:27
專利名稱：數字信息複製管理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種裝有數據存儲裝置的電子裝置，適合存儲如視頻數據或音樂數據之類的需限制其複製的數據等。
背景技術：
近些年，存儲裝置如HDD(硬碟驅動器)的容量有了很大提高。例如具有充足容量來存儲大量內容數據如視頻數據和音樂數據的HDD已經進入市場，並且帶有HDD的AV裝置已得到發展。
通過如合法購買的方式，這些AV裝置可在其內置HDD中存儲視頻、音樂等內容數據。為了響應如用戶指令來再生視頻或音樂，該AV裝置可以從HDD中讀取指定的內容數據，並且根據讀取數據對視頻和音樂執行再生處理。
另外，在內容數據以上述方式存儲在AV裝置的內置HDD中的情況下，存儲在HDD中的內容數據可能用以下方法被非法複製。首先將存儲內容數據的HDD從AV裝置中移走，然後將HDD與個人計算機或類似設備連接，讀取存儲在HDD中的內容數據並將它們複製到其他存儲裝置中。
在阻止包括移走HDD的非法複製的方法中，一種方法是將加密的內容數據記錄進AV裝置的HDD中，另一種方法是使用特殊的文件系統(不同於如FAT和NTFS這樣的普通文件系統)作為在HDD中管理文件的文件系統。
然而在記錄加密的內容數據的方法中，以需要一種設置(硬體或軟體)來加密(或在讀取時解密)內容數據的這樣一個事實為例，說明裝置的結構變得複雜。此外，由於加密(或解密)處理時間，作為AV裝置的一項性能的內容數據記錄(或讀取)速度降低。
在使用不同於普通文件系統的特殊文件系統來管理HDD中的文件的方法中，必須新開發一種特殊文件系統。此外，使用了特殊文件系統就不可能使用普通文件系統對HDD進行管理了。
鑑於上述情形，開發了一種用以下方法(如JP-A-2003-5875)來阻止數據複製的電子裝置。當以位串為單位記錄內容數據時，該內容數據被記錄，同時配線形式以位串為基礎被改變並且配線形式的改變模式被控制。
然而在JP-A-2003-5875公開的電子裝置中僅改變配線形式，其配線形式的改變模式很容易被分析得出，存在使用解密模式進行非法複製的風險。
發明內容
本發明是在考慮到上述情況而作出的。本發明的目的是提供一種數字信息複製管理裝置，所述數字信息複製管理裝置雖然結構簡單，但是，即使在使用普通文件系統對數據進行管理的情況下，也具有有效措施來阻止對存儲在數據存儲裝置中數據的非法複製，同時不會降低數據存儲裝置的記錄速度和讀取速度。
(1)本發明的數字信息複製管理裝置包括數據存儲單元，其被設置用來存儲數據；數據處理單元，其控制向所述數據存儲單元寫入數據，以及從所述數據存儲單元中讀取數據；總線，其連接所述數據存儲單元和所述數據處理單元，用以並行傳輸具有多個位的數據；以及邏輯電路單元，其被設置在所述數據存儲單元和所述數據處理單元之間，並且其對總線內並行傳輸的數據中的至少一位數據進行反轉。
在本發明中，當從所述數據處理單元中傳輸出的數據被記錄入所述數據存儲單元時，位數據被連接到至少一部分總線上的所述邏輯電路單元反轉，所述至少一部分總線與各個位對應。得到的數據被記錄入所述數據存儲單元。因此，即使從所述裝置中移走所述數據存儲單元、將所述數據存儲單元與其他裝置連接、並讀取記錄在所述數據存儲單元中的數據，讀出的數據也不能像原始數據那樣被利用，於是能夠阻止非法複製或其他類似行為。
(2)本發明的數字信息複製管理裝置還包括電路控制單元，所述電路控制單元控制所述邏輯電路單元的反轉模式，其中邏輯電路單元根據反轉模式來反轉在總線中傳輸的數據。
在本發明中，當從數據處理單元中傳輸出的某一數據被記錄入數據存儲單元時，位數據根據某一模式被邏輯電路單元反轉。所述邏輯電路單元與對應於各個位的至少一部分總線、以及電路控制單元連接，所述電路控制單元控制邏輯電路單元的反轉/不反轉模式。得到的數據被記錄入數據存儲單元。因此，即使從所述數字信息複製管理裝置中移走所述數據存儲單元、將所述數據存儲單元與其他裝置連接、並讀取記錄在所述數據存儲單元中的數據，讀出的數據也不能像原始數據那樣被利用，於是能夠阻止非法複製或其他類似行為。
(3)根據本發明的數字信息複製管理裝置，當數據處理單元向數據存儲單元寫入數據時，對於傳輸數據中的每段預定單位數據，電路控制單元將反轉模式改變成其他反轉模式。當數據處理單元從數據存儲單元中讀取數據時，電路控制單元對邏輯電路單元設置與寫入時相同的反轉模式；並且邏輯電路單元根據相同的反轉模式將從數據存儲單元中讀取的數據進行反轉。
在本發明中，當從數據處理單元中傳輸出的某一數據被記錄入數據存儲單元時，根據指定的單位數據改變反轉模式。例如，對於音樂數據，指定的單位數據為單段音樂的數據。改變對每段單位數據(對每段音樂)的反轉模式，能夠更有效地阻止非法複製。
(4)本發明的數字信息複製管理裝置還包括模式信息存儲單元，其被設置用來存儲模式信息，所述模式信息表示在寫入數據時對邏輯電路單元設置的反轉模式。當數據處理單元從數據存儲單元中讀取數據時，電路控制單元將根據存儲在模式信息存儲單元中的模式信息，對邏輯電路單元設置與寫入時相同的反轉模式。
在本發明中，當從數據處理單元中傳輸出的某一數據被記錄入數據存儲單元時，用來識別每段單位數據的識別信息被存儲在一個內置存儲裝置或類似裝置中。例如，對於音樂數據，指定的單位數據為單段音樂的數據，識別信息包括音樂段的名稱。當記錄在數據存儲單元中的數據被讀取時，參照各段的模式信息，並根據與音樂數據被記錄入數據存儲單元時所用的反轉模式相同的反轉模式對該音樂數據進行讀取。
(5)本發明的數字信息複製管理裝置還包括頭信息處理單元，所述頭信息處理單元在數據存儲單元中寫入作為每段單位數據的頭信息的模式信息，所述模式信息表示在寫入數據時對邏輯電路單元所設置的反轉模式。當數據處理單元從數據存儲單元中讀取數據時，電路控制單元將根據頭信息對邏輯電路單元設置與寫入時相同的反轉模式。
在本發明中，當從數據處理單元中傳輸出的某一數據被記錄入數據存儲單元時，用來識別每段單位數據的識別信息被作為頭信息記錄入數據存儲單元。此外，用裝置的唯一ID加密，即使數據存儲單元從該裝置中移走並被連接到其他裝置上，使用後一裝置的ID無法對每段頭信息解密。因此可以更有效地阻止非法複製。例如，裝置的唯一ID可能是每個裝置的序列號或MAC(媒體訪問控制)地址。
(6)根據本發明的數字信息複製管理裝置，其他反轉模式包括所述數據中的所有位的數據都不反轉的狀態。
(7)根據本發明的數字信息複製管理裝置，所述模式信息存儲單元與所述數據存儲單元分離地設置。
(8)根據本發明的數字信息複製管理裝置，在向所述數據存儲單元寫入作為頭信息的模式信息之前，頭信息處理單元根據裝置的唯一ID將模式信息加密。所述電路控制單元根據裝置的唯一ID將加密的頭信息進行解密，並對邏輯電路單元設置相同的反轉模式。
如上所述，本發明的數字信息複製管理裝置，即使使用普通文件系統或類似文件系統對數據進行管理，也可以提供有效措施來阻止對存儲在數據存儲單元中的數據的非法複製，同時不會降低數據存儲單元的記錄速度和讀取速度。
參照附圖對本發明優選的示例性實施例進行詳細描述，這將能夠更為清楚地理解本發明的上述目的以及優點，其中圖1示出了根據本發明第一個實施例的音頻裝置的結構框圖。
圖2示出了在CPU、HDD控制器、邏輯電路部分和HDD之間傳輸數據的結構示意圖；圖3示出了如何將位數據記錄入HDD中；圖4示出了在所述相關電子裝置中的CPU、HDD控制器和HDD之間傳輸數據的結構示意圖；圖5示出了在所述相關電子裝置中如何將位數據記錄入HDD中；圖6示出了在音頻裝置的HDD與另一裝置的CPU和HDD控制器之間傳輸數據的結構示意圖；圖7示出了在修改的裝置的CPU、HDD控制器、邏輯電路部分和HDD之間傳輸數據的結構示意圖；圖8示出了在另一修改的裝置的CPU、HDD控制器、邏輯電路部分和HDD之間傳輸數據的結構示意圖；圖9示出了根據本發明第二個實施例的音頻裝置的結構框圖；圖10示出了在根據第二個實施例的音頻裝置的CPU、HDD控制器、邏輯電路部分和HDD之間傳輸數據的結構示意圖；圖11示出了邏輯電路部分的內部示意圖，其中為每個位都設置選擇器；圖12示出了在根據第二個實施例的修改的音頻裝置的CPU、HDD控制器、邏輯電路部分和HDD之間傳輸數據的結構示意圖；圖13示出了在根據第二個實施例的另一個修改的音頻裝置的CPU、HDD控制器、邏輯電路部分和HDD之間傳輸數據的結構示意圖；圖14示出了在根據第三個實施例的音頻裝置的CPU、HDD控制器、邏輯電路部分和HDD之間傳輸數據的結構示意圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖對根據本發明實施例的音頻裝置進行詳細說明。
圖1示出了根據本發明第一個實施例的音頻裝置100的整體結構框圖。如圖1所示，該音頻裝置100包括CPU10、ROM11、RAM12、CD-ROM驅動器13、HDD控制器14、通信接口15、DSP(數位訊號處理器)16和信號輸出控制部分17，所有這些都通過總線18彼此連接。在本實施例中總線18具有16位寬，可以在連接到總線18上的部件之間並行傳輸16位的數據。總線18的寬度不僅限於16位，並可為32位等。
CPU10控制音頻裝置100中的各個部分。DSP16的各種程序和數據、用來控制音頻裝置100的基礎操作的固件程序、各種控制程序等都存儲在ROM11中。CPU10通過讀取存儲在ROM11中的程序等來執行各種控制處理。RAM12的功能是作為一個工作區來臨時存儲各種數據。
CD-ROM驅動器13將記錄在CD上的數字數據讀出到音頻裝置100中。HDD控制器14連接到總線18上，並且通過總線22a、邏輯電路部分110和總線22b連接到HDD19上。在CPU10的控制下，HDD控制器14控制將數據記錄入HDD19中或讀取存儲在HDD19中的數據。
設置在總線22a和22b之間的邏輯電路部分110用來反轉各個位數據(即，各個位的數據)。
通信接口15是用於與外部裝置交換數據的接口。例如通過通信接口15可與各種外部器件和裝置如驅動器、音頻裝置、個人計算機等進行數據交換。此外，音頻裝置100可通過通信接口15與連接到如網際網路和LAN(區域網)等通信網絡上的裝置進行數據交換。
在音頻裝置100中，由CD-ROM驅動器13讀出的用來再生音樂的音頻數據和通過通信接口15從外部裝置獲得的音頻數據可以存儲在HDD19中。
例如，在CPU10的控制下，DSP16讀出存儲在ROM11中的程序和數據，並執行各種操作，如對從HDD19中讀取的音頻數據附加效果。
信號輸出控制部分17將音頻信號輸出到放大器20、信號輸出終端(未圖示)或類似裝置上，如上所述，音頻信號被附加了效果並由DSP16進行了其他處理。放大器20將從信號輸出控制部分17傳送的音頻信號放大，並將放大的音頻信號輸出到揚聲器21上。揚聲器21根據從放大器20傳送的音頻信號而發射聲音。
根據本實施例的音頻裝置100可以通過CD-ROM驅動器13讀取音樂CD的內容來獲得音頻數據，該音樂CD必須是使用者通過購買而合法獲得的，所述音頻裝置100也可以通過如由通信接口15從外部裝置(如用於音樂發送服務的伺服器)購買音頻數據的合法手段而獲得音頻數據。由這些合法手段獲得的音頻數據被存儲在HDD19中。存儲在HDD19中的音頻數據可以被讀出並用來再生音樂或輸出音頻數據。
根據以上描述，該音頻裝置100非常方便使用者的使用，因為音頻數據可以存儲在HDD19中並為使用而讀出。然而，該音頻裝置100可能被一些人用來執行以下非法操作即，把HDD19從音頻裝置100上移走並連接到個人計算機或類似設備上，然後讀出存儲在HDD19中的音頻數據並將其非法複製到其他存儲裝置或存儲媒體上。根據本實施例的音頻裝置100具有這樣的結構即，該結構用於阻止移走HDD19並非法複製記錄在其中的數據。下面將詳細說明用來阻止這種非法複製的結構。
圖2示出了在音頻裝置100的CPU10、HDD控制器14、邏輯電路部分110和HDD19之間傳輸數據的結構。如圖2所示，CPU10和HDD控制器14通過16位寬的總線18彼此相連，HDD控制器14和HDD19通過各為16位寬的總線22a和22b以及邏輯電路部分110而彼此相連。
連接CPU10和HDD控制器14的總線18具有普通的(即常見的)總線結構。當具有位串D0，D1，D2，…，D15的數據從CPU10傳輸到HDD控制器14時，HDD控制器14接收原來樣子的數據，也就是說，保持為位串D0，D1，D2，…，D15這樣的方式。
另一方面，設置在連接CPU10和HDD19的總線22a和22b之間的邏輯電路部分110傳輸數據，以將各個位數據反轉。當具有位串D0，D1，D2，…，D15的數據通過總線22a從HDD控制器14中傳出時，HDD19接收該數據並識別數據具有位串D0』，D1』，D2』，…，D15』，其中的位數據被反轉。也就是說，在邏輯電路部分110中，反轉電路310設置在總線22a和22b之間，於是數據以各個位數據被反轉(「1」到「0」或「0」到「1」)的方式傳輸。
本發明不僅限於以上說明中在基帶範圍內數據通過總線傳輸到HDD。當數據通過傳輸調製數據的傳輸線(如USB線)時，調製數據可以被反轉。下面將說明使用基帶調製方式反轉位數據的實例。在這種將調製方式作為PE(相位編碼)方式的情況下，調製波形可以被反轉。反轉調製波形可以實現根據調製波形各個位置上的值來反轉位數據。對於PE方式，在調製波形的每個上升部分位數據變為「1」，在調製波形的每個下降部分位數據變為「0」。在調製波形反轉的情況下，調製波形的每個上升部分變為下降部分，位數據在此處變為「0」。同樣，調製波形的每個下降部分變為上升部分，位數據在此處變為「1」。照這樣，反轉調製波形使得傳輸反轉的位數據成為可能。
在NRZI(反轉不歸零)調製中，當波形的輸出狀態(高或低)在時鐘定時內不反轉時，位數據被表示為「1」；而當波形的輸出狀態在時鐘定時內改變(上升或下降)時，位數據被表示為「0」。在這種調製方式的情況下，在波形的輸出狀態不反轉的時鐘定時內，通過反轉位數據而使位數據反轉；而在波形的輸出狀態改變的時鐘定時內，通過不反轉位數據而使位數據不反轉。
HDD控制器14和HDD19用上述邏輯電路部分110彼此連接，如圖3所示，當具有位串D0，D1，D2，…，D15的數據經過HDD控制器14從CPU10傳送到HDD19時，位數據D0』(例如「0」)而非位數據D0(例如「1」)被傳送給HDD19。因此反轉的位數據D0』被寫入HDD19。位數據D1』(例如「1」)而非位數據D1(例如「0」)被傳送給HDD19，因此反轉的位數據D1』被寫入HDD19。使用這種方式，將這樣的數據寫入HDD19即，該數據具有通過反轉本應被記錄HDD19的數據的位數據而獲得的位數據。
如上所述，與CPU10和HDD控制器14識別的數據相反的數據被記錄入HDD19。然而，不同於記錄數據的其它數據(例如，CPU10和HDD控制器14用來控制HDD19的控制命令和諸如狀態信息之類的控制數據)也要在其位數據反轉後傳送給HDD19。因此，應當用以下方法修改本實施例中所用的HDD19，該方法是設定內置控制器的控制數據的登記位定義，以適於位數據的反轉。用這種方法，即使HDD19接收到具有這樣的位數據的控制數據即，該位數據是通過反轉作為HDD控制器14輸出的原始控制數據的位數據而得到的，HDD19也可像處理原始控制數據那樣處理接收到的控制。
如上所述，從CPU10發送出的數據(如音頻數據)被寫入HDD19，該數據的位數據與CPU10識別的原始數據的位數據不同。為了在改變其位數據的方式下讀出記錄在HDD19中的用戶指定的數據，CPU10命令HDD19的內置控制器讀出該指定的數據。在被這樣指示的HDD19中，內置控制器使得存儲在相應記錄空間的位數據順序輸出。HDD19輸出位數據D0』，D1』，D2』，…，D15』，該位數據D0』，D1』，D2』，…，D15』例如是經總線22b、邏輯電路部分110、總線22a和HDD控制器14而發送到CPU10。如圖2所示，本實施例的邏輯電路部分110還具有反轉電路310，所述反轉電路310將從HDD19發出的數據的各個位的位數據反轉。在讀取數據時，邏輯電路部分110通過這些反轉電路310傳輸數據。因此從HDD19輸出的位串D0』，D1』，D2』，…，D15』作為位數據反轉的位串被HDD控制器14識別。也就是說，記錄在HDD19中的數據具有通過反轉原始數據的位數據而得到的位數據，其作為具有與原始數據相同位串的數據而被HDD控制器14接收，後者數據通過總線18發送給CPU10。因此，CPU10本身可以利用從HDD19讀取的數據來進行如音樂再生等操作，而不需諸如位數據反轉之類的操作。
在圖2中，每個位都具有兩個並聯的方向相反的反轉電路310，在數據寫入和數據讀取時數據通過不同路徑傳輸。然而，本發明並不限於此結構。只要在各個數據寫入或數據讀取時能將位數據反轉，邏輯電路部分110就可以使用任何結構。在邏輯電路部分110中，數據寫入和數據讀取之間的轉換可以用例如由CPU10發出用以控制HDD19的控制命令之類的控制數據來實現。
相反，在圖4中，HDD19和HDD控制器14通過一種普通(即常見的)連接方式彼此相連，其中沒有使用邏輯電路部分110，由CPU10輸出的位數據D0，D1，D2，…，D15以圖5所示方式被寫入HDD19。
如上所述，在根據本實施例的音頻裝置100中，與普通(即常見的)連接形式不同，例如從CD-ROM驅動器13中或通過通信接口15獲得的音頻數據，以其位數據不同於原始數據的位數據這樣的形式被記錄入HDD19。因此，即使只把HDD19從音頻裝置100中移走並連接到其他裝置(如個人計算機)中，也可以阻止記錄在HDD19中的數據被讀取和非法複製。更具體地說，在本實施例的音頻裝置100中，如圖3所示，具有反轉的位數據D0』，D1』，D2』，…，D15』的數據被記錄入HDD19，而不是具有位數據D0，D1，D2，…，D15的原始數據。因此如圖6所示，如果HDD19被從音頻裝置100中移走，並與另一個音頻裝置150的HDD控制器151相連，則位數據D0』，D1』，D2』，…，D15』從HDD19輸出到HDD控制器151。HDD控制器151將與原始位數據不同的位數據D0』，D1』，D2』，…，D15』輸出到CPU152或類似裝置上。因此記錄在HDD19內的數據無法被裝置150利用，從而阻止了被複製或被進行其他類似操作。
如上所述，根據本實施例的音頻裝置100可以通過簡單結構來阻止記錄在HDD19中的數據被非法複製等等，該簡單結構是在HDD控制器14和HDD19之間設置用來反轉位數據的邏輯電路部分110。在該結構中CPU10和HDD控制器14不需進行如數據加密之類的數據轉換操作。因此不會由於加密(或解密)操作而降低向HDD19寫入數據或從HDD19讀取數據的速度。此外在本實施例中不需在HDD19中使用特殊文件系統來進行數據管理；即使在HDD19中使用普通文件系統來進行文件管理也可阻止數據的非法複製。
在上述第一實施例中，邏輯電路部分110將在HDD控制器14和HDD19之間傳輸的所有位的位數據進行反轉。然而，本發明並不限於這種情況；用邏輯電路部分110反轉至少一部分位的位數據就已足夠。例如在圖7中，使用另一個邏輯電路部分111可將原始位數據D0，D1，D2，…，D15(這樣被HDD控制器14識別)的一部分進行反轉，從而具有位數據D0，D1，D2，…，D7，D8』，D9』，D10』，…，D15』的數據被HDD19識別(並被記錄到其中)。在邏輯電路部分111中，反轉電路310被分別插在傳輸低位的位數據D8，D9，D10，…，D15的傳輸線上。或者，如圖8所示，使用另一個邏輯電路部分112可將原始位數據D0，D1，D2，…，D15(被HDD控制器14這樣識別)的最低位的位數據反轉，從而具有位數據D0，D1，D2，…，D7，D8，D9，D10，…，D15』的數據被HDD19識別(並被記錄到其中)。在邏輯電路部分112中，反轉電路310隻被插在傳輸最低位的位數據D15的傳輸線上。本發明並不僅限於這些反轉一半位的位數據或只反轉最低位的位數據的例子；只要有至少一部分位的位數據被識別為與原始數據的位數據不同，可以以任何形式對原始數據的位數據進行反轉。
圖9示出了根據本發明第二個實施例的音頻裝置200的整體結構。在第二個實施例中，與第一個實施例相同的部件用相同標號表示並且不再做出說明。
如圖9所示，根據第二個實施例的音頻裝置200與根據第一個實施例的音頻裝置100的不同之處是，快閃記憶體220與總線18相連，同時邏輯電路部分210取代邏輯電路部分110而設置在總線22a和總線22b之間。在根據第二個實施例的音頻裝置200中，與第一個實施例相同，在CPU10的控制下，從CD-ROM驅動器13或通過通信接口15獲得的數據(如用來再生音樂的音頻數據)可存儲在HDD19中，使用這種方法來阻止被非法複製或被進行類似操作。下面將參考圖9和10對與HDD19和CPU10之間的數據傳輸有關的結構進行說明。
在根據第二個實施例的音頻裝置200中，CPU10和HDD控制器14通過16位寬的總線18彼此相連，HDD控制器14和HDD19通過各具有16位寬的總線22a和22b以及設置在總線22a和22b之間的邏輯電路部分210彼此相連。
邏輯電路部分210作為用於將傳輸數據的位數據進行反轉的電路，與第一個實施例中的邏輯電路部分110相同；但是其可根據CPU10的控制來改變位反轉模式，這與第一個實施例中的邏輯電路部分110不同。在反轉模式可變的邏輯電路部分210中，如圖10所示，為每個位設置異或電路311。每個異或電路311具有兩個輸入端，當兩個輸入端輸入相同的位數據時，輸出的位數據為「0」；當兩個輸入端輸入不同的位數據時，輸出的位數據為「1」。因此每個異或電路311必須根據CPU10的控制(即根據CPU10輸出的控制信號)來反轉位數據。如圖11所示可以不使用異或電路311，而是可以為每一位設置選擇器312，從而使得根據CPU10的控制在需要時對位數據進行反轉，所述選擇器312能夠在位數據的反轉和不反轉之間進行選擇。
與第一個實施例相同，在第二個實施例中，在數據寫入和數據讀取時數據的傳輸路徑是不同的。然而本發明不僅限於此結構。例如，只要在每一個寫入數據和讀取數據的過程中，可根據CPU10的控制(即來自CPU10的控制信號)和諸如控制命令之類的控制數據而將指定位的位數據進行反轉，邏輯電路部分210就可以使用任何結構。
快閃記憶體220(模式信息存儲裝置)的存儲區域存儲識別信息和模式信息以使他們能夠彼此關聯，其中識別信息用來識別存儲在HDD19中的指定單位數據(以下假設為單段音樂數據的文件)，模式信息表示在存儲由識別信息識別出的文件時在邏輯電路部分210中使用的反轉模式。快閃記憶體220還具有用來存儲每個音頻裝置200的唯一ID的區域。雖然在本實施例中快閃記憶體220作為存儲介質用來存儲識別信息和模式信息，但是本發明並不僅限於這種情況。用來完成此目的的存儲介質可以是不同於HDD19的任何可重寫式存儲介質，如其他HDD、EEPROM或軟盤。
在第二個實施例中，CPU10通過運行存儲在ROM11中的數據記錄/讀取程序來完成以下向HDD19記錄入數據或從HDD19中讀取數據的操作。
首先，為了把用來再生從CD-ROM驅動器13或通信接口15獲得的某一單段音樂的音頻數據文件記錄入HDD19中，CPU10將用來識別該文件的識別信息寫入快閃記憶體220的識別信息存儲區域，並且將表示在記錄該文件時用在邏輯電路部分210中的反轉模式的信息寫入快閃記憶體220中與識別信息存儲區域對應的模式信息記錄區域。例如，可以使用隨機數從CPU10預設的多個反轉模式中選擇記錄文件時邏輯電路部分210所使用的反轉模式。預設的多個反轉模式可以是各種模式，比如所有位的位數據都反轉的模式(第一個實施例中)、位數據被反轉成由HDD19識別為D0，D1，D2，…，D7，D8』，D9』，D10』，…，D15』的模式(見圖7所示)、位數據被反轉成由HDD19識別為D0，D1，D2，…，D15』的模式(見圖8所示)以及位數據被反轉成由HDD19識別為任意反轉數據的模式。
將識別信息和模式信息寫入快閃記憶體220之後，CPU10向邏輯電路部分210輸出控制信號來對它進行設置，使得如預先存儲在ROM11中記錄反轉模式的識別信息生效，並且CPU10隻將描述將被記錄的文件的識別信息的位串通過HDD控制器14、總線22a、邏輯電路部分210和總線22b輸出到HDD19上。結果，表示其位數據由識別信息記錄用反轉模式來控制的識別信息的位串被記錄入HDD19中，識別信息記錄用反轉模式被設置在邏輯電路部分210中。識別信息記錄用反轉模式可以是任意模式，如位數據全部都不反轉的模式(即，普通連接形式的模式)或所有位數據全部反轉的模式。
將識別信息記錄入HDD19之後，CPU10向邏輯電路部分210輸出控制信號來對它進行設置，從而由存儲在快閃記憶體220的模式信息存儲區域中的反轉模式信息表示的反轉模式生效。當用這種方式對邏輯電路部分210設置反轉模式之後，CPU10將相關文件的數據經HDD控制器14輸出到HDD19中。例如，如果邏輯電路部分210中設置的反轉模式為所有的位數據都反轉(第一個實施例，見圖10)，則從CPU10輸出的具有位數據D0，D1，D2，…，D15的數據將作為具有全部反轉的位數據D0』，D1』，D2』，…，D15』的數據(第一個實施例，見圖3)被HDD19識別(並記錄到其中)。
另一方面，為了讀取記錄在HDD19中的數據，首先，CPU10通過HDD控制器14來控制HDD19，從而由使用者指定的文件的識別信息將作為讀取文件被讀取。這些用來指示HDD19進行讀取操作的控制數據將用以下方法傳送給HDD19。CPU10向邏輯電路部分210輸出控制信號來對它進行設置，從而預設的控制數據傳輸反轉模式生效。在邏輯電路部分210中設置控制數據傳輸反轉模式的狀態中，CPU10向HDD19傳輸控制數據的位串。因此，表示其位數據由在邏輯電路部分210中設置的控制數據傳輸反轉模式控制的控制數據的位串被發送到HDD19中。該控制數據傳輸反轉模式可以是任意模式，如位數據全部都不反轉的模式(即，普通連接形式的模式)或所有位數據全部反轉的模式。根據該模式改變位數據時，必需設定登記位定義，以與反轉的位數據對應，從而HDD19的內置控制器可以識別由具有改變位串的數據所表示的控制指令。
在將控制數據傳輸到HDD19之後，CPU10向邏輯電路部分210輸出控制信號來對它進行設置，從而記錄反轉模式的識別信息將生效。因此，表示用來識別指定文件的識別信息的數據的位串將從HDD19中讀取並作為原始數據被發送到CPU10中。例如，即使在記錄時所用的識別信息記錄用反轉模式使得所有位的位數據都反轉，也可以通過向邏輯電路部分210設置相同模式讀取數據從而將具有原始位串的數據發送給CPU10。CPU10可以參考讀取的數據來辨認識別信息。
參考快閃記憶體220的內容，CPU10可以確定與識別信息有關的模式信息，該識別信息是從HDD19讀取的並能被CPU10本身識別的。CPU10向邏輯電路部分210輸出控制信號來對它進行設置，從而由確定的模式信息所表示的反轉模式將生效。在邏輯電路部分210中設置該反轉模式後，指定文件的數據的位串將通過總線22b、邏輯電路部分210、總線22a和HDD控制器14從HDD19傳送給CPU10。使用這種方式，通過在邏輯電路部分210中設置由確定的模式信息表示的反轉模式，即與記錄入數據時使用的反轉模式相同的反轉模式，將從HDD19讀取的指定文件的數據以與原始位串完全相同的位串形式發送給CPU10。例如，由確定的模式信息表示的反轉模式使得所有位的位數據都反轉，則通過設置相同模式來讀取數據可以將具有原始位數據的數據發送給CPU10。
如上所述，根據第二個實施例的音頻裝置200中，可為將被記錄在HDD19中的每個文件設置其邏輯電路部分210的反轉模式。也就是說，可以根據一個文件接一個文件地設置如何改變將被記錄入HDD19中的數據的每個位串的位數據。例如，反轉模式可能是以下形式，某一文件被作為其位數據是原始數據的位數據的全部反轉的形式的數據記錄入HDD19，並且另一文件被作為其中只有最低位的位數據是原始數據的對應位數據的反轉形式的數據記錄入HDD19。
由以上方法，即使HDD19從音頻裝置200中移走，並被連接到其他裝置(如個人計算機)上，也可以有效地阻止記錄在HDD19中的數據被讀出和非法複製。例如，如果記錄在HDD19中的數據的每個位串的位數據與原始數據的位數據的不同程度(如，所有位的位數據都被反轉)對某一文件來說應該是已知的，根據由此找到的模式該文件的原始數據可通過反轉記錄在HDD19中數據的位數據來還原。然而，即使根據找到的反轉模式(如所有位的位數據都反轉)進行反轉操作，也不能得到作為其中只有最低位的位數據被反轉的數據而被記錄在HDD19中的文件的原始數據。根據對以上說明的認識，通過使根據一個文件接一個文件地設置如何改變將被記錄在HDD19中的數據的每個位串的位數據成為可能，可以比第一個實施例更有效地阻止數據的非法複製。
如上所述，根據第二個實施例的音頻裝置200可通過控制邏輯電路部分210的反轉模式的簡單操作來阻止對記錄在HDD19中的數據進行的非法複製或類似操作。由於CPU10和HDD控制器14無需對記錄在HDD19中的數據進行諸如加密之類的操作，所以不會因加密(或解密)操作而降低向HDD19寫入數據和從HDD19讀取數據的速度。另外，與第一個實施例相同，即使使用普通文件系統對HDD19中文件進行管理，也可以阻止數據的非法複製。
在根據第二個實施例的音頻裝置200中，表示在記錄各個文件時所使用的反轉模式的信息被記錄在快閃記憶體220中，而不是記錄在用來記錄數據的HDD19中。由於表示反轉模式的信息沒有記錄在HDD19中，所以，當把HDD19從音頻裝置200中移走來進行非法複製時，很難找到在記錄各個文件時所使用的反轉模式。這樣可以更有效地阻止對數據的非法複製。
雖然在第二個實施例中，對於單段音樂的每個數據文件，記錄和讀取時所用的反轉模式改變了，但是本發明並不僅限於此情況。例如反轉模式可能對包括多段音樂的數據文件的每個文件組(如，以文件集為單位，所示文件集包括音樂集的所有音樂段的數據文件)進行改變。
本發明並不僅限於上述實施例，根據以下範例還可作出多種變型。
上述第二個實施例中使用快閃記憶體220來存儲各段的用來識別各個文件的識別信息和各段的模式信息從而使其彼此關聯。然而如圖12所示，表示用於數據傳輸中的反轉模式的模式信息可能包含在存儲在HDD19中的文件頭部分中(即，快閃記憶體220不用來存儲模式信息)。
如圖12所示，在本變型中，當CPU10將某一文件(假設為文件A)的數據通過HDD控制器14和邏輯電路部分210寫入HDD19時，它利用隨機數來確定用來傳輸文件A的反轉模式，並為文件A設置用於模式識別的文件頭(即，除了已有的文件頭外，還設置只用於裝置200中的專用文件頭)。之後CPU10將這樣的信息寫入文件頭即，表示由此確定的、將文件A的數據傳輸到HDD19時在邏輯電路部分210中設定的反轉模式。這樣CPU10可以使用存儲在快閃記憶體220中的音頻裝置200的唯一ID來加密文件頭。該唯一ID可以是這個音頻裝置200的序列號、MAC地址等。CPU10將控制信號輸出到邏輯電路部分210上，從而為邏輯電路部分210設置了一個預設的文件頭部分傳輸反轉模式。在這種情況下(即，在邏輯電路部分210中設置了預設文件頭部分傳輸反轉模式)，CPU10隻將文件A的文件頭部分通過HDD控制器14和邏輯電路部分210傳輸到HDD19中，結果是只有包含模式信息的文件頭部分被記錄在HDD19中。然後，CPU10將控制信號輸出到邏輯電路部分210上從而為邏輯電路部分210設置了由寫入文件頭部分的模式信息表示的反轉模式。接著CPU10將文件A的數據部分通過HDD控制器14和邏輯電路部分210傳輸到HDD19中。因此，文件A作為文件頭部分和數據部分的結合而被記錄到HDD19中。數據部分被記錄為這樣的數據即，具有根據模式信息所表示的反轉模式將數據進行改變而獲得的位數據。
下面將說明通過對文件頭部分和數據部分使用不同反轉模式傳輸而記錄到HDD19中的文件A的讀取過程。為了響應使用者的指令將文件A讀出，CPU10將控制信號輸出到邏輯電路部分210上，從而為邏輯電路部分210設置了文件頭部分傳輸反轉模式。在這種情況下(即，為邏輯電路部分210設置文件頭部分傳輸反轉模式)，CPU10隻將文件A的文件頭通過HDD控制器14和邏輯電路部分210從HDD19中讀出。另外CPU10利用存儲在快閃記憶體220中的唯一ID將文件頭部分解密。這就是說使用了與將文件頭部分傳輸到HDD19過程相同的反轉模式來將其從HDD19中讀出。所以CPU10可以識別包含在讀取的文件頭部分中的模式信息。
識別了包含在文件頭部分中的模式信息之後，CPU10將控制信號輸出到邏輯電路部分210上從而為邏輯電路部分210設置了由模式信息所表示的反轉模式。然後，CPU10使用與將文件頭傳輸到HDD19過程中相同的反轉模式把文件A的數據部分通過邏輯電路部分210和HDD控制器14從HDD19中讀出。因此，CPU10可以將讀出的數據部分作為普通數據使用，而無需對其進行諸如解密之類的操作。在讀出數據並確認數據部分的最後一位數據被讀出之後(如，發現EOF(文件結束標記)數據)，CPU10將控制信號輸出到邏輯電路部分210上，從而為邏輯電路部分210設置文件頭部分傳輸反轉模式，準備讀取另一個文件。
在上面的變型中，包含模式信息的文件頭部分通過使用某一固定的文件頭部分傳輸反轉模式來傳遞。相反，在圖13中，用來傳輸文件頭部分的反轉模式可能根據文件的不同而改變。
在本變型中，如圖13所示，當CPU10將某一文件(假設為文件A)的數據通過HDD控制器14和邏輯電路部分210記錄到HDD19時，它例如利用隨機數字來確定用來傳輸文件A的反轉模式，並為文件A設置用於模式識別的文件頭。之後CPU10將表示由此確定的反轉模式的信息寫入文件頭。這樣CPU10可以使用存儲在快閃記憶體220中的音頻裝置200的唯一ID來加密文件頭。此外CPU10例如利用隨機數來確定用來傳輸文件A的文件頭部分的反轉模式，並將用來表示確定的反轉模式的模式信息文件頭和用來識別另一個存儲裝置(如快閃記憶體220)中的文件A的識別信息，以使其相互關聯的方式存儲。CPU10將控制信號輸出到邏輯電路部分210上，從而為邏輯電路部分210設置確定的文件頭部分傳輸反轉模式。在這種情況下(即，為邏輯電路部分210設置確定的文件頭部分傳輸反轉模式)，CPU10隻將文件A的文件頭部分通過HDD控制器14和邏輯電路部分210傳輸到HDD19中，結果是只有帶有模式信息的文件頭部分被記錄在HDD19中。然後CPU10將控制信號輸出到邏輯電路部分210上從而為邏輯電路部分210設置由寫入文件頭部分的模式信息指明的反轉模式。接著CPU10將文件A的數據部分通過HDD控制器14和邏輯電路部分210傳輸到HDD19中。因此，文件A作為文件頭部分和數據部分的組合被記錄到HDD19中。
下面將說明通過對文件頭部分和數據部分使用不同反轉模式傳輸而記錄到HDD19的文件A的讀取過程。為了響應使用者的指令或類似命令將文件A讀出，CPU10將控制信號輸出到邏輯電路部分210上，從而為邏輯電路部分210設置存儲在快閃記憶體220中與文件A的識別信息相關聯的模式信息文件頭指定的反轉模式。在這種情況下(即，為邏輯電路部分210設置了由模式信息文件頭指定的反轉模式)，CPU10隻將文件A的文件頭部分通過HDD控制器14和邏輯電路部分210從HDD19中讀出。然後CPU10利用裝置200唯一ID將文件頭部分解密。所以CPU10可以識別包含在被讀出的文件頭部分中的模式信息。識別了包含在文件頭部分中的模式信息之後，CPU10將控制信號輸出到邏輯電路部分210上，從而為邏輯電路部分210設置由模式信息表示的反轉模式。然後，CPU10使用與將文件頭部分傳輸到HDD19過程相同的反轉模式把文件A的數據部分通過邏輯電路部分210和HDD控制器14從HDD19中讀取。因此CPU10可以將讀出的數據作為普通數據使用，而無需對其進行諸如解密之類的操作。
圖14示出了根據第三個實施例的音頻裝置的CPU、HDD控制器、邏輯電路部分和HDD之間傳輸數據的結構示意圖。如圖14所示，本實施例與第二個實施例相同，其CPU10通過HDD控制器14和邏輯電路部分210與HDD19相連。但是連接邏輯電路部分210和HDD19的總線22b』的線路相交。當以D0』，D1』，D2』，…，D15』的順序排列的數據從邏輯電路部分210傳輸到HDD19時，HDD19將接收到的數據識別為以D15』，D14』，D13』，…，D0』順序排列的數據。在這種方式下，從CPU10傳送出的數據作為這樣的數據被記錄到HDD19中即，其位數據不同於被CPU10識別的原始數據的位數據，另外，其排列順序也與原始數據的位數據不同。
如上所述，在根據本實施例的音頻裝置中，與具有普通(即常見的)配線形式的裝置不同，從CPU10傳送出的數據作為這樣的數據被記錄到HDD19中即，其位數據不同於原始數據的位數據，另外其排列順序也與原始數據的位數據不同。因此，即使HDD19被從音頻裝置中移走並連接到其他裝置中，也可以更有效地阻止記錄在HDD19中的數據被讀取和非法複製。
雖然在上述第三個實施例中，使用了這樣的配線形式即，在邏輯電路部分210和HDD19之間傳輸的數據的位數據的順序被反轉，但本發明並不僅限於這種情況。只要能夠改變在HDD控制器14和HDD19之間傳輸的數據的位數據的順序，任何配線形式都可被使用。
可以根據CPU10的控制來改變其配線形式的配線電路等可被設置在HDD控制器14和HDD19之間，或設置在邏輯電路部分210和HDD19之間。例如，該配線電路可以是可由程序定義其結構的電路元件，如PLD(可編程邏輯器件)或FPGA(現場可編程門陣列)。
如上所述，本發明可以提供一個有效的方法來阻止對存儲在數據存儲裝置中的數據進行非法複製，該方法是通過簡單結構如附加反轉電路來實現的，即使在使用通用文件系統或類似系統進行數據管理的情況下，也不會降低如記錄速度和讀取速度等性能。
雖然上述第一、第二和第三實施例都說明了將本發明運用於音頻裝置的情況，但是本發明也可運用到其它電子裝置中，如視頻再生/記錄裝置，其帶有存儲裝置可以存儲各種應被防止受到非法複製的數據，如音樂數據和視頻數據等。
另外，雖然上述第一、第二和第三實施例都說明了將數據傳輸到HDD中的情況，但是本發明也可運用於將數據傳輸到其他類型存儲裝置如快閃記憶體或MO磁碟的情況。
雖然針對具體優選的實施例對本發明已經進行圖示和說明，但是對本領域的技術人員來說，顯而易見的是在本發明的基礎上可以做出各種改變和變型。應該明白，這些改變和變型都是在附屬權利要求所限定的本發明的實質、範圍和意圖中。
該申請根據2004年11月30日提交的日本專利申請No.2004-347150，該專利的內容以引用的方式合併入本文中。
權利要求
1.一種數字信息複製管理裝置，包括數據存儲單元，其被設置用來存儲數據；數據處理單元，其控制向所述數據存儲單元寫入數據，以及從所述數據存儲單元中讀取數據；總線，其連接所述數據存儲單元和所述數據處理單元，用以並行傳輸具有多個位的數據；以及邏輯電路單元，其被設置在所述數據存儲單元和所述數據處理單元之間，並且其對總線內並行傳輸的數據中的至少一位數據進行反轉。
2.根據權利要求1所述的數字信息複製管理裝置，還包括電路控制單元，所述電路控制單元控制所述邏輯電路單元的反轉模式，其中，所述邏輯電路單元根據所述反轉模式來反轉在總線中傳輸的數據。
3.根據權利要求2所述的數字信息複製管理裝置，其中，當所述數據處理單元向所述數據存儲單元寫入數據時，對於傳輸數據中的每段預定單位數據，所述電路控制單元將所述反轉模式改變成其他反轉模式；當所述數據處理單元從所述數據存儲單元中讀取數據時，所述電路控制單元對所述邏輯電路單元設置與寫入時相同的反轉模式；以及所述邏輯電路單元根據相同的反轉模式對從所述數據存儲單元中讀取的數據進行反轉。
4.根據權利要求3所述的數字信息複製管理裝置，還包括模式信息存儲單元，所述模式信息存儲單元被設置為用來存儲模式信息，所述模式信息表示在寫入數據時對所述邏輯電路單元所設置的反轉模式，其中，當所述數據處理單元從所述數據存儲單元中讀取數據時，所述電路控制單元根據存儲在所述模式信息存儲單元中的模式信息，對所述邏輯電路單元設置與寫入時相同的反轉模式。
5.根據權利要求3所述的數字信息複製管理裝置，還包括頭信息處理單元，所述頭信息處理單元在所述數據存儲單元中寫入作為每段單位數據的頭信息的模式信息，所述模式信息表示在寫入數據時對所述邏輯電路單元所設置的反轉模式，其中，當所述數據處理單元從所述數據存儲單元中讀取數據時，所述電路控制單元根據所述頭信息對所述邏輯電路單元設置與寫入時相同的反轉模式。
6.根據權利要求3所述的數字信息複製管理裝置，其中，所述其他反轉模式包括所述數據中的所有位的數據不反轉的狀態。
7.根據權利要求4所述的數字信息複製管理裝置，其中，所述模式信息存儲單元與所述數據存儲單元分離地設置。
8.根據權利要求5所述的數字信息複製管理裝置，其中，在向所述數據存儲單元寫入作為頭信息的模式信息之前，所述頭信息處理單元根據裝置的唯一ID將所述模式信息加密；以及所述電路控制單元根據裝置的唯一ID將加密的頭信息進行解密，並對所述邏輯電路單元設置相同的反轉模式。
全文摘要
一種數字信息複製管理裝置包括數據存儲單元，其被設置用來存儲數據；數據處理單元，其控制向所述數據存儲單元寫入數據，以及從所述數據存儲單元中讀取數據；總線，其連接所述數據存儲單元和所述數據處理單元，用以並行傳輸具有多個位的數據；以及邏輯電路單元，其被設置在所述數據存儲單元和所述數據處理單元之間，並且其對總線內並行傳輸的數據中的至少一位數據進行反轉。
文檔編號G06F13/00GK1783319SQ20051012614
公開日2006年6月7日 申請日期2005年11月30日 優先權日2004年11月30日
發明者古關齊, 藤原一伸, 松山哲哉, 成澤貞之 申請人:山葉株式會社