用於cd－mp3播放裝置的集成電路及其省電方法
2023-08-04 04:57:11
專利名稱：用於cd－mp3播放裝置的集成電路及其省電方法
技術領域：
本發明涉及CD-MP3播放裝置的改進，尤其是一種用於CD-MP3播放裝置的集成電路及其省電方法。
現有技術的可讀取MP3等音樂壓縮格式的CD播放機，其所需IC及迴路零件較多；請參閱
圖1，為現有技術的可讀取MP3的CD播放機的系統結構圖；如圖所示，CD讀取機構1』與射頻放大器2』相連接，數位訊號處理器8』分別與射頻放大器2』、MP3解碼器315』、促動器或傳動器的驅動迴路7』、系統微控制器320』及電子防震緩衝儲存器4』相連接；音頻數字至模擬轉換器316』與MP3解碼器315』相連接；系統微控制器320』與外部程序儲存器5』、VFD或LCD的驅動迴路6』及促動器與傳動器的驅動迴路7』相連接；VFD或LCD的驅動迴路6』與VFD或LCD顯示器62』相連接，促動器與傳動器的驅動迴路7』與CD讀取機構l』相連接；CD讀取機構1』讀取碟片上的資料，將信號傳輸至射頻放大器2』；射頻放大器2』將已放大過後的信號傳至數位訊號處理器8』；MP3解碼器315』可將MP3資料解碼壓縮，再將信號傳至音頻數字至模擬轉換器316』中；音頻數字至模擬轉換器316』將數位訊號轉換成模擬信號後便可輸出；電子防震緩衝儲存器4』可暫存防震時所需的資料；系統微控制器320』可接收數位訊號處理器8』的溝通信號，並將控制及顯示信號分別傳輸至促動器與傳動器的驅動迴路7』及VFD或LCD顯示器的驅動迴路6』，如此可控制CD讀取機構1』及VFD或LCD顯示器62』。
所以，現有技術的可讀取MP3音樂格式的CD播放器依系統功能規劃，將需要7-9顆IC來完成系統設計，如此需要的迴路零件數目多，將使得該播放器的體積增大且增加故障率，造成維修不易。
再者，現有技術的可播放MP3音樂格式的CD播放機，在該播放機讀取播放MP3音樂格式的CD片時，因為系統為傳統CD播放機結構，因此驅動光碟片運轉的主軸傳動器及伺服系統，會依據播放一般CD片時的運轉速度持續運轉，無法利用MP3壓縮音樂資料的特性，如此不但會耗費電力，而且又無法降低傳動器運轉所產生的噪音。
為克服上述現有技術的CD播放機中存在的缺陷，特提出本發明的一種用於CD-MP3播放裝置的集成電路及其省電方法，其目的在於它不僅能降低該可播放MP3音樂格式的CD播放機所需的IC及迴路零件數目，還可降低傳動器運轉所產生的噪音，又可在播放MP3音樂格式時，可以有較省電的模式。
本發明的用於CD-MP3播放裝置的集成電路，主要是將MP3解碼核心、光碟資料處理核心、光碟機伺服控制核心、系統微處理核心及音頻數字至模擬轉換核心等整合至該CD-MP3單晶片集成電路中，將該播放機系統所需的IC及迴路零件數目降低，以縮小系統體積及降低系統總成本。
本發明的用於CD-MP3播放裝置的省電方法，主要是在該CD-MP3單晶片集成電路中，植入新開發的電源模態控制迴路，藉由MP3可將資料量壓縮達至十分之一以下的特性，使得該播放機在讀取MP3碟片時，可將電源模態控制迴路切換為降速控制技術模態、間歇式伺服控制技術模態、暫存記憶控制技術模態等數種新開發控制模態之一，並可機動調降伺服解碼等IC內部各運作單元的運作時基頻率。
應用本發明的用於CD-MP3播放裝置的集成電路及其省電方法，其有益效果是顯而易見的首先將CD播放機系統所需的IC及迴路零件數目降低，以縮小系統體積及降低系統總成本；再者，不僅降低了主軸傳動器的運轉電流及其所產生的噪音，亦可降低CD-MP3單晶片集成電路本身的消耗電量，善用每一份能源，而達到超省電的目的。
以下為本發明的附圖圖1為現有技術的可讀取MP3的CD播放機系統結構圖；圖2為本發明一較佳實施例應用於播放機的系統結構圖；圖3為本發明的一較佳實施例的方塊示意圖；圖4為本發明的一較佳實施例的IC內部電路方塊圖。
下面結合附圖對本發明做進一步詳述首先，請參閱圖2，為本發明一較佳實施例應用於播放機的系統結構圖。如圖所示，本發明主要設置有一CD讀取機構1與一射頻放大器2相連接，且該射頻放大器2與一CD-MP3單晶片集成電路3(又簡稱為CD-MP3SOC)相連接；該CD-MP3單晶片集成電路3與一電子防震緩衝儲存器4、一外部程序儲存器5、一VFD或LCD的驅動迴路6及一促動器與傳動器的驅動迴路7相連接；設有一VFD/LCD顯示器62與VFD/LCD的驅動迴路6相連接，另設有一促動器與傳動器的驅動迴路7與CD讀取機構1相連接。
該CD讀取機構1主要是將讀取的光碟片信號傳輸至射頻放大器2，該射頻放大器2將放大後的信號傳輸至CD-MP3單晶片集成電路3中；該CD-MP3單晶片集成電路3可直接作模擬音頻輸出，且可將控制信號傳輸至VFD/LCD顯示器的驅動迴路6及促動器與傳動器的驅動迴路7，以控制VFD/LCD顯示器62及CD讀取機構1；另，該電子防震緩衝儲存器4及外部程序儲存器5可直接連接至CD-MP3單晶片集成電路3。
請參閱圖3及圖4，為本發明的一較佳實施例的方塊示意圖及IC內部電路方塊圖。如圖3所示，為光碟資料處理核心350、MP3解碼核心360、系統微處理核心370、光碟機伺服處理核心380與音頻數字至模擬轉換核心390整合至集成電路3內。如圖4所示，一射頻模擬至數字轉換器310與CD-MP3集成電路3外的射頻放大器2相連接，一資料鎖相迴路311與射頻模擬至數字轉換器310相連接，一EFM解碼器312與資料鎖相迴路311相連接，一錯誤改正器313與EFM解碼器312相連接，一電子防震緩衝儲存器處理器314與錯誤改正器313相連接，且與CD-MP3單晶片集成電路3外的電子防震緩衝儲存器4相連接；一MP3解碼器315與電子防震緩衝儲存器處理器314相連接，該音頻數字至模擬轉換器316另與MP3解碼器315相連接，一低通濾波器317與音頻數字至模擬轉換器316相連接。
另，該伺服機制模擬至數字轉換器330與CD-MP3單晶片集成電路3外的射頻放大器2相連接，一伺服機制控制器332與伺服機制模擬至數字轉換器330相連接，一伺服信號產生器334與伺服機制控制器332相連接，且該伺服信號產生器334與CD-MP3單晶片集成電路3外的促動器與傳動器的驅動迴路7相連接。
另設有一系統微控制器320與系統程序儲存器325、音頻數字至模擬轉換器316、MP3解碼器315、電子防震緩衝儲存器處理器314、伺服機制控制器332、伺服信號產生器334及CD-MP3單晶片集成電路3外的VFD或LCD的驅動迴路6等相連接；一電源模態控制迴路322與系統微控制器320、MP3解碼器315、電子防震緩衝儲存器處理器314、EFM解碼器312及時序產生器324等相連接；一控制及顯示解碼器323裝設於EFM解碼器312與系統微控制器320之間。
其中該射頻模擬至數字轉換器310將射頻放大器2的模擬信號轉換成數值信號，資料鎖相迴路311可穩定該信號的時基正確性，EFM解碼器312能將該信號解碼成原始資料碼，錯誤改正器313能修正資料碼的錯誤部分，電子防震緩衝儲存器處理器314可將資料碼暫存於電子防震緩衝儲存器4，作為資料碼的讀取緩衝暫存器，MP3解碼器可將MP3等音樂壓縮格式解碼成PCM音樂格式，且可經SPDIF數字編碼輸出至CD-MP3單晶片集成電路3外及音頻數字至模擬轉換器316，音頻數字至模擬轉換器316將數位訊號轉換成音頻模擬信號再經過低通濾波器317輸出至CD-MP3單晶片集成電路3外。
伺服機制模擬至數字轉換器330將射頻放大器2的信號轉換成數位訊號，再將該信號傳輸至伺服機制控制器332，該伺服機制控制器332依所獲得信號的情況，處理成光碟機的主軸傳動器、滑動傳動器及促動器的聚焦伺服、循軌伺服等所需的控制信號，傳輸至伺服信號產生器334，伺服信號產生器334將伺服信號轉換成驅動信號，傳輸至CD-MP3單晶片集成電路3外的促動器與傳動器的驅動迴路7。
該系統微控制器320可控制及協調迴路中各單元的運作；而電源模態控制迴路332可依系統需求狀態，切換系統的操作頻率、運作電壓及各單元的運作模式，以達到省電的目的，其主要運作模態包含以下數種模態一使用於讀取傳統非壓縮式光碟片時，將MP3解碼核心予以關閉，停止其運作，以節省消耗電源。模態二使用於讀取MP3等音樂壓縮格式的光碟片時，藉由將該主軸傳動器的運轉速度降低至1/2以下，並依據讀取資料的位元流速度，可機動調降伺服、解碼等IC內部各運作單元的運作時基頻率，如此不僅降低主軸傳動器的運轉電流及其所產生的噪音，亦可降低CD-MP3單晶片集成電路本身的消耗電量，以節省消耗電源，我們將其稱為降速控制技術。模態三使用於讀取MP3等音樂壓縮格式的光碟片時，藉由使用較大容量的電子防震緩衝儲存器，在讀取光碟片資料時，先將資料存入電子防震緩衝儲存器，然後關閉雷射及停止光碟機的主軸傳動器、滑動傳動器及促動器的聚焦、循軌等相關伺服的運作，待電子防震緩衝儲存器內的資料輸送待盡時，再啟動雷射及光碟機的主軸傳動器、滑動傳動器及促動器的聚焦、循軌等相關伺服的運作，以再次讀取資料，如此反覆運作即可將耗用系統大半電能的光碟機伺服運作降低；若以資料量壓縮率可達十倍的MP3音樂為例，藉由此技術可讓光碟機伺服運作時間只佔系統運作時間的十分之一左右，即可維持音樂連續播放的功能；此一極端省電的運作模式，我們將其稱為間歇式伺服控制技術。模態四使用於讀取MP3等音樂壓縮格式的光碟片時，藉由使用比上述模態三更大容量的電子防震緩衝儲存器，在讀取光碟片資料時，先將大量資料先存入電子防震緩衝儲存器，然後長時間關閉雷射及停止光碟機的主軸傳動器、滑動傳動器及促動器的聚焦、循軌等相關伺服的運作，待無法於暫存儲存器內找尋到欲播放的音樂資料時，再啟動雷射及光碟機的主軸傳動器、滑動傳動器及促動器的聚焦、循軌等相關伺服的運作，以再次讀取資料，如此反覆運作即可將耗用電能降至比模態三更低的運作模式，我們將其稱為暫存記憶控制技術。模態五使用於讀取MP3等音樂壓縮格式的光碟片時，當電子防震緩衝儲存器的容量比上述模態三的容量少時，為達到快速隨機讀取光碟片資料的目的，於資料存入電子防震緩衝儲存器後，只停止滑動傳動器及促動器的聚焦、循軌等部份伺服迴路的運作，而保留光碟機的主軸傳動器等的運轉，待無法於暫存儲存器內找尋到欲播放的音樂資料時，再啟動光碟機的滑動傳動器及促動器的聚焦、循軌等相關伺服的運作，以再次讀取資料，此種控制方式雖無法如模態三那樣省電，但可以縮短讀取光碟片資料時的啟動時間，我們將其稱為半間歇式伺服控制技術。
所以，以本發明的CD-MP3單晶片集成電路3的技術結構去設計可播放MP3音樂格式的CD播放機，僅只需要4-6顆IC及較少量的迴路零件，其可使零件數目下降減少成本，又可縮小該播放機系統的體積；且該電源模態控制迴路322，另可依系統需求狀態切換系統的操作頻率、運作電壓及各單元的運作模式，以達到超省電的目的。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟知此技術的人士，在不脫離本發明的精神及範圍內，當可做更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當以權利要求書為準。
權利要求
1.一種用於CD-MP3播放裝置的集成電路，其特徵是其主要包含有一將進入該集成電路內晶片的模擬信號轉換成數位訊號，藉以完成信號的解碼、判讀、分離、除錯等處理工作的光碟資料處理核心，其與CD-MP3單晶集成電路外的射頻放大器相連接；一可解壓縮數位音樂壓縮信號的MP3解碼核心，其與光碟資料處理核心相連接；一協調及控制該集成電路的運作及對外部控制信號的回應工作的系統微處理核心，其與MP3解碼核心相連接；一可依據光碟信號的讀取情形及系統微控制核心的命令、轉換成伺服控制信號以驅動伺服迴路、完成光碟資料的讀取等工作的光碟機伺服控制核心，其與光碟資料處理核心及系統微處理核心相連接。
2.如權利要求1所述的用於CD-MP3播放裝置的集成電路，其特徵是其中所述光碟資料處理核心包含有一可將射頻放大器傳輸的模擬信號轉換成數位訊號的射頻模擬至數字轉換器，其與CD-MP3單晶電路外的射頻放大器相連接；一可修正信號的時基誤差、穩定輸出信號的資料鎖相迴路，其與該射頻模擬至數字轉換器相連接。
3.如權利要求2所述的用於CD-MP3播放裝置的集成電路，其特徵是其中還包含有一可解8-14編碼、還原資料格式、並分離出控制及顯示碼供系統微控器單元使用的EFM解碼器，其與該資料鎖相迴路相連接。
4.如權利要求2所述的用於CD-MP3播放裝置的集成電路，其特徵是其中還包含有一可修正錯誤的位元信號的錯誤改正器，其與該EFM解碼器相連接。
5.如權利要求2所述的用於CD-MP3播放裝置的集成電路，其特徵是其中還包含有一可依據電子防震緩衝儲存器的使用與否，控制資料流的暫存狀況及防震耐受性，避免音樂信號中斷的電子防震緩衝儲存器處理器，其與該錯誤改正器相連接。
6.如權利要求2所述的用於CD-MP3播放裝置的集成電路，其特徵是其中還包含有一可處理控制及顯示碼，供系統微控器運作使用的控制及顯示解碼器，其與EFM調碼器及系統微控制器相連接。
7.如權利要求1所述的用於CD-MP3播放裝置的集成電路，其特徵是其中MP3解碼核心包含有一可將MP3等音樂壓縮格式的資料碼解壓縮的MP3解碼器，其與該電子防震緩衝儲存器處理器相連接。
8.如權利要求1所述的用於CD-MP3播放裝置的集成電路，其特徵是其中還包含有一音頻數字至模擬轉換核心，其主要包括有可將數字的音頻信號轉換成模擬信號的音頻數字至模擬轉換器，該轉換器與MP3解碼器相連接。
9.如權利要求1所述的用於CD-MP3播放裝置的集成電路，其特徵是其中系統微處理核心包含有一可控制及協調IC中各單元運作、並藉由顯示器顯示系統運作狀況的系統微控制器，其與MP3解碼器及音頻數字至模擬轉換器等各單元相連接。
10.如權利要求9所述的用於CD-MP3播放裝置的集成電路，其特徵是其中還包含有一可依系統需求狀態切換系統的操作頻率、運作電壓及各單元的運作模式，以達至能源最佳利用效能的電源模態控制迴路，其與系統微控制器、EFM解碼器及MP3解碼核器等單元相連接。
11.如權利要求1所述的用於CD-MP3播放裝置的集成電路，其特徵是其中還包含有一可將模擬音頻信號輸出該CD-MP3單晶片集成電路外、並能降低音樂的高頻雜訊的低通濾波器，該濾波器與該音頻數字至模擬轉換器相連接。
12.如權利要求9所述的用於CD-MP3播放裝置的集成電路，其特徵是其中還包含有一可提供CD-MP3單晶片集成電路各運作單元的時基頻率的時序產生器，其與電源模態控制迴路等單元相連接。
13.如權利要求9所述的用於CD-MP3播放裝置的集成電路，其特徵是其中還包含有一提供儲存系統運作所需程序及控制碼的系統程序儲存器，其與系統微控制器相連接。
14.如權利要求1所述的用於CD-MP3播放裝置的集成電路，其特徵是其中該光碟機伺服控制核心包含有一處理及提供光碟機的主軸傳動器、滑動傳動器及促動器的聚焦、循軌伺服所需的控制信號的伺服機制控制器，與該伺服機制模擬至數字轉換器相連接；一可將該控制信號轉換成驅動信號，輸出至該CD-MP3單晶片集成電路外的促動器與傳動器的驅動迴路的伺服信號產生器，與該伺服機制控制器及系統微控制器相連接。
15.如權利要求14所述的用於CD-MP3播放裝置的集成電路，其特徵是其中還包含有一將射頻放大器送來的伺服控制所需的模擬信號轉換成數位訊號的伺服機制模擬至數字轉換器，與CD-MP3單晶片集成電路外的射頻放大器相連接。
16.一種用於CD-MP3播放裝置的省電方法，其特徵是其主要是運用電源模態控制迴路，於讀取光碟片時，根據資料數據的輸入形式，將至少一硬體降低效能以節省消耗的電源。
17.如權利要求16所述的用於CD-MP3播放裝置的省電方法，其特徵是當該資料數據的輸入為傳統非壓縮式光碟片時，將MP3解碼器予以關閉，以節省電源。
18.如權利要求16所述的用於CD-MP3播放裝置的省電方法，其特徵是當該資料數據的輸入為MP3音樂壓縮格式的光碟片時，其步驟包括有將該主軸傳動器的運轉速度降低至1/2以下；依據讀取資料的位元流速度，機動調降伺服、解碼等IC內部各運作單元的運作時基頻率，降低集成電路的消耗電量。
19.如權利要求16所述的用於CD-MP3播放裝置的省電方法，其特徵是當該資料數據的輸入為MP3等音樂壓縮格式的光碟片時，其步驟包括有在讀取光碟片資料時，先將資料存入大容量的電子防震緩衝儲存器；關閉雷射及停止光碟機的主軸傳動器、滑動傳動器及促動器的聚焦、循軌等相關伺服的運作；待電子防震緩衝儲存器內的資料輸送待盡時，再啟動雷射及光碟機的主軸傳動器、滑動傳動器及促動器的聚焦、循軌等相關伺服的運作；再次讀取資料，如此反覆運作即可將耗用系統大半電能的光碟機伺服運作降低。
20.如權利要求19所述的用於CD-MP3播放裝置的省電方法，其特徵是其中電子防震緩衝儲存器可以採用更大容量的儲存器，其步驟包括有在讀取資料時將大量資料先存入電子防震緩衝儲存器；然後長時間關閉雷射及停止光碟機的主軸傳動器、滑動傳動器及促動器的聚焦、循軌等相關伺服的運作；待無法於暫存儲存器內找尋到欲播放的音樂資料時，再啟動雷射及光碟機的主軸傳動器、滑動傳動器及促動器的聚焦、循軌等相關伺服的運作；再次讀取資料，如此反覆運作即可將耗用電能降低。
21.如權利要求19所述的用於CD-MP3播放裝置的省電方法，其特徵是其步驟包括有為達到快速隨機讀取光碟片資料，先將資料存入電子防震緩衝儲存器；停止滑動傳動器及促動器的聚焦、循軌等部份伺服迴路的運作，而保留光碟機的主軸傳動器等的運轉；待無法於暫存儲存器內找尋到欲播放的音樂資料時，再啟動光碟機的滑動傳動器及促動器的聚焦、循軌等相關伺服的運作；再次讀取資料，可以縮短讀取光碟片資料時的啟動時間。
全文摘要
本發明公開了一種用於CD－MP3播放裝置的集成電路及其省電方法,其將MP3解碼核心、光碟資料處理核心、光碟伺服控制核心、系統微處理核心與音頻數字至模擬轉換核心等整合至該CD－MP3的單晶片集成電路中,這樣CD播放機只需4－6顆IC;且在讀取MP3碟片時,可將電源模態控制迴路切換為降速控制技術模態、間歇式伺服控制技術模態、暫存記憶控制技術模態等數種新開發控制模態之一,並可機動調降伺服解碼等IC內部各運作單元的運作時基頻率,達到省電及降低運轉噪音的目的。
文檔編號G11B20/10GK1387188SQ01116150
公開日2002年12月25日 申請日期2001年5月17日 優先權日2001年5月17日
發明者陳政祺 申請人:緯達電子科技股份有限公司