專利名稱：用于光盤驅(qū)動器的預(yù)測最大似然數(shù)據(jù)檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及盤數(shù)據(jù)檢測，具體涉及用于光盤驅(qū)動器的數(shù)據(jù)檢測器。提供了傳統(tǒng)Viterbi檢測器(VD)的替代。
背景技術(shù)：
Viterbi檢測器在工業(yè)中廣泛用于光盤驅(qū)動器的數(shù)據(jù)檢測。這部分上是因為在二十幾年的使用中，VD是磁硬盤驅(qū)動中已得到證明的技術(shù)。Viterbi檢測器的一個顯著缺點是其速度瓶頸。在Viterbi檢測器中，在單個時鐘周期期間要完成三個特定運算。所述三個運算是加、比較和選擇(ACS)運算。為了克服該速度瓶頸，對于并行結(jié)構(gòu)可以利用x-基數(shù)(x＝2、4等)逼近(radix-xapproach)以降低時鐘頻率，所述時鐘頻率加劇了硬件沖模尺寸(die size)和復(fù)雜度增加的缺點。此外，因為Viterbi檢測器是線性檢測器，所以其缺乏校正非線性損害的能力。因此，現(xiàn)有技術(shù)的Viterbi檢測器的缺點和劣勢包括它的速度、沖模尺寸和能力。

發(fā)明內(nèi)容
用于預(yù)測(look-ahead)數(shù)據(jù)檢測的示例性實施例裝置包括邊緣函數(shù)發(fā)生器、與邊緣函數(shù)發(fā)生器進行信號通信的邊緣決策單元、與邊緣決策單元進行信號通信的下一狀態(tài)發(fā)生器、以及與邊緣決策單元進行信號通信的采樣值發(fā)生器。
用于預(yù)測數(shù)據(jù)檢測的示例性實施例的方法包括接收從光盤感測的拾取(pickup)信號；響應(yīng)于所述拾取信號而提供邊緣函數(shù)值；比較該邊緣函數(shù)值和可編程寄存器值；響應(yīng)于邊緣函數(shù)值，通過利用組合邏輯來產(chǎn)生決策輸出；響應(yīng)于所述決策輸出而產(chǎn)生下一狀態(tài)和所檢測的數(shù)據(jù)；以及響應(yīng)于所述決策輸出而產(chǎn)生所檢測的采樣值。
通過參照附圖閱讀下面示例性實施例的描述，本公開的這些和其他特征將變得顯而易見。


參照下面的示例圖，本公開提供了用于光盤驅(qū)動器的預(yù)測最大似然數(shù)據(jù)檢測(look-ahead maximum-likelihood data detection)的方法和裝置，其中圖1示出了根據(jù)本公開的實施例的具有檢測器的數(shù)字讀取信道的示意性框圖；圖2示出了根據(jù)本公開的實施例的目標(biāo)信道量級(magnitude)的曲線圖；圖3示出了根據(jù)本公開的實施例的目標(biāo)采樣值的曲線圖；圖4示出了根據(jù)本公開的實施例的檢測器的示意性電路圖；圖5示出了根據(jù)本公開的實施例的檢測器的示意性狀態(tài)圖表；圖6示出了根據(jù)本公開的實施例的、具有5個預(yù)測采樣的PR1221 EFM檢測器的示意性格狀圖(trellis)；圖7示出了根據(jù)本公開的實施例的狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑的表；圖8示出了根據(jù)本公開的實施例的、在P和Q組之間的所有對的平方的歐氏距離(Euclidian distance squared)的表；圖9示出了根據(jù)本公開的實施例的關(guān)于一個最小距離事件的曲線圖；圖10示出了根據(jù)本公開的實施例的關(guān)于另一個最小距離事件的曲線圖；圖11示出了根據(jù)本公開的實施例的關(guān)于再一個最小距離事件的曲線圖；圖12示出了根據(jù)本公開的實施例的關(guān)于兩個邊緣函數(shù)的曲線圖；圖13示出了根據(jù)本公開的實施例的狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑的表；圖14示出了根據(jù)本公開的實施例的、在P和Q組之間的所有對兒的平方的歐氏距離的表；圖15示出了根據(jù)本公開的實施例的一個最小距離事件的曲線圖；圖16示出了根據(jù)本公開的實施例的一個非最小距離事件的曲線圖；圖17示出了根據(jù)本公開的實施例的一個最小距離事件的曲線圖；圖18示出了根據(jù)本公開的實施例的三個邊緣函數(shù)的曲線圖；圖19示出了根據(jù)本公開的實施例的在狀態(tài)000的決策邏輯變量R0的公式的表；圖20示出了根據(jù)本公開的實施例的在狀態(tài)111的決策邏輯變量R7的公式的表；圖21示出了根據(jù)本公開的實施例的在狀態(tài)000的檢測器處理的表；
圖22示出了根據(jù)本公開的實施例的在狀態(tài)111的檢測器處理的表；圖23示出了根據(jù)本公開的實施例的下一狀態(tài)方程的示意性格狀圖；圖24示出了根據(jù)本公開的實施例的檢測器輸出方程的示意性格狀圖；圖25示出了根據(jù)本公開的實施例的RMS誤差信道質(zhì)量塊的檢測采樣值發(fā)生器的邏輯的表；圖26示出了根據(jù)本公開的實施例的關(guān)于下一狀態(tài)和譯碼器輸出發(fā)生器的示意性電路圖；圖27示出了數(shù)據(jù)分割器(slicer)的BER仿真器的示意性電路圖；圖28示出了用于PRML 1221 Viterbi檢測器的BER仿真器的示意性電路圖；圖29示出了根據(jù)本公開的實施例的用于檢測器的BER仿真器的示意性電路圖；圖30示出了根據(jù)圖27、28和29的、在關(guān)于數(shù)據(jù)分割器PR12321、ViterbiPR1221和實施例PR12321的對比下的、信道的BER對SNR的曲線圖；以及圖31示出了根據(jù)圖27和28以及本公開的實施例的、在關(guān)于數(shù)據(jù)分割器PR12321、Viterbi PR1221和實施例PR1221的對比下的、信道的BER對SNR的曲線圖。
具體實施例方式
在本公開中，提供了可被用于代替光盤驅(qū)動器中的傳統(tǒng)Viterbi檢測器(VD)的數(shù)據(jù)檢測器。與在VD中使用的過去采樣(past sample)相比，該新的檢測器使用預(yù)測采樣(look ahead sample)。該特性消除了在VD中所需的路徑存儲器的需要，并導(dǎo)致降低了門計數(shù)(gate count)。
如圖1所示，數(shù)字部分響應(yīng)最大似然(PRML)讀取信道總的由附圖標(biāo)記100來表示。數(shù)字PRML讀取信道100可以被用在例如光盤驅(qū)動器內(nèi)，并且包括稱作“檢測器”的檢測器塊。這里，檢測器不是傳統(tǒng)的Viterbi檢測器(VD)。
數(shù)字讀取信道100包括主要的模塊，諸如模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)；與ADC進行信號通信的不對稱控制塊(ASYM)；與ASYM進行信號通信的自適應(yīng)均衡器(EQ)，其抽頭由兩個隨后的塊ErrorGen和COEFFUP產(chǎn)生，其中，ErrorGen產(chǎn)生提供給COEFFUP以更新EQ中的抽頭的采樣誤差；與EQ進行信號通信的數(shù)據(jù)檢測(檢測器)，其目標(biāo)采樣值由兩個隨后的塊ErrorGen和目標(biāo)估計器產(chǎn)生；與ASYM進行信號通信的數(shù)字數(shù)據(jù)鎖相環(huán)(DPLL)，用于數(shù)字數(shù)據(jù)PLL定時偏移的產(chǎn)生；與DPLL進行信號通信的由數(shù)據(jù)信號數(shù)控(digitallycontrolled)的振蕩器(DCO)，用于將數(shù)字定時偏移轉(zhuǎn)換為模擬定時偏移并產(chǎn)生PLL時鐘以驅(qū)動電流控制的(current-controlled)振蕩器所跟隨的時鐘發(fā)生器的第一部分，所述時鐘發(fā)生器產(chǎn)生用在PRML塊中的各種時鐘；以及與DCO進行信號通信的時鐘發(fā)生器(CLKGEN)，其中，CLKGEN使用模擬電流控制的振蕩器，并且ADC與CLKGEN進行信號通信。
轉(zhuǎn)到圖2，總的由附圖標(biāo)記200表示目標(biāo)信道量級的圖。如圖例所指示，繪制了目標(biāo)信道量級PR12321、PR3443、PR1221和PR24542。這里，選擇PR12321和PR1221以用于說明。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，總的由附圖標(biāo)記300表示關(guān)于PR12321和PR1221的、均衡化后的目標(biāo)采樣值。這里，對PR12321給定8個級別，而對PR1221給定5個級別。
如圖4所示，總的由附圖標(biāo)記400來表示一個檢測器實施例的頂級圖。該檢測器400包括放大器(“增益”)450；與放大器450進行信號通信的邊緣函數(shù)發(fā)生器(“BFG”)410；與發(fā)生器410進行信號通信的決策邏輯變量發(fā)生器(“邊緣決策器”)420；與發(fā)生器420進行信號通信的下一狀態(tài)和檢測器輸出邏輯(“Next_State，Detected_Data”)430；與邏輯430進行信號通信的目標(biāo)采樣估計器(“TSE”)440；與邏輯430進行信號通信的NRZI-NRZ轉(zhuǎn)換器(“NRZ_Gen”)460；以及與放大器450和估計器440進行信號通信的信道質(zhì)量塊(“Channel_Quality”)470。
轉(zhuǎn)到圖5，總的由附圖標(biāo)記500表示PR1221檢測器實施例的狀態(tài)圖。在該圖中，定義狀態(tài)為sk＝(pk-3，pk-2，pk-1) (方程1)其中，pk-1是來自組{+1/2，-1/2}的先前輸入，pk-2是下一先前輸入，等等。
并且將輸出定義為lk＝(apk+bpk-1+bpk-2+apk-3) (方程2)其中，pk是輸入符號，{+1/2，-1/2}，a＝1且b＝2。
在狀態(tài)圖500中，在狀態(tài)0＝(-1/2，-1/2，-1/2)，其是通過使用pk的符號來表示的(---)以便定義該狀態(tài)，負輸入pk產(chǎn)生-3的輸出lk，且沒有狀態(tài)變化，而正輸入產(chǎn)生-2的輸出，并且狀態(tài)變化到狀態(tài)1。在狀態(tài)1或(--+)，正輸入產(chǎn)生0的輸出，并且狀態(tài)變化到狀態(tài)3。在狀態(tài)3或(-++)，正輸入產(chǎn)生+2的輸出，并且狀態(tài)變化到狀態(tài)7。在狀態(tài)7或(+++)，正輸入pk產(chǎn)生+3的輸出lk，且沒有狀態(tài)變化，而負輸入產(chǎn)生+2的輸出，并且狀態(tài)變化到狀態(tài)6。在狀態(tài)6或(++-)，負輸入pk產(chǎn)生0的輸出lk，并且狀態(tài)變化到狀態(tài)4。在狀態(tài)4或(+--)，負輸入pk產(chǎn)生-2的輸出，并且狀態(tài)變化到狀態(tài)0。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6，總的由附圖標(biāo)記600表示具有5個預(yù)測采樣的PR1221EFM檢測器的格狀圖。格狀圖600利用方程2的變量(變量a和b)示出輸出lk和下一狀態(tài)。因此，從狀態(tài)0，對于狀態(tài)中沒有變化產(chǎn)生-a-b的輸出，而對于到狀態(tài)1的變化產(chǎn)生-b的輸出。從狀態(tài)4，對于到狀態(tài)1的變化產(chǎn)生-b的輸出。從狀態(tài)6，對于到狀態(tài)4的變化產(chǎn)生0的輸出。從狀態(tài)1，對于到狀態(tài)3的變化產(chǎn)生0的輸出。從狀態(tài)3，對于到狀態(tài)7的變化產(chǎn)生+b的輸出。從狀態(tài)7，對于沒有狀態(tài)變化產(chǎn)生+a+b的輸出，而對于到狀態(tài)6的變化產(chǎn)生+b的輸出。在該圖中注意，例如，狀態(tài)0--其是通過使用pk的符號來表示的(-1/2，-1/2，-1/2)或(---)以便定義該狀態(tài)——現(xiàn)在通過使用“0”和“1”的二進制輸入符號被表示為(000)。
如圖7所示，總的由附圖標(biāo)記700表示被分組到P和Q組中的具有從在t＝k時的狀態(tài)0開始的6個連續(xù)采樣的所有輸出路徑。這里，P組包括經(jīng)過在t＝k+1時的下一狀態(tài)0的所有路徑，而Q組包括經(jīng)過在t＝k+1時的下一狀態(tài)1的所有路徑。因此，因為這是在下一狀態(tài)0的輸出，經(jīng)過下一狀態(tài)0的從狀態(tài)0開始的6個輸出總是以-3開始，并且包括9個可能的變化。因為這是在下一狀態(tài)1的輸出，經(jīng)過下一狀態(tài)1的從狀態(tài)0開始的6個輸出總是以-2開始，并且包括4個可能的變化。
轉(zhuǎn)到圖8，總的由附圖標(biāo)記800表示在P和Q組之間的所有對的平方的歐氏距離。這里，認為P5到P9與所有Q路徑一起產(chǎn)生涉及信號轉(zhuǎn)換檢測的邊緣函數(shù)，其中Yk是進入到檢測器的實際采樣值，而lk是目標(biāo)采樣值。
Fa＝y(tǒng)0+2y1+2y2+y3；A＝(Fa＜＝0)(方程3)Fb＝y(tǒng)0+2y1+2y2-2y4-2y5；B＝(Fb＜＝-2.5)(方程4)例如，在P5和Q1之間的平方的歐氏距離(EDS)是EDS(P5，Q1)＝EDS([-3-3-2-0+2+2]，[-2-0+2+2+0-2])＝1+9+16+4+4+16＝50。在P7和Q2之間的平方的歐氏距離是EDS(P7，Q2)＝EDS([-3-2-0+2+2+0]，[-2-0+2+3+2+0])＝1+4+4+1+0+0＝10，因為沒有P和Q的其他對產(chǎn)生更低的值，所以這就產(chǎn)生了最小距離事件。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖9，總的由附圖標(biāo)記900表示涉及狀態(tài)000下的正轉(zhuǎn)換檢測的最小距離事件。該事件涉及P7(圖中的“O”)和Q2(圖中的“X”)。從該事件中，由方程3和關(guān)于A的決策邏輯得到Fa的邊緣線性函數(shù)(定義Fa＜＝0)。如果A為真，則選擇P7而不是Q2，這意味著下一狀態(tài)將是000的狀態(tài)而不是001，并且在t＝k下的對應(yīng)的目標(biāo)采樣值是-3而不是-2。決策邏輯變量被定義為C＝{Error2(P7)＜＝Error2(Q2)} (方程5)或(y0+3)2+(y1+2)2+(y2+0)2+(y3-2)2＜＝ (方程6)(y0+2)2+(y1+0)2+(y2-2)2+(y3-3)2在方程3中定義邊緣函數(shù)Fa，并且A＝(Fa＜＝0)。因此，如果A為真，則下一狀態(tài)是0，且采樣值是-3；否則下一狀態(tài)是1，且采樣值是-2。
如圖10所示，總的由附圖標(biāo)記1000表示涉及狀態(tài)000下的正轉(zhuǎn)換檢測的另一個最小距離事件。該事件涉及P9(圖中的“O”)和Q4(圖中的“X”)。如上述的對P7和Q2那樣，從該事件得到同樣的邊緣函數(shù)Fa和關(guān)于A的同樣的決策邏輯，這對于對兒P8和Q3也為真。
轉(zhuǎn)到圖11，總的由附圖標(biāo)記1100表示涉及狀態(tài)000下的正轉(zhuǎn)換檢測的另一個最小距離事件。該事件涉及P7(圖中的“O”)和Q1(圖中的“X”)。該事件產(chǎn)生新的Fb的邊緣和關(guān)于B的新的決策邏輯。新的決策邏輯變量被定義為B＝{Error2(P7)＜＝Error2(Q1)} (方程7)根據(jù)方程4，新的邊緣函數(shù)和邏輯是Fb＝y(tǒng)0+2y1+2y2-2y4-2y5＜＝-2.5其中，B＝(Fb＜＝-2.5) (方程8)這里，如果B是真或“1”，則下一狀態(tài)是0，且采樣值是-3。如果B是假或“0”，則下一狀態(tài)是1，且采樣值是-2。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖12，總的由附圖標(biāo)記1200表示兩個邊緣函數(shù)Fa和Fb，其中，Y軸是脈沖響應(yīng)(y0+2y1+2y2+y3)，X軸是增強子(enhancer)(-y3-2y4-2y5)。點P5、P6、P7、P8和P9被包括在底端部分中，而點Q1、Q2、Q3和Q4被包括在頂端部分中。關(guān)于正轉(zhuǎn)換檢驗的邊緣圖使用Fa＝(Y＝0)和Fb＝(Y＝-X-2.5)。這里，可以看出，這兩個函數(shù)提供用于使Q組與P5到P9分離的最佳邊緣。
如圖13所示，總的由附圖標(biāo)記1300表示被分組到P和Q組中的從在t＝k下的狀態(tài)000開始的所有路徑。這與圖7類似，但是此處使用6個預(yù)測采樣來代替5個。P組包括經(jīng)過下一狀態(tài)0的路徑，而Q組包括經(jīng)過下一狀態(tài)1的路徑，其每個總共有7個采樣。找到一個額外的預(yù)測采樣，以改善對涉及信號的底端包絡(luò)的采樣的譯碼的可靠性，這僅涉及從P1到P6的路徑和所有Q路徑。P組包括經(jīng)過在t＝k+1下的狀態(tài)000的所有路徑，而Q組包括經(jīng)過在t＝k+1下的狀態(tài)001的所有路徑。
轉(zhuǎn)到圖14，總的由附圖標(biāo)記1400表示對于在P和Q組之間的所有對平方的歐氏距離。這里，認為P1到P6與所有Q路徑一起產(chǎn)生涉及信號底端包絡(luò)采樣的邊緣函數(shù)。因為沒有其他考慮過的P和Q對產(chǎn)生低于70的距離值，所以對P1/Q1、P2/Q2、P5/Q5和P6/Q6每個產(chǎn)生最小距離事件。關(guān)于P1/Q1和P2/Q2的邏輯被定義為D，而關(guān)于PS/Q5和P6/Q6的邏輯被定義為F。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖15，總的由附圖標(biāo)記1500表示涉及在狀態(tài)000下的信號底端包絡(luò)檢測的最小距離事件。該事件涉及P1(圖中的“O”)和Q1(圖中的“X”)。從該事件中，得到Fd的邊緣線性函數(shù)和關(guān)于D的決策邏輯，被定義為Fd＜＝0。如果D為真，則選擇P1而不是Q1，這意味著下一狀態(tài)將是000的狀態(tài)而不是001，并且在t＝k下的對應(yīng)的目標(biāo)采樣值是-3而不是-2。這里，底端包絡(luò)檢驗將決策邏輯變量定義為D＝{Error2(P1)＜＝Error2(Q1)} (方程9)并且定義邊緣函數(shù)為Fd＝y(tǒng)0+3y1+5y2+5y3+3y4+y5＜＝-19其中，D＝(Fd＜＝-19) (方程10)如圖16所示，總的由附圖標(biāo)記1600表示涉及在狀態(tài)000下的底端包絡(luò)檢測的非最小距離事件。該事件涉及P4(圖中的“O”)和Q3(圖中的“X”)。因為其相關(guān)距離測量103大于最小距離測量70，所以該事件是非最小距離事件。從該事件，得到Fe的邊緣線性函數(shù)和關(guān)于E的決策邏輯，被定義為Fe＜＝0。如果E為真，則選擇P4而不是Q3，這意味著下一狀態(tài)將是000的狀態(tài)而不是001，并且在t＝k下的對應(yīng)的目標(biāo)采樣值是-3而不是-2。這里，底端包絡(luò)檢驗將決策邏輯變量定義為E＝{Error2(P4)＜＝Error2(Q3)} (方程11)并且定義邊緣函數(shù)為Fe＝y(tǒng)0+3y1+5y2+5y3+3y4+y5-y5-4y6＜＝-9.5其中，E＝(Fe＜＝-9.5) (方程12)轉(zhuǎn)到圖17，總的由附圖標(biāo)記1700表示涉及在狀態(tài)000下的底端包絡(luò)檢測的最小距離事件。該事件涉及P6(圖中的“O”)和Q6(圖中的“X”)。從該事件，得到Ff的邊緣線性函數(shù)和關(guān)于F的決策邏輯，被定義為Ff＜＝0。如果F為真，則選擇P6而不是Q6，這意味著下一狀態(tài)將是000的狀態(tài)而不是001，并且在t＝k下的對應(yīng)的目標(biāo)采樣值是-3而不是-2。這里，底端包絡(luò)檢驗將決策邏輯變量定義為F＝{Error2(P6)＜＝Error2(Q6)} (方程13)并且定義邊緣函數(shù)為Ff＝y(tǒng)0+3y1+5y2+5y3+3y4+y5＜＝0，其中，F(xiàn)＝(Ff＜＝0) (方程14)現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖18，總的由附圖標(biāo)記1800表示Fd、Fe和Ff的三個邊緣函數(shù)，其中Y軸被定義為目標(biāo)底端形狀(y0+3y1+5y2+5y3+3y4+y5)，而X軸是增強子(-y3-y4+y5+4y6)?？梢钥闯?，這三個函數(shù)提供了關(guān)于使Q組與P1到P6分離的最佳邊緣。這里，邊緣邏輯變量是C＝D+E*F(方程15)如果C＝“1”或真，則選擇P1、P2、P3、P4、P5和P6，而不是Q組。
如圖19所示，總的由附圖標(biāo)記1900表示在狀態(tài)000下的決策邏輯變量R0。在狀態(tài)0下的決策邏輯變量R0使用目標(biāo)采樣px(＝3)、pm(＝2)、z(＝0)、nm(＝-2)和nx(＝-3)的估計，由圖1中的目標(biāo)估計器塊產(chǎn)生所述決策邏輯變量R0R0＝A0*B0+C0(方程16)A0＝(|y0-nx|+|y1-nm|+|y2-z|+|y3-pm|＜＝|y0-nm|+|y1-z|+|y2-pm|+|y3-px|)(方程17)B0＝(|y0-nx|+|y1-nm|+|y2-z|+|y4-pm|+|y5-z|＜＝|y0-nm|+|y1-z|+|y2-pm|+|y4-z|+|y5-nm|)(方程18)
C0＝D0+E0*F0，其中 (方程19)D0＝(|y0-nx|+|y1-nx|+|y2-nx|+|y3-nx|+|y4-nx|+|y5-nx|＜＝|y0-nm|+|y1-z|+|y2-pm|+|y3-pm|+|y4-z|+|y5-nm|) (方程20)E0＝(|y0-nx|+|y1-nx|+|y2-nx|+|y3-nx|+|y4-nm|+|y6-pm|＜＝|y0-nm|+|y1-z|+|y2-pm|+|y3-pz|+|y4-pm|+|y6-nm|)(方程21)F0＝(|y0-nx|+|y1-nx|+|y2-nx|+|y3-nm|+|y4-z|+|y5-pm|＜＝|y0-nm|+|y1-z|+|y2-pm|+|y3-px|+|y4-px|+|y5-px|)(方程22)轉(zhuǎn)到圖20，總的由附圖標(biāo)記2000表示在狀態(tài)111下的決策邏輯變量R7。在狀態(tài)7下的決策邏輯變量R7使用目標(biāo)采樣px(＝3)、pm(＝2)、z(＝0)、nm(＝-2)和nx(＝-3)的估計，由圖1中的VLA塊產(chǎn)生所述決策邏輯變量R7R7＝A7*B7+C7 (方程23)A7＝(|y0-px|+|y1-pm|+|y2-z|+|y3-nm|＜＝|y0-pm|+|y1-z|+|y2-nm|+|y3-nx|) (方程24)B7＝(|y0-px|+|y1-pm|+|y2-z|+|y4-nm|+|y5-z|＜＝|y0-pm|+|y1-z|+|y2-nm|+|y4-z|+|y5-pm|) (方程25)C7＝D7+E7*F7，其中 (方程26)D7＝(|y0-px|+|y1-px|+|y2-px|+|y3-px|+|y4-px|+|y5-px|＜＝|y0-pm|+|y1-z|+|y2-nm|+|y3-nm|+|y4-z|+|y5-pm|) (方程27)E7＝(|y0-px|+|y1-px|+|y2-px|+|y3-px|+|y4-pm|+|y6-nm|＜＝|y0-pm|+|y1-z|+|y2-nm|+|y3-nx|+|y4-nm|+|y6-pm|) (方程28)F7＝(|y0-px|+|y1-px|+|y2-px|+|y3-pm|+|y4-z|+|y5-nm|＜＝|y0-pm|+|y1-z|+|y2-nm|+|y3-nx|+|y4-nx|+|y5-nx|)
(方程29)現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖21，總的由附圖標(biāo)記2100表示狀態(tài)000下的檢測器處理。這里，定義了兩個正轉(zhuǎn)換檢驗A0和B0的邊緣函數(shù)和底端包絡(luò)檢驗C0的邊緣函數(shù)。將決策邏輯變量定義為R0＝A0*B0+C0 (方程30)如果R0為真，則下一狀態(tài)為狀態(tài)0＝000，或者如果R0不為真，則下一狀態(tài)為狀態(tài)1＝001。如果R0為真，則所檢測的采樣值是-3，或者如果R0不為真，則為-2。如果R0為真，則檢測器輸出為0，或者如果R0不為真，則為1。
如圖22所示，總的由附圖標(biāo)記2200表示在狀態(tài)111下的檢測器處理。這里，定義了兩個負轉(zhuǎn)換檢驗A7和B7的邊緣函數(shù)和底端包絡(luò)檢驗C7的邊緣函數(shù)。將決策邏輯變量定義為R7＝A7*B7+C7 (方程31)如果R7為真，則下一狀態(tài)為狀態(tài)7＝111，或者如果R7不為真，則下一狀態(tài)為狀態(tài)6＝110。如果R7為真，則所檢測的采樣值是3，或者如果R7不為真，則為2。如果R7為真，則檢測器輸出為0，或者如果R7不為真，則為1。
轉(zhuǎn)到圖23，總的由附圖標(biāo)記2300表示關(guān)于下一狀態(tài)方程的轉(zhuǎn)換圖。這里，當(dāng)前狀態(tài)被定義為(a0 b0 c0)，而下一狀態(tài)被定義為(a1 b1 c1)。因為我們在圖5中將該狀態(tài)定義為(pk-3 pk-2 pk-1)，所以a1和b1分別從a0和b0移位，而c1依賴于決策和當(dāng)前狀態(tài)，如下所示。因此，下一狀態(tài)方程是a1＝(～b0)(方程32)b1＝(～b0)(方程33)c1＝(～b0)+(～R0)(～a0)(c0)+(～a0)(b0)+(～b0)(c0)+R7(a0)(c0)(方程34)現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖24，總的由附圖標(biāo)記2400表示關(guān)于檢測器輸出方程的轉(zhuǎn)換圖。檢測器輸出方程是D0＝(a0)(b0)(～c0)+(～a0)(～b0)(c0) (方程35)如圖25所示，總的由附圖標(biāo)記2500表示關(guān)于RMS誤差信道質(zhì)量塊的檢測采樣值發(fā)生器。這里，在左列中的關(guān)于采樣值檢測的邏輯對應(yīng)于在右列中的采樣值。
轉(zhuǎn)到圖26，總的由附圖標(biāo)記2600表示下一狀態(tài)和譯碼器輸出發(fā)生器。該發(fā)生器2600包括輸入寄存器2610、2612、2614和2616，以及時鐘寄存器2618。該發(fā)生器也包括邏輯AND運算器2620、2622、2624、2626、2628、2630、2642和2644，以及邏輯OR運算器2632和2646。其還包括觸發(fā)器2634、2636、2638和2640。此外，該發(fā)生器具有13個輸出寄存器2648、2650、2652、2654、2656、2658、2660、2662、2664、2666、2668、2670和2672。
輸入寄存器2610以信號通信方式連接到AND運算器2624和第十輸出寄存器2666。輸入寄存器2612以信號通信方式連接到AND運算器2626和第十一輸出寄存器2668。輸入寄存器2614以信號通信方式連接到AND運算器2628和第十二輸出寄存器2670。輸入寄存器2616以信號通信方式連接到AND運算器2630和第十三輸出寄存器2672。AND運算器2620、2622、2624、2626、2628和2630每個都以信號通信方式連接到OR運算器2632。然后，OR運算器2632以信號通信方式連接到觸發(fā)器2634的D輸入。
觸發(fā)器2634具有用于提供d0的d0輸出，以信號通信方式連接到第八輸出寄存器2662；以及用于提供非(NOT)d0的非d0輸出，以信號通信方式連接到第九輸出寄存器2664。觸發(fā)器2636具有用于提供c0的c0輸出，以信號通信方式連接到第六輸出寄存器2658，并以信號通信方式連接到觸發(fā)器2638的D輸入，并且還以信號通信方式連接到AND運算器2644。觸發(fā)器2636具有用于提供非c0的非c0輸出，以信號通信方式連接到AND運算器2642和2620，并且以信號通信方式連接到第七輸出寄存器。觸發(fā)器2638具有用于提供b0的b0輸出，以信號通信方式連接到第三輸出寄存器2652，且以信號通信方式連接到觸發(fā)器2640的D輸入，并且以信號通信方式連接到AND運算器2644和2628。觸發(fā)器2638具有用于提供非b0的非b0輸出，以信號通信方式連接到AND運算器2642、2630和2622，且以信號通信方式連接到觸發(fā)器的D輸入，并且以信號通信方式連接到第四輸出寄存器2654。觸發(fā)器2640具有用于提供a0的a0輸出，以信號通信方式連接到AND運算器2644、2624和2630，并且以信號通信方式連接到第一輸出寄存器2648。觸發(fā)器2640具有用于提供非a0的非a0輸出，以信號通信方式連接到AND運算器2642、2628和2626，并且以信號通信方式連接到第二輸出寄存器2650。AND運算器2642和2644以信號通信方式連接到OR運算器2646，然后，OR運算器2646以信號通信方式連接到第五輸出寄存器，用于提供det_data。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖27，總的由附圖標(biāo)記2700表示數(shù)據(jù)分割器的BER仿真器模型。該模型2700包括數(shù)字前端(DFE)塊2710，以產(chǎn)生編碼的寫入數(shù)據(jù)。DFE塊2710以信號通信方式連接到信道仿真器塊2712，用于模擬來自媒體的信號。信道塊2712以信號通信方式連接到均衡器塊2714，用于實現(xiàn)有限脈沖響應(yīng)(FIR)均衡。然后，均衡器塊2714以信號通信方式連接到分割器塊2716。分割器塊以信號通信方式連接到誤碼率(BER)塊2718，用于測量誤碼率，并顯示諸如在錯誤中的位數(shù)2720、BER 2722、讀取的位數(shù)2724和錯誤位置2726等輸出。該模型2700還包括噪聲發(fā)生塊2728，以信號通信方式連接到信噪比(SNR)塊2730，用于在均衡之前提供SNR的輸出2732。
如圖28所示，總的由附圖標(biāo)記2800表示用于PRML 1221 Viterbi檢測器的BER仿真器模型。該模型2800包括數(shù)字前端(DFE)塊2810，以產(chǎn)生編碼的寫入數(shù)據(jù)。DFE塊2810以信號通信方式連接到信道仿真器塊2812，用于模擬來自媒體的信號。信道塊2812以信號通信方式連接到均衡器塊2814，用于實現(xiàn)PR 1221均衡。然后，均衡器塊2814以信號通信方式連接到Viterbi檢測器塊2816。Viterbi檢測器塊以信號通信方式連接到誤碼率(BER)塊2818，用于測量誤碼率，并顯示諸如在錯誤中的位數(shù)2820、BER 2822、讀取的位數(shù)2824和錯誤位置2826等輸出。該模型2800還包括噪聲發(fā)生塊2828，以信號通信方式連接到信噪比(SNR)塊2830，用于在均衡之前提供SNR的輸出2832。
轉(zhuǎn)到圖29，總的由附圖標(biāo)記2900表示用于本公開的PR12321預(yù)測最大似然數(shù)據(jù)檢測器實施例的BER仿真器模型。該模型2900包括數(shù)字前端(DFE)塊2910，以產(chǎn)生編碼的寫入數(shù)據(jù)。DFE塊2910以信號通信方式連接到信道仿真器塊2912，用于模擬來自媒體的信號。信道塊2912以信號通信方式連接到均衡器塊2914，用于實現(xiàn)PR12321均衡。然后，均衡器塊2914以信號通信方式連接到預(yù)測檢測器(LAD)塊2916。LAD塊以信號通信方式連接到誤碼率(BER)塊2918，用于測量誤碼率，并顯示諸如在錯誤中的位數(shù)2920、BER2922、讀取的位數(shù)2924和錯誤位置2926等輸出。該模型2900還包括噪聲發(fā)生塊2928，以信號通信方式連接到信噪比(SNR)塊2930，用于在均衡之前提供SNR的輸出2932。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖30，總的由附圖標(biāo)記3000表示本公開的、在關(guān)于數(shù)據(jù)分割器PR 12321、Viterbi PRML 1221和LAD 12321實施例的對比下的、信道的BER對SNR的圖。
如圖31所示，總的由附圖標(biāo)記3100表示本公開的、在關(guān)于數(shù)據(jù)分割器PR 12321、Viterbi PRML-VD 1221和PRML-LAD 1221的對比下的、信道的BER對SNR的圖。
除了門計數(shù)的減少，因為是在當(dāng)前時間產(chǎn)生檢測器輸出而不是如在VD中的延遲的時間產(chǎn)生檢測器輸出，所以目標(biāo)采樣值也能在當(dāng)前時間產(chǎn)生。這樣的目標(biāo)采樣能被用于產(chǎn)生均方根(RMS)采樣誤差值，然后，所述均方根采樣誤差值可以被用作信道的指示符，其中，這樣的指示符通常被稱作信道質(zhì)量。這樣的目標(biāo)采樣值的另一個應(yīng)用是用于噪聲預(yù)測最大似然(NPML)，其中，為了以少的收斂時間自適應(yīng)地設(shè)置NPML中的抽頭，需要精確的采樣誤差。
在本公開的該實施例中的檢測決策基于輸入信號的物理性狀，而VD則不是這樣的。該實施例中的決策標(biāo)準可以涉及到諸如信號轉(zhuǎn)換的信號屬性，可負可正，也可以涉及頂端和底端包絡(luò)形狀。以這種方式，可以容易地跟蹤涉及信號形狀的檢測器誤差的原因。例如，如果涉及正轉(zhuǎn)換的標(biāo)準失敗，導(dǎo)致檢測器錯誤，則可以通過調(diào)整決策邊緣邊界(limit)而容易地優(yōu)化對應(yīng)的檢測邏輯。這暗示出，本公開的實施例能夠校正非線性損害，這在作為線性檢測器的VD中是不可能的。另外，該實施例克服了現(xiàn)有技術(shù)VD中固有的速度瓶頸，在現(xiàn)有技術(shù)的VD中，加-比較-選擇(ACS)運算必須在一個周期內(nèi)完成。
在該實施例中，根據(jù)不等式設(shè)計方程表示加(A)和比較(C)運算，這能被容易地實現(xiàn)為簡單的組合邏輯。選擇(S)運算是唯一需要在一個時鐘周期內(nèi)完成的運算，其為二級邏輯。因此，不存在速度瓶頸，這使得本公開的該實施例更適合于其中信號帶寬實質(zhì)上比DVD中的信號帶寬更寬的藍光(Blue Rays)應(yīng)用。因此，該實施例可被應(yīng)用于采用藍色激光的驅(qū)動器的藍光技術(shù)(BlueDisk，BD)和高精度DVD(HD DVD)格式。
用于導(dǎo)出這樣的設(shè)計方程的過程如下找到在t＝k下具有兩個離開其的分支的狀態(tài)。將從在t＝k+1下的兩個下一狀態(tài)中的一個離開的一組路徑與從在t＝k+1下的另一下一狀態(tài)離開的另一組路徑進行比較。保持具有最小歐氏距離的一對路徑，并且獲得作為不等式方程的、應(yīng)當(dāng)選擇哪組(或下一狀態(tài))的條件。以這種方式，在組合邏輯中，只有選擇(S)運算需要在一個時鐘周期期間完成，而另兩個運算加和比較在周期外預(yù)先完成。類似地，對于具有離開而進入下一采樣時間的兩個分支的其他狀態(tài)也重復(fù)同樣過程。
本公開的該實施例使用了這樣的事實，即光盤是可更換的介質(zhì)，而硬盤不是。該可更換的性質(zhì)意味著一旦對于諸如CD、DVD、HD DVD或藍盤的給定媒體固定所述編碼方案，則必須對于這樣的固定的編碼方案設(shè)計譯碼。而作為包括固定媒體的子系統(tǒng)的硬盤驅(qū)動器則具有選擇編碼和解碼方案的最佳組合的自由。
例如，CD和DVD分別使用被稱為8到14調(diào)制(EFM)和EFM+的編碼方案，而藍盤(BD)使用被稱為(1，7)PP的編碼方案。這樣的編碼器被稱作(d，k)RLL(游程長度(run length)受限)，其中，它們共享d≠0的共同性質(zhì)。對于CD和DVD，d＝2，而對于HD-DVD和BD，d＝1。
本公開的該實施例利用了d≠0的編碼約束，該編碼約束簡化了便利從周期中除去AC(加-比較)運算的處理的狀態(tài)圖。由于非0d約束，所以實質(zhì)上減少了需要ACS運算的狀態(tài)的數(shù)量。
在傳統(tǒng)VD中，在給定采樣時間，在每個狀態(tài)執(zhí)行ACS，所述每個狀態(tài)具有來自以前的一個采樣時間而到達其的兩個分支。在ACS之后，每個狀態(tài)被留下一個殘存的路徑，其必須被存儲在路徑存儲器中。路徑存儲器長度依賴于信道存儲器，其因為BD中區(qū)域密度的增加而從DVD到BD增加。也就是說，BD具有比DVD更大的、在徑向的每英寸軌道數(shù)(TPI)和在軌道中的每英寸的位數(shù)量(BPI)，其中二者的乘積定義了區(qū)域密度。例如，對于DVD的典型的路徑存儲器是8×24D型觸發(fā)器(D-FF)陣列，其占據(jù)沖模區(qū)域，并且必須通過消耗有功功率來定時。
和現(xiàn)有技術(shù)VD不同，本公開的實施例使用將來采樣(future sample)來代替過去采樣。因此，在給定采樣時間，考慮在將來采樣時間的所有路徑，所述所有路徑連接到離開(在VD中是到達)在當(dāng)前時間下的狀態(tài)的兩個分支中的每個。因為本公開的該實施例使用將來采樣，所以它被稱為預(yù)測檢測器(LAD)。因此，所述輸出在當(dāng)前時間是可得到的，而無需路徑存儲器。
在此公開的實施例包括可用于光盤系統(tǒng)中的方法和裝置，并且基于邊緣決策而使用預(yù)測檢測技術(shù)，以便通過以最小硬件復(fù)雜度使用用于均衡的更高階的多項式來最小化噪聲增加。
為了說明的目的，結(jié)合此處公開的一個或多個實施例描述示例性數(shù)字回放系統(tǒng)。該數(shù)字回放系統(tǒng)允許諸如壓縮盤(CD)、數(shù)字視頻或通用盤(DVD)以及藍光盤(BD)之類的光盤的回放，在所述光盤中可以包括數(shù)據(jù)、音頻、視頻或其組合。
該數(shù)字回放系統(tǒng)包括光盤；光盤電機，用于旋轉(zhuǎn)光盤；伺服驅(qū)動器，用于控制光盤電機的速度；以及光拾取單元(OPU)，用于感測存儲在光盤中的信息，并響應(yīng)于其而產(chǎn)生信號。在CD的情況下，存儲在光盤中的信息是凹陷(pit)的形式。OPU包括用于感測在光盤上的凹陷的電路，典型的是激光(例如，單光束、三光束等)。在CD上的凹陷的排列與在DVD和BD上的標(biāo)記的排列不同。因此，OPU能夠感測光盤上凹陷和標(biāo)記的不同的排列。
OPU耦接到讀取信道，并向讀取信道提供拾取信號。在一個實施例中，所述拾取信號是模擬信號。在其他元件中，該讀取信道包括均衡器、數(shù)據(jù)分割檢測器和時鐘恢復(fù)塊。時鐘恢復(fù)塊典型的是鎖相環(huán)(PLL)，其從拾取信號中恢復(fù)時鐘信號。所恢復(fù)的時鐘信號被發(fā)送到數(shù)據(jù)檢測器。當(dāng)最小化噪聲時均衡器放大拾取信號，并且數(shù)據(jù)檢測器檢測包括所發(fā)送的數(shù)據(jù)的信號轉(zhuǎn)換，并產(chǎn)生數(shù)字數(shù)據(jù)流。
數(shù)據(jù)檢測器的輸出耦接到數(shù)字信號處理器(DSP)，尤其是，數(shù)字信號處理器提供信號處理功能。DSP能夠?qū)⑿盘柼幚沓刹煌母袷?，諸如與CD、DVD和BD兼容的格式。更具體地說，對于DVD和BD，DSP可以提供同步、數(shù)據(jù)的調(diào)制、ECC糾錯、解擾(descrambling)、EDC和IED檢測、認證(例如CSS、CPPM、CPRM)和緩沖管理。對于CD，DSP可以提供模數(shù)轉(zhuǎn)換、解調(diào)(例如，8到14“EFM”解調(diào))和糾錯。DSP也可以提供用于便利信號處理功能的存儲器資源。
另外，DSP包括伺服和光盤電機控制功能。特別地，DSP識別拾取信號中的誤差，響應(yīng)于其而產(chǎn)生誤差信號，并將該誤差信號發(fā)送到伺服驅(qū)動器。誤差信號的例子包括主軸電機控制、光學(xué)拾取、聚焦和跟蹤(OPU的)。DSP計算伺服誤差控制信號，其典型地包括聚焦誤差信號、跟蹤誤差信號和跟蹤交叉脈沖信號。DSP可以計算幾個閉合環(huán)伺服，包括光盤電機伺服、聚焦伺服和跟蹤伺服?；谒欧`差控制信號，DSP向伺服驅(qū)動器輸出控制電壓，以校正旋轉(zhuǎn)速度、將容納(house)OPU的滑板(sled)移到正確的軌道、將OPU向上或向下移到距離光盤的合適距離、或者校正脫軌(off-track)錯誤。
DSP還提供與移動圖像專家組(MPEG)譯碼器的接口。從DSP輸出到MPEG譯碼器的數(shù)字輸出流可以是下列多個格式中的一個，所述多個格式包括但不限于如紅皮書標(biāo)準定義的光盤數(shù)字音頻(CD-DA)數(shù)據(jù)、如黃皮書標(biāo)準定義的壓縮盤只讀存儲器(CD-ROM)數(shù)據(jù)、或MPEG程序流。DSP處理DC/DVD/BD位流，包括特定效果的支持。MPEG譯碼器耦接到存儲器、視頻回放子系統(tǒng)和音頻回放子系統(tǒng)。
MPEG譯碼器譯碼從DSP接收的數(shù)據(jù)流，以多種所選擇的格式中的一種將其轉(zhuǎn)換為視頻數(shù)據(jù)和/或音頻數(shù)據(jù)，用于分別輸出到視頻和音頻子系統(tǒng)。在一個實施例中，MPEG譯碼器是MPEG-II譯碼器，其從DSP接收MPEG-II數(shù)據(jù)流，并將該數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻和視頻輸出。MPEG譯碼器從MPEG數(shù)據(jù)流中提取定時信息，并且將所壓縮的MPEG數(shù)據(jù)流去多路復(fù)用(de-multiplex)為解壓縮(decompress)音頻和視頻數(shù)據(jù)流。MPEG譯碼器通常包括MPEG音頻譯碼器，用于解壓縮和譯碼所壓縮的MPEG音頻流，以產(chǎn)生解壓縮的音頻數(shù)據(jù)流；以及MPEG視頻譯碼器，用于解壓縮和譯碼所壓縮的MPEG視頻數(shù)據(jù)流，以產(chǎn)生解壓縮的視頻數(shù)據(jù)流。然后，解壓縮的音頻和視頻流可以被輸送到用于回放的視頻和音頻回放子系統(tǒng)。由MPEG譯碼器提取的定時信息用于同步音頻和視頻輸出?？蛇x存儲器提供用于譯碼該處理的存儲器資源。
微控制器耦接到DSP、MPEG譯碼器和用于控制數(shù)字回放系統(tǒng)的操作的其他設(shè)備。應(yīng)當(dāng)理解的是，微處理器、門陣列和其他設(shè)備(或多個設(shè)備)可以用來代替作為數(shù)字回放系統(tǒng)的中央處理單元的微控制器。微控制器可以被耦接到易失性存儲器(和/或內(nèi)部易失性存儲器，未示出)，用于執(zhí)行指令、存儲數(shù)據(jù)和變量等。諸如只讀存儲器(ROM)、閃存等的非易失性存儲器存儲程序代碼，所述程序代碼由微控制器執(zhí)行，以控制數(shù)字回放系統(tǒng)的操作。存儲在非易失性存儲器中的程序代碼可以在啟動時被加載進易失性存儲器，以便由微控制器執(zhí)行。微控制器也可以耦接到整個系統(tǒng)的CPU(未示出)，其中，實現(xiàn)數(shù)字回放系統(tǒng)，用于其間的通信。
現(xiàn)在將參照如前面介紹的附圖描述示例性實施例的操作。應(yīng)當(dāng)明白，給定的實施例僅僅是示例性的，并且相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以在不背離該公開的范圍的情況下選擇形式上和細節(jié)的各種選項。
返回參照圖1，部分響應(yīng)最大似然(PRML)塊可以被用在光盤驅(qū)動器的IC中。本公開的實施例可以用于定義圖中的檢測器塊。本公開的檢測器實施例可以使用預(yù)測檢測器(Look-Ahend-Detector，LAD)。如所討論的，由于在硬盤驅(qū)動器(HDD)應(yīng)用中的其已經(jīng)得到證明的技術(shù)，并且不去管此處提到的包括功耗和沖模尺寸的缺點，傳統(tǒng)的Viterbi檢測器(VD)已經(jīng)被廣泛使用。
返回參照圖2，示出了4個不同的部分響應(yīng)信道量級，其可以被考慮用于光信道。這樣的函數(shù)可以被表達成具有變量系數(shù)a、b、c、d和e的通用多項式H(D)＝a+bD+cD2+dD3+eD4其中D是延遲算子。
因為來自媒體的回讀(readback)信號被均衡以產(chǎn)生與在該方程中描述的脈沖響應(yīng)中一樣的采樣，所以該方程通常被稱為調(diào)制轉(zhuǎn)移函數(shù)(MTF)。選擇標(biāo)準包括選擇與給定頭(head)和媒體接口的頻率響應(yīng)量級類似的MTF。這里，選擇兩種情況，其中a＝1、b＝2、c＝3、d＝2和e＝1，在此稱為PR12321。以及a＝1、b＝2、c＝2、d＝1和e＝0，在此稱為PR1221。將示出，對于這兩個作為本公開的實施例的多項式，可以構(gòu)造兩個LAD檢測器。
返回參照圖3，提供了關(guān)于這些相應(yīng)的多項式的目標(biāo)采樣值，這對于給定的檢測器是理想的。對于關(guān)于PR12321實施例的均衡的信道，級別的數(shù)目是8，而對于PR1221實施例，級別的數(shù)目是5。
返回參照圖4，根據(jù)本公開的一個實施例的預(yù)測檢測器使用被邊緣決策邏輯塊跟隨的邊緣函數(shù)發(fā)生器、用于下一狀態(tài)和檢測器輸出的塊，以及用于確定檢測目標(biāo)采樣的邏輯，所述檢測目標(biāo)采樣然后被提供給信道質(zhì)量監(jiān)控器(CQM)塊。因為檢測器輸出是NRZI格式的，所以其被轉(zhuǎn)換為NRZ格式。例如，檢測器輸出...00100100...將被該塊轉(zhuǎn)換為NRZ格式的...0011100...。
返回參照圖5，本公開的該實施例被操作為具有基于圖5的狀態(tài)圖的結(jié)構(gòu)的有限狀態(tài)機(FSM)。在該圖中，對于MTF的多項式被選擇為PR1221。參見圖5，由于(2，10)EFM+約束，所以僅僅存在8個可能的狀態(tài)中的6個狀態(tài)?？梢詫?dǎo)出關(guān)于PR12321的類似的圖，其中由于與PR1221的同樣原因，所以存在16個可能的狀態(tài)中的8個狀態(tài)。
在圖5中，可以容易地看到，根據(jù)狀態(tài)和分支，左半部分和右半部分構(gòu)成彼此的映像。例如，十六進制的狀態(tài)0具有十進制的映像狀態(tài)7，等等。從狀態(tài)0到0的分支是從狀態(tài)7到7的分支的映像，等等。另外，左半部分表示正轉(zhuǎn)換，而右半部分表示負轉(zhuǎn)換。將探究這里所述的性質(zhì)，以導(dǎo)出邊緣函數(shù)，并促進硬件設(shè)計。
該實施例的檢測方法基于信號形狀。在光學(xué)記錄信道中，當(dāng)其包絡(luò)也能夠影響數(shù)據(jù)檢測決策時，存儲在媒體中的數(shù)據(jù)信息被嵌入到信號的零交叉中。如果信號沒有被消弱，以致于其零交叉發(fā)生在錯誤的定時上，或者其包絡(luò)與理想形狀產(chǎn)生偏移，則防止了錯誤。
基于其是否涉及轉(zhuǎn)換檢測或包絡(luò)檢測而對決策邏輯進行分類。這樣，只要有錯誤，就可以容易地跟蹤錯誤源并且調(diào)整相應(yīng)的邊緣偏移以最小化錯誤概率。
返回參照圖6，該格狀圖是由圖5中的6個采樣y0，y1，y2，y3，y4，y5繪制而來的，其中y0是在t＝k(當(dāng)前時間)下的采樣，而其他的5個采樣分別處于t＝k+1、k+2、k+3、k+4和k+5的將來采樣時間。因為檢測器使用這樣的將來采樣，所以該檢測器被稱為預(yù)測檢測器(LAD)。
從圖6中，可以看出僅存在兩個這樣的狀態(tài)，即有兩個分支離開它而到相應(yīng)的下一狀態(tài)。例如，狀態(tài)0具有在下一采樣時間到達狀態(tài)0和狀態(tài)1的兩個分支。如前所述，在這4個狀態(tài)中存在對稱性。例如，狀態(tài)0、1和4分別是狀態(tài)7、6和3的映像。這樣的對稱性可被用來促進硬件設(shè)計，以便于用于狀態(tài)0的決策電路可以僅通過將在處理中涉及的采樣的符號取反而被容易地重用于狀態(tài)7，如將在隨后的部分中看到的。
首先，因為狀態(tài)0分支到狀態(tài)0或1，所以必須作出哪個分支應(yīng)當(dāng)給定為當(dāng)前采樣y0的決策。圖7示出了在t＝0時起始于狀態(tài)0、經(jīng)過狀態(tài)0和狀態(tài)1的6個采樣y0，y1，y2，y3，y4，y5的所有可能的路徑。經(jīng)過狀態(tài)0的所有路徑被歸組為P組，而經(jīng)過狀態(tài)1的所有路徑被歸組為Q組。
對兩組之間的所有排列計算平方的歐氏距離，并顯示在圖8中。圖8中的表格用于導(dǎo)出涉及正轉(zhuǎn)換的邊緣函數(shù)，以使得只有P組中的P5到P9被使用，如圖表中所示。從該表中，看出存在具有最小距離特性的三對，它們是P7/Q2、P8/Q3和P9/Q4。這三個產(chǎn)生最佳邊緣函數(shù)Fa，所述Fa將P5-P9從Q1-Q4中分離出來，但是并不是對于Q1的。圖9和10示出了兩個這樣的對，即P7/Q2和P9/Q4對，并且也示出了怎樣導(dǎo)出邊緣函數(shù)Fa和相應(yīng)的決策邏輯變量A。
如在圖8中可以看到的，與Q1進行最小距離配對的是P7。在圖11中，獲得了新的邊緣函數(shù)并被表示為Fb，并獲得新的決策邏輯變量B。
返回參照圖12，通過對邏輯變量A和B進行AND運算來定義邊緣。這里，將Q組與由P5到P9組成的P組的子組等距離分開。因為P5到P9都是正轉(zhuǎn)換路徑，所以在該邊緣上的決策被稱為正轉(zhuǎn)換檢驗。
下面的描述關(guān)于如何導(dǎo)出邊緣函數(shù)和決策邏輯，用于檢測信號包絡(luò)，特別是在狀態(tài)000的信號底端包絡(luò)。
從實驗研究中發(fā)現(xiàn)，添加一個額外的預(yù)測采樣是有益的，以便于在總共7個采樣而不是先前所述的用于轉(zhuǎn)換檢驗的6個采樣上構(gòu)造出新的一套P和Q組。這提高了當(dāng)包絡(luò)受到靠近基線(base line)的傾斜(drooping)影響時的檢測能力。
返回參照圖13，示出了關(guān)于狀態(tài)000的對于P和Q組的所有路徑。如在圖7中，在P組中的所有路徑具有下一狀態(tài)000，而在Q組中的所有路徑具有下一狀態(tài)001。由于一個額外的預(yù)測采樣，P路徑的數(shù)量從9增長到13，而Q路徑的數(shù)量從4增長到6。
返回參照圖14，其示出了關(guān)于狀態(tài)000的對于P和Q組的所有對的平方的歐氏距離。其證明無論被用于正轉(zhuǎn)換檢驗的是6個采樣還是7個采樣，決策邊緣邏輯都將是相同的。底端包絡(luò)檢驗僅涉及到P1到P6和Q組。
如圖15所示，從兩對P1/Q1和P2/Q2中的任一個導(dǎo)出邊緣函數(shù)Fd，其中也導(dǎo)出了決策邏輯變量D。類似地，如圖16所示，從P4和Q3對導(dǎo)出另一個邊緣函數(shù)Fe和相應(yīng)的邏輯E。如圖17所示，可以使用P5/Q5或P6/Q6導(dǎo)出第三個邊緣函數(shù)和邏輯，分別使用Ff和F。
返回參照圖18，其示出作為如圖中所示的D、E和F的組合邏輯的整體決策邏輯變量C。變量C確定關(guān)于狀態(tài)000的下一狀態(tài)，即，如果C為真，則下一狀態(tài)是000，否則下一狀態(tài)將為001，如同圖12中的變量A*B一樣。
返回參照圖19，其示出了在狀態(tài)000下的關(guān)于決策邏輯變量R0的方程。變量R0是通過分別OR運算圖12和18中所示的邊緣決策邏輯變量A0*B0和C0的邏輯變量。在該圖中，利用采樣錯誤條件(term)表示邏輯變量A0、B0和C0，其中采樣目標(biāo)是關(guān)于PR1221的變量px、pm、z、nm和nx。它們的典型值分別是3、2、0、-2和3，如圖中所示。可以使用固定值以減少在方程中的條件的數(shù)目。
類似地，圖20示出了關(guān)于狀態(tài)111的決策邏輯變量R7。如果對目標(biāo)值保持對稱性，則除了目標(biāo)采樣值被反轉(zhuǎn)外，同樣的設(shè)計可被用于狀態(tài)000。
返回參照圖21，其示出了關(guān)于狀態(tài)000的對于R0、下一狀態(tài)、目標(biāo)采樣估計和檢測器輸出的表格，而圖22示出了關(guān)于狀態(tài)111的相應(yīng)表格。
返回參照圖23，其示出了對于下一狀態(tài)的每個位的方程，被定義為{a1，b1，c1}。注意，因為在編碼中的d＝2的約束，所以關(guān)于方程34，對于c 1的每個小項在尺寸上被減小。在方程34中有4個小項，其中由于d＝2的約束，每個小項的尺寸被減小。例如，第一小項應(yīng)當(dāng)是(～R0)(～a0)(～b0)(～c0)，其被減小為(～R0)(～a0)(～c0)，如圖23中所示。這是因為d＝2意味著在一行中應(yīng)該至少存在3個0。因此，因為a0和c0是“0”，b0也總是“0”，所以b0不參與該方程。
返回參照圖24，其示出了關(guān)于檢測器輸出的方程。注意，該輸出是NRZI格式的，即“1”意味著轉(zhuǎn)換，而不是電平。這在隨后的塊中必須被轉(zhuǎn)換為NRZ格式。
對于所定義的從當(dāng)前狀態(tài)到下一狀態(tài)的給定分支，可以預(yù)測采樣值。這可被用于信道質(zhì)量監(jiān)控。在實時中，監(jiān)控器跟蹤信號RMS誤差，所述信號RMS誤差能夠通過給定所接收的采樣值而從所檢測的采樣值中容易地計算出來。在圖25中，表格示出了關(guān)于每個目標(biāo)采樣值的邏輯方程。
返回參照圖26，確定下一狀態(tài)，并且分別從圖19和20中的R0和R7的邊緣決策中譯碼出數(shù)據(jù)。這里要注意，僅有兩個邏輯級別AND-OR限制本公開的實施例的速度，而PRML Viterbi檢測器被稱為加-比較-選擇(ACS)的運算所限制，這是其速度瓶頸的罪魁禍首。因為ACS瓶頸，使用VD的高速應(yīng)用需要并行設(shè)計，導(dǎo)致了硬件的復(fù)雜性。本公開的實施例在這方面具有顯著的優(yōu)勢。
如在本領(lǐng)域中所公知的那樣來選擇關(guān)于PRML Viterbi檢測器的多項式的階數(shù)，其中階數(shù)是3。本公開的示例性實施例使用4階多項式。即使使用了更高階的多項式，但是本公開的實施例的硬件復(fù)雜性也顯著小于VD。在PRML VD的情況下，4-基數(shù)設(shè)計被用于高速應(yīng)用，在高速應(yīng)用中，格狀圖的兩個級被組合到十進制因子2的一個級中。在這樣的實施例中，每隔一個時鐘周期執(zhí)行譯碼處理，這需要雙倍的硬件。
表1.硬件復(fù)雜性比較PRML Viterbi檢測器對本公開的檢測器實施例

性能優(yōu)于1dB(2)注意(1)對于20X DVD的PRML 4-基數(shù)設(shè)計，用CSA代替ACS；(2)由于比PR1221更高階的目標(biāo)信道1+2D+2D2+D3，從而獲得了改進。
根據(jù)誤碼率(BER)比較示例性實施例與其模型分別被示出在圖27和28中的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分割器和對比Viterbi檢測器技術(shù)。
輸入模式是隨機的，以便于所有可能波長被以隨機的次序使用，并且每周期被經(jīng)取反的版本所跟隨。由輸入模式，通過使用其參數(shù)被調(diào)整以產(chǎn)生20％的分辨率(resolution)的公知余弦信道模型來產(chǎn)生模擬波形。該分辨率被定義為最短波長峰值與最長波長峰值的比率。
返回參照圖27，數(shù)據(jù)分割器模型使用7-抽頭自適應(yīng)均衡器，而Viterbi需要9抽頭自適應(yīng)均衡器。原因在于，因為Viterbi是用于3階多項式的，需要更高階的均衡器，導(dǎo)致了9抽頭，而不是其BER模型被示出在圖29中的本公開的數(shù)據(jù)分割器和實施例中所使用的7抽頭。如在隨后的討論中所看到的，這是為什么Viterbi的性能被本公開的實施例超過的部分原因，僅僅因為Viterbi受到了高頻噪聲增加的影響，所述高頻噪聲增加是由于這樣的事實，即目標(biāo)MTF多項式是3階的，而本公開的實施例使用了4階作為其的替代。
返回參照圖30，本公開的實施例執(zhí)行得最好。這里要注意，由于采樣尺寸僅為所讀取的70,000位，所以在較高SNR范圍內(nèi)的BER數(shù)據(jù)是不精確的，然而對于相關(guān)的比較物來說，這仍然是足夠好的。例如，對于該采樣尺寸，本公開的實施例在20DB SNR上是無錯誤的。
本公開的該實施例的優(yōu)點來自于這樣的事實，即它允許使用更高階的多項式以最小化由于均衡而導(dǎo)致的高頻噪聲增加，而由于硬件復(fù)雜性，Viterbi方法受限于更低階的多項式。因為本實施例的速度僅受限于邏輯的兩個級，所以本實施例比Viterbi更容易允許高速應(yīng)用。
返回參照圖31，同樣的部分響應(yīng)信道被用于Viterbi檢測器和本公開的另一個實施例，該實施例在這里被稱為PR1221。該實施例使用更少的硬件。
這樣，已經(jīng)提供了關(guān)于使用預(yù)測數(shù)據(jù)檢測技術(shù)的光盤系統(tǒng)的方法和裝置，其中用最小的硬件復(fù)雜性得到了最佳的檢測。由于簡化了硬件，所以本公開的實施例允許用于模信道轉(zhuǎn)移函數(shù)的更高階的多項式，以增加可靠性，并在最小化噪聲的同時減小了均衡器硬件。
在一個示例性實施例中，通過對預(yù)測采樣僅使用包括關(guān)于每個狀態(tài)的最小距離對的所選擇的對來導(dǎo)出關(guān)于下一狀態(tài)確定的邊緣函數(shù)和相應(yīng)的邊緣決策，從而與Viterbi相比顯著減少檢測器硬件，其中在每個狀態(tài)搜索最有可能發(fā)生的路徑。依賴于采樣質(zhì)量，邊緣決策的邊界可以是可編程的，以阻止類似誤均衡(misequalization)、信號不對稱等的信道損害。
使用預(yù)測采樣，由于無需如在傳統(tǒng)Viterbi檢測器中的那樣追溯過去的試探性的決策，所以本檢測器的硬件復(fù)雜性顯著降低。
Viterbi檢測器中對于高速應(yīng)用的瓶頸在于必須在一個周期之內(nèi)完成ACS(加-比較-選擇)運算，導(dǎo)致了并行執(zhí)行，可以執(zhí)行本公開的實施例以使得速度僅受限于兩級邏輯，所以即使對于最高的DVD速度，也不需要并行設(shè)計。本公開的實施例容易地被應(yīng)用到使用更高速度的藍色激光系統(tǒng)。
根據(jù)此處的示教，相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以容易地確知本公開的這些和其他特性和優(yōu)點。應(yīng)當(dāng)明白，可以硬件、軟件、固件、專用處理器或其組合的各種形式來實現(xiàn)本公開的示教。
最優(yōu)選的，本公開的示教被實現(xiàn)為硬件和軟件的組合。此外，軟件被優(yōu)選地實現(xiàn)為有形地嵌入到程序存儲單元上的應(yīng)用程序。所述應(yīng)用程序可以被上載到包括任何合適的結(jié)構(gòu)的機器、或由其運行。優(yōu)選的，所述機器在具有諸如一個或多個中央處理單元(“CPU”)、隨機存取存儲器(“RAM”)和輸入/輸出(“I/O”)接口的硬件的計算機平臺上被實現(xiàn)。所述計算機平臺也可以包括操作系統(tǒng)和微指令代碼。在此描述的各種處理和功能可以是微指令代碼的部分或應(yīng)用程序的部分，或者是其的任意組合，其可以被CPU執(zhí)行。此外，各種其他的外圍單元可以被連接到諸如附加數(shù)據(jù)存儲單元和打印單元的計算機平臺。
還應(yīng)當(dāng)明白，因為在附圖中所述的某些組成系統(tǒng)元件和方法被優(yōu)選地實現(xiàn)為軟件，所以在系統(tǒng)元件或處理功能塊之間的實際的連接可能依賴于本公開被編程的方式而不同。這里給出示教，相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將可以預(yù)計本公開的這些和類似的實現(xiàn)或配置。
雖然在此參照附圖描述了說明性實施例，但是應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明不限于這些精確的實施例，并且在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以在此實現(xiàn)各種改變和修改。所有這樣的改變和修改意欲被包括在所附權(quán)利要求所闡明的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于光盤系統(tǒng)的預(yù)測數(shù)據(jù)檢測器，包括邊緣函數(shù)發(fā)生器；與所述邊緣函數(shù)發(fā)生器進行信號通信的邊緣決策單元；與所述邊緣決策單元進行信號通信的下一狀態(tài)發(fā)生器；以及與所述邊緣決策單元進行信號通信的采樣值發(fā)生器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測器，其中，所述邊緣函數(shù)發(fā)生器被配置以用于從光盤中接收拾取信號，并輸出至少一個邊緣函數(shù)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測器，所述邊緣決策單元包括至少一個比較器，所述比較器被配置以用于比較至少一個邊緣函數(shù)值和至少一個可編程寄存器值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測器，其中，所述邊緣決策單元被配置以用于接收所述邊緣函數(shù)發(fā)生器的輸出，以產(chǎn)生邊緣決策輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測器，所述下一狀態(tài)發(fā)生器包括輸入，被配置以接收所述邊緣決策單元的輸出；以及與所述輸入進行信號通信的組合邏輯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測器，其中，所述下一狀態(tài)發(fā)生器被配置以用于產(chǎn)生下一狀態(tài)和所檢測的數(shù)據(jù)，并且輸出下一狀態(tài)和所檢測的數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測器，所述采樣值發(fā)生器包括輸入，用于接收來自所述邊緣決策單元的決策輸出；與所述輸入進行信號通信的組合邏輯；以及與所述組合邏輯進行信號通信的輸出，用于輸出所檢測的采樣值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的檢測器，還包括，與所述采樣值發(fā)生器進行信號通信的誤差發(fā)生器，用于接收所檢測的采樣值并響應(yīng)于其而產(chǎn)生誤差值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測器，其中，所述誤差發(fā)生器是均方根誤差發(fā)生器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測器，其中，所述邊緣決策單元被配置以用于接收所述邊緣函數(shù)發(fā)生器和所述采樣值發(fā)生器的輸出，以產(chǎn)生邊緣決策輸出。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測器，還包括與所述采樣值發(fā)生器進行信號通信的信道質(zhì)量監(jiān)控器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的檢測器，所述信道質(zhì)量監(jiān)控器包括第一輸入，被配置以用于接收來自所述第二組合邏輯的所檢測的采樣；第二輸入，被配置以用于接收來自所述邊緣函數(shù)發(fā)生器的所延遲的采樣值；以及輸出，用于產(chǎn)生均方根誤差。
13.一種用于在光盤系統(tǒng)中的預(yù)測數(shù)據(jù)檢測的方法，所述方法包括接收從光盤感測的拾取信號；響應(yīng)于所述拾取信號而提供邊緣函數(shù)值；比較所述邊緣函數(shù)值和可編程寄存器值；響應(yīng)于所述邊緣函數(shù)值，用組合邏輯產(chǎn)生決策輸出；響應(yīng)于所述決策輸出，而產(chǎn)生下一狀態(tài)和所檢測的數(shù)據(jù)；以及響應(yīng)于所述決策輸出而產(chǎn)生所檢測的采樣值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括響應(yīng)于所述所檢測的采樣值而產(chǎn)生誤差信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述誤差信號由均方根誤差表示。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括響應(yīng)于所述所檢測的采樣值和所延遲的采樣值而監(jiān)控信道質(zhì)量。
17.一種機器可讀的程序存儲設(shè)備，有形地包含有所述機器可執(zhí)行的指令程序，以執(zhí)行用于在光盤系統(tǒng)中的預(yù)測數(shù)據(jù)檢測的程序步驟，所述程序步驟包括接收從光盤感測的拾取信號；響應(yīng)于所述拾取信號而提供邊緣函數(shù)值；比較所述邊緣函數(shù)值和可編程寄存器值；響應(yīng)于所述邊緣函數(shù)值，用組合邏輯產(chǎn)生決策輸出；響應(yīng)于所述決策輸出而產(chǎn)生下一狀態(tài)和所檢測的數(shù)據(jù)；以及響應(yīng)于所述決策輸出而產(chǎn)生所檢測的采樣值。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的程序存儲設(shè)備，所述程序步驟還包括響應(yīng)于所述所檢測的采樣值而產(chǎn)生誤差信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的程序存儲設(shè)備，其中，所述錯誤信號表現(xiàn)為均方根誤差。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的程序存儲設(shè)備，所述程序步驟還包括響應(yīng)于所述所檢測的采樣值和所延遲的采樣值而監(jiān)控信道質(zhì)量。
全文摘要
提供了一種用于預(yù)測數(shù)據(jù)檢測的裝置和方法，所述裝置包括邊緣函數(shù)發(fā)生器；與所述邊緣函數(shù)發(fā)生器進行信號通信的邊緣決策單元；與所述邊緣決策單元進行信號通信的下一狀態(tài)發(fā)生器；以及與所述邊緣決策單元進行信號通信的采樣值發(fā)生器。所述方法包括接收從光盤感測的拾取數(shù)據(jù)；響應(yīng)于所述拾取數(shù)據(jù)而提供邊緣函數(shù)值；比較所述邊緣函數(shù)值和可編程寄存器值；響應(yīng)于所述邊緣函數(shù)值，用組合邏輯產(chǎn)生決策輸出；響應(yīng)于所述決策輸出而產(chǎn)生下一狀態(tài)和所檢測的數(shù)據(jù)；以及響應(yīng)于所述決策輸出而產(chǎn)生所檢測的采樣值。
文檔編號G11B20/18GK1917075SQ20061005147
公開日2007年2月21日 申請日期2006年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月15日
發(fā)明者杰尼·H·索努 申請人:三星電子株式會社