專利名稱：數(shù)字處理系統(tǒng)的糾錯裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字處理系統(tǒng)的糾錯裝置和方法，并且更具體地，涉及一種可以同時糾正擦除(erasure)和錯誤的方法。
在數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)要被調制和編碼。在數(shù)字數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)中，所接收的數(shù)據(jù)要被解調和解碼。數(shù)字數(shù)據(jù)的記錄/再生系統(tǒng)調制和編碼數(shù)據(jù)以便將其記錄于一記錄媒介上，并且解調和解碼被調制和被編碼的數(shù)據(jù)從而再生該被記錄數(shù)據(jù)。在下面，將解釋作為一例數(shù)字處理系統(tǒng)的數(shù)字記錄/再生系統(tǒng)。
當在數(shù)字記錄/再生系統(tǒng)中再生被記錄的數(shù)據(jù)時，在解碼處理的過程中可能產生錯誤，該錯誤必須被校正以便于精確地再生數(shù)據(jù)。

圖1是用來解釋在該數(shù)字記錄/再生系統(tǒng)中再生記錄數(shù)據(jù)的信號處理流程的方塊圖。
參見圖1，一個頭111表示一個通道A的記錄/再生頭，而頭131表示一通道B的記錄/再生頭。單元111-122用于通過訪問通道A中的數(shù)據(jù)再生被記錄數(shù)據(jù)，并與用于通過訪問通道B中的數(shù)據(jù)再生被記錄數(shù)據(jù)的單元131-142具有相同形式。為方便起見，將給出關于通過通道A再生被記錄數(shù)據(jù)的途徑的描述。通道A的頭111從記錄媒介中讀取數(shù)據(jù)。放大器112放大來自頭111的讀出信號。鎖相環(huán)(PPL)113由放大的信號再生一時鐘并且將其與數(shù)據(jù)一起送至解調器114。解調器114將所接收的串行數(shù)據(jù)轉換成并行數(shù)據(jù)并且解調被調制的記錄數(shù)據(jù)成為8位原始數(shù)據(jù)。同步檢測器116從該并行數(shù)據(jù)的連續(xù)數(shù)據(jù)流中檢測同步信號。作為錯誤糾正器的C2解碼器117和C1解碼器118，用于依據(jù)由同步檢測器116產生的被檢出的同步信號來糾正所接收數(shù)據(jù)中的錯誤。擦除(erasure)指其位置可知的錯誤碼，而錯誤指其位置不可知的錯誤碼。C2解碼器117和C1解碼器118的操作將結合圖2在后面說明。CRC(循環(huán)冗余碼Cyclic Redundancy Code)部份119將確認出錯數(shù)據(jù)是否經由C2解碼器117和C1解碼器118被正常糾正。TBC(時基校正Time BaseCorrection)部件120消除產生于CRC部件119的數(shù)據(jù)中包含的抖動。重整部件(deshuffle part)21重整由TBC部件120產生的數(shù)據(jù)成為原來的數(shù)據(jù)形式，遮蓋部件(concealment part)122將重整數(shù)據(jù)中不能糾錯的數(shù)據(jù)變成類似于原來數(shù)據(jù)的值，以便于不能被人感覺到。多路復合器151將來自通道A的遮蓋器122產生的數(shù)據(jù)與來自通道B的遮蓋器142的數(shù)據(jù)復合。數(shù)/模(D/A)轉換器152將多路復合的數(shù)據(jù)轉換為模擬信號。低通濾波器(LPF)153將該模擬信號低通濾波成聲音信號頻段。
圖2解釋圖1中用于實現(xiàn)一糾錯功能的傳統(tǒng)糾錯裝置。該糾錯功能由通道A的單元114-118和通道B的單元134-138完成。解調器114接收由通道A的頭111再生的串行數(shù)據(jù)，并把串行數(shù)據(jù)變?yōu)?位并行數(shù)據(jù)，并且解調當記錄時調制的數(shù)據(jù)成原始數(shù)據(jù)。解調器114如圖3所示構造。這里假設記錄于記錄媒介上的數(shù)據(jù)的調制碼使用一個8至16+調制碼(eight to sixteenmodulationplus code)，用于將8位數(shù)據(jù)變?yōu)?6位數(shù)據(jù)。參見圖3，串行/并行轉換器311接收由串行時鐘S_CLK再生的串行數(shù)據(jù)并將由并行時鐘P_CLK接收的數(shù)據(jù)變?yōu)?位并行數(shù)據(jù)。存儲器控制器311接收串行/并行轉換器311產生的8位并行數(shù)據(jù)，重排該8位并行數(shù)據(jù)成16位并行數(shù)據(jù)，并且產生與16位并行數(shù)據(jù)同步的存儲器讀許可信號。ROM(只讀存儲器Read onlymemory)313包含一解調數(shù)據(jù)表并以產生自存儲器控制器312的16位數(shù)據(jù)為地址。在此情形下，由于在216編碼字中使用28編碼字，所以28糾錯變換數(shù)據(jù)被存放在ROM313的解調數(shù)據(jù)表中，并且“00”或“FF”被存于解調數(shù)據(jù)表的其余區(qū)域。ROM313接收產生自存儲器控制器312的作為地址的16位數(shù)據(jù)，并且當存儲器讀允可信號從存儲器控制器312產生時該ROM被激活，從而可讀取相應地址上存貯的數(shù)據(jù)。鎖存器314鎖存由并行時鐘P_CLK從ROM313產生的解調數(shù)據(jù)，并把鎖存的解調數(shù)據(jù)提供給同步檢測器116。從而，解調器114解調由記錄介質再生的16位調制數(shù)據(jù)成8位原始數(shù)據(jù)。
同步檢測器116檢測由解調器114產生的解調數(shù)據(jù)的同步數(shù)據(jù)并產生被檢測的同步數(shù)據(jù)。C2解碼器117糾正來自被檢測的同步數(shù)據(jù)的錯誤。如果存在沒有糾錯的數(shù)據(jù)，C2解碼器117產生相應數(shù)據(jù)和出錯標志。C1解碼器118接收C2解碼器117的輸出并通過糾正錯誤數(shù)據(jù)和擦除數(shù)據(jù)產生最終的糾正數(shù)據(jù)。C2解碼器117和C1解碼器118可用AHA4310，AHA4510，AHA4810或AHA4010芯片，這些芯片是由先進硬件結構公司(Advanced HardwareArchitecture co.)制造的Reed-Solomon ECC協(xié)處理器IC。
在操作中，轉換為數(shù)字形式并接著記錄/再生或傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可能在處理中由外部影響出錯。為糾正數(shù)據(jù)的錯誤，通常使用出錯校正編碼(ECC)。該錯誤意思是一般的錯誤并且沒有出錯標志。擦除表示一個可由出錯標志可知的錯誤。這里假設C1編碼和C2編碼作為糾錯碼。目前最廣泛使用于數(shù)字記錄/再生裝置的糾錯碼是Reed-Solomon碼。在使用Reed-Solomon碼的數(shù)字處理系統(tǒng)中，由圖4所示的塊編碼單元來完成糾錯功能。也就是說，當按塊編碼單元解碼解調數(shù)據(jù)時，該C2解碼器117按塊編碼的行單元糾正數(shù)據(jù)錯誤，C1解碼器118按塊編碼的列單元糾正數(shù)據(jù)錯誤。即，當糾錯時，數(shù)據(jù)的C2編碼按行單元分析，然后數(shù)據(jù)的C1編碼按列單元分析。
依據(jù)該通道被轉換的數(shù)據(jù)在解調器114中被轉換成源數(shù)據(jù)。被轉換的數(shù)據(jù)流提供給C2解碼器117以便糾正產生于數(shù)據(jù)流的內部錯誤。該C2解碼器117通過執(zhí)行解碼操作來糾正錯誤。如果在一個代碼內不存在錯誤或者存在一可被糾正的錯誤，C2解碼器117糾正該錯誤并產生糾錯數(shù)據(jù)。如果存在不能被糾正的錯誤，C2解碼器117將錯誤標志和原始數(shù)據(jù)一起傳遞給C1解碼器118。C1解碼器118利用C2解碼器117產生的數(shù)據(jù)和錯誤標志針對該錯誤和該擦除(erasure)執(zhí)行解碼操作。一般講，Reed-Solomon碼能夠利用1/2的附加信息糾正該錯誤并且能夠利用該附加信息的長度糾正該擦除。
通常，在傳輸或記錄/再生數(shù)字數(shù)據(jù)時產生的錯誤有兩種。一種是隨機錯誤，另一種是連續(xù)產生的突發(fā)錯誤。為了有效地糾正這些錯誤，采用塊編碼或乘積碼。在上述幾個例子中，假設采用C1編碼和C2編碼。圖2中常規(guī)的糾錯裝置以圖4所示的塊編碼的C2碼來糾錯，并以C1碼來糾錯和擦除。當從解調器114再生的數(shù)據(jù)中存在錯誤時，如果在ROM313的解調數(shù)據(jù)表中沒有對應于錯誤數(shù)據(jù)的轉換數(shù)據(jù)時，“00”或者“FF”將產生。然而，指出存在出錯的出錯標志不從解調器114產生。從而C2解碼器117不接收來自解調器114的出錯標志，這樣它不能糾正該擦除。如上述，Reed-Solomon編碼由附加信息的1/2糾正錯誤并且由附加信息的長度糾正擦除。C2碼的附加信息的長度是10個字節(jié)而C1碼的增加長度是16字節(jié)，如圖4所示。因此，如果C2解碼器117僅糾正該錯誤并且C1解碼器118糾正錯誤與擦除，每塊中可被糾正的錯誤量是C2＝5×208＝1040字節(jié)和C1＝16×172＝2752字節(jié)。然而該C2解碼器117和C1解碼器118均可糾正錯誤和擦除。在傳統(tǒng)的錯誤糾正裝置中，突發(fā)錯誤在第二編碼中糾正。如果該擦除可以在第一編碼中被糾正，錯誤糾正能力將會有巨大改進。
本發(fā)明的目的在于提供一種在使用兩個錯誤糾正碼的數(shù)字處理系統(tǒng)中，通過在兩個編碼中均糾正錯誤和擦除來提高錯誤糾正效力的裝置和方法。
依據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種數(shù)字處理系統(tǒng)的錯誤糾正裝置包括解調器，用于將通道數(shù)據(jù)解調為源數(shù)據(jù)和在解調出錯時產生出錯標志；同步檢測器，用于接收產生自該解調器的出錯標志和解調數(shù)據(jù)，并檢測同步信號以按可糾正錯誤的編碼單元區(qū)分數(shù)據(jù)；第一解碼器，用于根據(jù)同步信號按行單元解碼解調數(shù)據(jù)和錯誤標志以糾正錯誤和擦除；和第二解碼器，用于根據(jù)同步信號按列單元解碼解調數(shù)據(jù)和出錯標志以糾正錯誤和擦除。
本發(fā)明將結合附圖更詳細說明，附圖中圖1是解釋數(shù)字記錄/再生系統(tǒng)的信號處理流程的方塊圖；圖2是解釋圖1中傳統(tǒng)錯誤糾正裝置的方塊圖；圖3是解釋示于圖2的解調器的方塊圖；圖4是用于圖1的該數(shù)字記錄/再生系統(tǒng)的塊編碼結構的圖；圖5是解釋依據(jù)本發(fā)明的一錯誤糾正裝置的方塊圖；以及圖6是解釋示于圖5的解調器的方塊圖。
圖5解釋一依據(jù)本發(fā)明的數(shù)字處理系統(tǒng)的錯誤糾正裝置。示于圖5的該錯誤糾正裝置可用于圖1的數(shù)字處理系統(tǒng)中，并且位于通道A和通道B的路徑上。
參見圖5，解調器511將從對應通道的鎖相環(huán)產生的串行數(shù)據(jù)變?yōu)椴⑿袛?shù)據(jù)并且解調被調制的數(shù)據(jù)成原始數(shù)據(jù)。解調器511也鑒別當再生時在產生的數(shù)據(jù)中是否有錯誤產生。并在有錯誤時產生出錯標記。從而，解調器511產生8位解調數(shù)據(jù)和出錯標記。解調器511如圖6所示構成。這里假設記錄于記錄介質之上數(shù)據(jù)的調制碼是8至16+調制碼，用于將8位數(shù)據(jù)變換成16位數(shù)據(jù)。參見圖6，串/并變換器611接收由串行時鐘S_CLK再生的串行數(shù)據(jù)并且由并行時鐘P_CLK將接收數(shù)據(jù)變?yōu)?位并行數(shù)據(jù)。存儲器控制器612接收來自串行/并行轉換器611的利用并行時鐘P_CLK產生的8位并行數(shù)據(jù)，來重排8位并行數(shù)據(jù)成16位并行數(shù)據(jù)，并產生與16位并行數(shù)據(jù)同步的存儲器讀允可信號。ROM613包含有一解調數(shù)據(jù)表，并接收來自存儲器控制器612的作為地址的16位數(shù)據(jù)。在這種情況下，因為在216編碼字中使用了28編碼字，所以28糾正變換數(shù)據(jù)存放在ROM613的解調數(shù)據(jù)表中，并且“00”或“FF”被存放在解調數(shù)據(jù)表的其余區(qū)域。從而，該ROM613接收產生自存儲器控制器612的作為地址16位數(shù)據(jù)，且當來自存儲器控制器612的存儲器讀允許信號產生時，該ROM613被激活，從而可讀出存貯于相應地址上的數(shù)據(jù)。鎖存器615利用并行時鐘P CLK鎖存從ROM613產生的解調數(shù)據(jù)并將鎖存的解調數(shù)據(jù)提供給同步檢測器512。另一ROM614包括一解調出錯標志表。該解調出錯標志表在28編碼字區(qū)域中存放“0”，在其余區(qū)域中存放“1”。如果出錯標記為“1”，當前數(shù)據(jù)指示一錯誤狀態(tài)。如果出錯標志為“0”，當前數(shù)據(jù)為一正常狀態(tài)。該ROM614接收產生于存貯器控制器612的作為地址的16位數(shù)據(jù)，并且當從存儲器控制器612產生存儲器讀允許信號時產生對應地址的錯誤標志。鎖存器616將來自ROM614的出錯標志送至同步檢測器512。如果除了在216編碼字中實際使用的28編碼字之外的數(shù)據(jù)有一錯誤，解調器511提供8位的“00”或“FF”給數(shù)據(jù)總線并同時產生一個1位的錯誤標志。因而，解調器511解調從該記錄介質再生的16位調制數(shù)據(jù)成8位原來的數(shù)據(jù)并當錯誤出現(xiàn)的同時產生對應的數(shù)據(jù)和出錯標志。
同步檢測器512檢測產生自解調器511的解調數(shù)據(jù)的同步數(shù)據(jù)并且與被檢測的同步數(shù)據(jù)一起產生出錯標志。C2解碼器513通過檢查被檢測的同步數(shù)據(jù)和出錯標志來糾正錯誤和擦除，并且產生未糾正錯誤的對應數(shù)據(jù)及其出錯標志。C1解碼器514接收來自C2解碼器513的輸出并通過糾正錯誤數(shù)據(jù)和擦除數(shù)據(jù)來產生最終的糾正數(shù)據(jù)。C2解碼器513和C1解碼器514可使用AHA4310，AHA4510，AHA4810，AHA4010芯片，這些都是由先進硬件結構公司生產的Reed-Solomon ECC協(xié)處理器IC。
在操作中，解調器511接收再生的串行數(shù)據(jù)并將該串行數(shù)據(jù)轉換成并行數(shù)據(jù)，如圖6所示。再生的串行數(shù)據(jù)是16位的調制數(shù)據(jù)。串行/并行轉換器611將16位調制數(shù)據(jù)轉換成8位并行數(shù)據(jù)。存儲器控制器612將8位并位數(shù)據(jù)重排為16位并行數(shù)據(jù)。ROM613有一解調數(shù)據(jù)表并讀取由存儲器控制器612指定的位置上所存貯的8位解調數(shù)據(jù)。ROM614含有一錯誤標志表并讀取由存儲器控制器612指定的位置上所存貯的1位出錯標志。從而，解調器511解調16位調制數(shù)據(jù)為8位數(shù)據(jù)。如一錯誤發(fā)生，解調器511就設置出錯標志。用于本發(fā)明該優(yōu)選實施例的通道編碼是8至16+編碼并且有一由8位數(shù)據(jù)變?yōu)?6位通道數(shù)據(jù)的固定長度。也就是說，在216編碼中僅28編碼被傳輸或記錄/再生。如果在再生數(shù)據(jù)中發(fā)生錯誤，一個代碼被變成另一個代碼，就不能判定是否有錯誤出現(xiàn)。然而，如果一個代碼變成未使用的代碼，就能判定出現(xiàn)了錯誤。因而，存貯出錯標志表的ROM614與ROM613聯(lián)合以執(zhí)行訪問操作。如果未用碼被確定，則設置出錯標志。
來自解調器511的8位并行數(shù)據(jù)和一位出錯標志被提供給同步檢測器512。同步檢測器512檢測來自被傳輸或被再生數(shù)據(jù)流的同步信號并且產生被檢測同步信號，用于通過C2解碼器513糾正錯誤和擦除的編碼單元來區(qū)分數(shù)據(jù)。同步檢測器512將數(shù)據(jù)和出錯標志與被檢測到的同步信號一起送給C2解碼器513。C2解碼器513利用產生于同步檢測器512的數(shù)據(jù)和被檢測的同步信號糾正錯誤和擦除。在示于圖4的塊編碼中，由于在行方向有10個字節(jié)附加信息，該C2解碼器513可糾正5個錯誤和10個擦除。也就是說，因為解調器511產生解調數(shù)據(jù)和出錯標志，C2解碼器可同時糾正錯誤和擦除。因為在行方向上附加信息為10字節(jié)，C2解碼器513可糾正最多10個擦除。如果有不能由C2解碼器513糾正的錯誤，C2解碼器513提供相應數(shù)據(jù)和出錯標志給C1解碼器514。C1解碼器514最終糾正該錯誤。在示于圖4的塊編碼中，因為有16字節(jié)附加信息位于列方向上，C1解碼器514可糾正16個擦除。
從而，在該具有兩個用于完成錯誤糾正功能之解碼器的數(shù)字處理系統(tǒng)中，因為各解碼器都可糾正錯誤和擦除，錯誤糾正功能被增強了。當糾正如圖4所示的塊編碼的擦除時，C2解碼器513可糾正C2＝10×208＝2080字節(jié)的擦除，而C1解碼器514可糾正C1＝16×172＝2752字節(jié)的擦除。
盡管給出并描述了具有兩個解碼器的數(shù)字處理系統(tǒng)，上面的原則可用于具有3個或更多解碼器的系統(tǒng)。
如前面注意到的，含有兩個解碼器的數(shù)字處理系統(tǒng)可增加可在C2編碼中糾正的錯誤數(shù)量。在這種情形下，在算術上有加倍的錯誤糾正效果，但是因為很多錯誤在C2編碼中被糾正，在C1編碼中糾正錯誤的負擔能相對被減輕。從而，大大減少了不能被糾正的錯誤產生概率。
權利要求
1.一種數(shù)字處理系統(tǒng)的錯誤糾正裝置，包括解調器，用于將通道數(shù)據(jù)解調成源數(shù)據(jù)并且在解調出現(xiàn)錯誤時產生出錯標志；同步檢測器，用于接收從所述解調器產生的所述出錯標志和解調數(shù)據(jù)并且檢測一同步信號，以按可糾正錯誤的編碼單元區(qū)分數(shù)據(jù)；第一解碼器，用于由所述同步信號以行的單元解碼所述解調數(shù)據(jù)和所述出錯標志以糾正錯誤和擦除(erasure)；以及第二解碼器，用于由所述同步信號以列的單元解碼所述解調數(shù)據(jù)和所述出錯標志以糾正錯誤和擦除。
2.如權利要求1所述的數(shù)字處理系統(tǒng)的錯誤糾正裝置，其中所述解調器含有一具有用于存放所述解調數(shù)據(jù)的解調數(shù)據(jù)表的第一存儲器和一個用于存放所述出錯標志的出錯標志表的第二存儲器，并且所述解調器通過接收作為所述第一存儲器和第二存儲器地址的8至16調制數(shù)據(jù)而產生所述解調數(shù)據(jù)和出錯標志。
3.一種數(shù)字處理系統(tǒng)的錯誤糾正方法，包括步驟將通道數(shù)據(jù)解調成源數(shù)據(jù)并且當解調出現(xiàn)錯誤時產生出錯標志；接收所述出錯標志和解調數(shù)據(jù)并檢測一同步信號以便按可糾正錯誤的編碼單元區(qū)分數(shù)據(jù)；利用所述同步信號按行的單元解碼所述解調數(shù)據(jù)和出錯標志以糾正錯誤和擦除；和利用所述同步信號按列的單元解碼所述解調數(shù)據(jù)和出錯標志以糾正錯誤和擦除。
4.如權利要求3所述的數(shù)字處理系統(tǒng)的錯誤糾正方法，其中所述解調步驟包括步驟重排按8位至16位數(shù)據(jù)單元接收的8至16調制數(shù)據(jù)；用所述重排的16位數(shù)據(jù)作為用于存放所述解調數(shù)據(jù)的解調數(shù)據(jù)表的第一存儲器的地址以產生所述解調數(shù)據(jù)；并且用所述重排的16位數(shù)據(jù)作為用于存放所述出錯標志的出錯標志表的第二存儲器的地址以產生所述出錯標志。
全文摘要
一種數(shù)字處理系統(tǒng)的錯誤糾正裝置和方法。該錯誤糾正裝置包括:解調器,解調通道數(shù)據(jù)成為源數(shù)據(jù)并且在解調出現(xiàn)錯誤時產生出錯標志;同步檢測器,接收來自于解調器的出錯標志和解調數(shù)據(jù),并且檢測出同步信號以按可糾錯的編碼單元區(qū)分數(shù)據(jù);第一解碼器,由所述同步信號以行為單元解碼所述解調數(shù)據(jù)和出錯標志以糾正錯誤和擦除;第二解碼器,由所述同步信號以列為單元解碼所述解調數(shù)據(jù)和出錯標志以糾正錯誤和擦除。
文檔編號H03M13/00GK1173668SQ9710468
公開日1998年2月18日 申請日期1997年8月5日 優(yōu)先權日1996年8月6日
發(fā)明者李胤雨 申請人:三星電子株式會社