KR100785610B1

KR100785610B1 - 리드솔로몬적부호기의 고속 부호화 장치

Info

Publication number: KR100785610B1
Application number: KR1020000038244A
Authority: KR
Inventors: 곽대연
Original assignee: 주식회사 대우일렉트로닉스
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2007-12-12
Also published as: KR20020004389A

Abstract

본 발명은 고밀도 디브이디의 오류정정기법인 리드솔로몬적부호(Reed-Solomon Prouct Code)의 고속 부호화 장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 장치는, 부호화 시작신호가 입력되면 주데이터에 대해 부호화를 수행한 후 대기하다가 제2 시작신호가 입력되면 다시 부호화를 수행하여 패리티 인을 생성하는 패리티 인 부호화기; 부호화 시작신호가 입력되면 주데이터에 대해서 패리티 아웃을 생성하고 패리티아웃종료신호를 출력하는 패리티 아웃 부호화기; 입력 데이터 블럭을 저장하는 호스트버퍼; 부호화 결과를 저장하는 오류정정 버퍼; 및 상기 호스트버퍼에 한 블럭의 주데이터가 저장되면 부호화 시작신호를 상기 패리티 인 부호화기와 패리티 아웃 부호화기에 제공하여 주데이터에 대한 부호화를 진행하게 하고, 상기 패리티 아웃 부호화기로부터 패리티아웃종료신호가 수신되면 상기 패리티 인 부호화기에 제2시작신호를 제공하여 패리티 아웃에 대해 패리티 인 부호화를 수행하게 하며 부호화 결과를 상기 에러정정버퍼에 저장하게 제어하는 마이컴을 포함한다.

디브이디, 에러정정, 리드솔로몬적부호

Description

리드솔로몬적부호기의 고속 부호화 장치 { High speed encoder of reed-solomon product coder}

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 일반적인 디브이디의 개략 구성도,

도 2는 디브이디에서 본 발명에 따른 오류정정 블럭의 구조를 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 리드솔로몬적부호화기의 시스템 구성도,

도 4는 본 발명의 부호화기에 따른 부호화 과정을 도시한 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31:호스트버퍼 32: 패리티 인 부호화기

33: 패리티 아웃 부호화기 34: 마이컴

35: 에러정정버퍼

본 발명은 고밀도 디브이디(DVD:Digital Versatile Disk) 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고밀도 디브이디의 오류정정기법인 리드솔로몬적부호 (Reed-Solomon Prouct Code)의 고속 부호화 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 디브이디(DVD)는 재생 전용과 기록 및 재생이 가능한 2가지 타입으로 크게 구분되는데, 재생 전용의 광 디스크에 정보를 기록하는 방법은 디스크에 피트(pit)라 불리는 홈을 세겨서 피트가 있는 부분을 "0"에 피트가 없는 부분(랜드)을 "1"에 대응시키는 것이고, 재생시에는 디스크의 트랙을 따라 빛을 조사한 후 빛의 반사량의 차이로 "1","0"을 판단한다. 기록/소거가 가능한 상변화 광 디스크는 레이저의 열에 의해 디스크의 기록막을 결정(crystalline)과 비정질(amorphous)의 2가지 상태로 서로 변화시켜 각각 "1"과 "0"에 대응시킨 것이다. 이러한 상변화 디스크의 재생방법은 재생 전용 디스크와 동일하게 반사량의 차이로 정보를 판단하는데, 결정상태의 반사량이 비정질 상태의 반사량보다 크다. 기록시 레이저의 파워를 조절하여 기록막을 결정과 비정질 상태 중 하나를 선택적으로 부여하는 것이 가능하다.

디브이디(DVD) 디스크에서 발생되는 에러는 모든 채널에서 발생하는 랜덤오류와 먼지나 지문 등에 의한 단연집오류(short burst error), 긁힘(scratch) 에 의한 장연집오류(long burst error)가 있다. 종래의 디브이디(DVD) 오류정정시스템에 서는 이와 같은 오류를 정정하기 위하여 리드솔로몬적부호(RS-PC)를 사용한다. 그리고 연집오류에 대한 정정 능력을 향상시키기 위하여 인터리빙을 이용한다. 즉, 192x172 Byte의 데이터 Block을 생성하고 RS(208, 192, 17) 리드솔로몬 부호를 열방향으로 172번 적용하여 16x172 Byte의 Parity Out Block을 생성한다. 열방향 부호화가 끝나면 생성된 Parity Out Block과 192x172 Byte의 데이터 Block에 RS(182, 172, 11) 리드솔로몬 부호를 행방향으로 208번 적용하여 208x182 Byte의 부호화된 데이터 Block이 만들어 진다.

이상의 설명에서 알 수 있듯이 리드솔로몬적부호(RS-PC)의 부호화 과정에서 Parity Out을 생성하는 동안 Parity In을 생성하는 과정은 진행되지 않고, Parity Out이 모두 생성된 후에야 Parity In 생성과정이 진행된다. 따라서 부호화 과정에서 지연시간이 발생한다. 이는 실시간으로 데이터를 재생해야 하는 디브이디 시스템을 구성함에 있어 시간이 지연되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 고밀도 디브이디에서 에러정정 시간을 단축시킬 수 있는 리드솔로몬적부호기(RS-PC)의 고속 부호화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는, 고밀도 디브이디 시 스템의 에러 정정 코드 부호화기에 있어서, 부호화 시작신호가 입력되면 주데이터에 대해 부호화를 수행한 후 대기하다가 제2 시작신호가 입력되면 다시 부호화를 수행하여 패리티 인을 생성하는 패리티 인 부호화기; 부호화 시작신호가 입력되면 주데이터에 대해서 패리티 아웃을 생성하고 패리티아웃종료신호를 출력하는 패리티 아웃 부호화기; 입력 데이터 블럭을 저장하는 호스트버퍼; 부호화 결과를 저장하는 오류정정 버퍼; 및 상기 호스트버퍼에 한 블럭의 주데이터가 저장되면 부호화 시작신호를 상기 패리티 인 부호화기와 패리티 아웃 부호화기에 제공하여 주데이터에 대한 부호화를 진행하게 하고, 상기 패리티 아웃 부호화기로부터 패리티아웃종료신호가 수신되면 상기 패리티 인 부호화기에 제2시작신호를 제공하여 패리티 아웃에 대해 패리티 인 부호화를 수행하게 하며 부호화 결과를 상기 에러정정버퍼에 저장하게 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 일반적인 DVD-RAM의 개략 구성도이다. 도 1을 참조하면, DVD-RAM은 디스크(110)에 픽업(108)으로 기록하기 위한 부분이 포맷터(101), 스크램블러(102), ECC부호기(103), 변조기(104), NRZI부호기(105), 기록파형생성부(106), LD구동부(107), 기록용 PLL(109)로 이루어지고, 디스크(110)로부터 픽업(108)으로 재생하기 위한 부분이 RF증폭기(111), AGC부(112), 전치 등화기(PRE-EQ:113), 결정기(114), 재생용 PLL(115), A/D(116), 등화기(EQ:117), 비터비검출기(118), 동기 및 ID검출기(119), 복조기(120), ECC복호기(121), 디스크램블러(122), 디포맷터(123)로 구성된다.

포맷터(101)는 MPEG2 엔코더나 데이터 소스로부터 데이터 스트림을 입력받아 소정 포맷의 데이터를 형성하고, ECC부호기(103)는 리드솔로몬적부호(RS-PC)를 이용한 에러정정 부호화를 수행한다. 본 발명에 따른 ECC부호기(103)는 후술하는 바와 같이 Main 데이터 블록이 Parity Out을 생성하는 과정중에도 변하지 않는 특성을 이용하여 Parity In을 생성하는 과정과 Parity Out을 생성하는 과정을 동일하게 시행하여 부호화시에 발생되는 지연시간을 최소화 할 수 있는 장치이다. 변조기(104)는 제한된 런랭스부호화(run-length encoding)를 수행하여 직류성분을 제거하고, NRZI 부호기(105)는 변조기(104)의 출력을 NRZI부호로 부호화한다. NRZI 부호화된 신호는 기록파형생성부(106)에서 기록파형으로 생성된 후 LD구동부(107)를 구동하여 픽업(108)을 통해 디스크(110)에 신호를 기록한다. 기록시의 레이저 출력은 재생시의 레이저 출력보다 커 디스크의 상을 변화시킬 수 있고, 기록용 PLL(109)은 디스크에 기록된 wobble pit신호를 이용하여 기록을 위한 클럭을 제공한다.

디스크(110)에 기록된 신호는 픽업(108)에 의해 읽혀져 고주파증폭기(RF AMP:111)에서 증폭되고 AGC부(112)에서 이득이 제한된 후 A/D변환기(116)에서 디지털로 변환되어 등화기(117)를 거친다. 이때 AGC부(112)의 출력은 전치등화기(113)와 결정기(114), 재생용 PLL(115)에서 클럭으로 재생되고, 비터비(Viterbi) 검출기(118)를 통해 데이터가 재생된다. 동기 및 ID검출기(119)에서 데이터 프레임 의 동기를 확립하고, 복조기(120)는 재생된 신호를 복조한다. 복조기(120)의 동작은 변조기(104)의 동작과 반대로 수행된다. 복조기(120)의 출력은 ECC복호기(121)에서 에러 정정된 후 디스크램블러(122)와 디포맷터(123)를 거쳐 데이터 스트림으로 출력된다. 재생부에서 각 부의 동작은 기록부의 동작을 역으로 수행하는 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 에러정정 코드 블록의 구조도로서, 본 발명에 따라 도 2의 에러정정 블록이 만들어 지는 과정을 설명하기로 한다.

종래 기술에서 살펴 보았듯이 하나의 에러정정 코드블럭은 16개의 섹터를 12x172 크기로 누적하여 192x172 크기의 주데이터 블럭(20)을 만든 후, 열 방향으로 RS(208, 192, 17)부호화를 수행하여 16행의 PO(Parity Out)(22)를 구하고, 행 방향으로 RS(182, 172, 11)를 수행하여 10열의 PI(Parity In)(24)을 구해 208x182 오류정정 블록을 구성하였다. 이 때, PO(22)가 구해질 때가지 PI(24)가 기다려야 하는 시간지연을 최소화 하고자, 본 발명에서는 PO(22)와 PI(24) 생성 시작신호을 동시에 전달하여 리드솔로몬 부호과 과정을 동시에 수행한다. 이 때, 부호화 과정을 동시에 수행할 수 있는 이유는, 부호화 과정에서 주데이터 블록(20)의 값은 변함이 없기 때문이다.

즉, 주데이터 블록(20)에서 열 방향으로 RS(208, 192, 17)부호화를 수행하는 동안, 행 방향으로 RS(182, 172, 11) 부호화를 수행하는 것이다. 단, 여기서 주의할 것은 PI(24)를 생성하는 과정은 PO(22) 생성과정에서 생성된 패리티(Parity) 데이터에 대해서도 수행되므로 주데이터까지만 PI(24)를 생성하고, 기다린 후 PO(22) 이 끝난 후 생성된 패리티에 대한 PI(24)부호화를 수행해야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 리드솔로몬적부호(RS-PC)의 고속화 부호화 장치의 시스템 구성도이다.

본 발명에 의해 고안된 시스템은 입력 데이터 신호(Input Data Stream)를 받아 저장하는 호스트버퍼(Host Buffer)(31)와, PI(24)를 생성하는 Parity In부호화기(32), PO(22)를 생성하는 Parity Out 부호화기(33), 부호화 결과를 저장하는 오류정정 버퍼(ECC Buffer)(35), 및 이들을 제어하는 마이컴(Micom)(34)으로 구성된다.

도 3을 참조하면, 입력 데이터 스트림은 호스트 버퍼(31)에 주데이터로서 저장된다. 마이컴(34)의 엔코딩시작(Encoding Start) 제어신호에 따라 패리티 인 엔코더(32)와 패리티 아웃 엔코더(33)는 주데이터를 이용하여 엔코딩을 수행한다. 이때 패리티 인 엔코더(32)는 주데이터에 대해서만 엔코딩을 수행한 후 일시 대기하고 있다가 시작신호(Start2)신호가 입력되면 다시 패리티 인 엔코딩을 수행한다. 마이컴(34)은 패리티 아웃 엔코더(33)로부터 엔코딩 종료신호(PO End)를 수신하면 시작신호(Start2)를 발생하여 패리티 인 엔코더(32)에 출력한다. 따라서 퍄리티 인 엔코더(32)는 패리티 아웃 엔코더(33)에 의해 생성된 데이터에 대해서도 패리티인 엔코딩을 수행하게 된다.

도 4는 상기 도 3의 시스템에서 이루어지는 부호화 과정을 도시한 흐름도이다. 도 3과 도 4를 참조하여, 본 발명의 부호화가 이루어지는 실시예를 설명하기로 한다.

먼저, 도 2와 같이 부호화 하고자 하는 192 x 172의 주데이터블록(20)이 호스트버퍼(31)에 저장된다(S401). 그러면, 마이컴(34)에서는 부호화를 동시에 수행하기 위해 Parity In부호화기(32)와 Parity Out부호화기(33)에 부호화 시작신호(Encoding Start)를 전달한다(S403). 이제, 부호화 시작신호를 받은 두 부호화기(32,33)는 동시에 부호화 과정을 시작하고(S405), Parity In부호화기(32)는 주데이터(20)에 대해서만 부호화를 수행하고(S407), 또 다른 신호가 올 때까지 기다린다(S411).

한편, Parity Out부호화기(33)는 192x172의 데이터에 대해 열 방향으로 172번 부호화를 수행한 후(S409), PO(22) 구성이 끝났음을 알리는 PO End신호를 마이컴(34)으로 전송한다(S413). PO End신호를 받은 마이컴(34)에서는 Parity In부호화기(32)에 나머지 PI(26)를 구하기 위한 부호화 시작신호(start2)를 전송한다(S415). 그러면, Parity In부호화기(32)는 주데이터 부호화가 끝난 상태에서 생성된 PO(22)에 대해 부호화 과정을 수행하여 나머지 PI(26)를 생성하여 오류정정 코드 생성을 완성하게 된다. 이 때, 상기 대기단계(S411)는 없을 수도 있다. 즉, 하드웨에의 제작에 따라 Parity In과정이 Parity Out과정보다 길어질 수도 있다는 것이다. 하지만, 도 4에서는 한 단위의 PI(22)생성시간과 PO(24) 생성시간이 같다고 보았을 때를 도시한 흐름도이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 리드솔로몬적부호(RS-PC)를 이용한 에러정정코드를 생성함에 있어 본 발명을 이용하면 시간이 절약됨을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 기존의 리드솔로몬적부호(RS-PC)의 부호화 과정에서 발생하는 시간지연을 Parity Out과 Parity In 생성 시작 신호를 동시에 전송하여 부호화 되도록 부호화 장치를 구성함으로써, 리드솔로몬적부호(RS-PC)의 고속 부호화를 꽤하는 효과가 있다. 특히, 고속 디브이디(DVD) 기록채널을 구성하는데 사용할 수 있고, 부호화기에서 사용되는 시간지연을 줄임으로써 디브이디(DVD)시스템의 변조과정 등 다른 과정에서 시간을 벌 수 있으므로 하드웨어 제작이 용이해 지는 잇점이 있다.

Claims

고밀도 디브이디 시스템의 리드솔로몬적부호기의 고속 부호화 장치에 있어서,

부호화 시작신호가 입력되면 주데이터에 대해 부호화를 수행한 후 대기하다가, 제2 시작신호가 입력되면 생성된 패리티 아웃에 대해 다시 부호화를 수행하여 패리티 인을 생성하는 패리티 인 부호화기;

상기 패리티 인 부호화기와 병렬로 배치되며, 상기 부호화 시작신호가 입력되면, 주데이터에 대해서 패리티 아웃을 생성하고 패리티아웃 종료 신호를 출력하는 패리티 아웃 부호화기;

입력 데이터 블럭을 저장하는 호스트버퍼;

부호화 결과를 저장하는 오류정정 버퍼; 및

상기 호스트버퍼에 한 블럭의 주데이터가 저장되면 부호화 시작신호를 상기 패리티 인 부호화기와 패리티 아웃 부호화기에 제공하여 주데이터에 대한 부호화를 진행하게 하고, 상기 패리티 아웃 부호화기로부터 패리티아웃 종료 신호가 수신되면 상기 패리티 인 부호화기에 제2시작신호를 제공하여 패리티 아웃에 대해 패리티 인 부호화를 수행하게 하며 부호화 결과가 상기 에러정정버퍼에 저장되도록 제어하는 마이컴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 리드솔로몬적부호기의 고속 부호화 장치.