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JP3841683B2 - Information playback device - Google Patents
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Description

技術分野
本発明は立ち上がり極性パルスと立ち下がり極性パルスの交番性を有する信号から情報を再生する情報再生装置若しくはディスクドライブ装置に関し、例えば、磁気記憶装置においてランレングス符号化されたチャネルデータの再生に適用して有効な技術に関する。
背景技術
ハードディスクドライブ装置などの磁気記憶装置では、ユーザデータはランレングス符号化データとしてのチャネルデータに符号化され、ディスク上に磁気遷移(magnetic transitions)として記録される。磁気遷移の記録に際してランレングスは固定周波数のクロック信号周期を用いて規定される。磁気ヘッドによる記録情報の読み取り信号は、予め規定された複数種類のパルス間隔をもった立ち上がり極性パルス及び立ち下がり極性パルスの交番性を有する信号とされる。この読み取り信号からチャネルデータを再生するには、読み取り信号に基づいて前記クロック信号を再生し、再生されたクロック信号の位相と前記読み取り信号のパルス幅との関係などに基づいてチャネルデータを再生する。
前記クロック信号の再生にはPLL回路を用いることができる。即ち、磁気ヘッドによる読取り信号をPLL回路に供給して前記クロック信号を再生する。例えば磁気記憶装置では1セクタ(512バイトの読み出しデータブロック単位)毎に数バイトに101010…のようなPLL引き込みパターンが先頭に書込まれており、PLL回路の位相引き込みを容易に行えるように工夫されている。
しかしながら、PLL回路のノイズ耐性には限界があり、ノイズの多い信号状態ではPLL回路のロックが外れてしまう。PLL回路のロックはずれはバーストエラーと呼ばれ、リードチャネルはバーストエラーの時点から全て間違ったデータを出力することになる。通常、ハードディスク装置ではリードチャネルから出力されるデータをECC(Error Check and Correct)回路によって訂正可能であるが、これは1セクタ中の数バイトのエラーを訂正可能なだけで、バーストエラーを生じたデータを訂正する機能はない。このため、バーストエラーを起こしたセクタはリトライにより再度読み直さなければならず、ハードディスク装置におけるデータアクセスのパフォーマンスを劣化させてしまう。
また、ハードディスク装置などの情報再生装置における記録ディスクの情報記録密度及びトラック密度が増し、それを高速アクセスすることを考慮すれば、今後500MHzから1GHz以上で動作するPLL回路が必要と考えられるが、そのような高速のPLL回路を設計すること自体困難になると予想される。
PLL回路のノイズ耐性が低ければ、その後段でクロック信号に同期してサンプリングデータの論理値1/0を判定するPRML(Partial Response Maximum Likelihood)形式のビタビデコーダがS/N(Signal/Noise)の悪い条件でもデータを正しく判定できるという高性能化が実現されていても、大きなノイズを伴ったデータ入力によるバーストエラー発生の虞は回避することができない。
特開平9−120643号公報にはジッタに対する耐性を向上したデータ回復回路が示される。これは、信号に対してピーク検出を行い、ピーク間の間隔を測定し、その測定値に応じた1,0パターンをルックアップテーブルから取得して、ランレングス符号化データを再生するものである。この技術はPLL回路を利用していないが、再生すべき信号に対してピーク検出を行わなけれぱならない。このピーク検出では、信号周波数が高ければノイズもピークと見なされ易く、この点で、ノイズ耐性には限界があると考えられる。
本発明の目的は、PLL回路による再生クロック信号を用いる事なく、また、入力信号に対するピーク検出を行う事なく、入力信号のパルス間隔を検出する事ができる情報再生装置を提供する事にある。
本発明の別の目的は、立ち上がり極性パルスと立ち下がり極性パルスの交番性を有する信号から情報を再生する情報再生装置のノイズ耐性を向上させる事にある。
本発明の更に別の目的は、データレートの高い信号に対してランレングス符号化されたチャネルデータを正確に再生する事が可能な情報再生装置を提供することにある。
本発明のその他の目的は、バーストエラーを生じ難い情報再生装置を提供することにある。
本発明の上記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の以下の記述と添付図面から明らかにされるであろう。
発明の開示
本発明に係る情報再生装置若しくは半導体装置は、立ち上がり極性パルスと立ち下がり極性パルスが交番され複数種類のパルス間隔を有する情報信号からそのパルス間隔に応ずるビット列のチャネルデータを再生する装置である。この情報再生装置は、パルス間隔別に前記立ち上がり極性パルスに関する理想波形及び立ち下がり極性パルスに関する理想波形を表すための理想波形データを出力する理想波形データ出力手段を有する。前記情報信号をサンプリングして標本化若しくは量子化する変換手段のサンプリングのためのクロック信号は、例えば前記理想波形データの標本点ピッチに応ずる周期のクロック信号である。このクロック信号は情報信号とは非同期であってよく、情報信号から再生したクロック信号である必要はなく、クロック再生のためのPLL回路を必要としない。情報信号に含まれる交番パルスのパルス間隔は、情報信号の波形に最も近い理想波形を選ぶ事によって検出する。即ち、前記変換手段で変換されたデータと前記理想波形データ出力手段から出力される各理想波形データとの差分に基づいて前記情報信号のパルス波形若しくはパルス間隔に近似する理想波形を波形検出手段で順次決定していく。したがって、情報信号のピーク検出を要しない。前記波形検出手段では、順次決定された理想波形のパルス間隔に応ずるビット列を出力する。このビット列は、チャネルデータ出力手段で所定ビット数のチャネルデータに切出され、後段に出力される。
パルスに対して単位時間毎若しくは1ビット毎にパルスの有無を判定する場合にはPLL回路によってサンプリングポイントの精度を上げる必要があるが、上記手段では情報信号のパルス波形若しくはパルス間隔に近似する理想波形を選ぶ事によって情報信号に含まれる交番パルスのパルス間隔を検出するものであるから、サンプリングポイントの精度を上げる事は必須条件ではない。このため、情報信号から同期クロックを再生するためのPLL回路を特に用いる必要はない。
前記情報信号とは非同期のクロック信号は情報信号から再生する再生クロック信号とは周波数及び位相の点で誤差を生ずるが、その誤差による影響を補償するように前記波形検出手段を構成することが望ましい。
先ず第1に、前記波形検出手段は、データ入力バッファ、演算手段、相関データバッファ、及び追跡制御手段によって構成可能である。データ入力バッファは、前記パルス間隔の最大間隔数よりも2以上大きな段数のラッチ回路を直列に有し各ラッチ回路はクロック信号に同期してラッチ動作を行い初段に前記変換手段で変換されたデータを入力する。ラッチ回路の段数が前記パルス間隔の最大間隔数よりも2以上大きければ、最大パルス間隔の入力データに対しても、パルス極性をも判定可能な範囲に亘って連続するサンプリングデータをデータ入力バッファの複数個のラッチ回路にラッチして並列出力することが可能になる。前記演算手段は、前記理想波形データ出力手段から出力される各理想波形のデータと前記複数のラッチ回路から並列出力されるラッチデータとの差分に基づいて前記情報信号のパルス波形に対する夫々の理想波形の近似の状態を示す相関データを前記クロック信号に同期して演算する。相関データバッファは、前記演算手段で演算された相関データを少なくとも前記パルス間隔の最大値に相当する前記クロック信号サイクル数分順次シフトして保持可能である。例えば、パルス間隔の最大値がmであるならば、各理想波形に対して連続するm個の相関データを有する相関データバッファ内には情報信号が保有するパルス間隔毎に最近似状態の相関データが出現することになる。この観点より、前記追跡制御手段は、前記相関データバッファに保持されている一方の極性のパルスに関する相関データの中で最も近似する状態を示す相関データを抽出する処理と、抽出した相関データに対応する理想波形のパルス間隔分だけ相関データバッファ内で相関データがシフトされるのを待って他方の極性のパルスに関する相関データの中で最も近似する状態を示す相関データを抽出する処理とを行って最も近似する状態の相関データを辿っていく。前記追跡制御手段による相関データの抽出は相関データバッファ内の時間的に前後する所定範囲内で行うことができるから、非同期のクロック信号と前記再生クロック信号との間に前記周波数誤差があっても最も近似する理想波形データの抽出には実質的な影響を与えない。
第2に、前記理想波形データ出力手段には、立ち上がり極性及び立ち下がり極性のパルス間隔毎に、理想波形データの標本点が相互に半ピッチずれたデータを別々に出力させる。前記再生クロック信号に対する非同期のクロック信号の位相差は最大で180°であるから、これを考慮して理想波形のデータを用意しておけば、非同期のクロック信号に前記再生クロック信号と位相差を生じても、最も近似する理想波形データの抽出には実質的な影響を与えない。
前記変換手段は、クロック信号に同期して前記情報信号をディジタル信号に変換するA/D変換回路、又はクロック信号に同期して前記情報信号をサンプリングしてホールドするサンプル・ホールド回路である。前者の場合には前記波形検出手段をディジタル回路で構成すればよい。ディジタル回路としてディジタル信号処理プロセッサを用いてもよい。後者の場合には前記波形検出手段をアナログ回路で構成してよい。
前記情報信号がディスクからの読取り信号であるとき、前記ディスクへ書込む情報の同期信号を生成する周波数シンセサイザを有するならば、前記クロック信号として前記周波数シンセサイザから出力されるものを利用するとよい。これにより、前記非同期のクロック信号と前記再生クロック信号との間の周波数誤差を簡単に小さくすることができる。
情報再生装置はハードディスク装置などの様にディスクからの読取り信号を再生する装置に適用できるだけでなく、前記情報信号を伝送媒体から受け取るような通信制御用の装置にも適用することができる。
情報再生のエラーレートを低減する一つの手段として、前記チャネルデータ出力手段から出力されるチャネルデータに対してエラーチェック及び訂正を可能にするECC回路を設けるとよい。
変換手段は、情報信号を非同期サンプリングするから、前記変換手段で変換されたデータを1セクタのような比較的大きな単位でバッファメモリに蓄えても、後からそれらデータが無駄になることはない。PLL回路を用いる場合にはPLL回路のロックがはずれると、データをバッファに蓄えても、後からそのデータは全く使えない。
前記変換手段で変換されたデータを蓄えるバッファメモリを設け、前記バッファメモリから読み出されたデータを前記波形検出手段に供給するようにすれば、前記波形検出手段における処理条件を変えて複数回処理を行う事によってエラー訂正能力を向上させることができる。例えば、前記理想波形データ出力手段は、異なる使用条件を想定して決められた複数種類の理想波形データを有し、出力される理想波形データの種類は、ECC回路によりチャネルデータに対する訂正不能なエラーが検出されたとき切り換え可能にしておく。このとき、ディスクから情報信号を再読み込みしなくも済み、バッファメモリに対するメモリサクセスを行えばよく、再処理時間を短縮することができる。
その時のメモリアクセス時間もキャンセルするには、理想波形データなどの条件が予め相違された波形検出手段を複数個設け、それらを予め並列動作させ、エラー状況に応じて出力を選択すればよい。即ち、少なくとも前記理想波形データ出力手段、演算手段、データバッファ、追跡制御手段、及びチャネルデータ出力手段を含む処理手段を並列動作可能に複数組設ける。更に、前記夫々の処理手段に含まれるチャネルデータ出力手段を選択し選択したチャネルデータ出力手段の出力を選択するセレクタと、前記セレクタで選択されたチャネルデータ出力手段から出力されるチャネルデータに対してエラーチェック及び訂正を可能にするとECC回路とを設ける。前記セレクタは、ECC回路によるチャネルデータに対する訂正不能なエラーが検出されたとき選択状態が切り換え可能にされる。
前記夫々の処理手段に含まれる理想波形データ出力手段が出力する理想波形は、例えば、使用雰囲気温度や圧力等に関する相違した使用条件の想定の下で決められる異なったデータである。
発明を実施するための最良の形態
第1図には本発明に係る情報再生装置を適用したハードディスク装置とそのリードチャネルが例示される。
ハードディスク装置は、情報が記録される磁気ディスク1、前記磁気ディスク1への書き込み・読み出しを行うヘッド2、前記ヘッド2からの信号及びヘッド2への信号を制御する半導体集積回路化されたリードライトアンプ3、書き込み及び読み出しの信号処理を行う半導体集積回路化されたリードチャンネル4、前記リードチャンネル4で再生されたデータのエラーチェックとエラー訂正が可能なECC回路5を内蔵した半導体集積回路化されたハードディスクコントローラ(HDC)6、ワークメモリ7、駆動系制御回路8、及び前記駆動系制御回路8の制御でディスクモータ9やヘッド組み立て体のヘッドモータ10等を駆動するパワートランジスタ回路(COMBO)11等によって構成される。ハードディスクコントローラ6は図示を省略するホスト装置とインタフェースされる。
磁気ディスク1への書き込み時にはハードディスクコントローラ6から出力されたユーザデータがリードチャネル4のコード化回路13でランレングス符号化データとしてのチャネルデータに符号化され、リードアンプ3及びヘッド2を介して磁気ディスク1に磁気遷移(magnetic transitions)として書き込まれる。磁気遷移の書き込みに際してランレングスは固定周波数のクロック信号周期を用いて規定され、そのクロック信号はコード化回路13の同期信号である。例えば、リードチャネル4の周波数シンセサイザ14でクロック信号24として生成されるものを利用する。
読み出し時にはディスク1からヘッド2で読取ってリードライトアンプ3で増幅された再生波形信号をリードチャネル4が元のデータに変換してハードディスクコントローラ6に出力する。即ち、ヘッド2による記録情報の読み取り信号は、予め規定された複数種類のパルス間隔を持った立ち上がり極性(以下正極性との称する)パルス及び立ち下がり極性(以下負極性とも称する)パルスの交番性を有する信号とされる。リードチャンネル4はその読み取り信号からチャネルデータを再生する。このとき、リードチャンネル4はPLL回路を用いて読み取り信号からクロック信号を再生することをしない。リードチャンネル4で生じたエラーはECC回路5で訂正可能にされる。駆動系制御回路8は磁気ディスク1の回転やヘッド2の位置を制御する。
前記リードチャンネル4は、前記コード化回路13及び周波数シンセサイザ14の他に、オートゲインコントローラ(AGC)16、フィルタ17、A/D変換回路(ADC)18、検出ゲート回路19、デコーダ20、コード復号回路21、及びサーボ回路22を有する。
前記AGC16はリードライトアンプ3から出力される再生波形信号の振幅を一定に制御し、前記フィルタ17は周波数スペクトルのナイキスト周波数内への絞り込みと、高周波ノイズ成分のカット等を行う。ADC18は前記フィルタの出力を非同期でサンプリングして量子化する。量子化ビット数は例えば6ビットである。ここで非同期とは、ADC18に入力される信号からPLL回路などを用いてクロック信号を再生せず、その再生クロック信号に同期してサンプリングしないということである。ADC18のサンプリングクロック信号は、例えば、前記周波数シンセサイザ14で生成されるコード化のために用いられるクロック信号と同じクロック信号24とされる。
前記再生波形信号は正極性パルスと負極性パルスの交番波形信号であるから、前記非同期サンプリングで量子化されたADC18の出力データ27は前記パルス毎に値が上下するデータ列となる。前記検出ゲート回路19は前記データ列の上下関係を検出して解析するものであり、各パルスのピーク検出等によってパルスの位置を正確に求める処理を行うものではない。
前記検出ゲート19及びデコーダ20は、ADC18でサンプリングされて量子化されたデータと、前記正極性パルス及び負極性パルスの理想波形のデータとの差分に基づいて前記情報信号(ここではADC18に入力されるフィルタ出力波形を意味する)26のパルス波形(もしくはパルス間隔)が最も近似する理想波形を順次決定し、決定された理想波形のパルス間隔に応ずるビット列を形成していく、波形検出手段を実現する。即ち、波形検出手段は、情報信号26の波形に最も近い理想波形を選ぶ事によって、情報信号26に含まれる交番パルスのパルス間隔を検出する。前記検出ゲート19では情報信号26のパルス波形若しくはパルス間隔がどの理想波形に最も近いか示すための尺度として相関データを前記クロック信号24に同期して1サイクル毎に生成する。前記デコーダ20は、クロック信号24の複数サイクル分、理想波形毎の前記相関データをシフトしながら相関データバッファに保持し、保持されている相関データをパルスの極性毎に辿りながら最小のものを抽出し、順次抽出された理想波形のパルス間隔に応ずるビット列をチャネルデータ(デコーダ出力)28として出力する。前記コード復号回路21はデコーダ20から供給されるチャネルデータ28をユーザデータ形式に復号する。
第2図には前記検出ゲート回路19の具体例が示される。ここでは、情報信号26が含むパルス間隔は、各極性において1〜5の、全体で10種類とする。以下の具体例ではこれを前提とする。前記検出ゲート回路19は、データ入力バッファ30及び波形検出回路WD1〜WD10を有する。
前記データ入力バッファ30は、前記パルス間隔の最大間隔数(=5)よりも2以上大きな段数、例えば8段のラッチFF1〜FF8を直列に有し、各ラッチFF1〜FF8はクロック信号24に同期してラッチ動作を行い、初段に前記ADC18で変換されたデータ27を入力する。図ではデータが1ビットのように示されているが、前述の如くデータ27は6ビットであり、各構成要素は6ビット並列処理に対応する構成であると理解されたい。ここで、前記ラッチ回路FF1〜FF8の段数は前記パルス間隔の最大間隔数(=5)よりも3大きい8段である。これは、パルス間隔5の理想波形データのデータ数(理想波形に対する標本点の数)が8個であることに対応させてある。ラッチ回路FF1〜FF8の段数が前記パルス間隔の最大間隔数(=5)よりも2以上大きければ、最大パルス間隔の入力データに対しても、パルス極性をも判定可能な範囲に亘って連続するサンプリングデータをデータ入力バッファ30の複数個のラッチ回路にラッチして並列出力することが可能になるからである。
前記波形検出回路WD1〜WD10は、理想波形データ出力手段としての理想波形データバッファDB1a〜DB10a、DB1b〜DB10bと、演算回路EX1〜EX10とを有する。
前記理想波形データバッファDB1a〜DB10a、DB1b〜DB10bは、前記正極性パルス及び負極性パルスの理想波形のデータをパルス間隔毎に且つ理想波形データの標本点を相互に半ピッチずらして別々に保有する。各理想波形データの標本点ピッチは前記クロック信号24の周期にほぼ一致されている。換言すれば、前記ADC18は前記理想波形のデータの標本点ピッチに応ずる周期のクロック信号24に同期して前記情報信号26を量子化する。
前記理想波形データの一例は第3図及び第4図に示され、同図の(A)〜(E)はパルス間隔が1〜5の理想波形及びそのデータを順次示している。理想波形上に離散的に示された○印の点が理想波形データを意味する。前記(A)〜(E)の夫々の左欄が正極性パルス、右欄が負極性パルスのデータを示し、(A)〜(E)の夫々の上欄と下欄で標本ピッチが半ピッチ(180°)ずらされている。第3図及び第4図に示されるpitがパルス間隔である。特に制限されないが、各理想波形データはパルス間隔の範囲に含まれる地点とその前後に2点のサンプリングポイントを有するデータとされ、パルス間隔1の理想波形に関する理想波形データは4点のデータを有し、順次パルス間隔が一つ増える毎にデータ点が一つ増えるようになっている。
理想波形データとして標本ピッチが半ピッチずれたデータを用意するのは次の理由による。情報信号から再生可能な再生クロック信号に対する前記非同期のクロック信号24の位相差は最大で180°であるから、これを考慮して上記理想波形データを用意しておけば、非同期のクロック信号24に前記再生クロック信号と位相差を生じても、最も近似する理想波形データの抽出には実質的な影響を与えないからである。
前記理想波形データバッファDB1a〜DB10a、DB1b〜DB10bは、第3図及び第4図に示された対応する理想波形データを各サンプリングポイントの並びで並列出力する。例えば理想波形データバッファDB1aは第2図及び第3図に例示されるように理想波形データD1〜D4を並列出力する。
演算回路EX1〜EX10は、前記理想波形データバッファDB1a〜DB10a、DB1b〜DB10bから出力される各理想波形データと前記データ入力バッファ30のラッチ回路FF1〜FF8から並列出力されるラッチデータとの差分に基づいて前記情報信号のパルス波形に対する夫々の理想波形の近似の状態を示す相関データS(1)〜S(10)を演算する。例えばその詳細が例示される演算回路EX1において、理想波形データバッファDB1a側にはその出力と対応するラッチ回路FF1〜FF4の出力との差分を夫々演算する4個の減算器SUBa、減算器SUBaの出力を自乗する4個の自乗器MULa及び自乗器MULaの出力を順次加算する3個の加算器ADDaを有する。同様に理想波形データバッファDB1b側にはその出力と対応するラッチ回路FF1〜FF4の出力との差分を夫々演算する4個の減算器SUBb、減算器SUBbの出力を自乗する4個の自乗器MULb及び自乗器MULbの出力を順次加算する3個の加算器ADDbを有する。この例によれば、前記加算器ADDa,ADDbによる加算結果の値が小さいほど入力が理想波形に近似していることを意味する。加算器ADDaによる換算結果と前記加算器ADDbによる加算結果とはコンパレータCMPで比較され、その比較結果に基づいて小さい方の加算結果がセレクタSELで選択され、選択された加算結果が相関データS(1)として出力される。その他の演算回路EX2〜EX10の詳細は、特に図示はしないが、演算回路EX1に対してデータ入力バッファ30からの入力が順次一つずつ増え、これに応じて減算回路SUBa,SUBb、自乗器MULa,MULb及び加算回路ADDa、ADDbが順次一対ずつ増加した構成を有する。
第5図には前記デコーダ20の詳細な一例が示される。デコーダ20は、相関データバッファRDB、最小パス追跡制御回路LPS、及びチャネルデータ出力回路SRBを有する。
相関データバッファRDBは、検出ゲート19で演算された相関データS(1)〜S(10)を初段に入力して順次クロック信号24に同期しながらシフトして保持する直列5段のラッチ回路ff1〜ff5によって構成された10本のシフトレジスタを有する。この相関データバッファRDBは、検出ゲート19で演算された相関データS(1)〜S(10)を前記パルス間隔の最大値5に相当する前記クロック信号24の5サイクル分順次シフトして保持することができる。
相関データバッファRDBに保持された相関データは第6図に例示するように、S(1,1)〜S(10,5)と表現する。相関データバッファRDBは、クロック信号24の5サイクル分連続する5個の相関データを各理想波形毎に有するから、相関データバッファRDB内にはそのときの情報信号のパルス間隔に応じて最小値を採る相関データが必ず出現することになる。要するに、情報信号のパルス間隔の最大値が5なので、5クロックサイクル分の相関データS(1、1)〜S(10、5)の中には必ず1つ最小になるべきデータがあり、それを相関データバッファRDBが保持する。
最小パス追跡制御回路LPSは第5図に示されるように、前記相関データバッファRDBが保持している50個の相関データS(1,1)〜S(10,5)を並列的に入力する。
第7図には最小パス追跡制御回路LPSによる処理手順が模式的に示される。最小パス追跡制御回路LPSは、前記相関データバッファRDBに保持されている一方の極性のパルスに関する相関データの中で最も小さい値を示す相関データを抽出する。例えば第7図の相関データS(m,n)を抽出する。抽出された相関データS(m,n)に対応する理想波形がそのときの情報信号に含まれていると見なすことができるから、当該相関データ対応の理想波形のパルス間隔(検出パルス間隔)数分のクロックサイクルを経れば、その次の極性逆転に係る理想パルス波形を特定可能になる。したがって、前記抽出した相関データS(m,n)に対応する理想波形の検出パルス間隔分だけ相関データバッファRDB内で相関データがシフトされるのを待って他方の極性のパルスに関する相関データの中で最も値に小さな相関データS(i,j)を抽出する処理を行う。上記最小値の相関データを抽出する処理を繰り返すことによって最小値の相関データを辿っていく。最小パス追跡制御回路LPSによる相関データの抽出は相関データバッファRDB内の時間的に前後する3クロックサイクル(3cyc)分のデータ範囲内で行うから、非同期のクロック信号と前記再生クロック信号との間に前記周波数誤差があっても最も近似する理想波形データの抽出には実質的な影響を与えない。
最小パス追跡制御回路LPSは上述のように順次決定された理想波形のパルス間隔に応ずるビット列を出力する。前記ビット列は理想波形のパルス間隔に従って予め決定してあり、特に制限されないが、第3図、第4図に例示されるように、パルス間隔1の場合には“1”、パルス間隔2の場合には“01”、パルス間隔3の場合には“001”、パルス間隔4の場合には“0001”、パルス間隔5の場合には“00001”とされる。要するに、パルス間隔に応じて論理値“1”の前に挿入される論理値“0”の個数が決定される。
第8図には最小パス追跡制御回路LPSによる処理の具体例が示される。先ず、初期状態では前の値が無いのでどこから始めるのかを決めなければならない。このため相関データバッファRDBに格納された5×10状態の相関データの内、最小のものを探す。第8図の例では(A)に例示されるように相関データ1(第6図のS(2,2))が抽出される。この相関データ1は正極性のパルス間隔2の相関データであるから、これ応ずるビット列“01”が出力され、更に、相関データが右方向に2回シフト動作されるのを待つ(B,C)。
次に、第8図の(C)に例示されるように、パルス間隔2だけずれた相関データS(x,2)の列の前後1列ずつを含めた負極性側の15個の相関データの中から最小値を選ぶ。前述のように±1クロックの誤差を許すため、当該ビットの前後1ビットの相関データについても最小データの探索対象にされる。図の例では、相関データ3(第6図のS(9,2))が抽出される。抽出された位置が次のビットの起点になる。抽出された相関データ3は負極性のパルス間隔4の相関データであるから、これ応ずるビット列“0001”が出力される。更に、次の相関データを抽出するために、先ず、相関データが右方向に4回シフト動作されるのを待つ(D,E,F,G)。
次に、第8図の(G)に例示されるように、パルス間隔4だけずれた相関データS(x,2)の列の前後1列ずつを含めた正極性側の15個の相関データの中から最小値を選ぶ。図の例では、相関データ2(第6図のS(1,2))である。この相関データ2は正極性のパルス間隔1の相関データであるから、これ応ずるビット列“1”が出力され、更に、相関データが右方向に1回シフト動作されるのを待つ(H)。
次に、第8図の(H)に例示されるように、パルス間隔1だけずれた相関データS(x,2)の列の前後1列ずつを含めた負極性側の15個の相関データの中から最小値を選ぶ。図の例では、相関データ3(第6図のS(6,2))である。この相関データ3は負極性のパルス間隔2の相関データであるから、これ応ずるビット列“01”が出力され、更に、相関データが右方向に2回シフト動作されるのを待つ(I,J)。
そして、第8図の(J)に例示されるように、パルス間隔2だけずれた相関データS(x,2)の列の前後1列ずつを含めた正極性側の15個の相関データの中から最小値を選ぶ。図の例では、相関データ2(第6図のS(3,2))である。この相関データ2は正極性のパルス間隔3の相関データであるから、これ応ずるビット列“001”が出力される。以下、図示は省略するが、上記同様の処理を繰り返して最小相関データの抽出が継続される。
第9図には前記チャネルデータ出力回路SRBの動作例が示される。チャネルデータ出力回路SRBは、最小パス追跡制御回路LPSから理想波形のパルス間隔に応じて出力されるビット列を、右詰めで順次シフト入力するシフトレジスタによって構成され、入力が8ビット以上になったところで8ビットを切り出してチャネルデータとして出力し、残りのビットを右詰めにする。第8図の例に従えば、最小パス追跡制御回路LPSは、順次ビット列“01”、“0001”、“1”、“01”を出力し、これをシリアル・シフト入力するチャネルデータ出力回路SRBは、8ビットのビット列“01000110”を切り出し、余ったビット“1”は次回出力するチャネルデータの先頭になるようにシフトされる。
以上説明したリードチャネル4によれば以下の作用効果を得る事ができる。
〔1〕正極性パルスと負極性パルスが交番され複数種類のパルス間隔を有する情報信号26からそのパルス間隔に応ずるビット列のチャネルデータ28を再生するとき、ADC18で量子化されたデータと前記理想波形データ出力手段から出力される各理想波形データとの差分に基づいて前記情報信号のパルス波形若しくはパルス間隔に最も近似する理想波形を検出して行く。即ち、情報信号に含まれる交番パルスのパルス間隔を、情報信号の波形に最も近い理想波形を選ぶ事によって検出する。したがって、情報信号のピーク検出を行う事を要しない。
更に、パルスに対して単位時間毎若しくは1ビット毎にパルスの有無を判定する場合にはPLL回路によってサンプリングポイントの精度を上げる必要があるが、上記手段では情報信号のパルス波形若しくはパルス間隔に最も近い理想波形を選ぶ事によって情報信号26に含まれる交番パルスのパルス間隔を検出するものであるから、サンプリングポイントの精度を上げる事は必須条件ではない。このため、情報信号26から同期クロックを再生するためのPLL回路を用いる必要はない。
PLL回路を用いる必要がないから、磁気ディスクへの記録密度及びトラック密度増大、高速アクセスによるデータ転送レートの高速化に対し、バーストエラーを生ずる虞を未然に防止する事ができる。
〔2〕前記パルス間隔の最大間隔数よりも2以上大きな段数のラッチ段を直列に有するデータ入力バッファに前記ADC18で量子化されたデータを入力する。ラッチ段の段数は前記パルス間隔の最大間隔数よりも2以上大きいから、最大パルス間隔の入力データに対しても、パルス極性をも判定可能な範囲に亘って連続するサンプリングデータをデータ入力バッファの複数個のラッチ回路にラッチして並列出力することが可能になる。
〔3〕前記相関データバッファRDBは前記波形検出回路WD1〜WD10で検出された相関データを少なくとも前記パルス間隔の最大値に相当する前記クロック信号サイクル数分順次シフトして保持可能であり、例えば、パルス間隔の最大値が5であるならば、各理想波形に対して連続する5個の相関データを有する相関データバッファRDB内には情報信号が保有するパルス間隔毎に最近似状態の相関データが出現することになるから、前記相関データバッファRDBに保持されている相関データを全て並列入力する最小パス追跡制御回路LPSによる相関データの抽出処理は、相関データバッファ内RDBの時間的に前後する所定範囲内で行うことができる。したがって、非同期のクロック信号と前記再生クロック信号との間に前記周波数誤差があっても最も近似する理想波形データの抽出には実質的な影響を与えない。
〔4〕前記理想波形データバッファDB1a〜DB10bは正極性及び負極性のパルス間隔毎に、理想波形データの標本点が相互に半ピッチずれたデータを別々に出力するから、前記再生クロック信号に対する非同期のクロック信号の位相差が最大で180°であることを考慮すれば、非同期のクロック信号に前記再生クロック信号と位相差を生じても、最も近似する理想波形データの抽出には実質的な影響を与えない。
〔5〕上記〔3〕〜〔4〕によれば、情報信号26と非同期のクロック信号24は情報信号26から再生可能な再生クロック信号と周波数及び位相の点で誤差を生ずるが、その誤差による影響を補償することができ、チャネルデータの再生に比較的高い精度を実現できる。
第10図にはチャネルデータの再生回路部分をアナログ回路を主体に構成したときの例が示される。前記ADC18の代わりに、クロック信号24に同期して前記情報信号26をサンプリングしてホールドするサンプル・ホールド回路18Aを採用する。その後段には、アナログ回路によって構成されたアナログ検出ゲート19A及びアナログデコーダ20Aが配置される。アナログ検出ゲート19A及びアナログデコーダ20Aは、前記検出ゲート19及びデコーダ20と同様のアルゴリズムによってチャネルデータを再生する。この例は、ADC18の電力消費が特に多い場合等に、電力消費を低減可能にする一例である。
第11図にはチャネルデータの再生回路部分をソフトウェア処理可能に構成したときの例が示される。即ち、ディジタル信号処理プログラムを実行するディジタル信号処理プロセッサ(DSP)40によって、前記検出ゲート19及びデコーダ20と同様の処理アルゴリズムによる検出ゲート機能19B及びデコーダ機能20Bを実現するものである。特に図示はしないがコード復号回路21の機能もDSP40で実現されている。
このとき、ADC18で変換されたデータ27を蓄えるバッファメモリ41を設け、前記バッファメモリ41から読み出されたデータをDSP40に供給する。これによれば、前記検出ゲート機能19Bに含まれる処理条件を変えて複数回再生処理を行う事によって、前記ECC回路5を利用したエラー訂正能力を向上させることができる。例えば、前記理想波形データバッファに、異なる使用条件を想定して決められた複数種類の理想波形データを設け、ECC回路によりチャネルデータに対する訂正不能なエラーが検出されたとき、出力される理想波形データの種類を切り換え可能にする。切り換えはソフトウェア処理で行えば良い。このとき、磁気ディスク1から情報信号を再読み込みしなくも済み、バッファメモリ41に対するメモリサクセスを行えばよく、再処理時間を短縮することができる。前記複数種類の理想波形は、例えば、使用雰囲気温度や圧力等に関する相違した使用条件の想定の下で決められる異なったデータである。
前記バッファメモリ41の効率的な利用はチャネルデータの再生のPLL回路を用いない事によって保証される。即ち、情報信号26を非同期サンプリングするから、サンプリングされたデータを1セクタのような比較的大きな単位でバッファメモリ41に蓄えても、後からそれらデータが無駄になることはない。PLL回路を用いる場合にはPLL回路のロックがはずれると、データをバッファに蓄えても、後からそのデータは全く使えない。
前記バッファメモリを有する構成はDSP40を用いた場合だけに限定されるものではない。第1図などに基いて今まで説明した構成にも当然適用可能である。
第12図にはバッファメモリを有する更に別の例を示す。第11図の構成において、再処理に際してバッファメモリ41のメモリアクセス時間もキャンセルするには、前記DSP40と同様のDSP40A,40Bを一対設け、それらを予め並列動作させ、エラー状況に応じて出力を選択すればよい。即ち、前記DSP40A,40Bの出力を選択してECC回路5Aに供給するセレクタ42を設ける。前記セレクタ42は、ECC回路5Aによるチャネルデータに対する訂正不能なエラーが検出されたとき選択状態が切り換えられる。
第13図には前記チャネルデータ再生のための構成を前記情報信号を伝送媒体から受け取るような通信制御用の装置に適用した例が示される。第1図との大きな相違点は再生波形の入力が伝送媒体46から供給されている点である。送信データはコード変換回路44、送信器45、伝送媒体46を介してAGC16に供給される。クロック信号24は周波数シンセサイザ又は基準クロック発生回路14Aで生成される。この場合も、ハードディスク装置と同様にPLL回路でデータに同期した再生クロック信号を生成して送信信号を量子化する必要はない。その他の構成は第1図等と同様ではその詳細な説明は省略する。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づいて具体的に説明したが本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
例えば、情報信号が有するパルス間隔の種類は上記の例に限定されず適宜変更可能である。これに応じて理想波形データの種類、理想波形データのデータ数なども変更可能である。また、データ入力バッファ30や相関データバッファRDBのラッチ段数の数も必要条件を満たす範囲で適宜変更可能である。また、相関データの最小値検出のための演算は差分の自乗和に限定されない。
産業上の利用可能性
本発明は、ハードディスク装置などの磁気記憶装置や通信制御装置においてランレングス符号化されたチャネルデータの再生に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る情報再生装置を適用したハードディスク装置のリードチャネルを例示したブロック図である。
第2図は検出ゲート回路の具体例を示す論理回路図である。
第3図は理想波形データの一例を第4図と共に示す説明図である。
第4図は理想波形データの一例を第3図と共に示す説明図である。
第5図は検出ゲートの出力を受けるデコーダの具体例を示す論理回路図である。
第6図は相関データバッファに保持された相関データの表現形式を例示する説明図である。
第7図は最小パス追跡制御回路による処理手順を模式的に示すフローチャートである。
第8図は最小パス追跡制御回路による処理の具体例を示すフローチャートである。
第9図はチャネルデータ出力回路の動作例を示す説明図である。
第10図はチャネルデータの再生回路部分をアナログ回路を主体に構成した例を示すブロック図である。
第11図はチャネルデータの再生回路部分をソフトウェア処理可能に構成した例を示すブロック図である。
第12図は量子化データを蓄えるバッファメモリを有する例を示すブロック図である。
第13図は情報信号を伝送媒体から受け取るような通信制御用の装置に適用した例を示すブロック図である。
Technical field
The present invention relates to an information reproducing apparatus or a disk drive apparatus that reproduces information from a signal having alternating polarity of a rising polarity pulse and a falling polarity pulse, and is applied to, for example, reproduction of run-length encoded channel data in a magnetic storage device. Related to effective technology.
Background art
In a magnetic storage device such as a hard disk drive device, user data is encoded into channel data as run-length encoded data, and recorded as magnetic transitions on the disk. In recording magnetic transitions, the run length is defined using a fixed frequency clock signal period. A read signal of recorded information by the magnetic head is a signal having alternating characteristics of rising polarity pulses and falling polarity pulses having a plurality of types of pulse intervals defined in advance. In order to reproduce the channel data from the read signal, the clock signal is reproduced based on the read signal, and the channel data is reproduced based on the relationship between the phase of the reproduced clock signal and the pulse width of the read signal. .
A PLL circuit can be used to reproduce the clock signal. That is, a read signal from the magnetic head is supplied to the PLL circuit to reproduce the clock signal. For example, in a magnetic storage device, a PLL pull-in pattern such as 101010... Is written at the top in several bytes for each sector (512-byte read data block unit), so that the phase of the PLL circuit can be easily pulled in. Has been.
However, there is a limit to the noise resistance of the PLL circuit, and the PLL circuit is unlocked in a noisy signal state. The loss of lock of the PLL circuit is called a burst error, and the read channel outputs all incorrect data from the point of the burst error. Normally, in a hard disk device, data output from a read channel can be corrected by an ECC (Error Check and Correct) circuit. However, this can only correct a few bytes of error in one sector, resulting in a burst error. There is no function to correct data. For this reason, the sector in which the burst error has occurred must be read again by retrying, which degrades the data access performance in the hard disk device.
In addition, if information recording density and track density of a recording disk in an information reproducing apparatus such as a hard disk device are increased and considering high-speed access thereof, it is considered that a PLL circuit that operates from 500 MHz to 1 GHz or more is necessary in the future. It is expected that it will be difficult to design such a high-speed PLL circuit.
If the noise resistance of the PLL circuit is low, a Viterbi decoder of PRML (Partial Response Maximum Likelihood) format that determines the logical value 1/0 of the sampling data in synchronization with the clock signal at the subsequent stage is an S / N (Signal / Noise) decoder. Even if high performance is realized in which data can be correctly judged even under bad conditions, the possibility of occurrence of a burst error due to data input accompanied by large noise cannot be avoided.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-120463 discloses a data recovery circuit with improved resistance to jitter. In this method, peak detection is performed on a signal, an interval between peaks is measured, a 1, 0 pattern corresponding to the measured value is obtained from a lookup table, and run-length encoded data is reproduced. . Although this technique does not use a PLL circuit, peak detection must be performed on a signal to be reproduced. In this peak detection, if the signal frequency is high, the noise is likely to be regarded as a peak. In this respect, it is considered that there is a limit to noise resistance.
An object of the present invention is to provide an information reproducing apparatus capable of detecting a pulse interval of an input signal without using a recovered clock signal by a PLL circuit and without performing peak detection for the input signal.
Another object of the present invention is to improve noise resistance of an information reproducing apparatus that reproduces information from a signal having alternating polarity of a rising polarity pulse and a falling polarity pulse.
Still another object of the present invention is to provide an information reproducing apparatus capable of accurately reproducing channel data that has been run-length encoded for a signal having a high data rate.
Another object of the present invention is to provide an information reproducing apparatus in which a burst error hardly occurs.
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the following description of the present specification and the accompanying drawings.
Disclosure of the invention
An information reproducing apparatus or semiconductor device according to the present invention is an apparatus for reproducing channel data of a bit string corresponding to a pulse interval from an information signal having a plurality of types of pulse intervals in which rising polarity pulses and falling polarity pulses are alternated. This information reproducing apparatus has ideal waveform data output means for outputting ideal waveform data for representing an ideal waveform related to the rising polarity pulse and an ideal waveform related to the falling polarity pulse for each pulse interval. The clock signal for sampling of the converting means that samples and quantizes the information signal is a clock signal having a period corresponding to the sampling point pitch of the ideal waveform data, for example. This clock signal may be asynchronous with the information signal, and need not be a clock signal regenerated from the information signal, and does not require a PLL circuit for clock recovery. The pulse interval of the alternating pulse included in the information signal is detected by selecting an ideal waveform closest to the waveform of the information signal. That is, an ideal waveform that approximates the pulse waveform or pulse interval of the information signal based on the difference between the data converted by the conversion means and each ideal waveform data output from the ideal waveform data output means is obtained by the waveform detection means. Determine sequentially. Therefore, it is not necessary to detect the peak of the information signal. The waveform detection means outputs a bit string corresponding to the pulse interval of the ideal waveform determined sequentially. This bit string is cut into channel data of a predetermined number of bits by the channel data output means and output to the subsequent stage.
When determining the presence / absence of a pulse for each unit time or for each bit with respect to the pulse, it is necessary to increase the accuracy of the sampling point by the PLL circuit. Since the pulse interval of the alternating pulse included in the information signal is detected by selecting the waveform, it is not essential to increase the accuracy of the sampling point. For this reason, it is not necessary to use a PLL circuit for reproducing the synchronous clock from the information signal.
A clock signal asynchronous with the information signal causes an error in terms of frequency and phase with respect to a recovered clock signal reproduced from the information signal, and it is desirable to configure the waveform detection means so as to compensate for the influence of the error. .
First, the waveform detection means can be constituted by a data input buffer, a calculation means, a correlation data buffer, and a tracking control means. The data input buffer includes in series latch circuits having two or more stages larger than the maximum number of pulse intervals. Each latch circuit performs a latch operation in synchronization with a clock signal, and the data converted by the conversion means in the first stage. Enter. If the number of stages of the latch circuit is two or more larger than the maximum number of pulse intervals, the sampling data continuous over the range in which the pulse polarity can be determined for the input data of the maximum pulse interval is stored in the data input buffer. A plurality of latch circuits can be latched and output in parallel. The arithmetic means is configured to output each ideal waveform for the pulse waveform of the information signal based on a difference between each ideal waveform data output from the ideal waveform data output means and latch data output in parallel from the plurality of latch circuits. Correlation data indicating the approximate state is calculated in synchronization with the clock signal. The correlation data buffer is capable of sequentially shifting and holding the correlation data calculated by the calculation means by the number of clock signal cycles corresponding to at least the maximum value of the pulse interval. For example, if the maximum value of the pulse interval is m, the correlation data buffer having m correlation data continuous with respect to each ideal waveform has correlation data in the closest state for each pulse interval held by the information signal. Will appear. From this point of view, the tracking control means corresponds to the process of extracting the correlation data indicating the closest state among the correlation data relating to the pulse of one polarity held in the correlation data buffer, and the extracted correlation data. The correlation data buffer is shifted by the pulse interval of the ideal waveform to be processed, and the correlation data indicating the most approximate state among the correlation data related to the pulse of the other polarity is extracted. Follow the correlation data in the closest state. Extraction of correlation data by the tracking control means can be performed within a predetermined range around the time in the correlation data buffer, so even if there is the frequency error between the asynchronous clock signal and the recovered clock signal. It has no substantial effect on the extraction of the most approximate ideal waveform data.
Secondly, the ideal waveform data output means separately outputs data in which the sample points of the ideal waveform data are shifted from each other by a half pitch for each pulse interval of the rising polarity and the falling polarity. Since the maximum phase difference of the asynchronous clock signal with respect to the recovered clock signal is 180 °, if the ideal waveform data is prepared taking this into consideration, the phase difference between the recovered clock signal and the recovered clock signal is set. Even if it occurs, it does not substantially affect the extraction of the most approximate ideal waveform data.
The conversion means is an A / D conversion circuit that converts the information signal into a digital signal in synchronization with a clock signal, or a sample and hold circuit that samples and holds the information signal in synchronization with the clock signal. In the former case, the waveform detecting means may be constituted by a digital circuit. A digital signal processor may be used as the digital circuit. In the latter case, the waveform detecting means may be constituted by an analog circuit.
When the information signal is a read signal from a disk, if it has a frequency synthesizer that generates a synchronization signal of information to be written to the disk, it is preferable to use the one output from the frequency synthesizer as the clock signal. Thereby, the frequency error between the asynchronous clock signal and the recovered clock signal can be easily reduced.
The information reproducing apparatus can be applied not only to an apparatus that reproduces a read signal from a disk, such as a hard disk apparatus, but also to an apparatus for communication control that receives the information signal from a transmission medium.
As one means for reducing the error rate of information reproduction, an ECC circuit that enables error check and correction on the channel data output from the channel data output means may be provided.
Since the conversion means asynchronously samples the information signal, even if the data converted by the conversion means is stored in the buffer memory in a relatively large unit such as one sector, the data will not be wasted later. When the PLL circuit is used, if the PLL circuit is unlocked, the data cannot be used at all afterwards even if the data is stored in the buffer.
If a buffer memory for storing the data converted by the converting means is provided and the data read from the buffer memory is supplied to the waveform detecting means, the processing conditions in the waveform detecting means are changed and the processing is performed a plurality of times. The error correction capability can be improved by performing the above. For example, the ideal waveform data output means has a plurality of types of ideal waveform data determined under different usage conditions, and the type of ideal waveform data to be output is an error that cannot be corrected by the ECC circuit with respect to channel data. Switchable when is detected. At this time, it is not necessary to re-read the information signal from the disk, the memory access to the buffer memory may be performed, and the reprocessing time can be shortened.
In order to cancel the memory access time at that time, it is only necessary to provide a plurality of waveform detection means having different conditions such as ideal waveform data in advance, operate them in parallel, and select an output according to the error situation. That is, a plurality of processing means including at least the ideal waveform data output means, calculation means, data buffer, tracking control means, and channel data output means are provided so as to be able to operate in parallel. Further, a selector that selects the channel data output means included in each of the processing means and selects the output of the selected channel data output means, and the channel data output from the channel data output means selected by the selector If error checking and correction are possible, an ECC circuit is provided. The selector is made switchable when an uncorrectable error for channel data by the ECC circuit is detected.
The ideal waveform output by the ideal waveform data output means included in each of the processing means is different data determined under the assumption of different use conditions relating to, for example, the use atmosphere temperature and pressure.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 illustrates a hard disk device to which the information reproducing apparatus according to the present invention is applied and its read channel.
The hard disk device includes a magnetic disk 1 on which information is recorded, a head 2 that performs writing / reading on the magnetic disk 1, a read / write integrated into a semiconductor integrated circuit that controls signals from the head 2 and signals to the head 2 The semiconductor integrated circuit includes an amplifier 3, a read channel 4 formed as a semiconductor integrated circuit for performing signal processing for writing and reading, and an ECC circuit 5 capable of performing error check and error correction of data reproduced by the read channel 4. A hard disk controller (HDC) 6, work memory 7, drive system control circuit 8, and power transistor circuit (COMBO) 11 that drives the disk motor 9 and the head motor 10 of the head assembly under the control of the drive system control circuit 8. Composed of etc. The hard disk controller 6 is interfaced with a host device (not shown).
At the time of writing to the magnetic disk 1, the user data output from the hard disk controller 6 is encoded into channel data as run-length encoded data by the encoding circuit 13 of the read channel 4, and magnetically passes through the read amplifier 3 and the head 2. Written on the disk 1 as magnetic transitions. When writing a magnetic transition, the run length is defined using a fixed frequency clock signal period, and the clock signal is a synchronization signal of the encoding circuit 13. For example, what is generated as the clock signal 24 by the frequency synthesizer 14 of the read channel 4 is used.
At the time of reading, the read waveform signal read from the disk 1 by the head 2 and amplified by the read / write amplifier 3 is converted into the original data by the read channel 4 and output to the hard disk controller 6. That is, the recording information read signal by the head 2 has alternating characteristics of a rising polarity (hereinafter referred to as positive polarity) pulse and a falling polarity (hereinafter also referred to as negative polarity) pulse having a plurality of predetermined pulse intervals. Is a signal having The read channel 4 reproduces channel data from the read signal. At this time, the read channel 4 does not reproduce the clock signal from the read signal using the PLL circuit. An error occurring in the read channel 4 can be corrected by the ECC circuit 5. The drive system control circuit 8 controls the rotation of the magnetic disk 1 and the position of the head 2.
In addition to the coding circuit 13 and the frequency synthesizer 14, the read channel 4 includes an auto gain controller (AGC) 16, a filter 17, an A / D conversion circuit (ADC) 18, a detection gate circuit 19, a decoder 20, and code decoding. A circuit 21 and a servo circuit 22 are included.
The AGC 16 controls the amplitude of the reproduced waveform signal output from the read / write amplifier 3 to be constant, and the filter 17 narrows the frequency spectrum to the Nyquist frequency, cuts high frequency noise components, and the like. The ADC 18 asynchronously samples and quantizes the output of the filter. The number of quantization bits is 6 bits, for example. Asynchronous here means that a clock signal is not regenerated from a signal input to the ADC 18 using a PLL circuit or the like, and sampling is not performed in synchronization with the regenerated clock signal. The sampling clock signal of the ADC 18 is, for example, the same clock signal 24 as the clock signal used for coding generated by the frequency synthesizer 14.
Since the reproduction waveform signal is an alternating waveform signal of a positive polarity pulse and a negative polarity pulse, the output data 27 of the ADC 18 quantized by the asynchronous sampling becomes a data string whose value increases and decreases for each pulse. The detection gate circuit 19 detects and analyzes the vertical relationship of the data string, and does not perform processing for accurately obtaining the position of the pulse by detecting the peak of each pulse.
The detection gate 19 and the decoder 20 are input to the information signal (here, the ADC 18) based on the difference between the data sampled and quantized by the ADC 18 and the ideal waveform data of the positive polarity pulse and the negative polarity pulse. Realizes a waveform detection means that sequentially determines the ideal waveform that 26 pulse waveforms (or pulse intervals) are closest to and forms a bit string corresponding to the determined ideal waveform pulse interval. To do. That is, the waveform detection means detects the pulse interval of the alternating pulse included in the information signal 26 by selecting an ideal waveform that is closest to the waveform of the information signal 26. The detection gate 19 generates correlation data every cycle in synchronization with the clock signal 24 as a measure for indicating which ideal waveform the pulse waveform or pulse interval of the information signal 26 is closest to. The decoder 20 shifts the correlation data for each ideal waveform for a plurality of cycles of the clock signal 24 and holds it in the correlation data buffer, and extracts the smallest one while tracing the held correlation data for each pulse polarity. Then, a bit string corresponding to the pulse interval of the ideal waveform sequentially extracted is output as channel data (decoder output) 28. The code decoding circuit 21 decodes the channel data 28 supplied from the decoder 20 into a user data format.
FIG. 2 shows a specific example of the detection gate circuit 19. Here, the pulse interval included in the information signal 26 is 1 to 5 in each polarity, and 10 types in total. This is assumed in the following specific examples. The detection gate circuit 19 includes a data input buffer 30 and waveform detection circuits WD1 to WD10.
The data input buffer 30 has two or more stages, for example, eight stages of latches FF1 to FF8 in series larger than the maximum number of pulse intervals (= 5), and each latch FF1 to FF8 is synchronized with the clock signal 24. Then, the latch operation is performed, and the data 27 converted by the ADC 18 is input to the first stage. Although the data is shown as 1 bit in the figure, as described above, the data 27 is 6 bits, and it should be understood that each component has a configuration corresponding to 6-bit parallel processing. Here, the number of stages of the latch circuits FF1 to FF8 is 8 stages, which is 3 larger than the maximum number of pulse intervals (= 5). This corresponds to the fact that the number of data of the ideal waveform data at the pulse interval 5 (the number of sample points with respect to the ideal waveform) is eight. If the number of stages of the latch circuits FF1 to FF8 is two or more larger than the maximum number of pulse intervals (= 5), it continues over the range in which the pulse polarity can be determined for the input data of the maximum pulse interval. This is because sampling data can be latched in a plurality of latch circuits of the data input buffer 30 and output in parallel.
The waveform detection circuits WD1 to WD10 include ideal waveform data buffers DB1a to DB10a and DB1b to DB10b as ideal waveform data output means, and arithmetic circuits EX1 to EX10.
The ideal waveform data buffers DB1a to DB10a and DB1b to DB10b separately hold the ideal waveform data of the positive polarity pulse and the negative polarity pulse every pulse interval and with the sample points of the ideal waveform data shifted from each other by a half pitch. . The sampling point pitch of each ideal waveform data is substantially coincident with the period of the clock signal 24. In other words, the ADC 18 quantizes the information signal 26 in synchronization with the clock signal 24 having a period corresponding to the sampling point pitch of the ideal waveform data.
An example of the ideal waveform data is shown in FIG. 3 and FIG. 4, and (A) to (E) in the figure sequentially show the ideal waveform and its data with pulse intervals of 1 to 5. The points marked with ○ on the ideal waveform discretely indicate the ideal waveform data. The left column of (A) to (E) shows the data of the positive pulse, the right column shows the data of the negative pulse, and the sample pitch is a half pitch in the upper and lower columns of (A) to (E), respectively. It is shifted (180 °). The pits shown in FIGS. 3 and 4 are pulse intervals. Although not particularly limited, each ideal waveform data is data having two sampling points before and after the point included in the range of the pulse interval, and the ideal waveform data relating to the ideal waveform of the pulse interval 1 has four points of data. Then, every time the pulse interval is sequentially increased, one data point is increased.
The reason why data having a sample pitch shifted by a half pitch is prepared as ideal waveform data. Since the phase difference of the asynchronous clock signal 24 with respect to the regenerated clock signal reproducible from the information signal is 180 ° at the maximum, if the above ideal waveform data is prepared in consideration of this, the asynchronous clock signal 24 becomes This is because even if a phase difference occurs with the reproduced clock signal, it does not substantially affect the extraction of the ideal waveform data that is most approximated.
The ideal waveform data buffers DB1a to DB10a and DB1b to DB10b output the corresponding ideal waveform data shown in FIG. 3 and FIG. 4 in parallel in the arrangement of each sampling point. For example, the ideal waveform data buffer DB1a outputs ideal waveform data D1 to D4 in parallel as illustrated in FIGS.
The arithmetic circuits EX1 to EX10 calculate the difference between the ideal waveform data output from the ideal waveform data buffers DB1a to DB10a and DB1b to DB10b and the latch data output in parallel from the latch circuits FF1 to FF8 of the data input buffer 30. Based on this, correlation data S (1) to S (10) indicating the approximate state of each ideal waveform with respect to the pulse waveform of the information signal is calculated. For example, in the arithmetic circuit EX1 whose details are exemplified, on the ideal waveform data buffer DB1a side, there are four subtractors SUBa and subtracters SUBa for calculating the difference between the output and the outputs of the corresponding latch circuits FF1 to FF4, respectively. There are four squarers MULa that square the outputs, and three adders ADDa that sequentially add the outputs of the squarers MULa. Similarly, on the ideal waveform data buffer DB1b side, four subtracters SUBb for calculating the difference between the output and the outputs of the corresponding latch circuits FF1 to FF4, respectively, and four squarers MULb that square the outputs of the subtractor SUBb. And three adders ADDb for sequentially adding the outputs of the squarer MULb. According to this example, the smaller the value of the addition result by the adders ADDa and ADDb, the closer the input is to an ideal waveform. The conversion result by the adder ADDa and the addition result by the adder ADDb are compared by the comparator CMP, the smaller addition result is selected by the selector SEL based on the comparison result, and the selected addition result is the correlation data S ( 1) is output. Although details of the other arithmetic circuits EX2 to EX10 are not particularly shown, inputs from the data input buffer 30 are sequentially increased one by one with respect to the arithmetic circuit EX1, and in accordance therewith, subtraction circuits SUBa and SUBb, and a square unit MULa , MULb and adder circuits ADDa and ADDb are sequentially increased in pairs.
FIG. 5 shows a detailed example of the decoder 20. The decoder 20 includes a correlation data buffer RDB, a minimum path tracking control circuit LPS, and a channel data output circuit SRB.
The correlation data buffer RDB inputs the correlation data S (1) to S (10) calculated by the detection gate 19 to the first stage and sequentially shifts and holds the data while synchronizing with the clock signal 24. It has 10 shift registers configured by ~ ff5. The correlation data buffer RDB sequentially holds the correlation data S (1) to S (10) calculated by the detection gate 19 for five cycles of the clock signal 24 corresponding to the maximum value 5 of the pulse interval. be able to.
The correlation data held in the correlation data buffer RDB is expressed as S (1,1) to S (10,5) as illustrated in FIG. Since the correlation data buffer RDB has five correlation data continuous for five cycles of the clock signal 24 for each ideal waveform, a minimum value is set in the correlation data buffer RDB according to the pulse interval of the information signal at that time. The correlation data to be collected will always appear. In short, since the maximum value of the pulse interval of the information signal is 5, the correlation data S (1, 1) to S (10, 5) for 5 clock cycles always includes data that should be minimized. Is stored in the correlation data buffer RDB.
As shown in FIG. 5, the minimum path tracking control circuit LPS inputs 50 correlation data S (1, 1) to S (10, 5) held in the correlation data buffer RDB in parallel. .
FIG. 7 schematically shows a processing procedure by the minimum path tracking control circuit LPS. The minimum path tracking control circuit LPS extracts the correlation data indicating the smallest value among the correlation data regarding the pulses of one polarity held in the correlation data buffer RDB. For example, the correlation data S (m, n) in FIG. 7 is extracted. Since it can be considered that the ideal waveform corresponding to the extracted correlation data S (m, n) is included in the information signal at that time, the number of pulse intervals (detection pulse intervals) of the ideal waveform corresponding to the correlation data After a minute clock cycle, it is possible to specify the ideal pulse waveform for the next polarity reversal. Accordingly, after the correlation data is shifted in the correlation data buffer RDB by the detection pulse interval of the ideal waveform corresponding to the extracted correlation data S (m, n), The process of extracting the correlation data S (i, j) having the smallest value is performed. The minimum value correlation data is traced by repeating the process of extracting the minimum value correlation data. Since the extraction of the correlation data by the minimum path tracking control circuit LPS is performed within a data range of three clock cycles (3 cyc) that are temporally mixed in the correlation data buffer RDB, between the asynchronous clock signal and the recovered clock signal. Even if there is a frequency error, the extraction of ideal waveform data that is most approximate is not substantially affected.
The minimum path tracking control circuit LPS outputs a bit string corresponding to the pulse interval of the ideal waveform sequentially determined as described above. The bit string is determined in advance according to the pulse interval of the ideal waveform, and is not particularly limited. However, as illustrated in FIG. 3 and FIG. 4, the case of pulse interval 1 is “1”, and the case of pulse interval 2 Is “01”, the pulse interval is “001”, the pulse interval is “0001”, and the pulse interval is “00001”. In short, the number of logical values “0” inserted before the logical value “1” is determined according to the pulse interval.
FIG. 8 shows a specific example of processing by the minimum path tracking control circuit LPS. First, since there is no previous value in the initial state, it is necessary to decide where to start. Therefore, the smallest one of the 5 × 10 state correlation data stored in the correlation data buffer RDB is searched. In the example of FIG. 8, correlation data 1 (S (2, 2) of FIG. 6) is extracted as illustrated in FIG. Since this correlation data 1 is correlation data with a positive pulse interval 2, a corresponding bit string “01” is output, and further waiting for the correlation data to be shifted twice in the right direction (B, C). .
Next, as illustrated in FIG. 8C, 15 pieces of correlation data on the negative polarity side including one column before and after the column of correlation data S (x, 2) shifted by a pulse interval of 2 are included. Select the minimum value from. As described above, in order to allow an error of ± 1 clock, the correlation data of 1 bit before and after the bit is also searched for the minimum data. In the example shown in the figure, correlation data 3 (S (9, 2) in FIG. 6) is extracted. The extracted position becomes the starting point of the next bit. Since the extracted correlation data 3 is the correlation data of the negative pulse interval 4, the corresponding bit string “0001” is output. Further, in order to extract the next correlation data, first, it waits for the correlation data to be shifted four times in the right direction (D, E, F, G).
Next, as illustrated in FIG. 8 (G), 15 pieces of correlation data on the positive polarity side including one column before and after the column of correlation data S (x, 2) shifted by the pulse interval 4 are used. Select the minimum value from. In the example shown in the figure, correlation data 2 (S (1, 2) in FIG. 6). Since this correlation data 2 is correlation data with a positive pulse interval 1, a corresponding bit string “1” is output, and it is waited for the correlation data to be shifted once in the right direction (H).
Next, as illustrated in FIG. 8H, 15 pieces of correlation data on the negative polarity side including one column before and after the column of correlation data S (x, 2) shifted by a pulse interval of 1 are included. Select the minimum value from. In the example shown in the figure, this is correlation data 3 (S (6, 2) in FIG. 6). Since this correlation data 3 is correlation data with a negative pulse interval 2, a corresponding bit string “01” is output, and further waiting for the correlation data to be shifted twice in the right direction (I, J). .
Then, as illustrated in FIG. 8J, 15 correlation data on the positive polarity side including one column before and after the column of the correlation data S (x, 2) shifted by the pulse interval 2 are obtained. Select the minimum value from the medium. In the example shown in the figure, the correlation data is 2 (S (3, 2) in FIG. 6). Since this correlation data 2 is correlation data with a positive pulse interval 3, a corresponding bit string “001” is output. Hereinafter, although illustration is omitted, the extraction of the minimum correlation data is continued by repeating the same processing as described above.
FIG. 9 shows an operation example of the channel data output circuit SRB. The channel data output circuit SRB is composed of a shift register that sequentially shifts and inputs a bit string output from the minimum path tracking control circuit LPS according to the pulse interval of the ideal waveform, and when the input becomes 8 bits or more. 8 bits are cut out and output as channel data, and the remaining bits are right-justified. According to the example of FIG. 8, the minimum path tracking control circuit LPS sequentially outputs bit strings “01”, “0001”, “1”, “01”, and channel data output circuit SRB that serially inputs these. Cuts out an 8-bit bit string “01000110” and the surplus bit “1” is shifted to the beginning of the channel data to be output next time.
According to the read channel 4 described above, the following operational effects can be obtained.
[1] When reproducing channel data 28 of a bit string corresponding to a pulse interval from an information signal 26 in which a positive pulse and a negative pulse are alternated and having a plurality of types of pulse intervals, the data quantized by the ADC 18 and the ideal waveform are reproduced. Based on the difference from each ideal waveform data output from the data output means, an ideal waveform that most closely approximates the pulse waveform or pulse interval of the information signal is detected. That is, the pulse interval of the alternating pulse included in the information signal is detected by selecting an ideal waveform closest to the waveform of the information signal. Therefore, it is not necessary to detect the peak of the information signal.
Furthermore, when determining the presence / absence of a pulse every unit time or one bit with respect to the pulse, it is necessary to increase the accuracy of the sampling point by the PLL circuit. Since the pulse interval of the alternating pulse included in the information signal 26 is detected by selecting a near ideal waveform, it is not essential to increase the accuracy of the sampling point. For this reason, it is not necessary to use a PLL circuit for regenerating the synchronous clock from the information signal 26.
Since there is no need to use a PLL circuit, it is possible to prevent the possibility of burst errors with respect to an increase in recording density and track density on the magnetic disk and an increase in data transfer rate due to high-speed access.
[2] The data quantized by the ADC 18 is input to a data input buffer having in series two or more latch stages larger than the maximum number of pulse intervals. Since the number of latch stages is two or more larger than the maximum number of pulse intervals, continuous sampling data over the range in which the pulse polarity can be determined for the input data of the maximum pulse interval is stored in the data input buffer. A plurality of latch circuits can be latched and output in parallel.
[3] The correlation data buffer RDB can sequentially hold and hold the correlation data detected by the waveform detection circuits WD1 to WD10 by at least the number of clock signal cycles corresponding to the maximum value of the pulse interval. If the maximum value of the pulse interval is 5, the correlation data in the closest state is stored in the correlation data buffer RDB having five correlation data continuous for each ideal waveform for each pulse interval held by the information signal. Therefore, the correlation data extraction process by the minimum path tracking control circuit LPS that inputs all the correlation data held in the correlation data buffer RDB in parallel is a predetermined time that is before and after the RDB in the correlation data buffer. Can be done within range. Therefore, even if there is the frequency error between the asynchronous clock signal and the recovered clock signal, the extraction of the ideal waveform data that is most approximate is not affected.
[4] Since the ideal waveform data buffers DB1a to DB10b separately output data in which the sample points of the ideal waveform data are shifted from each other by a half pitch at every positive and negative pulse intervals, they are asynchronous with respect to the reproduced clock signal. In consideration of the fact that the phase difference of the clock signal is 180 ° at the maximum, even if the asynchronous clock signal has a phase difference with the reproduced clock signal, it has a substantial effect on the extraction of the most approximate ideal waveform data. Not give.
[5] According to the above [3] to [4], the clock signal 24 asynchronous with the information signal 26 causes an error in terms of frequency and phase with the reproduction clock signal reproducible from the information signal 26. The influence can be compensated, and relatively high accuracy can be realized in the reproduction of channel data.
FIG. 10 shows an example in which the reproduction circuit portion of the channel data is mainly composed of an analog circuit. Instead of the ADC 18, a sample / hold circuit 18A that samples and holds the information signal 26 in synchronization with the clock signal 24 is employed. At the subsequent stage, an analog detection gate 19A and an analog decoder 20A configured by analog circuits are arranged. The analog detection gate 19A and the analog decoder 20A reproduce the channel data by the same algorithm as the detection gate 19 and the decoder 20. This example is an example that makes it possible to reduce power consumption when the power consumption of the ADC 18 is particularly high.
FIG. 11 shows an example in which the channel data reproduction circuit portion is configured to be capable of software processing. That is, a detection gate function 19B and a decoder function 20B based on the same processing algorithm as the detection gate 19 and decoder 20 are realized by a digital signal processor (DSP) 40 that executes a digital signal processing program. Although not shown in particular, the function of the code decoding circuit 21 is also realized by the DSP 40.
At this time, a buffer memory 41 for storing the data 27 converted by the ADC 18 is provided, and the data read from the buffer memory 41 is supplied to the DSP 40. According to this, the error correction capability using the ECC circuit 5 can be improved by performing the reproduction processing a plurality of times while changing the processing conditions included in the detection gate function 19B. For example, the ideal waveform data buffer is provided with a plurality of types of ideal waveform data determined under different usage conditions, and the ideal waveform data that is output when an uncorrectable error with respect to channel data is detected by the ECC circuit. The type of can be switched. Switching may be performed by software processing. At this time, it is not necessary to re-read the information signal from the magnetic disk 1, the memory access to the buffer memory 41 may be performed, and the reprocessing time can be shortened. The plurality of types of ideal waveforms are different data determined under the assumption of different use conditions regarding, for example, the use atmosphere temperature and pressure.
Efficient use of the buffer memory 41 is ensured by not using a PLL circuit for reproducing channel data. That is, since the information signal 26 is asynchronously sampled, even if the sampled data is stored in the buffer memory 41 in a relatively large unit such as one sector, the data is not wasted later. When the PLL circuit is used, if the PLL circuit is unlocked, the data cannot be used at all afterwards even if the data is stored in the buffer.
The configuration having the buffer memory is not limited to the case where the DSP 40 is used. Of course, the present invention can also be applied to the configuration described so far based on FIG.
FIG. 12 shows still another example having a buffer memory. In the configuration of FIG. 11, in order to cancel the memory access time of the buffer memory 41 at the time of reprocessing, a pair of DSPs 40A and 40B similar to the DSP 40 are provided, they are operated in parallel, and an output is selected according to an error situation. do it. That is, a selector 42 is provided that selects the output of the DSPs 40A and 40B and supplies it to the ECC circuit 5A. The selector 42 is switched to a selected state when an uncorrectable error is detected in the channel data by the ECC circuit 5A.
FIG. 13 shows an example in which the configuration for reproducing the channel data is applied to a communication control apparatus that receives the information signal from a transmission medium. A major difference from FIG. 1 is that the input of the reproduction waveform is supplied from the transmission medium 46. The transmission data is supplied to the AGC 16 via the code conversion circuit 44, the transmitter 45, and the transmission medium 46. The clock signal 24 is generated by a frequency synthesizer or reference clock generation circuit 14A. In this case as well, there is no need to generate a reproduction clock signal synchronized with data by the PLL circuit and quantize the transmission signal as in the hard disk device. Other configurations are the same as those in FIG. 1 and the like, and detailed description thereof is omitted.
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
For example, the type of pulse interval included in the information signal is not limited to the above example and can be changed as appropriate. Accordingly, the type of ideal waveform data, the number of ideal waveform data, and the like can be changed. In addition, the number of latch stages of the data input buffer 30 and the correlation data buffer RDB can be appropriately changed within a range that satisfies the necessary conditions. Further, the calculation for detecting the minimum value of the correlation data is not limited to the square sum of the differences.
Industrial applicability
The present invention can be widely applied to reproduction of run-length encoded channel data in a magnetic storage device such as a hard disk device or a communication control device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a read channel of a hard disk device to which an information reproducing apparatus according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a logic circuit diagram showing a specific example of the detection gate circuit.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of ideal waveform data together with FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of ideal waveform data together with FIG.
FIG. 5 is a logic circuit diagram showing a specific example of a decoder that receives the output of the detection gate.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the expression format of correlation data held in the correlation data buffer.
FIG. 7 is a flowchart schematically showing a processing procedure by the minimum path tracking control circuit.
FIG. 8 is a flowchart showing a specific example of processing by the minimum path tracking control circuit.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an operation example of the channel data output circuit.
FIG. 10 is a block diagram showing an example in which the reproduction circuit portion of channel data is mainly composed of an analog circuit.
FIG. 11 is a block diagram showing an example in which the reproduction circuit portion of the channel data is configured so that software processing is possible.
FIG. 12 is a block diagram showing an example having a buffer memory for storing quantized data.
FIG. 13 is a block diagram showing an example applied to a communication control apparatus that receives an information signal from a transmission medium.

Claims (13)

立ち上がり極性パルスと立ち下がり極性パルスが交番され複数種類のパルス間隔を有する情報信号からそのパルス間隔に応ずるビット列のチャネルデータを再生する情報再生装置であって、
パルス間隔別に前記立ち上がり極性パルスに関する理想波形及び立ち下がり極性パルスに関する理想波形を表すための理想波形データを出力する理想波形データ出力手段と、
前記理想波形データの標本点ピッチに応ずる周期のクロック信号に同期して前記情報信号を標本化若しくは量子化する変換手段と、
前記変換手段で変換されたデータと前記出力手段から出力される各理想波形データとの差分に基づいて前記情報信号のパルス波形に近似する理想波形を順次決定していく波形検出手段と、
前記波形検出手段で順次決定された理想波形のパルス間隔に応ずるビット列を形成し前記チャネルデータとして出力するチャネルデータ出力手段と、を含んで成るものであることを特徴とする情報再生装置。
An information reproducing apparatus for reproducing channel data of a bit string corresponding to a pulse interval from an information signal having a plurality of types of pulse intervals in which rising polarity pulses and falling polarity pulses are alternated,
Ideal waveform data output means for outputting ideal waveform data for representing the ideal waveform related to the rising polarity pulse and the ideal waveform related to the falling polarity pulse for each pulse interval;
Conversion means for sampling or quantizing the information signal in synchronization with a clock signal having a period corresponding to the sampling point pitch of the ideal waveform data;
Waveform detection means for sequentially determining an ideal waveform that approximates the pulse waveform of the information signal based on the difference between the data converted by the conversion means and each ideal waveform data output from the output means;
An information reproducing apparatus comprising: channel data output means for forming a bit string corresponding to a pulse interval of an ideal waveform sequentially determined by the waveform detection means and outputting the bit data as the channel data.
前記波形検出手段は、
前記パルス間隔の最大間隔数よりも2以上大きな段数のラッチ回路を直列に有し各ラッチ回路はクロック信号に同期してラッチ動作を行い初段に前記変換手段で変換されたデータを入力するデータ入力パッファと、
前記理想波形データ出力手段から出力される各理想波形データと前記複数のラッチ回路のラッチデータとの差分に基づいて前記情報信号のパルス波形に対する夫々の理想波形の近似の状態を示す相関データを前記クロック信号に同期して演算する演算手段と、
前記演算手段で演算された相関データを少なくとも前記パルス間隔の最大値に相当する前記クロック信号サイクル数分順次シフトして保持可能な相関データバッファと、
前記相関データバッファに保持されている一方の極性のパルスに関する相関データの中で最も近似する状態を示す相関データを抽出する処理と、抽出した相関データに対応する理想波形のパルス間隔分だけ相関データバッファ内で相関データがシフトされるのを待って他方の極性のパルスに関する相関データの中で最も近似する状態を示す相関データを抽出する処理とを行って最も近似する状態の相関データを辿っていく追跡制御手段と、を含んで成るものであることを特徴とする請求項1記載の情報再生装置。
The waveform detection means includes
A data input for inputting in a first stage the data converted by the conversion means in the first stage, each latch circuit performing a latch operation in synchronization with a clock signal, having a latch circuit of two or more stages larger than the maximum number of pulse intervals. Puffer,
Correlation data indicating the approximate state of each ideal waveform with respect to the pulse waveform of the information signal based on the difference between each ideal waveform data output from the ideal waveform data output means and the latch data of the plurality of latch circuits. A calculation means for calculating in synchronization with the clock signal;
A correlation data buffer capable of sequentially shifting and holding the correlation data calculated by the calculation means by the number of clock signal cycles corresponding to at least the maximum value of the pulse interval;
Processing for extracting correlation data indicating the closest state among correlation data relating to pulses of one polarity held in the correlation data buffer, and correlation data corresponding to the pulse interval of the ideal waveform corresponding to the extracted correlation data Waiting for the correlation data to be shifted in the buffer, and extracting the correlation data indicating the most approximate state among the correlation data related to the other polarity pulse, and tracing the correlation data in the most approximate state 2. An information reproducing apparatus according to claim 1, further comprising tracking control means.
前記理想波形データ出力手段は、立ち上がり極性及び立ち下がり極性のパルス間隔毎に、理想波形データの標本点が相互に半ピッチずれたデータを別々に出力するものであることを特徴とする請求項1又は2記載の情報再生装置。2. The ideal waveform data output means separately outputs data in which sample points of ideal waveform data are shifted from each other by a half pitch for each pulse interval of rising polarity and falling polarity. Or the information reproduction apparatus of 2. 前記変換手段は、クロック信号に同期して前記情報信号をディジタル信号に変換するA/D変換回路、又はクロック信号に同期して前記情報信号をサンプリングしてホールドするサンプル・ホールド回路であることを特徴とする請求項1又は2記載の情報再生装置。The conversion means is an A / D conversion circuit that converts the information signal into a digital signal in synchronization with a clock signal, or a sample and hold circuit that samples and holds the information signal in synchronization with the clock signal. The information reproducing apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that 前記情報信号はディスクからの読取り信号であり、前記ディスクへ書込む情報の同期信号を生成する周波数シンセサイザを有し、前記クロック信号は前記周波数シンセサイザから出力されるものであることを特徴とする請求項1又は2記載の情報再生装置。The information signal is a read signal from a disk, and has a frequency synthesizer that generates a synchronization signal of information to be written to the disk, and the clock signal is output from the frequency synthesizer. Item 3. The information reproducing apparatus according to Item 1 or 2. 前記情報信号を伝送媒体から受け取るものであることを特徴とする請求項1又は2記載の情報再生装置。3. The information reproducing apparatus according to claim 1, wherein the information signal is received from a transmission medium. 前記チャネルデータ出力手段から出力されるチャネルデータに対してエラーチェック及び訂正を可能にするECC回路を更に有して成るものであることを特徴とする請求項1又は2記載の情報再生装置。3. The information reproducing apparatus according to claim 1, further comprising an ECC circuit that enables error checking and correction on channel data output from the channel data output means. 前記変換手段で変換されたデータを蓄えるバッファメモリを有し、前記バッファメモリから読み出されたデータが前記波形検出手段に供給されるものであることを特徴とする請求項7記載の情報再生装置。8. An information reproducing apparatus according to claim 7, further comprising a buffer memory for storing data converted by said converting means, wherein data read from said buffer memory is supplied to said waveform detecting means. . 前記理想波形データ出力手段は、異なる使用条件を想定して決められた複数種類の理想波形データを有し、出力される理想波形データの種類は、ECC回路によりチャネルデータに対する訂正不能なエラーが検出されたとき切り換え可能にされるものであることを特徴とする請求項8記載の情報再生装置。The ideal waveform data output means has a plurality of types of ideal waveform data determined on the assumption of different use conditions, and the type of ideal waveform data to be output detects an uncorrectable error with respect to channel data by an ECC circuit. 9. The information reproducing apparatus according to claim 8, wherein the information reproducing apparatus is capable of being switched when it is set. 少なくとも前記理想波形データ出力手段、演算手段、データバッファ、追跡制御手段、及びチャネルデータ出力手段を含む処理手段を並列動作可能に複数組有し、
前記夫々の処理手段に含まれるチャネルデータ出力手段を選択し選択したチャネルデータ出力手段の出力を選択するセレクタと、
前記セレクタで選択されたチャネルデータ出力手段から出力されるチャネルデータに対してエラーチェック及び訂正を可能にするとECC回路とを設け、
前記セレクタは、ECC回路によるチャネルデータに対する訂正不能なエラーが検出されたとき選択状態が切り換え可能にされるものであることを特徴とする請求項2記載の情報再生装置。
A plurality of processing means including at least the ideal waveform data output means, calculation means, data buffer, tracking control means, and channel data output means so as to be able to operate in parallel;
A selector for selecting the channel data output means included in each of the processing means and selecting the output of the selected channel data output means;
An ECC circuit is provided to enable error checking and correction for the channel data output from the channel data output means selected by the selector,
3. The information reproducing apparatus according to claim 2, wherein the selector is configured so that a selection state can be switched when an uncorrectable error with respect to channel data by the ECC circuit is detected.
前記夫々の処理手段に含まれる理想波形データ出力手段が出力する理想波形は異なる使用条件の想定の下で決められた異なるデータであることを特徴とする請求項10記載の情報再生装置。11. The information reproducing apparatus according to claim 10, wherein the ideal waveform output from the ideal waveform data output means included in each of the processing means is different data determined under the assumption of different use conditions. 立ち上がり極性パルスと立ち下がり極性パルスが交番され複数種類のパルス間隔を有する情報信号からそのパルス間隔に応ずるビット列のチャネルデータを再生する半導体装置であって、
パルス間隔別に前記立ち上がり極性パルスに関する理想波形及び立ち下がり極性パルスに関する理想波形を表すための理想波形データであって理想波形データの標本点ピッチが半ピッチずれたデータを別々に出力する理想波形データ出力手段と、
前記標本点ピッチに応ずる周期のクロック信号に同期して前記情報信号を標本化若しくは量子化する変換手段と、
前記変換手段で変換されたデータと前記出力手段から出力される各理想波形データとの差分に基づいて前記情報信号のパルス間隔に近似する理想波形を順次決定していく波形検出手段と、
前記波形検出手段で順次決定された理想波形のパルス間隔に応ずるビット列を形成し前記チャネルデータとして出力するチャネルデータ出力手段と、を含んで成るものであることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device for reproducing channel data of a bit string corresponding to a pulse interval from an information signal having a plurality of types of pulse intervals in which a rising polarity pulse and a falling polarity pulse are alternated,
Ideal waveform data output that outputs ideal waveform data for representing the ideal waveform related to the rising polarity pulse and the ideal waveform related to the falling polarity pulse for each pulse interval, and the sample point pitch of the ideal waveform data is shifted by a half pitch. Means,
Conversion means for sampling or quantizing the information signal in synchronization with a clock signal having a period corresponding to the sample point pitch;
Waveform detection means for sequentially determining an ideal waveform that approximates the pulse interval of the information signal based on the difference between the data converted by the conversion means and each ideal waveform data output from the output means;
And a channel data output means for forming a bit string corresponding to the pulse interval of the ideal waveform sequentially determined by the waveform detection means and outputting as the channel data.
立ち上がり極性パルスと立ち下がり極性パルスが交番され複数種類のパルス間隔を有する情報信号からそのパルス間隔に応ずるビット列のチャネルデータを再生する半導体装置であって、
パルス間隔別に前記立ち上がり極性パルスに関する理想波形及び立ち下がり極性パルスに関する理想波形を表すための理想波形データを出力する理想波形データ出力手段と、
クロック信号に同期して前記情報信号を標本化若しくは量子化する変換手段と、
前記パルス間隔の最大間隔数よりも2以上大きな段数のラッチ回路を直列に有し各ラッチ回路はクロック信号に同期してラッチ動作を行い初段に前記変換手段で変換されたデータを入力するデータ入力バッファと、
前記出力手段から出力される各理想波形データと前記複数のラッチ回路のラッチデータとの差分に基づいて前記情報信号のパルス波形に対する夫々の理想波形の近似の状態を示す相関データを前記クロック信号に同期して演算する演算手段と、
前記演算手段で演算された相関データを少なくとも前記パルス間隔の最大値に相当するクロック信号サイクル数分順次シフトして保持可能な相関データバッファと、
前記相関データバッファに保持されている一方の極性のパルスに関する相関データの中で最も近似する状態を示す相関データを抽出する処理と、抽出した相関データに対応する理想波形のパルス間隔分だけ相関データバッファ内で相関データがシフトされるのを待って他方の極性のパルスに関する相関データの中で最も近似する状態を示す相関データを抽出する処理とを行って最も近似する状態の相関データを辿っていく追跡制御手段と、
前記追跡制御手段で順次抽出された相関データに応ずる理想波形のパルス間隔に応ずるビット列を所定のビットフォーマットに変換して前記チャネルデータとして出力するチャネルデータ出力手段と、が半導体チップに形成されて成るものであることを特徴とする情報再生装置。
A semiconductor device for reproducing channel data of a bit string corresponding to a pulse interval from an information signal having a plurality of types of pulse intervals in which a rising polarity pulse and a falling polarity pulse are alternated,
Ideal waveform data output means for outputting ideal waveform data for representing the ideal waveform related to the rising polarity pulse and the ideal waveform related to the falling polarity pulse for each pulse interval;
Conversion means for sampling or quantizing the information signal in synchronization with a clock signal;
A data input for inputting in a first stage the data converted by the conversion means in the first stage, each latch circuit performing a latch operation in synchronization with a clock signal, having a latch circuit of two or more stages larger than the maximum number of pulse intervals. A buffer,
Based on the difference between each ideal waveform data output from the output means and the latch data of the plurality of latch circuits, correlation data indicating the approximate state of each ideal waveform with respect to the pulse waveform of the information signal is used as the clock signal. Calculation means for calculating synchronously;
A correlation data buffer capable of sequentially shifting and holding the correlation data calculated by the calculation means by at least the number of clock signal cycles corresponding to the maximum value of the pulse interval;
Processing for extracting correlation data indicating the closest state among correlation data relating to pulses of one polarity held in the correlation data buffer, and correlation data corresponding to the pulse interval of the ideal waveform corresponding to the extracted correlation data Waiting for the correlation data to be shifted in the buffer, and extracting the correlation data indicating the most approximate state among the correlation data related to the other polarity pulse, and tracing the correlation data in the most approximate state Tracking control means,
Channel data output means for converting a bit string corresponding to the pulse interval of the ideal waveform corresponding to the correlation data sequentially extracted by the tracking control means into a predetermined bit format and outputting it as the channel data is formed on the semiconductor chip. An information reproducing apparatus characterized by being a thing.
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