ДИСКОВОЕ УСТРОЙСТВО ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ И ДИСКОВОЕ УСТРОЙСТВО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ Российский патент 1996 года по МПК G11B27/00 G11B27/10 

Изобретение относится к накоплению информации, в частности к дисковому записывающему устройству и/или дисковому воспроизводящему устройству.

Известно дисковое устройство записи и воспроизведения информации, содержащее блок кодирования, связанный с аналого-цифровым преобразователем и с блоком записи, блок сервоуправления, связанный с приводом дискового носителя и с блоком системного управления, блок памяти с произвольной выборкой (ЗУПВ), связанный с блоком системного управления, блоком отображения и клавиатурой.

Однако при непрерывном воспроизведении оказываются необходимыми и несколько операций междорожечных переходов на большие расстояния, соответствующие расстоянию от внутренней к внешней периферии диска. Поскольку междорожечный переход нельзя выполнить мгновенно, воспроизводимые данные исчезают на некоторый короткий период времени, что значит воспроизводимый звук кратковременно прерывается. С другой стороны, когда подлежат записыванию непрерывные аудиосигналы, нет возможности записать, например, только сигналы определенного сектора, поскольку данные должны претерпевать перемежение во время записывания. Т.е. данные этого сектора должны быть перемежеваны с примыкающими и даже ближними секторами, по причине чего становится необходимостью перезаписывания сигналов ранее записанных секторов. Таким образом, чрезвычайно трудно записать непрерывные сжатые аудиоданные.

Помимо этого, желательно, чтобы имелась возможность переключения между названными выше несколькими режимами сжатия, поскольку этим можно было бы существенно расширить применимость записывающего-воспроизводящего устройства. Однако, если возникнет необходимость изменять скорость вращения диска, последовательность записывания или операцию обработки сигналов для каждого из режимов сжатия, выбранного путем переключения, то схемная часть оказывается слишком сложной, чтобы можно было бы создать недорогое устройство. Поэтому предпочтительно, чтобы изменения управляющих операций, последовательностей записывания или операций обработки сигналов, обусловленные различиями режимов сжатия, были бы минимальными.

Основной целью настоящего изобретения является создание дискового записывающего и/или воспроизводящего устройства, которое обеспечит достаточно длительное непрерывное записывание и непрерывное воспроизведение даже при использовании диска малого размера.

Другой целью предлагаемого изобретения является создание дискового записывающего и/или воспроизводящего устройства, в котором отсутствовала бы сложность обработки по причине перемещения во время записывания сжатых аудиоданных на диск.

Другой целью изобретения является создание дискового записывающего и/или воспроизводящего устройства, в котором минимизированы изменения в управляющих или обрабатывающих сигналов операциях, обусловленных переключениями между некоторым множеством режимов сжатия.

Предлагаемое изобретение обеспечивает создание дискового записывающего устройства для записывания сжатых цифровых данных на дискообразной записывающей среде, содержащей запоминающее устройство для временного хранения цифровых данных и устройство для размещения названных цифровых данных, считанных с названного запоминающего устройства, по некоторому множеству кластеров с интервалом в предопределенное число секторов, прибавляя связывающие кластеpы сектора к связующим частями каждого из названных кластеров, причем каждый из названных связывающих кластера секторов длиннее интервала перемножения для названных цифровых данных, последовательно обрабатывая цифровые данные внутри каждого из названных кластеров перемножениями и записыванием перемежеванных данных на названную дискообразную записывающую среду.

Предлагаемое изобретение также обеспечивает создание дискового воспроизводящего устройства, содержащего воспроизводящее устройство для воспроизведения с дискообразной записывающей среды, на которой записаны сжатые цифровые данные, расположенные по некоторому множеству кластеров с интервалом в предопределенное число секторов, причем связывающие кластера каждый длиннее отрезка перемежения в связывающих частях каждого из названных кластеров и последовательно перемежеваны, запоминающее устройство для временного хранения воспроизводимых данных, считываемых с названного воспроизводящего устройства, и управляющее устройство, обуславливающее записывание названных воспроизводящих данных, когда объем названных воспроизводящих данных, заполненных в названном запоминающем устройстве меньше предопределенного объема, чтобы считываемая область в названном запоминающем устройстве поддерживалась большей предопределенного объема данных.

Запоминающее устройство минимизирует изменения в операции записывания-воспроизведения, обусловленные различиями режимов сжатия, и в то же время поглощает флуктуации в ходе операции записывания-воспроизведения, вызванные механическими вибрациями. Во время записывания записываемые данные записываются в названное запоминающее устройство на скорости передачи данных, соответствующей режимам сжатия, и считываются прерывисто, т.е. в пакетном режиме, на предопределенной стандартной скорости передачи данных для записывания на дискообразной записывающей среде. Во время воспроизведения данные воспроизводятся прерывисто, т.е. в пакетном режиме, с дискообразной записывающей среды на предопределенной стандартной скорости передачи данных, и записываются на названном запоминающем устройстве так, чтобы считываться на скорости передачи данных, отвечающей превалиpующему режиму сжатия.

Записывание на дискообразной записывающей среде выполняется по правилу "кластер за кластером". Поскольку связывающий кластера сектор длиннее интервала перемежения располагается между примыкающими кластерами, записывание может быть выполнено с вставлением связывающих кластера секторов так, чтобы исключалось влияние перемежения на соседние кластеры.

При использовании кластеров и связывающих кластера секторов в качестве единицы записывания записывание можно производить независимо по правилу "кластер за кластером" без необходимости учитывать влияние перемежения на другие кластера, благодаря чему облегчается обработка, а также перезаписывание в случае возникновения ошибки при записывании.

При воспроизведении выпадения воспроизводимых данных по причине наличия связывающих кластера секторов можно буферизовать с помощью запоминающего устройства, предназначенного временно хранить воспроизводимые данные, считываемые из запоминающего устройства.

На чертеже показана структурная схема дискового записывающе-воспроизводящего устройства, соответствующего предлагаемому изобретению.

В дисковом записывающем воспроизводящем устройстве магнитно-оптический диск 1 приводится во вращение шпиндельным двигателем 2. Лазерный свет излучается оптической головкой 3 на магнитно-оптический диск 1; магнитное поле, модулируемое записанными данными, создается магнитной головкой 4. С другой стороны, записывающая дорожка магнитно-оптического диска 1 находится под наблюдением оптической головки 3, которая освещает ее лазерным светом для фотомагнитного воспроизведения записанных данных.

Оптическая головка 3 состоит из источника лазерного света, подобно лазерному диоду, оптических компонентов, подобных коллиматорной линзе, объектной линзе, расщепителю поляризованного луча или цилиндрической линзе и целевому фотодетектору, хотя эти компоненты не изображены, расположена так, что обращена к магнитной головке 4, а магнитно-оптический диск 1 помещен между ними.

Выходной сигнал оптической головки 3 поступает на блок 5 формирования опорных сигналов, который извлекает сигнал ошибки фокусировки и сигнал ошибки слежения и передает их на блок 6 сервоуправления, в то же самое время преобразуя воспроизведенные сигналы в соответствующие двоичные сигналы.

Блок 6 состоит из фокусирующей сервосхемы, следящей сервосхемы, схемы сервоуправления шпиндельными двигателем и цепочечной сервоуправляющей схемы, однако эти схемы не изображены. Фокусирующая сервоуправляющая схема выполняет управление фокусированием оптической системы оптической головки 3 так, чтобы сигнал ошибки фокусирования сводился к нулю. Следящая сервоуправляющая система выполняет управление слежением оптической системы оптической головки 3 так, чтобы сигнал ошибки слежения сводится к нулю. Схема сервоуправления шпиндельного двигателя управляет шпиндельным двигателем 2, обеспечивая вращение магнитно-оптического диска с предопределенной скоростью вращения, с постоянной линейной скоростью. Сервоуправляющая схема заставляет оптическую головку 3 и магнитную головку 4 перемещаться к той позиции целевой дорожки на магнитно-оптическом диске, которую указывает системный контроллер 7.

Системный контроллер 7 соединен с клавиатурной входной рабочей секцией 8 и дисплейной секцией 9. Системный контроллер 7 следит с учетом информации об адресах последовательных секторов, воспроизводимой и записывающей дорожки магнитно-оптического диска, по длительности заголовка или по данным за позицией записывания, а также за позицией воспроизведения на записывающей дорожке, прослеживаемой оптической головкой 3 и магнитной головкой 4. Системный контроллер 7 заставляет дисплейную секцию 9 отобразить режим битового сжатия на основе данных о режиме битового сжатия в воспроизводящей системе. Системный контроллер также заставляет дисплейную секцию 8 отобразить длительность воспроизведения на основе коэффициента сжатия данных и данные воспроизводимой позиции на записывающей дорожке в режиме битового сжатия.

Для отображения длительности воспроизведения информации об адресах последовательных секторов (информация об абсолютной длительности), считанной с записывающей дорожки магнитно-оптического диска, умножается на обратный коэффициент сжатия данных в режиме сжатия данных (т.е. на четыре в случае сжатия коэффициентов 1/4) для определения фактической длительности, отображаемой на дисплейной секции 9. Надо заметить, что если инфоpмация об абсолютной длительности была предварительно записана (предварительно форматирована) на записывающей дорожке магнитно-оптического диска, предварительно форматированная информация об абсолютной длительности может быть считана в ходе записывания и умножена на обратный коэффициент сжатия данных, чтобы позиция отображалась на дисплее в форме фактического времени записывания.

Записывающая система оснащена аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 10, на который поступает аналоговый аудиосигнал с входной клеммы 11 через фильтр нижних частот 12.

Цифровые аудиоданные, сформированные АЦП 10, передаются на адаптивный дифференциальный импульсно-кодово модулирующий кодер (АDPCM кодер) 13 (второй блок кодирования), который обрабатывает передаваемые с стандартной скоростью цифровые аудиоданные из аудиосигнала кодером 13 путем операции сжатия данных в соответствии с разнообразными режимами CD-1 системы.

Применительно к варианту осуществления, представленному на чертеже предполагается, что частота выборки аналого-цифрового преобразователя 10 равна частоте выборки стандартного CD-DA формата, т.е. 44,1 кГц, и что в кодере 13 битовое сжатие от 16 битов к 4 битам выполняется после преобразования частоты выборки в соответствии с режимом сжатия, например, после перехода от 44,1 кГц к 37,8 кГц для уровня В. Альтернативно, частота выборки аналогово-цифрового преобразователя 10 может измениться в функции режимов сжатия. В этом случае частота среза фильтра пропускания нижних частот 12 также управляется переключением в функции частот выборки аналого-цифрового преобразователя 10. Другими словами, частотой выборки АЦП и частотой среза ФНЧ 12 можно одновременно управлять в зависимости от режимов сжатия.

Блок 14 памяти с произвольной выборкой (ЗУП В) используется как буферная память, в которой записывание и считывание данных осуществляется под управлением системного контроллера 7 и которая временно хранит аудиоданные, поступающие от кодера 13 для записывания на диск, как того потребуют обстоятельства. Другими словами, в стереорежиме уровня В сжатые аудиоданные, поступающие от кодера 13, передаются на скорости, составляющей одну четвертую стандартной скорости передачи данных 75 секторов (сек, т.е. 18,75 сектора), сек, причем эти сжатые данные непрерывно записываются в память 14. Хотя этого достаточно чтобы записывать сжатые с частотой каждые четыре сектора, практически невозможно записывать данные с такой частотой по причине выполнения перемежения, и поэтому сектора записываются непрерывно, как будет разъяснено ниже. Такое записывание выполняется в пакетном режиме (прерывисто) на стандартной скорости передачи данных 75 секторов/сек, используя период бездействия сжатых во времени данных, принимая за единицу записи кластер, составленный из предопределенного числа (например, 32 плюс несколько) секторов. Другими словами, в памяти 14 аудиоданные в стереорежиме уровня В, записанные в низкой скорости передачи 18,75 (75/4) сектора/сек, соответствующей коэффициенту сжатия данных, считываются как записанные данные в пакетном режиме на названной выше скорости передачи 75 секторов/сек. Общая скорость передачи при считывании и записывании таким образом, включая период незаписывания, ниже 18,75 сектора/сек. Однако мгновенное значение скорости передачи данных во время пакетного режима равно названной выше стандартной скорости 75 секторов/сек. Поэтому, если скорость вращения диска та же, что для CD-DA формата, т.е. линейная скорость постоянна, записывание выполняется с такой же плотностью записи и с такой же последовательностью записывания, какие приняты для CD-DA формата.

Аудиоданные, считанные на памяти 14 в пакетном режиме на скорости передачи 75 секторов/сек, т.е. записанные данные, поступают на кодер 15 (первый блок кодирования). В последовательности данных единица данных непрерывно записывается при каждом цикле записывания, состоит из некоторого множества (например, 32) секторов и нескольких связывающих кластера секторов, расположенных перед и после кластера. Связывающий кластер-сектор длиннее интервала перемежения, используемого кодера 15, чтобы, если даже сектор претерпевает перемещение, данные других кластеров оставались неизменными.

Кодер 15 обрабатывает записанные данные путем кодирования с исправлением ошибок, подобного добавлению паритетного или перемежению, или "восемь к четырнадцати" модулированием. Записываемые данные поступают на возбуждающий магнитную головку блок 16 записи.

С другой стороны, системный контроллер 7 выполняет управление записыванием и считыванием из памяти 14 и, основываясь на управлении памятью, выполняет управление позиционированием записывания на диске таким образом, что названные выше записанные данные, считанные из памяти 14 в пакетном режиме, записываются непрерывно на записывающей дорожке магнитно-оптического диска. Для управления позиционированием записывания на диске данных, считанных из памяти 14 в пакетном режиме, позиция записи наблюдается системным контроллером 7 и управляющие сигналы, указывающие позицию записи на записывающей дорожке магнитно-оптического диска передаются на сервоуправляющую схему 6.

Воспроизводящая система приспособлена для воспроизведения данных, непрерывно записанных описанной выше системой на записывающей дорожке магнитно-оптического диска, и оснащена декодером 17 (блоком декодирования), который ассоциирован с кодером 15 и обрабатывает выходной сигнал воспроизведения путем декодирования для исправления ошибок и ЕFМ декодирования, декодер 17 воспроизводит аудиоданные стереорежима уровня В на скорости передачи 75 секторов/сек, которая выше нормальной скорости передачи в названном выше стереорежиме уровня В. Воспроизведенные данные, сформированные декодером 17, поступают на память 18.

Операциями записывания и считывания из памяти 18 управляет системный контроллер 7 таким образом, что воспроизведенные данные, поступающие от декодера 17 на скорости 75 секторов/сек, последовательно записываются на скорости передачи 75 секторов/сек. Дополнительно воспроизведенные данные, прерывисто записанные на скорости передачи 75 секторов/c в памяти 18, непрерывно считываются на нее на нормальной для стереорежима уровня В скорости 18,75 секторов/сек.

Системный контроллер 7 также выполняет управление записыванием воспроизведенных данных в память 18 на скорости 75 секторов/сек, непрерывно считывая воспроизводимые данные из памяти на скорости передачи 18,75 секторов/сек и прекращая записывание для предотвращения переполнения данных, хранящихся в памяти.

Системный контроллер 7 выполняет управление позиционированием воспроизведения на записывающей дорожке магнитно-оптического диска таким образом, что воспроизводимые данные, записанные под названным выше управлением в память 18, записываются в нее непрерывно. Управление позиционирования воспроизведения на диске названных выше воспроизводимых данных, считываемых в пакетном режиме из памяти 18 системным контроллером 7, и подачей управляющего сигнала, указывающего позицию воспроизведения на записывающей дорожке магнитно-оптического диска 1, на сервоуправляющую схему 6.

Аудиоданные стереорежима уровня В, полученные в качестве воспроизведенных данных непрерывным считыванием из памяти 18 на скорости передачи 18,75 сектора/сек, поступают на декодер 19, ассоциированный с кодером 13 записывающей системы. Воспроизведенные цифровые аудиоданные передаются декодером 19 на цифроаналоговый преобразователь 20 (ЦАП), аналоговый аудиосигнал которого выдается через фильтр низших частот 21 на выходную клемму 22.

Воспроизводящая система дискового записывающе-воспроизводящего устройства, соответствующего настоящему варианту осуществления, обеспечена функцией цифрового вывода для того, чтобы цифровые аудиоданные с выхода декодера 19 выдавались на клемму 23 выдачи данных через цифровой выходной кодер 24 в виде цифрового аудиосигнала.

Использование: в информационной технике, в частности в дисковых устройствах для записи и воспроизведения информации. Сущность: дисковое записывающее устройство обеспечивает запись информации таким образом, что сжатые во времени цифровые данные размещаются по некоторому множеству кластеров с интервалом в предопределенное число секторов, связывающий кластер сектор, длина которого превышает длину интервала перемежения, добавляется к каждой соединительной части каждого кластера, и цифровые данные последовательно перемежаются и записываются на дискообразной записывающей среде таким образом, что перемежение во время записывания данных по правилу "кластер за кластером" осуществляется внутри длины связывающего кластер сектора. Дисковое воспроизводящее устройство обеспечивает формирование воспроизводимых данных путем воспроизведения данных записи, записанных на дискообразной записывающей среде таким образом, что предусмотрено наличие интервала перемежения в каждой соединительной части каждого кластера, составленного из предопределенного числа секторов, сформированные данные перемежеваны и записаны на дискообразной записывающей среде, воспроизводимые данные претерпевают обратное перемежение преобразования и очищаются от связывающих кластеры секторов перед записыванием на время в запоминающее устройство. Воспроизводимые данные начинают записываться в запоминающее устройство, когда объем воспроизводимых данных, запомненных в запоминающем устройстве, становится меньше предопределенного объема, для сохранения в запоминающем устройстве пространства считывания - большим, чем предопределенный объем данных. 6 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Дисковое устройство записи информации, содержащее аналогоцифровой преобразователь, вход которого соединен с клеммой входного аналогового сигнала, первый блок кодирования с исправлением ошибок, выходом подключенный к входу блока записи групп данных с интервалами в заданное число секторов на дисковый носитель записи, блок сервоуправления, выходом связанный с приводом дискового носителя записи, а первым входом подключенный к первому выходу блока системного управления и к второму входу первого блока кодирования с исправлением ошибок, блок памяти с произвольной выборкой, связанный двунаправленной шиной с блоком системного управления, второй выход и вход которого соединены соответственно с входом блока отображения и выходом клавиатуры, отличающееся тем, что в него введены второй блок кодирования, первый вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, и блок формирования опорных сигналов, первый выход которого соединен с вторыми входами блока записи групп данных и второго блока кодирования, а второй выход - с вторым входом блока сервоуправления, выход расширенных во времени данных второго блока кодирования соединен с входом блока памяти с произвольной выборкой, выход сжатых во времени данных которого подключен к первому входу первого блока кодирования с исправлением ошибок цифровых данных в группах, каждый из связывающих секторов которых превышает по длине интервал перемежения цифровых данных внутри каждой группы данных. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок системного управления выполнен с возможностью непрерывного считывания из блока памяти с произвольной выборкой и последующей непрерывной записи первого заданного количества данных, когда количество хранимых данных превышает первое заданное количество, при сохранении объема памяти большим второго заданного количества данных. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что второе заданное количество данных соответствует количеству данных в одной группе данных. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что связывающий группы данных, сектор состоит из фиктивных данных, не влияющих на цифровые данные в соответствующей группе. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что один сектор цифровых данных соответствует одному блоку или 98 кадрам модулированных при преобразовании 8 - 14 данных компакт-диска. 6. Дисковое устройство воспроизведения информации, содержащее цифроаналоговый преобразователь, выходом соединенный с клеммой выходной аналоговой информации, первый блок декодирования с исправлением ошибок, вторым входом соединенный с первым выходом блока системного управления, второй выход и вход которого соединены соответственно с входом блока отображения и выходом клавиатуры, блок воспроизведения групп данных и интервалами в заданное число секторов с дискового носителя записи, входом подключенный к первому выходу блока сервоуправления, второй выход которого соединен с приводом дискового носителя записи, а первый вход - с первым выходом блока системного управления, связанного двунаправленной шиной с блоком памяти с произвольной выборкой, отличающееся тем, что в него введены второй блок декодирования, выходом соединенный с входом цифроаналогового преобразователя, а вторым входом - с первым выходом блока системного управления, и блок формирования опорных сигналов, вход которого соединен с выходом групп цифровых данных, соединительная часть которых превышает интервал перемежения, блока веспроизведения групп с интервалами в заданное число секторов, выход блока формирования опорных сигналов подключен к второму входу блока сервоуправления и к первому первого блока декодирования с исправлением ошибок, выход сжатых во времени данных которого подключен к входу блока памяти с произвольной выборкой, выход расширенных во времени данных которого соединен с первым входом второго блока декодирования. 7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что блок системного управления выполнен с возможностью начала непрерывного воспроизведения цифровых данных при количестве хранимых данных в блоке памяти с произвольной выборкой, меньшем заданного количества данных, с сохранением этого заданного количества данных, а также с возможностью повторного воспроизведения цифровых данных при их записи в блоке памяти с произвольной выборкой.