JP4112520B2

JP4112520B2 - 訂正符号生成装置、訂正符号生成方法、誤り訂正装置、および誤り訂正方法

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Publication number: JP4112520B2
Application number: JP2004090668A
Authority: JP
Inventors: 正小島; 敏彦兼重
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2008-07-02
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Description

本発明は、ＩＤデータとメインデータとを含むＥＣＣブロックの誤り訂正符号を生成する訂正符号生成装置、訂正符号生成方法、誤り訂正装置、および誤り訂正方法に関する。

ＤＶＤへの情報の記録、再生のためにＩＤデータ、メインデータ等を含むＥＣＣブロックが用いられる。このＥＣＣブロックにはデータに誤りが混入したときにデータを訂正可能とするために誤り訂正符号（ＥＣＣ）等が付加される。
ここで、ＥＣＣブロックの符号化を効率的に行う先行技術が公開されている（特許文献１参照）。
特開平１１−１８５３９９号公報

しかしながら、上記先行技術では符号の演算処理を効率化するに過ぎず、この演算の際のメモリへの書き込み、読み出しの削減等には繋がらない。メモリへの書き込み、読み出しには時間、電力を消費することから、メモリへの書き込み、読み出しを削減できれば、処理の高速化、低消費電力化を推し進めることになる。
上記に鑑み、本発明はメモリに書き込み、読み出すデータ量の削減が可能な訂正符号生成装置、訂正符号生成方法、誤り訂正装置、および誤り訂正方法を提供することを目的とする。

Ａ．上記目的を達成するために、本発明に係る訂正符号生成装置は、ＥＣＣブロックを構成する複数の構成要素のいずれかを含み、かつ前記いずれかの構成要素以外の要素を０とする複数のブロックそれぞれに対する誤り訂正符号を生成する個別訂正符号生成部と、前記個別訂正符号生成部で生成された誤り訂正符号を加算して、前記ＥＣＣブロック全体での訂正符号を生成するＥＣＣ符号生成部と、を具備することを特徴とする。

ＥＣＣブロックの誤り訂正符号を生成するに際して、ＥＣＣブロックの構成要素毎に誤り訂正符号を生成し、これを加算することでＥＣＣブロック全体としての誤り訂正符号を生成する。誤り訂正符号が線形性を有することから、区分して算出後に加算することで、ＥＣＣブロック全体として誤り訂正符号を算出したのと同様の結果が得られる。ＥＣＣブロックを区分して誤り訂正符号を算出することから、ＥＣＣブロック全体としてメモリに読み書きする回数を制限可能となり、メモリに書き込み、読み出しするデータ量を削減できる。

Ｂ．本発明に係る訂正符号生成装置は、ＥＣＣブロックを構成するＩＤデータに基づく、第１の誤り訂正符号を生成する第１の符号生成部と、前記ＥＣＣブロックを構成するメインデータに基づく、第２の誤り訂正符号を生成する第２の符号生成部と、前記ＥＣＣブロックを構成するスクランブルデータに基づく、第３の誤り訂正符号を生成する第３の符号生成部と、前記第１、第２、第３の誤り訂正符号を加算して、前記ＥＣＣブロック全体の誤り訂正符号を生成するＥＣＣ符号生成部と、を具備することを特徴とする。

ＥＣＣブロックの構成要素をＩＤ部、メインデータ、スクランブルデータに区分し、要素毎に誤り訂正符号を算出、加算することで、ＥＣＣブロック全体としての誤り訂正符号を算出できる。

（１）前記第１の符号生成部が、前記ＩＤデータおよびその誤り検出符号に基づき、前記第１の誤り訂正符号を生成してもよい。
ＩＤデータそのものと、その誤り検出符号を纏めて、誤り訂正符号を生成できる。

（２）前記第２の符号生成部が、前記メインデータおよびその誤り検出符号に基づき、前記第２の誤り訂正符号を生成してもよい。
メインータそのものと、その誤り検出符号を纏めて、誤り訂正符号を生成できる。

（３）第３の符号生成部が、前記スクランブルデータと前記第３の誤り訂正符号とを対応して表すテーブルを有してもよい。
テーブルを参照することでスクランブルデータに対する誤り訂正符号を生成することができる。スクランブルデータの計算が不要となることから、誤り訂正符号の生成をより速やかに行えるようになる。

（４）訂正符号生成装置が、前記ＥＣＣ符号生成部で生成された前記ＥＣＣブロック全体の誤り訂正符号を含むＥＣＣブロックを記録媒体に書き込む記録媒体書込部と、前記記録媒体書込部でのＥＣＣブロックの書き込みが成功するか否かを判断する書込判断部と、前記書込判断部が前記ＥＣＣブロックの書込が成功しないと判断したときに、前記ＥＣＣブロックのＩＤデータおよびスクランブルデータを変更するデータ変更部と、前記変更されたＩＤデータに基づく、第４の誤り訂正符号を生成する第４の符号生成部と、前記変更されたスクランブルデータに基づく、第５の誤り訂正符号を生成する第５の符号生成部と、をさらに具備し、前記ＥＣＣ符号生成部が、前記第４、第２、第５の誤り訂正符号を加算して、前記ＥＣＣブロック全体の誤り訂正符号を生成してもよい。

記録媒体の一部に欠陥がある等の理由で記録媒体へのデータの書き込みが不成功であったときには、ＥＣＣブロックを再計算して、記録媒体の新たな領域に記録する必要がある。この場合に、メインデータに対応する誤り訂正符号をそのまま用い、ＩＤデータとスクランブルデータに対応する誤り訂正符号を再計算して、加算することで、ＥＣＣブロック全体としての誤り訂正符号の再計算を行える。
データ量の多いメインデータの誤り訂正符号の再計算が不要となるので、ＥＣＣブロック全体としての誤り訂正符号の再計算を速やかに行える。この結果、記録媒体へのデータの書き込みが不成功な場合に備えて、誤り訂正符号の再計算結果を事前に準備しておく必要がなくなる。

Ｃ．本発明に係る訂正符号生成方法は、ＥＣＣブロックを構成する複数の構成要素のいずれかを含み、かつ前記いずれかの構成要素以外の要素を０とする複数のブロックを生成するブロックそれぞれに対する誤り訂正符号を生成する個別訂正符号生成ステップと、前記個別訂正符号生成ステップで生成された誤り訂正符号を加算して、前記ＥＣＣブロック全体での訂正符号を生成するＥＣＣ符号生成ステップと、を具備することを特徴とする。

Ｄ．本発明に係る訂正符号生成方法は、ＥＣＣブロックを構成するＩＤデータに基づく、第１の誤り訂正符号を生成する第１の符号生成ステップと、前記ＥＣＣブロックを構成するメインデータに基づく、第２の誤り訂正符号を生成する第２の符号生成ステップと、前記ＥＣＣブロックを構成するスクランブルデータに基づく、第３の誤り訂正符号を生成する第３の符号生成ステップと、前記第１、第２、第３の誤り訂正符号を加算して、前記ＥＣＣブロック全体の誤り訂正符号を生成するＥＣＣ符号生成ステップと、を具備することを特徴とする。

（１）前記第１の符号生成ステップで、前記ＩＤデータおよびその誤り検出符号に基づき、前記第１の誤り訂正符号を生成してもよい。
ＩＤデータそのものと、その誤り検出符号を纏めて、誤り訂正符号を生成できる。

（２）前記第２の符号生成ステップで、前記メインデータおよびその誤り検出符号に基づき、前記第２の誤り訂正符号を生成してもよい。
メインータそのものと、その誤り検出符号を纏めて、誤り訂正符号を生成できる。

（３）第３の符号生成ステップで、前記スクランブルデータと前記第３の誤り訂正符号とを対応して表すテーブルを用いて前記第３の誤り訂正符号を生成してもよい。。
テーブルを参照することでスクランブルデータに対する誤り訂正符号を生成することができる。スクランブルデータの計算が不要となることから、誤り訂正符号の生成をより速やかに行えるようになる。

（４）前記ＥＣＣ符号生成ステップで生成された前記ＥＣＣブロック全体の誤り訂正符号を含むＥＣＣブロックを記録媒体に書き込む記録媒体書込ステップと、前記記録媒体書込ステップでのＥＣＣブロックの書き込みが成功するか否かを判断する書込判断ステップと、前記書込判断ステップで前記ＥＣＣブロックの書込が成功しないと判断したときに、前記ＥＣＣブロックのＩＤデータおよびスクランブルデータを変更するデータ変更ステップと、前記変更されたＩＤデータに基づく、第４の誤り訂正符号を生成する第４の符号生成ステップと、前記変更されたスクランブルデータに基づく、第５の誤り訂正符号を生成する第５の符号生成ステップと、をさらに具備し、前記ＥＣＣ符号生成ステップで、前記第４、第２、第５の誤り訂正符号を加算して、前記ＥＣＣブロック全体の誤り訂正符号を生成してもよい。

Ｅ．本発明に係る誤り訂正装置は、誤り訂正符号が付加されたＥＣＣブロックからＩＤデータを検出するＩＤ検出部と、前記検出されたＩＤデータで前記ＥＣＣブロックをデスクランブルするデスクランブル部と、前記デスクランブルされたＥＣＣブロックに基づくＥＤＣ演算処理によって、ＥＣＣブロックの誤りを検出する誤り検出部と、を具備することを特徴とする。
ＩＤ検出、デスクランブル、誤り検出を順次に行うことで、ＥＣＣブロックを処理する。処理を順次に行うことで、メモリから元のＥＣＣブロックを読み出す回数を低減することができる。

Ｆ．本発明に係る誤り訂正方法は、誤り訂正符号が付加されたＥＣＣブロックからＩＤデータを検出するＩＤ検出ステップと、前記検出されたＩＤデータで前記ＥＣＣブロックをデスクランブルするデスクランブルステップと、前記デスクランブルされたＥＣＣブロックに基づくＥＤＣ演算処理によって、ＥＣＣブロックの誤りを検出する誤り検出ステップと、を具備することを特徴とする。
ＩＤ検出、デスクランブル、誤り検出を順次に行うことで、ＥＣＣブロックを処理する。処理を順次に行うことで、メモリから元のＥＣＣブロックを読み出す回数を低減することができる。

以上説明したように、本発明によればメモリに書き込み、読み出すデータ量の削減が可能な訂正符号生成装置、訂正符号生成方法、誤り訂正装置、および誤り訂正方法を提供できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（記録媒体へのデータの記録：ＥＣＣブロックの生成）
図１は、本発明の一実施形態に係るＥＣＣブロック（Ｆ０＋Ｆ１＋Ｆ２）の生成手法を表す模式図である。後述するようにこのＥＣＣブロック（Ｆ０＋Ｆ１＋Ｆ２）は、３つのＥＣＣブロック（Ｆ０）、（Ｆ１）、（Ｆ２）から生成される。
なお、図１の手順で生成されたＥＣＣブロック（Ｆ０＋Ｆ１＋Ｆ２）自体はＤＶＤで用いられているＥＣＣブロックと同様である。

先にＥＣＣブロック（Ｆ０＋Ｆ１＋Ｆ２）の構成を示す。
図２は、ＥＣＣブロックの構成を表す模式図である。
このＥＣＣブロックは１６組のデータフレーム０〜１５が結合され、誤り訂正符号として、内符号ＰＩおよび外符号ＰＯが付加されて構成される。ＥＣＣブロックの各列（縦方向）に対して１６バイト（１バイト＝１行とする）の外符号ＰＯが付加され、各行（横方向）に対して１０バイトの内符号ＰＩが付加されている。１６行（１６バイト）の外符号ＰＯは、１２行毎（各セクタ）に１行（バイト）が分散して配置される。

図３は、データフレームの構成を表す模式図である。
データフレームは、（１行＝１７２バイト）×１２行で構成されている。先頭行には、セクタ番号、セクタ情報から構成されるセクタ識別子（ＩＤ data：IDentification data）が配置され、続いてＩＤ誤り検出符号（ＩＥＤ）、制御信号等に使われる補助データ（ＲＳＢ）、その後に２Kバイト（2048Byte）のメインデータ領域がある。最後の行の最後には、メインデータのための誤り検出符号（ＥＤＣ）が付加されている。

このメインデータ（主情報）は、メインデータにランダム信号を加算するスクランブル処理が行われている。このスクランブルは、メインデータが「オール“0”」のような場合でも、記録データが同じパターンの繰り返しとならないために行われる。光ディスク等において隣接トラックのクロストーク等によって、トラッキングサーボエラー信号が正確に検出出来ないなどの不具合が発生する懸念があるためである。
なお、セクタ識別子（ＩＤ）、ＩＤ誤り検出符号（ＩＥＤ）、補助データ（ＲＳＢ）が記憶される領域をＩＤ部（あるいはＩＤ領域）ということとする。

ここで、図１に戻って、ＥＣＣブロック（Ｆ０＋Ｆ１＋Ｆ２）の生成手順を説明する。
既述のように、ＥＣＣブロック（Ｆ０＋Ｆ１＋Ｆ２）は、ＩＤ部、スクランブル処理されたメインデータ、ＥＤＣからなるデータフレーム（Data frame）が集合され誤り訂正符号ＰＯ／ＰＩが付加されて構成される。
本実施形態では、ＥＣＣブロック（Ｆ０＋Ｆ１＋Ｆ２）は３つのＥＣＣブロック（Ｆ０）、（Ｆ１）、（Ｆ２）を加算することで生成される。逆に言えば、ＥＣＣブロック（Ｆ０＋Ｆ１＋Ｆ２）は３つのＥＣＣブロック（Ｆ０）、（Ｆ１）、（Ｆ２）に分割できる。

これら３つのＥＣＣブロック（Ｆ０）、（Ｆ１）、（Ｆ２）は、ＥＣＣブロック（Ｆ０＋Ｆ１＋Ｆ２）の各データ種別に対応する。
・ＥＣＣブロック（Ｆ０）は、ＩＤ部、およびＩＤ部のみから生成されたＥＤＣ(Ｆ０)、ＰＯ(Ｆ０)、およびＰＩ(Ｆ０)から構成される。ＥＤＣ(Ｆ０)、ＰＯ(Ｆ０)、およびＰＩ(Ｆ０)は、ＩＤ部以外の領域（メインデータの領域）を“０”として生成される。
・ＥＣＣブロック（Ｆ１）は、メインデータ、およびメインデータのみから生成されたＥＤＣ(Ｆ１)、ＰＯ(Ｆ１)、およびＰＩ(Ｆ１)から構成される。ＥＤＣ(Ｆ１)、ＰＯ(Ｆ１)、およびＰＩ(Ｆ１)は、メインデータ以外の領域（ＩＤ部）を“０”として生成される。
・ＥＣＣブロック（Ｆ２）は、スクランブルデータのみから生成されたＰＯ(Ｆ２)、およびＰＩ(Ｆ２)から構成される。即ち、ＩＤ部とＥＤＣ部は“０”である。

これはＥＤＣ、ＰＯ、およびＰＩの符号を生成する演算に線形性があることに依っている。このような線形性を有する符号化としてリードソロモン符号を挙げることができる。
通常はこのように分割して演算を行うのではなく、ＥＣＣブロック全体のままスクランブル処理、誤り訂正符号ＰＯ／ＰＩの付加が行われる。誤り訂正符号が線形性を有することから、本実施形態のように分割処理後に加算しても、従来のようにそのまま処理しても、同様のＥＣＣブロックが生成される。
本実施形態のようにＥＣＣブロックのデータ毎に符号を生成し、生成された符号を加算することで、ＥＣＣブロックを生成することで、ＥＣＣブロックを構成するデータのメモリへの出し入れ量を低減できる。その結果として高速処理や低消費電力化の実現が可能となる。なお、この詳細は後述する。

（参考例：ＥＣＣブロック全体としての処理）
ここで、参考として、ＤＶＤ方式の記録信号となる物理セクタ（Physical sector）が生成されるまでの通常の処理内容を説明する。
一般に情報データ等を記録媒体に記録する場合、ディフェクト等でデータ破壊の発生を完全に防止することが困難であることから、データ修復の為に誤り訂正符号が付加される。また誤り訂正処理で誤訂正を行う可能性があることから、誤り訂正符号が付加される前に誤り検出符号が付加される。
更に、円盤型記録媒体（いわゆるディスク）などでは、隣接トラックからのクロストークが避けられない。この場合に、隣接トラックの記録信号が同一パターンを繰り返すと、安定なトラッキングサーボが困難になる場合もあり、データにスクランブル処理を施すことがある。
このように、記録媒体に信号が記録されるまで、メインデータに種々のデータが付加されたり、加工されたり、多くの処理が行われる。

図４は、ＤＶＤ方式の記録信号である物理セクタが生成されるまでの処理内容の概略を表す模式図である。この処理内容は以下のとおりである。
各々の物理セクタのセクタ識別子たるＩＤに、これと対応するＩＤ誤り検出符号ＩＥＤが生成され、付加される。
セクタ識別子（ＩＤ）、ＩＤ誤り検出符号（ＩＥＤ）、補助データ（ＲＳＢ）とメインデータに対して誤り検出符号（ＥＤＣ）が生成、付加されデータフレームが作成される。
図５は、このときに生成されるデータフレーム（スクランブル処理前のデータフレーム）を表す模式図である。

その後、メインデータに、ＩＤの一部に基づいてランダムジェネレータにより生成されたランダム信号を加算するスクランブル処理が施される。なお、スクランブル処理されたデータフレームは既述の図２で表される。
その後、スクランブルされたデータフレームが１６組集まってＥＣＣブロックが構成され、誤り訂正符号（外符号ＰＯ、内符号ＰＩ）が付加される。
このようにして構成されたＥＣＣブロック（インターリーブ前のＥＣＣブロック）は既述の図３で表され、図１のＥＣＣブロック（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３）に対応する。

このＥＣＣブロックの外符号ＰＯが１６行にインターリーブ（Interleave）され、１６組の記録フレームが生成される。
図６は、インターリーブ後のＥＣＣブロックを表す模式図である。
図７は、このようにして作成されたレコーディングフレームを表す模式図である。
このレコーディングフレームの各行が２つのシンクフレームに分割され、各シンクフレームの先頭に同期信号が付加され、データが変調されることで、チャネルビットストリームとなる。
図８は、このようにして作成された物理セクタを表す模式図である。

図９は、ＤＶＤ方式で物理セクタが生成されるまでの処理内容を示したブロック図である。また、図１０は、ＤＶＤ方式で記録媒体に信号が記録されるまでの処理内容の概略を表すブロック図である。図９，１０は、実質的に同様の内容を表している。
ＩＥＤ生成部(R01)で、ＩＤからＩＥＤが生成され、連結部(Link1)でＲＳＢと連結される。連結されたデータは、データフレーム生成部(D02)と連結部(Link2)に送られる。連結されたデータは、連結部(L2)でメインデータと連結され、ＥＤＣ生成部(R02)でＥＤＣが生成される。一方、メインデータはスクランブル部(R03)でスクランブル処理が施され、それらはデータフレーム生成部(D02)に送られる。データフレーム生成部(D02)で纏められたデータフレームは16データフレーム集合部(D031)で１６組が集合され、ＥＣＣ生成部(R05)に送られて誤り訂正符号（ＰＯ&ＰＩ）が付加され、ＥＣＣブロック(D032)が作成される。

ＰＯインターリーブ部(R06)でＥＣＣブロック(D032)の複数行にＰＯが分散配置される。レコーディングフレーム生成部(D05)でこのＥＣＣブロックからレコーディングフレームが生成される。次にシンク・変調部(R07)でレコーディングフレームの各行が２分割され、夫々の先頭への同期信号(Sync)の付加、およびデータの変調処理されることで、チャネルビットストリームとなり、記録信号となる物理セクタ(D06)が生成される。

（メモリへのデータ書込み／読出し量）
図１１は、本発明の一実施形態に係る記録動作でのメモリの読み出し／書き込み処理内容を表すブロック図である。本図では、図１に対応する処理を行っている。
１６個のメインデータ(2048Byte ×１６)が、メモリ(M01)に書き込まれる。
メモリ(M01)内からメインデータを読み出し、メインデータのみのＥＤＣ(Ｆ１)とＰＯ(Ｆ１)及びＰＩ(Ｆ１)が生成されて(R11)、メモリ(M01)に記憶される。
ＩＤからＩＥＤを生成し、ＩＤとＩＥＤとＲＳＢのみによるＥＤＣ(Ｆ０)を生成しておく(R12)。
メモリ(M01)からメインデータを読みだし、ＩＤ部を付加し、ＥＣＣブロック（Ｆ１）を生成する(R13)。

ＩＤ部とＥＤＣ(Ｆ０)のみからＰＯ(Ｆ０)とＰＩ(Ｆ０)を生成し（R14）、ＰＯ(Ｆ１)及びＰＩ(Ｆ１)に加算する(AD3)。
ＩＤからスクランブルデータを生成し（R15）、メインデータに加算する(AD4)。
スクランブルデータのみからＰＯ(Ｆ２)とＰＩ(Ｆ２)を生成し(R16)、ＰＯ／ＰＩ部に加算する(AD5)。
以上のようにしてＥＣＣブロック（Ｆ０＋Ｆ１＋Ｆ２）が生成される
その後、ＥＣＣブロック（Ｆ０＋Ｆ１＋Ｆ２）に同期信号を付加し、変調処理して物理セクタを生成する(R07)。記録媒体に物理セクタ（変調データ）を記録する(R08)。

図１１での処理において、ＰＯ／ＰＩ生成演算処理がメインデータ部、ＩＤ部、及びスクランブルデータ部に対して発生する。
しかし、ＩＤ部に対するＰＯ／ＰＩは、比較的簡単な演算で生成できる。これは、各データフレームに存在するＩＤ部およびＥＤＣ(Ｆ０)のデータ量が小さく(前者は12Byte)、他は全て“０”データのためである。
また、スクランブルデータに対するＰＯ／ＰＩも比較的簡単な演算で生成可能である。ＤＶＤ方式ではスクランブルデータが１６パターンしか存在せず、その都度演算するメインデータと同様の符号生成多項式による演算処理は必要ないからである。最も容易な方法としては事前に計算されたＰＯ／ＰＩ値をＲＯＭ等に記憶させておき、選択して利用することができる。なお、この詳細は後述する。
32Kbyte〜37Kbyte単位のメモリーからの読出し／書込みの回数は３回（書込み１回、読出し２回）となり、処理ステップが大幅に削減できることから、高速化や低消費電力化が期待できる。

（比較例）
図１１での処理の比較例を示す。
図１２は、データのキャッシュ及びバッファ格納用に使われるメモリ(M01)を中心として、各演算処理が行われる関係を表す図である。ここでは、図９で表された物理セクタ生成処理を説明する。
2048Byteのメインデータ１６組「32.8kByte」が、メモリ(M01)に書き込まれる。
ＩＤはＩＥＤが生成され、１６組のＩＤ部（ＩＤ＋ＩＥＤ＋ＲＳＢ）のデータ192Byteが書き込まれる。
ＩＤ部とメインデータは、データフレーム単位で読み出され、各データフレームのＥＤＣ１６組が生成される。
メインデータのみは、読み出されてスクランブル処理され、スクランブル後のデータが書き込まれる。
ＥＣＣブロックの各列、192Byte×172列が読み出され、ＰＯ(2752Byte)が生成され、メモリ(M01)に書き込まれる。
ＥＣＣブロックの各行、172Byte×208行が読み出され、ＰＩ(2080Byte)が生成され、メモリ(M01)に書き込まれる。
ＰＩ（Parity）が付加されたデータフレーム毎に１行のＰＯ行を加えたレコーディングフレーム１６組を順次読出し、同期信号付加し、変調処理を施して、記録制御部(R08)で記録媒体に記録する。

以上から解かるように、記録動作で１つのＥＣＣブロックから物理セクタを生成する処理（比較例）では、32K〜38Kbyteの単位でデータの記録及び読出し動作が、合計で７回行われることになる。これは、高速動作での演算処理高速化と低消費電力化へのネックとなる可能性がある。
これに対して、図１０で表されるように、本実施形態では、メモリーと符号化演算部とのデータやり取りを大幅に削減することができる。これは、誤り検出符号や誤り訂正符号が線形符号であることを利用して、ＥＤＣやＰＯ及びＰＩ等の各符号を、元のソースデータ単位で分割して演算生成し、加算処理しているからである。

（ブロックスリップ処理）
ところで、ビデオレコーディング規格における欠陥管理方式では、ブロックスリップ記録が行われる。
図１３は、ある特定トラックにおける、ブロックスリップ記録時のデータ配置関係を示した図である。
Data-nの次に、Data-(n+1)が記録されている場合、最後の物理セクタ領域で、記録媒体に欠陥が発見されたとき、Data-(n+1)は次のブロック記録領域に記録される。
このとき、スクランブル処理の内容が記録トラックの物理ＩＤのデータで決められることから、スリップされて記録されるデータData-(n+1)は、再スクランブルされ（ＩＤが変更される）、結果としてＰＯ／ＰＩも再計算される。

図１３では、欠陥領域のData-(n+1)は、Scramble-NO(5)でスクランブルされたものであるが、スリップ記録されるData-(n+1)はScramble-NO(6)でスクランブルされ、そのスクランブルされたデータでＰＯ／ＰＩが演算され記録される。
このような記録データは僅かな時間での再計算によって記録データを生成しなければならず、通常の演算装置では時間的に間に合わない。
その結果、予備データとしてスクランブル値を変えた記録データを事前に作成しておき、スリップ記録が発生した場合、速やかに対応するようにしている。

図１４は、このような事前対応方式でのデータの対応関係を示した図である。
記録データ格納エリアをメモリー内に３プレーン用意しておく。即ち、現在記録に使用しているデータ格納プレーンとは別に、スリップ記録が発生した場合のスクランブル値を変えたデータ格納プレーンと、発生しない場合の次のブロックデータの格納プレーンが用意される。このように、記録データを２組追加することで、スリップ記録を可能としている。

図１４における、記録トラックのPre-ＩＤがＩＤ(m)〜ＩＤ(m+3)において、ＩＤ(m+2)に欠陥がある場合の、格納メモリー内の記録データと実際に利用される記録データの関係を、矢印で示してある。
ＩＤ(m)記録領域にはスクランブルされたデータ（Da(n)/S(m)）が記録される。なお、ｎはData番号、ｍはスクランブル番号である。
ＩＤ(m+1)記録領域にはスクランブルされたデータ（Da(ｎ+1)/S(m+1)）が記録される。
ＩＤ(m+2)記録領域にはスクランブルされたデータ（Da(n+2)/S(m+2)）が記録されるが、途中で欠陥が検出された場合にはデータDa(n+2)はスリップ記録の決定に用いられる。
ＩＤ(m+3)記録領域にはスクランブルされたデータ（Da(n+2)/S(m+3)）が記録される。

図１４のような処理を行う為に、１つのデータブロックに対して異なるスクランブル処理がされた２組の記録データブロックが用意される。この記録データブロックの内、一方が記録され他方は不要データとして削除される。このような処理方法では、スクランブル処理や誤り訂正符号化の演算処理が２倍となり、図１２での処理より更に多くのメモリーへの書込み／読出し処理と演算処理が必要になる。

図１５は、図１４の処理におけるメモリーを中心とした演算処理の関係を図示したものである。図１２に比べてＥＤＣ生成演算・スクランブル処理・ＰＯ／ＰＩ生成処理が２倍となり、32K〜38Kbyteの単位でデータの記録及び読出し動作が、合計で１２回行われる。

これに対して、本実施形態では、誤り検出符号や誤り訂正符号が線形符号であることを利用して、ＥＤＣやＰＯ及びＰＩ等の各符号を、元のソースデータ単位で分割して演算生成し、加算処理することで、メモリーと符号化演算部とのデータやり取りを大幅に削減することができる。
具体的には、図１１で示す処理では32Kbyte〜37Kbyte単位のメモリーからの読出し／書込みの回数は３回（書込み１回、読出し２回）となり、図１５で示す比較例に対して1/4となり、処理ステップが大幅に削減できることから、高速化や低消費電力化として、大きな効果が期待出来る。

即ち、本実施形態では、スリップ処理が実施に発生してから、ＥＣＣブロックの誤り訂正符号（ＰＯ、ＰＩ）を再計算することができる。ＩＤおよびスクランブルデータの誤り訂正符号を再計算し、これを計算済みのメインデータの誤り訂正符号に加算すればＥＣＣブロック全体としての誤り訂正符号を再計算できる。データ量が大きいメインデータについて誤り訂正符号の再計算を要しないので、ＥＣＣブロック全体としての誤り訂正符号を速やかに再計算できる。また、スリップ処理はそれほど頻繁に発生するものではないので、スリップ処理の発生による処理量の増加はさほど問題とはならない。
なお、スクランブルデータについては、既述のように、予めＲＯＭに記憶させておけば、計算を行う必要もない。

（スクランブルデータの生成）
図１６は、ＤＶＤ方式におけるスクランブルデータ発生器の構成を示した図である。ＤＶＤ規格では、１５段のシフトレジスタによる乱数発生器によってランダム信号を発生させ、メインデータに重畳加算することで、スクランブル処理している。乱数発生器の初期値は、該当データフレームのＩＤのb3〜b7の４ビットによって初期値を選択する。結果として、スクランブルデータの種別は１６種類となっている。

図１７は、本発明の一実施形態に係り、スクランブルデータのみで生成したＰＯ(Ｆ２)とＰＩ(Ｆ２)をＲＯＭに事前に記憶させておき、ＩＤ情報で選択して利用する場合のシステム構成を示した図である。
ＲＯＭにＰＩ、ＰＯが記憶されている。ＲＯＭのアドレスがスクランブルデータの種別と対応する。この結果、スクランブルデータの種別からＰＯ，ＰＩを求めることができる。
このようにすることで、スクランブルデータのＰＯ(Ｆ２)・ＰＩ(Ｆ２)の演算が不要となる。

（記録媒体からのデータの再生：ＥＣＣブロックからのデータ抽出）
以上は、記録データ生成処理について説明してきた。本実施形態での基本的考えは、符号が線形特性を持っていることに着目し、複数のデータから構成されるものを、データの種別毎に分割して処理し、最終的に符号加算によって合成することで、目的とする記録信号を得るものであった。
再生動作においても、この考えを導入することで処理工程を削減することができる。

図１８は、通常の再生動作における、メモリーの書き込み/読み出し処理内容を図示したものである。その動作を簡単に説明する。
記録媒体から読み出された信号が、データ復調部(P01)でフレーム／ブロック同期によるシンボル同期が取られることで、チャネルビットストリームからシンボルデータ（一般にはバイトデータシンボル）へと変換される。

先ず、データストリームからＩＤ検出部(P02)でＩＤ情報が検出され、ＩＥＤ検査部(P03)によってＩＥＤによる信頼性チェックが施されＩＤ情報が確定される。このＩＤ情報とフレーム／ブロック同期とを併せて、メモリー(M01)内にＥＣＣブロック単位でデータを書込む場所の指定がされ、データが記憶される。

メモリー(M01)に書き込まれたデータはＰＩ訂正部(P05)で順に読み出され、誤り訂正用内符号ＰＩ系列の訂正処理が行われる。このとき、訂正不能系列はエラーフラグを生成しエラーフラグ情報として格納しておく。
次に、ＰＯ訂正(P06)で全データが順に読み出され、誤り訂正外符号ＰＯ系列の訂正処理が行われる。この場合、先のＰＩ系列でのエラーフラグを利用して、エラー場所を指定して訂正演算ではエラーパターンのみ抽出することで、訂正能力向上方式等が行われる。ＰＩ系列と同様にＰＯ系列でも訂正不能系列はエラーフラグを生成してエラーフラグ情報として格納しておく。

ここで、再度ＰＩ系列の訂正処理を行っても良い。一般に誤り訂正方式として積符号が取り入れられる場合は、このように繰り返し訂正処理が可能であり、訂正能力の大幅に引き上げることができる。
しかしながら、このためには訂正処理を行う度にデータを読み出してエラー情報を抽出する為のシンドロームを検出しなければならない。連続したデータをリアルタイムで読出処理するには限られた時間内で、ブロックの訂正処理を行う必要がある。従って、繰り返し訂正処理を行うと、読出し速度に制限を与えることになる。また、毎回全データの読出しが必要なことから、低消費電力化に逆行することにもなる。

誤り訂正処理が完了したらデスクランブル部（De-Scramble）(P07)で再度メインデータのみを読出し、デスクランブル処理して、元の正しいデータにしてメモリーに記憶させる。メモリーに書き込まれたデスクランブルデータは、データフレーム単位でＥＤＣ検査部(P08)に読み出され、誤訂正等が無いかデータの誤り検出が行われる。
このような一連の動作によって、メモリー内には最終的なデータが格納され、外部からの要求に沿って、データが出力される。上記の図１８における32K〜37Kbyte単位のメモリーの書込み／読出し回数は、７回が最低必要になる。

図１９は本発明の一実施形態に係る再生動作における、メモリーの書き込み/読み出し処理の内容を表すブロック図である。
従来システムと同様に、記録媒体から読み出された信号はデータ復調部(P01)によって復調され、シンボルデータとなる。このシンボルデータは、フレーム同期信号等でデータフレームの分離識別が行われ、ＩＤ検出部(P02)によってＩＤ部が抽出され、ＩＥＤ検査(P03)によってＩＥＤチェックが行われＩＤ情報の信頼性が確保される。

このＩＤ情報により、デスクランブル部(P17)を動作させ、デスクランブルされたデータがメモリ(M01)に書き込まれる。
データ復調部(P01)からのデータは、デスクランブル部(P17)に送り込まれると並行して、ＰＩ-シンドローム部(P151)とＰＯ-シンドローム部(P161)に送り込まれ、夫々誤り訂正系列のエラーパターンによるシンドロームが生成される。一方、デスクランブル部(P17)でデスクランブルされたデータは、メモリ(M01)に書き込まれると同時に、ＥＤＣ検査部(P18)に送り込まれ、データフレーム単位での誤り検出が行われる。
このとき、データの一部にエラーがあれば、ＰＩ及びＰＯシンドローム及びＥＤＣ結果は、“０”にならない。即ち、エラー発生に関係する訂正系列のシンドローム及びデータフレームのＥＤＣ判定が“０”以外の値を示す。

次に、ＰＩ訂正部(P152)はＰＩシンドロームが“０”以外の系列を選択してエラー訂正演算を行いエラーシンボルの位置とエラーパターンを抽出する。エラーシンボルの位置に基づきメモリ(M01)内の指定データを読み出して、エラーパターンを加算することで、訂正処理が行われる。訂正されたデータがメモリ(M01)内の元の場所に書き込まれる。
この動作と併せて、指定のＰＩシンドロームを“０”として、更にエラーシンボル位置とエラーパターン情報をＰＯシンドローム側にも送って、シンドローム生成演算を施す。即ち、エラーシンボル位置と関係するＰＯ訂正系列が選択され、ＰＯ側シンドローム演算処理が施される。生成されたＰＯ側シンドロームを指定のＰＯシンドロームに加算修正して、今回訂正処理されたシンボルを含めた訂正系列の新シンドロームが生成される。

また、ＰＩ訂正部(P152)は、エラーシンボル位置とエラーパターン情報をＥＤＣ検査部(P18)に送る。ＥＤＣ検査部(P18)は、送られた位置情報とエラーパターンデータに基づき、位置情報と関係するデータフレームのＥＤＣにＥＤＣ演算を施し、最初に検出された値に加算することで、データの修正処理を行う。

このＰＩ訂正処理動作を繰り返し、全てのＰＩ訂正系列が終了したら、次のＰＯ訂正系列側の訂正処理を行う。即ち、ＰＩ側と同様にＰＯシンドロームで“０”以外のシンドロームが検出されたＰＯ訂正系列を指定して、ＰＯ訂正部(P162)でエラーシンボル位置とエラーパターンを演算で抽出する。そして、メモリ(M01)内の指定データを読出しエラーパターンを加算して訂正処理し、再度メモリ(M01)に書き戻す。
併せて、ＰＯ訂正部(P162)は、指定ＰＯシンドロームを“０”とし、かつエラー位置とエラーパターン情報をＰＩ側に送る。この結果、指定ＰＯシンドロームと関連するＰＩ系列のシンドロームが修正される。
また、ＰＯ訂正部(P162)は、指定ＰＯシンドロームを“０”とし、かつエラー位置とエラーパターン情報をＥＤＣ検査部(P18)に送る。この結果、指定ＰＯシンドロームと関係するデータフレームのＥＤＣ値が修正される。
尚、ＰＩ及びＰＯ訂正処理において、相手側のシンドロームが“０”以外であることをエラーフラグとして利用し、消失訂正処理を行える。

このような動作によって、メモリ(M01)にデータを書き込むと併行して、ＰＯ及びＰＩシンドロームのベースが抽出されることから、訂正処理の為のデータ読出しはエラーシンボルのみで足りる。このため、エラーシンボルの有無に係らず、ＰＯ及びＰＩシンドローム検出のために全データが読み出される通常の方式と異なり、本実施形態ではデータの読み出しが１／１００程度に削減される。

ＥＤＣがスクランブル前のデータによって生成され、誤り訂正符号のＰＯやＰＩがスクランブルされたデータで生成される通常のＤＶＤ方式においては、処理の順が制約となってメモリーの出し入れが多くなっている。
なお、デスクランブル処理の信頼性はＩＤ検出の信頼性に委ねられているため、ＩＤ検出信頼性を高めておけば、訂正処理前に処理しても何らデータ信頼性を損なうものではない。

また誤り訂正中であってもＰＩ系シンドローム状態から、各データフレームのエラーシンボルが“０”である場合、対象ＥＤＣ値も“０”になっているはずである。エラーシンボルが“０”以外であれば、誤訂正が発生したと判定し、それ以降の訂正処理工程を制御することができる。
本実施形態では、32K〜37Kbyte単位のメモリ読み出し、書き込み回数は各１回の計２回である。
更にメモリの一部をＩＤ系や制御系データの格納専用とし、その他のメイン部分を2048Byte単位のメインデータの格納用とするメモリーマップを採用することも可能である。この結果、メモリの利用効率を向上することができる。

図２０は、上記に説明したシンドロームを消失訂正処理に用いる場合のエラーフラグに利用し、ＰＩシンドローム部(P151)とＥＤＣ検査部(P18)によって、各データフレームの誤訂正検出を行う、誤訂正検出を組み入れたブロック図である。

以上のように本実施形態では以下のような利点を享受できる。
１．記録媒体へのデータ記録再生方式に用いられるＥＣＣブロックを特定の信号（データ）種別に区分し、別々に中間処理し、最後に加算合成することでＥＣＣブロックを得ることができる。この結果、メモリを介するデータ移動が少なくなり、高速化と低消費電力化の達成が容易になる。
ＥＣＣブロックの生成には、誤り検出符号化、誤り訂正符号化、スクランブル処理等多くの処理が必要で、その都度メモリへの書き込み／読出しが必要となる。このため、記録媒体へのデータ記録の際に、データの移動量が多くなり、高速化と低消費電力化が困難となる可能性がある。

２．一部のデータを変更した場合でも、最初から再演算を行うことが不要になり、変更部分のみ修正で最終目的データブロックが得られ、処理性能の向上が可能になる。例えば、ブロックスリップ処理のように、スクランブルデータのみ（あるいはＩＤも）を変更して、誤り検出符号を修正する場合、メインデータの誤り検出符号は修正不要であり、誤り検出符号の修正が容易である。

３．積符号における、２軸のシンドロームがお互いに相手側のエラー発生系列を選択できるので、エラー訂正処理が効率的に対応出来る。
４．誤り訂正処理による誤訂正検出の役目がある誤り検出符号ＥＤＣを、効果的に利用できる。即ち、最終的にメモリに格納されているデータのＥＤＣ検出結果を事前に確認できる。
５．スクランブルデータのみに対応するＰＯ符号ＰＩ符号を、事前にROMに記憶しておくことで、演算が不要となり、さらなる高速化を図ることができる。

（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張、変更可能であり、拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の一実施形態に係るＥＣＣブロックの生成手法を表す模式図である。ＥＣＣブロックの構成を表す模式図である。データフレームの構成を表す模式図である。ＤＶＤ方式で物理セクタが生成されるまでの処理内容の概略を表す模式図である。スクランブル処理前のデータフレームを表す模式図である。インターリーブ後のＥＣＣブロックを表す模式図である。レコーディングフレームを表す模式図である。物理セクタを表す模式図である。ＤＶＤ方式で物理セクタが生成されるまでの処理内容を示したブロック図である。ＤＶＤ方式で記録媒体に信号が記録されるまでの処理内容の概略を表すブロック図である。本発明の一実施形態に係る記録動作でのメモリの読み出し／書き込み処理内容を表すブロック図である。図９に示す記録動作でのメモリの読み出し／書き込み処理内容を表すブロック図である。ブロックスリップ記録時のデータ配置関係を示した図である。記録データを事前に作成しておくことでブロックスリップに対応する場合のデータの対応関係を表す図である。図１４に示すブロックスリップ処理でのメモリの読み出し／書き込み処理内容を表すブロック図である。ＤＶＤ方式におけるスクランブルデータ発生器の構成を示した図である。本発明の一実施形態に係り、スクランブルデータのみで生成したＰＯ、ＰＩをＲＯＭに事前に記憶させておくシステム構成を示した図である。通常の再生動作における、メモリーの書き込み/読み出し処理内容を表す図である。本発明の一実施形態に係る再生動作における、メモリの書き込み/読み出し処理の内容を表すブロック図である。図１９に、シンドロームをエラーフラグに利用した誤訂正検出を組み入れたブロック図である。

符号の説明

Ｍ０１…メモリ、Ｒ１１…ＥＤＣ（Ｆ１）・ＰＩ／ＰＯ（Ｆ１）生成部、Ｒ１２…ＩＥＤ・ＥＤＣ（Ｆ０）生成部、Ｒ１３…ＩＤ部加算部、Ｒ１４…ＰＩ／ＰＯ（Ｆ０）生成部、Ｒ１５…スクランブルデータ生成部、Ｒ１６…ＰＩ／ＰＯ（Ｆ２）生成部

Claims

ＩＤデータ，ＩＥＤデータ，およびＲＳＢデータを有するＩＤ部と，前記ＩＤデータに基づくスクランブルデータがメインデータに加算されてなるデータを有するメインデータ部と，前記ＩＤ部および前記メインデータ部から生成される誤り検出符号部と，から構成されるＥＣＣブロックの誤り訂正符号を生成する訂正符号生成装置であって，
前記ＩＤ部と同一の第１のＩＤ部と，全データを０とする第１のメインデータ部と，この第１のＩＤ部から生成される第１の誤り検出符号部と，から第１の誤り訂正符号を生成する第１の符号生成部と，
全データを０とする第２のＩＤ部と，前記メインデータを有する第２のメインデータ部と，この第２のメインデータ部から生成される第２の誤り検出符号部と，から第２の誤り訂正符号を生成する第２の符号生成部と，
前記スクランブルデータと第３の誤り訂正符号とを対応して表すテーブルを有し，このテーブルを用いて前記スクランブルデータから前記第３の誤り訂正符号を生成する第３の符号生成部と，
前記第１，第２，第３の誤り訂正符号を加算して，前記ＥＣＣブロック全体の誤り訂正符号を生成するＥＣＣ符号生成部と，
を具備することを特徴とする訂正符号生成装置。
前記ＥＣＣ符号生成部で生成された前記ＥＣＣブロック全体の誤り訂正符号を含むＥＣＣブロックを記録媒体に書き込む記録媒体書込部と，
前記記録媒体書込部でのＥＣＣブロックの書き込みが成功するか否かを判断する書込判断部と，
前記書込判断部が前記ＥＣＣブロックの書込が成功しないと判断したときに，前記ＥＣＣブロックのＩＤデータおよびスクランブルデータを変更するデータ変更部と，
前記変更されたＩＤデータに基づく，第４の誤り訂正符号を生成する第４の符号生成部と，
前記変更されたスクランブルデータに基づく，第５の誤り訂正符号を生成する第５の符号生成部と，をさらに具備し，
前記ＥＣＣ符号生成部が，前記第４，第２，第５の誤り訂正符号を加算して，前記ＥＣＣブロック全体の誤り訂正符号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の訂正符号生成装置
ＩＤデータ，ＩＥＤデータ，およびＲＳＢデータを有するＩＤ部と，前記ＩＤデータに基づくスクランブルデータがメインデータに加算されてなるデータを有するメインデータ部と，前記ＩＤ部および前記メインデータ部から生成される誤り検出符号部と，から構成されるＥＣＣブロックの誤り訂正符号を生成する訂正符号生成方法であって，
前記ＩＤ部と同一の第１のＩＤ部と，全データを０とする第１のメインデータ部と，この第１のＩＤ部から生成される第１の誤り検出符号部と，から第１の誤り訂正符号を生成する第１の符号生成ステップと，
全データを０とする第２のＩＤ部と，前記メインデータを有する第２のメインデータ部と，この第２のメインデータ部から生成される第２の誤り検出符号部と，から第２の誤り訂正符号を生成する第２の符号生成ステップと，
前記スクランブルデータと第３の誤り訂正符号とを対応して表すテーブルを用いて，前記スクランブルデータから前記第３の誤り訂正符号を生成する第３の符号生成ステップと，
前記第１，第２，第３の誤り訂正符号を加算して，前記ＥＣＣブロック全体の誤り訂正符号を生成するＥＣＣ符号生成ステップと，
を具備することを特徴とする訂正符号生成方法。
前記ＥＣＣ符号生成ステップで生成された前記ＥＣＣブロック全体の誤り訂正符号を含むＥＣＣブロックを記録媒体に書き込む記録媒体書込ステップと，
前記記録媒体書込ステップでのＥＣＣブロックの書き込みが成功するか否かを判断する書込判断ステップと，
前記書込判断ステップで前記ＥＣＣブロックの書込が成功しないと判断したときに，前記ＥＣＣブロックのＩＤデータおよびスクランブルデータを変更するデータ変更ステップと，
前記変更されたＩＤデータに基づく，第４の誤り訂正符号を生成する第４の符号生成ステップと，
前記変更されたスクランブルデータに基づく，第５の誤り訂正符号を生成する第５の符号生成ステップと，をさらに具備し，
前記ＥＣＣ符号生成ステップで，前記第４，第２，第５の誤り訂正符号を加算して，前記ＥＣＣブロック全体の誤り訂正符号を生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の訂正符号生成方法。