專利名稱：重放數(shù)字媒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及讀取諸如光盤(CD)的數(shù)字媒體以及處理從此得到的數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
圖1表示用于重放音頻CD的CD閱讀器和解碼器的典型結(jié)構(gòu)。用500表示光盤。通過(guò)馬達(dá)502，讀出單元501可相對(duì)于CD徑向移動(dòng)以及為聚焦目的，通過(guò)馬達(dá)503，相對(duì)于CD軸向移動(dòng)。馬達(dá)504旋轉(zhuǎn)CD以便它在讀出單元上旋轉(zhuǎn)。讀出單元包括對(duì)準(zhǔn)CD表面的激光器505以及多個(gè)傳感器506，該傳感器提供表示從CD讀取的數(shù)據(jù)的輸出以及相對(duì)于CD的磁頭的聚焦度。來(lái)自于磁頭傳感器的模擬形式的輸出通常用507表示。
將輸出傳遞給控制單元508，其使用讀出的信息來(lái)通過(guò)馬達(dá)502和503控制徑向移動(dòng)和磁頭焦點(diǎn)以及通過(guò)馬達(dá)504控制CD的自旋速度。控制單元508通常按集成電路，主要是模擬處理部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
也將輸出傳遞給數(shù)據(jù)處理單元509，該數(shù)據(jù)處理單元處理讀出的信息以形成帶有從CD得出的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的數(shù)字輸出流。根據(jù)常規(guī)的CD CIRC(交叉交織里德索羅蒙誤差校正)解碼方法，數(shù)據(jù)處理單元509實(shí)現(xiàn)數(shù)字鎖相環(huán)(PLL)、進(jìn)行兩級(jí)去交織以及兩級(jí)里德-索羅蒙誤差校正(C1和C2)解碼并最終在510生成以I2S(內(nèi)部-IC-聲音)格式的數(shù)字輸出，用于傳輸?shù)胶髞?lái)的處理設(shè)備?？刂茊卧?09通常用另一集成電路，主要是數(shù)字處理部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在常規(guī)的實(shí)現(xiàn)中，單元508和509在單獨(dú)的集成電路(IC)上實(shí)現(xiàn)。由于單元508主要是模擬處理電路以及單元509主要是數(shù)字處理電路，為了簡(jiǎn)易以及經(jīng)濟(jì)制造IC，將它們分開是非常有益的。然而，在組裝CD放音機(jī)階段，使用兩個(gè)單獨(dú)的集成電路要求電路板面積相當(dāng)大。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供用于從數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)載體讀取數(shù)據(jù)的讀出單元，該讀出單元包括讀出頭，其包括用于從數(shù)據(jù)載體讀出數(shù)據(jù)并生成表示讀出的數(shù)據(jù)的傳感器信號(hào)的傳感器；磁頭定位裝置，用于響應(yīng)磁頭定位控制信號(hào)，相對(duì)于數(shù)據(jù)載體定位磁頭；磁頭定位控制器，用于接收讀出的數(shù)據(jù)并根據(jù)存儲(chǔ)的指令集操作以處理讀出的數(shù)據(jù)來(lái)生成磁頭定位控制信號(hào)；以及數(shù)據(jù)解碼器，用于解碼讀出的數(shù)據(jù)以形成數(shù)字輸出信號(hào)，數(shù)據(jù)解碼器包括軟件部分，包括數(shù)據(jù)處理器，其通過(guò)操作，根據(jù)存儲(chǔ)的指令集來(lái)處理由響應(yīng)讀出的數(shù)據(jù)而生成的數(shù)據(jù)；以及硬件部分，其包括專用硬件，用于執(zhí)行下述的至少一個(gè)數(shù)字鎖相環(huán)，用于生成用于使解碼器與讀出的數(shù)據(jù)同步的時(shí)鐘信號(hào)；誤差檢驗(yàn)單元，用于執(zhí)行多項(xiàng)式除法(division)；循環(huán)冗余校驗(yàn)單元，用于分析數(shù)據(jù)字以便在其上執(zhí)行循環(huán)冗余校驗(yàn)；數(shù)據(jù)封裝單元，用于封裝由第一數(shù)量的位數(shù)組成的數(shù)據(jù)字節(jié)以便形成具有第二數(shù)量較少位數(shù)的數(shù)據(jù)字節(jié)，以及去交織單元，用于去交織數(shù)據(jù)字節(jié)流。
硬件部分和軟件部分適合于在單個(gè)集成電路上實(shí)現(xiàn)。與上面描述的現(xiàn)技術(shù)的有裝置相比，這允許減小處理步驟和安裝所需的電路板面積。
最好數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)載體是盤，例如，光盤、數(shù)字通用盤或小型磁盤。
磁頭定位裝置可包括用于旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)載體的主軸馬達(dá)。
誤差檢驗(yàn)單元適合于接收誤差檢驗(yàn)輸入數(shù)據(jù)并響應(yīng)誤差檢驗(yàn)輸入數(shù)據(jù)，生成用在里德-索羅蒙誤差校正中的校正子。然后，軟件部分適合于將從讀出數(shù)據(jù)得到的數(shù)據(jù)應(yīng)用到誤差檢驗(yàn)單元，接收冗余校正子并處理該校正子以便在從讀出的數(shù)據(jù)得出的數(shù)據(jù)上執(zhí)行誤差檢驗(yàn)操作。
讀出單元適合于包括用于存儲(chǔ)從讀出的數(shù)據(jù)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)的緩沖器。該緩沖器可是用于存儲(chǔ)從讀出數(shù)據(jù)得出的數(shù)據(jù)的專用緩沖器。
適合于采用數(shù)據(jù)封裝單元來(lái)接收14比特字節(jié)以及響應(yīng)生成相應(yīng)的8比特字節(jié)。數(shù)據(jù)封裝單元最好包括邏輯處理電路，用于響應(yīng)接收的14比特字節(jié)，生成相應(yīng)的8比特字節(jié)。另外，可采用數(shù)據(jù)封裝單元來(lái)執(zhí)行查找操作。
最好，去交織單元包括三個(gè)緩沖區(qū)，采用該去交織單元來(lái)接收數(shù)據(jù)字節(jié)流以及同時(shí)將連續(xù)接收的數(shù)據(jù)字節(jié)存儲(chǔ)在任何一個(gè)緩沖區(qū)中并生成輸出數(shù)據(jù)流，其中通過(guò)從其他兩個(gè)緩沖區(qū)的任何一個(gè)中讀取數(shù)據(jù)來(lái)形成連續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供用于通過(guò)由三個(gè)緩沖區(qū)組成的存儲(chǔ)單元去交織數(shù)據(jù)的方法，該方法包括接收包括多個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)據(jù)流；將數(shù)據(jù)流的預(yù)定數(shù)量的連續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)存儲(chǔ)在第一緩沖區(qū)中；將數(shù)據(jù)流的預(yù)定數(shù)量的連續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)存儲(chǔ)在第二緩沖區(qū)中；以及同時(shí)將該數(shù)據(jù)流的預(yù)定數(shù)量的連續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)存儲(chǔ)在第三緩沖區(qū)中；交替地從第一和第二緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)字節(jié)以形成輸出數(shù)據(jù)流。
該方法適合于包括步驟只要數(shù)據(jù)流的預(yù)定數(shù)量的連續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)已經(jīng)存儲(chǔ)在一個(gè)緩沖區(qū)中并且已經(jīng)從其他緩沖區(qū)讀取所有數(shù)據(jù)字節(jié)，則將數(shù)據(jù)流的預(yù)定數(shù)量的多個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)存儲(chǔ)在所述其他的緩沖區(qū)的一個(gè)中；以及隨后，同時(shí)將數(shù)據(jù)流的預(yù)定數(shù)量的連續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)存儲(chǔ)在所述其他的緩沖區(qū)的另一個(gè)中，以及交替地從所述一個(gè)緩沖區(qū)和所述其他緩沖區(qū)的所述一個(gè)讀取數(shù)據(jù)字節(jié)。


現(xiàn)在將通過(guò)例子，參考附圖來(lái)描述本發(fā)明，其中圖1表示表示現(xiàn)有技術(shù)CD讀取組件的結(jié)構(gòu)；圖2表示音頻系統(tǒng)的通用結(jié)構(gòu)；圖3表示用在圖2的系統(tǒng)中的集成電路的結(jié)構(gòu)；以及圖4示例說(shuō)明圖3的集成電路的數(shù)字信號(hào)處理器的結(jié)構(gòu)。
在圖中，相同的參考數(shù)字表示相同的零件。
圖2的音頻系統(tǒng)用于聲音再現(xiàn)，例如家用高保真系統(tǒng)。音頻系統(tǒng)包括均通過(guò)中央微處理器1連接的音頻源設(shè)備、控制設(shè)備以及輸出設(shè)備。中央處理器執(zhí)行來(lái)自所有音頻源的信號(hào)，包括數(shù)據(jù)域中的模擬音頻源，以及連接用戶接口設(shè)備，如開關(guān)距陣以及紅外線遙控器的接口。
這樣，使用中央微處理器允許比現(xiàn)有系統(tǒng)具有更高程度的集成。因此，需要更少的部件并且更容易測(cè)試和制造，并能降低最終系統(tǒng)的大小和成本。另外，利用這種類型的系統(tǒng)，可能通過(guò)軟件定義系統(tǒng)的功能性，因此能大批量地制造單個(gè)硬件單元并適用于通過(guò)在其上運(yùn)行的軟件來(lái)進(jìn)行特定實(shí)現(xiàn)。
音頻源設(shè)備是在2總體上表示的無(wú)線電調(diào)諧器、在3總體上表示的光盤放音機(jī)以及在4總體上表示的盒式放音機(jī)或錄音機(jī)。諸如(但不限于)DVD、迷你盤或MP3放音機(jī)和/或錄音機(jī)、電視接收機(jī)以及麥克風(fēng)等其他設(shè)備也能提供音頻輸入。
無(wú)線電調(diào)諧器2包括FM(調(diào)頻)天線200以及AM(調(diào)幅)天線201。在中央微處理器1的控制下，通過(guò)與在203的、從合成器204得到的調(diào)諧信號(hào)混合，在FM解調(diào)部分202解調(diào)來(lái)自FM天線的信號(hào)；并通過(guò)立體聲解碼器206解碼成左和右立體聲信號(hào)。立體聲解碼器可方便地在與其他部件相同或另外的IC卡上實(shí)現(xiàn)。在207將合成模擬音頻信號(hào)傳遞給編解碼器單元5?？勺冸娙荻O管208可用來(lái)在209處的調(diào)諧信號(hào)的控制下調(diào)諧AM接收，該調(diào)諧信號(hào)是經(jīng)合成器204從串行控制器20得到的。解碼接收的AM信號(hào)以得出模擬音頻信號(hào)，將該模擬音頻信號(hào)在213傳遞給編解碼單元5。FM或AM接收的選擇是在來(lái)自串行控制器20的選擇信號(hào)214的控制下通過(guò)信號(hào)開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，無(wú)線電調(diào)諧器部分能在串行控制器20的控制下以選定的FM或AM頻率接收信號(hào)，并生成傳遞給編解碼器單元5的音頻輸出信號(hào)。
光盤(CD)放音機(jī)3具有常規(guī)的數(shù)據(jù)檢測(cè)硬件，包括一對(duì)激光二極管301、跟蹤和聚焦馬達(dá)302、303以及六個(gè)檢測(cè)二極管304-309。在310，通過(guò)來(lái)自串行控制器20的使能信號(hào)使能激光二極管。通過(guò)來(lái)自中央微處理器的噪音成形DAC數(shù)字控制信號(hào)311、312、312a和312b控制跟蹤、聚焦、滑車(sled)和主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。將這些控制信號(hào)的每一個(gè)通過(guò)低通濾波器R-C網(wǎng)絡(luò)313、314、314a、314b轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)以便在319、320提供各個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。放大來(lái)自檢測(cè)二極管304-309的輸出并傳送給包括低通濾波器和求和/差別電路的解碼單元321，以便在322-324、324a生成四個(gè)模擬輸出。通過(guò)西格馬-德耳塔調(diào)制器325-327、327a將這些轉(zhuǎn)換成數(shù)字位流以在328-330、328a形成傳送給中央微處理器1的四個(gè)數(shù)字信號(hào)。這四個(gè)位流用于再現(xiàn)從CD讀取的數(shù)據(jù)并用于使讀取磁頭達(dá)到正確的聚焦以及跟蹤與CD校準(zhǔn)。因此，當(dāng)由串行控制器20使能CD放音機(jī)時(shí)，該放音機(jī)能在來(lái)自中央微處理器的數(shù)字信號(hào)311、312、312a、312b的控制下讀取CD并將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)位流返回給該微處理器。通過(guò)由圖1中未示出的馬達(dá)，通常執(zhí)行CD以及其支撐盤的驅(qū)動(dòng)。
在本發(fā)明中，通過(guò)中央微處理器執(zhí)行聚焦、主軸、跟蹤馬達(dá)以及從CD讀取的數(shù)據(jù)的解碼的控制。因此，與圖1中示例說(shuō)明的系統(tǒng)相比，為控制和解碼操作，不實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的集成電路。相反，在中央微處理器1的CD解碼單元520中以及在ECC加速器521的支持下實(shí)現(xiàn)CD解碼操作，并且在微處理器1的聚焦和跟蹤控制單元522中執(zhí)行控制操作。
通過(guò)使用數(shù)字硬件的中央微處理器的聚焦和跟蹤控制單元522用軟件執(zhí)行包括主軸速度控制操作的伺服馬達(dá)控制操作。由于此，很方便在主要是數(shù)字的中央微處理器上實(shí)現(xiàn)伺服馬達(dá)控制操作。用于聚焦和跟蹤控制單元的軟件指令可存儲(chǔ)在單元本身或片外RAM 16中。
用于CD伺服機(jī)構(gòu)的軟件基本上包括3部分聚焦部分、主軸馬達(dá)控制部分以及跟蹤部分。當(dāng)將CD載入放音機(jī)時(shí)，在軟件的控制下執(zhí)行下述步驟●將主軸馬達(dá)設(shè)定成額定的恒定速度。
●使讀取磁頭移動(dòng)到盤的中央。
●在它們的中間位置設(shè)置控制磁頭聚焦的磁頭線圈。
●通過(guò)磁頭移進(jìn)或移出進(jìn)行聚焦校準(zhǔn)直到檢測(cè)到聚焦并確定為此所需的驅(qū)動(dòng)范圍。
●通過(guò)該范圍信息，使能連續(xù)的聚焦伺服。
●使用與來(lái)自聚焦的磁頭的CD數(shù)據(jù)校準(zhǔn)的CD鎖相環(huán)，控制主軸馬達(dá)速度以便在4-32MHz提供恒定速度原始CD數(shù)據(jù)。
●此時(shí)，使能伺服軟件的各個(gè)磁道跟蹤部分。實(shí)質(zhì)上，這會(huì)使能磁頭(通過(guò)磁頭磁性線圈然后是滑車)來(lái)跟蹤C(jī)D表面上的1.6um寬的磁道。
●磁頭沿初始的內(nèi)部磁道直到已經(jīng)讀取內(nèi)容表。從該區(qū)域得到的信息包括磁盤上第一和最后磁道的數(shù)量、引出起始時(shí)間以及磁道數(shù)起始時(shí)間。將該信息存儲(chǔ)在用在自動(dòng)或在用戶控制下隨機(jī)存取CD上的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器中。
●然后主軸停止以及軟件等待CD播放命令。
●當(dāng)接收到播放命令時(shí)，存儲(chǔ)的信息用來(lái)確定CD上位置，在該位置應(yīng)當(dāng)開始讀取數(shù)據(jù)。使能主軸馬達(dá)以便旋轉(zhuǎn)CD達(dá)到速度。使用滑車馬達(dá)將磁頭定位在適當(dāng)?shù)奈恢貌⑼ㄟ^(guò)磁頭線圈聚焦。然后，開始數(shù)據(jù)讀取并連續(xù)調(diào)整伺服機(jī)構(gòu)，以便當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)磁頭沿著CD上的磁道。
也用軟件執(zhí)行大部分的CD數(shù)據(jù)解碼操作。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可通過(guò)使用中央微處理器上的專用硬件執(zhí)行解碼過(guò)程的選擇步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)效率的大幅度提高。那些步驟是數(shù)字PLL、輸入數(shù)據(jù)的緩沖、某些誤差檢驗(yàn)操作以及14位至8位封裝。
在中央微處理器的CD解碼部分520中用硬件直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字PLL。該數(shù)字PLL 550生成用于使編碼操作同步的位率時(shí)鐘。
將來(lái)自傳感器的輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在專用96位緩沖器551中。在圖2中，緩沖器551示例為在CD解碼器部分中，但也可使用中央微處理器上的其他存儲(chǔ)器代替。在常規(guī)的數(shù)字CD解碼器中，分配更大的存儲(chǔ)器，例如2K字節(jié)用于緩沖輸入數(shù)據(jù)。然而，由于由硬件和軟件間的解碼步驟的劃分所產(chǎn)生的本系統(tǒng)的效率，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明中96位是充分的。
通過(guò)中央微處理器的專用的誤差檢驗(yàn)加速器(ECC)部件521實(shí)現(xiàn)誤差檢驗(yàn)。為ECC部分提供專用的硬件，用于執(zhí)行多項(xiàng)式除法以便加速在解碼CD外數(shù)據(jù)中必須的里德-索羅蒙解碼步驟。另外，通過(guò)在傳遞給它的數(shù)據(jù)上執(zhí)行異或操作，提供用于根據(jù)CD標(biāo)準(zhǔn)生成循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)數(shù)據(jù)的專用硬件。
將CD數(shù)據(jù)編碼成14位字節(jié)，必須封裝到8位格式以形成最后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。通常，這是通過(guò)查找表來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中通過(guò)查找初始的14位字節(jié)來(lái)得出相應(yīng)的8位字。在本實(shí)施例中，提供邏輯硬件代替查找表。安排邏輯硬件來(lái)處理14位字節(jié)輸入以便生成相應(yīng)的8位字節(jié)作為輸出。
使用三個(gè)存儲(chǔ)塊560、561和562執(zhí)行去交織過(guò)程。已經(jīng)被封裝到8位的數(shù)據(jù)字節(jié)順序?qū)懙降谝粔K560。只要那個(gè)塊滿，則將輸入數(shù)據(jù)字節(jié)順序地寫入第二塊561。只要那個(gè)塊已滿，則將輸入數(shù)據(jù)字節(jié)順序地寫入第三塊562。當(dāng)將輸入數(shù)據(jù)寫入第三塊562時(shí)，依次從第一和第二塊抽取奇和偶字節(jié)以便實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的去交織。數(shù)據(jù)抽取率高于塊填充率，以便在裝滿第三塊前，從第一和第二塊抽取數(shù)據(jù)。只要已裝滿第三塊562，就將輸入數(shù)據(jù)寫入第一塊560。只要已經(jīng)裝滿第一塊560，則將數(shù)據(jù)寫入第二塊561同時(shí)抽取和去交織存儲(chǔ)在第三和第一塊中的數(shù)據(jù)。然后裝滿第三塊，接著重復(fù)該循環(huán)以將數(shù)據(jù)寫入第一塊同時(shí)從第二和第三塊抽取數(shù)據(jù)。用這種方式，可使用相對(duì)少的緩沖空間高效執(zhí)行去交織。
每個(gè)緩沖器560、561和562具有32字節(jié)(符號(hào))的容量。當(dāng)從CD讀取系統(tǒng)接收到數(shù)據(jù)時(shí)，由DMA(直接存儲(chǔ)器存取)寫入適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)緩沖器中。然后CPU讀取一對(duì)緩沖器中的另外的位置來(lái)進(jìn)行去交織過(guò)程。因此，CPU通過(guò)存儲(chǔ)器存取的安排有效地進(jìn)行去交織功能。當(dāng)去交織數(shù)據(jù)時(shí)，在CPU上運(yùn)行誤差校正軟件來(lái)執(zhí)行誤差校正。
為執(zhí)行去交織過(guò)程，在從將被填充的倒數(shù)第二個(gè)緩沖器的奇字節(jié)后，從將被填充的最后一個(gè)緩沖器提取一個(gè)奇字節(jié)。分別利用奇和偶字節(jié)重復(fù)該過(guò)程。這構(gòu)造了32符號(hào)(字節(jié))幀。
在該步驟后，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化的C1誤差校正階段。這大多是通過(guò)軟件但結(jié)合來(lái)自于專用校驗(yàn)計(jì)算單元或ECC加速器邏輯單元(圖4中的19)的硬件輔助來(lái)完成的。這基本上是32至28符號(hào)轉(zhuǎn)換器。ECC單元在硬件中計(jì)算傳遞給它的數(shù)據(jù)的校正子，然后返回給軟件以便后續(xù)處理。
然后，軟件使用108時(shí)鐘延遲來(lái)執(zhí)行主去交織處理，以便最小化壞幀的影響并實(shí)質(zhì)上分散此以使能最大校正和恢復(fù)(內(nèi)插)能力。
標(biāo)準(zhǔn)化C2過(guò)程如下。這也是大部分用軟件來(lái)執(zhí)行的，但仍使用ECC邏輯119。這執(zhí)行28至24符號(hào)轉(zhuǎn)換。
為完成該過(guò)程，為更大的內(nèi)插成功執(zhí)行最后的去交織以對(duì)付CD上的表面缺陷。當(dāng)將環(huán)形緩沖器技術(shù)用于此時(shí)，時(shí)間可用于將被及時(shí)抑制噪音的不可校正的錯(cuò)誤以便在音頻輸出中可識(shí)別出沒有可聽出的“滴答聲”。也可監(jiān)視環(huán)形緩沖器填充率以便有效地給出與CD馬達(dá)主軸速度控制的微調(diào)(經(jīng)DPLL 130實(shí)現(xiàn)基本主軸控制)相應(yīng)的軟件控制。
盒式放音機(jī)/錄音機(jī)4具有一對(duì)左400和右401讀/寫磁頭。來(lái)自該磁頭的磁帶讀取輸出402、403通過(guò)放大器404、405放大，然后在406、407作為左和右模擬音頻信號(hào)傳送給編解碼器單元5。通過(guò)放大器410、411從在412、413從I2S接口10接收的信號(hào)生成至磁頭的磁帶錄音輸入408、409。因此，盒式放音機(jī)/錄音機(jī)能讀取盒式磁帶以便在406、407生成至編解碼器單元5的音頻信號(hào)，以及能將從在414、415來(lái)自微處理器的數(shù)字信號(hào)得到的模擬數(shù)據(jù)記錄在盒式磁帶上。正常地執(zhí)行由馬達(dá)(未示出)驅(qū)動(dòng)盒式磁帶以及操作消音磁頭(未示出)?？芍我粋€(gè)以上的盒式機(jī)構(gòu)。在提供一個(gè)以上的盒式機(jī)構(gòu)的情況下，一個(gè)機(jī)構(gòu)能錄制來(lái)自另一機(jī)構(gòu)的重放。
串行控制器20通過(guò)串行接口33連接到微處理器1。通過(guò)在該鏈路上發(fā)送的信號(hào)，微處理器能控制串行控制器的各種輸出。
音頻系統(tǒng)的控制設(shè)備是開關(guān)矩陣7以及遙控手持送受話機(jī)8。將開關(guān)矩陣7固定到用戶可操作的鍵盤上。開關(guān)矩陣7通過(guò)并行接口9直接連接到微處理器1。遙控手持送受話機(jī)8傳送由連接到微處理器1的紅外線接收器30接收的紅外線信號(hào)。音頻系統(tǒng)的輸出設(shè)備是直接連接到微處理器1的LCD(液晶顯示器)顯示塊11以及包括左和右功率放大器12、13以及左和右揚(yáng)聲器14、15的音頻輸出部分。顯示器可經(jīng)外部顯示控制器驅(qū)動(dòng)。這對(duì)其他技術(shù)的顯示器，例如，真空熒光顯示器或陰極射線管來(lái)說(shuō)特別方便。通過(guò)來(lái)自編解碼器5的在31、32的左和右模擬音頻輸出信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)功率放大器。通過(guò)總線17將只讀存儲(chǔ)器(ROM)16連接到微處理器1。ROM存儲(chǔ)用于由處理器執(zhí)行的軟件。
編解碼器5執(zhí)行D至A和A至D的轉(zhuǎn)換。編解碼器5具有對(duì)微處理器1的連接，用于將左和右數(shù)字音頻輸入信號(hào)傳送到微處理器(連接21、22)，以及用于傳送來(lái)自微處理器1的左和右數(shù)字音頻輸出信號(hào)(連接23、24)。DSP 1具有能用來(lái)連接到外部DAC的I2S接口，如果優(yōu)選，使用放大器410、411的DAC轉(zhuǎn)換例如用于盒式錄音信號(hào)或自DSP 1的PWM(脈寬調(diào)制)噪音成形信號(hào)。編解碼器具有用于從無(wú)線電調(diào)諧器和盒式放音機(jī)/錄音機(jī)接收模擬信號(hào)的連接207、406、407以及用于將輸出信號(hào)提供給功率放大器12、13的連接31、32。編解碼器也從微處理器1在27接收源選擇信號(hào)。響應(yīng)該源選擇信號(hào)，編解碼器中的A至D通路34能從音頻源2，4中選定一個(gè)編碼模擬信號(hào)以生成至微處理器1的左和右數(shù)字音頻輸入信號(hào)。同時(shí)，編解碼器中的D到A通路35能解碼來(lái)自微處理器的左和右數(shù)字音頻輸出信號(hào)以生成至功率放大器的模擬輸出。通過(guò)編解碼器使用標(biāo)準(zhǔn)的編碼/解碼方案。
接口10具有至微處理器1的連接414、415，用于接收表示左和右數(shù)字音頻信號(hào)的I2S格式的數(shù)字信號(hào)。接口10將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬形式并在412、413將它們輸出到盒式放音機(jī)/錄音機(jī)用于記錄。
圖1的結(jié)構(gòu)包括四個(gè)集成電路。其中一個(gè)具有串行控制器20以及用于支持無(wú)線電調(diào)諧器2的操作的專用電路、光盤放音機(jī)3以及盒式放音機(jī)/錄音機(jī)4。另一個(gè)具有接口10。又一個(gè)具有編解碼器5。第四個(gè)具有微處理器1。可集成任何一個(gè)或所有這些集成電路以便需要更少的單獨(dú)的集成電路。除可在單獨(dú)的箱中的揚(yáng)聲器14、15和遙控手持送受話器8以外，最好將所有音頻系統(tǒng)的部件安裝在單獨(dú)的外殼中。
在操作中，用戶使用遙控器手持送受話器8或開關(guān)矩陣7選擇音頻源。以數(shù)字形式將來(lái)自那個(gè)音頻源的左和右通道音頻信號(hào)提供給微處理器，或者是以直接來(lái)自檢測(cè)電路的位流格式(如果CD放音機(jī)是選定源)，或者是以經(jīng)編解碼器5的編碼數(shù)字音頻格式(如果選擇無(wú)線電調(diào)諧器或盒式放音機(jī)/錄音機(jī))。在微處理器中處理數(shù)字信號(hào)將如下所述，例如用于音量、音調(diào)、均衡和誤差校正以便以數(shù)字形式在23、24生成左和右通道輸出信號(hào)。然后將那些信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬形式并用來(lái)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器以給出對(duì)來(lái)自數(shù)據(jù)源的信號(hào)的可聽表示。如果用戶選擇盒式放音機(jī)/錄音機(jī)用來(lái)錄制來(lái)自其他音頻源中的一個(gè)的數(shù)據(jù)，那么在D至A轉(zhuǎn)換后，通過(guò)I2S接口10，微處理器在28、29以數(shù)字形式輸出用于可錄制的信號(hào)，然后通過(guò)盒式放音機(jī)/錄音機(jī)錄制該信號(hào)的表示。應(yīng)當(dāng)注意，即使選定源本身能生成模擬信號(hào)，例如執(zhí)行無(wú)線電調(diào)諧器和盒式錄音機(jī)的例子，在返回到用于輸出給揚(yáng)聲器的模擬域前，將它們的輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式以用于處理器1的數(shù)字處理。
圖2表示微處理器1的結(jié)構(gòu)。微處理器包括多目的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)100以及一系列專用硬件單元101-119。處理器100用來(lái)載入和執(zhí)行存儲(chǔ)在ROM 16中的程序代碼。專用硬件單元包括輸入/輸出接口101-113陣列、CD處理子系統(tǒng)114、RDS(無(wú)線電數(shù)據(jù)系統(tǒng))處理子系統(tǒng)115、西格馬-德耳塔輸入電路116-118以及誤差校正加速器子系統(tǒng)(EGG)199。通過(guò)總線120互連處理器100和各專用硬件單元。于是，將微處理器劃分成用DSP 100表示的通用處理部分，其用軟件執(zhí)行處理，以及一組專用處理塊(具體來(lái)說(shuō)，是子系統(tǒng)114、115和119)，其以硬件執(zhí)行處理。用這種方式，微處理器的拆分顯著地提高其性能。
輸入/輸出接口如下●UART 101是標(biāo)準(zhǔn)的RS232型異步串行接收機(jī)發(fā)送機(jī)。它使用具有一個(gè)起始位和一個(gè)結(jié)束位的8位數(shù)據(jù)。其目的主要用于開發(fā)，但它可在用于自測(cè)試和診斷的制造中使用。
●四個(gè)NSDACs(噪音成形DACs)102-105允許微處理器1提供四個(gè)脈寬調(diào)制輸出。在圖1的系統(tǒng)中，這些用于控制CD系統(tǒng)的聚焦和跟蹤致動(dòng)器以及主軸和滑車馬達(dá)，NSDAC邏輯產(chǎn)生由DSP設(shè)定平均值的位流。參考輸出用來(lái)消除任何偏差以便0輸出引起對(duì)致動(dòng)器的0驅(qū)動(dòng)。
●存儲(chǔ)控制器106控制定時(shí)和控制至外部存儲(chǔ)器16或在其他實(shí)現(xiàn)中可連接到微處理器的其他類似外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)流。系統(tǒng)理論上解碼外部存儲(chǔ)器的三個(gè)存儲(chǔ)體引導(dǎo)ROM、靜態(tài)RAM以及動(dòng)態(tài)RAM，盡管對(duì)外部的外圍設(shè)備可進(jìn)一步劃分引導(dǎo)ROM和靜態(tài)RAM解碼。可獨(dú)立地編程DRAM中的定時(shí)、寬度(字節(jié)或字)以及列的數(shù)量。處理器能運(yùn)行來(lái)自快速內(nèi)部RAM以及較慢引導(dǎo)ROM的代碼，這使其具有DSP和微控制器的特性。在使用中，當(dāng)首先啟動(dòng)微控制器時(shí)，存儲(chǔ)在ROM 16中的軟件可下載到微處理器上的本地隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
●AC97接口107向編解碼器5提供一個(gè)接口，在該實(shí)現(xiàn)中該編解碼器5為AC97編解碼器。編解碼器5具有16位立體聲ADCs和DACs以及在五個(gè)立體聲輸入和立體聲輸出上的獨(dú)立調(diào)整的增益。與AC97的通信是經(jīng)由以音頻采樣率的256倍操作的256位分組進(jìn)行。AC97接口107允許D8P 100通過(guò)以44.1KHz音頻采樣率讀取和寫入寄存器與AC97通信。
●I2S端口108提供與I2S接口10的鏈路。I2S是用于CD質(zhì)量DACs的串行接口的標(biāo)準(zhǔn)形式。如上所述，該接口可用來(lái)將音頻錄制到磁帶，同時(shí)主AC97音頻輸出驅(qū)動(dòng)功率放大器(以可變音調(diào)和音量設(shè)定)。
●紅外線輸入109連接到紅外線檢測(cè)器30。輸入端口109測(cè)量規(guī)定的紅外線臨界點(diǎn)(transition)之間的時(shí)間以便檢測(cè)和解釋紅外線命令，然后中斷處理器100以便可執(zhí)行該紅外線命令。通過(guò)該裝置，紅外線手持送受話器能為用戶提供通常的控制，諸如音量調(diào)整、音頻源選擇、無(wú)線電頻帶以及頻道選擇、音調(diào)調(diào)整以及磁帶和CD位置以及播放控制。
●串行接口(SPI)110連接到串行鏈路33并允許DSP 100與串行控制器20通信。通過(guò)該接口，DSP 100能發(fā)出命令來(lái)控制串行控制器20的輸出。這提供方便的方法來(lái)操作受控的無(wú)線電調(diào)諧器以及CD放音機(jī)而不需要微處理器1本身具有對(duì)這些設(shè)備的直接鏈路。為使能CD放音機(jī)，DS 100在總線120上將一個(gè)信號(hào)發(fā)送給SPI 110以使SPI在串行鏈路33上發(fā)送CD使能信號(hào)。串行控制器存儲(chǔ)CD使能標(biāo)志。在接收到CD使能信號(hào)后，串行控制器設(shè)置CD使能標(biāo)志并通過(guò)在310的輸出信號(hào)使能CD。為禁用CD放音機(jī)，DSP 100在總線120將信號(hào)發(fā)送給SPI 110以使SPI在串行鏈路33上發(fā)送CD禁用信號(hào)。在接收到CD禁用信號(hào)后，串行控制器復(fù)位CD使能標(biāo)志并通過(guò)在310的輸出信號(hào)禁用CD。類似地，串行控制器存儲(chǔ)用于無(wú)線電調(diào)諧器2的操作的標(biāo)志，諸如調(diào)諧器使能標(biāo)志以及頻帶選擇標(biāo)志，這些標(biāo)志均受來(lái)自SPI 110的相應(yīng)消息控制?？纱鎯?chǔ)另外的標(biāo)志以及由串行控制器20提供的其他功能。該種配置允許減小微處理器1輸出的數(shù)量。代替微處理器本身具有用于每個(gè)由串行控制器20提供的信號(hào)的單個(gè)輸出管腳，在微處理器1和串行接口2之間具有簡(jiǎn)單的串行接口。
●通用110(GPIO)塊111表示多個(gè)(例如64個(gè))通用110管腳。這些管腳可用于輸入或輸出。它們可用于驅(qū)動(dòng)顯示器、讀出開關(guān)或與外圍設(shè)備(相對(duì))慢的通信。GPIO塊連接到開關(guān)矩陣7和顯示器11。因?yàn)樘峁┐罅抗苣_，其中每個(gè)管腳可在軟件命令控制下由DSP 100單獨(dú)控制，GPIO塊提供用于允許微處理器適合于不同實(shí)現(xiàn)的便利裝置，這些不同的實(shí)現(xiàn)可能具有不同的顯示單元和不同的開關(guān)輸入。只要GPIO塊連接到那些設(shè)備，DSP 100和各設(shè)備間的交互作用由所使用的軟件決定。
●盒式噪音成形DAC(CDAC)113用于允許使用微處理器1的高保真系統(tǒng)的制造商提供較低成本的磁帶錄制方案。塊的結(jié)構(gòu)與NSDAC相同，但這些塊以44.1KHz運(yùn)行。如果使用CDAC輸出，那么不需要外部I2S DAC，并且能直接從微處理器1的CDAC 113提供圖1中412、413處的盒式錄制信號(hào)。這能降低電路板面積、部件數(shù)量以及制造成本。
CD處理子系統(tǒng)114執(zhí)行從CD放音機(jī)3接收的數(shù)據(jù)的解碼以便導(dǎo)出從CD恢復(fù)的音頻數(shù)據(jù)。CD處理子系統(tǒng)114包括數(shù)字鎖相環(huán)路(DPLL)130、移位寄存器(SR)131、14至8判定器(FED)132、子碼模塊133、數(shù)據(jù)緩沖器134以及用于控制單元130-134的定時(shí)和控制模塊135。數(shù)字鎖相環(huán)130恢復(fù)來(lái)自CD數(shù)據(jù)的位時(shí)鐘。CD數(shù)據(jù)中的臨界點(diǎn)應(yīng)當(dāng)發(fā)生在時(shí)鐘躍變處。這種邏輯合成恢復(fù)的時(shí)鐘并且如果數(shù)據(jù)遲早或增加或減少，該恢復(fù)的時(shí)鐘頻率可以進(jìn)行補(bǔ)償?；謴?fù)的時(shí)鐘與系統(tǒng)時(shí)鐘同步。這引入了+1-半個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期的跳動(dòng)。對(duì)于67MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘，這表示11個(gè)數(shù)據(jù)臨界點(diǎn)之間約1％的最小間隔。DPLL頻率能由DSP讀取以控制盤的速度。在比例和積分反饋通路中的DPLL初始頻率以及增益均能通過(guò)DSP設(shè)置以控制采集時(shí)間和穩(wěn)定性。移位寄存器將來(lái)自盤的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行符號(hào)。它也可用來(lái)檢測(cè)同步符號(hào)。14至8解碼器將來(lái)自存儲(chǔ)在CD上的14位格式的數(shù)據(jù)變換成用在DSP 100中的8位(字節(jié))格式。當(dāng)錄制CD數(shù)據(jù)時(shí)，將每8位字節(jié)編碼在14通道位上。每個(gè)通道位與記錄的數(shù)據(jù)中的臨界點(diǎn)相應(yīng)。因此，F(xiàn)ED將每組14個(gè)接收的通道位轉(zhuǎn)化成音頻數(shù)據(jù)的單個(gè)8位字節(jié)。將恢復(fù)的字節(jié)傳送給子碼模塊和數(shù)據(jù)緩沖器。子碼模塊133檢測(cè)子碼同步符號(hào)并從每個(gè)接收的幀抽取子碼字節(jié)。子碼模塊被連接到數(shù)據(jù)總線120用于輸出子碼信息。數(shù)據(jù)緩沖器134緩沖接收的音頻數(shù)據(jù)，用于提高去交織效率，該操作是由DSP 100執(zhí)行的。將來(lái)自CD的數(shù)據(jù)依次寫入數(shù)據(jù)緩沖器134的三個(gè)緩沖器中的一個(gè)內(nèi)。這些緩沖器的每一個(gè)容納32字節(jié)或一幀接收的音頻數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)緩沖器134連接到總線120，通過(guò)總線120，DSP 100能存取數(shù)據(jù)緩沖器134的各緩沖器。構(gòu)造數(shù)據(jù)緩沖器134以便DSP不能存取正將接收的數(shù)據(jù)寫入到其中的緩沖器，但能存取數(shù)據(jù)已經(jīng)寫入的前兩個(gè)緩沖器。這允許DSP執(zhí)行第一階段的去交織而不拷貝數(shù)據(jù)。
RDS處理子系統(tǒng)115從接收的無(wú)線電信號(hào)抽取RDS數(shù)據(jù)并在總線120上提供RDS數(shù)據(jù)。
在CD系統(tǒng)3(見圖1)有三個(gè)西格馬-德耳塔ADCs 325-327，提供表示聚焦誤差328、跟蹤誤差329以及中心孔徑330的信號(hào)。這些信號(hào)均采取位流的形式，該位流表示各個(gè)信號(hào)的大小。將每個(gè)西格馬-德耳塔輸入116-118連接到各個(gè)ADCs 325-327上。西格馬-德耳塔輸入在預(yù)定采樣周期內(nèi)重復(fù)計(jì)算各個(gè)位流中的二進(jìn)制位，并將每個(gè)計(jì)算結(jié)果提供給數(shù)據(jù)總線120。所得結(jié)果可由DSP 100使用，用于確定聚焦和跟蹤誤差，以便通過(guò)兩個(gè)NSDACs 102-105控制聚焦和徑向伺服機(jī)構(gòu)303，302。也可在總線120上將結(jié)果(特別是中心孔徑計(jì)算結(jié)果)傳遞給DPLL 130，作為CD子系統(tǒng)114的基本數(shù)據(jù)輸入。
DSP 100在來(lái)自ROM 16的軟件的控制下，對(duì)從CD子系統(tǒng)114接收的數(shù)據(jù)執(zhí)行里德-索羅蒙誤差校正。在誤差校正操作過(guò)程中，要求DSP 100確定用于所接收的數(shù)據(jù)的校正子。這可通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，但將1個(gè)字節(jié)“加”到當(dāng)前校正子中將采用軟件中的約20條指令。以GD數(shù)據(jù)率計(jì)，每秒鐘將耗費(fèi)DSP 100約1千萬(wàn)條指令。提供誤差校正加速器(EGG)塊以加速該過(guò)程。EGG塊能通過(guò)數(shù)據(jù)總線120與DSP 100通信。EGG塊實(shí)現(xiàn)校正子計(jì)算并響應(yīng)來(lái)自DSP 100的消息，返回表示將被加到當(dāng)前校正子中的字節(jié)的消息。這可以通過(guò)將DSP100上用于確定校正子的負(fù)載減少到對(duì)每個(gè)接收的數(shù)據(jù)字節(jié)用一條指令來(lái)加速校正子計(jì)算的任務(wù)。
DSP 100以67MHz的時(shí)鐘速度操作，但也可使用其他速率。DSP100是在軟件控制下操作以接收總線120上的數(shù)據(jù)、處理該數(shù)據(jù)并將在相同的總線上輸出數(shù)據(jù)的通用處理器。
DSP 100的結(jié)構(gòu)如圖3所示。該DSP具有8個(gè)32位寄存器160。這些可用來(lái)保持地址或數(shù)據(jù)。當(dāng)一個(gè)寄存器用來(lái)提供地址時(shí)，它與5位偏差(變址訪問)結(jié)合以允許單周期存取小數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。DSP 100包括32位算術(shù)邏輯單元(ALU)161。用于DSP 100的RAM 162-164也在微處理器1的集成電路上或在外部13 RAM芯片上提供。RAM可是SRAM和DRAM的混合。有三個(gè)存儲(chǔ)體由外部存儲(chǔ)控制器解碼，兩個(gè)靜態(tài)以及一個(gè)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)體。可單獨(dú)調(diào)整每個(gè)存儲(chǔ)體的速度和寬度。外部存儲(chǔ)器可是8或16位寬。外部存儲(chǔ)控制器在某種程度上對(duì)此隱藏并允許對(duì)該外部存儲(chǔ)器的8或16位存取。意圖將用于速度臨界操作(象數(shù)字過(guò)濾器)的代碼傳送到快速內(nèi)部程序RAM或從該快速內(nèi)部程序RAM抽取出來(lái)，同時(shí)可直接從引導(dǎo)EPROM執(zhí)行用于慢速操作(象用戶接口)的代碼。另外，DPS包括SP和PC寄存器165、標(biāo)志存儲(chǔ)166、專用的位移位器單元167、專用乘法單元168以及外部存儲(chǔ)控制器169。DSP的各塊可通過(guò)總線170連接。
在操作中，用戶通過(guò)接通系統(tǒng)電源使能圖1的音頻系統(tǒng)。除由電池供電的遙控手持送受話器8以外，音頻系統(tǒng)中的所有裝置都具有共用的電源(在圖中未示出)，盡管系統(tǒng)的不同部件可具有從電源得到的不同電源電壓。當(dāng)啟動(dòng)它時(shí)，微處理器1啟動(dòng)并從ROM 16裝入操作軟件。為增加執(zhí)行的速度，可將軟件裝入本地RAM中。對(duì)開關(guān)矩陣7和/或遙控手持送受話器8的裝置，用戶可向DSP 100提供表示下述信息的數(shù)據(jù)●將音頻輸入單元2、3、4中的哪個(gè)提供給音頻源用于通過(guò)揚(yáng)聲器14、15重放；●如果源是CD或磁帶放音機(jī)，是否該單元處于播放、暫?；蛲Ｖ鼓Ｊ?，或?qū)⒆冎非斑M(jìn)或后退；●設(shè)置音量、音調(diào)或其他處理結(jié)果效果，利用這些效果重放聲音；●聲音是否也由盒式放音機(jī)/錄音機(jī)4錄制。
也可提供其他信息?？蓪⒂脩粼O(shè)置提供給微處理器1的GPIO塊111，由此經(jīng)總線120到達(dá)DSP 100，該DSP 100將設(shè)置存儲(chǔ)在RAM中以便在軟件執(zhí)行期間可使用它們。
如果將無(wú)線電調(diào)諧器選擇為音頻源，那么DSP 100經(jīng)端口110將適當(dāng)?shù)恼{(diào)諧器使能和選擇信號(hào)提供給串行控制器20。然后通過(guò)串行控制器20使能調(diào)諧器。將來(lái)自該調(diào)諧器的模擬音頻信號(hào)通過(guò)編解碼器5轉(zhuǎn)換到數(shù)字域并提供給AC接口107。在此，通過(guò)總線120將數(shù)字信號(hào)傳送給DSP 100，該DSP 100在它的程序軟件的控制下，根據(jù)用戶對(duì)音量、音凋等的設(shè)置變換它們。另外，特別是如果正接收FM無(wú)線電信號(hào)，對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行頻率均衡以便說(shuō)明可用于信號(hào)的傳輸中的任何壓縮等等。DSP 100的軟件包括用于無(wú)線電均衡的一個(gè)或多個(gè)預(yù)設(shè)定的處理例程，并且適當(dāng)?shù)睦逃脕?lái)均衡接收到的音頻數(shù)據(jù)。將合成信號(hào)經(jīng)AC97接口107輸出給編解碼器5。AC97接口將信號(hào)轉(zhuǎn)換回模擬域并將它們輸出給放大器和揚(yáng)聲器12-15。
如果將CD放音機(jī)選擇為音頻源，那么DSP 100經(jīng)端口110將適當(dāng)?shù)腃D放音機(jī)使能和選擇信號(hào)傳送給串行控制器20。然后通過(guò)串行控制器20使能CD放音機(jī)。同時(shí)，DSP 100直接經(jīng)NSDACs 102-105控制CD放音機(jī)的伺服機(jī)構(gòu)。由微處理器1在西格馬-德耳塔輸入116-118處接收原始位流數(shù)據(jù)。通過(guò)數(shù)據(jù)總線120，將該數(shù)據(jù)提供給DSP 100和CD子系統(tǒng)114。該DSP使用數(shù)據(jù)來(lái)確定任何跟蹤或聚焦誤差并相應(yīng)地調(diào)整至跟蹤和聚焦伺服機(jī)構(gòu)的輸出。同時(shí)，CD子系統(tǒng)將接收的數(shù)據(jù)解碼成8位字節(jié)，將該8位字節(jié)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)緩沖器134的緩沖器中。如上所述，DSP 100讀取那些緩沖器以對(duì)接收的數(shù)據(jù)執(zhí)行去交織，然后在接收的數(shù)據(jù)上執(zhí)行誤差校正以便從CD得出脈沖碼調(diào)制數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。然后可通過(guò)DSP 100將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成另一種數(shù)字音頻形式。然后通過(guò)DSP 100，在其程序軟件的控制下，根據(jù)用戶對(duì)音調(diào)、音量等的設(shè)置，變換來(lái)自于此的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。經(jīng)AC97接口107，將合成信號(hào)輸出給編解碼器5。AC97接口將信號(hào)轉(zhuǎn)換回模擬域并將它們輸出給放大器和揚(yáng)聲器12-15。
如果將盒式放音機(jī)/錄音機(jī)選擇為音頻源，則DSP 100經(jīng)端口110將適當(dāng)?shù)暮惺椒乓魴C(jī)/錄音機(jī)使能和選擇信號(hào)傳送給串行控制器20。然后由串行控制器20，通過(guò)圖1未示出的信號(hào)使能盒式放音機(jī)/錄音機(jī)。將來(lái)自盒式放音機(jī)/錄音機(jī)的模擬音頻信號(hào)通過(guò)編解碼器5轉(zhuǎn)換到數(shù)字域并提供給AC97接口107。從此，通過(guò)線120將數(shù)字信號(hào)傳遞給DSP 100。該DSP 100在它的程序軟件的控制下，根據(jù)用戶設(shè)置的音量、音調(diào)等等變換這些信號(hào)。另外，該數(shù)字音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)頻率均衡以說(shuō)明正在使用的盒式磁帶的類型。磁帶類型可由用戶輸入或通過(guò)磁帶走帶機(jī)構(gòu)檢測(cè)并經(jīng)接口111提供給微控制器。DSP 100的軟件包括用于磁帶均衡的預(yù)設(shè)定處理例程，并且適當(dāng)?shù)睦逃脕?lái)均衡接收的音頻數(shù)據(jù)。將合成的信號(hào)經(jīng)AC97接口107輸出給編解碼器5。AC97接口將信號(hào)轉(zhuǎn)換回模擬域并將它們輸出給放大器和揚(yáng)聲器12-15。
如果用戶已經(jīng)指明盒式放音機(jī)/錄音機(jī)是從選定的音頻錄制，那么除經(jīng)AC97接口107輸出給編解碼器5外，經(jīng)128端口108將合成的信號(hào)輸出給128接口10。在128接口，將信號(hào)轉(zhuǎn)換回模擬域并輸出給盒式放音機(jī)/錄音機(jī)。輸出給128接口的信號(hào)可不經(jīng)歷象用在至編解碼器5的信號(hào)的一些處理。例如，可不對(duì)它們進(jìn)行音量和音調(diào)處理。最好將適當(dāng)?shù)拇艓ь愋途馓峁┙o信號(hào)。
除上述描述的音頻處理外，DSP 100將輸出提供給顯示器以表示其狀態(tài)。該輸出可提供關(guān)于確認(rèn)用戶輸入，如音量或無(wú)線電頻帶設(shè)置的消息，或可表示從正在使用的音頻源得到的數(shù)據(jù)，例如CD磁道數(shù)據(jù)或RDS數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。
將意識(shí)到圖1的系統(tǒng)可用許多方式改變。例如，可利用耳機(jī)或提供可聽信號(hào)的其他裝置來(lái)代替或補(bǔ)充揚(yáng)聲器14、15?？商峁┝硗獾幕虿煌囊纛l源，如小型磁盤或DVD(數(shù)字化視頻光盤)放音機(jī)。
申請(qǐng)人注意到這樣的事實(shí)，即本發(fā)明可包括在此隱含或清楚或?qū)ζ淙魏胃爬ǖ毓_的任何特征或特征組合，而不限制本權(quán)利要求書的任何范圍。根據(jù)上述描述，在本發(fā)明的范圍內(nèi)做出各種改變對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種讀出裝置，用于從數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)載體讀取數(shù)據(jù)，該讀出裝置包括讀出頭，包括用于從數(shù)據(jù)載體讀出數(shù)據(jù)并生成表示該讀出數(shù)據(jù)的傳感器信號(hào)的傳感器；磁頭定位裝置，用于響應(yīng)磁頭定位控制信號(hào)，相對(duì)于數(shù)據(jù)載體定位磁頭；磁頭定位控制器，用于接收讀出的數(shù)據(jù)并根據(jù)存儲(chǔ)的指令集操作，以便處理讀出的數(shù)據(jù)來(lái)生成磁頭定位控制信號(hào)；以及數(shù)據(jù)解碼器，用于解碼讀出的數(shù)據(jù)以形成數(shù)字輸出信號(hào)，該數(shù)據(jù)解碼器包括軟件部分，其包括數(shù)據(jù)處理器，該處理器用于根據(jù)存儲(chǔ)的指令集，通過(guò)操作來(lái)處理響應(yīng)讀出的數(shù)據(jù)而生成的數(shù)據(jù)；以及硬件部分，其包括專用硬件，該專用硬件用于執(zhí)行下述的至少一個(gè)數(shù)字鎖相環(huán)，用于生成用來(lái)使解碼器與讀出的數(shù)據(jù)同步的時(shí)鐘信號(hào)；誤差檢驗(yàn)單元，用于執(zhí)行多項(xiàng)式除法；循環(huán)冗余校驗(yàn)單元，用于分析數(shù)據(jù)字以便在其上執(zhí)行循環(huán)冗余校驗(yàn)；數(shù)據(jù)封裝單元，用于封裝包括第一數(shù)量的位數(shù)的數(shù)據(jù)字節(jié)，以便形成具有較少的第二數(shù)量位數(shù)的數(shù)據(jù)字節(jié)；以及去交織單元，用于去交織數(shù)據(jù)字節(jié)流。
2.如權(quán)利要求1所述的讀出裝置，其中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)載體是磁盤。
3.如權(quán)利要求2所述的讀出裝置，其中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)載體是光盤、數(shù)字通用盤或小型磁盤。
4.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的讀出裝置，其中磁頭定位裝置包括用于旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)載體的主軸馬達(dá)。
5.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的讀出裝置，其中硬件部分包括誤差檢驗(yàn)單元，該誤差檢驗(yàn)單元能接收誤差檢驗(yàn)輸入數(shù)據(jù)并響應(yīng)該誤差檢驗(yàn)輸入數(shù)據(jù)，生成用在里德-索羅蒙誤差校正中的校正子。
6.如權(quán)利要求5所述的讀出裝置，其中軟件部分能將從讀出的數(shù)據(jù)得到的數(shù)據(jù)應(yīng)用到誤差檢驗(yàn)單元，接收合成的校正子并處理該校正子，以便在從讀出的數(shù)據(jù)得到的數(shù)據(jù)上執(zhí)行誤差檢驗(yàn)操作。
7.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的讀出裝置，包括用于存儲(chǔ)從讀出的數(shù)據(jù)得到的數(shù)據(jù)的緩沖器。
8.如權(quán)利要求7所述的讀出裝置，其中所述緩沖器是用于存儲(chǔ)從讀出的數(shù)據(jù)得到的數(shù)據(jù)的專用緩沖器。
9.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的讀出裝置，其中數(shù)據(jù)封裝單元適用于接收14位字節(jié)，以及作為響應(yīng)生成相應(yīng)的8位字節(jié)。
10.如權(quán)利要求9所述的讀出裝置，其中數(shù)據(jù)封裝單元包括用于響應(yīng)接收的14位字節(jié)生成相應(yīng)的8位字節(jié)的邏輯處理電路。
11.如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的讀出裝置，其中去交織單元包括三個(gè)緩沖區(qū)，且該去交織單元適用于接收數(shù)據(jù)字節(jié)流并同時(shí)將連續(xù)接收的數(shù)據(jù)字節(jié)存儲(chǔ)在所述緩沖區(qū)的任何一個(gè)中并生成輸出數(shù)據(jù)流，其中，通過(guò)從其他兩個(gè)緩沖區(qū)中交替的一個(gè)讀取數(shù)據(jù)來(lái)形成連續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)。
12.一種用于通過(guò)包括三個(gè)緩沖區(qū)的存儲(chǔ)單元去交織數(shù)據(jù)的方法，該方法包括接收包括多個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)據(jù)流；將該數(shù)據(jù)流的預(yù)定數(shù)量的連續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)存儲(chǔ)在所述緩沖區(qū)的第一個(gè)中；將該數(shù)據(jù)流的該預(yù)定數(shù)量的連續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)存儲(chǔ)在所述緩沖區(qū)的第二個(gè)中；并且同時(shí)將該數(shù)據(jù)流的該預(yù)定數(shù)量的連續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)存儲(chǔ)在所述緩沖區(qū)的第三個(gè)中；以及交替地從第一和第二緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)字節(jié)以便形成輸出數(shù)據(jù)流。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，包括步驟只要已經(jīng)將數(shù)據(jù)流的預(yù)定數(shù)量的連續(xù)字節(jié)存儲(chǔ)在一個(gè)緩沖區(qū)中并且已經(jīng)從其他緩沖區(qū)中讀取所有數(shù)據(jù)字節(jié)將該數(shù)據(jù)流的該預(yù)定數(shù)量的連續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)存儲(chǔ)在所述的其他緩沖區(qū)的一個(gè)中；以及隨后同時(shí)將該數(shù)據(jù)流的該預(yù)定數(shù)量的連續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)存儲(chǔ)在所述其他緩沖區(qū)的另一個(gè)中；以及交替地從所述一個(gè)緩沖區(qū)以及從所述其他緩沖區(qū)的所述一個(gè)讀取數(shù)據(jù)字節(jié)。
全文摘要
用于從數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)載體讀取數(shù)據(jù)的讀出裝置，該讀出裝置包括讀出頭，包括用于從數(shù)據(jù)載體讀出數(shù)據(jù)并生成表示讀出的數(shù)據(jù)的傳感器信號(hào)的傳感器；磁頭定位裝置，用于響應(yīng)磁頭定位控制信號(hào)，相對(duì)于數(shù)據(jù)載體定位磁頭；磁頭定位控制器，用于接收讀出的數(shù)據(jù)并根據(jù)存儲(chǔ)的指令集操作以處理讀出的數(shù)據(jù)，從而生成磁頭定位控制信號(hào)；以及數(shù)據(jù)解碼器，用于解碼讀出的數(shù)據(jù)以形成數(shù)字輸出信號(hào)，該數(shù)據(jù)解碼器包括軟件部分，包括數(shù)據(jù)處理器，用于根據(jù)存儲(chǔ)的指令集，通過(guò)操作來(lái)處理響應(yīng)讀出的數(shù)據(jù)而生成的數(shù)據(jù)；以及硬件部分，包括專用硬件，用于執(zhí)行下述的至少一個(gè)數(shù)字鎖相環(huán)，用于生成用來(lái)使解碼器與讀出的數(shù)據(jù)同步的時(shí)鐘信號(hào)；誤差檢驗(yàn)單元，用于執(zhí)行多項(xiàng)式除法；循環(huán)冗余校驗(yàn)單元，用于分析數(shù)據(jù)字以便在其上執(zhí)行循環(huán)冗余校驗(yàn)；數(shù)據(jù)封裝單元，用于封裝包括第一數(shù)量的位的數(shù)據(jù)字節(jié)，以便形成具有較少的第二數(shù)量的位數(shù)的數(shù)據(jù)字節(jié)，以及去交織單元，用于去交織數(shù)據(jù)字節(jié)流。
文檔編號(hào)H03M13/27GK1471707SQ0181819
公開日2004年1月28日 申請(qǐng)日期2001年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月4日
發(fā)明者馬丁·J·布倫南, 馬丁 J 布倫南 申請(qǐng)人:全球硅有限公司