Brevet FR2681177A1 — publié le 19930312

SYSTEME DE MEMORISATION DE DONNEES NUMERIQUES La présente invention se rapporte à un système de mémorisation de données numériques, et plus particulièrement à un système de mémorisation de données numériques de type nouveau, utilisant un dispositif de mémoire à semi-conducteur. Les mémoires mortes de Compact-Disc, les enregistreurs de données audio numériques à bande, et les mémoires de données numériques peuvent être considérés comme des systèmes de mémorisation de données numériques classiques. La figure 1 montre la structure d'un enregistreur audio numérique à bande classique. A la figure 1, une section enregistrement comprend un convertisseur analogique vers numérique (A/D) 1 pour entrer un signal audio analogique et le convertir en un signal numérique; un processeur de signal numérique 2 qui (entre autres choses) code le signal numérique converti en y ajoutant une parité redondante pour la correction d'erreurs, entrelace les données enregistrées pour répartir les données et leur interdire d'être disposées de manière séquentielle sur une bande, et formate les données comprimées pour enregistrement; une mémoire 3 pour mémoriser les données comprimées; et un amplificateur d'enregistrement 4 qui amplifie les données comprimées à enregistrer sur la bande par une tête tournante et qui traite un signal de recherche automatique de piste (ATF) issu d'un générateur de signal ATF 5, de sorte que le signal ATF est enregistré dans une zone d'ATF. Une section lecture comprend un amplificateur de lecture /égaliseur de forme d'ondes/détecteur de signal 6 qui reçoit, amplifie et égalise un signal lu sur une bande par l'intermédiaire de la tête tournante; un processeur de signal numérique 2 qui sert également à expanser, à corriger les erreurs du signal amplifié et égalisé, et à exécuter un traitement de désentrelacement qui rétablit les données dans leur ordre d'origine; la mémoire 3 utilisée au cours de l'expansion, à leur état d'origine, des données comprimées; un convertisseur numérique vers analogique (D/A) 7 pour convertir le signal numérique, corrigé en ce qui concerne les erreurs, issu du processeur de signal numérique 2 en un signal analogique Dans le même temps, à côté de la reproduction des données de modulation codées par impulsions (PCM), i'amplificateur/égaliseur/détecteur 6 reproduit également le signal ATF enregistré par zones subdivisées, destiné à être entré dans l'asservissement 8 pour le suivi de pistes En outre, un détecteur d'enveloppe 13 entre un signal de commande dans une unité de commande du système 9 afin de commander le déplacement de bande. L'unité de commande du système 9 traite des sous-codes ou gère l'interface avec un clavier 10 et un dispositif d'affichage 11. Un générateur de rythme 12 produit des signaux d'horloge de synchronisation pour mettre en oeuvre l'ensemble du système. En outre, un système d'asservissement est constitué d'un circuit d'asservissement de tambour et d'un circuit d'asservissement de cabestan La partie tambour, constituée d'un circuit de commande de vitesse, d'un circuit de commande de phase et d'un circuit de commande de polarisation, fonctionne de manière à faire tourner la tête avec une fréquente de rotation précise, ou conserve de manière précise la relation de phase entre les signaux La partie cabestan est constituée d'un circuit de commande de vitesse, d'un circuit ATF, d'un circuit de commande de phase, et elle maintient le déplacement de bande à une vitesse constante pendant l'enregistrement et elle commande la vitesse de bande pour permettre à la tête de se déplacer de manière précise sur la piste enregistrée en utilisant 1 'ATF, lors de la reproduction. Les problèmes de la DATA-DAT (bande audio numérique de données) sont présentés ci-dessous: premièrement, bien que la DATA-DAT puisse enregistrer un plus grand volume qu'un disque CD-ROM (disque optique numérique), elle est lente Lorsque les données numériques mémorisées sont des données audio, une AUDIO-DAT (bande audio numérique de données audio) est utilisée; deuxièmement, l'enregistrement de données sur bande rend inutile un lecteur optique, mais nécessite une tête tournante et un amplificateur de fréquences radioélectriques; troisièmement, un servomoteur pour la commande de bande est nécessaire et donc un circuit intégré de commande de servomoteur et un mécanisme d'entraînement, ce qui rend l'ensemble du système encombrant et lourd. En outre, les problèmes du disque CD-ROM sont décrits ci-dessous: premièrement, comme le nom l'indique, un tel support ne peut pas être utilisé pour enregistrement Lorsque ces données numériques sont des données audio, un dispositif d'entraînement de ce support est un lecteur de Compact-Disc; deuxièmement, un lecteur optique et un amplificateur de fréquences radioélectriques sont tous deux nécessaires pour lire les données sur le disque afin de les transformer en des données électroniques pour le disque CD-ROM. Cependant, le lecteur optique est difficile à fabriquer, et il complique le système du disque CD-ROM, en réduisant de ce fait la fiabilité; troisièmement, un servomoteur pour la commande de disque est nécessaire, et donc un circuit intégré pour la commande de servomoteur et un mécanisme d'entraînement sont également nécessaires ici, en rendant de ce fait le système à disque CD-ROM encombrant et lourd. Par conséquent, c'est un objectif de la présente invention de proposer un système de mémorisation de données numériques qui soit capable d'effectuer des opérations d'enregistrement et qui soit rapide, compact et léger en utilisant un dispositif de mémoire à semi-conducteur. C'est un autre objectif de la présente invention que de proposer un système audio numérique qui utilise le système de mémorisation de données numériques selon la présente invention. La présente invention propose, pour atteindre le premier objectif cidessus, un système de mémorisation de données numériques comprenant: un moyen de mémorisation de données pour écrire ou lire des données; un moyen de traitement de signal numérique pour traiter un signal numérique issu du moyen de mémorisation de données; un moyen d'interface, situé entre ledit moyen de mémorisation et ledit moyen de traitement de signal numérique, pour gérer et mettre en tampon les données; un microcalculateur de commande du système pour commander le moyen de traitement de signal numérique; un moyen de mémoire connecté au moyen de traitement de signal numérique et capable de lire et d'écrire les données; un calculateur principal capable de gérer les données mémorisées dans le moyen de mémoire; et une partie interface pour réaliser l'interface des données entre le moyen de mémoire et le calculateur principal. Pour réaliser l'autre objectif de la présente invention, il est proposé un système audio numérique pour enregistrement/reproduction comprenant: un moyen de conversion analogique vers numérique pour convertir un signal audio analogique d'entrée en un signal audio numérique; un moyen de compression de données pour comprimer le signal numérique converti; un moyen de traitement de signal numérique pour coder le signal numérique comprimé en des données pour enregistrement, et pour décoder les données enregistrées en données pour reproduction; un moyen de mémoire connecté au moyen de traitement de signal numérique et capable de lire et d'écrire les données; un premier moyen de mémoire effaçable électriquement pour enregistrer les données codées du moyen de traitement de signal numérique; un premier moyen d'interface pour réaliser l'interface entre le moyen de traitement de signal numérique et le premier moyen de mémoire; un second moyen de mémoire morte pour mémoriser un signal numérique enregistré; un second moyen d'interface pour faire interface entre le moyen de traitement de signal numérique et le second moyen de mémoire; un moyen d'expansion de données pour entrer les données décodées issues du moyen de traitement de signal numérique et pour expanser à leur état d'origine les données comprimées; un moyen de conversion numérique vers analogique pour convertir le signal numérique issu du moyen d'expansion de données en un signal de sortie audio analogique; et un microcalculateur de commande du système capable de commander le moyen de traitement de signal numérique et d'être commandé par celui-ci. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple en référence aux dessins annexes, sur lesquels: La figure 1 montre la structure d'ensemble d'un système audio utilisant une bande magnétique qui est un support classique de mémorisation de données numériques; les figures 2 A et 2 B sont des schémas fonctionnels montrant un support de mémorisation de données numériques selon la présente invention; la figure 3 est un schéma fonctionnel montrant un système d'enregistrement/reproduction utilisant le système de mémorisation de données numériques selon la présente invention; et la figure 4 est un schéma fonctionnel montrant un système de reproduction, utilisant le système de mémorisation de données numériques selon la présente invention. La figure 2 A montre un nouveau système de mémorisation de données numériques, selon la présente invention, qui utilise un dispositif de mémoire à semi-conducteur. A la figure 2 A, une unité de mémorisation de données est composée d'un dispositif de mémoire à semi-conducteur (c'est-à-dire, une ROM ou une EEPROM (ROM programmable et effaçable électriquement>> Lorsqu'on utilise une ROM seule la lecture des données mémorisées dans la ROM est possible, tandis que lorsqu'on utilise une EEPROM à la fois l'écriture et la lecture de données est possible. Un processeur de signal numérique 21 effectue l'enregistrement/reproduction sous les ordres d'un microcalculateur de commande du système. Une interface de mémoire 23, située entre l'unité de mémorisation de données 20 et le processeur de signal numérique 21, effectue la gestion de données et la séparation de vitesse. Une RAM (mémoire vive) 24 est une mémoire pour une troisième correction d'erreurs qui sert de mémoire de données en recevant les données issues d'un calculateur principal 26 et en sortant les données vers celui-ci, par l'intermédiaire d'un petite interface de système de calculateur 25. Un correcteur d'erreurs 27 effectue de plus une troisième correction d'erreurs, tandis que le processeur de signal numérique 21 effectue les première et deuxième corrections d'erreurs. Une unité de commande de RAM 28 produit une adresse de RAM pour décoder un code de correction d'erreurs lors de la reproduction, et produit une adresse de RAM pour coder un code de correction d'erreur lors de l'enregistrement. La figure 2 B est un schéma fonctionnel détaillé représentant le processeur de signal numérique montré à la figure 2 A. A la figure 2 B, un expanseur de compression de données 29 produit un signal de compression de données pendant l'enregistrement, et un signal d'expansion de données pendant la reproduction Cependant, lorsque des données qui ne doivent pas être comprimées sont entrées, ce dispositif est désactivé. Une unité de commande de correction d'erreur 30 exécute plusieurs opérations comme un calcul de syndrome, un calcul d'erreur, un calcul de point d'erreur pour effectuer un codage de Reed-Solomon, et le décodage pour les première et deuxième corrections d'erreurs. Un générateur de signal de synchronisation 31 produit différents signaux d'horloge de synchronisation nécessaires pour le processeur le signal numérique 21. Une interface de microcalculateur 32 indique un mode (par exemple, enregistrement ou reproduction) au processeur de signal numérique 21 par la réception d'une donnée de mode issue du microcalculateur de commande du système 22, et elle commande l'entrée/sortie entre le microcalculateur de commande du système 22 et le processeur de commande numérique 21. Une interface de RAM 33 produit l'adresse de RAM pour le décodage du code de correction d'erreurs et mémorise temporairement, dans la RAM 24, les données de ROM entrées par l'intermédiaire de l'interface de mémoire 23 pendant la reproduction, elle produit l'adresse de RAM pour le codage d'un code de correction d'erreurs et délivre les données codées à l'interface de mémoire 23 dans la RAM 24 pendant l'enregistrement, et elle reçoit les données de reproduction issues de l'interface de ROM et les délivre à la RAM pour décodage lors de la reproduction. Une unité de commande d'enregistrement/reproduction 34 reproduit un signal de synchronisation pour reproduire différentes données enregistrées (par exemple des données numérisées, des données d'entrées numériques et des données de sous-codes délivrées par le microcalculateur de commande du système). Une unité de commande d'I/O (entrée/sortie) numérique , lors de la recopie, sort de manière externe des données de ROM source et reçoit des données numériques d'un autre système audio numérique en les enregistrant dans une EEPROM En plus, un système de gestion de copie série (SCMS) est adopté pour permettre la duplication seulement une fois dans le mémoire source pour exécuter la démodulation biphasée lors de l'entrée numérique et la modulation biphasée lors de la sortie numérique, et pour détecter ou pour produire un signal de synchronisation de chacune des données délivrées pour exécuter de manière précise l'entrée/sortie numérique par une boucle à phase asservie numérique externe ou interne. Par conséquent, le système de mémorisation de données numériques selon la présente invention présente les avantages ci-dessous: premièrement, il est plus rapide que les disques CD-ROM ou les DATA-DAT classiques; deuxièmement, puisque le système d'asservissement mécanique n'est pas nécessaire, ce qui était le cas dans les disques CD-ROM et les DATA-DAT classiques, les circuits intégrés pour un processeur de signal asservi, préamplificateur, etc, ne sont pas nécessaires; troisièmement, le coût peut être réduit par comparaison avec les disques CD-ROM ou les DATA-DAT classiques, pourvu que des circuits intégrés de ROM d'un Giga octets soit disponibles. La figure 3 représente un système pour l'enregistrement/reproduction d'un nouveau système audio numérique, utilisant le support de mémorisation de données numériques selon la présente invention. A la figure 3, une partie enregistrement comprend un convertisseur analogique vers numérique 36 pour entrer un signal audio analogique et le convertir en un signal numérique; un compresseur de données 37 pour diminuer la capacité de mémoire nécessaire en diminuant les quantités de données lorsque la quantité de données convertie est si grande qu'une capacité de mémoire plus grande serait nécessaire; un processeur de signal numérique 38 constitué d'une unité de commande de RAM, d'un circuit de gestion de mémoire, d'une unité de commande de correction d'erreur, d'une unité de commande A-D/D-A (de conversion analogiquenumérique/numérique-analogique), d'une unité de commande de synchronisation, d'une unité de commande d'enregistrement/reproduction, d'un interpolateur et d'une interface de microcalculateur, une mémoire 39 pour mémoriser temporairement les données pour effectuer la correction d'erreurs; une interface d'EEPROM 40 pour la mise en mémoire tampon des données de telle manière que les données enregistrées reçues du processeur de signal numérique 38 à grande vitesse soient enregistrées dans une EEPROM d'une carte d'EEPROM 41 à faible vitesse; et la carte d'EEPROM 41 pour enregistrer, en utilisant une carte d'IC (circuit imprimé) comportant une ou plusieurs EEPROM, correspondant à une bande audio numérique ou à une cassette compacte numérique. Une section reproduction comprend une carte ROM 42 correspondant la bande ou au disque, déjà enregistré de la DAT ou du CDP, qui ne peut pas être utilisée pour l'enregistrement, une interface de ROM 43 pour transmettre les données de ROM au processeur de signal numérique pour reproduire les données, le processeur de signal numérique 38 pour traiter les données issues de l'interface de ROM 43, un expanseur de données 44 pour expanser, à son état d'origine, le signal comprimé issu du processeur de signal numérique, et un convertisseur numérique vers analogique ( 45) pour convertir les données expansées en un signal analogique pour les sortir. Un microcalculateur de commande du système 46 interprète un sous-code reçu du processeur de signal numérique 38, commande l'ensemble du système audio numérique et reproduit le sous-code en délivrant la donnée de mode au processeur de signal numérique 38. La figure 4 représente un système pour la reproduction seule, du nouveau système audio numérique utilisant le système de mémorisation de données numériques selon la présente invention. Ici, le convertisseur analogique vers numérique 36, le compresseur de données 37, l'interface d'EEPROM 40 et la carte d'EEPROM 41 qui étaient nécessaires pour l'enregistrement, ne sont pas nécessaires à la figure 4. Dans le système audio numérique utilisant le dispositif de mémoire à semi-conducteur selon la présente invention, une bande ou un disque support de reproduction d'autres systèmes audio numériques tels que CDP (lecteur de disque compact), DAT (bande audio numérique), DCC (cassette compacte numérique) et MD (mini-disque), est remplacé par un dispositif de mémoire à semi-conducteur, c'est-à-dire une ROM ou une EEPROM. Par conséquent, la présente invention présente les avantages suivants: premièrement, le système mécanique, comprenant le moteur de tambour, la tête, le moteur de cabestan, l'amplificateur d'enregistrement 4, l'amplificateur / égaliseur / détecteur de signal de reproduction 6, l'asservissement 8, le détecteur d'enveloppe 13, et le générateur de signal ATF 5, montré à la figure 1, qui convertit les données de la bande ou du disque en un signal électrique pour le délivrer au processeur de signal numérique, et le processeur de traitement de signal analogique, ne sont pas nécessaires. Ainsi, le produit selon la présente invention devient compact et léger;. deuxièmement, des erreurs de données possibles produites par le système mécanique disparaissent, en améliorant la fiabilité du produit; troisièmement, la commande du micro-calculateur est facilitée par l'élimination du système mécanique. On peut s'attendre, par conséquence, à un abaissement du prix de systèmes de mémorisation de données numériques selon la présente invention en fonction de la disponibilité de dispositifs de mémoire d'une capacité de l'ordre d'un Giga octets. Il est évident que de nombreuses modifications et variations pourraient être facilement effectuées par une personne expérimentée dans la technique sans sortir de l'esprit et du domaine des nouveaux concepts de la présente invention. il REVENDICATIONS 1 Système de mémorisation de données numériques comprenant: un moyen de mémorisation de données ( 20) pour écrire ou lire des données; un moyen de traitement de signal numérique ( 21) pour traiter un signal numérique issu du moyen de mémorisation de données ( 20); un moyen d'interface ( 23), situé entre ledit moyen de mémorisation ( 20) et ledit moyen de traitement de signal numérique ( 21), pour gérer et mettre en tampon les données; un microcalculateur de commande du système ( 22) pour commander le moyen de traitement de signal numérique ( 21); un moyen de mémoire ( 24) connecté au moyen de traitement de signal numérique ( 21) et capable de lire et d'écrire les données; un calculateur principal ( 26) capable de gérer les données mémorisées dans le moyen de mémoire ( 24); et une partie interface ( 25) pour réaliser l'interface des données entre le moyen de mémoire ( 24) et le calculateur principal ( 26). 2 Système de mémorisation de données numériques selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de mémorisation ( 20) est une ROM (mémoire morte). 3 Système de mémorisation de données numériques selon la revendication 1, caractérisé en ce qui ledit moyen de mémorisation ( 20) est une EEPROM (ROM programmable et effaçable électriquement). 4 Système de mémorisation de données numériques selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de mémoire ( 24) est une RAM (mémoire vive). Système de mémorisation de données numériques selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un troisième moyen de correction d'erreurs ( 27) connecté audit moyen de mémoire ( 24). 6 Système de mémorisation de données numériques selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un moyen de commande ( 28) pour faire interface entre ledit moyen de mémoire ( 24) et le moyen de correction d'erreur ( 27). 7 Système audio numérique pour enregistrement / reproduction comprenant: un moyen de conversion analogique vers numérique ( 36) pour convertir un signal audio analogique d'entrée en un signal audio numérique; un moyen de compression de données ( 37) pour comprimer le signal numérique converti; un moyen de traitement de signal numérique ( 38) pour coder le signal numérique comprimé en des données pour enregistrement, et pour décoder les données enregistrées en données pour reproduction; un moyen de mémoire ( 39) connecté audit moyen de traitement de signal numérique ( 38) et capable de lire et d'écrire les données; un premier moyen de mémoire ( 41) effaçable électriquement pour enregistrer les données codées du moyen de traitement de signal numérique ( 38); un premier moyen d'interface ( 40) pour réaliser l'interface entre le moyen de traitement de signal numérique ( 38) et le premier moyen de mémoire ( 41); un second moyen de mémoire ( 42) morte pour mémoriser un signal numérique enregistré; un second moyen d'interface ( 43) pour faire interface entre le moyen de traitement de signal numérique ( 38) et le second moyen de mémoire ( 43); un moyen d'expansion de données ( 44) pour entrer les données décodées issues du moyen de traitement de signal numérique ( 38) et pour expanser à leur état d'origine les données comprimées; un moyen de conversion numérique vers analogique ( 45) pour convertir le signal numérique issu du moyen d'expansion de données en un signal de sortie audio analogique; et un microcalculateur de commande du système ( 46) capable de commander le moyen de traitement de signal numérique ( 38) et d'être commandé par celui-ci. 8 Système audio numérique selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit premier moyen de mémoire ( 41) est une EEPROM. 9 Système audio numérique selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit second moyen de mémoire ( 42) est une ROM. 10 Système audio numérique pour la reproduction comprenant: un moyen de traitement de signal numérique ( 38) pour décoder les données enregistrées en données pour reproduction; un moyen de mémoire ( 39) connecté au moyen de traitement de signal numérique ( 38) et capable de lire et d'écrire des données; un moyen de mémoire morte ( 42) pour mémoriser le signal numérique enregistré; un moyen d'interface ( 43) pour réaliser l'interface entre ledit moyen de traitement de signal numérique ( 38) et ledit moyen de mémoire morte ( 42); un moyen d'expansion de données ( 44) pour entrer les données décodées issues du moyen de traitement de signal numérique et pour expanser à leur état d'origine les données comprimées; un moyen de conversion numérique vers analogique ( 45) pour convertir le signal numérique issu du moyen d'expansion de données ( 44) en un signal de sortie audio analogique; et un microcalculateur de commande du système ( 46) capable de commander le moyen de traitement de signal numérique ( 38) et d'être commandé par celui-ci.