(57)【要約】本発明は、デジタルデータ（１０）を処理するための方法および装置であって、デジタルデータから複数の別個のデータのバースト（１２）を形成するステップと、個々の前記データバースト間の期間(１４)中に蓄電装置(３２)を充電するステップと、個々の前記データバースト(１２)中に蓄電装置(３２)をほぼ放電して、データバースト(１２)中に必要とされる電力の少なくとも一部を供給するとともに、データ記録／再生のために設定される最小データ転送速度よりも遅いデータ転送速度でデータを送信できるようにしつつ、ピーク所要電力を減少させるステップとを含んでいる方法および装置を提供する。
2005527930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルデータを処理する方法であって、デジタルデータから複数の別個のデータのバーストを形成するステップと、個々の前記データバースト間の期間中に蓄電装置を充電するステップと、その後に、個々の前記データバースト中に前記蓄電装置を放電して、データバースト中に必要とされる電力の少なくとも一部を供給するステップとを含んでいる、方法。
【請求項２】
複数の別個の前記バーストがアクティブ期間を形成し、データストリームは、アイドル期間によって分離される複数のアクティブ期間に分割される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アイドル期間中に前記蓄電装置が充電される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記蓄電装置がキャパシタを備えている、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記キャパシタがスイッチモード電源の一部を形成する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
充電インダクタと放電インダクタとを含んでいる、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
充電および放電は、充電およびその後の放電を可能にするのに適したスイッチの制御により、共通のインダクタによって行なわれる、請求項４または５に記載の方法。
【請求項８】
データ処理がデータ記録を含んでいる、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
データ処理がデータ再生を含んでいる、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
光ディスクシステムの一部としてデジタルデータストリームを処理するステップを含んでいる、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
デジタルデータ処理装置であって、デジタルデータから複数の別個のデータのバーストを形成する手段と、装置のための電源を介して充電されるようになる蓄電手段と、個々の前記データバースト間の期間中に前記蓄電装置を充電するとともに、その後に、個々の前記データバースト中に前記蓄電装置を放電して、データバースト中に必要とされる電力の少なくとも一部を供給するようになる制御手段とを有している、デジタルデータ処理装置。
【請求項１２】
複数の別個のデータバーストをアクティブ期間として形成し、アイドル期間によって分割されるそのような複数のアクティブ期間にデータストリームを分割するために、デジタルデータストリーム分割手段が設けられている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記アイドル期間中に前記蓄電装置が充電される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記蓄電装置がキャパシタを有している、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記蓄電手段がスイッチモード電源装置の一部を形成する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
充電インダクタと放電インダクタとを有している、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
充電および放電の両方を行なうための共通のインダクタと、前記共通のインダクタを介して所要の充電および放電を行なうために制御されるスイッチ手段とを有している、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
デジタルデータ記録／再生システムの一部を形成する、請求項１１から１７のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルデータストリームを処理するための方法および装置に関し、特に、デジタル信号記録／再生装置の一部としてデジタルデータストリームを処理するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル信号処理装置、例えば、デジタルデータの記録または再生を行ない或いは必要とするデジタル信号処理装置の物理的なサイズを減少させたいという現在の要求のため、局部電源装置のサイズおよび容量は、特にポータブル装置において絶えず関連した問題である。
【０００３】
そのような装置を用いる場合には、バッテリの交換／再充電前の使用期間を増大させるため、また、あまり強力でない小型の電源装置をポータブル装置内に装着しさえすれば良いため、所要電力を減らすことが特に有益であることが分かっている。
【０００４】
例えば、ＩＢＭマイクロドライブは、一般に、いわゆるコンパクトフラッシュ（登録商標）＋規格に適合する。当初のコンパクトフラッシュ規格とコンパクトフラッシュ＋規格との間の主な違いは、引き出される最大ピーク電力が１００ｍＡ＠３Ｖから５００ｍＡ＠３Ｖへと増大されているという点である。以上から分かるように、特定の装置が適合する規格は、そのような装置に利用できる市場サイズで使用される製品の性質に対して直接に影響を及ぼす。したがって、省電力を行なうことができる場合には、これによって、特定の装置における潜在市場を拡大するという付加的な利点が得られる。特に、多くの携帯端末（ＰＤＡ）、カメラ、他のハンドポータブル装置は、前述した低い電力レベルを供給することしかできない。また、そのような限界も小型の光デバイスに関連付けられ、光デバイスのうちの幾つかは、携帯電話内で使用できるように提案されてきた。
【０００５】
例えば光ディスク記録／再生システムにおける所要電力に関連する問題は、所要電力が記録周波数にしたがって変化する米国特許公開第５１８２７４１号および処理される信号の性質に応じて電力が変えられる米国特許公開第５５５０７９９号から知られている。
【０００６】
しかしながら、そのような構成は、必然的に制限され、可能な省電力の基本となる動作特性に縛られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、デジタルデータストリームを処理するための方法および装置であって、そのような処理における所要電力の減少において利点を与える方法および装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様においては、デジタルデータを処理する方法であって、デジタルデータから複数の別個のデータのバーストを形成するステップと、個々の前記データバースト間の期間中に蓄電装置を充電するステップと、個々の前記データバースト中に前記蓄電装置をほぼ放電して、データバースト中に必要とされる電力の少なくとも一部を供給するステップとを含んでいる方法が提供される。
【０００９】
また、本発明は、関連するデジタルデータ処理装置であって、デジタルデータから複数の別個のデータのバーストを形成する手段と、装置のための電源を介して充電されるようになっている蓄電手段と、個々の前記データバースト間の期間中に前記蓄電装置を充電するとともに、その後に、個々の前記データバースト中に前記蓄電装置をほぼ放電して、データバースト中に装置によって必要とされる電力の少なくとも一部を供給するようになっている制御手段とを有するデジタルデータ処理装置を提供する。
【００１０】
本発明の主題は、特に、システム内でパワーオン時間を都合良く分割して、例えばキャパシタにより効果的に平滑化することによって、データ処理システムにおけるピーク所要電力を減少させるのに有利である。
【００１１】
記録／再生システムのようなデータ処理システムは、多くの場合、モバイル機器の電源／バッテリの有効仕様を超える場合がある大きな電力のピークを必要とする。本発明において、例えばデータストリームを時分割されたチャンクに適切に制御して分割することは、チャンクの処理中に必要とされるエネルギをキャパシタからの放電により供給できるように前記チャンクの幅を制御することにより、そのような問題の解消に役立つことができる。キャパシタへのピーク電力がシステムのピーク電力能よりも低くなるように、チャンク間のタイムギャップ(時間の空白)を都合良く簡単に制御できることが有益である。
【００１２】
請求項２の主題は、本発明によって可能な有利なピーク電力減少を更に拡大するのに特に有用である。
【００１３】
請求項４から７の主題は、特に有利で簡単で且つ潜在的に空間効率が高い手段であって、補助電源として効果的に機能する一時的な蓄積及びその後の放電とを与えるための手段を提供する。
【００１４】
請求項８から１０の主題は、本発明の主題を例えばポータブル装置で使用される光デバイスに関連付ける。
【００１５】
したがって、光ディスクデバイスのための記録／再生装置、および、特に記録または再生が行なえる最小ビットレートを必要とする記録／再生装置において本発明を有利に使用できることは言うまでもない。そのような最小ビットレートは、一般に、デジタルビデオ記録においては、３３メガビット／秒程度である。このように、それぞれが前述した最小ビットレート以上で与えられる短い繰り返しのバーストにおいて、そのような最少ビットレートを十分に下回るビットレートを有するデータストリームの記録または再生を都合良く達成することができる。そのような装置を用いると、ピーク電力消費量が記録／再生のための最小ビットレートに関連付けられるため、ピーク電力消費量が高く保たれるが、本発明は、適切な蓄電装置を使用して、前述した繰り返しのバースト間の非アクティブ期間中に電力を蓄積し且つ繰り返しバーストによって規定されるアクティブ期間中に装置電源を補うことにより、装置のピーク所要電力を実際に減少させることができるという利点を与える。アクティブ期間および非アクティブ期間の長さを適切に選択して、装置のピーク電力消費量を著しく減少させるように蓄電装置を放電することにより、十分な補助電力を供給することができる。
【００１６】
また、本発明は、各データバースト自体が複数のアクティブ期間およびアイドル期間から成るように設定されても良い。この場合、１つのバースト中の平均データ転送速度は、記録／再生のための最小ビットレートに関連付けられたデータ転送速度よりも遅い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、単なる一例として、本発明を説明する。
【００１８】
図１は、現在行なわれている提案を示しており、この提案において、光ディスクレコーダに対して再生を記録するために必要な最小値を下回るビットレートを示したデジタルデータストリーム１０は、それぞれが３３メガビット／秒のビットレートを有する別々の１６メガビットのデータチャンク（データ塊）１２に分けられる。３３メガビット／秒という最小ビットレートは、デジタルビデオ記録材料を用いて記録できるその関連する能力に照らして、閾値として選択される。
【００１９】
図１から分かるように、デジタルデータストリーム１０は、別個の１６メガビットのチャンク（塊）１２に分けられると、これらのチャンク１２同士の間に非アクティブ期間１４を表す。
【００２０】
ここで、処理されるデータが、光ディスク上に記録され且つ光ディスクから再生されたデジタルデータを含む一例について説明する。デジタルビデオ記録速度は一般に１．５であるため、記録ドライブへの３３メガビット／秒のデータ転送速度により、２０メガビット／秒程度のデータストリームがドライブから出力される。したがって、１メガビット／秒の最大ユーザレートを満たすためには、装置は、そのようなデータ転送速度を満たすために必要な時間の１／２０の間、有効に動作していさえすれば良く、また、１．５メガビット／秒程度の記録速度を必要とすることなく、局所的に蓄えられたエネルギ源により平均電力を減少させることができる。しかしながら、ピーク所要電力に関しては、局所的なエネルギを依然として使用して補わなければならず、また、電源を依然として供給しなければならず、そのようなエネルギ減を供給するためにバッテリが提案されてきた。しかし、これは、そのコストやサイズに起因して、おそらく手が出せないと考えられる。
【００２１】
データバーストが必要とされる時間を制御することにより、データ処理に必要な電力の少なくとも幾らかをキャパシタから引き出すことができると考えられる。
【００２２】
図２は、別個の３３メガビット／秒のデータバースト１６それ自体がそれぞれ別個の一連のデータバースト１８に分割された実施形態を示しており、各データバースト１８は、各バーストに必要なエネルギをキャパシタから供給できるように持続時間が十分に短い。
【００２３】
デジタルビデオ記録エラーコレクタから外れるクラスタサイズが６４キロバイトである場合、２０メガビットにおいて、これは、６４e３÷（２０e６÷８）＝２５ｍｓを要する。ほぼ７５０ｍＷの楽観的な電力消費量を用い、キャパシタで１ボルトの電圧降下があり、電力が３ボルトから供給されると考えると、
Ｉ＝Ｐ÷Ｖ＝２５０ｍＡ，Ｃ＝ＩＴ÷Ｖ＝０．２５Ａ×０．０２５ｓ÷１Ｖ＝６．２５ｍＦ
となる。
【００２４】
例えば、データが２ｋチャンクで回収される場合、データは、２×１０３÷（２０×１０６÷８）＝０．８ｍｓの間、読み取られる。
【００２５】
必要なキャパシタは、Ｃ＝ＩＴ÷Ｖ＝０．２５Ａ×０．０００８ｓ÷１Ｖ＝２００μＦ程度である。
【００２６】
以上から分かるように、チャンクサイズが３２倍小さいため、蓄電装置が３２倍小さくなる。その上、１：１９のマーク／スペース比で２キロバイトのチャンク同士が離間された場合には、ピーク電力は、平均７５０ｍＷ／２０＝３７．５ｍＷと同じになる。
【００２７】
しかしながら、エラーコレクタブロックを読み取るためには、少なくとも２０×０．８ｍｓ×３２＝０．５ｓを要することは言うまでもないが、それでもやはり、マーク／スペース比を減少させることにより、アクセス時間に対してピーク消費量をやりとりすることができる。例えば、１：４の比では、ピーク消費量が７５０ｍＷ÷５＝１５０ｍＷであり、５×０．８ｍｓ×３２＝１２５ｍｓの遅れが生じる。１メガビット／秒で流すと、電力消費量は、その時間の１／４の間において１５０ｍＷとなり、他の３／４の間において０となる。
【００２８】
光ディスクの場合には、得られる実際の比率が１ディスク回転の比率としてチャンクサイズに依存していることは言うまでもない。
【００２９】
以上から分かるように、平均電圧が３Ｖで且つ許容される電圧降下が１Ｖであった場合には、簡単なキャパシタモデルが選択された。これは、おそらく、図３に示されるように、レジスタ２０とキャパシタ２２とを有する簡単な回路２４によって得ることができる。
【００３０】
この回路においては、レジスタ２０が電力を消費し、キャパシタ２２に蓄えられるエネルギが電圧の二乗に比例し、１Ｖのリップル電圧により電力損失が更に大きくなって、スイッチングレギュレータが必要とされることは言うまでもない。
【００３１】
図４は、本発明に係る蓄電に適したスイッチモード電源を示している。回路は、以下のように動作可能であり、充電インダクタ２６と、アースへのスイッチ２８と、キャパシタ３２への接続用のスイッチ３０と、キャパシタ３２を放電インダクタ３８に対して放電するための更なるスイッチと、インダクタ３８に接続される更なるキャパシタとを備えている。スイッチ３６は、スイッチ３４が開かれている時に電流を放電インダクタ３８に対して供給するために設けられる。スイッチ２８は、最大許容電流がインダクタ２６を介して３．５Ｖ電源から引き出されるまで閉じられる。その後、スイッチ３０が閉じられると同時に、スイッチ２８が開かれる。スイッチ２８の開放に伴う電流の変化のモードに起因して、インダクタ２６によって大きな電圧が形成される。これにより、電圧が高い場合であっても、インダクタ２６を流れる電流がキャパシタ３２へと流れる。インダクタ２６の両端間の電圧降下によって、インダクタを流れる電流が比較的急速にゼロまで減少するとともに、インダクタのエネルギがキャパシタ３２へと移動される。電流がゼロに達すると、スイッチ３０が開かれ、これにより、キャパシタ３２が更なる充電を必要とする場合にシーケンスを再び開始できるようになる。この時、キャパシタ３２は、８Ｖまで充電される。キャパシタ３２が８Ｖである時に、１．２／８のマーク／スペース比を用いてスイッチ３４を調節することによって、１．２ボルトを得ることができる、その後、データ中に、最悪の場合、チャンクキャパシタ３２が１．２Ｖまで放電する。これにより、キャパシタ３２に必要な値を決定することができる。
【００３２】
インダクタ３８を通じてキャパシタ３２を放電しながらインダクタ２６を通じてキャパシタ３２を充電することによって得られるものは僅かであるため、充電時間は、放電時間よりもとにかく長い。そのため、インダクタ２６，３８に代えて共通のインダクタを使用し、時間多重スイッチを使用するという他の配置構成がとられる。
【００３３】
キャパシタ３２の値は、以下のように計算することができる。
【００３４】
現在、Ｖｏｕｔが１．２Ｖであるため、Ｉ＝Ｐ÷Ｖｏｕｔ＝７５０ｍＷ÷１．２Ｖ＝０．６２５Ａ
前述したようにＴ＝６．６ｍｓであるとすると、キャパシタにわたる電圧降下は、Ｖｄｒｏｐ＝８Ｖ−１．２Ｖ＝６．８Ｖとなる。
【００３５】
この時、キャパシタ３２のキャパシタンス＝ＩＴ＋Ｖｄｒｏｐ＝（０．６２５Ａ×６．６ｍｓ）÷６．８Ｖ＝６０７μＦとなる。
【００３６】
したがって、スイッチモード電源を使用すると、キャパシタを、３．５Ｖにおける１．６ｍＦから、８Ｖにおける０．６ｍＦへと減少させるのに役立つことができる。
【００３７】
ここで、図５を参照すると、光ドライブシステム４２が示されている。この光ドライブシステム４２は、モータ４６によって回転駆動され且つ光ピックアップ４８によってデータが検索され或いはデータが記録される光ディスク４４を備えている。光ピックアップ４８に対して制御信号を供給し且つ光ピックアップ４８から信号を受けるとともに、モータ４６を制御するために、デコーダ・サーボコントローラ５０が設けられている。また、デコーダ・サーボコントローラは、ライン５２によってホストシステムに接続されるようになっている。
【００３８】
また、デコーダ・サーボコントローラ５０は、電源システム５６に供給される制御信号５４を出力するようになっている。本発明の一実施形態において、電源システム５６は、入力ライン５８によって入力電力を受け且つ光ドライブシステム４２の制御動作時にデコーダ・サーボコントローラ５０によって使用される出力電力信号６０を供給するようになっている。
【００３９】
以上から分かるように、電源システム５６は、この実施形態で説明したキャパシタ６２による一時的なエネルギ蓄積に関連付けられている。キャパシタ６２の充電および放電は、前述した光ドライブシステム４２の所要電力を補うように同期されて制御される。
【００４０】
したがって、データの記録／再生に必要なビットレートを下回るビットレートを有するデータストリームを得るための手段であって、例えば内蔵電源からのピーク所要電力が有利に制限される手段を本発明が提供することは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】データ記録または再生のための最小データ転送速度を下回るデータ転送速度を減少させるためにデジタルデータストリームを複数のデータチャンクに分割する概略的なグラフ表示を示している。
【図２】本発明の一実施形態に係るデータストリームの分割の概略表示である。
【図３】本発明に係る補助電源を達成するための簡略化されたモデルを示している。
【図４】本発明の一実施形態にしたがって使用されるスイッチモード電源を示している。
【図５】本発明の一実施形態を使用するために設けられた光デバイスの概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００４２】
２０  レジスタ
２２  キャパシタ
２６  充電インダクタ
２８，３０  スイッチ
３８  放電インダクタ
４２  光ドライブシステム
４４  光ディスク
４６  モータ
４８  光ピックアップ
５０  デコーダ・サーボコントローラ
５２  ライン
５４  制御信号
５６  電源システム
５８  入力ライン
６０  出力電力信号
【図１】
2005527930.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2005527930.tif 000008
2005527930.tif 000009