(57)【要約】【課題】ハードディスクレコーダを安価に構成する。【解決手段】システムＬＳＩ１０は、画像を圧縮するエンコーダ３２、圧縮した画像を伸張するデコーダ３３、に加え、デジタル画像をアナログ画像に変換するビデオデコーダ３４、ハードディスクコントローラ２５、マイクロコンピュータ２７などを備える。このシステムＬＳＩ１０に、ビデオデコーダ１１、ホストマイコン１２、ハードディスクドライブＨＤＤなどを加え、ハードディスクレコーダ１を構成できる。１チップ化により、メモリの共用、同期制御の容易化などを実現でき、製造コストを低減できる。ビデオデコーダ１１は、システムＬＳＩ１０とは別体としたため、汎用性を向上できるとともに、動作不良に対する対応が容易になり、低コスト化を実現できる。【選択図】　　　　図１
2004096248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル画像信号が入力されるデジタル画像入力部と、アナログオーディオ信号が入力されるアナログオーディオ入力部と、アナログ画像信号が出力されるアナログ画像出力部と、アナログオーディオ信号が出力されるアナログオーディオ出力部と、ハードディスクドライブと信号を入出力するハードディスク用信号入出力部とを１チップ上に備え、
前記デジタル画像入力部から入力されたデジタル画像信号は圧縮され、前記アナログオーディオ入力部から入力されたアナログオーディオ信号はデジタル化され、これら画像信号とオーディオ信号とは多重化されて前記ハードディスク用信号入出力部から出力され、
前記ハードディスク用信号入出力部から入力された信号は、画像信号とオーディオ信号とに分離され、前記画像信号は、伸張されるとともにアナログ化されてアナログ画像出力部から出力され、前記オーディオ信号は、アナログ化されてアナログオーディオ出力部から出力される
ことを特徴とするハードディスクレコーダ用集積回路。
【請求項２】
画像信号を変換する画像コーデックと、オーディオ信号を変換するオーディオコーデックと、ハードディスクドライブを制御して信号を入出力するハードディスクコントローラと、前記画像コーデック及び前記ハードディスクコントローラを制御する制御手段と、この制御手段と外部制御手段とを接続するホストインターフェースとを１チップ上に具備し、
前記画像コーデックは、デジタル画像信号を圧縮して記録用画像信号を生成する画像圧縮手段と、圧縮された記録用画像信号を伸張してデジタル画像信号を生成する画像伸張手段と、デジタル画像信号をアナログ画像信号に変換する画像アナログ変換手段とを備え、
前記オーディオコーデックは、アナログオーディオ信号をデジタルオーディオ信号に変換するオーディオデジタル変換手段と、デジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換するオーディオアナログ変換手段とを備えた
ことを特徴とするハードディスクレコーダ用集積回路。
【請求項３】
画像コーデック及びオーディオコーデックとハードディスクコントローラとを接続し入出力される信号を制御するとともに一時的に記憶するストリームバッファコントローラを備え、このストリームバッファコントローラと、画像圧縮手段、画像伸張手段、及びハードディスクコントローラとは、それぞれ専用の信号線で接続された
ことを特徴とする請求項２記載のハードディスクレコーダ用集積回路。
【請求項４】
画像圧縮手段、画像伸張手段、オーディオデジタル変換手段、オーディオアナログ変換手段、ハードディスクコントローラ、及び制御手段は、１種類のクロック信号を基準として動作する
ことを特徴とする請求項２または３記載のハードディスクレコーダ用集積回路。
【請求項５】
画像コーデック及びハードディスクコントローラは、同一の一時的に信号を保存するメモリを使用する
ことを特徴とする請求項２ないし４いずれか一記載のハードディスクレコーダ用集積回路。
【請求項６】
制御手段は、ハードディスクコントローラに接続されるハードディスクのデータを管理するファイルシステムを備えた
ことを特徴とする請求項２ないし５いずれか一記載のハードディスクレコーダ用集積回路。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか一記載のハードディスクレコーダ用集積回路と、
前記ハードディスクレコーダ用集積回路に接続され、アナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する画像デジタル変換手段と、
前記ハードディスクレコーダ用集積回路に接続されるハードディスクドライブと、
前記ハードディスクレコーダ用集積回路に接続される外部制御手段と
を具備したことを特徴とするハードディスクレコーダ。
【請求項８】
電気機器本体を収納した筐体と、
前記筐体に収納された請求項７記載のハードディスクレコーダと
を具備したことを特徴とするハードディスクレコーダ内蔵電気機器。
【請求項９】
請求項７記載のハードディスクレコーダと、
チューナーと、
これらハードディスクレコーダ及びチューナーの出力を表示可能な表示手段とを具備したことを特徴とするハードディスクレコーダ内蔵テレビジョン装置。
【請求項１０】
請求項７記載のハードディスクレコーダと、
着脱可能な記録媒体に画像信号及びオーディオ信号を記録再生するビデオ録画再生機構と
を具備したことを特徴とするハードディスクレコーダ内蔵ビデオレコーダ。
【請求項１１】
請求項７記載のハードディスクレコーダと、
ＤＶＤプレーヤと
を具備したことを特徴とするハードディスクレコーダ内蔵ＤＶＤプレーヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像信号を圧縮してハードディスクに保存するハードディスクレコーダ用集積回路、ハードディスクレコーダ、ハードディスクレコーダ内蔵電気機器、ハードディスクレコーダ内蔵テレビジョン装置、ハードディスクレコーダ内蔵ビデオレコーダ、及びハードディスクレコーダ内蔵ＤＶＤプレーヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、テレビジョン放送などの画像信号及びオーディオ信号をハードディスクドライブに保存するハードディスクレコーダが用いられている。このようなハードディスクレコーダでは、記録時には、アナログの画像信号やオーディオ信号をデジタル化し、圧縮し、多重化するとともに、再生時には、多重化された信号を分離し、伸張し、アナログ化している。
【０００３】
このようなハードディスクレコーダでは、複数の集積回路などを備えた回路が用いられ、例えば、画像信号及びオーディオ信号の圧縮伸張を行うコーデックに、入力される画像信号をデジタル化するビデオデコーダ、出力されるデジタル画像信号をアナログ化するビデオエンコーダ、入力されるアナログオーディオ信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器、出力されるデジタルオーディオ信号をアナログ化するＤ／Ａ変換器、ファイルシステムを備えたハードディスクコントローラ、ＣＰＵなどを備えた外部制御手段、及び、外部メモリを接続するメモリコントローラなどを、バスなどを介して接続している。また、画像とオーディオではサンプリングレートが異なり、例えば、コーデックは２７ＭＨｚ、ビデオデコーダは２４．５７６ＭＨｚ、ビデオエンコーダは１４．３１８ＭＨｚ、Ａ／Ｄ変換器及びＤ／Ａ変換器は１６．９３４４ＭＨｚで動作するため、画像用とオーディオ用との２種類のクロック発生器を備える必要があるとともに、画像とオーディオとの時間軸（タイミング）を適当な間隔で調整している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
今日においては、回路の構成を簡略化し、さらに低コスト化を実現することが求められている。そして、上記従来の構成では、複数のＬＳＩで構成され、部品点数が多いのみならず、各部品がそれぞれ異なるクロックで動作するため、回路が複雑化するとともに、画像信号及びオーディオ信号のタイミング設計などが煩雑となる問題を有している。すなわち、従来の構成では、ＬＳＩなど複数の部品間における音声データ、画像データ、圧縮後データ、ハードディスクへの記録再生のデータなど、異なるレートを持つ複数種のデータ転送を実現するため、高速バス及びバスバッファなどの部品が必要となり、構造が複雑化するとともに、これら部品間の配線の複雑なタイミング制御が必要になり、制御のためのマイコン等の負担が大きく、すなわち高性能なマイコンが必要になり、製造コストが大きくなる問題を有している。一方、全ての部品を１チップ化すると、汎用性が低くなるとともに、動作不良に対する対応が困難になり、必ずしも低コスト化が実現されない問題を有している。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、回路の構成を簡略化でき、容易に低コスト化を実現できるハードディスクレコーダ用集積回路及びこのハードディスクレコーダ用集積回路を用いたハードディスクレコーダ、ハードディスクレコーダ内蔵電気機器、ハードディスクレコーダ内蔵テレビジョン装置、ハードディスクレコーダ内蔵ビデオレコーダ、及びハードディスクレコーダ内蔵ＤＶＤプレーヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のハードディスクレコーダ用集積回路は、デジタル画像信号が入力されるデジタル画像入力部と、アナログオーディオ信号が入力されるアナログオーディオ入力部と、アナログ画像信号が出力されるアナログ画像出力部と、アナログオーディオ信号が出力されるアナログオーディオ出力部と、ハードディスクドライブと信号を入出力するハードディスク用信号入出力部とを１チップ上に備え、前記デジタル画像入力部から入力されたデジタル画像信号は圧縮され、前記アナログオーディオ入力部から入力されたアナログオーディオ信号はデジタル化され、これら画像信号とオーディオ信号とは多重化されて前記ハードディスク用信号入出力部から出力され、前記ハードディスク用信号入出力部から入力された信号は、画像信号とオーディオ信号とに分離され、前記画像信号は、伸張されるとともにアナログ化されてアナログ画像出力部から出力され、前記オーディオ信号は、アナログ化されてアナログオーディオ出力部から出力されるものである。
【０００７】
そして、この構成では、ハードディスクとの信号の入出力、アナログオーディオ信号による入出力が可能であるとともに、アナログ画像信号の出力が可能であるため、別体のハードディスクコントローラや画像アナログ変換手段が不要になり、周辺部品を削減し、安価なハードディスクレコーダが提供される。また、集積回路自体についても、同期制御が必要な接続が削減され、一時的に信号を保存するメモリを削減し、回路規模を縮小して、製造コストが低減される。すなわち、従来必要であった、ＬＳＩなど複数の部品間における音声データ、画像データ、圧縮後データ、ハードディスクへの記録再生のデータなど、異なるレートを持つ複数種のデータ転送を実現するための高速バス及びバスバッファなどの部品が省略され、構造が簡略化されるとともに、部品間の配線のタイミング制御も不要になるため、制御のためのマイコン等の負担を軽減でき、システム全体の簡素化が可能になり、安価なハードディスクレコーダの提供が可能になる。
【０００８】
請求項２記載のハードディスクレコーダ用集積回路は、画像信号を変換する画像コーデックと、オーディオ信号を変換するオーディオコーデックと、ハードディスクドライブを制御して信号を入出力するハードディスクコントローラと、前記画像コーデック及び前記ハードディスクコントローラを制御する制御手段と、この制御手段と外部制御手段とを接続するホストインターフェースとを１チップ上に具備し、前記画像コーデックは、デジタル画像信号を圧縮して記録用画像信号を生成する画像圧縮手段と、圧縮された記録用画像信号を伸張してデジタル画像信号を生成する画像伸張手段と、デジタル画像信号をアナログ画像信号に変換する画像アナログ変換手段とを備え、前記オーディオコーデックは、アナログオーディオ信号をデジタルオーディオ信号に変換するオーディオデジタル変換手段と、デジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換するオーディオアナログ変換手段とを備えたものである。
【０００９】
そして、この構成では、ハードディスクコントローラを備え、ハードディスクの制御及び信号の入出力が可能であり、オーディオコーデックによりアナログオーディオ信号による入出力が可能であるとともに、画像コーデックについても、画像アナログ変換手段を備えたため、アナログ画像信号の出力が可能である。そして、このような１チップ化により、信号の転送のタイミングや一度に転送する信号の量の調整が容易になり、一時的に信号を保存するメモリやタイミング発生器などを簡略化あるいは削減可能になり、回路規模を縮小して、製造コストが低減される。入力されるデジタル画像信号の同期制御を行うのみで、他の画像信号及びオーディオ信号は１種類のクロック信号を基準としてサンプリングを行うことが可能になり、回路規模を縮小して、製造コストが低減される。さらに、画像信号の圧縮、伸張、アナログ化を一体の系として処理することが可能になり、特性の調整が容易になるため、画質を向上しつつ、無駄な処理を削減し回路規模を縮小して、製造コストが低減される。そして、このハードディスクレコーダ用集積回路を用いることにより、周辺部品として、ハードディスクコントローラや画像アナログ変換手段が不要になり、周辺部品を削減し、安価なハードディスクレコーダが提供される。
【００１０】
請求項３記載のハードディスクレコーダ用集積回路は、請求項２記載のハードディスクレコーダ用集積回路において、画像コーデック及びオーディオコーデックとハードディスクコントローラとを接続し入出力される信号を制御するとともに一時的に記憶するストリームバッファコントローラを備え、このストリームバッファコントローラと、画像圧縮手段、画像伸張手段、及びハードディスクコントローラとは、それぞれ専用の信号線で接続されたものである。
【００１１】
そして、この構成では、ストリームバッファコントローラと、画像圧縮手段、画像伸張手段、及びハードディスクコントローラとを、それぞれ専用の信号線で接続したため、共通のバスを用いる構成に較べ、容易に高速に処理されるとともに、信号の転送のタイミングや一度に転送する信号の量の調整が容易になり、一時的に信号を保存するメモリやタイミング発生器などを簡略化あるいは削減可能になり、回路規模を縮小して、製造コストが低減される。
【００１２】
請求項４記載のハードディスクレコーダ用集積回路は、請求項２または３記載のハードディスクレコーダ用集積回路において、画像圧縮手段、画像伸張手段、オーディオデジタル変換手段、オーディオアナログ変換手段、ハードディスクコントローラ、及び制御手段は、１種類のクロック信号を基準として動作するものである。
【００１３】
そして、この構成では、クロック発生器を削減可能になり、回路規模を縮小して、製造コストが低減される。
【００１４】
請求項５記載のハードディスクレコーダ用集積回路は、請求項２ないし４いずれか一記載のハードディスクレコーダ用集積回路において、画像コーデック及びハードディスクコントローラは、同一の一時的に信号を保存するメモリを使用するものである。
【００１５】
そして、この構成では、一時的に信号を保存するメモリの容量を削減可能になり、回路規模を縮小して、製造コストが低減される。
【００１６】
請求項６記載のハードディスクレコーダ用集積回路は、請求項２ないし５いずれか一記載のハードディスクレコーダ用集積回路において、制御手段は、ハードディスクコントローラに接続されるハードディスクのデータを管理するファイルシステムを備えたものである。
【００１７】
そして、この構成では、外部のファイルシステムが不要になり、周辺部品を削減し、安価なハードディスクレコーダが提供される。
【００１８】
請求項７記載のハードディスクレコーダは、請求項１ないし６いずれか一記載のハードディスクレコーダ用集積回路と、前記ハードディスクレコーダ用集積回路に接続され、アナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する画像デジタル変換手段と、前記ハードディスクレコーダ用集積回路に接続されるハードディスクドライブと、前記ハードディスクレコーダ用集積回路に接続される外部制御手段とを具備したものである。
【００１９】
そして、この構成では、請求項１ないし６いずれか一記載のハードディスクレコーダ用集積回路を備えたため、周辺部品として、ハードディスクコントローラや画像アナログ変換手段が不要になり、周辺部品を削減し、安価なハードディスクレコーダが提供される。また、アナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する画像デジタル変換手段は、ハードディスクレコーダ用集積回路とは別体とすることにより、ハードディスクレコーダの設計や保守が容易になり、製造コストが低減される。
【００２０】
請求項８記載のハードディスクレコーダ内蔵電気機器は、電気機器本体を収納した筐体と、前記筐体に収納された請求項７記載のハードディスクレコーダとを具備したものである。
【００２１】
そして、この構成では、請求項７記載のハードディスクレコーダを用いたため、ハードディスクレコーダを内蔵した電気機器が安価に提供される。
【００２２】
請求項９記載のハードディスクレコーダ内蔵テレビジョン装置は、請求項７記載のハードディスクレコーダと、チューナーと、これらハードディスクレコーダ及びチューナーの出力を表示可能な表示手段とを具備したものである。
【００２３】
そして、この構成では、請求項７記載のハードディスクレコーダを用いたため、ハードディスクレコーダ内蔵テレビジョン装置が安価に提供される。
【００２４】
請求項１０記載のハードディスクレコーダ内蔵ビデオレコーダは、請求項７記載のハードディスクレコーダと、着脱可能な記録媒体に画像信号及びオーディオ信号を記録再生するビデオ録画再生機構とを具備したものである。
【００２５】
そして、この構成では、請求項７記載のハードディスクレコーダを用いたため、ハードディスクレコーダ内蔵ビデオレコーダが安価に提供される。
【００２６】
請求項１１記載のハードディスクレコーダ内蔵ＤＶＤプレーヤは、請求項７記載のハードディスクレコーダと、ＤＶＤプレーヤとを具備したものである。
【００２７】
そして、この構成では、請求項７記載のハードディスクレコーダを用いたため、ハードディスクレコーダ内蔵ＤＶＤプレーヤが安価に提供される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のハードディスクレコーダ用集積回路及びハードディスクレコーダの一実施例の構成を図面を参照して説明する。
【００２９】
図１において、１はハードディスクレコーダで、このハードディスクレコーダ１は、ＳＰ，ＬＰ，ＥＰの３モードで、従来の家庭用ビデオカセットレコーダと同様の品質でテレビジョンなどの記録再生が可能なもので、図示しない筐体に、回路基板、記憶媒体であるハードディスクドライブＨＤＤ、電源装置などを収納し、さらに、表示部、操作部、端子装置などを取り付けて構成されている。そして、この端子装置には、コンポジット形式のアナログ画像入力端子Ｖｉｎ、アナログ画像出力端子Ｖｏｕｔ、２チャンネルのアナログオーディオ入力端子Ａｉｎ、及びアナログオーディオ出力端子Ａｏｕｔなどが備えられている。また、ハードディスクドライブＨＤＤは、ＩＤＥ規格、さらにはＡＴＡ３規格に対応したものである。
【００３０】
そして、回路基板は、アプリケーションボードとも呼ばれるもので、ハードディスクレコーダ用集積回路としてのシステムＬＳＩ１０、画像デジタル変換手段としてのビデオデコーダ１１、及び外部制御手段としてのマイクロコンピュータであるホストマイコン１２の３個の集積回路すなわち３チップと、外部メモリ１５と、２個のクロック発生器１６，１７、赤外リモコン受信装置、４０ピンのハードディスクドライブＨＤＤ用端子などの適宜の電気部品となどが実装されている。ここで、ビデオデコーダ１１は、ＮＴＳＣ（ＳＭＰＴＥ　１７０Ｍ）規格あるいはＰＡＬ（ＩＴＵ６２４−４　１）規格のコンポジットのアナログ画像信号を、ＩＴＵ６５６規格でデジタル化するものである。また、ホストマイコン１２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭの機能を備えている。また、外部メモリ１５は、３２ビットアドレッシングで容量６４Ｍビットの１個のシンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）で構成されている。また、第１のクロック発生器１６は、２４．５７６ＭＨｚのクロックをビデオデコーダ１１に供給し、第２のクロック発生器１７は、２７ＭＨｚのクロックをシステムＬＳＩ１０に供給する。
【００３１】
そして、このシステムＬＳＩ１０は、民生用デジタル録画機向けのオーディオ（音声）・ビデオ（画像）記録用システムＬＳＩであり、２０８ピンのプラスチックＱＦＰ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａｇｅ）に、０．１８マイクロメータプロセスＣＭＯＳ４層配線で約４５０万トランジスタを構成し、３．３±０．３Ｖ（Ｉ／Ｏ回路部）、２．５±０．２Ｖ（内部回路）の動作電圧、消費電力標準１．２Ｗで、２７ＭＨｚのクロックを外部から供給され、動作周波数５４ＭＨｚで動作する。
【００３２】
そして、このシステムＬＳＩ１０の内部には、画像信号を処理する画像コーデック２１、オーディオ信号を処理するオーディオコーデック２２、ストリームバッファコントローラ２４、ハードディスクコントローラ２５、メモリコントローラ２６、制御手段としてのマイクロコンピュータ２７、シリアルインターフェースなどのホストインターフェース２８などのブロックが構成されている。また、画像コーデック２１には、同期制御手段であるデジタル画像入力インターフェース３１、画像圧縮手段としてのエンコーダ３２、画像伸張手段としてのデコーダ３３、及び画像アナログ変換手段としてのビデオエンコーダ３４を備えている。さらに、オーディオコーデック２２には、オーディオデジタル変換手段４１、ノイズ低減手段であるオーバーサンプリング部４２及びフィルタ４３、オーディオアナログ変換手段４４などのブロックが構成されている。
【００３３】
また、このシステムＬＳＩ１０の端子部であるピンには、デジタル画像入力部６１、アナログ画像出力部６２、アナログオーディオ入力部６３、アナログオーディオ出力部６４、外部メモリ接続部６６、ハードディスク用信号入出力部６７、制御手段接続部６８、クロック接続部６９、及び図示しない電源接続部などが構成されている。
【００３４】
そして、アナログ画像入力端子Ｖｉｎは、ビデオデコーダ１１を介してデジタル画像入力部６１に接続され、このデジタル画像入力部６１から、順次、デジタル画像入力インターフェース３１、エンコーダ３２、ストリームバッファコントローラ２４に接続される。また、ストリームバッファコントローラ２４は、順次、デコーダ３３、ビデオエンコーダ３４、アナログ画像出力部６２に接続され、このアナログ画像出力部６２がアナログ画像出力端子Ｖｏｕｔに接続される。同様に、アナログオーディオ入力端子Ａｉｎは、順次、アナログオーディオ入力部６３、オーディオデジタル変換手段４１、オーバーサンプリング部４２からストリームバッファコントローラ２４に接続される。また、ストリームバッファコントローラ２４は、順次、フィルタ４３、オーディオアナログ変換手段４４、アナログオーディオ出力部６４からアナログオーディオ出力端子Ａｏｕｔに接続される。さらに、ストリームバッファコントローラ２４は、順次、メモリコントローラ２６、外部メモリ接続部６６を介して、外部メモリ１５に双方向に接続される。さらに、ストリームバッファコントローラ２４は、順次、ハードディスクコントローラ２５、ハードディスク用信号入出力部６７及び回路基板に備えられた４０ピンの端子を介して、ハードディスクドライブＨＤＤに接続される。なお、図１中の太い矢印は、画像信号あるいは映像信号の接続及び流れる方向を示している。また、クロック接続部６９には、第２のクロック発生器１７が接続され、２７ＭＨｚのクロックが供給される。
【００３５】
そして、画像コーデック２１のデジタル画像入力インターフェース３１は、６５６インターフェースとも呼ばれるもので、は、システムＬＳＩ１０にとって非同期であるＩＴＵ６５６（ＦＵＬＬ　Ｄ１）フォーマットのデジタル映像信号を、システムＬＳＩ１０の内部のクロック（同期信号）に同期させる、すなわち、クロック乗り換えの同期制御を行う。そして、エンコーダ３２は、所定の方式により画像信号の圧縮を行うハードウェアコーデックコアで、本実施の形態では、独自のウェーブレット方式による変換、量子化、及び算術符号化による符号化などの技術で圧縮（符号化）する。また、デコーダ３３は、このエンコーダ３２で圧縮された画像信号を画素データに伸張（復号化）する。さらに、ビデオエンコーダ３４は、デジタル画像信号の画素データをＮＴＳＣあるいはＰＡＬ規格のアナログ画像信号に変換する。また、この画像コーデック２１は、入力側に、ノイズ低減用のプレフィルタを備えるとともに、出力側に、輪郭補正機能を備えている。
【００３６】
また、オーディオコーデック２２のオーディオデジタル変換手段４１は、アナログのオーディオ信号をシステムＬＳＩ１０の内部のクロックでＰＣＭ信号とし、デジタル化する。そして、オーバーサンプリング部４２は、デジタルオーディオ信号にオーバーサンプリングを行い、デジタル化に伴うサンプリングノイズの低減を図る。また、フィルタ４３は、ポストフィルタであり、サンプリングノイズの低減を図る。さらに、オーディオアナログ変換手段４４は、デジタルのオーディオ信号をアナログ化する。
【００３７】
また、ストリームバッファコントローラ２４は、デジタル化された画像信号及びオーディオ信号を多重化し、また、これら信号の入出力（記録再生）の切替を行い、また、これら信号の一時的な保存すなわちバッファリング（時間軸圧縮）を行う。
【００３８】
そして、ハードディスクコントローラ２５は、ＩＤＥコントローラとも呼び得るもので、ハードディスクドライブＨＤＤのＩＤＥインターフェースのタイミング制御を行う。
【００３９】
さらに、メモリコントローラ２６は、外部メモリ１５を制御して信号を入出力するもので、ＳＤＲＡＭである外部メモリ１５向けのインターフェースの制御を行う。
【００４０】
また、マイクロコンピュータ２７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭの機能を備え、エンコーダ３２、デコーダ３３、ハードディスクコントローラ２５、及びホストインターフェース２８に波線で示す信号線で接続され、システムＬＳＩ１０の全体を制御するとともにファイル管理システムを内蔵する。すなわち、ホストインターフェース２８をインターフェースとしてホストマイコン１２との通信を行い、システムの動作（モード）制御を行い、さらに、ファイルシステムを含む記録内容の管理を行う。また、このマイクロコンピュータ２７は、オンスクリーンディスプレイ（ＯＳＤ）の制御を行い、また、コピー防止信号の処理を行う。
【００４１】
次に、画像及びオーディオの記録時すなわちエンコード時の動作を説明する。
【００４２】
操作者の操作部などにより、ホストマイコン１２が記録開始のコマンドを送信する。このコマンドには、記録する長さ（時間）や記録する品質の情報が合わせて送信され。そして、このコマンドは、ホストインターフェース２８を介して、マイクロコンピュータ２７のＣＰＵに送られる。すると、このマイクロコンピュータ２７は、受信したコマンドを解釈し、必要な情報をハードディスクドライブＨＤＤに記録するとともに、エンコーダ３２、ストリームバッファコントローラ２４、ハードディスクコントローラ２５にコマンドを発行する。
【００４３】
この状態で、アナログ画像入力端子Ｖｉｎから入力されたアナログ画像信号は、ビデオデコーダ１１でデジタル化され、デジタル画像入力部６１から取り込まれる。そして、この外部の同期（タイミング）でデジタル化された非同期のデジタル画像信号は、デジタル画像入力インターフェース３１で内部の同期信号（クロック）に合わせられる。そして、同期したデジタル画像信号は、マイクロコンピュータ２７のコマンドに従い指定された品質でエンコーダ３２で圧縮される。同時に、アナログオーディオ入力端子Ａｉｎから入力されたアナログオーディオ信号は、アナログオーディオ入力部６３を介し、オーディオデジタル変換手段４１で内部の同期信号（クロック）でデジタル化され、さらに、オーバーサンプリング部４２でオーバーサンプリングされる。
【００４４】
ここで、ストリームバッファコントローラ２４は、圧縮された画像信号（ビデオストリーム）及びデジタル化されたオーディオ信号（オーディオストリーム）を、多重化しつつ、一時的にメモリコントローラ２６を介して外部メモリ１５すなわちバッファに記録（蓄積）するとともに、このように外部メモリ１５に記録された信号を、順次、外部メモリ１５から読み出し、ハードディスクコントローラ２５を経由してハードディスクドライブＨＤＤに記録する。
【００４５】
このようにして、指定された時間、指定された品質で、画像信号、オーディオ信号、及び付随する情報がハードディスクドライブＨＤＤにファイルとして保存（蓄積）される。
【００４６】
次に、画像及びオーディオの再生時すなわちデコード時の動作を説明する。
【００４７】
操作者の操作部などにより、ホストマイコン１２が再生開始のコマンドを送信する。このコマンドには、再生するファイルの指定情報などが合わせて送信される。そして、このコマンドは、ホストインターフェース２８を介して、マイクロコンピュータ２７のＣＰＵに送られる。すると、このマイクロコンピュータ２７は、受信したコマンドを解釈し、必要な情報をハードディスクドライブＨＤＤから取り出すとともに、デコーダ３３、ストリームバッファコントローラ２４、ハードディスクコントローラ２５にコマンドを発行する。
【００４８】
この状態で、ストリームバッファコントローラ２４は、ハードディスクドライブＨＤＤに多重化して記録された画像信号及び音声信号、及び付随する情報を、ハードディスクコントローラ２５を経由してハードディスクドライブＨＤＤから読み出し、一時的にメモリコントローラ２６を介して外部メモリ１５すなわちバッファに保存するとともに、このように外部メモリ１５に記録された信号を、順次、外部メモリ１５から読み出し、画像信号とオーディオ信号とに分離したうえ、画像信号はデコーダ３３に転送し、オーディオ信号はフィルタ４３に転送する。そして、デコーダ３３に転送された画像信号は、このデコーダ３３で伸張し、画素データに復号化する。そして、このデジタル画像信号は、ビデオエンコーダ３４でＮＴＳＣあるいはＰＡＬのアナログ画像信号に変換される。そして、このアナログ画像信号は、アナログ画像出力部６２を介し、アナログ画像出力端子Ｖｏｕｔから出力される。同時に、フィルタ４３に転送されたオーディオ信号は、このフィルタ４３でサンプリングノイズを除去した後、オーディオアナログ変換手段４４で、デジタルオーディオ信号からアナログオーディオ信号に変換され、アナログオーディオ出力部６４を介してアナログオーディオ出力端子Ａｏｕｔから出力される。
【００４９】
また、上記のような記録や再生の開始や停止などのほか、早送りやスローなどの変速再生、編集などについても、ホストマイコン１２からの基本的なコマンドにより、マイクロコンピュータ２７が各部を制御して、実行するようになっている。
【００５０】
このように、本実施の形態のシステムＬＳＩ１０によれば、画像信号を圧縮伸張するエンコーダ３２及びデコーダ３３と、オーディオ信号をデジタル化及びアナログ化するオーディオデジタル変換手段４１及びオーディオアナログ変換手段４４に加え、ビデオエンコーダ３４及びハードディスクコントローラ２５などを１チップ化するなどしたため、性能を向上できるとともに回路構成を簡略化でき、ハードディスクレコーダ１を安価に提供することができる。
【００５１】
すなわち、まず、高速な外部バスを不要にして、バッファメモリ、すなわち転送する信号のタイミングや一回に送られる信号の量の差を調整するために一時的に信号をためるメモリであるバッファメモリを削減することができる。すなわち、従来のシステムでは、画像信号を圧縮し、オーディオ信号をデジタル化などするコーデックのブロックと、外部記録媒体であるハードディスクドライブＨＤＤに信号を転送するＩＤＥ規格などのバスを制御するブロックとの間の信号の転送は、ＰＣＩ規格などの高速なバスにより行われている。これに対して、エンコーダ３２、デコーダ３３、ハードディスクコントローラ２５、及びストリームバッファコントローラ２４などを１チップ化し、バスを用いずに接続したため、高速な信号の転送が可能となるとともに、バスに必要なタイミング発生器を簡略化でき、さらに、エンコーダ３２及びデコーダ３３などコーデック２１，２２用のバッファメモリと、ハードディスクコントローラ２５用のバッファメモリとを共通化することによりバッファメモリの全体の容量を削減でき、製造コストを低減できる。そこで、従来、外部に必要であったフレームメモリ（画像バッファメモリ）を不要にできる。なお、本実施の形態では、このバッファメモリは、ストリームバッファコントローラ２４であるが、一部または全部を外部メモリ１５とすることもできる。
【００５２】
また、オーディオ信号をデジタル化及びアナログ化するオーディオデジタル変換手段４１及びオーディオアナログ変換手段４４に加え、ビデオエンコーダ３４を備えたため、クロックの共通化を図り、画像信号及び音声信号の同期制御を軽減できる。すなわち、従来のシステムでは、例えば、コーデックは２７ＭＨｚ、ビデオデコーダは２４．５７６ＭＨｚ、ビデオエンコーダは１４．３１８ＭＨｚ、Ａ／Ｄ変換器及びＤ／Ａ変換器は１６．９３４４ＭＨｚで動作し、画像用とオーディオ用との２種類のクロック発生器を備える必要があるとともに、画像とオーディオとの時間軸（タイミング）を適当な間隔で調整、すなわちクロックの乗り換えを行う必要があり、映像信号及びオーディオ信号の煩雑なタイミング設計も必要となっている。これに対して、本実施の形態では、別体としたビデオデコーダ１１用のクロック（２４．５７６ＭＨｚ）の他は、ストリームバッファコントローラ２４、ハードディスクコントローラ２５、メモリコントローラ２６、マイクロコンピュータ２７、エンコーダ３２、デコーダ３３、オーディオデジタル変換手段４１、及びオーディオアナログ変換手段４４などを共通の１種類のクロック（２７ＭＨｚ）を基準として画像信号及びオーディオ信号サンプリングなどを実行できるため、クロック発生器を削減でき、回路規模を縮小して、製造コストを低減できるとともに、圧縮した映像信号及びデジタル化されたオーディオ信号（ＡＶストリームデータ）のタイミング設計を必要とせず、あるいは容易にでき、ハードディスクレコーダ１の設計を容易にして、製造コストを低減できる。
【００５３】
また、例えばノイズの除去などに関し、１チップ化した部分を系として最適化した信号処理構成をとることができ、特性の調整が容易になるため、画質を向上しつつ、無駄な処理を削減し回路規模を縮小して、製造コストを低減できる。すなわち、圧縮伸張などの量子化特性など全体の信号の流れと各ブロックの特性とを合わせた処理を行うことにより、系全体で目標となる特性を設計することができるとともに、従来の複数の部品で構成した場合と比較して、無駄な処理を省くことができる。例えば、エンコーダ３２で発生するノイズなどを、デコーダ３３、ビデオエンコーダ３４の各ブロックで特性を合わせて調整し、偽信号の発生をシステム全体で低減できる。すなわち、圧縮、伸張、ビデオエンコードの系として、ノイズを除去することができる。
【００５４】
また、ファイルシステムを搭載したため、ハードディスクレコーダ１のシステムを簡略化し、製造コストを低減することができる。すなわち、ハードディスクコントローラ２５とマイクロコンピュータ２７とを１チップ化したため、画像信号及び音声信号を格納するハードディスクドライブＨＤＤ上の信号を管理するソフトウェアであるファイルシステムを、ファームウェアとしてチップすなわちシステムＬＳＩ１０に内蔵できる。そして、ファイルシステムをシステムＬＳＩ１０に内蔵することにより、外部のファイルシステムが不要になり、部品点数削減など構成の簡略化が図られるとともに、外部からの制御を簡略化でき、すなわち、ホストマイコン１２の負荷を軽減できる。
【００５５】
また、ビデオデコーダ１１は、システムＬＳＩ１０とは別体としたため、汎用性を向上できるとともに、動作不良に対する対応が容易になり、低コスト化を実現できる。
【００５６】
上記のように、システムＬＳＩ１０に、ファイルシステム、コーデック２１，２２の制御、バッファの制御などを備えたため、ホストマイコン１２は、コマンドを発行するのみで、特殊再生を含むハードディスクレコーダ１の制御が可能になり、ホストマイコン１２の簡略化が可能になり、また、制御プログラムも容易にできるため、製造コストを低減できる。
【００５７】
そして、このようにして、オーディオ・ビデオのデジタル記録再生に必要な最小限のシステムを、システムＬＳＩ１０と、ユーザーインターフェース用のホストマイコン１２と、ビデオデコーダ１１との３チップで構成できる。すなわち、ＩＴＵ６５６規格の映像信号とアナログ音声信号とをデジタル圧縮記録、再生するために必要な機能を１チップ化した映像音声圧縮再生システムＬＳＩであり、いわば、１チップでハードディスク記録機能を実現できる。
【００５８】
すなわち、デジタル画像入力部６１、アナログオーディオ入力部６３、アナログオーディオ出力部６４、画像信号の圧縮伸張を行う画像コーデック２１、外部記録用のハードディスクコントローラ２５、ハードディスクドライブＨＤＤ上のデータを管理するプログラムであるファイルシステムとそれを実行する制御手段であるマイクロコンピュータ２７、外部制御手段であるホストマイコン１２からの命令を受け取るホストインターフェース２８を集積化したため、外部回路を簡略化できるとともに、外部の制御を簡素化できる。すなわち、従来必要であった、ＬＳＩなど複数の部品間における音声データ、画像データ、圧縮後データ、ハードディスクへの記録再生のデータなど、異なるレートを持つ複数種のデータ転送を実現するための高速バス及びバスバッファなどの部品を省略でき、構造を簡略化できるとともに、部品間の配線のタイミング制御も不要になるため、制御のためのマイコン等の負担を軽減でき、システム全体を簡素化でき、安価なハードディスクレコーダを提供できる。
【００５９】
なお、上記の実施の形態では、オーディオを伴う動画である画像の記録再生について説明したが、画像としては静止画でも良く、また、音声のみを処理するモードを備えることもできる。また、上記の実施の形態では、オーディオ処理は非圧縮としたが、オーディオ信号についても圧縮することもできる。
【００６０】
また、画像の圧縮方式についても、ウェーブレット方式に限られず、ＭＰＥＧなど、他の形式を採ることもできる。また、上記の実施の形態では、オーディオ処理は非圧縮としたが、オーディオ信号についても圧縮することもできる。
【００６１】
また、本発明のハードディスクレコーダ用集積回路及びハードディスクレコーダは、家庭用のテレビジョンなどの記録再生の他、蔵監視記録装置などに用いることもできる。
【００６２】
さらに、本発明のハードディスクレコーダ用集積回路及びハードディスクレコーダは、小型で低コストで構成できるとともに、外部からの制御も容易であるため、既存の電気機器に容易に組み込みでき、すなわち、電気機器本体を収納した筐体にハードディスクレコーダを容易に一体的に組み込みでき、ハードディスクレコーダ内蔵電気機器を安価に提供できる。
【００６３】
例えば、電気機器本体を構成するブラウン管あるいは液晶パネルなどの表示手段、及びチューナーなどを備えたテレビジョン装置の筐体内に、ハードディスクレコーダを組み込み、ハードディスクドライブ内蔵テレビジョン装置を提供することができる。
【００６４】
また、アナログ画像信号を記録可能なビデオカセットレコーダの筐体内に、ハードディスクレコーダを組み込み、ハードディスクドライブ内蔵ビデオカセットレコーダを提供することができる。すなわち、入力されるアナログ画像信号をハードディスクレコーダとビデオカセットレコーダとに記録可能な利便性を高めた機器を提供できる。また、着脱可能な記録手段であるメディアはテープカセットに限られず、ディスク状のメディアを用いたビデオディスクレコーダなど、種々のビデオレコーダに適用できる。
【００６５】
さらに、ＤＶＤプレーヤの筐体に、ハードディスクレコーダを組み込み、省スペースを図ったハードディスクドライブ内蔵ＤＶＤプレーヤを提供することができる。
【００６６】
また、本発明のハードディスクレコーダ用集積回路及びハードディスクレコーダは、同一の筐体に撮像手段などを備えたハードディスクドライブ内蔵カムコーダとすることもできる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１記載のハードディスクレコーダ用集積回路によれば、ハードディスクとの信号の入出力、アナログオーディオ信号による入出力が可能であるとともに、アナログ画像信号の出力が可能であるため、別体のハードディスクコントローラや画像アナログ変換手段が不要になり、周辺部品を削減し、安価なハードディスクレコーダを提供できる。また、集積回路自体についても、同期制御が必要な接続が削減され、一時的に信号を保存するメモリを削減し、回路規模を縮小して、製造コストを低減できる。すなわち、従来必要であった、ＬＳＩなど複数の部品間における音声データ、画像データ、圧縮後データ、ハードディスクへの記録再生のデータなど、異なるレートを持つ複数種のデータ転送を実現するための高速バス及びバスバッファなどの部品を省略でき、構造を簡略化できるとともに、部品間の配線のタイミング制御も不要になるため、制御のためのマイコン等の負担を軽減でき、システム全体を簡素化でき、安価なハードディスクレコーダを提供できる。
【００６８】
請求項２記載のハードディスクレコーダ用集積回路によれば、ハードディスクコントローラを備え、ハードディスクの制御及び信号の入出力が可能であり、オーディオコーデックによりアナログオーディオ信号による入出力が可能であるとともに、画像コーデックについても、画像アナログ変換手段を備えたため、アナログ画像信号の出力が可能である。そして、このような１チップ化により、信号の転送のタイミングや一度に転送する信号の量の調整が容易になり、一時的に信号を保存するメモリやタイミング発生器などを簡略化あるいは削減可能になり、回路規模を縮小して、製造コストを低減できる。入力されるデジタル画像信号の同期制御を行うのみで、他の画像信号及びオーディオ信号は１種類のクロック信号を基準としてサンプリングを行うことが可能になり、回路規模を縮小して、製造コストを低減できる。さらに、画像信号の圧縮、伸張、アナログ化を一体の系として処理することが可能になり、特性の調整が容易になるため、画質を向上しつつ、無駄な処理を削減し回路規模を縮小して、製造コストを低減できる。そして、このハードディスクレコーダ用集積回路を用いることにより、周辺部品として、ハードディスクコントローラや画像アナログ変換手段が不要になり、周辺部品を削減し、安価なハードディスクレコーダを提供できる。
【００６９】
請求項３記載のハードディスクレコーダ用集積回路によれば、請求項２記載の効果に加え、ストリームバッファコントローラと、画像圧縮手段、画像伸張手段、及びハードディスクコントローラとを、それぞれ専用の信号線で接続したため、共通のバスを用いる構成に較べ、容易に高速に処理できるとともに、信号の転送のタイミングや一度に転送する信号の量の調整が容易になり、一時的に信号を保存するメモリやタイミング発生器などを簡略化あるいは削減可能になり、回路規模を縮小して、製造コストを低減できる。
【００７０】
請求項４記載のハードディスクレコーダ用集積回路によれば、請求項２または３記載の効果に加え、画像圧縮手段、画像伸張手段、オーディオデジタル変換手段、オーディオアナログ変換手段、ハードディスクコントローラ、及び制御手段は、１種類のクロック信号を基準として動作するため、クロック発生器を削減可能になり、回路規模を縮小して、製造コストを低減できる。
【００７１】
請求項５記載のハードディスクレコーダ用集積回路によれば、請求項２ないし４記載の効果に加え、画像コーデック及びハードディスクコントローラは、同一の一時的に信号を保存するメモリを使用するため、一時的に信号を保存するメモリの容量を削減可能になり、回路規模を縮小して、製造コストを低減できる。
【００７２】
請求項６記載のハードディスクレコーダ用集積回路によれば、請求項２ないし５記載の効果に加え、制御手段は、ハードディスクコントローラに接続されるハードディスクのデータを管理するファイルシステムを備えたため、外部のファイルシステムが不要になり、周辺部品を削減し、安価なハードディスクレコーダを提供できる。
【００７３】
請求項７記載のハードディスクレコーダによれば、請求項１ないし６いずれか一記載のハードディスクレコーダ用集積回路を備えたため、周辺部品として、ハードディスクコントローラや画像アナログ変換手段が不要になり、周辺部品を削減し、安価なハードディスクレコーダを提供できる。また、アナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する画像デジタル変換手段は、ハードディスクレコーダ用集積回路とは別体とすることにより、ハードディスクレコーダの設計や保守が容易になり、製造コストを低減できる。
【００７４】
請求項８記載のハードディスクレコーダ内蔵電気機器によれば、求項７記載のハードディスクレコーダを用いたため、ハードディスクレコーダを内蔵した電気機器を安価に提供できる。
【００７５】
請求項９記載のハードディスクレコーダ内蔵テレビジョン装置によれば、請求項７記載のハードディスクレコーダを用いたため、ハードディスクレコーダ内蔵テレビジョン装置を安価に提供できる。
【００７６】
請求項１０記載のハードディスクレコーダ内蔵ビデオレコーダによれば、請求項７記載のハードディスクレコーダを用いたため、ハードディスクレコーダ内蔵ビデオレコーダを安価に提供できる。
【００７７】
請求項１１記載のハードディスクレコーダ内蔵ＤＶＤプレーヤによれば、請求項７記載のハードディスクレコーダを用いたため、ハードディスクレコーダ内蔵ＤＶＤプレーヤを安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハードディスクレコーダ用集積回路を備えたハードディスクレコーダの一実施の形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１　　ハードディスクレコーダ
１０　　ハードディスクレコーダ用集積回路としてのシステムＬＳＩ
１１　　画像デジタル変換手段としてのビデオデコーダ
１２　　外部制御手段としてのホストマイコン
２１　　画像コーデック
２２　　オーディオコーデック
２４　　ストリームバッファコントローラ
２５　　ハードディスクコントローラ
２７　　制御手段としてのマイクロコンピュータ
２８　　ホストインターフェース
３２　　画像圧縮手段としてのエンコーダ
３３　　画像伸張手段としてのデコーダ
３４　　画像アナログ変換手段としてのビデオエンコーダ
４１　　オーディオデジタル変換手段
４４　　オーディオアナログ変換手段
６１　　デジタル画像入力部
６２　　アナログ画像出力部
６３　　アナログオーディオ入力部
６４　　アナログオーディオ出力部
６７　　ハードディスク用信号入出力部
ＨＤＤ　　ハードディスクドライブ
【図１】
2004096248.tif 000003