(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各フレームがフレーム同期信号とデータで構成されるディジタル信号から、前記フレーム同期信号を検出し、フレーム同期検出信号を出力する同期検出手段と、
クロックパルスを１フレーム期間、計数する第一のカウンタと、
前記第一のカウンタにより、前記フレーム同期検出信号から１フレーム期間毎に内挿同期信号を発生する内挿同期信号手段と、
前記第一のカウンタから、特定の幅を持つ同期検出窓を出力する同期検出窓発生手段と、
前記同期検出窓のオン・オフを制御する状態遷移制御手段と、
同期検出窓がオン状態の時には、前記同期検出窓発生手段の出力中の前記同期検出信号または前記内挿同期信号をフレーム同期信号として出力し、
また、同期検出窓がオフ状態の時には、前記同期検出信号をそのままフレーム同期信号として出力する同期回路であって、
前記状態遷移制御手段は状態遷移カウンタを有し、
現フレームにおいて前記同期検出窓がオンであるかオフであるかという状態、および前フレームで検出したフレーム同期検出信号と現フレームで検出したフレーム同期検出信号のフレーム同期が取れているか否かの情報に基づいて、前記状態遷移カウンタに同期状態の確からしさに応じた値が与えられ、
前記状態遷移カウンタに与えられた前記値により、次のフレームの同期検出窓がオンであるかオフであるかを、前記状態遷移制御手段が制御することを特徴とする同期回路。
【請求項２】
前記状態遷移カウンタに与えられた前記値は、前記同期検出窓がオン状態で、同期検出窓内に前記フレーム同期検出信号が検出されない場合、前記値が減少することを特徴とする請求項１に記載の同期回路。
【請求項３】
前記状態遷移カウンタに与えられた前記値は、前フレームで検出したフレーム同期検出信号と現フレームで検出したフレーム同期検出信号のフレーム同期が取れていない場合には、前記値が減少することを特徴とする請求項１または２に記載の同期回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディジタルデータ再生装置に関し、特に光ディスクなどの再生信号処理回路に用いて、ディジタル入力信号に含まれる同期信号の検出と、同期信号が欠落した場合やノイズにより疑似同期信号が発生した場合の同期保護を行い得る同期回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルデータ再生装置でデータ再生を行うには、まずディスクなどの記録媒体から、光ピックアップにより再生信号が読み取られ、この再生信号は増幅器で増幅されて波形等価器でディジタル信号に変換され、同期検出回路により同期信号が検出されてデータとの同期がとられる。
【０００３】
コンパクトディスク（ＣＤ）の場合、ディスク上に記録されるディジタル情報はＥＦＭ(eight to fourteen Modulation)変調を受けて、所定のフォーマットに従ってフレーム内に配列されており、１フレームは先頭に配置されたフレーム同期信号、複数のオーディオ情報ワード、および誤り訂正用のビットを含み、全体として、５８８チャネルビットにより構成される。フレーム同期信号は２４チャネルビットからなり、他の情報と区別できるように特定のパターンを有している。フレーム同期信号は、情報を再生する際、フレーム分割と、フレーム内のデータを所定の単位で分割するための制御信号を発生するために用いられる。同期検出回路はディスク上の傷などによる同期信号の欠落などにも対処できるよう、通常、同期信号を補間する機能を持つ同期保護回路を含んでいる。
【０００４】
また、新たな情報メディアとして注目されているディジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）は大容量を実現しており、コンピュータ分野でも大きな期待がもたれている。その読み出し専用メモリであるＤＶＤ−ＲＯＭは、各フレームの先頭に配置された３２チャネルビットからなるフレーム同期信号（ＳＹ０〜ＳＹ７）は特定のパターンを有しており、ある決まった配列に従って配置されて、１セクタを構成している。１セクタは２６フレームからなり、セクタの先頭に配置されるフレーム同期信号を特に、セクタ同期信号という。ＤＶＤの再生には、フレーム同期信号の検出およびセクタ同期信号の検出と保護が必要である。
【０００５】
図５は従来技術の一例として、コンパクトディスク（ＣＤ）に見られる同期信号検出回路と同期保護回路を含む同期回路を示す図、図６はその動作説明のためのタイミング図である。図５において、入力端子１０１に印加された同期信号を含む１フレームＮビットの入力信号は、ディスクからの再生信号に含まれるクロック成分を検出する図示していないＰＬＬ回路に基づいて生成されるクロックと共に同期信号検出回路１０３に印加されて同期信号を検出するクロックは１フレーム毎にクロック端子１０２に印加される。同期信号検出回路１０３の出力はゲート１０４に接続され、そこではクロックを分周し、１／Ｎ分周器（Ｎ進カウンタ）１０５のリセット端子に接続される。１／Ｎ分周器１０５の出力は窓発生器１０６に接続され、この出力はゲート１０４の出力によりリセットされるカウンタ１０７に接続される。セレクタ１０８は窓発生器１０６またはカウンタ１０７の出力をゲート１０４の制御端子に接続する。１／Ｎ分周器１０５の出力は出力端子１０９に接続される。
【０００６】
この同期回路では、同期信号検出回路１０３は同期信号を検出し、ゲート１０４に出力する。ゲート１０４はセレクタ１０８に応じて同期信号検出回路１０３の同期検出信号の１／Ｎ分周器１０５への供給を制御する。１／Ｎ分周器１０５はゲート１０４の出力が“Ｈ”になる毎にリセットされ、クロックのＮビット毎にフレーム同期制御信号を出力端子１０９に出力する。窓発生器１０６は分周器１０５がフレーム同期制御信号を出力してから次のフレーム同期信号が出力されるはずのＮビット目の前後数ビットの間その出力を“Ｈ”に、つまり、窓を生成し、セレクタ１０８を介してゲート１０４を導通させる。同期信号検出回路１０３と分周器１０５との間で同期がとれている場合には、セレクタ１０８は窓発生器１０６の出力をゲート１０４に供給し、前のフレームの同期信号によって作られた窓により同期信号検出回路１０３の出力信号を分周器１０５に供給し、これによって、真の同期信号以外のノイズによる誤動作を防止する。
【０００７】
また、ドロップアウトなどによりフレーム同期信号が検出されない場合には、同期信号検出回路１０３の出力およびゲート１０４の出力は図６（Ａ）のように欠落する。この場合でも、分周器１０５によりＮビット毎に出力信号が現れる、すなわち、補間される。同期信号が検出されない場合、カウンタ１０７はリセットされず、窓発生器１０６の出力によりフレーム毎にカウントアップされる。カウンタ１０７はあらかじめセットされたカウント（ここでは４フレーム）になるとその出力が“Ｈ”になる。セレクタ１０８はカウンタ１０７の出力が“Ｈ”になるとゲート１０４を開く。この状態になって同期信号検出回路１０３から初めて出力される信号がゲート１０４から出力され、分周器１０５およびカウンタ１０７はリセットされる。このとき分周器１０５はリセットされるときの出力信号を出力端子１０９に出力する。
【０００８】
しかし、もし図６（Ｂ）のように、カウンタ１０７の出力が“Ｈ”になって初めての同期信号検出回路１０３の出力がノイズである場合には、このノイズにより分周器１０５およびカウンタ１０７はリセットされる。このため窓発生器１０６はこのノイズからＮビット目前後に数ビットの窓を生成する。したがって、ノイズの後に正しく同期信号が検出されたとしても、窓発生器１０６の窓出力と同期信号検出回路１０３の出力のタイミングが合わないので、ゲート１０４から出力信号は得られず、つまり、同期がとれない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のディジタル再生装置の、同期検出回路は以上のように構成されているので、ノイズなどが原因で同期信号が欠落した場合、ノイズの後に正しく同期信号が検出されたときでも同期がとれずに誤りの同期信号を作ってしまうという欠点がある。
【００１０】
この発明は、上記のような問題点の解消を目的としてなされたもので、同期信号が欠落してノイズなどの疑似同期信号が検出された場合でも適切な同期保護が可能な同期検出回路を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るディジタルデータ再生装置の同期回路は、各フレームがフレーム同期信号とデータで構成されるディジタル信号から、前記フレーム同期信号を検出し、フレーム同期検出信号を出力する同期検出手段と、クロックパルスを１フレーム期間、計数する第一のカウンタと、前記第一のカウンタにより、前記フレーム同期検出信号から１フレーム期間毎に内挿同期信号を発生する内挿同期信号手段と、前記第一のカウンタから、特定の幅を持つ同期検出窓を出力する同期検出窓発生手段と、前記同期検出窓のオン・オフを制御する状態遷移制御手段と、同期検出窓がオン状態の時には、前記同期検出窓発生手段の出力中の前記同期検出信号または前記内挿同期信号をフレーム同期信号として出力し、また、同期検出窓がオフ状態の時には、前記同期検出信号をそのままフレーム同期信号として出力する同期回路であって、前記状態遷移制御手段は状態遷移カウンタを有し、現フレームにおいて前記同期検出窓がオンであるかオフであるかという状態、および前フレームで検出したフレーム同期検出信号と現フレームで検出したフレーム同期検出信号のフレーム同期が取れているか否かの情報に基づいて、前記状態遷移カウンタに同期状態の確からしさに応じた値が与えられ、前記状態遷移カウンタに与えられた前記値により、次のフレームの同期検出窓がオンであるかオフであるかを、前記状態遷移制御手段が制御するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１であるディジタルデータ再生装置の同期検出部（フレーム同期信号検出および保護回路）を示すブロック図である。図において１はシリアル−パラレル変換器、２は同期信号検出部、５は１フレームを計数するカウンタ、６はカウンタ５の出力から窓（ある幅の間“Ｌ”を出力）を発生する窓発生器、７は窓のオン・オフを切り換える状態遷移カウンタ、８は窓の立ち上がりエッジを検出するエッジ抽出器、１０はカウンタ出力から内挿同期信号を発生する内挿同期信号発生部、３，４，９および１１はゲート回路で、９は窓オン状態のときに窓発生器６出力を導通させるゲート回路、３は窓オフ状態または窓オン状態での窓に対して“Ｌ”を出力するゲート回路、４は同期信号検出部２で検出されたフレーム同期信号が窓オフ状態で検出されるか、または窓内に検出されたときにこのフレーム同期信号を導通させるゲート回路、１１は内挿同期信号発生部１０の出力である内挿同期信号、または同期信号検出部２で検出したフレーム同期信号を出力するゲート回路である。
【００１８】
図２はＤＶＤ（ディジタル・ビデオ・ディスク）の物理フォーマットを示す。各フレームは、複数パターン（ＤＶＤの場合８×４パターン、３２ビット）存在するフレーム同期信号とデータとの連続で構成され、フレームが複数個一定のフレーム同期信号の配列をもって集まり、１セクタを構成する。以下、ＤＶＤを例にして説明する。
【００１９】
次に動作について説明する。上記したようなディジタル入力信号がシリアルに入力されるのを受けて、シリアル−パラレル変換器１はパラレルデータに変換する。同期信号検出部２はこのパラレルデータからフレーム同期信号に一致するパターンがあるか比較し、一致するパターンを検出した場合にはフレーム同期検出信号“Ｌ”を出力する。
【００２０】
例えば、状態遷移カウンタ７は、２ビットダウンカウンタで構成され、窓オン状態で、かつ窓内に同期信号を検出することができなかった場合、窓のエッジ抽出器８の出力をイネーブルにし、窓のエッジでカウントダウンする。それ以外の場合には次のような手続きに従って表(STATE TABLE) の値をロードする。図１中の破線で囲まれた部分で示したように、表(STATE TABLE) は窓のオン／オフ(WINOFF)、および同期ロック信号(JUST)の組合せにより状態遷移カウンタ７にロードする値を決定する。
（１）窓オフ（WINOFF=0）状態で同期信号を検出した場合（JUST=0にして) 、“１”をロードする。
（２）窓オン（WINOFF=1）状態でかつ窓内に同期信号を検出したが、フレーム同期がとれていない（JUST=1）場合、“２”をロードする。
（３）窓オン（WINOFF=1）状態でかつ窓内に同期信号を検出し、さらに１４８８ビット間隔でフレーム同期がとれている（JUST=0）場合には、“３”をロードする。
【００２１】
図３はそのタイミングの一例を示した図である。このケースでは、
（１）まず最初は窓はオフ状態にあり、状態遷移カウンタ７の値は“０”なので“Ｌ”を出力している。従って、ゲート３出力は“Ｌ”で、フレーム同期検出信号はゲート４を導通し、カウンタ５をリセットする。カウンタ５は１フレーム（１４８８ビット）カウンタで、このカウンタ５の出力から窓発生器６はある特定の幅を持った窓を発生させる。
（２）状態遷移カウンタ７は“１”をロードする。ある一定クロック後に窓はオン状態となる。
（３）窓オン状態であるので、窓発生器６で生成された窓がゲート回路９を導通してゲート回路３より出力される。ゲート回路４は窓内にフレーム同期信号が存在する場合にフレーム同期信号を導通するもので、これによってカウンタ５はリセットされる。これとともに、前に検出されたフレーム同期信号のちょうど１４８８クロック後に同期信号が検出され、つまりフレーム同期がとれているので状態遷移カウンタ７は“３”をロードする。窓のエッジ抽出器８で抽出されるエッジで“２”にカウントダウンされる。
【００２２】
（４）次に、窓発生器６で生成された窓内には同期信号が検出されなかったため、窓のエッジで“１”にカウントダウンされる。
（５）同様に“０”にカウントダウンされ、状態遷移カウンタ７の出力が“０”になったとき、窓はオフされる。
カウンタ５は、１４８８クロック後に内挿同期信号発生部１０から内挿同期信号を出力し、フレーム同期が得られていない場合にもゲート回路１１からフレーム同期信号が出力され、同期保護が行われる。フレーム同期が得られている場合にはこの内挿同期信号と同期信号検出部２で検出したフレーム同期信号は同タイミングでゲート回路１１に入力され、フレーム同期信号が出力される。
【００２３】
ＰＬＬ(Phase Locked Loop)制御の状態などによっては、フレーム同期信号が検出されてから次の同期信号が検出されるまで、１４８８クロックより早く検出されることがある。この場合、窓オン状態で窓発生器６が生成した窓内にフレーム同期信号が検出されたのであれば、状態遷移カウンタ７は“１”をロードし、このフレーム同期信号によりカウンタ５はリセットされる。
【００２４】
また、１４８８クロックより遅く検出される場合、内挿同期信号発生部１０から出力される内挿同期信号と、同期信号検出部２で検出したフレーム同期信号と、ゲート回路１１から２度、フレーム同期信号を出力することがある。この場合も、カウンタ５は同期信号検出部２の出力のフレーム同期信号によりリセットされることになる。
【００２５】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２であるディジタルデータ再生装置の同期検出部（フレーム同期信号検出および保護回路）を示すブロック図である。図において、図１と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示しており、１２は検出された同期信号によりリセットされる１４８８クロックを計数するカウンタ、１３は１４８８ビット毎に“Ｌ”を出力する１フレーム検出部、１４は同期信号検出部２で検出した同期信号と、同様に次に検出された同期信号の間隔が１４８８ビットの場合のみ同期信号と見なすためのゲート回路、１５はこのような同期信号の判定基準を外部入力により選択するセレクタである。
【００２６】
次に、実施の形態１と異なる部分の動作を説明する。
カウンタ１２は、同期信号検出部２で検出した同期信号によりリセットされ、１４８８クロック分カウントする。カウンタ１２の出力から１フレーム検出部１３が１４８８クロックを検出し、“Ｌ”を出力する。ゲート回路１４で同期信号検出部２で検出した同期信号と、同様に次に検出された同期信号の間隔が１４８８ビットの場合のみ同期信号と見なし、“Ｌ”を出力する。
セレクタ１５は、同期信号の判定基準を１回同期信号を検出すると同期信号と見なすか、２回検出して初めて同期信号と見なすかを、外部入力により選択することができる。
以降の動作は、実施の形態１で述べたものと同様であるので説明を省略する。この実施の形態によれば、ノイズなどによる疑似同期信号を検出することを防止できる。
【００４２】
データのエラーの状態によっては、これが例えば、同期信号パターンにエラーが混入され、ＳＹ５がＳＹ７の化けた場合、“０１１１００１０”→“１０１０１＿１０１００”などと変換され、これはセクタ内で２０番目であることを示し、誤ったカウントをしてしまうことがある。ここで記述した実施の形態５の回路によると、このようなエラーに対しても大変有効である。
【００４３】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００４４】
この発明によれば、各フレームがフレーム同期信号とデータで構成されるディジタル信号から、フレーム同期信号を検出し、フレーム同期検出信号を出力する同期検出手段と、クロックパルスを１フレーム期間、計数する第一のカウンタと、第一のカウンタにより、フレーム同期検出信号から１フレーム期間毎に内挿同期信号を発生する内挿同期信号手段と、第一のカウンタから、特定の幅を持つ同期検出窓を出力する同期検出窓発生手段と、同期検出窓のオン・オフを制御する状態遷移制御手段と、同期検出窓がオン状態の時には、同期検出窓発生手段の出力中の同期検出信号または内挿同期信号をフレーム同期信号として出力し、また、同期検出窓がオフ状態の時には、同期検出信号をそのままフレーム同期信号として出力する同期回路であって、状態遷移制御手段は状態遷移カウンタを有し、現フレームにおいて同期検出窓がオンであるかオフであるかという状態、および前フレームで検出したフレーム同期検出信号と現フレームで検出したフレーム同期検出信号のフレーム同期が取れているか否かの情報に基づいて、状態遷移カウンタに同期状態の確からしさに応じた値が与えられ、状態遷移カウンタに与えられた前記値により、次のフレームの同期検出窓がオンであるかオフであるかを、状態遷移制御手段が制御するようにしたので、読み取られた同期信号パターン中にエラーがありフレーム同期信号が欠落した場合にも内挿同期検出信号を発生し同期が保護される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１におけるフレーム同期信号検出部のブロック図である。
【図２】  ＤＶＤの再生データのセクタ物理フォーマットを示す図である。
【図３】  実施の形態１における状態遷移カウンタの出力タイミングの一例を示す図である。
【図４】  この発明の実施の形態２におけるフレーム同期信号検出部のブロック図である。
【図５】  従来の同期信号検出・保護回路の構成を示すブロック図である。
【図６】  従来の同期信号検出・保護回路における動作説明のためのタイミング図である。
【符号の説明】
１  シリアル−パラレル変換器、２，２ａ  同期信号検出部、５  カウンタ、６  窓発生器、７  状態遷移カウンタ、８  窓のエッジ抽出器、１０  内挿同期信号発生部、１２  １４８８カウンタ、１３  １フレーム検出部、１５  セレクタ、３，４，９，１１，１４。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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