[发明专利]随机数据发生器及利用该发生器的扰码器

说明书

本发明涉及数据随机化领域，更具体地讲，涉及适合高密度光盘系统的随机数据发生器和利用该随机数据发生器的扰码器。

变换特定输入值数据为一个随机数的随机数据发生器正在被应用于利用诸如紧凑光盘只读存储器(CD—ROM)或数字通用光盘(DVD)之类光盘的光盘系统的扰码器之中。

一般，数据加扰被用于用户无密钥的安全数据，和是一种正在被广泛用于安全通信的随机化类型。

对于光盘系统加扰接收数据的第一个基本原因是利用差分相位检测(DPD)平稳地执行跟踪控制。如果接收相同数据和因此将相同已调码记录在光盘的相邻记录点上，这样当再生时不进行检测DPD信号，就会使得伺服系统不能执行跟踪控制。例如，在不加扰的音频CD情况下，DPD的控制在各调谐(即，每个数据是“00h”的扇区)扇区之间是困难的。

第二个原因是减少由调制器执行的DC抑制控制的负担。在连续接收相同数据的情况下，相对于一些特定数据，数字和值(DSV)控制本身可能是不现实的。因此，需要数据随机化，以防止这样的最坏情况出现。这里，DSV是一个预测码字流DC方向的参数和最好具有码字被变换为DC的码特征的已调码字。

第三个原因是保护特定数据。在CD—ROM的情况下，只对同步以外的数据加扰，以保护数据中的同步图形(00h，FFh，FFh，…，FFh，00h)。

图1是用于一般DVD系统扰码器的随机数据发生器的电路图，其中用于提供随机数的异或门10和寄存器r0到r14被称为随机数据发生器，随机数据发生器和异或门11到18被称为扰码器。

在图1中，虽然没有表示出，在与待进行扰码的时钟信号的输入同步过程中，15比特寄存器r₀到r₁₄是向左移位。最低有效位寄存器r₀的输入是通过相对于最高有效位值寄存器r₁₄和第11最低有效位寄存器r₁₀的输出执行异或操作获得的值，上述输出是从异或门(XOR)10提供的。

表示在图1的随机数据发生器中随机数据发生周期是32K(千字节)，是与DVD的一个纠错码(ECC)块(32K)的大小一致。也就是说，在ECC块中，产生一个具有非周期性的随机值，寄存器进行左移8次，然后异或门11到18相对于8个低位寄存器r₀到r₇的输出和输入数据D₀到D₇执行异或操作，从而获得加扰的结果。这里，虽然没有表示出，数据时钟信号被输入到异或门11到18的数据时钟速度是输入到寄存器r₀到r₁₄的扰码时钟信号的扰码时钟速度的1／8。

图2是当如图1所示的寄存器r₀到r₁₄的初始值被设置为“0001h”和输入数据D₀到D₇被设置为“00h”的16进制数时，用于表示寄存器r₀到r₁₄的随机数结果和输入数据Do₀到Do₇的扰码结果的表。从图2可以看出，随机数的周期是32K(32768)。

这里，寄存器r₀到r₁₄的值被左移8次，和因此被执行加扰。因此，参照分配给一个扇区标题的4字节识别码(ID)中的最后字节内4个高位比特ID(7∶4)，寄存器r₀到r₁₄被初始化为初始值，该扇区是一个基本访问单元。此时，必须对选择各初始值予以关注。也就是说，即使接收了相同的数据，随机数也要从一个扇区中的初始化值产生，和对于一个ECC块(16个扇区)的持续期，该扇区内的各值进行均衡地重复。

如图3所示，寄存器r₀到r₁₄的初始化值包括第一初始化值“000h”和通过左移值“0001h”7次获得的值“0002h”，“0004h”，“0008h”，“0010h”，“0020h”，“0040h”和“0080h”，在要求至少16K(=2K×8)容量后寄存器r₀到r₁₄的值“5500h”返回到被7次移位的值，和通过左移“5500h”值多达到7次获得值“2A00h”，“5400h”，“2800h”，“5000h”，“2001h”，“4002h”和“0005h”。