JPH07264004A - Signal processor - Google Patents
Signal processorInfo
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- JPH07264004A JPH07264004A JP4707694A JP4707694A JPH07264004A JP H07264004 A JPH07264004 A JP H07264004A JP 4707694 A JP4707694 A JP 4707694A JP 4707694 A JP4707694 A JP 4707694A JP H07264004 A JPH07264004 A JP H07264004A
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- signal processing
- stage
- clock
- shift register
- signal
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Landscapes
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 より低消費電力でより安価に動作速度の向上
を実現することが可能な信号処理技術を提供する。
【構成】 データ間隔Tdだけ順次位相のずれたN個の
クロック(C1〜Cn)を発生するクロック発生手段C
LKと、入力信号Xinを入力とし、N個のクロック
(C1〜Cn)をそれぞれシフトクロック入力とするN
個のM段シフトレジスタ手段(SR1〜SRn)と、M
段シフトレジスタ手段のM個の出力を、N個のシフトク
ロックに対してデータ間隔Tdだけ順次遅れたクロック
でラッチする(N−1)組N個のM段ラッチ手段(L1
(1)〜Ln(n−1))と、同一クロック動作による
M段シフトレジスタ手段および(N−1)組N個のM段
ラッチ手段の出力信号をそれぞれ入力とするN個の第1
の信号処理手段(SP1〜SPn)とからなる信号処理
装置である。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a signal processing technique capable of realizing an improvement in operating speed at lower cost with lower power consumption. A clock generating means C for generating N clocks (C1 to Cn) whose phases are sequentially shifted by a data interval Td.
LK and the input signal Xin are input, and N clocks (C1 to Cn) are input as shift clocks, respectively.
M stage shift register means (SR1 to SRn)
The M outputs of the stage shift register means are latched with a clock sequentially delayed by a data interval Td with respect to the N shift clocks (N-1) sets of N M stage latch means (L1).
(1) to Ln (n-1)), and the N first shift registers that are operated by the same clock and the N first shift registers that receive the output signals of the (N-1) sets of N M stage latches, respectively.
Signal processing means (SP1 to SPn).
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、信号処理技術に関し、
特に、磁気、光および光磁気記録再生装置、又はディス
クアレイシステム等に用いられるデジタル信号処理装置
などに適用して有効な技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to signal processing technology,
In particular, the present invention relates to a technique effective when applied to a magnetic, optical and magneto-optical recording / reproducing device, a digital signal processing device used in a disk array system or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば、日経BP社、1994年1月
17日発行「日経エレクトロニクスNo599 」P71〜P
97等の文献にも記載されているように、デジタルデー
タの記録再生技術では、媒体に対する記録密度や、デー
タ転送速度の向上の要請に呼応して、たとえば、再生信
号の波形を処理に好都合な形に変形するパーシャルレス
ポンス(PR)等の波形等化技術、さらには、データの
検出を行う最尤復号技術等のデジタル信号処理技術の高
速化が重要な課題となっている。2. Description of the Related Art For example, Nikkei BP, January 17, 1994, "Nikkei Electronics No 599" P71-P
As described in the literature such as 97, the digital data recording / reproducing technology is suitable for processing the waveform of a reproduced signal, for example, in response to a request for improving the recording density and the data transfer rate of a medium. It is an important issue to speed up waveform equalization techniques such as partial response (PR) that transforms into a shape, and digital signal processing techniques such as maximum likelihood decoding techniques that detect data.
【0003】従来のデジタル信号処理装置の一例として
等化器を図10〜図12を用いて説明する。An equalizer will be described as an example of a conventional digital signal processing device with reference to FIGS.
【0004】等化器は、シフトレジスタ群SRと乗算器
群MULと加算器SUMとから図10に示すように構成
される。入力信号であるデジタルデータXinはシフト
レジスタ群SRに入力され、最前段でラッチされたデー
タは順次後段へとシフトされる。シフトレジスタ群SR
の各ラッチデータはそれぞれ乗算器群MULに出力さ
れ、各乗算器MUL1〜7では、各ラッチデータと各係
数値K1〜K7との乗算結果をそれぞれ出力する。そし
て、各乗算結果は加算器SUMで加算されて等化器の出
力Youtとなる。即ち、シフトレジスタ群SRに入力
される信号と各係数値との畳み込み演算を入力信号の入
力時間間隔(データ間隔)で実施するシステムが等化器
である。The equalizer is composed of a shift register group SR, a multiplier group MUL and an adder SUM as shown in FIG. The digital data Xin that is an input signal is input to the shift register group SR, and the data latched at the front stage is sequentially shifted to the rear stage. Shift register group SR
Of each latch data is output to the multiplier group MUL, and each of the multipliers MUL1 to 7 outputs the multiplication result of each latch data and each coefficient value K1 to K7. Then, the respective multiplication results are added by the adder SUM and become the output Yout of the equalizer. That is, an equalizer is a system that performs a convolution operation of a signal input to the shift register group SR and each coefficient value at an input time interval (data interval) of an input signal.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】この時、各乗算器や加
算器の動作速度がクロックに対して十分に高速であれ
ば、入力信号列に対して即座に等化器出力を得ることが
可能である。しかし、クロックが高速になるにつれて、
乗算器や加算器の動作速度の高速性が十分に保てなくな
る。この場合は、一般に乗算器や加算器内部に演算可能
な時間間隔でラッチを設ける手法(パイプライン化)が
とられる。これによって高速動作が保証される反面、等
化器の規模は乗算器や加算器の内部に設けたラッチの数
だけ増加し、さらに規模の増大が消費電力を増加させる
ことになる。At this time, if the operating speed of each multiplier or adder is sufficiently high with respect to the clock, the equalizer output can be immediately obtained for the input signal sequence. Is. But as the clock gets faster,
The operating speed of the multiplier and the adder cannot be kept sufficiently high. In this case, generally, a method (pipelining) is used in which a latch is provided inside the multiplier or the adder at a time interval at which calculation is possible. Although high-speed operation is guaranteed by this, the scale of the equalizer is increased by the number of latches provided inside the multiplier and the adder, and the increase in scale further increases power consumption.
【0006】ここで1ビットの全加算器を構成要素とす
る一般的なWalleceTree構成でデジタル等化
器をCMOS素子で構成するときの回路規模と消費電力
の概算を見積もる。Here, a rough estimation of the circuit scale and power consumption when a digital equalizer is composed of CMOS elements in a general WalleTree configuration having a 1-bit full adder as a constituent element will be estimated.
【0007】図11に示すように、1ビット全加算器の
入力数は3ビット(入力2、Carry1)、出力数は
2ビット(出力1、Carry1)である。従って、図
12に示すように、初段の全加算器で加算すべきビット
数N(概ね、入力ビット数×係数ビット数×タップ数)
は、加算すべきビット数の約N/3の個数の1ビット全
加算器で約2(N/3)のビット数となる。以降につい
ても同様に、前段から受け取ったビット数の約1/3の
全加算器数で、前段から受け取ったビット数の約2/3
のビット数を後段に出力する。このように後段に出力さ
れるビット数、加算器数は、等比級数的に変化する。As shown in FIG. 11, the number of inputs of the 1-bit full adder is 3 bits (input 2, Carry 1), and the number of outputs is 2 bits (output 1, Carry 1). Therefore, as shown in FIG. 12, the number of bits N to be added in the first-stage full adder (generally, the number of input bits × the number of coefficient bits × the number of taps)
Is about 2 (N / 3) in the 1-bit full adder, which is about N / 3 of the number of bits to be added. Similarly for the subsequent steps, the number of full adders is about 1/3 of the number of bits received from the previous stage, and about 2/3 of the number of bits received from the previous stage.
The bit number of is output to the subsequent stage. In this way, the number of bits output to the subsequent stage and the number of adders change in geometric progression.
【0008】この見積りによれば、全加算器の個数はほ
ぼ初段の全加算器で加算すべきビット数Nに等しくな
る。ここで注目すべきなのは後段に出力するビット数で
あり、全加算器の動作速度がクロックに対して十分に高
速でないとすると、全加算器の数段毎にラッチを設け、
後段に出力する全ビット数をクロックで保持する必要が
生じる。例えば、全加算器2段とラッチの動作速度の和
がクロックを超えるとすれば、全加算器1段毎にラッチ
が必要であり、全加算器3段とラッチの動作速度の和が
クロックを超えるとすれば、全加算器2段毎に必要とな
る。この時のラッチ個数の概算は、全加算器4段毎にラ
ッチを設けた場合に全加算器の個数の約0.25倍、全加
算器3段毎にラッチを設けた場合に全加算器の個数の約
0.6倍、全加算器2段毎の場合に約1.2倍、全加算器1
段毎の場合に約3倍となる。ラッチ1個の回路規模は全
加算器1個に対して約1/1.2倍であるから、ラッチを
全く設けない場合の回路規模に対して、全加算器3段毎
にラッチを設けた場合は約1.5倍、全加算器2段毎の場
合は約2倍、全加算器1段毎の場合は約3.5倍の回路規
模となる。また、ラッチ1個の消費電力は全加算器1個
に対して約2倍であるから(全加算器ではクロックでし
か動作しないのに対して、ラッチでは内部でクロックの
2倍で動作する部分が多いため)ラッチを全く設けない
場合の消費電力に対して、全加算器3段毎にラッチを設
けた場合は約2.2倍、全加算器2段毎の場合は約3.4
倍、全加算器1段毎の場合は約7倍の消費電力に達す
る。According to this estimation, the number of full adders is almost equal to the number of bits N to be added in the first full adder. What should be noted here is the number of bits to be output to the subsequent stage. If the operating speed of the full adder is not sufficiently high with respect to the clock, a latch is provided for every several stages of the full adder,
It becomes necessary to hold the total number of bits output to the subsequent stage with a clock. For example, if the sum of the operating speeds of the two full adders and the latch exceeds the clock, a latch is required for each full adder, and the sum of the operating speeds of the three full adders and the latch is the clock. If it exceeds, it is necessary for every two full adders. At this time, the approximate number of latches is about 0.25 times the number of full adders when a latch is provided for every four full adders, and the full adder when a latch is provided for every three full adders. About the number of
0.6 times, about 1.2 times for every two full adders, full adder 1
It becomes about 3 times for each step. Since the circuit scale of one latch is about 1 / 1.2 times that of one full adder, the latch is provided for every three stages of full adders in comparison with the circuit scale when no latch is provided at all. In this case, the circuit scale is approximately 1.5 times, in the case of every two full adders being approximately twice, and in the case of every one full adder being approximately 3.5 times. In addition, the power consumption of one latch is about twice as much as that of one full adder. (While the full adder operates only with the clock, the latch operates internally with twice the clock. The power consumption when there are no latches is about 2.2 times that when latches are provided for every three full adders, and about 3.4 when there are two full adders.
In the case of each double adder and each full adder, the power consumption reaches about seven times.
【0009】即ち、クロック50Mbpsで動作する等
化器を、全加算器2段毎にラッチを設けるパイプライン
構成とし、4Kgatesの回路規模、200mWで設
計できたとする。この設計で用いた構成要素で、クロッ
ク100Mbpsで動作する同一機能の等化器を設計し
ようとすると、全加算器1段毎にラッチが必要となり、
回路規模は約1.8倍(3.5/2)の7Kgates、消
費電力はクロックの増加分も考慮して約4.1倍(7/3.
4×2)の820mWとなる。特に消費電力の増大が顕
著である。さらには100Mbpsを超えた高速化はラ
ッチ間に全加算器1段を割当てられず、事実上実現不可
能といえる。That is, it is assumed that the equalizer operating at a clock of 50 Mbps has a pipeline structure in which a latch is provided for every two stages of full adders and can be designed with a circuit scale of 4 Kgates and 200 mW. If an equalizer with the same function that operates at a clock of 100 Mbps is designed with the components used in this design, a latch is required for each full adder stage,
The circuit scale is about 1.8 times (3.5 / 2) 7Kgates, and the power consumption is about 4.1 times (7/3.) Considering the increase of the clock.
It becomes 820 mW of 4 × 2). In particular, the increase in power consumption is remarkable. Furthermore, speeding up beyond 100 Mbps is practically impossible because one full adder stage cannot be allocated between the latches.
【0010】また、このような高速化に対応するための
パイプライン化による消費電力の増大は、等化器以外の
デジタル信号処理回路にも同様に適用されるので、装置
の高速化に対応した高集積LSIの実現を極めて困難に
していた。Further, since the increase in power consumption due to the pipelining to cope with such speedup is similarly applied to the digital signal processing circuits other than the equalizer, it corresponds to the speedup of the apparatus. It has been extremely difficult to realize a highly integrated LSI.
【0011】近年、磁気および光記録再生装置の高速転
送化の傾向も著しい。これに伴って、量産化に適し、よ
り高速かつ高精度(等化器のタップ数増加など)なデジ
タル信号処理方式が採用されつつある。しかし、高速転
送化の要求に対しては、LSIプロセスの高速化が十分
でないことから、上述のような理由で消費電力の増大が
避けられない。また、装置コストを低減するためは、で
きるだけ低速で安価なプロセスを採用し、回路コストを
低減する必要がある。従って、従来技術(パイプライン
化構成)を用いた高速転送対応で、かつ高性能な高速デ
ジタル信号処理装置は極めて実現困難と言える。In recent years, the tendency toward high-speed transfer of magnetic and optical recording / reproducing devices has been remarkable. Along with this, a digital signal processing method suitable for mass production and having higher speed and higher accuracy (such as an increase in the number of equalizer taps) is being adopted. However, in order to meet the demand for high-speed transfer, the speedup of the LSI process is not sufficient, and therefore an increase in power consumption cannot be avoided for the reasons described above. Further, in order to reduce the device cost, it is necessary to adopt a process that is as slow and inexpensive as possible to reduce the circuit cost. Therefore, it can be said that it is extremely difficult to realize a high-speed high-speed digital signal processing device capable of high-speed transfer using the conventional technique (pipelined structure).
【0012】本発明の目的は、より低消費電力でより安
価に動作速度の向上を実現することが可能な信号処理技
術を提供することにある。An object of the present invention is to provide a signal processing technique capable of realizing an improved operation speed at lower cost with lower power consumption.
【0013】本発明の他の目的は、回路の構成要素の動
作速度を超越した高速動作が可能な信号処理技術を提供
することにある。Another object of the present invention is to provide a signal processing technique capable of high-speed operation exceeding the operation speed of circuit components.
【0014】本発明のさらに他の目的は、多段のシフト
およびラッチ操作等で信号品質が劣化しないデジタルデ
ータの信号処理に好適な信号処理技術を提供することに
ある。Still another object of the present invention is to provide a signal processing technique suitable for signal processing of digital data in which signal quality does not deteriorate due to multistage shift and latch operations.
【0015】本発明のさらに他の目的は、波形等化処理
および最尤復号処理を高速に実行することにより、デー
タ間の干渉の大きな系における高速かつ高信頼度の復号
処理を実現することが可能な信号処理技術を提供するこ
とにある。Still another object of the present invention is to realize high-speed and high-reliability decoding processing in a system in which interference between data is large by executing waveform equalization processing and maximum likelihood decoding processing at high speed. It is to provide a possible signal processing technology.
【0016】本発明のさらに他の目的は、集積回路化に
適した信号処理技術を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a signal processing technique suitable for integration into an integrated circuit.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明では、一例とし
て、図1に示す信号処理装置を提供する。The present invention provides, as an example, the signal processing apparatus shown in FIG.
【0018】すなわち、第1に、データ間隔Tdのクロ
ックCから、1/N(Nは2以上の整数)の繰返し周波
数で、データ間隔Tdだけ順次位相のずれたN個のクロ
ック(C1〜Cn)を発生するクロック発生手段CLK
と、入力信号Xinを入力とし、上記クロック発生手段
のN個のクロック(C1〜Cn)をそれぞれシフトクロ
ック入力とするN個のM(Mは正の整数)段シフトレジ
スタ手段(SR1〜SRn)と、上記M段シフトレジス
タ手段のM個の出力に対して、上記N個のクロック(C
1〜Cn)のうちM段シフトレジスタ手段のシフトに用
いるシフトクロックに対してデータ間隔だけ順次遅れた
クロックでラッチする(N−1)組N個のM段ラッチ手
段(L1(1)〜Ln(n−1))と、上記N個のM段
シフトレジスタ手段と(N−1)組N個のM段ラッチ手
段の出力信号のうち、同一クロック動作によるシフトあ
るいはラッチ出力信号を入力とするN個の第1の信号処
理手段(SP1〜SPn)とで信号処理装置を構成す
る。That is, first, N clocks (C1 to Cn) whose phases are sequentially shifted by the data interval Td at a repetition frequency of 1 / N (N is an integer of 2 or more) from the clock C of the data interval Td. ) For generating a clock
And N number of M (M is a positive integer) stage shift register means (SR1 to SRn) which receives the input signal Xin as input and N clocks (C1 to Cn) of the clock generating means as shift clock inputs, respectively. And for the M outputs of the M-stage shift register means, the N clocks (C
1 to Cn), a (N-1) group of N M-stage latch means (L1 (1) to Ln) is latched by a clock sequentially delayed by a data interval with respect to the shift clock used for the shift of the M-stage shift register means. (N-1)) and the output signals of the N M-stage shift register means and the (N-1) sets of N M-stage latch means are input by the shift or latch output signals by the same clock operation. A signal processing device is configured with N first signal processing means (SP1 to SPn).
【0019】第2に、上記M段シフトレジスタ手段とM
段ラッチ手段は1ビットもしくは複数ビットのデジタル
回路で構成してもよい。Second, the M-stage shift register means and the M-stage shift register means
The stage latch means may be composed of a 1-bit or multi-bit digital circuit.
【0020】第3に、上記N個の第1の信号処理手段の
N個の出力に、上記第1の信号処理手段と同様な第2の
信号処理手段を設けてもよい。Thirdly, the N outputs of the N first signal processing means may be provided with the second signal processing means similar to the first signal processing means.
【0021】第4に、上記第1ないし第2の信号処理手
段は等化器としてもよい。Fourth, the first and second signal processing means may be equalizers.
【0022】第5に、上記第1ないし第2の信号処理手
段は時系列信号を扱う最尤復号器などの識別器としても
よい。Fifth, the first and second signal processing means may be a discriminator such as a maximum likelihood decoder that handles time series signals.
【0023】第6に、上記第1ないし第2の信号処理手
段は等化器と識別器の従属あるいは複合構成としてもよ
い。Sixth, the first and second signal processing means may have a subordinate or composite structure of an equalizer and a discriminator.
【0024】第7に上記第1ないし第2の信号処理手段
の何れかを集積回路としてもよい。Seventh, any one of the first and second signal processing means may be an integrated circuit.
【0025】第8に、上記クロック発生手段とM段シフ
トレジスタ手段とM段ラッチ手段を、同一集積回路とし
てもよい。Eighth, the clock generating means, the M-stage shift register means, and the M-stage latch means may be the same integrated circuit.
【0026】第9に、上記M段ラッチ手段とビット加算
手段との従属構成の動作速度を超えて動作させてもよ
い。Ninth, the operation may be performed at a speed exceeding the operating speed of the subordinate structure of the M-stage latching means and the bit adding means.
【0027】第10に、上記第1から第9の手段の何れ
かの信号処理装置を含む磁気記録再生装置としてもよ
い。Tenth, a magnetic recording / reproducing apparatus including the signal processing apparatus according to any one of the first to ninth means may be used.
【0028】第11に、上記第1から第9の手段の何れ
かの信号処理装置を含む光再生装置としてもよい。Eleventh, an optical regenerator including the signal processing device according to any one of the first to ninth means may be used.
【0029】第12に、上記第1から第9の手段の何れ
かの信号処理装置を含む光磁気記録再生装置としてもよ
い。Twelfthly, a magneto-optical recording / reproducing apparatus including the signal processing apparatus according to any one of the first to ninth means may be provided.
【0030】第13に、上記第10の手段を含む磁気記
録再生装置のアレイシステムとしてもよい。Thirteenth, an array system of a magnetic recording / reproducing apparatus including the tenth means may be used.
【0031】第14に、上記第11の手段を含む光再生
装置のアレイシステムとしてもよい。Fourteenth, an array system of an optical reproducing apparatus including the eleventh means may be used.
【0032】第15に、上記第12の手段を含む光磁気
記録再生装置のアレイシステムとしてもよい。Fifteenthly, an array system of a magneto-optical recording / reproducing apparatus including the twelfth means may be provided.
【0033】[0033]
【作用】上記した第1の発明では、N個の第1の信号処
理手段の入力は、データ間隔のN倍である。このため、
N個の第1の信号処理手段は、データ間隔TdのN倍の
時間間隔で動作すればよく、内部のパイプラインの段数
を大幅に低減できる。即ち、パイプライン構成を全加算
器1段毎とする従来技術による高速信号処理装置に本発
明を適用すれば、図2に示すような回路規模と消費電力
となることが見積もれる。In the above-described first invention, the input of the N first signal processing means is N times the data interval. For this reason,
The N first signal processing means only have to operate at a time interval N times the data interval Td, and the number of stages of the internal pipeline can be significantly reduced. That is, if the present invention is applied to a conventional high-speed signal processing device having a pipeline configuration for each full adder, it is estimated that the circuit scale and power consumption will be as shown in FIG.
【0034】一方、同一回路構成の信号処理回路をN個
用いれば、N倍のデータ間隔で動作する回路が、N倍の
回路規模と消費電力で達成できる。即ち、2倍の高速動
作を可能にするためにはN=2とすればよく、この時の
回路規模と消費電力はともに2倍である。従来技術で説
明したパイプライン化の強化では、全加算器2段毎にラ
ッチを設けるパイプライン構成を全加算器1段毎にする
ことより2倍の高速動作を可能にできるが、上記のよう
に、この時の回路規模は約1.8倍、消費電力は約4.1倍
となる。本発明によれば回路規模は僅かに増加するもの
の、消費電力は約1/2となり、極めて高効率に低消費
電力化が実現できると言える。しかも、従来のパイプラ
イン化ではこれ以上の高速化は期待できないのに対し
て、本発明によれば、シフトレジスタとラッチ回路が動
作可能な範囲で高速化が期待できる。On the other hand, if N signal processing circuits having the same circuit configuration are used, a circuit that operates at N times the data interval can be achieved with N times the circuit scale and power consumption. That is, N = 2 may be set in order to enable double speed operation, and the circuit scale and power consumption at this time are both double. In the enhancement of the pipelining described in the prior art, the double-speed operation can be realized by making the pipeline configuration in which the latch is provided for every two stages of full adders every one stage of full adders. In addition, the circuit scale at this time is about 1.8 times, and the power consumption is about 4.1 times. According to the present invention, although the circuit scale is slightly increased, the power consumption is reduced to about 1/2, and it can be said that extremely low power consumption can be realized with extremely high efficiency. Moreover, while the conventional pipeline cannot be expected to achieve higher speed, the present invention can be expected to achieve higher speed within a range in which the shift register and the latch circuit can operate.
【0035】従って、本発明によれば、たとえば、バイ
ポーラプロセス等に比較して速度の劣るMOSプロセ
ス、あるいはC−MOSプロセスによって回路素子を製
作する場合のように、プロセスによる素子の動作速度が
十分でなくとも、高速信号処理装置が、低消費電力で達
成できる。Therefore, according to the present invention, the operating speed of the device by the process is sufficient, as in the case of manufacturing a circuit device by the MOS process or the C-MOS process, which is inferior in speed to the bipolar process or the like. Even if it is not, a high-speed signal processing device can be achieved with low power consumption.
【0036】第2に、上記M段シフトレジスタ手段とM
段ラッチ手段は1ビットもしくは複数ビットのデジタル
回路で構成することにより、信号品質が劣化しない信号
処理を実現できる。すなわち、本発明による信号処理手
段の並列化は、M段シフトレジスタ手段とM段ラッチ手
段による多段のシフトおよびラッチ操作で成り立ってい
る。従って、多段のシフトおよびラッチ操作で信号品質
が劣化しないデジタル回路による構成が適している。Second, the M-stage shift register means and the M-stage shift register means
By configuring the stage latch means with a 1-bit or multi-bit digital circuit, it is possible to realize signal processing without deterioration of signal quality. That is, the parallelization of the signal processing means according to the present invention consists of multi-stage shift and latch operations by the M-stage shift register means and the M-stage latch means. Therefore, a configuration using a digital circuit in which the signal quality does not deteriorate due to multi-stage shift and latch operations is suitable.
【0037】第3に、上記N個の第1の信号処理手段の
N個の出力に、上記第1の信号処理手段と同様な第2の
信号処理手段を設けることにより、たとえば、並列化処
理で得られたN個の第1の信号処理手段のN個の出力を
時系列信号として出力すれば、少ない回路遅延で信号処
理された出力を得ることができ、この出力を入力とする
フィードバック処理を含む系を安定に制御できる。Thirdly, by providing a second signal processing means similar to the first signal processing means to the N outputs of the N first signal processing means, for example, parallelization processing is performed. By outputting the N outputs of the N first signal processing means obtained in step 1 as time-series signals, it is possible to obtain signal-processed outputs with a small circuit delay, and feedback processing using these outputs as inputs The system including can be controlled stably.
【0038】第4に、上記第1ないし第2の信号処理手
段を等化器とすることにより、特に高速化が困難な乗算
器を含む線形等化器、判定帰還型等化器などの等化器と
することによって高速で低消費電力な等化器が構成でき
る。この時のトランスバーサル型等化器のタップ数はN
×Mタップであり、高速化に必要な並列化数N(シフト
レジスタの組数)と等化に必要なタップ数Lからシフト
レジスタとラッチの段数M(M=L/N:Mは正の整
数)を決める。Fourthly, by using the first and second signal processing means as an equalizer, a linear equalizer including a multiplier, a decision feedback equalizer, etc., which is particularly difficult to speed up, etc. By using the equalizer, a high speed and low power consumption equalizer can be configured. At this time, the number of taps of the transversal equalizer is N
× M taps, and the number of parallelization stages N (the number of shift register sets) required for speeding up and the number of taps L required for equalization are M to the number of stages M of shift registers and latches (M = L / N: M is a positive Integer).
【0039】第5に、上記第1ないし第2の信号処理手
段は時系列信号を扱う最尤復号器などの識別器とするこ
とにより、並列処理可能な信号系列方式と最尤復号器と
の組合せによって、高速高性能な復号器が構成できる。Fifth, the first and second signal processing means are discriminators such as maximum likelihood decoders that handle time-series signals, so that a signal sequence method and a maximum likelihood decoder capable of parallel processing can be obtained. By combining them, a high-speed and high-performance decoder can be constructed.
【0040】第6に、上記第1ないし第2の信号処理手
段は等化器と識別器の従属あるいは複合構成とすること
によって、データ間の干渉の大きな系に適応できる高速
高性能な信号処理装置が構成できる。Sixth, the first and second signal processing means have a subordinate or composite structure of an equalizer and a discriminator, and are capable of high-speed and high-performance signal processing adaptable to a system having a large interference between data. The device is configurable.
【0041】第7に、上記第1ないし第2の信号処理手
段の何れかを集積回路とすることにより、並列化するブ
ロックでは同一の回路構成となることから、繰返し回路
の構成が容易な集積回路化によって、製造プロセスの効
率化を実現できる。Seventhly, by using any one of the first and second signal processing means as an integrated circuit, the blocks to be parallelized have the same circuit configuration, so that the configuration of the repetitive circuit is easy. The circuitization makes it possible to improve the efficiency of the manufacturing process.
【0042】第8に、上記クロックを発生する手段とM
段シフトレジスタ手段とM段ラッチ手段を、同一集積回
路とすることにより、クロック間の位相をデータ間隔に
対して十分に正確に制御することが可能となる。Eighth, means for generating the clock and M
By making the stage shift register means and the M stage latch means the same integrated circuit, it becomes possible to control the phase between clocks sufficiently accurately with respect to the data interval.
【0043】第9に、上記M段ラッチ手段とビット加算
手段との従属構成の動作速度を超えて動作させることに
より、従来技術のパイプライン処理のみでは実現不可能
であった上記動作速度を超えた高速動作が可能な信号処
理装置を提供できる。Ninth, by operating at a speed exceeding the operating speed of the subordinate structure of the M-stage latching means and the bit adding means, the operating speed which cannot be realized only by the conventional pipeline processing is exceeded. It is possible to provide a signal processing device capable of high-speed operation.
【0044】第10に、上記第1から第9の手段の何れ
かの信号処理装置を含む磁気記録再生装置とすることに
より、高速高性能な磁気記録再生装置を構成できる。Tenth, a high-speed and high-performance magnetic recording / reproducing apparatus can be constructed by using the magnetic recording / reproducing apparatus including the signal processing device according to any one of the first to ninth means.
【0045】第11に、上記第1から第9の手段の何れ
かの信号処理装置を含む光再生装置とすることにより、
高速高性能な光再生装置を構成できる。Eleventh, by providing an optical reproducing device including the signal processing device according to any one of the first to ninth means,
A high-speed and high-performance optical regenerator can be constructed.
【0046】第12に、上記第1から第9の手段の何れ
かの信号処理装置を含む光磁気記録再生装置とすること
により、高速高性能な光磁気記録再生装置を構成でき
る。Twelfth, by using the magneto-optical recording / reproducing apparatus including the signal processing device according to any one of the first to ninth means, a high-speed and high-performance magneto-optical recording / reproducing apparatus can be constructed.
【0047】第13に、上記第10の手段を含む磁気記
録再生装置のアレイシステムとすることにより、高速高
性能な磁気記録再生装置のアレイシステムを構成でき
る。Thirteenth, by using the array system of the magnetic recording / reproducing apparatus including the tenth means, an array system of the magnetic recording / reproducing apparatus of high speed and high performance can be constructed.
【0048】第14に、上記第11の手段を含む光再生
装置のアレイシステムとすることにより、高速高性能な
光再生装置のアレイシステムを構成できる。Fourteenth, by using the array system of the optical reproducing apparatus including the eleventh means, an array system of the optical reproducing apparatus of high speed and high performance can be constructed.
【0049】第15に、上記第12の手段を含む光磁気
記録再生装置のアレイシステムとすることにより、高速
高性能な光磁気記録再生装置のアレイシステムを構成で
きる。Fifteenth, the array system of the magneto-optical recording / reproducing apparatus including the above-mentioned twelfth means can constitute an array system of the high-speed and high-performance magneto-optical recording / reproducing apparatus.
【0050】[0050]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【0051】(実施例1)図1は、本発明の第1の実施
例である信号処理装置の構成の一例を示す概念図であ
る。(Embodiment 1) FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a signal processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【0052】本実施例の信号処理装置は、クロック発生
手段CLKと、入力信号Xinが並列に入力されるN個
のM段シフトレジスタ手段SR1〜SRnと、(N−
1)組N個のM段ラッチ手段L1(1)〜Ln(n−
1)と、出力信号Yout1〜Youtnをそれぞれ出
力するN個の信号処理手段SP1〜SPnとからなる。The signal processing apparatus according to the present embodiment includes a clock generating means CLK, N M-stage shift register means SR1 to SRn to which an input signal Xin is input in parallel, and (N-
1) A set of N M stage latch means L1 (1) to Ln (n-
1) and N signal processing means SP1 to SPn for outputting output signals Yout1 to Yountn, respectively.
【0053】M段シフトレジスタ手段SRnと、これに
接続されるM段ラッチ手段Ln(1)〜Ln(n−1)
と、これらに接続される信号処理手段SPnとでN個の
ブロックnを構成し、各ブロックnからの出力信号Yo
utnが出力される。M-stage shift register means SRn and M-stage latch means Ln (1) to Ln (n-1) connected thereto.
And the signal processing means SPn connected to them form N blocks n, and output signals Yo from each block n
utn is output.
【0054】クロック発生手段CLKは、図3に示すよ
うに、データ間隔TdのクロックCから、1/N(Nは
2以上の整数)の繰返し周波数で、データ間隔Tdだけ
順次位相のずれたN個のクロックC1〜Cnを発生す
る。N個のM(Mは正の整数)段シフトレジスタ手段S
R1〜SRnは、入力信号Xinを入力とし上記のクロ
ック発生手段CLKのN個のクロックC1〜Cnをそれ
ぞれクロック入力とする。As shown in FIG. 3, the clock generating means CLK has a repetition frequency of 1 / N (N is an integer of 2 or more) from the clock C of the data interval Td, and the phase thereof is sequentially shifted by the data interval Td. The individual clocks C1 to Cn are generated. N M (M is a positive integer) stage shift register means S
The input signals Xin are input to R1 to SRn, and the N clocks C1 to Cn of the clock generating means CLK are input as clocks.
【0055】ブロック1に着目して説明すると、M段シ
フトレジスタ手段SR1のM個の出力に、M段ラッチ手
段L1(1)の入力をそれぞれ接続し、M段シフトレジ
スタ手段SR1のシフトに用いるシフトクロックC1に
対してデータ間隔Tdだけ遅れたクロックC2でラッチ
する。次段のM段ラッチ手段L1(2)の入力は前段の
L1(1)の出力であり、クロックC3でラッチする。
以下、L1(3)〜L1(n−1)は同様に構成する。
このとき、M段シフトレジスタ手段SR1とM段ラッチ
手段L1(1)〜Ln(n−1)は、データ間隔Tdで
動作する必要があるが、N個の信号処理手段SP1〜S
Pnは、N×Tdの動作速度で充分なことがわかる。シ
フトレジスタは基本的にはラッチで構成されていること
を考慮すると、本実施例による信号処理装置は、ラッチ
手段が動作可能な動作速度まで高速化が可能となる。Explaining focusing on the block 1, the M outputs of the M stage shift register means SR1 are connected to the inputs of the M stage latch means L1 (1), respectively, and are used for the shift of the M stage shift register means SR1. The shift clock C1 is latched by the clock C2 delayed by the data interval Td. The input of the M-stage latch means L1 (2) in the next stage is the output of L1 (1) in the previous stage, and is latched by the clock C3.
Hereinafter, L1 (3) to L1 (n-1) have the same configuration.
At this time, the M-stage shift register means SR1 and the M-stage latch means L1 (1) to Ln (n-1) need to operate at the data interval Td, but the N signal processing means SP1 to SP.
It can be seen that Pn has a sufficient operating speed of N × Td. Considering that the shift register is basically composed of latches, the signal processing device according to the present embodiment can be speeded up to an operating speed at which the latch means can operate.
【0056】ブロック2では、回路構成は全く同様であ
るが、クロックの入力のみ異なる。M段シフトレジスタ
手段SR2のクロックはC2であり、その出力を受ける
M段ラッチ手段L2(1)のクロックはC3であり、i
番目のM段ラッチ手段L2(i)のクロックはC(i+
2)となる。但し最終段のL2(n−1)のクロックは
C1となる。Block 2 has exactly the same circuit configuration, but differs only in clock input. The clock of the M-stage shift register means SR2 is C2, and the clock of the M-stage latch means L2 (1) receiving its output is C3, i
The clock of the Mth stage latch means L2 (i) is C (i +
2). However, the clock of the last stage L2 (n-1) is C1.
【0057】ここで図4に示すような、N=2、M=3
の場合について、各シフトレジスタや各ラッチの出力が
時系列でどのように推移するかを図5に示す。シフトレ
ジスタSR1とSR2に交互に取り込まれるデータは、
時刻T6〜T8で図示するように出力される。時刻T6
〜T7に対してシフトレジスタSR2とラッチL1
(1)の出力は一定であり、時刻T7〜T8に対してシ
フトレジスタSR1とラッチL2(1)の出力は一定で
ある。従って、これら2組のデータ出力を2個の信号処
理手段SP1とSP2に入力し、SP1とSP2をそれ
ぞれクロックC2とC1で動作するようにすれば、2個
の信号処理手段SP1とSP2の動作速度は2Tdでよ
いことが分かる。この場合は、信号処理手段を等化器と
すれば6タップの等化器が構成できる。なお、N≧2、
M≧1で適用できることは明らかであり、等化器を構成
する場合は、動作速度と消費電力からNを選定し、精度
からMを選定するのが適当であることは用意に類推でき
る。Here, as shown in FIG. 4, N = 2 and M = 3.
FIG. 5 shows how the outputs of the shift registers and the latches change in time series in the case of. The data alternately fetched into the shift registers SR1 and SR2 is
It is output as shown at times T6 to T8. Time T6
~ T7 for shift register SR2 and latch L1
The output of (1) is constant, and the outputs of the shift register SR1 and the latch L2 (1) are constant from time T7 to T8. Therefore, if these two sets of data outputs are input to the two signal processing means SP1 and SP2 and SP1 and SP2 are operated by the clocks C2 and C1, respectively, the operation of the two signal processing means SP1 and SP2 It can be seen that the speed is 2Td. In this case, if the signal processing means is an equalizer, a 6-tap equalizer can be constructed. Note that N ≧ 2,
It is obvious that M ≧ 1 can be applied, and when configuring an equalizer, it can be easily inferred that it is appropriate to select N from the operating speed and power consumption and M from the accuracy.
【0058】この時、等化器の出力段に図6に示すよう
な処理回路10を付加することによって、パーシャルレ
スポンスの波形処理(1+D)に対応する信号処理も実
現できる。処理回路10は、図4に例示した信号処理装
置の出力信号Yout1をクロックC2のタイミングで
保持するラッチ11と、出力信号Yout2をクロック
C1のタイミングで保持するラッチ12と、現在の入力
信号Yout1と、ラッチ11に保持されている一つ前
のクロックで保持された入力信号Yout1の和を演算
してYout1′として出力する加算器13と、現在の
入力信号Yout2と、ラッチ12に保持されている一
つ前のクロックで保持された入力信号Yout2の和を
演算してYout2′として出力する加算器14とで構
成されている。At this time, by adding a processing circuit 10 as shown in FIG. 6 to the output stage of the equalizer, signal processing corresponding to partial response waveform processing (1 + D) can be realized. The processing circuit 10 includes a latch 11 that holds the output signal Yout1 of the signal processing apparatus illustrated in FIG. 4 at the timing of the clock C2, a latch 12 that holds the output signal Yout2 at the timing of the clock C1, and the current input signal Yout1. , An adder 13 that calculates the sum of the input signal Yout1 held at the previous clock held in the latch 11 and outputs it as Yout1 ′, the current input signal Yout2, and the latch 12 And an adder 14 that calculates the sum of the input signal Yout2 held at the immediately preceding clock and outputs it as Yout2 '.
【0059】すなわち、パーシャルレスポンスでは波形
処理(1+D)は、現時刻の入力信号と1サンプル前の
入力信号の和を意味しており、一方、入力信号Yout
1〜Yout2がたとえば磁気記録系からのものとする
と、磁気記録系ではもともと(1−D)相当の特性を有
するので、Yout1′〜Yout2′は、1−D2=
(1−D)(1+D)相当の特性を持つことになり、パ
ーシャルレスポンスのクラス4(PR4)の処理を実現
できる。That is, in the partial response, the waveform processing (1 + D) means the sum of the input signal at the current time and the input signal one sample before, while the input signal Yout.
When 1~Yout2 is for example that of the magnetic recording system, since it has originally (1-D) corresponding characteristics in the magnetic recording system, Yout1'~Yout2 'is, 1-D 2 =
Since it has a characteristic equivalent to (1-D) (1 + D), the class 4 (PR4) processing of partial response can be realized.
【0060】また、N個の信号処理手段の入力は、デー
タ間隔のN倍の時間で変化するため、N個の信号処理手
段は、データ間隔TdのN倍の時間間隔で動作すればよ
く、内部のパイプラインの段数を大幅に低減できる。Further, since the inputs of the N signal processing means change at a time N times the data interval, the N signal processing means may operate at a time interval N times the data interval Td. The number of stages in the internal pipeline can be significantly reduced.
【0061】一方、同一回路構成の信号処理回路をN個
用いれば、N倍のデータ間隔で動作する回路が、N倍の
回路規模と消費電力で達成できる。即ち、2倍の高速動
作を可能にするためにはN=2とすればよく、この時の
回路規模と消費電力はともに2倍である。従来技術で説
明した等化器のパイプライン化の強化による高速化で
は、全加算器2段毎にラッチを設けるパイプライン構成
を全加算器1段毎にすることより2倍の高速動作を可能
にできるが、この時の回路規模は約1.8倍、消費電力は
約4.1倍となる。従って、本発明によれば、プロセスに
よる素子の動作速度が十分でなくとも、高速信号処理装
置が、低消費電力で達成できる。On the other hand, by using N signal processing circuits having the same circuit configuration, a circuit which operates at N times the data interval can be achieved with N times the circuit scale and power consumption. That is, N = 2 may be set in order to enable double speed operation, and the circuit scale and power consumption at this time are both double. In the case of speeding up by strengthening the pipelining of the equalizer described in the prior art, twice the high-speed operation is possible by making the pipeline configuration in which a latch is provided for every two stages of full adders every one stage of full adders. However, the circuit scale at this time is about 1.8 times, and the power consumption is about 4.1 times. Therefore, according to the present invention, a high-speed signal processing device can be achieved with low power consumption, even if the operating speed of the device by the process is not sufficient.
【0062】本発明による第1の実施例は、基本的には
サンプルホールド回路を主体とするアナログ回路で構成
できるが、上記M段シフトレジスタ手段とM段ラッチ手
段は1ビットもしくは複数ビットのデジタル回路で構成
してもよい。本発明による信号処理手段の並列化は、M
段シフトレジスタ手段とM段ラッチ手段による多段のシ
フトおよびラッチ操作で成り立っている。従って、デジ
タル化によって、多段のシフトおよびラッチ操作で信号
品質が劣化することがない信号処理回路が期待できる。Although the first embodiment according to the present invention can be basically constituted by an analog circuit mainly composed of a sample hold circuit, the M stage shift register means and the M stage latch means are digital of 1 bit or plural bits. It may be configured by a circuit. The parallelization of the signal processing means according to the present invention is M
It consists of multi-stage shift and latch operations by the stage shift register means and the M stage latch means. Therefore, it is possible to expect a signal processing circuit that does not deteriorate in signal quality due to multi-stage shift and latch operations by digitization.
【0063】(実施例2)図7は、本発明の第2の実施
例である信号処理装置の構成の一例を示す概念図であ
る。(Embodiment 2) FIG. 7 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a signal processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【0064】本実施例の信号処理装置は、アナログ入力
信号の振幅を制御する可変利得増幅器107とアナログ
信号をデジタル化するA/D変換器100と、前記第1
の実施例において例示した構成を有する第1の信号処理
手段108、および第2の信号処理手段110と、可変
利得増幅器107およびA/D変換器100の各々の制
御動作を行う利得制御回路111−1,サンプル位相制
御回路111−2とからなる。本実施例の第1の信号処
理手段108は、たとえば数タップの等化器である。The signal processing apparatus of this embodiment comprises a variable gain amplifier 107 for controlling the amplitude of an analog input signal, an A / D converter 100 for digitizing an analog signal, and the first
Of the first signal processing means 108 and the second signal processing means 110 having the configuration illustrated in the embodiment of the present invention, and the gain control circuit 111- for performing the control operation of each of the variable gain amplifier 107 and the A / D converter 100. 1, a sample phase control circuit 111-2. The first signal processing means 108 of this embodiment is, for example, an equalizer with several taps.
【0065】第1の信号処理手段108によって等化さ
れた信号から、可変利得増幅器107およびA/D変換
器100の各々の利得制御回路111−1,サンプル位
相制御回路111−2で、補正すべき利得量とサンプル
位相量を算出し、利得とサンプル位相を調整する。The signals equalized by the first signal processing means 108 are corrected by the gain control circuit 111-1 and the sample phase control circuit 111-2 of the variable gain amplifier 107 and the A / D converter 100, respectively. The gain amount and the sample phase amount are calculated, and the gain and the sample phase are adjusted.
【0066】本実施例によれば、第1の信号処理手段1
08で構成される等化器は数タップであり、回路遅延が
少ない。従って、より安定した利得や位相のフィードバ
ック制御が可能となる。According to this embodiment, the first signal processing means 1
The equalizer composed of 08 has a few taps and has a small circuit delay. Therefore, more stable gain and phase feedback control is possible.
【0067】この時、上記第2の信号処理手段110も
等化器としてもよい。第2の信号処理手段110では、
第1の信号処理手段108で等化し切れない部分を等化
する。第2の信号処理手段110としては、特に第1の
信号処理手段108で等化できない、大きな回路遅延を
伴う領域を等化する。高性能な識別に適した高精度等化
が可能である。At this time, the second signal processing means 110 may also be an equalizer. In the second signal processing means 110,
The first signal processing unit 108 equalizes a portion that cannot be equalized. The second signal processing unit 110 particularly equalizes a region with a large circuit delay that cannot be equalized by the first signal processing unit 108. High-precision equalization suitable for high-performance identification is possible.
【0068】また、第2の信号処理手段110を、時系
列信号を扱う最尤復号器などの識別器としてもよい。並
列処理可能な符号化方式と、最尤復号器との組合せによ
って、高速高性能な復号器が構成できる。The second signal processing means 110 may be a discriminator such as a maximum likelihood decoder that handles time series signals. A high-speed and high-performance decoder can be constructed by combining a parallel processing coding method and a maximum likelihood decoder.
【0069】また、第2の信号処理手段110は等化器
と識別器の従属あるいは複合構成としてもよい。第2の
信号処理手段110に、等化器と識別器の従属あるいは
複合構成回路とすることによって、データ間の干渉の大
きな系に適応できる高速高性能な等化識別器が構成でき
る。Further, the second signal processing means 110 may have a subordinate or composite structure of an equalizer and a discriminator. By providing the second signal processing means 110 with a subordinate circuit of an equalizer and a discriminator or a composite configuration circuit, a high-speed and high-performance equalization discriminator adaptable to a system having a large interference between data can be constructed.
【0070】また、第1の信号処理手段108ないし第
2の信号処理手段110の何れかを集積回路としてもよ
い。本発明は、並列化するブロックでは同一の回路構成
となることから、ホトリソグラフィ技術等によって繰返
し回路の構成が容易な集積回路化に適している。Further, any one of the first signal processing means 108 and the second signal processing means 110 may be an integrated circuit. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has the same circuit configuration in blocks to be parallelized, and therefore is suitable for an integrated circuit in which the configuration of a repetitive circuit is easy by a photolithography technique or the like.
【0071】さらには、クロック発生手段とM段シフト
レジスタ手段とM段ラッチ手段を、同一集積回路として
もよい。本発明では、クロック間の位相はデータ間隔に
対して十分に正確に制御する必要があり、上記構成は同
一集積回路内に近接して設ける構成が適している。Further, the clock generating means, the M-stage shift register means and the M-stage latch means may be the same integrated circuit. In the present invention, it is necessary to control the phase between the clocks sufficiently accurately with respect to the data interval, and the above configuration is suitable for the configuration provided in the same integrated circuit in close proximity.
【0072】(実施例3)図8は、本発明の第3の実施
例を示す概念図である。本実施例は、本発明の一実施例
である信号処理装置を磁気ディスク装置に適用したもの
である。(Embodiment 3) FIG. 8 is a conceptual diagram showing a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the signal processing device according to the embodiment of the present invention is applied to a magnetic disk device.
【0073】磁気ディスク装置Mは、記録媒体としての
磁気ディスク115と、磁気ディスク115を回転駆動
する回転制御機構117と、磁気ディスク115に対す
るデータの記録再生動作を行う磁気ヘッド116と、磁
気ヘッド116の磁気ディスク115の径方向における
位置決め動作を行うシーク制御機構118と、制御系回
路、記録系回路および再生系回路と、記録系および再生
系に共通して設けられた、記録電流のドライバと再生用
プリアンプを含む記録再生アンプ105および、記録デ
ータを生成する変調処理と再生された磁化情報をユーザ
ーデータに変換する復調処理を行う変調/復調回路10
3を備えている。The magnetic disk device M includes a magnetic disk 115 as a recording medium, a rotation control mechanism 117 for rotating the magnetic disk 115, a magnetic head 116 for recording / reproducing data to / from the magnetic disk 115, and a magnetic head 116. Seek control mechanism 118 for performing a positioning operation in the radial direction of the magnetic disk 115, a control system circuit, a recording system circuit and a reproducing system circuit, and a driver and a reproducing unit for a recording current, which are commonly provided for the recording system and the reproducing system. Recording / reproducing amplifier 105 including a preamplifier and a modulating / demodulating circuit 10 for performing a modulating process for generating recorded data and a demodulating process for converting reproduced magnetization information into user data.
Equipped with 3.
【0074】制御系回路は、各種制御をつかさどるコン
トローラ102、機構系ドライバ120、機構系ドライ
バ120や回転制御機構117を介して磁気ヘッド11
6のシーク動作や磁気ディスク115の回転を制御する
サーボ制御回路106、上位装置との間において授受さ
れるデータが格納されるデータバッファ114等で構成
されている。The control system circuit includes the controller 102, which controls various controls, the mechanical system driver 120, the mechanical system driver 120, and the rotation control mechanism 117.
6, the servo control circuit 106 for controlling the seek operation and the rotation of the magnetic disk 115, the data buffer 114 for storing the data exchanged with the host device, and the like.
【0075】記録系回路は、記録データ列から記録電流
の反転位置を制御する記録補正回路104、記録用クロ
ックWCLKを生成する記録用可変クロック発生器11
9等で構成されている。The recording system circuit includes a recording correction circuit 104 for controlling the reversal position of the recording current from the recording data string, and a recording variable clock generator 11 for generating the recording clock WCLK.
It is composed of 9 etc.
【0076】再生回路系は、可変利得増幅器107、A
/D変換器100、信号処理装置101、可変利得増幅
器107を制御する利得制御回路111、利得制御回路
111の配下でA/D変換器100および信号処理装置
101に読み出し用クロックRCLKを与える再生用可
変クロック発生器112、係数算出回路109、計数メ
モリセット回路113で構成されている。さらに、信号
処理装置101は、計数メモリセット回路113に設定
された計数値を使用して波形等化処理を行う等化器10
8、識別回路110、等化器108および識別回路11
0に動作用のクロックを与えるクロック発生手段CLK
等で構成されている。The reproducing circuit system includes a variable gain amplifier 107, A
A / D converter 100, a signal processing device 101, a gain control circuit 111 that controls the variable gain amplifier 107, and a reproduction clock that gives a read clock RCLK to the A / D converter 100 and the signal processing device 101 under the control of the gain control circuit 111. It is composed of a variable clock generator 112, a coefficient calculation circuit 109, and a counting memory set circuit 113. Further, the signal processing device 101 uses the count value set in the count memory set circuit 113 to perform the waveform equalization process on the equalizer 10.
8, identification circuit 110, equalizer 108 and identification circuit 11
Clock generation means CLK for giving 0 to the operating clock
Etc.
【0077】ここでは、信号処理装置101に関係する
再生系についてさらに詳細に説明する。Here, the reproducing system related to the signal processing device 101 will be described in more detail.
【0078】再生時の動作を図8を用いて簡単に説明す
る。磁気ディスク115上に記録された磁化情報を磁気
ヘッド116で電気信号として検出し、その信号を記録
再生アンプ105の再生プリアンプで増幅し、さらに識
別に適当な出力振幅が等化器108の出力で得られるよ
うに可変利得増幅器107で振幅調整し、A/D変換器
100を経てデジタル化した後、信号処理装置101に
入力する。ここで、信号処理装置101は、図1に例示
される構成において信号処理手段SP1〜SPnに、図
4や図6に例示した波形等化処理を行わせるようにした
等化器108(第1の信号処理手段)と、図1に例示さ
れる構成において信号処理手段SP1〜SPnにおい
て、たとえば最尤復号処理を行わせるようにした識別回
路110(第2の信号処理手段)とからなる。等化器1
08の係数の設定は磁気ヘッド116のシーク動作に対
応して実施し、シーク動作毎にLMS(最小自乗法)等
の係数補正アルゴリズムを持つ係数算出回路109を動
作させ、常に最適な等化が行えるようにする。さらに、
この等化器108の出力を識別回路110に送り、変調
/復調回路103でユーザーデータに変換し、エラー訂
正等をコントローラ102で実施するものである。The operation during reproduction will be briefly described with reference to FIG. The magnetization information recorded on the magnetic disk 115 is detected as an electric signal by the magnetic head 116, the signal is amplified by the reproduction preamplifier of the recording / reproduction amplifier 105, and the output amplitude of the equalizer 108 has an output amplitude suitable for identification. The amplitude is adjusted by the variable gain amplifier 107 so as to be obtained, digitized through the A / D converter 100, and then input to the signal processing device 101. Here, in the signal processing device 101, the equalizer 108 (first unit) configured to cause the signal processing means SP1 to SPn in the configuration illustrated in FIG. 1 to perform the waveform equalization processing illustrated in FIGS. Signal processing means), and the signal processing means SP1 to SPn in the configuration illustrated in FIG. 1, for example, an identification circuit 110 (second signal processing means) adapted to perform maximum likelihood decoding processing. Equalizer 1
The coefficient of 08 is set corresponding to the seek operation of the magnetic head 116, and the coefficient calculation circuit 109 having a coefficient correction algorithm such as LMS (least squares method) is operated for each seek operation to always perform optimum equalization. To be able to do it. further,
The output of the equalizer 108 is sent to the identification circuit 110, converted into user data by the modulation / demodulation circuit 103, and error correction is performed by the controller 102.
【0079】この時、係数算出回路109を、磁気ディ
スク115の内外周間で適当に分割したトラック位置で
出荷時や電源投入時にのみ動作させて係数を算出し、こ
の係数を係数メモリセット回路113に記憶しておけ
ば、再生動作時にはコントローラ102からのシーク先
の情報(トラック位置)をもとに係数メモリセット回路
113の値を等化器108に設定できる。この場合、係
数が算出された時点で係数算出のために使用した磁気デ
ィスク115上のトレーニング領域を消去でき、この領
域をユーザーデータ領域として使用できる。さらには、
係数算出回路109は出荷時や電源投入時にのみ動作す
ればよく、通常の再生状態では動作しないため、この部
分の消費電力が低減できる。また、A/D変換器100
の前段にLPF(ローパスフィルタ)を設けるのは言う
までもない。さらには、A/D変換器100の有効ビッ
ト数を向上させるために信号の帯域内で高周波成分を増
強するブースト回路も含めてよい。At this time, the coefficient calculating circuit 109 is operated only at the time of shipment or power-on at track positions appropriately divided between the inner and outer circumferences of the magnetic disk 115 to calculate the coefficient, and this coefficient is set in the coefficient memory setting circuit 113. By storing the value in the coefficient memory set circuit 113, the value of the coefficient memory set circuit 113 can be set in the equalizer 108 based on the seek destination information (track position) from the controller 102 during the reproducing operation. In this case, the training area on the magnetic disk 115 used for calculating the coefficient can be erased when the coefficient is calculated, and this area can be used as the user data area. Moreover,
The coefficient calculation circuit 109 needs to operate only at the time of shipment or power-on, and does not operate in the normal reproduction state, so that the power consumption of this portion can be reduced. In addition, the A / D converter 100
It goes without saying that an LPF (low-pass filter) is provided in the preceding stage. Further, a boost circuit for enhancing high frequency components within the band of the signal may be included in order to improve the number of effective bits of the A / D converter 100.
【0080】本実施例によれば、信号処理装置101の
高速化、低消費電力化により、高速かつ低消費電力で、
小型の磁気ディスク装置Mが容易に実現できる。According to the present embodiment, the signal processing device 101 has a high speed and low power consumption, so that high speed and low power consumption can be achieved.
A small magnetic disk device M can be easily realized.
【0081】なお、本実施例では磁気ディスク装置Mの
再生系に本発明による信号処理装置101を適用した場
合について示したが、フロッピーディスク装置、磁気テ
ープ装置を含む磁気記録再生装置、光再生装置および光
磁気記録再生装置等の再生系にも同様に適用できること
は明らかである。In this embodiment, the signal processing device 101 according to the present invention is applied to the reproducing system of the magnetic disk device M. However, a magnetic recording / reproducing device including a floppy disk device and a magnetic tape device, an optical reproducing device. It is obvious that the same can be applied to a reproducing system such as a magneto-optical recording / reproducing device.
【0082】(実施例4)図9は本発明の第4の実施例
を示す概念図である。(Embodiment 4) FIG. 9 is a conceptual diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
【0083】本実施例は、前述の第3の実施例において
例示した磁気ディスク装置Mをドライブとして使用する
アレイシステムである。複数台のドライブM1〜Mn
が、コントローラ102’を介して図示しない上位装置
の入出力チャネルに接続されている。The present embodiment is an array system using the magnetic disk device M illustrated in the above-mentioned third embodiment as a drive. Multiple drives M1 to Mn
Is connected to an input / output channel of a host device (not shown) via the controller 102 '.
【0084】本発明による高速、低消費電力な磁気ディ
スク装置MをドライブM1〜Mnとして使用することに
より、超高速の高性能な磁気ディスク装置のアレイシス
テムが低消費電力で実現できる。By using the high-speed, low-power-consumption magnetic disk device M according to the present invention as the drives M1 to Mn, an ultra-high-speed array system of high-performance magnetic disk devices can be realized with low power consumption.
【0085】なお、本実施例では本発明による信号処理
装置を備えた磁気ディスク装置で構成したアレイシステ
ムを示したが、本発明による他の磁気記録再生装置、光
再生装置、光磁気記録再生装置等によるアレイシステム
も同様に実現できることは明らかである。In this embodiment, the array system constituted by the magnetic disk device provided with the signal processing device according to the present invention is shown, but other magnetic recording / reproducing device, optical reproducing device, magneto-optical recording / reproducing device according to the present invention are shown. It is obvious that the array system by etc. can be realized similarly.
【0086】[0086]
【発明の効果】本発明の信号処理装置によれば、より低
消費電力でより安価に動作速度の向上を実現することが
できる、という効果が得られる。According to the signal processing device of the present invention, it is possible to obtain the effect that the operating speed can be improved at lower power consumption and lower cost.
【0087】また、本発明の信号処理装置によれば、回
路の構成要素の動作速度を超越した高速動作を実現でき
る、という効果が得られる。Further, according to the signal processing device of the present invention, it is possible to obtain the effect that high-speed operation exceeding the operation speed of the constituent elements of the circuit can be realized.
【0088】また、本発明の信号処理装置によれば、多
段のシフトおよびラッチ操作等で信号品質が劣化しない
デジタルデータの信号処理を、より低消費電力で高速に
実行できる、という効果が得られる。Further, according to the signal processing device of the present invention, it is possible to obtain the effect that the signal processing of digital data which does not deteriorate the signal quality due to the multi-stage shift and latch operations and the like can be executed with lower power consumption and at higher speed. .
【0089】また、本発明の信号処理装置によれば、波
形等化処理および最尤復号処理を高速に実行することに
より、データ間の干渉の大きな系における高速かつ高信
頼度の復号処理を実現することができる、という効果が
得られる。Further, according to the signal processing apparatus of the present invention, the waveform equalization processing and the maximum likelihood decoding processing are executed at high speed, thereby realizing high-speed and highly reliable decoding processing in a system where there is a large amount of interference between data. The effect of being able to do is obtained.
【0090】また、本発明の信号処理装置によれば、集
積回路化が容易であることにより、小形化、高集積化、
さらには製造原価の低減を実現できる、という効果が得
られる。Further, according to the signal processing device of the present invention, since it is easy to form an integrated circuit, downsizing, high integration,
Further, the effect that the manufacturing cost can be reduced can be obtained.
【0091】また、本発明の信号処理装置を適用した記
録再生装置は、記録媒体に対する情報の記録の高密度
化、高信頼化、さらには高速データ転送を達成できる、
という効果が得られる。The recording / reproducing apparatus to which the signal processing apparatus of the present invention is applied can achieve high density recording of information on a recording medium, high reliability, and high speed data transfer.
The effect is obtained.
【0092】また、本発明の信号処理装置を用いた記録
再生装置で構成されるアレイシステムは、超高速データ
転送に対応できる、という効果が得られる。Further, the array system composed of the recording / reproducing apparatus using the signal processing apparatus of the present invention has an effect of being capable of supporting ultra-high speed data transfer.
【図1】本発明の一実施例である信号処理装置の構成の
一例を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a configuration of a signal processing device that is an embodiment of the present invention.
【図2】その作用の一例を示説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the operation.
【図3】その作用の一例を示す線図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the operation.
【図4】その一部の具体的な構成を示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing a specific configuration of a part thereof.
【図5】その作用の一例を示す線図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of the operation.
【図6】その変形例を示す概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram showing a modified example thereof.
【図7】本発明の他の実施例である信号処理装置の構成
の一例を示す概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram showing an example of a configuration of a signal processing device which is another embodiment of the present invention.
【図8】本発明のさらに他の実施例を示す概念図であ
る。FIG. 8 is a conceptual diagram showing still another embodiment of the present invention.
【図9】本発明のさらに他の実施例を示す概念図であ
る。FIG. 9 is a conceptual diagram showing still another embodiment of the present invention.
【図10】従来の等化器の基本構成の一例を示す概念図
である。FIG. 10 is a conceptual diagram showing an example of a basic configuration of a conventional equalizer.
【図11】従来の全加算器の入出力関係の一例を示す概
念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram showing an example of an input / output relationship of a conventional full adder.
【図12】従来の等化器の作用の一例を示す概念図であ
る。FIG. 12 is a conceptual diagram showing an example of the operation of a conventional equalizer.
CLK…クロック発生手段、SR1〜SRn…M段シフ
トレジスタ手段,シフトレジスタ、C1〜Cn…クロッ
ク、L1(1)〜Ln(n−1)…M段ラッチ手段,ラ
ッチ、SP1〜SPn,108…第1の信号処理手段
(信号処理装置),等化器、110…第2の信号処理手
段,等化器,最尤復号器、10…処理回路、11,12
…ラッチ、13,14…加算器、M…磁気ディスク装
置、M1〜Mn…ドライブ、100…A/D変換器、1
01…信号処理装置、103…変調/復調回路、115
…磁気ディスク、116…磁気ヘッド、109…係数算
出回路、113…係数メモリセット回路CLK ... Clock generating means, SR1 to SRn ... M stage shift register means, shift register, C1 to Cn ... Clock, L1 (1) to Ln (n-1) ... M stage latch means, latches, SP1 to SPn, 108 ... First signal processing means (signal processing device), equalizer, 110 ... Second signal processing means, equalizer, maximum likelihood decoder, 10 ... Processing circuit, 11, 12
... latches, 13, 14 ... adders, M ... magnetic disk devices, M1 to Mn ... drives, 100 ... A / D converters, 1
01 ... Signal processing device, 103 ... Modulation / demodulation circuit, 115
... magnetic disk, 116 ... magnetic head, 109 ... coefficient calculation circuit, 113 ... coefficient memory set circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高師 輝実 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 渡部 善寿 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Terumi Takashi Inventor Terumi Takashi 2880 Kozu, Odawara, Kanagawa Stock Company Hitachi Storage Systems Division (72) Yoshito Watanabe 2880 Kozu, Odawara, Kanagawa Hitachi Storage Co., Ltd. System Division
Claims (5)
する信号処理装置であって、前記データ間隔Tdを1周
期とするクロックCから、1/N(Nは2以上の整数)
の繰返し周波数で、前記データ間隔Tdだけ順次位相の
ずれたN個のクロック(C1〜Cn)を発生するクロッ
ク発生手段CLKと、入力信号Xinを入力とし前記N
個のクロック(C1〜Cn)をそれぞれシフトクロック
入力とするN個のM(Mは正の整数)段シフトレジスタ
手段(SR1〜SRn)と、前記M段シフトレジスタ手
段(SR1〜SRn)のM個の出力を、前記N個のクロ
ック(C1〜Cn)のうちM段シフトレジスタ手段(S
R1〜SRn)のシフトに用いられる前記シフトクロッ
クに対してデータ間隔Tdだけ順次遅れたクロックでラ
ッチする(N−1)組N個のM段ラッチ手段(L1
(1)〜Ln(n−1))と、前記N個のM段シフトレ
ジスタ手段(SR1〜SRn)と(N−1)組N個のM
段ラッチ手段(L1(1)〜Ln(n−1))の出力信
号のうち、同一クロック動作による前記M段シフトレジ
スタ手段(SR1〜SRn)および前記(N−1)組N
個のM段ラッチ手段(L1(1)〜Ln(n−1))の
出力信号をそれぞれ入力とするN個の第1の信号処理手
段(SP1〜SPn)とからなることを特徴とする信号
処理装置。1. A signal processing device for processing a time series discrete signal having a data interval Td, wherein 1 / N (N is an integer of 2 or more) from a clock C having the data interval Td as one cycle.
At a repetition frequency of N, the clock generating means CLK for generating N clocks (C1 to Cn) sequentially shifted in phase by the data interval Td, and the input signal Xin as input.
N M (M is a positive integer) stage shift register means (SR1 to SRn) which receives the respective clocks (C1 to Cn) as shift clock inputs, and M of the M stage shift register means (SR1 to SRn). Of the N outputs (C1 to Cn) from the M stages of shift register means (S).
(N1) sets of N M-stage latch means (L1) that are latched by a clock sequentially delayed by a data interval Td with respect to the shift clock used for shifting R1 to SRn).
(1) to Ln (n-1)), the N M-stage shift register means (SR1 to SRn), and (N-1) sets of N M.
Among the output signals of the stage latch means (L1 (1) to Ln (n-1)), the M stage shift register means (SR1 to SRn) and the (N-1) group N are operated by the same clock.
A signal characterized by comprising N first signal processing means (SP1 to SPn) which respectively receive the output signals of the M stage latching means (L1 (1) to Ln (n-1)). Processing equipment.
チ手段は、1ビットもしくは複数ビットのデジタル回路
で構成することを特徴とする請求項1記載の信号処理装
置。2. The signal processing device according to claim 1, wherein the M-stage shift register means and the M-stage latch means are configured by a 1-bit or a multi-bit digital circuit.
器、および時系列信号を扱う最尤復号器などの識別器の
少なくとも一方からなることを特徴とする請求項1また
は2記載の信号処理装置。3. The N first signal processing means comprises at least one of an equalizer and a discriminator such as a maximum likelihood decoder that handles a time series signal. The signal processing device described.
出力側に、第2の信号処理手段を設け、 前記第1および第2の信号処理手段を共に等化器とする
第1の構成、 前記第1の信号処理手段を等化器とし、前記第2の信号
処理手段を時系列信号を扱う最尤復号器などの識別器と
する第2の構成、 前記第1および第2の信号処理手段は、各々が等化器と
識別器の従属あるいは複合構成を含む第3の構成、の少
なくとも一つからなることを特徴とする請求項1,2ま
たは3記載の信号処理装置。4. A second signal processing means is provided on each of the N output sides of the N first signal processing means, and the first and second signal processing means are both equalizers. 1 configuration, a second configuration in which the first signal processing means is an equalizer, and the second signal processing means is a discriminator such as a maximum likelihood decoder that handles a time-series signal, the first and the second 4. The signal processing device according to claim 1, wherein the second signal processing means comprises at least one of a third configuration including a subordinate or composite configuration of an equalizer and a discriminator. .
トレジスタ手段と、前記M段ラッチ手段と、前記第1お
よび第2の信号処理手段の少なくとも一方とを、同一集
積回路内に形成したことを特徴とする請求項1,2,3
または4記載の信号処理装置。5. The clock generating means, the M-stage shift register means, the M-stage latch means, and at least one of the first and second signal processing means are formed in the same integrated circuit. Claims 1, 2, 3
Alternatively, the signal processing device according to item 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04707694A JP3174214B2 (en) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | Signal processing circuit, signal processing device, and recording / reproducing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04707694A JP3174214B2 (en) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | Signal processing circuit, signal processing device, and recording / reproducing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07264004A true JPH07264004A (en) | 1995-10-13 |
| JP3174214B2 JP3174214B2 (en) | 2001-06-11 |
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ID=12765086
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JP3174214B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4814943B2 (en) * | 2006-08-31 | 2011-11-16 | 富士通株式会社 | Data transmission circuit and transmission method |
-
1994
- 1994-03-17 JP JP04707694A patent/JP3174214B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4814943B2 (en) * | 2006-08-31 | 2011-11-16 | 富士通株式会社 | Data transmission circuit and transmission method |
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| JP3174214B2 (en) | 2001-06-11 |
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