用在数据存储设备中的最小帧缓冲器管理器制造技术

以一单个集成电路（ＩＣ）的形式为块译码器提供了在各种数据存储设备中使用的方法和装置。块译码器被构造为从存储介质向诸如主计算机的处理器之类的外部设备传送流线化数据，而不将任何显著的由开销引入的等待时间引入数据传输。这通过采用纯基于硬件的逻辑并实质上将存储设备内需要的缓冲数据量最小化来实现。可以将所得的块译码器集成进一单个ＩＣ，因为所需的缓冲存储器量可以采用常规逻辑制造工艺、例如互补型金属氧化物半导体（ＣＭＯＳ）工艺经济地制造。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术一般地涉及数据存储设备，特别涉及用来显著减少和／或使数据存储设备中所需要的帧缓冲量最小、以充分地支持从存储设备到主机设备的数据传输的方法和装置。现有技术诸如压缩盘(CD)或数字通用盘(DVD)之类的光盘是一种无磁性数据存储介质，其中，通过采用激光束将细微刻痕烧灼(burn)进介质的表面来存储相对大量的数字信息。通过采用一个较低功率的激光感测刻痕的有或无来读取所存储的数据。现在有许多不同类型的光盘系统(即，光盘格式和设备)。在当代个人计算机(PC)中所使用的最常用的光盘系统之一是压缩盘只读存储器(CD-ROM)。CD-ROM提供了一个只读光学存储介质，在其上只存储一次数据，然后采用CD-ROM驱动器读许多次。一个CD-ROM盘可以包含数字图象、音频、视频和／或文本数据的混合流。数字通用盘只读存储器(DVD-ROM)可以提供更大的容量。在将来，DVD-ROM还会更快。其他先进的光盘系统也允许用户向光盘写数据。举例来说，一个压缩盘可记录(CD-R)系统只允许用户写到光盘的每个扇区一次，而一个压缩盘可重写(CD-RW)系统允许用户多次写光盘的每个扇区。其他显著的光盘系统包括压缩盘磁光(CD-MO)盘，该盘也是可重写的。从这些例示光盘系统中读取数据一般用PC的处理器或主机处理器请求从光盘扫描一个数据块并通过外围总线传送到主机处理器或主存储器开始。一个数据块一般包括多个更小的数据块或数据帧。这些数据帧一般在光盘驱动器内被预处理并聚集成多个组，然后通过外围总线传送到主机处理器。举例来说，一个例示性的用在PC中的16XCD-ROM驱动器一般包括预处理重现数据的数字信号处理装置和一个在将一组帧(例如，每组大约4到8帧)以单个脉冲串传送到主机处理器之前存储数据帧的缓冲器管理装置，在一个128千字节动态随机存取存储器(DRAM)中，该缓冲器管理装置一般长大约2到3千字节。这种类型结构的问题之一是，由于与一个典型的主机处理器相联系的固有等待时间，在光盘驱动器内需要大存储容量来充分地缓冲数据帧，而这会经常被其他电路／设备所中断。如此，一旦由光盘驱动器聚集和准备了脉冲串传送，则主机处理器不必准备好接收下一组帧。由光盘驱动器内的缓冲器管理过程引入了另外的等待时间。缓冲器管理过程通常由依赖于一个嵌入式基于固件的处理器的块译码器电路实施。这个基于固件的处理器被构造为运行一个实时固件程序(例如，核心程序、轮询环、事件驱动器、混合电路等等)。虽然缓冲器管理过程具有一个有限处理开销，但它也可以时常被块译码器和／或光盘驱动器内的其他电路所中断。另外，还有与一组帧的脉冲串传送相联系的额外的开销等待时间，一组帧的脉冲串传送可能需要中断基于固件的处理器，例如在每次中断处理特定数目的帧(例如，直至10帧)。又例如，缓冲器管理过程需要能够使脉冲串传送与主机处理器相协调。这一般包括附加信令，并且如果主机处理器正忙或被中断则要经受进一步的延迟。因此，由缓冲器管理器引入的等待时间会变化，并且时常相当大。在提供一个可接受的从光盘驱动器到主机处理器的数据传送速率的努力中，在光盘驱动器内提供有一个相当大并且常常是昂贵的外部存储器(例如，DRAM)。这个外部存储器由缓冲器管理器用来存储数据帧和调节整个系统的不确定等待时间。对于更复杂的情况，随着光盘驱动器速度的提高，在光盘驱动器内需要的存储器量很可能需要随之增大。例如，某些以具有一个外部128千字节DRAM的16X CD-ROM的两倍速度运行的常规的32X CD-ROM驱动器常常需要另外128千字节的存储器，采取一个外部256千字节DRAM的形式。于是，需要减少由光盘驱动器引入的等待时间、并因此减少在光盘驱动器中所需的存储器量、以便支持增大的数据传送速率的方法和装置。专利技术概述依据本专利技术的方法和装置通过用一个具有纯基于硬件的数字逻辑设计的改进块译码器来代替具有基于固件的处理器的常规块译码器，显著减少了由光盘驱动器引入的等待时间。与常规块译码器不同，改进的块译码器最好一次传送一帧或更少的数据，而不是传送一组帧。因此，在光盘驱动器中所需的存储器量被显著减少到一个可以用在单个块译码器集成电路中的数字逻辑有利地包括的量上。于是，改进的块译码器降低了光盘驱动器的复杂性，降低了制造成本，同时还支持增大的数据传送速率。依据本专利技术的某些方面，可以将本专利技术的各个实施例用于各种数据存储设备中，这些数据存储设备包括光盘驱动器、磁驱动器／磁带以及类似的以大致固定的速率流过数据的数据存储设备。上述需要和其他需要由一个可以用在计算机系统中的数据存储设备所满足。所述数据存储设备包括一个存储介质和一个读部件，所述读部件被安排为从存储介质读取数据并输出一个读信号。还提供一个数据机来接收该读信号并根据该读信号输出数字数据。然后采用一个译码器电路顺序地输出数字数据的第一部分和数字数据的第二部分。在一单个集成电路管芯上有利地形成的译码器电路既包括存储器，也包括逻辑。逻辑识别存储器内的第一存储单元和第二存储单元。逻辑在第一存储单元存储数字数据的第一部分，在第二存储单元存储数字数据的第二部分。逻辑还被构造为从第一存储单元检索数字数据的第一部分，并将数字数据的第一部分例如输出到一个外部设备，同时将第二部分存储在第二存储单元。因为这个集成和数据传送过程，所以该数据存储设备与基于固件的处理器相比具有相当低的开销等待时间。这个时间节省使得该数据存储设备能支持更快的数据传送速率。依据本专利技术的其他特定实施例，存储器可以是随机存取存储器(RAM)，例如是动态RAM(DRAM)或静态RAM(SRAM)。存储器包括第一缓冲器和第二缓冲器，分别由它们各自的存储单元来识别。在其他特定实施例中，第一和第二缓冲器每个都具有与数字数据的第一和第二部分大致相同的尺寸。因此，例如，在某些实施例中，各个部分和缓冲器是每一个的长度都在大约2千字节和大约3千字节之间。在另一些实施例中的其他特征包括在逻辑内的可清除计数器，用来识别已经存储了多少字节的数字数据和／或两个缓冲器或多个缓冲器的状态。依据本专利技术的其他实施例，提供了一种用于将一数据块从存储介质传送到外部设备的方法。该方法包括通过读出记录在一个存储介质上的数据来产生一个流动数字信号、并将该流动数字信号分成多个分组的步骤。该方法还包括采用一单个集成电路来1)在第一时间窗期间将第一分组存储在第一缓冲器中，2)在第二时间窗期间将随后产生的第二分组存储在第二缓冲器中，3)在第二时间窗期间从第一缓冲器检索第一分组，以及4)在第二时间窗期间向外部设备提供第一分组。这提供了大致连续的过程，因为在第一时间窗结束之后第二时间窗立即开始。依据本专利技术的又一些实施例，单个集成电路还用来5)在第三时间窗期间将随后产生的第三分组存储在第一缓冲器中，以及6)在第三时间窗期间从第二缓冲器检索第二个第一分组。在这样一个实施例中，该方法还包括在第三时间窗期间向外部设备提供第二分组的步骤。这又提供了大致连续的过程，因为在第二时间窗结束之后第三时间窗立即开始。依据本专利技术的另一个实施例，提供了一种用在被构造为支持存储设备内的读操作的单个集成电路中的方法。该存储设备被构造为产生一个预定用于一外部设备的数据流。所述方法包括下列步骤1)将一个数据流的一部分存储到第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与计算机系统一起使用的数据存储器（１８），所述数据存储设备（１８）包括： 读组件（２８），被安排为从一个存储介质（２２）读取数据，并输出一个读信号； 数据机（３０），被安排为接收所述读信号，并根据所述读信号输出数字数据；以及 译码器电路（３２’），被安排为接收所述数字数据，接着输出所述数字数据的第一部分和所述数字数据的第二部分，译码器电路（３２’）在一单个集成电路管芯上形成，包括存储器（５６）和逻辑（５２，５４），其中，逻辑（５２，５４）被安排为识别存储器（５６）内的第一存储单元（６２ａ）和第二存储单元（６２ｂ），并将第一部分存储在第一存储单元（６２ａ）中，将第二部分存储在第二存储单元（６２ｂ）中，同时将第二部分储存在第二存储单元（６２ｂ）中，从第一存储单元（６２ａ）检索第一部分，并输出第一部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：K罗斯，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]