具有自我判断重置的缓冲存储器控制方法及装置

摘要

本发明为一种具有自我判断重置的缓冲存储器控制方法及装置，包括一写入数据控制器，用以产生一写入地址给该缓冲存储器；一读出数据控制器，用以产生一读出地址给该缓冲存储器；一溢流侦测器，用以在该读出地址与写入地址相等时计算在一资料恢复时间内将损失的资料量，若该将损失的资料量大于一参考值，则产生一溢流信号；以及一重置控制器，用以因应该溢流信号而重置该缓冲存储器。

说明书

技术领域

本发明有关一种缓冲存储器(buffer)，特别是关于一种具有自我判断重置的缓冲存储器控制方法及装置。

背景技术

缓冲存储器广泛应用在各种数字系统中。在一典型的应用中，例如光驱，控制系统将维持输入速率与输出速率的稳定，以及输出信号不中断。图1显示一缓冲存储器在正常操作下写入地址与读出地址的变化的示意图，曲线10与12分别表示写入地址与读出地址。在一现有装置中，例如光驱，其输出信号维持正常的速率从缓冲存储器中读出资料，而控制系统维持写入地址10与读出地址12之间保持一固定差距K。虽然在操作期间可能有一些原因会导致变化，例如光盘的转速变慢或变快，但是系统将由调整操作以驱使缓冲存储器维持在原来预定的操作中，因此，在长期或稳态的操作中，输入速率与输出速率仍然被控制在相同速率上，写入地址与读出地址之间保持一固定差距。

然而，有时外力的影响可能破坏原来稳定的操作，例如光驱受到震动，导致写入速率变慢，使得写入地址与读出地址之间的差距变小。当读出地址超越写入地址或写入地址绕一圈超越读出地址时，读出信号是错误的，因此系统的输出信号会出现不正常的情形。在现有技术中，一旦侦测到系统发生此一溢流现象，控制系统将立即重置缓冲存储器，因而造成资料的损失。如果操作环境不佳，可能发生高重置率，对输出信号造成很大的伤害。

因此，一种具有自我判断重置的缓冲存储器控制方法及装置，用以降低重置缓冲存储器的次数，乃为所冀。

发明内容

本发明的目的之一，在于提出一种具有自我判断重置的缓冲存储器控制方法及装置，以减少缓冲存储器的重置次数。

根据本发明，一种具有自我判断重置的缓冲存储器控制方法及装置，包括一写入数据控制器，用以产生一写入地址给该缓冲存储器，一读出数据控制器，用以产生一读出地址给该缓冲存储器，一溢流侦测器，用以在该读出地址与写入地址相等时启动一判断程序，计算在一资料恢复时间内将损失的资料量，若该将损失的资料量大于一参考值，则产生一溢流信号，以及一重置控制器，用以因应该溢流信号而重置该缓冲存储器。

在一较佳实施例中，读出速率与写入速率皆以一阶函数估算，使得该资料恢复时间可经由简单的计算获得。

较佳者，在预估资料恢复时间时，将写入速率的变动率与读出速率的变动率之间的差值近似为2的幂次方，使得资料恢复时间的计算简化为简单的数值位的位移操作。

在一变化的实施例中，更包括在该判断程序以前，检视读出地址与写入地址之间的差距，当该差距达到一参考值，较佳者为缓冲存储器大小的一个比例，则直接重置该缓冲存储器，而不再进行该判断程序，以简化操作，并使该判断程序的应用更具弹性。

在另一变化的实施例中，更包括在该判断程序以前，检视读出地址与写入地址之间的差距，以及写入速率的变动率与读出速率的变动率，当该写入速率的变动率小于该读出速率的变动率，或者该读出地址与该写入地址之间的差值大于一参考值，较佳者为缓冲存储器大小的一个比例，则直接重置该缓冲存储器，而不再进行该判断程序，以简化操作，并使该判断程序的应用更具弹性。

附图说明

图1显示缓冲存储器在正常操作下写入及读出的地址的变化的示意图；

图2显示系统在遭受外力影响时，写入及读出的地址与速率的变化的示意图；

图3显示根据本发明的一个实施例，其预估资料恢复时间的示意图；以及

图4显示根据本发明的具有自我判断重置的缓冲存储器控制装置的一个

实施例。

符号说明

10  写入地址          12  读出地址              14读出地址

16  写入地址          18  写入地址的斜率达到读出地址的斜率处

20  写入速率          22  读出速率              24实际的写入地址

26  实际的读出地址    28  预估的写入地址        30预估的读出地址

32  缓冲存储器        34  写入数据控制器        36读出数据控制器

38  溢流侦测器        40  重置控制器

具体实施方式

图2显示系统在遭受外力影响时，写入及读出的地址与速率的变化的示意图，用以说明本发明所运用的原理。在时间点T₁以前，系统在正常操作下，读出地址14与写入地址16以彼此之间存在一固定的间距增加，写入速率20与读出速率22相同。在时间点T₁时，系统遭受外力影响，使得写入速率20突然下降，写入地址16开始逐渐被读出地址14接近。在时间点T₂时，读出地址14被写入地址16追上，也就是二者具有相同的值，系统发生溢流，此时开始读出错误信号。在时间点T₂以后，写入速率20持续增加，写入地址16逐渐恢复追赶读出地址14。在时间点T₃时，写入速率20达到读出速率22的大小，写入地址16的斜率(图2中标示为18处)等于读出地址14的斜率。在时间点T₃以后，写入地址16逐渐接近读出地址14。在时间点T₄时，写入地址16追上读出地址14，此时开始读出正确信号。在此实施例中，将时间点T₄与T₂之间的时间间隔定为资料恢复时间T_dr。从发生溢流(T₂)到恢复读出正确信号(T₄)的期间，在写入速率20追上读出速率22以前(T₂-T₃)，读出地址14的增量与写入地址16的增量之间的差距为面积A，在写入速率20追上读出速率22以后(T₃-T₄)，写入地址16的增量与读出地址14的增量之间的差距为面积B，当A＝B时，即到达资料恢复时间T_dr。

为了预估资料恢复时间T_dr，在一实施例中，写入速率与读出速率皆以一阶函数估算为

V_w(t)＝m·t+n                             [EQ-1]

以及

V_r(t)＝c·t+d                             [EQ-2]

其中，V_w(t)为写入速率，m为写入速率V_w(t)的变动率，n为时间t＝0时的写入速率V_w(0)，V_r(t)为读出速率，c为读出速率V_r(t)的变动率，d为时间t＝0时的读出速率V_r(0)。从公式EQ-1与EQ-2可以计算出写入地址与读出地址分别为

$>>>W>p>>>(>t>)>>=>>\int >t>>>V>w>>>(>t>)>>dt>=>>1>2>>·>m>·>>t>2>>+>n>·>t>+>k>1>->->->[>EQ>->3>]>$>

以及

$>>>R>p>>>(>t>)>>=>>\int >t>>>V>r>>>(>t>)>>dt>=>>1>2>>·>c>·>>t>2>>+>d>·>t>+>k>2>->->->[>EQ>->4>]>$>

其中，W_p(t)为写入地址，k1为时间t＝0时的写入地址W_p(0)，R_p(t)为读出地址，k2为时间t＝0时的读出地址R_p(0)。在到达资料恢复时间T_dr时，面积A等于面积B，因此，从公式EQ-3与EQ-4得到

$>>>>c>·>>T>dr>>+>d>+>d>>2>>\times >>T>dr>>=>>>m>·>>T>dr>>+>n>+>n>>2>>\times >>T>dr>>->->->[>EQ>->5>]>$>

进而得到资料恢复时间

$>>>T>dr>>=>2>\times >>>d>->n>>>m>->c>>>->->->[>EQ>->6>]>$>

从资料恢复时间T_dr可以进一步计算出在资料恢复时间T_dr内将损失的资料量。在一实施例中，若在资料恢复时间T_dr内将损失的资料量小于直接重置所损失的资料量，表示继续原来的恢复机制较有利，因此控制系统将不重置缓冲存储器。如此，可以减少重置的次数，降低对系统输出信号的影响。

在不同的实施例中，资料恢复时间T_dr可以有其它的定义方式，或经由其它不同的估算方式获得，例如二阶或更高阶的函数估算，或其它各种不同的公式估算。

在应用时，资料恢复时间T_dr由实际的资料推估计算。图3显示预估资料恢复时间T_dr的一个实施例。由于溢流发生的时间点是T₂，因此该时间点T₂相对于判断程序的时间为0，将此时间点T₂定为判断程序的时间原点，也就是t＝0。在t＝0时，写入地址与读出地址的值相同，如图3中标示的值N₃。图3中的曲线24表示实际的写入地址W_P(t)，曲线26表示实际的读出地址R_P(t)。从曲线24和26上选择3个或更多个时间点推估未来的写入地址28及读出地址30。在一实施例中，选择包含溢流发生时(T₂)在内的3个时间点，在溢流发生(T₂)时，读出地址与写入地址相等，R_P(0)＝N₃＝W_P(0)，溢流信号产生以前一时间间隔的时间点，例如t＝-x，在此时刻，读出地址的值为N₁，R_P(-x)＝N₁，写入地址的值为N₂，W_P(-x)＝N₂，启动判断程序以后一时间间隔的时间点，例如t＝x，在此时刻，读出地址的值为N₄，R_P(x)＝N₄，写入地址的值为N₅，W_P(x)＝N₅。从t＝-x、0、x等3个时间点的读出地址R_P(t)与写入地址W_P(t)预估未来读出地址R_P(t)与写入地址W_P(t)到达一相同值的时间点T₄，或者t＝T_dr。详言之，从公式EQ-1与EQ-2，以及利用写入地址W_P(t)与读出地址R_P(t)在时间t＝-x、0、x时的值计算写入速率V_w(t)与读出速率V_r(t)在时间t＝0、x时的值得到

$>>>V>w>>>(>t>=>0>)>>=>>>>W>P>>>(>t>=>0>)>>->>W>P>>>(>t>=>->x>)>>>x>>=>m>·>0>+>n>=>n>->->->[>EQ>->7>]>$>

$>>>V>r>>>(>t>=>0>)>>=>>>>R>P>>>(>t>=>0>)>>->>R>P>>>(>t>=>->x>)>>>x>>=>c>·>0>+>d>=>d>->->->[>EQ>->8>]>$>

$>>>V>w>>>(>t>=>x>)>>=>>>>W>P>>>(>t>=>x>)>>->>W>P>>>(>t>=>0>)>>>x>>=>m>·>x>+>n>->->->[>EQ>->9>]>$>

以及

$>>>V>r>>>(>t>=>x>)>>=>>>>R>P>>>(>t>=>x>)>>->>R>P>>>(>t>=>0>)>>>x>>c>·>x>+>d>->->->[>EQ>->10>]>$>

进而得到公式EQ-1与EQ-2中的参数

$>>m>=>>>>V>W>>>(>t>=>x>)>>->>V>W>>>(>t>=>0>)>>>x>>->->->[>EQ>->11>]>$>

以及

$>>c>=>>>>V>r>>>(>t>=>x>)>>->>V>r>>>(>t>=>0>)>>>x>>->->->[>EQ>->12>]>$>

从公式EQ-11与EQ-12得到的m及c代入公式EQ-6，即可计算出资料恢复时间T_dr。

由于公式EQ-6包含一个除法运算，在一些数字系统中可能不容易在硬件上实现。在一较佳实施例中，在计算资料恢复时间T_dr时，将写入速率的变动率m与读出速率的变动率c之间的差值近似为2的幂次方

m-c＝2^r                             [EQ-13]

因此，公式EQ-6的运算简化为简单的数值位的位移操作

T_dr＝shift[2×(d-n)]r位                 [EQ-14]

在一变化的实施例中，在进行前述的判断程序以前，检视读出地址R_p(t)与写入地址W_p(t)之间的差值，并将该差值与一参考值比较，若该差值大于参考值，则直接重置缓冲存储器，否则进行前述的判断程序。在一实施例中，该参考值定为缓冲存储器的大小除以一整数z，因此，当读出与写入地址之间的差距(R_p(t)-W_p(t))达到缓冲存储器大小的一个比例时，将直接重置缓冲存储器，而不再进行前述的判断程序，以简化整体的操作，并使该判断程序的应用更具弹性。在其它实施例中，该参考值是可以调整的，例如改变整数z的值。

在另一变化的实施例中，在前述的判断程序进行以前，检视读出地址R_p(t)与写入地址W_p(t)之间的差值，以及写入速率的变动率m与读出速率的变动率c，若写入速率的变动率m小于读出速率的变动率c，或者读出地址与写入地址之间的差距(R_p(t)-W_p(t))大于一参考值，则直接重置缓冲存储器，否则进行前述的判断程序。在一实施例中，该参考值定为缓冲存储器的大小除以一整数z，因此，当读出地址与写入地址之间的差距(R_p(t)-W_p(t))达到缓冲存储器大小的一个比例，或者写入地址恢复的不够快时，直接重置缓冲存储器，而不再进行前述的判断程序，以简化整体的操作，并使该判断程序的应用更具弹性。在其它实施例中，该参考值是可以调整的，例如改变整数z的值。在另外的实施例中，当读出地址与写入地址之间的差距(R_p(t)-W_p(t))大于一参考值，或者写入速率的变动率与读出速率的变动率之间的差值(|m-c|)大于一不等于0的参考值时，直接重置缓冲存储器。

图4显示根据本发明的具有自我判断重置之缓冲存储器控制装置的一个实施例，其包括一写入数据控制器34，用以产生一写入地址W_p(t)给缓冲存储器32，一读出数据控制器36，用以产生一读出地址R_p(t)给缓冲存储器32，一溢流侦测器38，用以监视写入地址W_p(t)与读出地址R_p(t)，在二者相等时启动前述的判断程序，计算在资料恢复时间T_dr内将损失的资料量，若该将损失的资料量大于一参考值，则产生一溢流信号给一重置控制器40，产生重置信号给写入数据控制器34与读出数据控制器36，因而重置缓冲存储器32。

变化地，在启动前述的判断程序以前，若读出地址与写入地址之间的差距(R_p(t)-W_p(t))已经大于一参考值，溢流侦测器38即产生一溢流信号给一重置控制器40，据以重置缓冲存储器32。

变化地，在启动前述的判断程序以前，若写入速率的变动率m小于读出速率的变动率c，或者读出地址与写入地址之间的差值(R_p(t)-W_p(t))已经大于一参考值，溢流侦测器38即产生一溢流信号给一重置控制器40，据以重置缓冲存储器32。

从以上的实施例说明显示，在系统发生缓冲存储器溢流时，本发明的方法及装置有能力自我判断是否要执行重置，因此可以降低系统重置的次数，减少错误资料的笔数，改善整体系统输出信号的品质。本发明的方法及装置可以应用在光驱的读写控制系统中，或其它输入与输出速率可能不同的控制系统中。