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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Aufzeichnungsgerät für einen
optischen Aufzeichnungsträger,
insbesondere auf ein optisches Laufwerk mit einem niedrigen Formfaktor,
und weiterhin auf eine tragbare Einrichtung, wie ein Mobiltelefon (Handy)
oder ein Palmtop-Computer.
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Eine
der großen
Aufforderungen eines optischen Laufwerks mit einem niedrigen Farmfaktor, das
in einer tragbaren Einrichtung verwendet werden soll, ist die Reduktion
des Energieverbrauchs. Zum Beschreiben des Aufzeichnungsträgers, insbesondere
der Disk, in einem derartigen Aufzeichnungsgerät muss diese in Drehung versetzt
werden, ein Laser muss unter Verwendung einer Schreib-IC gepulst und
weitere Elektronik muss gespeist werden. Da die meisten Applikationen
in einer mobilen Umgebung, wobei beabsichtigt wird, dass die tragbare
Einrichtung dort verwendet wird, wie beispielsweise MP3 oder MPEG4
Video, keine hohe Bandbreite erfordern, kann Energie gespart werden,
und zwar unter Verwendung von Burst-Mode-Schreiben und -Auslesen.
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Der
Grundgedanke des Burst-Mode-Schreibens und -Lesens ist, dass das
Laufwerk mit einer relativ hohen Bitrate oder einem hohen Geschwindigkeitsbereich,
beispielsweise 1x Blu-ray Disc Standard 36Mbps, die aber nicht die
ganze Zeit verwendet wird. Unter Verwendung von Puffermitteln werden die
Daten beispielsweise in einem kurzen Zeitintervall zurück gelesen,
wonach die Applikation mit niedriger Datenrate, wie MP3 die Daten
aus dem Puffer abspielen kann, bis der Puffer wieder gefüllt werden muss.
Während
dieser Wiedergabezeit kann das Laufwerk in eine Mode mit niedriger
Leistung gesetzt werden, beispielsweise dadurch, dass die Schreib- und
Leseschaltung in eine Bereitschaftsmode gesetzt wird und der Disk-Antriebsmoter
abgeschaltet wird. Typische Spitzenleistungen können von der Größenordnung
von 1 W sein, während
eine mittlere Leistung für
eine 1 Mbps Applikation so niedrig wie 50 mW sein kann. Eine typische
Batterie konnte mehr als 20 Stunden mit einer konstanten Bitrate
von 1 Mbps laufen, und zwar abhängig
von der Motoranlaufzeit. Weiterhin hat die Burstmode einige Redundanz
unter Verwendung von etwas zusätzlicher
Energie. Außerdem
ist das Leeren einer Batterie ein nicht linearer Prozess. So hat
beispielsweise in einem Handy die gesamte Batterie eine Kapazität von 600 mAh
oder manchmal mehr, was auch zum Speisen des Geräts notwendig ist. Zum Schreiben
einer einzigen kleinen Datei, beispielsweise eine MP3 Datei, kann
das Gegenteil verwendet werden und die Daten können unmittelbar aus einem
gefüllten
Puffer geschrieben werden. Diese letztere Option kann ausreichen
für eine
mobile Umgebung, da die Bandbreite der Herunterladung über drahtlose
Kommunikation, wie GSM oder 3G UMTS kaum einige Mbps übersteigt.
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Wenn
wir die Verwendung von aktuellen CD-R und CD-RW Aufzeichnungsträger betrachten stellt
es sich heraus, dass eine wesentliche Anzahl Menschen ein optisches
Disksystem zum Herunterladen großer Mengen von Daten, zum Kopieren
großer Musiksammlungen
oder zum einfachen direkten Kopieren kompletter CDs, die Daten und/oder
Musik speichern, benutzen. Um dies zu tun wollen Konsumenten Information
herunterladen oder kopieren zu aufzeichenbaren oder neu beschreibbaren
Aufzeichnungsträgern,
und zwar mit einer angemessenen Geschwindigkeit. Konsumenten möchten nicht
Stunden lang warten oder sogar mehr als einige Minuten, bis der
Aufzeichnungsträger
fertig ist, was durch Hochgeschwindigkeits-CD-Aufzeichnungsgeräte erzielbar
ist.
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In
einer mobilen Umgebung aber bedeutet die hohe Datenrate, die für derartige
Applikationsmittel erforderlich ist, entweder ein kontinuierlich
arbeitendes optisches Laufwerk mit beispielsweise 36 Mbps (1x) oder
sogar eine Wirkung mit einer höheren Datenrate
und einer hohen Disk-Geschwindigkeit, beispielsweise 3x36Mbps (3x).
Dies wird eine Batterie schnell entleeren, oder, was noch wichtiger
ist, wird in der tragbaren Einrichtung überhaupt nicht verfügbar sein,
und zwar wegen Leistungsbegrenzungen. So würde beispielsweise in einer
optimalen Situation eine typische 600 mAh Batterie erschöpft sein,
nachdem maximal 10 Disks von 1 GB herunter geladen worden sind,
die je 4 Minuten beanspruchen. Deswegen würde das Herunterladen mit einer
hohen Geschwindigkeit und einer hohen Datenrate ohne Leistungsbegrenzungen
ein Bedürfnis
von Verbrauchern erfüllen.
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US 5.412.809 beschreibt
eine Leistungssteuerschaltung für
ein Disklaufwerk und ein Verfahren zur Steuerung des elektrischen
Stromverbrauchs in Disklaufwerken, so dass Computersysteme, wie Laptop-Computer
Strom sparen können
und wodurch auf diese Weise die effektive Lebensdauer von Batterien,
die als Stromquelle für
die Computersysteme verwendet werden, dramatisch reduziert werden kann.
Der Benutzer kann die Leistung gegenüber Stromverbrauch anpassen,
damit die Systemanforderungen erfüllt werden. Mit der Auslösung einer
mechanischen Zusammenarbeit, wie eines Stellglieds zum Betätigen eines
Magnetkopfes und einer Motors um eine Magnetscheibe mit einer hohen
Ge schwindigkeit mit optimaler Zugriffszeit und Startzeit in Drehung
zu versetzen, werden Übergangsströme effektiv
gesteuert.
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US-A-5.625.615,
die für
die zweiteilige Formabgrenzung verwendet wird, zeigt ein Diskaufzeichnungssystem,
wobei die Schreibdatenrate, die Diskdrehgeschwindigkeit und Schreiblaserleistung entsprechend
der durch das dem Diskschreiber dienende Gerät (Computer) gegebenen Datenrate
eingestellt wird. Dadurch wird der Stromverbrauch, im Grunde abhängig von
der Schreiblaserleistung, während
der reduzierten Datenzugriffsgeschwindigkeit reduziert. Auf diese
Weise ist die Leistungsmode von der Datenrate abhängig.
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Es
ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät zum Aufzeichnen
eines optischen Aufzeichnungsträgers
zu schaffen, wodurch die oben beschriebenen Probleme gelöst werden und
das die Möglichkeit
bietet, Applikationen mit einer hohen Datenrate zu verwenden.
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Diese
Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung durch ein Gerät zum Aufzeichnen
eines optischen Aufzeichnungsträgers
nach Anspruch 1 erfüllt,
wobei dieses Gerät
Folgendes umfasst:
- – ein Zugriffsmittel zum Zugreifen
auf einen optischen Aufzeichnungsträger zum Auslesen von Daten
von dem, oder zum Aufzeichnen von Daten auf den optischen Datenträger, und
- – ein
Umschaltmittel zum Umschalten des genannten Zugriffsmittels zwischen
wenigstens zwei Zugriffsmoden mit verschiedenen Datenraten, abhängig von
der Speisemode des Aufzeichnungsgeräts, wobei die genannten Zugriffsmittel
in die erste Zugriffsmode geschaltet werden, wenn das Aufzeichnungsgerät sich in
einer niedrigen Spannungsmode befindet.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine tragbare Einrichtung
nach Anspruch 9, die nebst einem derartigen Aufzeichnungsgerät für einen
optischen Aufzeichnungsträger
weiterhin Folgendes umfasst:
- – eine Datenschnittstelle
zum Aussenden und Empfangen von Daten,
- – eine
Batterieeinheit zur internen Speisung in einer ersten Spannungsmode,
- – eine
Spannungsschnittstelle zur Verbindung mit einer externen Energieversorgungseinheit
zur externen Energieversorgung in einer zweiten Speisespannungsmode.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass den Zugriffsmitteln
zu Zugreifen auf den Aufzeichnungsträger, d.h. den Auslesemitteln und/oder
den Schreibmitteln zum Auslesen und/oder Beschreiben des Aufzeichnungsträgers die Möglichkeit
geboten wird, in wenigstens zwei verschiedenen Spannungsbetriebsarten
zu arbeiten, d.h. dass sie verschiedene Datenraten und Bandbreiten
haben, und zwar abhängig
von der Frage, welche Art von Energie dem Aufzeichnungsgerät zugeführt wird.
Im Allgemeinen soll in einer niedrigen Energiemode das Zugriffsmittel
in einer ersten Zugriffsmode mit einer niedrigen Datenrate betrieben
werden, damit Energie gespart wird, während in einer hohen Energiemode
eine zweite Zugriffsmode mit einer höheren Datenrate durch geeignete
Umschaltmittel freigegeben werden kann. So kann beispielsweise in
einer mobilen Umgebung, wobei das Aufzeichnungsgerät mit Energie
aus einer Batterie versehen wird, die auch ein Akku sein kann, wird
das Aufzeichnungsgerät
optimiert, damit es einen geringen Stromverbrauch hat, d.h. die
Zugriffsmittel werden in der ersten Zugriffsmode mit einer niedrigen
Datenrate betrieben. Wenn aber das Aufzeichnungsgerät oder die
tragbare Einrichtung, mit der das Aufzeichnungsgerät gekoppelt
ist, mit externem Strom versehen wird, kann die Datenrate stark
gesteigert werden, wodurch auf diese Weise eine Funktionalität zum Herunterladen
zu der tragbaren Einrichtung mit einer hohen Geschwindigkeit ermöglicht wird.
In einer derartigen Hochleistungsmode ist genügend elektrische Leistung verfügbar, so
dass eine aus Aufzeichnungsträger
verwendete Disk kontinuierlich in Drehung gehalten werden kann und
das Beschreiben mit einer viel höheren
Geschwindigkeit als in einer tragbaren Einrichtung je verfügbar wäre, auftreten
kann. Und zwar wegen des oben beschriebenen Burst-Schreibszenarien.
Es ist sogar möglich,
dass das Aufzeichnungsgerät
derart optimiert wird, dass der Diskmotor mit einer noch höheren Geschwindigkeit
als in der mobilen Umgebung laufen kann und die Elektronik des Aufzeichnungsgeräts kann
getaktet werden, damit eine noch höhere Geschwindigkeit zur Herunterladung
erreicht wird.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Insbesondere werden verschiedene Ausführungsformen der Umschaltmittel
definiert.
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Nach
einer ersten bevorzugten Ausführungsform
sind die Umschaltmittel dazu vorgesehen, die Speisemode des Aufzeichnungsgeräts aus der
gelieferten Energie zu detektieren. Auf diese Weise können, unabhängig von
der Speisequelle zur Speisung des Aufzeichnungsgeräts in dem
Fall, dass die gelieferte Energie unterhalb eines vorbestimmten
Wertes liegt, die Zugriffsmittel in die erste Zugriffsmode mit einer
niedrigen Datenrate zur Energiesparung umgeschaltet werden. Wenn
dagegen die gelieferte Energie den genannten vorbestimmten Wert übersteigt, soll
die hohe Datenrate erlaubt werden, beispielsweise wenn eine Applikation
oder ein Benutzer dies erfordert.
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Nach
einer anderen Ausführungsform
wird eine Information geliefert, welche die Speisemode des Aufzeichnungsgeräts identifiziert,
wobei diese Information von den Umschaltmitteln empfangen und bewertet
werden kann. So kann beispielsweise ein Signal oder ein identifizierer,
das bzw. der von der tragbaren Einrichtung geliefert wird, mit der
das Aufzeichnungsgerät
gekoppelt ist, mit der Information versehen werden, wenn eine hohe
oder eine niedrige Speisemode verfügbar ist, beispielsweise wenn
die Speisung von einer internen Batterie oder von einer externen
Speisequelle geliefert wird.
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Vorzugsweise
werden, wie in weiteren Unteransprüchen definiert, im Falle einer
Batteriespeisemode die Zugriffsmittel in die erste Zugriffsmode
geschaltet, die eine niedrige Datenrate hat, während sie in eine zweite Zugriffsmode
geschaltet werden, wenn das Aufzeichnungsgerät sich in der netzgespeisten Mode
befindet. Weiter Zugriffsmoden, beispielsweise eine Zugriffsmode
mit einer zwischen liegenden Datenrate zwischen der niedrigen und
der hohen Datenrate, sind ebenfalls möglich.
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Wie
oben erwähnt,
wird das Aufzeichnungsgerät
nach der vorliegenden Erfindung vorzugsweise in einer tragbaren
Einrichtung, wie einem Telefon, insbesondere einem Handy oder einem
drahtlosen Telefon, oder in einem Palmtop-Computer (PDA) verwendet.
Weiterhin ist das Aufzeichnungsgerät vorzugsweise ein optisches
Laufwerk mit einem kleinen Formfaktor. Einrichtungen, die typischerweise
die oben beschriebene zwischen liegende Datenrate und Speisemode
haben, können
beispielsweise digitale Camcorder, digitale Kameras oder Laptops,
Sublaptops und Handgeräte
sein, wobei die Anforderungen der Datenrate von typischerweise 10
Mbps reell sind, wobei aber auch die Batterie oder das Akku 1000 mAh
weit übersteigt,
einfach weil Batteriepakete größer sind
aber auch die Leistungsanforderungen höher sind.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine alternative Ausführungsform
eines Aufzeichnungsgeräts
nach Anspruch 8, das keine Umschaltmittel aufweise, sondern eine
Zugriffsmodeschnittstelle zum Empfangen eines Befehls von einer
externen Einrichtung, beispielsweise dem Handy, in dem das Aufzeichnungsgerät vorgesehen
ist, das das Aufzeichnungsgerät
instruiert, in die geeignete Zugriffsmode umzuschalten. In diesem
Fall umfasst die externe Einrichtung, d.h. die tragbare Einrichtung,
die Modeumschaltmittel, wie in Anspruch 10 definiert.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 ein
Handy nach der vorliegenden Erfindung,
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2 ein
Aufzeichnungsgerät
nach der vorliegenden Erfindung,
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3 eine
andere Ausführungsform
eines Handys nach der vorliegenden Erfindung, und
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4 eine
andere Ausführungsform
eines Aufzeichnungsgeräts
nach der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt
ein Handy 1 als ein Beispiel der tragbaren Einrichtung,
in der die vorliegende Erfindung implementiert werden kann. Das
Handy 1 umfasst einen Datenbus 2, mit dem eine
Datenschnittstelle 3 zum Übertragen und Empfangen von
Daten über
eine schnurlose oder Kabelverbindung, ein datenverarbeitungsmittel 4,
wie ein digitaler Signalprozessor (DSP), ein optisches Laufwerk 5 mit
einem kleinen Formfaktor und eine Datenübertragungs- und -empfangseinheit 6 für hochfrequente
mobile Datenübertragung
und -empfang verbunden sind. Das Handy 1 umfasst weiterhin
eine Speiseschnittstelle 7, mit der eine externe Speisequelle,
beispielsweise ein AC/DC-Adapter, der mit dem Netzstrom verbunden ist,
verbunden werden kann. Weiterhin ist eine Baterie (oder ein Akku) 8 als
interne Speisung vorgesehen, wenn das Handy 1 in einer
mobilen Umgebung verwendet wird, wobei der Speiseschnittstelle 7 keine
externe Speisung geliefert wird. Es ist ein Speiseumschalter 9 zwischen
den zwei Speiseanordnungen 7 und 8 vorgesehen
um den Elementen des Handys 1 mit Energie zu versehen,
wie durch gestrichelte Linien angegeben ist. Der Speiseumschalter 9 ist
dazu vorgesehen, der Speiseschnittstelle 7 gelieferte Energie
zuzuführen
falls damit eine externe Speisequelle verbunden wird. Sonst wird
Batteriespeisung aus der Batterie 8 angewandt. Zur Steuerung
der Elemente des Handys 1 ist eine Steuereinheit 10 vorgesehen.
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Mehr
Einzelheiten des optischen Laufwerkes 5 mit kleinem Formfaktor
sind in dem Blockschaltbild nach 2 dargestellt.
Das Laufwerk 5 umfasst eine Datenschnittstelle 51,
die zur Dateneingabe und -ausgabe mit dem Bus 2 des Handys 1 verbunden
ist. Weiterhin umfasst das Laufwerk 5 eine Speiseschnittstelle 52,
die zur Speisung des Laufwerkes 5 mit dem Speiseumschalter 9 des
Handys 1 verbunden ist.
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Es
ist ein Modeumschalter 53 vorgesehen um, abhängig von
der der Speiseschnittstelle 52 gelieferten Speisung, beim
Auslesen von Daten von dem Aufzeichnungsträger 55 oder beim Beschreiben des
Aufzeichnungsträgers 55 die
Zugriffseinheit 54 zwischen den jeweiligen Zugriffsmoden
umzuschalten, wobei der Aufzeichnungsträger in dem vorliegenden Fall
ein optisches Disklaufwerk mit einem kleinen Formfaktor ist.
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In
dem Fall, dass das Handy 1 mit einer externen Speisung
verbunden ist, beispielsweise mit dem Netz, kann die Zugriffseinheit 54 des
Laufwerkes in einer Zugriffsmode mit einer hohen Datenrate betrieben
werden. Weil in diesem Fall genügend elektrische
Energie verfügbar
ist, kann die Disk 55 kontinuierlich in Drehung gehalten
werden und das Beschreiben kann mit einer viel höheren Geschwindigkeit erfolgen
als im Vergleich mit der Zugriffsmode mit der niedrigen Datenrate,
die in der niedrigen Speisemode durchgeführt wird, wenn das Handy 1 aus der
Batterie 8 gespeist wird. In der Hochleistungsmode ist
es sogar möglich,
dass die Architektur des Laufwerkes derart optimiert wird, dass
der Diskmotor mit einer noch höheren
Geschwindigkeit laufen kann als in der mobilen Umgebung, und dass
die Elektronik des Laufwerkes 5 aufgetaktet werden kann
um eine noch höhere
Datenrate zu erzielen, wodurch eine Herunterladung von Daten in
noch kürzerer
Zeit ermöglicht
wird.
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Um
zwischen den jeweiligen Zugriffsmoden umzuschalten muss der Modeumschalter 53 wissen, in
welcher Speisemode das Handy 1 sich befindet oder welche
Art von Speisung dem Laufwerk 5 zur Verfügung steht.
Eine Möglichkeit
ist, dass der Modeumschalter 53 den Spannungspegel der
an der Speiseschnittstelle 52 gelieferten Speisung detektieren kann
und in die Zugriffsmode mit der niedrigen Datenrate umschaltet,
in der weniger Energie erforderlich ist, wenn die zugeführte Spannung
unterhalb einer vorbestimmten Schwellenspannung liegt. Dies wird
in der Batteriespeisemode der Fall sein, wenn die Batteriespannung
bereits um einen bestimmten Betrag gesunken ist. Eine andere Möglichkeit
ist, dass der Speiseumschalter 9 des Handys 9 nebst
der Speisung selber, dem Laufwerk 5 eine Information zuführt, die
angibt, welche Speisemode zur Zeit in dem Handy 1 verfügbar ist,
d.h. wobei die Batteriespeisemode oder die Netzspeisemode angegeben wird.
Auf Basis dieser Information wird der Modeschalter 53 imstande
sein, die Zugriffseinheit 54 in die geeignete Zugriffsmode
zu schalten oder beispielsweise eine Zugriffsmode mit einer hohen
Datenrate zu vermeiden, und zwar in dem Fall, dass die Speisung
nur aus der Batterie geliefert wird.
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Ein
Modeumschalter kann auch mit einem Befehl umgeschaltet werden, beispielsweise
von einem Benutzer aus, durch eine Applikation selber, beispielsweise
Software, betrieben als eine Funktion eines erforderlichen Datenratenantrags,
oder durch ein anderes Ereignis, wie die Verbindung eines Speisekabels
mit der Speiseschnittstelle 7 des Handys 1. Wenn
beispielsweise das Handy 1 mit einem Speisekabel und einer
Datenkopplung, entweder verdrahtet oder drahtlos, mit einem Computer
verbunden wird, wozu eine "Wiege" mit einer herkömmlichen
Schnittstelle verwendet werden kann, kann die Zugriffseinheit 54 automatisch
in eine Zugriffsmode mit einer höheren
Datenrate geschaltet werden oder es kann ermöglicht werden, dass die Einheit 54 in
diese Zugriffsmode geschaltet wird.
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3 zeigt
eine andere Ausführungsform
eines Mobiltelefons 1 nach der vorliegenden Erfindung mit
einer anderen Ausführungsform
eines Laufwerkes 5',
das in 4 dargestellt ist. In dieser Ausführungsform
ist der Modeschalter 11 nicht in dem Laufwerk 5' vorgesehen,
sondern extern davon als Teil des Mobiltelefons 1. Je nach
de von dem Speiseschalter 9 empfangenen Speisung schaltet
der Modeschalter 11 das Laufwerk 5' in die geeignete Zugriffsmode,
beispielsweise durch Erzeugung eines Befehls, das dem Laufwerk 5' über die
Modeschnittstelle 56 des Laufwerkes 5' zugeführt wird.
Dieser Befehl wird beispielsweise in Reaktion auf die Ankopplung
oder Loskopplung eines Speisekabels an das/von dem Mobiltelefon 1 erzeugt.
Auf diese Weise entscheidet das Mobiltelefon 1 über die
Zugriffsmode und das Laufwerk 5' folgt.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
es, dass ein optisches Laufwerk mit einem kleinen Formfaktor in
verschiedenen Moden betrieben werden kann, die verschiedene Datenraten
und folglich verschiedene Schreib- und Auslesegeschwindigkeiten möglich machen.
In einer niedrigen Speisemode wird auf effektive Weise Energie gespart,
indem in eine Zugriffsmode mit niedriger Datenrate geschaltet wird, während in
einer hohen Speisemode Schreiben und Auslesen mit hoher Geschwindigkeit
verfügbar
ist.
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Text in der
Zeichnung
-
1
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- Senden
- Empfangen
- Steuerung
- Speiseschalter
- Batterie
- Daten
- Speisung
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2
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- Modeschalter
- Daten
- Speisung
-
3
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- Senden
- Empfangen
- Steuerung
- Modeschalter
- Speiseschalter
- Batterie
- Daten
- Speisung
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4
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