CN100370817C - 随机存取存储设备 - Google Patents

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Abstract

一种在具有随机存取存储设备的广播接收系统中排列记录介质的记录区分区的方法。在这种方法中，将循环缓冲区放置在记录介质的第一预定位置，用于在回放预先记录的第一广播信号的同时，实时地记录第一广播信号，将视频文件区放置在记录介质的第二预定位置，用于在预定时间将第二广播信号记录在一个逻辑文件中，以及将控制信息区放置在记录介质的第三预定位置，用于记录与已记录文件有关的信息。

Description

随机存取存储设备
技术领域
本发明涉及一种可以同时支持广播节目的延时观看和节目的记录/回放的广播接收系统，特别涉及一种记录介质上记录单元分区的排列方法，当广播节目正在被记录/回放时，允许广播节目的延时观看。
背景技术
计算机系统中的硬盘驱动器(HDD)是随机存取的。由于HDD具有成本低、容量大(与其它辅助存储器相比)、数据传输速率高的优点，因此HDD已经用作广播接收系统中的随机存取存储设备。
配备随机存取存储设备的广播接收系统能够允许视频流节目的记录/回放和延时广播的同时进行。这种特性可以通过控制HDD输入/输出视频流的缓冲区来实现。
下面将描述一种方法，在同时支持视频流的延时观看和记录/回放的广播接收系统中，这种方法将视频流安排在作为记录介质的硬盘盘面中。
图1表示硬盘用作循环缓冲区，在广播接收系统中用于延时观看。图2表示硬盘用作记录大量非连续的视频流。
当硬盘用作循环缓冲区时，视频流以图1所示的固定大小的分块记录。硬盘盘面设有一个写入点W和一个读出点R。记录新的视频流时，从写入点开始按顺时针方向移动磁头；而预先记录的视频流在特定时间以随机读取循环缓冲区的方式进行回放。
另一方面，为了在如图2所示的硬盘驱动器中非连续地安排视频流，将硬盘盘面划分为固定大小的分块，视频流存储在视频文件中，每个视频文件包含大量分块。在这种情况下，分块总是非连续排列的，因为删除不同大小的视频文件时产生闲置的分块。描述每个视频文件的信息(标题、时间信息等)和每个视频文件中分块的位置信息都存放在控制信息区。
图3是典型的HDD I/O(输入/输出)处理的时序图，其中视频流实时地被记录/回放。图中，作为例子采用C-LOOK算法对三个视频流进行处理。C-LOOK算法与SCAN-最早-截止-最先(SCAN Earliest-Deadline-First，SCAN-EDF)方法类似，后一种方法发表在文章《多媒体系统的I/O问题(I/O Issue in aMultimedia System)》，由Reddy A.L.N.和Wyllie J.C.所著，《国际电子电气工程师协会计算机会刊(IEEE Computer)》第27卷第3期，1994年3月第67-74页；文章《多媒体文件系统综述：连续介质磁盘编目的方法(Multimediafile Systems Survey： Approaches for Continuous Media DiskScheduling)》，Ralf Steinmetz，《计算机通信杂志(ComputerCommunications)》第18卷第3期，1995年3月第133-144页；以及发表在编号为5,754,882的美国专利中的门处理方法。因此此处略去了对这些方法的描述。
参见图3，#1和#2视频流正在被回放，而#3视频流正在被记录。在大多数视频流处理方法中，在预先确定的每个时间周期T内完成HDD的I/O控制，而在每个周期内处理视频流。例如，当在周期Ti-1内从硬盘盘面对应的分块读取#1和#2视频流，它们将在周期Ti内回放(这对应视频处理器的功耗(comsumption))。为了能够不间断地连续回放，下一周期回放的分块应该在当前周期内从HDD读入。在记录时，分块必须在当前周期内产生而在下一周期内传送给HDD。一个周期内视频流的处理顺序取决于I/O处理的时序方法。在C-LOOK算法中，视频流的处理顺序对应于磁头移动方向。假定HDD的磁头从最外边的环形磁道运动到最里边的环形磁道，而#1、#2和#3视频流分块分别存放在#10、#100和#60磁道，按图3所示的顺序在Ti周期内读出#1、#3和#2视频流。
如图1所示，将硬盘区用作循环缓冲区的广播接收系统，能够在记录视频流的同时，以一定的延时回放预先记录的视频流。但这种系统不能同时记录和回放大量的视频流。此外，视频流不能形成视频文件区，也不能随意删除任意的视频文件。
另一方面，如图2所示的非连续排列视频流的广播接收系统，能够将已记录的视频流存储在视频文件中，因为它能够任意地利用使用硬盘空间。但是，延时观看所需的缓冲区管理并不容易，因为与循环缓冲区相比，在限定区域内分块不能够自动地重复使用。这是因为闲置的分块是分散的。
发明内容
因此，本发明的一个目的是一种在广播接收系统中使用的具有记录介质的随机存取存储设备，用于向所述记录介质写入信息数据，该设备包括：
一个循环缓冲区，用于在重现一个在前记录的第一广播信号的同时实时地将一个第一广播信号记录在所述记录介质的第一预定位置处；
一个视频文件写入区，用于将一个预定时间处的一个逻辑文件中的第二广播信号记录在所述记录介质的第二预定位置处；以及
一个控制信息区，用于将与所记录文件有关的信息记录在所述记录介质的第三预定位置处。
本发明的再一个目的就是提供一种克服传统问题的方法，这些问题是能够同时支持广播节目的延时观看和记录/回放的广播接收系统，在使用记录介质的记录区时出现的。
本发明的另一个目的是提供一种有效管理记录介质记录区分区的方法，用于在广播接收系统中对大量视频流同时提供延时观看和记录/回放。
本发明的另一个目的是提供一种管理记录介质的记录区分区的方法，用于在广播接收系统中对大量视频流同时提供延时观看和高速记录/回放。
本发明的以上和其它目的的实现方法，是在具有随机存取存储设备的广播接收系统中，提供一种排列记录介质的记录区分区的方法。在这种方法中，将循环缓冲区放置在记录介质的第一预定位置，用于在回放预先记录的第一广播信号的同时，实时地记录第一广播信号；将视频文件区放置在记录介质的第二预定位置，用于在预定时间将第二广播信号记录在一个逻辑文件中；以及将控制信息区放置在记录介质的第三预定位置，用于记录与已记录文件有关的信息。
附图说明
当结合下述附图进行详细描述时，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，附图中：
图1表示在广播接收系统中延时观看时，用作循环缓冲区的硬盘；
图2表示用于非连续排列大量视频流的硬盘；
图3是HDD的一个典型I/O操作时序图，用于实时记录和回放大量视频流；
图4表示广播接收系统的方框图，根据本发明的一个实施例，这种广播接收系统能够支持广播节目的延时观看和记录/回放；
图5表示根据本发明的实施例，硬盘记录区分区的排列方法；
图6表示根据本发明的实施例，记录在硬盘记录区分区中的视频流；
图7表示C-LOOK算法中对图6所示的视频流的处理方法；
图8表示根据本发明的实施例，硬盘记录区的简略图。
具体实施方式
下面将参照所附的图对本发明的一个优选实施例进行描述。在以下的描述中，公知的功能和结构将不进行详细描述，以免本发明的描述陷入不必要的细节中。
图4是广播接收系统的方框图，这种广播接收系统能够以一定的时延对节目进行广播，同时又能记录/回放该节目。
参见图4，广播信号接收机10包括：RF(射频)调谐器12，用于接收外来的数字广播信号；RF调谐器14和6，用于接收外来的模拟广播信号；视频压缩器，用于将RF调谐器14和16所接收的模拟信号，转换为数字信号，以及用于压缩该数字信号。
随机存取存储设备30将广播信号接收机10所接收的数字视频流存储在硬盘盘面上，读出已记录的视频流，在控制器40的控制下，将读出的视频流输出到恢复区50。众所周知，随机存取存储设备30的组成包括：一个双端口RAM 32，用于临时存储数字视频流；一个用于永久存储数字视频流的硬盘(多个硬盘)；一个用于控制驱动HDD的HDD控制器；以及一个用于扩展HDD的扩展器，该扩展器是一个IEEE1394接口。
视频恢复区50通过系统总线将从随机存取存储设备30接收的视频流恢复为原始的信号，然后将恢复的信号输出到TV接收机90。
控制器40包括一个ROM，其中存放用于控制随机存取存储设备30和广播信号接收机10的控制程序数据，还包括一个RAM，用于临时存放在控制操作过程中产生的数据。
远程控制器60具有多个用于系统控制的调节键，根据键盘输入产生相应的数据，并将这些数据馈送到控制器40，调节键包括“暂停”，“倒带”，“快速搜寻”等。
计算机接口70在本发明的实施例中的广播接收系统和一个计算机之间传递发射/接受信号。定时器80产生定时信息，以使广播接收系统能够自动记录节目。
图5表示根据本发明的实施例所示的硬盘记录区。此处，记录区划分为四个片断。硬盘记录区覆盖从最外圈的环形磁道(#0磁道)到最内圈的环形磁道(#n磁道)的整个区域。硬盘记录区划分为#1和#2，视频文件区110A和110B，控制信息区120，用于延时观看的循环缓冲区130，以及通用文件区140，以便能够有效地对广播节目同时进行延时观看和记录/回放。
循环缓冲区130用于实时记录正在播放的广播信号，以及回放预先记录的广播信号。循环缓冲区130可以设置在硬盘记录区的任意位置，优选的位置是在中心磁道(n/2)的两边，以便在对特定信道的广播信号同时进行延时观看和记录/回放时，可以使磁头的搜寻时间减到最小。
#1和#2视频文件区110A和110B，分别安排在外侧环形磁道和内侧环形磁道，用于在预留的时间记录广播节目。根据图2所示的已记录时间，已记录的视频流被以逻辑文件形式非连续地存放在视频文件区中。
在非连续排列方法中对通用文件区140进行管理，以存储除了象视频流一样的连续信息以外的信息。
控制信息区120用于存放与每个视频文件有关的信息，如标题，定时信息以及每个文件中的分块的位置。
图6表示视频流被记录和存储在根据本发明的实施例所划分的硬盘记录区中。图中，四个视频流分块排列在他们对应的区域中。图7表示C-LOOK算法中按照图6中所分配的每个视频流的处理步骤。
图6中，#1视频流220正在被记录在循环缓冲区130，用于延时观看。#2视频流210已经被记录，用于延时观看。#3视频流230正在被记录在#2视频文件区110B，而与正在广播的节目无关。#4视频流已经被记录在#1视频文件区110A。
若同时选择了延时观看和回放，则在C-LOOK算法中视频流是按照磁道号升序的方式进行读取或记录的。在这种情况下，HDD的视频流I/O处理次序是4，2，1，3。因此#1和#3视频流220和230在Ti-1周期输入到双端口RAM32，并记录在HDD34的指定记录区中。同时，#2和#4视频流210和200在Ti周期从硬盘记录区中读出，并在Ti+1周期输出到视频恢复区50。在视频流能够无延时地连续回放的假设下，视频流应在每个周期内从记录区读出，以便能在下一个周期内回放。在记录时，视频流应在记录周期的前一个周期内产生。
如上所述，与其它方式相比，将循环缓冲区130放置在硬盘记录区的中部，可以使磁头的平均运动时间，即平均搜寻时间达到最小。
图8表示按照本发明的实施例，硬盘区域的简略图。在图8中，两个视频流分块的记录磁道分别位于与磁道n间隔i个磁道和j个磁道的位置。若循环缓冲区位于磁道n，则在C-LOOK算法中，为了处理位于循环缓冲区和其它两个视频流分区中的一个视频流，需要搜索i个磁道。相反，若循环缓冲区位于#0磁道，则需要搜寻(i+n)个磁道，即增加了n个磁道。在这种情况下，本发明可以减少磁头移动时间，因为延时观看可以与记录/回放同时实现。
按照以上所述的本发明，在能够对广播节目同时进行延时观看和记录/回放的广播接收系统中，记录介质的记录区域划分为一个循环缓冲区和一个非连续文件区。因此，记录区域自动地在限定的范围内重复使用，而视频流形成逻辑视频文件。此外，已记录的视频文件能够有选择地删除，磁头移动时间减少，并且数据访问速率增加。
尽管对本发明已参照其优选实施例进行了描述，但本领域普通技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可对本发明作出各种形式的和细节的修改。

Claims (4)

1.一种在广播接收系统中使用的具有记录介质的随机存取存储设备，用于向所述记录介质写入信息数据，该设备包括：
一个循环缓冲区，用于在重现一个在前记录的第一广播信号的同时实时地将一个第一广播信号记录在所述记录介质的第一预定位置处；
一个视频文件写入区，用于将一个预定时间处的一个逻辑文件中的第二广播信号记录在所述记录介质的第二预定位置处；以及
一个控制信息区，用于将与所记录文件有关的信息记录在所述记录介质的第三预定位置处。
2.如权利要求1所述的随机存取存储设备，其中，该设备还包括一通用文件管理区，用于管理除连续数据以外的信息文件。
3.一种在广播接收系统中使用具有记录介质的随机存取存储设备，用于向所述记录介质写入数据，该设备包括：
一个循环缓冲区，用于在重现在前记录的第一广播信号的同时将一个第一广播信号实时地记录在所述硬盘驱动器的一预定位置处；
第一视频文件区和第二视频文件区，分别用于将预定时间处一个逻辑文件中的第二广播信号记录在硬盘驱动器记录面的外圆周部分和内圆周部分中；
通用文件区，用于管理所述循环缓冲区的边界处除了连续数据以外的信息文件；以及
在循环缓冲区和视频文件区之间的控制信息区，用于记录与已记录文件有关的信息。
4.如权利要求3所述的随机存取存储设备，其中，所述循环缓冲区相对于硬盘驱动器记录面的中心磁道来说是对称配置的。
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