CN100452224C - 用于管理高密度一次写入记录介质的缺陷的方法和设备 - Google Patents

用于管理高密度一次写入记录介质的缺陷的方法和设备 Download PDF

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Abstract

提供了一种允许缺陷管理的高密度一次写入记录介质以及一种用于管理缺陷的方法和设备。根据该高密度一次写入记录介质，数据以轨道或簇被写入该记录介质，写入的数据被验证，并且如果发现缺陷，则缺陷部分被跳过，并且相应于该缺陷部分的数据和随后写入的数据被重新写入下一个可用记录位置。使用滑移替换的缺陷管理方法应用于在其中缺陷被发现的高密度一次写入记录介质，由此通过将在该记录介质中发现的缺陷滑移来允许连续记录，并且还提高了该记录介质的可靠性。

Description

用于管理高密度一次写入记录介质的缺陷的方法和设备
技术领域
本发明涉及对记录介质的缺陷管理的领域，更具体地讲，涉及一种在以写入后验证的模式执行记录的同时通过缺陷区中的滑移替换来允许缺陷管理的高密度一次写入记录介质，以及缺陷管理方法和设备。
背景技术
通常，缺陷管理方法已经只用于在其上数据能够被重新记录(re-record)并能够被随机访问的介质。在能够被写入一次的介质，即一次写入记录介质的情况下，缺陷管理方法由于该介质的特性还不是可用的。
通常，使用线性替换和滑移替换算法的缺陷管理方案已经被使用。在使用线性替换的缺陷管理方法中，当在介质被使用的同时在记录区域中的扇区中出现缺陷时，缺陷扇区被来自备用区域的扇区替换。线性替换算法用于允许重复记录的记录介质但不用作实时记录格式。
根据使用滑移替换的缺陷管理方法，缺陷扇区被跳过，并且数据开始被记录在下一个可用扇区上。即，如果在一个区域中发现缺陷，那么随后的数据被记录在已经被跳过的相应数目的缺陷扇区之后的区域中。因此，在该方法中，当初始化介质时缺陷被检查，并且用于记录用户数据的逻辑扇区地址不分配给缺陷扇区，从而缺陷扇区不可用。
在传统的记录介质中，使用滑移替换的方法用于跳过在初始化介质时或在检查缺陷后使用之前发现的缺陷扇区。
因此，使用线性替换的缺陷管理具有的问题是：其不能用于不支持随机访问的一次写入记录介质。另外，由于在其上数据一旦写入不能被擦除/重新记录的记录介质不能在使用之前执行用于检查任何缺陷的检验，所以滑移替换的方法不能用于一次写入记录介质。
同时，为了使用激光的下一代一次写入记录介质，接着致密盘记录(CD-R)和数字多功能盘记录(DVD-R)，已经使用蓝色激光技术和多层记录开发了高密度一次写入记录介质。高密度一次写入记录介质在可接受的价格以与现有介质相同的尺寸提供上至几十千兆字节(GB)的记录容量。此外，由于这种介质与如磁带的备份介质不同允许快速的读出速度和随机访问，所以其特别用作对大容量计算机存储装置的备份。但是，这种介质具有的缺点是：在没有很多的用户不访问系统的夜间期间需要批备份(batch backup)的情况下，当在备份期间出现缺陷时，备份不执行并停止操作。
发明内容
本发明提供了一种允许缺陷管理的高密度一次写入记录介质。
本发明还提供了一种当数据以写入后验证的模式被记录时在缺陷区使用滑移替换来允许缺陷管理的高密度一次写入记录介质。
本发明还提供了一种缺陷管理方法，在其中当数据以写入后验证的模式被记录在高密度一次写入记录介质上时滑移替换用于缺陷区。
此外，本发明提供了一种当数据以写入后验证的模式被记录在高密度一次写入记录介质上使用用于缺陷区的滑移替换的缺陷管理设备。
根据本发明的一方面，提供了一种高密度一次写入记录介质。在该高密度一次写入记录介质中，数据以预定记录单位被写入，数据在被写入后被验证，如果在其中发现缺陷，那么没有数据被写入缺陷部分，并且相应于该缺陷部分的数据和随后写入的数据被重新写入下一个可用记录位置。这里，预定记录单位是由预定数目的簇组成的轨道或是一个簇。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于高密度一次写入记录介质的缺陷管理方法。该方法包括以下步骤：将数据以预定记录单位写入并验证写入的数据；和如果在检验期间发现缺陷则跳过缺陷部分，并且将相应于该缺陷部分的数据和随后写入的数据重新写入下一个可用记录位置。这里，预定记录单位是由预定数目的簇组成的轨道或是一个簇。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于对高密度一次写入记录介质执行缺陷管理的记录/再现设备，该设备具有：驱动器，用于驱动记录介质；光学拾取器，用于通过将激光束照射在记录介质上，来从该记录介质读出/写入数据；和信号处理器，用于将数据调制为用于记录数据的信号，并且将记录的信号解调为原始数据。该设备还包括用于控制验证数据的操作的控制器，该数据已经通过信号处理器和光学拾取器以预定记录单位被写入记录介质的记录区域，并且在该数据已经被记录之后已经通过光学拾取器和信号处理器被读出，并且如果发现缺陷，那么控制器控制跳过缺陷部分并通过信号处理器和光学拾取器将相应于该缺陷部分的数据和随后写入的数据重新写入记录介质上的下一个可用记录位置的操作。该设备还包括存储器，其用于暂时存储关于被跳过的缺陷部分的信息和随后写入的数据。
附图说明
图1显示了用于示出在其中当数据以写入后验证的模式被记录在高密度一次写入记录介质上时滑移替换被使用的缺陷管理方法的示例；
图2显示了用于示出在其中当数据以写入后验证的模式被记录在高密度一次写入记录介质上时滑移替换被使用的缺陷管理方法的另一示例；
图3是显示根据本发明实施例的用于高密度一次写入记录介质的缺陷管理方法的流程图；和
图4显示了根据本发明实施例的用于对高密度一次写入记录介质执行缺陷管理的记录/再现设备的配置。
具体实施方式
根据本发明，为了执行用于高密度一次写入记录介质的缺陷管理方法，可以使用滑移替换，而不使用适合于允许重复记录的记录介质的线性替换。但是，由于高密度一次写入记录介质不能在使用介质之前执行在其间缺陷被检查的检验处理，所以在本发明中，数据以需要在部分数据已经被写入之后记录的部分应被验证的模式来被记录。如果检验出相应的一部分数据已经被正常地记录，那么下一部分数据然后被记录。如果这一部分数据被发现包含有缺陷部分，那么缺陷部分通过滑移替换被跳过，并且相应于缺陷部分的数据和记录在随后部分的数据被重新写入下一个可用区域。通过这种方式，缺陷管理方法用于高密度一次写入记录介质，提高了介质的可靠性。这里，该一部分数据被写入预定记录单位内。预定记录单位可以是相应于在盘的一次旋转期间能够被记录的簇(cluster)的数目的一个轨道，或者可以是一个簇。
由于该记录介质需要用于执行纠错的纠错编码和用于将纠错块记录在盘的物理上分散的位置上的纠错块的交织，以增强对数据的物理缺陷的容错，所以能够被记录的最小单位被限制为簇或纠错块。最小可写单位被定义为记录簇或簇。
图1显示了用于示出用于高密度一次写入记录介质的缺陷管理方法的示例，在该方法中，当数据以写入后验证的模式被记录时滑移替换被使用。具体地讲，该示例显示了数据被写入一个记录轨道并被读回以用于验证的情况。当以轨道执行写入后验证的模式时使用滑移替换的缺陷管理方法将允许高速记录的拾取器所覆盖的距离最小化，然而由于在缺陷簇之后记录的数据需要被重新写入，所以降低了用户数据区域的使用效率。
这里，数据能够被处理的单位分为扇区和簇。扇区是数据能够以计算机文件系统或应用程序被管理的最小单位，而簇是数据能够被一次写入盘的最小单位。通常，一个簇包括一个或更多扇区。扇区分为物理和逻辑扇区。物理扇区是指用于将一部分数据记录在盘上的空间、并且为了寻址目的被分配有独立的物理扇区号(PSN)。逻辑扇区是指数据能够以文件系统或应用程序被管理的单位，并且被分配有独立的逻辑扇区号(LSN)。用于在盘上记录/再现数据的记录/再现设备使用物理扇区号以定位将被记录的数据，并且用于记录数据的计算机或应用程序通过逻辑扇区和由LSN指定的数据位置来管理整个数据。该设备中的控制器使用缺陷的存在和记录开始的位置来转换LSN和PSN之间的关系。
参照图1，记录/再现设备中的拾取器将一个轨道LSN＝n、LSN＝n+1*k、LSN＝n+2*k、LSN＝n+3*k、LSN＝n+4*k、和LSN＝n+5*k的用户数据写入记录轨道，然后跳回到原始轨道。这里，一个记录轨道包括预定数目的簇，每个簇具有k个扇区。
当拾取器跳回轨道的开始部分并读出写入的数据以用于验证时，如果发现缺陷，那么从该轨道内的缺陷簇LSN＝n+4*k到最后簇的范围内的簇被滑移跳过，并且包括缺陷簇和随后簇的簇在下一个可用轨道上被重写。在这种情况下，关于被跳过的簇的信息被存储在记录/再现设备中的暂时存储器中。
相反地，当一个轨道的数据被读回以用于验证，并且数据已经被正常地记录而没有任何缺陷时，写入后验证的操作被重复以用于将被记录的下一个轨道的用户数据。
虽然能够以轨道记录和验证数据，然后只将缺陷簇重新记录在新的记录区域上，但是该方法没有实质的优点，因为不仅需要关于缺陷簇、缺陷簇记录在其中的新的记录区域、和驻留在缺陷簇和新的记录区域之间的正常簇的信息，而且需要用于记录/再现设备的复杂处理以读出被这样记录的数据。
图2显示了用于示出用于高密度一次写入记录介质的缺陷管理方法的另一示例，在该方法中，当数据以写入后验证的模式被记录时滑移替换被使用。具体地讲，该示例显示了数据以簇被写入并被读回以用于验证的情况。当以簇执行写入后验证的模式时使用滑移替换的缺陷管理方法提高了用户数据区域的使用效率，但是减慢了记录速度。
参照图2，当拾取器将用户数据写在每个簇上然后跳回原始轨道以用于验证时，如果没有发现缺陷，那么写入后验证的操作被重复以用于将被记录的下一个簇的用户数据。
当拾取器跳回原始轨道，更具体地讲，跳回轨道的开始，并且读出一个簇LSN＝n+4*k的写入的数据，以用于验证前面正常簇LSN＝n、LSN＝n+1*k、LSN＝n+2*k、和LSN＝n+3*k时，如果发现缺陷，那么只有缺陷簇LSN＝n+4*k被跳过，并且相应于缺陷簇的数据被重新写入下一个可用簇。在这种情况下，关于被跳过的簇的信息被存储在记录/再现设备中的暂时存储器中。
在写入后验证的操作被重复以跳过所有的缺陷簇并且写完所有必须被记录的用户数据之后，存储在暂时存储器中的关于缺陷的信息被记录在为记录关于盘的正确缺陷管理信息而保留的预定区域中。由于一些未使用的用户区域被保留空白，所以允许新数据被记录在先前的用户数据已经记录在其中的区域之后的区域上。另外，当记录所记录的数据时，可以定位在其中数据已经跳过缺陷区被正常地记录的区域。
因为数据通过激光束从旋转盘被读出或被写入旋转盘，所以通过簇重复写入后验证的操作的方法包括跳回原始轨道，以读回并验证被写的簇。因此，该方法由盘从原始轨道的开始直到记录在轨道内的簇旋转所消耗的时间降低了记录速度。但是，该方法也使得只跳过缺陷簇，由此提高了用户数据区域的使用效率。
另一方面，通过簇重复写入后验证的操作的方法通过在对一个簇执行写入后验证的操作必要的相同时间周期期间写入并验证相应于一个轨道的多个簇，来提高写入速度。但是，该方法包括重写缺陷簇以及所有随后被记录的簇，以保持被记录的数据的逻辑扇区号的顺序，由此降低了数据记录区域的使用效率。为了提高写入速度，可以同时写两个或更多轨道。但是，由于该方法将通过对所有轨道执行一个轨道跳回所消耗的时间和以两个或更多轨道为单位对所有轨道执行轨道跳回所消耗的时间之间的差别来简单地降低时间，所以该方法不能太多地提高写入速度。如果在将被记录的两个或更多轨道为单位的开始出现缺陷，那么导致记录区域的更大损失。
图3是显示根据本发明实施例的用于高密度一次写入记录介质的缺陷管理方法的流程图。参照图3，该缺陷管理方法包括以下步骤：以一个记录单位-一个轨道或一个簇写入用户数据(S101)；跳回原始轨道(S102)；验证写在轨道上的数据(S103)；确定是否在记录的数据中存在缺陷(S104)；和如果发现缺陷，那么将缺陷簇和所有随后簇的数据重新写在下一个可用区域(S105)。在步骤S105中，在如图1所示对每个轨道执行写入后验证的情况下，缺陷簇和所有随后簇被跳过，并且相应的数据被重新写入下一个可用轨道。在如图2所示对每个簇执行写入后验证的情况下，只有缺陷簇被跳过，并且相应于该缺陷簇的数据被重新写入下一个可用簇。在步骤S104中如果没有发现缺陷，那么在步骤S106中，写入后验证的操作以轨道或簇被重复。
图4显示了根据本发明实施例的用于对高密度一次写入记录介质执行缺陷管理的记录/再现设备的配置。该记录/再现设备包括：驱动器20，用于驱动盘10，即记录介质；光学拾取器30，用于通过将激光束照射在盘10上，来从盘10读出数据或将数据写入盘10；信号处理器40，用于将数据调制为用于记录数据的信号，并且将记录的信号解调为原始数据；控制器50，用于控制每一块的操作；和存储器60，用于暂时存储将被记录的数据并记录对缺陷管理必要的信息。
参照图4，通过控制器50被接收以用于记录的将被记录的数据通过信号处理器40和光学拾取器30被写入盘10，并且盘10上的数据被写入的位置由驱动器20调整。控制器50控制数据被写入的位置和数据量。写入的数据根据控制器50的控制通过光学拾取器30和信号处理器40被读出。控制器50将从写入区域读出的数据和驻留在存储器60中的当前写入的数据比较，如果发现缺陷，那么控制器通过信号处理器40和光学拾取器30将缺陷簇和随后写入的数据重写到盘10的新的记录区域，并且将关于缺陷簇的信息和随后写入的数据记录在作为暂时存储区域的存储器60上。在写入后验证的操作被顺序地执行以写入所有将被记录的数据之后，在控制器50的控制之下，存储在存储器60中的关于缺陷的信息通过信号处理器40和光学拾取器30被读出并且写入盘10上的预定区域。
产业上的可利用性
如上所述，本发明将缺陷管理方法应用于高密度一次写入记录介质，当数据以写入后验证的模式被记录时使用滑移替换，由此通过滑移在记录介质中发现的缺陷来允许连续记录，还提高了记录介质的可靠性。
此外，当在大容量计算机存储装置中高密度一次写入记录介质用于批备份时，根据本发明的使用滑移替换的缺陷管理方法即使当缺陷在记录介质中出现，也允许记录介质执行无缝备份，由此防止备份操作被中断。即，其消除了重新开始备份操作或用新记录介质替换该记录介质的需要，因此增强了系统的可靠性。
虽然本发明参照其优选实施例被具体地显示和描述，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。

Claims (14)

1、一种用于高密度一次写入记录介质的缺陷管理方法，该方法包括以下步骤：
将数据以预定记录单位写入，并且在写入了该预定记录单位的数据之后验证写入的数据；
如果在验证期间发现缺陷则跳过缺陷部分，并且将相应于该缺陷部分的数据和随后写入的数据重新写入下一个可用记录位置；
将关于被跳过的缺陷部分的信息和随后写入的数据存储在记录/再现设备的暂时存储器中；和
在写入后验证的操作被顺序地执行以写入所有将被记录的数据之后，使用存储在记录/再现设备的暂时存储器中的信息将关于在记录介质上存在的缺陷的信息记录在记录介质上的预定区域中。
2、根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：如果在验证期间没有在记录单位中发现缺陷，那么写入后验证的操作被重复以用于下一个记录单位的数据。
3、根据权利要求1所述的方法，其中，预定记录单位是由预定数目的簇组成的轨道。
4、根据权利要求1所述的方法，其中，预定记录单位是由预定数目的扇区组成的簇。
5、一种用于使用激光束来被记录的高密度一次写入记录介质的缺陷管理方法，该方法包括以下步骤：
将数据写入由预定数目的簇组成的轨道，并且在写入了该轨道的数据之后验证写入的数据；
如果在验证期间在轨道中发现缺陷，则跳过从该轨道内的缺陷簇到最后簇的范围内的簇，并且将相应于该缺陷簇和随后被写的簇的数据重新写入下一个可用轨道；
将关于被跳过的缺陷簇的信息和随后写入的簇存储在记录/再现设备的暂时存储器中；和
在写入后验证的操作被顺序地执行以写入所有将被记录的数据之后，使用存储在记录/再现设备的暂时存储器中的信息将关于在记录介质上存在的缺陷的信息记录在记录介质上的预定区域中。
6、根据权利要求5所述的方法，还包括步骤：如果在验证期间没有在轨道中发现缺陷，那么写入后验证的操作被重复以用于下一个轨道的数据。
7、根据权利要求5所述的方法，其中，验证包括以下步骤：
将数据写入由预定数目的簇组成的轨道；
跳回到原始轨道；和
读出并验证写入该轨道的数据。
8、一种用于使用激光束来被记录的高密度一次写入记录介质的缺陷管理方法，该方法包括以下步骤：
将数据写入簇，并且在写入了该簇的数据之后验证写入的数据；
如果在验证期间在簇中发现缺陷则跳过缺陷簇，并且将相应于该缺陷簇的数据重新写入下一个可用簇；
将关于被跳过的缺陷簇的信息存储在记录/再现设备的暂时存储器中；
在写入后验证的操作被顺序地执行以写入所有将被记录的数据之后，使用存储在记录/再现设备的暂时存储器中的信息将关于在记录介质上存在的缺陷的信息记录在记录介质上的预定区域中。
9、根据权利要求8所述的方法，还包括步骤：如果在验证期间没有在簇中发现缺陷，那么写入后验证的操作被重复以用于下一个簇的数据。
10、根据权利要求8所述的方法，其中，验证包括以下步骤：
将数据写入簇；
跳回到该簇所在的一个轨道；和
读出并验证写入该簇的数据。
11、一种用于对高密度一次写入记录介质执行缺陷管理的记录/再现设备，该设备包括：
驱动器，用于驱动记录介质；光学拾取器，用于通过将激光束照射在记录介质上，来从该记录介质读出/写入数据；
信号处理器，用于将数据调制为用于记录数据的信号，并且将记录的信号解调为原始数据；
控制器，包括：验证数据控制模块，用于控制验证数据的操作，该数据已经通过信号处理器和光学拾取器以预定记录单位被写入记录介质上的记录区域，并且该数据在被写入之后已经通过光学拾取器和信号处理器被读出；缺陷数据写入控制模块，如果发现缺陷，那么控制跳过缺陷部分并通过信号处理器和光学拾取器将相应于该缺陷部分的数据和随后写入的数据重新写入记录介质上的下一个可用记录位置的操作；和
存储器，用于暂时存储关于被跳过的缺陷部分的信息和随后写入的数据，
其中，控制器还包括：缺陷信息写入控制模块，在写入后验证的操作被顺序地执行以写入所有将被记录的数据之后，控制通过信号处理器和光学拾取器将存储在存储器中的关于缺陷的信息写入记录介质上的预定区域的操作。
12、根据权利要求11所述的设备，其中，驱动器调整记录介质上的数据被写入的位置，并且控制器还控制数据被写入的位置和将被记录的数据量，并且将从数据被写入的区域读出的数据和驻留在存储器中的当前写入的数据比较，并且验证是否发现缺陷。
13、根据权利要求11所述的设备，其中，预定记录单位是由预定数目的簇组成的轨道。
14、根据权利要求11所述的设备，其中，预定记录单位是一个簇。
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