CN100492519C - 用于记录信息的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于将实时视频信号写到具有记录区域(40)的光盘(2)上的方法，其中记录区域包括管理区域(43)、备用区域(42)，和用户区域(41)。正常记录在用户区域(41)的空闲部分(47)中的第一预留区域(NW)的块(45)中进行。如果在记录过程中遇到缺陷块(45*)，则在用户区域(41)的空闲部分(47)中的第二预留区域(RW)中进行具有多个块大小的替换记录，在此之后，继续在第一预留区域(NW)中进行正常记录。这样，一方面，限制了用于替换记录的跳转次数，而另一方面，将使该盘(2)的存储容量得到非常有效的利用。

Description

用于记录信息的方法和设备
技术领域
本发明总地涉及将信息，特别是数字信息，记录在盘形记录媒体(如光盘或磁盘，在下文中将这些媒体称为“记录盘”)上。众所周知，这样的记录盘具有多个基本同心的圆形记录轨道。这样的记录轨道可以采用单个圆形轨道或一个连续的螺旋形轨道的形式。每一个轨道被划分成逻辑块且每一个逻辑块有一个数据区域用于记录数据。而且，每一个逻辑块通常保留一个区域用于记录校验数或“检验和”。
背景技术
一般而言，在一次记录会话中要记录的信息量大于一个逻辑块所能容纳的信息量。于是要被记录的信息(也被称作“文件”)被划分成连续的、具有一个块大小的数据分组，并且一个文件的连续数据分组被记录在盘上的不同逻辑块中。对于快速数据传递，则期望将连续的数据分组记录在连续的逻辑块中。于是记录的过程可以实际上连续进行。同样在后来读取(回放)记录在盘上的信息的时间内，读取过程也可以连续进行。
在实践中，盘中可能出现缺陷块，即，在该逻辑块中不再可能无错地记录信息或不再能在读取期间纠正任何所产生的小的写错误。于是这样的逻辑块不再适合于记录信息。在记录盘中通常会保留一个备用区域，该备用区域不可以被用户寻址并且是用来替换任何缺陷块的。当在记录期间发现有缺陷块时，在备用记录区域中而不是在缺陷块中进行记录。
将数据分组记录在备用记录区域的逻辑块后，继续将下面的数据分组记录在缺陷块后面的逻辑块中。因此，这样的替换需要记录头的两次跳转，在读取信息时同样需要记录头的两次跳转。
使读写头从正常记录区域到备用记录区域的跳转和跳回花费了相对较多的时间并降低了信息的平均传输速率。这在要求很高传输速率的情形中是特别不期望的，例如在实时记录音频和/或视频信号中。
为此，建议不为单个的被损坏块跳转到备用记录区域和跳回，而是在发现缺陷块时，在备用区域记录包括多个逻辑块的文件区段。现在这种跳转在时间上不是紧接着另一个跳转发生，而是在两次之间有较长的时间间隔。于是在一个不包括两次跳转的时间间隔内平均传输速率较高。不过，造成的结果是备用记录区域被迅速填满，然后记录在备用记录区域的大部分数据分组错误地占用了备用记录区域的空间，因为正常记录区域中这些和数据分组相对应的逻辑块不是有缺陷的。因此，跳转次数的减少伴随着对备用记录区域相对低效的使用，以及备用记录区域被更加迅速地填满；一旦备用记录区域被填满，该盘就不再被用于进一步的记录。相反的是，这意味着针对其进行了替换记录的文件区段的数目比较小。
发明内容
本发明的一个目的是为上述问题提供一个解决方案。
按照本发明的一个重要方面，替换记录在空闲记录区域，即还没有被使用的可自由访问的、可寻址的区域中进行。这个区域大得足够用以记录具有连续的以百计的长度的文件区段。在记录之前，分配管理器将空闲记录区域的一个特定部分作为替换区域保留。这样的保留意味着，一方面，分配管理器将不会使用这个空闲记录区域的保留部分中的地址去记录。如果在记录期间发现缺陷块，写记录头就跳转到空闲记录区域的保留替换区域中的适当地址，例如替换区域中的第一空闲地址，以及在该替换区域进行替换记录。在将文件区段记录在这个替换区域之后，写记录头返回到正常记录区域。
在记录会话完成后，通知分配管理器替换区域中的哪些地址已被用于替换以及替换地址与原始地址的对应关系。于是分配管理器就知道空闲区域中的哪些地址不再空闲以及原始分配地址中的哪些还没有被使用而因此事实上依然是空闲的。
可选地，在记录会话期间这个信息可能已经被传递给分配管理器，其结果是，如果必需，分配管理器可以在记录过程期间在正常存取空间中保留额外的空间，例如在发生大量错误时。
附图说明
本发明的这些和其它方面、特征和优点将通过参照附图对本发明优选实施方案的进一步描述来进行说明，其中：
图1是显示记录设备的一部分的框图；
图2图表化地显示记录盘的逻辑结构，以便图示一种传统的记录方法；以及
图3图表化地显示记录盘的逻辑结构，以便图示按照本发明的一种记录方法。
具体实施方式
图1是显示了记录设备1的一部分的框图，该记录设备1适合于将实时的视频或音频信号S记录在记录盘2上。
对本领域的技术人员来说，显然本发明的范围并不局限于在上文中所描述的实例，而是在不脱离附加的权利要求中所定义的本发明的范围的情况下，可能对其进行各种变化和修改。例如，如果在测试过程中只检查预先确定的测试轨道，本发明就已经是优选的，即使该测试过程并不基于跟踪信号的使用，虽然这是优选的。盘2可以是磁盘但本发明特别打算用于光盘记录。盘2包含多个彼此同心的记录轨道3，该轨道3在下文中被假定为单个圆形轨道，但该轨道3也有可能表现为一个连续的螺旋形轨道。正如本身已知的，设备1具有一个光学写/读头10和一个转盘，为了简明没有显示转盘，该转盘朝向记录头10，盘2可以被定位在该转盘上，以及通过转盘盘2可以进行相对记录头10的旋转运动而使轨道3能被记录头10扫描到。记录设备1还包括一些用于在盘2的径向方向上移动记录头10的装置，因其本身是已知的，故为了简明没有显示，这样使得盘2的不同轨道3可被写/读头10访问。众所周知，信息是通过来自记录头10的激光束11写到轨道3上的。
写的过程由功能单元20来控制，该单元在下文中被称作为写控制单元。这样的写控制单元20就其本身而言是已知的，因此不再作进一步描述。应当指出的只有，写控制单元20适合于以这样一种方式来控制写/读头10相对盘2的位置，即通过控制盘2的转盘以及写记录头10的定位装置来在盘2的要求位置进行写过程。此外，写控制单元20依赖要记录的输入信号S来控制激光束11的亮度。写控制单元20的控制功能图示化地表示为图1中的连接22。
记录设备1还包括一个功能单元30，在下文中被称作分配管理器。这样一个分配管理器30其本身是已知的，因此不再作进一步描述。应当指出的只有，分配管理器30适合于判定一个特定的记录会话或记录将发生在盘2的哪个部分。当用户开始一个记录时，分配管理器30判定在相应的盘2上是否有足够的空间用于记录，以及如果情况是这样，则判定何处可得到这样的空间。分配管理器30通知写控制单元20这个可用空间的起始位置，该空间被图示化表示为信号连接31。
图2图示化表示了盘2的逻辑结构。记录轨道3一起定义了盘2的可记录区域40，该区域被显示为连续的条，在下文中也被称作记录区域。
盘2的记录区域40被划分成逻辑块45，每一个逻辑块有各自的预定地址。逻辑块45相应地址的值已经被记录在块45的预定地址域中。因此将信息直接记录在和盘2上的给定地址相对应的给定位置是可能的，且将信息直接从和给定地址相对应的给定位置中读取同样也是可能的。块45具有一个逻辑块尺寸，该尺寸对所有块来说不必相等。一个逻辑块里可以写入的数据量被称为一个数据分组。
记录区域40包括的一个主要部分是所谓可寻址空间41，该地址空间可被用户访问以便记录信息，所述信息在本实例中是数字视频信号。这个可寻址空间41因此将在下文中被称作用户区域。
盘2的记录区域40还包括备用区域42，该区域不可寻址，以及作为替换区域使用。图2中没有显示用户区域41与备用区域42的相关存储容量的比例：一般而言，备用区域42的大小只是用户区域41大小的百分之几。
盘2还包括预定区域43，该区域存储了涉及盘中内容的信息。这些信息可能涉及，例如，盘2上的文件数、文件的起始地址、文件的长度、文件名等。区域43在下文中将被称作管理区域。
在图2中，文件标有参考符号f1，f2，f3等。一般而言，文件占用多个块45，以致文件包括多个数据分组。用户区域45中已经被用于文件存储的那部分被称作占用的用户区域46或占用空间。用户区域45中未被使用的那部分依然空闲：在下文中这部分将被称作空闲用户区域或空闲空间47。在可寻址区域41中，文件使用的块不必直接与另一块毗邻。文件可能包括多个段，每一个段可能包括多个块，这些段可能分散在可寻址区域41中。因此空闲空间由具有尚未使用的块的多个段组成。这些地址被保存在管理空间43中。为了简化，文件被表示成单个连续的区域。
当盘2被装进记录设备时，分配管理器30通过连接31命令写控制单元20来读取管理区域43并将这样读取的信息通过连接31传递到分配管理器30。分配管理器30将读取的信息存储在相关的存储器32中。分配管理器30现在知道盘2的用户区域41中哪个部分已被在前记录的文件f1，f2等占用，以及因此成为占用的用户区域46或占用空间。作为结果，分配管理器30也知道用户区域41中哪个部分依然空闲，并因此而成为空闲用户区域或空闲空间47。
当分配管理器30接收到一个新的写命令时，分配管理器30在相关存储器32中检查用户区域41的哪个部分是空闲的，并通过通信线路31发送这个空闲空间中的起始地址和结束地址到写控制单元20。分配管理器30还将这个数据存储在存储器32中，标志由所述起始地址和结束地址定义的用户区域41的这个部分不再属于空闲用户区域47而是属于占用的用户区域46。写控制单元20为将被记录的信号S控制记录过程，该记录开始于从分配管理器30接收的起始地址，是以通常方式进行的。当记录过程已经完成后，写控制单元20通过通信线路31向分配管理器30报告，在此之后，分配管理器30命令写控制单元20更新盘2的管理区域43中的数据。
用户区域41可能包含缺陷块45*。这样特定缺陷块45*的存在事先不为分配管理器30知晓是可能的，因此这些缺陷块45*被正常地用于分配。不过在记录前分配管理器30知道哪些块由于存在缺陷而不能使用也是可能的。在传统的方式中，这些块45*依然被用于分配。假设写控制单元20自己选择了可供选择的一个位置。如果在写期间，写记录头10到达一个缺陷块45*，则写控制单元20应该将写记录头10移动到一个可供选择的块以及将已经写入相关缺陷块45*的数据分组记录到该可供选择的块中。在将数据分组记录在另一个可供选择的块中之后，写控制单元20命令写记录头10以传统方式返回到用户区域41。
这样的一个可供选择的块也被称作替换块45′，且将数据分组记录在替换块45′也被称作替换记录。
传统地，在备用区域42中选择可供选择的块45′。
由于写记录头10的来回移动损失了大量时间，所以这样造成的结果是：这样一种传统的写过程不太适合于实时的视频信号的处理。本发明建议减少写记录头10的跳转移动次数并且增加连续跳转移动之间的时间，其中当写记录头10到达一个缺陷块45*且随之必须跳转到替换块45′时，替换记录不是只对要被写入缺陷块的单个数据分组进行而是在跳转回去之前还将大量的后续数据分组写入该替换块45′。因此被写入替换块45′的后续数据分组数可以是100或更多。事实上，错误经常是成簇发生的。通过接受多个数据分组而减少了跳转次数。这样的被写入替换块45′的连续数据分组的序列也被称作文件区段。
预定的保留区域42相对较小。特别地，这个备用区域42已经被设计成容量大约是整个盘容量的3％，因此如果缺陷块不超过3％，就可以为所有缺陷块45*提供可供选择的写容量。在传统写过程中，实际上这是充足的，因为在那种情况下，只有备用区域42中的一个单个替换块45′被用户区域41中的每一个缺陷块45*所使用。不过，如果大小为100或更多数据分组的文件区段同时被写入备用区域42，则不可避免的是：也需要大量备用区域42中的替换块45′作为可供选择的记录区域用于用户区域41的无缺陷块45。这意味着备用区域42被迅速填满，以及甚至在用户区域41中缺陷块45*的数目远小于3％时，它可能已经被填满。当备用区域42填满时，盘2不能再用于进一步的记录。
本发明同样提供对这个问题的解决方案。
为此，依照本发明，分配管理器30适合于在空闲用户区域保留两个不同的区域用于记录，保留第一区域用于正常记录，保留第二区域用于替换记录。分配管理器30将这些区域通知给写控制单元20。写控制单元20适合于在第一区域执行正常记录，在发现缺陷块45*时，在第二区域执行文件分段的替换记录。
如图3所示，为了这个目的，分配管理器30适合于在空闲用户区域47中指定一个写起始地址WSA和一个写结束地址WEA，这些地址为正常记录保留一个区域NW，以及在空闲用户区域47中还指定一个替换起始地址RSA和一个替换结束地址REA，这些地址为替换记录保留一个区域RW。图3显示了为正常记录保留的区域NW位于空闲用户区域47的开端部分而为替换记录保留的区域RW位于空闲用户区域47的结尾部分。事实上，空闲用户区域包括多个分散在整个可寻址空间上的非连接区域。因此，为替换记录保留的那个区域RW与为正常记录保留的区域NW毗邻也是可能的。
分配管理器30适合于将这些地址传送给写控制单元20，控制单元进而又适合于保证在空闲用户区域47内为正常记录保留的区域NW中以传统方式进行信息流的记录。不过，写控制单元20适合于保证在发现缺陷块45*时，写记录头10跳转到在空闲用户区域47内替换区域RW中的一个位置，以便在该位置进行文件区段的替换记录，以及随后使得写记录头10跳转回到空闲用户区域47内为正常记录保留的区域NW。显而易见的是替换记录以这种方式进行而没有上文中描述的缺点。因此，特别地，没有使用备用区域42。
通常，写控制单元20在记录过程已结束时，向分配管理器30报告，据此，分配管理器30命令写控制单元20更新盘2的管理区域43中的数据。分配管理器30将为替换记录保留的区域RW中的地址添加到管理区域43中的该管理数据上。没有使用过的带有缺陷的地址被留在空闲用户区域中。将这些地址添加到不可靠地址列表中也是有可能的。然后在随后的记录过程中，分配管理器30能够决定不将这些地址用于分配。这在重新分配期间，避免了时间损失。
因此，用户区域41的被占用空间46现在包括被正常记录所占用的一部分46W、已经在区域NW中使用的块和已经在区域RW中使用的块。分配管理器30将其写入存储器32，以及在完成记录会话时，它将这些信息记录在盘上管理区域43中的内容表中。
当下一次盘2被装入设备1时，执行相同的过程：分配管理器30识别出已经使用过的地址。从这个信息，它可以得知剩余哪个空闲用户区域。这个空闲区域的一部分被保留用于替换记录。这个区域不必与前面记录过程中的区域是同一部分。
正常情况下，空闲用户区域47中的替换区域RW的大小大于备用区域42，并且大得足够处理正常条件下发生的替换记录的数量。
如果在记录期间由于盘变满而使得剩余的空闲用户空间变小，但在替换空间中尚有余地，则分配管理器30可以通过将这一情况通知给写控制单元20而减少替换空间。这样，整个盘可被用来存储。在记录会话期间写控制单元有可能将替换区域RW中剩余的未使用部分的信息提供给分配管理器30，作为结果，如果替换记录的数目相当大且甚至在记录会话完成以前替换区域就因此要变满，则分配管理器30能扩充替换区域RW。
一旦分配管理器30已经保留了空闲用户区域47的一部分，则分配管理器30将不再认为这部分区域是可以被正常记录所自由使用。
由本发明提出的方法有一些主要的优点。在记录会话或记录期间，空闲空间中替换区域的大小可以动态变化。作为保留的替换区域的结果，这并不引起任何播放时间损失。而且，即使当多于3％的记录区域有缺陷时，该盘依然可使用。理论上，甚至在近乎100％的存储空间有缺陷时，该盘依然可使用，但是由于更多的存储空间有缺陷和需要更多的替换空间，使得剩余播放时间相应减少(适度恶化)。这是和传统方法比较而言，在传统方法中，当出现大于3％的缺陷时，一个盘就不再能用了。
总之，因此本发明特别提供了一种用来在具有记录区域40的DVR盘上记录实时的视频信号的方法，记录区域40包括管理区域43、备用区域42和用户区域41。在用户区域的空闲部分47的第一预留区域NW的块45中进行正常记录。在记录过程期间如果遇到缺陷块45*，则在用户区域的空闲部分47的第二预留区域RW中进行多个块大小的文件区段的替换记录，在此之后，继续在第一预留区域NW中进行正常记录。一方面，这样减少了跳转次数并限制了在一段短时间内由于替换记录引起的跳转次数，另一方面，非常有效地使用了该盘的存储容量。
对本领域的技术人员来说，显然本发明的范围并不局限于在上文中所描述的实例，而是在不脱离附加的权利要求中所定义的本发明的范围的情况下，可能对其进行各种变化和修改。

Claims (7)

1、一种将信息记录在记录盘(2)上的方法，所述记录盘属于具有多个被划分成块(45)的同心的基本圆形记录轨道(3)的类型，该记录轨道(3)一起定义了盘(2)的记录区域(40)，该记录区域(40)包括一个至少可自由访问的、可寻址的用户区域(41)；
其中要被记录的信息被划分成具有块大小的数据分组，其中连续的数据分组被记录在该用户区域(41)的不同块(45)中；
其中在记录会话之前，保留该可自由访问的、可寻址的用户区域(41)的一个特定部分(RW)作为替换区域；
其中如果发现块(45*)有缺陷，则在该用户区域(41)的所述替换区域进行对具有多个块大小的文件区段的替换记录；以及
其中在记录会话期间，所述替换区域的大小按照对于一个替换区域的需要而动态地改变。
2、权利要求1所要求的方法，其中，在记录会话期间，如果需要，则保留该可自由访问的、可寻址的用户区域(41)的一个额外部分作为替换区域。
3、权利要求1所要求的方法，其中，在记录会话期间，如果需要，则取消以前保留的替换区域的一部分的保留，以便使该部分再次作为空闲用户区域(47)提供。
4、权利要求1所要求的方法，其中，如果在记录会话期间遇到缺陷块(45*)，则为包括多个连续数据分组的文件区段进行替换记录。
5、一种将信息记录在记录盘(2)上的记录设备，所述记录盘属于具有多个被划分成块(45)的同心的基本圆形记录轨道(3)的类型，该记录轨道(3)一起定义了盘(2)的记录区域(40)，该记录区域(40)包括一个至少可自由访问的、可寻址的用户区域(41)；
其中要被记录的信息被划分成具有块大小的数据分组，其中连续的数据分组被记录在该用户区域(41)的不同块(45)中，
所述记录设备包括：
适合于控制写过程的写控制单元(20)，和适合于确定在盘(1)中的哪个位置进行写操作的分配管理器(30)；
其中分配管理器(30)适合于在用户区域的空闲部分(47)保留两个不同的区域用于记录，保留第一区域(NW)用于正常记录，而保留第二区域(RW)用于替换记录；
分配管理器(30)适合于将这些保留区域(20)通知给写控制单元(20)；
写控制单元(20)适合于在第一预定区域(NW)进行正常记录，并且在遇到一个缺陷块(45*)时，在第二预定区域(RW)为具有多个块大小的文件区段进行替换记录，以及在完成替换记录后，在第一预定区域(NW)继续进行正常记录，以及
该分配管理器适合于按照对于一个替换区域的需要而动态地改变所述第二预定区域(RW)的大小。
6、权利要求5所要求的记录设备，其中写控制单元(20)适合于在完成记录过程后将在第二预定区域(RW)中使用的地址通知给分配管理器(30)，以及
其中分配管理器(30)适合于将第二预定区域(RW)中使用的地址放入与分配管理器(30)相关联的存储器(32)中，以及放入该盘(1)的记录区域(40)的管理区域(43)的内容表中。
7、权利要求5所要求的记录设备，其中分配管理器(30)适合于将引起替换记录的缺陷块(45*)的地址包括在不可靠块的列表中，以及当该两个区域(NW；RW)依据随后的记录命令被保留时，阻止包含在该列表中的块用于分配。
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