CN100530400C - 记录和再现方法以及记录和再现设备 - Google Patents

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Abstract

如果用大的记录数据的最小数据单元来记录管理信息的小数据量，则录制时间长，而且当用WO(只写一次式盘)作为记录介质时，所能进行的记录操作数也受到限制。为解决此问题，本发明可以用比普通记录数据单元小的单元在管理区记录数据以便在有限的管理区适当地记录信息，从而有效地利用用户数据区。同时，本发明简化了通常用在普通记录数据的交错处理，并对本发明的数据结构(对小的数据)进行简化的交错处理，以确保在普通数据和有本发明数据结构的数据之间信号处理的兼容性。

Description

记录和再现方法以及记录和再现设备
(本申请是2002年4月15日提出的申请号为02118110.1的同名申请的分案申请)
技术领域
本发明涉及记录/再现设备，它把数据记录在具有大容量的记录介质上并且具有用于管理记录在记录介质上的数据的区域。本发明还涉及一种以不同大小的单元记录数据的记录/再现设备，以及其记录/再现方法和记录介质。
背景技术
用光盘作记录介质的CD和DVD的记录/再现设备已广泛应用，并预期其记录容量将日益增加。
图5示出在DVD中用户区使用的数据结构。图中，奇偶校验从两个方向加到用户数据上。标号51表示用户数据，具体来说，就是由16个扇区(扇区0到扇区15)组成的一个记录数据块。标号52表示在行方向加的PI校验，标号53表示在列方向加的P0校验。由于如图所示奇偶校验从行和列的方向加到用户数据上，所以要减少扇区数(现有16个扇区)或减少被采用的用户数据数而不改变奇偶校验就要求记录数据块的结构有相当大的改变。而且，如果加入奇偶校验的方法改变了，就需要对普通的奇偶校验以及在再现时作了改变的数据块结构的奇偶校验进行不同的解码操作，这样就使解码电路的配置复杂化了而且降低了纠错能力。因此，实际上，即使需记录的信息很小时，数据也必需记录在32K字节的最小记录块单元上。这样，小的数据单元就很难记录在传统的DVD的数据结构中。
在DVD领域中，可记录/可再现光盘，如DVD-RAM，其上可多次记录数据，又如DVD-R其上只可一次记录数据，这种可记录/可再现光盘是与其记录/再现设备一起研发的。
在记录到光盘上的数据中，其数据已被记录的信息被记录在特定的管理区，然后被读出来以便进行控制。
图6示出DVD-R盘上的区域。由PCA(功率校正区)和RMA(记录管理区)(二者分别用标号31和32来表示)组成的区域为R-信息区，这是关于所述记录数据的管理区。标号33表示读入区，34表示用户数据记录区，35表示读出区。一般读入区和用户数据区相分离，就ECC块(纠错块)地址而言，二者边界存在于02FPFh和030000h之间。另外，应这样确定RMA区的大小、使得RMA区能记录下预定数量的ECC块。
发明内容
如图6所示，管理区具有预定数量的块容量来记录管理信息。
在这种配置的情况下，如果用一个大的记录数据的最小数据单元来记录管理信息的小数据量，那么，记录时间就长，而且当用WO(写一次)作记录介质时，所能进行的记录操作的数目根据在管理区中记录数据的大小而受到限制。由于在DVD中数据是以32K字节为单元记录的，所以，即使数据小于32K字节，也要分配给它一个32K字节区，这样一来，每记录一次数据，就要消耗一个32K字节记录区.因此，如果经常记录数据，除非在管理信息记录区还有存储空间，否则即使用户数据区还有足够的存储空间，也不可能记录用户数据。当利用提供更高密度的技术来增大用户数据区时，这个问题就变得更为严重了。
考虑到以上问题，设计了本发明。因此，本发明的目的之一就是在有限的管理区内适当地记录信息以便在记录数据时有效的使用用户数据区。
用比普通记录数据的单元要小一些的单元在管理区内记录数据就可缓解以上问题。
具体地说，按照本发明，在记录介质上记录数据的方法包括以下步骤：以预定的数据单元的大小n(n为整数)来组合数据；在数据上加纠错码：在数据上加地址；以分布方式安排数据；而且，在管理区记录管理信息时，以预定的数据单元的大小m(m为小于n的整数)来组合并记录数据。
在再现数据时，本发明以不同的单元组合数据，各单元对应于记录介质上需从中再现信号(数据)的各个区。
另外，当用多种记录块的大小时，本发明将表示记录块大小的代码记录到记录介质上。通过检测各个代码，就有可能进行对应于每一种记录块大小的再现处理。
附图说明
图1示出：按照本发明的实施例，由较大的记录块形成记录块以及记录此形成的记录块的方法；
图2示出：按照此实施例的待记录到记录介质上的数据的数据单元的数据结构；
图3示出：利用图2所示记录块，把每段2K字节的数据放在一起组成一个逻辑块的数据配置；
图4示出：在包含于图3所示记录块的2K字节逻辑块1至4上加纠错码后得到的数据结构；
图5示出：DVD中用户数据的数据结构；
图6示出：在DVD-R盘上的区域配置；
图7示出：由图1所示的8K字节记录数据结构形成的16K字节的记录数据结构；
图8示出：由图7所示的16K字节记录数据结构形成的32K字节的记录数据结构；
图9示出：按照本发明的实施例，如何将盘上的各区实际分配给数据的实例；
图10示出：根据本发明的记录设备的配置；
图11示出；根据本发明的再现设备的配置；
图12示出：DVD中数据区的CPR.MAI；
图13示出：根据本发明用于以4K字节的单元记录数据的数据结构；
图14示出：根据本发明用于以4K字节的单元记录数据的同步和子码配置；
图15示出这样的实例：当再现根据本发明的4K字节数据结构时在同步和子码的一些部分包含错误，指明可能存在错误的数据位置；
图16是表示当再现根据本发明的4K字节数据结构时可能存在错误的数据位置的又一简图；以及
图17是表示按照本发明处理待记录数据的方法的简图。
具体实施方式
在图中主要用到的符号(标号)意义如下；101表示信号输入；102加奇偶校验；103加子码；104交错；105调制；106盘；107系统控制；109用于处理记录信号的半导体电路；110输出；111把数据按预定单元组合的过程；112纠错；113地址检测；114去交错；115解调；以及119处理再现信号的半导体电路。
以下将参考附图说明本发明的最佳实施例。图2和图3示出根据本发明的用于记录用户数据的数据结构。图1示出记录块大小已根据本发明作了改变的实例。图4示出重新排列图3所示数据结构后所得的用来实际记录数据的数据结构。
图2示出根据本发明待记录在记录介质上的数据的记录单元的数据结构。以下说明均假定记录介质为光盘。
记录块包括：每一列，496字节；每一行，一个字节的同步(同步信号)，38字节数据，3组一个字节的突发错误检测子码和38字节的数据；总计77,736字节。箭头表示在光盘上记录数据的方向。各LDC(长距代码)部分构成用户数据，并且是用RS(里得·索罗门(Reed Solomon))代码在216段数据上加32个校验而得到的结果。图中此代码顺序布置成一单列，以阴影部分表示。但是，此代码也可以被分割并且用交错的方式排列。
图3示出利用图2所示的记录块把各个2K字节数据组成一个逻辑块的数据配置。这样，可以利用64字节记录块来排列32个2K字节逻辑块。除了以上实例外，还可以这样排列逻辑块，使得每2块排列成一行。
图4示出在图3所示的2K字节逻辑决1至4上加纠错码后得到的数据结构。如图所示，纠错码RS(248，216，31)是竖直地(列方向)加在数据上的。这样，图上表示的情况是纠错码加在竖直地排列的逻辑块1至4上。但是，纠错码也可加在逻辑决1，16，2，和17上而具有同样效果。因此，本发明并不限于逻辑块的某一特定组合，利用常规的交错法可采用任何组合。
图1示出形成并记录比上述要小的记录块的方法。
如图1所示，记录块a包括：每一列，496字节；每一行，一个字节的同步，38字节数据，3组一个字节的突发错误检测子码和38字节的数据；总计77,736字节。箭头表示在光盘上记录数据的方向。记录块b1包括：每一列，62字节；每一行与记录块a一样，有一个字节的同步，38字节数据，3组一个字节的突发错误检测子码和38字节的数据；总计9,672字节.在光盘上记录数据的方向与记录块a相同。
2048字节的数据和4字节的错误检查码构成一个记录数据单元，记录块a的数据由32个数据单元构成。至于记录块b1，则是由2048*4字节的数据和4*4字节的错误检查码构成其最小记录数据单元。将此最小记录数据单元重新排列，如图中记录块b2所示，形成类似于包括RS码(纠错码)的记录块a的结构(排列)这样就可用对记录块a采用的同样方法进行RAM控制，用以暂时存储数据供信号处理或进行纠错处理。就是说，先把纠错码然后把子码都加在记录块b2的结构上。记录数据时，像记录块b1一样记录数据(用记录块b1的结构)。由于所述子码是64字节的代码串，它可以以单列的方式加入，也可用交错法排列。
顺便提一句，2048字节大致就是2K字节。因此，记录块b1的数据结构可记录8K字节的数据，它包括各自排列成一行的62个记录块单元。但记录块b1不限于此特定数据结构，即，比特定字节数，8K字节。如果记录块b1能容易地分割和重新排列组成记录块a的数据结构，那么记录块b1(即，其数据结构)可以具有任意大小。
另一方面，由诸如上述小块组成的数据结构可能不易交错数据，从而使纠错能力变差。为解决此问题，同样的数据可进行多次记录，或可加入纠错校验。
图7示出由图1所示的8K字节记录数据结构形成的16K字节记录数据结构。利用类似方法可很容易的从16K字节记录数据结构得到32K字节记录数据结构。图8示出DVD的用户数据区中记录有复制控制信息的区域，图中，CGMS(复制产生管理系统)区记录关于用户数据的信息，因此不需要作为管理信息数据。相应地，管理信息可记录在此区域，方法是把待记录的数据大小编码成几个类型的代码并记录该代码。例如，当把2比特指派给区域CGM时，可用标记符“00”表示8K字节记录数据.记录此信息的区域不限于区域CGMS。任何区域，只要是用于用户数据且不包括在管理区内，都可用来记录此类信息。
图8示出比上述要大的数据结构。如图8所示，记录块d包含32K字节的数据，是64字节记录块a大小的一半。由于DVD以32K字节单元记录数据，这种数据大小的记录块很容易与DVD系统兼容。用这种记录块，在待记录的数据上加上校验和子码，然后将其交错以便分布数据，以增强突发错误的检测能力。可以在交错后(而不是在交错前)加入子码。在记录块a的情况下，通过把子码加到数据上来交错数据，然后，比如，将其重新排列。在利用交错技术的这种排列的情况下，在发生突发错误时，可检测到实际突发错误一半长的两个视在突发错误.因此，即使在因突发错误而数据不能连续再现时，如果视在突发错误处于用交错纠错的距离之内，数据就可用所加的校验来纠正。为达此效果，数据被交错，然后在已交错的数据上所加的子码也交错以增强纠错能力。
由于记录块d包含小于记录块a的数据，所以记录块a所用的交错技术就不能用于记录块d。相应地，子码在248字节内交错。用这种方法，就有可能形成和记录32K字节的记录块。在上述每一种描述中，数据都组成具有接近2的n(n为整数)次方个字节的单元。为了对分数作四舍五入，可以加入冗余数据，以便产生组合数据时易于使用的数字。
图9示出根据本发明如何将待记录的数据实际上记录到光盘上的实例。记录光盘上设置有：管理信息区；读入区；用户数据区以及读出区；数据被以预定的格式记录到各个区。数据被以具有64字节的预定的记录块记录到用户数据区。至于管理信息区，以其块尺寸小于64K字节、即4K字节、8K字节、16K字节或32K字节的记录块的形式记录数据。通过以上述方法记录数据，就有可能在有限的区域内有效地记录管理信息。应当指出，虽然在图9中管理区是在读入区内，但是此关系也可相反。
另外，如果事先已知管理区不够，可以这样安排、使得可以建立一种定义以便扩展它，例如，图5所示的读入区和用户数据区的边界可以不是固定的(即使在图中就ECC地址而言是固定在02FFFFh和030000h之间)，而是可以改变的。此时，就可将已改变的边界位置记录在某一区，比如管理信息区(如果事先已知需要较大的管理区)的第一部分，以扩展管理区。
图10示出根据本发明的记录设备的配置。标号101表示用于输入待记录的数据的信号输入部分；102表示用于加入纠错码的“加校验”部分；103表示用于加入分布式地址等信息的“加子码”部分；104表示用于重新排列数据的交错部分；105用于记录数据的调制部分；以及106表示其上记录数据的光盘。标号107表示用于控制系统的系统控制电路；而109表示处理记录信号的半导体电路。虽未示出，但还设置一种记录装置以便在记录介质上记录数据。术语“记录装置”此处表示，例如，光头。记录装置可进一步包括记录光学系统和记录用激光器，术语“组合装置”此处表示把待记录数据按预定单元组合以便可将校验加到数据上的装置.例如图10中，用于将数据组合成预定的单元的步骤(部分)100就是组合装置。应当指出，如果数据组合成多种不同的数据单元(即各种数据单元包括不同数量的字节等)，则对各数据单元可采用不同的电路，或者，也可采用确能改变构成数据单元数(或字节)的单一电路。再者，纠错码加入装置就是在记录介质上把校验加到待记录数据上的装置。例如，图10所示“加入校验”部分102就是纠错码加入装置。纠错码加入装置可以包括在RAM等上存储数据和写/读数据的机制。应当指出，如果数据组合成多种不同的数据单元(即各种数据单元包括不同数量的字节等)，则对各数据单元可采用不同的电路作为纠错码加入装置，或者，也可对所有不同的数据单元采用单一电路作为纠错码加入装置，方法是在不同的数据单元间或在不同的数据串单元间(各有不同数量的字节等)切换。
系统的控制是这样：当待记录数据是管理信息而且很小时，从信号输入部分输入的每段数据都设定得比较小，不进行通常的交错处理，而是在加了校验和子码后直接用转换开关进行调制和记录到光盘上。图中，加子码103是在交错前执行的。但也可在交错后执行，根据待记录的数据而定。另外，即使在上述情况下，利用转换开关使数据不进行通常的交错处理，数据也可进行适合于待记录的小数据的简单交错处理。上述处理操作的转换可以借助来自系统控制107的转换信号进行转换，或利用半导体电路109内进行的地址检测而自动转换。
图11示出再现电路(装置)的配置。来自光盘106的再现信号由解调部分(电路)115解调，并由地址检测部分113作地址检测。标号114表示解交错部分，用于重新排列数据。数据由纠错部分112纠错，在数据组合成预定单元后由终端111输出。标号119表示处理再现信号的半导体电路，术语“解调装置”此处指在记录介质中对数据作解调的装置。例如，图11中的解调电路115就是解调装置。术语“再现组合装置”此处指把从记录介质上再现的数据按照被记录数据的单元组合成预定单元的装置，以便进行纠错.此装置对应图11所示的过程113(地址检测部分)，即检测数据地址并把数据组合成预定单元。应当指出，如果数据组合成多种不同的数据单元(即各种数据单元包括不同数量的字节等)，对各数据单元可采用不同的电路，或者，也可采用能根据地址值来改变构成纠错数据单元数(或字节)的单一电路。再者，纠错装置就是纠正从记录介质再现的数据中的错误的装置。例如，图11中的纠错部分112就是纠错装置。纠错装置可包括在RAM中存储数据以及写/读数据的机制。应当指出，如果数据组合成多种不同的数据单元(即各种数据单元包括不同数量的字节等)，对各数据单元可采用不同的电路作为纠错装置，或者，也可对所有不同的数据单元采用单一电路作为纠错装置，方法是在不同的数据单元间或在不同的数据串单元间(各有不同数量的字节等)转换。
系统的控制是这样：当待再现的数据是管理信息而且很小时，从记录介质来的待再现的数据单元和纠错都设定得比较小并进行纠错。当小量的管理信息数据被读出时，利用地址检测检查数据位置。通过转换开关控制，使得数据在存储前不受普通交错处理.然后数据在预定记录块中纠错并输出。
图12示出DVD中数据区的CPR-MAI(版权管理信息)403的结构。在可用的48比特中，现只用了4比特。标号b47表示CPM(版权材料)，说明此扇区是否包括版权材料；b46表示CP-SEC，说明此扇区是否有版权保护系统的特定数据结构；b45和b44表示CGMS(复制产生管理系统)，它记录复制限制信息。控制数据复制的信息必需记录在数据区。但复制信息如CGMS不需要记录在管理区。因此，可以作以下安排.管理区中的记录块大小可编成2比特的代码，然后记录在CGMS的2-比特区，这样就有可能获知记录块的大小。
图13示出用于以4K字节的单元记录数据的数据结构。图中，标号A到H各表示数据单元，其中每一行有19字节、每一列有31字节。记录块e2包括：两个子码串，每个有62字节(包括校验)；以及19个代码串，每个有248字节，排列成一列。这些数据单元(记录块e2)重新排列成记录块e1，其数据结构为每列31字节，每行156字节。利用这种数据结构，就可记录具有4K字节大小的数据。顺便提一句，如果记录块e2中子码串s1和s2被分割和重新排列成现在这样，重新排列后的同步位置就会与记录块e1中用户数据的排列不匹配。
为解决此问题，如图14所示，将同步插入代码串s1和s2结构中的特定位置，而数据，如地址信息，和加在数据上的校验则置于其他部分。利用这种子码的数据结构，就可使同步位置与用户数据的排列相匹配。
图15示出，当再现图13和14所示的4K字节数据结构时，在同步和子码部分包含有错误的实例。图中，同步N.G.和子码N.G.都代表错误实例。具体地说，当未能适当检测到同步或子码的纠错代码中含有错误数据时，其后的串必须处理，因该串可能有误。当发生上述同步检测N.G.或子码N.G.时，从同步N.G.或子码N.G.的位置就可估计数据单元A到H中所包含的错误部分，如图中阴影部分所示。根据此信息纠正数据中的错误，就有可能将数据正确解码。此时，数据可记录多次。
图16示出另一实例(与图15的实例不同)，在此例中，未能适当检测到同步或子码的纠错代码中含有错误数据的情况多次连续发生，处理错误之间的数据，因为数据可能有误。利用这种算法，数据错误的位置信息增加了可靠性，这样就可以用丢弃错误部分的方法来纠正数据。
图17是流程图，说明用于处理迄今描述的待记录数据的方法以及改变数据结构的方法。首先，在记录数据时，在步骤171先确定目标区是否为管理区，如果是用户数据区，则用64K字节单元处理数据。在步骤173加入同步和子码，并在步骤174进行数据交错，产生记录数据结构。另一方面，若在步骤171确定是管理区，则在步骤175确定待记录数据的大小。此时，如果待记录数据的大小需要以64K字节单元来记录，则象用户数据区的情况一样，用64K字节记录块来记录数据。需要以64K字节的记录单元记录的数据大小包括稍小于64K(字节(例如60K字节等)及大于64K字节的数据大小。
若在步骤175确定待记录数据比较小，则在步骤179根据待记录数据的大小选择适当的记录块大小。如上所述，记录块可配置成小于64K字节的各种大小，如32K字节(图8所示)，16K字节(图7所示)，8K字节(图1所示)，4K字节(图13所示)。这样，通过根据待记录数据的大小选择适当的记录块大小，就可减少大量记录在管理区中的数据。
然后在步骤180加上识别码。识别码表示记录块的大小。根据由该识别码表示的记录块的大小执行同步和子码的加入以及数据配置的转换。具体地说，在步骤181，在待记录数据和识别码上加上小记录块的同步和子码。在步骤182，根据数据大小重新排列数据以便产生待记录的数据。通过进行这种处理，就有可能在盘的管理区记录甚至很小的数据。
根据上述的本发明，在记录介质上记录数据时，甚至很小的待记录数据都可象一般数据(普通大小)那样进行记录信号处理，于是就有可能以小单元在管理信息区记录数据。这样，就可减少记录管理信息所需的时间，并有效地利用管理信息区。

Claims (5)

1.一种对于具有第一区和第二区的记录介质的记录方法，其特征在于，
所述第一区为数据区，
所述第二区为盘信息区，
在第一区中以第一纠错块的单位进行记录，该第一纠错块包含152字节×496行的数据和用于检测该数据的突发错误的子码，
第一纠错块比第二区中的第二纠错块大。
2.如权利要求1所述的记录方法，其特征在于：
所述第一纠错块的先头列由同步信号构成。
3.如权利要求1所述的记录方法，其特征在于：
所述第一纠错块中包含3字节×496行的子码，
各子码在152字节×496行的数据中交错配置。
4.如权利要求3所述的记录方法，其特征在于：
各子码列配置在两个邻接的38字节×496行的数据之间。
5.如权利要求1所述的记录方法，其特征在于：
所述152字节×496行的数据的各列构成为对于216个数据附加32个纠错码。
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