CN101013409A - 数据传送设备、信息记录和再现设备、以及数据传送方法 - Google Patents

数据传送设备、信息记录和再现设备、以及数据传送方法 Download PDF

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CN101013409A CNA2007100030882A CN200710003088A CN101013409A CN 101013409 A CN101013409 A CN 101013409A CN A2007100030882 A CNA2007100030882 A CN A2007100030882A CN 200710003088 A CN200710003088 A CN 200710003088A CN 101013409 A CN101013409 A CN 101013409A
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Abstract

一种执行突发传送的数据传送设备，包括：临时存储从发送设备发送来的数据的缓冲存储器，以及控制向所述发送设备的数据传送以及来自所述发送设备的数据传送的控制单元。当缓冲存储器中的自由空间量等于或小于预定阈值时，所述控制单元向发送设备发送停止请求来停止数据传送。

Description

数据传送设备、信息记录和再现设备、以及数据传送方法
技术领域
本发明涉及数据传送设备、信息记录和再现设备、以及数据传送方法，具体地涉及用于执行突发传送的一种数据传送设备、一种信息记录和再现设备、以及一种数据传送方法。
背景技术
近来的光盘驱动单元、HDD单元等需要大容量且高速度的数据通信。用于实现大容量且高速度的数据通信的通信标准是例如ATAPI标准。
在ATAPI标准中，例如像在JP-A 2004-199668中所公开的，提供了由处理器控制其中的数据读写的PIO(编程的IO)模式和由DMA控制器控制其中的数据传送的DMA模式。DMA模式包括称为多字DMA模式的第一传送模式和称为超DMA模式的第二传送模式，它们是用于进行高速传送的。
在DMA模式中的数据传送中，独立于CPU来执行数据传送，从而可进行高速度的传送。而且，可通过执行称为突发传送的传送来实现高速数据传送，在该突发传送中，通过只对数据要传送到的地址指定例如一次，就可连续地传送一组数据。
因此，在一些对图像数据、大量数据等进行读写的光盘驱动单元、HDD单元等中，数据传送是通过突发传送来执行的。
通常，当通过突发传送接收数据时，在接收设备中提供相对小容量的缓冲存储器，并将接收到的数据临时存储在缓冲存储器中。例如，当把要写入光盘的数据从作为主机端设备的个人计算机传送到光盘驱动单元时，可在该光盘驱动单元中提供缓冲存储器。
在数据的突发传送期间，当缓冲存储器满时，接收设备向发送设备发送传送停止请求以暂停或停止突发传送。
然而，在把传送停止请求发到发送设备的时刻与数据传送实际停止的时刻之间会发生预定的延迟。因此，例如在延迟期间发送来的数据(以下称为延迟数据)可能会溢出缓冲存储器或覆盖已接收到的数据，因此接收到的数据可能会丢失。
为了防止这样的数据丢失，在已知的方法中，例如，提供了保留缓冲存储器或在缓冲存储器的一部分中提供了保留空间来将延迟数据存储在保留缓冲存储器或保留空间中。
然而，由于在普通的情况下并不使用保留缓冲存储器或缓冲存储器的保留区，所以从硬件资源的利用效率角度看这样的结构并不是优选的。
而且，在发送传送停止请求的时刻与接收设备中的数据传送实际停止的时刻之间的延迟取决于主机端的设备(发送设备)。例如，当主机端设备为个人计算机、电视接收器等时，延迟随硬件结构、软件类型等而发生变化。因此，延迟数据的量也随主机端设备的类型而发生变化。
因此，有这样的问题出现在期望被连接到主机端多个设备上的接收端设备(例如，光盘驱动单元)中，即用于存储延迟数据的保留缓冲存储器或缓冲存储器中的保留区的容量无法被预先固定。在此情况下，当固定了保留缓冲存储器或缓冲存储器的保留区的容量时，所预期的延迟数据的最大量需被设为该容量。所以，大大降低了缓冲存储器的利用效率。
发明内容
考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种数据传送设备、一种信息记录和再现设备、以及一种数据传送方法，其中可改善突发传送时数据接收缓冲存储器的利用效率，并且可以不依赖于发送设备的类型来防止突发传送时接收到的数据丢失的可能性。
为了解决上述问题，根据本发明第一方面的执行突发传送的数据传送设备包括：缓冲存储器，其临时存储了从发送设备发送来的数据；以及控制单元，其控制了向所述发送设备的数据传送以及来自所述发送设备的数据传送。当缓冲存储器中的自由空间量等于或小于预定阈值时，控制单元向发送设备发送停止请求来停止数据传送。
为了解决上述问题，根据本发明第二方面的连接到主机设备的信息记录和再现设备包括：数据传送单元，其执行向所述主机设备的突发传送以及来自所述主机设备的突发传送；调制单元，其对所述数据传送单元从主机设备接收到的数据进行调制并将调制后的数据转换为要写入光盘的信号；光学拾取器，其使用要被写入的信号来把数据记录在光盘上以及从光盘读取再现信号；和解调单元，其对从所述光学拾取器输出的再现信号进行解调。所述数据传送单元包括：临时存储从所述主机设备发送来的数据的缓冲存储器、以及对向所述主机设备的数据传送以及来自所述主机设备的数据传送进行控制的控制单元。当缓冲存储器中的自由空间量等于或小于预定阈值时，控制单元向主机设备发送停止请求来停止数据传送。
为了解决上述问题，根据本发明第三方面的用于执行突发传送的数据传送方法包括：把从发送设备发送来的数据临时存储在缓冲存储器中的存储步骤、和对向发送设备的数据传送以及来自发送设备的数据传送进行控制的控制步骤。在控制步骤中，当缓冲存储器中的自由空间量等于或小于预定阈值时，向发送设备发送停止请求来停止数据传送。
在根据本发明的数据传送设备、信息记录和再现设备、以及数据传送方法中，可改善突发传送时数据接收缓冲存储器的利用效率，并且可以不依赖于发送设备的类型来防止突发传送时接收到的数据丢失的可能性。
附图说明
结合在说明书中作为说明书一部分的附图对本发明实施例进行了说明，并与上面的概述和下面给出的对实施例的详细描述一同解释了本发明的原理。
图1是示出根据本发明一个实施例的信息记录和再现设备的示例系统结构的框图；
图2是示出根据本发明第一实施例的数据传送设备(数据传送单元)的示例结构的框图；
图3A到3C是示出在已知的数据传送方法中示例的流控制的示图；
图4A到4C是示出在根据本发明一个实施例的数据传送方法中的流控制的示图；
图5A到5C示出了用于自动设置阈值的第一示例方法；
图6A到6C示出了用于自动设置阈值的第二示例方法；以及
图7是示出根据本发明第二实施例的数据传送设备(数据传送单元)的示例结构的框图。
具体实施方式
现在将参考附图来说明根据本发明实施例的数据传送设备、信息记录和再现设备、以及数据传送方法。
(1)信息记录和再现设备的结构和操作
图1是示出根据本发明一个实施例的信息记录和再现设备100的示例系统结构的框图。
该信息记录和再现设备100包括调制电路2、激光器控制电路3、激光器4、准直透镜5、偏振光束分光器(以下称PBS)6、四分之一波片7、物镜8、聚光透镜9、光检测器阵列10、信号处理电路11、解调电路12、聚焦误差信号产生电路13、寻道误差信号产生电路14、聚焦控制电路16、寻道控制电路17、主控制单元40、以及数据传送单元50。
激光器4、准直透镜5、PBS6、四分之一波片7、物镜8、聚光透镜9、以及光检测器阵列10构成了光学拾取器70。
另外，信号处理电路11和解调电路12构成了再现单元20，并且调制电路2和激光器控制电路3构成了记录单元30。
主控制单元40执行信息记录和再现设备100的全部控制，并且其包括例如微处理器。
数据传送单元50在信息记录和再现设备100和连接到该信息记录和再现设备100的主机设备200(例如，个人计算机和电视接收器)之间执行数据传送。配置数据传送器单元50从而可执行称为突发传送的传送方法。在数据传送单元50中，大量数据如图像数据的传送是通过一次传送全部大量数据来进行的而无需单独执行寻址。
存在有允许突发传送的各种类型的数据传送方法。例如，在根据ATAPI标准的数据传送中，定义了称为多字DMA模式、超DMA模式等的突发传送模式。在许多情况下，这些传送模式用在通过光盘驱动单元(信息记录和再现设备100)的数据传送中。
现在将描述具有上述结构的信息记录和再现设备100的记录和再现操作。首先描述记录操作。
主控制单元40控制数据的记录。调制电路2对被从主机设备200通过数据传送单元50发送到预定的一串通道位中的要记录的数据(数据符号)进行调制。激光器控制电路3将对应于要记录的数据的该串通道位转换成激光器驱动波形。激光器控制电路3使激光器4产生脉冲以在光盘1上记录对应于所期望的串的位的数据。从激光器4发出的用于记录数据的光束由准直透镜5校准为平行光，该平行光进入PBS6并通过该PBS6。已通过PBS6的光束通过四分之一波片7并被物镜8聚焦在光盘1的数据记录面上。通过聚焦控制电路16的聚焦控制和寻道控制电路17的寻道控制来保持所述聚焦光束，从而可在数据记录面上获得理想的微光斑。
现在将说明信息记录和再现设备100再现数据的操作。主控制单元40控制数据再现。激光器4根据来自主控制单元40的再现数据的指令来发射用于再现数据的光束。从激光器4发射的用于再现数据的光束被准直透镜5校准为平行光，该平行光进入PBS6并通过该PBS6。已通过PBS6的光束通过四分之一波片7并被物镜8聚焦在光盘1的数据记录面上。通过聚焦控制电路16的聚焦控制和寻道控制电路17的寻道控制来保持所述聚焦光束，从而可在数据记录面上获得理想的微光斑。在此情况下，发射到光盘1上用于再现数据的光束被数据记录面中的反射膜和反射记录膜反射。反射光以相反方向通过物镜8并再次被校准为平行光。该反射光通过四分之一波片7。该反射光具有偏振了的与入射光垂直的光分量，并被PBS6反射。由PBS6反射的光束被聚光透镜9转换为会聚光，其进入光检测器阵列10。光检测器阵列10包括了例如四个光检测器。己进入光检测器阵列10的光的细束经过光电转换而转换成电信号并被放大。放大后的信号被信号处理电路11均衡化并数字化而发送到解调电路12。在解调电路12中将数字化了的信号按照预定的调制方案解调，并且通过数据传送单元50将再现数据输出到主机设备200。
聚焦误差信号产生电路13根据从光检测器阵列10输出的电信号的一部分来产生聚焦误差信号。类似地，寻道误差信号产生电路14根据从光检测器阵列10输出的电信号的一部分来产生寻道误差信号。聚焦控制电路16根据聚焦误差信号来控制射束点的聚焦。寻道控制电路17根据寻道误差信号来控制射束点的寻道。
如上所述，信息记录和再现设备100对从主机设备200发送来的要写到光盘1上的数据进行记录，并把从光盘1中再现的数据发送到主机设备200。在此情况下，可通过数据传送单元50在信息记录和再现设备100与主机设备200之间传送数据。
现在将描述数据传送单元50的结构和操作。
(2)数据传送单元(第一实施例)的结构
图2是示出根据第一实施例的数据传送单元50(数据传送设备)的示例结构的框图。
该数据传送单元50包括：数据接收/发送缓冲存储器51(缓冲存储器)，其临时存储了从主机设备200(发送设备)通过突发传送而发送来的数据以及要发送到主机设备200的数据；控制单元53；以及接口54。在本发明中，数据接收/发送缓冲存储器51的功能与数据接收功能有关。因此，在以下的描述中，将数据接收/发送缓冲存储器51描述为数据接收缓冲存储器51。
临时存储在数据接收缓冲存储器51中的数据被输出到信息记录和再现设备100的记录单元30(功能块(1))中。从信息记录和再现设备100的再现单元20(功能块(2))输出的数据被临时存储在数据发送缓冲存储器52(未示出)中。
控制单元53对数据接收缓冲存储器51中的自由空间进行监视，并根据检测到的自由空间来请求主机设备200暂停或停止数据传送。
接口54把要在主机设备200与信息记录和再现设备100之间进行传送的数据的格式转换成在预定数据传送系统60中定义的数据格式。当数据传送系统60基于ATAPI标准时，数据格式被转换成符合ATAPI标准的数据格式。
通常，由于数据接收缓冲存储器51的容量并不很大，所以从主机设备200接收到的数据被连续地输出到下游侧(记录单元30侧)以传送数据。因此，需执行流控制以使得从主机设备200发送来的数据不会溢出数据接收缓冲存储器51。控制单元53执行该流控制。现在将对控制流进行描述。
(3)数据传送方法
图3A到3C是示出用于与根据本实施例的数据传送方法进行比较的已知流控制示例的示图。
图3A示出了把从主机设备200发送来的数据存储在数据接收缓冲存储器51中的状态。在此状态下，数据接收缓冲存储器51中有足够的自由空间可用。配置控制单元53使得该控制单元53能监视数据接收缓冲存储器51中的自由空间。
当写到数据接收缓冲存储器51中的数据量超过从数据接收缓冲存储器51读取的数据量时，自由空间逐渐减少并最终无空间可用。图3B示出了无自由空间可用的状态。当一检测到无自由空间可用，控制单元53就将停止请求信号发送到主机设备200以停止数据传送。
主机设备200一接收到停止请求信号就停止向数据传送单元50发送数据。
然而，在控制单元53把停止请求信号发到主机设备200的时刻与数据传送在主机设备200中实际停止的时刻之间发生了预定的延迟。因此，如图3C所示，在延迟期间从主机设备200发送来的数据(延迟数据)可能会溢出其中无自由空间可用的数据接收缓冲存储器51，或覆盖已存储在数据接收缓冲存储器51中的一部分数据。
所以，可能会发生没有成功接收到从主机设备200发送来的一部分数据这样的问题。
为防止这样的接收数据失败，例如除了普通的数据接收缓冲存储器51之外还另外提供了保留数据接收缓冲存储器。然而，这种结构的电路会变复杂。而且，从数据接收缓冲存储器51的有效使用角度看这种结构并不是必须首选的。
图4A到4C示意性示出了根据本实施例的数据传送方法，其提供了对上述问题的解决方法。
根据本实施例的数据传送方法与已知的数据传送方法的不同之处在于在有相对充足的自由空间量为可用的状态下提出请求以停止数据传送，而不是在数据接收缓冲存储器51没有空间可用的状态下提出。
具体来说，如图4A和4B所示，配置控制单元53使得该控制单元53监视自由空间并在自由空间等于或小于预定阈值时向主机设备200发送请求以停止数据传送。
因此，如图4C所示，对于由停止请求信号延迟所引起的延迟数据来说，可被存储在像数据接收缓冲存储器51中的阈值那么大的自由空间中，从而防止了接收数据的失败。
而且，在此方法中，无需提供保留数据接收缓冲存储器，并可有效地使用普通的数据接收缓冲存储器51。因此，从对数据接收缓冲存储器51的有效利用的角度看此方法为优选的。
传送数据量、延迟量等随着与信息记录和再现设备100相连接的主机设备200的硬件、软件等而变化。因此，延迟数据的量随主机设备200的类型而变化。所以，优选的是阈值可以改变从而可靠地接收延迟数据。例如可在控制单元53中提供用于设置数据的开关，从而用户可改变所述阈值。可选的是可将软件更新工具连接到控制单元53，从而可改变设置到控制单元53中的阈值。
除了上述手动设置阈值的结构以外，还可采用自动改变阈值的结构。
图5A到5C示出了用于自动改变阈值的第一示例方法。在本实施例中，如图5A到5C所示，阈值根据连接到信息记录和再现设备100(或数据传送设备)的主机设备200(发送设备)的类型而自动改变。
当可获得通信伙伴的设备识别信息时，可预先估计出对于个别设备类型来说与连接到信息记录和再现设备100的主机设备200相对应的延迟数据量。
因此，当采用了其中针对各个类型的主机设备200而估计的延迟数据量以例如查找表的形式被预先存储在控制单元53中这样的结构时，可参考该查找表根据从主机设备200获取的设备识别信息来自动设置对于连接到信息记录和再现设备100的主机设备200来说最适合的阈值。
图6A到6C示出了用于自动改变阈值的第二示例方法。该方法适用于例如无法预先获得与信息记录和再现设备100相连的主机设备200的信息这样的情况。具体地讲，在该方法中，测量了与连接到信息记录和再现设备100的主机设备200相对应的延迟数据量，得知了测量结果，并且自动设置了适于该类型主机设备200的阈值。
图6A到6C示出了使用第二示例方法来自动改变阈值的示例数据传送方法。如图6A所示，在数据接收缓冲存储器51中有足够量的自由空间可用的状态下，首先从控制单元53向主机设备200发送请求来停止数据传送。
在接收到停止数据传送请求之后，主机设备200停止数据传送。在发送请求的时刻与主机设备200停止数据传送的时刻之间存在延迟。因此，在该延迟期间，将延迟数据存储在数据接收缓冲存储器51中。图6B示出了该状态。
另一方面，如在自动改变阈值的第一示例方法中那样，控制单元53对数据接收缓冲存储器51中的自由空间进行监视。可通过确定在发送停止数据传送请求时检测到的自由空间量与在停止了来自主机设备200的数据传送时检测到的自由空间量之间的差来测量延迟数据量，所述的两个自由空间量是通过控制单元53的监视功能而获得的。
控制单元53根据测得的延迟数据量来确定阈值。在此情况下，控制单元53可通过将预定余量添加到测得的延迟数据量来确定阈值。在确定了阈值之后，将数据接收缓冲存储器51中的自由空间量与该阈值进行比较，以执行如图4A到4C所示流程的流控制。
在用于自动改变阈值的第二示例方法中，即使当无法预先获得主机设备200的信息时，也可自动设置适于主机设备200的阈值。
(4)第二实施例
图7是示出根据第二实施例的数据传送单元50a(数据传送设备)的示例结构的框图。
第二实施例与第一实施例的不同之处在于数据接收缓冲存储器55(虽然实际上是数据接收/发送缓冲存储器55，但如第一实施例一样称其为数据接收缓冲存储器55)包括多个缓冲存储器。在具有这样结构的数据接收缓冲存储器55中，多个缓冲存储器之一用于接收来自主机设备200的数据，并且已被多个缓冲存储器中的另一个接收到的数据被输出到下一级(记录单元30端)。
通过包括了两个缓冲存储器的双缓冲器系统来实现该结构的典型模式。图7示出了采用双缓冲器系统作为数据接收缓冲存储器55的情况。
在使用缓冲器(1)56从主机设备200接收数据的同时，数据从缓冲器(2)57输出到记录单元30。当缓冲器(1)56满时，输入和输出端的开关位置发生改变，从而存储在缓冲器(1)56中的数据被输出到记录单元30，并且使用缓冲器(2)57从主机设备200接收数据。该操作被交替重复。
在双缓冲器系统中，当在缓冲存储器之一中的自由空间可用时，可通过改变对缓冲存储器之一的利用从而使用缓冲存储器之一接收数据来防止从主机设备200接收数据的失败。然而，当两个缓冲存储器都满时，会发生接收数据失败。因此，需要向主机设备200发送请求来停止数据传送。此时，会发生由于前述延迟而造成的接收延迟数据失败。
为解决此问题，在根据第二实施例的数据传送方法中，当在不同于正在接收数据的第二缓冲存储器(对应于图7所示情况中的缓冲器(1)56)的第一缓冲存储器(对应于图7所示情况中的缓冲器(2)57)中没有自由空间可用并且当第二缓冲存储器中的自由空间等于或小于预定阈值时，向主机设备200发送请求以停止数据传送。
在第二实施例中，控制单元53监视每一缓冲存储器中的自由空间并发送请求来停止数据传送。
可以像第一实施例中那样手动设置阈值，或像在用于自动改变阈值的第一或第二示例方法中那样自动设置阈值。
本发明并不限于上述实施例，并且可以用不超出本发明精神而变化的成分来实现。而且，可通过对上述每个实施例中公开的成分中的适当成分进行组合来实现本发明的各种实施例。例如，可以省略上述每个实施例中公开的成分中的一些成分。另外可以适当组合不同实施例中的成分。

Claims (18)

1.一种数据传送设备，其执行突发传送，所述数据传送设备包含：
缓冲存储器，其临时存储从发送设备发送来的数据；以及
控制单元，其控制向所述发送设备的数据传送以及来自所述发送设备的数据传送，
其中，当所述缓冲存储器中的自由空间量等于或小于预定阈值时，所述控制单元向所述发送设备发送停止请求来停止数据传送。
2.根据权利要求1的数据传送设备，其中所述缓冲存储器包括多个缓冲存储器，所述多个缓冲存储器交替地接收从所述发送设备发送来的数据并存储这些数据，并且
当在不同于正在接收数据的第二缓冲存储器的第一缓冲存储器中没有自由空间可用时并且当该第二缓冲存储器中的自由空间量等于或小于预定阈值时，所述控制单元向所述发送设备发送停止请求来停止数据传送。
3.根据权利要求1的数据传送设备，其中配置所述控制单元从而可改变所述阈值。
4.根据权利要求1的数据传送设备，其中所述控制单元为预定类型的所述发送设备设置阈值。
5.根据权利要求1的数据传送设备，其中所述控制单元根据从所述发送设备发送来的设备识别信息来设置所述阈值。
6.根据权利要求1的数据传送设备，其中所述控制单元监视所述缓冲存储器中的自由空间量并设置所述阈值，以使得所述阈值适于所述缓冲存储器中的自由空间量。
7.一种信息记录和再现设备，其连接到主机设备，所述信息记录和再现设备包含：
数据传送单元，其执行向所述主机设备的突发传送以及来自所述主机设备的突发传送；
调制单元，其对所述数据传送单元从所述主机设备接收到的数据进行调制并将调制后的数据转换为要被写入光盘的信号；
光学拾取器，其使用所述要被写入的信号来把数据记录在光盘上并且从光盘读取再现信号；和
解调单元，其对从所述光学拾取器输出的再现信号进行解调，
其中所述数据传送单元包括：
缓冲存储器，其临时存储从所述主机设备发送来的数据，以及
控制单元，其控制向所述主机设备的数据传送以及来自所述主机设备的数据传送，并且
当所述缓冲存储器中的自由空间量等于或小于预定阈值时，所述控制单元向所述主机设备发送停止请求来停止数据传送。
8.根据权利要求7的信息记录和再现设备，其中所述缓冲存储器包括多个缓冲存储器，所述多个缓冲存储器交替地接收从所述主机设备发送来的数据并存储这些数据，并且
当在不同于正在接收数据的第二缓冲存储器的第一缓冲存储器中没有自由空间可用时并且当该第二缓冲存储器中的自由空间量等于或小于预定阈值时，所述控制单元向所述主机设备发送停止请求来停止数据传送。
9.根据权利要求7的信息记录和再现设备，其中配置所述控制单元从而可改变所述阈值。
10.根据权利要求7的信息记录和再现设备，其中所述控制单元为预定类型的所述主机设备设置阈值。
11.根据权利要求7的信息记录和再现设备，其中所述控制单元根据从所述主机设备发送来的设备识别信息来设置所述阈值。
12.根据权利要求7的信息记录和再现设备，其中所述控制单元监视所述缓冲存储器中的自由空间量并设置所述阈值，以使得所述阈值适于所述缓冲存储器中的自由空间量。
13.一种数据传送方法，其用于执行突发传送，所述数据传送方法包含：
存储步骤，把从发送设备发送来的数据临时存储在缓冲存储器中；以及
控制步骤，对向所述发送设备的数据传送以及来自所述发送设备的数据传送进行控制，
其中，在所述控制步骤中，当所述缓冲存储器中的自由空间量等于或小于预定阈值时，向所述发送设备发送停止请求来停止数据传送。
14.根据权利要求13的数据传送方法，其中所述缓冲存储器包括多个缓冲存储器，所述多个缓冲存储器交替地接收从所述发送设备发送来的数据并存储这些数据，并且
在所述控制步骤中，当在不同于正在接收数据的第二缓冲存储器的第一缓冲存储器中没有自由空间可用时并且当该第二缓冲存储器中的自由空间量等于或小于预定阈值时，向所述发送设备发送停止请求来停止数据传送。
15.根据权利要求13的数据传送方法，其中，在所述控制步骤中，设置所述阈值以使其被改变。
16.根据权利要求13的数据传送方法，其中，在所述控制步骤中，为预定类型的所述发送设备设置阈值。
17.根据权利要求13的数据传送方法，其中，在所述控制步骤中，根据从所述发送设备发送来的设备识别信息来设置所述阈值。
18.根据权利要求13的数据传送方法，其中，在所述控制步骤中，监视所述缓冲存储器中的自由空间量并设置所述阈值，以使得所述阈值适于所述缓冲存储器中的自由空间量。
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