CN102113053B - 用于光盘记录的最佳功率校准的电路、体系结构、装置、系统、算法和方法以及软件 - Google Patents

用于光盘记录的最佳功率校准的电路、体系结构、装置、系统、算法和方法以及软件 Download PDF

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Abstract

公开了用于校准对光存储介质进行写入的写入特性的方法、软件和装置，以及对校准图案数据和校准指令进行编码的方法。用于校准的方法一般包括以下步骤：(a)接收图案数据和与图案数据同步的指令，(b)根据指令将图案数据写入到光存储介质，(c)从光存储介质读取与图案数据相对应的回读信号，(d)根据指令对回读信号进行处理，以及(e)至少部分基于回读信号来确定用于将数据写入到光存储介质的写入特性的值。本发明有利地提供了灵活地设置测试参数并且迅速并准确地测试可记录或可再写光存储介质的写入特性的能力。

Description

用于光盘记录的最佳功率校准的电路、体系结构、装置、系统、算法和方法以及软件
相关申请
本申请要求2006年12月26日递交的美国申请No.11/646,098(代理案卷号No.MP0960)和2006年2月24日递交的美国临时申请No.60/776,588(代理案卷号No.MP0960PR)的优先权，这里通过引用将这些申请的全部内容并入。 
技术领域
本发明一般地涉及对光存储介质进行写入的领域。更具体而言，本发明的实施例涉及用于光存储介质的最佳写入特性的校准(calibration)的方法和装置。 
背景技术
光存储技术包括很多种并且越来越多种的盘和应用规范。盘规范例如包括用于预记录盘的CD-ROM和DVD-ROM，用于一次写入盘的CD-R、DVD-R和DVD+R，以及用于可再写盘的CD-RW、DVD-RW、DVD-RAM和DVD+RW。盘格式规范一般定义了盘的物理特性(例如，机械属性、光信号特性、物理布置、写入方法和测试条件)。应用规范包括用于视频内容的视频DVD(DVD-Video)、用于音频内容的音频DVD(DVD-Audio)以及用于实时视频记录的DVD-VR和DVD+VR(例如在便携式摄录机(camcorder)和个人视频记录器(PVR))中。 
在许多光盘规范中，光盘可包括两个区域，这两个区域包括用户数据区域和盘信息(导入)区域。用户数据区域一般用于写入应用数据，包括视频、音频、信息表、文件系统数据等等。盘信息(导入)区域一般包括诸如盘大小、盘类型、盘布局等等之类的信息。在一些光盘规范(例如 CD-R、DVD-R和DVD+R)中，盘一般只能被写一次。在其他盘规范或格式(例如CD-R/W、DVD+RW)中，数据可以多次被写到盘上。 
光存储介质一般将数据存储为数据承载表面上的“坑(pit)”(或“标记(mark)”)和“岸(land)”(或“空白(space)”)的序列(例如，连续的轨道)，其中在制造期间通过施加金属层而使该数据承载表面成为反射性的。“岸”一般是轨道中的不是坑的部分。只读存储介质中的坑一般是在盘被形成时被塑造到数据承载表面中的。可记录和可写入的盘一般被生产为空白盘，并且只具有在塑造期间包括的预先形成的“凹槽(groove)”或“预刻槽(pre-groove)”(在多数情况下还有有限量的模压数据)。数据是利用相同的坑-岸原理来存储在可记录或可写入光存储介质上的，但是坑一般是通过“灼烧”施加到盘基底的特殊相变材料层来添加的。为了对可记录或可写入盘进行写入，光盘的光学拾取头除了配备有读取激光器外，还一般配备有高功率的写入激光器。或者，一个激光器一般可以通过在较低的功率输出下工作以进行读取操作并且在更高功率输出的范围中工作以进行写入操作，从而来执行两个功能。 
用于灼烧坑特征的功率量对于这些特征的形状是很关键的。坑特征的形状的几何条件影响着回读系统的回读性能。可记录和可写入的光存储介质是由多种厂商利用不同的材料生产的。因而，对于一个介质来说适当的写入功率级别对于另一介质就可能太高或太低，即使两个介质是根据同一规范来制造的也是如此。因此，大多数光存储介质规范包括供厂商指定最佳功率级别的某种设施。但是，即使是厂商指定的功率级别也可能由于介质和/或记录设备的正常工艺变动或者记录设备中的工作变动而达不到最佳。因此，大多数光存储介质规范还定义了介质的一个或多个区域，用于通过在各种功率级别下写入数据并且回读数据以确定最佳写入功率级别，来执行最佳功率校准(optimal power calibration，OPC)。可用于OPC操作的空间的量可能受到限制，并且，如果数据是在多个会话中被写入到介质的并且/或者是利用多种不同的记录设备写在同一介质上的，则OPC操作可能需要被运行多次。因此，希望光存储介质记录设备能够利用OPC区域中的尽可能小的空间来获得最准确的校准数据。 
在光存储介质中，日常的使用损害，例如灰尘、指纹和小划痕，可能影响所取得的数据并且破坏记录或重放设备的功能。坑和岸的特定序列尤其易受到介质中的缺陷的影响，并且如果阻止这种序列的记录，则可以提高可播放性。各种编码方法被用于光介质中以避免此问题。例如，一般使用游程长度受限(run length limited，RLL)码，其中经编码的序列的频谱(功率密度函数)在低频端趋于零，并且同一种类的连续比特的最小数目和最大数目都在指定界限(或约束)之内。 
在致密盘(compact disc，CD)标准中，数据是利用八到十四调制(EFM)来编码的。在EFM规则下，要存储的数据首先被分成8比特的块(字节)。利用查找表将每个8比特块转化为相应的14比特码字。选择14比特码字，使得二进制的1总是被最少两个二进制0以及最多十个二进制0所分隔开。这是因为二进制的1是以从岸到坑或从坑到岸的变化的形式被存储在盘上的，而二进制的0则由无变化来指示。因为EFM确保了在每两个1之间至少有两个0，因此它也确保了相邻的坑和岸特征的每个序列至少有三个时钟周期那么长。这降低了重放机构中对光拾取的需求。最多十个连续的0确保了播放器中的最坏情况时钟恢复。EFM一般要求在相邻的14比特码字之间有3个合并比特，以确保连续的码字不会违反指定的最大和最小游程长度约束。因而，要编码8比特的数据，一般需要17比特的盘空间。 
现在参考图1，示出了三个二进制序列。二进制序列101表示数字136(例如，八比特二进制码中的“10001000”)。二进制序列102表示同一数据字节的EFM码(例如，“01001001000001”)。二进制序列103表示同一EFM码，只不过二进制序列102中的“1”在二进制序列103中被表示为与要写入到盘的坑和岸转变相对应的“1”和“0”之间或“0”和“1”之间的转变(例如，“011100011111110”)。将会认识到，利用图1C的EFM约束下的编码，永远不会有少于三个“1”或“0”的有效序列(在考虑了EFM码字之前和/或之后的合并比特之后)。还将认识到，虽然此编码方法对于避免光存储介质中的差错非常有价值，但是它也包含一些开销和/或冗余(例如非信息)数据。 
为其他光介质指定了类似的游程长度受限码。例如，DVD一般是利用EFMPlus来编码的，EFMPlus要求的打包比特比EFM编码更少。蓝光盘(BD)和HD-DVD标准也指定了用于这些介质上的编码方法。 
为了执行OPC，图案数据(pattern data)(例如，EFM或类似编码的数据)一般被写入到光存储介质的OPC区域。该图案数据可以被存储在随机访问存储器(RAM)、诸如闪存或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)之类的非易失性存储器和/或其他适当的电子数据存储装置中(例如，如果OPC被执行多次的话)。因此，还希望使存储图案数据所需的电子数据存储装置的量最小化(例如通过利用经编码的数据中固有的冗余性)。 
发明内容
本发明的实施例涉及用于校准对光存储介质进行写入的写入特性的方法、软件和装置，以及对校准图案数据和校准指令进行编码的方法。用于校准的方法一般包括以下步骤：(a)接收图案数据和与图案数据同步的指令，(b)根据指令将图案数据写入到光存储介质，(c)从光存储介质读取与图案数据相对应的回读信号，(d)根据指令对回读信号进行处理，以及(e)至少部分基于回读信号来确定用于将数据写入到光存储介质的写入特性的值。 
该装置可包括：(a)存储器，该存储器被配置为产生校准比特流，(b)解码模块，该解码模块被配置为从校准比特流提取校准图案数据和与校准图案数据同步的校准指令，(c)写入模块，该写入模块被配置为根据校准指令将校准图案数据写入到光存储介质，(d)读取模块，该读取模块被配置为从光存储介质读取与校准图案数据相对应的回读信号，以及(e)处理模块，该处理模块被配置为根据校准指令对回读信号进行处理，并且至少部分基于回读信号来为光存储介质确定写入特性的最佳值。 
在用于编码的方法中，指令中的至少一个一般包括用于为写入特性设置测试值的指令。该方法一般包括以下步骤：(a)根据游程长度受限(RLL)约束对图案数据进行编码，以及(b)产生包括图案数据和指令的比特流，其中产生步骤包括违反约束地对指令进行编码。 
本发明有利地提供了灵活地设置测试参数并且迅速并准确地测试可记录或可再写光存储介质的写入特性的能力。本发明的这些和其他优点将从以下对优选实施例的详细描述中变得很明显。 
附图说明
图1示出了示例性数据的传统EFM编码。 
图2A是示出根据本发明的示例性图案数据和指令编码的示图。 
图2B是根据本发明的示例性方法的流程图。 
图2C是示出示例性的回读波形的示图。 
图3是示出根据本发明的示例性装置的示图。 
图4A是示例性的数字多功能盘(DVD)播放器的示图。 
图4B是示例性的高清晰度电视(HDTV)的示图。 
图4C是示例性的车辆控制系统的示图。 
图4D是示例性的蜂窝或移动电话的示图。 
图4E是示例性的电视机顶盒的示图。 
图4F是示例性的便携式媒体播放器的示图。 
具体实施方式
现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。虽然将结合优选实施例来描述本发明，但是应当理解，它们并不意图将本发明限制到这些实施例。相反，本发明意图覆盖可包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围之内的替换、修改和等同。另外，在以下对本发明的详细描述中，阐述了许多具体细节以帮助全面理解本发明。但是，本领域的技术人员很容易清楚，没有这些具体细节也能实现本发明。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、工序、组件和电路，以免不必要地模糊本发明的各个方面。 
以下的详细描述的一些部分是按照过程、工序、逻辑块、功能块、处理和计算机、处理器、控制器和/或存储器内对数据比特、数据流或波形的操作的其他符号表示来给出的。这些描述和表示一般被数据处理领域的技术人员用来将其工作的实质传达给本领域的其他技术人员。过程、工序、逻辑块、功能、操作等等在这里被认为是并且一般被认为是通向所需要的和/或所预期的结果的步骤或指令的自洽序列。这些步骤一般包括对物理量的物理操纵。通常但并不一定，这些量采取能够在计算机、数据处理系统或逻辑电路中存储、传送、组合、比较以及以其他方式操纵的电信号、磁信号、光信号或量子信号的形式。主要出于通常使用的原因，已经证明有时将这些信号称为比特、波、波形、流、值、元素、符号、字符、项、数字等等会是很方便的。 
但是，应当记住，所有这些和类似的术语都与适当的物理量相关联，并且只是应用到这些量的方便标签。除非另有具体声明和/或从以下论述中可以明显看出，否则应当明白，在整个本申请中，利用诸如“处理”、“操作”、“计算”、“确定”、“操纵”、“变换”、“显示”之类的术语进行的论述指的是计算机、数据处理系统、逻辑电路或类似的处理设备(例如电的、光的或量子的计算或处理设备)操纵和变换被表示为物理(例如电子)量的数据的动作和过程。这些术语指的是处理设备将一系统或体系结构的(一个或多个)组件(例如寄存器、存储器、其他这样的信息存储、传输或显示设备，等等)内的物理量操纵或变换成同一系统或体系结构或一不同的系统或体系结构的其他组件内的类似地表示为物理量的其他数据的动作、操作和/或过程。 
另外，出于方便和简单起见，术语“时钟”、“时间”、“速率”、“时段”和“频率”在这里一般被可互换地使用，但是一般被赋予了它们在本领域被认可的含义。另外，为了方便和简单，术语“比特流”、“数据”、“数据流”、“波形”和“信息”可以被可互换地使用，就像术语“连接到”、“与...耦合”、“耦合到”和“与...通信”一样(这些术语也指的是连接的、耦合的和/或通信元件之间的直接和/或间接关系，除非术语的使用上下文明确地另有指明)，但是这些术语也一般被赋予了其在本领域被认可的含义。 
本发明涉及用于校准对光存储介质进行写入的特性的方法、软件和装置，以及对校准图案数据和校准指令进行编码的方法。校准的方法一般包括以下步骤：(a)接收图案数据和与图案数据同步的指令，(b)根据指令将图案数据写入到光存储介质，(c)从光存储介质读取与图案数据相对应的回读信号，(d)根据指令对回读信号进行处理，以及(e)至少部分基于回读信号来确定用于将数据写入到光存储介质的写入特性的值。 
本发明的另一方面涉及一种编码方法，该编码方法一般包括以下步骤：(a)根据游程长度受限(RLL)约束对图案数据进行编码，以及 
(b)产生包括图案数据和指令的比特流，其中指令中的至少一个包括用于为写入特性设置测试值的指令，并且产生步骤包括违反约束地对指令进行编码。(一个或多个)算法和/或软件一般被配置为实现根据本发明的方法和/或实现体现了这里描述的创造性概念的任何过程或步骤序列。 
该装置可包括：(a)存储器，该存储器被配置为产生校准比特流，(b)解码模块，该解码模块被配置为从校准比特流提取校准图案数据和与校准图案数据同步的校准指令，(c)写入模块，该写入模块被配置为根据校准指令将校准图案数据写入到光存储介质，(d)读取模块，该读取模块被配置为从光存储介质读取与校准图案数据相对应的回读信号，以及(e)处理模块，该处理模块被配置为根据校准指令对回读信号进行处理，并且至少部分基于回读信号来为光存储介质确定写入特性的最佳值。该装置可包括电路、体系结构、系统或其他硬件实现。例如，体系结构可包括体现这里描述的创造性概念的任何电路或多个电路，例如实现本装置的电路或电路块的组合。 
下面将就示例性实施例来更详细说明本发明的各个方面。 
示例性校准方法
本发明涉及一种对对光存储介质进行的写入进行校准的方法。该方法一般包括以下步骤：(a)接收图案数据和与图案数据同步的指令，(b)根据指令将图案数据写入到光存储介质，(c)从光存储介质读取与图案数据相对应的回读信号，(d)根据指令对回读信号进行处理，以及(e) 至少部分基于回读信号来确定用于将数据写入到光存储介质的写入特性的值。在各种实施例中，光存储介质可以包括诸如一次写入光盘(例如，CD-R、DVD-R或DVD+R)或可再写光盘(例如，DVD-RW、DVD+RW或DVD-RAM)之类的光盘。 
在另一实施例中，接收步骤可包括接收包括指令和图案数据的比特流的步骤。在此比特流中，指令可被叠加在图案数据上。在另一实施例中，图案数据可以符合游程长度受限约束，并且比特流可以包括违反游程长度约束地编码的指令(例如参见下面详细论述的图2A的经编码的比特流200)。因而，接收步骤还可包括从比特流中提取图案数据和指令。图案数据例如可以包括经八到十四调制(EFM)编码的数据或者以其他方式符合光存储介质的编码标准的数据。 
参考图2B，示出了根据本发明的示例性方法的流程图。校准开始于步骤211。在步骤212，可以接收(例如从存储器模块取得或者以其他方式从数据存储设备取得)包含校准图案数据和校准指令两者的校准比特流的一个或多个片段(例如，一个或多个码字和合并比特)。步骤213包括从比特流提取指令和图案数据。指令被有利地与图案数据同步。可选地，此时也对图案数据进行校正。 
在步骤214，检查指令以判定在将相应的图案数据写入到光存储介质之前是否应当改变测试写入特性。如果是，则在步骤215改变测试写入特性。在任一种情况下，在步骤216，图案数据的下一块都可被写入到光存储介质(例如写入到介质上的OPC区域，或者写入到介质上的其他空闲空间)。在步骤217，可以检查指令以判定写入过程是否完成。如果否，则可以重复步骤212至217，直到达到适当的指令为止。 
在校准的写入部分完成之后，校准的读取和测量部分开始。一般来说，步骤222至227包括一循环，其中从光存储介质取得在步骤212至217中写入的数据来作为回读信号，并且针对存储在校准比特流中的图案数据和/或指令来分析回读信号的特性。因而，在步骤222，可以从光存储介质(例如介质上的OPC区域)取得校准比特流(例如，就是在步骤212至217中使用的那个校准比特流)的一个或多个片段。在步骤223，可以 以与步骤213中相同的方式从比特流提取指令和经校正的图案数据。在步骤224，检查指令以判定在相应的图案数据被写入到光存储介质之前写入特性是否曾被改变。如果是，那么在步骤225，在循环的前一次迭代中(例如在下面描述的步骤226)读取的回读信号的特性可以被存储(或者可以被与先前使用的写特性相关联)，并且可以重置任何分析模块，以将任何另外的回读信号与新的写入特性关联起来。在任一情况下，在步骤226，可以从光存储介质读取图案数据的下一块(例如，作为回读信号)，并且可以针对在步骤223中提取的图案数据和/或指令来分析该信号。例如，可以分析回读信号的特性以判定回读信号的特性是否指示出最近解码的(一个或多个)写入特性指令的可接受值。 
在步骤227，可以检查指令以判定校准过程是否完成。如果否，则可以重复步骤222至227，直到达到适当的指令为止。在步骤230，在达到最终指令之后，可以通过寻找导致了回读信号的(一个或多个)最合需要的特性的写入特性来确定最佳写入特性。 
因而，在另一个实施例中，写入步骤还可包括响应于指令中的至少一个而改变写入特性的测试值，并且根据测试值来将图案数据中的一些或全部写入到光存储介质(例如参见流程图210的步骤215和216)。在另一实施例中，处理步骤可包括将回读信号与基于图案数据的预期信号相比较，并将回读信号的特性与指令中的至少一个关联起来(例如参见步骤225和226)。 
在分析回读信号的一种示例性方法中，可以为写入特性的每个值测量回读信号的至少一个高频分量的基线与回读信号的至少一个低频分量的基线之间的不对称性。例如，写入激光器的各种功率级别可能导致这些值之间的更大的不对称性或更小的不对称性。在一个实施例中，基线是从回读信号的多个高频分量和多个低频分量确定的。 
现在参考图2C，示出了对于三个不同的写入功率级别，这些基线之间的不对称性。在回读信号270、280和290中的每一个中，对于介质中包含六比特周期(6T)的岸(例如6T岸271)并且接着是6T坑(例如6T坑272)、3T岸(例如3T岸273)、3T坑(例如3T坑274)和6T岸 (例如6T岸277)的区域，示出了光存储介质的反射率。从6T坑到6T岸的转变(或者从6T岸到6T坑的转变)可构成回读信号的相对低频的分量。从3T坑到3T岸的转变(或者从3T岸到3T坑的转变)可构成回读信号的相对高频的分量。虽然可以凭经验为给定的系统和/或应用选择确定低频分量和高频分量的比特周期的数目，但是一般来说，高频分量可以包括至少两个连续的坑和岸的序列，其中每一个具有≤5T的周期。在一些实施例中，高频分量包含周期为3T或≤4T的坑和岸。类似地，一般来说，低频分量可以包括至少两个连续的坑和岸的序列，其中每一个都不具有高频分量周期。在各种实施例中，高频分量包含周期为≥4T、5T或6T的坑和岸。 
这些分量中的每一个的基线一般是该分量的高点(例如，回读信号的局部极大值)和该分量的低点(例如，回读信号的局部极小值)的平均。低频分量和高频分量的基线之间的差别是回读信号的“不对称性”。因而，在回读信号270中，低频分量具有基线276，而高频分量具有更高的基线277。在回读信号280中，两个分量都具有基线286(例如，不对称性为零或接近零)。在回读信号290中，低频分量具有基线296，而高频分量具有更低的基线297。因此，导致回读信号280的写入功率级别具有图2C中的三个示例中的最低不对称性，并且该写入功率级别一般被认为是光存储介质的“最佳”写入特性。 
因而，在另一实施例中，该方法可包括将回读信号的特性与图案数据中的一个或多个游程长度关联起来(例如，与6T游程长度和3T游程长度关联起来，如图2C所示)。在另一实施例中，回读信号的特性可包括回读信号的至少一个高频分量的基线(例如，图2C的基线277)和回读信号的至少一个低频分量的基线(例如，图2C的基线276)之间的不对称性。 
确定步骤可包括基于与基线之间的最低不对称性相关的测试值来选择写入特性的最佳值(例如，确定哪个写入功率级别导致了回读信号280)。将会认识到，一旦确定了写入特性的最佳值，该方法还可包括根据所确定的写入特性的值来将数据写入到光存储介质。 
在一个实施例中，该方法包括最佳功率校准(OPC)方法，从而要测 试的写入特性是写入功率级别。但是，将会认识到，这里给出的创造性概念并不限于对写入功率级别进行校准，这里的方法也可适用于对诸如定时补偿(例如针对写入策略)之类的写入特性进行测试。 
在另一实施例中，该方法可用于测量定时相位误差。每当回读信号有转变时(例如，信号的值从标记切换到空白，或者从空白切换到标记，其中标记和空白表示光存储介质中的二进制值)，信号的值都将越过零线。当信号过早或过晚地越过零线时，就存在定时相位误差。希望为写入确定最佳定时相位偏移量，以便回读的定时相位误差可得以最小化。例如，该方法可包括测量回读信号中的多个定时相位误差，并且选择导致最低的测得定时相位误差的定时相位偏移量。因而，在另一实施例中，确定步骤包括选择最佳定时相位偏移量。 
定时相位误差可依据转变前后的值的游程长度而变化。例如，后跟6T空白的3T标记的定时相位误差可能不同于后跟4T标记的5T空白的定时相位误差。因此，希望为每种转变类型确定最佳定时相位偏移量，其中，对于一个游程长度的标记与之后的另一游程长度的空白之间的转变的每种组合有一种转变类型，反之亦然。例如，如果编码系统的最大游程长度为10，则可能需要200个不同的最佳定时相位偏移量(因为可能有100个游程长度组合，并且可能有两个不同的转变方向(例如“标记”到“空白”和“空白”到“标记”))。因此，在另一个实施例中，确定步骤包括为所述图案数据中的每种转变类型选择最佳定时相位偏移量。最佳定时相位偏移量随后可在将数据写入到盘时用于调节转变定时(例如，在最佳时间接通和关断写入激光器)。 
在另一个实施例中，处理步骤还包括将所述图案数据中的每个转变的定时相位误差值存储到存储器。为了为写入确定最佳定时相位偏移量，可以处理这些存储的值以确定每种转变类型的平均定时相位误差。例如，当对存储的值进行处理以确定最佳写入特性时，可以从存储器读取图案数据和存储的定时相位误差值两者。因而，可以将定时相位误差值与转变类型关联起来，并且可以创建每种转变类型的定时相位误差的直方图。可以分析直方图以确定用于写入每种转变类型的最佳定时相位偏移量。此外，该 数据可以提供对诸如抖动之类的写入特性的有价值的了解(例如，当某一转变类型的定时相位误差存在统计上重大的变动时)。本领域的技术人员可以选择图案数据以收集最必要的信息。例如，图案数据可包含相对大量的高频转变和相对少量的低频转变，因为高频转变更常被写入。 
在优选实施例中，存储步骤包括在存储定时相位误差值之前对其进行编码。因而，可以优化存储器带宽，从而在OPC过程期间可以收集和分析更多的数据，以得到更准确的测量。在一个实施例中，存储步骤包括对所述定时相位误差值进行编码，以使得不大的定时相位误差值占据所述存储器中的一个二进制比特，而重大的定时相位误差值占据所述存储器中的至少三个二进制比特。因而，当定时相位误差为零(或者接近零)时，则只需要一个比特的数据来存储该数据。预期定时相位误差通常都不大，从而此策略可以节省大量的存储器和带宽。 
在一个示例性实施例中，对于每个重大的定时相位误差值，使用六比特的数据。每个值的第一比特可以是0，以指示出误差值不大，或者是1，以指示出误差值重大。当此第一比特为1时，之后的五个比特可存储有符号整数(例如，-16至15的十进制值)。当第一比特为0时，之后的比特将开始新的误差值。 
在另一实施例中，可以将定时相位误差值打包成数据字(例如，可在单次操作中存储到存储器的32或64个比特)。这些值可以被打包，以使得定时相位误差值都不占据多于一个字(例如，使得定时相位误差值不开始于一个数据字的末端处，并且结束于第二数据字开头处)。在这种实现方式中，如果在字中剩余了少于五个比特，则“1”将指示出该字的剩余部分不被使用，并且下一定时相位误差值是重大的并将在下一个字中找到。因而，当对存储的定时相位误差值进行分析时，一次只需取得一个字，以便提取出该字中的所有定时相位误差值。 
示例性的编码方法
本发明还涉及一种方法，用于对图案数据和指令进行编码，以用于对用于将数据写入到光存储介质的写入特性进行校准。指令中的至少一个一 般包括用于为写入特性设置测试值的指令。该方法一般包括以下步骤：(a)根据游程长度受限(RLL)约束对图案数据进行编码，以及(b)产生包括图案数据和指令的比特流，其中产生步骤包括违反约束地对指令进行编码。 
对图案数据进行编码的步骤还可包括根据光存储介质的编码标准对图案数据进行编码(例如用于CD的EFM编码、用于DVD的EFMPlus编码，等等)。在一个示例性实施例中，要校准的写入特性可以是写入功率级别。将会认识到，这里的编码还可包括用于测试其他写入特性(例如定时补偿)的指令。 
现在参考图2A，利用EFM编码示出了示例性的校准比特流。如图1所示，数字136的8比特二进制值可由二进制序列101(例如，八比特二进制码中的“10001000”)、表示同一数据字节的EFM码的二进制序列102(例如，“01001001000001”)和/或二进制序列103来表示，其中二进制序列103表示同一EFM码，只不过二进制序列102中的“1”在二进制序列103中被表示为与要写入到盘的坑和岸转变相对应的“1”和“0”之间或“0”和“1”之间的转变(例如，“011100011111110”)。因而，二进制序列表示符合游程长度受限(RLL)约束的EFM图案。校准指令可被叠加在图案数据103上(或者嵌入到图案数据103中或者与图案数据103相交织)，以产生校准比特流200。校准比特流200完全违反了EFM编码的游程长度约束(例如参见比特201和比特202)。因此，接收比特流200或以其他方式对比特流200进行操作的解码器可被配置为识别对游程长度约束的违反201和202，并且产生经校正的图案数据(例如，符合游程长度约束并且适合于写入到光存储介质的图案数据)和与对约束的(一个或多个)违反相对应的指令。对指令进行编码的一种方式可以是将序列中的违反数目映射到特定的指令。本领域的技术人员将能够基于本发明实现多种其他编码技术。 
示例性软件
本发明还包括可由包含微控制器、微处理器或其他指令处理器(例 如，配备有传统的模拟和/或数字信号处理器的通用计算机或工作站)的装置实现和/或可由该装置执行的、被配置为执行方法的一个或多个步骤和/或硬件的一个或多个操作的算法、计算机程序和/或软件。因而，本发明的另一个方面涉及实现上述(一个或多个)方法的算法和/或软件。例如，本发明还可涉及包含一组指令的计算机程序、计算机可读介质或波形，该组指令在被适当的处理设备(例如，信号处理设备、比如微控制器、微处理器或DSP设备)执行时被配置为执行上述方法和/或算法。 
例如，计算机程序可以处于任何种类的可读介质上，并且该计算机可读介质可以包括可以被配置为读介质并执行存储于其上或其中的代码的处理设备所读取的任何介质，例如软盘、CD(例如，CD-ROM、CD-R、CD-RW，等等)、DVD(例如，DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW，等等)、磁带或硬盘驱动器。这种代码可包括目标代码、源代码和/或二进制代码。 
波形一般被配置用于通过适当的介质传输，所述介质例如是铜线、传统的双绞线、传统的网络线缆、传统的光数据传输线缆或者甚至用于无线信号传输的空气或真空(例如外太空)。用于实现这里的(一个或多个)方法的波形和/或代码一般是数字的，并且一般被配置为由传统的数字数据处理器(例如，微处理器、微控制器或者诸如可编程门阵列、可编程逻辑电路/器件或专用(集成)电路之类的逻辑电路)来处理。 
在各种实施例中，计算机可读介质或波形包括用于执行以下操作的至少一个指令：接收校准指令和图案数据，其中所述校准指令与图案数据同步(例如，校准指令和图案数据都被编码在单个比特流中，或者校准指令和图案数据已被预先从这种比特流中提取出)。波形或介质还可包括用于执行以下操作的指令：根据校准指令将图案数据写入到光存储介质，并从光存储介质读取与图案数据相对应的回读信号。此外，根据这里公开的方法，波形或介质可包括执行以下操作所必需的指令：根据指令对回读信号进行处理，并且至少部分基于回读信号来确定光存储介质的写入特性。 
在另一实施例中，计算机可读介质或波形可包括用于对图案数据和指令进行编码以用于对用于将数据写入到光存储介质的写入特性进行校准的 计算机指令。校准指令中的至少一个一般包括用于为写入特性设置测试值的指令。计算机可读介质或波形可包括用于执行以下操作的指令：(a)根据游程长度受限(RLL)约束对图案数据进行编码，以及(b)通过违反图案数据的游程长度约束地对校准指令进行编码，来产生包括图案数据和校准指令的比特流。 
示例性装置
在另一方面中，本发明涉及一种用于将数据写入到光存储介质的装置。该装置可包括：(a)存储器，该存储器被配置为产生校准比特流，(b)解码模块，该解码模块被配置为从校准比特流提取校准图案数据和与校准图案数据同步的校准指令，(c)写入模块，该写入模块被配置为根据校准指令将校准图案数据写入到光存储介质，(d)读取模块，该读取模块被配置为从光存储介质读取与校准图案数据相对应的回读信号，以及(e)处理模块，该处理模块被配置为根据校准指令对回读信号进行处理，并且至少部分基于回读信号来为光存储介质确定写入特性的最佳值。 
因而，在替换实施例中，该装置可包括：(a)用于产生校准比特流的装置，(b)用于从校准比特流提取校准图案数据和校准指令的装置，(c)用于根据校准指令将校准图案数据写入到光存储介质的装置，(d)用于从光存储介质读取与校准图案数据相对应的回读信号的装置，以及(e)用于根据校准指令对回读信号进行处理的装置，以及(f)用于至少部分基于回读信号来为光存储介质确定写入特性的最佳值的装置。 
现在参考图3，示出了示例性实施例。存储器310一般被配置为存储与校准比特流相对应的数据。存储器310可包括随机访问存储器(RAM)、诸如闪存之类的低等待时间非易失性存储器、只读存储器(ROM)和/或其他适当的电子数据存储装置。存储器310一般向OPC解码器320提供校准比特流(例如，经由并行数据总线和/或串行通信信道)。 
OPC解码器320一般被配置为从校准比特流提取校准图案数据和校准指令。在优选实施例中，校准比特流可以如上所述并且如图2A所示地被 编码，其中游程长度受限图案数据具有通过违反游程长度约束地进行编码而叠加在其上的指令。因而，校准指令可以与校准图案数据基本同步。因此，OPC解码器320可提供与和图案数据一起编码的指令相对应的多个输出信号S0至S4、以及与图案数据相对应的信号P(其中游程长度违反已被从图案数据P中去除)。本领域的技术人员将会认识到，OPC解码器320可以利用专用电路来高效地实现(例如，实现在专用集成电路中，或者实现在对来自存储器310或包含存储器310的更大存储器的数据进行接收和/或处理的更大集成电路内的功能电路块中)，但是也可以利用用于微控制器或微处理器的软件来实现。 
OPC控制器330可接收信号S0至S4以及图案数据P，并且控制写入模块340和读取模块350，以利用指令和图案数据确定最佳写入特性。OPC控制器330可与写入模块340一起执行流程图210的步骤214至217。另外，OPC控制器330可与读取模块340一起执行流程图210的步骤224至230。 
在另一实施例中，校准指令可被叠加在校准比特流中的校准图案数据上(或者嵌入到校准图案数据中，或者与校准图案数据相交织)。在另一实施例中，校准图案数据可符合游程长度受限约束，并且解码模块还可被配置为通过定位校准比特流中对约束的违反来提取校准指令和校准图案数据(例如，校准比特流可如上所述地并且如图2A所示地被编码)。因而，在另一实施例中，该装置还可包括用于通过定位校准比特流中对约束的违反来提取校准指令和校准图案数据的装置。在优选实施例中，校准图案数据可包括根据光存储介质的编码标准来编码的数据，例如用于CD的经过八至十四调制(EFM)编码的数据。 
在另一实施例中，写入模块还可被配置为响应于校准指令中的至少一个来改变写入特性的测试值，并且根据测试值将图案数据中的一些或全部写入到光存储介质。因而，在另一实施例中，该装置可包括用于响应于校准指令中的至少一个来改变写入特性的测试值的装置、以及用于根据测试值将图案数据中的一些或全部写入到光存储介质的装置。 
在另一实施例中，处理模块还可被配置为将回读信号与基于校准图案 数据的预期信号相比较，并将回读信号的特性与校准指令中的至少一个关联起来。因而，在另一个实施例中，该装置可包括用于将回读信号与基于校准图案数据的预期信号相比较的装置、以及用于将回读信号的特性与校准指令中的至少一个关联起来的装置。在另一实施例中，处理模块还可被配置为将回读信号的特性与校准图案数据中的一个或多个游程长度关联起来。因而，在另一实施例中，该装置可包括用于将回读信号的特性与校准图案数据中的一个或多个游程长度关联起来的装置。 
在优选实施例中，回读信号的特性是在回读信号的一个或多个高频分量的基线和回读信号的一个或多个低频分量的基线之间的不对称性(例如参见图2C的回读信号270、280和290的基线不对称性，如上所述)。在另一实施例中，处理模块还可被配置为基于与基线之间的最低不对称性相关的测试值，来确定被测试的写入特性的最佳值。因而，该装置可包括用于为至少一个先前的测试值存储不对称性值的装置(例如，为所有先前的测试值存储不对称性值，或者只是存储迄今为止遇到的最低不对称性值和相应的测试值)。该装置还可包括用于基于与基线之间的最低不对称性相关的测试值来确定被测试的写入特性的最佳值的装置。 
在一个实施例中，要测试的写入特性是写入功率级别。在另一实施例中，所述回读信号的特性包括定时相位误差。 
因而，在另一实施例中，处理模块还被配置为确定最佳定时相位偏移量。在另一实施例中，处理模块还被配置为为图案数据中的每种转变类型确定最佳定时相位偏移量，其中对于一个游程长度的标记及其后的另一流程长度的空白之间以及一个游程长度的空白及其后的另一游程长度的标记之间的每种转变组合存在一种转变类型。 
在另一实施例中，处理模块还被配置为向存储器存储针对图案数据中的每种转变的定时相位误差值。在另一实施例中，处理模块还被配置为对定时相位误差值进行编码，使得不大的定时相位误差值占据所述存储器中的一个二进制比特，重大的定时相位误差值占据所述存储器中的至少三个二进制比特(如上所述)。 
将会认识到，在最佳功率校准(OPC)装置中，可能希望确定两种写 入特性。另外，本发明的方法和装置可用于与确定这里给出的写入特性顺序地或者在确定这里给出的写入特性的同时确定另外的写入特性。 
光存储介质可包括光盘，例如一次写入光盘(例如，CD-R、DVD-R或者DVD+R)或者可再写光盘(例如，DVD-RW、DVD+RW或者DVD-RAM)。 
系统
现在参考图4A，本发明可实现在数字多功能盘(DVD)驱动器410中。例如，本发明可实现在DVD驱动器410的大容量数据存储装置中。DVD 410中的信号处理和/或控制电路412和/或其他电路(未示出)可以处理数据、执行编码和/或加密、执行计算和/或对从光存储介质416读取的数据和/或写入到光存储介质416的数据进行格式化。在一些实现方式中，DVD 410中的信号处理和/或控制电路412和/或其他电路(未示出)还可执行其他功能，例如编码和/或解码和/或与DVD驱动器相关联的任何其他信号处理功能。 
DVD驱动器410可经由一个或多个有线或无线通信链路417与诸如计算机、电视或其他设备之类的输出设备(未示出)通信。DVD 410可连接到存储器419，例如RAM、ROM、低等待时间非易失性存储器(例如闪存)和/或其他适当的电子数据存储装置。 
现在参考图4B，本发明可实现在高清晰度电视(HDTV)420中。本发明可实现在HDTV 420的大容量数据存储装置中。HDTV 420接收有线或无线格式的HDTV输入信号并且生成用于显示屏426的HDTV输出信号。在一些实现方式中，HDTV 420中的信号处理电路和/或控制电路422和/或其他电路(未示出)可以处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行可能需要的任何其他类型的HDTV处理。 
HDTV 420可与诸如光存储设备和/或磁存储设备之类的以非易失方式存储数据的大容量数据存储装置427通信。至少一个DVD可具有图4A所示的配置。HDTV 420可连接到存储器428，例如RAM、ROM、低等待时间非易失性存储器(例如闪存)和/或其他适当的电子数据存储装置。 HDTV 420还可支持经由WLAN网络接口429与WLAN的连接。 
现在参考图4C，本发明可实现在车辆430的控制系统中。例如，本发明可实现在车辆控制系统430的大容量数据存储装置中。在一些实现方式中，车辆控制系统包括动力传动系(powertrain)控制系统432，该动力传动系控制系统432接收来自诸如温度传感器、压力传感器、转动传感器、气流传感器和/或任何其他适当的传感器之类的一个或多个传感器的输入，并且/或者生成诸如引擎工作参数、传动装置工作参数和/或其他控制信号之类的一个或多个输出控制信号 
本发明也可实现在车辆430的其他控制系统440中。控制系统440同样可以接收来自输入传感器442的信号和/或向一个或多个输出设备444输出控制信号。在一些实现方式中，控制系统440可以是防抱死刹车系统(ABS)、导航系统、远程信息处理系统、车辆远程信息处理系统、车道偏离系统、自适应巡航控制系统、车辆娱乐系统(例如立体声系统、DVD、致密盘等等)的一部分。还可以设想其他实现方式。 
动力传动系控制系统432可与以非易失方式存储数据的大容量数据存储装置446通信。大容量数据存储装置446可包括光存储设备和/或磁存储设备(例如硬盘驱动器(HDD)和/或DVD)。至少一个DVD可具有图4A所示的配置。动力传动系控制系统432可连接到存储器447，例如RAM、ROM、低等待时间非易失性存储器(例如闪存)和/或其他适当的电子数据存储装置。动力传动系控制系统432还可支持经由WLAN网络接口448与WLAN的连接。控制系统440也可包括大容量数据存储装置、存储器和/或WLAN接口(均未示出)。 
现在参考图4D，本发明可实现在可包括蜂窝天线451的蜂窝电话450中。例如，本发明可实现在蜂窝电话450的大容量数据存储装置中。在一些实现方式中，蜂窝电话450包括麦克风456、音频输出458(例如扬声器和/或音频输出插孔)、显示屏460和/或输入设备462(例如键盘、点选设备、语音激励和/或其他输入设备)。蜂窝电话450中的信号处理和/或控制电路452和/或其他电路(未示出)可处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行其他蜂窝电话功能。 
蜂窝电话450可与诸如光存储设备和/或磁存储设备(例如，硬盘驱动器(HDD)和/或DVD)之类的以非易失方式存储数据的大容量数据存储装置464通信。至少一个DVD可具有图4A所示的配置。蜂窝电话450可连接到存储器466，例如RAM、ROM、低等待时间非易失性存储器(例如闪存)和/或其他适当的电子数据存储装置。蜂窝电话450还可支持经由WLAN网络接口468与WLAN的连接。 
现在参考图4E，本发明可实现在机顶盒480中。例如，本发明可实现在机顶盒480的大容量数据存储装置中。机顶盒480接收来自诸如宽带源之类的源的信号，并输出适用于显示屏488(例如电视和/或监视器和/或其他视频和/或音频输出设备)的标准和/或高清晰音频/视频信号。机顶盒480的信号处理和/或控制电路484和/或其他电路(未示出)可处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行任何其他机顶盒功能。 
机顶盒480可与以非易失方式存储数据的大容量数据存储装置490通信。大容量数据存储装置490可包括光存储设备和/或磁存储设备(例如硬盘驱动器(HDD)和/或DVD)。至少一个DVD可具有图4A所示的配置。机顶盒480可连接到存储器494，例如RAM、ROM、低等待时间非易失性存储器(例如闪存)和/或其他适当的电子数据存储装置。机顶盒480还可支持经由WLAN网络接口496与WLAN的连接。 
现在参考图4F，本发明可实现在媒体播放器500中。例如，本发明可实现在媒体播放器500的大容量数据存储装置中。在一些实现方式中，媒体播放器500包括显示屏507和/或用户输入508(例如键盘、触摸板等等)。在一些实现方式中，媒体播放器500可使用图形用户界面(GUI)，该GUI一般经由显示屏507和/或用户输入508使用菜单、下拉菜单、图标和/或指向点击界面。媒体播放器500还包括音频输出509，例如扬声器和/或音频输出插孔。媒体播放器500的信号处理和/或控制电路504和/或其他电路(未示出)可处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行任何其他媒体播放器功能。 
媒体播放器500可与以非易失方式存储数据(例如压缩的音频和/或视 频内容)的大容量数据存储装置510通信。在一些实现方式中，压缩的音频文件包括遵循MP3格式或其他适当的压缩音频和/或视频格式的文件。大容量数据存储装置可包括光存储设备和/或磁存储设备(例如硬盘驱动器(HDD)和/或DVD)。至少一个DVD可具有图4A所示的配置。媒体播放器500可连接到存储器514，例如RAM、ROM、低等待时间非易失性存储器(例如闪存)和/或其他适当的电子数据存储装置。媒体播放器500还可支持经由WLAN网络接口516与WLAN的连接。除了上述实现方式以外还可设想其他实现方式。 
结论/总结
因而，本发明提供了用于对对光存储介质进行写入的写入特性进行校准的方法、软件和装置，以及对校准图案数据和校准指令进行编码的方法。本发明有利地提供了灵活地设置测试参数并且迅速并准确地测试可记录或可再写光存储介质的写入特性的能力。 
以上对本发明的特定实施例的描述是出于说明和描述的目的而给出的。它们并不意图是无遗漏的或者将本发明限制到所公开的确切形式，并且很明显根据以上教导可以进行许多修改和变化。选择和描述实施例是为了最好地说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够在进行适合于所设想的特定用途的各种修改的情况下最好地利用本发明和各种实施例。希望本发明的范围由所附权利要求及其等同物来限定。 

Claims (20)

1.一种用于校准对光存储介质进行的写入的方法，所述方法包括以下步骤：
接收图案数据和与所述图案数据同步的指令；
根据游程长度受限RLL约束对所述图案数据进行编码；
产生包括所述图案数据和所述指令的比特流，其中所述产生步骤包括违反约束地对所述指令进行编码；
根据所述指令将所述图案数据写入到所述光存储介质；
从所述光存储介质读取与所述图案数据相对应的回读信号；
根据所述指令对所述回读信号进行处理；以及
至少部分基于所述回读信号来确定用于将数据写入到所述光存储介质的写入特性的值。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述接收步骤包括接收包括所述指令和所述图案数据的比特流。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述比特流包括叠加在所述图案数据上的所述指令。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述接收步骤还包括从所述比特流中提取所述图案数据和所述指令。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述写入步骤还包括响应于所述指令中的至少一个而改变所述写入特性的测试值，并且根据所述测试值来将所述图案数据中的一些或全部写入到所述光存储介质。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述处理步骤包括将所述回读信号与基于所述图案数据的预期信号相比较。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述处理步骤还包括将所述回读信号的特性与所述指令中的至少一个关联起来。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述写入特性包括写入功率级别。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述回读信号的所述特性包括定时相位误差。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述确定步骤包括选择最佳定时相位偏移量。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述对所述图案数据进行编码的步骤还包括根据所述光存储介质的编码标准对所述图案数据进行编码。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述写入特性包括写入功率级别。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述写入特性包括定时相位偏移量。
14.一种用于将数据写入到光存储介质的装置，所述装置包括：
存储器，该存储器被配置为产生校准比特流；
解码模块，该解码模块被配置为从所述校准比特流提取校准图案数据和与所述校准图案数据同步的校准指令；
写入模块，该写入模块被配置为根据所述校准指令将所述校准图案数据写入到所述光存储介质；
读取模块，该读取模块被配置为从所述光存储介质读取与所述校准图案数据相对应的回读信号；以及
处理模块，该处理模块被配置为根据所述校准指令对所述回读信号进行处理，并且至少部分基于所述回读信号来为所述光存储介质确定写入特性的最佳值；
其中所述校准图案数据符合游程长度受限约束，并且所述解码模块还被配置为通过定位所述校准比特流中对所述约束的违反来提取所述校准指令和所述校准图案数据。
15.如权利要求14所述的装置，其中所述处理模块还被配置为将所述回读信号与基于所述校准图案数据的预期信号相比较。
16.如权利要求14所述的装置，其中所述写入特性包括写入功率级别。
17.如权利要求14所述的装置，其中所述回读信号的特性包括定时相位误差。
18.如权利要求17所述的装置，其中所述处理模块还被配置为确定最佳定时相位偏移量。
19.如权利要求17所述的装置，其中所述处理模块还被配置为向所述存储器存储针对所述图案数据中的每种转变的定时相位误差值。
20.一种用于校准对光存储介质进行的写入的装置，包括：
用于接收图案数据和与所述图案数据同步的指令的装置；
用于根据游程长度受限RLL约束对所述图案数据进行编码的装置；
用于产生包括所述图案数据和所述指令的比特流的装置，其中所述产生包括违反约束地对所述指令进行编码；
用于根据所述指令将所述图案数据写入到所述光存储介质的装置；
用于从所述光存储介质读取与所述图案数据相对应的回读信号的装置；
用于根据所述指令对所述回读信号进行处理的装置；以及
用于至少部分基于所述回读信号来确定用于将数据写入到所述光存储介质的写入特性的值的装置。
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