CN1101155A - 光盘系统 - Google Patents

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Abstract

一种光盘系统，利用的是可被应用在多存储介质 大量存储系统(如CD-ROM)的可记录MD(微型 光盘)。在光盘系统中，n个扇形区的数据和m个扇 形区的附加数据按照CIRC(交叉存取的里得-所罗 门码)方式被进行误差校正，而且经误差校正过的数 据，以1+n+m个扇形区(其中1为中继扇形区个数) 为单元被记录在MD(16)上面。当对数据进行记录 和/或再现时，MD(16)的转速被选择至少为 (1+m+n)倍。

Description

本发明涉及一种光盘系统，例如涉及适于供所谓的微型光盘（随后称之为MD）系统使用的光盘系统。
MD系统，例如于91年7月由索尼公司公开的在机要情报的微型光盘系统、彩色带手册（Rainbow  Book）和试验系统说明书（Tentative  System  Descrription）中描述的用于MD的记录和再现设备，目前已能够作为商品销售。
目前已经销售的MD，例如通常可被分类为由其将所记录的音乐软盘（Soft）在作用时仅可再现出来的MD（随后称之为当需要时可予控的MD），以及使用者可在其上面自由记录所需信息的MD（随后被称之为当需要时可记录的MD）。
可记录的MD，其所具有的规格是：一帧是由24字节构成的，而且一个扇区由98帧构成。在这种情况下，作为误差校正码的CIRC（交叉存取的里得-所罗门码）的交叉存取长度为108帧，大于一个扇区。因此，当把数据记录在可以记录的MD上时，处在相邻的数据记录区域之间的3个扇区必须用作所谓的“无用扇区”。这种“无用扇区”的区域称之为中继（link）区。换而言之，如果在数据分别在被记录之前及之后没有准备好108帧，那么交叉存取就无法完成。由于这个原因。在相邻的数据记录区域之间必须提供3个扇区的中继区。
假如数据是经随意位置记录在可以记录的MD上的，那么中继区就要分散在可记录MD的许多部位，从而降低其利用系数。由于这种原因，数据都是以相当大数据量的记录单元记录在此可记录的MD上的。在可记录的MD中，这种记录单元称之为簇（Cluster），每簇由36个扇形区构成。在一簇当中开头的3个扇形区被指定为上述中继区域的扇形区（此后开头的3个扇形区将被称为中继扇形区），接下去的1个扇形区被指定为附加数据用的辅助数据扇形区（随后此扇形区将称为辅助数据扇形区）。剩余的32个扇形区被指定为数据记录扇形区。
图1表示如此描述的有关一簇可记录MD的数据安排形式。如图1所示，一簇包括一个具有由3个扇形区构成的中继扇形区LS的中继区域，一个由1个扇形区构成的辅助数据扇形区SS，以及一个由32个扇形区构成的数据扇形区DS形成的数据区域。
在可予控的MD中，并不需要将所有的数据通过一个入口和3个扇形区的中继区域写入。因此，开头的4个扇形区全都指定为辅助数据扇形区SS。在此辅助数据扇形区中有被记录的图象数据，有为业余歌手（所谓的卡拉OK）记录的音乐伴奏用的文本数据等等。因而被用作卡拉OK等。
本申请发明人的想法是能将可记录的MD用作大量存储，并能够由其记录和再现普通数据。
可再现的CD-ROM通常被用作普通数据的大量存储。
CD-ROM的安排形式描述如下。其1帧由24字节构成，且其1个扇形区由98帧构成。光盘以固定的线速度方式旋转，且其线速度相应为1.2至1.4米/秒，与现有MD系统的线速度一致。
因此可以认为，例如将CD-ROM上的数据转录到MD系统的可记录的MD上，并使该转录到可记录MD上的数据从MD系统转录到可以再现CD-ROM的硬件上，那么被转录的数据将能够像CD-ROM直接通过上述硬件重放那样进行处理。
然而由于所有的数据都是在一次处理中通过压模记录在CD-ROM上的，所以并不需要提供3个扇形区的中继区域。而且也不需要提供1个扇形区的辅助数据扇形区。于是问题在于，与CD-ROM的最高平均数据转录速率为150千字节/秒相比，MD系统的基本数据转录速率降低为8/9[＝（36-4）/36]。因此，MD系统不能够应用在基于CD-ROM的数据转录速率产生的现有软件/硬件系统，例如，由运动图象编码专家组MPEG（movimg  Picture  image  Coding  experts  group）之类构成的运动图象。
因此，本发明的目的在于提供一种光盘系统，其中已有技术碰到的上述不足和缺陷能够消除。
本发明的另一个目的在于提供一种光盘系统，它采用可记录的MD作为多存储介质系统，象CD-ROM之类那样进行大量存储。
按照本发明的第一个方面，提供一种用于在光盘上进行记录或由其再现的光盘设备，其中的光盘被安排为在以所述速转S旋转时进行记录或再现。这种光盘设备包括有：用于按照CIRC误差校正方式对几个扇形区的数据和m个扇形区的附加数据进行误差校正的误差校正装置;用来以（1+n+m）个扇形区为单元在光盘上记录或再现出按CIRC误差校正方式误差校正过的数据的装置，以及以转速高于转速S的（1+m+n）/n倍的转速旋转光盘的装置。
按照本发明的第二个方面，提供一种光盘系统，该系统包括有第一个光盘设备、第二个光盘设备以及连接在此第一及第二光盘设备上的计算机。第一个光盘设备则包括：用于按CIRC误差校正方式对n个扇形区的数据及m个扇形区的附加数据进行误差校正的第一个误差校正装置，用于在第一个光盘上记录或由其再现出按CIRC误差校正方式进行误差校正过的数据的装置，以及以予定的转速S使第一个光盘旋转的装置。第二个光盘设备则包括：用于按CIRC误差校正方式对n个扇形区的数据和m个扇形区的附加数据进行误差校正的第二个误差校正装置，用来以（1+n+m）个扇形区为单元在第二个光盘上记录或由其再现出按CIRC误差校正方式误差校正过的数据的装置，以及用于以比予定转速S高出（1+m+n）/n倍的转速旋转第二个光盘的装置。
本发明的上述以及其它一些目的、性能和优点，从以下结合附图阅读其所示实施例所作详细描述中将变得清楚，其中相同的编号被用来识别若干视图中的同一或类似部分。
图1为表示彩色带手岫中描述的大体上为1簇的可记录MD数据安排形式的示意图;
图2为表示根据本发明实施例的光盘系统的示意图方框图，其中的光盘系统可应用于MD系统;
图3为被用来解释图2所示光盘系统中MD的记录区域或类似区域的示意图;
图4为表示本发明中采用的EFM/CIRC编码器/解码器特例的示意方框图，以及
图5为表示当线速度变化转换为转速变化时所得到的特性曲线图。
根据本发明实施例的光盘系统，将参照附图描述于下。
图2以方框图形式表示一种实例，其中根据本发明实施例的光盘系统被用于MD系统。
如图2所示，MD系统通常包括有：MD光盘驱动机构1，连接在此MD盘驱动机构1上的音频输入及输出设备2，以及连接在此MD盘驱动机构1上的数据输入及输出设备3。在此MD系统中，光盘按固定的线速CLV方式旋转。
音频输入及输出设备2，是一种带有放大器、话筒和调谐器（未表示）的可称之为组合立体声系统的设备。
数据输入及输出设备3则包括：带有键盘4的计算机7，话筒5和显示监示器6接在主体7上，以及经过小型计算机信号接口（SCSI）控制器8与计算机主体7相连的CD-ROM驱动器9。作为记录介质提供的CD-ROM10，可以装在CD-ROM驱动器9上及从其上去除。
CD-ROM10的规格将描述如下。该盘的直径为12厘米，且其最高平均数据转录速率为150千字节/秒。所有的编码数据都是一次写在CD-ROM10上面的。CD-ROM10的1帧是由24字节构成的，而且1个扇区由98帧构成。该以盘固定的线速度方式旋转，且其线速度V1被选择为V1＝1.2～1.4米/秒。当CD盘驱动机构1同音频输入及输出设备2对应时所需要的线速度V2与线速度V1相等。下文中根据需要，线速度V2将称被为所需要的音频相应线速度。在本实施例中，为使MD盘驱动机构1能与控制CD-ROM10的数据输入及输出设备3一致，MD盘驱动机构1的线速度V3被设定为V3＝V2×9/8＝V1×9/8。此线速度V3，随后将称之为所需要的CD-ROM相应线速度。
参见图2，音频输入及输出设备2，是经过变换器（AD/DA变换器）12、音频压力编码器/解码器（ATRAC）13与包括随机存储器RAM在内的抗震存储控制器14相连的。
转换器12当其将信号馈送给音频输入及输出设备2时作为D/A（数-模）变换器进行工作;当其馈送来自音频输入及输出设备2的信号时，则作为A/D（模-数）变换器进行工作。
音频压力编码器/解码器13，当其将信号提供给音频输入及输出设备2时，作为扩展音频数据的解码器进行工作;当其提供来自音频输入及输出设备2的信号时，则作为压缩音频数据的编码器进行工作。此音频压缩编码器/解码器13采用的编码，是建立在ATRAC（自适应变换声编码）系统基础上的。
抗震存储控制器14则与EFM/CIRC编码器/解码器15相连。
例如MD盘驱动机构1工作在普通的音频相应线速度V2下，则由EFM/CIRC编码器/解码器15提供给抗震存储控制器14的RAM的数据的转录速率为1.4兆字/秒。而且由抗震存储控制器14的RAM输出给音频压缩编码器/解码器13的数据，其转录速率为0.3兆字节/秒。因此，甚至当MD盘驱动机构1受到显著冲击以致于无法读出微型光盘（随后简称为MD）16上的数字信号时，仍然可能继续从抗震存储控制器14给音频压缩编码器/解码器13持续提供约3秒种的数据。因此在音频输入及输出设备2中，仍能够继续由话筒（未表示）发出声音。
EFM/CIRC编码器/解码器15将由抗震存储控制器14或缓冲存储控制器28为其提供的输入数据编码（即EFM调制和CIRC误差校正编码），并且将编码过的数据经过磁头（head）驱动器18提供给磁记录头17。
其上由磁记录头17记录有数据的MD16，以上述固定的线速度V3由主轴电机23驱动旋转。
如图3所示，在“彩色带手册”中描述的可记录MD16，由其半径方向内侧开始，依次包括盘首区域LI、用户技术指令修改（TOC）区域UTOC、数据区域DATA以及盘尾区域LO。在如图1表示的数据区域DATA中，记录单元为一簇单元，而且1簇包括36个扇区。36个扇区当中，1个扇区被指定为用于附加数据的辅助数据扇形区SS;32个扇形区被指定为压缩的数据的数据扇形区DS;3个扇区被指定为中继扇形区LS。1个扇区由98帧构成，1帧由24字节构成。
用作误差校正码的CIRC的交叉存取长度为108帧，比1个扇区要长。因此，当记录数据时相邻数据记录区域之间的3个扇区必须用作所谓的“无用扇形区”。“无用扇形区”的区域称之为中继区域。换而言之，如果在记录数据之前及之后未能分别提供108帧（1个扇区+α），那么就不能完成交叉存取。因此在相邻的数据记录区域之间必须制备3个扇区的中继区域。
该光盘不必局限于可记录的MD（可擦抹的光盘），而且可予控的MD以及其它光盘（如一次写入的光盘之类）亦可使用。
通过让带有物镜（未表示）的光学拾音器20和记录磁头17接近，以所述固定的线速度V3旋转的可记录MD16，便能将数字信号记录在此MD16上面或由其再现出来。
按照一定方式将数据记录在可予控的MD上面，使得当从以所述线速度旋转的MD上读出数据时，由凹痕再现的信号的基频变为4.32兆。
在可记录的MD中，当MD以所述线速度旋转时以22.05千周成Z字形的予制纹便在其轨迹的整个外围形成。
与此予制纹对应的信号由光学拾音器20再现，经射频放大器21放大并转换成二进制数据，然后提供给地址解码器19。由地址解码器19将地址信号和载波信号提供给EFM/CIRC编码器/解码器15。
EFM/CIRC编码器15的具体实例，将参照图4描述如下。
如图4所示，当MD为可记录的MD时，由开关35将可动接点35a接在固定接点35b上，而在此EFM/CIRC编码器15中从频率比较器33输出一个输出信号。频率比较器33则将再现信号中带基频的信号同频率为22.05×9/8＝24.81千周的参考时钟信号进行相位比较，并将比较结果通过固定接点35b提供给伺服控制器22（参见图2）。因此，主轴电机23的转速受到伺服控制，使得MD16的线速度保持在予定的线速度V3。
之所以将频率为24.81千周的信号用作参考时钟信号的理由在于，由凹痕再现信号的频率是9/8倍，而光盘又是以按照MD排列形式描述的转速S的9/8倍旋转的。
对于MD16为予控MD的情况将描述如下。仅当MD16为可记录的MD时才使用地址解码器19（参见图2），当MD16为可予控的MD时并不使用。当MD16为可予控的MD时，来自射频放大器21（参见图2）的二进制射频信号被提供给EFM/CIRC编码器/解码器15中的EFM/CIRC解码器32。当MD为可予控的MD时，开关35将可动接点35a与固定接点35c接通以输出频率比较器34的输出信号。
频率比较器34将来自予制纹的再现信号同频率为4.32兆周×9/8＝4.86兆周的参考时钟信号进行相位比较，并将其比较结果通过开关35的固定接点35c提供给伺服控制器22。因此，主轴电机23的转速受到伺服控制，以使MD16的线速度保持在予定的线速度V3。
射频放大器21输出的射频信号被提供给伺服控制器22的焦点跟踪伺服电路的输出信号被提供给光学拾音器20，从而实现焦点伺服跟踪。而且进给伺服，即寻的操作之类，是在伺服控制器22的控制下通过驱动进给电机25实现的。
伺服控制器22和EFM/CIRC编码器/解码器15是在驱动CPU（中央处理器）26的控制下工作的，以使频率之类能按上述加以改变。驱动CPU26被接在SCSI-CPU27上面。
SCSI-CPU27接在带有随机存取存储器的缓冲存储控制器28和SCSI-CPU控制器29上面，以使此缓冲存储器28和SCSI控制器29能在其控制下工作。
串联的缓冲存储控制器28和SCSI控制器29，与数据输入及输出设备3联合在一起提供。缓冲存储控制器28与EFM/CIRC编码器/解码器15相连，而SCSI控制器29与数据输入及输出设备3相连。
数据输入及输出设备3利用CD-ROM10作为介质。数据是通过CD-ROM驱动器9从CD-ROM10上读出的。而且由此读出的数据经过SCSI控制器8以150千字节/秒的最高平均速率提供给计算机主体7。为了使从CD-ROM10上读出并给计算机主体7提供给MD盘驱动机构1的数据能被记录在MD16上，而且记录在MD16上的数据能够被再现并随后显示在计算机主体7的显示监视器6上，似乎象从CD-ROM10再现的那样，通过SCSI控制器29提供给计算机主体7的由MD16上再现的数据的转录速率，必须变为上述转录速率150千字节/秒。
来自CD-ROM10的数据，以其每簇（即36个扇形区）具有32个数据扇形区DS的数据区域被记录在可记录的MD16上面，而且并不象早先参照图1指出过的被记录在具有3个中继扇区LS和1个辅助数据扇区SS的中继区域内。因此，当MD16以MD盘驱动机构1的线速度即上述音频对应的线速度V2旋转时，由SCSI控制器29提供给计算机主体7的数据的转录速率，大体上要减小到32/36＝8/9倍。
因此，当来自CD-ROM10的数据被记录在MD16及由其再现时，线速度V2必须增加为36/32＝9/8倍的线速度V3。
为将线速度V2提高到线速度V3，在EFM/CIRC编码器/解码器15中的比较电路的参考时钟频率22.1千周，必须变为22.1千周×9/8倍，以便当可记录的MD16的主轴伺服电机23被伺服控制时，由地址解码器19提供的调频载波信号的频率变为22.1千周×9/8倍。
图5为表示当线速度V2及V3的变化分别转换为转速N2及N3的变化时所得到的特性曲线图。转速N2及N3是通过将线速度V2及V3除以2πR（R代表MD16的半径位置）得到的。
为了将可予控的MD16的线速度V2增加到9/8倍的线速度V3，EFM/CIRC编码器/解码器15中参考时钟信号的频率4.32兆周必须改变为4.32兆周的9/8倍。在这种情况下，即便在可予控的MD16以线速度V3旋转时，通过使用抗震存储控制器14控制数据输入及输出的定时，仍能够从音频输入及输出设备2的话筒中正确地再现出声音。
如上所述通过控制MD16的线速度（转速），甚至当把基于CD-ROM10的150千字节/秒数据转录速率生产出来的现有软件/硬件系统（例如基于MPEG之类的可动图片）应用在MD盘驱动机构1中时，上述现有的软件/硬件系统的操作类似在CD-ROM10中的情形。因此，记录在许多CD-ROM10上面的数据，能被编辑及记录在例如MD16上。然后，编辑及记录在MD16上的数据，能够由显示监视器6或话筒5正确地再现。这就是说，MD16可以用作CD-ROM10的多存储介质的大量存储。
尽管如上所述MD16的线速度被设置为（1+m+n）/n倍（即9/8倍），然而本发明并不局限于此，而且以下方案也是可能的。就是说根据本发明的光盘设备，可以包括抗震存储控制器14和缓冲存储控制器28。因此，如果线速度为（1+m+n）/n倍或者更高，则通过改变其写入时钟的频率和读出时钟的频率，仍能达到类似的效果。
根据上述实施例，在可记录的MD中，32个扇形区（通常为n个扇形区）的数据以及1个扇形区（通常为m个扇形区）的附加数据按照CORC误差校正方式被进行处理，而且数据被记录在36个扇形区（通常为1+n+m个扇形区，而且1代表适合的中继扇形区LS个数，以使交叉存取能够按照CIRC误差校正方式完成。在本实施例中，1＝3）构成的记录单元（1簇）中，当来自CD-ROM10（外部的多种记录介质，例如除音频输入及输出设备2之外的数据输入及输出设备3）的数据被记录在可记录的MD16上面或由其再现时，MD16的线速度（转速）被设置至少为9/8倍[一般至少为（1+m+n）/n倍]。因此，所有按CIRC误差校正方式误差校正过并被记录在记录介质（如CD-ROM10之类）上的数据，通过一次存取便能以与上述记录介质的最高平均数据转录速率基本相同的速率记录在可记录的MD16上并由其再现。
已经参照附图描述了本发明的实施例，然而应当理解，本发明并不局限于此准确的实施例，而且各种变更和改进均能在此由本领域的技术熟练人员实现，且并不偏离所附权要求书限定的本发明的精神和范围。

Claims (7)

1、一种光盘设备，用以在一个格式化光盘上记录或再现数据，该光盘在以所述的速度S旋转时可实现数据记录或再现，该光盘设备包括：
用来以CIRC误差校正方式对n个扇形区的数据和m个扇形区的附加数据进行误差校正的误差校正装置；
用来以(1+n+m)个扇形区为单元在上述光盘上记录或再现出按CIRC误差校正方式误差校正过的数据的装置，以及
以高于上述予定的转速S(1+m+n)/n倍的转速旋转上述光盘的装置。
2、根据权利要求1的光盘设备，进一步包括缓冲存储器，由上述误差校正装置输出的数据响应第一个时钟被写入该缓冲存储器，而所储存的数据响应不同于上述第一个时钟的第二个时钟由该缓冲存储器读出。
3、根据权利要求1的光盘设备，其中所述的n为32，m为1，1，为3。
4、一种光盘系统，包括第一个光盘设备、第二个光盘设备以及连接在上述第一及第二光盘设备上的计算机，上述第一个光盘设备则包括：
用于按CIRC误差校正方式对n个扇形区的数据及m个扇形区的附加数据进行误差校正的第一个误差校正装置;
用于在第一个光盘上记录或由其再现出按CIRC误差校正方式进行误差校正过的数据的装置;
用于以予定的转速S旋转上述第一个光盘的装置;而且
上述第二个光盘设备包括：
用于按CIRC误差校正方式对n个扇形区的数据及m个扇形区的附加数据进行误差校正的第二个误差校正装置;
用于在第二光盘上以（1+n+m）个扇形区为单元记录或由其再现出按CIRC误差校正方式进行误差校正过的数据的装置，以及
用于以比上述予定的转速S高（1+m+n）/n倍的转速旋转上述第二个光盘的装置。
5、根据权利要求4的光盘系统，其中所述的第一个光盘设备是一个小型光盘驱动器，而所述的第二个光盘设备是一个微型光盘驱动器。
6、根据权利要求4的光盘系统，其中所述的第二个光盘设备进一步包括一个缓冲存储器，由上述第二个误差校正装置输出的数据，响应第一个时钟被写入该缓冲存储器;而且所存储的数据，响应不同于上述第一个时钟的第二个时钟由该缓冲存储器读出。
7、根据权利要求4的光盘系统，其中所述的n为32，m为1，1为3。
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