CN1139929C - 盘片装置及圆盘状记录媒体的再现方法 - Google Patents

盘片装置及圆盘状记录媒体的再现方法 Download PDF

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Abstract

在软盘的记录再现用户数据的用户数据记录再现区范围外的空纹道的伺服区SA记录该软盘的格式化信息FI。该格式化信息FI与纹道号TN一起记录在伺服区SA内的葛莱码区GA内。由此，即使不在壳体设置识别孔等，也能识别软盘的格式。

Description

盘片装置及圆盘状记录媒体的再现方法
技术领域
本发明涉及软盘等圆盘状记录媒体。盘片装置及再现记录于圆盘状记录媒体的信息信号的圆盘状记录媒体的再现方法。
背景技术
近年来，对于软盘等可交换圆盘状记录媒体中的信息记录的高密度化越来越受到人们的注意，例如已提出超过几十MB大容量软盘的方案。
在这种可交换圆盘状记录媒体中，由于与已有媒体同样形状，故在一方面改变其格式一方面制作高密度版本的下一代规格的情况下，在记录装置或再现装置侧有必要识别媒体的格式或规格。为了识别这种格式和规格，通常在如收放圆盘状记录媒体的壳体设置识别用的孔等。
但是在作为上述那样的可交换圆盘状记录媒体一例的软盘中，考虑的一种方案是利用已有的几种版本并并对它们的记录高密度化，将多种这样的大容量软盘作为下一代软盘。因此，为了识别下一代，下下一代的软盘，有必要在上述壳体设置对应于这种识别的缺口。
然而，在上述筐体设置上述那样孔等的数目是有限制的。与此对应，在记录/再现装置侧根据设于壳体的识别用孔等数目设置检测机构，这方面也受到限制。
发明内容
本发明鉴于上述情况，其目的在于提供这样的圆盘状记录媒体、盘片装置、及圆盘状记录媒体的再现方法，它们无需在壳体设置额外的孔等，不必增设检测机构，能极大减轻硬盘负担，而能进行格式识别。
本发明的圆盘状记录媒体用于解决上述问题，形成有大致圆周状的多根纹道，其特征在于，具有记录有为寻迹的伺服信息的多个伺服区和多个数据区，各纹道中交互配置所述伺服区和所述数据区，各纹道中由一个伺服区和与该伺服区连接的数据区构成一个伺服帧，在所述伺服区，除所述伺服信息外，还记录有格式化信息。
这里，作为举例，所述多根纹道含有：多根用户数据纹道；和在所述圆盘状记录媒体的最外周及最内周的至少一侧形成空纹道(empty track)，所述格式化信息记录在所述空纹道的所述伺服区。
本发明的盘片装置，是一种驱动圆盘状记录媒体的盘片装置，其特征在于，所述媒体形成有大致圆周状的多根纹道，并具有记录有为寻迹的伺服信息的多个伺服区和多个数据区，各纹道中所述伺服区与所述数据区交互配置，各纹道中由一个伺服区和与该伺服区相连的数据区构成一个伺服帧，所述多根纹道含有：多根用户数据纹道；和在圆盘状记录媒体的最外周及最内周的至少一侧形成的空纹道，在所述空纹道的所述伺服区除所述伺服信息外还记录格式化信息，所述盘片装置具有：再现记录于所述圆盘状记录媒体的信息的再现头；使所述再现头沿所述圆盘状记录媒体径向移动的移动装置；根据所述再现头的输出、生成寻迹伺服信号的寻迹伺服信号生成装置；和利用所述再现头从某个伺服区再现伺服信息、根据再现的伺服信息中所包含的用于指定上述多根纹道的纹道号来确认上述再现头的位置并且利用所述移动装置使所述再现头寻找所述空纹道、利用所述再现头再现所述空纹道中格式化信息的控制装置。
进而，本发明的圆盘状记录媒体的再现方法，其特征在于，所述圆盘状记录媒体形成有大致圆周状的多根纹道，并具有记录有寻迹用伺服信息的多个伺服区和多个数据区，在各纹道中所述伺服区和所述数据区交互配置，由各纹道中一个伺服区和与该伺服区相连的数据区构成一帧伺服帧，所述多个纹道包含：多个用户数据纹道；和在圆盘状记录媒体的最外周及最内周的至少一侧形成的空纹道，在所述空纹道的所述伺服区除所述伺服信息外还记录格式化信息，所述再现方法从某个伺服区再现伺服信息，根据再现的伺服信息中所包含的用于指定上述多根纹道的纹道号来确认上述再现头的位置以寻找所述空纹道，再现所述空纹道中格式化信息。
附图说明
图1为表示本发明实施形态的软盘的伺服区一例的示图。
图2为表示上述软盘中伺服帧及纹道位置的图。
图3为表示作为上述软盘一部分的各纹道位置关系图。
图4为表示上述软盘中用户数据记录再现区的伺服区一例的示图。
图5为表示记录于上述软盘的AGC信号及STM记录模式一例的示图。
图6为表示记录于上述软盘中伺服区内的葛莱码区的伺服帧号及纹道号的记录形态一例的示图。
图7为表示在上述软盘中作为各信息记录形态的相位调制记录的记录模式一例示图。
图8为表示本发明实施形态的信号再现装置结构的电路图。
图9为利用上述信号再现装置检测记录于软盘的格式化信息用的流程图。
图10为表示将格式化信息记录于用户数据记录再现区时的用户区一例示图。
图11为表示记录于图10用户区葛莱码区的格式化信息、伺服帧号及纹道号的记录形态一例示图。
具体实施方式
下面，利用附图说明本发明的实施形态。
假定用3.5英寸型的软盘(也称为软磁盘)作为构成本发明实施形态的可交换圆盘状记录媒体。该软盘为直径3.5英寸，记录容量如可超过几十MB，作为大容量的磁盘放在壳体内，其形状和大小在结构上与已有2MB型软盘相同。
该实施形态的软盘或软磁盘采用埋入伺服方式，以伺服帧单位进行伺服，伺服帧由记录伺服信息的伺服区和记录用户数据的数据区构成。该软盘中格式化信息记录于上述伺服区，用于在盘片装置(也即软盘驱动装置：FDD装置)中获知该软盘的不同格式化等。上述格式化信息是表示如记录该格式化信息的软盘中的不同格式化或版本的参数信息。
这里，图1表示作为本发明实施形态的软盘的伺服区SA的一例，该伺服区SA的葛莱码区GA内记录着上述的格式化信息FI。图2和图3概略地表示形成在软盘1上的纹道等。
构成本发明实施形态的软盘1如图2和图3所示，形成大致圆周状的多根纹道TR，并具有记录有寻迹用的伺服信息的多个伺服区SA和多个数据区DA，在各纹道TR中，所述伺服区SA和数据区DA交互配置，各纹道TR中一个伺服区SA和与该伺服区SA相连的数据区DA构成一帧伺服帧SF。在图3中，用FROUT表示软盘1的外缘，用FRIN表示内缘。
上述多根纹道TR包含：多根用户数据纹道TRUi、TRUi+1、……、TRUK、……、TRUm-1、TRUm；和在圆盘状记录媒体的软盘1的最外周及最内周的至少一侧形成的空纹道TRE。在图2和图3所示具体例中，在作为形成多根用户数据纹道TRUi、TRUi+1、……、TRUK、……、TRUm-1、TRUm区的用户数据记录再现区RUD范围外的外周侧及内周侧，分别设置外周侧空纹道区RETO及内周侧空纹道区RETI，分别在外周侧空纹道区RETO形成i根空纹道TREo、TRE1、……TREi-1，在内周侧空纹道区RETI形成n-m根空纹道TREm+1、……、TREn-1、TREn。
如图2所示，软盘1在圆周方向设置多个，如h个，伺服帧SF1、SF2、……SF8、……、SFh。上述伺服帧数h，例如可为96。
如上所述，上述伺服帧由用户可记录和再现的数据区DA和伺服区SA构成。在上述图3用户数据记录再现区RUD内的用户数据纹道TRUi、TRUi+1、……、TRUK、……、TRUm-1、TRUm的伺服帧中，数据区DA是用户可记录数据的区。
在上述外周侧空纹道区RETO及内周侧空纹道区RETI的各空纹道TREo、TREl、……TREi-1、及TREm+1、……、TREn-1、TREn中，与上述用户数据记录再现区RUD的数据区DA对应的部分不记录数据，只形成图1所示的伺服区SA。
这里，图4示出上述图3用户数据记录再现区RUD中伺服区SA的具体例。
在图4中，伺服区SA设置有：自动增益控制信号(下面称为“AGC信号”)；伺服时间标记(下面称为“STM”)；缓冲区(Pad)1；葛莱码区GA；缓冲区(Pad)2；寻迹伺服用脉冲串模式BPA、BPB、BPC、BPD；时隙区Gap。若以记录信号的比特时钟周期或磁性颠倒间隔t为单位来表达各区长度，则AGC信号为80t，STM为14t，Pad1为2t，葛莱码区GA为57t，Pad2为2t，脉冲串模式BPA、BPB、BPC、BPD分别为20t。Gap为5t，伺服区SA全部为240t。当记录信号的比特时钟频率为10MHz时，1t＝50nsec，伺服区SA全部时间为12.0μsec。
上述AGC信号为控制盘片装置中信号再现电平恒定而记录，例如，采用频率为10MHz、点空系数50的信号的40分频。上述STM用于检测上述葛莱码等，例如与2t长度的间隔的Pad 1一起作为图5所示模式加以记录。
上述用户数据记录再现区RUD内如图4所示的伺服区SA的葛莱码区GA中记录有伺服帧号SFN和纹道号TN。纹道号TN和伺服帧号SFN是为指定上述图2或图3所示多个纹道TR及各纹道上多个伺服帧SF所用的号码或地址值。该葛莱码区GA是利用所谓的葛莱码记录纹道号等的区，使得在寻迹伺服不稳定或不能进行状态下，也能再现。
例如，如图6所示，在记录于用户数据再现区内的葛莱码区GA内，纹道号TN记录于葛莱码区GA内的低位12比特，而伺服帧号SFN记录于高位7比特。这些纹道号TN及伺服帧号SFN经葛莱码变换，调相记录。也即，从最高位比特的“bit18”至“bit12”的7比特分配给伺服帧号SFN的各比特f，而从“bit11”至“bit0”的12比特分配给纹道号TN的各比特X，总共为19比特。
相位调制记录(调相记录)，如图7所示，经3t宽的比特单元的切换进行正向磁化翻转(磁性颠倒)，“1”比特时，在比特单元前半1t位置处进行负向磁化翻转，而“0”比特时，在比特单元后半2t位置处进行负向磁化翻转。
如上所述，图4所示伺服区SA是上述图3中用户数据记录再现区RUD内用户数据纹道TRU的伺服区SA，与此相比，上述图1表示上述图3中空纹道区RETO或RETI内空纹道TRE的伺服区SA。
该图1所示的伺服区SA中，与上述图4的一样，依次配置着：80t的AGC信号；14t的STM；2t的Pad1；57t的葛莱码区GA；2t的Pad2；分别为20t的脉冲串模式BPA、BPB、BPC、BPD；及5t的Gap，但在葛莱码区GA中记录着上述的格式化信息FI和上述纹道号TN。
伺服区SA的结构使得对于如上述数据区结构或调制方式或线密度等不同的别的格式化的盘片，只要有再现互换就能再现。
如上所述，上述格式化信息FI具有软盘格式化等的参数信息。例如如表1所示，格式化信息FI具有记录格式的参数信息。
表1
    存储单元     内  容   内   容
    0-12-789-1011121314-N-2N-1-N     EFE0h00h00h0200h00h00h00h00hEDEEh   识别标志(顶部)预备(下一代ID用)头格式化扇区数据长度编码/解码方式扰码方式ECC格式化方式预备识别标志(结束)
空纹道中记录的纹道号的设置使得在盘片装置寻找动作中，即使记录再现头远离上述用户数据记录再现区RUD时也能把握当前位置。也即，通过上述设置，即使在用户数据记录区RUD外的上述空纹道区RETO或RETI中，盘片装置也能把握再现头的位置。
下面，对上述图1、图4所示伺服区SA中的寻迹伺服用脉冲串模式(burstpattern)BPA、BPB、BPC、BPD进行说明。
这些脉冲串模式BPA、BPB、BPC、BPD分别是单一频率记录的模式信号，例用采用频率为10MHz占空比为50的单一信号。
上述脉冲串模式BPA、BPB、BPC、BPD，各自沿纹道中心轴按宽度Tp(Tp：纹道间距)形成，例如，C相脉冲串模式BPc其中心与奇数纹道中心轴一致、而D相脉冲串模式BPD其中心与偶数纹道中心轴一致那样来形成。另外，A相和B相脉冲串模式BPA和BPB，只要使C相及D相脉冲串模式BPC、BPD在半径方向移位Tp/2就可形成。
上述脉冲串模式BPA、BPB、BPC、BPD，由于在半径方向2Tp内使之移位Tp/2形成，故在2Tp取为360度的情况下，各自的相位为0°、180°、90°、-90°。
例如，利用上述脉冲串模式BPA、BPB、BPC、BPD获得伺服信号UA、UB、UC、DD情况下，可用式(1)和式(2)获得纹道位置信号Ux和Uy。
Ux＝K(UA-UB)/(UA+UB)           …(1)
Uy＝K(UC-UD)/(UC+UD)           …(2)
这里，值K是再现头的宽度Tw与纹道间距Tp之比(Tw/Tp)。
这些纹道位置信号Ux、Uy作为软盘半径方向R的位置函数，以相互差90°的状态按周期2Tp(＝360°)变化。因此，该半径方向的位置分为：在偶数地址纹道中心轴附近的Uy＞0的区RA2；在奇数地址纹道中心轴附近的Uy＜0的区RA4；在纹道中心轴之间的Ux＜0的区RA1；及在纹道中心轴之间的Ux＞0的区RA3。
这里，在上述区RA1及RA3，位置信号Uy为线性，在区RA2及RA4，位置信号Ux为线性，所以对目的纹道在±1纹道范围内对再现头粗略定位情况下，进一步可用纹道位置信号向纹道中心位置进行高精度定位，故能在半径方向的全部区域进行最终定位。
盘片装置检测记录于上述伺服区的格式化信息FI，故即使软盘在壳体不设识别格式等用的孔，也能识别其格式。
因此，盘片装置不必设置为检测设置在安装软盘的壳体上的孔等已有技术那样的检测机构。
下面，参照图8说明本发明盘片装置及圆盘状记录媒体再现方法的实施形态。
图8所示实施形态的盘片装置50是对用图1至图7所说明的将格式化信息FI记录于用户数据记录再现区中伺服区SA的软盘1进行再现的装置。
该图8例虽表示了至少具有再现功能的盘片装置，但不言而喻，也可将该实施形态用于具有记录再现功能的盘片装置。
盘片再现装置50结构上包含：读入记录于软盘1信号记录面的信息信号的再现头51；对再现头51输出的再现信号进行放大输出的信号放大电路52；对信号放大电路52放大后的再现信号数字化加以输出的数字信号处理电路53；从数字信号处理电路53的数字信号检测时钟信号同步输出给下级电路的PLL电路54；对经PLL电路54同步后的数字信号解码等的解码器55；对该解码器55解码输出的数字信号进行纠错的ECC电路56；将ECC电路56输出的数字信号暂存的RAM57，RAM57连接主计算机，对存储的数字信号进行输入输出控制。
盘片再现装置50还包含：对信号放大电路52来的再现信号加以整流输出的整流电路59；从整流电路59输出的再现信号检测时钟信号加以同步的PLL电路60；对包含在PLL电路60来的信号中的伺服时间标记进行检测并输出与伺服时间同步的信号的伺服时间标记(STM)检测电路61；与STM检测电路61输出的同步信号同步、读入盘片的葛莱码区内的信息及上述格式化信息FI的葛莱码区检测电路62；对葛莱码区检测电路62检测到的葛莱码区内的信息及格式化信息FI进行检测等的数字运算处理(DSP)电路63；根据该DSP电路63输出的伺服帧位置信息算出伺服帧号的帧号计数器64；根据整流电路59输出的信号检测寻迹出错信号的寻迹出错检测电路66；将从DSP电路输出的信号如纹道查找信号等和从寻迹出错检测电路66输出的寻迹出错信号输送给再现头51的混合电路67；对软盘1进行旋转操作的主轴电动机68。
用葛莱码区检测电路62及DSP电路63构成格式化信息检测功能部，从软盘1读入的信息数据检测格式化信息。该盘片再现装置50以恒定的比特数读入记录于软盘1的信息数据并加以处理。
图9是对如上构成的盘片再现装置50检测格式化信息FI处理说明用的流程图。在软盘1对空纹道的伺服区SA记录有格式化信息FI。
盘片再现装置50先由葛莱码区检测电路62检测伺服区SA内葛莱码区GA，再将检测葛莱码区GA的结果通知DSP电路63。
如步骤S1所示，DSP电路63读入葛莱码区检测电路62检测到的葛莱码区GA内的纹道号TN。DSP电路63根据读入的纹道号TN确认当前再现头51的位置，接着如步骤S2所示，向用户数据记录再现区的最外周纹道TRUi查找。
如步骤S3所示，确认查找到最外周纹道的DSP电路63向位于其外周的空纹道进行查找，如步骤S4所示，检测记录于伺服区SA的格式化信息FI。
DSP电路63进行与检测到的格式化信息FI相一致的控制。例如，调整扇区大小或ECC长度使与该格式一致，或对于不能使用的格式场合，拒绝该媒体。
如上所述，由于盘片装置50能检测记录于空纹道的伺服区SA的格式化信息FI，故即使是在壳体未设用于识别格式等的缺口的盘片，也能进行管理，以识别格式等及检测版本等。因此，盘片装置50并不像已有技术那样，要在盘片装置设有在安放软盘的壳体上设置的缺口等检测机构。
从以上说明清楚可见，按照本发明实施形态，由于圆盘状记录媒体的伺服区SA内记录有格式化信息FI，故在盘片装置中也无需增设检测机构，就能确认格式化。
下面，参照图10及图11说明本发明另一实施形态。
图10表示在上述软盘1的上述用户数据记录再现区RUD内的伺服区SA记录伺服帧号SFN、纹道号TN及格式化信息FI情况的一例。该情况与图1伺服区SA相比，图10所示伺服区SA的长度加长了仅为添加格式信息FI的长度。
但是，在盘片装置侧的数字信号处理中，数据多为以2的幂乘或以8的倍数为单位进行处理，例如，记录再现缓存器的比特数多为16比特、24比特、32比特等。若考虑这种情况，可见不管是图1情况的19比特的伺服区数据的处理，还是24比特数据的处理，CPU的负担大致一样。
因此，如图11所示那样含有格式化信息FI，在葛莱码区GA长度全长用24比特构成的情况下，盘片装置侧的CPU等能一次将格式化信息FI与纹道号及伺服帧号SFN一起读出处理，故不会为读出处理格式化信息FI而增加CPU的负担。
在图11例中，分配葛莱码区GA中全部24比特内的最高5比特作为格式化信息FI。也即，从最高位比特的“bit23”至“bit19”的5比特分配给格式化信息FI的各比特i。与其接续的伺服帧号SFN及纹道号TN的结构与上述图6的一样，故略其说明。
记录在该葛莱码区GA的格式化信息FI、伺服帧号SFN及纹道号TN，即使在上述数据区的格式发生变化情况下也能读出。由此，记录于数据区的数据即使未按盘片装置许可的格式记录情况下，也可再现格式化信息FI。
本发明不限定于只是上述实施形态，例如在上述实施形态中，格式化信息虽记录于用户数据记录再现区范围外的内周侧及外周侧的空纹道的伺服区内，但也可只在圆盘状记录媒体的最外周及最内周的至少一侧形成的空纹道中记录格式化信息。盘片装置不仅具有再现功能，不言而喻，还可有记录功能。而且，圆盘状记录媒体不限定于软盘或软磁盘，也可用于可交换的硬盘或光磁盘等。

Claims (4)

1.一种盘片装置，是一种驱动圆盘状记录媒体的盘片装置，其特征在于，
所述媒体形成有大致圆周状的多根纹道，
并具有记录有为寻迹的伺服信息的多个伺服区和多个数据区，
各纹道中所述伺服区与所述数据区交互配置，
各纹道中由一个伺服区和与该伺服区相连的数据区构成一个伺服帧，
所述多根纹道含有：多根用户数据纹道；和在圆盘状记录媒体的最外周及最内周的至少一侧形成的空纹道，
在所述空纹道的所述伺服区除所述伺服信息外还记录格式化信息；
所述盘片装置具有：再现记录于所述圆盘状记录媒体的信息的再现头；
使所述再现头沿所述圆盘状记录媒体径向移动的移动装置；
根据所述再现头的输出、生成寻迹伺服信号的寻迹伺服信号生成装置；以及
控制装置，使得利用所述再现头从某个伺服区再现伺服信息，并根据再现的伺服信息中所包含的用于指定上述多根纹道的纹道号来确认上述再现头的位置，由此，利用所述移动装置使所述再现头寻找所述空纹道，并且利用所述再现头再现所述空纹道中格式化信息。
2.如权利要求1所述的盘片装置，其特征在于，所述控制装置使所述头向所述空纹道查找时，在使所述头查找所述空纹道之前，使所述头查找所述多根用户数据纹道端的纹道。
3.一种圆盘状记录媒体的再现方法，其特征在于，
所述圆盘状记录媒体形成有大致圆周状的多根纹道，
并具有记录有寻迹用伺服信息的多个伺服区和多个数据区，
在各纹道中所述伺服区和所述数据区交互配置，
由各纹道中一个伺服区和与该伺服区相连的数据区构成一帧伺服帧，
所述多个纹道包含：多个用户数据纹道；和在圆盘状记录媒体的最外周及最内周的至少一侧形成的空纹道，
在所述空纹道的所述伺服区除所述伺服信息外还记录格式化信息，
所述再现方法从某个伺服区再现伺服信息，
根据再现的伺服信息中包含的、用于指定所述多根纹道的纹道号来确认上述再现头的位置，以寻找所述空纹道，
再现所述空纹道中格式化信息。
4.如权利要求3所述的圆盘状记录媒体的再现方法，其特征在于，在再现所述伺服信息的步骤与查找所述空纹道的步骤之间，进一步包含步骤为，查找所述多个用户数据纹道端的纹道。
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