CN1230821C - 数据存储设备用操作码驱动的缓冲管理器 - Google Patents

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Abstract

为显著地减轻数据存储设备的处理负担和理顺从存储设备向外设传送数据帧的关系而提供了各种方法和装置，这些方法和装置考虑了记录在该存储介质中的数据的某些已知特征或用其他方法可确定的特征，并有选择地将标志数据加到每个数据帧上。然后用该标志数据来确定每个数据帧的配置以及在该存储设备中处理该数据帧时需要采取什么行动(如果有需要的话)。由于上述“带标志”的动作(它可以是逻辑的也可以是物理的)会在存储设备电路的开始阶段采取。因此后续的处理量大大减少了。结果是，使该存储设备的等待时间也减少了。本发明的各种实施方案可用于各种存储设备包括(但不限于)光驱、磁盘和磁带驱动器及类似的数据存储设备。

Description

数据存储设备用操作码驱动的缓冲管理器
发明背景
本发明通常涉及数据存储设备，更具体地说，涉及在数据从存储设备传送到某外部设备时可用来大大减轻处理要求的存储方法和结构安排。
光盘，例如密纹盘(CD)或数字多用盘(DVD)，是一种非磁性数据存储介质，它用激光束将极细微的凹槽烧入该介质的表面就能在其上储存比较大量的数字信息。用低功率的激光探测该凹槽的信息有无可将其存储的数据读出来。
今天在市场上可买到许多不同类型的光盘系统(即光盘的格式和器件不同)。当今的个人计算机(PC)最常用的一种光盘系统是密纹盘只读存储器(CD-ROM)。CD-ROM提供一种只读的光存储介质，数据在其上只存一次而后用CD-ROM驱动器读多次。CD-ROM盘可含数字图像、音频、视频和/或文本数据的综合流。其他功能由数字多用盘只读存储器(DVD-ROM)提供。将来，DVD-ROM的速度将更快。其他先进的光盘系统还允许用户将数据写到光盘上。举例说，密纹盘可记录(CD-R)系统允许用户对光盘的每个区段写入一次而密纹盘的可写(CD-RW)系统允许用户对该光盘的每个区段写许多次。其他值得注意的光盘系统包括密纹盘的磁光(CD-MO)盘，它也是可重写的。
从上面的示范性光盘系统读数据一般始于PC的处理器或主处理器，它要求将某块数据从光盘那里扫出来并通过外围总线传送给该主处理器或某个主存储器。一块数据一般包括众多较小的块或数据帧。这些数据帧一般被预处理并逻辑地集合成光驱中的组，然后通过外围总线发送给主处理器。举例说，与PC使用的典型16XCD-ROM驱动器一般包含一个数字信号处理装置(它预处理取出的数据)和一个缓冲管理装置，它在将这几帧数据以突发方式传送给主处理器前将它们存放在128KB的动态随机存取存储器(DRAM)中，这些数据一般有2-3K字节长。
面临着光驱设计师的一个问题是，会有不同类型的数据帧(这取决于光盘的种类/格式)，而在某些情况下，不是所有这些帧都要传送给主处理器。
举例说，CD-ROM盘一般包含与某些“引入”和“引出”区有关的数据帧。这些“引导区帧”含有一张内容表(TOC)描述符，它在光驱里用来准确地确定并读出记录在光盘上的轨道数据并停在该光盘许可的边界里。在再一个例子中，CD-R、CD-RW和其他类似于可记录光盘一般用多块“连接区帧”，这些“连接区帧”记录在连续写的数据块之间。这些“连接区帧”也用在光驱里以准确定位和读记录在轨道上的数据块。
因此，最好是，光驱包括能确定数据中哪些帧将被传送到主处理器和哪些帧会被跳过去或被忽略掉且不被传送给主处理器。确定哪些帧应传送给主处理器的任务一般在缓冲管理器中执行；比方说，缓冲管理器用响应实时固件程序的基于固件处理器来构成以进一步处理或检验每一帧数据。上述的逐帧检验过程可能使缓冲管理器感到有些累赘和有时有其他的处理任务。另外，新一代光驱可使现有的光盘格式发生变化或增加光盘的读速度。例如传统的固件处理器的处理能力可能不能支持必要的处理要求和将来要求的时间限制。
考虑到这点和通常希望光驱与不同的光盘格式/类型相容，所以需要能有效地减轻光驱的处理负担的方法和结构安排并能简化从光驱传送给主处理器的帧。
发明概述
按照本发明，这些方法和结构安排通过简化从存储设备传送到某外部器件的数据帧而大大减轻了数据在数据存储设备中的处理负担，其方法是考虑记录在存储介质中的数据的已知和/或可确定的特性并有选择地将特征数据应用到每帧数据上。然后用该特征数据来确定每帧数据的配置；比如，如果要求的话，需要什么动作来在存储设备中处理这帧数据。这种“加标志”方案(它可以用数字逻辑来做重大的编制)易于减轻数据帧主要部分的处理开销。因此，与存储设备有关的等待时间也被减少了。
按照本发明的某些方面，本发明的各种实施方案可用于各种各样的数据存储设备，其中包括光驱、磁盘驱动器、磁带机和类似的数据存储设备。
考虑到这种情况，按本发明的某些实施方案，通过将一个译码器用来将数据从数据存储介质传送到一个外部设备就能实现上述需要及其他要求。数据存储介质一般至少有一个其上记录了数据的数据轨道。每个数据轨道中都有多个小的数据块即数据帧。译码器包含一个输入装置、一个帧管理装置和一个输出装置。该输入装置用来接收至少一帧数据并能确定该帧数据的某些特征并根据至少其中的一个特征将一个标志数据应用于该帧数据。由于该帧数据已“加了标志”，该输入装置将加了标志的数据提供给帧管理装置。该帧管理装置接收加了标志的数据帧，存储它，随后将它提供给输出装置。该输出装置接收到它后根据与该带标志的数据帧有关的标志数据将它提供给一个外部设备。
按照本发明的其他实施方案，标志数据是4种中的一种。第一种是“送”标志，它的实质意思是带该标志的数据帧可以被传送给外部设备，诸如(举例)主处理器。下一种标志数据是“跳过”标志。当某个数据帧带上一个跳过标志，那么带该标志的数据帧实际上被跳过去并不被传送给该外部设备。如果某个数据帧带上了一个“暂停”标志-第三种标志数据-那么带该标志的数据帧要求作进一步处理以确定是否该标志数据应被改成发送标志、跳过标志或是“停止”标志。“停止”标志是标志数据的第4种。当一个带标志的数据帧带上一个停止标志时，那末就有一个错误状态，该状态将需要作额外的处理。
再举一例，按照本发明的更具体实施方案，当该特征识别出该数据是一个1)来自一次写入的轨道主区帧，2)来自定长数据包写入轨道的主区帧，3)来自变长数据包写入轨道的主区帧，或4)来自变长数据包写入轨道的有效连路区帧时给该数据帧加一个发送标志。同理，当该特征识别出该数据帧是一个来自定长数据包写入轨道的连路区帧时该数据帧加一个跳过标志以及当该特征识别出该数据帧是一个来自变长数据包写入轨道的连接区帧时则给该数据帧加一个暂停标志。当该特征识别出该数据帧不是一个有效数据帧时则给数据帧加停止标志。例如，如果该数据帧是在一个不合法的地址范围中，那末它就该加停止标志。再者，如果该数据帧可读出或者同步问题或数据错误，但与上面的特征不一致，则给该数据帧加一个暂停标志。
按照本发明的某些实施方案，可由用于计算机系统的存储设备来进一步满足上述需要和其他条件。该存储设备包括一个伺服装置、一个存储介质、一个读出装置、一个数据引擎、一个输入装置、一个帧管理装置和一个输出装置。存储介质有诸如(举例)光盘、磁盘或两者的结合；存储介质被装在伺服装置上而读出装置被用来从该存储介质读出某数据轨道的至少一部分数据并输出一个读信号。数据引擎接收该读信号并根据该读信号的至少一部分输出至少一帧数据。该帧数据然后提供给输入装置并由它确定该帧数据的某些特征并将标志数据加给该帧数据并将一个带标志数据帧输出给输出装置。该输出装置然后根据数据帧中的标志数据将该标志的数据帧提供给一个外部设备。
而按照本发明的另一种实施方案，则提供一种用来把数据从数据存储介质传送到一个外部设备的方法。这种方法包括下面几个步骤：从一个数据存储介质读至少一帧数据、确定该帧数据的某些特征，给该帧数据根据至少一个特征加一个标志数据和根据这帧已标志数据中的标志数据给一个外部设备提供该带标志的数据帧。按照本发明的某些实施方案，给该帧数据加标志数据还包含选择发送标志、跳过标志、暂停标志或停止标志，这取决于这帧数据的特征。给一帧数据加标志可以用逻辑和/或物理电路执行。举例说，按照本发明的某些实施方案，给该数据帧加标志数据的步骤包括在缓冲数据帧的标志区中物理地修改数据(例如增加一串具体的数据二进位/字节)以建立标志数据。
本发明的其他特点、优点和新特性将后面描述中部分地给出，并在一定程度上通过下面的审核对本领域的技术员来说将会变得更明显或通过对本发明的实践会学会。本发明的各种优点通过附属的权利要求中特别指出的某些器具及其综合可以实现和达到。
附图简述
参见附图(附图中有相同的参考数字名称的部件表示所有这些部件是类似的)，其中：
图1是一个方框图，它描绘有存储设备的传统计算机系统；该存储设备有选择地将含有多个数据帧的数据块通过总线或类似的基于网络的连接线传送给主处理器。
图2是一个方框图，它描绘一个存储介质(该介质记录至少一个数据块)和一个存储设备(如图1所示的那样)；它被设计成从该存储介质读出那个数据块；该示范存储设备有一个读/写装置、一个伺服装置、一个控制器、一个数据引擎、一个块译码器、一个驱动存储装置和一个总线接口。
图3是一个方框图，它描绘一个块译码器(如图2所示的那样)；该译码器设计成便于将选定的数据块部分从存储设备传送给主处理器；示范译码器有一个数据引擎接口、一个纠错器、一个缓冲管理器、一个主接口和一个控制器接口。
图4是传统缓冲管理过程的图形表示，它用于块译码器(如图2所示的那样)以便于将选定的数据块帧从存储设备传到主处理器；其中的示范性块译码器能逻辑地，实际地或用其他方法管理接收和存储数据帧的多个队列或堆栈，这些数据帧至少有一部分随后传给主处理器。
图5是记录在某存储介质上的示范格式化数据的图形表示(如图2所示的那样)，诸如(举例)一个光盘；格式化数据包括一个有内容表(TOC)区段的导入区、至少一个有多个数据帧(即数据的较小部分)的轨道和一个导出区。
图6是轨道的一部分的图形表示(如图5所示的那样)，它被写入多个分立的数据包，这些数据包要么是定长的、要么是变长的，并被多个连接块分隔开。
图7是包含在一个示范数据帧中的不同区的图形表示，诸如主数据区和备用(未用)区(如图5所示的那样)，它存放在驱动存储装置中。
图8是示范格式化主数据区中的不同数据字段的图形表示(如图7所示的那样)。
图9和图10是按照本发明的某些实施方案的流程图，它们描绘用于改进的存储设备的过程；这些过程被设计成基于某些标准将操作码标志用于一个数据帧并根据该操作码标志进一步处理该数据帧。
图11是按照本发明的某些实施方案的有操作码标志的带标志的数据帧的图形表示法。
发明详述
图1是一个框图，它描绘传统的计算机系统10(如一台PC)的一部分；该机有一个主处理器12、主存储器14、总线16和一个存储设备18。主处理器12通常被配置成读和/或写主存储器14和存储设备18的数据。从存储设备18读出的数据在被主处理器12处理前一般记录到主存14上。同理，在有些配置中，被主处理器12从主存14读出的数据通过总线16提供给存储设备18，在那里写入一个存储介质。总线16一般是一条外围总线，诸如(举例)小计算机接口(SCSI)、高级技术连接包接口(ATAPI)、IEEE1394串行总线或类似格式的总线。
为了简单，本文的其余部分集中讨论读操作，其中主处理器12要求从存储设备18那里读出一个数据块并通过总线16提供给主处理器12和/或主存14。
图2是一个框图，它描绘示范用存储设备18中的主要子系统(如图1所示的那样)。存储设备18包括一个存储介质22，诸如(举例)CD或VCD。存储介质22一般可从存储设备18那里卸下来。存储介质22当正确装入存储设备18时，将得到支持并可由伺服装置24转动。伺服装置24一般包含一个转轴电机和安装装置(两者都未示出)。伺服装置24与驱动控制器26连接。驱动控制器26一般是一个微处理器，配置它是为了控制存储设备18中的各个子系统并协同一个或多个软件程序通过总线16与主处理器12通信。
通过读/写装置28对存储设备22读(或写)数据。对读操作来说，读/写装置28包含一个激光二极管和一个激光拾取电路(两者均未示出)。在读(或写)操作期间，读/写装置28通过伺服装置24在控制器26的控制下有选择地停在存储介质22上。数据一般沿有恒定凹坑(如数据位)大小的连续螺旋轨道存放在存储介质22中。因此，外侧存储介质每转的信息内容比里侧的多。
读/写装置28可相应于存储介质22移动，因此它可定位在某特定轨道上并在该存储介质旋转时随该轨道读出所需的数据。
通过读/写装置28输出一个模拟信号给数据引擎30，诸如(举例)一个数字信号处理器(DSP)。数据引擎30用例如传统的模-数转换技术将该模拟信号转换成数字数据流。数据引擎30也可以配成不弄乱(descramble)、纠正、抽取、去除和/或用其他方法修正该数据流中的某些数据。例如在某些CD-ROM驱动器中，数据引擎30用传统的解调技术(例如数据分割技术)和十字交叉存取的Reed Solomon码(CIRC)纠错技术来从模拟信号中取出主要数据(MD)和分码数据。在传统CD-ROM上的数据每个被分成有约2352字节的MD和96字节的分码数据。然而，分码数据的格式实际上包含98个字节，其中的2个字节或凹槽是空白以发现分码帧的开始，余下的96个凹槽每个含一个字节的分码数据。如所示，数据引擎30还被连到设备控制器26并对该控制器作出响应。
从数据引擎30产生的数字被提供给块译码器32。配置块译码器32是为了便于通过总线接口35和总线16将数字数据传送给主处理器12。读操作期间，块译码器32将数据帧汇集起来并存储在驱动存储装置34中。然后，块译码器32将一组数据帧(例如4-8帧左右)通过总线接口35和总线16在一个分段传统中(in a signle bursttransfer)从驱动存储装置34那里传送给主处理器12。下面对块译码器32作更详细的描述。块译码器32被连到设备控制器26并对该控制器作出响应。
驱动存储装置34一般是一个传统的DRAM芯片，它与块译码器32连接，要不然就与它隔开。驱动存储装置34的大小和操作参数随存储设备18的操作速度、块译码器32的操作和等待时间以及主处理器12的操作和等待时间而变。当块译码器以突发方式传送一组数据帧时CD-ROM普遍能在驱动存储装置34中储存至少50个左右的数据帧。举例说，对16XCD-ROM驱动存储装置34通常需要约128KB的数据而对32X的CD-ROM来说有约256KB的数据。
存储设备18还包含总线接口35，而总线接口35与总线16连接。总线接口35是一个传统的接口电路，它是专门为总线16的格式设计的。因此，比方说在某些配置中总线接口35可以是一个SCSI、ATAPI、1394或其他类似的总线接口。总线接35还连到驱动控制器26并响应该控制器。
图3是一个框图，它描绘示范块译码器32(如图2所示的那样)。块译码器32包含数据引擎的接口逻辑36、纠错逻辑37、一个缓冲管理器38、主接口逻辑40和控制器接口逻辑42。配置数据引擎接口逻辑36是为了与数据引擎30交换数据并响应来自纠错逻辑37的命令，和通过控制器接口逻辑42，与驱动控制器26交换数据。主接口逻辑40被配置成与总线接口35交换数据，并响应来自缓冲管理器38的命令，并通过控制器接口逻辑42与驱动控制器26交换数据。同理，控制器接口逻辑42被配置成便于在驱动控制器26和纠错逻辑37、缓冲管理器38、数据引擎接口逻辑36和主接口逻辑40间交换控制信息。
顾名思义，提供纠错逻辑37是为了通过数据引擎接口逻辑36纠正从数据引擎30接收到的数字数据中的错误。一般它包括采用传统的数据纠正技术来评估每帧数据中的某些数据，识别特殊类型的错误而后在适当的时候纠正已发现的错误，方法是，例如自动更改这帧数据中变坏了的或其他不正确的数据或通过控制器接口42要求控制器26提供进一步的帮助。
在支持读操作中缓冲管理器38接收来自纠错逻辑37的数据帧并有选择地将这些数据帧存储在驱动存储装置34中。还安排了缓冲管理器38来给主接口逻辑40提供某些帧以便传送给主处理器12。如下面详述的那样，必要时缓冲管理器38(它通过控制器接口42与控制器26进行操作耦合)中断或用其他方法请求控制器26提供进一步的帮助。
图4用图形描述传统的缓冲管理进程50，它包含在或用在一个或多个块译码器32的功能电路中，(如图3所示的那样)。缓冲管理进程50便于将选定的数据帧传送给主处理器12。
缓冲管理进程50能逻辑地、物理地或用其他方法管理多个队列的存储数据帧(例如54、58、60和62)，诸如存储帧52(它能存储在驱动存储装置34中)。例如这些队列中有一个队列(即发送队列60)含有最后被发送给主处理器12的数据帧。这些箭头示于图4以图形方式图示缓冲管理进程50逻辑地、物理地或用其他方法将帧组织或“放”在某些队列中。
当一帧新的数据到达时，缓冲管理进程50将该新数据放在新帧队列58中(它从空队列62移到堆栈(haystack)队列54)。在堆栈队列54中放到预定的阈值帧数后，缓冲管理进程50就使控制器26中断。当发生上述情况时，控制器26就评估堆栈队列54中每个帧52的情况并确定下一步该做的事情。如果控制器26确定帧52可以传送给主处理器12，那末缓冲管理进程50将帧52放入数据队列58，直至帧52被主处理器12提出请求为止。当数据队列58中的一帧或几帧数据被主处理器12请求时，缓冲管理进程50将被请求的帧放入发送队列60。一旦它(们)在发送队列60中，就通过(举例)主接口逻辑40将它(们)传送给主处理器12。紧跟着将帧52传出发送队列60后缓冲管理进程50就将帧52放入空队列62，这样做的实质是将相关的存储资源空出来用以存储随后到达的新帧56。
如果控制器26对给定的帧52的评估确定帧52不是传送给主处理器12，那末就将帧52放在空队列62中。缓冲管理进程50用这种方式能给数据帧分类以确定将一特定的帧传送给主处理器12是否合适。
在传统的CD-ROM驱动器中，有好几帧数据不打算传送给主处理器12，即便主处理器12以某种方式提出了请求，其中包括(但不限于)从CD-ROM的导入区或导出区读出的帧。
图5用图形描述记录在CD-ROM中的数据70。如图所示，数据70主要包括一个导入区72，后跟1-99个轨道74，最后是导出区76。导入区72中有放内容表(TOC)的区段73，该区段/包括有关轨道74的各种参数的信息，诸如(举例)每个轨道的启、停边界。同理，每个轨道中(如轨道74a)有一个具体的轨道描述符75，该描述符含有轨道74a的附加信息。轨道描述符75一般包含在该轨道的头150帧中。导出区76记录在数据70的末尾，一般包含供控制器26用的信息，例如如果在读操作期间CD-ROM的扫描错误地超过了轨道74，则要用伺服装置24来恢复之并重定位读/写装置28。
除有某些明显的例外以外，一般记录在导入区72的轨道描述符75和导出区76的帧不传送给主处理器12。实际上，这种请求和/或传送被认为是一种错误状态。
轨道描述符块是被控制器26用来发现轨道的信息的。例如控制器26可用轨道描述符块来确定该轨道是否是一个数据包写入轨道，如果是，则轨道中的包是定长的还是变长的；如果是定长的，其长度是多少。如本领域的技术人员所知道的那样，在数据包写入的轨道中数据是以多个包方式记录到光盘上的，构成一个轨道的包可以是定长的也可以是变长的。
图6用图形描述示范的数据包写入轨道80的一部分情况以图示轨道80中的两个包是怎样连接起来的。如所知道的那样，数据包写入轨道80的头一个数据区82包含多个与第一个包有关的帧88，第二个数据区86含有与第二个包有关的多个帧89。连接区84位于在头一个数据区82和第二个数据区86之间。连接区84包含多个输出块90；该区是在紧接着帧88后进行的初始写操作期间记录的。在随后的写操作期间，在记录帧89前记录多个插入块94。输出块90和插入块94实质上是标识正在发生的从一个包转入下一个包的过程，因此为存储设备18提供必要的信息以便与以后的数据包写入数据同步。
输出块90和插入块94间有一个连接块92，它能包含初始写操作和随后的写操作期间记录的数据。因此(举例)，连接块92可含有重叠的数据位，其中有些来自初始的写操作，有些来自随后的写操作。
对定长的包来说，通常不将输出块90、连接块92和插入块94中的帧传送给主处理器12。可是，对变长的包来说，输出块90、连接块92和插入块94中的帧可以传送给主处理器12。因此，存储设备18需要有附加的能力来区别定长和变长的数据包写入轨道。如下面所述的那样，决策所需的信息，诸如那些，一般在记录在存储介质22上的数据中提供(例如轨道描述符、TOC等等)。
因此，增加缓冲管理进程50的复杂度以支持读写-包轨道。但该复杂度会增加存储设备18的等待时间。例如当主处理器12请求传送含有多帧的数据块而其中一部分又来自连接区84时其等待时间就可能会增加。如果主处理器12不请求连接区84的帧，那末缓冲管理进程50要将不要的帧从发送队列60移到空队列62上。上述对帧的额外分解动作一般要中断控制器26，这就导致帧的多次传送而不是一次传送。这些负面影响都有可能增加存储设备18的等待时间。
因此，需要一种改进的方法和装置来有效地降低与确定哪些帧将被传送给主处理器12有关的处理负担。
如下面所述的那样，一些改进的方法和装置是按本发明的某些实施方案提供的，以简化各种要在存储设备18中做出的决策。按照本发明的某些观点，改进的块译码器含有附加的功能，例如体现于数字逻辑中的功能；该功能能识别每个新的帧56的某些属性和标记或用其他方法识别每个新的帧56，以便降低中断控制器26需要和/或将帧的传送分成多次进行。因此，将帧52从堆栈队列54移到数据队列58的决策可以简化，和/或将连接区84一个帧从发送队列60转到空队列62的决策也可以简化。
考虑到这，除了TOC73和轨道描述符75(上面已描述)外，还在每个有效帧中(而不管帧的种类是什么)得到有关记录在存储介质22中的数据的附加信息。图7用图形描述示范的传统帧88a(它大约为2.5KB)的情况。如图所示，帧88a含有一个主数据区100(那里记录有用户数据)、分代码区102和一个Q格式区104以及一个备分(未用)区106。
图8用图形描述在从数据引擎30那里来的数据中找到的各种数据字段。块译码器32用同步数据字段(SYNC)110、分秒帧(MSF)地址112和方式字节(MODE)114来调准各数据帧，找到地址信息和轨道的工作方式。该信息被传送给主数据区100′。纠错器37用测错码(如CRC)118和纠错码(ECC)112(例如含一个C3码的代码)来检查主数据(MD)116(即用户数据)的完整性。如图7描绘的那样，还有含有分代码数据的外加数据流，它存储在102和104区中。举例说，对传统的模式1格式化头部来说，这些字段包括一个12字节的SYNC110、MSF地址112、MODE114、MD116、测错码(EDC)118、备份字段(SPARE)120和纠错码(C3)122。
用上面描述的信息的各个部分，按本发明的某些实施方案给出的方法和装置，可方便地降低与存储设备18有关的等待时间，特别是可降低由缓冲管理进程50将帧从发送队列60传给主处理器12时引入的等待时间。这些方法和装置(可用硬件和/或软件来实现)基本上用一个操作码(oncode)标志240(例子见图11)，它在进程的早期可加给每个新帧56。
操作码标志240用在存储设备18中，目的是加速该帧的后续处理(例如给主处理器12传送期间的处理)。按照本发明的某些优选实施方案，操作码标志240(如图11帧88′中图形描绘的那样)比方采用二进制数据的方式(它被附加在或用其他方法包含在备份区106′中)。上述的二进制数据标识一个要在缓冲管理进程50中执行的特殊操作。
图9是一幅描绘过程200的流程图，它用于存储设备18′(即图2和图3中存储设备18的改进型)。进程200包含将存储介质22安装在存储设备18′中的开始步骤202。例如，202可包括将光盘插入CD、DVD或类似的驱动器中。在204步中是读记录在存储介质22中的数据70的选定部分并汇集某些信息，例如读TOC73是为了汇集关于记录在数据70中的轨道的号码及每个轨道74的有关启停位置。再者，可以将每个轨道的轨道描述符75读出来以汇集关于该轨道是否是个一次写入的轨道还是个定长或变长的数据包写入轨道的附加信息。然后将该信息(它提供轨道的各种特征)包括在存放或用其他方式保存在存储设备18的一张表中。
接着，在206步，存储设备18等待接收主处理器12发出的读请求命令。过程200响应该读请求命令，执行208步，将请求的数据块或它的子集从存储设备22中读出来。在这一步时可为标志定义建立硬件。当读每个新帧56时要执行若干有效性检查。例如进行同步测试以确定读出的帧是否有效。如果该帧通过了同步测试，那末执行传统的CRC。再者，也可对该帧的地址进行查核，看看它是否在可接受的地址范围内，比如由读操作来确定。如果该帧的地址未能通过查核或其地址的有效性，那末就给该帧的210和212步加一个STOP(停止)操作码标志。STOP操作码标志主要标识该帧的一个问题。STOP操作码用于比方说已知的不合法帧，诸如地址不合法的帧。比如，将它比作PAUSE(暂停)操作码标志(PAUSE操作码标志用于变坏了的数据或未知的数据)。PAUSE操作码标志不像STOP操作码标志；对PAUSE操作码标志来说，控制器26立即被中断并可在被主处理器12请求前执行重试操作。
假定发现某帧在208步，然后在210步时是有效的，则给该帧加一个SEND、SKIP或PAUSE操作码标志，这取决于轨道和帧的类型。
对一个一次写入的轨道(例如CD-ROM或DVD-ROM)来说，将在214步时加SEND操作码标志，因为该帧可以传送给主处理器12。该帧根据204步建立的表中的信息被确定为一次写入的轨道或数据包写入轨道的组成部分。
对定长的数据包写入轨道来说，在216步时可加两种操作码标志，这取决于帧的类型(即它是连接区帧还是数据区帧)。如果用该帧的头部模式字段114可确定帧的类型(如图8的图形所描绘的那样)。因此，比方说，模式字段114中数据字节的头(3)位115标识该帧是一个连接区帧还是一个数据区帧。如果该帧是定长数据包写入轨道的一个连接区帧，那末主处理器12就不接收该帧。因此，该连接区帧就加一个SKIP操作码标志且该帧不传送给主处理器12。如果该帧是一个数据区帧，那末主处理器12就可以接收该帧。这样给该数据区帧加一个SEND操作码标志并将它传送给主处理器12。
对变长的数据包写入轨道来说，在218步中，也可加两个操作码标志；这取决于帧的类型(即它是连接区帧还是数据区帧)。再者，帧的类型可用帧头部的模式字段114来确定(例如在图8中用图形描绘的那样)。如果该帧是一个连接区帧，那末主处理12就不许可接收该帧。然而，在将它传送给主处理器12之前可能要对该帧进行额外的处理。可以看到连接区84中有7个数据块(返回去参看图6)。然而，对数据引擎30来说，由于连接块92中的数据重合而输出了8个数据块不是7个数据块，这并不罕见。其结果是，该多余的一个数据块(一般叫做“slip”(插条)块)需要标识并且不要传送给主处理器12。因此，给该连接区帧加一个PAUSE操作码标志并且不将该帧传送给主处理器12，而应由比方说控制器26保留起来作进一步的处理。然后可由控制器26校正/纠正该连接块并用SEND标志写在该操作码标志的数据上面，并可能将一个有SKIP标志的数据写到任何备用帧上。如果该帧是一个数据区帧，那末主处理器12就许可接收该帧。因此，该数据区帧加一个SEND操作码标志并将该帧传送给主处理器12。
如果某有效帧不能确定为适合上述类型中的一种，那末在步骤220中给它加一个PAUSE操作码标志，允许比如由控制器26作进一步处理。当有一个探测的错误纠正故障、同步插条等等时，也可用PAUSE操作码标志。用这种方法旨在用各种方法和装置来支持将来几代的存储设备或其他未知的/不怎么出名的存储介质格式。可是，PAUSE操作码需要额外的处理操作，这是大家都承认的；这也能会导致增加而不是减少存储设备的等待时间。
依照本发明的某些优选实施方案，进程200变成了块译码器中的数字逻辑(如图2和/或图3所示的那样)。例如，可在数据引擎接口逻辑36和/或纠错逻辑37的改进型中执行同步、CRC和地址范围和方式测试以及操作码标志生成/应用。这类测试对本领域的那些技术人员来说，是非常熟悉的且在传统的存储设备也进行。再者，本领域的那些技术人员将认识到在实施本发明的方法和装置中数字逻辑和/或软件/固件逻辑可用于存储设备18改进型中的一个或多个子系统。因此，例如在控制器36中运行的固件程序可改进为进一步的支持进程200中的各个步骤。
图10是一张流程图；它描述用于存储设备18′的附加过程300。过程300包括302步，其中加载了传送缓冲计数器以支持将数据传送给主处理器12。传送缓冲计数器可以包括比如发送队列60中的帧88′的数码(它已标上了240操作码标志)。
如果操作码标志240等于PAUSE(如304步所确定的那样)，过程300就等待控制器26将该操作码标志改成SEND或SKIP。例如，如果帧88′标成PAUSE，因为它是来自变长数据包写入轨道的一个连接区帧，那末如果该帧不会在以后被确定为一个插条帧，操作码标志240将被改成SEND。反过来说，如果帧88′以后被确定为一个(slip)插条帧，那末操作码标志240将被改成SKIP。如果操作码标志240等于SKIP，则在312步时，该帧将按306步被放在空队列62中。
如果操作码标志是SEND(如306步确定的那样)，这帧数据被传送给主处理器12并按步骤310将缓冲计数器减1。下一步(在第312步时)将该帧或槽值移到空队列62。
在第314步时，确定传送计数器是否为0。如果传送计数器等于0，那末过程300结束。如果传送计数器不为0，则有附加的数据帧待处理，则进程300返回到第304步。
往回参考第306步，如果操作码标志不是SEND，那末进程300进入到第308步。在第308步时确定操作码标志是否为SKIP。如果该操作码标志是SKIP，那末进程300进入到312步，随后是314步(如上面所述)。
如果该操作码标志不是SKIP，而是STOP(如316步确定的那样)，那末进程300结束。
可以认识到，如需特殊的配置，在将帧88′传送给主处理器12前可将操作码标志240从帧88′那里卸下来。然而在大多数配置中这是不必要的，因为操作码标志240中的附加信息不应反过来影响主处理器12。
按照本发明的某些优选实施方案，过程300用数字逻辑来做。例如，302、306和312步可在块译码器32的改进型和/或控制器26中执行，304、308和310步可在主接口逻辑40的改进型和/或控制器26中执行。本领域的那些技术员将进一步认识到数字逻辑和/或软件/固件逻辑可用于存储设备18的改进型中一个或多个子系统以实践本发明的各种方法和装置。因此，比方说运行在控制器26上的固件程序可修改成进一步支持进程300的各个步骤。
虽然本发明联系了当前被认为是最实际和优选的实施方案作了介绍，还将认为本发明不限于已公开的实施方案；相反，它应包括各种改进型和等效的装置；这些改进型和等效装置包含在所附的权利要求的精神和范围中。

Claims (20)

1.一种用来将数据从数据存储介质(22)传送到一个外部设备的译码器(32)；该数据存储介质(22)具有至少一个包括其上记录的多个数据帧的数据轨道，该译码器(32)包含：
一个输入装置(36)，配置来接收至少一个数据帧，确定关于该数据帧的至少一个特征，依据关于该数据帧的至少一个特征将一个标志数据加给该数据帧和将一个带标志数据帧输出；
一个帧管理装置(38)，耦合到该输入装置(36)并配置接收来自该输入装置(36)的带标志数据帧，将该带标志数据帧储存起来，随后将它输出；和
一个输出装置(40)，耦合到该帧管理装置并配置接收来自该帧管理装置(38)的带标志数据帧并给某外部设备提供该带标志数据帧作为该带标志数据帧中标志数据的一项功能。
2.如权利要求1的译码器(32)，其中的标志数据选自含有一个发送标志、一个跳过标志、一个暂停标志和一个停止标志的一组标志中至少一个。
3.如权利要求2的译码器，其中的输入装置(36)当该至少一个特征标识出该数据帧是选自这组含有一个来自一次写入轨道的主区帧、一个来自定长数据包写入轨道的主区帧、一个来自变长数据包写入轨道的主区帧和一个来自变长数据包写入轨道的有效连接区帧的数据帧中至少一个时，进一步配置成给该数据帧加一个发送标志。
4.如权利要求2的译码器，其中的输入装置(36)当至少一个特征标识出该数据帧是一个来自定长数据包写入轨道的连接区帧时，进一步配置成给该数据帧加一个跳过标志。
5.如权利要求2的译码器，其中的输入装置(36)当至少一个特征标识出该数据帧是一个来自变长数据包写入轨道的连接区帧时，则进一步配置成给该数据帧加一个暂停标志。
6.如权利要求2的译码器，其中的输入装置(36)当至少一个特征标识出了该数据帧不是一个有效数据帧时，进一步配置成给该数据帧加一个停止标志。
7.如权利要求2的译码器，其中的输入装置(36)当至少一个特征标识出该数据帧不是选自一组含有来自一次写入的轨道的主区帧、来自定长数据包写入轨道的主区帧、来自变长数据包写入轨道的主区帧和来自变长数据包写入轨道的连接区帧的数据帧中至少一个时，进一步配置成给该数据帧加一个暂停标志。
8.如权利要求2的译码器，其中的输出装置(40)配置成仅当与该标志帧有关的标志是发送标志时才向某外部设备提供该带标志数据帧。
9.如权利要求1的译码器，其中的数据帧含多个数据字段，包括其中有数据的第一个字段，而输入装置进一步被配成修改这第一个字段中的数据以建立标志数据。
10.一种用于计算机系统的存储设备(18)，该存储设备(18)含有：
一个伺服装置(24)；
一个存储介质(22)，安装在伺服装置(24)上并具有其上记录了数据的至少一个数据轨道，其中数据轨道至少含多个数据帧；
一个读出装置(28)，该装置操作时配置成读数据轨道的至少一部分并将读信号输出；
一个数据引擎(30)，连接到读出装置(28)并配置成接收读信号和根据该读信号的至少一部分将至少一个数据帧输出；
一个输入装置(36)，连接到数据引擎(30)的并配置成接收该数据帧，确定该数据帧的某些特征，根据该数据帧的至少一个特征给该数据帧加一个标志数据并将该带标志数据帧输出；
一个帧管理装置(38)，连到输入装置(36)并配置成接收来自输入装置(36)的带标志数据帧，存储该带标志数据帧并在随后将该带标志数据帧输出；和
一个输出装置(40)连接到帧管理装置(38)并配置成接收来自帧管理装置(38)的带标志数据帧并将该带标志数据帧提供给一外部设备作该带标志数据帧中标志数据的一项功能。
11.一种将来自数据存储介质(22)的数据传送给一个外部设备的方法；该方法包含：
从有至少一个数据轨道的数据存储介质(22)读至少一个数据帧，该轨道含多个数据帧，
确定该数据帧的某些特征；
根据该数据帧的至少一个特征给该数据帧加一个标志数据；和
给某外部设备提供该带标志数据帧作该带标志数据中标志数据的一项功能。
12.如权利要求11的方法，其中的给该数据帧加标志数据步骤还包含从一组含发送标志、跳过标志、暂停标志和停止标志的标志中至少一个选择标志数据。
13.如权利要求12的方法，其中的给该数据帧加标志数据步骤还包含当至少一个特征标识出这个数据帧是选自一组含有来自一次写入轨道的一个主区帧、来自定长数据包写入轨道的一个主区帧、来自变长数据包写入轨道的一个主区帧和来自变长数据包写入轨道的一个有效连接区帧的数据帧中的至少一个时给该数据帧加一个发送标志。
14.如权利要求12的方法，其中的给该数据帧加标志数据步骤还包含当至少一个特征标识出该数据帧是一个来自定长数据包写入轨道的连接区帧或一个插条帧时给该数据帧加一个跳过标志。
15.如权利要求12的方法，其中的给该数据帧加标志数据步骤还包含当至少一个特征标识出该数据帧是一个来自变长数据包写入轨道的连接区帧时给它加一个暂停标志。
16.如权利要求12的方法，其中的给该数据帧加标志数据步骤还含有当至少一个特征标识出该数据帧不是一个有效的数据帧时给它加一个停止标志。
17.如权利要求12的方法，其中的给该数据帧加标志数据步骤还包含当至少一个特征标识出该数据帧不是选自一组含有一个来自一次写入轨道的主区帧、一个来自定长数据包写入轨道的主区帧、一个来自变长数据包写入轨道的主区帧、一个来自定长数据包写入轨道的连接区帧和一个来自变长数据包写入轨道的连接区帧的数据帧中的至少一个时给该数据帧加一个暂停标志。
18.如权利要求12的方法，其中的给一外部设备提供该带标志数据帧步骤还包含仅当与该带标志数据帧有关的标志数据是发送标志时才给该外部设备提供该带标志数据帧。
19.如权利要求11的方法，其中的给该数据帧加标志数据步骤还包含修改该数据帧中的数据以建立标志数据。
20.如权利要求11的方法，其中的确定该数据帧的某些特征步骤还包含从该数据存储介质的选定部分读出数据以确定该数据帧是否选自一组含有一个来自一次写入轨道的主区帧、一个来自定长数据包写入轨道的主区帧、一个来自变长数据包写入轨道的主区帧、一个定长轨道的连接区帧和一个来自变长数据包写入轨道的连接区帧的数据帧中的至少一个。
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