CN1318989C - 一种用于光盘驱动器处理中断要求的方法 - Google Patents

Abstract

一种在光盘驱动器进行控制操作或运算过程中处理中断要求的方法，该方法包含有在该控制操作或运算进行的同时，进行以下步骤：利用该光盘驱动器接收一控制电路所传来的该中断要求；检查该中断要求是否为一读取指令；若该中断要求为一读取指令，检查该读取指令所指定的欲读取数据是否存在于一缓冲器内；以及若该欲读取数据存在于该缓冲器内，响应于该中断要求，传送该缓冲器内相对应的数据至该控制电路。

Description

一种用于光盘驱动器处理中断要求的方法

技术领域

本发明提供一种处理中断要求的方法，特别是指一种在光盘驱动器进行一需较长时间的控制操作或运算过程中处理中断要求的方法。

背景技术

随着计算机装置的普及而使得计算机装置的应用范围随之扩大，除了一般商业性用途以外，个人计算机也进入家庭以提供例如多媒体娱乐之类的功能。由于多媒体娱乐需要庞大的影像数据以及声音数据来产生所需的声光效果，因此进一步带动数据存储技术的发展。为了让使用者能够更方便地存储数字数据，各种数据存储装置相继地出现。其中光盘(Optical Disk)由于本身成本低、体积小及容量大的特性，所以近年来已成为使用者用来纪录数据的工具。除了一般文件数据或程序数据外，光盘亦被广泛地用来存储多媒体数据，例如声音数据(Audio Stream)及影像数据(Video Stream)等。而光盘上所记录的数据则需要使用一光盘驱动器(Optical Disk Drive)以进行存取。

请参考图1。图1为一公知光盘驱动器120配合主机110工作时的示意图。主机110可以为一计算机主机。光盘驱动器120通常连接到主机110，以接收主机110的控制指令而工作。光盘驱动器120中包含有一控制电路122，用来主控光盘驱动器120的工作。除此之外，光盘驱动器120中还设有一非易失性的记忆存储器124(如闪速存储器)、一缓冲存储器126(如易失性的随机存取存储器或是寄存器等)、以及一用来实现光盘驱动器120的功能的伺服模块140。缓冲存储器126用来暂存光盘驱动器120工作期间必需的数据；而伺服模块140中包含有一主轴马达142、一读取头146等机电元件。主轴马达142用来带动光盘150转动；读取头146则可沿一滑轨144滑动，以存取光盘150上不同轨道(Track)上的数据。

一般而言，主机110仅需发出高层次的控制指令至光盘驱动器120中的控制电路122，控制电路122便会依据该控制指令来执行非易失性记忆存储器124中的固件程序代码130。控制电路122执行固件程序代码130中所记录的相对应的控制程序，以控制伺服模块140实际执行光盘驱动器120的主要功能。

举例来说，当主机110要读取光盘150上的数据时，会传送一数据读取指令至光盘驱动器120以及指定该数据在光盘150上的地址。接着控制电路122就会执行光盘驱动器120本身的固件程序代码130，用来协调伺服模块140中主轴马达142、读取头146等元件的工作。例如，控制主轴马达142达到一特定的转速、移动读取头146至一预定轨道以接收光盘150所反射的激光等。伺服模块140由光盘150所读取到的数据，会暂存至缓冲存储器126中，接着由控制电路122传送至主机110。

请参阅图2。图2为公知技术中光盘驱动器120依主机110的一读取指令读取光盘150上数据的流程图200。流程图200包含有下列步骤：

步骤202：开始。光盘驱动器120利用控制电路122接收及解读由主机110传送过来的一读取指令Instruction_A。

步骤204：光盘驱动器120依据该读取指令Instruction_A进行一数据读取程序。

步骤206：利用控制电路122判断欲读取的数据是否位于缓冲存储器126中，若是，则进行步骤212；若否，则进行步骤208。

步骤208：利用控制电路122执行固件程序代码130以控制伺服模块140进行寻轨操作。

步骤210：利用伺服模块140读取光盘150上该读取指令Instruction_A所指定的数据，并将读取到的数据暂存在缓冲存储器126中。

步骤212：利用控制电路122将缓冲存储器126中相对应的数据传送至主机110，以响应该读取指令。

步骤214：结束。

上述光盘驱动器120依据主机110的一读取指令，读取光盘150上数据的详细工作方式为本领域的技术人员所熟知，在不影响本发明技术公开的情况下，在此不再赘述。

一般而言，主机110传送一读取指令至光盘驱动器120后，会等到光盘驱动器120回传该读取指令所要求的数据后，才传送下一个读取指令至光盘驱动器120。当主机110需要光盘150上的大量数据时(例如拨放光盘150上的音像数据)，主机110会不断地传送读取指令至光盘驱动器120，来获得光盘150上的数据。

在公知技术中，光盘驱动器120通常会利用缓冲存储器126提供数据快取(Cache)的功能。举例而言，若光盘150为一音像光盘(VCD)，由于主机110所欲读取的数据通常是光盘150上连续性的音像数据。因此，当光盘驱动器120接收到主机110的一读取指令后，不仅会将该读取指令所要求的数据暂存在缓冲存储器126中，亦会将后续的数据一并暂存在缓冲存储器126中，以供光盘驱动器120接收到后续的读取指令时进行数据快取之用。即，在步骤202中，当主机110传送该读取指令Instruction_A至光盘驱动器120时，光盘驱动器120会进行步骤206，先检查缓冲存储器126中是否已存在该读取指令Instruction_A所指定的数据。倘若欲读取的数据已存在缓冲存储器126中，则仅需进行步骤212，将缓冲存储器126中的数据传送至主机110以响应该读取指令Instruction_A，而不需从光盘150上读取该读取指令Instruction_A所指定的数据，因此可提升光盘驱动器120响应主机110的速度。

通常在公知技术中，光盘驱动器120的缓冲存储器126会设有一数据量阈值。当光盘驱动器120将缓冲存储器126的空间填满或达到一特定水平后，缓冲存储器126中所存储的数据会陆续因为主机110所发出的读取指令，而被传送到主机110。只要缓冲存储器126中的数据量高于该数据量阈值时，光盘驱动器120都不需进行数据补充的操作。直到缓冲存储器126中暂存的数据量等于或低于该数据量阈值时，光盘驱动器120便会读取光盘150上的后续数据，将缓冲存储器126中的数据量填满或是使之达到该特定水平。

因此，在步骤206中，公知技术若判断出该读取指令Instruction_A所指定的数据存在缓冲存储器126中，还会判断扣掉该读取指令Instruction_A所要求的数据后，缓冲存储器126中所剩余的数据量是否会降到等于或低于该数据量阈值。若控制电路122判断出一旦将该读取指令Instruction_A所指定的数据传送至主机110后，缓冲存储器126当中所剩余的数据量便会等于或低于该数据量阈值，则控制电路122会依据固件程序代码130的主环路以控制伺服模块140读取光盘150上的后续数据，并暂存到缓冲存储器126中，使缓冲存储器126中的数据量填满或是使之达到该特定水平。

而要读取光盘150的数据前，光盘驱动器120需进行寻轨(Seeking)的操作，以将读取头146移到适当的位置。所谓寻轨操作，简而言之就是将读取头146沿滑轨144移动到欲读取数据所属的一轨道的过程。通常寻轨操作所耗费的时间需数微秒至上百微秒(ms)，若是长距离寻轨(Long-Seeking)操作则需要的时间可能长达数倍之多。光盘驱动器120利用缓冲存储器126提供的数据快取功能，能使数据传输的过程较平顺。只有在欲读取的数据不在缓冲存储器126中，或是只有部分在缓冲存储器126中，而其他的部分需要从光盘150上读取，光盘驱动器120才需进行步骤208的寻轨操作。

然而，在公知光盘驱动器120的固件程序代码130的结构下，当光盘驱动器120依据固件程序代码130的主环路进行步骤208的寻轨过程当中，若接收到主机110传送过来的一读取指令Instruction_B而产生一中断要求时，该中断要求会暂时被搁置。等到控制电路122依据固件程序代码130的主环路完成该例行性程序(即步骤208)后，光盘驱动器120才会响应该中断要求，对该读取指令Instruction_B进行解读与处理。实际上，不只是寻轨操作，在公知固件程序代码130的结构中，对于光盘驱动器120在进行需要较长时间的控制操作或运算的过程中所产生的中断要求的处理方式，都是先将该中断要求搁置，等到进行中的程序完成后才处理。而一般光盘驱动器的工作中，如调整主轴马达142的转速、以及重新读取(Retry)等等，都是需要较长时间的控制操作或运算的例子。

如公知技术所熟知，光盘驱动器120响应一读取指令的速度，比光盘驱动器120进行寻轨的速度要快很多。例如，假设主机110通过IDE或SCSI总线接口传输数据的速度是1M字节/秒，而主机110所传送的每个读取指令所要求的数据长度是20k字节，则相当于光盘驱动器120响应一个读取指令的时间只需要20微秒(ms)。

如前所述，若主机110在光盘驱动器120进行需要较长时间的控制操作或运算的过程中，传送该读取指令Instruction_B至光盘驱动器120，则该读取指令Instruction_B需等待光盘驱动器120完成进行中的程序后才会得到响应。因此，即使该读取指令Instruction_B所要求的数据位于缓冲存储器126中，光盘驱动器120仍须等到该控制操作或运算完成后，光盘驱动器120才会处理该中断要求，使得主机110可能因数据中断而造成延迟的现象。例如，在公知技术中，当主机110利用光盘驱动器120读取一音像光盘上的数据，以进行音像播放的过程中，若主机110所需要的数据有中断的情况，则可能造成音像播放的过程产生停格或延迟的不良现象。

为降低延迟的影响，公知技术应用状态机(State Machine)的程序设计方式来设计固件程序代码130。状态机方式将需较长时间的光盘驱动器120的控制操作或运算过程，分割成许多阶段(stage)来进行。因此，每一阶段所使用的时间便会大幅降低，而光盘驱动器120便可以利用阶段的间隔来处理相对应于主机110发出的读取指令的中断要求，减少该读取指令等候处理的时间。

然而，应用状态机方式所设计的固件程序代码较为复杂，使得固件程序代码维护与更新时的困难度与成本增加，进而影响到产品进入市场的时间点。

发明内容

因此本发明的主要目的在于提供一种在一光盘驱动器并行处理一需较长时间的控制操作或运算过程，以及一中断要求的方法，以解决上述问题。

本发明的较佳实施例中提供一种在一光盘驱动器进行一需较长时间的控制操作或运算过程中处理一中断要求的方法，该方法包含有在该控制操作或运算进行的同时，进行以下步骤：利用该光盘驱动器接收一控制电路所传来的该中断要求；检查该中断要求是否为一读取指令；若该中断要求为一读取指令，检查该读取指令所指定的欲读取数据是否存在于一缓冲器内；以及若该欲读取数据全部存在于该缓冲器内，响应于该中断要求，传送该缓冲器内相对应的数据至该控制电路，若该欲读取数据部分存在于该缓冲器内，响应于该中断要求，传送存在于该缓冲器内的这部分数据至该控制电路，以及若该欲读取数据不在该缓冲器内，暂不处理该中断要求。

本发明的优点的一是光盘驱动器会在中断要求发生时处理读取指令，因此，即使光盘驱动器在进行一需较长时间的控制操作或运算过程之中，亦可以快速地响应主机的读取指令，而大幅降低数据延迟的情况。

本发明的另一优点是不需使用状态机的固件程序代码设计方式，可降低固件程序代码的复杂度，以及提升维护与更新时的便利性。

附图说明

图1为公知一光盘驱动器配合一主机工作时的示意图。

图2为公知一光盘驱动器依一主机的一读取指令读取一光盘上数据的流程图。

图3为本发明的一光盘驱动器配合一主机工作时的示意图。

图4为本发明的一光盘驱动器在进行一需较长时间的控制操作或运算过程中处理一中断要求的流程图。

附图符号说明

110         主机

120、320    光盘驱动器

122         控制电路

124         记忆存储器

126         缓冲存储器

130、330    固件程序代码

140         伺服模块

142         主轴马达

144         滑轨

146         读取头

150         光盘

具体实施方式

请参考图3。图3为本发明的光盘驱动器320配合一主机110工作时的示意图。光盘驱动器320与图1的光盘驱动器120很相似，因此两光盘驱动器中相同的元件以同样的编号表示，而光盘驱动器320的元件配置方式均与光盘驱动器120类似，为简洁起见，在此不再赘述。

而本发明的光盘驱动器320与公知光盘驱动器120的不同点，在于光盘驱动器320的固件程序代码330在光盘驱动器320进行一需较长时间的控制操作或运算过程中，处理一中断要求的方式与公知技术不同。以下以流程图方式说明固件程序代码330的工作情形。

图4表示本发明的光盘驱动器320在进行一需较长时间的控制操作或运算过程中处理一中断要求的流程图400。流程图400包含有下列步骤：

步骤402：开始。光盘驱动器320在进行一需较长时间的控制操作或运算过程(例如寻轨操作、调整主轴马达142的转速等等)中，接收到主机110所传送过来的一指令Instruction_C而产生一中断要求。

步骤404：控制电路122解译该中断要求所对应的该指令Instruction_C的内容。

步骤406：利用控制电路122判断该指令Instruction_C是否为一读取指令，若是，则进行步骤408；若否，则进行步骤414。

步骤408：判断该读取指令所欲指定的数据是否位于缓冲存储器126中，若是，则进行步骤410；若否，则进行步骤414。

步骤410：利用控制电路122将缓冲存储器126中被该读取指令所指定的数据传送至主机110。

步骤412：控制电路122清除该中断要求。

步骤414：结束。固件程序代码330的流程回到原先所执行的主环路中。

在本发明的一较佳实施例中，光盘驱动器320在进行一需较长时间的控制操作或运算的过程中，应用本发明所提出的光盘驱动器处理一中断要求的方法，以使光盘驱动器320传输光盘150的数据至主机110的过程更平顺。为了方便说明起见，以下举光盘驱动器320进行寻轨操作的过程为例，说明流程图400的工作方式。请注意，本发明的光盘驱动器处理一中断要求的方法并不限定在光盘驱动器进行寻轨操作的过程，事实上，本发明的光盘驱动器处理一中断要求的方法，可应用于光盘驱动器320进行任何控制操作或运算的过程中。

如前所述，当光盘驱动器320在处理一读取指令Instruction_A时，检查出该读取指令Instruction_A所指定的数据位于缓冲存储器126中，同时亦判断出扣除掉该读取指令Instruction_A所要求的数据后，缓冲存储器126中暂存的数据量会降到等于或低于一预设阈值。因此，光盘驱动器320一方面会利用控制电路122将缓冲存储器126中相对应于该读取指令Instruction_A的数据传送至主机110，另一方面，光盘驱动器320的控制电路122亦会依据固件程序代码330的主环路以控制伺服模块140进行一例行性的程序，亦即进行寻轨操作，使光盘驱动器320能读取光盘150上的后续数据并暂存在缓冲存储器126中。

然而，光盘驱动器320传送该读取指令Instruction_A所指定的数据至主机110所需要的时间，通常比光盘驱动器320进行寻轨的时间要短很多。因此，主机110很有可能在控制光盘驱动器320的伺服模块140完成寻轨的操作前，就将该读取指令Instruction_A的数据处理完毕，并传送另一读取指令Instruction_C至光盘驱动器320，要求读取后续的数据。

因此，在步骤402中，光盘驱动器320的控制电路122在监控伺服模块140进行寻轨操作的过程中，会接收到主机110所传送过来的该指令Instruction_C而产生一中断要求。接着，在步骤404中，控制电路122会在该中断要求产生后，立即解译该中断要求所对应的该指令Instruction_C的内容。

在步骤406中，当控制电路122解译完该指令Instruction_C的内容后，会判断该指令Instruction_C是否为一读取指令。倘若主机110此时所传送过来的该指令Instruction_C并非为一读取指令，则控制电路122会先处理完进行中的寻轨操作后，再依该指令的优先顺序响应该指令。在此假设该指令Instruction_C为一读取指令以说明接下来的步骤。

在步骤408中，当控制电路122判断出该指令Instruction_C为一读取指令后，控制电路122会接着检查该读取指令Instruction_C所欲读取的数据是否在缓冲存储器126中。

倘若该读取指令Instruction_C所指定的数据不在缓冲存储器126内，则表示光盘驱动器320需从光盘150上读取数据，但由于伺服模块140正进行寻轨操作，无法再启动另外一寻轨操作。因此，很明显地，该读取指令Instruction_C需等待伺服模块140完成进行中的寻轨操作后，再视需要决定是否需要进行。因为伺服模块140所进行中的该寻轨操作的目的，为了读取光盘150上的后续数据以补充缓冲存储器126的数据量。倘若该例行性程序与该读取指令Instruction_C所欲读取的数据相同，或是该例行应程序所欲读取的数据涵盖了该读取指令Instruction_C所需要的数据，则很明显地，光盘驱动器320不需要为了该读取指令320又重复进行一次寻轨操作。

另一方面，倘若该读取指令Instruction_C所指定的数据只有部分在缓冲存储器126中，则在本发明的一实施例中，控制电路122可先将在缓冲存储器126中的那一部份数据传送回主机110。而该读取指令Instruction_C所要求的其他数据则同样等到伺服模块140完成进行中的寻轨操作后，再视需要决定如何处理。在本发明的另一实施例中，控制电路122可等到该读取指令Instruction_C所要求的数据都准备好后再一并传送到主机110。

再者，在步骤408中，若该读取指令Instruction_C所指定的数据都在缓冲存储器126中，则控制电路122会进行步骤410。

在步骤410中，控制电路122会在进行寻轨操作的同时，将缓冲存储器126中相对应于该读取指令Instruction_C的数据，传送至主机110，相当于并行处理进行中的该寻轨操作与响应该读取指令Instruction_C。由于控制电路122中监控伺服模块140进行寻轨操作的电路，以及负责与主机110间传输数据的电路互不冲突，因此并行处理两种操作不会对光盘驱动器320的功能造成负面影响。因此，主机110便不会因所需的数据中断，而使工作受到影响或延迟。

等到控制电路122将该读取指令Instruction_C所需的数据完全传送至主机110后，控制电路122会进行步骤412，将对应于该读取指令Instruction_C的中断要求清除。

在步骤414中，控制电路122所执行的固件程序代码330的流程会回到原先所执行的主环路中。如前所述，由于进行寻轨操作需要的时间比将数据传送回主机110的时间长，因此，当控制电路122完成响应该读取指令Instruction_C的操作时，伺服模块140有可能尚未完成该寻轨操作。

同理，若此时伺服模块140尚未完成该寻轨操作，而主机110又处理完毕该读取指令Instruction_C的数据，并传送另一读取指令Instruction_D至光盘驱动器320，则控制电路120会重复进行上述步骤404到步骤412的流程，以即时响应该读取指令Instruction_D。

由上述可知，本发明的光盘驱动器320在进行一需较长时间的控制操作或运算过程中处理一中断要求的方式，并不会中断原先进行中的该控制操作或运算过程，又能即时处理与响应主机110传送过来的数据读取指令。由于本发明的固件程序代码330不使用状态机的程序设计方式，不需要将一需较长时间的控制操作或运算分割成许多不同阶段来处理，因此，固件程序代码330的复杂性可大幅降低。

另外，当一中断要求发生时，控制电路122仅需使用少许运算能量就能解译该中断要求所相对应的指令，因此，一但该指令并非一读取指令，控制电路122暂时不会加以处理，故伺服模块140的操作并不会受到影响。而当该指令为一读取指令时，控制电路122亦仅需简单检查其所需要的数据是否位于缓冲存储器126中，若否，则控制电路122亦暂不处理该指令；若该读取指令所需要的数据位于缓冲存储器126中，则控制电路122在将缓冲存储器126中相对应的数据传送到主机110的过程中，由于控制电路122中负责传输数据的电路与控制伺服模块140工作的电路并不冲突，故亦不会影响到伺服模块140的正常工作。

相较于公知技术中，光盘驱动器120等到伺服模块140完成进行中的寻轨操作后，才利用控制电路122解译并响应该中断要求所对应的指令的作法，很有可能使主机110因所需的数据中断而影响工作的进行。

本发明的方法除了可大幅提升光盘驱动器320与主机110间传输音像光盘数据时的顺畅性外，亦因不需采用状态机的方式设计固件程序代码330，故固件程序代码330的复杂性与维护、更新时的成本均比采用状态机方式设计的固件程序代码低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所进行的等效变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种在光盘驱动器进行控制操作或运算过程中处理中断要求的方法，该方法包含有在该控制操作或运算进行的同时，进行以下步骤：

利用该光盘驱动器接收一控制电路所传来的该中断要求；

检查该中断要求是否为一读取指令；

若该中断要求为一读取指令，检查该读取指令所指定的欲读取数据是否存在于一缓冲器内；以及

若该欲读取数据全部存在于该缓冲器内，响应于该中断要求，传送该缓冲器内相对应的数据至该控制电路，

若该欲读取数据部分存在于该缓冲器内，响应于该中断要求，传送存在于该缓冲器内的这部分数据至该控制电路，和

若该欲读取数据不在该缓冲器内，暂不处理该中断要求。

2.如权利要求1所述的方法，其中该缓冲器为该光盘驱动器的一易失性存储器。

3.如权利要求1所述的方法，其中该缓冲器为该光盘驱动器的一寄存器。

4.如权利要求1所述的方法，其中该控制电路为一计算机主机。

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