CN1729529A - 用于在光盘上存储信息的方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于在光盘上存储信息的方法，其中编码数据以形成ECC块，并且其中在引入/引出字段之间的预定写入区(Z)中写入ECC块。根据本发明，在引入字段与引出字段之间写入两个或更多个ECC块。

Description

用于在光盘上存储信息的方法

技术领域

本发明总体涉及在光盘上存储信息的方法。更具体地讲，本发明涉及依据在引入/引出字段之间写入ECC块的标准的一种存储方法。

而且，本发明涉及一种用于将信息写入光学存储盘和/或从光学存储盘读取信息的盘驱动装置；下文中，这种盘驱动装置还将称作“光盘驱动器”。

背景技术

众所周知，光学存储盘包括在可以以数据模式的形式存储信息的存储空间中的至少一个轨道，该轨道为连续的螺旋或者多个同心圆的形式。光盘可以是只读类型的，在制造过程中记录了信息，用户只能对该信息进行读取操作。光学存储盘还可以是可写入类型的，其中用户可以存储信息。这种盘可以具有一次性写入类型，其仅可以写入一次，或者具有可改写类型，其可以多次写入。具体讲，本发明涉及可改写盘的领域，然而本发明的范围不限于这个领域，原因在于本发明的特征也可用于其它类型的盘。因为光盘的技术通常是公知的，即如何能够将信息存储在光盘中的方式以及如何能够从光盘读取光学数据的方式都是公知的，因此此处没有必要更为详细地描述这种技术。

当在记录介质上存储信息时，依照预定的格式在数据字中对信息进行编码。对于不同的用途，存在不同的格式。一个普通的问题是在写入和/或读取时，可能出现错误，因此从所记录的内容中读回的数据与原始数据不同。这是不希望的。因此，已经开发了纠错方案，其能够在一定程度上校正数据错误。这种纠错方案包括向原始数据添加纠错位。在一类特别的纠错方案中，根据预定的算法将预定量的原始数据和纠错位混合在一起。该组合形成了纠错码块(ECC块)。ECC块包含预定量的数据。如果所要存储的数据量大于一个ECC块的数据容量，则要将数据写入到多个ECC块中。

因为用于ECC块的编码方案对于本领域技术人员是公知的，而且同时本发明并不涉及这样的编码方案，因此将省略对编码算法的详细讨论。举例来说，参考DVD标准ECMA 267：“120mm DVD-Read OnlyDisc”，1997年12月，Section4“Data Format”。

然而，要注意每个ECC块将视为编码信息的单位，即为了读回信息，仅读取一部分ECC块是不够的：需要将该块作为一个整体读取和处理，这是因为解码算法需要具有来自该块的全部数据。因此，仅可以作为整体解码该块。

在一些格式中，希望将该块一个接一个地写入基本上连续的数据流中；DVD是这种格式的一个实例。还存在其它的格式，允许用户在盘上的任意需要的地址处写入任意的块；蓝光是这种格式的一个实例。本发明具体涉及后一种类型的格式，下文中将称作“随机存取”(RA)格式。当写入或读取这种块时，盘驱动器需要获知开始和结束的位置，并且需要变成与物理轨道“同步”。通常，这是通过在接近目标位置时读取预先存储的信息来实现的；然而，在RA格式中，轨道仍然是空的则将是非常好的，因此没有需要与之同步的信息。另一方面，即使先前的位置不是空的，也非常难以立刻从先前的块的末端开始写入。

为了克服这个问题，RA格式需要位于所要记录的数据段之前的所谓引入字段和位于该数据段之后的所谓引出字段。因此，两个连续记录的数据段被一个引出字段和引入字段序列分开，从而提供了无错联接所需的边缘。下文中，这些字段将分别表示为RIF或ROF。

引入和引出字段占据了盘上的存储空间。因此，本发明的一个目的是提高盘的数据存储容量。

减少数据存储设备的物理尺寸是一种趋势。近来，正在开发用于小型盘(SFFO)的盘驱动器，其适用于移动设备，例如移动电话、个人数字助理(PDA)等。在这种应用中的盘将比根据当前格式的盘小的多，并且出于技术原因，希望得到的是规定的块长度小于当前格式中的块长度。另一方面，对于这种小型SFFO盘，希望使用一种与现有格式非常类似的格式。一个原因是开发新的格式花费许多时间。另一个原因是，当两种格式相似时，相应的解码器也相似，并且从用于已知格式的已知解码器开始开发用于新格式的新解码器变得更容易。对于这种小型SFFO盘，特别希望使用一种与现有格式相同的寻址格式，同时在摇摆通道的水平上还与这种现有的格式相兼容。

本发明的一个重要目的是提供这种新的格式。

而且，希望能够由两种(或多种)不同的格式来存取盘。到目前为止，仅根据一种格式使盘的每个存储部分初始格式化。然后，如果以两种不同格式使用盘，则必须在初始化时使该盘分区，例如分成其中根据一种格式格式化了全部块的第一径向部分和其中根据第二格式格式化了全部块的第二径向部分。可选择的是，第一和第二块的类型可以交替地设置在相同轨道上。

本发明的重要目的是按照以下方式格式化盘，使得可以由两种(或更多种)格式来使用块。

发明内容

根据本发明的一个重要方面，在RIF和ROF之间写入两个或更多个ECC块。具体而言，这两个ECC块彼此直接相邻放置。因此，在这两个ECC块之间不存在ROF/RIF对。在写入操作过程中，写入两个ECC块以及RIF和ROF。在读取操作过程中，可以相互独立地读取每个单独的块。

根据本发明的另一重要方面，写入操作包括根据所使用的格式，在引入和引出字段之间放置一个大的ECC块或者放置多个较小的ECC块的步骤。因此，盘上的特定位置不再分配给一个特定的格式。

附图说明

以下，通过参照附图来描述根据本发明的方法的优选实施例，从而进一步解释本发明的这些及其它方面、特征和优点，在附图中相同的附图标记表示相同或相似的部件，其中：

图1-4是表示盘的存储空间的图，具体表示了与存储区长度有关的块长度；

图5是示意表示盘驱动装置的方框图；

图6是表示根据本发明的控制器的双块写入操作的方框图；

图7A和7B是表示根据本发明的控制器的读取操作的方框图。

具体实施方式

光学存储盘1包括在可以以数据模式的形式存储信息的存储空间10中的至少一个轨道，所述轨道为连续的螺旋或者多个同心圆的形式。这个存储空间10物理存在于盘上，是在盘的制造过程中设置的。在制造之后，存储空间10仍是空的，即其不包含写入的数据。图1示意表示了对于盘1是这种空白盘的情况下的部分存储空间10，其表示为连续的带状。

在用于随机存取格式的空白盘中，不仅存在轨道，而且该轨道还已经具有了对应于将要存储数据块的位置的结构。在一个实例中，该盘可以包括摇摆通道(wobble channel)(图1中未示出)，其将轨道物理设置为一连串连续的存储区Z。其它确定存储区的方法也是可以的。以下，存储区通常表示为Z，而单独的存储区将通过添加标志n、n+1、n+2等来区分开。同样，两个相邻区之间的接点通常表示为J，而单独的接点将通过添加标志n、n+1、n+2等来区分开。

因为在制造过程中将轨道预定设置在多个存储区Z中，并且使用摇摆通道作为确定存储区的实例，这对于本领域技术人员而言是已知的，由于这种分割不是本发明的主题，所以这里将省略在这方面的详细描述。

盘1拟用于尤其描述了所要写入的块的结构的预定格式。更具体地讲，这种格式描述了在每块中的数据字节数以及纠错位数，即每块中的位数，每块中的位数连同写入一位所需的空间确定了区Z的物理长度L。典型的是，蓝光格式提供了64k字节用户数据的块长度。要注意，数据字节和校正位合成整体并且形成了不可分的纠错码块或者ECC块。在恢复数据时，解码器需要具有ECC块的全部数据位和全部纠错位，以便能够解码任意的单独数据字节。下文中，将依据数据形式表示ECC块的大小；因此，考虑到纠错位的出现，ECC块实际上大于所述的尺寸(64k字节)。

当前格式的实例是DVD-RW、DVD-ROM、CD-RW、CD-ROM、BluRay-RW、BluRay-ROM等等。蓝光是一种较新的格式，其可以使单独的ECC块写入盘的任意需要的存储区Z中(当然，假设该区没有被损坏或占据)。为了使盘驱动装置的写入装置能够正确地写入ECC块的全部内容，以及为了使盘驱动装置的读取装置能够正确地读取ECC块的全部内容，蓝光格式规定了在每个ECC块之前使用引入字段(RIF)并且在每个ECC块之后使用引出字段(ROF)。因此，区Z的物理长度L对应于一个ECC块加上一个RIF加上一个ROF的整个长度。

因为RIF/ROF的概念对于本领域技术人员而言是已知的，而且这种RIF/ROF的设计和内容对于本领域技术人员而言也是已知的，所以本文中省略了其更详细的描述。

图2是与图1相似的附图，示意表示了部分存储空间10，其具有分别写入相邻存储区Z1、Z2、Z3的三个ECC块ECC1、ECC2、ECC3。每个ECC块ECCi两侧分别是RIFi/ROFi对，i为1、2、3。在图2中可清晰看出，RIF1、ECC1、ROF1的组合精确地匹配第一区Z1。而且，在图2中可以识别出ROF1与RIF2的组合在Z1与Z2之间的接点J1处提供了ECC1与ECC2之间的边缘。

希望能够使用更小的ECC块。一个可能的原因是为了读取少量数据，需要读取整个ECC块，这需要花费时间；如果ECC块更小，则比ECC块较大的情况下可以更快地获取数据。另一个原因是小型盘，例如SFFO盘太小了，使得在盘的内部区域中，360°轨道部分的长度小于现有64k字节蓝光格式块的L，这就降低了纠错能力。如果使用较小的块，例如32k字节的块，则长度将小于360°轨道部分。尽管在两个块处于相同条件下(长度小于360°轨道部分)32k字节块的纠错能力小于64k字节的纠错能力，但是在长度小于360°轨道部分的32k字节块的情况下的纠错能力优于在长度大于360°轨道部分的64k字节块的情况下的纠错能力。

一种满足这种需要的可能方式是根据较小的ECC块的长度制造存储区Z的长度更小的盘。然而，这将涉及开发新的摇摆通道。而且，该盘不再适于存储较大的块。另一个缺点是该盘的整个存储容量会减少。

这些缺点在图3A-B中示出，它们与图2相似，但是目前的ECC块的长度减少了一半。在图3A中，存储区的长度也减少了一半(L表示原始长度-参见图1)。因为目前一个存储区Z的原始长度L应容纳两个ECC块以及两个RIF/ROF对，同时每个RIF/ROF对的长度保持相等，所以“新”ECC块的长度不可避免地小于原始ECC块长度的一半。这转化为更少的校正位。

在图3B中，ECC块的长度精确地为原始块长度的50％。为了讨论，假设这些较小的块的纠错能力与图1的原始较大的块的纠错能力精确相同。因为这些半块中的两个与全部两个RIF/ROF对有关，所以存储区的长度L’不可避免地大于原始存储区的长度L的一半。这转化为盘上的较少区，因此数据较少。而且，考虑到L’与L之间的差异，应当改进摇摆通道。

图4与图2相似，表示了本发明的创造性方案。区Z的长度L与图1和2中的相同。在第一存储区Z1中，在一个RIF/ROF对RIF1/ROF1之间写入了两个较小的块ECC1a和ECC1b，它们直接相邻。更特别的是，第一引入字段RIF1在第一块ECC1a之前，第一引出字段ROF1在第二块ECC1b之后。这两个ECC块ECC1a与ECC1b之间的接点示为JBB1。在这种情况下，两个较小块ECC1a和ECC1b的全长精确等于块ECC1的原始长度(图2)。

按照相似的方式，第二存储区Z2在一个RIF/ROF对RIF2/ROF2之间包含两个块ECC2a和ECC2b，它们直接相邻。

因此，本发明成功地提供了一种数据存储格式，其中ECC块与引入和引出字段相关，其中在没有减少数据存储容量的情况下减少了ECC块的长度，同时没有修改摇摆轨道，而且可以保持寻址格式。本发明所获得的另一个优点是，对于一个引入字段与相应的下一引出字段之间的距离大于360°轨道部分的情况，通过减少ECC块长度已经提高了纠错能力。

一个重要的优点在于，现在利用两种不同格式中的任意一种可以写入盘，一种格式比另一种格式提供了更小的ECC块。因此，没有必要制造两种不同类型的盘。

另一个重要优点在于，一种特别的盘甚至可以包含两种格式的ECC块，即具有相互不同的长度。这也在图4中示出，其中表示了包含一个大ECC块ECC3的第三区Z3。换句话说，可以按照需要在一个特定存储区中根据第一格式写入一个大块，或者根据第二格式写入两个较小块。如果已经根据一种格式写入了一个区，则该区不限于仅这一种格式：只要该区可以用于再次写入，就可以根据其它格式来写入该区。

图5是示意表示了用于在光盘2上存储数据并且从盘2读取数据的盘驱动装置1的方框图。该盘驱动装置1包括读取/写入装置20，其可以是现有技术的读取/写入装置，其对于本领域技术人员而言是显而易见的。盘驱动装置1还包括控制该读取/写入装置20的控制器30。该控制器30具有用于从任意源接收所要存储的数据的输入端31，以及具有用于输出从盘读取的数据的输出端32。控制器30设计用于根据预定格式操作，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。

用于按照上述方式控制读取/写入装置的控制器是已知的。因此，此处省略了对该控制器的一般设计和功能的进一步详细描述。

当处于写入模式时，现有技术的控制器首先收集并编码用于充填一个ECC块的足够数据，将这个块存储在缓冲存储器中。然后，在一次运行过程中，现有技术的控制器连续地将一个RIF、所述一个ECC块和一个ROF写入一个选定的写入区Z中。

图6是表示根据本发明的控制器30的双块写入操作600的实例的方框图。该控制器30接收数据(步骤601)并且将该数据存储到第一缓冲存储器33A中(步骤602)。控制器30检查所接收的数据量是否足以充填一个ECC块(步骤603)。如果不足，则控制器30跳回步骤601并且继续收集数据。

如果第一缓冲存储器33A中的数据量足以充填一个ECC块，则控制器30继续接收数据(步骤611)并且将该数据存储在第二缓冲存储器33B中(步骤612)。控制器30检查第二缓冲存储器33B中收集的数据量是否足以充填一个ECC块(步骤613)。如果不足，则控制器30跳回步骤611并且继续收集数据。

要注意，两个缓冲存储器33A和33B实际上可以实现为一个大存储器的扇区。上述处理视为相当于利用足以充填两个ECC块的数据来充填一个存储器，在这种情况下，两个处理环路601-603和611-613混合为一个处理环路。

根据第一缓冲存储器33A中存在的数据，使用此处不需要讨论的预定算法，控制器30生成了第一ECC块(步骤621)，并且根据第二缓冲存储器33B中存在的数据，使用相同的预定算法，控制器30生成了第二ECC块(步骤622)。这视为相当于根据一个缓冲存储器中存在的数据生成两个ECC块。然后，控制器30在一个选定的写入区Z中连续地生成并且写入一个RIF(步骤623)，写入所述第一ECC块(步骤624)，写入所述第二ECC块(步骤625)并且生成和写入一个ROF(步骤626)。如果要写入更多的数据，则控制器30跳回(步骤627)以从步骤601开始重复以上处理，否则处理结束(步骤628)。

可以在不同的盘驱动装置中写入相同的盘，在这种情况下，其它控制器可以根据如上所述的现有技术工作，并且将单独的ECC块写入选定的写入区中。

在优选实施例中，根据本发明的控制器30能够按照两种不同的写入模式工作：第一写入模式，或称为单块写入模式，以用于根据一种格式在选定写入区中写入单独的ECC块；第二写入模式，或称为双块写入模式，以用于根据第二格式在选定写入区中写入两个ECC块。

当处于读取模式时，现有技术的控制器会接近选定区，识别RIF，并且开始读取紧接RIF末端之后的ECC块。现有技术的控制器会继续读取ECC块，直到其识别出ROF或者其发现已经读取了对应于一个ECC块的预定量数据为止。要注意，根据第一种格式工作的控制器，例如现有技术的控制器，或者按照单块读取模式工作的创新控制器，能够从根据本发明写入的盘中读取单独的块(例如图4的区Z3中的块ECC3)。

根据本发明的控制器30设计用于读取一个区Z中写入的任意双块。该控制器30可以有选择地按照单块读取模式或者双块读取模式工作。在单块读取模式中，控制器30能够从RIF到ROF读取ECC块(ECC3)，这和现有技术一样。在双块读取模式中，该控制器30能够从RIF到块-块过渡读取ECC块(ECC1a)，或者从块-块过渡到ROF读取ECC块(ECC1b)。控制器30可以设计用于根据控制器读取的数据中提及的地址识别块-块过渡，但是控制器30还可以设计用于从相应的RIF开始计数读取的数据量，并且如果已经读取了对应于一个块的预定数据量，则决定到达了块-块过渡。两种方法的组合也是可以的：在读取时，控制器30计数数据量；当这个量接近对应于一个块的量时，表示期望的块-块过渡，控制器30开始解释数据，以便识别过渡。

图7A是表示根据本发明的控制器30的读取操作700的方框图，其用于读取写入一个区Z中的双块的第一个，例如块ECC1a。图7B是表示根据本发明的控制器30的读取操作700的方框图，其用于读取写入一个区Z中的双块的第二个，例如块ECC1b。

如图7A所示，控制器30接近目标区，从而读取存储在盘中的信息。控制器30检查数据模式是否表示RIF(步骤701)。如果控制器30已经识别出RIF，则其开始读取RIF之后的ECC块(步骤721)，并且其将块信息存储在存储器33中(步骤722)。控制器30检查数据模式是否表示RIF(步骤723)，并且控制器30检查块-块过渡(步骤724)。如果两个测试的结果是相反的，则控制器30跳回步骤721并且继续读取盘。

如果控制器30已经识别出ROF或者块-块过渡，控制器30继续解码存储器33中的数据(步骤731)，并且在其输出端32输出解码的数据(步骤732)。

要注意，识别块-块过渡(步骤724)可以涉及在读取(步骤721)或存储(步骤722)数据过程中计数数据量，而且还可能涉及解释地址数据。

如图7B所示，控制器30接近目标区，从而读取存储在盘中的信息。控制器30检查块-块过渡(步骤751)。如果该控制器30识别出块-块过渡，则其将开始读取块-块过渡之后的ECC块(步骤761)，并且其将块信息存储在存储器33中(步骤762)。控制器30检查数据模式是否表示ROF(步骤763)。如果测试结果是相反的，则控制器30跳回步骤761并且继续读取盘。

如果控制器30已经识别出ROF，则控制器30继续解码存储器33中的数据(步骤771)，并且在其输出端32输出解码的数据(步骤772)。

要注意，识别块-块过渡(步骤751)可以涉及在读取数据过程中计数数据量，而且还可以涉及解释地址数据。

本领域技术人员应当清楚，本发明不限于上述的示例性实施例，而是在所附权利要求书限定的本发明保护范围内的各种变型和修改都是可能的。

以上，两个“较小”的块ECC1a和ECC1b描述成具有相同的长度，例如32k字节。然而这是优选的，不是必须的。

而且，本发明不限于在一个存储区中写入两个ECC块。块的数量可以更多，在这种情况下块的长度将减小。例如，可以在一个存储区中写入四个ECC块(每块16k字节)。

而且，本发明不限于在一个存储区中写入整数个ECC块。可以使用两个或更多个存储区来写入整数个ECC块。例如，可以在两个存储区中写入三个ECC块。

参照图6，讨论了写入方法的实例，其中接收数据并且将其存储在缓冲存储器中(步骤601、602；611、612)，此后生成ECC块(步骤621和622)，此后一次写入RIF、两个ECC块和ROF。可选择的是，在接收数据的同时可以已经生成了ECC块。而且，没有必要在接收到两个块前保持等待写入；可选择的是，在已经接收了第一ECC块之后，可以开始写入RIF和第一ECC块，同时接收第二ECC块的数据，如果其能够安全假设当第一ECC块的写入处理完成时第二ECC块已经准备好写入，从而可以不间断连续写入。

同样，没有必要直到已经写入了全部数据(步骤623-626)才等待接收新的数据(步骤601)，而是可以在已经写入了来自第一缓冲存储器33A的全部信息时，开始接收数据并且充填第一缓冲存储器33A(步骤624完成)。

Claims (18)

1.一种用于在光盘上存储信息的方法，该光盘包括至少一个具有预定存储区的轨道，该预定存储区具有预定的存储容量；该方法包括以下步骤：

根据预定格式将第一预定量的数据编码到ECC块中，

生成引入字段，

生成引出字段，

连续地写入RIF、ECC块和ROF，其中先写入RIF，在该RIF之后写入ECC块，以及在ECC块之后写入ROF；

其特征在于：

根据所述预定格式将第二预定量的数据编码到第二ECC块中，

以及写入与第一ECC块相邻的第二ECC块。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在第一ECC块和ROF之间写入第二ECC块。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在RIF和第一ECC块之间写入第二ECC块。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中在一个RIF和后面的第一个ROF之间写入至少为两个的多个ECC块。

5.根据权利要求4所述的方法，其中在一个存储区内写入由所述一个RIF、所述多个ECC块和所述后面的第一个ROF构成的序列。

6.根据权利要求4所述的方法，其中在多个存储区内写入由所述一个RIF、所述多个ECC块和所述后面的第一个ROF构成的序列。

7.根据权利要求4所述的方法，其中在第三多个存储区内写入第一多个序列，每个序列包括一个RIF、第二多个ECC块和相应的后面的第一个ROF。

8.根据权利要求4-7中任一项所述的方法，其中在一个写入动作中连续写入由所述一个RIF、所述多个ECC块和所述后面的第一个ROF构成的序列。

9.一种光盘，包括至少一个具有预定存储区的轨道，该存储区具有预定的物理存储长度；

该光盘包含至少一个序列，该序列包括一个RIF、彼此相邻的多个ECC块和后面的第一个ROF。

10.根据权利要求9所述的光盘，其中所述序列包含在一个区中。

11.根据权利要求9或10所述的光盘，其包含依照如权利要求1-8中任一项所述的方法存储的信息。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的光盘，

该光盘至少包含第一序列，该序列包括一个RIF、第一多个彼此相邻的ECC块和后面的第一个ROF；

该光盘至少包含第二序列，该序列包括一个RIF、第二多个彼此相邻的ECC块和后面的第一个ROF；

其中所述的第二多个包括与ECC块的所述第一多个不同的数量。

13.一种用于从根据权利要求9-12中任一项所述的光盘读取信息的方法，包括以下步骤：

识别用于表示ECC块开始的RIF；

读取ECC块，直到识别出用于表示ECC块结束的块-块过渡为止；

解码在RIF与块-块过渡之间读取的ECC块；

输出解码的数据。

14.一种用于从根据权利要求9-12中任一项所述的光盘中读取信息的方法，包括以下步骤：

识别用于表示ECC块开始的块-块过渡；

读取ECC块，直到识别出用于表示ECC块结束的块-块过渡为止；

解码在两个块-块过渡之间读取的ECC块；

输出解码的数据。

15.一种用于从根据权利要求9-12中任一项所述的光盘中读取信息的方法，包括以下步骤：

识别用于表示ECC块开始的块-块过渡；

读取ECC块，直到识别出用于表示ECC块结束的ROF为止；

解码在块-块过渡和ROF之间读取的ECC块；

输出解码的数据。

16.一种盘驱动装置，其被设计用于实施根据权利要求1-8或者13-15中任一项所述的方法。

17.根据权利要求16所述的盘驱动装置，包括控制器，其能够有选择性地按照第一写入模式或单块写入模式工作，以用于根据一种格式在选定写入区中写入单独的ECC块，以及按照第二写入模式或双块写入模式工作，以用于根据第二格式在选定写入区中写入预定数量的ECC块，所述预定数量为两个或更多个。

18.根据权利要求16所述的盘驱动装置，包括控制器，其能够有选择性地按照第一读取模式或单块读取模式工作，以用于根据一种格式在选定读取区中从RIF到ROF中读取单独ECC块，以及按照第二读取模式或双块读取模式工作，以用于根据第二格式在选定读取区中从RIF到块-块过渡或者从块-块过渡到ROF，或者从块-块过渡到块-块过渡中读取单独ECC块。

Images