CN1762021A - 在光盘上存储信息的方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种用于在光盘(1)上存储信息的方法，所述光盘包括至少一个具有预定存储区(Z)的轨道(10)，每个预定存储区具有预定的存储容量。将数据编码以形成一个ECC块(60)。该ECC块(60)被细分成多个块部分(61，62，63，64，65)。在各个连续的微时段中，将各个块部分写入到盘中。一个块部分的前面是引导字段(LF)，而后面是尾字段(TF)。ECC块的第一个块部分(61)的前面是导入字段(RIF)，而ECC块的最后块部分(65)的后面是导出字段(ROF)。其优点是在每个写入微时段之间给写入装置(23)馈电的功率电容的容量能被减小，因此其物理尺寸能够减小。

Description

在光盘上存储信息的方法

技术领域

本发明总体而言涉及一种在光盘上存储信息的方法。具体而言，本发明涉及一种按照一种标准的存储方法，该标准中ECC块被写在导入/导出字段之间。

另外，本发明还涉及一种向/从光存储盘写入/读取信息的盘驱动装置；下文中，这种盘驱动装置也称之为“光盘驱动器”。

背景技术

众所周知，光存储盘含有至少一个轨道的存储空间，信息可以以数据图案的形式存储于该存储空间中，而该轨道或者是连续螺旋的形式、或着是多个同心圆的形式。光盘可以是只读型的，其中信息在制造期间进行记录的，用户只能读取所述信息。光存储盘也可以是可写型的，其中信息可由用户来存储。这种盘可以是一次写入型的，其只能被写入一次，或者是可重写型的，其能被写入多次。具体地说，本发明涉及可重写盘领域，但本发明的范围不局限于该领域，因为本发明的特征也可应用于其它类型的盘。因为光盘技术，总体而言就是可将信息存储在光盘上的方式和可从光盘读取光学数据的方式，是众所周知的，所以在这里不需要更加详细的说明该技术。

当在记录介质上存储信息时，信息按照预定的格式以数据字的形式进行编码。对于不同的应用，存在不同的格式。一个常见的问题是在写入和/或读取时可能发生错误，使得从一个记录中读回的数据与原始数据不一致。这是不希望的结果。因此，已经开发了能够将数据错误校正至某一程度的纠错方案。这种纠错方案包括将纠错位添加至原始数据中。在一个特定种类的纠错方案中，预定量的原始数据和纠错位按照预定的算法混合起来。其组合形成一纠错码块(ECC块)。一个ECC块包含预定量的数据。如果将要存储的数据量大于ECC块的数据容量，则数据就被写在多个ECC块中。

注意每个ECC块被看作是编码信息的一个单元，即对于读回信息来说，只读取ECC块的一部分是不够的：需要读取所述块并将所述块作为一个整体加以处理，因为解码算法需要包含来自所述块的所有数据。因此，只能将所述块作为一个整体进行解码。

因为用于ECC块的编码方案对于本领域技术人员来说是公知的，而且本发明不涉及这样的编码方案，因此这里将省略编码算法的详细论述。举例来说，可参考1997年12月发表的DVD标准ECMA 267：“120mm只读DVD盘”的第4部分“数据格式”。

在某些格式中，期望各个块是以彼此基本连续的流的形式写入；DVD是这种格式的一个例子。也存在允许用户在盘上的任何期望地址写入任何块的其它格式；蓝光盘是这种格式的一个例子。本发明特别涉及后者的格式类型，其在下文中将称之为“随机存取”(RA)格式。当写入或读取这种块时，盘驱动器需要知道在哪里开始和停止，并需要变得与物理轨道“同步”。在读取时，是通过在紧接着目标块之前的块中开始读取而进行的。在写入时，当接近目标位置时也能够读取先前存储的信息；即使如此，也很难从前一个块的末端立即开始写入。

为了克服该问题，更加具体的说为了提供足够的余量来连接两个连续的块，RA格式要求将所谓的导入字段放置在将要记录的块前面，并将所谓的导出字段放置在这一个块的后面。因此，两个连续记录的块被一个导出字段与一个导入字段的序列分离开，这为无错连接提供了所需的余量。此后，将这些字段分别表示为RIF和ROF。

减小数据存储设备的物理尺寸是一种趋势。近来，用于小型盘的盘驱动器(SFFO)已经发展成适于在移动设备例如移动电话、个人数字助理(PDA)等中使用。在这种移动应用系统中，盘驱动器将通过电池来供电，所以期望尽可能长的增加电源的寿命。

在写操作或读操作期间，与其它时间的功耗相比，盘驱动器的功耗相对较大。另一方面，盘驱动器的数据率(写入速度；读取速度)比应用程序处理数据(即提供将要写入的数据或接收读取的数据的用户应用程序)的数据率大得多。典型的，盘驱动器能够在36Mb/s的速度下操作，而应用程序一般只能处理1Mb/s。因此，建议使盘驱动器拥有一能量缓冲装置，例如一缓冲电容，并在“脉冲写入模式”下操作盘驱动器。对于写入过程来说，这种模式包括数据收集期和数据写入期。在数据收集期间，来自应用程序的数据在由应用程序确定的相对低的数据率下被存储在数据缓冲存储器中；同时，功率电容通过电池进行充电。在盘驱动器由功率电容供电的数据写入期间，来自缓冲存储器的数据在由盘驱动器确定的相对高的数据率下被写入到盘上。因此，平均起来，所收集的数据量等于写入的数据量，数据收集期具有比数据写入期长得多的持续时间。在上面的例子中，数据收集期的持续时间与数据写入期的持续时间的比典型约为36。

因为在该连续脉冲写入模式中，与写入脉冲串的持续时间相比，电容的充电发生在相对长的时间期间，所以电容的充电电流比给盘驱动器供电时的电容放电电流小得多。在上面的例子中，充电电流可以低至放电电流的36分之一。因此，现在电池只需要向电容连续提供较小的充电电流，而不是在短的连续脉冲期间提供高峰值的电流。结果，电池的寿命被大大提高。

该方面的一个问题是功率电容的物理尺寸。该尺寸主要是通过电容器的所需电容确定的，所述的所需电容取决于在写操作期间所需的峰值电流和写操作的持续时间。该所需峰值电流是盘驱动器的特征。写入操作的持续时间通过写入速度(Mb/s)和将要写入的数据片断的长度(Mb)来确定。

在现实的例子中，ECC块的大小为32k字节，从而在36M比特/秒的数据速率下，这种块的写入或读取将需要约7.3ms。假定盘驱动器在以全速进行写入或读取操作期间需要约1W的功率，并假定平均电容电压为3V，则电容器的平均放电电流将约为333mA。假定在电容器两端允许约2V的压降，则电容器需要的电容为333[mA]·7.3[ms]/2[V]≈1.2mF。实际上常规的0.7mF的电容器的尺寸为7·2·6mm³。

本发明的目的在于减小功率电容的所需尺寸。

发明内容

根据本发明的一个重要方面，ECC块被细分成多个块部分，每个块部分提供有位于所述块部分前面的引导字段和位于所述块部分后面的尾字段。关于随后的块部分，引导字段和尾字段分别执行与连续的ECC块的RIF和ROF相同的功能。

根据本发明的另一个重要方面，写入ECC块的过程包括一系列写操作，用于连续写入各个块部分及与它们相应的引导和尾字段对，而不是一次写入ECC块，所述引导字段和尾字段通过对功率电容进行充电的非写入周期分割开。因此，现在不是以一个连续的写入时段进行写入，而是以一系列较小的时段写入ECC块，所述较小的时段称为微时段。因为微时段的持续时间比写入整个ECC块所需的持续时间小得多，所以功率电容只需要能够提供大幅减少的电量，即只够满足微时段的持续时间就可以了，因此其尺寸能够减小。

附图的简略说明

本发明的这些和其它方面、特征和优点将参照附图并借助下述根据本发明的方法的优选实施例的说明做进一步的说明，其中相同的附图标记指代相同或相似的部分，其中：

图1-2为表示盘的存储空间的示图，特别示出了与存储区长度相关的块长度；

图3为示意的表示盘驱动装置的有关部件的方框图；

图4为示意的表示盘驱动装置的操作的定时图表；

图5为类似于图4的定时图表，其示意的示出了根据本发明的盘驱动装置的优选操作；

图6为示意的表示通过其间的分割字段将单个ECC块细分成多个块片断的示图。

具体实施方式

光存储盘1包括存储空间10内的至少一个轨道，信息以数据图案的形式存储于该存储空间10中，而该轨道或者是连续螺旋的形式或着是多个同心圆的形式。该存储空间10以物理方式呈现在盘上，其是在盘的制造过程中布置的。刚制造完之后，存储空间10仍然是空的，即它不包含写入数据。图1示意的表示存储空间10的一部分，对于盘1是这样一种空盘的情况，可以将其想象为连续的带子。

在用于随机存取格式的空盘中，不仅存在轨道，而且轨道也已经具有对应于将要存储数据块的位置的结构。在一个例子中，所述盘可包括摆动沟槽(在图1中未示出)，其将轨道物理上布置为一系列的连续存储区Z。用于确定存储区的其它方法也是可能的。下面将存储区统一标示为Z，而单个的存储区将通过添加下标n，n+1，n+2等来区分。同样，两个邻近区之间的接合点将统一标示为J，而单个的接合点将通过添加下标n，n+1，n+2等来区分。

因为在制造期间将轨道预定布置成多个存储区Z并使用摆动沟槽作为定义存储区的例子对于本领域技术人员来说是公知的，而且进行这样的分割并不是本发明的主题，所以此处将省略关于该方面的进一步的细节。

希望在盘1中使用预定格式，所述预定格式主要说明了将要写入的块的结构。更加具体地说，这种格式描述了每个块中数据的字节数和纠错位元的数量，即每个块中的比特数，接着该数目与写入一个比特所需的空间给合以确定区Z的物理长度L。典型的，蓝光盘格式为用户数据提供了64k字节的块长度。注意数据字节和校正位彼此关联并形成一个不可分割的纠错码块或表示为ECC块。关于数据的恢复，解码器需要具有ECC块的所有数据位和所有纠错位以便能够解码任何单个数据字节。此后，将用数据来标示ECC块的大小；因此，考虑到存在纠错位，ECC块实际上大于所提到的大小(64K字节)。

现今的格式的例子有DVD-RW、DVD-ROM、CD-RW、CD-ROM、蓝光RE、蓝光ROM等。蓝光盘是新近提出来的格式，其允许在盘的任何期望存储区Z中写入单个ECC块(当然，假定所述区未被损坏或占用)。为了能够使盘驱动装置的写入装置正确地写入ECC块的整个内容，并且为了能够使盘驱动装置的读取装置正确地读取ECC块的整个内容，蓝光盘格式规定在每个ECC块之前使用导入字段(RIF)和在每个ECC块之后使用导出字段(ROF)。因此，区Z的物理长度L相当于一个ECC块加一个RIF加一个ROF的总长度。

因为RIF/ROF的概念对于本领域技术人员来说是公知的，同时这种RIF/ROF的设计和内容对于本领域技术人员来说也是公知的，所以此处将省略其更加详细的说明。

图2为类似于图1的示图，其示意的表示具有分别写在邻近的存储区Z1，Z2，Z3中的三个ECC块ECC1，ECC2，ECC3的存储空间10的一部分。每个ECC块ECCi分别由一对RIFi/ROFi对所包围，i为1，2，3。从图2中可以清楚看出RIF1、ECC1、ROF1的组合精确适合于第一区Z1。另外，能够从图2中认识到ROF1和RIF2的组合在Z1和Z2之间的接合点J1处、在ECC1和ECC2之间提供了一个余量。

图3为示意的表示被设计用于按照上述的ECC格式将数据写入到这种盘1上的盘驱动装置20的有关部件的方框图。图4为示意的表示作为时间函数(水平轴)的盘驱动装置20的操作的定时图表。

一应用程序(计算机程序)21把将要写入的数据通常以相对低速率的数据收集流F_C提供给编码器22，该编码器22包括数据缓冲器。注意编码器22可以是标准编码器。还要注意数据收集流F_C的数据率R_C是通过应用程序根据环境确定的；例如，在视频的情况下，数据率取决于图像大小。实际数据率R_C在此处并不重要，并且可通过曲线41的波纹形状进行显示，所述曲线表示作为时间函数的低速率数据流F_C。在典型的实施例中，该数据率R_C是以1Mb/sec为数量级的。

盘驱动装置20还包括用于将数据实际写入盘1的写入装置23。这种写入装置23通常包括用于产生激光束的激光器和用于会聚和导引激光束的光学系统。因为这种写入装置23是众所周知的并且同样不是本发明的主题，另外本发明可在并入已知的写入装置的同时来实行，所以为了清楚的目的，在图3中并未示出这种写入装置的细节，并且将不对其作更加详细的解释。

从编码器22至写入装置23的数据流被表示为数据写入流F_W。

写入装置23不是在所有时间都是有效的。因此，数据写入流F_W不会在所有时间都流动。通过控制器30的控制，写入装置23在数据收集期T_DC期间是无效的，在所述数据收集期期间在编码器22中收集数据。在该数据收集期T_DC期间，数据写入流F_W为零。然后，在数据写入期T_W期间，写入装置23是有效的，并用于以一个数据率R_W将数据从编码器22写入盘1，所述数据率R_W现在比所述相对低速率数据流F_LR的数据收集速率R_C大得多。典型的，相对高速率数据流F_W可具有36Mb/s的数据写入速率R_W。应该了解，数据收集期T_DC的持续时间与数据写入期T_W的持续时间的比等于数据写入速率R_W与数据收集速率R_C的比。

以上述方式控制读/写装置的控制器是公知的。因此，此处将省略对控制器30的总体设计和机能的更加详细的说明。

在图4中，其示出了数据收集流F_C在写入周期T_W期间连续；另一可选择的，也能够在写入周期T_W期间中断数据收集。

盘驱动装置20包括作为电源的电池25和用于缓冲朝向写入装置23的电源的功率电容24。图4中的第三条曲线43表示通过该功率电容24的电流。在写入周期T_W期间，写入装置23消耗来自功率电容24的功率，其被标示为正通过功率电容24传递的驱动电流I_D。在数据收集期T_DC期间，电池25对功率电容24充电，其被标示为正被功率电容24消耗的充电电流I_C。能够很清楚的看出由电池25提供的充电电流I_C的幅度比功率电容24提供的驱动电流I_D的幅度小得多，I_C/I_D的比值基本上等于T_W/T_DC和R_C/R_W的比值。由于峰值电流消耗的这种减少，电池25的寿命就提高了。

在现有技术中，ECC块总是在一个连续的写入时段中被写入。如果继续这种方法，在图4中所示的写入周期T_W的持续时间将不一定等于写入整数个ECC块所需的时间，该ECC块是ECC连同它们相应的RIF和ROF。那么功率电容24就必须能够存储这么做所需的电量，对应于曲线43的阴影区，即驱动电流I_D乘以写入周期持续时间T_W，其将转换成一确定物理大小的功率电容24。关于这一点，最小写入周期持续时间T_W将由一个ECC块的大小及其相应的RIF和ROF来确定。

图5为类似图4的定时图表，在此表示根据本发明的作为时间函数的盘驱动装置20的优选操作。图6为类似图2的图表，其表示根据本发明的已记录ECC块的结构。

根据本发明，一个ECC块60被细分成多个(N个)块部分61、62、63、64、65。在本实施例中，N等于5；然而，N也可以是2、3、4或6或更大。注意所述块部分并不单独构成ECC块；只有所有块部分61、62、63、64、65的集合才构成一个ECC块。

另外，根据本发明，ECC块60并不在一个连续的写入时段中被写入，而是在一系列的较短持续时间的微时段中被写入。在每个微时段d期间，块部分61-65中的一个被写入。因此，整个ECC块60在图5中由71-75表示的N个连续的微时段中被写入。每个单独的微时段71-75具有的持续时间T_W’基本上等于整个ECC块的初始持续时间T_W的N分之一，即T_W’≈T_W/N。因此，在连续微时段之间放电的功率电容24只需要能够存储在减小的周期T_W’期间驱动写入装置23所需的电量，其对应于曲线53的阴影区。该减小的容量要求转变成了对功率电容24的物理尺寸要求的降低。

注意每个块部分61、62、63、64、65前面是引导字段LF且后面是尾字段TF，如图6中的放大图所示，以便提供用于连接两个连续块部分的余量，而不会引入比特误差。鉴于存在导入字段RIF，第一块部分61并不需要附加的引导字段LF。类似的，鉴于存在导出字段ROF，最后的块部分65并不需要附加的尾字段TF。

注意在一典型实施例中，TF和LF可分别与RIF和ROF相同。然而，对TF和LF的要求次于对RIF和ROF的要求，所以TF和LF可分别小于RIF和ROF，如图所示。例如，设计RIF的目的在于能够写入相应的ECC块而没有相邻块，即有空的在前块，而块部分61-65在盘上总是具有那样的顺序，使得每个单独的块部分总是具有非空的前趋。

注意在上面，已经通过由电池供电的盘驱动装置解释了本发明。然而，本发明并不局限于这种装置：从主电源供电的盘驱动装置也可以在微时段中写入微块。

因此，本发明的目的在于提供一种在光盘1上存储信息的改进方法，所述光盘包括至少一个具有预定存储区Z的轨道10，所述每个存储区具有预定存储容量。数据被编码以形成一个ECC块60。ECC块被细分成多个块部分61、62、63、64、65。在多个连续的微时段中，各个块部分被写到盘上。块部分前面是引导字段LF，而后面是尾字段TF。ECC块的第一个块部分61的前面是导引字段RIF，而ECC块的最后块部分65的后面是导出字段ROF。

根据本发明的盘驱动装置20包括在每个写入微时段可从功率电容供电的写入装置23，所述功率电容在连续的微时段之间的间隔期间通过电池充电。通过本发明提供的优点在于可减小功率电容的容量，因此能够减小其物理尺寸。

本领域技术人员应该清楚本发明不局限于上述的典型实施例，而是在后附的权利要求所定义的本发明的保护范围内可做出各种变形和修改。例如，能够在一个微时段中写入一个以上的块部分，使得写入时段的数量小于块部分的数量。

在上面，块部分61-65被描述为具有相等的长度。虽然这是优选的，但它并不是必需的。

Claims (20)

1.将ECC块(60)写入存储介质(1)的方法，该方法包括步骤：

将ECC块分成多个块部分(61，62，63，64，65)，所述多个为N个；和

将所述块部分(61，62，63，64，65)连续写入所述存储介质；

其中总是通过一个尾字段(TF)和一个引导字段(LF)的组合来分割两个连续的块部分，所述尾字段位于所述两个连续块部分中的第一个之后，而所述引导字段位于所述两个连续块部分中的第二个之前。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述存储介质(1)为光盘。

3.根据权利要求1所述的方法，其中第一块部分(61)的前面是一个导入字段(RIF)，且其中最后块部分(65)的后面是一个导出字段(ROF)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述存储介质(1)具有至少一个包含预定存储区(Z)的轨道(10)，所述每个存储区具有预定的存储容量；

其中所述N个块部分、N-1组尾字段(TF)和引导字段(LF)、一个导入字段(RIF)和一个导出字段(ROF)被存储在所述区(Z)中的一个内。

5.根据权利要求1所述的方法，其中在通过时间间隔(TDC’)相互分割的多个连续微时段(71，72，73，74，75)中对所述块部分进行写入。

6.根据权利要求5所述的方法，其中在一个微时段中只写入一个块部分，连同相应的尾字段和相应的引导字段。

7.根据权利要求5所述的方法，其中在一个时段中写入多个块部分，连同相应的尾字段和相应的引导字段。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述多个小于N个，或等于N个，或大于N个。

9.根据权利要求5所述的方法，其中通过从功率电容(24)供电的写入装置(23)对所述块部分进行写入；和

其中功率电容(24)在所述间隔(TDC’)期间进行充电，并在所述微时段期间放电。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述功率电容(24)从电池(25)充电。

11.将信息存储到存储介质(1)上的方法，该方法包括步骤：

按照一预定格式将第一预定量的数据编码成ECC块(60)；

产生至少一个引导字段(LF)和至少一个尾字段(TF)；

通过按照权利要求1-10中任何一个所述的方法写入ECC块。

12.包含至少一个对于存储在其中的编码数据的ECC块(60)的存储介质(1)，所述至少一个ECC块包括N个连续块部分(61，62，63，64，65)；

其中两个邻近块部分每次都是通过一个尾字段(TF)和一个引导字段(LF)的组合分割开，所述尾字段位于所述两个相邻块部分中的第一个之后，而所述引导字段位于所述两个相邻块部分中的第二个之前。

13.根据权利要求12所述的存储介质，所述存储介质是光盘。

14.根据权利要求13所述的存储介质，还包含一个位于所述至少一个ECC块的第一块部分(61)前面的导入字段(RIF)和一个位于所述至少一个ECC块的最后块部分(65)后面的导出字段(ROF)。

15.根据权利要求14所述的存储介质，包括至少一个具有预定存储区(Z)的轨道(10)，每个预定存储区具有一预定存储容量；

其中由所述导入字段(RIF)、所述N个块部分和N-1组尾字段(TF)和引导字段(LF)、和所述导出字段(ROF)构成的序列被包含在所述区的一个中。

16.从按照权利要求12-15中的任何一个所述的存储介质读取信息的方法，包括步骤：

a).将导入字段(RIF)识别为表示ECC块(60)的开始；

b).读取块部分(61)，直到到达尾字段(TF)，表示所述块部分的结束；

c).将引导字段(LF)识别为随后块部分(62)的开始；

d).重复步骤(b)-(c)，直到在步骤(b)到达导出字段(ROF)，表示ECC块的结束；

e).将在所述RIF和所述ROF之间读取的各个块部分(61-65)的数据接合起来以便重构ECC块(60)；

f).对重构的ECC块进行解码；

g).输出解码的数据。

17.用于在光盘(1)上存储信息的盘驱动装置(20)；

所述盘驱动装置被设计用于执行根据权利要求1-11中的任何一个所述的方法。

18.根据权利要求17所述的盘驱动装置，包括：

编码器(22)；

用于将数据从编码器(22)写入到光盘(1)的写入装置(23)；

能够控制写入装置(23)的控制器(30)；

其中所述控制器被设计用于控制所述写入装置以使其在微时段(71，72，73，74，75)中在将数据写入盘的过程中是有效的，而在连续的微时段之间的时间间隔(TDC’)期间是无效的。

19.根据权利要求18所述的盘驱动装置，还包括：

用于在所述微时段对写入装置(23)进行馈电的功率电容(24)；和

电源(25)，优选为电池，用于在所述连续的微时段之间的时间间隔(TDC’)期间给功率电容(24)充电。

20.用于从根据权利要求12-15中的任何一个所述的存储介质读取信息的盘驱动装置；

所述盘驱动装置被设计用于执行根据权利要求16所述的方法。

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