CN1809802A - 用于记录信息的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于将具有逻辑地址的块内的信息记录在记录载体上的存储空间内的装置。该装置具有：接口单元(31)，用于通过交换命令和信息来与主机进行通信；记录载体状态单元(32)，用于检测记录载体更新状态，在记录载体更新状态下，要对记录载体上存储的信息加以改变；和更新单元(33)，用于启动先卸后装序列。该先卸后装序列是由所述装置启动的，并且从通过接口构件迫使主机系统放弃对记录载体的控制权的卸下过程(42)开始。然后该装置取得控制权并且进行用于所述改变记录载体上的信息的更新过程(44)。最后，通过迫使主机系统接受经过改变的信息的安装过程(45)来将控制权返还给主机。

Description

用于记录信息信息装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于将具有逻辑地址的块内的信息记录在记录载体上的存储空间内的装置。
本发明此外还涉及一种记录信息的方法。
本发明此外还涉及一种用于记录信息的计算机程序产品。
本发明涉及物理组织记录系统中的记录数据的领域，并且尤其涉及记录诸如视频信号之类的实时信息时的缺陷管理。
背景技术
从US6205529中获知一种用于在记录载体上记录信息的装置和方法。由于所存储的数据文件的正常使用和更新，使得记录在记录载体上的数据有断成碎片的趋势。使用碎片整理来重新组织所存储的数据，以使文件得以存储在连续的物理区域内。该记录装置是由主机系统经由接口加以控制的。主机系统使用传统的碎片整理技术确定文件碎片整理的必要性。该装置具有新的拷贝命令，用来在该装置内部实现拷贝功能，即，不用向主机来来回回地转移数据，因此解放出主机系统来执行其它的任务，直到该装置用信号通知新拷贝命令完成。该公知装置的问题在于，主机系统需要知道新拷贝命令，因为这一新命令不能在标准接口命令中得到。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于组织记录在记录载体上的数据的系统，该系统能够减少主机系统的干预。
为了这一目的，按照本发明的第一方面，用于记录的装置包括：记录构件，用于将代表信息的标记记录在记录载体上的轨道内；和控制构件，用于通过将各个块定位在轨道内的物理地址上来控制记录，该控制构件包括：接口构件，用于通过交换命令和信息来与主机系统进行通信；记录载体状态构件，用于检测记录载体更新状态，在记录载体更新状态下，要对记录载体上存储的信息加以改变；和更新构件，用于根据记录载体更新状态启动先卸后装序列，该先卸后装序列包括通过接口构件迫使主机系统完成未决的动作并且将主机保持的任何信息写入到记录载体上的卸下过程、用于所述改变记录载体上的信息的更新过程和用于经由接口构件通过从经过更新的记录载体上获取主机所需的任何信息来迫使主机系统接受经过改变的信息的安装过程。
为了这个目的，按照本发明的另一个方面，在权利要求书中给出了用于记录和/或读取的方法和计算机程序产品。
按照本发明的手段具有这样的效果：通过先卸后装序列，该装置取得了对记录载体的控制权，同时暂时解放了主机系统。最好，记录装置通过检测更新状态来启动任何记录信息的重新组织，更新状态的检测可以包括仅对记录装置可用的信息，比如缺陷管理信息。
本发明还基于下述认识。本发明人已经发现，可以为记录装置配置足够用来确定对记录载体上的数据进行重新组织的必要性的知识。不过，正常情况下，主机掌握着控制权，并且不通知主机就不可能改变所记录的数据。标准的卸下和安装命令通常可以在用于由用户退出或插入记录载体而激活的接口命令中得到。可以由该装置启动虚拟的退出和插入动作，来临时接管对记录载体的控制权，并且改变记录载体上的任何信息。
按照该装置的一种实施方式，更新构件适用于在更新过程中包含改变存储空间的大小。这样做的优点在于，当该装置检测到记录载体上的其它区域(比如缺陷管理区域)需要更多(更少)的空间时，可以对存储空间的量加以修改。因此记录载体的实用性得到了扩充。
按照该装置的一种实施方式，控制构件包括缺陷管理构件，用于检测缺陷并且将缺陷管理信息保持在记录载体上的缺陷管理区域内，并且其中更新构件适用于在更新过程中包含改变缺陷管理区域的内容、大小和/或位置。这样做的优点在于，可以将缺陷管理区域修改得适合于缺陷出现的实际数量。
在所附的权利要求书中给出了其它的实施方式。
附图说明
参照下面说明书中作为实例介绍的实施方式并且参照附图，本发明的这些和其它优点将会显而易见，并且将参照下面说明书中作为实例介绍的实施方式和参照附图，对本发明的这些和其它方面进行进一步解释说明，其中
图1a表示记录载体(顶视图)，
图1b表示记录载体(截面图)，
图2表示记录装置，
图3表示与记录装置相接口的主机系统，和
图4表示用于检测更新状态和进行先卸后装序列的过程。
不同图中的相应单元具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1a表示具有轨道9和中心孔10的盘形记录载体11。轨道9(就是一连串代表所(要)记录的信息的标记的位置)是按照构成信息层上基本平行的轨道的圈的螺旋图案排列的。记录载体可以是光学可读的，称为光盘，并且具有可记录型的信息层。可记录盘的例子是CD-R和CD-RW，和可写版本的DVD，比如DVD+RW，以及使用蓝色激光的高密度可写光盘，称为蓝光盘(BD)。可以在参考文献：《ECMA-267：120mm DVD-Read-Only Disc(1997)》中找到有关DVD盘的更多细节。信息是通过沿着轨道记录可采用光学手段检测到的标记而被表示在信息层(例如，相变材料中的晶体或非晶体标记)上的。可记录型记录载体上的轨道9是由制造空白记录载体期间设置的预压制轨道结构表示的。该轨道结构是例如由预制槽14构成的，该预制槽14能够使读取/写入头在扫描期间跟随轨道。该轨道结构包括位置信息，该位置信息包括所谓的物理信息，用于表明信息单元的位置，这些信息单元通常称为信息块。位置信息包括专用的同步标记，用于定位这种信息块的起始点。
图1b是沿着可记录型记录载体11的线b-b截取的截面图，其中透明基板15配备有记录层16和保护层17。保护层17可以包括另一个基板层，例如象在DVD中那样，记录层处于0.6mm的基板上，而另一个0.6mm的基板粘接在前一个基板的背面。可以将预制槽14实现为基板15材料的凹痕或凸痕，或者实现为属性不同于其周围的材料属性。
记录载体11是用来在文件管理系统的控制下以块承载数字信息的，该信息包括要连续记录和再现的实时信息，尤其是代表符合诸如MPEG2之类的标准化格式且数字编码的视频的信息。
图2表示用于在可写或可重写型记录载体11(例如CD-R或CD-RW或者DVD+RW或BD)上写入信息的记录装置。该装置配备有用于扫描记录载体上的轨道的记录构件，该构件包括用于旋转记录载体11的驱动器单元21、头22、用于沿着径向方向在轨道上粗略地确定头22的位置的定位单元25和控制单元20。头22包括公知类型的光学系统，用于产生射线束24，该射线束24通过光学元件的引导，聚焦成记录载体的信息层的轨道上的射线光斑23。射线束24是由射线源产生的，例如，由激光二极管产生。所述头此外还包括(未示出)用于沿着射线束24的光轴移动所述射线束的焦点的聚焦致动器和用于沿着径向方向将光斑23精细定位在轨道的中心上的跟踪致动器。跟踪致动器可以包括用于沿径向方向移动光学元件的线圈，或者按照另外一种可选方案，可以将跟踪致动器设置为用来改变反射元件的角度。为了写入信息，对射线加以控制，以致在记录层中产生可采用光学手段检测的标记。这些标记可以具有任何可采用光学手段读取的形式，例如，具有在诸如颜料、合金或相变材料之类的材料中进行记录时获得的反射系数不同于它们周围的区域的形式，或者具有在磁光材料中进行记录时获得的磁化方向不同于它们周围的区域的形式。为了进行读取，由头22中的普通类型的检测器(例如，四象限二极管)检测信息层所反射的射线，以产生读取信号和其它的检测器信号，这些检测器信号包括跟踪误差和聚焦误差信号，用于控制所述跟踪和聚焦致动器。读取信号由普通类型的读取处理单元30(包括解调器、解格式器和输出单元)进行处理，以重获信息。因此，用于读取信息的重获构件包括驱动器单元21、头22、定位单元25和读取处理单元30。该装置包括写入处理构件，用于对输入信息进行处理，以产生用来驱动22的写入信号，该构件包括输入单元27，并且该装置还包括调制器构件，该调制器构件包括格式化器28和调制器29。在写入操作期间，在记录载体上形成代表信息的标记。这些标记是借助由电磁射线束24在记录层上产生的光斑23形成的，电磁射线束24通常来自激光二极管。用于记录在光盘上的信息的写入和读取以及格式化、误差校正和通道编码规则是本领域中的公知技术，例如，可以从CD和DVD系统中了解到这些技术。
控制单元20经由控制线26(例如系统总线)与所述输入单元27、格式化器28和调制器29相连接、与读取处理单元30相连接并且与驱动器单元21以及定位单元25相连接。控制单元20包括控制电路，例如微处理器、程序存储器和控制门，用于执行下面将要介绍的本发明的过程和功能。也可以将控制单元20实现为逻辑电路中的状态机。控制单元20控制信息的记录和重获，并且可以将其设置为用来接收来自用户或来自主计算机的命令。
输入单元27接收信息块，例如音频和/或视频，它们被传递到格式化器28，来添加控制数据并且按照预定的记录格式将该数据格式化为信息块，例如，通过添加纠错码(ECC)和/或进行交错处理来进行格式化。经过格式化的数据从格式化器28的输出端传递到调制单元29，该调制单元29包括例如通道编码器，用于产生驱动头22的调制信号。此外调制单元29还包括同步构件，用于将同步图案包含在经过调制的信号中。提供给调制单元29的输入端的经过格式化的单元包括地址信息，并且在控制单元20的控制下写入到记录载体上的相应可寻址位置上，并且用来进行下面将要介绍的缺陷管理。
按照本装置的一种实施方式，将输入单元27设置成用于接收实时信息。输入单元可以包括用于诸如模拟音频和/或视频或者未数字压缩音频/视频之类的输入信号的压缩构件。在WO98/16014A1(PHN 16452)中介绍了用于音频的合适的压缩构件，并且在MPEG2标准中介绍了用于视频信号的合适压缩构件。输入信号另外也可以是已经经过数字编码的信号。
控制单元20设置为用于通过将各个块放在轨道内的物理地址上来对记录过程进行控制，并且它包括下述协同工作的功能性单元：接口单元31、记录载体状态检测单元32、更新单元33和(可选的)缺陷管理单元34。该控制单元包括下面的功能。首先按照预定的记录载体格式，例如根据缺陷管理信息，将物理地址转换为逻辑地址并且反之亦然。逻辑地址构成在文件管理系统(例如UDF)的控制下存储信息块的文件所要使用的连续存储空间。
包含接口单元31是为了与主机系统进行通信，以交换命令和状态信息。注意，该接口单元可以与将数据送到输入单元27和从读取单元30接收数据用的接口结合在一起。主机系统容纳对记录载体进行访问以对信息进行存储和重获的应用。对记录载体进行的访问是由文件管理系统(例如UDF)管理的。注意，主机系统可以由分立的处理单元具体实现，或者也可以由控制单元本身作为逻辑上独立的功能来执行。
记录载体状态构件32用来检测记录载体更新状态，在该记录载体更新状态下，要对存储在记录载体上的信息加以改变。该更新状态可以基于本装置的实时性能，例如向实时文件各部分或者有缺陷和经过重映射的物理地址的跳转次数。按照一种实施方式，该更新状态基于缺陷管理区域内可用的和已用的空间量。例如当大量缺陷管理区域未用而记录载体几乎全满时，记录载体状态构件可以决定改变记录区域的分配情况，增加用户存储空间，而减小缺陷管理区域。
按照一种实施方式，记录载体状态构件32用于检测一连串为了在相应的连续物理地址范围内进行记录而要加以更新的具有连续逻辑地址范围的块。这一连串块可以通过监测写入命令和所牵连到的逻辑地址和物理地址来检测。由于实时的约束，驱动器最初可能会将逻辑上连续的逻辑地址记录在不同的物理地址上。通过应用先卸后装序列并且将块移动到连续的物理地址上，本装置改善了在以后某个时刻进行获取的期间的实时性能。
按照一种实施方式，记录载体状态构件32用于检测记录命令中的连续记录指示符，或者用于检测一连串代表实时信息的块，尤其是代表视频信息的块。记录的类型是由主机在记录命令中指明的，例如在专用的实时位中指出。此外，信息类型可以从块序列构成的文件中检测到，例如，通过识别文件名或者文件的数据结构，这需要知道本装置中的文件系统。
更新单元33用于依据记录载体更新状态来启动先卸后装序列。当更新状态表明需要改变所记录的信息时，开始先卸后装序列，下面将参照图4对此进行详细解释。先卸后装序列由卸下命令开始，该命令借助接口单元导致主机卸下记录载体。注意，卸下命令是由驱动器启动的，而不用用户激活退盘功能，并且也不发生实际的物理退盘。在卸下命令的作用下，迫使主机完成未决动作，并且主机将主机保持的任何信息写入到记录载体上。通常某些信息还存在于高速缓冲存储器内，现在要强迫对其进行记录。然后为了所述改变记录载体上的信息而进行更新过程。最后由安装命令将控制权交还给主机，该安装命令通过接口单元导致主机装载记录载体。由此，通过从经过更新的记录载体上获取主机所需的任何信息，比如文件系统或记录格式信息，迫使主机系统接受经过改变的信息。
按照本装置的一种实施方式，包含了缺陷管理单元34，用来在记录和/或读取期间例如通过监测来自头22的读出信号的信号质量来检测缺陷。缺陷也可以通过确定重获的信息块内的误码率来加以检测。缺陷管理单元将缺陷管理信息保持在记录载体上的缺陷管理区域内，例如在为象DVD+RW之类的DVD可记录系统规定的缺陷列表中或者为CR-MRW规定的Mount Rainier缺陷管理。可以从Philips的http：//www.licensing.philips.com/information/mtr/上，得到Mount Rainier和CD-MRW的介绍。缺陷管理信息可以包括重映射信息。重映射是这样的过程：将具有与有缺陷的物理地址相应的逻辑地址的块存储在缺陷管理区域(DMA)内的另一个物理地址上。重映射信息提供用于将最初映射到表现出缺陷的物理地址上的逻辑地址转换到缺陷管理区域内的另一个物理地址上的数据，例如包含重映射块的逻辑地址及其相应物理地址的二级缺陷列表内的条目。
图3表示与记录装置相接口的主机系统。主机系统36包括处理单元37(例如PC)和显示器38。记录装置39设置为要与单独的主机系统相连的驱动器单元，例如内置在PC内的驱动器单元。控制单元20设置为用来经由接口单元31与主机系统内的处理单元进行通信。按照另外一种可选方案，将记录驱动器设置为独立单元，例如消费者使用的视频记录设备。将控制单元20或者包含在本装置内的附加主机控制单元设置为由用户直接控制，并且设置为也执行文件管理系统的功能。主机系统和记录装置装在单独一个机箱内，例如家用数字盘视频记录器。
图4表示用于检测更新状态和执行先卸后装序列的过程。当控制单元20可用，即，没有忙于高优先级的写入或读取任务的时候，更新过程从步骤“开始”41开始。在步骤“检测更新状态”42中检测改变记录载体上的信息的必要性。如果需要更新，则以步骤“卸下”43开始先卸后装序列。通过接口构件将卸下命令转送给主机系统，以迫使主机系统完成未决动作并且将主机所保持的任何信息写入到记录载体上。在步骤“更新”44中，按照记录装置所认为必要的，改变记录载体上的信息。在完成所述改变之后，在步骤“安装”45中，通过接口构件将安装命令转送给主机系统，以迫使主机系统通过从经过更新的记录载体上获取主机所需要的任何信息来接收改变了的信息。在步骤“结束”46，该装置返回到正常操作。因为存在下述原因，所以需要先卸后装序列。
当文件系统(FS，通常在主机中运行)安装了一个介质时，别的先不提，在文件系统中这个盘上的文件布局是已知的。一旦安装了介质，正常情况下不允许驱动器自己主动相对于文件布局改变任何内容(例如，介质上的可用空间)或者一般不允许改变安装介质时文件系统中已知的关于盘的任何信息。如果改变的话，有可能导致FS中与介质有关的信息和介质上的实际情况之间不相一致。一种解决方案可以是：在FS卸下介质之前，只是等待。此后，驱动器可以开始对在介质的安装周期期间FS知道的参数中的一部分产生影响的多种不同的动作。一个例子是，以空闲数据空间为代价，改变介质上的缺陷管理区域的数量。不过，等待FS启动的卸下缺点众多。一般来说，更新记录载体上的信息会造成卸下介质之前的延迟。在典型情况下，在卸下之后，用户就想要从驱动器中取出介质。这要么就不给驱动器留出执行更新动作的时间，要么就会有用户不得不等到驱动器完成时才能取出介质的后果。
解决方案就是将驱动器启动的卸下-安装序列包含进来。这无需对主机和驱动器(在典型情况下，是用于光学介质的ATAPI)之间进行通信所使用的命令集进行任何改变就可以实现。虽然不是所有的驱动器都具有开舱按钮，但是大部分驱动器都有，该按钮用于向主机发送事件(通常是两个，首先是退出请求(EjectRequest)然后跟着介质取出(MediaRemoval))。这些事件现在是由驱动器自己主动启动的，而不是用户按下退出按钮的结果。如果退出请求得到准许，则FS将会对卸下该文件系统做出反应。然后介质得以卸下并且驱动器能够进行执行计划好的所有动作。
驱动器可以执行用来更新记录载体的动作的一些例子：
·通过将缺陷管理区域(DMA)与用户存储区域内的空闲空间进行交换来改变缺陷管理区域(DMA)的大小。而且在记录装置控制下的记录载体上的其它区域也可以通过将物理地址空间与用户存储区域进行交而改变大小。
·移动介质上的数据，以创建连续的文件，这些文件将会具有更好的实时性能。例如可以将具有很多重映射错误的文件的部分移动到具有较少错误的新位置上。另外，可以移动这样的文件的块，以跳过缺陷，而不是重映射各个缺陷。可以将这样的文件的结束部分记录在记录载体上的空闲位置上。必须对文件系统数据进行更新，以反映出文件各部分的新位置。按照一种实施方式，对记录载体上的空闲位置进行检测，并且从物理地址范围内获取先前记录的块。将所获取的先前记录的块记录在空闲位置上。最后，对文件系统信息进行更新，以便表明作为文件一部分的、所述获取的先前记录的块的新逻辑地址。
·改变FS在正常情况下在安装期间获取的参数中的任何一个并且通过使主机再次安装介质来使主机重新读取该信息，例如记录载体类型或记录载体上使用的记录格式的版本。如果已经使用具有旧版记录格式的不同记录装置记录了数据或者对记录载体进行了格式化，则该记录装置具有将记录载体上使用的记录格式更新为当前记录装置内可用的较新版本的选项。因此系统区域和/或用户数据的参数和/或文件系统数据也不得不加以更新。
在更新过程完成之后，记录装置向主机发送表明新介质插入的事件(新介质(NewMedia)事件)。结果，FS将会安装该介质并且将会从该介质上获取经过更新/改变的参数。此后，主机正好能够继续使用该介质。
按照一种实施方式，为接口单元31设置了额外的命令(可能是销售商专用的)。将新的接口命令定义为，管理驱动器启动的先卸后装，而不是使用上面指出的事件。按照一种实施方式，特定条件性卸下命令为主机提供了对先卸后装序列的总用时间量的估计，或者请求的紧迫程度的估计。根据所述规定这些条件的请求，主机具有在那个时间点上准许或拒绝该序列的能力。
虽然本发明主要是通过使用诸如CD、DVD或BD之类的光学盘的实施方式来加以解释说明的，但是也可以使用其它的介质，比如硬磁盘。即使不能物理上取出记录载体，也可以应用虚拟的先卸后装序列来暂时接管控制权。注意，在本文中，词‘包括’并不排除除了所列出的单元或步骤之外还存在其它的单元或步骤的情况，并且置于元件之前的词‘一’或‘一个’并不排除存在多个这种元件的情况，任何附图标记都不对权利要求的范围产生限制，本发明可以借助硬件和软件这二者来实现，并且几个‘构件’可以由相同的硬件项来表示。此外，本发明的范围并不局限于这些实施方式，并且本发明在于各个和每个新颖的特征或者上面介绍的特征的组合。

Claims (13)

1.用于将具有逻辑地址的块内的信息记录在记录载体上的存储空间内的装置，该装置包括：
-记录构件(22)，用于将代表信息的标记记录在记录载体上的轨道内，和
-控制构件(20)，用于通过将各个块定位在轨道内的物理地址上来控制记录，该控制构件包括：
-接口构件(31)，用于通过交换命令和信息来与主机系统进行通信，
-记录载体状态构件(32)，用于检测记录载体更新状态，在记录载体更新状态下，要对记录载体上存储的信息加以改变，和
-更新构件(33)，用于根据记录载体更新状态启动先卸后装序列，该先卸后装序列包括通过接口构件迫使主机系统完成未决的动作并且将主机保持的任何信息写入到记录载体上的卸下过程、用于所述改变记录载体上的信息的更新过程和用于经由接口构件通过从经过更新的记录载体上获取主机所需的任何信息来迫使主机系统接受经过改变的信息的安装过程。
2.按照权利要求1所述的装置，其中更新构件(33)适用于在更新过程中包含改变存储空间的大小。
3.按照权利要求1或2所述的装置，其中控制构件(20)包括缺陷管理构件(34)，用于检测缺陷并且将缺陷管理信息保持在记录载体上的缺陷管理区域内，并且其中更新构件(33)适用于在更新过程中包含改变缺陷管理区域的内容、大小和/或位置。
4.按照权利要求3所述的装置，其中缺陷管理信息至少包括重映射信息，该重映射信息表示将起初映射到表现出缺陷的物理地址上的逻辑地址转换成缺陷管理区域内的另一个物理地址，并且其中更新构件(33)适用于在更新过程中包含改变重映射信息。
5.按照权利要求1所述的装置，其中记录载体状态构件(32)用于检测一连串为了在相应的连续物理地址范围内进行记录而要加以更新的具有连续逻辑地址范围的块。
6.按照权利要求5所述的装置，其中记录载体状态构件(32)用于检测记录命令内的连续记录指示符，或者用于检测一连串代表实时信息-尤其是代表视频信息的块。
7.按照权利要求1所述的装置，其中更新构件(33)适用于在更新过程中包含将作为逻辑上连续的一连串块的一部分的块重写到基本上相邻的物理地址上。
8.按照权利要求7所述的装置，其中更新构件(33)适用于在更新过程中包含修改文件管理信息。
9.按照权利要求8所述的装置，其中更新构件(33)用于检测记录载体上的空闲位置，
用于获取物理地址范围内先前记录的块，
用于将所述获取的先前记录的块记录在空闲位置上，并且用于更新文件系统信息，所述文件系统信息表明作为文件一部分的、所述获取的先前记录的块的逻辑地址。
10.按照权利要求1所述的装置，其中更新构件(33)适用于在更新过程中包含修改记录载体格式信息，尤其是修改盘类型或所记录信息的格式的版本。
11.按照权利要求1所述的装置，其中接口构件(31)适用于包括用于指出更新过程所需的时间周期的命令，尤其是条件性卸下请求。
12.记录信息的方法，该方法包括将具有逻辑地址的块内的信息记录在记录载体上的存储空间内，
-通过将各个块定位在记录载体上的轨道内的物理地址上来控制记录，
-通过交换命令和信息来与主机系统相接口，
-检测记录载体更新状态，在记录载体更新状态下，要对记录载体上存储的信息加以改变，和
-根据记录载体更新状态启动先卸后装序列，该先卸后装序列包括通过所述相接口迫使主机系统完成未决的动作并且将主机保持的任何信息写入到记录载体上的卸下步骤、用于所述改变记录载体上的信息的更新步骤和用于经由所述相接口通过从经过更新的记录载体上获取主机所需的任何信息来迫使主机系统接受经过改变的信息的安装步骤。
13.用于记录信息的计算机程序产品，该程序操作来使处理器执行权利要求12所述的方法。
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