CN1830032A

CN1830032A - 用于记录数据块的设备和方法

Info

Publication number: CN1830032A
Application number: CNA2004800221117A
Authority: CN
Inventors: J·布拉奎尔
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2003-08-04
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2006-09-06
Also published as: US20060187779A1; JP2007501482A; KR20060069441A; WO2005013271A3; EP1654734A2; WO2005013271B1; WO2005013271A2

Abstract

本发明涉及一种在盘状记录载体(11)上记录至少一个数据块的方法。所述方法包括移动写入头到包括第一位置(M)的预定轨道的步骤，至少一个数据块计划写入到该第一位置。所述方法还包括确定轨道上写入头当前位置(I)的步骤。最后所述方法包括确定第二位置(J)的步骤，该第二位置是记录载体的旋转方向上写入头的当前位置轨道上最近的可用位置，以及向所述第二位置写入所述至少一个数据块的步骤。

Description

用于记录数据块的设备和方法

发明领域

本发明涉及一种在记录载体的存储空间中记录具有逻辑地址的数据块的方法。

本发明还涉及一种记录数据块的设备，所述设备实现这种记录方法。

最后它还涉及一种用于记录数据块的计算机程序产品。

例如，本发明与记录系统中物理地组织记录数据的领域有关，特别是记录实时信息(例如图像)时的缺陷管理。

发明背景

和硬盘驱动相比光学驱动具有相对低的性能。一个主要区别在于存取性能，它比硬盘驱动的存取性能低很多。光盘驱动的存取性能主要由机械因素决定，例如光学拾取单元(pickup unit)的移动、光盘的旋转速度适应和旋转延迟。

旋转延迟是在激光焦点到达某一轨道后激光焦点到达特定轨道上所需位置的起点的时间。这意味着旋转延迟的值介于零和单个光盘旋转的最大时间之间。一般而言该旋转延迟将等于总旋转时间的一半。

常规光学记录设备执行多个步骤以写入光盘上的某个物理位置。为达此目的，所述记录设备通过接口由主系统控制。

第一步中，主系统为预定逻辑地址提供写入命令。该逻辑地址在光学记录设备中转换成物理地址。第二步发生在光学记录设备中，该设备具有例如基于Mount Rainier标准或任何等价标准的某种缺陷管理。执行这种缺陷管理系统的光学记录载体包括至少一个表区、一个用户数据区以及至少一个缺陷管理区，其中所述表区包含所述记录载体的缺陷表，所述用户数据区是可以被文件管理系统即用户使用的记录载体的一个区域，所述至少一个缺陷管理区是当用户数据区的某些部分有缺陷时可以替换的区域。

在第二步，逻辑地址X转换成物理地址Y。然而如果物理地址Y是有缺陷的，则它由属于光盘上一个缺陷管理区的物理地址M代替。这明显表明如果主系统希望从逻辑地址X读取数据，则返回来自物理地址M的数据。

在存取性能方面该工作模式并不总是有效的。图1通过示出实际的布局即光盘的螺旋轨道形式阐明了这点。我们假设数据块必须写入物理地址M，光盘被旋转，使得当光学拾取单元径向移动完成且当相应的激光焦点位于所需的轨道时，激光焦点处于物理地址L。如果记录设备必须向物理地址M写入，在到达所述物理地址M之前，所述设备必须等待几乎整个旋转周期。而且，光学拾取单元在该旋转过程中还必须执行向后一个轨道的小跳跃。

发明简述

本发明的一个目的是提供一种在盘状记录载体上记录至少一个数据块的设备和方法，和现有技术相比，其通过最小化旋转延迟所导致的延迟而提高存取性能。

为达此目的，根据本发明的记录方法的特征在于它包括以下步骤：

-移动写入头到包括第一位置的预定轨道，至少一个数据块计划在该第一位置写入，

-确定轨道上写入头的当前位置，

-确定第二位置，它是记录载体旋转方向上写入头当前位置的预定轨道上最近的可用位置，

-向所述第二位置写入所述至少一个数据块。

本发明还涉及一种记录设备，包括：

-在所述记录载体上写入至少一个数据块的写入头，

-移动写入头到包括第一位置的预定轨道的装置，至少一个数据块计划写入到该第一位置，

-当写入头放置在预定轨道上时确定其当前位置的装置，

-以至少一个数据块写入到第二位置的方式控制写入头的装置，该第二位置是记录载体的旋转方向上写入头的当前位置预定轨道上最近的可用位置。

因此，至少一个数据块被写入到物理地址J，而不是写入到它原先计划的物理地址M。这种记录机制的优势在于它节省了大约一半的旋转时间，其中在光学记录情况下，旋转时间为25到60毫秒的量级。

参考此后描述的实施例，本发明的这些和其他方面将显而易见，并将得到阐述。

附图简述

现在参考附图通过实例详细描述本发明，附图中：

-图1示出了盘状记录载体上数据块的螺旋轨道结构，

-图2是根据本发明的第一实施例的记录方法的框图，以及

-图3是在记录载体上写入信息的记录设备的框图。

发明详述

图1示出了盘状记录载体11，其具有轨道9和中心孔10。轨道9是一系列代表信息的待记录标记的位置。所述轨道依照一圈一圈螺旋图形安置，这些螺旋圈在信息层上组成基本平行的轨道。记录载体可以是光学可读的(称为光盘)，并且具有可记录类型的信息层。可记录光盘的例子是CD-R和CR-RW，和可写形式DVD，例如DVD+R或DVD+RW，以及使用蓝色激光的高密度可写光盘，称为蓝光光盘BD。通过沿着轨道记录光学可检测标记，例如相变材料中的晶态和非晶态，在信息层中表示了信息。可记录型记录载体的轨道9由在空白记录载体的制造过程中提供的预浮雕轨道结构指示。例如轨道结构由预刻槽组成，该预刻槽使读取/写入头在扫描过程中沿着轨道运动。轨道结构包括位置信息，该位置信息包括物理地址，以指示信息单元(通常称为数据块)的位置。

对于本领域技术人员显而易见的是，本发明不限制于光学记录设备，也可以应用到其他类型的记录设备，例如基于根据旋转方式(即具有不同半径的螺旋形或圆形)而存储信息的事实的磁学记录设备。

记录载体意欲在文件管理系统的控制下传送块中的数字信息。该信息包括待记录和连续再现的实时信息，特别是代表根据标准格式(例如MPEG2)数字编码视频的信息。

图2是描述根据本发明的记录方法的第一实施例的框图。在缺陷管理的情况下描述所述记录方法，并基于以下事实，其中记录载体包括：

-用于存储数据块的用户区，

-用于存储对应于用户区的缺陷位置的缺陷管理区，以及

-用于在缺陷管理表中存储数据块的逻辑地址和该数据块的逻辑地址在缺陷管理区的位置之间对应关系的表区。

例如，所述记录载体基于Mount Rainier标准或等价的标准，例如蓝光标准。

在下面假设的基础上描述记录方法，这些假设仅用于阐述本方法：

-记录设备从主系统获取命令以写入16个数据块到逻辑地址101至116；

-缺陷管理区是从物理地址1001到1100；

-光盘上通常对应于逻辑地址110的物理地址是有缺陷的。

在这些条件下，根据第一实施例的记录方法首先包括一个检测DET(21)记录载体上缺陷位置110的步骤，在该缺陷位置110必须写入数据块。在已知一个位置有缺陷时，在缺陷管理表中发现关于缺陷位置的信息。备选地，该信息存储在“缺陷表”中。通过分析例如轨道误差信号或其他控制信号，在向该位置写入信息时可以检测记录载体上的新的误差。确定缺陷位置的另一个可选方法是借助写入验证序列，即，通过写入数据到光盘和从光盘中读取，以查看写入和连续读取是否成功。

在第二步MOV(22)中，该记录方法移动记录设备的光学拾取单元(即写入头)到包括在缺陷管理区中的第一位置M＝1010的预定轨道，例如，至少一个数据块计划被写入到该第一位置。

在第三步WOB(23)中，例如该记录方法能够确定轨道上写入头的当前位置L＝1003。为达此目的，在光学可写光盘上的抖动中存在编码的地址信息。当记录设备必须从某个地址读取数据时，记录设备移动光学拾取单元到对应的轨道并从此处开始读取。从抖动信息中光学拾取单元可以确定准确的位置，即，它正读取的物理地址。

在第四步W2(24)中，该记录方法确定第二位置J＝1004，例如，它是记录载体的旋转方向上写入头当前位置的轨道上最近的可用位置(即不包含数据或可重写数据的位置)。该记录方法能够根据本领域技术人员熟知的原则向第二位置写入数据块。

最后包括一个更新表区的步骤UPD(25)。为达此目的，记录设备产生一个入口起点，可以在记录载体的表区中的物理地址1004处发现逻辑地址110。

如有必要，即如果J＝1004是用户区的部分，该记录方法包括一个以第二位置是所述缺陷管理区的部分的方式修改缺陷管理区的步骤。这可以通过交换缺陷管理区的空闲部分和已经被写入的用户区的部分完成。作为备选，该记录方法确定和写入数据块到第二位置，该第二位置是记录载体的旋转方向中写入头当前位置轨道上的最近的可用位置，且该第二位置是缺陷管理区的部分。在这种情况下，该记录方法可以容忍小的旋转延迟。

得益于这种记录方法，当必须在缺陷管理区中写入数据时，记录设备可以仅提取它在光学拾取单元下恰巧看见的第一空闲位置。这和现有技术中描述的等待预定物理地址M到光学拾取单元之下是相对立的，现有技术可以消耗几乎整个旋转周期。

应当注意为使本发明正确工作需要满足很多条件。第一个条件是有可能向位置J写入数据，即位置J不应该已经包含不可丢失的数据。这从缺陷管理表中可以获知。第二个条件是需要弄清楚要写入到地址M的数据并不在地址M，而是可以在地址J发现。这通过更新表区完成。

图2中描述的原则在缺陷管理情况下可以推广到任何类型的数据块的写入。为达此目的，根据本发明的第二实施例的记录方法包括以下步骤。

第一步，写入头向包括第一位置M的预定轨道移动，至少一个数据块计划写入到该第一位置。

然后，在第二步中，确定轨道上写入头的当前位置L。

在第三步，确定第二位置J，第二位置J是记录载体的旋转方向上写入头当前位置轨道上的最近可用位置。

最后，所述至少一个数据块被写入到所述第二位置。

让我们结合下面的实例阐述该实施例。主系统给出一个命令以写入某些数据(例如64位逻辑块)到以物理地址M开始的物理地址范围。记录设备然后移动光学拾取单元到相应的轨道，通过读取抖动信息确定光学拾取单元在轨道上的位置，发现光学拾取单元几乎可以立即开始写入到物理地址J＝M+1，而光学拾取单元必须等待几乎一个旋转周期以开始写入到物理地址M。

得益于本发明的第二实施例，原先要写入到物理地址M到M+63的数据将要被写入到物理地址M+1到M+64。当然这仅当物理地址M+64是可用的即空闲的以写入数据(地址M+1到M+63当然是可用的，因为已经计划写入数据到这些位置)时才允许。

然而，为了确保本发明正确工作，必须存储不能在物理地址范围M到M+63发现、而是存储在物理地址M+1到M+64的数据块。这可以通过两种不同的方式实现。

根据该实施例的第一变型，记录载体包括用于存储数据块的用户区和用于存储数据块的逻辑地址和该数据块的逻辑地址在用户区中位置之间对应关系的表区，所述表区类似于第一实施例中描述的表区但具有较大的尺度。该记录方法包括在第二位置的基础上，即逻辑地址和物理地址M+1到M+64之间的对应关系或映射关系基础上更新所述表区的步骤。

这种解决方法需要逻辑地址到物理地址的映射关系在所述载体释放之前存储在记录载体中，且还需要其他记录设备读取和理解更新的表区。

根据该实施例的第二变型，记录方法使用文件管理系统。该记录方法然后包括在第二位置即物理地址M+1到M+64基础上更新文件管理系统的步骤。

这种方法基于这样的假设，即记录设备能够读取或理解用在记录载体上的文件管理系统，且记录设备也能够更新文件管理系统。为了确定物理地址M+64是否空闲，记录设备能够读取或理解文件管理系统，所以仅更新文件系统是一个额外的需求。通过更新文件管理系统，关于数据块的第二位置的信息被适当存储，记录设备中逻辑到物理的映射可以保持简单。

为了确保主系统中的文件管理系统与记录载体上的一致，记录设备能够相应地更新主系统中的信息。这可以通过一个驱动启动的卸下-装配(unmount-mount)序列完成，其中记录设备在卸下序列之后和在装配序列之前有机会更新记录载体上的文件管理系统。例如这种方法在未发表的专利申请n°03101838.5(代理人文件：PHNL030757)中描述，其内容包含在此作为参考。备选地，记录设备可以跟踪所有改变的地址直到主机初始化。

图3示出了一种记录设备，用于在可写或可重写光盘，例如CD-R或CD-RW或DVD+R或DVD+RW或BD上写入信息。该记录设备配备有扫描记录载体上轨道的记录装置，该装置包括旋转记录载体的驱动单元、写入头、粗略地放置写入头在轨道径向方向的定位单元、以及控制单元。

当主系统发送一个命令以将10个数据块写入到逻辑地址k到k+9时，数据和命令通过数据路径31的接口处理器313和命令处理器311从接口装置35到达位引擎32。位引擎32的作用是控制激光器33和接收读取和写入命令(应当注意，为简单起见，在图3中未示出光学拾取单元控制)。该命令然后被位引擎32中的命令处理器321处理。该命令通过数据处理器322向前发送到激光驱动器323。

记录设备包括检测器34，其检测写入数据块时是否出错。例如，我们假设在光盘上写入数据块5时存在误差。该缺陷信息通过数据处理器322向前发送到数据路径31中的缺陷管理器312。缺陷管理器312通过数据路径命令处理器311发送新的命令到位引擎32以写入数据块5到地址范围中的一个地址，所述地址处于缺陷管理区并仍然空闲。另一个可选方法是发送缺陷管理区中的一个空闲地址列表。位引擎32控制光学拾取单元跳跃到数据块5可以写入的地址的最低位。位引擎然后通过光盘中的抖动读取光学拾取单元的位置。因为位引擎已经确定了光学拾取单元在光盘中的位置，光学拾取单元将数据块5写入到第一地址，该第一地址位于光学拾取单元接收的列表的范围之外。写入数据块5的地址然后被发送到数据路径31，该数据路径然后可以更新表区中的缺陷管理表。

根据本发明的记录方法可以通过一系列软件或硬件实现，或者通过它们两者实现。所述硬件或软件系列可以以多种方式执行，例如分别通过有线电子电路或通过适当编程的集成电路实现。集成电路包括一组指令。这样，例如包含在存储器中的所述指令组可以促使集成电路执行该记录方法的不同步骤。该指令组可以通过读取数据载体而被装载到存储器中。服务供给器也可以通过通讯网络例如英特网使用可用的指令组。

下面权利要求中的任何附图标记不应理解为限制了权利要求。很明显动词“包括”及其变化形式的使用不排除任何权利要求中定义的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件或步骤前的“一”或者“一个”一词不排除有多个这样的元件或步骤的存在。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.一种在盘状记录载体上记录至少一个数据块的方法，所述方法包括以下步骤：

-在径向方向移动写入头到包括第一位置(M)的预定轨道，至少一个数据块计划写入到该第一位置，

-当写入头放置在预定轨道上时确定其当前位置(L)，

-确定第二位置(J)，它是记录载体的旋转方向上写入头的当前位置轨道上最近的可用位置，

-向所述第二位置写入所述至少一个数据块。

2.如权利要求1中所述的方法，其中所述记录载体包括用于存储数据块的用户区、用于存储对应于用户区中缺陷位置的数据块的缺陷管理区、以及用于存储数据块的逻辑地址和该数据块的逻辑地址在缺陷管理区中位置之间对应关系的表区，所述方法包括检测记录载体上已经写入预定数据块的缺陷位置的步骤，移动步骤用来移动写入头到预定轨道，该预定轨道包括缺陷管理区中计划写入预定数据块的第一位置(M)，该方法进一步包括在第二位置(J)的基础上更新表区的步骤。

3.如权利要求2所述的方法，进一步包括以第二位置属于缺陷管理区的方式修改缺陷管理区的步骤。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述记录载体包括文件管理系统，所述方法进一步包括在第二位置基础上更新文件管理系统的步骤。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述记录载体包括用于存储数据块的用户区和用于存储数据块的逻辑地址和该数据块的逻辑地址在用户区中位置之间对应关系的表区，所述方法进一步包括在第二位置基础上更新表区的步骤。

6.一种在盘状记录载体上记录数据块的设备，所述设备包括：

-在所述记录载体上写入至少一个数据块的写入头，

-在径向方向移动写入头到包括第一位置(M)的预定轨道的装置，至少一个数据块计划写入到该第一位置，

-当写入头放置在预定轨道时判断它的当前位置(L)的装置，

-以至少一个数据块写入到第二位置(J)的方式控制写入头的装置，该第二位置(J)是记录载体的旋转方向上写入头的当前位置轨道上最近的可用位置。

7.如权利要求6所述的设备，其中所述记录载体包括用于存储数据块的用户区、用于存储对应于用户区中缺陷位置的数据块的缺陷管理区、以及用于存储数据块的逻辑地址和该数据块的逻辑地址在缺陷管理区中位置之间对应关系的表区，所述设备包括检测记录载体上已经写入预定数据块的缺陷位置的装置；移动装置，用来移动写入头到预定轨道，该预定轨道包括缺陷管理区中计划写入预定数据块的第一位置(M)，所述设备进一步包括在第二位置(J)的基础上更新表区的装置。

8.如权利要求6所述的设备，其中所述记录载体包括文件管理系统，所述设备进一步包括在第二位置的基础上更新文件管理系统的装置。

9.如权利要求6所述的设备，其中所述记录载体包括存储数据块的用户区以及存储数据块的逻辑地址和该数据块的逻辑地址在用户区域中位置之间对应关系的表区，所述设备进一步包括在第二位置基础上更新表区的装置。

10.一种包括程序指令的计算机程序产品，当所述程序被处理器执行时，用于实现权利要求1所述的方法。

Claims

-移动写入头到包括第一位置(M)的预定轨道，至少一个数据块计划写入到该第一位置，

-确定轨道上写入头的当前位置(I)，

-确定第二位置(J)，它是记录载体的旋转方向上写入头当前位置的轨道上的最近可用位置，

-向所述第二位置写入所述至少一个数据块。

3.如权利要求2所述的方法，进一步包括以这种方式修改缺陷管理区的步骤，其中第二位置属于缺陷管理区。

-在所述记录载体上写入至少一个数据块的写入头，

-移动写入头到包括第一位置(M)的预定轨道的装置，至少一个数据块计划写入到该第一位置，

-当写入头放置在预定轨道上时确定其当前位置(I)的装置，

9.如权利要求6所述的设备，其中所述记录载体包括用于存储数据块的用户区以及用于存储数据块的逻辑地址和该数据块的逻辑地址在用户区中位置之间对应关系的表区，所述设备进一步包括在第二位置基础上更新表区的装置。