CN1890718B - 记录设备和记录方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种记录设备，该记录设备包括：从包括导入区、数据区和导出区的介质记录数据和/或读取数据的单元，所述数据区具有用户数据被记录在其中的用户数据区和用于更新用户数据的替换数据被记录在其中的备用区；和控制器，控制所述单元根据从主机接收的替换强制写命令将替换数据记录在备用区中，所述替换强制写命令指示将替换数据记录在备用区中。

Description

记录设备和记录方法
本申请要求于2003年12月5日在韩国知识产权局提交的第2003-88169号韩国专利申请的优先权，该申请的内容公开于此以资参考。
技术领域
本发明涉及一种用于将数据记录在光学信息记录介质上的记录设备、记录方法和信息记录介质。
背景技术
由于一次写入介质的一次写入特性，导致数据不能被覆写到一次写入介质。因而，诸如一次写盘记录方法的特定记录方法、轨道单元顺序记录方法等已被用于一次写入介质。
图1示出将文件系统记录在一次写入信息记录介质上的传统方法。例如，如图1所示，数据可被记录在如图1所示的一次写入信息记录介质上。换句话说，当第一文件系统110被记录在一次写入信息记录介质100的第一位置中然后第一数据120被记录时，通过读取第一数据120的记录而更新的第二文件系统130紧接着第一数据120被记录。类似地，当第二数据140紧接着第二文件系统130被记录时，通过读取第二数据140的记录而更新的第三文件系统150紧接着第二数据140被记录。因而，与文件系统相关的信息位于传统的一次写入信息记录介质的几个区中，这使得再现速率变慢。
用于将数据记录在信息记录介质上的命令通常分为两类：用于记录简单数据的write命令和用于为了数据的可靠性在记录数据之后检验数据的verify-after-write命令。对于要求高可靠性的数据，诸如文件系统数据，执行verify-after-write命令。这是因为，当文件系统数据不能被再现时，不能对整个信息记录介质执行再现。因而，当通过写数据之后的检验程序确定数据的可靠性恶化时，使用缺陷管理方法来执行verify-after-write命令以保证数据的可靠性。
发明内容
技术问题
然而，在主机期望更新一次写入信息记录介质的记录区中的数据的情况下，主机不能仅使用上述两个命令来更新数据。因此，需要一种与在重写信息记录介质上使用的方法类似的更新一次写入信息记录介质上的数据的方法。
技术解决方案
本发明提供一种用于在固定数据的逻辑地址时更新数据的记录设备、记录方法、以及信息记录介质。
有益的效果
在根据本发明的记录设备、记录方法和信息记录介质中，当固定记录在用户数据区中的数据的逻辑地址时，在一次写入信息记录介质上，数据可被更新。因而，主机能容易地管理和更新数据。
具体地讲，即使在诸如DVD-R/DVD+R的一次写入信息记录介质上，替换强制写命令也使得搜索文件系统的信息更容易。结果，可提高系统的性能。
重写信息记录介质上的信息的重复重写使得该重写信息记录介质的特性恶化，这减小了数据可靠性。因而，重写限于预定次数。在预定次数之后，必须对执行重写的次数进行计数。然而，可使用替换强制写命令来执行重写。此外，虽然更新的数据被称作文件系统数据，但是更新的数据并不限于文件系统数据。本领域的普通技术人员应该理解，本发明的记录方法可应用于用户数据。
附图说明
图1示出将文件系统记录在一次写入信息记录介质上的传统方法；
图2是根据本发明实施例的记录和/或再现设备的示意性方框图；
图3是图2的记录和/或再现设备的详细方框图；
图4是示出应用本发明的盘区的参考图；
图5A至图5D是示出在其中根据本发明的替换强制写命令执行写操作的盘区的示图；
图6A和图6B是示出根据本发明的一方面的缺陷列表的示图；
图7A和图7B是示出在根据本发明的替换强制写命令执行记录时使用盘区的方向的参考图；
图8是示出根据本发明的替换强制写命令而执行的记录操作的流程图；和
图9是示出根据本发明的替换强制写命令而执行的数据添加操作的流程图。
最佳实施方式
根据本发明的一方面，提供了一种记录设备，包括：写和/或读单元，向和/或从一次写入存储介质写数据和/或读数据，该一次写入存储介质包括记录用户数据的用户数据区和记录替换数据备用区，其中，所述替换数据用于更新用户数据；和控制器，从主机接收用于更新用户数据的替换强制写命令和替换数据，并控制写/读单元根据替换强制写命令将所述替换数据写在备用区中，所述替换强制写命令是指示通过使用盘缺陷管理方法将用于更新用户数据的替换数据记录在备用区中的命令。
根据本发明的一方面，所述控制器控制写和/或读单元将缺陷列表记录在所述信息记录介质上，所述缺陷列表包括关于记录在用户数据区中的用户数据的物理地址的信息和关于记录在备用区中的替换数据的物理地址的信息。
根据本发明的一方面，所述备用区是可扩展的。
根据本发明的一方面，所述用户数据包括文件系统数据。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制如上所述的记录设备将数据记录在一次写入存储介质上的主机装置：其中，所述主机装置控制将替换强制写命令发送给记录设备以将替换数据记录在所述介质上，所述替换强制写命令是指示通过使用盘缺陷管理方法将用于更新用户数据的替换数据记录在备用区中的命令，其中，所述介质包括用户数据被记录在其中的用户数据区和用于更新用户数据的替换数据被记录在其中的备用区。
根据本发明的另一方面，提供了一种使用记录设备将数据记录在一次写入存储介质上的方法，包括：当更新记录在所述介质的用户数据区中的用户数据时，接收用于控制记录更新的用户数据的替换强制写命令，所述替换强制写命令是指示通过使用盘缺陷管理方法将用于更新用户数据的替换数据记录在备用区中的命令；根据所述替换强制写命令将替换数据记录在所述介质的备用区中；和将缺陷列表记录在所述介质上，所述缺陷列表包括记录在用户数据区中的用户数据的物理地址的信息和记录在备用区中的替换数据的物理地址的信息。
本发明的实施方式
现在将详细描述本发明的实施例，其示例示出在附图中，其中，相同的标号始终表示相同的部件。以下通过参考附图对实施例进行描述以解释本发明。
图2是根据本发明的一方面的记录和/或再现设备的示意性方框图。参考图2，记录和/或再现设备200执行记录和/或再现，其包括写和/或读单元220以及控制器210。写和/或读单元220在控制器210的控制下从作为信息记录介质的盘230记录数据，和/或从盘230读取数据以再现该数据。控制器210控制写和/或读单元220将数据记录在每个预定记录单元块中，或者处理写和/或读单元220所读取的数据以获得有效数据。
在记录操作期间，控制器210从主机240接收替换强制写命令(replacement enforcement write command)，并控制写和/或读单元220根据替换强制写命令记录数据。所述替换强制写命令使用盘缺陷管理方法来更新记录在盘230上的数据。
盘缺陷管理方法管理盘缺陷以提高记录在盘上的数据的可靠性。盘缺陷管理方法分为滑移替换方法和线性替换方法。在滑移替换方法中，在使用盘的初始过程中检测到的缺陷被处理。在线性替换方法中，包括使用盘期间发生缺陷的缺陷扇区的纠错码(ECC)块被备用区的无缺陷ECC块替换。
例如，在滑移替换方法中，具有在盘初始化期间在检查盘缺陷的检验过程中检测到的缺陷的缺陷扇区没有被分配逻辑扇区号。所述缺陷扇区的逻辑号被分配给紧接着该缺陷扇区的扇区。结果，在记录或再现数据期间通过滑移过缺陷扇区，减小了由所述缺陷所引起的记录或再现速率的降低。
然而，当在使用盘期间发生缺陷时，由于缺陷扇区的滑移而导致逻辑扇区号被不连续地分配，所以不能使用滑移替换方法。因而，为了用备用区的ECC块替换具有缺陷扇区的ECC块，线性替换方法被用于在使用盘期间发生的缺陷。
当控制器210执行从主机240接收的替换强制写命令时，可使用上述缺陷管理方法之一。以下将详细解释前述过程。
在再现期间，控制器210控制写和/或读单元220使用对盘230已使用的文件系统记录方法来记录数据。例如，控制器210控制写和/或读单元220读取存储在盘230的预定部分中的缺陷列表信息以检测数据被存储在其中的物理位置，从而可从该物理位置读取数据。
图3是图2的记录和/或再现设备的详细方框图。参考图3，盘驱动器(记录和/或再现设备)包括作为写和/或读单元220的拾取器250。盘230安装在拾取器250中。盘驱动器还包括控制器210，控制器210包括主机接口(I/F)211、数字信号处理器(DSP)212、射频放大器(RF AMP)213、伺服机构214和系统控制器215。
在记录期间，主机I/F 211从主机240接收替换强制写命令以及将被更新的数据和与该数据的逻辑地址相关的信息，并将替换强制写命令发送到系统控制器215。
系统控制器215从主机I/F 211接收替换强制写命令以执行记录初始化过程。具体地讲，系统控制器215分析替换强制写命令，并根据分析的替换强制写命令来控制记录性能。例如，当系统控制器215接收到替换强制写命令时，系统控制器215搜索将被更新的数据将被记录在其中的区的地址，即，未使用区的地址，并控制DSP 212和伺服机构214将将被更新的数据记录在所述地址中。在完成记录将被更新的数据之后，系统控制器215产生缺陷列表，并控制将所述缺陷列表记录在盘230的预定区中，其中，所述缺陷列表包括与将被更新的数据被记录在其中的物理地址有关的信息(即使当已根据替换强制写命令对数据进行了几次更新时)和与更新的数据被记录在其中的物理地址有关的信息。
如上所述，根据本发明的替换强制写命令，当数据被更新时，可提供用于管理改变的物理地址的表，而不必改变数据的逻辑地址。结果，可从重写信息记录介质的固定位置获得与所述数据相关的信息。
DSP 212从主机I/F 211接收将被记录的数据，将诸如奇偶校验位等的附加数据添加到所述数据以用于纠错，对所述数据执行ECC编码，产生ECC块，并使用预定方法调制ECC块。RF AMP 213将从DSP 212输出的数据转换成RF信号。拾取器250将从RF AMP 213输出的RF信号记录在盘230上。伺服机构214从系统控制器215接收伺服控制命令以对拾取器250进行伺服控制。
对于再现，主机I/F 211从主机240接收再现命令。系统控制器215执行再现初始化过程。具体地讲，系统控制器215控制读取记录在盘230的预定区中的缺陷列表，从该缺陷列表中获得关于数据被记录在其中的物理位置的信息，并控制从该物理位置再现数据。
拾取器250将激光照射到盘230上，并接收从盘230反射的反射激光束以输出光信号。RF AMP 213将从拾取器250输出的光信号转换成RF信号，并将从该RF信号获得的调制的数据提供给DSP 212，将从该RF信号获得的伺服控制信号提供给伺服机构214。DSP 212对调制的数据进行解调，并输出通过对解调的数据执行ECC编码而获得的数据。
伺服机构214根据分别从RF AMP 213和系统控制器215接收的伺服控制信号和伺服控制命令对拾取器250进行伺服控制。主机I/F 211从DSP 212接收数据，并将该数据发送到主机240。
图4是示出根据替换强制写命令被记录在一次写入信息记录介质上的数据的结构的示图。参考图4，一次写入信息记录介质400包括导入区410、数据区420和导出区430。
导入区410包括盘管理区2(DMA 2)411、临时DMA(TDMA)412等。
TDMA 412是指用于管理一次写入信息记录介质400的临时缺陷管理信息和临时盘管理信息被记录在其中的区。
TDMA 412包括临时缺陷列表(TDFL)440、临时盘定义结构(TDDS)450、空白位映射(SBM，space bit map)460和记录映射(record map)470。
TDFL 440包括缺陷列表，所述缺陷列表包括关于缺陷状态的信息、关于缺陷扇区的位置的信息和关于替换扇区的位置的信息。例如，所述关于缺陷扇区的位置的信息表示数据首先被记录在其中的物理位置，所述关于替换扇区的位置的信息表示更新的数据被记录在其中的物理位置。
TDDS 450包括TDFL 440、SBM 460和记录映射470的位置指针。TDDS450还包括关于在初始化期间分配的备用区的位置和大小的信息、写保护信息、关于分配给数据区420的临时缺陷管理区的位置和大小的信息、关于用户数据区的信息、关于每个备用区的可替换位置的信息、用户数据区的最后记录地址等。
SBM 460使用比特值表示是否对用户数据区的每个簇执行记录。
记录映射470使用入口信息表示数据是否被记录在用户数据区被划分成的几个区中。所述入口信息包括关于用户数据区的状态、起始地址和最后地址的信息。因而，关于由入口指定的区的信息表示用户数据区的记录状态。关于用户数据区的状态的信息包括用于指示数据是否被记录在所述区中并是否可使用的信息。
图5A至图5D是文件系统数据根据替换强制写命令被记录在其中的盘区的图示。
参考图5A，用于管理用户数据的文件系统510被分配了用户数据区的固定位置以记录初始文件系统。第一位置可以是固定位置。
如图5B所示，当第一数据520被记录在用户数据区中时，通过反映(reflect)第一数据520，文件系统510被更新为文件系统530。这里，主机命令用于使用替换强制写命令记录更新的文件系统530。然后使用盘缺陷管理方法将文件系统530记录在备用区2中，就如同由于缺陷而用文件系统530替换文件系统510一样。盘缺陷管理方法的类型可以是线性替换方法。与文件系统510和530的位置相关的信息被记录在缺陷列表中。
如图5C所示，当第二数据540被记录在用户数据区中时，根据替换强制写命令，文件系统530被更新为文件系统550，并且使用诸如线性替换方法的盘缺陷管理方法将文件系统550记录在备用区2中。与文件系统510和550的位置相关的信息被记录在缺陷列表中。
如图5D所示，当更新的第二数据560被记录在用户数据区中时，根据替换强制写命令，文件系统550被更新为文件系统570，然后使用线性替换方法将文件系统570记录在备用区1中。这里，只有与文件系统510和570的位置相关的信息被记录在缺陷列表中。稍后将更详细地解释缺陷列表。文件系统530、550和570不限于被记录在备用区1或2中的任何一个中。
图6A和图6B示出根据本发明的一方面的缺陷列表。
将参考图6A和图6B描述在控制器210的控制下记录的缺陷列表的示例。
例如，当与逻辑扇区号00h-FFh对应的用户数据区的物理扇区号是100h-1FFh(文件系统510被记录在其中的图5A的区)并且根据替换强制写命令在备用区的物理扇区号11FFFh-11F00h(文件系统530被记录在其中的区)中更新与逻辑扇区号00h-FFh对应的数据时，如图6A所示构造包括关于缺陷扇区和替换扇区的缺陷列表610。
当根据第一替换强制写命令构造缺陷列表620并且根据第二替换强制写命令在备用区的物理扇区号11EFFh-11E00h中更新与逻辑扇区号00h-FFh对应的数据时，包括关于缺陷扇区和替换扇区的信息的缺陷列表620如图6B所示。因而，可通过使用逻辑扇区号搜索包括与逻辑扇区号对应的物理扇区号的缺陷列表620来从固定的逻辑扇区号检测文件系统。
如上所述，当数据被更新时，可通过使用盘管理方法更新文件系统来设置文件系统数据的逻辑扇区号，以从固定位置获得文件系统的地址。
图7A示出当根据本发明的替换强制写命令执行记录时使用单层盘区的方向，图7B是用于解释当根据本发明的替换强制写方法执行记录时使用双层盘区的方向的参考图。
驱动器需要多个备用区以执行来自主机的替换强制写命令。因而，在初始化操作期间可获得备用区，或者当必要时可扩展备用区。因此，由于驱动器不能确定驱动器从主机接收了多少个替换强制写命令，所以信息记录介质可具有备用区被扩展的结构。
参考图7A，当从导入区0向着导出区0使用信息记录介质时，从靠近导出区0的位置使用将被扩展的备用区2。
参考图7B，当从导入区0向着导出区0使用信息记录介质然后从导出区1向着导入区1使用信息记录介质时，从靠近导入区1的位置使用将被扩展的备用区4。
图8是示出根据本发明的替换强制写命令而执行的记录操作的流程图。参考图8，在操作810中，驱动器从主机接收替换强制写命令和记录的数据。例如，驱动器的主机I/F接收替换强制写命令、将被更新的数据和关于将被更新的数据的逻辑地址的信息，并将替换强制写命令和所述关于逻辑地址的信息发送到系统控制器。
在操作820中，系统控制器将未使用区的物理地址的信息发送到伺服机构，以控制伺服机构检测未使用区的位置，并控制DSP处理和记录将被更新的数据。
系统控制器产生缺陷列表，就如同由于缺陷而更新数据一样。缺陷列表包括缺陷扇区号和替换扇区号。根据本发明，系统控制器通过包括作为关于缺陷扇区的信息的关于更新的数据首先被记录在其中的物理地址的信息和作为关于替换扇区的信息的关于当前更新的数据被记录在其中的物理地址的信息来产生缺陷列表。
在操作830中，系统控制器控制将缺陷列表记录在导入区的TDMA中。
图9是示出根据替换强制写命令通过反映将被记录的附加数据而执行的文件系统更新操作的流程图。参考图9，在操作910中，主机将写命令、将被附加记录的数据和数据被附加记录的地址的信息发送给驱动器。
在操作920中，驱动器的主机I/F将写命令和所述地址的信息发送给系统控制器，系统控制器控制DSP和伺服机构将数据记录在由所述地址的信息指定的物理位置中。
在操作930中，系统控制器经由主机I/F将写结束信号发送给主机。
在操作940中，当存在数据的附加记录时，主机将替换强制写命令发送给驱动器以更新文件系统数据。
驱动器的主机I/F从主机接收替换强制写命令、将被更新的文件系统数据和关于文件系统数据的逻辑地址的信息，并将替换强制写命令和逻辑地址信息发送给系统控制器。
当系统控制器接收到替换强制写命令时，系统控制器在记录在导入区的缺陷列表中搜索备用区的未使用区。在操作950中，系统控制器将未使用区的物理地址的信息发送给伺服机构，以控制伺服机构检测未使用区的位置，并控制DSP处理和记录文件系统数据。
系统控制器产生缺陷列表，就如同由于缺陷而导致数据被更新一样。缺陷列表包括缺陷扇区号和替换扇区号。系统控制器通过包括作为缺陷扇区的信息的文件系统数据首先被记录在其中的物理地址的信息和作为替换扇区的信息的更新的文件系统数据被记录在其中的地址的信息来产生缺陷列表。例如，可通过变换与替换强制写命令一起发送的逻辑地址的信息来获得所述物理地址的信息。
在操作960中，系统控制器控制将缺陷列表记录在导入区的TDMA中。例如，系统控制器将缺陷列表将被记录在其中的导入区的TDMA的位置的信息发送给伺服机构，并将缺陷列表的数据发送给DSP以控制缺陷列表的记录。
本发明可被实施为能被至少一个计算机读取的计算机可读记录介质上的计算机可读代码。所述计算机可读记录介质是可存储其后可由计算机系统读取的数据的任何一种数据存储装置。所述计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置和载波(诸如通过互联网的数据传输)。所述计算机可读记录介质还可分布在网络连接的计算机系统上，从而所述计算机可读代码以分布式方式被存储和执行。
虽然已显示和描述了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变，本发明的范围限定在权利要求及其等同物中。
产业上的可利用性
本发明可应用于用于将数据记录在光学信息记录介质上的记录设备、记录方法和信息记录介质。

Claims (7)

1.一种记录设备，包括：
写/读单元，向和/或从一次写入存储介质写数据和/或读数据，该一次写入存储介质包括记录用户数据的用户数据区和记录替换数据备用区，其中，所述替换数据用于更新用户数据；和
控制器，从主机接收用于更新用户数据的替换强制写命令和替换数据，并控制写/读单元根据替换强制写命令将所述替换数据写在备用区中，并控制所述写/读单元将缺陷列表写在介质的预定区中，所述缺陷列表包括记录在用户数据区中的用户数据的物理地址的信息和记录在备用区中的替换数据的物理地址的信息，所述替换强制写命令是指示通过使用盘缺陷管理方法将用于更新用户数据的替换数据记录在备用区中的命令。
2.如权利要求1所述的记录设备，其中，所述备用区可扩展以用于存储所述替换数据。
3.如权利要求1所述的记录设备，其中，所述用户数据包括用于管理用户数据的文件系统数据。
4.一种用于控制如权利要求1所述的记录设备将数据记录在一次写入存储介质上的主机装置：
其中，所述主机装置控制将替换强制写命令发送给记录设备以将替换数据记录在所述介质上，所述替换强制写命令是指示通过使用盘缺陷管理方法将用于更新用户数据的替换数据记录在备用区中的命令，
其中，所述介质包括用户数据被记录在其中的用户数据区和用于更新用户数据的替换数据被记录在其中的备用区，从而替换数据的逻辑地址相对于用户数据的逻辑地址没有改变。
5.一种使用记录设备将数据记录在一次写入存储介质上的方法，包括：
当更新记录在所述介质的用户数据区中的用户数据时，接收用于控制记录更新的用户数据的替换强制写命令，所述替换强制写命令是指示通过使用盘缺陷管理方法将用于更新用户数据的替换数据记录在备用区中的命令；
根据所述替换强制写命令将替换数据记录在所述介质的备用区中；和
将用于管理用户数据和替换数据的物理地址的改变的缺陷列表记录在所述介质的预定区中，其中，替换数据的逻辑地址相对于用户数据的逻辑地址没有改变。
6.如权利要求5所述的记录数据的方法，其中，所述备用区可扩展以用于存储所述替换数据。
7.如权利要求5所述的记录数据的方法，其中，所述用户数据包括用于管理用户数据的文件系统数据。
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