CN1941143B - 在一次写入介质中覆写数据的方法及其记录再现的设备 - Google Patents

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Abstract

一种在一次写入信息存储介质中覆写数据的方法和一种数据记录和/或再现设备。在数据覆写方法中，在一次写入信息存储介质的数据已被记录的第一区覆写新数据的命令被发布。然后，第一区被认为是缺陷区，且数据被记录在第二区。其后，包括关于第一和第二区的位置的信息的更新的缺陷管理信息，被记录在一次写入信息存储介质中。

Description

在一次写入介质中覆写数据的方法及其记录再现的设备
本申请是申请日为2004年3月23日、申请号为200480001184.8、发明名称为“在一次写入介质中覆写数据的方法及其数据记录和/或再现的设备”的发明专利申请的分案申请。 
技术领域
本发明涉及一次写入信息存储介质，尤其是，涉及一种在一次写入信息存储介质中覆写数据的方法和一种适合于该一次写入信息存储介质的数据记录和/或再现的设备。 
背景技术
可覆写信息存储介质可以在其被数据占据的区中覆写新的数据。但是一次写入信息存储介质只能在其可存储数据的区仅写入一次信息。因此，在一次写入信息存储介质中不能覆写数据，并且不能删除或改变已经记录的数据。 
典型的是，将信息存储介质的用户数据区的预定区设置为存储包括关于存储在该信息存储介质中记录的数据的各种信息的文件系统。 
在可覆写信息存储介质中，可以在其旧文件系统占据的预定区上覆写更新的文件系统，从而存储文件系统的区是固定的。在另一方面，一次写入信息存储介质不能被覆写。因此，必须在除已经记录了旧文件系统的区之外的区中写入更新的文件系统。由于传统的数据记录和/或再现设备被设计为仅从在信息存储介质的固定区读出文件系统，所以该传统系统不能从文件系统的记录位置变化的一次写入信息存储介质中读出文件系统。换句话说，可能出现再现兼容性问题。此外，由于传统的数据记录和/或再现设备将每一个更新的文件系统写入一次写入信息存储介质的不同区中，所以该传统设备可能花大量时间搜索最终的文件系统。 
发明内容
本发明提供一种在不可物理覆写的一次写入信息存储介质中覆写数据的万法及其数据记录和/或再现设备。 
本发明还提供一种方法以及其数据记录和/或再现设备，该方法用于在不可物理覆写的一次写入信息存储介质中逻辑覆写数据，从而容易地更新和/或读出数据。 
根据本发明的一方面，在一次写入信息的存储介质中覆写数据的方法包括：接收在已经记录数据的一次写入信息存储介质的第一区内覆写新数据的命令；确定第一区为缺陷区并在第二区内记录新数据；在一次写入信息存储介质中记录包括关于第一和第二区的位置信息的更新的缺陷管理信息。 
根据本发明的另一方面，在一次写入信息存储介质中覆写数据的方法包括：从主机接收逻辑地址以存储新数据；确定具有与逻辑地址对应的在一次写入信息存储介质上的物理地址的第一区是否被数据占据，并且如果该第一区被数据占据，则确定第一区为缺陷区并将新数据存储在物理地址与第一区的物理地址不同的第二区内；在一次写入信息存储介质中记录包括第一和第二区的物理地址的更新的缺陷管理信息。 
根据根发明的另一个方面，提供了一种数据记录和/或再现设备，包括写入器/读取器和控制器。写入器/读取器将数据写到一次写入信息存储介质或将写入的数据读出。当控制器接收在已经记录数据的一次写入信息存储介质的第一区内覆写新数据的命令时，控制器确定第一区为缺陷区并控制写入器/读取器在第二区内记录新数据。控制器控制写入器/读取器在一次写入信息存储介质中写包括关于第一和第二区的位置的信息的更新的缺陷管理信息。 
根据本发明的另一个方面，提供了一种数据记录和/或再现设备，包括写入器/读取器和控制器。写入器/读取器将数据写到一次写入信息存储介质或将写入的数据读出。控制器从主机接收在一次写入信息存储介质中的逻辑地址以存储新数据，并确定具有与逻辑地址对应的在一次写入信息存储介质上的物理地址的第一区是否被数据占据。如果该第一区被数据占据，控制器确定第一区为缺陷区并控制写入器/读取器将新数据写到具有与第一区的物理地址不同的物理地址的第二区内，并在一次写入信息存储介质中写包括第一和第二区的物理地址的更新的缺陷管理信息。 
本发明的其他方面和/或优点，在下面的描述中被部分地阐述，并从该描述中部分地变得清楚，或者可以通过实施本发明了解到。 
附图说明
从下面结合附图对实施方式的描述中，本发明的上述和/或其他特点和优点将变得更清楚和更容易理解，图中： 
图1表示根据本发明的实施方式的具有单一记录层的一次写入信息存储介质的数据结构； 
图2表示根据本发明的另一个实施方式的具有单一记录层的一次写入信息存储介质的数据结构； 
图3A和3B表示根据本发明的另一个实施方式的具有两个记录层的一次写入信息存储介质的数据结构； 
图4A和4B表示根据本发明的备用区的使用方向； 
图5是根据本发明的实施方式的数据记录和/或再现设备的方框图； 
图6A到6D表示根据本发明的实施方式的一种在一次写入信息存储介质100上覆写更新的文件系统的方法； 
图7表示根据图6A到6D的实施方式通过第一逻辑覆写产生的缺陷列表； 
图8表示根据图6A到6D的实施方式通过第二逻辑覆写产生的缺陷列表。 
具体实施方式
现在，将详细讨论本发明的具体实施方式，其例子表示在附图中，在整个附图中所有相同的附图标记指相同的元器件。以下，参照附图描述本发明的实施方式以解释本发明。 
图1表示根据本发明的实施方式的具有单一记录层的一次写入盘信息存储介质100的结构。参照图1，该存储介质100包括导入区120、数据区130和导出区140。区121形成在导入区120中，用于记录临时盘缺陷结构(TDDS)和空白位图(SBM)。单独的区122也形成在导入区120中，用于临时缺陷序列(TDFL)。备用区1和2(各为133和134)分别形成于数据区130的头部和尾部，分配为管理临时盘缺陷，有预定的大小。 
选择性地，用于TDDS和SBM的区121可至少在导出区140和数据区130中的一个形成。 
下面将详细描述临时盘缺陷管理、分配用于临时盘缺陷管理的备用区、 和SBM。盘缺陷管理代表一种操作，其中，如果在用户数据区135记录的用户数据中产生了缺陷，则记录对应于该有缺陷的用户数据的新用户数据以补偿由于产生的缺陷造成的数据丢失。 
盘缺陷管理大致分类为用线性替换技术的盘缺陷管理或用滑动替换技术的盘缺陷管理。在线性替换技术中，如果在数据区的用户数据区中产生缺陷，则该缺陷区将被数据区中分配的无缺陷的备用区替换。在滑动替换技术中，跳过缺陷区，即，不用该区，而用没缺陷区代替。 
线性和滑动替换技术广泛地应用于可用随机存取方法多次记录数据的信息存储介质，如DVD-RAM/RW。 
如图1中表明，根据本发明实施方式的一次写入信息存储介质100也在数据区130中分配了备用区1和2(133和134)，用于利用线性替换技术执行缺陷管理。当初始化准备应用一次写入信息存储介质时，根据数据记录和/或再现设备或主机的命令，在数据区130中分配备用区1和2(133和134)。 
当在数据记录和/或再现设备上装载信息存储介质时，该数据记录和/或再现设备读出存储在导入和/或导出区的信息，并确定如何管理所述介质和如何在该介质中记录或再现数据。当记录在导入和/或导出区的信息量增加时，在信息存储介质装载后，需要用于准备数据记录或再现的时间也增加。为了减少需要用于准备数据记录和/或再现的时间，图1中的一次写入信息存储介质100利用临时管理数据，该临时管理数据包括TDDS和TDFL。 
TDDS可包括TDDS的标识符、更新计数器、关于已被记录的最终TDFL的位置的数据、关于已被记录的最终盘和驱动器信息的位置数据、关于用于替换有缺陷的簇的备用区大小的数据，等等。 
TDFL可包括TDFL标识符、更新计数器、缺陷因子、缺陷因子的数量，等等。缺陷因子包括：状态数据、关于有缺陷的簇的位置数据和关于替换簇的位置数据。状态数据可表示替换数据、有缺陷的簇的类型，等等。有缺陷的簇的类型可包括必须替换的有缺陷的簇、不必替换的有缺陷的簇和可能有缺陷的簇，等等。 
图1的一次写入信息存储介质100存储SBM，即“记录状态”数据，它表示数据是否记录在一次写入信息存储介质的簇单元上。通过将比特值0分配给被占据的簇和将比特值1分配给未被占据的簇来形成SBM。 
因此，通过查阅最终更新的SBM，数据记录和/或再现设备能很快地检 查到图1的一次写入信息存储介质的记录状态。因此提高了介质的使用效率。 
虽然，图1中的一次写入信息存储介质100在一个簇上存储SBM和TDDS，但本发明并不限于此实施方式。 
由于SBM表示数据是否已被记录在一次写入信息存储介质100的簇单元中，所以在包括用户数据的所有其他数据被记录之后，必须最终更新SBM。 
图2表示根据本发明的另一个实施方式的一种具有单一记录层的一次写入信息存储介质200的结构。参照图2，存储介质200包括：导入区220、数据区230和导出区240。临时盘管理区(TDMA)221和SBM区222分离地分配在导入区220中。备用区1和2(各为233和234)分别分配于数据区130的头部和尾部，用于管理临时盘缺陷，有确定的大小，并且包围用户数据区235。 
TDMA 221规定为存储TDDS和TDFL，SBM区222规定为以类似于如前所述的方法存储空间位图数据。 
图3A和3B表示根据本发明的又一个实施方式的具有第一和第二记录层L0和L1的一次写入信息存储介质300的数据结构。图3A表明第一记录层L0的结构，图3B表明第二记录层L1的结构。可将图3A作为具有单层的一次写入记录介质的结构来考虑。 
除了SBM与TDDS和TDFL被存储在临时缺陷管理区(TDMA)321中而不是被存储在分离的区内之外，图3A的第一记录层L0的数据结构与图2的一次写入信息存储介质200的结构类似。图3B的第二记录层L1的结构与图3A的第一记录层L0的结构相同。内部区0(321)包括第一记录层L0的TDMA 321，且内部区1(350)包括第二记录层L1的TDMA 351。数据区0(330)包括备用区1(331)、用户数据区(331)和备用区2(332)。数据区1(360)包括备用区3(363)、用户数据区(365)和备用区4(364)。 
图4A和4B表示根据本发明的备用区(133、134、233、234、331、332、363、364)的使用方向。图4A涉及具有单一记录层的一次写入记录介质(如：100、200)，图4B涉及具有两个记录层(即：第一和第二记录层)的一次写入记录介质(如：300)。参照图4A和4B，在第一记录层(或单一记录层)中，除去备用区的数据区，也就是用户数据区(135、235、333)的使用方向401是从记录介质(100、200、300)的内部边界402到外部边界403。在第二记录层，用户数据区365的使用方向405是从记录介质300的外部边界403 到内部边界402。 
如图4A所示，备用区2(135、235、333)以与用户数据的记录方向401相反的方向406被使用，即，以从记录介质(100、200、300)的外部边界403到内部边界402的方向，从而容易地被扩展。如图4B所示，备用区4(364)以从记录介质300的内部边界402到外部边界403的方向407被使用，从而容易地被扩展。 
如下所述，根据本发明的一次写入信息存储介质可能比传统信息存储介质需要更宽的备用区，为了使用根据本发明的缺陷管理执行逻辑上的覆写。因此，在初始化信息存储介质或在使用信息存储介质的过程中，扩展备用区是优选的，但不是必须的。为了能在信息存储介质的使用过程中扩展备用区，以与如图4A和4B所示用户数据记录方向相反的方向在备用区中记录数据是优选的，但不是必须的。 
现在，将参照图3A和3B显示的信息存储介质300来详细描述根据本发明的两种实施方式的覆写数据的方法。 
在根据本发明的实施方式的覆写数据的方法中，可使用逻辑重写技术在不能被物理重写的一次写入信息存储介质中覆写数据。 
图5是根据本发明的一种实施方式的数据记录和/或再现的设备500的方框图。如图5中所示，该设备500包括写入器/读取器510、控制器520和存储器530。该一次写入信息存储介质300与图3A的一次写入信息存储介质相同。 
写入器/读取器510在控制器520的控制下将数据写到一次写入信息存储介质300，并从该一次写入信息存储介质中读出写入的数据以校验数据。 
在记录和/或再现一次写入信息存储介质300上数据时，控制器520利用包括在一次写入信息存储介质300中的TDMA执行缺陷管理。 
控制器520遵循写后校验过程，即在一次写入信息存储介质300的预定单元内记录数据之后，校验该记录的数据以寻找有缺陷的数据。因此，控制器520在预定单元内记录用户数据并校验记录的用户数据以识别有缺陷的数据。控制器520产生表示存储在校验过程中发现的有缺陷的数据的区的TDFL和TDDS。控制器520将TDFL和TDDS存储在存储器530中、收集预定数量的TDFL和TDDS并将收集的TDFL和TDDS写到在一次写入信息存储介质300中分配的TDMA 321中。 
现在，通过将一个更新的文件系统作为将要被覆写的数据的例子，更详细地描述上述由图5的数据记录和/或再现设备500在一次写入信息存储介质300中进行的数据覆写。 
如果数据记录和/或再现设备执行缺陷管理以记录和/或再现在一次写入信息存储介质中的数据，则可通过缺陷管理更新在一次写入信息存储介质中记录的文件系统。换句话说，数据记录和/或再现设备500从主机接收关于更新的文件系统的数据和一次写入信息存储介质的逻辑地址以存储更新的文件系统，并且其后从SBM中检查与该逻辑地址对应的物理地址是否被数据占据。SBM被写入器/读取器510预先从一次写入信息存储介质读出并存储到存储器530中。如果确定该物理地址被数据占据，则具有该物理地址的区被确定为缺陷区。然后，在分配以替代缺陷区的备用区内记录更新的文件系统。 
如果数据记录和/或再现设备500并没有用这种SBM，则该记录和/或再现设备500可通过写后校验方法决定被占据的数据区为缺陷区，然后在备用区内记录更新文件系统。其后，在TDMA 321中记录更新的TDDS和更新的TDFL。 
图6A到图6D表示在一次写入信息存储介质300中覆写更新的文件系统的方法。在参照图6A到6D描述的方法中，第一和第二备用区331和332被确定为SA1和SA2，并被分配在数据区(例如数据区330)的头部和尾部。同样，存储文件系统的区被分配于用户数据区335的头部。 
在图6A中，初始的文件系统FS#0被记录在从用户数据区335的头部到预定位置的排列区内。在图6B中，在用户数据区335中，第一用户数据601紧接着初始文件系统FS#0被记录，然后，根据上述本发明实施方式的覆写方法，在第二备用区SA2记录缺陷管理之后产生第一更新文件系统FS#1。在图6C中，在用户数据区中，第二用户数据602紧接着第一用户数据601被记录，然后第二更新文件系统FS#2紧接着第一更新文件系统FS#1被记录。在图6D中，在用户数据区335中，更新的第二用户数据603紧接着第二用户数据602被记录，然后第三更新文件系统FS#3紧接着第二更新文件系统FS#2被记录。 
图6D中的第二备用区SA2从图6A到图6C中显示的第二备用区SA2中扩展。换句话说，当图6A的第二备用区SA2被用完时，图6A的第二备用区SA2可通过对一次写入信息存储介质300再初始化来扩展。为了容易地 扩展如SA2的备用区，备用区的使用方向，即在备用区中记录数据的方向，被设定为与用户数据区，即335中，记录数据的方向相反。 
即使在相同的逻辑扇区号(LSN)上继续上述逻辑覆写，在缺陷列表中包括的数据量并不增加。例如，假设在用户数据区中与物理扇区号(PSN)100h到1FFh对应的LSN为00h到FFh，并且初始文件系统被记录在PSN 100h到1FFh中。LSN表示逻辑扇区的地址，PSN表示物理扇区的地址。 
这样，因为额外的用户数据被记录在一次写入信息存储介质中，主机发布命令到图5的数据记录和/或再现设备500以在初始文件系统被记录的LSN00h到FFh上覆写第一更新文件系统。如果利用SBM或通过写后校验处理确定LSN 00h到FFh被数据占据，则数据记录和/或再现设备确定与PSN 100h到1FFh对应的扇区作为缺陷区。然后，数据记录和/或再现设备在备用区(如SA2)记录第一更新文件系统(FS#1)。图7表明通过图6A到图6D的方法中的第一逻辑覆写产生的缺陷列表。参照图7，与其中记录初始文件系统的PSN 100h到1FFh对应的扇区被确定为缺陷扇区，并且该缺陷扇区的替换扇区为在备用区(如SA2)的PSN 11FFFh到11F00h。 
当通过第一逻辑覆写将第一更新文件系统记录在扇区LSN 00h到FFh，然后附加的用户数据被记录在一次写入信息存储介质中时，主机命令数据记录和/或再现设备在扇区LSN 00h到FFh中覆写第二更新文件系统。当利用SBM或通过写后校验处理确定与LSN 00h到FFh对应的扇区被数据占据时，数据记录和/或再现设备确定与PSN 100h到1FFh对应的扇区为缺陷扇区。然后，数据记录和/或再现设备500在备用区(如SA2)中记录第二更新文件系统(如FS#2)。 
图8表明通过图6A到图6D的方法中的第二逻辑覆写产生的缺陷列表。参照图8，与其中记录初始文件系统的PSN 100h到1FFh对应的扇区被确定为缺陷扇区，并且该缺陷扇区的替换扇区为在备用区(如SA2)的PSN 11EFFh到11E00h。 
比较图7和8的缺陷列表，虽然每次在相同的LSN上执行覆写时产生缺陷列表，但是在包含在每个缺陷列表的数据量没有增加的情况下，仅包括在每个缺陷列表中的替换扇区的PSN被改变。 
现在，将详细描述根据本发明的另一个实施方式的在一次写入信息存储介质中覆写数据的方法。在此实施方式中，利用文件系统执行数据覆写。 
为了执行该覆写，图5的数据记录和/或再现设备500从主机接收命令以再现记录在扇区LSN 00h到FFh中的数据，访问与LSN对应的PSN，例如，100h到1FFh来读出数据，并传输该读出的数据到主机。 
当主机试图校正从数据记录和/或再现设备接收到的数据并之后在一次写入信息存储介质中记录校正的数据，或试图另外在一次写入信息存储介质300中记录从数据记录和/或再现设备接收到的数据时，数据记录和/或再现设备500将SBM、缺陷信息、等等传输到主机。通过参照SBM、缺陷信息、等等，考虑到逻辑上分配数据的用户数据区(即333)的状态和用户数据区的物理记录状况，主机区分可记录数据区和不可记录数据区，从而选择可覆写区。换句话说，根据本发明此实施方式的覆写方法的特点在于由主机选择可覆写区。 
产业上的可利用性 
根据本发明后一个实施方式的覆写方法对于具有大存储容量的用户数据区的一次写入信息存储介质来说是合适的。根据本发明前一个实施方式的覆写方法通过在缺陷管理中应用的备用区中覆写新数据可防止用户数据区的消耗。 
如上所述，在本发明中，通过应用逻辑覆写技术，在不可能物理覆写的一次写入信息存储介质中可执行覆写。因此，记录在一次写入信息存储介质中的数据可被改变或更新。同样，当需要被记录在一次写入信息存储介质的固定区中的数据时，例如，当文件系统被更新时，该更新的文件系统被记录在与记录初始文件系统的物理地址不同的物理地址上，但是记录该更新的文件系统的逻辑地址与记录初始文件系统的逻辑地址相同。因此，主机认可文件系统总是记录在固定的区内，从而容易地访问和再现该文件系统。 
虽然出示和描述了本发明的少数的实施方式，但是本领域技术人员可以理解，在不背离本发明的原则和精髓的前提下，可对本发明的实施方式进行改变，本发明的范围在权利要求书及其等同物中限定。 

Claims (8)

1.一种在一次写入信息存储介质中覆写数据的方法，该方法包括：
从主机接收逻辑地址以存储新数据；
从一次写入信息存储介质读取记录状态信息，其中，记录状态信息通过区分被数据占据的区和未被占据的区表现该一次写入信息存储介质的记录状态；
使用记录状态信息确定第一区是否被数据占据，所述第一区具有与逻辑地址对应的一次写入信息存储介质中的物理地址，并且，如果第一区被数据占据，则确定第一区为缺陷区并在具有与第一区的物理地址不同的物理地址的第二区内记录新的数据；
产生临时缺陷序列项目，该临时缺陷序列项目包括第一和第二区的物理地址；
在排列在一次写入信息存储介质的导入区中的临时盘管理区域中记录包括临时缺陷序列项目的临时缺陷序列；以及
在临时盘管理区域中记录包括与临时缺陷序列的位置有关的信息的临时盘缺陷结构。
2.如权利要求1所述的方法，其中记录状态信息是通过将不同的比特值分配到一次写入信息存储介质的被占据和未被占据的簇而产生的位图。
3.如权利要求1所述的方法，其中先前记录在第一区中的数据为先前文件系统，并且将要记录在第二区中的新数据为更新的文件系统。
4.一种数据记录和/或再现设备，包括：
写入器/读取器，用于将数据写到一次写入信息存储介质和/或将写入的数据读出；和
控制器，从主机接收逻辑地址以在一次写入信息存储介质中存储新的数据，
确定第一区是否被数据占据，所述第一区具有与逻辑地址对应的一次写入信息存储介质中的物理地址，并且
如果该第一区被数据占据，则确定第一区为缺陷区并控制写入器/读取器将新的数据写到具有与第一区的物理地址不同的物理地址的第二区内，并产生包括第一和第二区的物理地址的临时缺陷序列项目，以在排列在一次写入信息存储介质的导入区中的临时盘管理区域中记录包括临时缺陷序列项目的临时缺陷序列，并在临时盘管理区域中记录包括与临时缺陷序列的位置有关的信息的临时盘缺陷结构。
5.如权利要求4所述的设备，还包括存储器，用于存储通过区分被数据占据的区和未被占据的区来表示该一次写入信息存储介质的记录状态的记录状态信息，
其中控制器利用记录状态信息确定第一区是否被数据占据。
6.如权利要求5所述的设备，其中记录状态信息是通过将不同的比特值分配到一次写入信息存储介质的被占据和未被占据的簇而产生的位图。
7.如权利要求4所述的设备，其中控制器控制写入器/读取器来将新数据写到第一区内，从第一区读出新数据以校验该新数据，并根据新数据的校验结果来确定第一区域被数据占据。
8.如权利要求4所述的设备，其中先前记录在第一区的数据为先前文件系统，将要记录在第二区的新数据为更新的文件系统。
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