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Die
Erfindung bezieht sich auf einen optischen Datenspeicher und auf
das spleißlose
Editieren eines Lese-/Schreibmediums.
Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum
Schreiben von Daten auf ein optisches Speichermedium, wie z. B.
eine DVD oder eine CD.
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Optische „Lese-/Schreib"-Platten umfassen
optische Platten, die ermöglichen,
dass nur einmal neue Daten geschrieben werden, und optische Platten,
die erlauben, dass mehrmals neue Daten geschrieben werden. Eine
DVD+RW-Platte ist ein Beispiel einer Lese-/Schreib-Platte, die erlaubt,
dass mehrmals neue Daten geschrieben werden.
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„Lese-/Schreib"-Laufwerke können Daten
auf optische „Lese-/Schreib"-Platten schreiben.
Ein Lese-/Schreib-Laufwerk weist üblicherweise einen Leseoperationsmodus
und zumindest einen der nachfolgenden Schreiboperationsmodi auf:
einen Schreiben-Anhängen-Modus
und einen Einfügen-Editieren-Modus. Der Schreiben-Anhängen-Modus
ermöglicht,
dass neue Daten an vorangehend geschriebene Daten auf der Lese-/Schreib-Platte angehängt werden,
und der Einfügen-Editieren-Modus ermöglicht,
dass vorangehend geschriebene Daten mit neuen Daten überschrieben
werden.
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Wenn
neue Daten auf eine Lese-/Schreib-Platte geschrieben werden, ist
es wünschenswert,
keine Frequenz- oder Phasen-Diskontinuität zwischen
den vorangehend geschriebenen Daten und den neuen Daten zu erzeugen.
Das Lese-/Schreib-Laufwerk ist möglicherweise
nicht in der Lage, solche Diskontinuitäten während des Zurücklesens
der vorangehend geschriebenen Daten und der neuen Daten zu tolerieren.
Während des
Zurücklesens
könnten
die Diskontinuitäten
Probleme für
Takte und Datenwiedergewinnungsschaltungsanordnung verursachen.
Folglich könnten
die Diskontinuitäten
Abschnitte der Lese- /Schreib-Platte
effektiv unlesbar durch das Lese-/Schreib-Laufwerk machen.
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Die
Probleme, die aus diesen Diskontinuitäten resultieren, können durch
die Verwendung von „Editierzwischenräumen" überwunden werden (ebenfalls
bekannt als „Spleißbereiche" und „Pufferzonen"). Die Editierzwischenräume trennen
die vorangehend geschriebenen Daten und die neuen Daten. Eine Frequenz-
oder Phasen-Diskontinuität
könnte
daraus entstehen, dass ein Editierzwischenraum einem Block der vorangehend geschriebenen
Daten folgt. Während
eines Zurücklesens
der vorangehend geschriebenen Daten und dann des Editierzwischenraums
könnten
die Takte und Datenwiedergewinnungsschaltungsanordnung instabil
werden.
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Die
Verwendung von Editierzwischenräumen
hat jedoch seine Nachteile. Speicherkapazität der Lese-/Schreib-Platte
wird reduziert, da Daten nicht in den Editierzwischenräumen gespeichert
sind.
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Ferner
könnten
die Editierzwischenräume
Abschnitte der Lese-/Schreib-Platte unlesbar durch bestehende Nur-Lese-Laufwerke machen. Ältere Nur-Lese-Laufwerke,
die vor der neueren Generation von Lese-/Schreib-Laufwerken entwickelt
wurden, sind vielleicht nicht in der Lage, die Editierzwischenräume zu verarbeiten.
Außer
ein bestehendes Nur-Lese-Laufwerk
wird irgendwie modifiziert, um an den Editierzwischenräumen vorbei
zu navigieren, wird es Schwierigkeiten beim Lesen der Daten haben,
die auf der Lese-/Schreib-Platte
gespeichert sind.
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Das
EP-A-0825602 offenbart ein Verfahren zum Schreiben eines ersten
Blocks, der neue Daten umfasst, auf ein optisches Lese-/Schreib-Medium,
einen zweiten Block, der alte Daten umfasst, die bereits auf das
Medium geschrieben wurden, wobei das Verfahren das Schreiben des
ersten Blocks auf die Platte an einem Ort aufweist, der davon abhängt, ob ein
Sync-Rahmen innerhalb eines Bereichs liegt, der durch eine Fehlerverbindungsfähigkeit
korrigierbar ist.
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Es
besteht ein Bedarf nach einem Lese-/Schreib-Laufwerk, das nicht
auf Editierzwischenräume
basiert, um das Problem zu überwinden,
das aus Diskontinuitäten
zwischen vorangehend geschriebenen Daten und neu geschriebenen Daten
entsteht.
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Dieser
Bedarf wird erfüllt
durch die vorliegende Erfindung, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen ausgeführt ist,
die als ein Verfahren zum Schreiben eines Blocks betrachtet werden
kann, der neue Daten umfasst, auf ein Lese-/Schreib-Medium. Das Verfahren
umfasst das Lokalisieren eines Editierbits in einem Block, der bereits
auf das Medium geschrieben wurde, und das Schreiben des neuen Blocks
auf die Platte, die an dem Editierbit beginnt oder endet.
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Andere
Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung offensichtlich, in Verbindung mit den
beiliegenden Zeichnungen, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung
darstellen.
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1 ist
eine Darstellung einer DVD-Platte;
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2 ist
eine Darstellung eines Querschnitts der Lese-/Schreib-Platte;
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3 ist
eine Darstellung eines Lese-/Schreib-Laufwerks gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
eine Darstellung eines RS-PC-Blocks;
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5 ist
eine Darstellung eines modulationscodierten Blocks;
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6 ist
eine Darstellung von unterschiedlichen möglichen Darstellungen einer
codierten Sequenz auf der Platte; und
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7 ist
ein Verfahren zum Schreiben neuer Daten auf die Platte gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Wie
in den Zeichnungen zu Zwecken der Darstellung gezeigt ist, ist die
vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem optischen Lese-/Schreib-Laufwerk
beschrieben, das neue Daten auf eine optische Lese-/Schreib-Platte
mit Bitgenauigkeit schreiben kann, ohne Phasen- und Frequenz-Diskontinuitäten zu verursachen.
Bevor die neuen Daten auf die Platte geschrieben werden, lokalisiert
das bitgenaue Lese-/Schreib-Laufwerk ein spezifisches Bit in dem
Datenblock, das bereits auf die Platte geschrieben wurde. Das Laufwerk
beginnt dann mit dem Schreiben der Daten, das an dem spezifischen
Bit beginnt oder endet. Das spezifische Bit, hierin nachfolgend
bezeichnet als ein „Editier"-Bit, kann ausgewählt sein,
um zu vermeiden, dass Fehler aus Polaritätskonflikten zwischen Daten,
die bereits auf die Platte geschrieben sind („alte Daten"), und den neu geschriebenen
Daten („neue
Daten") entstehen.
Folglich kann das bitgenaue Lese-/Schreib-Laufwerk neue Daten auf
eine optische Platte ohne die Verwendung von Editierzwischenräumen schreiben.
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In
den nachfolgenden Absätzen
wird das Lese-/Schreib-Laufwerk
als ein bitgenaues DVD-Lese-/Schreib-Laufwerk beschrieben und die
optische Lese-/Schreib-Platte wird als eine DVD-Lese-/Schreib-Platte
beschrieben. Zuerst wird eine Beschreibung der DVD-Lese-/Schreib-Platte
geliefert. Als Nächstes
wird eine Beschreibung des DVD-Lese-/Schreib-Laufwerks geliefert. Dann wird ein Verfahren
zum Schreiben auf die Platte beschrieben.
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1 und 2 zeigen
eine Phasenänderungs-DVD-Platte 10,
die hierin nachfolgend als die Platte 10 bezeichnet wird.
Die Platte 10 umfasst üblicherweise
ein starres Substrat, das mit einem beschreibbaren Medium beschichtet
ist. Das beschreibbare Medium kann aus einem Lese-/Schreib-Material
hergestellt sein, wie z. B. einem Phasenänderungsmaterial. Eine spiralförmige Rille 12 ist
in die Platte 10 eingebettet. Ein Laserstrahl kann verwendet
werden, um das beschreibbare Medium schnell zu erwärmen und
zu kühlen,
um Markierungen zu bilden, die einen amorphen Zustand aufweisen.
Der Laserstrahl kann ferner verwendet werden, um die Markierungen
von dem beschreibbaren Medium zu löschen, durch Ausheilen der
Markierungen in einen kristallinen Zustand. Daten werden dargestellt
durch Muster aus Markierungen auf der Platte 10.
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Die
spiralförmige
Rille 12 weist ein Hochfrequenzwobbeln auf. Das Hochfrequenzwobbeln,
das der spiralförmigen
Rille 12 eine leichte sinusförmige Welle verleiht, kann
verwendet werden, um den Laserstrahl zu modulieren. Das bitgenaue
Laufwerk seinerseits kann ein präzises
Hochfrequenzzeitgebungssignal aus einem solchen modulierten Laserstrahl
erzeugen. Niedrigfrequenzadressierinformationen können ebenfalls
auf die Wobbelung auferlegt werden (z. B. durch Beseitigen einzelner
Wobbelzyklen in einem Muster, das Adressierinformationen übermittelt).
Die Kombination des Hochfrequenzzeitgebungssignals und der Adressierinformationen
ermöglicht,
dass das bitgenaue Laufwerk spezifische Bits auf der Platte 10 lokalisiert.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass 1 nur eine
Darstellung liefert, um ein Verständnis der Erfindung zu ermöglichen;
sie soll die Platte 10 nicht detailliert oder im richtigen
Maßstab
zeigen. Zum Beispiel sind der Abstand der Spirale, die Dicke der
Rille 12, die Frequenz der Wobbelung etc., nicht maßstabsgetreu
dargestellt.
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3 zeigt
die Platte 10 und das bitgenaue DVD-Lese-/Schreib-Laufwerk 14,
das einer DVD-Formatspezifikation folgt, wie z. B. der DVD+RW-Formatspezifikation.
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Das
Laufwerk 14 umfasst eine Steuerung 16 zum Empfangen
eines Operationsmodus von einem Host 8 (z. B. einem Personalcomputer).
Die Operationsmodi umfassen einen Lesemodus und können verschiedene Schreibmodi
umfassen, wie z. B. einen Schreiben-Anhängen-Modus und einen Einfügen-Editieren-Modus.
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Das
Laufwerk 14 umfasst ferner einen Spindelmotor 18 und
eine Motorsteuerung 20 zum Drehen der Platte 10.
Das DVD-Laufwerk 14 umfasst
ferner eine optische Aufnahmeeinheit 22, die üblicherweise
einen Laser umfasst zum Erzeugen eines Laserstrahls B1; und eine
Einrichtung (z. B. eine Optikanordnung und ein Photodetektorarray)
zum Erfassen eines modulierten Strahls B2. Die optische Aufnahmeeinheit 22 erzeugt
ein elektrisches Signal RBK, das Daten und Zeitgebungs-/Adressier-Informationen
trägt.
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Der
Laser der optischen Aufnahmeeinheit 22 wird durch einen
Lasertreiber 26 getrieben. Die Leistung des Laserstrahls
B1 hängt
von dem Operationsmodus des Laufwerks 14 ab. Die Laserleistung
wird zwischen verschiedenen Pegeln gesteuert, die einen Lesepegel
zum Lesen von Daten von der Platte 10, einen Löschpegel
zum Löschen
von Daten auf der Platte 10 und einen Schreibpegel zum
Schreiben von Daten auf die Platte 10 umfassen. Ein Prozessor 36 empfängt das
elektrische Signal von der optischen Aufnahmeeinheit 22.
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Ein
Verfolgungsservo- und Wobbelerfassungssystem 24 empfängt das
elektrische Signal RBK von dem Prozessor 36. Das Verfolgungs-
und Wobbelerfassungssystem 24 verarbeitet das elektrische
Signal RBK, um Adressierinformationen und ein präzises Hochfrequenzzeitgebungssignal
zu erhalten. Die Adressierinformationen und das Zeitgebungssignal
werden zu dem Prozessor 36 geliefert, der die Adressierinformationen und
das Zeitgebungssignal verwendet, um die Zeitgebung des Lasertreibers 26 zu
steuern und spezifische Bits auf der Platte 10 zu lokalisieren.
Unter dem Befehl der Steuerung 16 bewegt das Verfolgungsservo-
und Wobbelerfassungssystem 24 ferner die optische Aufnahmeeinheit 22 entlang
der Platte 10.
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Ein
bitgenaues Laufwerk leitet die Zeitgebungsgenauigkeit aus einem
Hochfrequenzreferenzsignal her. Das bitgenaue Laufwerk hat ferner
die Fähigkeit,
bestimmte Zyklen in dem Referenzsignal eindeutig zu identifizieren.
Die Erzeugung des Hochfrequenzsignals unter Verwendung der Wobbelung
der spiralförmigen Rille
in der Platte 10 ist offenbart in Towner u. a. US-Seriennummer
08/899,427, die am 24. Juli 1997 eingereicht wurde und dem Bevollmächtigten
der vorliegenden Erfindung zugewiesen ist.
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Ein
Beispiel, wie bestimmte Zyklen des Referenzsignals eindeutig identifiziert
werden, ist wie folgt. Die Referenzsignalzyklen könnten eindeutig
identifiziert werden durch eine systematische Anordnung von fehlenden
Wobbelzyklen, ausgerichtet mit Datensektoren (z. B. in Sync-Codeworten). Die
Fähigkeit,
bestimmte Muster fehlender Wobbelzyklen zu identifizieren, ermöglicht,
dass Datensektoradressen lokalisiert werden. Daten werden synchron
mit der Wobbelung geschrieben. Die Kombination des Hochfrequenzreferenzsignals
und der Adressinformationen, die aus den fehlenden Wobbelungen hergeleitet
sind, ermöglicht,
dass Daten innerhalb von Datensektoren identifiziert werden. Ferner
ermöglicht
die Kombination, dass neue Daten auf die Platte ohne Diskontinuitäten bei
Phase und Frequenz geschrieben werden.
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Eine
herkömmliche
Datenwiedergewinnungsschaltung 28 empfängt ferner das elektrische
Signal RBK von dem Prozessor 36 und gewinnt Daten aus dem
elektrischen Signal RBK wieder. Ein Decodierer 30 demoduliert
die wiedergewonnenen Daten, ordnet die demodulierten Daten in Blöcken aus
Fehlerkorrekturcode („ECC", error correction
code) in einem RAM 32 an und führt eine Fehlerkorrektur an
den ECC-Blöcken aus. Die
fehlerkorrigierten Daten werden zu dem Host 8 gesendet.
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Es
wird nun zusätzlich
Bezug auf 4 genommen. Der Host 8 initiiert üblicherweise
eine Einfügen-Editieren-Operation
durch Senden neuer Daten zu dem Laufwerk 14 in einem oder
mehreren Zwei-Kilobytes- (d. h. „2K"-) Sektoren 50 (zusammen mit
den zugeordneten Adressierinformationen). Jeder 2K-Sektor 50 umfasst
einen Anfangsblock 51, der Adressinformationen enthält.
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Unter
der Steuerung der Steuerung 16 werden 2K-Sektoren 50 in
den RAM 32 gepuffert und in 32K-Blöcken angeordnet. Ein Codierer 34 führt eine
ECC-Codierung an jedem 32K-Block aus Benutzerdaten aus. Eine Reed-Solomon-Produktcode-Codierung
("RS-PC"-Codierung) wird üblicherweise
bei CD- und DVD-Laufwerken
verwendet. Zeilen 52 und Spalten 54 aus RS-PC-Codeworten (d. h.
Redundanzdaten) werden an die Benutzerdaten angehängt. Alternativ
können
die Redundanzdaten mit den Benutzerdaten verschachtelt sein. Daraus
resultiert ein RS-PC-Block 56,
der üblicherweise
208 Zeilen lang und 182 Bytes breit ist.
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Die
RS-PC-Blöcke 56 werden
dann durch den Codierer 34 modulations-codiert. Ein typischer
Modulationscode ist ein 2:10-lauflängenlimitierter Code. Während einer
typischen Modulationscodierung gemäß einem DVD-Format werden die
Acht-Bit-Bytes der RS-PC-Blöcke 56 durch
16-Bit-Symbolcodeworte
ersetzt.
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5 zeigt
einen modulationscodierten Block 57. Zusätzlich zu
Symbolcodeworten umfasst der modulations-codierte Block 57 Sync-Codeworte 59.
Der modulations-codierte Anfangsblock 58 von jedem modulations-codierten
Sektor umfasst eine Adresse, eine Adressfehlererfassung und reservierte
Symbolcodeworte. Jedes Sync-Codewort 59 weist eine Länge von
32 Bits auf. Ein Sync-Codewort 59 ist üblicherweise nach jeweils 91
Symbolcodeworten eingefügt.
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Informationen
sind als Änderungen
in der Polarität
codiert. Polarität
bezieht sich auf die Hoch-/Niedrig-Reflektionsvermögenscharakteristik der Platte 10.
Die Polarität
selbst trägt
keine Informationen, nur die Änderungen
oder Übergänge bei
der Polarität
tragen Informationen. Somit, wenn die Bitsequenz „100" alte Daten sind,
und die Bitsequenz „1001" an die alten Daten
angehängt
ist, wird entweder „1001001" oder „1000001" zurückgelesen,
abhängig
von der relativen Polarität
der alten und neuen Daten (siehe 6). Wenn
ein neuer modulations-codierter Block an einen alten Block angehängt ist,
aber der neue Block eine nicht-kompatible Polarität an dem
Editierpunkt aufweist, tritt ein Polaritätskonflikt an dem Editierpunkt
auf. Als Ergebnis des Polaritätskonflikts
wird ein Rand (d. h. Übergang)
fehlerhaft in die modulations-codierten Daten eingefügt. Der
ungewollte Rand verursacht einen Fehler bei den Daten.
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Es
wird wiederum Bezug auf 3 genommen. Bevor die modulations-codierten
Blöcke 57 auf
die Platte 10 geschrieben werden, verwendet das Laufwerk 14 die
Kombination aus den Adressierinformationen und dem Zeitgebungssignal,
um ein Editierbit auf der Platte 10 zu lokalisieren. Das
Editierbit, das nachfolgend detaillierter beschrieben wird, ist
ein spezifisches Bit, bei dem das Laufwerk 14 eine Schreiboperation
beginnt oder beendet.
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Wenn
das Editierbit lokalisiert ist, verursacht die Steuerung 16,
dass die modulations-codierten Daten zu dem Lasertreiber 26 gesendet
werden, und Befehle des Lasertreibers 26 beginnen, die
Daten auf die Platte 10 zu schreiben (z. B. ermöglicht die
Steuerung 16 einem Schreibtaktgenerator, einen Schreibtakt
zu dem Lasertreiber 26 zu senden), beginnend an dem Editierbit.
Die Zeitgebung des Lasertreibers 26 wird durch den Prozessor 36 gesteuert.
Der Lasertreiber 26 verursacht, dass der Laser in einer
optischen Aufnahmeein heit 22 die Daten auf die Platte 10 schreibt,
beginnend an dem Editierbit.
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Das
Editierbit wird nun detaillierter beschrieben. Ein möglicher
Ort für
das Editierbit ist ein Sync-Codewort. Bestimmte Sync-Codeworte sind
in Paaren verfügbar,
die sich nur durch ein Übergangsbit
unterscheiden. Dieses unterschiedliche Übergangsbit kann als das Editierbit
verwendet werden. Beispielhafte Sync-Codewort-Paare für die Zustände 1 und
2 sind wie folgt, wobei die doppelt unterstrichenen Bits das Editierbit
anzeigen.
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Beispielhafte
Sync-Codewortpaare für
die Zustände
3 und 4 sind wie folgt, wobei das doppelt unterstrichene Bit das
unterschiedliche Übergangsbit
anzeigt.
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Wenn
das Laufwerk 14 mit dem Schreiben an dem Editierbit in
dem Sync-Codewort beginnt, ist es egal, welche Polarität an dem
Editierpunkt verwendet wird: Das Sync-Codewort ist weiterhin gültig. Somit
wird durch Starten oder Stoppen der Schreiboperation an dem unterschiedlichen Übergangsbit
in dem Sync-Codewort ein Fehler, der durch den Polaritätskonflikt
verursacht wird, vermieden.
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Das
Editierbit könnte
ein Bit in einem anderen Codewort als einem Sync-Codewort sein.
Codewortpaare, die sich durch ein Bit unterscheiden, können für den reservierten
Bereich des Anfangsblocks 58 zweckgebunden sein. Dieses
unterschiedliche Bit kann als das Editierbit verwendet werden. Dadurch,
dass das Editieren an einem Bit in dem reservierten Bereich des
Anfangsblocks 58 erfolgt, folgt das Editierbit den Adressinformationen.
In dem Fall eines inkorrekten Editierens würden die Adressinformationen
nicht beeinflusst werden.
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7 zeigt
ein allgemeines Verfahren zum Schreiben neuer Daten auf eine Lese-/Schreib-Platte.
Der Host sendet den einen oder die mehreren Datensektoren zu dem
Laufwerk (Block 102). Das Laufwerk ordnet die Datensektoren
in 32K-Blöcke an,
erzeugt einen oder mehrere RS-PC-Blöcke (Block 104) und
modulations-codiert die RS-PC-Blöcke
(Block 106). Das Laufwerk lokalisiert dann ein Editierbit
auf der Platte (Block 108) und beginnt mit dem Schreiben
der modulationscodierten Blöcke
auf die Platte, beginnend an dem Editierbit (Block 100).
Auf diese Weise werden die neuen Daten auf die Platte geschrieben.
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Somit
wird ein bitgenaues Laufwerk offenbart, das Daten auf einem optischen
Lese-/Schreib-Medium ohne die Verwendung von Editierzwischenräumen editieren
kann. Das Starten oder Stoppen einer Schreiboperation an einem entsprechend
ausgewählten
Bit vermeidet das Einbringen jeglicher zusätzlicher Daten aufgrund von
Polaritätsinkompatibilitäten zwischen
alten und neuen Daten. Das Starten oder Stoppen der Schreiboperation
an einem unterschiedlichen Übergangsbit
in einem Sync-Codewort vermeidet, dass jegliche Fehler aus Polaritätskonflikten
entstehen könnten.
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Die
Erfindung ist nicht auf das spezifische Ausführungsbeispiel beschränkt, das
oben beschrieben wurde und dargestellt ist. Das Editieren könnte an
einem Editierbit enden anstatt an dem Editierbit zu starten. Zum
Beispiel könnte
eine Editieren-Einfügen-Operation
ausgeführt
werden, bei der das Laufwerk das Schreiben von Daten am Anfang der
Platte 10 startet und an einem Editierbit auf der Platte beendet.
Daher ist die Erfindung gemäß den nachfolgenden
Ansprüchen
erdacht.