JP2005166155A

JP2005166155A - 光ディスクドライブ装置

Info

Publication number: JP2005166155A
Application number: JP2003402568A
Authority: JP
Inventors: Manabu Sasaki; 学佐々木
Original assignee: Hitachi LG Data Storage Inc
Current assignee: Hitachi LG Data Storage Inc
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2005-06-23
Also published as: TW200519883A; KR100602543B1; CN1304933C; US20050117463A1; KR20050053299A; CN1624774A; TWI254290B

Abstract

【課題】多層構造の光ディスクに対しても、シークを低減してデータを滞りなく転送することが出来る光ディスクドライブ装置を提供する。
【解決手段】回転軸方向に複数の情報記録層を有する光ディスク１０３に光ビームを照射して前記記録層から情報を読み出す光ディスクドライブ装置であって、光ディスクから読み出された情報を記録するための２以上の領域に分割されたバッファ１０６とを備えており、マイクロプロセッサ１０４は、情報記録層の各々の層へのアクセスを監視し、監視されて得られた情報毎にアクセス頻度を管理することにより、光ディスクの各記録層から読み出された情報の先読みによるバッファへの管理を行ない、バッファの効率的な使用を可能にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、円盤状の光ディスクと呼ばれる情報記憶媒体に光ビームを照射して情報を記録又は再生する光ディスクドライブ装置に関わり、特に、１枚のディスク上において、その回転軸方向に複数の記録層を形成してなる光ディスクを取り扱うに好適な光ディスクドライブ装置に関する。

近年、光ディスク等の光記録情報媒体に対して情報を記録・再生可能な光ディスクドライブ装置は、非接触、大容量であり、かつ、高速アクセスが可能であり、更には、可換かつ低コストなメディアを特徴とする情報の記録再生装置として、例えば、ディジタルオーディオ信号やディジタル映像信号の記録再生装置と共に、コンピュータの外部記憶装置として広く利用されている。

一方、かかる装置に用いられる光記録情報媒体である光ディスクについても、大容量化が著しく、従来の１層だけ（単層）の構造のディスクに加えて、更に、その回転軸方向に複数の情報記録層を形成してなる（多層）光ディスクも種々提案され、あるいは、実用化されている。またこのような光ディスクの記録容量の増大に伴って、かかる光ディスクから情報を読み出すための光ディスクドライブ装置には、記憶されている種々のデータから所望のデータを高速で検索するため、光ピックアップのシーク時間を短縮することが要求されている。

なお、本発明が関わる多層構造の光ディスクとは異なり、従来の単層構造の光ディスクのための情報処理装置ではあるが、以下の特許文献１には、この単層の光ディスク上に記録されている種々のデータに対するアクセス頻度を考慮することにより、その光ピックアップのシーク動作時間を短縮するための技術が既に知られている。すなわち、この従来技術は、光ピックアップが読み取ったデータの先頭アドレスを記憶してアクセス頻度を求め、このアクセス頻度情報に基づいて、任意のデータの読み取りを終了した光ピックアップを、最もアクセス頻度の高い先頭アドレスに移動して待機させるものである。

また、以下の特許文献２には、２層構造の光ディスクから情報を取り出すことの出来る光ディスク装置が開示されており、そして、かかる構造の光ディスクにリード要求がなされた場合に、速やかにデータを転送することが可能で、層間のシーク回数を低減するための光ディスク再生方法が開示されている。この従来技術では、１層目と２層目のキャッシュバッファメモリを独立して設け、もって、２層目の情報を２層目のキャッシュバッファメモリへ記憶している最中に発生した１層目に対するリード要求に対し、１層目のキャッシュバッファメモリ内のデータをリード要求元へ返すことが出来る時、同時に、２層目の先読みを継続することにより、次の２層目に対するリード要求に対してキャッシュバッファメモリ内に保有している確率を高めるものである。

特開２００２−２３０７９５号公報

特開平１１−１６２６９号公報

しかしながら、特に、後者の従来技術は、光ディスクの構造によっては、必ずしも、そのまま適用することは不可能である。特に、近年においては、単一の光ディスクの回転軸方向に、２層だけではなく、より以上の数の層を積層した光ディスクが提案されており、しかしながら、上記の従来技術によれば、その層の数だけキャッシュバッファメモリを設けなければならず、その場合、必ずしも、十分な方法とは言えないものであった。

特に、複数の記録層を有する情報記録ディスクを取り扱う光ディスクドライブ装置では、その複数の記録層間を行き来する垂直方向のシークが煩雑になると、ホストコンピュータが要求するデータが、そのバッファ上にない確率が高くなると共に、そのデータを読み出し直す時間が長くなってしまうという問題点が指摘されている。

そこで、本発明では、上述した従来技術における問題点に鑑み、２層以上の複数の層を備えた光ディスクに対しても、より効率的なバッファ管理を可能とすることが可能な、新規な光ディスクドライブ装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明により提供されるのは、回転軸方向に複数の情報記録層を有する光ディスクに光ビームを照射して前記記録層から情報を読み出す光ディスクドライブ装置において、前記複数の情報記録層の各々の層へのアクセスを監視する手段と、前記情報記録層から読み出された情報を記録するためのバッファ手段とを備えており、さらに、前記アクセス監視手段により監視されて得られたアクセス頻度に基づいて、前記光ディスクの各記録層から読み出された情報の先読みによる前記バッファ手段への管理を行なう手段を備えた光ディスクドライブ装置である。

また、本発明では、前記に記載した光ディスクドライブ装置において、前記バッファ手段は、２以上の領域に分割されており、又は、前記アクセス監視手段は、情報を読み出す光ディスクの各層の情報毎にアクセス頻度を管理するものであることが好ましい。

上記の本発明によれば、複数の記録層を形成した情報記録光ディスクに対しても、そのアクセス頻度を各層毎に監視し、この監視結果により、高頻度の層のデータを先読みすることにより、バッファの効率的な使用を可能にすると共に、かかる複数層のディスクであっても、データを滞りなく転送することが出来る光ディスクドライブ装置を提供することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を用いて詳細に説明する。

まず、添付の図２は、本発明の一実施の形態になる多層光ディスクから記録情報を再生することの可能な光ディスクドライブ装置の全体構成を示すブロック図である。

まず、図において、符号１０３は、多層の光情報記録ディスクであり、すなわち、外形が略円盤状であり、かつ、その回転軸方向には複数層（２層又はそれ以上の整数の層）の情報記録層が形成され、そして、その各層にレーザ光などの光ビームを照射することによって情報の記録／再生を行なうことが可能な光情報記録媒体を示している。

上記の情報記録ディスク１０３は、図示しないが、その一部に備えた、例えば、トレイなどを介して、本発明の一の実施の形態になる光ディスクドライブ装置１０２の内部に装着され、半導体レーザなどの発光源や対物レンズやコリメータなどの光学系、更には、そのフォーカスやトラッキングを行なうための駆動系等を備えた光ピックアップＰＵにより、情報が記録／再生される。すなわち、この光ピックアップＰＵにより読み取られた信号は、情報記録ディスク読出装置１０８に送られ、その後、デコーダ１０９において、所定の信号処理が実施され、その後、この光ディスクドライブ装置１０２は、例えば、インターフェイスを介して接続されたホストコンピュータ１０１との間でデータの送受信を行なう。

また、図中において、符号１０７は、上記光情報記録ディスク１０３を所定の回転速度で回転駆動するディスクモータを制御する再生速度制御部であり、また、符号１０６は、上記デコーダ１０９に接続されたメモリであるバッファを示している。また、符号１０４は、上記の各構成部品に接続されると共に、これらの動作を制御するためのマイクロプロセッサであり、この図では、その演算処理のための記憶手段として、書き換え不可能なリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１０５と書き換え可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１１０とを、所謂、外付けのメモリとして備えている。

ここでは図示しないが、しかしながら、上記の光ピックアップＰＵは、その回転軸方向において積層された複数層からなる上記光情報記録ディスク１０３に対し、上記マイクロプロセッサ１０４からの指令によってその光学系や駆動系等を適宜制御することにおり、その各層の情報記録層から記録情報を再生し、又は、情報を記録することは当業者であれば明らかであろう。また、上記の構成において、上記マイクロプロセッサ１０４の制御により、ホストコンピュータ１０１からの要求をデコーダ１０９を介して入手し、情報記録ディスク読出装置１０８を用いて、上記複数層から構成される情報記録ディスク１０３の各層に記録されているデータを読み出して、デコーダ１０９を介してバッファ１０６内に一時的に格納した後、ホストコンピュータ１０１へ送付する。

また、添付の図３には、上記バッファ１０６の内部構成が示されており、この図からも明らかなように、本実施の形態では、このバッファは２つの領域、即ち、バッファ領域Ａ３０１、そして、バッファ領域Ｂ３０２とに分割されている。なお、本発明によれば、このバッファを分割する領域は、上記光情報記録ディスク１０３の積層して形成された情報記録層の数に従うものではなく、例えば、２個以上であれば、任意の数に設定することが出来る。また、この実施の形態では、特に、バファ領域Ａ３０１を、頻繁にアクセスされるデータを格納するための領域に、他方のバッファ領域Ｂ３０２は、通常の頻度でアクセスされる、汎用のデータを格納するための領域としている。

そして、上記ＲＡＭ１１０には、上記情報記録ディスク１０３の各層に対する「読出し要求回数の情報（要求回数カウンタ）」と共に、上記バッファ１０６の複数の領域、即ち、上記バッファ領域Ａ３０１とバッファ領域Ｂ３０２に格納されている情報がディスク１０３の何番目の層から読み出された情報かを関連付ける、所謂、「層−バッファ領域関連付け情報」を記憶する。なお、このＲＡＭ１１０に記憶される読出し要求回数の情報（要求回数カウンタ）、及び、層−バッファ領域関連付け情報は、例えば、上記光ディスクドライブ装置１０２が電源に投入された時、又は、装置に装着された情報記録ディスクが交換された時など、それぞれ、「０（零）」及び「関連付けなし」の状態に設定し直されるものとする。なお、これら読出し要求回数の情報（要求回数カウンタ）、及び、層−バッファ領域関連付け情報は、上記情報記録ディスク１０３の各層に対して設けられ、即ち、層の数と同数だけ設けられている。

続いて、上記にその構成を説明した本発明になる光ディスクドライブ装置１０２の動作について、以下、添付の図１のフローチャートを参照しながら説明する。なお、この図２に示したフローチャートの手順は、アクセス頻度を上記情報記録ディスク１０３の各層毎に監視して、高頻度の層のデータを先読みしてバッファ内に格納するバッファ管理機能を実現するものであり、上記ＲＯＭ１０５内に格納されており、上記マイクロプロセッサ１０４によって実行される。また、上述したように、上記光ディスクドライブ装置１０２に装着される情報記録ディスク１０３の層数は、２層以上の任意の層数でも構わないが、ここでは、説明の便宜のため、その層数が３層である場合について説明する。

上記図１において、まず、ステップＳ２０１では、ホストコンピュータ１０１からの読み出し要求が情報記録ディスク１０３の何れの層に対する読み出しかを判断する。例えば、３層から構成される場合、上記ステップ２０１における「ｎ」を、順次、「１」、「２」、「３」と変えながら、当該層へのリード要求であるか否かを判断する。そして、この判断の結果、ホストコンピュータ１０１からの読み出し要求が情報記録ディスク１０３の何れの層に対するものでもない（図中「Ｎｏ」）と判断された場合には、処理を終了する。一方、ホストコンピュータ１０１からの読み出し要求が情報記録ディスク１０３の何れの層に対するもの（図中「Ｙｅｓ」）と判断された場合には、次のステップＳ２０２へ進む。

次に、ステップＳ２０２では、上記ＲＡＭ１１０内に設けられた上記読出し要求回数の情報、即ち、要求回数カウンタをインクリメントする。例えば、第３層に対する読み出しの場合には、第３層の要求回数カウンタをインクリメントする。そして、ステップＳ２０３において、やはり、上記ＲＡＭ１１０内に設けられた上記層−バッファ領域関連付け情報を用いて、上記バッファ１０６の一方の領域、バッファ領域Ａ３０１内に第ｎ層のデータが存在しているか否かを確認する。

その後、上記ステップＳ２０３における判断が「Ｙｅｓ」の場合には、処理はステップＳ２０５へ移動し、そこで、当該バッファ領域Ａ３０１に要求データが存在するか否かを確認する。その結果、要求データが存在する（「Ｙｅｓ」）の場合には、当該バッファ領域Ａ３０１内に存在する要求データをホストコンピュータ１０１に対して転送を行ない（ステップＳ２１２）、処理を終了する。一方、上記ステップＳ２０５において、要求データが存在しない（「Ｎｏ」）と判断された場合には、ステップ２１３において、ホストコンピュータから要求のあった情報と共に、それに続くデータの先読み情報を、上記情報記録ディスク読出装置１０８を用いることによって読み出し、これをデコーダ１０９によりデコードして当該バッファに格納し、その後、上記のステップＳ２１２へ進む。即ち、上記情報記録ディスク１０３から読み出した要求データをホストコンピュータ１０１に対して転送を行ない、処理を終了する。

ここで、上記ステップＳ２０３において「Ｎｏ」の場合、即ち、上記バッファ１０６の一方の領域であるバッファ領域Ａ３０１内に第ｎ層のデータが存在していないと判定された場合には、次にステップＳ２０４に進み、要求データが上記バッファ１０６の他方の領域、即ち、バッファ領域Ｂ３０２内に存在しているか否かを確認する。なお、このステップＳ２０４の判定の結果、「Ｙｅｓ」の場合には、処理は上記のステップ２０５へ移動し、上記と同様の処理を行なう。即ち、要求データが他方のバッファ領域Ｂ３０２内に存在すれば、それをホストコンピュータ１０１に転送し、もしも存在しなければ、要求データを上記情報記録ディスク１０３から読み出してホストコンピュータ１０１へ転送することとなる。

そして、上記のステップ２０４において「Ｎｏ」の場合、即ち、要求データが上記バッファ１０６の何れの領域にも、すなわち、バッファ領域Ａ３０１内にも、バッファ領域Ｂ３０２内にも存在しないと判定された場合には、処理は次のステップ２０６に進み、上記ＲＡＭから、各バッファ領域（バッファＡ領域３０１、バッファ領域Ｂ３０２）に格納されている層毎（第１層、第２層、第３層）毎の読出し要求回数の情報（要求回数カウンタ）を入手して、これらを比較する。すなわち、ステップＳ２０７では、この入手した要求回数カウンタの値を各層毎に比較し、情報記録ディスク１０３から読み出される情報を、上記バッファ領域Ａ３０１（頻繁にアクセスされるデータ用）とバッファ領域Ｂ３０２（汎用のデータ用）において、何れの領域に格納すべきかを決定する。

その後、上記のステップＳ２０７において、「バッファＡ」に格納すべきものと判定された場合には、処理はステップ２０８へ進み、一方、「バッファＢ」に格納すべきものと判定された場合には、ステップＳ２１０へ進む。

すなわち、上記ステップ２０８では、ホストコンピュータ１０１から要求のあったデータとそれに続くデータを先読みし、この先読み情報を、上記情報記録ディスク読出装置１０８を用いて情報記録ディスク１０３から読み出し、更に、デコーダ１０９によりデコードして上記バッファ１０６の一方の領域、バッファ領域Ａ３０１へ読み出して格納する。そして、ステップＳ２０９では、このバッファ領域Ａ３０１に上記第ｎ層のデータが存在していることを記憶し、さらに、上記ステップＳ２１２で、読み出した要求データをホストコンピュータ１０１に対して転送を行ない、処理を終了する。あるいは、ステップ２１０では、ホストコンピュータ１０１から要求のあったデータとそれに続くデータを先読みし、この先読み情報を、上記情報記録ディスク読出装置１０８を用いて情報記録ディスク１０３から読み出し、更に、デコーダ１０９によりデコードして上記バッファ１０６の一方の領域、バッファ領域Ｂ３０２へ読み出して格納する。そして、ステップＳ２１１では、このバッファ領域Ｂ３０２に上記第ｎ層のデータが存在していることを記憶し、さらに、上記ステップＳ２１２で、読み出した要求データをホストコンピュータ１０１に対して転送を行ない、処理を終了する。すなわち、上記のステップＳ２０９、２１１では、上記ＲＡＭ１１０内に記憶している層−バッファ領域関連付け情報を更新する。

以上のように、本発明になる光ディスクドライブ装置１０２によれば、そのバッファ１０６の何れかの領域、バッファ領域Ａ３０１又はバッファ領域Ｂ３０２の何れかに格納されている情報（ホストコンピュータからの要求データ）については、直ちに、これを転送することが可能であることにより、速やかなデータ転送を可能にする。一方、これら何れの領域にも格納されていない情報についても、上記情報記録ディスク１０３から読み出して転送すると共に、その情報が記録されている層に対応して、即ち、そのアクセス頻度を層毎に監視することにより、高頻度の層のデータを先読みするバッファ管理機能を設けることにより、速やかなデータ転送を実現することが可能となる。

例えば、上記のホストコンピュータ１０１から上記の３層構造の情報記録ディスク１０３の第１層に記録されたデータに対してデータの要求があった場合、その要求データは、上記バッファ１０６のバッファ領域Ａ３０１、バッファ領域Ｂ３０２の何れにも存在していなかった場合、かかる要求データを上記情報記録ディスク１０３から読み出すこととなるが、この場合、これら先読みしたデータを、その後、バッファ領域Ａ３０１又はバッファ領域Ｂ３０２の何れかに格納することとなるが、この時、例えば、上記のステップＳ２０６において入手された各層の要求回数カウント値が以下の表１のような場合には、

上記第1層から先読みしたデータは、バッファ領域Ｂ３０２へ読み込まれて格納される。他方、例えば、上記のステップＳ２０６において入手された各層の要求回数カウント値が以下の表２のような場合には、

上記第1層から先読みしたデータは、バッファ領域Ａ３０１へ読み込まれて格納されることとなる。なお、上記バッファ１０６のバッファ領域は、必ずしも、そのサイズを固定的に設定されるものである必要はなく、例えば、これらバッファ領域のサイズを、要求カウンタ値に従って変更することを可能としてもよい。例えば、要求回数カウンタの値から、発生頻度の高いデータと汎用データとの比が９対１の場合、上記バッファ領域Ａ３０１とバッファ領域Ｂ３０２とのサイズの比を９対１にすることも可能である。

以上のように、本実施の形態になる光ディスクドライブ装置によれば、複数層からなる情報記録ディスクの先読み機能において、アクセス頻度をその層毎に監視し、高頻度でアクセスのあるデータを先読みすることによって、バッファを効率的に使用することが可能になる。

なお、以上の説明において、情報記録ディスクの先読み機能とは、例えば、要求のあった情報とそれに続く所定の範囲のデータを読み込んでバッファ内に格納することであり、これにより、アクセスの可能性が高いと予想されるデータを、予めバッファ内に格納する機能を言う。また、上記の実施の形態では、情報記録ディスクの層数を３として説明したが、しかしながら、本発明はこれにのみ限定されることなく、例えば、２以上であればよく、例えば、１００層の場合にも適用することが出来る。加えて、上記では、バッファを２つの領域に分割した例についてのみ説明したが、これについても、それ以上の数に分割してもよい。加えて、上記の実施の形態では、１つの層のデータは、１つのバッファ領域にのみ格納されるものとして説明しただ、しかしながら、例えば、あるデータ領域毎に区切ってその領域毎にバッファに割り付けて格納することも可能であり、又は、層を跨いで同じバッファ領域内に格納してもよい。

本発明の一実施の形態になる光ディスクドライブ装置におけるバッファ管理機能を説明するためのフローを示す図である。上記本発明の一実施の形態になる光ディスクドライブ装置の全体構成を示すブロック図である。上記本発明の一実施の形態になる光ディスクドライブ装置のバッファの分割された内部領域を示す図である。

符号の説明

１０１ホストコンピュータ
１０２光ディスクドライブ装置
１０３情報記録ディスク
１０４マイクロプロセッサ
１０５ＲＯＭ
１０６バッファ
１０８情報記録ディスク読出装置
１０９デコーダ
３０１バッファ領域Ａ
３０２バッファ領域Ｂ

Claims

回転軸方向に複数の情報記録層を有する光ディスクに光ビームを照射して前記記録層から情報を読み出す光ディスクドライブ装置において、前記複数の情報記録層の各々の層へのアクセスを監視する手段と、前記情報記録層から読み出された情報を記録するためのバッファ手段とを備えており、さらに、前記アクセス監視手段により監視されて得られたアクセス頻度に基づいて、前記光ディスクの各記録層から読み出された情報の先読みによる前記バッファ手段への管理を行なう手段を備えたことを特徴とする光ディスクドライブ装置。
前記請求項１に記載した光ディスクドライブ装置において、前記バッファ手段は、２以上の領域に分割されていることを特徴とする光ディスクドライブ装置。
前記請求項１に記載した光ディスクドライブ装置において、前記アクセス監視手段は、情報を読み出す光ディスクの各層の情報毎にアクセス頻度を管理することを特徴とする光ディスクドライブ装置。