JP2006164371A - 光学ディスクとハードディスク間のデータ転送方式及びその転送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学ディスクとハードディスクとの転送処理を信号フローの最適化により、低コストの回路で高速に実行すること。
【解決手段】光学ディスクと、光学ディスクからの読み出しデータに対して各種の信号処理を行う信号処理回路と、信号処理後のデータを記録するハードディスクと、を備えた光学ディスクとハードディスク間のデータ転送システムであって、光学ディスク制御回路とハードディスク制御回路とを設け、ハードディスクには一時記録領域を設け、光学ディスクから読み出されたデータは、信号処理回路Ｃ−５を介さず光学ディスク制御回路Ｃ−２とハードディスク制御回路Ｃ−４を通してハードディスクの一時記録領域Ｃ−３−１に記録され、一時記録領域に記録されたデータは信号処理回路Ｃ−５に送られて信号処理Ｃ−５−２〜４を施され、信号処理を施されたデータはハードディスクに記録される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＤＶＤやブルーレイディスクに代表される光学ディスクを用いた記録メディアと、ハードディスクとのデータ転送方式及びその転送方法に関する。

近年、映像や音声などのデジタル記録技術は著しく進化し、高品質の映像や音声を大容量のハードディスクや、ＤＶＤやブルーレイディスクに代表される記録メディア（例えば、光学ディスク）に保存することが可能となっている。光学ディスクにおいて、ＤＶＤは４．７ＧＢ以上、ブルーレイディスクは２７ＧＢ以上のデータを記録可能である。光学ディスクには読み出し専用、１回のみ記録可能、複数回記録／消去可能のタイプがあり、ディスクを追加・交換することによって大容量のデータを蓄積することができる。また、一般にエラー耐性が比較的低く、転送速度も他のメディアと比べ低速である。

これに対して、ハードディスクは一般に１００〜２００ＧＢ程度のデータを記録可能である。転送レートは光学ディスク系に比べ１〜２桁速く、記録／消去もほぼ無制限に行えるが、一方、原則としてメディアの交換ができないという特徴がある。

光学ディスクとハードディスクはその欠点を相補する形で使用されることが多く、短期的な記録再生はハードディスク、長期的な保存は光学ディスクという棲み分けを行ったハイブリッド型ビデオレコーダーなどが市場に登場している。

また、両者はそれぞれの特質に応じたフォーマットで記録されており、例えばハードディスクからブルーレイディスクにデータをコピーするには、後述するＥＤＣ（エラー検出）フラグ付加、スクランブル、並べ替え、ＥＣＣ（エラー訂正／検出）フラグ付加、２段階のインターリーブ処理などの各種信号処理が必要となる。また、ブルーレイディスクからハードディスクにデータをコピーするには、これと逆の順序で処理が行われ、元のデータが取り出される。これによって、光学ディスクへ記録再生する時のエラーを大きく低減できる。

図７には、ブルーレイディスクからハードディスクにデータ転送する際の従来技術における処理フローの概略を示している。図７によると、その詳細は「発明を実施するための最良の形態」欄で後述するが、ブルーレイディスクＢＤから読み出されたデータは、ブロックデータ単位である１チャネル（７６８８０Ｂｙｔｅ）毎に、各種信号処理（デインターリーブ処理、エラー検出訂正処理、ＥＤＣ／デスクランブル処理など）が行われた後に、１クラスタ（６５３３６ｂｙｔｅ）のデータとして取り出されてハードディスクＨＤＤに保存される。

信号処理時には小容量・高速のＷｏｒｋＲＡＭ（ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ等）が利用される。また、ブルーレイディスクからの読み出しは、ディスクの一定回転で読み出されるためほぼ一定のレートで行われるが、上述の信号処理に要する時間はエラーレートにより変化する。すなわち、光学ディスク（例えば、ブルーレイディスク）とハードディスク間のデータ転送には、その記録フォーマットに従った各種信号処理が必要となり、この中でもエラー訂正に要する処理はデータの状態に応じて増減することとなる。

図７に示す従来構成の光学ディスク−ハードディスク転送を、できる限り高速に実行することを考えた場合、その最大速度は光学ディスクの転送速度と、信号処理回路の処理速度によって決定する。光学ディスクは、ほぼ一定速度で回転するメディア上のデータを読み出すため、短期間あたりのデータレートは基本的に一定となる。

これに対して、信号処理は１ブロックデータ／１クラスタデータ単位で行われるため、必要なデータがＷｏｒｋＲＡＭに蓄積されるまでは処理が開始できず、処理には一定時間のタイムラグが生じる。ハードディスクは内部にキャッシュメモリを持つため基本的にいつでもアクセスできるが、転送のオーバーヘッドを最小にし効率を上げるためには１クラスタ以上の大きな単位でアクセスすることが望まれる。

また、光学ディスクから読み出された信号に多数のエラーがあった場合は、これを訂正する処理が必要となり、エラーのない場合に比べ処理時間が長くなる。

以上のように、両ディスク間のデータ転送を行う場合には、転送単位／間隔の違いや信号のエラーの有無などによる信号処理時間の増減を考慮する必要があり、その結果として転送速度を光学ディスクの能力の上限付近まで上げられないという事情がある。この事情はＷｏｒｋＲＡＭの容量アップや信号処理速度の向上によってある程度軽減できるが、それに応じてシステムコストも増大するという課題が発生する。

そこで、本発明は、近い将来における光学ディスクの高速化に伴って、これに追従して効率よく信号処理を行うための手段、手法を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
データの記録された光学ディスクと、前記光学ディスクからの読み出しデータに対してデインターリーブ処理、エラー検出訂正処理、ＥＤＣ・デスクランブル処理を一例とする信号処理を行う信号処理回路と、前記信号処理後のデータを記録するハードディスクと、を備えた光学ディスクとハードディスク間のデータ転送システムであって、
前記光学ディスクのインタフェースを形成し前記光学ディスクを制御する光学ディスク制御回路と、前記ハードディスクのインタフェースを形成し前記ハードディスクを制御するハードディスク制御回路と、を設け、
前記ハードディスクには一時記録領域を設け、
前記光学ディスクから読み出されたデータは、前記信号処理回路を介さず前記光学ディスク制御回路と前記ハードディスク制御回路を通して前記ハードディスクの前記一時記録領域に記録され、前記一時記録領域に記録されたデータは、前記ハードディスク制御回路によって前記信号処理回路に送られて前記信号処理を施され、前記信号処理を施されたデータは前記ハードディスクに記録される構成とする。

また、データの記録された光学ディスクと、前記光学ディスクからの読み出しデータに対してデインターリーブ処理、エラー検出訂正処理、ＥＤＣ・デスクランブル処理を一例とする信号処理を行う信号処理回路と、前記信号処理後のデータを記録するハードディスクと、を備えた光学ディスクとハードディスク間のデータ転送システムであって、
前記光学ディスクのインタフェースを形成し前記光学ディスクを制御する光学ディスク制御回路と、前記ハードディスクのインタフェースを形成し前記ハードディスクを制御するハードディスク制御回路とを設け、前記ハードディスクには一時記録領域を設け、さらに、前記光学ディスク制御回路を通った前記光学ディスクからの読み出しデータを、前記信号処理回路に直接伝送するか前記ハードディスク制御回路を通って前記一時記録領域に伝送するかを選択するデータ選択回路を設け、
前記光学ディスクから読み出されたデータの伝送経路は、前記光学ディスク制御回路−前記データ選択回路−前記ハードディスク制御回路−前記ハードディスクの一時記録領域−前記データ選択回路−前記信号処理回路からなる第１の経路と、前記光学ディスク制御回路−前記データ選択回路−前記信号処理回路からなる第２の経路と、を形成し、
前記光学ディスクの転送状態、前記ハードディスクの転送状態、前記一時記録領域の残量状況、または信号のエラーレートに基づいて、前記第１の経路か前記第２の経路かを選択し、
前記第１の経路または前記第２の経路を経たデータは前記信号処理回路に伝送されて前記信号処理を施され、前記信号処理を施されたデータは前記ハードディスクに記録される構成とする。

本発明に係るデータ転送方式及び方法によると、ごく小規模な回路追加のみで光学ディスクからハードディスクへの転送効率を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る光学ディスクとハードディスク間のデータ転送方式及び方法について、図１〜図６を参照しながら以下詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る光学ディスクとハードディスク間のデータ転送方式におけるブロック構成を示す図である。図２は本発明の他の実施形態に係る光学ディスクとハードディスク間のデータ転送方式におけるブロック構成を示す図である。図３は本実施形態に関するデータ転送方式における基本的なブロック構成を示す図である。図４−ａ及び図４−ｂは図３に示すデータ転送方式で採用される信号処理の態様を示す説明図である。図５は図３に示すデータ転送方式で採用される信号処理の内のエラー検出・訂正処理を示す説明図である。図６は本発明の実施形態に係るデータ転送方式の信号処理について従来技術のデータ転送方式との比較で説明する図である。

まず、図３を参照して、光学ディスク（例えば、ブルーレイディスクやＤＶＤなど）からハードディスクにデータをコピーする際の基本的な処理フローについて説明する。光学ディスクＣ−１から読み出された信号は、復調回路Ｃ−２にて復調後、ブロックデータ単位で一時的に信号処理回路Ｃ−５の半導体メモリ（ＷｏｒｋＲＡＭ）Ｃ−５−１に記録される。その後の各種信号処理は、このＷｏｒｋＲＡＭＣ−５−１から順次必要な分のデータを読み出し、デインタリーブ回路Ｃ−５−２、エラー検出訂正回路Ｃ−５−３、ＥＤＣ・デスクランブル回路Ｃ−５−４を経て、再びＷｏｒｋＲＡＭＣ−５−１に書き戻すことで実現する。

ある程度処理が進んだ段階で、処理後のデータは、ＷｏｒｋＲＡＭＣ−５−１からハードディスク制御回路Ｃ−４を通してハードディスクＣ−３へと転送される。このＷｏｒｋＲＡＭＣ−５−１は、一般にＳＤＲＡＭ等の高速な半導体メモリが用いられる。その転送速度は光学ディスクＣ−１やハードディスクＣ−３に比較して著しく速く、インターリーブ処理Ｃ−５−２等を効率よく行うためのランダムアクセス性にも優れているが、小容量でも高価であり、数ブロックデータ程度の蓄積しか行えないという制限がある。

次に、図４−ａ及び図４−ｂを用いてこの信号処理の詳細について説明する。光学ディスクＣ−１から読み出された信号は、まず光学ディスク制御／変復調回路Ｃ−２にて復調され、７６８８０バイト（４９６×１５２バイト）を単位とするチャネルデータとなる（図４−ａを参照）。このチャネルデータは、まずディスクの傷などによるバーストエラーの耐性を上げるため、デインターリーブと呼ばれる２段階のデータの分散化が行われる。

次に、このデータを２４８バイト単位にまとめ、エラーの検出と訂正が行われ、エラーパリティビットを除いた２１６バイトのデータが取り出される（図４−ｂの中段を参照）。さらに、データの０／１の分布を均一化するためにデスクランブル処理とＥＤＣと呼ばれるエラーパリティチェックが行われ、最終的に２０４８×３２バイトのクラスタデータとして取り出され（図４−ｂの下段を参照）、制御回路Ｃ−４を通してハードディスクＣ−３に記録される。

さらに、図５を用いてディスク記録信号のエラー検出／訂正処理の詳細について説明する。図５内の表は先に示した図４−ｂの一部（上段の図）を抜き出したものである。エラー検出訂正回路Ｃ−５−３は２４８ｗｏｒｄ単位でデインタリーブＣ−５−２後のデータを読み出し、エラーの有無を検出し、もしエラーが検出された場合はそのｗｏｒｄアドレスと訂正値を算出して、エラーの訂正を行う。図５で略記しているように、２４８ｗｏｒｄの処理時間は、その中のエラーの個数によって増減する。このように、光学ディスクとハードディスク間のデータ転送には、その記録フォーマットに従った各種信号処理が必要となり、この中でもエラー訂正に要する処理はデータの状態に応じて増減することとなる。

次に、図１を参照しながら本実施形態に係るデータ転送方式及び方法について説明する。本実施形態に係るデータ転送の特徴は、図１に示すように、光学ディスクＣ−１からデータを読み出し、一旦ハードディスクＣ−３に記録した後に信号処理回路Ｃ−５で必要な信号処理を行い、再度ハードディスクＣ−３に記録する処理手順に存する。

すなわち、光学ディスクＣ−１から読み出された信号は、信号処理回路（ＷｏｒｋＲＡＭ、デインターリーブ回路、エラー検出訂正回路、ＥＤＣ・デスクランブル回路などからなるもの）を介さずに、そのまま一旦ハードディスクＣ−３の一時記録領域Ｃ−３−１に転送される。信号処理回路Ｃ−５は、１ブロックデータ分のハードディスクＣ−３への転送が完了後、ハードディスクＣ−３からこの領域のデータを読み出し、必要な処理を順次行った後に、生成された１クラスタ分のデータを再度ハードディスクＣ−３に記録する。

図６を用いて従来の転送方式と本実施形態の転送方式における処理の違いを説明する。信号処理に要する時間は、エラー訂正の個数により一定の範囲で増減する。従来の転送方式では、光学ディスクＣ−１は最大数のエラー訂正時の処理時間を考慮し、データ転送のオーバーフローが生じないように転送レートの上限を設定する必要がある。図６の例で云えば、信号処理時間の最大がＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（２）であるとすると、この時間に合致させて転送レートであるＤｉｓｋ ｒｅａｄを設定していた。

これに対して、本実施形態の転送方式では複数ブロック分のデータを予めハードディスクＣ−３に一時保存し、信号処理回路Ｃ−５は１ブロック分の処理が完了次第、光学ディスクＣ−１からの次の１ブロックの転送を待たずに、すみやかに次の処理へと移行できる。換言すれば、従来の転送方法では、光学ディスクからハードディスクへの転送はおおよそ１クラスタ信号処理の最大時間単位で行われていた。本実施形態の転送方法では、これをほぼ平均時間単位まで引き上げることが可能となる。図６の下段の例で云えば、信号処理時間の最大がＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（２）であるとすると、この時間よりも短いディスク転送レートを設定することができ、具体的にはＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（２）（３）（４）の全体でＤｉｓｋ ｒｅａｄのオーバーフローが生じないようにすればよい。すなわち、光学ディスクの転送レートを信号処理のほぼ平均時間に対応させることができるのである。

ここで、仮に、信号処理の速度よりもディスクの転送速度が上回り、設定した一時記録領域Ｃ−３−１がオーバーフローすることがある場合には、この残量を監視して一時的に光学ディスクＣ−１からの転送を停止もしくは減速させることでエラーの回避が可能となる。このことが図１のＨＤＤ制御回路Ｃ−４から光学ディスク制御回路Ｃ−２への点線で示す制御として示している。

また、図１に示す本実施形態に係る転送方式ではハードディスクへの追加アクセスによる処理増加があるため、状況によっては図３に示す転送方式が効率的に処理を行える場合がある。この場合は両方式を選択的に切り替えることでどのような場合にも対処できて効率よく処理が可能となる。この両方式の選択的切替の構成が本発明の他の実施形態の構成であり、この構成を図２に示す。

図２によると、復号データ選択回路Ｃ−６は、光学ディスク制御回路Ｃ−２とＨＤＤ制御回路Ｃ−４と信号処理回路Ｃ−５とに接続されており、光学ディスクＣ−１からＨＤＤＣ−３にデータ転送するルートと、光学ディスクＣ−１から信号処理回路Ｃ−５にデータ転送するルートと、ＨＤＤＣ−３から信号処理回路Ｃ−５にデータ転送するルートとを形成して、これらのルートを次に示すように適宜に切り替えるものである。

光学ディスク制御回路Ｃ−２で光学ディスクの転送状態を監視し、転送が途切れたりレートの変動が大きい場合には、復号データ選択回路Ｃ−６の切替によって図１に示す転送方式を用いる。一方、高速かつ安定してブロックデータが供給されている場合には、復号データ選択回路Ｃ−６の切替によって図３に示す転送方式を用いる。

また、ＨＤＤ制御回路Ｃ−４でハードディスクの転送状態や空き容量を監視し、転送が安定している場合や十分な空き容量がある場合には、復号データ選択回路Ｃ−６の切替によって図１に示す転送方式を用いる。そうでない場合には、復号データ選択回路Ｃ−６の切替によって図３に示す転送方式を用いる。

また、信号のエラーレートを監視し、エラー訂正の個数が多い場合には、復号データ選択回路Ｃ−６の切替によって図１に示す転送方式を用い、少ない場合には、復号データ選択回路Ｃ−６の切替によって図３に示す転送方式を用いる。

なお、以上の説明では、記録メディアを光学ディスクと称したが、これに限らず、光磁気ディスク等の光学ディスクと同じ形態を持つメディアについても同様に扱うことができる。

以上説明したように、本発明の実施形態の特徴は、ブルーレイディスクなどの光学ディスクからの読み出しデータを直接にハードディスクに一時記録し、この一時記録データを読み出して各種の信号処理を行い、この信号処理結果を再度ハードディスクに記録できるようにする。また、ハードディスクにおける一時記録残量を監視して、光学ディスクの転送速度を制御できるようにする。このような本実施形態によって、従来技術では光学ディスクからハードディスクへの転送が1クラスタ信号処理の最大時間単位で行われていたのに対して、本実施形態ではこれをほぼ平均時間単位で行うことが可能となる。したがって、光学ディスクから読み出したデータのエラーが少なく品質が良好な場合に、転送レートを向上させることが可能となる。

また、本発明の他の実施形態の特徴は、図２に示すようなブロック構成で復号データ選択回路を設けて、光学ディスクの転送レート、信号のエラーレート、ハードディスクのアクセス頻度や空き容量の情報などを取得し、信号処理回路が光学ディスクからデータをそのまま読み出すか、ハードディスクに一時記録されたデータを読み出すかを、処理効率を考慮して選択的に実行できるようにする。

本発明の実施形態に係る光学ディスクとハードディスク間のデータ転送方式におけるブロック構成を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る光学ディスクとハードディスク間のデータ転送方式におけるブロック構成を示す図である。 本実施形態に関するデータ転送方式における基本的なブロック構成を示す図である。 図３に示すデータ転送方式で採用される信号処理の態様１を示す説明図である。 図３に示すデータ転送方式で採用される信号処理の態様２を示す説明図である。 図３に示すデータ転送方式で採用される信号処理の内のエラー検出・訂正処理を示す説明図である。 本発明の実施形態に係るデータ転送方式の信号処理について従来技術のデータ転送方式との比較で説明する図である。 従来技術におけるブルーレイディスクからハードディスクにデータ転送する際の処理フローの概略を示す説明図である

符号の説明

Ｃ−１ ＤＶＤやブルーレイなどの光学ディスク
Ｃ−２ ＤＶＤやブルーレイなどの光学ディスクの制御回路及び変復調回路
Ｃ−３ 磁気記録型のハードディスク
Ｃ−３−１ 磁気記録型のハードディスクに設けた一時記録領域
Ｃ−４ 磁気記録型のハードディスクの制御回路
Ｃ−５ 光学ディスク−ハードディスク転送時の各種信号処理を行う回路
Ｃ−５−１ 信号処理用のＷｏｒｋＲＡＭ
Ｃ−５−２ デインタリーブ信号処理回路
Ｃ−５−３ エラー検出・訂正処理回路
Ｃ−５−４ ＥＤＣ・デスクランブル信号処理回路
Ｃ−６ 復号データ選択回路

Claims (6)

1. データの記録された光学ディスクと、前記光学ディスクからの読み出しデータに対してデインターリーブ処理、エラー検出訂正処理、ＥＤＣ・デスクランブル処理を一例とする信号処理を行う信号処理回路と、前記信号処理後のデータを記録するハードディスクと、を備えた光学ディスクとハードディスク間のデータ転送システムであって、
   前記光学ディスクのインタフェースを形成し前記光学ディスクを制御する光学ディスク制御回路と、前記ハードディスクのインタフェースを形成し前記ハードディスクを制御するハードディスク制御回路と、を設け、
   前記ハードディスクには一時記録領域を設け、
   前記光学ディスクから読み出されたデータは、前記信号処理回路を介さず前記光学ディスク制御回路と前記ハードディスク制御回路を通して前記ハードディスクの前記一時記録領域に記録され、
   前記一時記録領域に記録されたデータは、前記ハードディスク制御回路によって前記信号処理回路に送られて前記信号処理を施され、
   前記信号処理を施されたデータは、前記ハードディスクに記録される
   ことを特徴とするデータ転送システム。
2. データの記録された光学ディスクと、前記光学ディスクからの読み出しデータに対してデインターリーブ処理、エラー検出訂正処理、ＥＤＣ・デスクランブル処理を一例とする信号処理を行う信号処理回路と、前記信号処理後のデータを記録するハードディスクと、を備えた光学ディスクとハードディスク間のデータ転送システムであって、
   前記光学ディスクのインタフェースを形成し前記光学ディスクを制御する光学ディスク制御回路と、前記ハードディスクのインタフェースを形成し前記ハードディスクを制御するハードディスク制御回路と、を設け、
   前記ハードディスクには一時記録領域を設け、
   前記光学ディスク制御回路を通った前記光学ディスクからの読み出しデータを、前記信号処理回路に直接伝送するか前記ハードディスク制御回路を通って前記一時記録領域に伝送するかを選択するデータ選択回路を設け、
   前記光学ディスクから読み出されたデータの伝送経路は、前記光学ディスク制御回路−前記データ選択回路−前記ハードディスク制御回路−前記ハードディスクの一時記録領域−前記データ選択回路−前記信号処理回路からなる第１の経路と、前記光学ディスク制御回路−前記データ選択回路−前記信号処理回路からなる第２の経路と、を形成し、
   前記光学ディスクの転送状態、前記ハードディスクの転送状態、前記一時記録領域の残量状況、または信号のエラーレートに基づいて、前記第１の経路か前記第２の経路かを選択し、
   前記第１の経路または前記第２の経路を経たデータは前記信号処理回路に伝送されて前記信号処理を施され、
   前記信号処理を施されたデータは前記ハードディスクに記録される
   ことを特徴とするデータ転送システム。
3. 請求項２において、
   前記光学ディスクの転送状態の監視の結果、前記転送が途切れたり転送レートの変動が大きい場合に、前記第１の経路を選択することを特徴とするデータ転送システム。
4. 請求項２において、
   前記前記ハードディスクの転送状態または前記一時記録領域の残量状況の監視の結果、前記転送が安定している場合または前記残量が十分な空きがある場合に、前記第１の経路を選択することを特徴とするデータ転送システム。
5. 請求項２において、
   前記信号処理回路での信号のエラーレートの監視の結果、エラー訂正の個数が多い場合に、前記第１の経路を選択することを特徴とするデータ転送システム。
6. データの記録された光学ディスクと、前記光学ディスクからの読み出しデータに対してデインターリーブ処理、エラー検出訂正処理、ＥＤＣ・デスクランブル処理を一例とする信号処理を行う信号処理回路と、前記信号処理後のデータを記録するハードディスクと、を備えた光学ディスクとハードディスク間のデータ転送方法において、
   前記光学ディスクのインタフェースを形成し前記光学ディスクを制御する光学ディスク制御回路と、前記ハードディスクのインタフェースを形成し前記ハードディスクを制御するハードディスク制御回路とを設けるとともに、前記ハードディスクには一時記録領域を設け、
   前記光学ディスクから読み出されたデータは、前記信号処理回路を介さず前記光学ディスク制御回路と前記ハードディスク制御回路を通して前記ハードディスクの前記一時記録領域に記録されるステップと、
   前記一時記録領域に記録されたデータは、前記ハードディスク制御回路によって前記信号処理回路に送られて前記信号処理を施されるステップと、
   前記信号処理を施されたデータは前記ハードディスクに記録されるステップと、からなる
   ことを特徴とするデータ転送方法。

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