JP4988418B2 - 回転する記憶媒体の複数の層にデータを読み書きする方法、プログラム及びデータ記憶装置 - Google Patents

回転する記憶媒体の複数の層にデータを読み書きする方法、プログラム及びデータ記憶装置 Download PDF

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Description

本発明は、多層の回転する記録媒体にデータを読み書きすることに関する。特に一つ若しくはそれ以上の層からデータを読み出せない場合に、データの喪失やアクセス不能というリスクを低減することに関する。
回転するデータ記録媒体に複数の記録層を備えるのは、所与のボリュームに記録できるデータの量を増加させるのに用いられる幾つかの方法のうちの一つである。ここで使用するように、「層」という用語は、単一のスピンドルに固定される円盤状の記録媒体即ちディスク・プラッタのスタック（積層体）の記録表面のこととともに、単一片の媒体の中に埋め込まれた記録層のことを広義には云う。図１は前者の例であり、４つのプラッタ１１０、１２０、１３０、１４０を有するハードディスク・スタック１００を示す。各プラッタ１１０ないし１４０は夫々２つの記録面１１０Ａ、１１０Ｂ、１２０Ａ、１２０Ｂ、１３０Ａ及び１３０Ｂを有する。従来から知られるように、これらのプラッタはスピンドル１５０に固定され、一緒に回転する。図２は後者の例であり、４つの記録可能層２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ、２１０Ｄとその層相互間にスペーサ層が埋め込まれたものからなる多層の光ディスク２００の断面を示す。多層光ディスク２００は、ＤＶＤ（ディジタル・ビデオ・ディスク）、ＨＤ−ＤＶＤ（高精細ＤＶＤ）ディスク 又はブルーレイ・ディスクであってもよい。これらの層がレーザー２２０を介して光学的にアクセスされる。データは初期に一つの層から次の層へと順次ブロックで記録されてもよい。再書込み可能な環境では、データが修正され、上書きされるにつれ、新しいデータを有するブロックが、消去され若しくは移動された古いデータにより残されたギャップを満たすよう広がるようになる。
多層媒体に記録することによってデータ密度を上げることができるが、引っ掻きや媒体の欠陥、ヘッドのクラッシュや老朽化その他から、層の一部若しくは全部が読取れなくなるかどうかというデータのリスクがある。従って、多層媒体の読取り可能性を改良し、これによってそこに記録されるデータのセキュリティを改良するニーズがある。
本発明は、多層の回転する記憶媒体にデータを読み書きするための方法、データ記憶装置及びコンピュータ・プログラムを提供することによって多層媒体のために信頼性を改良する。本発明の方法によれば、複数Ｌの記録可能な層を有する回転する記憶媒体にデータ・ストリームＵが記録される。そのデータ・ストリームＵは、Ｕ（Ｊ）がデータ・ストリームＵのＪ番目のビットを表す一連のデータ・ビットを含む。そのデータ・ストリームＵを受け取り、各データ・ビットＵ（Ｊ）はＸ個の表示ビット（representation bits）Ｂ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）に符号化される。第１の表示ビットＢ（１，Ｊ）がその記憶媒体の第１の層に記録され、第２の表示ビットＢ（２，Ｊ）がその記憶媒体の第２の層に記録され、残りの表示ビットがその記憶媒体の複数の層に記録される。その記憶媒体からその記録されたデータＵを読み出せというリクエストを続いて受け取り、そして複数Ｘの表示ビットＢ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）がその記憶媒体から読み戻される。そこでその複数Ｘの表示ビットＢ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）が、元のデータ・ビットＵ（Ｊ）に復号される。一実施例では、コンボリューション（畳み込み積分）符号化アルゴリズムで符号化され、ＰＲＭＬ復号アルゴリズムで復号される。他の実施例では、リード・ソロモン符号・復号が用いられてもよい。
本発明のデータ記憶装置は、複数枚Ｌの記録可能な層を有する回転する記憶媒体に記録されるデータ・ストリームＵを受けるように結合されたデータ入力を含む。そのデータ・ストリームＵは、Ｕ（Ｊ）がデータ・ストリームＵのＪ番目のビットを表す一連のデータ・ビットを含む。その記憶装置は、各データ・ビットＵ（Ｊ）をＸ個の表示ビットＢ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）に符号化する符号器、及びその第１の表示ビットＢ（１，Ｊ）をその記憶媒体の第１の層に記録し、且つ第２の表示ビットＢ（２，Ｊ）をその記憶媒体の第２の層に記録し、残りの表示ビットをその記憶媒体の複数の層に記録する手段を更に含む。この記憶装置は、記憶媒体からその記録されたデータＵを読み出せというリクエストを続いて受け取るためのコマンド入力と、複数Ｘの表示ビットＢ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）をその記憶媒体から読み戻す手段と、複数Ｘの表示ビットＢ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）を、元のデータ・ビットＵ（Ｊ）に復号する復号器とを更に含む。一実施例では、符号器が、コンボリューション（畳み込み積分）符号器であり、復号器がＰＲＭＬ復号器である。他の実施例では、符号器及び復号器が夫々リード・ソロモン符号器及びリード・ソロモン復号器である。
本発明のコンピュータ・プログラムは、複数Ｌの記録可能な層を有する回転する記憶媒体に記録されるデータ・ストリームＵを受け取るためのコンピュータが実行可能な命令コードを含む。そのデータ・ストリームＵは、Ｕ（Ｊ）がデータ・ストリームＵのＪ番目のビットを表す一連のデータ・ビットを含む。コンピュータが実行可能な命令コードは、そのデータ・ストリームＵを受け取り、各データ・ビットＵ（Ｊ）をＸ個の表示ビットＢ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）に符号化し、第１の表示ビットＢ（１，Ｊ）をその記憶媒体の第１の層に記録し、第２の表示ビットＢ（２，Ｊ）をその記憶媒体の第２の層に記録し、残りの表示ビットをその記憶媒体の複数の層に記録するといった命令コードを含む。またその記憶媒体からその記録されたデータＵを読み出せというリクエストを受け取り、複数Ｘの表示ビットＢ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）をその記憶媒体から読み戻し、そしてその複数Ｘの表示ビットＢ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）を、元のデータ・ビットＵ（Ｊ）に復号する、といった命令コードをも含む。
多層の回転する記憶媒体（これは、前述のとおり、１つの媒体にＬ枚の記録層が埋め込まれたものであっても、個別のディスクが積層体として結合されたものでもよい）に記録されるホストからのデータ・ストリームＵは、一連のデータ、Ｕ（１）．．．Ｕ（Ｊ）を含む。従来はデータ・ビットが１枚の層の最初から順次に記録されて行き、もし必要であれば１枚若しくはそれ以上の追加の層に引き続き記憶されていた。しかし、本発明によれば、データ・ビットは、表示ビットに符号化され、第１の表示ビットが第１の層に、第２の表示ビットが第２の層に、第３の表示ビットが第３の層に、そして第Ｌの表示ビットが第Ｌの層にという具合に記録されてしまうまで多層媒体上に記録される。それから、その次の表示ビットが第１の層に記録され、そのプロセスは全ての表示ビットがその記憶媒体に記録されてしまうまで続く。
表１は、４枚の層Ｌ１乃至Ｌ４を有する記憶媒体上のビット位置に表示ビットが記録されるシーケンスを示す。
Figure 0004988418
時刻Ｔ＝１のとき、最初の４つの表示ビットが同時に或いは迅速に続けて、表１の第１のデータ列に示すように、その４つの層Ｌ（１，１）、Ｌ（２，１）、Ｌ（３，１）、Ｌ（４，１）の夫々の層の第１の位置に符号化される。その次の時間窓Ｔ＝２では、表１の第２のデータ列に示すように、その４つの層Ｌ（１，１）、Ｌ（２，１）、Ｌ（３，１）、Ｌ（４，１）の夫々の層の第２の位置に符号化される。その次の時間窓Ｔ＝３では、表１の第３のデータ列に示すように、その４つの層Ｌ（１，１）、Ｌ（２，１）、Ｌ（３，１）、Ｌ（４，１）の夫々の層の第３の位置に符号化される。表１に示すように、その表示ビットが符号化されバッファに記憶された後、その表示ビットは（レーザーが層相互間を不必要にジャンプしなければならないということを回避するように）表１の複数の列により示されるような層によって一般に書き込まれる、そこでは、層ｊがビットＬ（ｊ，１）乃至ビットＬ（ｊ，Ｎ）を受け取り、それから層ｋがビットＬ（ｋ，１）乃至ビットＬ（ｋ，Ｎ）を受け取る。
ホストが記憶媒体からデータＵを読み戻すようリクエストするときは、表示ビットが一般に層によって読み出される。そこではビットＬ（ｊ，１）乃至ビットＬ（ｊ，Ｎ）が層ｊから読み出され、それからビットＬ（ｋ，１）乃至ビットＬ（ｋ，Ｎ）が層ｋによって読み出される。それらのビットはバッファされて、表１の中に再アセンブルされ、そして元のデータ・ストリームＵ（１）．．．Ｕ（Ｊ）中に復号されることができる。一つの層の領域から損傷又は他の読み出し不可能なことはその幾つかの表示ビットに悪影響を及ぼすだけであり、本発明の更なる特徴構成も用いれば、幾つかの表示ビットが喪失してもデータを再構成することができる。
本発明の一実施例では、各データ・ビットＵ（１）．．．Ｕ（Ｊ）を所定数の表示ビットにコンボリューション符号化する。例えば、各データ・ビットＫを、記録層（Ｌ）：Ｂ（１，Ｋ），Ｂ（２，Ｋ），．．．Ｂ（Ｌ，Ｋ）があるので、同数の表示ビットにコンボリューション符号化することができる。代わりに、各データ・ビットＫを、記録層（Ｌ）：Ｂ（１，Ｋ），Ｂ（２，Ｋ），．．．Ｂ（２＊Ｌ，Ｋ）があるので、２倍の数の表示ビットにコンボリューション符号化することもできる。第１のＬ個の表示ビットを、第２のＬ個の表示ビットのように、Ｌ枚の層上に記録する。一般に、各データ・ビットＫを、記録層（Ｌ）：Ｂ（１，Ｋ），Ｂ（２，Ｋ），．．．Ｂ（Ｍ＊Ｌ＝Ｘ，Ｋ）の数の整数Ｍ倍に等しいＸ個の表示ビット中にコンボリューション符号化することができる。
代替実施例では、コンボリューション符号化により符号化されるビットの整数倍が層の数である。例えば、図４のコンボリューション符号化は所与の時刻に４個の表示ビットを発生する。従って、８層のディスク乃至ディスク・スタックでは、４個のビットが第１の４枚の層に記録され、第２の４個のビットが第２の４枚の層に記録される。その後、そのプロセスが次のセットのビットに対して反復される。
表２及び図３の状態図は、Ｌ＝４の記録層上に記録されるべきＸ＝４の表示ビット中にデータ・ビットＵをコンボリューション符号化する例を示す。表２の列１は可能な初期状態（図では８）を含み、列２は初期状態ごとの可能な目的地状態を含み、列３は元のデータ・ビットＵの２つの状態を含み、列４は記録媒体の４つの層上に記録されるべき４個の出力の表示ビットを含む符号化「ワード」を含む。
Figure 0004988418
図４は本発明を実施するのに使用され得るコンボリューション符号器４００のブロック図である。図４は半導体チップの中で直接実施されても、或いはソフトウエアで実施されてもよい。このコンボリューション符号器４００は、直列に結合された第１、第２、第３のレジスタ４０２、４０４、４０６を含む３ステージ・シフト・レジスタを含む。表２及び図３の８つの状態にするのはこれらの３ステージ・シフト・レジスタである。即ち、そのシフト・レジスタの数に対し２（２進数演算）桁上げする、図示の例では２を３乗する（３個のシフト・レジスタ）ことにより、その８つの状態が得られる。コンボリューション符号器４００は、第１、第２、第３及び第４のモジュロ２の加算器４０８、４１０、４１２、４１４を含む。これらは排他的ＯＲ（ＸＯＲ）論理ゲートとして実施されてもよい。この入力データ・ストリームＵ（Ｊ）は第１のレジスタ４０２の入力に結合され、第１、第２、第３及び第４の加算器４０８、４１０、４１２、４１４の入力にも結合される。第１のレジスタ４０２の出力は第２のレジスタ４０４の入力に結合され、第２、第３及び第４の加算器４１０、４１２、４１４の入力にも結合される。第２のレジスタ４０４の出力は第３のレジスタ４０６の入力に結合され、第１及び第４の加算器４０８、４１４の入力にも結合される。第３のレジスタ４０６の出力は第３のレジスタ４０４の入力に結合され、第１、第２、第３及び第４の加算器４０８、４１０、４１２、４１４の入力にも結合される。
動作時に、レジスタ４０２，４０４，４０６の初期内容は典型的には０である。入力データ・ビットＵ（Ｊ）及びレジスタ４０２、４０４、４０６の出力は加算器４０８、４１０、４１２、４１４によって選択的に加算される。第１の加算器４０８は第１の表示ビットＢ（１，Ｊ）を発生し出力する。第２の加算器４１０は第２の表示ビットＢ（２，Ｊ）を発生し出力する。第３の加算器４１２は第３の表示ビットＢ（３，Ｊ）を発生し出力する。そして第４の加算器４１４は第４の表示ビットＢ（４，Ｊ）を発生し出力する。説明したとおり、コンボリューション符号器４００はフィードフォワード・シフト・レジスタを含む。コンボリューション符号器４００が他の方法で実施されてもよいことは理解できよう。更には、この符号化のスループットを、複数のデータ・ビットを並列に符号化することにより増進してもよい。
図５は、本発明によるパーシャル・レスポンス最尤（ＰＲＭＬ）復号器（若しくはデコーダ）を実施するのに使用できる格子線図の一例である。状態Ｓ０−Ｓ７を図５に示す。 ここでレジスタ４０２、４０４、４０６の初期内容が０であると仮定する。格子線図５００は 状態Ｓ０５１０Ａで始まる。Ｓ０ ５１０Ａから、格子線図５００を通るパスはＳ０ ５１０Bか又はＳ１ ５１１Bにジャンプする。格子線図５００に於けるそれらの状態の番号付けの添え字Ａから添え字Ｂへの増加はブランチと呼ばれ、添え字Ａから添え字Ｂにジャンプするときそのブランチ・インデックスＩがゼロとなる。Ｓ０ ５１０Bから、そのパスはＳ０ ５１０Cか又はＳ１ ５１１Cにジャンプし、Ｓ１ ５１１BからはＳ２ ５１２Cか又はＳ３ ５１３Cにジャンプし、ブランチ・インデックスＩが１となる。Ｓ０ ５１０Cからは、そのパスがＳ０ ５１０Ｄか又はＳ１ ５１１Ｄにジャンプし、Ｓ１ ５１１ＣからはＳ２ ５１２Ｄか又はＳ３ ５１３Ｄにジャンプし、Ｓ２ ５１２ＣからはＳ４ ５１４Ｄか又はＳ５ ５１５Ｄにジャンプし、或いはＳ３ ５１３ＣからはＳ６ ５１６Ｄか又はＳ７ ５１７Ｄにジャンプし、ブランチ・インデックスＩが２となる。
格子線図５００中のパスの次の一連のジャンプはその復号化の様子の全体像を示す。 Ｓ０ ５１０Ｄからは、パスがＳ０ ５１０Ｅか又はＳ１ ５１１Ｅにジャンプし、Ｓ１５１１ＤからはＳ２ ５１２Ｅか又はＳ３ ５１３Ｅにジャンプし、Ｓ２ ５１２ＤからはＳ４ ５１４Ｅか又はＳ５ ５１５Ｅにジャンプし、Ｓ３ ５１３ＤからはＳ６ ５１６Ｅか又はＳ７ ５１７Ｅにジャンプし、そしてブランチ・インデックスＩは３になる。またＳ７ ５１７Ｄからは、パスがＳ７５１７Ｅか又はＳ６ ５１６Ｅにジャンプし、Ｓ６ ５１６ＤからはＳ５ ５１５Ｅか又はＳ４ ５１４Ｅにジャンプし、Ｓ５ ５１５ＤからはＳ３ ５１３Ｅか又はＳ２ ５１２Ｅにジャンプし、またＳ４ ５１４ＤからはＳ１ ５１１Ｅか又はＳ０ ５１０Ｅにジャンプする。
典型的には、ブランチ・インデックスＩ＝３のために示したものが格子線図５００では複数回繰り返される。しかし、簡単のため、そのような繰り返しの１回だけを図５には示す。図５の残りについては、格子線図５００が完結するよう図示され、復号プロセスが終わることを示す。Ｓ０ ５１０Ｅからは、パスがＳ０ ５１０Ｆのみにジャンプし、Ｓ１ ５１１ＥからはＳ２ ５１２Ｆのみにジャンプし、Ｓ２ ５１２ＥからはＳ４ ５１４Ｆのみにジャンプし、そしてＳ３ ５１３ＥからはＳ６ ５１６Ｆのみにジャンプして、ブランチ・インデックスＩが４になる。またＳ７ ５１７ＥからはパスがＳ６５１６Ｆのみにジャンプし、Ｓ６ ５１６ＥからはＳ４ ５１４Ｆのみにジャンプし、Ｓ５ ５１５ＥからはＳ２ ５１２Ｆ のみにジャンプし、Ｓ４ ５１４ＥからはＳ０ ５１０Ｆのみにジャンプする。Ｓ０ ５１０Ｆからは、パスがＳ０５１０Ｇのみにジャンプし、Ｓ２ ５１２ＦからはＳ４ ５１４Ｇのみにジャンプし、ブランチ・インデックスＩが５となる。またＳ６ ５１６ＦからはパスがＳ４ ５１４Ｇのみにジャンプし、Ｓ４ ５１４ＦからはＳ０ ５１０Ｇのみにジャンプする。最後に、Ｓ０ ５１０ＧからはパスがＳ０ ５１０Ｈのみにジャンプし、そしてブランチ・インデックスＩが６となる。またＳ４ ５１４ＧからはパスがＳ０ ５１０Ｈのみにジャンプする。
表３では、その符号データが、（この例では）４つの層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４のための表示ビットに１１１１０００を符号化するという所与の例のために図３の状態図に於ける太字の符号化パス（Ｓ０、Ｓ１，Ｓ３、Ｓ７、Ｓ７、Ｓ６、Ｓ４及び Ｓ０）を示す。表３はまた図５の格子線図５００中の太字で示した復号用のパスのための復号データを示す。従って表３は符号・復号（ＥＮＤＥＣ）テーブルになると考えられる。この表で第１列は初期状態であり、第２の列は目的地状態であり、第３の列は元のシリアル・データＵを含み、そして第４の列はディスク層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４のための符号化データを表す。
Figure 0004988418
記録層の一部又は全てが損傷して読み取れなくなる場合、本発明はその喪失したデータを再構成するのに使用できる。図６及び表４は本発明により喪失データを再構成するプロセスの一例を示す。その例では、層Ｌ２及びＬ３のデータが完全に喪失している。しかし図６は格子線図５００を通る訂正パスがどのパスかを調べるためにＰＲＭＬ（最小ハミング距離）を用いる。簡単のため、データ復元の３つのブランチだけを分析する。
データ復元の第１のブランチ（Ｉ＝０）は、層Ｌ２及びＬ３が完全に喪失しているので、ｘ及びｙがまだ分かっていない符号化データを表すときのデータ１ｘｙ１について訂正データ復元パスを見つけることを含む。Ｓ０からＳ０までのハミング距離は１ｘｙ１＜ＸＯＲ＞００００＝１ｘｙ１であり、一方、Ｓ０からＳ１までのハミング距離は１ｘｙ１＜ＸＯＲ＞１１１１＝０ｘｙ０である。Ｓ０ からＳ１までのハミング距離が小さいハミング距離なので、それは訂正パスであり、ブランチＩ＝０のための喪失データはｘ＝１及びｙ＝１として再構成される。
同様に、データ復元の第２のブランチ（Ｉ＝１）はデータ１ｘｙ０のための訂正データ復元パスを見つけることを含む。このＳ２からのハミング距離は１ｘｙ０＜ＸＯＲ＞０１１１＝１ｘｙ１である。一方、Ｓ１からＳ３のハミング距離は１ｘｙ０＜ＸＯＲ＞１０００＝０ｘｙ０である。Ｓ１からＳ３へのパスが小さいハミング距離なので、それが訂正パスであり、ブランチＩ＝２のための喪失データがｘ＝ｙ＝０として再構成できる。
最後に、データ復元の第３のブランチ（Ｉ＝２）はデータ０ｘｙ１のための訂正データ復元パスを見つけることを含む。Ｓ３からＳ６までのハミング距離が０ｘｙ１＜ＸＯＲ＞１１１０＝１ｘｙ１であり、一方、Ｓ３からＳ７までのハミング距離は０ｘｙ１＜ＸＯＲ＞０００１＝０ｘｙ０である。Ｓ３からＳ７までのパスが小さいハミング距離なので、それが訂正パスである。
Figure 0004988418
他の符号化・復号アルゴリズムも本発明を実施するのに使用できる。そのようなアルゴリズムの一つが、複数エラー訂正のために使用され且つガロア体ＧＦ（２ｍ）の有限演算に基く、ランダム誤り訂正巡回符号の一形式であるリード・ソロモン符号である。m=4のためのガロア体はＧＦ（２４）として示される。このガロア体の要素は、{０，１, α, α２,α３，α４，α５，α６，α７，α８，α９，α１０，α１１，α１２，α１３，α１４｝である。２つの要素αｉとαｊとを乗算するには、それらの指数を加算し、且つα１５が１に等しいという事実を利用する。
例えば、α１２＊α７＝α１９＝α１５α４＝α４である。
ｐ（Ｘ）＝１＋Ｘ＋Ｘ４により生成されるＧＦ（２４）という要素のための３つの表示値を表５に示す。
Figure 0004988418
ＧＦ（２４）に於ける２つの要素αｉとαｊとを加算するには、表５の多項表示を使用する。例えば以下のようになる。
α５＋α７＝（α＋α２）＋（１＋α＋α３）＝１＋α２＋α３＝α１３
ｔ個の記号を訂正するリード・ソロモン符号器のためのそのような生成器の多項は以下のとおりである。ｇ（Ｘ）＝（Ｘ＋α)（Ｘ＋α２)（Ｘ＋α３）．．．（Ｘ＋α２ｔ）
そのような生成器の多項をより良く理解するために、表５に示すように、ＧＦ（２４）からｔ＝３の記号を訂正するリード・ソロモン符号器について、その例の生成器の多項は以下のとおりである。
ｇ（Ｘ）＝（Ｘ＋α）（Ｘ＋α２）（Ｘ＋α３）（Ｘ＋α４）（Ｘ＋α５）（Ｘ＋α６）
ｇ（Ｘ）＝α６＋α９Ｘ＋α６Ｘ２＋α４Ｘ３＋α１４Ｘ４＋α１０Ｘ５＋Ｘ６
こうして、記憶媒体の複数層に跨って広がるデータに冗長性を提供するために、コンボリューション符号器の代替実施例としてリード・ソロモン符号器が使用できる。リード・ソロモン符号器はｎ＝２ｍ−１のブロック長と２ｔのパリティチェック・ディジットを有する。
本発明の他の特徴を図７に示す。ディスク７００は４つの層７０２、７０４、７０６、７０８を有する。一つの層から次の層に垂直方向に揃うように（即ち各層ごとに同じ開始アドレスでもって）データ・ビットから符号化された４つの表示ビットを記録するよりも、各表示ビットはそれが或る層上の、その隣接する層とは角度がずれた位置に記録されるような開始アドレスを与えられる。図７では、第１、第２、第３及び第４の層７０２、７０４、７０６、７０８上の夫々線Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤで示すように９０度となるようなずれである。他の角度のずれも使用できる。一番上の層７０２など、一つの層上の引っ掻き傷若しくは他の欠陥は、その層の特定の領域から表示ビットが読み出されるのを防止するかもしれないが、そのアレイ中の他の３つの表示ビットがその欠陥により覆い隠されることはないであろう。
本発明で説明した実施例を完全に機能的なコンピュータ・システムとそこに導入した管理ソフトウエアといった内容で記述して来たが、本発明で説明した実施例のソフトウエアの側面がプログラム製品として多様な形態で配布可能なこと、そして本発明の説明した実施例がその配布を実際に行うのに使用される特定の型の信号担持媒体に係わらず等しく適用できることを当業者は理解されたい。そのような信号担持媒体の例としては、フロッピー（登録商標）・ディスク、ハード・ディスク、ＣＤＲＯＭ などの記録可能なタイプの媒体、ディジタル及びアナログの通信リンクなどの伝送媒体を含む。
本発明の記述は説明目的で行われたものであり、本発明を漏れなく開示する意図もここに開示した特定の形態に制限する意図もない。多くの変形例は当業者には容易に考えられるであろう。実施例は本発明の原理、実用的な応用例をもっとも良く示すために選んで記述した。これはまたこの分野の他の当業者が特定の使用目的に合わせていろいろな変形を加えたいろいろな実施例を理解できるようにするためである。更に、方法とシステムについて前述のとおり説明してきたが、回転する記憶媒体の複数の層にデータを読み書きするための命令を含むコンピュータ・プログラムやプログラム製品もこの分野で必要性がある。
本発明を使用することができるハード・ディスクのスタック（積層体）を示す図である。 本発明を使用することができる多層の光ディスクを示す図である。 本発明による符号器を実施するのに使用できる状態図の一例である。 本発明で実施できるコンボリューション符号器の一例を示すブロック図である。 本発明で実施できる復号器を実施するのに使用できる格子線図である。 喪失したデータを再構成するのに使用されるＰＲＭＬパスを示す図である。 角度がずれた複数の層にデータが記録された本発明の更なる実施例を示す図である。
符号の説明
４００ コンボリューション符号器
４０２ 第１のレジスタ
４０４ 第２のレジスタ
４０６ 第３のレジスタ
４０８ 第１の加算器
４１０ 第２の加算器
４１２ 第３の加算器
４１４ 第４の加算器

Claims (21)

  1. 回転する記憶媒体の複数の層にデータを読み書きする方法であって、
    複数Ｌの記録可能な層を有する回転する記憶媒体に記録されるデータ・ストリームＵであって、Ｕ（Ｊ）が当該データ・ストリームＵ中の第Ｊのビットを表す一連のデータ・ビットを有する前記データ・ストリームを受け取るステップと、
    各データ・ビットＵ（Ｊ）をＸ個の表示ビットＢ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）に符号化するステップと、
    前記記憶媒体の第１の層上に第１の表示ビットＢ（１，Ｊ）を記録し、前記記憶媒体の第２の層上に第２の表示ビットＢ（２，Ｊ）を記録し、前記記憶媒体の層上に残りの表示ビットを記録するステップであって、第Ｌの層上に第Ｌの表示ビットを記録するのに続いて、全ての表示ビットが記録されるまで、前記第１の層から前記第Ｌの層まで残りの表示ビットを繰り返し記録するステップと、
    前記記憶媒体から前記記録されたデータＵを読み出すリクエストを受け取るステップと、前記記憶媒体から複数のＸ個の表示ビットＢ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）を呼び戻すステップと、
    複数のＸ個の表示ビットＢ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）を元のデータ・ビットＵ（Ｊ）に復号するステップと、
    を含む方法。
  2. 前記符号化するステップが、各データ・ビットＵ（Ｊ）をコンボリューション符号化するステップを含み、且つ
    前記復号するステップが、ＰＲＭＬ復号アルゴリズムを実行するステップを含む、
    請求項１に記載の方法。
  3. 前記符号化するステップが、リード・ソロモン符号化アルゴリズムを実行するステップを含み、
    前記復号するステップが、リード・ソロモン復号アルゴリズムを実行するステップを含む、
    請求項１に記載の方法。
  4. 前記ＸがＬであり、且つ
    前記残りの表示ビットがビットＢ（３，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）を含むことと、
    前記残りの表示ビットを記録するステップが、残りの表示ビットＢ（３，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）を前記記憶媒体の第３乃至第Ｌの層に記録するステップを含む、請求項１に記載の方法。
  5. 前記ＸがＬの予め定義された整数Ｍ倍であり、且つ
    前記残りの表示ビットが表示ビットＢ（３，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）を含むことと、
    前記表示ビットを記録するステップが、
    前記残りの表示ビットＢ（３，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）を、夫々Ｌ個の表示ビットを含むＭグループにグループ分けするステップと、
    前記記憶媒体の第１グループの前記Ｌ個の表示ビットＢ（１，Ｊ），．．．Ｂ（Ｌ，Ｊ）を第１乃至第Ｌの層に夫々記録するステップと、
    一つおきのグループのＬ個の表示ビットを夫々前記記憶媒体の前記第１乃至第Ｌの層に記録するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
  6. 前記データ・ストリームＵの複数のデータ・ビットを並列に符号化するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
  7. 前記回転する記憶媒体が、Ｌ個の記録可能な層を有する光ディスクを含む、請求項１に記載の方法。
  8. 前記回転する記憶媒体が、Ｌ個の記録可能な磁気面を有するハード・ディスク・スタックを含む、請求項１に記載の方法。
  9. 前記表示ビットを記録するステップが、隣接する層上の表示ビットの開始位置から所定量ずつ角方向にずれた夫々の層上の開始位置に書く表示ビットを記録するステップを含む、請求項１に記載の方法。
  10. 回転する記憶媒体の複数の層にデータを読み書きするように動作可能なデータ記憶装置であって、
    複数Ｌの記録可能な層を有する回転する記憶媒体に記録されるデータ・ストリームＵであって、Ｕ（Ｊ）が当該データ・ストリームＵ中の第Ｊのビットを表す一連のデータ・ビットを有する前記データ・ストリームを受け取るように結合されたデータ入力と、
    各データ・ビットＵ（Ｊ）をＸ個の表示ビットＢ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）に符号化する符号器と、
    前記記憶媒体の第１の層上に第１の表示ビットＢ（１，Ｊ）を記録し、前記記憶媒体の第２の層上に第２の表示ビットＢ（２，Ｊ）を記録し、前記記憶媒体の層上に残りの表示ビットを記録する手段であって、第Ｌの層上に第Ｌの表示ビットを記録するのに続いて、全ての表示ビットが記録されるまで、前記第１の層から前記第Ｌの層まで残りの表示ビットを繰り返し記録する手段と、
    前記記憶媒体から前記記録されたデータＵを読み出すリクエストを受け取るためのコマンド入力と、
    前記記憶媒体から複数のＸ個の表示ビットＢ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）を呼び戻す手段と、
    複数のＸ個の表示ビットＢ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）を元のデータ・ビットＵ（Ｊ）に復号する復号器と、を含むデータ記憶装置。
  11. 前記符号器がコンボリューション符号器を含み、
    前記復号器がＰＲＭＬ復号器を含む、請求項１０に記載のデータ記憶装置。
  12. 前記Ｘが４であり、且つ符号器が
    直列に結合された第１、第２及び第３のシフト・レジスタであって、各シフト・レジスタが入力及び出力を有し、前記第１のシフト・レジスタの入力が前記データ入力に結合されたものと、
    第１、第２、第３及び第４のモジュロ２の加算器であって、
    各加算器が前記Ｘ個の表示ビットのうちの対応する一つのための出力を有し、
    前記第１の加算器が前記データ入力及び前記第１及び前記第３のシフト・レジスタの前記出力に結合された入力を有し、
    前記第２の加算器が前記データ入力及び前記第１及び前記第３のシフト・レジスタの前記出力に結合された入力を有し、
    前記第３の加算器が前記データ入力及び前記第１及び前記第３のシフト・レジスタの前記出力に結合された入力を有し、
    前記第４の加算器が前記データ入力及び前記第１及び各シフト・レジスタの前記出力に結合された入力を有する前記加算器とを含む、請求項１１に記載のデータ記憶装置。
  13. 前記復号器が格子復号器を含む、請求項１１に記載のデータ記憶装置。
  14. 前記符号器がリード・ソロモン符号器を含み、
    前記復号器がリード・ソロモン復号器を含む、請求項１０に記載のデータ記憶装置。
  15. 前記回転する記憶媒体が、Ｌ個の記録可能な層を有する光ディスクを含む、請求項１０のデータ記憶装置。
  16. 前記回転する記憶媒体が、Ｌ個の記録可能な磁気面を有するハード・ディスク・スタックを含む、請求項１０に記載のデータ記憶装置。
  17. 回転する記憶媒体の複数の層にデータを読み書きするために、
    複数Ｌの記録可能な層を有する回転する記憶媒体に記録されるデータ・ストリームＵであって、Ｕ（Ｊ）が当該データ・ストリームＵ中の第Ｊのビットを表す一連のデータ・ビットを有する前記データ・ストリームを受け取るステップと、
    各データ・ビットＵ（Ｊ）をＸ個の表示ビットＢ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）に符号化するステップと、
    前記記憶媒体の第１の層上に第１の表示ビットＢ（１，Ｊ）を記録し、前記記憶媒体の第２の層上に第２の表示ビットＢ（２，Ｊ）を記録し、前記記憶媒体の層上に残りの表示ビットを記録するステップであって、第Ｌの層上に第Ｌの表示ビットを記録するのに続いて、全ての表示ビットが記録されるまで、前記第１の層から前記第Ｌの層まで残りの表示ビットを繰り返し記録するステップと、
    前記記憶媒体から前記記録されたデータＵを読み出すリクエストを受け取るステップと、前記記憶媒体から複数のＸ個の表示ビットＢ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）を呼び戻すステップと、
    複数のＸ個の表示ビットＢ（１，Ｊ），Ｂ（２，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）を元のデータ・ビットＵ（Ｊ）に復号するステップとを、
    コンピュータに実行させるプログラム。
  18. 前記符号化するステップが、各データ・ビットＵ（Ｊ）をコンボリューション符号化するステップを含み、且つ
    前記復号するステップが、ＰＲＭＬ復号アルゴリズムを実行するステップを含む、
    請求項１７に記載のプログラム。
  19. 前記ＸがＬの予め定義された整数Ｍ倍であり、且つ
    前記残りの表示ビットが表示ビットＢ（３，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）を含むことと、
    前記表示ビットを記録するステップが、
    前記残りの表示ビットＢ（３，Ｊ），．．．Ｂ（Ｘ，Ｊ）を、夫々Ｌ個の表示ビットを含むＭグループにグループ分けするステップと、
    前記記憶媒体の第１グループの前記Ｌ個の表示ビットＢ（１，Ｊ），．．．Ｂ（Ｌ，Ｊ）を第１乃至第Ｌの層に夫々記録するステップと、
    一つおきのグループのＬ個の表示ビットを夫々前記記憶媒体の前記第１乃至第Ｌの層に記録するステップとを含む、請求項１７に記載のプログラム。
  20. 前記回転する記憶媒体が、Ｌ個の記録可能な層を有する光ディスクを含む、請求項１７に記載のプログラム。
  21. 前記回転する記憶媒体が、Ｌ個の記録可能な磁気面を有するハード・ディスク・スタックを含む、請求項１７に記載のプログラム。
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