JPWO2003083862A1 - データ記録再生方法及びデータ記録再生装置 - Google Patents

Abstract

本発明の具体例として示すディスクドライブ装置（１０）は、ＡＤＩＰのクラスタアドレスのＡＣ０〜ＡＣ１２をアドレスユニットのＡＵ６〜ＡＵ１８に対応付け、ＡＵ５には、前半クラスタ（セクタＦＣ〜０Ｄ）のとき０、後半クラスタ（セクタ０Ｅ〜１Ｆ）のとき１となるセクタアドレスの上位桁を対応付け、ランドグルーブ記録のような記録領域を複数有するディスクの記録領域を識別するためのアドレスビットＡＢＬＧは０とし、これらのＡＵ５〜ＡＵ１８、ＡＢＬＧの各ビットを疑似乱数発生用の１６ビットシフトレジスタのうちの下位側から１５ビット分の各ビットｓ０〜ｓ１４に対応付ける。また、最上位ビットｓ１５には１を対応付ける。これにより、高密度記録データに対して誤り訂正能力を向上できる。

Description

技術分野
本発明は、データ記録再生装置及びデータ記録再生方法に関し、特に、発生した乱数に基づいて記録するデータをスクランブル処理するデータ記録再生装置及びデータ記録再生方法に関する。
本出願は、日本国において２００２年３月２９日に出願された日本特許出願番号２００２−０９８０４８を基礎として優先権を主張するものであり、この出願は参照することにより、本出願に援用される。
背景技術
映像データや音声データ、或いは計算機用のデータ等の各種のソフトウェアを記録する記録媒体として、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の記録媒体が普及している。
また、近年では、高能率符号化技術の発達につれて、映像データをはじめとしてあらゆる種類のデータが帯域圧縮され、デジタルデータとして扱われるようになってきている。これに伴い、記録媒体の大容量化並びに記録密度の向上が要求されている。しかし、記録媒体の記録密度を向上させると、記録媒体から読み出された信号１と信号０の差が小さくなるため、読み取りマージンが小さくなり、再生された信号の品質の劣化を招きやすい。このような再生信号の品質劣化を回避するには、例えば、記録媒体に信号を記録する際に、この記録信号の低周波数成分を抑制すればよい。これは、記録媒体から再生された信号には低周波ノイズが多く含まれているためである。しかし、この低周波ノイズをフィルタで除去してＳ／Ｎを向上させた際に、再生信号の必要な低周波数成分をもカットしてしまう。そこで、記録信号の低周波数成分を予め抑制して、その影響を回避する技術や、低周波数成分を抑制し得るデータの符号化方式が提案されている。
しかしながら、この符号化方式を適用しても、低周波成分を抑制し得ないデータのパターンが長く続くことがあるので、この確率を下げるために、データのスクランブルを行うことが有効である。
ところで、記録媒体にデータを記録し、これを再生する場合は、適宜に規定された大きさのデータを単位（以下、セクタと記す。）とし、このセクタで記録及び再生を行っている。このセクタに記録される符号は、記録及び再生装置の通信の周波数帯域幅を狭くするために、そのランレングスが制限されている。ランレングスを制限されたセクタのデータを記録及び再生するときに、エラーが一旦発生すると、このエラー箇所だけでなく、これに引き続くデータの部分にもエラーが伝播することが知られている。これを防ぐために、セクタには、一定間隔毎に、記録データと見分けがつくような予め定められたシンクコードとよばれるパターンを記録するようにしている。
光ディスク等では、スクランブル回路は、主データの入力に伴う論理アドレスの一部、例えば上位４ビットをシード選択信号として入力し、１６の各論理アドレス毎にスクランブルデータを変更している。ここでのスクランブルデータとは、相互に異なる１６種類の各疑似乱数系列の何れかを示すもので、各セクタ毎にスクランブルデータによって各疑似乱数系列を順次選択し、この選択した疑似乱数系列によって、１セクタのデータをスクランブルしている。
このようなスクランブル回路は、主データと、所定の多項式によって示されるＭ系列（Ｍａｘｉｍｕｍ ｌｅｎｇｔｈ ｓｅｑｕｅｎｃｅ系列）から生成される乱数との排他的論理和を両者のデータの各ビット毎に求めている。
ところが、記録するデータ列がテキストデータ等の場合、上述のようなスクランブルを行ってランダムデータを生成しても比較的単調なランダムデータパターンになってしまう。このようなランダムデータは、特に高密度記録に対してはエラー訂正能力に欠け、記録再生特性が低下するといった問題点があった。
発明の開示
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、高密度記録データに対して誤り訂正能力を向上するデータ記録再生装置及びデータ記録再生装置を提供することにある。
本発明に係るデータ記録再生方法は、所定数のセクタをブロック化してクラスタが形成され、クラスタに対応するクラスタアドレス及びセクタに対応するセクタアドレスから成る第１のアドレス情報が予め所定の変調を施されて記録された記録媒体上にセクタ単位より短いデータセクタ単位でデータを高密度記録するデータ記録再生方法において、記録媒体からクラスタアドレス及びセクタアドレスから成る第１のアドレス情報を再生するステップと、再生された第１のアドレス情報中のクラスタアドレスに基づいて第２のアドレス情報を生成するとともに記録媒体の記録領域を特定する識別情報を付加するステップと、生成された第２のアドレス情報及び識別情報を乱数の初期値として乱数を発生させるステップと、発生した乱数に基づいてデータセクタをスクランブル処理するステップと、スクランブル処理されたデータセクタを記録媒体に記録するステップとからなる。
記録媒体の記録領域が単一の場合、識別子は固定値であり、識別情報を表す少なくとも１ビットと、アドレスを表す複数ビットと、最上位桁を１とするビットとを連結して得られる複数ビットの数値を乱数の初期値とする。
また、乱数発生は、生成多項式に対応するシフトレジスタに生成された第２のアドレス情報及び識別情報を初期値としてロードすることにより開始され、データの所定単位毎に対応するアドレスに基づく乱数のシードを初期値としてロードする。スクランブル処理は、データと発生された乱数との排他的論理和（Ｅｘ−ＯＲ）を取ることで行われる。
更に、本発明に係るデータ記録再生装置は、所定数のセクタをブロック化してクラスタが形成され、クラスタに対応するクラスタアドレス及びセクタに対応するセクタアドレスから成る第１のアドレス情報が予め所定の変調を施されて記録された記録媒体にセクタ単位より短いデータセクタ単位でデータを高密度記録するデータ記録再生装置において、記録媒体からクラスタアドレス及びセクタアドレスから成る第１のアドレス情報を再生する再生手段と、再生手段にて再生された第１のアドレス情報中のクラスタアドレスに基づいて第２のアドレス情報を生成するとともに記録媒体の記録領域を特定する識別情報を付加するアドレス生成手段と、アドレス生成手段にて生成された第２のアドレス情報及び識別情報を乱数の初期値として乱数を発生させる乱数発生手段と、乱数発生手段にて発生した乱数に基づいてデータセクタをスクランブル処理するスクランブル処理手段と、スクランブル処理されたデータセクタを記録媒体に記録する記録手段とを備える。
ここで、記録領域の数が単一の記録媒体に対しては、識別情報を固定値とし、識別情報を表す少なくとも１ビットと、アドレスを表す複数ビットと、最上位桁を１とするビットとを連結して得られる複数ビットの数値を乱数のシードとする。
乱数発生は、生成多項式に対応するシフトレジスタに第２のアドレス情報及び識別情報を初期値としてロードすることにより開始され、データの所定単位毎に対応するアドレスに基づく乱数のシードを初期値としてロードする。スクランブル処理は、データと発生された乱数との排他的論理和（Ｅｘ−ＯＲ）を取ることにより行われる。
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施例の説明から一層明らかにされる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の具体的な実施例を図面を参照して説明する。
本発明は、アドレスが付された記録領域を有する記録媒体にデータを記録する際に、記録領域として複数の記録領域を持ち得るように予め規定された規格に基づく複数の記録領域の１つを識別するための識別情報とアドレスとから得られる値を乱数のシードとし、この乱数に基づいてデータをスクランブル処理することによって、記録領域毎に異なるスクランブルデータを得るものである。これにより、記録データの単調化が防止され、高密度記録データに対して高い誤り訂正能力を発揮するようにしたものである。
このディスクドライブ装置は、従来の光磁気記録方式を採用したディスク状記録媒体に対して、このディスク状記録媒体の記録再生方式として通常用いられ記録フォーマットとは異なる信号方式を適用することによって、従来の光磁気記録媒体の記録容量を増加することを実現したものである。さらに、高密度記録技術及び新規ファイルシステムを適用することによって、従来の光磁気記録媒体と筐体外形及び記録再生光学系に互換性を有しつつ、記録容量を飛躍的に増加することを可能にした記録形式を提供するものである。
本具体例では、ディスク状の光磁気記録媒体として、ミニディスク（登録商標）方式の記録媒体に適用した場合に関して説明する。ここでは、特に、通常用いられる記録形式とは異なる形式を適用することによって、従来の光磁気記録媒体を用いて、その記録容量を増加することを実現したディスクを「次世代ＭＤ１」とし、高密度記録可能な新規記録媒体に対して新規記録形式を適用することにより、記録容量の増加を実現したディスクを「次世代ＭＤ２」として説明する。
以下では、次世代ディスクＭＤ１及び次世代ディスクＭＤ２の仕様例を説明するとともに、本発明に係るアドレス変換方法を適用してこれら両ディスクに対する記録データを生成する処理について説明する。
１．ディスク仕様及びエリア構造
まず、従来のミニディスク、次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２の仕様について図１を用いて説明する。ミニディスク（及びＭＤ−ＤＡＴＡ）の物理フォーマットは、以下のように定められている。トラックピッチは、１．６μｍ、ビット長は、０．５９μｍ／ｂｉｔとなる。また、レーザ波長λは、λ＝７８０ｎｍであり、光学ヘッドの開口率は、ＮＡ＝０．４５としている。記録方式としては、グルーブ（ディスク盤面上の溝）をトラックとして記録再生に用いるグルーブ記録方式を採用している。また、アドレス方式としては、ディスク盤面上にシングルスパイラルのグルーブを形成し、このグルーブの両側に対して所定の周波数（２２．０５ＫＨｚ）で蛇行したウォブル（Ｗｏｂｂｌｅ）を形成し、絶対アドレスを上記周波数を基準にＦＭ変調してウォブルドグルーブトラックに記録する方式を採っている。なお、本明細書では、ウォブルとして記録される絶対アドレスをＡＤＩＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ ｉｎ Ｐｒｅ−ｇｒｏｏｖｅ）ともいう。
従来のＭＤでは、メインデータ部である３２セクタにリンクセクタである４セクタを付加して合計３６セクタを１クラスタ単位として記録を行っている。上記ＡＤＩＰ信号はクラスタアドレス、セクタアドレスから構成される。上記クラスタアドレスは、８ビットのクラスタＨと８ビットのクラスタＬとから構成され、セクタアドレスは、４ビットのセクタから構成される。
また、従来のミニディスクでは、記録データの変調方式としてＥＦＭ（８−１４変換）変調方式が採用されている。また、誤り訂正方式としては、ＡＣＩＲＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｒｏｓｓ Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ Ｃｏｄｅ）を用いている。データインタリーブには、畳み込み型を採用している。これにより、データの冗長度は、４６．３％となっている。
また、従来のミニディスクにおけるデータの検出方式は、ビットバイビット方式であって、ディスク駆動方式としては、ＣＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）が採用されている。ＣＬＶの線速度は、１．２ｍ／ｓである。
記録再生時の標準のデータレートは、１３３ｋＢ／ｓ、記録容量は、１６４ＭＢ（ＭＤ−ＤＡＴＡでは、１４０ＭＢ）である。また、データの最小書換単位（単位クラスタ）は、上述のように３２個のメインセクタと４個のリンクセクタによる３６セクタで構成されている。
続いて、本具体例として示す次世代ＭＤ１に関して説明する。次世代ＭＤ１は、上述した従来のミニディスクと記録媒体の物理的仕様は、同一である。そのため、トラックピッチは、１．６μｍ、レーザ波長λは、λ＝７８０ｎｍであり、光学ヘッドの開口率は、ＮＡ＝０．４５である。記録方式としては、グルーブ記録方式を採用している。また、アドレス方式は、ＡＤＩＰを利用する。このように、ディスクドライブ装置における光学系の構成やＡＤＩＰアドレス読出方式、サーボ処理は、従来のミニディスクと同様であるため、従来ディスクとの互換性が達成されている。
次世代ＭＤ１は、記録データの変調方式として、高密度記録に適合したＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調方式（ＲＬＬ；Ｒｕｎ Ｌｅｎｇｔｈ Ｌｉｍｉｔｅｄ、ＰＰ：Ｐａｒｉｔｙ ｐｒｅｓｅｒｖｅ／Ｐｒｏｈｉｂｉｔ ｒｍｔｒ（ｒｅｐｅａｔｅｄ ｍｉｎｉｍｕｍ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｒｕｎｌｅｎｇｔｈ））を採用している。また、誤り訂正方式としては、より訂正能力の高いＢＩＳ（Ｂｕｒｓｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｓｕｂｃｏｄｅ）付きのＲＳ−ＬＤＣ（Ｒｅｅｄ Ｓｏｌｏｍｏｎ−Ｌｏｎｇ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｃｏｄｅ）方式を用いている。
具体的には、ホストアプリケーション等から供給されるユーザデータの２０４８バイトに４バイトのＥＤＣ（Ｅｒｒｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）を付加した２０５２バイトを１セクタ（データセクタ、後述するディスク上の物理セクタとは異なる）とし、図２に示すように、Ｓｅｃｔｏｒ０〜Ｓｅｃｔｏｒ３１の３２セクタを３０４列×２１６行のブロックにまとめる。ここで、各セクタの２０５２バイトに対しては、所定の疑似乱数との排他的論理和（Ｅｘ−ＯＲ）をとるようなスクランブル処理が施される。このスクランブル処理されたブロックの各列に対して３２バイトのパリティを付加して、３０４列×２４８行のＬＤＣ（Ｌｏｎｇ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｃｏｄｅ）ブロックを構成する。このＬＤＣブロックにインタリーブ処理を施して、１５２列×４９６行のブロック（Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ ＬＤＣ Ｂｌｏｃｋ）とし、これを図３に示すように３８列ずつ１列の上記ＢＩＳを介して配列することで１５５列×４９６行の構造とし、さらに先頭位置に２．５バイト分のフレーム同期コード（Ｆｒａｍｅ Ｓｙｎｃ）を付加して、１行を１フレームに対応させ、１５７．５バイト×４９６フレームの構造とする。この図３の各行が、後述する図９に示す１レコーディングブロック（クラスタ）内のデータ領域のＦｒａｍｅ１０〜Ｆｒａｍｅ５０５の４９６フレームに相当する。
以上のデータ構造において、データインタリーブは、ブロック完結型とする。これによりデータの冗長度は、２０．５０％になる。また、データの検出方式として、ＰＲ（１，２，１）ＭＬによるビタビ復号方式を用いる。
ディスク駆動方式には、ＣＬＶ方式を用い、その線速度は、２．４ｍ／ｓとする。記録再生時の標準データレートは、４．４ＭＢ／ｓである。この方式を採用することにより、総記録容量を３００ＭＢにすることができる。変調方式をＥＦＭからＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調方式とすることによって、ウインドウマージンが０．５から０．６６６となるため、１．３３倍の高密度化が実現できる。また、データの最小書換単位であるクラスタは、１６セクタ、６４ｋＢで構成される。このように記録変調方式をＣＩＲＣ方式からＢＩＳ付きのＲＳ−ＬＤＣ方式及びセクタ構造の差異とビタビ復号を用いる方式にすることで、データ効率が５３．７％から７９．５％となるため、１．４８倍の高密度化が実現できる。
これらを総合すると、次世代ＭＤ１は、記録容量を従来ミニディスクの約２倍である３００ＭＢにすることができる。
一方、次世代ＭＤ２は、例えば、磁壁移動検出方式（ＤＷＤＤ：Ｄｏｍａｉｎ Ｗａｌｌ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）等の高密度化記録技術を適用した記録媒体であって、上述した従来ミニディスク及び次世代ＭＤ１とは、物理フォーマットが異なっている。次世代ＭＤ２は、トラックピッチが１．２５μｍ、ビット長が０．１６μｍ／ｂｉｔであり、線方向に高密度化されている。
また、従来ミニディスク及び次世代ＭＤ１との互換を採るため、光学系、読出方式、サーボ処理等は、従来の規格に準じて、レーザ波長λは、λ＝７８０ｎｍ、光学ヘッドの開口率は、ＮＡ＝０．４５とする。記録方式は、グルーブ記録方式、アドレス方式は、ＡＤＩＰを利用した方式とする。また、筐体外形も従来ミニディスク及び次世代ＭＤ１と同一規格とする。
但し、従来ミニディスク及び次世代ＭＤ１と同等の光学系を用いて、上述のように従来より狭いトラックピッチ及び線密度（ビット長）を読み取る際には、デトラックマージン、ランド及びグルーブからのクロストーク、ウォブルのクロストーク、フォーカス漏れ、ＣＴ信号等における制約条件を解消する必要がある。そのため、次世代ＭＤ２では、グルーブの溝深さ、傾斜、幅等を変更した点が特徴的である。具体的には、グルーブの溝深さを１６０ｎｍ〜１８０ｎｍ、傾斜を６０°〜７０°、幅を６００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲と定める。
また、次世代ＭＤ２は、記録データの変調方式として、高密度記録に適合したＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調方式（ＲＬＬ；Ｒｕｎ Ｌｅｎｇｔｈ Ｌｉｍｉｔｅｄ、ＰＰ：Ｐａｒｉｔｙ ｐｒｅｓｅｒｖｅ／Ｐｒｏｈｉｂｉｔ ｒｍｔｒ（ｒｅｐｅａｔｅｄ ｍｉｎｉｍｕｍ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｒｕｎｌｅｎｇｔｈ））を採用している。また、誤り訂正方式としては、より訂正能力の高いＢＩＳ（Ｂｕｒｓｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｓｕｂｃｏｄｅ）付きのＲＳ−ＬＤＣ（Ｒｅｅｄ Ｓｏｌｏｍｏｎ−Ｌｏｎｇ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｃｏｄｅ）方式を用いている。
データインタリーブは、ブロック完結型とする。これによりデータの冗長度は、２０．５０％になる。またデータの検出方式は、ＰＲ（１，−１）ＭＬによるビタビ復号方式を用いる。また、データの最小書換単位であるクラスタは、１６セクタ、６４ｋＢで構成されている。
ディスク駆動方式には、ＺＣＡＶ（Ｚｏｎｅ Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ａｎｇｕｌａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式を用い、その線速度は、２．０ｍ／ｓとする。記録再生時の標準データレートは、９．８ＭＢ／ｓである。したがって、次世代ＭＤ２では、ＤＷＤＤ方式及びこの駆動方式を採用することにより、総記録容量を１ＧＢにできる。
本具体例に示す次世代ＭＤ１の盤面上のエリア構造例を図４、図５に模式的に示す。次世代ＭＤ１は、従来ミニディスクと同じ媒体であって、ディスクの最内周側は、プリマスタードエリアとして、ＰＴＯＣ（Ｐｒｅｍａｓｔｅｒｅｄ Ｔａｂｌｅ Ｏｆ Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）が設けられている。ここには、ディスク管理情報が物理的な構造変形によるエンボスピットとして記録されている。
プリマスタードエリアより外周は、光磁気記録可能なレコーダブルエリアとされ、記録トラックの案内溝としてのグルーブが形成された記録再生可能領域である。このレコーダブルエリアの最内周側は、ＵＴＯＣ（Ｕｓｅｒ Ｔａｂｌｅ Ｏｆ Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）領域であって、このＵＴＯＣ領域には、ＵＴＯＣ情報が記述されるとともに、プリマスタードエリアとの緩衝エリアや、レーザ光の出力パワー調整等のために用いられるパワーキャリブレーションエリアが設けられている。
次世代ＭＤ２は、図５に示すように、高密度化を図るためにプリピットを用いない。したがって、次世代ＭＤ２には、ＰＴＯＣ領域がない。次世代ＭＤ２には、レコーダブルエリアのさらに内周領域に、著作権保護のための情報、データ改竄チェックのための情報、他の非公開情報等を記録するユニークＩＤエリア（Ｕｎｉｑｕｅ ＩＤ；ＵＩＤ）が設けられている。このＵＩＤエリアは、次世代ＭＤ２に適用されるＤＷＤＤ方式とは異なる記録方式で記録されている。
なお、ここでは、次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２に音楽データ用のオーディオトラックとデータトラックとをディスク上に混在記録することもできる。この場合、例えば、図６に示すように、データエリアに少なくとも１つのオーディオトラックが記録されたオーディオ記録領域ＡＡと、少なくとも１つのデータトラックが記録されたＰＣ用データ記録領域ＤＡとがそれぞれ任意の位置に形成されることになる。
一連のオーディオトラックやデータトラックは、ディスク上で必ずしも物理的に連続して記録される必要はなく、図６に示すように複数のパーツに分割して記録されていてもよい。パーツとは、物理的に連続して記録される区間を示す。すなわち、図６のように物理的に離れた２つのＰＣデータ記録領域が存在する場合でも、データトラックの数としては、１つの場合もあり、複数の場合もある。但し、図６は、次世代ＭＤ１の物理的仕様に関して示したものであるが、次世代ＭＤ２に関しても同様に、オーディオ記録領域ＡＡとＰＣ用データ記録領域ＤＡとを混在して記録することができる。
上述した物理的仕様を有する次世代ＭＤ１と次世代ＭＤ２との互換性を有した記録再生装置の具体例に関しては、後段で詳細に説明する。
２．ディスクの管理構造
図７及び図８に基づいて、本具体例のディスクの管理構造を説明する。図７は、次世代ＭＤ１のデータ管理構造を示したものであり、図８は、次世代ＭＤ２のデータ管理構造を示したものである。
次世代ＭＤ１では、上述したように、従来のミニディスクと同一の媒体であるため、次世代ＭＤ１では、従来ミニディスクで採用されているように書換不可能なエンボスピットによりＰＴＯＣが記録されている。このＰＴＯＣには、ディスクの総容量、ＵＴＯＣ領域におけるＵＴＯＣ位置、パワーキャリブレーションエリアの位置、データエリアの開始位置、データエリアの終了位置（リードアウト位置）等が管理情報として記録されている。
次世代ＭＤ１では、ＡＤＩＰアドレス００００〜０００２には、レーザの書込出力を調整するためのパワーキャリブレーションエリア（Ｒｅｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ａｒｅａ）が設けられている。続く０００３〜０００５には、ＵＴＯＣが記録される。ＵＴＯＣには、トラック（オーディオトラック／データトラック）の記録・消去等に応じて書き換えられる管理情報が含まれ、各トラック及びトラックを構成するパーツの開始位置、終了位置等を管理している。また、データエリアにおいて未だトラックが記録されていないフリーエリア、すなわち書込可能領域のパーツも管理している。ＵＴＯＣ上では、ＰＣ用データ全体をＭＤオーディオデータによらない１つのトラックとして管理している。そのため、仮にオーディオトラックとデータトラックとを混在記録したとしても、複数のパーツに分割されたＰＣ用データの記録位置を管理できる。
また、ＵＴＯＣデータは、このＵＴＯＣ領域における特定のＡＤＩＰクラスタに記録され、ＵＴＯＣデータは、このＡＤＩＰクラスタ内のセクタ毎に、その内容が定義されている。具体的には、ＵＴＯＣセクタ０（このＡＤＩＰクラスタ内の先頭のＡＤＩＰセクタ）は、トラックやフリーエリアにあたるパーツを管理しており、ＵＴＯＣセクタ１及びセクタ４は、トラックに対応した文字情報を管理している。また、ＵＴＯＣセクタ２には、トラックに対応した記録日時を管理する情報が書き込まれる。
ＵＴＯＣセクタ０は、記録されたデータや記録可能な未記録領域、さらにデータの管理情報等が記録されているデータ領域である。例えば、ディスクにデータを記録する際、ディスクドライブ装置は、ＵＴＯＣセクタ０からディスク上の未記録領域を探し出し、ここにデータを記録する。また、再生時には、再生すべきデータトラックが記録されているエリアをＵＴＯＣセクタ０から判別し、そのエリアにアクセスして再生動作を行う。
なお、次世代ＭＤ１では、ＰＴＯＣ及びＵＴＯＣは、従来のミニディスクシステムに準拠する方式、ここではＥＦＭ変調方式により変調されたデータとして記録されている。したがって、次世代ＭＤ１は、ＥＦＭ変調方式により変調されたデータとして記録された領域と、ＲＳ−ＬＤＣ及びＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調方式で変調された高密度データとして記録された領域とを有することになる。
また、ＡＤＩＰアドレス００３２に記述されるアラートトラックには、従来ミニディスクのディスクドライバ装置に次世代ＭＤ１を挿入したとしても、この媒体が従来ミニディスクのディスクドライバ装置に対応していないことを知らせるための情報が格納されている。この情報は、「このディスクは、この再生装置に対応していないフォーマットです。」等の音声データ、或いは警告音データとしてもよい。また、表示部を備えるディスクドライバ装置であれば、この旨を表示するためのデータであってもよい。このアラートトラックは、従来ミニディスクに対応したディスクドライバ装置でも読取可能なように、ＥＦＭ変調方式によって記録されている。
ＡＤＩＰアドレス００３４には、次世代ＭＤ１のディスク情報を表したディスクディスクリプションテーブル（Ｄｉｓｃ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ；ＤＤＴ）が記録される。ＤＤＴには、フォーマット形式、ディスク内論理クラスタの総数、媒体固有のＩＤ、このＤＤＴの更新情報、不良クラスタ情報等が記述される。
ＤＤＴ領域からは、ＲＳ−ＬＤＣ及びＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調方式で変調された高密度データとして記録されるため、アラートトラックとＤＤＴとの間には、ガードバンド領域が設けられている。
また、ＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調方式で変調された高密度データが記録される最も若いＡＤＩＰアドレス、すなわち、ＤＤＴの先頭アドレスには、ここを００００とする論理クラスタ番号（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｎｕｍｂｅｒ；ＬＣＮ）が付される。１論理クラスタは、６５，５３６バイトであり、この論理クラスタが読み書き最小単位となる。なお、ＡＤＩＰアドレス０００６〜００３１は、リザーブされている。
続くＡＤＩＰアドレス００３６〜００３８には、認証によって公開可能となるセキュアエリア（Ｓｅｃｕｒｅ Ａｒｅａ）が設けられている。このセキュアエリアによって、データを構成する各クラスタの公開可・不可等の属性を管理している。特に、このセキュアエリアでは、著作権保護のための情報、データ改竄チェックのための情報等を記録する。また、このほかの各種の非公開情報を記録することができる。この公開不可領域は、特別に許可された特定外部機器のみが限定的にアクセスできるようになっており、このアクセス可能な外部機器を認証する情報も含まれる。
ＡＤＩＰアドレス００３８からは、書込及び読取自由なユーザエリア（Ｕｓｅｒ Ａｒｅａ）（任意データ長）とスペアエリア（Ｓｐａｒｅ Ａｒｅａ）（データ長８）とが記述される。ユーザエリアに記録されたデータは、ＬＣＮの昇順に並べたとき、先頭から２，０４８バイトを１単位としたユーザセクタ（Ｕｓｅｒ Ｓｅｃｔｏｒ）に区切られており、ＰＣ等の外部機器からは、先頭のユーザセクタを００００とするユーザセクタ番号（Ｕｓｅｒ Ｓｅｃｔｏｒ Ｎｕｍｂｅｒ；ＵＳＮ）を付してＦＡＴファイルシステムにより管理されている。
続いて、次世代ＭＤ２のデータ管理構造について図８を用いて説明する。次世代ＭＤ２は、ＰＴＯＣエリアを持たない。そのため、ディスクの総容量、パワーキャリブレーションエリアの位置、データエリアの開始位置、データエリアの終了位置（リードアウト位置）等のディスク管理情報は、ＰＤＰＴ（Ｐｒｅｆｏｒｍａｔ Ｄｉｓｃ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｔａｂｌｅ）として全てＡＤＩＰ情報に含まれて記録されている。データは、ＢＩＳ付きのＲＳ−ＬＤＣ及びＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調方式で変調され、ＤＷＤＤ方式で記録されている。
また、リードインエリア及びリードアウトエリアには、レーザパワーキャリブレーションエリア（Ｐｏｗｅｒ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ａｒｅａ；ＰＣＡ）が設けられる。次世代ＭＤ２では、ＰＣＡに続くＡＤＩＰアドレスを００００としてＬＣＮを付ける。
また、次世代ＭＤ２では、次世代ＭＤ１におけるＵＴＯＣ領域に相当するコントロール領域が用意されている。図８には、著作権保護のための情報、データ改竄チェックのための情報、他の非公開情報等を記録するユニークＩＤエリア（Ｕｎｉｑｕｅ ＩＤ；ＵＩＤ）が示されているが、実際には、このＵＩＤエリアは、リードイン領域のさらに内周位置に、通常のＤＷＤＤ方式とは異なる記録方式で記録されている。
次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２のファイルは、ともにＦＡＴファイルシステムに基づいて管理される。例えば、各データトラックは、それぞれ独自にＦＡＴファイルシステムを持つ。或いは、複数のデータトラックにわたって１つのＦＡＴファイルシステムを記録するようにもできる。
３．ＡＤＩＰセクタ／クラスタ構造とデータブロック
続いて、本発明の具体例として示す次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２のＡＤＩＰセクタ構造とデータブロックとの関係について図９を用いて説明する。従来のミニディスク（ＭＤ）システムでは、ＡＤＩＰとして記録された物理アドレスに対応したクラスタ／セクタ構造が用いられている。本具体例では、説明の便宜上、ＡＤＩＰアドレスに基づいたクラスタを「ＡＤＩＰクラスタ」と記す。また、次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２におけるアドレスに基づくクラスタを「レコーディングブロック（Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｂｌｏｃｋ）」あるいは「次世代ＭＤクラスタ」と記す。
次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２では、データトラックは、図９に示すようにアドレスの最小単位であるクラスタの連続によって記録されたデータストリームとして扱われている。
図９に示すように次世代ＭＤ１では、従来の１クラスタ（３６セクタ）を２分割して、１レコーディングブロックを１８セクタで構成し、次世代ＭＤ２では１６セクタで構成する。
図９に示す１レコーディングブロック（１次世代ＭＤクラスタ）のデータ構造としては、１０フレームのプリアンブルと、６フレームのポストアンブルと、４９６フレームのデータ部とからなる５１２フレームから構成されている。さらにこのレコーディングブロック内の１フレームは、同期信号領域と、データ、ＢＩＳ、ＤＳＶとからなる。
また、１レコーディングブロックの５１２フレームのうち、メインデータが記録される４９６フレームを１６等分した各々をアドレスユニット（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｕｎｉｔ）とよぶ。各アドレスユニットは、３１フレームから成る。また、このアドレスユニットの番号をアドレスユニットナンバ（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｕｎｉｔ Ｎｕｍｂｅｒ；ＡＵＮ）とよぶ。このＡＵＮは、全てのアドレスユニットに付される番号であって、記録信号のアドレス管理に使用される。
次世代ＭＤ１のように、ＡＤＩＰに記述された物理的なクラスタ／セクタ構造を有する従来ミニディスクに対して、１−７ＰＰ変調方式で変調された高密度データを記録する場合、ディスクに元々記録されたＡＤＩＰアドレスと、実際に記録するデータブロックのアドレスとが一致しなくなるという問題が生じる。ランダムアクセスは、ＡＤＩＰアドレスを基準として行われるが、ランダムアクセスでは、データを読み出す際、所望のデータが記録された位置近傍にアクセスしても、記録されたデータを読み出せるが、データを書き込む際には、既に記録されているデータを上書き消去しないように正確な位置にアクセスする必要がある。そのため、ＡＤＩＰアドレスに対応付けした次世代ＭＤクラスタ／次世代ＭＤセクタからアクセス位置を正確に把握することが重要となる。
そこで、次世代ＭＤ１の場合、媒体表面上にウォブルとして記録されたＡＤＩＰアドレスを所定規則で変換して得られるデータ単位によって高密度データクラスタを把握する。この場合、ＡＤＩＰセクタの整数倍が高密度データクラスタになるようにする。この考え方に基づいて、従来ミニディスクに記録された１ＡＤＩＰクラスタに対して次世代ＭＤクラスタを記述する際には、各次世代ＭＤクラスタを１／２ＡＤＩＰクラスタ（１８セクタ）区間に対応させる。
したがって、次世代ＭＤ１では、従来のＭＤクラスタの１／２クラスタが最小記録単位（レコーディングブロック（Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｂｌｏｃｋ））として対応付けされている。
一方、次世代ＭＤ２では、１クラスタが１レコーディングブロックとして扱われるようになっている。
なお、本具体例では、前述したように、ホストアプリケーションから供給される２０４８バイト単位のデータブロックを１論理データセクタ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｓｅｃｔｏｒ；ＬＤＳ）とし、このとき同一レコーディングブロック中に記録される３２個の論理データセクタの集合を論理データクラスタ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｃｌｕｓｔｅｒ；ＬＤＣ）としている。
以上説明したようなデータ構造とすることにより、次世代ＭＤデータを任意位置へ記録する際、媒体に対してタイミングよく記録できる。また、ＡＤＩＰアドレス単位であるＡＤＩＰクラスタ内に整数個の次世代ＭＤクラスタが含まれるようにすることによって、ＡＤＩＰクラスタアドレスから次世代ＭＤデータクラスタアドレスへのアドレス変換規則が単純化され、換算のための回路又はソフトウェア構成が簡略化できる。
なお、図９では、１つのＡＤＩＰクラスタに２つの次世代ＭＤクラスタを対応付ける例を示したが、１つのＡＤＩＰクラスタに３以上の次世代ＭＤクラスタを配することもできる。このとき、１つの次世代ＭＤクラスタは、１６ＡＤＩＰセクタから構成される点に限定されず、ＥＦＭ変調方式とＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調方式におけるデータ記録密度の差や次世代ＭＤクラスタを構成するセクタ数、また１セクタのサイズ等に応じて設定することができる。
図９においては、記録媒体上に記録するデータ構造を示したが、次に記録媒体上のグルーブウオーブルトラックに記録されているＡＤＩＰ信号を、後述する図１３のＡＤＩＰ復調器３８で復調した際のデータ構造に関してデータ構造に関して説明する。
図１０Ａには、次世代ＭＤ２のＡＤＩＰのデータ構造が示され、図１０Ｂには、次世代ＭＤ１のＡＤＩＰのデータ構造が示されている。
次世代ＭＤ１では、同期信号と、ディスクにおけるクラスタ番号等を示すクラスタＨ（Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｈ）情報及びクラスタＬ（Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｌ）情報と、クラスタ内におけるセクタ番号等を含むセクタ情報（Ｓｅｃｔｏｒ）とが記述されている。同期信号は、４ビットで記述され、クラスタＨは、アドレス情報の上位８ビットで記述され、クラスタＬは、アドレス情報の下位８ビットで記述され、セクタ情報は、４ビットで記述される。また、後半の１４ビットには、ＣＲＣが付加されている。以上、４２ビットのＡＤＩＰ信号が各ＡＤＩＰセクタに記録されている。
また、次世代ＭＤ２では、４ビットの同期信号データと、４ビットのクラスタＨ（Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｈ）情報、８ビットのクラスタＭ（Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｍ）情報及び４ビットのクラスタＬ（Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｌ）情報と、４ビットのセクタ情報とが記述される。後半の１８ビットには、ＢＣＨのパリティが付加される。次世代ＭＤ２でも同様に４２ビットのＡＤＩＰ信号が各ＡＤＩＰセクタに記録されている。
ＡＤＩＰのデータ構造では、上述したクラスタＨ（Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｈ）情報、クラスタＭ（Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｍ）及びクラスタＬ（Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｌ）情報の構成は、任意に決定できる。また、ここに他の付加情報を記述することもできる。例えば、図１１に示すように、次世代ＭＤ２のＡＤＩＰ信号において、クラスタ情報を上位８ビットのクラスタＨ（Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｈ）と下位８ビットのクラスタＬ（Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｌ）とで表すようにし、下位８ビットで表されるクラスタＬに替えて、ディスクコントロール情報を記述することもできる。ディスクコントロール情報としては、サーボ信号補正値、再生レーザパワー上限値、再生レーザパワー線速補正係数、記録レーザパワー上限値、記録レーザパワー線速補正係数、記録磁気感度、磁気−レーザパルス位相差、パリティ等があげられる。
４．ディスクドライブ装置
図１２及び図１３を用いて、次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２の記録再生に対応したディスクドライブ装置１０の具体例について説明する。ここでは、ディスクドライブ装置１０は、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと記す。）１００と接続でき、次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２をオーディオデータのほか、ＰＣ等の外部ストレージとして使用できる。
ディスクドライブ装置１０は、メディアドライブ部１１と、メモリ転送コントローラ１２と、クラスタバッファメモリ１３と、補助メモリ１４と、ＵＳＢインタフェース１５、１６と、ＵＳＢハブ１７と、システムコントローラ１８と、オーディオ処理部１９とを備える。
メディアドライブ部１１は、装填された従来ミニディスク、次世代ＭＤ１、及び次世代ＭＤ２等の個々のディスク９０に対する記録／再生を行う。メディアドライブ部１１の内部構成は、図１３で後述する。
メモリ転送コントローラ１２は、メディアドライブ部１１からの再生データやメディアドライブ部１１に供給する記録データの送受制御を行う。クラスタバッファメモリ１３は、メディアドライブ部１１によってディスク９０のデータトラックから高密度データクラスタ単位で読み出されたデータをメモリ転送コントローラ１２の制御に基づいてバッファリングする。補助メモリ１４は、メディアドライブ部１１によってディスク９０から読み出されたＵＴＯＣデータ、ＣＡＴデータ、ユニークＩＤ、ハッシュ値等の各種管理情報や特殊情報をメモリ転送コントローラ１２の制御に基づいて記憶する。
システムコントローラ１８は、ＵＳＢインタフェース１６、ＵＳＢハブ１７を介して接続されたＰＣ１００との間で通信可能とされ、このＰＣ１００との間の通信制御を行って、書込要求、読出要求等のコマンドの受信やステイタス情報、その他の必要情報の送信等を行うとともに、ディスクドライブ装置１０全体を統括制御している。
システムコントローラ１８は、例えば、ディスク９０がメディアドライブ部１１に装填された際に、ディスク９０からの管理情報等の読出をメディアドライブ部１１に指示し、メモリ転送コントローラ１２によって読み出されたＰＴＯＣ、ＵＴＯＣ等の管理情報等を補助メモリ１４に格納させる。
システムコントローラ１８は、これらの管理情報を読み込むことによって、ディスク９０のトラック記録状態を把握できる。また、ＣＡＴを読み込ませることにより、データトラック内の高密度データクラスタ構造を把握でき、ＰＣ１００からのデータトラックに対するアクセス要求に対応できる状態となる。
また、ユニークＩＤやハッシュ値により、ディスク認証処理及びその他の処理を実行したり、これらの値をＰＣ１００に送信し、ＰＣ１００上でディスク認証処理及びその他の処理を実行させる。
システムコントローラ１８は、ＰＣ１００から、あるＦＡＴセクタの読出要求があった場合、メディアドライブ部１１に対して、このＦＡＴセクタを含む高密度データクラスタの読出を実行する旨の信号を与える。読み出された高密度データクラスタは、メモリ転送コントローラ１２によってクラスタバッファメモリ１３に書き込まれる。但し、既にＦＡＴセクタのデータがクラスタバッファメモリ１３に格納されていた場合、メディアドライブ部１１による読出は必要ない。
このとき、システムコントローラ１８は、クラスタバッファメモリ１３に書き込まれている高密度データクラスタのデータから、要求されたＦＡＴセクタのデータを読み出す信号を与え、ＵＳＢインタフェース１５、ＵＳＢハブ１７を介して、ＰＣ１００に送信するための制御を行う。
また、システムコントローラ１８は、ＰＣ１００から、あるＦＡＴセクタの書込要求があった場合、メディアドライブ部１１に対して、このＦＡＴセクタを含む高密度データクラスタの読出を実行させる。読み出された高密度データクラスタは、メモリ転送コントローラ１２によってクラスタバッファメモリ１３に書き込まれる。但し、既にこのＦＡＴセクタのデータがクラスタバッファメモリ１３に格納されていた場合は、メディアドライブ部１１による読出は必要ない。
また、システムコントローラ１８は、ＰＣ１００から送信されたＦＡＴセクタのデータ（記録データ）をＵＳＢインタフェース１５を介してメモリ転送コントローラ１２に供給し、クラスタバッファメモリ１３上で該当するＦＡＴセクタのデータの書き換えを実行させる。
また、システムコントローラ１８は、メモリ転送コントローラ１２に指示して、必要なＦＡＴセクタが書き換えられた状態でクラスタバッファメモリ１３に記憶されている高密度データクラスタのデータを記録データとしてメディアドライブ部１１に転送させる。このとき、メディアドライブ部１１は、装着されている媒体が従来ミニディスクであればＥＦＭ変調方式で、次世代ＭＤ１又は次世代ＭＤ２であればＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調方式で高密度データクラスタの記録データを変調して書き込む。
なお、本具体例として示すディスクドライブ装置１０において、上述した記録再生制御は、データトラックを記録再生する際の制御であり、ＭＤオーディオデータ（オーディオトラック）を記録再生する際のデータ転送は、オーディオ処理部１９を介して行われる。
オーディオ処理部１９は、入力系として、例えば、ライン入力回路／マイクロフォン入力回路等のアナログ音声信号入力部、Ａ／Ｄ変換器、及びデジタルオーディオデータ入力部を備える。また、オーディオ処理部１９は、ＡＴＲＡＣ圧縮エンコーダ／デコーダ、圧縮データのバッファメモリを備える。さらに、オーディオ処理部１９は、出力系として、デジタルオーディオデータ出力部、Ｄ／Ａ変換器及びライン出力回路／ヘッドホン出力回路等のアナログ音声信号出力部を備えている。
ディスク９０に対してオーディオトラックが記録されるのは、オーディオ処理部１９にデジタルオーディオデータ（又は、アナログ音声信号）が入力される場合である。入力されたリニアＰＣＭデジタルオーディオデータ、或いはアナログ音声信号で入力された後、Ａ／Ｄ変換器で変換されて得られたリニアＰＣＭオーディオデータは、ＡＴＲＡＣ圧縮エンコードされ、バッファメモリに蓄積される。その後、所定タイミング（ＡＤＩＰクラスタ相当のデータ単位）でバッファメモリから読み出され、メディアドライブ部１１に転送される。
メディアドライブ部１１では、転送された圧縮データをＥＦＭ変調方式又はＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調方式で変調してディスク９０にオーディオトラックとして書き込む。
メディアドライブ部１１は、ディスク９０からオーディオトラックを再生する場合、再生データをＡＴＲＡＣ圧縮データ状態に復調してオーディオ処理部１９に転送する。オーディオ処理部１９は、ＡＴＲＡＣ圧縮デコードを行ってリニアＰＣＭオーディオデータとし、デジタルオーディオデータ出力部から出力する。或いは、Ｄ／Ａ変換器によりアナログ音声信号としてライン出力／ヘッドホン出力を行う。
なお、この図１２に示す構成は、一例であって、例えば、ディスクドライブ装置１０をＰＣ１００に接続してデータトラックのみ記録再生する外部ストレージ機器として使用する場合は、オーディオ処理部１９は、不要である。一方、オーディオ信号を記録再生することを主たる目的とする場合、オーディオ処理部１９を備え、さらにユーザインタフェースとして操作部や表示部を備えることが好適である。また、ＰＣ１００との接続は、ＵＳＢに限らず、例えば、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｉｎｃ．：アメリカ電気・電子技術者協会）の定める規格に準拠した、いわゆるＩＥＥＥ１３９４インタフェースのほか、汎用の接続インタフェースが適用できる。
続いて、従来ミニディスク、次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２を記録再生するためのメディアドライブ部１１の構成を図１３を用いて、さらに詳細に説明する。
メディアドライブ部１１は、従来ミニディスク、次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２を記録再生するために、特に、記録処理系として、従来ミニディスクの記録のためのＥＦＭ変調・ＡＣＩＲＣエンコードを実行する構成と、次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２の記録のためのＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調・ＲＳ−ＬＤＣエンコードを実行する構成とを備える点が特徴的である。また、再生処理系として、従来ミニディスクの再生のためのＥＦＭ復調・ＡＣＩＲＣデコードを実行する構成と、次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２の再生にＰＲ（１，２，１）ＭＬ及びビタビ復号を用いたデータ検出に基づくＲＬＬ（１−７）復調・ＲＳ−ＬＤＣデコードを実行する構成を備えている点が特徴的である。
メディアドライブ部１１は、装填されたディスク９０をスピンドルモータ２１によってＣＬＶ方式又はＺＣＡＶ方式にて回転駆動する。記録再生時には、このディスク９０に対して、光学ヘッド２２からレーザ光が照射される。
光学ヘッド２２は、記録時に記録トラックをキュリー温度まで加熱するための高レベルのレーザ出力を行い、また再生時には、磁気カー効果により反射光からデータを検出するための比較的低レベルのレーザ出力を行う。このため、光学ヘッド２２は、レーザ出力手段としてのレーザダイオード、偏光ビームスプリッタや対物レンズ等からなる光学系及び反射光を検出するためのディテクタが搭載されている。光学ヘッド２２に備えられる対物レンズとしては、例えば２軸機構によってディスク半径方向及びディスクに接離する方向に変位可能に保持されている。
また、本具体例では、媒体表面の物理的仕様が異なる従来ミニディスク及び次世代ＭＤ１と、次世代ＭＤ２とに対して最大限の再生特性を得るために、両ディスクに対してデータ読取り時のビットエラーレートを最適化できる位相補償板を、光学ヘッド２２の読取光光路中に設ける。
ディスク９０を挟んで光学ヘッド２２と対向する位置には、磁気ヘッド２３が配置されている。磁気ヘッド２３は、記録データによって変調された磁界をディスク９０に印加する。また、図示しないが光学ヘッド２２全体及び磁気ヘッド２３をディスク半径方向に移動させためのスレッドモータ及びスレッド機構が備えられている。
このメディアドライブ部１１では、光学ヘッド２２、磁気ヘッド２３による記録再生ヘッド系、スピンドルモータ２１によるディスク回転駆動系のほかに、記録処理系、再生処理系、サーボ系等が設けられる。記録処理系としては、従来ミニディスクに対する記録時にＥＦＭ変調、ＡＣＩＲＣエンコードを行う部位と、次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２に対する記録時にＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調、ＲＳ−ＬＤＣエンコードを行う部位とが設けられる。
また、再生処理系としては、従来ミニディスクの再生時にＥＦＭ変調に対応する復調及びＡＣＩＲＣデコードを行う部位と、次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２の再生時にＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調に対応する復調（ＰＲ（１，２，１）ＭＬ及びビタビ復号を用いたデータ検出に基づくＲＬＬ（１−７）復調）、ＲＳ−ＬＤＣデコードを行う部位とが設けられる。
光学ヘッド２２のディスク９０に対するレーザ照射によりその反射光として検出された情報（フォトディテクタによりレーザ反射光を検出して得られる光電流）は、ＲＦアンプ２４に供給される。ＲＦアンプ２４では、入力された検出情報に対して電流−電圧変換、増幅、マトリクス演算等を行い、再生情報としての再生ＲＦ信号、トラッキングエラー信号ＴＥ、フォーカスエラー信号ＦＥ、グルーブ情報（ディスク９０にトラックのウォブリングにより記録されているＡＤＩＰ情報）等を抽出する。
従来ミニディスクの再生時には、ＲＦアンプで得られた再生ＲＦ信号は、コンパレータ２５、ＰＬＬ回路２６を介して、ＥＦＭ復調部２７及びＡＣＩＲＣデコーダ２８で処理される。再生ＲＦ信号は、ＥＦＭ復調部２７で２値化されてＥＦＭ信号列とされた後、ＥＦＭ復調され、さらにＡＣＩＲＣデコーダ２８で誤り訂正及びデインタリーブ処理される。オーディオデータであれば、この時点でＡＴＲＡＣ圧縮データの状態となる。このとき、セレクタ２９は、従来ミニディスク信号側が選択されており、復調されたＡＴＲＡＣ圧縮データがディスク９０からの再生データとしてデータバッファ３０に出力される。この場合、図１２のオーディオ処理部１９に圧縮データが供給される。
一方、次世代ＭＤ１又は次世代ＭＤ２の再生時には、ＲＦアンプで得られた再生ＲＦ信号は、Ａ／Ｄ変換回路３１、イコライザ３２、ＰＬＬ回路３３、ＰＲＭＬ回路３４を介して、ＲＬＬ（１−７）ＰＰ復調部３５及びＲＳ−ＬＤＣデコーダ３６で信号処理される。再生ＲＦ信号は、ＲＬＬ（１−７）ＰＰ復調部３５において、ＰＲ（１，２，１）ＭＬ及びビタビ復号を用いたデータ検出によりＲＬＬ（１−７）符号列としての再生データを得て、このＲＬＬ（１−７）符号列に対してＲＬＬ（１−７）復調処理が行われる。さらに、ＲＳ−ＬＤＣデコーダ３６にて誤り訂正及びデインタリーブ処理される。
この場合、セレクタ２９は、次世代ＭＤ１・次世代ＭＤ２側が選択され、復調されたデータがディスク９０からの再生データとしてデータバッファ３０に出力される。このとき、図１２のメモリ転送コントローラ１２に対して復調データが供給される。
ＲＦアンプ２４から出力されるトラッキングエラー信号ＴＥ、フォーカスエラー信号ＦＥは、サーボ回路３７に供給され、グルーブ情報は、ＡＤＩＰデコータ３８に供給される。
ＡＤＩＰデコータ３８は、グルーブ情報に対してバンドパスフィルタにより帯域制限してウォブル成分を抽出した後、ＦＭ復調、バイフェーズ復調を行ってＡＤＩＰアドレスを抽出する。抽出された、ディスク上の絶対アドレス情報であるＡＤＩＰアドレスは、従来ミニディスク及び次世代ＭＤ１の場合であれば、ＭＤアドレスデコーダ３９を介し、次世代ＭＤ２の場合であれば、次世代ＭＤ２アドレスデコーダ４０を介してドライブコントローラ４１に供給される。
ドライブコントローラ４１では、各ＡＤＩＰアドレスに基づいて、所定の制御処理を実行する。またグルーブ情報は、スピンドルサーボ制御のためにサーボ回路３７に戻される。
サーボ回路３７は、例えばグルーブ情報に対して再生クロック（デコード時のＰＬＬ系クロック）との位相誤差を積分して得られる誤差信号に基づき、ＣＬＶサーボ制御及びＺＣＡＶサーボ制御のためのスピンドルエラー信号を生成する。
またサーボ回路３７は、スピンドルエラー信号や、上記のようにＲＦアンプ２４から供給されたトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号、或いはドライブコントローラ４１からのトラックジャンプ指令、アクセス指令等に基づいて各種サーボ制御信号（トラッキング制御信号、フォーカス制御信号、スレッド制御信号、スピンドル制御信号等）を生成し、モータドライバ４２に対して出力する。すなわち、上記サーボエラー信号や指令に対して位相補償処理、ゲイン処理、目標値設定処理等の必要処理を行って各種サーボ制御信号を生成する。
モータドライバ４２では、サーボ回路３７から供給されたサーボ制御信号に基づいて所定のサーボドライブ信号を生成する。ここでのサーボドライブ信号としては、２軸機構を駆動する２軸ドライブ信号（フォーカス方向、トラッキング方向の２種）、スレッド機構を駆動するスレッドモータ駆動信号、スピンドルモータ２１を駆動するスピンドルモータ駆動信号となる。このようなサーボドライブ信号により、ディスク９０に対するフォーカス制御、トラッキング制御、及びスピンドルモータ２１に対するＣＬＶ制御又はＺＣＡＶ制御が行われる。
ディスク９０に対して記録動作が実行される際には、図１２に示したメモリ転送コントローラ１２から高密度データ、或いはオーディオ処理部１９からの通常のＡＴＲＡＣ圧縮データが供給される。
従来ミニディスクに対する記録時には、セレクタ４３が従来ミニディスク側に接続され、ＡＣＩＲＣエンコーダ４４及びＥＦＭ変調部４５が機能する。この場合、オーディオ信号であれば、オーディオ処理部１９からの圧縮データは、ＡＣＩＲＣエンコーダ４４でインタリーブ及びエラー訂正コード付加が行われた後、ＥＦＭ変調部４５においてＥＦＭ変調される。ＥＦＭ変調データがセレクタ４３を介して磁気ヘッドドライバ４６に供給され、磁気ヘッド２３がディスク９０に対してＥＦＭ変調データに基づいた磁界印加を行うことで変調されたデータが記録される。
次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２に対する記録時には、セレクタ４３が次世代ＭＤ１・次世代ＭＤ２側に接続され、ＲＳ−ＬＣＤエンコーダ４７及びＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調部４８が機能する。この場合、メモリ転送コントローラ１２から送られた高密度データは、ＲＳ−ＬＣＤエンコーダ４７でインタリーブ及びＲＳ−ＬＤＣ方式のエラー訂正コード付加が行われた後、ＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調部４８にてＲＬＬ（１−７）変調される。
ＲＬＬ（１−７）符号列に変調された記録データは、セレクタ４３を介して磁気ヘッドドライバ４６に供給され、磁気ヘッド２３がディスク９０に対して変調データに基づいた磁界印加を行うことでデータが記録される。
レーザドライバ／ＡＰＣ４９は、上記のような再生時及び記録時においてレーザダイオードにレーザ発光動作を実行させるが、いわゆるＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｌａｓｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）動作も行う。具体的には、図示しないが、光学ヘッド２２内には、レーザパワーモニタ用のディテクタが設けられており、このモニタ信号がレーザドライバ／ＡＰＣ４９にフィードバックされるようになっている。レーザドライバ／ＡＰＣ４９は、モニタ信号として得られた現在のレーザパワーを予め設定されているレーザパワーと比較して、その誤差分をレーザ駆動信号に反映させることによって、レーザダイオードから出力されるレーザパワーが設定値で安定化されるように制御している。ここで、レーザパワーは、ドライブコントローラ４１によって、再生レーザパワー及び記録レーザパワーとしての値がレーザドライバ／ＡＰＣ４９内部のレジスタにセットされる。
ドライブコントローラ４１は、システムコントローラ１８からの指示に基づいて、以上の各動作（アクセス、各種サーボ、データ書込、データ読出の各動作）が実行されるように各構成を制御する。なお、図１３において一点鎖線で囲った各部は、１チップの回路として構成することもできる。
ところで、ディスク９０が図６のように、予めデータトラック記録領域とオーディオトラック記録領域とが分割して領域設定されている場合、システムコントローラ１８は、記録再生するデータがオーディオトラックかデータトラックかに応じて、設定された記録領域に基づいたアクセスをメディアドライブ部１１のドライブコントローラ４１に指示することになる。
また、装着されたディスク９０に対して、ＰＣ用のデータ又はオーディオデータの何れか一方のみを記録許可し、これ以外のデータの記録を禁止する制御を行うようにもできる。すなわち、ＰＣ用のデータとオーディオデータとを混在しないように制御することもできる。
したがって、本具体例として示すディスクドライブ装置１０は、上述した構成を備えることにより、従来ミニディスク、次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２の間の互換性を実現できる。
５．データトラックのセクタ再生処理
以下、上述したディスクドライブ装置１０によって、次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２に対する再生処理、記録処理について説明する。データ領域に対するアクセスでは、例えば、外部のＰＣ１００からディスクドライブ装置１０のシステムコントローラ１８に対して、ＵＳＢインタフェース１６を経由して「論理セクタ（以下、ＦＡＴセクタと記す。）」単位で記録又は再生する指示が与えられる。データクラスタは、図７に示したように、ＰＣ１００からみれば、２０４８バイト単位に区切られてＵＳＮの昇順にＦＡＴファイルシステムに基づいて管理されている。一方、ディスク９０におけるデータトラックの最小書換単位は、それぞれ６５，５３６バイトの大きさを有した次世代ＭＤクラスタであり、この次世代ＭＤクラスにタは、ＬＣＮが与えられている。
ＦＡＴにより参照されるデータセクタのサイズは、次世代ＭＤクラスタよりも小さい。そのため、ディスクドライブ装置１０では、ＦＡＴにより参照されるユーザセクタを物理的なＡＤＩＰアドレスに変換するとともに、ＦＡＴにより参照されるデータセクタ単位での読み書きをクラスタバッファメモリ１３を用いて、次世代ＭＤクラスタ単位での読み書きに変換する必要がある。
図１４に、ＰＣ１００からあるＦＡＴセクタの読出要求があった場合のディスクドライブ装置１０におけるシステムコントローラ１８における処理を示す。
システムコントローラ１８は、ＵＳＢインタフェース１６を経由してＰＣ１００からのＦＡＴセクタ＃ｎの読出命令を受信すると、指定されたＦＡＴセクタ番号＃ｎのＦＡＴセクタが含まれる次世代ＭＤクラスタ番号を求める処理を行う。
まず、仮の次世代ＭＤクラスタ番号ｕ０を決定する。次世代ＭＤクラスタの大きさは、６５５３６バイトであり、ＦＡＴセクタの大きさは、２０４８バイトであるため、１次世代ＭＤクラスタのなかには、ＦＡＴセクタは、３２個存在する。したがって、ＦＡＴセクタ番号（ｎ）を３２で整数除算（余りは、切り捨て）したもの（ｕ０）が仮の次世代ＭＤクラスタ番号となる。
続いて、ディスク９０から補助メモリ１４に読み込んであるディスク情報を参照して、データ記録用以外の次世代ＭＤクラスタ数ｕｘを求める。すなわち、セキュアエリアの次世代ＭＤクラスタ数である。
上述したように、データトラック内の次世代ＭＤクラスタのなかには、データ記録再生可能なエリアとして公開しないクラスタもある。そのため、予め補助メモリ１４に読み込んでおいたディスク情報に基づいて、非公開のクラスタ数ｕｘを求める。その後、非公開のクラスタ数ｕｘを次世代ＭＤクラスタ番号ｕ０に加え、その加算結果ｕを実際の次世代ＭＤクラスタ番号＃ｕとする。
ＦＡＴセクタ番号＃ｎを含む次世代ＭＤクラスタ番号＃ｕが求められると、システムコントローラ１８は、クラスタ番号＃ｕの次世代ＭＤクラスタが既にディスク９０から読み出されてクラスタバッファメモリ１３に格納されているか否かを判別する。もし格納されていなければ、ディスク９０からこれを読み出す。
システムコントローラ１８は、読み出した次世代ＭＤクラスタ番号＃ｕからＡＤＩＰアドレス＃ａを求めることでディスク９０から次世代ＭＤクラスタを読み出している。
次世代ＭＤクラスタは、ディスク９０上で複数のパーツに分かれて記録されることもある。したがって、実際に記録されるＡＤＩＰアドレスを求めるためには、これらのパーツを順次検索する必要がある。そこでまず、補助メモリ１４に読み出してあるディスク情報からデータトラックの先頭パーツに記録されている次世代ＭＤクラスタ数ｐと先頭の次世代ＭＤクラスタ番号ｐｘとを求める。
各パーツには、ＡＤＩＰアドレスによってスタートアドレス／エンドアドレスが記録されているため、ＡＤＩＰクラスタアドレス及びパーツ長から、次世代ＭＤクラスタ数ｐと先頭の次世代ＭＤクラスタ番号ｐｘとを求めることができる。続いて、このパーツに、目的となっているクラスタ番号＃ｕの次世代ＭＤクラスタが含まれているか否かを判別する。含まれていなければ、次のパーツに移る。すなわち、注目していたパーツのリンク情報によって示されるパーツである。以上により、ディスク情報に記述されたパーツを順に検索していき、目的の次世代ＭＤクラスタが含まれているパーツを判別する。
目標の次世代ＭＤクラスタ（＃ｕ）が記録されたパーツが発見されたら、このパーツの先頭に記録される次世代ＭＤクラスタ番号ｐｘと、目標の次世代ＭＤクラスタ番号＃ｕの差を求めることで、そのパーツ先頭から目標の次世代ＭＤクラスタ（＃ｕ）までのオフセットを得る。
この場合、１ＡＤＩＰクラスタには、２つの次世代ＭＤクラスタが書き込まれるため、このオフセットを２で割ることによって、オフセットをＡＤＩＰアドレスオフセットｆに変換することができる（ｆ＝（ｕ−ｐｘ）／２）。
但し、０．５の端数が出た場合は、クラスタｆの中央部から書き込むこととする。最後に、このパーツの先頭ＡＤＩＰアドレス、すなわちパーツのスタートアドレスにおけるクラスタアドレス部分にオフセットｆを加えることで、次世代ＭＤクラスタ（＃ｕ）を実際に書き込む記録先のＡＤＩＰアドレス＃ａを求めることができる。以上がステップＳ１において再生開始アドレス及びクラスタ長を設定する処理にあたる。なお、ここでは、従来ミニディスクか、次世代ＭＤ１か次世代ＭＤ２かの媒体の判別は、別の手法により、既に完了しているものとする。
ＡＤＩＰアドレス＃ａが求められると、システムコントローラ１８は、メディアドライブ部１１にＡＤＩＰアドレス＃ａへのアクセスを命じる。これによりメディアドライブ部１１では、ドライブコントローラ４１の制御によってＡＤＩＰアドレス＃ａへのアクセスが実行される。
システムコントローラ１８は、ステップＳ２において、アクセス完了を待機し、アクセスが完了したら、ステップＳ３において、光学ヘッド２２が目標とする再生開始アドレスに到達するまで待機し、ステップＳ４において、再生開始アドレスに到達したことを確認すると、ステップＳ５において、メディアドライブ部１１に次世代ＭＤクラスタの１クラスタ分のデータ読取開始を指示する。
メディアドライブ部１１では、これに応じて、ドライブコントローラ４１の制御により、ディスク９０からのデータ読出を開始する。光学ヘッド２２、ＲＦアンプ２４、ＲＬＬ（１−７）ＰＰ復調部３５、ＲＳ−ＬＤＣデコーダ３６の再生系で読み出したデータを出力し、メモリ転送コントローラ１２に供給する。
このとき、システムコントローラ１８は、ステップＳ６において、ディスク９０との同期がとれているか否かを判別する。ディスク９０との同期が外れている場合、ステップＳ７において、データ読取りエラー発生の旨の信号を生成する。ステップＳ８において、再度読取りを実行すると判別された場合は、ステップＳ２からの工程を繰り返す。
１クラスタ分のデータを取得すると、システムコントローラ１８は、ステップＳ１０において、取得したデータのエラー訂正を開始する。ステップＳ１１において、取得したデータに誤りあれば、ステップＳ７に戻ってデータ読取りエラー発生の旨の信号を生成する。また、取得したデータに誤りがなければ、ステップＳ１２において、所定のクラスタを取得したか否かを判別する。所定のクラスタを取得していれば、一連の処理を終了し、システムコントローラ１８は、このメディアドライブ部１１による読出動作を待機し、読み出されてメモリ転送コントローラ１２に供給されたデータをクラスタバッファメモリ１３に格納させる。取得していない場合、ステップＳ６からの工程を繰り返す。
クラスタバッファメモリ１３に読み込まれた次世代ＭＤクラスタの１クラスタ分のデータは、複数個のＦＡＴセクタを含んでいる。そのため、この中から要求されたＦＡＴセクタのデータ格納位置を求め、１ＦＡＴセクタ（２０４８バイト）分のデータをＵＳＢインタフェース１５から外部のＰＣ１００へと送出する。具体的には、システムコントローラ１８は、要求されたＦＡＴセクタ番号＃ｎから、このセクタが含まれる次世代ＭＤクラスタ内でのバイトオフセット＃ｂを求める。そして、クラスタバッファメモリ１３内のバイトオフセット＃ｂの位置から１ＦＡＴセクタ（２０４８バイト）分のデータを読み出させ、ＵＳＢインタフェース１５を介してＰＣ１００に転送する。
以上の処理により、ＰＣ１００からの１ＦＡＴセクタの読出要求に応じた次世代ＭＤセクタの読み出し・転送が実現できる。
６．データトラックのセクタ書込処理
次に、ＰＣ１００からあるＦＡＴセクタの書込要求があった場合のディスクドライブ装置１０におけるシステムコントローラ１８の処理を図１５に基づいて説明する。
システムコントローラ１８は、ＵＳＢインタフェース１６を経由してＰＣ１００からのＦＡＴセクタ＃ｎの書込命令を受信すると、上述したように指定されたＦＡＴセクタ番号＃ｎのＦＡＴセクタが含まれる次世代ＭＤクラスタ番号を求める。
ＦＡＴセクタ番号＃ｎを含む次世代ＭＤクラスタ番号＃ｕが求められると、続いて、システムコントローラ１８は、求められたクラスタ番号＃ｕの次世代ＭＤクラスタが既にディスク９０から読み出されてクラスタバッファメモリ１３に格納されているか否かを判別する。格納されていなければ、ディスク９０からクラスタ番号ｕの次世代ＭＤクラスタを読み出す処理を行う。すなわち、メディアドライブ部１１にクラスタ番号＃ｕの次世代ＭＤクラスタの読出を指示し、読み出された次世代ＭＤクラスタをクラスタバッファメモリ１３に格納させる。
また、上述のようにして、システムコントローラ１８は、書込要求にかかるＦＡＴセクタ番号＃ｎから、このセクタが含まれる次世代ＭＤクラスタ内でのバイトオフセット＃ｂを求める。続いて、ＰＣ１００から転送されてくる当該ＦＡＴセクタ（＃ｎ）への書込データとなる２０４８バイトのデータをＵＳＢインタフェース１５を介して受信し、クラスタバッファメモリ１３内のバイトオフセット＃ｂの位置から、１ＦＡＴセクタ（２０４８バイト）分のデータを書き込む。
これにより、クラスタバッファメモリ１３に格納されている当該次世代ＭＤクラスタ（＃ｕ）のデータは、ＰＣ１００が指定したＦＡＴセクタ（＃ｎ）のみが書き換えられた状態となる。そこでシステムコントローラ１８は、クラスタバッファメモリ１３に格納されている次世代ＭＤクラスタ（＃ｕ）をディスク９０に書き込む処理を行う。以上がステップＳ２１における記録データ準備工程である。この場合も同様に、媒体の判別は、別の手法により既に完了しているものとする。
続いて、システムコントローラ１８は、ステップＳ２２において、書込を行う次世代ＭＤクラスタ番号＃ｕから、記録開始位置のＡＤＩＰアドレス＃ａを設定する。ＡＤＩＰアドレス＃ａが求められたら、システムコントローラ１８は、メディアドライブ部１１にＡＤＩＰアドレス＃ａへのアクセスを命じる。これによりメディアドライブ部１１では、ドライブコントローラ４１の制御によってＡＤＩＰアドレス＃ａへのアクセスが実行される。
ステップＳ２３において、アクセスが完了したことを確認すると、ステップＳ２４において、システムコントローラ１８は、光学ヘッド２２が目標とする再生開始アドレスに到達するまで待機し、ステップＳ２５において、データのエンコードアドレスに到達したことを確認すると、ステップＳ２６において、システムコントローラ１８は、メモリ転送コントローラ１２に指示して、クラスタバッファメモリ１３に格納されている次世代ＭＤクラスタ（＃ｕ）のデータのメディアドライブ部１１への転送を開始する。
続いて、システムコントローラ１８は、ステップＳ２７において、記録開始アドレスに到達したことを確認すると、メディアドライブ部１１に対しては、ステップＳ２８において、この次世代ＭＤクラスタのデータのディスク９０への書込開始を指示する。このとき、メディアドライブ部１１では、これに応じてドライブコントローラ４１の制御により、ディスク９０へのデータ書込を開始する。すなわち、メモリ転送コントローラ１２から転送されてくるデータについて、ＲＳ−ＬＤＣエンコーダ４７、ＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調部４８、磁気ヘッドドライバ４６、磁気ヘッド２３及び光学ヘッド２２の記録系でデータ記録を行う。
このとき、システムコントローラ１８は、ステップＳ２９において、ディスク９０との同期がとれているか否かを判別する。ディスク９０との同期が外れている場合、ステップＳ３０において、データ読取りエラー発生の旨の信号を生成する。ステップＳ３１において、再度読取りを実行すると判別された場合は、ステップＳ２からの工程を繰り返す。
１クラスタ分のデータを取得すると、システムコントローラ１８は、ステップＳ３２において、所定のクラスタを取得したか否かを判別する。所定のクラスタを取得していれば、一連の処理を終了する。
以上の処理により、ＰＣ１００からの１ＦＡＴセクタの書込要求に応じた、ディスク９０へのＦＡＴセクタデータの書込が実現される。つまり、ＦＡＴセクタ単位の書込は、ディスク９０に対しては、次世代ＭＤクラスタ単位の書換として実行される。
７．ＡＤＩＰのアドレスとアドレスユニットのアドレスとの関係
次に、図１６及び図１７を参照しながらＡＤＩＰのアドレスとアドレスユニットのアドレスとの関係について説明する。これらの図１６、図１７において、ＡＣはディスク上の物理アドレスである上記ＡＤＩＰに基づくクラスタアドレス（クラスタ番号）を示し、ＡＵはデータをアクセスするための上記アドレスユニットのアドレスを示している。また、図１６は次世代ＭＤ１の場合を、図１７は次世代ＭＤ２の場合をそれぞれ示している。
先ず、図１６において、次世代ＭＤ１は、従来のＭＤのＡＤＩＰを流用していることから、クラスタアドレス（クラスタ番号）としてＡＣ０〜ＡＣ１５の１６ビットが用いられる。
図１６において上記ＡＣは、アドレスクラスタを示し、ＡＳは、アドレスセクタを示す。現実に使用されるＭＤとしては、８０分程度の記録容量を考慮しても、１２ビット程度のクラスタアドレスで充分である。このＡＤＩＰクラスタアドレスのＡＣ０〜ＡＣ１４が、上記アドレスユニットのアドレスビットＡＵ６〜ＡＵ２０に対応付けられる。
また、従来ＭＤのＡＤＩＰアドレスとしては、クラスタアドレスの下位側に８ビットのセクタアドレスが配置されるが、このセクタアドレスに基づき、図９に示す前半クラスタのセクタアドレス（ＦＣ〜０Ｄ）と、後半クラスタのセクタアドレス（０Ｅ〜１Ｆ）とを表す０／１が、アドレスユニットのアドレスビットＡＵ５に対応付けられる。
すなわち、このアドレスビットＡＵ５は、前半クラスタ（セクタＦＣ〜０Ｄ）のとき後半クラスタ（セクタ０Ｅ〜１Ｆ）のとき１となる。このアドレスユニットのアドレスビットＡＵ５が上述したレコーディングユニットのアドレスの最下位ビットとなり、ＡＵ５〜ＡＵ２０がレコーディングブロック番号、あるいはレコーディングブロックアドレスを表すことになる。これよりも下位側のアドレスビットＡＵ４〜ＡＵ１の４ビットの部分１１０には、４ビットカウンタにより生成された各ビットが割り当てられる。すなわち、図９に上述した１レコーディングブロックを１６等分したときの各部分を示すための４ビットがアドレスビットＡＵ４〜ＡＵ１で表される。
より具体的には、上記図９の１レコーディングブロックの５１２フレームの内のデータ領域としてのＦｒａｍｅ１０〜Ｆｒａｍｅ５０５の４９６フレームを１６等分したそれぞれがＡＵ４〜ＡＵ１でアクセスされる。
最下位ビットのＡＵ０は常に０とされる。この具体例では、アドレスユニットのビット数を２５ビットとしており、上記ＡＵ２０よりも上位側のＡＵ２１〜ＡＵ２３には、上記ＡＤＩＰアドレスのＡＣ１４の値（符号）が代入される。これは、アドレスユニットのＡＵ２０の値をＡＵ２１〜ＡＵ２３に代入してもよい。また、ＡＣ１４の値（符号）をＡＵ２０に代入し、ＡＣ１５の値（符号）をＡＵ２１〜ＡＵ２３に代入してもよい。
さらに、ランド・グルーブ記録や２スパイラルトラック記録、あるいは２層ディスクのような記録領域を複数有するディスクを考慮して、これらの記録領域を識別するためのアドレスビットＡＢＬＧが設けられ、ＡＵ０〜ＡＵ２３及びＡＢＬＧで２５ビットのアドレスとしている。
上記図９に示す４９６フレームを１６分割した各アドレスユニットを構成する３１フレームの先頭３フレームに上記２５ビットからなるアドレスユニット番号を記録する。また、この２５ビットのアドレスユニット番号は、例えば上記図３のＢＩＳ領域の一部に、所定周期で（例えば３１フレーム周期で）書き込むようにしてもよい。
上記次世代ＭＤ１において上記クラスタアドレス→ユニットアドレス変換を実現するための構成を図２０に示す。図２０における付与番号は、図１３の番号に一部対応している。
ＡＤＩＰ復調回路３８で復調されたＡＤＩＰアドレスは、ＭＤアドレス復調回路３９にて、クラスタＨ、クラスタＬ、セクタの合計２０ビットのアドレスに変換される。上記クラスタＨ、クラスタＬの１６ビット（ＡＣ１５−ＡＣ０）は、前半クラスタ／後半クラスタ識別子生成回路４１１にて識別子が生成され、アドレスユニット生成回路４１３にてＡＵ５に登録される。
レコーディングブロックアドレス生成回路４１２にてレコーディングユニット毎に生成されたアドレスは、アドレスユニット生成回路４１３にてＡＵ１−ＡＵ４に登録される。ＡＤＩＰ復調回路３８で復調されたＡＤＩＰアドレスは、ＭＤアドレス復調回路３９にてＡＣ８−ＡＣ２３に複写され、クラスタＨ、クラスタＬは、一部アドレスユニット生成回路４１３にてＡＣ８−ＡＣ２３に複写される。
また、ＡＵ０には０が登録され、ＡＢＬＧ生成回路４１４から生成されたアドレスビットＡＢＬＧがＡＵ２５に登録される。上記アドレスユニット生成回路４１３にて生成したアドレスユニット番号は、データバッファ３０に伝送され、所定の変調を施されて各アドレスユニットを構成する３１フレームの冒頭３フレームに複数回記録される。
この図１６に示す具体例では、１つの記録領域を有するディスクを用いており、ＡＢＬＧを０としているが、２つの記録領域を有するディスクの場合には、それぞれの記録領域に応じて１又は０が与えられることは勿論である。なお、３以上の記録領域を有するディスクを想定する場合には、記録領域を識別するためのアドレスビットを２ビット以上設けるようにしてもよい。
次に、図１７に示す次世代ＭＤ２の場合には、ＡＤＩＰクラスタが１６セクタで構成されていることから、ＡＤＩＰアドレスのクラスタアドレス（クラスタ番号）のＡＣ０〜ＡＣ１５をアドレスユニットのＡＵ５〜ＡＵ２０に対応付けている。この場合も、アドレスユニットのアドレスビットＡＵ５が上述したレコーディングユニットのアドレスの最下位ビットとなり、ＡＵ５〜ＡＵ２０がレコーディングブロック番号、あるいはレコーディングブロックアドレスを表すことになる。ＡＵ５よりも下位側のアドレスビットＡＵ４〜ＡＵ１の４ビットの部分１１１には、４ビットカウンタにより生成された各ビットが割り当てられ、最下位ビットのＡＵ０は常に０とされる。また、上記ＡＵ２０よりも上位側のＡＵ２１〜ＡＵ２３には、上記ＡＤＩＰアドレスのＡＣ１５の値（符号）が代入される。
この図１７に示す具体例でも、上記図１６の場合と同様に、１つの記録領域を有するディスクに対応してＡＢＬＧを常に０としているが、２つの記録領域を有するディスクの場合には、それぞれの記録領域に応じて１又は０が代入されることは勿論である。また、３以上の記録領域を有するディスクを想定する場合には、記録領域を識別するためのアドレスビットを２ビット以上設けるようにしてもよいことも同様である。
図１７の具体的な回路は、上述した図２０から前半クラスタ／後半クラスタ識別子生成回路４１１を省いたものである。
このような本発明の実施の形態によれば、次世代ＭＤ１としては、従来のＭＤと同様の物理アドレスフォーマットを流用しながら、増大したデータ容量を取り扱うために拡張された２５ビットのアドレス（ＡＵ０〜ＡＵ２５）を用いてデータアクセスを行うことができ、互換性に優れ、何ら不具合なく容量の増大されたデータをアクセスすることができる。また、次世代ＭＤ１と次世代ＭＤ２とについても、アドレスユニットの２５ビットのアドレス（ＡＵ０〜ＡＵ２５）については等化に取り扱うことができ、データ互換性に優れたものとなっている。
８．データのセクタ（論理セクタ）毎のスクランブル処理
次に、図１８及び図１９を参照しながら、データのセクタ（論理セクタ）毎のスクランブル処理について説明する。これらの図１８、図１９において、ＡＣはディスク上の物理アドレスである上記ＡＤＩＰに基づくクラスタアドレス（クラスタ番号）を示し、ＡＵはデータをアクセスするための上記アドレスユニットのアドレスを示し、ｓは疑似乱数発生用のシフトレジスタの各ビットをそれぞれ示している。また、図１８は次世代ＭＤ１の場合を、図１９は次世代ＭＤ２の場合をそれぞれ示している。
上記図２の説明において、ホストアプリケーション等から供給されるユーザデータの２０４８バイト毎に４バイトのＥＤＣ（Ｅｒｒｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）を付加した２０５２バイトを１セクタ（データセクタ、論理セクタ）とし、Ｓｅｃｔｏｒ０〜Ｓｅｃｔｏｒ３１の３２セクタを３０４列×２１６行のブロックにまとめることを説明したが、各セクタの２０５２バイトのデータに対しては、上記ＡＤＩＰアドレスを乱数のシード（種）あるいは初期値として疑似乱数を発生し、この疑似乱数との排他的論理和（Ｅｘ−ＯＲ）をとることで、スクランブル処理を施している。疑似乱数は、例えば生成多項式を用いたいわゆるＭ系列から生成すればよく、このＭ系列生成用のシフトレジスタに上記乱数のシード（種）を初期値としてロードすればよい。乱数のシード（種）としては、例えば、上記ＡＤＩＰアドレスのクラスタアドレス（クラスタ番号）が挙げられるが、これに限定されない。ただし、本発明の実施の形態においては、ランド・グルーブ記録や２スパイラルトラック記録、あるいは２層ディスクのような記録領域を複数有するディスクを考慮して、これらの記録領域を識別情報、例えば図１８、図１９におけるランドグルーブ識別用アドレスビットＡＢＬＧを上記乱数のシード（種）の一部に用いるようにしている。
上記２０４８バイトのデータ単位をユーザデータセクタと呼び、上記ＥＤＣを付加した２０５２バイトのデータ単位をデータセクタと呼ぶ。
すなわち、先ず図１８に示す次世代ＭＤ１の場合において、ＡＤＩＰのクラスタアドレスのＡＣ０〜ＡＣ１２をアドレスユニットのＡＵ６〜ＡＵ１８に対応付け、ＡＵ５には、前半クラスタ（セクタＦＣ〜０Ｄ）のとき０、後半クラスタ（セクタ０Ｅ〜１Ｆ）のとき１となるセクタアドレスの上位桁を対応付け、上記ランド・グルーブ記録のような記録領域を複数有するディスクの記録領域を識別するためのアドレスビットＡＢＬＧは０とし、これらのＡＵ５〜ＡＵ１８、ＡＢＬＧの各ビットを、疑似乱数発生用の１６ビットシフトレジスタの内の下位側から１５ビット分の各ビットｓ０〜ｓ１４に対応付けている。また、シフトレジスタの全てのビットが０となると疑似乱数発生が行えなくなることを考慮して、最上位ビットｓ１５には１を対応付けている。これらのＡＵ５〜ＡＵ１８、ＡＢＬＧの各ビットの値、及び最上位ビット用の値１は、上記図２のデータセクタの開始毎に１６ビットシフトレジスタの各ビットｓ０〜ｓ１５にロードされ、これを初期値として疑似乱数が発生され、発生された疑似乱数とデータセクタの各データとの排他的論理和（Ｅｘ−ＯＲ）がとられる。
次に、図１９に示す次世代ＭＤ２の場合に、ＡＤＩＰのクラスタアドレスのＡＣ０〜ＡＣ１３をアドレスユニットのＡＵ５〜ＡＵ１８に対応付け、上記ランド・グルーブ記録のような記録領域を複数有するディスクの記録領域を識別するためのアドレスビットＡＢＬＧは０とし、これらのＡＵ５〜ＡＵ１８、ＡＢＬＧの各ビットを、疑似乱数発生用の１６ビットシフトレジスタの内の下位側から１５ビット分の各ビットｓ０〜ｓ１４に対応付けている。また、シフトレジスタの全てのビットが０となると疑似乱数発生が行えなくなることを考慮して、最上位ビットｓ１５には１を対応付けている。これらのＡＵ５〜ＡＵ１８、ＡＢＬＧの各ビットの値、及び最上位ビット用の値１は、上記データセクタの開始毎に１６ビットシフトレジスタの各ビットｓ０〜ｓ１５にロードされ、これを初期値として疑似乱数が発生され、発生された疑似乱数とデータセクタの各データとの排他的論理和（Ｅｘ−ＯＲ）がとられる。
なお、上記具体例においては、クラスタアドレス（レコーディングブロック番号）と記録領域識別用のアドレスビットＡＢＬＧと最上位桁の１とを連結して得られる１６ビットを乱数のシードとして、上記図２のデータセクタの開始毎に、疑似乱数発生用の１６ビットシフトレジスタに初期値としてロードして疑似乱数を発生させているが、アドレスとしてはクラスタアドレス（レコーディングブロック番号）に限定されず例えばＡＵ５よりも下位側のアドレスの一部を含むようにしてもよく、乱数のシードのロードのタイミングも限定されない。また、２つの記録領域を有するディスクの場合には、それぞれの記録領域に応じて１又は０が代入されることは勿論であり、３以上の記録領域を有するディスクを想定する場合には、記録領域を識別するためのアドレスビットを２ビット以上設けるようにしてもよい。
このような本発明の具体例によれば、データの規則性等により偏りが生じやすいデジタルデータに対してスクランブル処理を施すことによりランダム化され記録再生効率の向上が図れるのみならず、ランド・グルーブ記録ディスクや多層ディスクのような複数の記録領域を有し近接するトラックのアドレスが同じとなる場合でも、記録領域毎に乱数発生のシードが異なるため、同じ乱数となることがなく、異なるスクランブル処理が施されるため、トラック間の干渉を低減できる。
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施例に限定されるものではなく、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な変更、置換又はその同等のものを行うことができることは同業者にとって明らかである。
産業上の利用可能性
本発明によれは、アドレスが付された記録領域を有する記録媒体にデータを記録する際に、記録領域として複数の記録領域を持ち得るように予め規定された規格に基づく複数の記録領域の１つを識別するための識別情報とアドレスとから得られる値を乱数のシードとし、この乱数に基づいてデータをスクランブル処理することによって、記録領域毎に異なるスクランブルデータを得ることができ、記録データの単調化が防止され、高密度記録データに対して高い誤り訂正能力を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の具体例として示す次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２、並びに従来のミニディスクの仕様を説明する図である。
図２は、本発明の具体例として示す次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２における誤り訂正方式のＢＩＳ付きＲＳ−ＬＤＣブロックを説明する図である。
図３は、本発明の具体例として示す次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２の１レコーディングブロック内のＢＩＳ配置を説明する図である。
図４は、本発明の具体例として示す次世代ＭＤ１のディスク盤面上のエリア構成を説明する模式図である。
図５は、本発明の具体例として示す次世代ＭＤ２のディスク盤面上のエリア構成を説明する模式図である。
図６は、本発明の具体例として示す次世代ＭＤ１のディスクにオーディオデータとＰＣ用データとを混在記録した場合の盤面上のエリア構成を説明する模式図である。
図７は、本発明の具体例として示す次世代ＭＤ１のデータ管理構造を説明する模式図である。
図８は、本発明の具体例として示す次世代ＭＤ２のデータ管理構造を説明する模式図である。
図９は、本発明の具体例として示す次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２のＡＤＩＰセクタ構造とデータブロックとの関係を説明する模式図である。
図１０Ａは、次世代ＭＤ２のＡＤＩＰデータ構造を示す模式図であり、図１０Ｂは、次世代ＭＤ１のＡＤＩＰデータ構造を示す模式図である。
図１１は、本発明の具体例として示す次世代ＭＤ２のデータ管理構造の変形例を説明する模式図である。
図１２は、本発明の具体例として示す次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２に対して互換性を有して記録再生を行うディスクドライブ装置を説明するブロック図である。
図１３は、上記ディスクドライブ装置のメディアドライブ部を説明するブロック図である。
図１４は、上記ディスクドライブ装置において次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２のセクタ再生処理を説明するフローチャートである。
図１５は、上記ディスクドライブ装置において次世代ＭＤ１及び次世代ＭＤ２のセクタ記録処理を説明するフローチャートである。
図１６は、本発明の具体例として示す次世代ＭＤ１のＡＤＩＰアドレスとアドレスユニットのアドレスとの関係を説明する図である。
図１７は、本発明の具体例として示す次世代ＭＤ２のＡＤＩＰアドレスとアドレスユニットのアドレスとの関係を説明する図である。
図１８は、本発明の具体例として示す次世代ＭＤ１の論理セクタのスクランブル処理を説明する図である。
図１９は、本発明の具体例として示す次世代ＭＤ２の論理セクタのスクランブル処理を説明する図である。
図２０は、本発明のアドレスユニット変換を実現するための回路図である。

Claims (10)

1. 所定数のセクタをブロック化してクラスタが形成され、上記クラスタに対応するクラスタアドレス及び上記セクタに対応するセクタアドレスから成る第１のアドレス情報が予め所定の変調を施されて記録された記録媒体上に上記セクタ単位より短いデータセクタ単位でデータを高密度記録するデータ記録再生方法において、
   上記記録媒体から上記クラスタアドレス及びセクタアドレスから成る第１のアドレス情報を再生するステップと、
   上記再生された第１のアドレス情報中のクラスタアドレスに基づいて第２のアドレス情報を生成するとともに上記記録媒体の記録領域を特定する識別情報を付加するステップと、
   上記生成された第２のアドレス情報及び上記識別情報を乱数の初期値として乱数を発生させるステップと、
   上記発生した乱数に基づいて上記データセクタをスクランブル処理するステップと、
   上記スクランブル処理されたデータセクタを上記記録媒体に記録するステップとからなることを特徴とするデータ記録再生方法。
2. 上記記録媒体の記録領域が単一の場合、上記識別子は、固定値であることを特徴とする請求の範囲第１項記載のデータ記録再生方法。
3. 上記識別情報を表す少なくとも１ビットと、上記アドレスを表す複数ビットと、最上位桁を１とするビットとを連結して得られる複数ビットの数値を上記乱数の初期値とすることを特徴とする請求の範囲第１項記載のデータ記録再生方法。
4. 上記乱数発生は、生成多項式に対応するシフトレジスタに上記生成された第２のアドレス情報及び上記識別情報を初期値としてロードすることにより開始され、データの所定単位毎に対応するアドレスに基づく上記乱数のシードを初期値としてロードすることを特徴とする請求の範囲第１項記載のデータ記録再生方法。
5. 上記スクランブル処理は、上記データと上記発生された乱数との排他的論理和（Ｅｘ−ＯＲ）を取ることにより行われることを特徴とする請求の範囲第１項記載のデータ記録再生方法。
6. 所定数のセクタをブロック化してクラスタが形成され、上記クラスタに対応するクラスタアドレス及び上記セクタに対応するセクタアドレスから成る第１のアドレス情報が予め所定の変調を施されて記録された記録媒体に上記セクタ単位より短いデータセクタ単位でデータを高密度記録するデータ記録再生装置において、
   上記記録媒体から上記クラスタアドレス及びセクタアドレスから成る第１のアドレス情報を再生する再生手段と、
   上記再生手段にて再生された第１のアドレス情報中のクラスタアドレスに基づいて第２のアドレス情報を生成するとともに上記記録媒体の記録領域を特定する識別情報を付加するアドレス生成手段と、
   上記アドレス生成手段にて生成された第２のアドレス情報及び上記識別情報を乱数の初期値として乱数を発生させる乱数発生手段と、
   上記乱数発生手段にて発生した乱数に基づいて上記データセクタをスクランブル処理するスクランブル処理手段と、
   上記スクランブル処理されたデータセクタを上記記録媒体に記録する記録手段とを備えることを特徴とするデータ記録再生装置。
7. 上記記録領域の数が単一の記録媒体に対しては、上記識別情報を固定値とすることを特徴とする請求の範囲第６項記載のデータ記録再生装置。
8. 上記識別情報を表す少なくとも１ビットと、上記アドレスを表す複数ビットと、最上位桁を１とするビットとを連結して得られる複数ビットの数値を上記乱数のシードとすることを特徴とする請求の範囲第６項記載のデータ記録再生装置。
9. 上記乱数発生は、生成多項式に対応するシフトレジスタに上記第２のアドレス情報及び上記識別情報を初期値としてロードすることにより開始され、データの所定単位毎に対応するアドレスに基づく上記乱数のシードを初期値としてロードすることを特徴とする請求の範囲第６項記載のデータ記録再生装置。
10. 上記スクランブル処理は、上記データと上記発生された乱数との排他的論理和（Ｅｘ−ＯＲ）を取ることにより行われることを特徴とする請求の範囲第６項記載のデータ記録再生装置。

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