KR100288402B1 - 광디스크드라이브의버퍼언더런대응방법 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

광디스크 드라이브의 데이터 기록 동작 중 버퍼언더런 발생시 대응 기술

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

버퍼언더런이 발생하였을 때 광디스크 드라이브가 자동으로 이에 대해 대처하며, 해당 광디스크를 효율적으로 재 사용한다.

다. 그 발명의 해결방법의 요지

광디스크가 일회 기록형인지 반복 기록형인지 확인하여 데이터를 기록하고, 버퍼언더런 발생시 현재 디스크가 일회 기록형이면, 버퍼언더런이 발생한 시점에서 데이터 기록작업을 중단하지 않고 더미 데이터를 가장 가까운 블록어드레스지점까지 기록하기 시작하며, 상기 가장 가까운 블록어드레스를 광디스크의 프로그램 시작 어드레스로 설정하며, 이후 호스트에서 다시 데이터가 처음부터 재전송될 때 상기 프로그램시작 어드레스에서부터 데이터를 기록하며, 버퍼언더런 발생시 현재 디스크가 반복 기록형이면, 디스크의 데이터 기록을 처음부터 다시 한다.

라. 발명의 중요한 용도:

광디스크 드라이브에 버퍼언더런 발생시 효과적 대응으로 중요히 적용된다.

Description

광디스크 드라이브의 버퍼언더런 대응 방법{METHOD FOR CONFRONTING BUFFER UNDERRUN OF OPTICAL DISC DRIVE}

본 발명은 광디스크 드라이브(optical disc drive: 이하 드라이브라고도 함)의 데이터 기록 동작에 관한 것으로, 특히 광디스크(이하 디스크라고도 함) 상에 데이터를 기록하는 도중에 발생할 수 있는 버퍼언더런(buffer-underrun)에 대응하기 위한 방법에 관한 것이다.

레이저를 이용하여 광디스크 상에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생하는 광기록 재생 기술에서는 디스크의 데이터 기록면에 대한 레이저의 반사광의 변화량을 감지하여 정보를 읽어낸다. 반사광의 변화를 주는 방법에는 즉, 광디스크 상에 데이터를 기록하는 방법에는 일반 CD(Compact Disc)나 DVD(Digital Video Disc, 혹은 Digital Versatile Disc)처럼 디스크 기판 상에 오목한 피트를 형성하여 피트와 기준면과의 간섭을 이용하는 방법과, 광자기 디스크처럼 광자기 기록 매체의 편광 방향을 변화시키는 방법과, 상 변화(phase change) 디스크(CD-RW: CD-ReWritable)처럼 기록 재료의 상태에 따라 반사광량 차이를 이용하는 방법과, CD-R(CD-Recordable)처럼 유기색소의 변형에 의한 방법 등이 있다. 각 방법은 기록 가능 및 그 횟수에 따라 재생 전용형(일반 CD), 일회 기록형(CD-R), 반복 기록 재생형(CD-RW)으로 구분될 수 있다. 상기 일회 기록형(CD-R) 디스크는 사용자가 한번 데이터를 기록할 수 있고, 반복 기록 재생형 광디스크(CD-RW)는 다수번 반복적으로 기록할 수 있다.

상기한 바와 같은 광디스크 중 일회 기록형이나, 반복 기록형 디스크(이하 광디스크 혹은 디스크라 함)에 데이터를 기록하기 위해 데이터의 기록 기능이 갖추어진 광디스크 드라이브(이하 광디스크 드라이브 혹은 드라이브라 함)가 제공되어 진다.

상기한 광디스크 드라이브가 디스크에 데이터를 기록하는 과정을 살펴보면, 광디스크 드라이브는 개인용 컴퓨터 등과 같은 호스트로부터 기록할 데이터를 인가 받아 버퍼에 저장하며, 버퍼에 어느 정도의 데이터가 저장되면, 저장된 데이터를 디스크에 기록하게 된다. 이때 통상 호스트로부터 전송되는 데이터의 용량은 상기 버퍼의 용량보다 훨씬 많은 양이므로, 드라이브는 호스트로부터 전송되는 데이터를 버퍼에 기록하는 동작과, 버퍼에 기록된 데이터를 광디스크에 기록하는 동작을 같이 수행하게 된다. 그러한 데이터의 기록 동작의 수행 도중 호스트로부터의 데이터의 전송이 중단되거나 지연되는 경우가 발생할 수 있는데, 그럴 경우 버퍼에 더 이상의 데이터의 저장이 이루어지지 않거나 데이터의 저장 작업이 지연되므로, 드라이브는 버퍼에 이미 저장된 데이터를 모두 기록하게 되어, 버퍼가 비어버리는 버퍼언더런(buffer-underrun)이 발생할 수 있다. 또한 버퍼언더런은 호스트의 데이터 전송속도보다 드라이브의 데이터 기록속도가 더 빠를 경우에도 발생할 수 있다.

버퍼언더런을 발생시키는 호스트로부터의 데이터 전송의 중단 또는 지연의 요인으로는 기록작업 도중 호스트의 다중작업(multi-tasking)이나 통신작업 등에 의한 인터럽트일 수 있다.

현재 드라이브가 반복 기록형 디스크에 데이터를 기록하는 중에 상기한 바와 같은 버퍼언더런이 발생하면, 드라이브는 호스트로 버퍼언더런 발생신호를 출력하고 동작을 중단하게 된다. 드라이브는 전송된 데이터를 소정 기록 포맷에 맞추어 소정 일정량씩 변조 및 스크램블 등을 수행하여 디스크상에 기록하므로, 버퍼언더런이 발생하면, 드라이브는 마지막 기록한 데이터의 디스크상에서 정확한 기록 위치를 알지 못한다. 그러므로 호스트가 일련의 소스 데이터에서 전송이 중단된 부분의 위치를 파악하여 다음 기록할 데이터를 전송한다하더라도 디스크상에서 데이터가 기록되는 부분에서는 무 데이터 기록영역의 발생 또는 기록할 데이터의 겹침 등이 일어나며, 결국 디스크의 데이터 기록에는 에러가 있게 된다.

상기한 바와 같이 디스크에 데이터를 기록하는 도중 버퍼언더런이 발생하면, 현재 데이터를 기록 중인 디스크가 반복 기록형 디스크 일 경우에는 드라이브가 디스크에 다시 처음부터 데이터를 기록하도록 제조자가 일일이 조작하였다. 또한 현재 데이터를 기록 중인 디스크가 일회 기록형 디스크일 경우에 버퍼언더런이 발생하면, 그러한 디스크는 다시 사용할 수 없고 불량 처리되어 파기 된다.

따라서 본 발명의 목적은 버퍼언더런이 발생하였을 때 광디스크 드라이브가 자동으로 이에 대해 대처할 수 있는 버퍼언더런 대응 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 버퍼언더런이 발생하였을 경우 해당 광디스크를 효율적으로 재 사용할 수 있는 버퍼언더런 대응 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 광디스크 드라이브의 버퍼언더런 대응 방법에 있어서, 광디스크에 데이터를 기록하기 전에 해당 광디스크가 일회 기록형인지 반복 기록형인지 확인하고 데이터를 기록하고, 버퍼언더런이 발생하였을 경우에 현재 디스크가 일회 기록형이면, 버퍼언더런이 발생한 시점에서 데이터 기록작업을 중단하지 않고 더미 데이터를 가장 가까운 블록어드레스지점까지 기록하기 시작하며, 상기 가장 가까운 블록어드레스를 광디스크의 프로그램 시작 어드레스로 설정하며, 이후 호스트에서 다시 데이터가 처음부터 재전송될 때 상기 프로그램시작어드레스에서부터 데이터를 기록함을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 일 광디스크 드라이브의 개략적인 블록 구성도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼언더런 대응 과정의 마이컴의 제어 흐름도

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 처리 흐름 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 일 광디스크 드라이브의 개략적인 블록 구성도이며, 데이터의 기록, 재생이 가능한 드라이브를 예로 들었다. 도 1을 참조하면, 광디스크 드라이브는 광픽업 20에 의해 광디스크 1에 정보가 기록되거나, 기록된 정보가 재생된다. 광픽업 20은 선형모터 18에 의해 지지되며, 광디스크 10의 내곽과 외곽으로 이동 가능하게 된다.

광픽업 20은 반도체 레이저 발진기 23과, 각종 렌즈들과, 하프 프리즘(half prism) 27과, 트래킹코일 21a, 및 포커스코일 21b 등으로 구성된다. 데이터의 기록시 레이저 발진기 23은 데이터 기록용 레벨의 레이저 빔을 출력하고 레이저 빔은 하프 프리즘 27과, 렌즈를 거처 광디스크 10의 기록할 위치로 주사된다. 데이터의 재생시에는 레이저 발진기 23은 데이터 재생용 레벨의 레이저 빔을 출력하고, 이러한 레이저 빔은 광디스크 10의 데이터 재생할 위치에서 반사되어 하프 프리즘 27을 거쳐 광검출기 25로 입력된다. 레이저 발진기 23은 레이저부 16에 의해 출력 레이저 빔의 레벨과, 출력 온/오프 간격 등을 제어 받게 된다. 레이저부 21은 데이터 기록시 신호처리부 36에서 인가되는 기록할 데이터를 기록되기에 적당한 신호, 예를 들어 2-7변조 데이터로 변환하여 그에 따라 레이저 발진기 23의 출력을 제어한다.

광검출기 25는 광디스크 10에서 반사되어 입력된 레이저 빔의 광량에 따른 전기적 재생신호를 생성하여, 고주파(RF)증폭부 30에 인가하며, 고주파증폭부 30은 광검출기 25에서 인가되는 재생신호를 증폭하고 증폭된 신호의 잡음 및 왜곡을 제거하여 파형 정형된 신호를 신호처리부 36에 인가한다. 그리고 고주파증폭부 30은 포커스서보 및 트래킹서보를 위한 신호들, 즉 포커스에러신호(FE: Focus Error signal)와 트래킹에러신호(TE: Tracking Error signal) 등을 서보신호처리부 32에 인가한다. 서보신호처리부 32는 서보신호처리부 32는 상기 신호들에 의거하여 각 서보를 위한 제어신호를 서보구동부 34에 인가하고, 서보구동부 34는 상기 제어신호에 의거하여 상기 픽업 20의 포커스코일 21b와 트래킹코일 21a 및 선형모터 18에 동작 전원을 인가한다.

한편 스핀들모터제어부 14는 신호처리부 36에서 인가되는 제어신호에 의거하여 스핀들모터 12를 제어하여 광디스크 10이 정선속도(CLV: Constant Linear Velocity), 혹은 정각속도(CAV: Constant Angular Velocity)로 회전하게 제어한다.

신호처리부 36은 재생신호를 인가 받아 기록된 데이터를 재생하여 재생된 데이터를 에러정정 등의 신호 처리를 수행하여 인터페이스부 44를 통해 호스트로 전송하거나, 호스트로부터 기록할 데이터를 인터페이스부 44를 통해 인가 받아 인가 받은 데이터를 기록하기 위한 처리를 행하여 레이저부 16으로 인가한다.

인터페이스부 44는 개인용컴퓨터 등과 같은 호스트 컴퓨터와 드라이브 사이에 전송되는 각종 제어신호와 데이터를 인터페이스한다. 한편 제1메모리 38은 신호처리부 36의 데이터버퍼용 이나 에러정정용 메모리 등으로 사용되며, 제2메모리 46은 인터페이스부 44의 데이터버퍼용 이나 에러정정용 메모리로 사용된다. 상기한 버퍼언더런은 호스트컴퓨터로부터 기록할 데이터의 전송시 상기 제2메모리 46의 버퍼가 비게되어 발생될 수 있다.

한편 마이컴 40은 각종 동작을 수행하기 위한 제어프로그램들이 저장된 롬(ROM)과, 각종 동작 수행에 요구되거나 동작 수행시 발생되는 각종 데이터를 일시 저장하기 위한 램(RAM)으로 구성되는 메모리 42와 연결되어, 드라이브의 전반적인 동작을 총괄적으로 제어한다.

상기한 바와 같은 광디스크 드라이브는 버퍼언더런이 발생할 시 본 발명의 특징에 따른 대응을 하게 되며, 이를 위한 동작 프로그램이 마이컴 40의 펌웨어나 메모리 42에 미리 제공된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가진 광디스크 드라이브의 본 발명의 특징에 따른 동작을 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼언더런 대응 과정의 마이컴 40의 제어 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 광디스크 10에 데이터를 기록하던 도중 버퍼언더런이 발생하면 마이컴 40은 먼저 50단계에서 현재 데이터를 기록하는 광디스크 10이 일회 기록형(CD-R)인가 반복 기록형(CD-RW)인가를 확인하고 그에 따라 각기 다른 동작을 수행한다. 이러한 일회 기록형인가 반복 기록형인가의 판단은 광디스크 10에 데이터를 기록하는 동작 전에 미리 판단되어진다.

상기 판단은 마이컴 40이 광디스크 트랙상의 ATIP(Absolutely Time In Pregroove)에 의해 발생된 신호를 검사하는 것으로 이루어질 수 있다. ATIP는 재생 전용 광디스크에는 존재하지 않는 것으로, 일회 기록형과 반복 기록형 광디스크에 존재한다. 일회 기록형 또는 반복 기록형 광디스크는 통상 트랙에 요철형태의 피트와 랜드로 정보를 기록하는 일회기록형 광디스크와는 달리 상변화형처럼 재질의 결정 상태를 변화시키는 것이므로 트랙 추종이 기록된 정보의 형태만으로는 용이하지 못하다. 따라서 일회 기록형 또는 반복 기록형 광디스크에는 트랙의 경계면에 일정한 와블(wobble)이 구성되며, 드라이브가 트랙 추종시, 픽업10의 레이저빔 포커스가 상기한 와블에 걸치게 구성되고, 픽업 10에 의해 이러한 경계면의 와블에 의해 발생되는 일정한 주파수를 이용하여 트랙의 추종을 용이하게 하며, 또한 그러한 와블을 일회 기록형과 반복 기록형이 다르게 구성하여 상기 발생된 주파수를 검사하여 광디스크가 일회 기록형인가 반복 기록형인가를 판단하게 된다.

상기와 같은 방법으로 판단한 디스크의 형태에 따라 버퍼언더런이 발생하였을 경우 마이컴 40은 다르게 동작하는데, 먼저 현재 기록 중인 디스크가 일회 기록형 광디스크일 시에는 52단계로 진행하여 현재 기록부분에서부터 이후의 LBA(Last Block Address)까지 더미(dummy) 데이터를 기록한다. LBA까지 더미 데이터를 기록하면 이후 54단계에서 데이터 기록을 중단하고, 호스트로 버퍼언더런 발생신호를 출력한다. 이후 56단계에서 디스크상의 TOC(Table Of Content)영역에 상기 LBA를 프로그램시작 어드레스로 기록하게 된다. 디스크상에 데이터가 기록될때에는 소정 블록 단위로 기록되며, 이러한 블록들의 디스크 상에서의 위치 즉 블록어드레스는 인식이 가능하다. 본 발명의 특징에 따라 상기한 52단계에서 디스크상의 버퍼언더런이 발생시의 데이터 기록 위치에서 바로 다음번의 블록어드레스까지 더미데이터를 기록하는 것은 버퍼언더런 발생이후의 가장 근접한 그러한 블록어드레스(이후 LBA라 함)를 파악하기 위함이다. 상기 파악된 LBA는 56단계에서 TOC영역에 시작 어드레스로 기록되는데, 리드인(lead-in)영역이라고도 불리는 TOC영역에는 총 트랙수, 스펙 등과 같은 트랙정보 및 기록된 데이터 타이틀(혹은 파일)의 어드레스(디스크 상의 위치) 등이 기록되어 있다. 이러한 TOC영역의 정보를 재생하여 파악하므로, 드라이브는 현재 로딩되어 있는 광디스크의 데이터 기록 포맷을 알게되고, 그에 따라 데이터를 재생할 수 있게 된다. 그러므로 상기 56단계에서 TOC영역에 LBA를 시작 어드레스로 기록하게 되면, 이후 드라이브가 상기 광디스크에서 데이터를 기록, 혹은 재생할 경우 상기 LBA에서부터 데이터의 기록, 혹은 재생 동작을 수행하게 된다.

상기 56단계 이후 60단계에서 스핀들모터 12의 회전속도를 기록시 요구되는 범위 중의 최저속도로 설정하고 이후 62단계에서 호스트로부터 데이터의 전송이 있을시 이후 64단계에서 버퍼링 및 데이터의 기록 동작을 수행하게 된다. 이때 호스트컴퓨터는 상기 54단계에서 드라이브가 출력한 버퍼언더런 발생신호를 수신하고는 본 발명의 특징에 따라 소스 데이터를 처음부터 다시 전송하게 된다. 따라서 상기 64단계에서 버퍼링 및 데이터의 기록 동작을 드라이브가 수행할 때 소스 데이터의 처음부터 다시 기록하게 된다. 이때 기록이 시작되는 위치는 상기 LBA가 된다.

한편, 상기 60단계에서 스핀들모터 12의 회전속도를 기록시 요구되는 범위 중 최저속도로 설정한 것은 전술한 바와 같이 버퍼언더런은 어떠한 이유에서든지 호스트로부터 시간당 전송된 데이터의 양보다 디스크상에 시간당 기록되는 데이터의 양이 많을 경우에 발생하므로, 데이터의 기록속도를 최저로 하여 버퍼언더런의 발생 가능성을 줄이고자 함이다.

상기한 바와 같은 과정으로 일회 기록형 광디스크에 데이터를 기록하는 도중 버퍼언더런이 발생할 경우에 동 광디스크의 버퍼언더런이 발생한 위치 이후부터의 영역을 데이터 기록영역으로 다시 사용하여 데이터를 재 기록하게 된다. 상기한 바와 같은 본 발명의 특징에 따른 방법은 일회 기록형 광디스크에 데이터 기록 도중 버퍼언더런이 발생한 위치가 디스크상의 데이터 기록영역 중 처음 부분이어서 데이터의 기록 가능한 영역이 많이 남은 경우일수록 그 적용에 따른 효과가 클 수 있다.

한편 반복 기록형 광디스크에 데이터를 기록하던 중 버퍼언더런이 발생하면, 마이컴 40은 상기 50단계에서 58단계로 진행하여 기록 동작을 중단하고, 호스트로 버퍼언더런 발생신호를 출력하게 된다. 이후 59단계로 진행하여 디스크상의 재 기록 위치를 기록영역의 처음 위치로 설정하고, 이후 60단계로 진행하여 스핀들모터 12의 회전속도를 최저 기록 속도로 제어하며, 호스트로부터 데이터의 전송이 있을 시 다시 기록하게 된다. 이 경우에도 상기 일회 기록형 광디스크에서의 경우와 마찬가지로 호스트는 상기 58단계에서 드라이브에서 출력된 버퍼언더런 발생신호를 인가 받으면, 소스 데이터를 처음부분부터 다시 재 전송하게 되며, 드라이브는 상기 데이터를 전송받아 디스크 상의 데이터 기록 처음부분에서부터 반복 기록하게 된다.

한편 반복 기록형 디스크에 데이터를 재기록 할 경우에, 먼저 이미 기록된 데이터를 지우는 작업이 요구될 수도 있다. 그러한 디스크의 기록 데이터를 지우는 작업은 이레이즈레벨의 레이저빔을 조사하므로 이루어질 수 있다. 레이저 출력 레벨 즉, 정보 기록용 레벨, 정보 재생용 레벨. 정보 소거용 이레이즈레벨 등과 그러한 레벨에 따른 출력 패턴 등은 공지된 기술이며, 일 예로 1990년 7월 3일날 발행된 미합중국 특허번호 제4,939,717호(명칭: "METHOD AND APPARATUS ERASING AND RECORDING INFORMATION USING THREE POWER LEVELS", 발명자: 오노 에이지)에서 개시된 바를 들 수 있다. 상기와 같은 기록된 데이터를 지우는 작업은 상기 64단계에서 데이터를 재기록하기 전에 적절히 이루어질 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 광디스크 드라이브의 버퍼언더런 대응 방법에 있어서, 광디스크에 데이터를 기록하기 전에 해당 광디스크가 일회 기록형인지 반복 기록형인지 확인하여 데이터를 기록하고, 버퍼언더런이 발생하였을 경우에 현재 디스크가 일회 기록형이면, 버퍼언더런이 발생한 시점에서 데이터 기록작업을 중단하지 않고 더미 데이터를 가장 가까운 블록어드레스지점까지 기록하기 시작하며, 상기 가장 가까운 블록어드레스를 광디스크의 프로그램 시작 어드레스로 설정하며, 이후 호스트에서 다시 데이터가 처음부터 재전송될 때 상기 프로그램시작어드레스에서부터 데이터를 기록하며, 버퍼언더런이 발생하였을 경우에 현재 디스크가 반복 기록형이면, 디스크의 데이터 기록을 처음부터 다시함으로, 버퍼언더런이 발생하였을 때 광디스크 드라이브가 자동으로 이에 대해 대처할 수 있으며, 해당 광디스크를 효율적으로 재 사용할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 호스트로부터 소스 데이터를 전송 받아 소정 버퍼에 버퍼링하며, 광디스크에 기록하는 광디스크 드라이브의 버퍼언더런 대응 방법에 있어서,

   기록할 광디스크가 일회 기록형인지 반복 기록형인지를 확인하는 과정과,

   기록할 광디스크가 일회 기록형인 경우, 버퍼언더런이 발생하면 디스크 기록면의 버퍼언더런 발생 위치 이후의 소정 위치의 어드레스를 확인하는 과정과,

   상기 확인한 어드레스를 기록중인 디스크의 프로그램시작 어드레스로 설정하는 과정과,

   상기 호스트로 버퍼언더런발생신호를 출력하는 과정과,

   재 전송되는 소스 데이터를 상기 프로그램시작 어드레스에 따라 재 기록하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 버퍼언더런 대응 방법.
2. 제1항에 있어서,

   기록할 광디스크가 반복 기록형인 경우, 데이터 기록영역의 처음 위치를 기록중인 디스크의 프로그램시작 어드레스로 설정하는 과정과,

   상기 호스트로 버퍼언더런발생신호를 출력하는 과정과,

   재 전송되는 소스 데이터를 상기 프로그램시작 어드레스에 따라 재 기록하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 버퍼언더런 대응 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 재 기록은 상기 광디스크 드라이브의 최저 기록 속도하에서 이루어짐을 특징으로 하는 버퍼언더런 대응 방법.

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