KR20030020601A - 광기록 매체의 고밀도 기록방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광기록 매체에 데이터를 고밀도로 기록하기 위한 데이터 구조와 그 기록방법에 관한 것이다.

본 발명은 사용자 데이터를 RS-PC ECC와 8/16변조코드 또는 그와 유사한 코드율을 갖는 변조코드를 사용해서 CD-R/RW 디스크에 고밀도로 기록할 때 기존의 DVD 데이터 프레임 구조에서 PCA, PMA(RMA), 리드-인 영역의 주소를 고정 주소 타입으로 변경하여 고밀도 기록 및 재생을 용이하게 하기 위한 정보로 활용할 수 있는 광기록 매체의 데이터 프레임 구조와 그 방법을 제안한다.

본 발명은 광기록 매체의 고밀도 기록방법으로서, 저밀도 데이터 기록 방법은 기존의 CD 기록방법에 따르고, 고밀도 데이터 기록방법은 PCA,PMA(RMA),리드-인 영역의 시작 주소를 고정주소를 사용함으로써, 새로운 구조의 프레임 데이터를 기반으로 하는 기록방법으로 동종 디스크에 데이터를 고밀도로 기록하는 광기록 매체의 고밀도 기록방법 및 그 데이터 구조를 제안한다.

Description

광기록 매체의 고밀도 기록방법{High Density Recording Method of Optical Recording Media}

본 발명은 광기록 매체의 고밀도 기록방법에 관한 것이다.

CD-R/RW 드라이브는 PC 등에 연결되어 그 CD-R/RW를 대상으로 데이터를 읽어 내거나 저장하는 장치이다. 이 CD 드라이브는 일반적으로 CD계열의 디스크(CD-ROM, CD-AUDIO)에 기록된 데이터를 읽어낼 수 있으며, 디스크(CD-R)(CD-RW)상에 데이터를 기록할 수 있다. 특히 CD-R에는 1회 기록만이 가능하나 CD-RW에는 여러 번 재기록이 가능하다. 각 디스크들은 규정된 CD 계열의 표준 포맷(레드북, 옐로우북 등에 정의되어진 포맷)을 준수하기 때문에 CD-ROM 드라이브, CD-R 드라이브, CD-RW 드라이브들에서 모두 읽혀지는 호환성을 갖는다.

CD-R, CD-RW에 대한 규격은 오렌지북에 규정되어 있다. CD-ROM 드라이브에 대한 호환성 및 고기록 용량으로 인하여 CD-R/RW는 PC의 주요 데이터 저장장치로 각광을 받고 있으며, 특히 CD-RW는 재기록 특성으로 인하여 더욱 더 각광을 받고 있다.

CD-R, CD-RW 디스크의 경우에는 기록트랙의 표면을 따라 랜드그루브 형태의 홈이 형성되어 있으며, 데이터 기록시 이 표면을 따라 데이터를 기록하게 된다. 읽기전용 디스크에서는 기록이 가능한 CD와 달리 최초 기록시 또는 재기록(overwrite)시 이미 기록된 피트열을 트랙킹 서보, 포커스 서보, 선속도 제어(CLV) 서보의 정보로 사용할 수 없다는 것이다. 랜드 그루브에는 워블이라는 물리적인 엔코딩 방법으로 에이티아이피(ATIP:Absoulte Time In Pre-groove)라는 절대위치 정보와 몇 가지 디스크 정보가 저장되어 있는데, 이 ATIP를 사용하여 서보 제어를 실현하고 위치정보는 절대위치로 사용되어 실제 기록되는 섹터의 어드레스와 동기되도록 한다. 즉, 절대위치가 정해져 있기 때문에 ATIP 어드레스를 사용하면 어떠한 위치에도 기록/재생이 가능하게 된다.

디스크상의 데이터 저장 공간은 연속된 여러개의 섹터(=Frame)라고 부르는 구조체들의 연속된 집합으로 볼 수 있다. 하나의 섹터는 약 2048byte의 정보를 저장할 수 있다. 각 섹터들은 어드레싱(어드레스 주소가 매겨짐)되어 그 위치를 직접 찾아갈 수 있도록 되어 있다. CD 시스템에서는 엠에스에프(MSF:Min, Sec, Frame)라는 어드레싱 방법을 사용한다. 1초는 75섹터(Frame)이며, 1분은 60초이다. 즉, 1 프레임이 하나의 섹터를 의미한다. 섹터내에는 자신의 어드레스 정보를 간직하는영역이 있는데, 이 영역을 서브-큐(SUB-Q)라고 칭한다. CD-R,CD-RW 시스템에서는 상기 SUB-Q내에 기록된 MSF의 어드레스가 그 위치의 ATIP 어드레스와 일치하도록 기록한다. 여러 개의 섹터들로 구성된 데이터 저장공간은 다시 리드-인(Lead-in, 프로그램영역, 리드-아웃(Lead-out)이라는 영역으로 나누어지는데, CD-R과 CD-RW 시스템에서는 첫 번째 리드인 앞쪽에 피엠에이(PMA:Program Memory Area), 피씨에이(PCA:Power Calibration Area) 등이 존재한다. 도1은 CD-R/RW 디스크의 PCA,PMA, 리드-인 영역에 대해서 보여준다. Ts1은 리드-인 스타트 타임을 표현한다.

상기 리드인 영역은 프로그램 영역 앞쪽의 영역으로서 여기에 티오씨(TOC)라는 데이터 구조가 구비되어 있으며, 이 TOC에는 프로그램 영역내에 기록된 트랙들의 정보가 기록되어 있으므로 이를 근거로 프로그램 영역내에 기록된 트랙들의 존재를 인식하여 그 위치를 찾아갈 수 있게 된다.

상기 프로그램 영역은 실제 의미있는 데이터를 저장할 수 있는 영역으로서 한 개 이상의 트랙 영역으로 이루어진다. 즉, 프로그램 영역에는 여러개의 트랙이 존재할 수 있는데, 오디오-CD의 경우에는 통상적으로 한 곡의 노래가 한 개의 트랙에 저장된다.

상기 리드아웃 영역은 프로그램 외측의 예비영역이다.

상기 리드인 영역, 프로그램영역, 리드아웃 영역을 합쳐서 세션(Session)이라고 칭한다. 하나의 디스크 상에 여러 개의 세션을 형성할 수 있는데, 이를 멀티세션이라고 칭한다.

첫 번째 세션의 프로그램영역의 시작위치는 물리적으로 정해져 있는데, MSF어드레스로 0:0:0 이후의 데이터 공간은 차례대로 1씩 증가하여 어드레싱되어 있으며, 앞쪽 영역은 첫 번째 리드인 방향으로 1씩 감소되는 형태로 어드레싱되어 있다. 첫 번째 리드인의 마지막 어드레스는 통상 99:59:74이다.

상기 PMA 영역은 기록용 CD 시스템에만 존재하는 것으로, 여기에 하나의 세션을 트랙단위로 기록할 수 있기 때문에 기록한 트랙의 정보를 저장하는데 이용된다. 예를 들어 하나의 트랙을 기록한 후 세션을 만들지 않고 디스크를 빼내면 디스크 상에서 트랙의 존재를 확인할 수 있는 아무런 방법이 없게 된다. 이러한 이유로 인하여 PMA가 필요한 것이다. PMA영역에는 트랙 기록시 마다 매번 정보가 추가되며, 이 PMA 엔트리에는 트랙의 시작위치 및 끝위치 정보등이 저장된다.

디스크에 대한 통상적인 기록방법을 설명하면 다음과 같다.

디스크의 선두에서부터 추가적인 기록방법만 허용되면 임의의 위치에 트랙을 기록하도록 할 수 없다. 예약트랙의 경우에는 전체에 정보가 기록되지 않더라도 다음 트랙에 기록할 수 있으며, 세션은 나중에 기록할 수 있다. 단, 세션이 크로즈되기 위해서는 세션내의 모든 트랙은 기록되어 있어야 하며, 불완전 트랙도 크로즈되어 있어야 한다. 세션이 크로즈될 때 리드인내에 다음 세션의 프로그램영역에 대한 위치정보를 기록하여 다음 세션을 빨리 찾을 수 있도록 되어 있다. 만약, 다음 세션에 대한 포인터를 만들지 않으면 그 디스크는 더 이상의 추가 기록이 불가능한 디스크가 된다. CD-RW의 경우에는 재기록이 가능하므로 이미 기록한 트랙 전체를 재기록(overwrite)할 수는 있으나 트랙길이를 임의로 바꾸는 것은 불가능하다. 따라서, 재기록의 경우에는 디스크 전체를 다시 써야한다.

상기한 바와 같이 CD, CD-ROM, CD-V 등은 오디오, MPEG 비디오 및 기타 여러 디지털 정보를 저장하는 데에 매우 성공적인 매체가 되었다. 그러나 680Mbytes 정도의 저장 용량은 그래픽 중심의 컴퓨터 응용 및 고화질 디지털 비디오 프로그램들을 저장하는 데에는 불충분하다. CD계열의 확장이라고 볼 수 있는 DVD는 일반적인 CD에 비해서 7배 이상의 많은 저장 용량을 지닌 새로운 광기록 매체이다. 대개 저장 용량의 증가는 광원 및 대물렌즈의 질적 향상에 의해서 개선되었다. 이와 더불어 DVD의 저장 용량의 증가는 더욱 강력해진 RS-PC 및 EFM플러스라는 기록 코드를 사용하여 디스크의 논리적인 형식을 완전히 재설계함으로 인해 이루어졌다

이와같은 RS-PC ECC와 8/16 변조코드를 이용하면 같은 크기의 사용자 데이터를 CD-R/RW 기록매체에 기록할 때 기존의 CD 엔코딩 보다 더 많은 용량의 기록이 가능하게 된다. 이러한 점을 응용하여 기존의 광 기록매체(동종 디스크)를 이용하되 기록 밀도를 높이고, 코드 효율이 좋은 EFM플러스 코드를 이용해서 2배 이상의 고밀도 기록을 행할 수 있다. 즉, CD-R/RW 시스템과 고밀도 CD-R/RW 시스템을 모두 지원하는 드라이브가 이 것에 해당한다. 따라서, 동종 디스크에 정상 밀도의 기록을 행하였거나 또는 고밀도 기록을 행하였을 때 정상 기록 디스크인 경우와 고밀도 기록인 경우 각각에 대하여 적절한 데이터 구조가 필요하다.

즉, CD-R/RW 디스크의 고밀도(대개는 2배) 기록을 위해서는 피트의 길이를 줄임과 동시에 코드효율을 높일 수 있어야 하고, 이를 위하여 CD시스템의 EFM 코드보다 효율이 좋은 EFM 플러스 코드를 이용해서 기록하게 되는데, 이와 같이 하면 기록 데이터 포맷이 바뀌면서 기존의 CD-R/RW의 PCA와 PMA(RMA) 및 리드-인 영역의구조가 달라져야 하고, 특히 PCA와 RMA 리드-인 영역은 모두 ECC(오류정정 부호화) 블럭단위 처리가 가능해야 하므로 새로운 데이터 구조가 필요하게 된다.

본 발명은 광기록 매체의 고밀도 기록방법으로서, 기존의 CD-R/RW 디스크에 고밀도로 데이터를 기록하기 위한 데이터 프레임 구조를 제안한다.

본 발명은 하나의 디스크에 고밀도 및 저밀도로 데이터를 기록하기 위한 방법 및 이를 위한 데이터 프레임 구조를 제안한다.

본 발명은 광기록 매체에 저밀도 기록을 위한 데이터 프레임 구조와 고밀도 기록을 위한 데이터 프레임 구조를 달리하여 데이터를 기록하는 방법과 이를 위한 데이터 프레임 구조를 제안한다.

본 발명은 사용자 데이터를 RS-PC ECC와 8/16변조코드 또는 그와 유사한 코드율을 갖는 변조코드를 사용해서 CD-R/RW 디스크에 고밀도로 기록할 때 기존의 DVD 데이터 프레임 구조에서 PCA, PMA(RMA), 리드-인 영역의 주소를 고정 주소 타입으로 변경하여 고밀도 기록 및 재생을 용이하게 하기 위한 정보로 활용할 수 있는 광기록 매체의 데이터 프레임 구조와 그 방법을 제안한다.

본 발명은 광기록 매체의 고밀도 기록방법으로서, 저밀도 데이터 기록 방법은 기존의 CD 기록방법에 따르고, 고밀도 데이터 기록방법은 PCA,PMA(RMA),리드-인 영역의 시작 주소를 고정주소를 사용함으로써, 새로운 구조의 프레임 데이터를 기반으로 하는 기록방법으로 동종 디스크에 데이터를 고밀도로 기록하는 광기록 매체의 고밀도 기록방법 및 그 데이터 구조를 제안한다.

도1은 광기록 매체의 PCA,PMA,리드-인 영역 구조를 나타낸 도면

도2는 광기록 매체에 데이터 기록을 위한 엔코딩 프로세스를 나타낸 도면

도3은 ECC 블럭 구조를 나타낸 도면

도4는 본 발명에 따른 PCA,RMA,리드-인 영역 구조의 일예를 나타낸 도면

광기록 매체의 기록밀도를 높이는 방법으로는 대물렌즈의 고개구화를 통해 피트 길이를 줄이는 방법이 있다. 또는 새로운 종류의 디스크를 제작하지 않고 기존의 CD를 이용해서 피트 길이를 줄이고 기록 데이터를 코드 효율이 좋은 EFM플러스 코드를 사용해서 2배 밀도의 고밀도 기록을 동종 디스크에 대해 행할 수 있다.

광기록 매체-디스크에는 광기록 매체 상의 물리적인 특정 위치를 알려주는 어드레스 정보와 기타 정보가 미리 기록되어 있고, 이 정보들은 광기록 매체에 정보를 기록하거나 재생할 때 광기록/재생장치가 액세스할 정확한 위치를 알기 위한 정보로 사용된다. 이와 같이 물리적인 어드레싱을 가능하게 하는 어드레스 정보를 ATIP라고 하며, 그 기본 단위를 ATIP 프레임이라고 함은 앞서 설명한 바 있다.

그런데, CD 시스템의 EFM 코드보다 효율이 좋은 EFM 플러스 코드를 사용하면 데이터 포맷이 바뀌면서 기존 CD-R/RW의 PCA, PMA(RMA), 리드-인 영역의 구조가 달라져야 한다. 즉, 기존의 광기록 매체 상의 PCA,PAM(RAM),리드-인 영역의 시작 주소가 리드-인 시작 시간을 디스크에서 읽어서 계산해 낸 값을 사용하는데 비하여, EFM 플러스 코드를 사용하는 고밀도(2배 밀도) 기록시에는 ECC 블럭단위(16섹터 단위) 처리를 해야 하므로 PCA,PAM(RAM),리드-인 영역의 시작 주소를 고정된 값(고정 주소)으로 사용하는 구조가 필요하게 된다.

이를 보다 상세하게 살펴본다. CD는 기록 데이터가 588채널비트(Channel bit) 단위의 EFM 프레임으로 기록된다. 98개의 EFM 프레임을 포함하는 하나의 블록은 어드레싱이 가능한 기본 단위인 서브코드(Sub-code) 프레임을 형성하며, CD 기록/재생장치는 광기록 매체에 미리 기록되어 있는 상기 ATIP 프레임에 서브코드를 1:1대응되게 기록한다. 그러나, 기존의 CD에 EFM 코드가 아닌 DVD에서 사용하는 EFM플러스 코드를 사용하여 2배 밀도 기록을 행하게 되면, ECC(오류 정정 부호화)를 데이터 섹터(data sector)의 스크램블(scramble) 후 16섹터 단위의 블록으로 처리해야 한다.

도2는 사용자 데이터 기록을 위한 엔코딩 프로세스를 보여준다. 사용자 데이터(User Data1-User Data16)(S1)는 각각 ID,IED,MSF,EDC가 부가되어 하나의 데이터 프레임(Data Frame)(S2)을 이룬다. 그리고 각각의 데이터 프레임은 스크램블 단계(S3)를 거쳐서 16개의 스크램블 프레임(Scrambled frame)에 PI가 부가된다(단계S4). 그리고 ECC블럭(S5)을 거쳐서 오류 정정 부호화가 이루어진다. 이렇게 데이터 섹터의 스크램블 후 16섹터 단위의 블록으로 오류정정 부호화가 이루어진 다음 인터리빙 단계(S6)를 거치고 동기신호(SYNC)가 부가되어 기록 프레임(Recording frame)으로 만들어진다(단계S7). 그리고 최종적으로 EFM 코딩단계(S8)를 거쳐서 디스크(disc) 상에 기록된다. 도3은 ECC 블록을 보여주고 있다. 그러므로 고밀도 기록에 대해서는 PCA,PMA(RMA),리드-인 영역의 새로운 정의가 필요하다. 본 발명에서는 PCA, PMA(RMA), 리드-인 영역의 시작 주소를 고정주소로 할당함으로써 위와 같은 문제를 해결하였다.

도4는 본 발명에 따른 고밀도 기록 디스크 구조의 일예를 보여준다. 도4에서 PCA(PCA TEST, PCA COUNT), RMA, 리드-인 영역의 시작 어드레스는 고정된 값을 사용하고 있음을 보여준다.

예를 들면, 리드-인 스타트 타임의 경우는 97:55:15, 이로 부터 PCA TEST 영역의 시작 주소는 97:07:55, PCA COUNT 영역의 시작 주소는 97:29:69, RMA 영역의 시작 주소는 97:32:60 으로 고정주소를 할당하여 기록하는 것이다.

PCA TEST 영역의 경우는 32ATIP프레임의 여유분과, 8프레임*200, 32ATIP 프레임의 여유분을 갖고 있다. PCA COUNT 영역은 1프레임*200, 16프레임의 여유분을 갖고 있다. RMA영역은 8프레임*(200+6+4), 리드-인 영역은 9360ATIP프레임을 점유하고 있다. RMA영역에서는 RMA 리드-인에 1프레임, RMA Set에 5프레임(1+5=6), 그리고 뒷 부분의 여유분으로 4프레임이 각각 할당되었다.

이와 같이 PCA,RMA,리드-인 영역의 시작 주소를 고정주소를 사용함으로써 EFM 플러스 코드를 사용한 2배 밀도 기록시 ECC블럭 단위(16섹터 단위) 처리를 행하는 것에 대응할 수 있도록 한 것이다.

따라서, 본 발명에 의한 광기록 매체의 데이터 기록방법은 광기록 매체에 고밀도 기록을 행할 것인지 혹은 저밀도 기록을 행할 것인지를 판별하고, 상기 판별 결과 저밀도 기록시에는 기존의 CD 기록방법에 따라 기록하고, 상기 판별 결과 고밀도 기록시에는 PCA,RMA,리드-인 영역의 시작주소를 고정된 주소값으로 하여 기록을 수행한다. 고밀도 기록시에는 앞서 설명한 바와 같이 EFM 플러스 코드를 사용해서 기록을 수행한다.

본 발명은 기존의 CD-R/RW 광기록 매체를 그대로 이용해서 고밀도(2배 용량)로 데이터를 기록할 때, 고밀도 기록 포맷에 맞게 PCA,RMA,리드-인 영역의 시작 주소를 고정 주소값으로 기록하여 줌으로써, 기존의 CD-R/RW 디스크를 이용한 고밀도 데이터 기록과 재생을 가능하게 한다.

또한 동종 디스크에 대하여 정상밀도 기록과 고밀도 기록을 선택적으로 할 수 있고, 고밀도 기록시 EFM 플러스 코드를 사용해서 데이터 기록이 이루어질 때 PCA, RMA, 리드-인 영역 구조의 정의가 제공된다.

Claims (7)

1. 기록 가능한 광기록 매체에서 고밀도 기록시 상기 광기록 매체의 특정 영역의 시작주소가 고정 주소값으로 기록된 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기록 가능한 광기록 매체에서 고밀도 기록시에는 상기 광기록 매체의 특정 영역의 시작주소가 고정 주소값으로 기록되고, 정상밀도 기록시에는 리드-인 영역의 시작시간으로부터 광기록 매체의 나머지 특정 영역의 시작주소에 대한 계산이 이루어지는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고밀도 기록시 사용자 데이터가 EFM플러스 코드로 기록된 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 리드-인 시작 시간의 주소가 97:55:15로 고정된 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
5. 기록 가능한 광기록 매체에 대하여 저밀도 기록 또는 고밀도 기록을 선택하는 단계, 상기 저밀도 기록 선택시 기존의 CD 기록 방법에 따른 데이터 기록을 수행하는 단계, 상기 고밀도 기록 선택시 상기 광기록 매체의 특정 영역의 시작주소를 고정된 주소값으로 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 고밀도 데이터 기록방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 고밀도 기록시 사용자 데이터가 EFM 플러스 코드로 기록되는 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 고밀도 데이터 기록방법.
7. 제 5 항 또는 제 6항에 있어서, 상기 고밀도 기록시 리드-인 시작 주소가 97:55:15로 고정된 주소값으로 기록되는 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 고밀도 데이터 기록방법.