TW200403661A - High density write-once recording medium allowing defect management, and method and apparatus for managing defects - Google Patents

Description

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本發"明言jL· i此 a安—— 〇雨知專利申請案號2002-475 1 5之優先權， 此案在南韓智p才片 ^ ^ ^ 7局之申晴日為西元2002年8月12日，此案 内谷在此一併做為參考。 發明所屬之技術領域 本^明疋有關於一種記錄媒體之缺陷管理，且特別是 於士種在寫入後檢驗（verify-after-write)模式下進 ^ &對缺卩曰區省略更換（r e p 1 a c e m e n t )來允許缺陷 ^理之n始度單次寫入記錄媒體以及用來管理缺陷的方法 與裝置。 先前技術 傳統上’缺陷管理方法只用於資料可重複記錄及隨機 :取之媒體上。對於只可寫入一次的媒體，亦即單次寫入 ，媒體，因為该媒體特色的關係，無法利用缺陷管理方 一般來說 replacement) 之缺陷管理方 在使用媒體時 陷，利用一備 演算法可用於 錄袼式。 根據使用 而資料則從下 區内發現缺陷 現已使用利用線性更換（1 i n e a r 與省略更換（slipping replacement)演算法 法。在使用線性更換之缺陷管理方法中，當 ’如果於記錄區之磁區（sector )内發生缺 用區内之磁區來更換該缺陷磁區。線性更換 允許重複記錄之媒體内，但無法當成即時記 省略更換之缺陷管理方法，省略缺陷磁區， 一個可用磁區開始記錄。亦即，如果在某一 ’在省略相關數量之缺陷磁區後，後續資料

第7頁 200403661 五、發明說明（2) 係記錄於另一區内。因此，在此方法中，一旦初始化該媒 體後’要檢查缺陷，而記錄使用者資料之邏輯磁區位址係 未分配給缺陷磁區，故而無法使用缺陷磁區。 在傳統記錄媒體中，一旦初始化媒體或在使用前，在 檢查缺陷後’省略更換法跳過所發現之缺陷磁區。 因此’使用線性更換之缺陷管理方法之問題在於，無 法使用於不能支援隨機存取之單次寫入記錄媒體。另，使 用痛略更換之缺陷管理方法也無法使用於單次寫入記錄媒 體上’因為資料一旦寫入後便無法抹除/再記錄之該記錄 媒體無法在使用前檢查缺陷。 然而’對於使用雷射光之次世代單次寫入記錄媒體， 在發展出 CD-R(Compact Disc-Recording)與 D R(Digital Versatile Disc-Recording)之後，已發 展出利用藍光雷射技術與多層記錄之高密度單次寫入記錄 ^體。在大小相同於現有媒體且價格可被接受下，高密度 單次寫入記錄媒體可提供高達數十GB的容量。甚至，不同 於如磁帶之備份媒體，因為此媒體允許快速讀取速度與隨 機存取’特別可用於備份高容量電腦缺 媒體之缺點在於，t只有少數使用者存取ίυ時： 2，在需要整批備份之情況下，一旦在備份時發生缺陷， 備份無法繼續執行且備份將會停止。 發明内容 本發明提供一種允許缺陷管理之高密度單次寫入記錄

200403661 五、發明說明（3) 本發明也提供一種缺陷管理方法，當資料以寫入後檢 驗模式下記錄於該高密度單次寫入記錄媒體時，對缺陷區 省略更換。 甚至，本發明提供一種缺陷管理裝置，當資料以寫入 後檢驗模式下記錄於該高密度單次寫入記錄媒體時，對缺 陷區省略更換。 根據本發明之一觀點，提供一種高密度單次寫入記錄 媒體。在該高密度單次寫入記錄媒體中，資料係寫入於既 定記錄單位，在寫入後對該資料檢驗，如果發現缺陷，則 不將資料寫入於一缺陷部份；以及有關於該缺陷部份之資 料及後續寫入資料係重寫於下一可用記錄位置。在此，該 既定記錄單位是包括既定數量叢集之一軌道或者是一叢 集。 根據本發明之另一觀點，提供一種高密度單次寫入記 錄媒體之缺陷管理方法。該方法包括下列步驟··寫入資料 於既定記錄單位並檢驗已寫入之該資料；以及如果在檢驗 時發現一缺陷，省略一缺陷部份並重寫有關於該缺陷部份 之資料及後續寫入資料於下一可用記錄位置。在此，該既 定記錄單位是包括既定數量叢集之一執道或者是一叢集。 根據本發明之又一觀點，一種對一高密度單次寫入記 錄媒體進行缺陷管理之記錄/再生裝置，該裝置包括：一 驅動器，驅動該記錄媒體；一光學讀寫頭，發出雷射光至 該記錄媒體以對該記錄媒體讀取/寫入資料；以及一信號 處理器，將資料調變成記錄資料之一信號以及將所記錄信

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號解調變回原始資料。該 過該信號處理器與該光g:置也包括一控制器，控制對透 一記錄區之既定記錄單位M寫頭而寫入於該記錄媒體上之 與該信號處理器而讀回21且在寫入後透過該光學讀寫頭 陷，該控制器控制省略一貝7之檢驗操作，且如果發現缺 該光學讀寫頭而重寫有缺陷部份並透過該信號處理器與 資料至該記錄媒體:之t該缺陷部份之資料及後續寫入 更包括一記憶體，暫存下—可用記錄位置之操作。該裝置 後續寫入資料。 子有關於被省略之缺陷部份之資訊及 為讓本發明之上述和发 顯易懂，下文牲與 λ /、他目的、特徵、和優點能更明 人付羋一較佳每 細說明如下： 貝e例’並配合所附圖式，作詳 實施方式： 根據本發明， 古6 管理方法，可使用省畋:抢度單次寫入記錄媒體進行缺陷 記錄媒體之線性 、換法來取代適合於可重複記錄之 體在使用前，於、L然而，因為高密度單次寫入記錄媒 中，資料記錄於、::查期間無法進行檢驗，在本發明 入部份資料後 後檢驗模式下，在該模式下，在已寫 部份係正常記鉍需檢驗已記錄部份。士口果發現相關資料 部份資料包括社，才接著記錄下一部份資料。如果發現此 份，有關於診轨陷部份，利用省略更換法來省略缺陷部 再次寫入於下t α卩份之貧料及記錄於下一部份之資料係 錄媒體進行:^用區内。依此，可對高密度單次寫入記 、曰管理方法，增加媒體之可靠性。在此，部

200403661 五、發明說明（5) 份資料係寫人^ 道，或者是單2内可記錄之叢集（ClUSter)數量之單 一叢集 於既疋記錄早位内。古玄gjf*贫9々主σα 關於碟片轉—响 4 %疋5己錄早位可為有 軌 因為古女』 以及用以^ ^ ^媒體需要用以進行錯誤校正之錯誤校正碼 錯誤校正方换Λ誤校正方塊記錄於碟片實體交錯位置上之 容忍度，可錯（interleaVe)以增強資料上之實體缺陷 塊。最小可^ ^最小單位係限制為一叢集或錯誤校正方 第1圖晨·_入單位係定義為記錄叢集或簡稱為叢集。 之管理缺°陷V"、高密度單次寫入記錄媒體之使用省略更換 模式下記^次ί，其在寫入後檢驗（verify —aiter-write) 道且讀回進貝-料。特別是，此例顯示資料寫入於一記錄軌 式，應用㈧、π檢驗之例子。在執道内使用寫入後檢驗模 離，^而1略更換之管理缺陷方法可減少讀寫頭行經的距 用系，κι Γ進行局速記錄’但這卻減少使用者資料區之使 而再次寫入記錄於缺陷叢集後之資料。 it匕，In F早雷評k、料處理單位分割成磁區（sector)及叢集。磁 叢集是資；¥系、、统或應用程式内之資料管理最小單位’而 叢i i i 2 一次寫人於碟片上之最小單位。一般來說，一 A 士 一或多個磁區。磁區分成實體及邏輯磁區。實體 磁區代表t?棘& 杏 、。錄邛份資料於碟片所用之容量，且為了定址， 貝體兹區分配有一獨立之實體磁區數（physical sector numbei: ’ PSM)。邏輯磁區代表電腦檔案系統或應用程式内 之資料管理單位，且為了定址，一邏輯磁區分配有一獨立 之邏輯磁區數（logical sector number，LSN)。記錄/再

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生碟片資料之記錄/再生裝置利用實體磁區數以定位待記 錄之資料’而記錄資料之電腦或應用程式利用邏輯磁區來 管理整個資料以及利用指定LSN來管理資料位置。該裝置 内之控制姦利用缺陷之存在及記錄開始位置來轉換與 PSN。 、 參考第1圖’記錄/再生裝置之讀寫頭將一個軌道量之 使用者資料LSN二n， LSN二n+l*k， LSN=n+2*k， LSN二n+3*k LSN = n + 4*k與LSN = n + 5*k寫入於一記錄執道上，接著跳回至 原始軌道。在此，一記錄執道包括既定數量的叢集，各叢 集具有k個磁區。 冒緣項馬頭跳回至該執道之開始位置且讀取已寫入次 料以進行檢驗時發現缺陷，在該軌道内之從缺隼、 LSN = n + 4*k至最後叢集之範圍内之叢集係被省略，蕞且票包括 缺陷叢集與後續叢集之該些叢集係、重寫於下—可用軌括 内。在此例中，關於被省略叢 再生裝置内之暫存記憶體：叢…❹儲存於該記錄/ 錄而Ϊ Ϊ Ϊ，當胃回一執道資料進行檢驗且資料為正常纪 錄而不匕括任何缺陷時， ★ ° 道重複進行寫入後檢驗操作f。、要。己錄使用者貧料之下-軌 # # n* = = 5己錄並檢驗軌道内之資料並接著口將#· « 集再-人5己錄於新記錄區内 —按者/、將缺陷叢 方法不只需要有關於缺陷叢c貫質優，點，因為該 集；該方法也缺陷叢集與新記錄區内之正常叢 μ再生裝置之複雜處理來讀取以此

200403661 五、發明說明（7) 方式記錄之負料。 第2圖顯示在寫入後檢驗（verify — after_write)模式 下將貢料記錄於高密度單次寫入記錄媒體之使用省略更換 之官理缺陷方法之另一例。對叢集進行寫入後檢驗模式， 應用省略更換之該缺陷管理方法可增加使用者資料之 率，但會減慢記錄速度。 參考第2圖，當該讀寫頭寫入使用者資料於各叢集且 接著跳回至原始軌道以進行檢驗時，如果未發現缺、， 於記錄使用者資料之下一叢集重複寫入後檢驗操作。對 當該讃寫頭跳回至原始軌道時，特別是’當跳 軌道起點並通過正常叢集LSN=n，LSN=n+i*k， 至该 LSN — n + 2^k, — n + ^ ^ ^ LSN = n + 4*k進行檢驗睥後買取已寫入資料之一叢集 集LSN = n + 4*k被省^寺日^果發現缺陷的話，只有缺陷叢 係再次寫入於下一可用且有隹關於該缺陷叢集之使用者資料 叢集之資訊係儲存在此例中，有關於被省略 内。 係儲存於该冗錄/再生裝置内之暫存記憶體 备: _ .焉入後檢驗操作以念政私士 a a I k 記錄之所有使:作j名略所有缺陷叢集並寫入待 資訊係記鲦 、"後，儲存於該暫存記憶體内之缺 訊於碟片丨；預先保留之既定區内以記錄適當缺陷管理： 使用者資料：二允=新資料之記錄區能接續著已記錚先： 另，當記錄巳々絡之^ = 使用者區是空的。 正常記錄資科。貝料日守，也能省略缺陷區並定位出已

五、發明說明（8) i此方法可以只省略缺陷 對叢集重极寫入後檢驗操作之 軌道以讀回並檢驗已寫入叢集，因方法有關於跳回至原始 轉碟片進行讀或寫。因此，此方法為資料係由雷射光對旋 需要時間使得碟片從原始執道之起^減慢記錄速度，因為 内之叢集為止所花的時間。然而點旋轉至記錄於該執道 叢集，因而增加使用者資料區之使 方 另一方面來說’對軌道重複寫 率 增加寫入速度，這是藉由在對一 ^ $後^ ^操作之方法能 操作的所需時間内能寫入並檢驗有^進行重複寫入後檢驗 而’此方法有關於重寫缺陷叢集以丄：：：：之叢集。然 維持該記錄資料之邏輯磁區數之順总=後、，圮錄叢集以 區之使用㈣增加寫入速度，可==減9少資料記錄 執道。然而’此方法無法增加寫入逮度太多的 少對所^道往回.跳-㈣道所冑時間肖對所#轨道往= 跳以2個以上執道為單位所需時間之間的時間差。如果缺 陷發生於要記錄之以2個以上軌道為單位之起點，將會造 成記錄區之更大損失。 9 第3圖顯示根據本發明實施例之高密度單次寫入記錄 媒體之管理缺陷方法流程圖。參考第3圖，該缺陷管理方 法包括下列步驟：寫入使用者資料於一記錄單位——軌道 或一叢集（S1 01);跳回至原始執道（S1 02);檢驗已寫於該 軌道上之資料（S1 03);決定在該記錄資料内是否有缺陷 (S1 0 4 );以及如果發現缺陷，重寫該缺陷叢集及所有後續 缺陷叢集於下一可用區内（S105)。在該步驟S105中，對第

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五、發明說明（9) 1圖之各執ά進行寫入後檢驗之例中，該缺陷叢集及所有 後縯叢集係被省略且相關資料係重寫於下一可用> 軌道上。 在對第2圖之各叢集進行寫入後檢驗之例中，只省略該缺 陷叢集，且有關於該缺陷叢集之資料係重寫於下一可用叢 集上。如果在步驟Sl04内沒有發現缺陷，則在步驟§1〇6内 重複轨道或叢集之寫入後檢驗。 第4圖顯示根據本發明實施例之對高密度單次寫入記 錄媒體進行缺陷管理之記錄/再生裝置之架構圖。該記錄/ 再生裝置包括：-驅動器20，驅動一光碟片1〇，亦°即一記 錄媒體；-光學讀寫頭30，#出雷射光於該 對該光碟片1〇讀取/寫入資料；一信號處理器4〇 次 乜就Λ及將所圮錄信號解調變回原始 ^枓控制器5。，控制各方塊；以及—記憶細，暫存 要§己錄之貪料以及記錄缺陷管理所需之資訊。 妳由：m圖，透過該控制器5〇所接收之待記錄資料係 與ϊ光學讀寫頭3°而寫入至該光碟片 敕_ ^ 上之貝料寫入位置係由該驅動器20調 -控制為50控制資料寫入位置以及資料量。所 料係根據該控制55卩0 ^ ^ 、 … 、 處理哭4〇 4 Ψ 而由該光學讀寫頭30與該信號 處理為40,貝*。該控制器5 與存該記憶體60内之目前 =f已寫入貝枓續出之貝枓

Si;:器40與該光學讀寫頭3。，該控制器重寫-Ϊ 錄有關於該缺陷，：：資::光碟片10之新記錄區上，並記 蕞术之貝矾以及後續寫入資料於做為暫存

200403661 五、發明說明（ίο) — 區之該記憶體6 0内。在依序進行寫入後檢驗以寫入所有要 記錄資料後1在該控制器5〇之控制下，透過該信號處理器 =與该光學讀寫頭3 〇，存於該記憶體6 0内之缺陷資訊係 言買出並寫入於該光碟片j 〇之既定區上。 二 如上述’本發明應用缺陷管理方法於高密度單次寫入 記錄媒體’在寫入後檢驗模式下進行資料記錄，使用省略 更換，因而在省略該記錄媒體所發現之缺陷下能允 兄錄並更進=步增加該記錄媒體之可靠度。 、只 存事2備3密f單次寫入記錄媒體用於高容量電腦儲 肖體達到無縫(一s)備份 二：：避免備份操作被中ιΐΐ 加系統可靠度 更㈣的記錄媒體，因而增 雖然本發明已以一較佳實施例揭露 以限定本發明’任何熟習此技藝者在不盼，然其並非用 神和範圍内，當可作此 在不脫離本發明之精 護範圍當視後附之申；錦，㈤此本發明之保 ψ σ月專利犯圍所界定者為準。 11534pif.ptd 第16頁 200403661 圖式簡單說明 圖式簡單說明 第1圖顯示在寫入後檢驗（verify-after-write)模式 下將資料記錄於高密度單次寫入記錄媒體之使用省略更換 之管理缺陷方法之一例； 第2圖顯示在寫入後檢驗（verify_after-write)模式 下將資料記錄於高密度單次寫入記錄媒體之使用省略更換 之管理缺陷方法之另一例； 第3圖顯示根據本發明實施例之高密度單次寫入記錄 媒體之管理缺陷方法流程圖；以及 第4圖顯示根據本發明實施例之對高密度單次寫入記 錄媒體進行缺陷管理之記錄/再生裝置之架構圖。 圖式標 示 說 明 • 10 光 碟 片 20 馬 動 器 30 光 學 讀 寫 頭 40 信 號 處 理 器 50 控 制 器 60 言己 憶 體

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Claims (1)

1. ZUU4UJ001 六、申請專利範圍 既疋纟己錄 其中 驗’且如 及 其中 於下一可 2.如 定記錄單 3 ·如 定記錄單 4. 如 該記錄媒 5. - 體，其中 資料 其中 果發現缺 至該最後 其中 於下一可 6 ·如 該記錄媒 Ί. 一 種南密 單位， 該資料 果發現 有關於 用記錄 申請專 位係包 申請專 位係一 申請專 體之該 種利用 寫入於 在該資 陷，則 叢集之 有關於 用執道 中請專 體之該 種利用 度單次 寫入於 缺陷， 該缺陷 位置。 利範圍 括既定 利範圍 叢集。 利範圍 缺陷之 一雷射 軌道單 料寫入 不將資 叢集内 該缺陷 寫入記錄媒體， 其中資料係寫入於 該既定記錄單彳 Βί _ 彳立後，對該資料檢 則不將資料寫入 八於一缺陷部份；以 部份之資料及德体# 使％寫入資料係重寫 第1項所述之記n ^ &錄媒體，其中該 數量叢集之 既 第1項所述之今μ ^己錄媒體，其中該 既 第1項所述之今μ 次 °己錄媒體，其中有關 一貝訊係記錄於_ 一 既定區。 光S己錄之南密户： 及早次寫入記錄媒 位，各執道包括 於各執道後，對> h ^ 對该貧料檢驗，且如 料寫入於該軌请 • L逼内之從一缺陷叢集 ，以及 既定數量叢集； 叢集及後續寫 八叢集之資料係重寫 利範圍第5項所述之記錄媒體，其中有關 缺陷之資訊係纪錄於〜既定區。 一雷射光記錄之问松度單次寫入記錄媒

   11534pif.ptd 第18真 200403661 六、申請專利範圍 體，其中， 資料寫入於叢集單位； 其中在該資料寫入於各叢集後，對該資料檢驗，且如 果發現缺陷，則不將資料寫入於一缺陷叢集；以及 其中有關於該缺陷叢集之資料係重寫於下一可用叢 集。 8. 如申請專利範圍第7項所述之記錄媒體，其中有關 該記錄媒體之該缺陷之資訊係記錄於一既定區。 9. 一種用於一高密度單次寫入記錄媒體之缺陷管理方 法，包括下列步驟： 寫入資料於既定記錄單位並檢驗已寫入之該資料；以 及 如果在檢驗時發現一缺陷，省略一缺陷部份並重寫有 關於該缺陷部份之資料及後續寫入資料於下一可用記錄位 置。 1 0.如申請專利範圍第9項所述之方法，更包括： 如果檢驗時沒有在該記錄單位内發現缺陷，對下一記 錄單位之資料重複寫入後檢驗操作。 1 1.如申請專利範圍第9項所述之方法，更包括： 儲存有關於被省略之缺陷部份之資訊及後續寫入資料 於一暫存區内。 1 2.如申請專利範圍第1 1項所述之方法，更包括： 利用存於該暫存區内之該資訊，記錄有關於該記錄媒 體上之該缺陷之資訊於該記錄媒體上之既定區。

   11534pif.ptd 第19頁 200403661 六、申請專利範圍 1 3 ·如申請專利範圍第9項戶斤述之方法’其中該既定記 錄單位係包括既定數量叢集之〆軌逗。 1 4 ·如申請專利範圍第9項所述之方法’其中該既定記 錄單位係包括既定數量磁區之〆叢集。 1 5. —種用於利用一雷射光記錄之一高密度單次寫入 記錄媒體之缺陷管理方法’包栝下列步驟： 寫入資料於包括既定數量装集之一執道並檢驗已寫入 之该貢料，以及

   如果在檢驗時發現一缺陷，省略該軌道内之從一缺陷 叢集至該最後叢集之叢集，並重寫有關於該缺陷叢集及後 續寫入叢集之資料於下一可用軌道。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項所述之方法，更包括： 如果在檢驗時沒有在該軌道内發現缺陷，對下一執道 之資料重複寫入後檢驗操作。 1 7 ·如申請專利範圍第1 5項所述之方法，更包括·· 儲存有關於被省略之該缺陷叢集及後續寫入叢集之資 訊於一暫存區内。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項戶斤述之方法，更包括：

   利用存於該暫存區内之該資訊，記錄有關於該記錄媒 體上之該缺陷之資訊於該記錄媒體上之既定區。 1 9 ·如申請專利範圍第1 5項所述之方法’、μ松驗 步驟包括： 寫入資料於包括既定數量叢集之〆執l上 跳回至原始軌道；以及

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   200403661 六、申請專利範圍 讀取並檢驗寫入於該執道上之該資料。 2 0. —種用於利用一雷射光記錄之一高密度單次寫入 記錄媒體之缺陷管理方法，包括下列步驟： 寫入資料於一叢集上並檢驗已寫入之該資料；以及 如果在檢驗時發現該叢集内有一缺陷，省略一缺陷叢 集，並重寫有關於該缺陷叢集之資料於下一可用叢集。 2 1 .如申請專利範圍第2 0項所述之方法，更包括： 如果在檢驗時沒有在該叢集内發現缺陷，對下一叢集 之資料重複寫入後檢驗操作。 2 2 .如申請專利範圍第2 0項所述之方法，更包括： 儲存有關於被省略之該缺陷叢集於一暫存區内。 2 3.如申請專利範圍第22項所述之方法，更包括： 利用存於該暫存區内之該資訊，記錄有關於該記錄媒 體上之該缺陷之資訊於該記錄媒體上之既定區。 2 4.如申請專利範圍第2 0項所述之方法，其中該檢驗 步驟包括： 寫入資料於一叢集； 跳回一執道；以及 言買取並檢驗寫入於該叢集上之該資料。 2 5. —種對一高密度單次寫入記錄媒體進行缺陷管理 之記錄/再生裝置，該裝置包括：一驅動器，驅動該記錄 媒體；一光學讀寫頭，發出雷射光至該記錄媒體以對該記 錄媒體讀取/寫入資料；一信號處理器，將資料調變成記 錄資料之一信號以及將所記錄信號解調變回原始資料；以

   11534pi f.ptd 第21頁 200403661 六、申請專利範圍 及一控制器，控制對透過該信號處理器與該光學讀寫頭而 寫入於該記錄媒體上之一記錄區之既定記錄單位上且在寫 入後透過該光學讀寫頭與該信號處理器而讀回之貢料之檢 驗操作，且如果發現缺陷，該控制器控制省略一缺陷部份 並透過該信號處理器與該光學讀寫頭而重寫有關於該缺陷 部份之資料及後續寫入資料至該記錄媒體上之下一可用記 錄位置之操作。 2 6 .如申請專利範圍第2 5項所述之裝置，更包括一記 憶體，暫存有關於被省略之缺陷部份之資訊及後續寫入資 料。 2 7 .如申請專利範圍第2 5項所述之裝置，其中在依序 進行寫入後檢驗操作以寫入要記錄之所有資料後，該控制 器控制透過該信號處理器與該光學讀寫頭而寫入存於該記 憶體内之有關缺陷之資訊於該記錄媒體上之既定區。 2 8 .如申請專利範圍第2 5項所述之裝置，其中該驅動 器調整該記錄媒體上之寫入資料之一位置，且該控制器更 控制寫入資料之該位置以及要記錄之資料量，並比較從已 寫入資料之一區讀出之資料以及該記憶體内之目前寫入資 料以檢驗是否發現缺陷。 2 9 .如申請專利範圍第2 5項所述之裝置，其中該既定 記錄單位是包括既定數量叢集之一執道。 3 0 .如申請專利範圍第2 5項所述之裝置，其中該既定 記錄單位是一叢集。

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