СИСТЕМА, СПОСОБ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЕФЕКТНОЙ ЗОНОЙ НЕПЕРЕЗАПИСЫВАЕМОГО ОПТИЧЕСКОГО НОСИТЕЛЯ ЗАПИСИ
SYSTEM, METHOD AND DEVICE FOR CONTROL OF DEFECT ZONE OF NON-REWRITABLE OPTICAL RECORDING MEDIUM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к оптическим способам и носителям записи, а именно к способу управления дефектной зоной на оптическом носителе записи типа WORM (с однократной записью -многократным считыванием), и оптическому носителю записи с его использованием. Способ в особенности пригоден для записи данных на неперезаписываемые оптические диски, такие как недавно созданные Blu-ray диски, известные как BD-WO.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Устройства и носители записи данных, использующие средства оптического считывания/записи, в целом распределены по категориям в соответствии с обеспечиваемой ими способностью или гибкостью записи. Среди оптических носителей записи формата “только для чтения” имеются носители, использующие форматы CD-ROM и DVD-ROM, которые не позволяют осуществлять запись. К известным стандартам дисков, которые позволяют свободно и неоднократно осуществлять запись, относятся диски типов CD-RW, DVD-RAM, DVD-RW и DVD+RW, являющиеся перезаписываемыми компакт-дисками и цифровыми универсальными дисками.
С другой стороны, диски типа WORM применяются для использования в качестве устройств хранения данных, которым требуется большая емкость. Такие диски, однако, имеют ограниченную гибкость записи и предназначены для применения в случаях однократной записи и многократного считывания. К ним относятся диски CD-R и DVD-R, являющиеся записываемыми компакт-дисками и цифровыми универсальными дисками.
Между тем, разработан новый тип DVD с высокой плотностью записи, известный как диск Blu-ray, который представляет собой оптический диск большой емкости, предназначенный для записи высококачественных аудио- и видеоданных с использованием сине-фиолетового лазера. Диск Blu-ray, поддерживающий формат перезаписываемого диска, известен как BD-RE.
В перечисленных выше оптических носителях записи поверхностные дефекты и отклонения от нормы возникают во время их изготовления, обращения с ними или использования. Соответственно, в процессе записи данных используется способ управления дефектными зонами, так, что можно нормально осуществлять воспроизведение данных.
Как показано на ФИГ.1, устройство записи/воспроизведения 100 для использования оптическим носителем записи 102, например, дисков формата BD-RE получает ввод данных/ команды от хоста (или контроллера) 200. Устройство записи/воспроизведения оптического диска 100 снабжено оптической головкой 104 для записи/считывания данных на/ с вставленного в него оптического носителя записи, сервоприводом головки 106, предназначенным для управления оптической головкой с целью обеспечения надлежащего трекинга и поддержания регулируемого расстояния до поверхности оптического носителя записи, процессором для обработки данных 108, предназначенным для обработки данных, поступающих на оптическую головку и от нее, путем восстановления получаемого от оптической головки сигнала воспроизведения до нужного значения сигнала или путем модуляции сигнала записи, получаемого от хоста, для передачи на диск, интерфейсом 110, предназначенным для передачи данных между хостом и устройством записи и воспроизведения, микрокомпьютером 112, предназначенным для управления устройством записи и воспроизведения, и памятью 114, предназначенной для хранения программы и для временного хранения различной информации, включая информацию и данные, по управлению дефектами. Под управлением хоста 200 и хранящейся программы оптическая головка 104 считывает данные, хранящиеся на диске (или записанные на него), обеспечивая ввод сигнала данных в процессор для обработки данных 108 с целью обработки воспроизведения и вывода сигнала, и записывает данные в конкретные области диска с использованием вывода сигнала записи от процессора для обработки данных. Во время операции записи устройство записи и воспроизведения оптического диска 100 получает поток данных (или закодированный аналоговый сигнал) и выдает сигнал записи на оптическую головку 104 в соответствии с командой, введенной через хост 200, и программой, хранящейся в памяти 114 и выполненной микрокомпьютером 112.
Как показано на ФИГ.2, диск типа BD-RE, предназначенный для использования с устройством, изображенным на фиг.1, делится на заданные области. Заданные области по существу содержат область данных, расположенную между зоной ввода и конечной зоной. В области данных имеются внутренняя резервная зона, смежная с зоной ввода, и внешняя резервная зона, смежная с конечной зоной.
Как показано выше, устройство записи/воспроизведения оптического диска 100 обрабатывает входные данные от хоста 200 и записывает данные на оптический диск в кластерах, соответствующих модулю блока программы исправления ошибок. Если во время записи данных в области данных обнаружена дефектная зона, то устройство записи/воспроизведения оптических дисков 100 выполняет последовательность операций заменяющей записи, чтобы записать кластер данных, соответствующий обнаруженной дефектной зоне, в одной из двух резервных зон (показанной в примере на фиг.2 как внутренняя резервная зона). Таким образом, путем записи кластера данных дефектной зоны в резервную зону вместо дефектной зоны данные могут быть считаны и воспроизведены из резервной зоны, тем самым предотвращается возникновение ошибок записи даже тогда, когда оптический диск демонстрирует ошибки в области данных, и обеспечивается сохранность данных и целостность данных.
Вышеупомянутый способ реализуется с использованием оптического носителя записи, который поддерживает свободный доступ к областям записи данных, поскольку используется перезаписываемый диск. Таким образом, при управлении данными дефектных зон устройство записи/воспроизведения оптического диска неограниченно пользуется областью записи. Однако если используется диск типа WORM, операция записи выполняется только один раз и должна быть завершена прежде, чем пользователь сможет осуществлять операции нормального извлечения данных.
Например, недавно разработан другой тип диска Blu-ray, использующий формат, известный как BD-WO. Диск типа BD-WO, являющийся диском неперезаписываемого типа, не может использовать известные способы управления дефектной зоной на диске, поскольку стандартизация этого типа формата диска началась только недавно. Требуется срочное решение данной проблемы.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Соответственно, настоящее изобретение направлено на создание способа управления дефектной зоной на неперезаписываемом оптическом носителе записи и оптического носителя записи (то есть оптического диска, такого как BD-WO) с использованием этого способа, которые по существу устраняют одну или более проблем, связанных с ограничениями и недостатками аналогов.
Целью настоящего изобретения, которое призвано решить вышеизложенную проблему, является обеспечение способа управления дефектной зоной на неперезаписываемом оптическом носителе записи, в котором данные, записанные в дефектной зоне и считываемые с нее, перемещают (перезаписывают), а затем ими управляют путем осуществления операции заменяющей записи, в ходе которой данные записывают в альтернативную зону данных (резервную зону), соответствующую дефектной зоне.
Другой целью настоящего изобретения является обеспечение способа управления дефектной зоной на неперезаписываемом оптическом носителе записи, в котором по завершении операции записи данных может быть выполнено нормальное воспроизведение вне зависимости от существования одной или более дефектных зон, обнаруженных во время записи.
Еще одной целью настоящего изобретения является обеспечение сохранности данных и целостности данных при использовании неперезаписываемого оптического носителя записи, в особенности, при операциях записи данных, когда хост-компьютер считывает с диска BD-WO и во время записи используется метод линейной замены.
Еще одной целью настоящего изобретения является обеспечение способа управления дефектной зоной на неперезаписываемом оптическом носителе записи, при котором обеспечивается соответствие стандарту BD-WO.
Еще одной целью настоящего изобретения является обеспечение оптического носителя записи, подходящего для вышеупомянутого способа.
Еще одной целью настоящего изобретения является обеспечение системы для использования оптического носителя записи, заимствующего вышеупомянутый способ.
Дополнительные признаки и преимущества изобретения будут изложены в нижеследующем описании, и частично будут понятны специалистам в данной зоне после изучения нижеследующего, либо могут быть изучены на практике использования изобретения. Цели и другие преимущества изобретения будут реализованы и достигнуты структурой, которая конкретно приведена в описании и формуле изобретения, а также в прилагаемых чертежах.
Чтобы достичь этих целей и добиться других преимуществ в соответствии с настоящим изобретением, которое здесь воспроизведено и широко описано, обеспечивается способ управления дефектной зоной неперезаписываемого оптического носителя записи, включающий операции выявления существования дефекта в пределах заданного сектора записи оптического носителя записи после записи данных в заданном секторе записи, замены данных, записанных в дефектном секторе записи путем записывания данных в резервной зоне, выделенной в области данных оптического носителя записи, и записывания информации указателей в качестве информации временного списка дефектов в выделенном секторе записи оптического носителя записи, причем информация указателей местоположения указывает дефектный сектор записи и записывание в качестве информации структуры описания диска в зоне управления дефектами, выделенной в начальной зоне оптического носителя записи, информации о местоположении записи для доступа к информации временного списка дефектов и идентификационной информации для осуществления доступа к информации о местоположении записи.
В другом аспекте настоящего изобретения обеспечивается способ управления дефектной зоной неперезаписываемого оптического носителя записи, включающий операции идентификации состояния финализации диска путем поиска зоны управления дефектами, выделенной в начальной зоне оптического носителя записи, выявления и проверки идентификационной информации, указывающей состояние финализации диска, из информации структуры описания диска в зоне управления дефектами; выборочный поиск местоположения записи информации списка дефектов или информации временного списка дефектов в составе информации структуры описания диска на основе идентификационной информации и выполнение операции заменяющей записи или операции нормального воспроизведения для дефектной зоны на основе выборочного поиска информации списка дефектов и информации временного списка дефектов.
Еще в одном аспекте настоящего изобретения обеспечивается система, имеющая программируемое устройство для оптической записи/воспроизведения данных на/ с неперезаписываемого оптического носителя записи. Устройство может быть запрограммировано для выполнения необходимых операций способа по настоящему изобретению, включая операции записи данных и воспроизведения записанных данных.
Еще в одном аспекте настоящего изобретения обеспечивается неперезаписываемый оптический носитель записи, включающий область данных; начальную зону, смежную с областью данных; и зону управления дефектами в начальной зоне, предназначенную для записи информации, относящейся к множеству местоположений записи для доступа к информации временного списка дефектов и информации списка дефектов, и идентификационной информации для выборочного доступа к местоположениям записи, в качестве информации структуры описания диска, причем информация временного списка дефектов и информация списка дефектов записаны в отдельных местах.
Использование способа, соответствующего настоящему изобретению, на оптическом носителе записи, таком как BD-WO, обеспечивает сохранность данных и целостность данных, в особенности, при операциях записи данных с применением компьютера с хостом, использующего метод линейной замены.
Необходимо понимать, что как приведенное выше пояснение, так и последующее подробное описание настоящего изобретения носят примерный и иллюстративный характер и предназначены для обеспечения дополнительного пояснения настоящего изобретения в соответствии с его формулой.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Дополнительные цели и преимущества настоящего изобретения можно лучше понять из следующего подробного описания с привлечением соответствующих сопроводительных чертежей, на которых:
ФИГ.1 представляет собой принципиальную схему обычного устройства записи/воспроизведения оптических дисков в соответствии с аналогом;
ФИГ.2 представляет собой схему, иллюстрирующую способ управления дефектной зоной на перезаписываемом оптическом носителе записи, таком как диск типа BD-RE;
ФИГ.3 представляет собой схему, изображающую выделенные зоны неперезаписываемого оптического носителя, такого как диск типа BD-WO, в качестве иллюстрации способа управления дефектной зоной на диске в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения;
ФИГ.4 представляет собой схему, изображающую информацию указателей, записанную в соответствии со способом по настоящему изобретению;
ФИГ.5 представляет собой схему, изображающая информацию указателей, записанную в соответствии со способом по настоящему изобретению, при котором скорость доступа может быть увеличена;
ФИГ.6 представляет собой схему, иллюстрирующую способ управления дефектной зоной на неперезаписываемом оптическом носителе, таком как диск типа BD-WO, в соответствии с другим предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения; и
ФИГ.7 представляет собой схему, иллюстрирующую способ управления дефектной зоной на неперезаписываемом оптическом носителе, таком как диск типа BD-WO, в соответствии с еще одним предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения.
ЛУЧШИЙ СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже будут подробно рассмотрены предпочтительные примеры осуществления настоящего изобретения, которые проиллюстрированы сопроводительными чертежами. Для обозначения одинаковых элементов на чертежах будут использоваться одинаковые или подобные номера позиций.
На фиг.3, где выделенные зоны оптического носителя записи, такого как диск BD-WO, показаны в качестве иллюстрации способа, в соответствии с настоящим изобретением область данных находится между начальной зоной и конечной зоной, при этом область данных по существу состоит из пользовательской области данных и непользовательской области данных, расположенной с обеих сторон пользовательской области данных. Пользовательской области данных присвоены как номера физических секторов, так и номера логических секторов, тогда как непользовательским областям данных присвоены только номера физических секторов. Непользовательские области данных, соответственно, состоят из внешней резервной зоны и зоны временного списка дефектов. Внешняя резервная зона предназначена для записи данных, соответствующих дефектной зоне, то есть заменяющих данных, тогда как зона временного списка дефектов предназначена для записи указателей местоположения данных дефектных зон, относящихся к обнаруженным дефектным зонам и соответствующим заменяющим данным. Информация указателя местоположения данных дефектной зоны может записываться накопительно или непрерывно.
Хотя на чертежах это и не показано, внешняя резервная зона и зона временного списка дефектов могут быть расположены иначе, либо могут быть выделены дополнительные области, такие как внутренняя резервная зона. Например, внутренняя резервная зона может быть обеспечена дополнительно или служить заменой внешней резервной зоны, а зона временного списка дефектов может быть расположена в непользовательской области данных рядом с внешней резервной зоной или в начальной зоне.
При записи данных на оптическом носителе записи, подобном тому, что показан на фиг.3, устройство записи/воспроизведения оптического диска 100, изображенное на фиг.1, выполняет внутреннюю программу для записи данных непрерывным по времени образом в заданный сектор записи, расположенный в пользовательской области данных. Операция записи выполняется до конца записи данных либо до того, как будет записан последний сектор записи. Каждый пример записи будем называть этапом записи данных.
Заданный сектор записи задается как блок верификации дефектов, по которому на этапе записи данных обнаруживается дефектная зона путем использования операции проверки после записи, осуществляемой после каждого блока верификации дефектов. Один блок верификации дефектов может иметь размер записи, эквивалентный любому количеству физических дорожек или кластеров, и для удобства описания примеров осуществления настоящего изобретения этот размер записи произвольно задан равным пяти кластерам. Множество блоков верификации дефектов (блок верификации дефектов 1 - блок верификации дефектов n) составляет один непрерывный по времени пример записи или этап записи данных, а каждый из этапов записи данных 1, 2 и 3 состоит из некоторого числа блоков верификации дефектов, зависящего от записываемого объема данных.
Операция проверки после записи осуществляется устройством записи/воспроизведения оптического диска 100, которое выполняет повторяющиеся последовательности операций выявления, чтобы определить наличие дефектных зон, соответствующих записанным данным одного блока верификации дефектов. В ходе каждой операции выявления дефектной зоны данные, записанные в блок верификации дефектов, воспроизводят для того, чтобы определить их состояние записи; то есть определяют, записаны ли данные успешно для нормального воспроизведения. Если нормальное воспроизведение проверить нельзя, определяют, что имеется дефект.
Например, вслед за последовательной и непрерывной записью данных в физических кластерах 1-5 блока верификации дефектов 1 посредством операции записи S10 устройство записи/ воспроизведения оптического диска 100 выполняет операцию проверки после записи путем последовательного воспроизведения данных, записанных в блок верификации дефектов 1, для проверки нормального воспроизведения и, тем самым, для выявления наличия каких-либо дефектных зон. При последовательном воспроизведении устройство записи и воспроизведения оптического диска 100 последовательно считывает записанные данные, начиная каждый раз с первого (или следующего по порядку) кластера и считывая непрерывно до выявления первого (или следующего) случая непроверяемого кластера данных в процессе операции воспроизведения S11, что указывает на наличие дефектной зоны в физическом кластере 2. Затем устройство записи/воспроизведения оптического диска 100 временно сохраняет в своей памяти 114 данные физического кластера 2. Временно сохраненные (буферизованные) данные используют для выполнения операции заменяющей записи посредством операции записи S12, где заменяющие данные, соответствующие дефектному кластеру, записывают как заменяющий кластер 2' во внешней резервной зоне вместо дефектной зоны. Здесь данные второго кластера могут быть записаны, начиная с любого конца внешней резервной зоны.
По завершении вышеописанной операции заменяющей записи устройство записи/ воспроизведения оптического диска 100 продолжает воспроизводить данные блока верификации дефектов 1 посредством операции воспроизведения S13, переходя к следующему кластеру, то есть физическому кластеру 3. Когда выявляют другую дефектную зону, например, в физическом кластере 4, устройство записи/ воспроизведения оптического диска 100 выполняет другую операцию заменяющей записи посредством операции записи 814, при которой данные дефектного кластера буферизуют, а затем записывают в виде заменяющего кластера 4' во внешней резервной зоне за заменяющим кластером 2'.
При продолжении операции проверки после записи для блока верификации дефектов 1 посредством операции воспроизведения S15 можно больше не найти дефектных зон, чем и завершают запись данных блока верификации дефектов 1 для этапа записи данных 1. Таким образом, блок верификации дефектов 1 обязательно содержит данные физических кластеров 1, 3 и 5, а также имеет две дефектные зоны, данные которых записаны во внешнюю резервную зону в виде заменяющих кластеров 2' и 4', соответствующих дефектным зонам. Тот же процесс повторяют для каждого блока верификации дефектов до завершения этапа записи данных 1 путем выполнения операций записи и проверки после записи для блока верификации дефектов n. При этом физический кластер 6 записывают в качестве первого кластера блока верификации дефектов 2.
Далее, то есть вслед за завершением операции проверки после записи для блока верификации дефектов n, устройство записи/ воспроизведения оптического диска 100 записывает указатель местоположения дефектной зоны для идентификации каждой дефектной зоны и местоположения соответствующих заменяющих данных. Эти указатели местоположения записывают как информацию временного списка дефектов и хранят в зоне временного списка дефектов. Для увеличения скорости доступа к информации временного списка дефектов устройство записи/ воспроизведения оптического диска 100 записывает также в качестве информации структуры описания диска информацию о местоположении записи в зоне управления дефектами, выделенной в начальной области (области ввода).
Как показано на фиг.4, информация временного списка дефектов включает множество элементов дефектов, каждый из которых представлен как пара номеров физического сектора, то есть номер физического сектора дефекта и номер физического сектора замены, соответствующий ему. Здесь номер физического сектора дефекта является номером физического сектора дефектной зоны, а номер физического сектора замены является номером физического сектора зоны, где записаны данные из дефектной зоны. Каждый элемент дефекта включает, помимо номера физического сектора, информацию статуса. Информация статуса включает информацию о статусе 1 и информацию о статусе 2, где информация статуса 2 в настоящем примере осуществления не используется. Информация статуса 1 указывает тип взаимосвязи, существующей между дефектной или потенциально дефектной зоной и любыми соответствующими ей заменяющими данными, включая статус записи заменяющих данных, назначение адреса, подтверждение дефектной зоны, доступность заменяющей зоны и т.п.
Сектор записи, соответствующий 60-му байту (позиция 60-го байта) информации структуры описания диска, может включать информацию о местоположении записи для доступа к первому номеру физического сектора текущей информации временного списка дефектов, то есть информации временного списка дефектов, отражающей самую последнюю (самую недавнюю) операцию записи замены. Эта информация местоположения записи записывается и управляется вместе с идентификационной информацией, которая содержит флаг финализации диска, указывающий, была ли выполнена операция финализации диска, и сигнализирующий, что процесс записи оптического диска закончен.
Когда идентификационная информация указывает на то, что финализации диска не было, устройство записи/воспроизведения оптического диска 100 считывает зону управления дефектами и обращается к информации местоположения записи для поиска местоположения записи. Один байт идентификационной информации может быть записан, например, в виде "0000 ХХХХ", означая, что операция финализации диска не выполнена, или установлен как "0000 1111", означая выполнение финализации диска. В то же время идентификационная информация может иметь размер больше одного байта, а выполнение операции финализации диска может обозначаться с использованием других значений нежели "0000 ХХХХ" и "0000 1111". Информация структуры описания диска может включать информацию местоположения записи для доступа и к первому временному списку дефектов, и к текущему временному списку дефектов, либо для выборочного доступа к какому-либо из них.
Когда в соответствии с действиями пользователя выполняется финализация диска, устройство записи/воспроизведения оптического диска 100 меняет установку флага финализации диска со значения (например, "0000 ХХХХ"), означающего, что операция финализации диска не выполнена, на значение (например, "0000 1111"), означающее состояние финализации диска, и записывает в зону управления дефектами информацию временного списка дефектов в качестве информации списка дефектов. Таким образом, при финализации диска информация местоположения записи, хранящаяся в пределах информации структуры описания диска, записывается как окончательное значение, указывающее местоположение записи информации списка дефектов. Сектор записи, соответствующий 24-му байту (позиция 24-го байта) информации структуры описания диска, может содержать информацию местоположения для доступа к первому номеру физического сектора информации списка дефектов.
Как показано на фиг.5, информация структуры описания диска может для ускорения доступа к последней или к самой последней информации временного списка дефектов (TDFL q) дополнительно включать информацию о расположении записи, соответствующую первому номеру физического сектора самого последнего записанного временного списка дефектов, то есть информацию временного списка дефектов, непосредственно предшествующую финализации диска.
Как показано на фиг.6, информация временного списка дефектов может быть включена в сектор записи в зоне ввода. С другой стороны, как показано на фиг.7, информация временного списка дефектов может быть выделена в секторе записи в пределах внешней резервной зоны, либо может быть выделена в другом месте, например в конечной зоне.
Промышленная применимость
В способе по настоящему изобретению, когда оптический носитель записи, например диск типа BD-WO, помещен в программируемую систему, например показанную на ФИГ.1, устройство записи/воспроизведения оптического диска 100 ищет зону управления дефектами, выделенную в зоне ввода диска, находит флаг финализации диска по информации структуры описания диска зоны управления дефектами, проверяет его значение и, тем самым, определяет, был ли диск финализирован. Если значение флага финализации диска показывает, что финализации диска не было, устройство записи/воспроизведения оптического диска 100 ищет и получает доступ к информации о расположении записи, относящейся к первой и/или последней (самой последней) информации временного списка дефектов в информации структуры описания диска, чтобы затем найти и получить доступ к информации временного списка дефектов. Затем устройство записи/ воспроизведения оптического диска 100 выполняет ряд операций записи замены или операций воспроизведения. Если, напротив, значение флага финализации диска показывает, что финализация диска произошла, устройство записи/ воспроизведения оптического диска 100 ищет и получает доступ к информации местоположения записи, относящейся к первой и/или последней (самой последней) информации списка дефектов в информации структуры описания диска, чтобы затем найти и получить доступ к информации списка дефектов. Затем устройство записи/ воспроизведения оптического диска 100 может выполнять операции воспроизведения.
Путем применения способа управления дефектной зоной на неперезаписываемом оптическом носителе записи в соответствии с настоящим изобретением данные, которые должны быть записаны в дефектной зоне диска, записываются и эффективно управляются посредством осуществления операции записи замены, в ходе которой данные записываются в альтернативной (резервной) зоне, соответствующей дефектной зоне. Таким образом, оптический носитель записи, например недавно разработанный диск типа BD-WO, отформатированный в соответствии с этим способом, может использоваться для записи данных посредством операции однократной записи, так что записанные данные могут нормально воспроизводиться даже при наличии дефектов на диске. Более того, применение способа по настоящему изобретению облегчит стандартизацию BD-WO путем обеспечения соответствующего неперезаписываемого оптического носителя записи, посредством которого можно эффективно управлять данными, которые должны быть записаны в его дефектной зоне.
Для специалистов очевидно, что в способ управления дефектной зоной на неперезаписываемом оптическом носителе записи и оптический носитель записи с использованием этого способа могут быть внесены различные модификации и изменения без отступления от сущности и объема настоящего изобретения. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение охватывает такие модификации и изменения при условии, что они находятся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения и их эквивалентов.