СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДЕФЕКТАМИ ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО НОСИТЕЛЯ ЗАПИСИ И ИСПОЛЬЗУЮЩИЙ ЕГО ОПТИЧЕСКИЙ НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ
METHOD OF MANAGING DEFECTS IN OPTICAL RECORDING MEDIUM AND OPTICAL RECORDING MEDIUM USING SAID METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение имеет отношение к оптическому носителю записи и, в частности, к способу управления дефектами оптического носителя записи, а также к оптическому носителю записи, в котором используется этот способ, где для управления дефектами используется множество временных зон управления дефектами.
Уровень техники
Оптические диски широко используются в качестве носителей записи для хранении больших объемов данных в течение длительного времени. В общем такие носители записи можно разделить на два типа: диски многократной записи и диски однократной записи. При записи данных с использованием диска однократной записи для данной области может быть выполнена только одна операция записи, в то время как диски многократной записи обеспечивают большую гибкость, в частности, в отношении управления дефектными зонами. Дефектные зоны возникают из-за дефектов производства или при последующем повреждении поверхности оптического носителя записи, что препятствует записи данных в один или более кластеров.
Если дефектная зона обнаружена во время записи данных на оптический диск, данные, записанные в дефектную зону, перезаписываются в другую область, определенную изготовителем. В то же время, в качестве информации управления дефектами для дефектов данного диска в зону управления дефектами «DMA» записывается информация о местоположении, указывающая дефектную зону и замещающую зону записи. Таким образом, данные, записываемые на оптический диск, могут воспроизводиться даже в случае, когда на диске имеются дефекты поверхности записи.
Однако данная технология применяется, в основном, к дискам многократной записи, которые обеспечивают свободный доступ ко всем областям записи данных. Следовательно, любое требуемое управление дефектами должно предусматривать наличие относительно небольшой зоны управления дефектами «DMA», обеспечивающей высокую скорость записи. С другой стороны, для дисков однократной записи требуются зоны управления дефектами «DMA» большего размера и более сложный способ управления дефектами из-за внутренних ограничений функции записи, и в результате на выполнение операций записи данных обычно требуется значительно больше времени.
В то же время для записи и хранения большого объема высококачественной аудио- и видеоинформации был предложен новый вид оптического носителя высокой емкости, известный как HD-DVD (цифровой видеодиск высокого разрешения). Примером носителя записи типа HD-DVD является диск «Blu-ray», названный так из-за использования лазера с лучом голубого цвета, имеющего длину волны 405 нм, который обеспечивает большую плотность записи, чем красный лазер с длиной волны 650 нм, используемый в традиционных устройствах DVD и, следовательно, позволяющий хранить на дисках значительно больший объем данных, чем существующие оптические диски. Готовые к использованию стандарты на эту технологию, включая стандарты на диск «Blu-ray» однократной записи (диск - «BD-WO») и диск «Blu-ray» многократной записи (диск - «BD-RE»), что касается, в частности, обнаружения и управления дефектными зонами, обнаруживаемыми во время операций записи данных, еще только разрабатываются.
Важно, чтобы любая стандартизация управления дефектами для дисков однократной записи (например, дисков типа «BD-WO») проводилась с учетом управления дефектами при использовании дисков многократной записи (например, дисков типа «BD-RE»). Таким образом, такая стандартизация должна охватывать как можно больше общих свойств других дисков, чтобы обеспечить согласованность и совместимость в целях эффективной записи информации управления дефектами и стабильного выполнения операций воспроизведения.
В любом случае управление дефектными зонами является решающим моментом процесса записи, в частности, для дисков DVD с высокой плотностью записи, например дисков «Blu-ray», однако существующие стандарты для дисков «BD WO» не удовлетворяют данным требованиям. Необходим унифицированный стандарт, который охватывал бы современные требования промышленных систем к оптическим запоминающим устройствами.
Сущность изобретения
Таким образом, в настоящем изобретении предложен способ управления дефектами оптического носителя записи и оптический носитель записи, в котором используется этот способ, позволяющие, по существу, избавиться от одной или более проблем, возникающих из-за ограничений и недостатков известных технических решений.
Задача настоящего изобретения, которое разработано, чтобы решить указанные проблемы, лежит в предоставлении способа и устройства, с помощью которых информация управления дефектами записывается во множество временных зон управления дефектами оптического носителя записи, например диска «Blu-ray» однократной записи, с целью включения информации, определяющей местоположение последней или самой последней зоны управления среди временных зон управления дефектами, с целью указания области, в которую запись была произведена в самый последний момент и, следовательно, содержащей наиболее новую текущую информацию.
Другой задачей настоящего изобретения является предложение способа управления дефектами оптического носителя записи, при котором уменьшается время записи.
Еще одной задачей настоящего изобретения является предложение способа управления дефектами оптического носителя записи, облегчающего запись в реальном масштабе времени.
Еще одной задачей настоящего изобретения является предложение унифицированного стандарта для оптического носителя однократной записи.
Еще одной задачей настоящего изобретения является предложение такого стандарта, который совместим с оптическим носителем многократной записи.
Еще одной задачей настоящего изобретения является предложение более эффективного способа управления дефектными зонами во время записи данных на оптический носитель однократной записи.
Еще одной задачей настоящего изобретения является предложение способа записи данных на оптический носитель записи, при котором улучшается безопасность и целостность данных.
Еще одной задачей настоящего изобретения является предложение способа записи управляющей информации на оптический носитель записи, при котором обеспечивается адаптация к последующим версиям носителя.
Очередной целью настоящего изобретения является предложение оптического носителя записи, в котором используются указанные выше способы.
Дополнительные особенности и преимущества данного изобретения будут отражены в приведенном ниже описании, и, в частности, для специалистов в данной области техники будут понятны после изучения последующего материала или из практических аспектов использования этого изобретения. Цели и другие преимущества настоящего изобретения реализуются и достигаются с помощью средств, в частности, указанных в его описании и формуле изобретения, а также в прилагаемых чертежах.
Для достижения указанных задач и других преимуществ в соответствии с настоящим изобретением, как реализовано и подробно описано здесь, предложен способ управления дефектами оптического носителя с однократной записью, содержащего множество временных зон управления дефектами, причем указанный способ включает в себя шаг записи информации о структуре определения диска, как минимум, в одной из множества зон управления дефектами, где информация о структуре определения диска содержит постоянно обновляемую информацию управления дефектами и информацию о местоположении, предназначенную для доступа к постоянно обновляемой информации управления дефектами. Множество временных зон управления дефектами «TDMA» включают в себя первую временную зону управления дефектами, предназначенную для записи постоянно обновляемой информации управления диском во время сеанса записи, и вторую временную зону управления дефектами, предназначенную для записи постоянно обновляемой информации управления диском по окончании сеанса записи.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен оптический носитель однократной записи, содержащий множество временных зон управления дефектами, где информация управления дефектами постоянно обновляется и записывается, как минимум, в одну из множества временных зон управления дефектами. Постоянно обновляемая информация управления дефектами записывается в каждой временной зоне управления дефектами.
Последующее подробное описание связано, в частности, с диском «Blu-ray» однократной записи. Тем не менее способ и устройство по настоящему изобретению могут быть использованы в оптических носителях однократной записи другого типа. Кроме того, несмотря на то, что описание в большей степени удовлетворяет требованиям оптических дисков, использующих формат «BD WO», основные принципы настоящего изобретения для повышения безопасности и целостности данных могут быть применены в оптических дисках другого формата. Более того, хотя примеры осуществления настоящего изобретения рассмотрены по отношению к однослойным оптическим носителям записи, те же самые общая структура диска и способ управления дефектами применимы к двухслойным оптическим носителям записи, в которых используются две первичные временные зоны управления дефектами «TDMA» (по одной на каждый слой), а также три дополнительные временные зоны управления дефектами «TDMA».
Необходимо понимать, что и предыдущее описание, и последующее подробное описание настоящего изобретения являются иллюстративными и предназначены для дополнительного пояснения на основе примеров изобретения, изложенных в формуле изобретения.
Краткое описание чертежей
Далее цели и преимущества настоящего изобретения могут быть более полно поняты из последующего подробного описания, изложенного с привлечением прилагаемых чертежей, на которых:
на фиг.1 представлена схема, иллюстрирующая способ управления дефектами оптического носителя записи в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.2А-2С представлены схемы временных зон управления дефектами «TDMA» фиг.1, где фиг.2А и 2В иллюстрируют обычный режим способа управления дефектами в соответствии с настоящим изобретением, а фиг.2С иллюстрирует состояние, возникшее в результате дефекта;
на фиг.3А-3В представлены схемы временных зон управления дефектами «TDMA» фиг.1, иллюстрирующие варианты записи информации управления дефектами; и
на фиг.4 представлена схема временных зон управления дефектами «TDMA» фиг.1, иллюстрирующая запись информации управления дефектами в соответствии с другим примером осуществления настоящего изобретения.
Предпочтительный способ реализации настоящего изобретения
Рассмотрим теперь подробно предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, примеры которых иллюстрируются прилагаемыми чертежами. На чертежах аналогичные элементы обозначены одними и теми же или аналогичными условными обозначениями.
На фиг.1 показана область записи оптического диска однократной записи, такого как диск «Blu-ray», для иллюстрации способа управления дефектами оптического носителя записи в соответствии с настоящим изобретением, где информация управления дефектами записывается во временную зону управления дефектами «TDMA». Оптический диск обеспечивается множеством таких временных зон управления дефектами «TDMA» для каждого слоя оптического носителя записи, причем каждая временная зона управления дефектами «TDMA» занимает, как минимум, один кластер.
Каждая временная зона управления дефектами «TDMA» содержит информацию о временной структуре определения диска «TDDS» и временный список дефектов «TDFL», которые обычно записываются в тандеме, однако, исходя из целей настоящего изобретения, конкретное описание и обсуждение временного списка дефектов «TDFL» опущены. Кроме постоянно обновляемого регистра информация о временной структуре определения диска «TDDS» включает в себя информацию о местоположении (т.е. номер физического сектора или «PSN»), соответствующую последнему (самому недавнему) событию управления дефектами. Таким образом, информация управления дефектами записывается и воспроизводится на основе информации о местоположении самого последнего управления дефектами. В рассматриваемом варианте информация о местоположении самого последнего управления дефектами записывается во временную зону управления дефектами «TDMA» в виде нового поля в виде номера «PSN» первого физического сектора последней временной структуры определения диска «TDDS», занимающей поле в четыре байта.
В первом предпочтительном примере осуществления информация о местоположении может быть представлена одиночной записью, указывающей местоположение последней записанной временной структуры определения диска «TDDS» из всех временных зон управления дефектами «TDMA». Во втором предпочтительном варианте осуществления информация о местоположении может быть представлена множеством записей, указывающих местоположение последней записанной временной структуры определения диска «TDDS» в отдельных временных зонах управления дефектами «TDMA». В данном случае, предполагая наличие двух временных зон управления дефектами «TDMA» - временной зоны «TDMA1» и временной зоны «TDMA2», информация о временной структуре определения диска «TDDS» должна содержать номер «PSN» первого физического сектора последней временной структуры определения диска «TDDS», записанной во временной зоне управления дефектами «TDMA1» и номер «PSN» первого физического сектора последней временной структуры определения диска «TDDS», записанной во временной зоне управления дефектами «TDMA2». В любом случае один экземпляр записи информации о местоположении записывается для каждого события управления дефектами, и соответствует местоположению текущей временной структуры определения диска «TDDS».
Между тем, регистр обновлений временной структуры определения диска «TDDS» обновляется для каждого экземпляра записи временной структуры определения диска «TDDS», которая производится для каждого события управления дефектами или с заданными интервалами, чтобы сэкономить пространство записи на оптическом диске однократной записи. То есть временная структура определения диска «TDDS» может обновляться после заданного количества записей, может обновляться после истечения заданного периода времени, исчисляемого с момента последнего обновления, или может обновляться в зависимости от сочетания факторов, включая команду извлечения диска.
В предпочтительном примере осуществления настоящего изобретения на фиг.1 область записи оптического носителя записи делится на начальную область «LIA0», область данных и конечную область «LOA0», причем область данных содержит область пользовательских данных, внутреннюю резервную область «ISA0» и внешнюю резервную область «OSA0», выделенные на каждом конце. Во внешней резервной области предусмотрена временная зона управления дефектами «TDMA2» и обновления временной структуры определения диска «TDDS», которые имеют место во время записи диска, записываются в указанную временную зону управления дефектами «TDMA2». В момент команды удаления диска одно обновление временной структуры определения диска «TDDS» записывается во временной зоне управления дефектами «TDMA1», предусмотренной в начальной области.
В общем, запись во временной зоне управления дефектами «TDMA» выполняется одним из двух способов: запись, когда временная зона управления дефектами «TDMA2» доступна для записи, т.е. когда временная зона управления дефектами «TDMA2» неполностью занята данными, так что и ее незаписанная часть доступна для записи данных, и запись, когда временная зона управления дефектами «TDMA2» недоступна для записи, т.е. когда временная зона управления дефектами «TDMA2» уже полностью занята данными, так что у нее больше нет участков, доступных для записи данных, в связи с чем управление дефектами прекращается. Если временная зона управления дефектами «TDMA2» недоступна для записи, или если временная зона управления дефектами «TDMA2» не предусматривается, управление дефектами невозможно.
Предположим, что временная зона управления дефектами «TDMA2» доступна для записи, тогда, по существу, имеются две стадии записи (в эту зону): во время сеанса записи и после сеанса записи. Во время сеанса записи информация управления дефектами записывается во временной зоне управления дефектами «TDMA2» всякий раз, когда информация о временной структуре определения диска «TDDS» подлежит обновлению. Затем непосредственно перед извлечением диска выполняется заключительная операция записи, во время которой информация управления дефектами, записанная во временной зоне управления дефектами «TDMA2» во время сеанса записи, записывается во временной зоне управления дефектами «TDMA1».
При записи обновленной информации о временной структуре определения диска «TDDS» во временной зоне управления дефектами «TDMA1» в соответствии с первым предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения информация о местоположении последнего управления дефектами во временной зоне управления дефектами «TDMA2», отражающая текущее состояние постоянно обновляемой информации управления дефектами, записывается во временную зону управления дефектами «TDMA1» в виде части следующей временной структуры определения диска «TDDS». Информация о местоположении последнего управления дефектами, указывающая местоположение текущей информации управления дефектами, записанной во временной зоне управления дефектами «TDMA2», включается как часть обновленной информации о временной структуре определения диска «TDDS», записанной во временной зоне управления дефектами «TDMA1». В данном случае информация о местоположении последнего управления дефектами представляет собой данные о местоположении записи предыдущей временной структуры определения диска «TDDS», которое может быть определено с использованием ее регистра обновлений. То есть, если значение регистра обновлений из самой последней временной структуры определения диска «TDDS», записанной во временной зоне управления дефектами «TDMA1», равно «N», то значение регистра обновлений для информации о местоположении предыдущего управления дефектами, например о местоположении записи предыдущей временной структуры определения диска «TDDS» во временной зоне управления дефектами «TDMA2», должно быть равно «N-1». Здесь следует иметь ввиду, что регистр обновлений временной структуры определения диска «TDDS» получает приращение всякий раз, когда временная структура определения диска «TDDS» записывается или обновляется, либо во временной зоне управления дефектами «TDMA1», либо во временной зоне управления дефектами «TDMA2».
С другой стороны, в случаях, когда временная зона управления дефектами «TDMA2» недоступна для записи, так что в нее нельзя больше записывать информацию управления дефектами, для записи информации управления дефектами используется временная зона управления дефектами «TDMA1». В таких случаях, когда имеются диски, не содержащие выделенной изготовителем внешней резервной области «OSA» и, следовательно, не содержащие временной зоны управления дефектами «TDMA2», информацию управления дефектами можно записать в ограниченном варианте, например, только когда диск находится в работе (во время записи), или только при извлечении диска из дисковода (после записи).
Как показано на фиг.2А, предполагается, что информация о временной структуре определения диска «TDDS» обновляется дважды в течение одного сеанса записи, чтобы быть соответствующим образом записанной во временной зоне управления дефектами «TDMA2» в виде временной структуры определения диска «TDDS1» и временной структуры определения диска «TDDS2». После выдачи команды извлечения диска, т.е. после завершения сеанса записи, текущая информация о временной структуре определения диска «TDDS» сохраняется во временной зоне управления дефектами «TDMA1» как временная структура определения диска «TDDS3». Таким образом, временная структура определения диска «TDDS3» включает информацию о местоположении самого последнего управления дефектами, и таким образом содержит информацию о местоположении последней информации о временной структуре определения диска «TDDS», записанной во временной зоне управления дефектами «TDMA2», так, что можно было считать данные из временной зоны управления дефектами «TDMA1» для локализации текущей информации о временной структуре определения диска «TDDS». После перехода к следующему сеансу записи информация о временной структуре определения диска «TDDS» во временной зоне управления дефектами «TDMA» обновляется как временная структура определения диска «TDDS4», как это показано на фиг.2В. После завершения записи и во время извлечения диска независимо от количества обновлений следующее обновление записывается во временной зоне управления дефектами «TDMA1» в виде, например, временной структуры определения диска «TDDS5», содержащей информацию о местоположении, предназначенную для указания местоположения непосредственно предшествующей ей временной структуры определения диска «TDDS», например временной структуры определения диска «TDDS4», которая является самой свежей текущей временной структурой определения диска «TDDS».
В данном случае последовательные номера относятся к последовательным обновлениям временной структуры определения диска «TDDS». Последующие сеансы записи следуют указанной выше модели, в которой обновления временной структуры определения диска «TDDS», происходящие во время записи данных, записываются во временной зоне управления дефектами «TDMA2», причем заключительное обновление записывается во временной зоне управления дефектами «TDMA1» непосредственно перед извлечением диска. Состояние дефектной записи можно распознать, считав данные из временной зоны управления дефектами «TDMA1», чтобы проверить значение регистра обновлений последней записанной временной структуры определения диска «TDDS» и сравнить считанное значение со значением из последней временной структуры определения диска «TDDS», записанной во временной зоне управления дефектами «TDMA2».
То есть, обращаясь к фиг.2С, где запись временной структуры определения диска «TDDS5» по некоторым причинам не получилась, например, из-за перебоя в электропитании, и значение регистра обновлений временной структуры определения диска «TDDS3», являющейся последней информацией о временной структуре определения диска «TDDS», записанной во временной зоне управления дефектами «TDMA1», меньше значения регистра обновлений временной структуры определения диска «TDDS4», являющейся последней временной структурой определения диска «TDDS», записанной во временной зоне управления дефектами «TDMA2». Необходимо иметь ввиду, что в обычных условиях значение регистра обновлений последней временной структуры определения диска «TDDS», записанной в области во временной зоне управления дефектами «TDMA1», всегда больше значения регистра обновлений последней временной структуры определения диска «TDDS», записанной во временной зоне управления дефектами «TDMA2».
После распознавания состояния дефектной операции запись может продолжаться нормально, справившись с дефектом одним из следующих двух способов. В одном варианте информация о следующей временной структуре определения диска «TDDS», то есть информация о временной структуре определения диска «TDDS5» или о временной структуре определения диска «TDDS» «извлечение диска» обычно может быть сначала записана во временной зоне управления дефектами «TDMA1», а затем, если необходимо, выполняются дополнительные обновления информации о временной структуре определения диска «TDDS» во временной зоне управления дефектами «TDMA2». Информацию о следующей временной структуре определения диска «TDDS» узнают посредством считывания данных из временной зоны управления дефектами «TDMA», чтобы определить наивысшее значение регистра обновлений. Так как постоянно обновляемая информация о временной структуре определения диска «TDDS» всегда включает в себя информацию о местоположении предыдущей временной структуры определения диска «TDDS», информация, потерянная при преждевременном извлечении диска, может быть восстановлена. В другом варианте продолжение записи может выполняться, просто продолжая процедуру записи с пропуском записи информации о временной структуре определения диска «TDDS» извлечения диска, чтобы записать, если это необходимо, следующую временную структуру определения диска «TDDS» во временной зоне управления дефектами «TDMA2», а также выполнять процесс управления дефектами, выполняемого на основе последней временной структуры определения диска «TDDS», записанной во временной зоне управления дефектами «TDMA2».
Фиг.3А-3В иллюстрируют примеры записи информации о временной структуре определения диска «TDDS» об извлечении диска. Как показано на фиг.3А, информация о временной структуре определения диска «TDDS» об извлечении диска из дисковода записывается только во временной зоне управления дефектами «TDMA1», однако, как показано на фиг.3В, информация о временной структуре определения диска «TDDS» об извлечении диска записывается в обеих временных зонах управления дефектами «TDMA». В любом случае при извлечении диска из дисковода записывается только последняя информация управления дефектами.
Во втором примере осуществления настоящего изобретения для записи обновленной информации о временной структуре определения диска «TDDS» информация о местоположении указывает на местоположение записи о последнем управлении дефектами в каждой временной зоне управления дефектами «TDMA» посредством записи информации о местоположении в каждую зону. Как показано на фиг.4, обновленная информация о временной структуре определения диска «TDDS» включает в себя информацию «1» о местоположении и информацию «2» о местоположении, записанную в виде указателей доступа соответственно во временной зоне управления дефектами «TDMA1» и во временной зоне управления дефектами «TDMA2». Следовательно, каждое записанное обновление информации о временной структуре определения диска «TDDS» включает в себя информацию о местоположении последнего участка управления дефектами обеих временных зон управления дефектами «TDMA».
Промышленное применение
В соответствии с настоящим изобретением информация управления дефектами записывается (обновляется) в одной из двух временных зон управления дефектами, причем информация управления дефектами диска, находящегося в использовании, т.е. в процессе использования диска, записывается в одной временной зоне управления дефектами «TDMA», a информация управления дефектами диска при его извлечении записывается в другой временной зоне управления дефектами «TDMA». Таким образом, последняя информация управления дефектами диска, находящегося в использовании, записывается при извлечении диска. В другом варианте, когда вторая временная зона управления дефектами «TDMA» недоступна, в область во временной зоне управления дефектами «TDMA» записывается только информация управления дефектами диска, находящегося в использовании, а при извлечении диска самая последняя информация управления дефектами также записывается в область во временную зону управления дефектами «TDMA». В любом случае неудачную попытку записи последней информации управления дефектами можно распознать на основе значения регистра обновлений при возобновлении использования диска. Аналогичным образом можно распознать и подтвердить успешную запись самой последней информации управления дефектами.
Кроме того, информация о местоположении последней операции управления дефектами в обеих временных зонах управления дефектами «TDMA» может использоваться для доступа к текущей информации о временной структуре определения диска «TDDS» с использованием одного или двух указателей, т.е. согласно первому и второму соответственно примерам осуществления настоящего изобретения. С другой стороны, информация о местоположении последней временной структуры определения диска «TDDS», записанной во временной зоне управления дефектами «TDMA1», устанавливается на значение «0h», если для управления дефектами не выделено резервной области, и устанавливается на значение «Fh», если временная зона управления дефектами «TDMA2» заполнена так, что продолжение управления дефектами становится невозможным.
Специалистам в данной области техники будет очевидно, что в настоящем изобретении возможны многочисленные модификации и изменения. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение охватывает все такие модификации и изменения, которые находятся в пределах сущности и объема настоящего изобретения, выраженных в прилагаемой формуле изобретения и ее эквивалентах.