CN1472742A - 用完好存贮块置换缺陷存贮块在光盘设备中记录数据的方法 - Google Patents

用完好存贮块置换缺陷存贮块在光盘设备中记录数据的方法 Download PDF

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Abstract

一种在光盘中用完好块置换缺陷块的方法，能有效地执行数据记录操作。该方法把会录入光盘缺陷区的数据暂时存入暂存缓冲器，然后在正常数据记录操作结束后，或者若缓冲器里的数据量超过预定的存储器容量，就把暂存缓冲器里的数据存入光盘备用区。该方法能连续迅速地执行一般数据记录操作，有效地避免***负担因光盘上频繁的跟踪活动而加重，且能正确地记录实时数据而不丢失数据。

Description

用完好存贮块置换缺陷存贮块在光盘设备中记录数据的方法
技术领域
本发明涉及在光盘设备上记录数据时，用完好存贮块置换缺陷存贮块的方法。
背景技术
近来，希望开发一种可重写的光盘并实现商品化，诸如能永久录存优质音视频的数字多用途盘—随机存取存储器(DVD-RAM)或数字多用途盘—可重写(DVD-RW)。
例如，提出的一种方法可处理包含在光盘记录媒体诸如DVD-RAM、DVD-RW中的缺陷，从而能稳定地存贮和再现光盘的数据。
首先描述处理光盘所含缺陷的普通相关技术方法。
图1示出的方法，用于在普通光盘设备中记录数据时用完好存贮块置换缺陷存贮块。如图1所示，DVD-RAM被分成导入区(LIA)、数据区和导出区(LOA)。数据区头部包含主备用区(PSA)，而其尾部选择地含有辅备用区(SSA)。
录存外部输入数据的光盘设备，把外部输入数据编码调制成适合记录的记录信号，再把该数据录到光盘数据区。数据基于尺寸预定的纠错码(ECC)存贮块单位记录。如图1所示，在数据区中含缺陷区的地方，已被记录在缺陷区的数据改录在备用区里。
这样，在光盘数据区中含缺陷区的地方，光盘设备就用备用区置换该缺陷区。作数据重放操作时，录在备用区的数据被读出再现，从而防止数据记录错误。
下面详细描述基于相关技术DVD-RAM***处理光盘所含缺陷的方法。
DVD-RAM***利用DVD-RAM盘上的缺陷管理区(DMA)处理缺陷。四个DMA含有数据区结构与缺陷管理的信息。将根据数据区结构、管理缺陷的算法和***操作来描述DVD-RAM盘缺陷管理方法。
先参照图2描述光盘的数据区结构。
在DVD-RAM中，信息区分为导入区、数据区和导出区。数据区由用户区与备用区组成，分为35个区段，包括区段0～34。用户区扇区用逻辑扇区号(LSN)编号。备用区包括主备用区(PSA)和辅备用区(SSA)。盘在区段0内有一个主备用区，在区段34中有一个可扩展的辅备用区。
盘每面有四个DMA，其中的两个DMA1与DMA2靠近盘内径，另外两个DMA3与DMA4靠近盘外径。这四个DMA的容量一样。各DMA的第一ECC块称为盘定义结构/主缺陷清单(DDS/PDL)块，含有DDS与PDL，而各DMA的第二ECC块称为辅缺陷清单(SDL)块，包含SDL。
DDS应在格式化处理结束时记录，同时规定格式化盘结构的信息，诸如区段号、PSA第一与最后扇区的扇区号、区段0～34中各区段的起始LSN等。PDL应包含缺陷扇区号和所有在格式化时被识别的缺陷区的输入，各输入应规定缺陷扇区的扇区号。
在数据再现或记录时发现缺陷区的地方，SDL应含有诸输入，包括缺陷ECC块第一扇区的扇区号、置换它们的备用块第一扇区的扇区号，以及表明缺陷块已被置换块置换的线性置换状态。另外，SDL含有SSA起始扇区号、指示相应备用区里有备用块的标志、SDL里的输入号等。这里，SLR中的“0b”表明缺陷块已被备用块置换，而SLR中的“1b”表示该缺陷块还未被置换。
接着描述管理缺陷的算法。
缺陷扇区用滑移置换算法(SRA)、线性置换算法(LRA)、直接指针法(DPM)或块跳越算法(BSA)处理。
先参照图3描述SRA。
若缺陷扇区都列入PDL，就对整个数据区应用SRA。登录在PDL里的缺陷数据扇区，用其前面的第一完好扇区置换。各缺陷扇区使所有位于其前面的数据扇区朝数据区顶部跳越该缺陷扇区号，因而位于区段0用户区头部的诸扇区将朝区段0用户区前面的PSA滑移。参照图3，很容易理解上述的操作。如图3所示，对扇区分配-LSN。把缺陷扇区的扇区号列入PDL，诸缺陷扇区将不被用于记录用户数据。
下面参照图4描述LRA。
LRA用来处理格式化后发现的有缺陷与劣化的扇区，它们可能是在格式化期间不登录入PDL的缺陷区或重写循环过度而损坏的扇区。应以16个扇区为单位即一个数据块(一个ECC块)来置换。
缺陷块应该用PSA的第一有效完好备用块置换。若PSA中无备用块，则缺陷块应该用SSA中第一有效完好备用块(若分配的话)置换。PSA的第一有效完好备用存贮块就是直接在登录入SDL的第一置换块前面的第一有效完好块。若没有列入SDL的置换块，则PSA的第一有效完好备用块就是直接在第一数据块前面的第一完好块。
若PSA已用完而SSA已分配，则第一有效完好备用块便是SSA最外面未使用的完好块。备用区里的缺陷扇区和已登录入PDL或SDL的相应置换扇区，都不得用作备用扇区。
若准备读或写的块按SLR为“0b”列入SDL，则该数据应对备用区中由SDL所指的置换块作读或写。但若准备读取的块按SLR为“1b”列入SDL，则将返回部分校正的数据或所有位为“0b”的填塞数据。
接着将描述DPM。
若列入SDL的置换块后来才发现有缺陷，就用DPM改变SDL。在该法中，通过把置换块第一扇区的扇区号从缺陷置换块改为新的置换块，来修正已登录了缺陷置换块的SDL输入。因缺陷置换块的扇区号被改为新置换块的扇区号，故SDL中的输入数不变。
最后来描述BSA。
为对实时数据记录与重放确保最小的位速率，实时数据不得用LRA置换。换言之，实时数据不能被LRA记录在备用块中作为置换块或被记录在实时数据记录过程中发现的缺陷块里。
若实时数据准备记录在列入SDL的块里，该数据应跳越或记录在下一有效数据块里。然后应把SLR改为“1b”，并保持置换块中第一扇区的扇区号字段。若在实时数据记录时发现了缺陷块，则数据应跳过或用下一有效数据块记录，并将该缺陷块列入SDL，SLR为“1b”。
现在描述基于光盘***操作的缺陷管理处理。相对于对盘读写数据的功能，***操作包括盘格式化处理、数据写处理与数据读处理。
首先描述盘格式化处理。
盘在使用前要格式化，可由初始化或再初始化实现。格式化处理前，盘上不记录DMA；若盘上已记录了DMA，则该处理应视作再初始化。盘格式化后，应记录四个DMA，所有DDS参数应记录在四个DDS扇区里。
格式化处理后，SRA处理用户区和备用区中在格式化期间发现的缺陷扇区，所以按SRA确定的PSA最后扇区的扇区里和各区段的起始LSN都被录入DDS扇区，而缺陷扇区的数量与扇区号都被录入PDL扇区。若准备登录入PDL的缺陷扇区数超出指标数，则将不能登录入PDL的那些缺陷扇区将登录入SDL。
接着描述数据写处理。
写数据时，应跳过列入PDL的缺陷扇区，按SRA把数据写入下一扇区。若准备写的块发现有缺陷，就按LRA用第一有效完好备用块置换该缺陷块，或按BSA跳过。若准备写的块被列入SDL，则按LRA将该块置换，或按BSA跳过。
最后描述数据读处理。
读数据时，应跳过列入PDL的缺陷扇区，按SRA从下一扇区里读数据。若准备读的数据块被列入SDL，SLR为“0b”，应按LRA从SDL所指备用区里的置换块中读数据。但若要读的数据块被列入SDL，SLR为“1b”，则应返回部分校正的数据或所有位为“0b”的填塞数据。若发现要读的块有缺陷但可校正，则按LRA用第一有效完好备用块置换缺陷块。
现描述用普通缺陷处理法记录数据的问题。
当响应于记录请求记录预定长度的数据时(如相当于1～10个ECC块尺寸的数据)，若数据中间部分记录在盘的缺陷区里，就会出现差错。例如，盘可能在应记录第五数据块的用户区里含有缺陷。
在把数据记录在数字多用盘—随机存取存储器(DVD-RAM)上时，用下法验证盘的缺陷。在盘中记录了对应于记录请求的所有数据项后，从盘中读回记录的数据，于是记录设备试图验证从盘中正确读回的物理ID(PID)等。若正确地读出该PID等内容，判定未出现缺陷，换言之，在盘的缺陷部分未记录数据。但若不是正确地从盘中读出PID等内容，就判定数据可能记录在缺陷扇区里。若***可重写盘，***从盘中读出并保持DMA数据。
DMA中记录了与缺陷块(对其记录第五数据块)第一扇区位置有关的信息和置换块第一扇区的位置。之后，光学传感器跳到备用区，把第五数据块记录在置换块中。光学传感器按下一记录请求再跳到记录相应数据的位置。
记录外部输入数据时，将数据记录区中发现缺陷块的地方或缺陷块登录入SDL，一面暂停一般数据记录操作，一面将光学传感器移到备用区，数据被录入置换块，而一般数据记录操作重新开始。因而问题在于，由于光盘上频繁的跟踪活动，***负担加重了，还延迟了数据记录操作。
在试图记录实时音视频数据时，与光学传感器移到置换区有关的延迟就成了问题。若将光学传感器移到置换块区，以便存贮否则要被录入缺陷块的实时数据，则延迟变得过大，有些实时数据会丢失。
发明内容
因此，根据以上诸问题，本发明的一个目的是提供一种在光盘设备中用完好块置换缺陷块以记录数据的方法。在实施本发明的一方法，根据准备记录的纠错码(EEC)块单元，把数据暂存在数字多用盘－随机存取存储器(DVD-RAM)或数字多用盘－可重写(DVD-RW)等光盘的缺陷区里。当完成了数据记录操作或暂存的数据超出预定存储器容量时，该法就用光盘的备用区置换缺陷区。该法把数据一同记录到备用区，由此连续而迅速地作数据记录操作。
实施本发明的方法包括以下步骤：(a)把录入缺陷区，在数据记录操作时被检出的数据暂存在光盘设备里；和(b)将其它数据记录完成后，在对应于缺陷区的置换记录区里一起记录暂存的数据。
在实施本发明的另一方法中，暂存数据记录操作时被检出的录入缺陷区里的数据；把暂存的数据量与预定的存储器容量作比较；根据比较结果，把暂存数据一起存入对应于缺陷区的置换记录区。
在实施本发明的又一方法中，在数据记录操作时暂存有关检出的缺陷区的信息；根据暂存缺陷区的有关信息和主机的记录命令，识别录在缺陷区里的源数据；并把识别的数据录入对应于缺陷区的置换记录区。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将更明白地理解本发明的种种目的、特征和其它优点，其中：
图1示出在普通光盘设备中用完好块置换缺陷块以记录数据的方法；
图2示出普通光盘设备中光盘数据区的结构；
图3示出数字多用盘－随机存取存储器(DVD-RAM)中管理缺陷的滑移置换算法(SRA)；
图4示出DVD-RAM中管理缺陷的线性置换算法(LRA)；
图5示出按本发明应用以完好块置换缺陷块以记录数据的方法的光盘设备结构；
图6示出本发明用完好块置换缺陷块以记录数据的操作步骤；和
图7是本发明用完好块置换缺陷块以记录数据的方法的流程图。
具体实施方式
下面参照附图详述本发明用完好块置换缺陷块以记录数据的***和方法的诸较佳实施例。
图5示出能执行实施本发明方法的光盘设备的结构。该光盘设备如视频盘记录仪(VDR)，包括：光学传感器11，用于把信号录到光盘10或从光盘10读数据；VDR***12，用于处理读自光盘10的数据或把外部输入数据流调制成适合记录的记录信号；和编码器13，用于编码外部模拟信号并向VDR***12输出编码的模拟信号。
VDR***12能检测包含在数字多用盘－随机存取存储器(DVD-RAM)等光盘数据区里的缺陷区。而且，VDR***12用备用区置换缺陷区，再在备用区中记录录入缺陷区的数据。
图6示出本发明用完好置换缺陷块以记录数据的步骤。如图6所示，在连续执行一般数据记录操作时，若VDR检出有缺陷区，VDR***12就把会录入该缺陷区的数据暂存入缓冲存储器。待正常数据记录操作结束，VDR***12就在备用区里一起记录所有暂存在缓冲存储器里的收集的数据。将参照图7详述这种操作。
图7是实施本发明方法的流程图，用于以完好块置换缺陷块以记录数据。
DVD-RAM等光盘10一***光盘设备，VDR***12就在步骤S10将操作模式置成数据记录模式。VDR***12在步骤S11把外部输入数据调制成适合记录的信号，并执行一般数据记录操作，在DVD-RAM的数据区里记录输入数据。
VDR***12执行数据记录操作，在步骤S12检测包含在该数据区里的缺陷区。例如，根据ECC块单元，若相对该数据反射与光电转换的电信号电平超过预定的参考信号电平，就把对应于该电信号的记录位置检测为缺陷区。检测缺陷区，也可基于在记录操作后是否从盘里正确地读回物理ID(PID)或其它数据。
在步骤S13，若上述步骤检出有缺陷区，就在步骤S14把会录入该缺陷区的数据暂存在缓冲存储器里。在本发明有些实施例中，也可在该时间点更新诸如DMA等识别缺陷区的缺陷管理信息。因为该设备不阻止把现在暂存在缓冲存储器里的信息录入盘上的备用区，所以能连续地作数据记录操作。
一旦VDR***12在步骤S15正确地终止数据记录操作，它就在步骤S16把暂存的数据录入盘上的备用区。
应用该方法，即使光盘里有缺陷区，光盘设备仍能连续执行一般数据记录操作。在正常数据记录操作结束时，光盘设备用备用区置换缺陷区，并在备用区里一起迅速地记录全套暂存在缓冲存储器里的数据。
在本发明另一实施例中，在正常记录操作结束前，若存贮在缓冲存储器里的这套数据超出预定的缓冲器容量，记录操作就暂停，把存贮在缓冲器里的累积的成套数据录入备用区。数据存入备用区后，再恢复记录操作。
上述诸实施例可用于应用DVD-RAM缺陷管理区(DMA)的普通缺陷处理方法。在记录外部输入数据时，当在数据记录区内发现缺陷块时，把该缺陷块登录入辅缺陷表(SDL)，而输入数据在录入备用区置换块之前，先暂存在缓冲器里。于是在正常数据记录的终止时间点，或在缓冲器存储时，光学传感器就跳到备用区，根据辅缺陷表(SDL)把存贮在缓冲器里的数据一起录入备用区。当预先发现缺陷时，可更新准备录入缺陷管理区(DMA)的SDL值，再在整个记录过程结束后把它录入光盘。
上述诸实施例适用于记录实时数据，并可用普通DVD-RAM的缺陷处理法来说明。在记录过程中发现的会录入缺陷会的实时数据，暂存在缓冲器里。然后，更新诸如SDL等识别缺陷区的缺陷管理信息。实时数据记录操作结束后，可将存贮在缓冲器里的数据按SDL值录入置换块。因此，可防止损伤要录入缺陷块的实时数据。这与一般数据记录操作相似，但暂存入缓冲器的实时数据超出预定的缓冲器容量时，就不能正确地执行数据记录操作。
根据本发明另一实施例，当在光盘上检出缺陷区时，不是把会录入缺陷区的数据记录在缓冲器里，而是把有关缺陷区的信息暂存在缓冲器里。该缺陷区信息包括输入数据的开始与结束地址(如逻辑扇区号)LSN))。由于该开始与结束地址由主控记录命令规定，所以即使在记录操作结束后，主机仍可搜索源数据。
否则在记录过程结束后，***要用存贮在缓冲器里的数据检测不能录入盘缺陷区的源数据，然后把该数据一起录入对应于缺陷区的置换区。在该方法中，可以缩小暂存数据的缓冲器的规模，但这种做法不可应用于记录实时数据的场合。若正在接收实时数据，则在正常记录操作结束后，将无法检索该数据。
由此可见，本发明提供一种用完好块置换缺陷块以在光盘设备中记录数据的方法。实施本发明的诸方法能连续迅速地作一般数据记录操作，有效地防止***负担因在光盘上频繁的跟踪活动而加重，且能正确地记录实时数据而无丢失数据。
本发明还可用于读数据操作和数据记录操作期间的缺陷管理。在读数据期间，***还验证ECC块以找出缺陷区。若找出了缺陷区，就把该缺陷区连同其地址于数据置换备用区的地址一起列入SDL，于是把缺陷区里记录的数据存入缓冲区。在读过程中，其它缺陷区里记录的其它数据也存入该缓冲器。
读过程结束后，按SDL表把存入缓冲器的数据移到备用区。
在以上说明中，缺陷区为ECC块大小，但可以是不同的规模，如扇区一样的大小。
本发明诸较佳实施例已作了示例性揭示。本领域的技术人员显然知道，在不违背所附权利要求揭示的本发明的范围与精神的情况下，可以作出各种修正、添加和替代。

Claims (17)

1、一种在光盘上记录数据的方法，其特征在于，包括：
执行主记录操作以在光盘上记录数据；
在检出光盘的缺陷部分时，把数据存入缓冲器，其中存入缓冲器的数据就是会被录入光盘缺陷部分的数据；和
把存贮在缓冲器里的数据录入光盘的置换记录区。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，把存贮在缓冲器里的数据录入光盘置换区的步骤，在主记录操作结束后执行。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，把存贮在缓冲器里的数据录入光盘置换区的步骤，在存贮在缓冲器里的数据量超过预定等级时执行。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，执行主记录操作的步骤包括跳过记录在缺陷区里的数据，并能够在光盘下一完好区里恢复记录操作。
5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在每次检出光盘缺陷部分时存贮在缓冲器里的数据规模，对应于纠错码(ECC)块的一个单位。
6、权利要求1的方法，其特征在于，还包括在检出光盘缺陷部分时更新DMA数据的步骤。
7、一种在光盘上记录数据的方法，其特征在于，包括：
执行主数据记录操作，在光盘上记录数据；
在记录操作中遇到光盘缺陷区时，把会录入光盘缺陷区的数据存入缓冲器；
比较存入缓冲器的数据量与预定的存储器容量；和
根据比较结果，把存入缓冲器的数据录入光盘的置换记录区。
8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，主记录操作步骤包括跳过在缺陷区记录数据，并在光盘下一完好区恢复记录操作。
9、一种在光盘上记录数据的方法，其特征在于，包括：
在记录操作中检出缺陷区时，把有关光盘缺陷区的信息存入缓冲器；
运用存入缓冲器的有关缺陷区信息，获得会录入该缺陷区的源数据；和
把获得的源数据录入光盘中对应用该缺陷区的置换记录区。
10、一种把数据录入光盘备用存贮区的方法，其特征在于，包括：
执行数据记录操作与读数据操作之一；
检测光盘缺陷区；
把预定存入盘缺陷区的数据录入缓冲器；和
待数据记录操作或读数据操作结束后，把缓冲器里的数据存入光盘的备用存贮区。
11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括步骤：在执行了检测步骤后，更新DMA数据以识别光盘的缺陷区。
12、如权利要求10所述的方法，其特征在于，记录步骤包括把预定存入光盘多个缺陷区的数据录入缓冲器，而存贮步骤包括在单次记录操作中把缓冲器里来自多个缺陷区的数据存入光盘的备用存贮区。
13、如权利要求10所述的方法，其特征在于，执行步骤包括执行数据记录操作，而录入缓冲器并存入光盘备用存贮区的数据，就是会被存入光盘缺陷区的数据。
14、如权利要求10所述的方法，其特征在于，执行步骤包括执行读数据操作，而录入缓冲器并存入光盘备用存贮区的数据，就是会从光盘缺陷区里读出的数据。
15、一种在光盘上记录数据的设备，其特征在于，包括：
执行数据记录操作与读数据操作之一的装置；
检测光盘缺陷区的装置；
把预定存入盘缺陷区的数据录入缓冲器的装置；和
在数据记录操作或读数据操作结束后，把缓冲器里的数据存入光盘备用存贮区的装置。
16、如权利要求15所述的设备，其特征在于，执行数据记录操作与读数据操作之一的装置包括执行数据记录操作的装置，而存贮装置配置成把会存入光盘缺陷区的数据存入光盘备用存贮区。
17、如权利要求15所述的设备，其特征在于，执行数据记录操作与读数据操作之一的装置包括执行读数据操作的装置，而存贮装置配置成把会从光盘缺陷区读出的数据存入光盘备用存贮区。
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