CN1582478A - 记录介质以及记录介质上记录信息的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种记录介质(2)，特别是光记录盘，其包括至少一个具有包括可寻址块(4)的物理卷(32)的记录轨道(3)。物理卷(32)被划分为备用区(36、38)和用户可访问逻辑卷(37)。单个备用区(36)仅位于物理卷(32)的开始，或者，单个备用区(38)仅位于物理卷(32)的末尾。可选择的，第一备用区(36)位于物理卷(32)的开端，第二备用区(38)位于物理卷(32)的末尾。由此，逻辑卷(37)是物理上邻接的，即不被任何备用区中断。根据本发明的记录介质可以用于存储计算机数据以及用于记录音频和/或视频信息。本发明还涉及用于结合该记录介质的方法和装置。

Description

记录介质以及在记录介质上记录信息的方法和装置

本发明通常涉及信息特别是数字信息在盘形记录介质如光盘或磁盘上的记录，上述盘形记录介质在下文中也被称为“记录盘”。更具体的说，本发明涉及一种用于两种或以上不同记录***中的记录盘。特别的，但不是排它的，本发明涉及数字视频记录器(DVR)盘。

已知的记录盘具有多条同心的大致呈圆形状的记录轨道。记录轨道可以是单独的圆形轨道形式，或是一条或多条邻接的螺旋轨道。在下文中，假设记录盘具有一条单邻接轨道，但是，应当了解，本发明并不局限于这种情况。轨道划分为很多个逻辑块，每个逻辑块具有唯一地址(即，块地址)。原则上，每个块都是可单独寻址的，并且信息可以被存储在各块中和从各块中检索。然而，实际上，这种块地址对于用户来说是未知的。当用户想要在记录盘上记录信息时，记录装置在空闲的可用块中写入信息。在盘的特定区域中，特别是为此目的而预留的区域中，存储有表，该表中指出了信息的位置。在信息的检索中，读取装置读取表，以了解到哪里寻找信息。然而，这对用户来说是一目了然的。

在理想情况下，所有的块都是可用的。在这种情况下，在记录操作期间，信息被写入到后续的块中，所有的块都与它们的相邻块物理邻接。然而，实际上，盘上有可能存在缺陷块，即，这些块中无差错的信息记录是不可能的或在读取过程中不能校正小的写入错误。这种缺陷块不再适于记录。当块的这种缺陷状态预先已知时，其地址被列在缺陷列表中，并在写入和读取时可以简单跳过该块。

然而，也有可能仅在记录过程中检测到缺陷状态。对于这种情况，通常在记录盘上保留一个备用区。该备用区不能被用户寻址，并用于替换任何缺陷块。这样，当在记录过程中发现了缺陷块时，记录进行在备用记录区的块中，而非在缺陷块中进行记录。用于替代原始预定块的替换块的地址或位置在替换文件中被注明。在读回期间，有可能读出包括记录在替换块中的信息在内的完整文件。

原则上，备用区中的替换块中的替换记录仅用于与所述缺陷块相关的情况下。将数据包记录在备用记录区的块内之后，随后的数据包的记录在正常记录区内的缺陷块之后的正常块中继续。这意味着备用区内的替换记录的原理涉及记录过程中记录头的两次跳跃。同样，需要两次读取头跳跃来读取信息。为了使跳跃距离相对较小，备用区通常作为备用区段分布在轨道的整个长度上。应当了解，记录头和读取头也可以组合成为单一装置。

备用区中的替换记录的原理对于要被存储的信息为例如计算机数据的情况是令人满意的。对于记录盘被认为是计算机的存储装置的情况，数据流的暂时行为不是至关重要的。然而，现在，记录盘也用作以数字格式存储音频和/或视频(AV)的存储介质。在记录和读回期间，数据流不被中断是十分重要的。写入过程或读取过程的相对短时间的中断可以通过缓冲数据流进行处理。然而，读取头或写入头从正常记录区向备用记录区的来回跳跃需要花费相对长的时间，甚至到了这样一种程度：备用区内的替换记录的原理不能很好适用于数据流的实时行为是十分重要的情况。因此，在数据流的实时行为是十分重要的应用情况下，通常根本不在轨道上保留备用区。任何备用区段的出现都将导致这种缺点：记录头或读取头当分别到达这样一个备用区段时，需要跳跃这种备用区，这分别导致了记录过程或读取过程的中断。

因而，现已发展了两个重要的标准：一个用于计算机数据，另一个用于音频/视频数据。在第一***中，轨道包含分布在所述轨道上的备用区段，而在第二***中，轨道没有这种备用区段。上述标准不兼容。如果记录盘已经被格式化用于数据流的实时行为十分重要的环境如音频/视频环境，则这种记录盘将不能用于计算机内的数据存储，因为在这样一种应用环境下期望存在备用区。相反，如果记录盘已经被格式化用于计算机中，则这种盘将不能再用于数据流的实时行为是十分重要的情况，如视频/音频应用，因为备用区已经分布在了轨道的长度上。

本发明的目的在于解决上述问题。更具体的说，本发明目的在于提供这样一种记录盘：该记录盘既可以用在需要备用区的个人计算机或类似***中，也可以用在数据流的实时行为十分重要并且仅会被备用区的存在所妨碍的音频/视频记录器装置或类似***中。本发明的目的还在于提供一种在根据本发明的这种记录盘上记录信息的方法和装置。

这些目的通过根据权利要求1提供的记录介质、根据权利要求10、12、13或14中任意一个提供的方法和根据权利要求15提供的装置而实现。

根据本发明的重要方面，记录盘包括用户可访问区和备用区，但是备用区位于用户可访问区的边缘，由此，用户可访问区不会被任何备用区中断。

本发明的这些和其它方面、特征以及优点通过下文中结合附图的对本发明的优选实施例的详细描述来说明，其中：

图1是示出记录装置的一部分的功能框图，

图2用图解法示出了通用方式下记录盘的逻辑结构，

图3用图解法详细示出了根据现有技术的记录盘的逻辑结构，和

图4A到4C用图解法示出了根据本发明的记录盘的逻辑结构。

图1是适于在记录介质2上写入信息的记录装置1的一部分的功能框图。在下文中，假设记录介质2是光记录盘，装置1是光记录装置。然而，本发明并不局限于上述领域；相反，本发明还适用于例如磁记录。

记录盘2具有记录轨道3，其在下文中被假定为一条邻接的螺旋轨道。虽然这种实施方式是优选的，但是本发明并不局限于这种实施方式；相反，本发明还适用于其中轨道3实现为两条或以上的螺旋轨道的盘以及其中轨道3实现为多条单独的相互为同心圆形轨道的盘。在文献中，这种类型的每条单独的圆形轨道有时被称为“轨道”，其中，术语盘可以具有一条以上的轨道。除非特别指出，否则，没有区别，并且可记录空间的整个长度在下文中都将被指示为一条轨道。

为了执行写入操作或读取操作，装置1具有光学写/读头10和为了简化的目的而未示出的面对头10的转盘。盘2可以定位在转盘上，由此盘2相对于头10旋转运动，从而使轨道3可以被头10扫描。信息由类似激光束11的辐射光束写入到轨道上。由于光学写入和读取信息过程是已知的，因此这里就不再进行描述。

图2示意性的示出了记录轨道3包含逻辑块4。每个块都具有唯一地址，该地址已被记录在该块的预定地址字段中。由此，有可能在盘2上的与给定地址相应的给定位置上直接存储信息，同样，有可能从与给定地址相应的给定位置上直接检索信息。图2还示出了后续块的编号是连续的。这意味着，如果特定块4_i具有地址X，则下一个块4_i+1具有地址X+1。

写入过程和读取过程由记录装置1中的功能单元12控制，下文称为写控制单元。写控制单元12控制头10相对于盘2的定位，并控制激光束11用于在一个或多个特定可寻址逻辑块4中执行写操作或读操作。记录装置1还具有功能单元13，下文称为分配管理器。分配管理器13确定何处发生记录操作。更具体的说，分配管理器13确定用于记录的逻辑块的地址。当用户开始记录操作时，分配管理器13确定盘2上是否有足够的空间用于记录，以及轨道3的哪一部分可用于记录。由于写控制单元12和分配管理器13本身是公知的，因此这里将不再对其进行进一步描述。

原则上，信息可以记录在轨道3的任意位置处。然而，通常，不是整个轨道3都适用于由用户记录。预定区31被保留以使***可以存储与盘2的内容相关的信息。该信息涉及例如盘2上的文件的数量、文件的开始地址、文件的长度、文件的名称等内容。该区域31在下文中被称为管理区。轨道3的其余部分通常可用于由用户存储信息。该剩余部分在下文中被称为轨道3的物理卷32。

在信息流的实时行为是十分重要的应用情况下，轨道3不包含任何备用区，且全部物理卷32都可用作用户区。图2的示意图示出了这种情况。相反，在用于存储数字数据文件的应用中，其中实时行为不太重要的情况下，物理卷32包含多个分布在物理卷32的长度上的备用区33。图3的示意图示出了这种情况。图3仅示出了三个备用区33₁、33₂、33₃，但是，实际上，备用区的数量比此更多。

备用区33中的块具有地址，同样是可由***物理访问的可寻址块。然而，备用区33中的可寻址块不能直接由用户访问；因此，每个备用区由图3和4中的交叉线示意性地表示。物理卷32与定义为未被备用区33占用的部分物理卷32的逻辑卷34之间存在差别。由图3中可以看出，逻辑卷34由被备用区33分隔开的多个逻辑卷片段构成。图3示出了其中四个逻辑卷片段34₁、34₂、34₃、33₄。

下文中，逻辑地址LA与物理地址PA之间存在类似的差别。可寻址块的逻辑地址LA为逻辑卷34中的地址，而物理地址PA为物理卷32中的块的地址。由于备用区33的出现，这些地址并不相同。更具体的说，备用区33中的可寻址块不具有逻辑卷中的地址，因此，它们不具有逻辑地址。在图3中，可寻址块4的编号开始于物理卷32的左侧的物理地址PA＝0，而相同的块还具有逻辑地址LA＝0。下一个块具有地址1、2、3......。假设第一逻辑片段34₁内的可寻址块的编号等于L，则逻辑片段34₁中最后的块具有逻辑地址LA＝L-1。下一逻辑片段34₂中的第一可寻址块具有逻辑地址LA＝L。当写入包含多于L个块的文件时，该文件的后续块总是具有后续的逻辑地址。然而，在物理卷中，不是这种情况。在该实例中，物理地址PA＝L是第一备用区33₁中的第一可寻址块的地址。如果第一备用区33₁包含N个块，则第二逻辑片段34₂中的第一可寻址块具有物理地址PA＝L+N；由此，在这种情况下，逻辑地址LA＝L对应于物理地址PA＝L+N。

现在，应当了解，逻辑地址LA与物理地址PA之间存在一对一关系；如果特定块4_i具有逻辑地址LA＝X，则其还具有物理地址PA＝Y(应当指出，相反的推理是不正确的)。如果该关系是已知的，则有可能从逻辑地址LA计算出物理地址PA。下文中，该关系由下面的表达式表示出来。令LA(4_i)表示块4_i的逻辑地址。令PA(4_i)表示该块4_i的物理地址。令PA[LA]表示具有逻辑地址LA的块的物理地址PA。现在：

    PA[LA(4_i)]＝PA[X]＝PA(4₁)＝Y

下文中，措辞“物理上邻接”用于指所有块4都具有连续物理地址的轨道部分。换句话说，对于这样一个物理上邻接的轨道部分中的每对两个连续的块4_i和4_i+1来说，都具有连续的逻辑地址LA(4_i)＝X和LA(4_i+1)＝X+1，物理地址PA(4_i)和PA(4_i+1)也是连续的。其可以由下述表达式表示出来：

    PA[LA+1]-PA[LA]＝1            (表达式1)

使用措辞“物理上邻接”的上述定义来描述图3中所示的现有技术的逻辑结构，应当了解，每个逻辑片段34_i本身是物理上邻接的，但是逻辑卷32作为一个整体并不是物理上邻接的。例如，对于第一逻辑片段34₁中的最后块来说，具有逻辑地址LA＝L-1，表达式1将变为：

     PA[LA+1]-PA[LA]＝(L+N)-(L-1)＝N+1

当光记录盘2新生产出来时，其物理上包括轨道3，因此，适用于记录，但是各可寻址块的差别、对块的地址分配、物理卷与管理区之间的差别以及备用区的定义等还没有实现。当盘首次引入到写装置中时，执行所谓的格式化。根据写装置的类型，装置执行特定种类的格式化；如果装置形成用于记录音频和/或视频的***的一部分，则根据图2的示意性描述执行格式化。为音频/视频应用格式化的盘不能用于标准数据存储，除非该盘被重新格式化，这样会引起先前记录的信息的丢失。如果第一写装置是例如个人计算机，则装置可以向用户提供一方面用于音频/视频应用的格式化与另一方面用于数据存储的格式化之间的选择。如果用户选择用于数据存储的格式化，则根据图3的示意性描述执行格式化；现在，该盘不能用于记录音频和/或视频，除非盘被重新格式化，这导致先前记录信息的丢失。

本发明提出一种不同类型的格式化，允许根据本发明格式化的盘不仅可以用在计算机***中存储数据，还可以用在用户装置中记录音频和/或视频。一个重要方面在于根据本发明格式化的盘可用于现有装置中，这意味着写装置或读装置的适应修改都将不是必需的。换句话说，格式化可以一方面与用于数据存储的标准格式化兼容，另一方面还与用于音频/视频应用的标准化格式化兼容。上述目的可以通过组合备用区与不中断的逻辑区来根据本发明而实现。其在图4A-4C中示出。

图4A示出了具有管理区31和物理卷32的记录轨道3。物理卷32包括一个位于物理卷3的开始位置的备用区36以及一个物理上邻接的用户可访问区37。应当注意，轨道3的开始通常位于该轨道的最内端。具有逻辑地址LA＝0的逻辑卷37的第一可寻址块与备用区36内的最后的块相邻。假定备用区36包含N个块，逻辑卷37的第一可寻址块具有物理地址PA＝N。图4A所示的具有格式化的轨道3的盘可用于在逻辑卷37中记录音频/视频文件，而不会产生图3所示的现有技术中的问题，这是因为，逻辑卷37是不会被任何备用区中断的一体(one-piece)卷。另一方面，具有根据图4A格式化的轨道的盘还可以用于记录计算机数据等，因为轨道3包括备用区36。

图4B以与图4A相同的方式示出了本发明的第二实施例。同样，轨道3包括一个备用区38和一个不被任何备用区中断的物理上邻接的卷37。在这种情况下，备用区38位于物理卷32的末尾。因此，逻辑卷37中的第一可寻址块的逻辑地址LA＝0对应于物理卷32中的第一可寻址块的物理地址LA＝0，而备用区38中的第一可寻址块与逻辑卷37中的最后可寻址块相邻。本领域技术人员明显可知，具有根据图4B格式化的轨道3的盘可用于记录音频/视频文件以及用于记录计算机数据文件，如上文中参照图4A所描述的。在上述两个实施例中，计算机数据文件和音频/视频文件可以混合方式记录在同样的逻辑卷37中，而两种文件不会彼此妨碍。

在音频/视频应用的情况下，当逻辑卷37满的时候，盘也是满的，即使备用区36、38还没有满。同样，在计算机应用的情况下，如果逻辑卷37满了，即使备用区36、38还未满，则盘也是满的。然而，当备用区36、38满了时，即使逻辑卷37还未满，盘也被称为满了。在两种情况下，都需要在初始格式化之后修改备用区的数量。在图4A所示的第一实施例中，修改备用区36的数量直接影响逻辑卷37内可寻址块的地址，因为逻辑地址LA＝0的位置改变了。换句话说，修改备用区36的数量之后，逻辑卷37内所有可寻址块都获得不同的地址。这意味着，即使它们的内容未变，通常也不可能再检索到上述内容，因为地址已经改变。

上述问题不会在图4B所示的第二实施例中发生，在该实施例中，备用区38位于逻辑卷37的末尾。如果备用区38的数量被修改，则逻辑卷37末尾的可寻址块将变为丢失。然而，备用区修改之后剩余的逻辑卷37内的所有可寻址块仍具有与以前相同的地址以及相同的内容，所以已经存储的文件仍可以被访问。因此，图4B所示的第二实施例优于图4A所示的第一实施例。

本发明的第三实施例组合了第一和第二实施例。在图4C所示的第三实施例中，物理卷32具有物理上邻接的逻辑空间37，其具有位于开始位置的第一备用区36和位于末尾位置的第二备用区38。在本发明的上下文的描述中，逻辑卷37是物理上邻接的，即不被任何备用区所中断，这是十分重要的。

应当注意，在图4A-4C中，逻辑卷37以及备用区36和38的相对存储容量未按比例示出；通常，备用区的大小仅占逻辑卷37的大小的百分之几。

如上所述，备用区在盘的第一次初始化期间，即在盘的格式化期间被定义。此时，可以要求用户输入备用区的大小。只对存储计算机数据感兴趣的用户比只对记录音频/视频文件感兴趣的用户希望具有更多可用的备用区空间。然而，为了确保盘总能用于存储计算机数据和用于存储音频/视频文件，在优选实施例中，盘2总是具有固定预定大小的第一备用区36，例如大约为物理卷52的大小的1％。这确保了至少总是存在一些备用区用于计算机应用。在格式化期间，用户有可能期望具有相对较大的备用区，在这种情况下定义了相对较大的第二备用区38，例如约为物理卷32的大小的5％，或者，用户有可能期望具有相对较小的备用区，在这种情况下，可以定义相对较小的备用区38或者一起省略了第二备用区38。如上所述，用户有可能随后期望增加或减小备用区的大小，在这种情况下分别增加或减小第二备用区38的大小，而不改变第一备用区36的大小。因此，备用区的整个大小将永远不会变为零。

本领域技术人员应当可以了解，本发明并不局限于上述实施例，在不背离由附加的权利要求所定义的本发明的范围内，可以对本发明作出各种修改和改变。例如，轨道还可以包括进一步的保留区，该保留区被保留用于***级或应用级的特定用途。这种进一步的保留区可以位于例如物理卷32的开始或末尾，也可以位于逻辑卷37的开始或末尾。此外，轨道3可以包括所谓导入区和/或导出区，这对本领域技术人员是很清楚的。本发明的上下文陈述中重要的一点在于逻辑卷37不具有逻辑上相邻的块，但是块被属于备用区的块物理分开。优选地，所有的块都空间相邻，即，逻辑卷37完全没有任何中断。

Claims (15)

1、一种记录介质，特别是光记录盘，包括至少一个包含可寻址的逻辑块(4)的物理卷(32)的记录轨道(3)，所述物理卷(32)被细分为逻辑卷(37)和至少一个备用区(36、38)，所述逻辑卷(37)物理上邻接。

2、根据权利要求1所述的记录介质，仅有一个位于物理卷(32)的开始处的备用区(36)。

3、根据权利要求2所述的记录介质，其中，备用区(36)位于与逻辑卷(37)的开始相邻。

4、根据权利要求1所述的记录介质，仅具有一个位于物理卷(32)的末尾的备用区(38)。

5、根据权利要求4所述的记录介质，其中，备用区(38)位于与逻辑卷(37)的末尾相邻。

6、根据权利要求1所述的记录介质，包括两个备用区(36、38)，其中，第一备用区(36)位于物理卷(32)的开始，且其中第二备用区(38)位于物理卷(32)的末尾。

7、根据权利要求6所述的记录介质，其中，第一备用区(36)位于与逻辑卷(37)的开始相邻，且其中第二备用区(38)位于与逻辑卷(37)的末尾相邻。

8、根据上述任一权利要求所述的记录介质，其中，记录介质是适用于存储音频和/或视频信息的光记录盘。

9、根据上述任一权利要求所述的记录介质，其中，记录轨道(3)实现为单个螺旋轨道。

10、一种用于格式化记录介质(2)的方法，该记录介质包括可寻址块(4)的物理卷(32)，该方法包括在物理卷(32)中定义一个物理上邻接的逻辑卷(37)和备用区(36)的步骤，所述备用区(36)位于物理卷(32)的开始。

11、根据权利要求10所述的方法，其中，所述备用区(36)具有预定大小。

12、一种用于格式化记录介质(2)的方法，该记录介质包括可寻址块(4)的物理卷(32)，该方法包括在物理卷(32)中定义一个物理上邻接的逻辑卷(37)和备用区(38)的步骤，所述备用区(38)位于物理卷(32)的末尾。

13、一种用于格式化记录介质(2)的方法，该记录介质包括可寻址块(4)的物理卷(32)，该方法包括在物理卷(32)中定义一个物理上邻接的逻辑卷(37)、位于物理卷(32)的开始的第一备用区(36)、以及位于物理卷(32)的末尾的第二备用区(38)的步骤。

14、一种对权利要求6所述的记录介质(2)上的备用区的整体大小进行修改的方法，该方法包括修改位于物理卷(32)的末尾的第二备用区(38)的大小，而保留位于物理卷(32)的开始的第一备用区(36)的大小不变的步骤。

15、一种用于在记录介质特别是光记录盘上写信息的装置，该装置适用于执行如权利要求10到13中任意一个权利要求所述的用于格式化记录介质的方法，和/或适用于执行如权利要求14所述的用于修改备用区的整体大小的方法。

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