JP2005032397A - データ書込読出装置、再生装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 メモリにデータを書き込む際に、電力の消費を少なくする。
【解決手段】 メモリ4にデータ及び当該データに関する情報(以下「データ等」という。)を書き込む書込部50と、メモリ4に書き込まれたデータが所定量に達したときに、データ等を読み出す読出部50と、書込部50によりデータをメモリ4に書き込む際に、当該データに関する情報に基づき、当該データの再生時間を算出し、また、読出部50によりデータをメモリ4から読み出す際に、当該データに関する情報に基づき、当該データの再生時間を算出する算出部51と、算出部51で算出した再生時間を加算量とし、また、算出した再生時間を減算量として、メモリ4に書き込まれたデータの再生時間を算出し、算出した再生時間に基づき書込部50による書き込みタイミングT1と、読出部50による読み出しタイミングT2を制御する制御部52とを備える。
【選択図】 図14
【解決手段】 メモリ4にデータ及び当該データに関する情報(以下「データ等」という。)を書き込む書込部50と、メモリ4に書き込まれたデータが所定量に達したときに、データ等を読み出す読出部50と、書込部50によりデータをメモリ4に書き込む際に、当該データに関する情報に基づき、当該データの再生時間を算出し、また、読出部50によりデータをメモリ4から読み出す際に、当該データに関する情報に基づき、当該データの再生時間を算出する算出部51と、算出部51で算出した再生時間を加算量とし、また、算出した再生時間を減算量として、メモリ4に書き込まれたデータの再生時間を算出し、算出した再生時間に基づき書込部50による書き込みタイミングT1と、読出部50による読み出しタイミングT2を制御する制御部52とを備える。
【選択図】 図14
Description
本発明は、メモリにデータを書き込み、書き込まれたデータを読み出すデータ書込読出装置と、記録媒体に記録されているデータを読み出し、読み出したデータをメモリに書き込み、書き込まれたデータを読み出す再生装置及び方法に関する。
再生装置は、記録媒体(以下「ディスク」という。)に記録されているデータの再生動作中に、外部から振動等のショックが加わると、トラック飛びが発生し、データ(音)が途切れてしまう。
再生装置では、これを防止するためにショックプルーフメモリが設けられている。図18はショックプルーフメモリの動作を示すタイミングチャートである。再生装置は、ディスクが再生されるときの再生レート(例えば、1.4Mbit/s)は、ショックプルーフメモリから出力されるデータの出力レート(例えば、0.3Mbit/s)の約5倍の速度であり、その差分のデータがショックプルーフメモリに蓄えられる。ショックプルーフメモリは、メモリ使用量の最大値(MAX)までデータが蓄えられると、メモリ使用量がディスクアクセス開始値(MIN)になるまで待機し、その後、ディスクの再生が開始されると、再び供給されるデータを蓄積していくという一連の動作を順次繰り返す。
ここで、例えば、図18の時刻T1から時刻T2までの期間において、振動等の外乱によりトラック逸脱が発生した(トラッキングサーボが外れた)場合、その後、時刻T3において光ピックアップがディスクの正規のトラックに復帰したとすると、時刻T1から時刻T3までの期間は、ショックプルーフメモリにはデータが供給されず、蓄えられているデータの出力のみが継続され、この間にショックプルーフメモリに蓄えられられているデータが無くならなければ、音飛びは発生しない(特許文献1参照)。
なお、ショックプルーフメモリは、書き込まれるデータをセクタ単位で認識しており、あとどれくらいデータが書き込めるか否かを示す閾値もセクタ単位で定められている。
このようなショックプルーフメモリを有する再生装置では、異なる符号化率で符号化されたデータが混在記録されているディスクからデータの再生を行なうこともできる。再生装置は、ディスクから読み出したデータをショックプルーフメモリに書き込んでいき、閾値に達したときに書き込みを停止する。また、再生装置は、ショックプルーフメモリに所定量のデータが書き込まれたときに、データの読み出しを開始し、読み出したデータにデコード処理を行う。なお、ショックプルーフメモリに書き込まれたデータのサイズ(セクタ数)が同一でもあっても、当該データの符号化率が異なれば、デコード後の再生時間が異なる。
例えば、ショックプルーフメモリから10セクタ分のデータを読み出したとき、当該データが或る符号化率で符号化されたものであった場合には、再生時間は20秒間となり、また、当該データが別の符号化率で符号化されたものであった場合には、再生時間は40秒間となる。
したがって、ショックプルーフメモリの閾値として符号化率の高いものを基準に設定してしまうと、符号化率の低いデータを読み出したときには、符号化率の高いデータを読み出したときに比べて再生時間が短く、ショックプルーフメモリのデータ量が不足してしまい、いきおい、音飛びが発生してしまう問題がある。
そのため、再生装置では、ディスクに記録されているデータを再生する前に、当該ディスクに記録されているデータの符号化の種類をすべて検出し、検出した符号化の中から符号化率の一番低いものを基準として、ショックプルーフメモリの閾値を決定している(図19)。
しかしながら、再生装置は、上述したように閾値を基準にデータの書き込みを行うため、ショックプルーフメモリの閾値を再生時間でみたときに、図20に示すように、閾値においてもまだ十分に再生可能な時間分のデータが残っているにもかかわらず、データの書き込みを開始してしまうため、無駄な電力を消費する問題があった。
また、ショックプルーフメモリに書き込まれるデータの再生時間を管理することが不可能であるため、ショックプルーフメモリに書き込まれているデータの再生時間の表示や一度設定した閾値を変更することができなかった。
解決しようとする問題点は、異なる符号化率で符号化されたデータが混在記録されているディスクからデータを読み出す際に、ディスクに記録されているデータの符号化の種類を検出せずに、ショックプルーフメモリにデータを書き込み、また、書き込まれたデータを再生し、無駄な電力を消費しない点にある。
本発明に係るデータ書込読出装置は、上述の課題を解決するために、メモリにデータ及び当該データに関する情報を書き込む書込手段と、上記書込手段により上記メモリに書き込まれたデータが所定量に達したときに、当該メモリからデータ及び当該データに関する情報を読み出す読出手段と、上記書込手段によりデータをメモリに書き込む際に、当該データに関する情報に基づき、当該データの再生時間pt1を算出する第1の算出手段と、上記読出手段によりデータをメモリから読み出す際に、当該データに関する情報に基づき、当該データの再生時間pt2を算出する第2の算出手段と、上記第1の算出手段で算出した再生時間pt1を加算量とし、上記第2の算出手段で算出した再生時間pt2を減算量として、上記メモリに書き込まれたデータの再生時間pt3を算出する第3の算出手段と、上記第3の算出手段により算出された再生時間pt3に基づき上記書込手段による書き込みタイミングT1と、上記読出手段による読み出しタイミングT2を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記タイミングT1と上記タイミングT2とが同期しないように制御する。
また、本発明に係る再生装置は、上述の課題を解決するために、記録媒体からデータ及び当該データに関する情報を読み出す第1の読出手段と、上記第1の読出手段で読み出したデータ及び当該データに関する情報をメモリに書き込む書込手段と、上記書込手段により上記メモリに書き込まれたデータが所定量に達したときに、当該メモリからデータ及び当該データに関する情報を読み出す第2の読出手段と、上記書込手段によりデータをメモリに書き込む際に、当該データに関する情報に基づき、当該データの再生時間pt1を算出する第1の算出手段と、上記第2の読出手段によりデータをメモリから読み出す際に、当該データに関する情報に基づき、当該データの再生時間pt2を算出する第2の算出手段と、上記第1の算出手段で算出した再生時間pt1を加算量とし、上記第2の算出手段で算出した再生時間pt2を減算量として、上記メモリに書き込まれたデータの再生時間pt3を算出する第3の算出手段と、上記第3の算出手段により算出された再生時間pt3に基づき上記書込手段による書き込みタイミングT1と、上記第2の読出手段による読み出しタイミングT2を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記タイミングT1と上記タイミングT2とが同期しないように制御する。
また、本発明に係る再生方法は、上述の課題を解決するために、記録媒体からデータ及び当該データに関する情報を読み出し、読み出したデータ及び当該データに関する情報をメモリに書き込む際に、データに関する情報に基づき書き込み対象のデータの再生時間pt1を算出し、上記メモリからデータを読み出す際に、データに関する情報に基づき読み出し対象のデータの再生時間pt2を算出し、上記再生時間pt1を加算量とし、上記再生時間pt2を減算量として、上記メモリに書き込まれたデータの再生時間pt3を算出し、上記再生時間pt3に基づき上記メモリにデータ及び当該データに関する情報を書き込み、上記メモリからデータ及び当該データに関する情報を読み出す。
本発明に係るデータ書込読出装置、再生層装置及び方法は、メモリにデータを書き込み、当該メモリに所定量のデータが書き込まれたときに読み出すタイミングを、当該メモリに書き込まれたデータの再生時間に基づき制御するので、再生可能な時間分のデータが十分に残っているにもかかわらず、データの書き込みを開始してしまうことはなく、また、記録媒体に記録されているデータの符号化率にかかわらずメモリの閾値を最適に設定することができるので、データの書き込み動作の回数を少なくすることができ、電力の消費を低減することができる。
以下、本発明の実施の形態としての記録再生装置及びその記録再生方法について説明する。
この実施の形態では、一例として、磁界変調方式でデータ記録が行われる光磁気ディスクであるミニディスク(MD)に対する記録再生システム(ミニディスクシステム)に対応したものとする。説明は、1.ディスク仕様及びエリア構造、2.ディスクの管理構造、3.UTOC、4.クラスタ構造、5.データトラックにおけるFATファイルシステム実現例、6.記録再生装置の構成、の順番で説明する。
1.ディスク仕様及びエリア構造
本実施例で採用するディスクは、ミニディスク方式のディスク上に、所定のディスクフォーマットに基づきオーディオデータを記録できるとともに、例えばコンピュータユースの各種データを記録できるものである。なお、説明上の区別のため本明細書では、「オーディオトラック」、「データトラック」、「MDオーディオデータ」及び「高密度データ」という文言を用いる。
本実施例で採用するディスクは、ミニディスク方式のディスク上に、所定のディスクフォーマットに基づきオーディオデータを記録できるとともに、例えばコンピュータユースの各種データを記録できるものである。なお、説明上の区別のため本明細書では、「オーディオトラック」、「データトラック」、「MDオーディオデータ」及び「高密度データ」という文言を用いる。
「オーディオトラック」は、ミニディスクシステムにおけるオーディオデータの1区画であり、例えば音楽等の場合の1曲に相当する。このオーディオトラックとして記録されるオーディオデータは、ATRAC(Adaptive Transform Acoustic Coding)圧縮方式で圧縮され、ACIRC誤り訂正方式及びEFM変調としての「第1の変調方式」で変調されたデータである。そして、この「オーディオトラック」に記録される第1の変調方式によるオーディオデータを「MDオーディオデータ」とする。
「データトラック」は、例えばパーソナルコンピュータや配信システム等において利用できる汎用データが記録された区画(トラック)である。詳しくは、後述するが、「データトラック」内は、例えばFATファイルシステム等の汎用ファイルシステムが構築される。記録される実際のデータ種別としては、コンピュータ用途のソフトウェアデータ、アプリケーションプログラム、テキストファイル、画像(動画/静止画)ファイル、音楽等のオーディオデータファイル等多様であり、用途に応じてあらゆるデータ記録に利用できる。
そして、これら各種データは、RLL(1−7)PP変調、RS−LDC誤り訂正方式及びビタビ復調方式を用いることで高密度記録を実現する「第2の変調方式」によるデータとして記録される。そして、「データトラック」に記録される第2の変調方式によるデータを「高密度データ」とする。
図1に、オーディオ用ミニディスク(及びMD−DATA)と、本実施例で採用するディスクの規格を比較して示す。ミニディスク(及びMD−DATA)のフォーマットとしては、トラックピッチは、1.6μm、ビット長は、0.59μm/bitとなる。また、レーザ波長λ=780nmとされ、光学ヘッドの開口率NA=0.45とされる。
記録方式としては、グルーブ記録方式を採っている。つまり、グルーブ(ディスク盤面上の溝)をトラックとして記録再生に用いるようにしている。
アドレス方式としては、シングルスパイラルによるグルーブ(トラック)を形成したうえで、このグルーブの両側に対してアドレス情報としてのウォブルを形成したウォブルドグルーブを利用する方式を採るようにされている。
なお、本明細書では、ウォブリングにより記録される絶対アドレスをADIP(Address in Pregroove)とも呼ぶ。
記録データの変調方式としては、EFM(8−14変換)方式を採用している。また、誤り訂正方式としては、ACIRC(Advanced Cross Interleave Reed-Solomon Code)が採用され、データインターリーブには、畳み込み型を採用している。データの冗長度は、46.3%となる。
また、データの検出方式は、ビットバイビット方式である。ディスク駆動方式としては、CLV(Constant Linear Velocity)が採用されており、CLVの線速度としては、1.2m/sとされる。
そして、記録再生時の標準のデータレートとしては、133kB/sとされ、記録容量としては、164MB(MD−DATAでは、140MB)となる。また、クラスタというデータ単位がデータの最小書換単位とされるが、このクラスタは、32個のメインセクタと4個のリンクセクタによる36セクタで構成される。
一方、本実施例で採用するディスクは、トラックピッチは、1.3μm、ビット長は、0.16μm/bitとされ、ともにオーディオ用ミニディスクよりも短くなっていることが分かる。
但し、レーザ波長λ=780nm、光学ヘッドの開口率NA=0.45、記録方式は、グルーブ記録方式、アドレス方式は、シングルスパイラルによるグルーブ(トラック)を形成したうえで、このグルーブの両側に対してアドレス情報としてのウォブルを形成したウォブルドグルーブを利用する方式を採る。つまりこれらの点では、オーディオ用ミニディスクと同様であり、記録再生装置での光学系の構成やADIPアドレス読出方式、サーボ処理については、同様となることから互換性が維持される。
記録データの変調方式としては、高密度記録に適合するとされるRLL(1,7)PP方式(RLL;Run Length Limited、PP:Parity preserve/Prohibit rmtr(repeated minimum transition runlength))が採用され、誤り訂正方式としては、より訂正能力の高いBIS(Burst Indicator Subcode)付きのRS−LDC(Reed Solomon−Long Distance Code)方式を用いている。データインターリーブには、ブロック完結型が採用される。データの冗長度は、20.50%とされる。また、データの検出方式は、パーシャルレスポンスPR(1,2,1)MLを用いたビタビ復号方式とされる。
また、ディスク駆動方式は、CLVで、その線速度としては、2.7m/sとされ、記録再生時の標準のデータレートとしては、614kB/sとされる。そして、記録容量としては、297MBを得ることができる。変調方式がEFMからRLL(1,7)PP方式とされることでウインドウマージンが0.5から0.666となり、この点で、1.33倍の高密度化が実現できる。
また、物理フォーマットとしてCIRC方式から、BIS付きのRS−LDC方式とセクタ構造の差異とビタビ復号を用いる方式とされることで、データ効率は、53.7%から79.5%となり、この点で1.48倍の高密度化が実現できる。
これらにより総合的には、1.97倍(約2倍)のデータ容量が実現される。つまり記録容量は、297MBという、オーディオ用ミニディスクの約2倍にすることができる。データの最小書換単位とされるクラスタは、16セクタで構成される。
なお、上述したように本実施例で採用するディスクは、オーディオトラックとデータトラックを混在記録できるものである。そして本実施例で採用するディスクにオーディオトラックが記録される場合、MDオーディオデータの変調方式は、オーディオ用ミニディスクにおいて示したようにEFM変調及びACIRC方式となる。
本実施例で採用するディスク上の各種のエリア構造例を図2,図3,図4に模式的に示す。図2,図3,図4のそれぞれに示すように、ディスクの最内周側は、PTOC(プリマスタードTOC)領域とされ、ここは、物理的な構造としては、プリマスタードエリアとなる。すなわち、エンボスピットによる再生専用データが記録されるエリアであり、その再生専用データとして管理情報であるPTOCが記録される。
プリマスタードエリアより外周は、レコーダブルエリア(光磁気記録可能な領域)とされ、記録トラックの案内溝としてのグルーブが形成された記録再生可能領域となっている。
このレコーダブルエリアの最内周側は、UTOC領域とされる。なお、詳しい説明は、省略するが、UTOC領域では、プリマスタードエリアとの緩衝エリアや、レーザ光の出力パワー調整等のために用いられるパワーキャリブレーションエリアが設けられ、また、UTOC領域内の特定の3クラスタの区間にUTOCデータが3回繰り返し記録される。
UTOCの内容について詳しくは、後述するが、1つのクラスタ(後述するADIPクラスタ)内の32個の各メインセクタ(SC00〜SC1F)においてデータフォーマットが規定され、それぞれ所定の管理情報が記録される。すなわち、プログラムエリアに記録されている各トラックのアドレス、フリーエリアのアドレス等が記録され、また、各トラックに付随するトラックネーム、記録日時等の情報が記録できるようにUTOCセクタが規定されている。
レコーダブルエリアにおいてUTOC領域より外周側がデータエリアとなり、このデータエリアは、オーディオトラックやデータトラックの記録に用いられるエリアとなる。
本実施例で採用するディスクにおけるデータエリアの使用態様としては、オーディオトラックとデータトラックをランダムに混在記録可能とすることが考えられる。
この場合、例えば図2のように、データエリアにおいて、1又は、複数のオーディオトラックが記録されたオーディオ記録領域AAと、1又は、複数のデータトラックが記録された高密度データ記録領域DAが、それぞれ任意の位置に形成される。なお、後にUTOCの説明においても述べるが、1つのオーディオトラックや1つのデータトラックは、ディスク上で必ずしも物理的に連続して記録される必要はなく、複数のパーツ(パーツとは、物理的に連続して記録される区間)に分けられていてもよい。従って、例えば図2のように物理的に離れた2つの高密度データ記録領域DAが存在する場合でも、データトラックの数としては、1つの場合もあり、複数の場合もある。
また、本実施例で採用するディスクにおけるデータエリアのほかの使用態様としては、オーディオトラックが記録される領域とデータトラックが記録される領域を分割することも考えられる。例えば、予めPTOCの管理により領域を分割設定したり、ディスクを使用する前の初期化/フォーマット等により領域の分割を行う場合である。この場合、例えば図3のように、ディスク内周側に1又は、複数のデータトラックが記録される高密度データ記録領域DAが設定され、ディスク外周側に1又は、複数のオーディオトラックが記録されるオーディオ記録領域AAが設定される。このように高密度データ記録領域DAとオーディオ記録領域AAがディスク上で分割設定される場合、記録再生装置は、記録再生対象がMDオーディオデータであるか高密度データであるかにより、それぞれ対応する領域にアクセスして記録/再生を行うものとなる。
なお、領域設定は、図2の場合とは、逆に、ディスク外周側が高密度データ記録領域DA、ディスク内周側がオーディオ記録領域AAとされてもよいし、物理的に離間した複数の高密度データ記録領域DAや、同じく物理的に離間した複数のオーディオ記録領域AAが形成されてもよい。但し、図2のように高密度データ記録領域DAが内周側に設定されると、アクセスの点で有利となる。高密度データ記録領域DAに記録されるデータトラックは、例えばコンピュータ用途のデータが記録されるが、その場合、MDオーディオデータの場合に比べて短いデータ区間でアクセスが繰り返し行われることが多いことが想定される。ここで本実施例で採用するディスクは、CLV方式であり、内周側の方がディスク1回転に要する時間が短いという事情を鑑みると、内周側は、アクセスの際のディスク回転待ち時間が外周側に比べて短縮されることを意味し、つまりアクセス時間を短くできることになるためである。
また、本実施例で採用するディスクにおけるデータエリアのさらに他の使用態様としては、図4に示すように、データエリアの全域を、データトラックが記録される高密度データ記録領域DAとすることも考えられる。
図2に示したように、オーディオトラックとデータトラックを任意に混在記録可能とする場合は、結果的にデータトラックのみが記録され、図4の状態となることもあるが、予め、図4のようにデータトラックの記録のための専用ディスクとされてもよいものである。
2.ディスクの管理構造
図5により本実施例で採用するディスクの管理構造を説明する。上述したように、管理情報としては、まず通常のミニディスクシステムで採用されているPTOC、UTOCが記録される。PTOCは、書き換え不能な情報としてピットにより記録される。このPTOCには、ディスクの基本的な管理情報として、ディスクの総容量、UTOC領域におけるUTOC位置、パワーキャリブレーションエリアの位置、データエリアの開始位置、データエリアの終了位置(リードアウト位置)等が記録されている。
図5により本実施例で採用するディスクの管理構造を説明する。上述したように、管理情報としては、まず通常のミニディスクシステムで採用されているPTOC、UTOCが記録される。PTOCは、書き換え不能な情報としてピットにより記録される。このPTOCには、ディスクの基本的な管理情報として、ディスクの総容量、UTOC領域におけるUTOC位置、パワーキャリブレーションエリアの位置、データエリアの開始位置、データエリアの終了位置(リードアウト位置)等が記録されている。
一方、レコーダブルエリアに記録されるUTOCは、トラック(オーディオトラック/データトラック)の記録、消去等に応じて書き換えられる管理情報であり、各トラック(トラックを構成するパーツ)について開始位置、終了位置及びモードを管理する。また、データエリアにおいて未だトラックが記録されていないフリーエリア、つまり書込可能領域としてのパーツも管理する。
図5では、一例として、データエリア内に、3つのオーディオトラックと1つのデータトラックが存在する状態を示しているが、この場合、UTOCでは、この合計4つのトラックをそれぞれ管理することになる。
3つのオーディオトラックは、例えば3つの楽曲データとされ、これは、ATRAC圧縮され、ACIRC及びEFM方式(第1の変調方式)で変調されたMDオーディオデータによるトラックとなる。なお、UTOC及びPTOCも、所定のディスクシステムに準拠する方式で記録されるものであり、つまりUTOC及びPTOCとしてのデータは、第1の変調方式のデータとされる。
一方、データトラックは、RS−LDC及びRLL(1−7)PP方式(第2の変調方式)で変調された高密度データによって形成されるトラックとされる。後述するが、UTOC上では、このデータトラック全体を、MDオーディオデータによらない1つのトラックとして管理する。つまりUTOCからは、ディスク上における、データトラックの全体としての1又は、複数のパーツ位置を管理するものとなる。
後述するが、データトラックは、後述する高密度データクラスタを最小記録単位として構成される。データトラック内には、該データトラックに含まれる高密度データクラスタを管理するクラスタアトリビュートテーブル(以下「CAT」という。)が記録される。CATでは、データトラックを構成する高密度データクラスタのそれぞれについての属性(公開可能/不可、正常/不良等)を管理する。
このデータトラック内で公開不可とされる高密度データクラスタを用いて、著作権保護等のために用いられる、ディスクに固有のユニークID(UID)や、データ改竄チェックのためのハッシュ値(hash)が記録される。もちろんこれ以外にも、各種の非公開情報が記録されてもよい。この公開不可とされる領域には、特別に許可された機器のみが限定的にアクセスすることができるものとする。
データトラック内で公開可能とされる高密度データクラスタによる領域(エクスポータブルエリア)は、例えばUSBやSCSI等の汎用データインターフェイスを経由して、外部のコンピュータ等がアクセスし、記録領域として利用できる領域とされる。例えば、この図5の場合、エクスポータブルエリアには、FAT及びFAT管理のデータファイルによる、FATファイルシステムが構築されている状態を示している。
つまり、エクスポータブルエリアに記録されるデータは、UTOCによっては、管理されず、FAT等の汎用的な管理情報により管理される形態となり、ミニディスクシステムに準拠しない外部のコンピュータ等によって認識可能なデータとなる。
なお、このような構造のデータトラックが、ディスク上に複数記録される場合もある。その場合、各データトラックが、それぞれ1つのトラックとしてUTOCから管理され、それぞれのデータトラック内のエクスポータブルエリア内のデータについては、FAT等により管理される。例えば、各データトラックがそれぞれ独自にFATファイルシステムを持つものとなる。或いは複数のデータトラックにわたって1つのFATファイルシステムが記録されるようにしてもよい。
また、ユニークID等の情報は、データトラック内であって、FAT管理されないデータとする例を述べたが、FAT管理されない情報とするなら、どのような論理形態で記録されてもよい。例えば、UTOCから直接的に管理されるトラックとして、非公開情報用のトラックを設けるようにしたり、或いはUTOC/PTOC内に記録してもよい。さらに、UTOC領域内で、UTOCに使用されていない部分を用いて、非公開情報用の記録領域を設けてもよい。
3.UTOC
UTOCの管理方式について説明する。UTOCには、ディスク上に記録されるMDオーディオデータによるトラック及び高密度データによるデータトラックについてトラック単位で管理を行う。
UTOCの管理方式について説明する。UTOCには、ディスク上に記録されるMDオーディオデータによるトラック及び高密度データによるデータトラックについてトラック単位で管理を行う。
なお、所定のディスクシステムでは、ウォブリンググルーブによるADIPが物理アドレスとして付与されており、オーディオトラック(ミニディスクシステムにおける音楽等のトラック)のデータについては、ADIPによって規定されるクラスタ(以下「ADIPクラスタ」という。)が最小書換単位となる。
このクラスタの構造については、後述するが、1つのADIPクラスタは、32個のメインセクタと4個のリンクセクタによる36セクタ(2352バイトのADIPセクタ)で構成される。ADIPとしての物理アドレスは、セクタ単位で付与されている。つまり物理アドレスは、上位値としてのADIPクラスタアドレスと下位値としてのADIPセクタアドレスからなる。
UTOCデータは、上述したUTOC領域における特定のADIPクラスタにおいて記録される。そしてUTOCデータとしては、当該ADIPクラスタ内のセクタ毎に、その内容が定義されている。UTOCセクタ0(当該ADIPクラスタ内の先頭のADIPセクタ)は、トラックやフリーエリアとしてのパーツを管理する。UTOCセクタ1,セクタ4は、トラックに対応して文字情報を管理する。
UTOCセクタ2は、トラックに対応して記録日時を管理する。ここでは、セクタ1、セクタ2、セクタ4については、説明を省略し、UTOCセクタ0について述べる。
UTOCセクタ0は、記録された楽曲等のオーディオトラックや新たにトラックが記録可能なフリーエリア、さらにデータトラックについての管理情報が記録されているデータ領域とされる。例えば、ディスクにトラックの記録を行おうとする際には、記録再生装置は、UTOCセクタ0からディスク上のフリーエリアを探し出し、ここにデータ(MDオーディオデータ又は高密度データ)を記録していくことになる。また、再生時には、再生すべきトラックが記録されているエリアをUTOCセクタ0から判別し、そのエリアにアクセスして再生動作を行う。
図6にUTOCセクタ0の構造を示す。TOCセクタ0のデータ領域(2352バイト(4バイト×588))は、先頭位置にオール0又は、オール1の1バイトデータが並んで形成される同期パターンが記録される。
続いてADIPアドレスに対応した値として、クラスタアドレス(Cluster H)(Cluster L)及びセクタアドレス(Sector)となるアドレスが3バイトにわたって記録され、さらにモード情報(MODE)が1バイト付加され、これらをまとめてヘッダとされる。ここでの3バイトのアドレスは、そのセクタ自体のアドレスである。
続いて所定バイト位置に、メーカーコード、モデルコード、最初のトラックのトラックナンバ(First TNO)、最後のトラックのトラックナンバ(Last TNO)、セクタ使用状況(Used sectors)、ディスクシリアルナンバ、ディスクID等のデータが記録される。
さらに、使用者が録音を行って記録されているトラック(楽曲等)の領域やフリーエリア等を後述するテーブル部に対応させることによって識別するため、ポインタ部として各種のポインタ(P-DFA,P-EMPTY,P-FRA,P-TNO1〜P-TNO255)が記録される領域が用意されている。
そして、ポインタ(P-DFA〜P-TNO255)に対応させることになるテーブル部として(01h)〜(FFh)までの255個のパーツテーブルが設けられ、それぞれのパーツテーブルには、あるパーツについて起点となるスタートアドレス、終端となるエンドアドレス、そのパーツのモード情報(トラックモード)が記録されている。スタートアドレス、エンドアドレスは、ADIPアドレスとしてのクラスタ/セクタアドレスに相当する値とされる。さらに各パーツテーブルで示されるパーツが他のパーツへ続いて連結される場合があるため、その連結されるパーツのスタートアドレス及びエンドアドレスが記録されているパーツテーブルを示すリンク情報が記録できるようにされている。なお、パーツとは、1つのトラック内で、データが物理的に連続して記録されているトラック部分のことをいう。そして、スタートアドレス、エンドアドレスとして示されるアドレスは、1つの楽曲(トラック)を構成する1又は、複数の各パーツを示すアドレスとなる。
この種の記録再生装置では、1つの楽曲等のトラックのデータを物理的に不連続に、すなわち、複数のパーツにわたって記録されていてもパーツ間でアクセスしながら再生していくことにより再生動作に支障はないため、使用者が記録する楽曲等については、記録可能エリアの効率使用等の目的から、複数パーツに分けて記録する場合もある。
そのため、リンク情報が設けられ、例えば、各パーツテーブルに与えられたナンバ(01h)〜(FFh)によって、連結すべきパーツテーブルを指定することによってパーツテーブルが連結できるようになされている。つまりUTOCセクタ0におけるテーブル部においては、1つのパーツテーブルは、1つのパーツを表現しており、例えば3つのパーツが連結されて構成される楽曲については、リンク情報によって連結される3つのパーツテーブルによって、そのパーツ位置の管理が行われる。
なお、実際には、リンク情報は、所定の演算処理によりUTOCセクタ0内のバイトポジションとされる数値で示される。すなわち、304+(リンク情報)×8(バイト目)としてパーツテーブルを指定する。
UTOCセクタ0のテーブル部における(01h)〜(FFh)までの各パーツテーブルは、ポインタ部におけるポインタ(P-DFA,P-EMPTY,P-FRA,P-TNO1〜P-TNO255)によって、以下のようにそのパーツの内容が示される。
ポインタP-DFAは、ディスク上の欠陥領域について示しており、傷等による欠陥領域となるトラック部分(=パーツ)が示された1つのパーツテーブル又は、複数のパーツテーブル内の先頭のパーツテーブルを指定している。つまり、欠陥パーツが存在する場合は、ポインタP-DFAにおいて(01h)〜(FFh)のいづれかが記録されており、それに相当するパーツテーブルには、欠陥パーツがスタート及びエンドアドレスによって示されている。また、他にも欠陥パーツが存在する場合は、そのパーツテーブルにおけるリンク情報として他のパーツテーブルが指定され、そのパーツテーブルにも欠陥パーツが示されている。そして、さらに他の欠陥パーツがない場合は、リンク情報は、例えば『00h』とされ、以降リンクなしとされる。
ポインタP-EMPTYは、テーブル部における1又は、複数の未使用のパーツテーブルの先頭のパーツテーブルを示すものであり、未使用のパーツテーブルが存在する場合は、ポインタP-EMPTYとして、(01h)〜(FFh)のうちのいづれかが記録される。
未使用のパーツテーブルが複数存在する場合は、ポインタP-EMPTYによって指定されたパーツテーブルからリンク情報によって順次パーツテーブルが指定されていき、全ての未使用のパーツテーブルがテーブル部上で連結される。
ポインタP-FRAは、ディスク上のデータの書込可能なフリーエリア(消去領域を含む)について示しており、フリーエリアとなるトラック部分(=パーツ)が示された1又は、複数のパーツテーブル内の先頭のパーツテーブルを指定している。つまり、フリーエリアが存在する場合は、ポインタP-FRAにおいて(01h)〜(FFh)のいづれかが記録されており、それに相当するパーツテーブルには、フリーエリアであるパーツがスタート及びエンドアドレスによって示されている。また、このようなパーツが複数個有り、つまりパーツテーブルが複数個有る場合は、リンク情報により、リンク情報が『00h』となるパーツテーブルまで順次指定されている。
図7にパーツテーブルにより、フリーエリアとなるパーツの管理状態を模式的に示す。これは、パーツ(03h)(18h)(1Fh)(2Bh)(E3h)がフリーエリアとされている時に、この状態がポインタP-FRAに引き続きパーツテーブル(03h)(18h)(1Fh)(2Bh)(E3h)のリンクによって表現されている状態を示している。なお、上記した欠陥領域や未使用パーツテーブルの管理形態もこれと同様となる。
ポインタP-TNO1〜P-TNO255は、ディスクに記録されたトラックについて示しており、例えばポインタP-TNO1では、第1トラックのデータが記録された1又は、複数のパーツのうちの時間的に先頭となるパーツが示されたパーツテーブルを指定している。例えば、第1トラック(オーディオトラック)とされた楽曲がディスク上でトラックが分断されずに、つまり1つのパーツで記録されている場合は、その第1トラックの記録領域は、ポインタP-TNO1で示されるパーツテーブルにおけるスタート及びエンドアドレスとして記録されている。
また、例えば第2トラック(オーディオトラック)とされた楽曲がディスク上で複数のパーツに離散的に記録されている場合は、その第2トラックの記録位置を示すため各パーツが時間的な順序に従って指定される。つまり、ポインタP-TNO2に指定されたパーツテーブルから、さらにリンク情報によって他のパーツテーブルが順次時間的な順序に従って指定されて、リンク情報が『00h』となるパーツテーブルまで連結される(上記、図7と同様の形態)。このように例えば2曲目を構成するデータが記録された全パーツが順次指定されて記録されていることにより、このUTOCセクタ0のデータを用いて、2曲目の再生時や、その2曲目の領域への上書き記録を行う際に、記録再生ヘッドをアクセスさせ離散的なパーツから連続的な音楽情報を取り出したり、記録エリアを効率使用した記録が可能になる。
データトラックが記録された場合には、あるポインタP-TNOxに指定されるパーツテーブルに、そのデータトラックのスタートアドレス、エンドアドレス、トラックモードが記録される。もちろんデータトラックが複数のパーツで構成される場合は、オーディオトラックの場合と同様に、複数のパーツテーブルがリンク情報でリンクされて管理される。
ところで、各パーツテーブルには、1バイトのトラックモードが記録されるが、これは、トラックの属性情報となる。1バイトを構成する8ビットを、d1(MSB)〜d8(LSB)とすると、このトラックモードは、次のように定義されている。
d1・・・0:ライトプロテクテッド(上書き消去、編集禁止)、1:ライトパーミッテッド
d2・・・0:著作権有り、1:著作権無し
d3・・・0:オリジナル、1:第1世代以上
d4・・・0:オーディオデータ、1:他
d5,d6・・・01:ノーマルオーディオ、その他:未定義
d7・・・0:モノラル、1:ステレオ
d8・・・0:エンファシスオフ、1:エンファシスオン
ここで、オーディオトラックについてのパーツテーブルのトラックモードでは、上記d4=0として、MDオーディオデータによるトラックであることが示される。一方、データトラックについてのパーツテーブルのトラックモードでは、上記d4=1として、MDオーディオデータによるトラックではないことが示される。本実施例の場合、d4=1が高密度データによるデータトラックであることを示す情報となる。
d1・・・0:ライトプロテクテッド(上書き消去、編集禁止)、1:ライトパーミッテッド
d2・・・0:著作権有り、1:著作権無し
d3・・・0:オリジナル、1:第1世代以上
d4・・・0:オーディオデータ、1:他
d5,d6・・・01:ノーマルオーディオ、その他:未定義
d7・・・0:モノラル、1:ステレオ
d8・・・0:エンファシスオフ、1:エンファシスオン
ここで、オーディオトラックについてのパーツテーブルのトラックモードでは、上記d4=0として、MDオーディオデータによるトラックであることが示される。一方、データトラックについてのパーツテーブルのトラックモードでは、上記d4=1として、MDオーディオデータによるトラックではないことが示される。本実施例の場合、d4=1が高密度データによるデータトラックであることを示す情報となる。
図8に、UTOCによるトラックの管理例を各種示す。図8(a)(b)(c)は、図2に示したようにデータエリア上で任意の位置にオーディオトラック及びデータトラックを記録できる場合である。
図8(a)では、UTOCセクタ0で管理されるトラックTK1、TK3がオーディオトラックとされ、トラックTK2がデータトラックとされている場合である。この場合、ポインタP-TNO1に示されるパーツテーブルにオーディオトラックTK1のスタートアドレス、エンドアドレス、トラックモードが記述される。また、ポインタP-TNO2に示されるパーツテーブルにデータトラックTK2のスタートアドレス、エンドアドレス、トラックモードが記述される。このトラックモードのd4=1とされる。
ポインタP-TNO3に示されるパーツテーブルにオーディオトラックTK3のスタートアドレス、エンドアドレス、トラックモードが記述される。また、ポインタP-FRAに示されるパーツテーブルにフリーエリアのスタートアドレス、エンドアドレスが記述される。
図8(b)は、UTOCセクタ0で管理されるトラックTK1がデータトラックとされ、かつ、このデータトラックは、2つのパーツTK1-1、TK1-2で形成されている場合である。
この場合、ポインタP-TNO1に示されるパーツテーブルにデータトラックTK1の第1パーツTK1-1のスタートアドレス、エンドアドレス、トラックモードが記述され、また、そのパーツテーブルからリンクされるパーツテーブルにデータトラックTK1の第2パーツTK1-2のスタートアドレス、エンドアドレス、トラックモードが記述される。これらのパーツテーブルでは、トラックモードのd4=1とされる。
図8(c)は、UTOCセクタ0で管理されるトラックTK1、TK3の2つのトラックがデータトラックとされている場合である。この場合、ポインタP-TNO1に示されるパーツテーブルにデータトラックTK1のスタートアドレス、エンドアドレス、トラックモードが記述される。また、ポインタP-TNO3に示されるパーツテーブルにデータトラックTK3のスタートアドレス、エンドアドレス、トラックモードが記述される。これらのパーツテーブルでは、トラックモードのd4=1とされる。
図8(d)は、例えば図3に示したようにデータエリア内でオーディオ記録領域AAと高密度データ記録領域DAが分割設定される場合等の状態であり、内周側にトラックTK1としてデータトラックが記録され、外周側にオーディオトラックTK2,TK3が記録されている場合である。この場合、ポインタP-TNO1に示されるパーツテーブルにデータトラックTK1のスタートアドレス、エンドアドレス、トラックモードが記述される。
図8(e)(f)は、例えば図4に示したようにデータエリアの全域が高密度データ記録領域DAとされる場合の例である。図8(e)は、データエリア全域にわたる1つのデータトラックTK1が記録された例である。この場合、ポインタP-TNO1に示されるパーツテーブルにデータトラックTK1のスタートアドレス、エンドアドレス、トラックモードが記述される。また、図8(f)は、データエリアに2つのデータトラックTK1、TK2が記録された例である。この場合、ポインタP-TNO1に示されるパーツテーブルにデータトラックTK1のスタートアドレス、エンドアドレス、トラックモードが記述され、ポインタP-TNO2に示されるパーツテーブルにデータトラックTK2のスタートアドレス、エンドアドレス、トラックモードが記述される。
これらの例に示すように、UTOCによっては、オーディオトラックは、トラック単位で管理され、また、データトラックも、そのトラック単位で管理される。データトラック内での実際の管理は、上述したように、例えばFATファイルシステムが構築される等して行われる。
4.クラスタ構造
続いて本実施例で採用するディスクに採用されるクラスタ構造を説明する。
続いて本実施例で採用するディスクに採用されるクラスタ構造を説明する。
オーディオ用のミニディスクシステムでは、ADIPとしての物理アドレスに対応したクラスタ/セクタ構造が採られ、本実施例で採用するディスクでも、オーディオトラックの記録再生に関しては、そのクラスタ/セクタ構造がそのまま用いられる。
まず、このADIPに応じたクラスタ/セクタ構造を図9(a)(b)で説明する。なお、本明細書では、説明上の区別のため、ADIPに応じたクラスタ/セクタを、「ADIPクラスタ」及び「ADIPセクタ」という。また、後述するが、データトラックの記録再生に関しては、異なるクラスタ/セクタ構造が採られるが、これを「高密度データクラスタ」及び「高密度データセクタ」と呼ぶ。
MDオーディオデータについては、記録データとしてADIPクラスタという単位毎のデータストリームが形成されるが、ミニディスクシステムでの記録トラック上は、図9(b)のようにクラスタCL(CL#(n)、CL#(n+1)・・・)が連続して形成されており、1ADIPクラスタがMDオーディオデータの記録時の最小単位とされる。
そして、1ADIPクラスタCLは、図9(a)にADIPセクタSCFC〜SCFFとして示す4個のリンクセクタと、ADIPセクタSC00〜SC1Fとして示す32個ののメインセクタから形成されている。すなわち、1ADIPクラスタは、36ADIPセクタで構成される。1ADIPセクタは、2352バイトで形成されるデータ単位である。
リンクセクタSCFC〜SCFFは、記録動作の切れ目としての緩衝領域や各種動作調整その他、或いはサブデータとして設定された情報の記録に用いることができる。
そして、上述したPTOCデータ、UTOCデータ、MDオーディオデータ等の記録は、32セクタのメインセクタSC00〜SC1Fに行われる。リンクセクタとメインセクタは、物理的には同一のものである。
ここで、このような物理的なクラスタ/セクタ構造を有するディスクに対してデータトラックを記録する場合、つまり上述した第2の変調方式によりデータ記録の線密度がMDオーディオデータより高められた高密度データを記録する場合を考える。
線密度の高い高密度データを記録すると、ディスクに元々記録されているADIPから得られるアドレスと、実際に記録する信号のアドレスが一致しなくなる。ランダムアクセスは、ADIPアドレスを基準に行うことになるが、データ読出の場合は、ADIPアドレスに基づいておおよその位置にアクセスして記録されたデータを読み出すようにすればよく、さほど大きな問題とはならない。ところが、データ書込の場合は、正確な位置にアクセスして書込を行うようにしなければ、既に記録されているデータを上書きにより消去してしまうおそれがある。また、再生時も正確な位置にアクセスできる方が、迅速なデータ読み出しのために好適であることはいうまでもない。
従って、高密度データの記録再生についての高密度データクラスタ/高密度データセクタも、ADIPアドレスから正確に把握できるようにすることが適切である。そこで、ディスクに成型記録されたADIPアドレスを所定規則で変換して得られるデータ単位として、高密度データクラスタが把握できるようにする。
さらにこの場合において、ADIPアドレス単位であるADIPセクタの整数倍が、高密度データクラスタとなるようにする。これによって、任意の位置への高密度データの記録時に、ディスクからのADIPアドレスが得られてから、いつも同じタイミングで書込を開始することができるようになる。
また、ADIPアドレス単位であるADIPクラスタ内に、整数個の高密度データクラスタが含まれるようにする。すると、ADIPクラスタアドレスから高密度データクラスタアドレスへのアドレス変換規則が単純化され、換算のための回路又は、ソフトウェア構成が簡略化できる。
このような考え方に基づいて、1ADIPクラスタに2つの高密度データクラスタが書き込まれるようにする例を図9(c)(d)に示す。図9(c)のように、各高密度データクラスタdCL(dCL#(2n)、dCL#(2n+1)・・・)は、1/2ADIPクラスタの区間に形成される。すなわち、2高密度データクラスタ区間=1ADIPクラスタ区間となり、18ADIPセクタ区間=1高密度データクラスタ区間となる。
したがって、ある区画(パーツ)において、その先頭からのADIPクラスタ数(=ADIPクラスタオフセット)が#nであるADIPクラスタCL#(n)に記録される2つの高密度データクラスタのオフセットは、それぞれ#2n、#2n+1となる。つまり図9(b)(c)に示すように、ADIPクラスタCL#(n)には、高密度データクラスタdCL#(2n)、dCL#(2n+1)が記録される。高密度データクラスタdCL#(2n)は、ADIPクラスタCL#(n)におけるADIPセクタSCFC〜SC0Dの区間、高密度データクラスタdCL#(2n+1)は、ADIPクラスタCL#(n)におけるADIPセクタSC0E〜SC1Fの区間となる。
このような高密度データクラスタが、高密度データについての最小書換単位となる。そして高密度データクラスタは、16個の高密度データセクタが含まれる構造とされる。すなわち、図9(d)に示すように、1つの高密度データクラスタの区間は、その前端にプリアンブル、後端にポストアンブルが形成され、プリアンブルとポストアンブルに挟まれた区間に16個の高密度データセクタdSC#0〜dSC#15が配される。
1つの高密度データセクタは、例えば4096バイトとされる。この高密度データセクタは、ADIPアドレスと直接的な相関関係にあるものではない。なお、図9では、1つのADIPクラスタに2つの高密度データクラスタを配する例を示したが、1つのADIPクラスタに3以上の高密度データクラスタを配するようにすることも考えられる。もちろん1つの高密度データクラスタが、18ADIPセクタの区間に限定されるものではない。
これらは、第1の変調方式と第2の変調方式のデータ記録密度の差や高密度データクラスタを構成するセクタ数、1セクタのサイズの設定等、各種の設計条件に応じて決定されればよい。
5.データトラックにおけるFATファイルシステム実現例
高密度データとして各種データが記録されるデータトラックの構造例を図10で説明する。図5において述べたように、データトラックには、エクスポータブルエリアとして外部コンピュータ機器等に解放される領域が形成され、また、外部に対しては、非公開の領域が設定されて、ユニークIDやハッシュ値が記録される。また、データトラックを構成する高密度データクラスタは、クラスタアトリビュートテーブル(CAT)で管理される。図10では、エクスポータブルエリアにおいてFATファイルシステムが実現されている例を示している。
高密度データとして各種データが記録されるデータトラックの構造例を図10で説明する。図5において述べたように、データトラックには、エクスポータブルエリアとして外部コンピュータ機器等に解放される領域が形成され、また、外部に対しては、非公開の領域が設定されて、ユニークIDやハッシュ値が記録される。また、データトラックを構成する高密度データクラスタは、クラスタアトリビュートテーブル(CAT)で管理される。図10では、エクスポータブルエリアにおいてFATファイルシステムが実現されている例を示している。
この例の場合は、図10(d)(e)に示すように、ディスク上で1つのデータトラックが、UTOCにおいて2つのパーツとして管理される状態で記録されているものとしている。データトラックの第1のパーツは、図示するADIPクラスタ#0〜#2の区間、第2のパーツは、ADIPクラスタ#3の区間とされているとする。この場合、2つのパーツは、図10(e)に模式的に示すように物理的に離れた位置となっている。
このデータトラックは、4つのADIPクラスタにおいて形成されることになるが、図9で説明したクラスタ構造の場合は、図10(c)に示す8個の高密度データクラスタ#0〜#7によってデータトラックが構成されることになる。
この高密度データクラスタ#0〜#7は、CATにより管理され、CATによってある高密度データクラスタは、図5に示したエクスポータブルエリア、ある高密度データクラスタは、外部から見えないエリア(ヒドゥン(セキュア)データエリア)とされる。この例では、高密度データクラスタ#0がヒドゥンデータエリアとされて、ここにユニークIDとしてのディスクIDやハッシュ値が記録される。また、この例では、高密度データクラスタ#1〜#7がエクスポータブルエリアとされる。
このエクスポータブルエリアは、USBやSCSIといったインターフェイスを介して外部のコンピュータ装置等から自由にアクセスできるエリアとなる。エクスポータブルエリアでの書込/読出の単位は、一般的には、512バイト、1024バイト、2048バイト等となりデータトラックの書換単位である高密度データクラスタよりも小さい。
エクスポータブルエリアの使用方法は、接続されたコンピュータのOS等に依存するが、この例では、エクスポータブルエリアにFATファイルシステムが記録されるものとしている。
すなわち、図10(b)のように、例えば8192バイトのFATクラスタ#0〜#55が形成される。また、1つのFATクラスタは、各2048バイトの4つのFATセクタ#0〜#3で形成される。ここでいうFATセクタ、FATクラスタは、FATファイルシステムでの扱い単位であり、上述したADIPクラスタ又は、高密度データクラスタ、ADIPセクタ又は、高密度データセクタに依存するものではない。例えば、このFATクラスタ#0〜#55において、FAT及びFAT管理によるデータファイルにより構成されるFATファイルシステムが格納されることになる。
なお、FATファイルシステムでのデータの扱いは、コンピュータ上では、FATセクタ単位で行われる。しかしながら、ディスクに対する書換単位は、高密度データクラスタとなるため、例えば、ある1つのFATセクタの書換の場合も、ディスク上での書換は、そのFATセクタが含まれる高密度データクラスタの単位で行われることになる。
例えば、このようにディスク上のデータトラックとして記録されたFATファイルシステムに対するFATセクタのデータの書込/読出については後述する。
ヒドゥンデータエリアとされた高密度データクラスタ#0に記録されるユニークIDやハッシュ値は、FATファイルシステムのデータについての認証、改竄チェック等に用いられる。また、ヒドゥンデータエリアに対する書込/読出は、特定の機器のみが可能とされるが、その場合別途定められる相互認証のうえで暗号化して行われる。
なお、図10では、先頭の高密度データクラスタ#0をヒドゥンデータエリアとしたが、もちろんデータトラックを構成するどの高密度データクラスタをヒドゥンデータエリアとしてもよい。
6.記録再生装置の構成
図11、図12により、本実施例で採用するディスクに対応する記録再生装置の構成を説明する。図11には、本発明に係る記録再生装置1が、例えばパーソナルコンピュータ100と接続可能なものとして示している。
図11、図12により、本実施例で採用するディスクに対応する記録再生装置の構成を説明する。図11には、本発明に係る記録再生装置1が、例えばパーソナルコンピュータ100と接続可能なものとして示している。
記録再生装置1は、メディアドライブ部2、メモリ転送コントローラ3、クラスタバッファメモリ4、補助メモリ5、USBインターフェイス6,8、USBハブ7、システムコントローラ9、オーディオ処理部10を備える。
メディアドライブ部2は、装填された本実施例で採用するディスク90に対する記録/再生を行う。なお、メディアドライブ部2の内部構成について図12を用いて後述する。
メモリ転送コントローラ3は、メディアドライブ部2からの再生データやメディアドライブ部2に供給する記録データについての受け渡しの制御を行う。クラスタバッファメモリ4は、メモリ転送コントローラ3の制御に基づいて、メディアドライブ部2によってディスク90のデータトラックから高密度データクラスタ単位で読み出されたデータのバッファリングを行う。補助メモリ5は、メモリ転送コントローラ3の制御に基づいて、メディアドライブ部2によってディスク90から読み出された各種管理情報や特殊情報を記憶する。すなわち、UTOCデータ、CATデータ、ユニークID、ハッシュ値等を記憶する。
システムコントローラ9は、記録再生装置1内の全体の制御を行うとともに、接続されたパーソナルコンピュータ100との間の通信制御を行う。すなわち、システムコントローラ9は、USBインターフェイス8、USBハブ7を介して接続されたパーソナルコンピュータ100との間で通信可能とされ、書込要求、読出要求等のコマンドの受信やステイタス情報その他の必要情報の送信等を行う。
システムコントローラ9は、例えばディスク90がメディアドライブ部2に装填されることに応じて、ディスク90からの管理情報等の読み出しをメディアドライブ部2に指示し、メモリ転送コントローラ3によって読み出した管理情報等を補助メモリ5に格納させる。
システムコントローラ9は、PTOC、UTOCの管理情報を読み込ませることで、ディスク90のトラック記録状態を把握でき、また、CATを読み込ませることによりデータトラック内の高密度データクラスタ構造を把握でき、パーソナルコンピュータ100からのデータトラックに対するアクセス要求に対応できる状態となる。また、ユニークIDやハッシュ値により、ディスク認証その他の処理を行ったり、或いはこれらの値をパーソナルコンピュータ100に送信して処理させることができる。
また、パーソナルコンピュータ100からのあるFATセクタの読み出し要求があった場合は、システムコントローラ9は、メディアドライブ部2に、当該FATセクタを含む高密度データクラスタの読出を実行させる。読み出された高密度データクラスタは、メモリ転送コントローラ3によってクラスタバッファメモリ4に書き込まれる。但し、既に当該FATセクタのデータがクラスタバッファメモリ4に格納されていた場合は、メディアドライブ部2による読出は、必要ない。そしてシステムコントローラ9は、クラスタバッファメモリ4に書き込まれている高密度データクラスタのデータから、要求されたFATセクタのデータを読み出させ、USBインターフェイス6,USBハブ7を介してパーソナルコンピュータ100に送信させる制御を行う。
パーソナルコンピュータ100からのあるFATセクタの書込要求があった場合は、システムコントローラ9は、メディアドライブ部2に、まず当該FATセクタを含む高密度データクラスタの読み出しを実行させる。読み出された高密度データクラスタは、メモリ転送コントローラ3によってクラスタバッファメモリ4に書き込まれる。但し、既に当該FATセクタのデータがクラスタバッファメモリ4に格納されていた場合は、メディアドライブ部2による読み出しは必要ない。そして、システムコントローラ9は、パーソナルコンピュータ100からのFATセクタのデータ(記録データ)をUSBインターフェイス6を介してメモリ転送コントローラ3に供給させ、クラスタバッファメモリ4上で該当するFATセクタのデータの書換えを実行させる。
そして、システムコントローラ9は、メモリ転送コントローラ3に指示して、必要なFATセクタが書き換えられた状態でクラスタバッファメモリ4に記憶されている高密度データクラスタのデータを、記録データとしてメディアドライブ部2に転送させる。メディアドライブ部2では、当該高密度データクラスタの記録データを第2の変調方式で変調してディスク90に書き込む。
なお、以上は、データトラックの記録再生のための制御であり、MDオーディオデータ(オーディオトラック)の記録再生時のデータ転送は、オーディオ処理部10を介して行われる。
ここで、データトラック及びオーディオトラックの両方について記録再生を行う機能を有するものとしてのメディアドライブ部2の構成を図12で説明する。
メディアドライブ部2においては、装填されたディスク90をスピンドルモータ29によってCLV方式で回転駆動させる。このディスク90に対しては、記録/再生時に光学ヘッド19によってレーザ光が照射される。
光学ヘッド19は、記録時には、記録トラックをキュリー温度まで加熱するための高レベルのレーザ出力を行い、また、再生時には、磁気カー効果により反射光からデータを検出するための比較的低レベルのレーザ出力を行う。このため、光学ヘッド19には、ここでは、詳しい図示は、省略するがレーザ出力手段としてのレーザダイオード、偏光ビームスプリッタや対物レンズ等からなる光学系及び反射光を検出するためのディテクタが搭載されている。光学ヘッド19に備えられる対物レンズとしては、例えば2軸機構によってディスク半径方向及びディスクに接離する方向に変位可能に保持されている。
また、ディスク90を挟んで光学ヘッド19と対向する位置には、磁気ヘッド18が配置されている。磁気ヘッド18は、記録データによって変調された磁界をディスク90に印加する動作を行う。また、図示しないが光学ヘッド19全体及び磁気ヘッド18をディスク半径方向に移動させためスレッドモータ及びスレッド機構が備えられている。
このメディアドライブ部2では、光学ヘッド19、磁気ヘッド18による記録再生ヘッド系、スピンドルモータ29によるディスク回転駆動系のほかに、記録処理系、再生処理系、サーボ系等が設けられる。
記録処理系では、オーディオトラックの記録時に第1の変調方式の変調(EFM変調・ACIRCエンコード)を行う部位と、データトラックの記録時に第2の変調方式(RLL(1−7)PP変調、RS−LDCエンコード)の変調を行う部位が設けられる。
再生処理系では、オーディオトラックの再生時に第1の変調方式に対する復調(EFM復調・ACIRCデコード)を行う部位と、データトラックの記録時に第2の変調方式に対する復調(パーシャルレスポンスPR(1,2,1)及びビタビ復号を用いたデータ検出に基づくRLL(1−7)復調、RS−LDCデコード)を行う部位が設けられる。
光学ヘッド19のディスク90に対するレーザ照射によりその反射光として検出された情報(フォトディテクタによりレーザ反射光を検出して得られる光電流)は、RFアンプ21に供給される。RFアンプ21では、入力された検出情報に対して電流−電圧変換、増幅、マトリクス演算等を行い、再生情報としての再生RF信号、トラッキングエラー信号TE、フォーカスエラー信号FE、グルーブ情報(ディスク90にトラックのウォブリングにより記録されているADIP情報)等を抽出する。
オーディオトラック再生時には、RFアンプで得られた再生RF信号は、EFM復調部24及びACIRCデコーダ25で処理される。すなわち、再生RF信号は、EFM復調部24で2値化されてEFM信号列とされた後、EFM復調され、さらにACIRCデコーダ25で誤り訂正及びデインターリーブ処理される。すなわち、この時点でATRAC圧縮データの状態となる。そして、オーディオトラック再生時には、セレクタ26は、B接点側が選択されており、当該復調されたATRAC圧縮データがディスク90からの再生データとして出力される。この出力された再生データは、メモリ転送コントローラ3を介してオーディオ処理部10に供給される。
一方、データトラック再生時には、RFアンプ21で得られた再生RF信号は、RLL(1−7)PP復調部22及びRS−LDCデコーダ23で処理される。すなわち、再生RF信号は、RLL(1−7)PP復調部22において、PR(1,2,1)及びビタビ復号を用いたデータ検出によりRLL(1−7)符号列としての再生データを得、このRLL(1−7)符号列に対してRLL(1−7)復調処理が行われる。そして、RS−LDCデコーダ23で誤り訂正及びデインターリーブ処理される。
そして、データトラック再生時には、セレクタ26は、A接点側が選択されており、当該復調されたデータがディスク90からの再生データとして出力される。この場合、図11のメモリ転送コントローラ3に復調データが供給されることになる。
RFアンプ21から出力されるトラッキングエラー信号TE、フォーカスエラー信号FEは、サーボ回路27に供給され、グルーブ情報は、ADIPデコーダ30に供給される。
ADIPデコーダ30は、グルーブ情報に対してバンドパスフィルタにより帯域制限してウォブル成分を抽出した後、FM復調、バイフェーズ復調を行ってADIPアドレスを抽出する。抽出された、ディスク90の絶対アドレス情報であるADIPアドレスは、ドライブコントローラ31に供給される。ドライブコントローラ31では、ADIPアドレスに基づいて、所要の制御処理を実行する。また、グルーブ情報は、スピンドルサーボ制御のためにサーボ回路27に供給される。
サーボ回路27は、例えばグルーブ情報に対して再生クロック(デコード時のPLL系クロック)との位相誤差を積分して得られる誤差信号に基づき、CLVサーボ制御のためのスピンドルエラー信号を生成する。
また、サーボ回路27は、スピンドルエラー信号や、上記のようにRFアンプ21から供給されたトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号、或いはドライブコントローラ31からのトラックジャンプ指令、アクセス指令等に基づいて各種サーボ制御信号(トラッキング制御信号、フォーカス制御信号、スレッド制御信号、スピンドル制御信号等)を生成し、モータドライバ28に対して出力する。すなわち、上記サーボエラー信号や指令に対して位相補償処理、ゲイン処理、目標値設定処理等の必要処理を行って各種サーボ制御信号を生成する。
モータドライバ31では、サーボ回路27から供給されたサーボ制御信号に基づいて所要のサーボドライブ信号を生成する。ここでのサーボドライブ信号としては、二軸機構を駆動する二軸ドライブ信号(フォーカス方向、トラッキング方向の2種)、スレッド機構を駆動するスレッドモータ駆動信号、スピンドルモータ29を駆動するスピンドルモータ駆動信号となる。このようなサーボドライブ信号により、ディスク90に対するフォーカス制御、トラッキング制御及びスピンドルモータ29に対するCLV制御が行われることになる。
ディスク90に対して記録動作が実行される際には、メモリ転送コントローラ3からの高密度データ、或いはオーディオ処理部10で生成されたATRAC圧縮データが供給される。
オーディオトラック記録時には、セレクタ16がB接点に接続され、従ってACIRCエンコーダ14及びEFM変調部15が機能することになる。この場合、オーディオ処理部10で生成され、メモリ転送コントローラ3から供給された圧縮データは、ACIRCエンコーダ14でインターリーブ及びエラー訂正コード付加が行われた後、EFM変調部15でEFM変調が行われる。
そしてEFM変調データがセレクタ16を介して磁気ヘッドドライバ17に供給され、磁気ヘッド18がディスク90に対してEFM変調データに基づいた磁界印加を行うことでオーディオトラックの記録が行われる。
データトラック記録時には、セレクタ16がA接点に接続され、従ってRS−LDCエンコーダ12及びRLL(1−7)PP変調部13が機能することになる。この場合、メモリ転送コントローラ3からの高密度データは、RS−LDCエンコーダ12でインターリーブ及びRS−LDC方式のエラー訂正コード付加が行われた後、RLL(1−7)PP変調部13でRLL(1−7)変調が行われる。
そして、RLL(1−7)符号列としての記録データがセレクタ16を介して磁気ヘッドドライバ17に供給され、磁気ヘッド18がディスク90に対して変調データに基づいた磁界印加を行うことでデータトラックの記録が行われる。
レーザドライバ/APC20は、上述した再生時及び記録時においてレーザダイオードにレーザ発光動作を実行させるが、いわゆるAPC(Automatic Laser Power Control)動作も行う。すなわち、図示していないが、光学ヘッド19内には、レーザパワーモニタ用のディテクタが設けられ、そのモニタ信号がレーザドライバ/APC20にフィードバックされる。レーザドライバ/APC20は、モニタ信号として得られる現在のレーザパワーを、設定されているレーザパワーと比較して、その誤差分をレーザ駆動信号に反映させることで、レーザダイオードから出力されるレーザパワーが、設定値で安定するように制御している。なお、レーザパワーとしては、再生レーザパワー、記録レーザパワーとしての値がドライブコントローラ31によって、レーザドライバ/APC20内部のレジスタにセットされる。
ドライブコントローラ31は、システムコントローラ9からの指示に基づいて、以上の各動作(アクセス、各種サーボ、データ書込、データ読出の各動作)が実行されるように制御を行う。なお、図12において一点鎖線で囲ったA部、B部は、例えば1チップの回路部として構成できる。
ところで、ディスク90が図3のように、予めデータトラック記録領域DAとオーディオトラック記録領域AAが分割されるように領域設定されている場合は、システムコントローラ9は、記録再生するデータがオーディオトラックかデータトラックかに応じて、当該領域設定に基づいたアクセスをメディアドライブ部2のドライブコントローラ31に指示することになる。また、ディスク90として、図4のように全域がデータトラック記録領域DAとされた専用ディスクが装填された場合は、システムコントローラ9は、当該ディスクに対しては、オーディオトラックの記録を禁止する制御を行う。つまりオーディオ処理部10を機能させないように制御する。
つぎに、オーディオ処理部10の構成について以下に述べる。オーディオ処理部10は、図13に示すように、入力系として、ライン入力回路/マイクロホン入力回路等のアナログ音声信号入力部40と、A/D変換器41と、デジタルオーディオデータ入力部42とを有し、出力系として、デジタルオーディオデータ出力部43と、D/A変換器44と、ライン出力回路/ヘッドホン出力回路等のアナログ音声信号出力部45と、ATRAC圧縮エンコーダ/デコーダ(以下「ATRAC部」という。)46とを有し、ATRAC部46がメモリ転送コントローラ3と接続されてなる。
ディスク90に対してオーディオトラックが記録されるのは、オーディオ処理部10にデジタルオーディオデータ(又は、アナログ音声信号)が入力される場合である。ATRAC部46は、アナログ音声信号入力部40から入力されA/D変換器41を介して入力されたデータ又はデジタルオーディオデータ入力部42から入力されたデータをATRAC圧縮エンコードし、メモリ転送コントローラ3に供給する。メモリ転送コントローラ4は、ATRAC部46から供給された圧縮データをクラスタバッファメモリ4に書き込み、所定タイミング(ADIPクラスタ相当のデータ単位)でクラスタバッファメモリ4から圧縮データを読み出し、メディアドライブ部2に転送する。
メディアドライブ部2では、転送されてくる圧縮データを第1の変調方式で変調してディスク90にオーディオトラックとして書き込みを行う。
ディスク90からオーディオトラックが再生される場合には、メディアドライブ部2は、再生データをATRAC圧縮データ状態に復調してオーディオ処理部10に転送する。メディアドライブ部2から転送されたデータは、メモリ転送コントローラ3によりクラスタバッファメモリ4に書き込まれる。メモリ転送コントローラ3は、クラスタバッファメモリ4から所定のタイミングでデータを読み出し、ATRAC部46に出力する。ATRAC部46は、入力されたデータにATRAC圧縮デコードを行ってリニアPCMオーディオデータとし、デジタルオーディオデータ出力部43から出力するか、D/A変換器44によりアナログ音声信号に変換し、アナログ音声信号出力部45から出力する。
一方、使用者が任意に音楽等の記録再生を行うようにする場合は、ユーザインターフェイスとして操作部や表示部を備えることが好適である。
ここで、メモリ転送コントローラ4の構造について図14を用いて説明する。なお、ディスク90には、異なる符号化率で符号化されたオーディオデータが混在記録されているものとする。また、オーディオデータは、図15に示すように、16kB固定のオーディオブロックごとに構成されている。オーディオブロックの0020h以降には、所定のデータごとにオーディオデータが複数のサウンドフレーム(SF)と呼ばれる単位で構成されており、0000h〜0010h及び3FE0h〜3FF0h(ヘッダー)には、当該サウンドフレームに関する各種情報で構成されている。ディスク90には、図16に示すように、上述したオーディオブロックが記録される領域Aと、当該オーディオブロックに関する情報(ブロック情報)が記録される領域Bとからなっている。なお、ブロック情報は、対応するオーディオブロックの内容を表す数バイトの情報データであり、符号化率の情報やサウンドフレームの数等の情報が含まれている。オーディオブロックは、データサイズが同一であっても、符号化率により再生時間が異なる。例えば、ディスク90から10ブロック分のデータを読み出した場合、当該データが或る符号化率で符号化されたものであった場合には、再生時間は20秒間となり、また、当該データが別の符号化率で符号化されたものであった場合には、再生時間は40秒間となることがある。
メモリ転送コントローラ3は、メディアドライブ部2によりディスク90から読み出したオーディオブロック及び当該オーディオブロックに対応するブロック情報をクラスタバッファメモリ4に書き込み、また、クラスタバッファメモリ4に所定量のオーディオブロックが書き込まれたときにオーディオブロック及びブロック情報を読み出す書込/読出部50と、書込/読出部50でオーディオブロックをバッファメモリに書き込む際に、対応するブロック情報に基づき、当該オーディオブロックの再生時間pt1を算出し、また、書込/読出部50でオーディオブロックをバッファメモリから読み出す際に、対応するブロック情報に基づき、当該オーディオブロックの再生時間pt2を算出する算出部51と、算出部51で算出した再生時間pt1を加算量とし、再生時間pt2を減算量として、クラスタバッファメモリ4に書き込まれたオーディオブロックの再生時間pt3を算出し、算出した再生時間pt3に基づき、書込/読出部50による書き込みタイミングT1と、読み出しタイミングT2とを制御するコントローラ52とを備える。なお、コントローラ52は、タイミングT1とタイミングT2とが同期(同タイミング)しないように書込/読出部50を制御している。また、算出部51は、上述したような計算を実行するプログラムで構成されていても良い。この場合には、当該プログラムは、図示しないROMに記憶させておき、メモリ転送コントローラ3が演算を行うときに当該ROMからプログラムを読み出すこととする。
コントローラ52は、算出部51で算出した再生時間pt1と、再生時間pt2とからクラスタバッファメモリ4に書き込まれた再生時間pt3を算出し、再生時間pt3が予め設定されている閾値に達したときに書込/読出部50を制御する。書込/読出部50は、コントローラ52の制御にしたがいクラスタバッファメモリ4に所定時間分のデータを書き込む。
また、コントローラ52は、従来のようにクラスタバッファメモリ4の空き容量(セクタ数)ではなく、算出したクラスタバッファメモリ4に書き込まれた再生時間pt3を所定の閾値と比較し、当該比較結果に応じて書込/読出部を制御するので、ディスク90に記録されているデータの中から符号化率の一番低いものに合わせるために閾値を高く設定する必要が無く、最適な閾値を設定することができる。
したがって、本発明に係る記録再生装置1は、図17に示すように、再生可能な時間分のデータが十分に残っているにもかかわらず、データの書き込みを開始してしまうことはなく、また、ディスク90に記録されているデータの符号化率にかかわらずクラスタバッファメモリ4の閾値を最適に設定することができるので、書込部によるデータの書き込み動作の回数を少なくすることができ、電力の消費を低減することができる。
また、記録再生装置1は、クラスタバッファメモリ4の閾値(データ及び当該データに関する情報をクラスタバッファメモリ4に書き込むタイミングを示す値)を指定できるインターフェースを備え、当該インターフェースを使用者が操作することにより、任意に閾値を指定できる構成にしても良い。また、記録再生装置1は、閾値の高低により、電力の消費を抑えるモード(閾値を低く設定する)と、連続した振動が加えられても音飛びしないモード(閾値を高く設定する)を任意に選択することができる。
また、記録再生装置1は、クラスタバッファメモリ4に書き込まれたデータの再生時間pt3又は総再生時間を表示部に表示するような構成にしても良い。
1 記録再生装置、2 メディアドライブ部、3 メモリ転送コントローラ、4 クラスタバッファメモリ、5 補助メモリ、6,8 USBインターフェイス、7 USBハブ、9 システムコントローラ、10 オーディオ処理部、40 アナログ音声信号入力部、41 A/D変換器、42 デジタルオーディオデータ入力部、43 デジタルオーディオデータ出力部、44 D/A変換器、45 アナログ音声信号出力部、46 ATRAC圧縮エンコーダ/デコーダ、50 書込/読出部、51 算出部、52 コントローラ
Claims (6)
- メモリにデータ及び当該データに関する情報を書き込む書込手段と、
上記書込手段により上記メモリに書き込まれたデータが所定量に達したときに、当該メモリからデータ及び当該データに関する情報を読み出す読出手段と、
上記書込手段によりデータをメモリに書き込む際に、当該データに関する情報に基づき、当該データの再生時間pt1を算出する第1の算出手段と、
上記読出手段によりデータをメモリから読み出す際に、当該データに関する情報に基づき、当該データの再生時間pt2を算出する第2の算出手段と、
上記第1の算出手段で算出された再生時間pt1を加算量とし、上記第2の算出手段で算出された再生時間pt2を減算量として、上記メモリに書き込まれたデータの再生時間pt3を算出する第3の算出手段と、
上記第3の算出手段により算出された再生時間pt3に基づき上記書込手段による書き込みタイミングT1と、上記読出手段による読み出しタイミングT2を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記タイミングT1と上記タイミングT2とが同期しないように制御することを特徴とするデータ書込読出装置。 - 上記読出手段で読み出したデータを当該データに関する情報に基づきデコード処理するデコード手段を備えることを特徴とする請求項1記載のデータ書込読出装置。
- 記録媒体からデータ及び当該データに関する情報を読み出す第1の読出手段と、
上記第1の読出手段で読み出したデータ及び当該データに関する情報をメモリに書き込む書込手段と、
上記書込手段により上記メモリに書き込まれたデータが所定量に達したときに、当該メモリからデータ及び当該データに関する情報を読み出す第2の読出手段と、
上記書込手段によりデータをメモリに書き込む際に、当該データに関する情報に基づき、当該データの再生時間pt1を算出する第1の算出手段と、
上記第2の読出手段によりデータをメモリから読み出す際に、当該データに関する情報に基づき、当該データの再生時間pt2を算出する第2の算出手段と、
上記第1の算出手段で算出した再生時間pt1を加算量とし、上記第2の算出手段で算出した再生時間pt2を減算量として、上記メモリに書き込まれたデータの再生時間pt3を算出する第3の算出手段と、
上記第3の算出手段により算出された再生時間pt3に基づき上記書込手段による書き込みタイミングT1と、上記第2の読出手段による読み出しタイミングT2を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記タイミングT1と上記タイミングT2とが同期しないように制御することを特徴とする再生装置。 - 上記第2の読出手段で読み出したデータを当該データに関する情報に基づきデコード処理するデコード手段を備えることを特徴とする請求項3記載の再生装置。
- 上記第1の読出手段は、符号化率の異なるデータが混在して記録されている記録媒体からデータ及び当該データに関する情報を読み出し、
当該データに関する情報は、対応するデータの符号化率の情報が含まれていることを特徴とする請求項3記載の再生装置。 - 記録媒体からデータ及び当該データに関する情報を読み出し、
読み出したデータ及び当該データに関する情報をメモリに書き込む際に、データに関する情報に基づき書き込み対象のデータの再生時間pt1を算出し、
上記メモリからデータを読み出す際に、データに関する情報に基づき読み出し対象のデータの再生時間pt2を算出し、
上記再生時間pt1を加算量とし、上記再生時間pt2を減算量として、上記メモリに書き込まれたデータの再生時間pt3を算出し、
上記再生時間pt3に基づき上記メモリにデータ及び当該データに関する情報を書き込み、上記メモリからデータ及び当該データに関する情報を読み出すことを特徴とする再生方法。
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JP2003273635A JP2005032397A (ja) | 2003-07-11 | 2003-07-11 | データ書込読出装置、再生装置及び方法 |
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US7787796B2 (en) | 2007-04-17 | 2010-08-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power saving system for image forming apparatus and image forming apparatus operable in power saving modes |
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2003
- 2003-07-11 JP JP2003273635A patent/JP2005032397A/ja active Pending
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