JP2590813B2

JP2590813B2 - データの記録方法

Info

Publication number: JP2590813B2
Application number: JP61033322A
Authority: JP
Inventors: 曜一郎佐古; 保山上; 真一山村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-02-18
Filing date: 1986-02-18
Publication date: 1997-03-12
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: KR940008691B1; DE3778945D1; AU6871987A; JPS62192076A; EP0238194A3; EP0238194A2; ATE76215T1; KR870008451A; CA1284381C; US4829497A; EP0238194B1; AU580204B2

Description

【発明の詳細な説明】以下の順序でこの発明を説明する。

Ａ産業上の利用分野Ｂ発明の概要Ｃ従来の技術Ｄ発明が解決しようとする問題点Ｅ問題点を解決するための手段Ｆ作用Ｇ実施例 G₁光磁気ディスクのフォーマットの説明（第２図，第３
図） G₂ディスク回転数を変えて転送レートに合わせる例（第
１図） G₃ディスク回転数を変えずに転送レートの異なるデータ
を記録再生する例（第４図）Ｈ発明の効果Ａ産業上の利用分野この発明は例えば光磁気ディスクのような記録媒体に
データを記録する方法に関する。

Ｂ発明の概要この発明はデータを記録媒体に記録するに当たって、
データは所定数毎にブロック化されてディスクに形成さ
れた複数のセクタに記録されるとともに、データの転送
レートを示す識別信号もまた複数のセクタの各々に記録
されるようにしたもので、転送レートの異なる種々のメ
ディアのデータを、その転送レートのままでセクタ毎に
記録することができるものである。

Ｃ従来の技術書き込み可能で大容量の情報蓄積用のディスク装置と
しては、従来、いわゆるハードディスク装置が知られて
いる。

これは、一般にコンピュータのデータストレージ用と
して用いられているもので、一定の定められた回転数で
回転するディスクに同芯円状（あるいはスパイラル状）
のトラックとして情報が記録されるものである。

第５図に示すように、このハードディスク装置（１）
へのデータの書き込み及び読み出しはCPU（３）により
データバス（２）を介してなされる。これはハードディ
スク装置は記録すべき入力データの転送レートとは無関
係（非同期）の一定回転数でドライブされているので、
CPU（３）でタイミングをとって記録をなすからであ
る。また、扱うデータが間欠的データでよいからであ
る。

ハードディスク装置（１）とCPU（３）間のデータの
やりとりはバッファメモリとしてのRAM（４）を介して
なされる。また、CPU（３）を介在させずにDMAコントロ
ーラを用いてRAM（４）とディスク装置（１）間で高速
転送を行なうものもあるが、ここで取り扱っているデー
タも間欠的なデータであり、連続的なデータは扱ってい
ない。

もっとも静止画像やイメージはRAM（４）としてフレ
ームメモリを用いることにより１フレーム分の間欠的な
データとして扱うことはできる。

第６図はこのようなバースト性のデータを扱う場合の
構成例で、CPU（３）とディク装置（１）間にはディス
クコントローラ（５）が介在され、RAM（４）に貯えら
れたバースト性のデータのうち必要なものがCPU（３）
の命令によりディスクコントローラ（５）を介してディ
スク装置（１）に記録されるようにされている。このよ
うな使い方は例えば電子メールなどでなされている。

Ｄ発明が解決しようとする問題点ところで、最近はニューメディア時代といわれ、種々
の情報が世に提供され、いわゆるマルチメディア情報と
なっている。

この情報としてはコンピュータデータ等の間欠的なデ
ータ、また、静止画像やイメージ等の準間欠的なデータ
の他に、デジタルオーディオ等の全く連続的な情報もあ
る。

これらの種々の情報をディスクに貯えて適宜、ユーザ
ーの利用に供することができれば便利である。しかし、
前述したように従来のディスク装置では回転速度一定
で、CPUでコントロールしてデータの記録をなすのが一
般であり、マルチメディア情報に対処するものは従来な
かった。

ところで、書き替え可能な大容量記憶装置として光磁
気ディスクが注目されている。このような大容量記憶装
置ではマルチメディア情報の記憶ができる可能性があ
る。この場合に、ディスクへの書き込み，読み出しに際
し、データ自身の転送レートのままで書き込み，読み出
しができれば非常に便利である。

ここで、データの転送レートがマルチメディア情報の
すべてで同一であれば従来のハードディスク装置のよう
にディスク回転速度が一定であっても、問題ないが、実
際的にはデータの転送レートは種々のものがあり、一定
ではない。

例えば通信の標準転送レートの例を上げると、日本の
場合でも例えばNTT1次群,2次群で1.536Mbps,6.144Mbps
等があり、欧州共同体EC標準は2.048Mbpsと多様であ
る。

また、オーディオ信号をデジタル信号にする場合に
は、そのサンプリング周波数は、32kHz,31.5kHz（８ミ
リビデオ）,44.1kHz（コンパクトディスク）,48kHz（Ｒ
−DAT）等と種々あり、また、１サンプルを何ビットで
量子化するかも８ビット,12ビット,16ビットとまちまち
であり、このため転送レートも一つではない。

Ｅ問題点を解決するための手段この発明は種々の転送レートで転送されてくる情報を
その転送レートのまま記録することを可能にした記録方
法を提案するもので、この発明においてはディスク上に
ヘッドにより同心円状あるいはスパイラル状のトラック
としてデータを記録するための方法であって、データは
所定数毎にブロック化されてディスクに形成された複数
のセクタに記録されるとともに、データの転送レートを
示す識別信号もまた複数のセクタの各々に記録されるよ
うにする。

Ｆ作用データをその転送レートのままで記録した場合にも、
そのデータの転送レートを示す識別信号をデータととも
に記録媒体にセクタ毎に記録するようにしたので、再生
時、この識別信号から記録データの転送レートを知るこ
とができ、転送レートの異なるデータを良好に記録再生
ができる。

Ｇ実施例この発明の一実施例を記録媒体が光磁気ディスクの場
合を例にとって説明する。

G₁光磁気ディスクのフォーマットの説明先ず、この例の光磁気ディスクのセクターフォーマッ
トについて説明する。

この光磁気ディスク（11）は第２図に示すようにデー
タが１回転当たり１トラックとして、同芯円状あるいは
スパイラル状にトラック（12）が形成されて記録され、
これより再生されるようにされる。

この光磁気ディスク（11）の１トラック（12）は円周
方向に等分割された複数のセクターからなっており、各
セクターに、定められた所定数のデータにエラー訂正符
号、エラー検出符号等が生成付加されたものが記録され
ている。

第２図の場合、１トラックは同図Ａに示すように（ｎ
＋１）セクターからなり、この例では１トラックは32セ
クターとされている。

１セクターに記録されるデータのフォーマットは例え
ば同図Ｂのようになされている。すなわち、１セクター
分は、ヘッダ部とデータ部と、ヘッダ部の後とデータ部
の後にそれぞれ設けられるギャップ部GAPとからなる。

ヘッダ部にはその先頭にプリアンブル信号が記録され
るとともに、トラックアドレスTAとセクターアドレスSA
からなるアドレス信号ADDに対してエラー訂正符号ECCが
付加されたものにアドレス用同期信号ASYNCが付加され
たものが２回くり返して記録されている。

また、データ部にはその先頭にプリアンブル信号が記
録されるとともに、その後にデータ及びそのデータに対
するエラー訂正符号ECCその他が付加されたものが記録
される。

ところで、１セクターのデータ部に記録する単位デー
タ量は、コンピュータの記憶装置として用いることを考
慮して512バイトが標準とされる。

この場合に、データ部の構造は第３図のようになって
いる。

すなわち、第３図の場合はデータ数がD₀〜D₅₁₁までの
512バイトの場合で、実際のデータとしてはこの512バイ
トのデータD₀〜D₅₁₁の前にトラックナンバーTr No,セク
ターナンバーSe,データ識別情報IDを含む12バイトの付
加情報が付加されている。そしてこの合計524バイトの
データに対して生成されたエラー検出用のCRCコードが
４バイト分付加された528バイトが、同図のように24×2
2バイトとしてマトリクス状に配列される。

そして、このCRCコードの４バイト分を含めた528バイ
トに対し、行方向に１行について４バイト分として第１
のエラー訂正符号C₁（これは例えば（28,24）リードソ
ロモン符号）が付加され、同様に列方向に一列について
４バイトの第２のエラー訂正符号C₂（これは例えば（2
6,22）リードソロモン符号）が付加される。

図において各行の先頭には、行の先頭を示す同期信号
（リシンクと呼ぶ）がこの例では付加されており、この
行方向に順次書き込み，読み出しがなされる。

次に、以上のようなセクターフォーマットで種々の転
送レートの情報を記録し、再生するこの発明方法の例に
ついて説明しよう。

G₂ディスク回転数を変えて転送レートに合わせる例第１図はこの発明方法を実施した記録再生装置の一例
のブロック図である。

（11）は光磁気ディスクで、このディスク（11）には
スパイラル状のトラックとして記録がなされるが、記録
再生用のヘッド（図示せず）はあらかじめ形成されてい
るトラックを正しく走査してゆくようにトラッキング制
御がこのヘッドに対して施されている。

（21）はディスク駆動モータで、ディスク（11）はこ
のモータにより角速度一定の状態で所定の速度で回転す
るように回転制御される。

すなわち、この駆動モータ（21）には周波数発電機
（22）が設けられており、この周波数発電機（22）より
モータ（21）の回転速度に比例した周波数信号FGが得ら
れ、これが位相比較回路（23）に供給される。一方、こ
の位相比較回路（23）にはスピード基準信号REFが供給
される。このスピード基準信号REFは後述するように記
録すべき、あるいは再生するデータの転送レートに応じ
て変えられるものであるが、ディスク（11）が目的とす
る回転速度で回転しているときの周波数発電機（22）の
出力FGの周波数と等しい信号である。もっとも、出力FG
を分周したような周波数の信号でもよく、そのときは出
力FGも同じ分周比で分周されて比較回路（23）に供給さ
れるのはもちろである。

この位相比較回路（23）の比較出力は積分回路（24）
を通されてスピード誤差電圧とされ、これがモータドラ
イブ回路（25）を介してモータ（21）に供給されて、こ
のモータ（21）がスピード基準信号REFに応じた角速度
で回転するように制御される。

次に記録系について説明するに、（31D）はデジタル
データの入力端で、デジタルデータとしてはコンピュー
タデータの他に、アナログオーディオデータが種々の所
定のサンプリング周波数でサンプリングされ、各サンプ
ル値が所定のビット数のワードとして標本化されたも
の、その他種々の転送レートのデジタルデータが入力さ
れる。

（31A）はアナログ信号例えばオーディオ信号が供給
される入力端子である。

デジタル信号入力端（31D）にデジタル信号が入力さ
れるとき、このデジタル信号とともにその転送レートを
示す信号が送られてくる場合があるが、その転送レート
を示す信号は入力端子（31R）に供給される。

入力端子（31D）よりのデジタルデータはセレクタ（3
3）に供給される。また、入力端子（31A）よりのアナロ
グ信号はA/Dコンバータ（32）においてデジタル信号に
変換される。このA/Dコンバータ（32）でのサンプリン
グ周波数は、例えば32kHz,44.1kHz,48kHz等種々のもの
に切り換え可能であり、また、１サンプルは８ビット,1
2ビット,16ビット等の種々のビット数のワードとして切
り換えて出力することができるようにされている。

このA/Dコンバータ（32）よりのデジタル信号はセレ
クタ（33）に供給される。

セレクタ（33）は手動により、あるいは外部よりのコ
ントロール信号により入力端子（31D）よりのデジタル
信号とA/Dコンバータ（32）よりのデジタル信号とのい
ずれかを選択する。

このセレクタ（33）より得られたデジタル信号はECC
エンコーダ（34）に供給され、前述したように512バイ
ト毎に１セクターのデータが形成される。このとき、１
ワード８ビットのデジタルデータであれば512ワード毎
に１セクターのデータが形成されるが、12ビット,16ビ
ット等の１ワードが８ビットでないデジタルデータの場
合には、第３図において整数ワードで１行が構成でき
ず、１ワードが２つの行さらには２つのセクターにまた
がるような場合もあるが、第３図のセクターフォーマッ
トのデータ構造において行方向のバイト数を適当な値と
することにより、それを防ぐことができる。

このECCエンコーダ（34）よりのデータは記録プロセ
ス回路（35）に供給され、適当な変調が施された後、ビ
ットシリアルでヘッドに供給されて光磁気ディスク（1
1）に記録される。

このときのディスク（11）の回転速度は次のようにし
て記録されるデジタルデータの転送レートに同期するよ
うにされる。

すなわち、この記録時、スイッチ（26）が端子REC側
に切り換えられ、スピード基準発生回路（36）よりの信
号がスピード基準信号REFとして位相比較回路（23）に
供給される。

記録すべきデジタル信号が入力端子（31D）よりのデ
ジタル信号であって、これがいわゆるセルフクロッキン
グのデータであるときは、この入力端子（31D）よりの
データがスピード基準発生回路（36）に供給され、この
データよりクロックが抽出され、これより転送レートが
検知され、その検知された転送レートに応じたスピード
基準信号がこれより出力される。

入力端子（31D）よりのデジタル信号がいわゆるセル
フクロックのものでなく、データとは別個に転送レート
を示す信号、例えばクロックが送られてくるときは、こ
れが入力端子（31R）を通じてスピード基準発生回路（3
6）に供給され、この転送レートに示す信号から検知し
た転送レートに応じたスピード基準信号がこれより出力
される。

また、記録する信号が入力端子（31A）よりのアナロ
グ信号を標本化した信号であるときは、前述した選択し
たサンプリング周波数及び１サンプルについてのビット
数に応じてスイッチ（37）を切り換えて、その転送レー
トに応じたスピード基準信号がスピード基準発生回路
（36）より得られる。

入力端子（31D）よりのデジタル信号について転送レ
ートがわかっており、しかも、セルフクロックのデータ
でなく、転送レートを示す信号も送られてこないような
場合には、このスイッチ（37）により転送レートに応じ
た基準信号を選ぶことができる。

こうして得られた転送レートに応じたスピード基準信
号と周波数発電機（22）よりの周波数信号FGとが位相一
致（周波数一致）するようにモータ（21）が駆動され、
ディスク（11）は転送レートに同期した回転数で回転す
る。

そして、この場合、スピード基準発生回路（36）より
の転送レートを識別した信号がECCエンコーダ（34）に
供給され、この転送レートの識別信号が第３図のデータ
構造の付加情報部のデータ識別情報IDの一部として各セ
クター毎に記録される。また、A/Dコンバータ（32）で
のサンプリング周波数、データワードのビット数もこの
付加情報中のデータ識別情報IDの一部として記録され
る。

なお、入力端子（31D）に供給されるデジタル信号は
パリティやその他の冗長ビットが付加されたECCエンコ
ードされたものであるときは、これらを一旦デコードし
て、本来のデジタルデータのみとする。

もっとも、光磁気ディスクは大容量であるので冗長ビ
ットを含んだままであってもよい。ただし、そのときは
若干、転送レートが異なることになり、それに合わせて
ディスクの回転数も補正される。

なお、記録したデータの転送レートを示す識別信号
は、ディスクの最内周あるいは最外周の再生始めにあ
り、データが記録されるトラックとは別のトラックのデ
ィレクトリにも記録してもよい。

なお、A/Dコンバータでのサンプリング周波数、デー
タワードのビット数もこのディレクトリに書き込み、再
生時に用いるようにしてもよい。

現実的な用途と転送レート、ディスクの回転数との関
係を次に示す。

なお、回転数は以上のように変化するが、ヘッドは同
一トラック上を走査するようにトラッキング制御されて
いるので、１枚のディスクとしての全ビット数は変わら
ない。つまり、転送レートに応じて記録時間が異なるこ
とになる。

この表からも明らかなように、デジタル通信の種々の
標準レート、1.536Mbps,6.144Mbps,2.048Mbps等に合わ
せることができる。また、デジタルオーディオテープレ
コーダの音をそのまま記録することも可能になる。

次に、再生時について説明する。

ディスク（11）からヘッドにて再生されたデジタル信
号は再生プロセス回路（41）に供給されて復調され、ビ
ット同期再生がされてデジタル信号にされる。このプロ
セス回路（41）の出力は識別情報IDのデコーダ（46）に
供給されて、各セクターの付加データ部に記録されてい
た転送レート等を示す識別信号がデコードされ、そのデ
コード出力がスピード基準発生回路（47）に供給され
て、デコードされた転送レートに応じたスピード基準信
号がこれより得られ、これがスイッチ（26）の再生側端
子PBを通じて位相比較回路（23）に供給され、ディスク
は記録されていたデータの転送レートに同期した回転数
で回転をする。

この再生時のディスクの回転制御のスピード基準信号
は、ディスクのディレクトリにその転送レート等が記録
されている場合にはこの転送レートを示すデータを再生
に先だって読んでおくことによっても予め得ることがで
きる。

こうして、データ転送レートに同期した回転数で再生
されたデータは再生プロセス回路（41）を介してECCデ
コーダ（42）に供給され、セクター単位毎にエラー訂正
等の処理がなされた後、冗長ビットの除去された本来の
データのみとされ、これがマルチプレクサ（43）によ
り、デジタルデータのときは出力端子（45D）に導出さ
れ、アナログ信号をデジタル化したものであるときはD/
Aコンバータ（44）にてアナログ信号に戻されて出力端
子（45A）に導出される。

このD/Aコンバータ（44）におけるサンプリング信号
周波数及びデータワードのビット数もセクター毎のデー
タ識別情報IDやディスクのディレクトリに記録したデー
タを読むことにより予め知り、それに応じたD/A変換を
行うことができる。

なお、転送レート，サンプリング周波数，ビット数等
のデータは各セクターのデータ部の前に付加されるヘッ
ダー部の一部に記録するようにしてもよい。

また、以上は回転角速度一定となるようにディスクを
回転制御した場合であるが、線速度一定となるようにデ
ィスクを回転制御する場合にもこの発明が適用できるこ
とは勿論である。

なお、図の例では識別情報IDは再生プロセス回路（4
1）の出力より得るようにしたが、第３図に示したデー
タ構造の付加情報としてこの識別情報IDが書き込まれて
いるときは、このIDもエラー訂正符号C₁,C₂により訂正
可能であり、ECCデコーダ（42）の出力より得るように
もできる。

ヘッダー部に書き込まれているときも同様である。

要するに、この識別情報は書き込み位置が定まってい
るので、エラー訂正の前と後のどちらからでも抽出する
ことが可能である。

G₃ディスク回転数を変えずに転送レートの異なるデータ
を記録再生する例デジタルデータは１セクター512バイトのすべてのデ
ータ領域を使用する必要はなく、記録すべきデータのサ
ンプル周波数及びビット数に合わせたバイト数をデータ
の記録用に割り当てることにより、ディスクの回転数を
変えることなく、別の転送レートのデータを記録でき
る。

すなわち、今、ディスク回転数を1406 1/4rpmとし、
データ転送レートを3.072Mbpsとする。

この場合には、衛星放送の32kHz×12ビットのデータ
は整数チャンネル分、丁度記録できず、丁度整数分とす
るには1406 1/4×64/63の回転数とする必要がある。

また、８ミリビデオのPCMオーディオはそのサンプリ
ング周波数が31.5kHzでビット数は１サンプル８ビット
であり、これも1406 1/4rpmでは整合性よく記録再生で
きない。

そこで、この例では第４図に示すように、１セクター
として使用可能な512バイト分のうち、斜線を付して示
す最後の８バイトはデータとしては割り当てず使用可能
なデータ領域を504バイトとする。

そして、最後の８バイト分としては例えばすべて
「０」又は「１」を書き込んでしまう。あるいは、この
８バイト分を何等かのパラメータ等の書き込み領域とし
て使用する。

このようにすると、512バイト＝4096ビットでは12ビ
ットのオーディオデータが整合性良く割り当てられなか
ったのに対し、504バイト＝4032となり、12で割り切れ
る数となり、次のセクターに１ワード（１サンプル）が
またがってしまうというようなことなく整合性良く記録
再生できる。

同様に504バイトとすれば、512/504＝32kHz/31.5kHz
となり、サンプリング周波数が異なる８ミリビデオのPC
Mオーディオ信号もディスク回転数を変えることなく記
録再生できる。

この場合、CRCコード、パリティC₁及びC₂は使用しな
かった８バイト分も含めた512バイトのデータと考えて
生成するもので、524バイトのデータに対し、CRCコード
が、528バイトのデータに対しパリティC₁及びC₂が生成
される。

したがって、ディスクの転送レートは3.072Mbpsで変
わらないが実質的に転送レートの異なるデータを記録再
生できる。なお、サンプリング周波数が32kHzと31.5kHz
で変わるとき、データ速度の誤差の補正をする必要があ
るがECCエンコーダ及びECCデコーダのRAMでこの時間誤
差の補正が行なわれるのはもちろんである。

そして、１セクターとして実質的に使用したデータバ
イト数は、つまり、例えば512バイトか504バイトかの識
別信号は各セクターのヘッダー部に、あるいは各セクタ
ーの付加情報の識別信号IDとして記録する。

または、ディスクの最外周または最内周のデータトラ
ックでないディレクトリのトラックに記録する。

再生時は、この実質的に使用したデータバイト数を識
別する信号を各セクターのデータから、あるいはディレ
クトリのトラックから予め、知ることにより、ECCデコ
ーダ（42）から再生デジタル信号を得るとき、１セクタ
ー分当たりその実質的に使用したバイト数のデータのみ
をRAMから読み出すことにより元の転送レートのデジタ
ル信号を得ることができる。

なお、以上は記録媒体として光磁気ディスクの場合に
ついて説明したが、これに限られるものでないことはも
ちろんである。

Ｈ発明の効果以上のようにして、この発明によれば転送レートが異
なる種々のデータを、その転送レートを示す識別信号と
ともに、セクタ毎に記録するようにしたので、再生時、
記録データの転送レートを容易に知ることができ、種々
の転送レートのデータの記録再生が可能になり、記録媒
体のアプリケーションが飛躍的に増大するものである。
特にこの発明に依れば、トラックにセクタを形成してデ
ータを記録するディスクを使用するために、セクタを基
準としてデータの記録、再生が可能とされ、コンピュー
タデータなど種々のデータを記録することができるとと
もに、セクタには記録されたデータとともにセクタに記
録されたデータの転送レートを示す識別信号が記録され
るために、セクタ内の該識別信号を検知することでセク
タに記録されたデータの転送レートに対応したデータの
再生、再記録、削除などが可能となり、ディスクに記録
される種々のデータの各々の転送レートを示す情報をデ
ィスクの特定領域に記録し管理する必要がないという効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法の実現装置の一例のブロック図、
第２図は光磁気ディスクのセクターフォーマットの一例
を示す図、第３図は１セクターのデータ部の構造の一例
を示す図、第４図はこの発明方法の他の例の説明のため
の図、第５図は従来のディスク装置の記録再生システム
の一例のブロック図、第６図は従来のディスク装置の記
録再生システムの他の例のブロック図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−219659（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−75464（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−157933（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−161117（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−58815（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−131870（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−97406（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−118569（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスク上にヘッドにより同心円状あるい
はスパイラル状のトラックとしてデータを記録するため
の方法であって、該データは所定数毎にブロック化され
て上記ディスクに形成された複数のセクタに記録される
とともに、上記データの転送レートを示す識別信号もま
た上記複数のセクタの各々に記録されることを特徴とす
るデータの記録方法。