JP3861417B2 - 光ディスク再生システム - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、CD(コンパクト・ディスク)やDVD(ディジタル・ビデオ・ディスク)のような光ディスク再生システムに関し、特に光ディスクへの目次(TOC;Table of Contents)情報の記録方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
CD等の光ディスクでは、指定された記録トラックへの頭出し等を行うためにTOC情報が使用される。このTOC情報は、従来、リードインエリアのサブコードとして記録されていた。すなわち、図11に示すように、光ディスク1には、その内周側から外周側にかけてリードインエリアLIA、プログラムエリアPGA及びリードアウトエリアLOAがそれぞれ設けられる。これら各エリアにおいて、最小単位のフレームを構成するのは、図12に示すように、1EFM(Eight to Fourteen Modulation)フレームであり、このEFMフレームは、同期ビット、サブコード(1シンボル)、データ(12シンボル)、Pパリティビット(4シンボル)、データ(12シンボル)及びQパリティビット(4シンボル)からなる。このうち、データとP,Qパリティがメインチャネルのデータであり、このメインチャネルに32シンボル、サブコードに1シンボルの計33シンボルを含む。1シンボルは14+3ビットであり、同期ビットに24+3ビットを使用するため、1EFMフレームの長さは、24+3+(14+3)×33=588ビットとなる。
【0003】
サブコードは、EFMフレームが98フレーム分集まって1つの意味のあるサブコードブロックを構成する。そして、特にリードインエリアLIAに記録されたサブコードブロックにTOC情報が記述されている。図13は、LIAに記述されたサブコードブロックを示す図である。1EFMフレームで与えられるサブコードは、EFMデコードされることにより1バイト分(8ビット)のデータとなり、各ビットにP〜Wまでのチャネル名が与えられる。このうち、先頭の2EFMフレーム分は、S0,S1と呼ばれ、同期信号として利用される。このQチャネルのサブコードを96EFMフレーム分集めたものをサブコードフレームと呼ぶことにすると、このサブコードフレームがトラックの位置情報を示す。96ビットのQチャネルのサブコードフレームのうち、Q1〜Q4がデータ/オーディオフラグ、Q5〜Q8がアドレス、Q9〜Q16がトラック番号、Q17〜Q24がポイント、Q25〜Q48がそのサブコードフレームのLIA中の相対位置を示すTIME、すなわちMIN,SEC,FRAMEデータ、Q57〜Q80が上記ポイントで示されたトラック番号で指定されたトラックの絶対位置を示すPTIME、すなわちPMIN,PSEC,PFRAMEデータであり、最後の16ビットQ81〜Q96がエラー検出用のCRCコードである。
【0004】
このサブコードフレームが複数集まって図14に示すようなTOC情報が構成される。TOC情報は、プログラムエリアPGAに記述された全てのトラックについて、そのトラック番号と先頭位置の情報を示すものであるが、サブコード自体に誤り訂正能力がないため、1つのトラックの先頭位置情報が3回続けて記録される。また、TOC情報の最後(フレーム番号n+m〜n+m+8)には、3種類の制御情報A0(先頭トラック番号、ディスク種類等)、A1(最終トラック番号)、A2(総記録時間)が同様にそれぞれ3回続けて記録される。リードインエリアLIAでは、このようなTOC情報が繰り返し記録される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
いま、プログラムエリアPGAに記録可能なトラック数は最小で1トラック、最大では99トラックである。このため、TOC情報の記述に必要なサブコードフレーム数は最大で次のようになる。
【0006】
【数1】
[99(トラック数)+3(制御情報数)]×3=306フレーム
【0007】
CDでは75フレームが1秒であるので、サブコードフレームの読み出し時間は、1倍速で1/75=0.0133secかかるので、最大トラック数では、TOC情報の読み出しに4secもの時間がかかってしまう。
また、サブコードフレームにおいて読み取りエラーはCRCコードで検出されるが、エラー訂正能力がないので、エラー検出すると繰り返し記録されている次のTOC情報を再読み込みしなければならず、更に読み込みに時間がかかってしまう。
【0008】
この発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、目次情報(TOC情報)を高速で読み込むことができる光ディスク再生システムを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光ディスク再生システムは、データが記録されるメインチャネルとそのデータの記録位置等の付加情報であるサブコードとを含むフレームを単位として情報が記録され、前記メインチャネルに前記データの目次情報が記録された光ディスクから記録情報を読み出してデコードすると共に、前記目次情報に基づいて前記光ディスクに対して読み出し制御を行う光ディスクドライブ装置とこの光ディスクドライブ装置で読み出されデコードされた前記光ディスクの記録情報から前記目次情報を解読して求めると共に、求めた目次情報を前記光ディスクドライブ装置に転送するホストシステムとを備えたことを特徴とする。
【0012】
この発明の光ディスク再生システムによれば、光ディスクドライブ装置によって、目次情報(TOC)を、サブコードではなく、これよりも大幅に容量の大きなメインチャネルに記録した光ディスクから記録情報を読み出してデコードし、この目次情報に基づいて光ディスクに対して読み出し制御を行い、ホストシステムによって、読み出されデコードされた記録情報から目次情報を解読して求めると共に、求めた目次情報を光ディスクドライブ装置に転送するようにしているので、従来のように多数のサブコードフレームに飛び飛びに記録された目次情報ではなく、1つのデータブロックにまとめて記録された目次情報を用いた記録情報の読み出しが可能になる。このため、目次情報を短時間にまとめて読み出すことができ、読み出し速度を大幅に高めることができる。
【0013】
この目的のため、光ディスク再生システムで扱われる上記光ディスクは、典型的には、nフレーム分の前記サブコードによって1つのまとまりを示すサブコードブロックを構成するとき、nフレーム分の前記メインチャネルのデータによって構成されるデータブロック中に前記目次情報として必要な全ての情報が含まれるように前記メインチャネルに前記目次情報が記録されている。
【0014】
目次情報は、光ディスクのメインチャネルであれば、リードインエリア、プログラムエリア及びリードアウトエリアのいずれのエリアに記録されていてもよい。リードインエリアに記録される場合には、リードインエリアのサブコード自体、自らの絶対位置情報を持たないので、何らかの時間情報を持たせたり、リードインエリアの全面に目次情報を繰り返し記録する等の方法で光ディスク再生システムでの目次情報の取得を容易にする。リードインエリアであれば、実質的なデータの記録は行われないので、このように全面に目次情報を記録しても記録領域に無駄が生じることはない。
【0015】
また、プログラムエリアやリードアウトエリアに目次情報記録される場合には、光ディスク再生システムにおける光ディスクドライブ装置やホストシステムとの間で予め取り決めた記録位置に目次情報記録されていればよい。プログラムエリア及びリードアウトエリアには、絶対時間が付与されているので、光ディスク再生システムによる目次情報の読み込みのためのアクセスは容易である。また、目次情報は、プログラムエリアに記録された1つのファイルであっても良い。
【0016】
この発明の光ディスク再生システムにおける光ディスクドライブ装置では、読み出し手段で読み出、デコード手段で記録情報をデコードした目次情報を、システム制御手段で解読するように構成することにより、以後、システム制御手段この解読された目次情報に基づいて光ディスクに対するアクセスを制御することができるように構成することも可能である
【0017】
この発明の光ディスク再生システムによれば、光ディスクドライブ装置自体にメインチャネルのデータの解析能力を有しない場合でも、ホストシステムからの制御のもとで光ディスクドライブ装置が目次情報を読み出し、これをホストシステムに転送すると、ホストシステム側で目次情報を解読して光ディスクドライブ装置に転送するので、光ディスクドライブ装置側のファームウェアの負担を軽減することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の好ましい実施の形態について説明する。
図1は、この発明の一実施例に係る光ファイルシステムの構成を示す図である。
このシステムは、この発明に係る光ディスク11と、これをドライブするための光ディスクドライブ装置12と、この光ディスクドライブ装置12を介して光ディスクから必要なデータを読み込むホストシステム13とを備えて構成されている。
【0019】
光ディスク11は、CD,CD−ROM,CD−R,CD−RW,CD−DA,CD−I,DVD等のメディアであり、前述した従来の記録フォーマットをベースにしたものであるが、TOC情報がサブコードデータではなく、メインチャネルに記録されている点が従来と異なっている。即ち、図2に示すように、サブコードブロックを構成した98EFMフレームは、同時にメインチャネルの1まとまりのデータブロックを構成する。このデータブロックは、図3に示すように、2352バイトのデータとなる。このデータの使用方法についてはモード0,1,2の3種類が存在する。図3(a)の例はモード1の例であり、2352バイトのうち2048バイトがユーザデータとして解放されている。先頭の12バイトは同期パターン、続く4バイトがヘッダで、その後ろに2048バイトのデータが続き、4バイトのEDC(Error Detection Code)、8バイトの0データを介して276バイトのECC(Error Correction Code)が付加される。図3(b)の例はモード2フォーム1の例であり、この場合も2352バイトのうち2048バイトがユーザデータとして解放されている。先頭の2バイトは同期パターン、続く4バイトがヘッダで、次の8バイトがサブヘッダで、その後ろに2048バイトのデータが続き、4バイトのEDC、276バイトのECCが付加される。
【0020】
いま、TOC情報を構成する1トラック分の情報を10バイトとすると、最大トラック数のときのTOC情報のバイト数は、次のようになる。
【0021】
【数2】
[99(トラック数)+3(制御情報数)]×10バイト=1020バイト
【0022】
データブロックは、ECC/EDCによるエラー訂正能力によって10-12の確からしさが保証されているため、3回連続して同一のデータを記録する必要はない。このため、1020バイトがTOC情報の記述のために必要な最大の記録量である。この記録量は、1データブロック中の2048バイトのユーザデータエリアに充分に収まる量である。1データブロックの読み取り時間は、前述したように1倍速で0.0133secしかかからないので、極めて高速にTOC情報を読み取ることができる。
【0023】
図4は、モード1のデータブロック中のTOC情報の記録フォーマットの一例を示す図であり、TOC情報はTOC情報であることを示すTOCフラグに続けて記述されることにより、他のデータ中に自由に埋め込むことができる。
【0024】
TOC情報は、リードインエリアLIA、プログラムエリアPGA及びリードアウトエリアLOAのいずれのエリアに記述されていても良い。但し、LIAでは、Qチャネルのサブコードにその位置の絶対時間やヘッダについての情報が存在しない場合も考えられ、この場合には何らかの時間コードが必要になる。また、LIAの全面を使用して繰り返しTOC情報を記録すれば、LIAのどこをアクセスしてもTOC情報を読むことができるので、このような時間コードは不要になる。プログラムエリアPGAにTOC情報を記録するには、その光ディスク11に記録されたデータがモード1又はモード2フォーム1によるROMデータもしくはXAデータとして再生可能であることが望ましい。モード1又はモード2フォーム1の場合、4バイトをEDCに、276バイトをECCに使用するので、オーディオデータよりもエラー訂正能力が高く、TOC情報としては、それが制御データとして使用される関係上、エラー訂正能力が高い方が好ましいからである。
【0025】
TOC情報は、また、PGAの1つのファイルとして記録されていてもよい。図5は、ISO9660のフォーマットを示す図である。プログラムエリアPGAは、システムエリアとデータからなり、データは、PVD(Primary Volume Descriptor)、パステーブル、ディレクトリ、ファイルからなり、これらの間に隙間領域を作成し、これらの隙間領域を使ってTOC情報としてのファイルを記録する。
【0026】
以上はシングルセッションの例であるが、CD−Rのようなマルチセッションの場合、図6に示すように、次のセッションの開始位置よりTOC情報が記録されている場所を求めて次のセッションのTOC情報を順次取得していけば良い。TOC情報には前述したA0,A1,A2のトラック情報に加えて、次のセッションのプログラムエリアのスタート時間(但し、FF:FF:FFのときはそのセッションで終わり)のポインタ情報B0が含まれるので、このポインタ情報により、次のセッションのTOC取得可能位置へアクセスする。
【0027】
図7は、光ディスクドライブ装置12の構成を示すブロック図である。
光ディスク11は、スピンドルモータ21によって例えば線速度一定で回転駆動される。光ディスク11の記録面と対向する位置には、読み出し手段としての光ピックアップ22が配置されている。光ピックアップ22は、送りモータ23によって光ディスク11の半径方向に駆動制御される。光ピックアップ22からの読み取り信号は、RF(高周波)アンプ24で増幅され、EFM・CIRC(Cross Interleaved Reed-Solomon Code)デコーダ25に供給される。デコーダ25は、読み取り信号からEFM復調、CIRCデコードを行い、データについてはメモリコントローラ26の制御の下でバッファメモリ27に一旦格納し、制御情報についてはシステムコントローラ28に供給する。バッファメモリ27に格納されたデータはメモリコントローラ26の制御の下でバッファメモリ27から順次読み出され、ホストシステム13に出力される。サーボ制御部29は、RFアンプ24の出力に基づいて光ピックアップ22のフォーカス、トラッキング制御を行う他、システムコントローラ28からの指令に従ってスピンドルモータ21や送りモータ23を制御する。
【0028】
以上の構成において、システムコントローラ28は、サブコードの解読能力を有するが、メインチャネルのデータの解読能力については、それがある場合とない場合とが考えられる。以下、それぞれの場合に分けて説明する。
【0029】
(1)メインチャネルに記録されたTOC情報をシステムコントローラ28が解読する能力を持つ場合
光ディスク11をドライブ装置12にセットすると、ドライブ装置12は、ドライブの各種パラメータを初期化すると共にリードインエリアLIA(半径23〜25mm)において、フォーカスサーボ引き込み、トラッキングサーボ引き込み及びスピンドルサーボ引き込みの動作を実行する。次にドライブ装置12は、どこのメインチャネルにTOC情報が記録されているかの取り決めに従い、その位置にTOC情報を読み込みに行く。光ピックアップ22で読み込まれたTOC情報は、RFアンプ24で増幅されたのち、EFM・CIRCデコーダ25でデコードされてシステムコントローラ28に与えられ、システムコントローラ28は、これを解読して求められたTOC情報を記憶する。
【0030】
TOC情報の記録位置は、リードインエリアLIAの一部又は全面、プログラムエリアPGAの第1トラックの先頭位置又はプリギャップ位置のように予め定めておいても良いし、リードインエリアLIAのQチャネルのサブコードフレームによって記録位置を特定するようにしても良い。
【0031】
プログラムエリアPGAにTOC情報を記録する場合には、TOC情報を読み出す前の段階では、システムコントローラ28は、まだ光ディスク11の最外周記録位置を認識していない。このため、メカニカルな制限を与えた上で、最外周記録位置を認識しない状態でPGAに対するアクセスを開始するか、又は最外周記録位置をデフォルト値で仮に与えてPGAに対するアクセスを開始する。TOC情報を取得した後は、このTOC情報により最外周記録位置(時間)が分かる。
【0032】
プログラムエリアPGAにTOC情報のファイルが記録されている場合、このTOCファイルに対しては、少なくともTOC情報が取得される前の状態でもアクセス可とするようなプログラムとするか、又はデフォルトTOC情報を用意して、正規のTOC情報が取得されるまで、そのデフォルトTOC情報でアクセスできるようにする。
【0033】
図8は、光ディスクドライブ装置12とホストシステム13との間のコマンド及びデータのやりとり(SCSIもしくはATAPIの例)を示す図である。
ドライブ装置12が光ディスク11からメインチャネルに記録されたTOC情報を読み出す間、ホストシステム13は、ドライブ装置12に対して“test unit ready”コマンドを“good”ステータスを受け取るまで継続的に発行する。ドライブ装置12はホストシステム13からのアクセス系のコマンドがまだ受け付けられる状態にない場合(準備状態の場合)には、“check condition”ステータスをホストシステム13に出力する。ドライブ装置12は、内部のパラメータを初期化し、TOC情報を取得したらホストシステム13に“good”ステータスを出力する。これを受けたホストシステム13は、“read TOC”コマンドをドライブ装置12に発行し、ドライブ装置12は、取得したTOC情報をホストシステム13に転送する。以後、ドライブ装置12は、読み取り待機状態となって次の指示を待つ。ホストシステム13からの指示があった場合は、ドライブ装置12は、保持しているTOC情報と指示内容とに基づいて必要な情報の読み取りを実行する。
【0034】
(2)メインチャネルに記録されたTOC情報をシステムコントローラ28が解読する能力を持たない場合
この場合には、ホストシステム13側でのデータ解析能力を利用してTOC情報を取得する。システムコントローラ28がメインチャネルの解読能力を有しないため、その分、システムコントローラ28のファームウェアの負担を軽減することができる。ホストシステム13もTOC情報を持つが、ドライブ装置12にMIN,SEC,FRAMEによるダイレクトな命令しか発行できない。ホストシステム13が、TOC情報取得後、その内容を光ディスクドライブ装置12へ返すことにより、光ディスクドライブ装置12も、TOC情報を持つことになる。これによってホストシステム13は、光ディスクドライブ装置12へトラック単位のアクセスを必要とする時は、MIN,SEC,FRAMEの代わりに、トラック番号を指定するだけで光ディスクドライブ装置12は、MIN,SEC,FRAMEのアクセスが可能になる。
【0035】
▲1▼リードインエリアLIAにTOC情報が記録されているとき
LIAでは、PGA,LOAに記録されたメインチャネルデータに対するアクセスのように、通常のデータアクセスと同じコマンドを使用することができないので、リードインエリアLIAのメインチャネルデータのアクセス用の新たなコマンドを用意する。図9は、この例である。
【0036】
光ディスク11のドライブ装置12への挿入と、ドライブ装置12のパラメータ初期化とにより、ドライブ装置12から“good”ステータスがホストシステム13に与えられると、ホストシステム13は、どこのメインチャネルにTOC情報が記録されているかの取り決めに従い、その位置からTOC情報の生データを読み出すようにドライブ装置12に指示を出す。ドライブ装置12は、このコマンドを受けて指定された位置のブロックのメインチャネルの生データ2048バイトをホストシステム13に転送し、ホストシステム13では、この生データを解析してTOC情報を取得する。取得されたTOC情報は、所定のプロトコルに基づいてホストシステム13からドライブ装置12に転送される。生のTOC情報の転送要求と、ドライブ装置12へのTOC情報の転送コマンドが新たなコマンドとなる。
【0037】
▲2▼プログラムエリアPGA又はリードアウトエリアLOAにTOC情報が記録されているとき
この場合には、プログラムエリアPGAのメインチャネルに記録された通常のデータをアクセスするコマンドを使用してTOC情報を読み出すことができる。このため、コマンド数を先の例よりも削減することができる。
図10は、TOC情報をISO9660のファイルとして持たせた例であるが、PVD、パステーブル、TOCファイルの各リードコマンドは、いずれも従来のコマンドをそのまま使用することができる。
【0038】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、目次情報を、サブコードではなく、これよりも大幅に容量の大きなメインチャネルに記録するようにしているので、1つの目次情報を記録するのに、従来のように多数のサブコードフレームに飛び飛びに記録する必要はなく、1つのデータブロックにまとめて記録することが可能になるため、目次情報を短時間にまとめて読み出すことができ、読み出し速度を大幅に高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例に係る光ディスク再生システムのブロック図である。
【図2】 同システムにおける98EFMフレームによるブロックの構成を示す図である。
【図3】 1データブロックのフォーマットを示す図である。
【図4】 1データブロックのフォーマットを示す図である。
【図5】 ISO9660フォーマットによるデータ構造を示す図である。
【図6】 マルチセッションの場合のデータ構造を示す図である。
【図7】 同システムにおける光ディスクドライブ装置のブロック図である。
【図8】 ドライブ装置とホストシステムのコマンド及びデータのやりとりの一例を示す図である。
【図9】 ドライブ装置とホストシステムのコマンド及びデータのやりとりの他の例を示す図である。
【図10】 ドライブ装置とホストシステムのコマンド及びデータのやりとりの更に他の例を示す図である。
【図11】 光ディスクの各記録領域を示す図である。
【図12】 同光ディスクの1EFMフレームのフォーマットを示す図である。
【図13】 同光ディスクのサブコードブロックの例を示す図である。
【図14】 同光ディスクのTOC情報を示す図である。
【符号の説明】
1,11…光ディスク、12…光ディスクドライブ装置、13…ホストシステム、21…スピンドルモータ、22…光ピックアップ、23…送りモータ、24…RFアンプ、25…EFM・CIRCデコーダ、26…メモリコントローラ、27…バッファメモリ、28…システムコントローラ、29…サーボ制御部。

Claims (3)

  1. データが記録されるメインチャネルとそのデータの記録位置等の付加情報であるサブコードとを含むフレームを単位として情報が記録され、前記メインチャネルに前記データの目次情報が記録された光ディスクから記録情報を読み出してデコードすると共に、前記目次情報に基づいて前記光ディスクに対して読み出し制御を行う光ディスクドライブ装置と、
    この光ディスクドライブ装置で読み出されデコードされた前記光ディスクの記録情報から前記目次情報を解読して求めると共に、求めた目次情報を前記光ディスクドライブ装置に転送するホストシステムと
    を備えたことを特徴とする光ディスク再生システム。
  2. 前記光ディスクは、予め定めた位置に前記目次情報を記録したものであり、
    前記ホストシステムは、前記予め定めた位置からメインチャネルのデータを読み出すように前記光ディスクドライブ装置に読み出しコマンドを送出し、これによって前記光ディスクから読み出されたデータを解読して前記目次情報を取得すると共に、取得した目次情報を前記光ディスクドライブ装置に供給するものである
    ことを特徴とする請求項記載の光ディスク再生システム。
  3. 前記光ディスクは、前記目次情報をファイルとして記録したものであり、
    前記ホストシステムは、前記目次情報が記録されたファイルを読み出すためのコマンドを前記光ディスクドライブ装置に出力し、前記光ディスクドライブ装置から読み出されたファイルの内容を解読して前記目次情報を取得すると共に、取得した目次情報を前記光ディスクドライブ装置に供給するものである
    ことを特徴とする請求項記載の光ディスク再生システム。
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