記錄和再現方法以及記錄和再現設備的製作方法
2023-10-18 13:14:39 2
專利名稱：記錄和再現方法以及記錄和再現設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及記錄/再現設備，它把數據記錄在具有大容量的記錄介質上並且具有用於管理記錄在記錄介質上的數據的區域。本發明還涉及一種以不同大小的單元記錄數據的記錄/再現設備，以及其記錄/再現方法和記錄介質。
背景技術：
用光碟作記錄介質的CD和DVD的記錄/再現設備已廣泛應用，並預期其記錄容量將日益增加。
圖5示出在DVD中用戶區使用的數據結構。圖中，奇偶校驗從兩個方向加到用戶數據上。標號51表示用戶數據，具體來說，就是由16個扇區(扇區0到扇區15)組成的一個記錄數據塊。標號52表示在行方向加的PI校驗，標號53表示在列方向加的P0校驗。由於如圖所示奇偶校驗從行和列的方向加到用戶數據上，所以要減少扇區數(現有16個扇區)或減少被採用的用戶數據數而不改變奇偶校驗就要求記錄數據塊的結構有相當大的改變。而且，如果加入奇偶校驗的方法改變了，就需要對普通的奇偶校驗以及在再現時作了改變的數據塊結構的奇偶校驗進行不同的解碼操作，這樣就使解碼電路的配置複雜化了而且降低了糾錯能力。因此，實際上，即使需記錄的信息很小時，數據也必需記錄在32K字節的最小記錄塊單元上。這樣，小的數據單元就很難記錄在傳統的DVD的數據結構中。
在DVD領域中，可記錄/可再現光碟，如DVD-RAM，其上可多次記錄數據，又如DVD-R其上只可一次記錄數據，這種可記錄/可再現光碟是與其記錄/再現設備一起研發的。
在記錄到光碟上的數據中，其數據已被記錄的信息被記錄在特定的管理區，然後被讀出來以便進行控制。
圖6示出DVD-R盤上的區域。由PCA(功率校正區)和RMA(記錄管理區)(二者分別用標號31和32來表示)組成的區域為R—信息區，這是關於所述記錄數據的管理區。標號33表示讀入區，34表示用戶數據記錄區，35表示讀出區。一般讀入區和用戶數據區相分離，就ECC塊(糾錯塊)地址而言，二者邊界存在於02FPFh和030000h之間。另外，應這樣確定RMA區的大小、使得RMA區能記錄下預定數量的ECC塊。
發明內容
如圖6所示，管理區具有預定數量的塊容量來記錄管理信息。
在這種配置的情況下，如果用一個大的記錄數據的最小數據單元來記錄管理信息的小數據量，那麼，記錄時間就長，而且當用WO(寫一次)作記錄介質時，所能進行的記錄操作的數目根據在管理區中記錄數據的大小而受到限制。由於在DVD中數據是以32K字節為單元記錄的，所以，即使數據小於32K字節，也要分配給它一個32K字節區，這樣一來，每記錄一次數據，就要消耗一個32K字節記錄區.因此，如果經常記錄數據，除非在管理信息記錄區還有存儲空間，否則即使用戶數據區還有足夠的存儲空間，也不可能記錄用戶數據。當利用提供更高密度的技術來增大用戶數據區時，這個問題就變得更為嚴重了。
考慮到以上問題，設計了本發明。因此，本發明的目的之一就是在有限的管理區內適當地記錄信息以便在記錄數據時有效的使用用戶數據區。
用比普通記錄數據的單元要小一些的單元在管理區內記錄數據就可緩解以上問題。
具體地說，按照本發明，在記錄介質上記錄數據的方法包括以下步驟以預定的數據單元的大小n(n為整數)來組合數據；在數據上加糾錯碼在數據上加地址；以分布方式安排數據；而且，在管理區記錄管理信息時，以預定的數據單元的大小m(m為小於n的整數)來組合併記錄數據。
在再現數據時，本發明以不同的單元組合數據，各單元對應於記錄介質上需從中再現信號(數據)的各個區。
另外，當用多種記錄塊的大小時，本發明將表示記錄塊大小的代碼記錄到記錄介質上。通過檢測各個代碼，就有可能進行對應於每一種記錄塊大小的再現處理。
圖1示出按照本發明的實施例，由較大的記錄塊形成記錄塊以及記錄此形成的記錄塊的方法；圖2示出按照此實施例的待記錄到記錄介質上的數據的數據單元的數據結構；圖3示出利用圖2所示記錄塊，把每段2K字節的數據放在一起組成一個邏輯塊的數據配置；圖4示出在包含於圖3所示記錄塊的2K字節邏輯塊1至4上加糾錯碼後得到的數據結構；圖5示出DVD中用戶數據的數據結構；圖6示出在DVD-R盤上的區域配置；圖7示出由圖1所示的8K字節記錄數據結構形成的16K字節的記錄數據結構；圖8示出由圖7所示的16K字節記錄數據結構形成的32K字節的記錄數據結構；圖9示出按照本發明的實施例，如何將盤上的各區實際分配給數據的實例；圖10示出根據本發明的記錄設備的配置；圖11示出；根據本發明的再現設備的配置；
圖12示出DVD中數據區的CPR.MAI；圖13示出根據本發明用於以4K字節的單元記錄數據的數據結構；圖14示出根據本發明用於以4K字節的單元記錄數據的同步和子碼配置；圖15示出這樣的實例當再現根據本發明的4K字節數據結構時在同步和子碼的一些部分包含錯誤，指明可能存在錯誤的數據位置；圖16是表示當再現根據本發明的4K字節數據結構時可能存在錯誤的數據位置的又一簡圖；以及圖17是表示按照本發明處理待記錄數據的方法的簡圖。
具體實施例方式
在圖中主要用到的符號(標號)意義如下；101表示信號輸入；102加奇偶校驗；103加子碼；104交錯；105調製；106盤；107系統控制；109用於處理記錄信號的半導體電路；110輸出；111把數據按預定單元組合的過程；112糾錯；113地址檢測；114去交錯；115解調；以及119處理再現信號的半導體電路。
以下將參考
本發明的最佳實施例。圖2和圖3示出根據本發明的用於記錄用戶數據的數據結構。圖1示出記錄塊大小已根據本發明作了改變的實例。圖4示出重新排列圖3所示數據結構後所得的用來實際記錄數據的數據結構。
圖2示出根據本發明待記錄在記錄介質上的數據的記錄單元的數據結構。以下說明均假定記錄介質為光碟。
記錄塊包括每一列，496位元組；每一行，一個字節的同步(同步信號)，38位元組數據，3組一個字節的突發錯誤檢測子碼和38位元組的數據；總計77，736位元組。箭頭表示在光碟上記錄數據的方向。各LDC(長距代碼)部分構成用戶數據，並且是用RS(裡得·索羅門(Reed Solomon))代碼在216段數據上加32個校驗而得到的結果。圖中此代碼順序布置成一單列，以陰影部分表示。但是，此代碼也可以被分割並且用交錯的方式排列。
圖3示出利用圖2所示的記錄塊把各個2K字節數據組成一個邏輯塊的數據配置。這樣，可以利用64位元組記錄塊來排列32個2K字節邏輯塊。除了以上實例外，還可以這樣排列邏輯塊，使得每2塊排列成一行。
圖4示出在圖3所示的2K字節邏輯決1至4上加糾錯碼後得到的數據結構。如圖所示，糾錯碼RS(248，216，31)是豎直地(列方向)加在數據上的。這樣，圖上表示的情況是糾錯碼加在豎直地排列的邏輯塊1至4上。但是，糾錯碼也可加在邏輯決1，16，2，和17上而具有同樣效果。因此，本發明並不限於邏輯塊的某一特定組合，利用常規的交錯法可採用任何組合。
圖1示出形成並記錄比上述要小的記錄塊的方法。
如圖1所示，記錄塊a包括每一列，496位元組；每一行，一個字節的同步，38位元組數據，3組一個字節的突發錯誤檢測子碼和38位元組的數據；總計77,736位元組。箭頭表示在光碟上記錄數據的方向。記錄塊b1包括每一列，62位元組；每一行與記錄塊a一樣，有一個字節的同步，38位元組數據，3組一個字節的突發錯誤檢測子碼和38位元組的數據；總計9,672位元組.在光碟上記錄數據的方向與記錄塊a相同。
2048位元組的數據和4位元組的錯誤檢查碼構成一個記錄數據單元，記錄塊a的數據由32個數據單元構成。至於記錄塊b1，則是由2048*4位元組的數據和4*4位元組的錯誤檢查碼構成其最小記錄數據單元。將此最小記錄數據單元重新排列，如圖中記錄塊b2所示，形成類似於包括RS碼(糾錯碼)的記錄塊a的結構(排列)這樣就可用對記錄塊a採用的同樣方法進行RAM控制，用以暫時存儲數據供信號處理或進行糾錯處理。就是說，先把糾錯碼然後把子碼都加在記錄塊b2的結構上。記錄數據時，像記錄塊b1一樣記錄數據(用記錄塊b1的結構)。由於所述子碼是64位元組的代碼串，它可以以單列的方式加入，也可用交錯法排列。
順便提一句，2048位元組大致就是2K字節。因此，記錄塊b1的數據結構可記錄8K字節的數據，它包括各自排列成一行的62個記錄塊單元。但記錄塊b1不限於此特定數據結構，即，比特定字節數，8K字節。如果記錄塊b1能容易地分割和重新排列組成記錄塊a的數據結構，那麼記錄塊b1(即，其數據結構)可以具有任意大小。
另一方面，由諸如上述小塊組成的數據結構可能不易交錯數據，從而使糾錯能力變差。為解決此問題，同樣的數據可進行多次記錄，或可加入糾錯校驗。
圖7示出由圖1所示的8K字節記錄數據結構形成的16K字節記錄數據結構。利用類似方法可很容易的從16K字節記錄數據結構得到32K字節記錄數據結構。圖8示出DVD的用戶數據區中記錄有複製控制信息的區域，圖中，CGMS(複製產生管理系統)區記錄關於用戶數據的信息，因此不需要作為管理信息數據。相應地，管理信息可記錄在此區域，方法是把待記錄的數據大小編碼成幾個類型的代碼並記錄該代碼。例如，當把2比特指派給區域CGM時，可用標記符「00」表示8K字節記錄數據.記錄此信息的區域不限於區域CGMS。任何區域，只要是用於用戶數據且不包括在管理區內，都可用來記錄此類信息。
圖8示出比上述要大的數據結構。如圖8所示，記錄塊d包含32K字節的數據，是64位元組記錄塊a大小的一半。由於DVD以32K字節單元記錄數據，這種數據大小的記錄塊很容易與DVD系統兼容。用這種記錄塊，在待記錄的數據上加上校驗和子碼，然後將其交錯以便分布數據，以增強突發錯誤的檢測能力。可以在交錯後(而不是在交錯前)加入子碼。在記錄塊a的情況下，通過把子碼加到數據上來交錯數據，然後，比如，將其重新排列。在利用交錯技術的這種排列的情況下，在發生突發錯誤時，可檢測到實際突發錯誤一半長的兩個視在突發錯誤.因此，即使在因突發錯誤而數據不能連續再現時，如果視在突發錯誤處於用交錯糾錯的距離之內，數據就可用所加的校驗來糾正。為達此效果，數據被交錯，然後在已交錯的數據上所加的子碼也交錯以增強糾錯能力。
由於記錄塊d包含小於記錄塊a的數據，所以記錄塊a所用的交錯技術就不能用於記錄塊d。相應地，子碼在248位元組內交錯。用這種方法，就有可能形成和記錄32K字節的記錄塊。在上述每一種描述中，數據都組成具有接近2的n(n為整數)次方個字節的單元。為了對分數作四捨五入，可以加入冗餘數據，以便產生組合數據時易於使用的數字。
圖9示出根據本發明如何將待記錄的數據實際上記錄到光碟上的實例。記錄光碟上設置有管理信息區；讀入區；用戶數據區以及讀出區；數據被以預定的格式記錄到各個區。數據被以具有64位元組的預定的記錄塊記錄到用戶數據區。至於管理信息區，以其塊尺寸小於64K字節、即4K字節、8K字節、16K字節或32K字節的記錄塊的形式記錄數據。通過以上述方法記錄數據，就有可能在有限的區域內有效地記錄管理信息。應當指出，雖然在圖9中管理區是在讀入區內，但是此關係也可相反。
另外，如果事先已知管理區不夠，可以這樣安排、使得可以建立一種定義以便擴展它，例如，圖5所示的讀入區和用戶數據區的邊界可以不是固定的(即使在圖中就ECC地址而言是固定在02FFFFh和030000h之間)，而是可以改變的。此時，就可將已改變的邊界位置記錄在某一區，比如管理信息區(如果事先已知需要較大的管理區)的第一部分，以擴展管理區。
圖10示出根據本發明的記錄設備的配置。標號101表示用於輸入待記錄的數據的信號輸入部分；102表示用於加入糾錯碼的「加校驗」部分；103表示用於加入分布式地址等信息的「加子碼」部分；104表示用於重新排列數據的交錯部分；105用於記錄數據的調製部分；以及106表示其上記錄數據的光碟。標號107表示用於控制系統的系統控制電路；而109表示處理記錄信號的半導體電路。雖未示出，但還設置一種記錄裝置以便在記錄介質上記錄數據。術語「記錄裝置」此處表示，例如，光頭。記錄裝置可進一步包括記錄光學系統和記錄用雷射器，術語「組合裝置」此處表示把待記錄數據按預定單元組合以便可將校驗加到數據上的裝置.例如圖10中，用於將數據組合成預定的單元的步驟(部分)100就是組合裝置。應當指出，如果數據組合成多種不同的數據單元(即各種數據單元包括不同數量的字節等)，則對各數據單元可採用不同的電路，或者，也可採用確能改變構成數據單元數(或字節)的單一電路。再者，糾錯碼加入裝置就是在記錄介質上把校驗加到待記錄數據上的裝置。例如，圖10所示「加入校驗」部分102就是糾錯碼加入裝置。糾錯碼加入裝置可以包括在RAM等上存儲數據和寫/讀數據的機制。應當指出，如果數據組合成多種不同的數據單元(即各種數據單元包括不同數量的字節等)，則對各數據單元可採用不同的電路作為糾錯碼加入裝置，或者，也可對所有不同的數據單元採用單一電路作為糾錯碼加入裝置，方法是在不同的數據單元間或在不同的數據串單元間(各有不同數量的字節等)切換。
系統的控制是這樣當待記錄數據是管理信息而且很小時，從信號輸入部分輸入的每段數據都設定得比較小，不進行通常的交錯處理，而是在加了校驗和子碼後直接用轉換開關進行調製和記錄到光碟上。圖中，加子碼103是在交錯前執行的。但也可在交錯後執行，根據待記錄的數據而定。另外，即使在上述情況下，利用轉換開關使數據不進行通常的交錯處理，數據也可進行適合於待記錄的小數據的簡單交錯處理。上述處理操作的轉換可以藉助來自系統控制107的轉換信號進行轉換，或利用半導體電路109內進行的地址檢測而自動轉換。
圖11示出再現電路(裝置)的配置。來自光碟106的再現信號由解調部分(電路)115解調，並由地址檢測部分113作地址檢測。標號114表示解交錯部分，用於重新排列數據。數據由糾錯部分112糾錯，在數據組合成預定單元後由終端111輸出。標號119表示處理再現信號的半導體電路，術語「解調裝置」此處指在記錄介質中對數據作解調的裝置。例如，圖11中的解調電路115就是解調裝置。術語「再現組合裝置」此處指把從記錄介質上再現的數據按照被記錄數據的單元組合成預定單元的裝置，以便進行糾錯.此裝置對應圖11所示的過程113(地址檢測部分)，即檢測數據地址並把數據組合成預定單元。應當指出，如果數據組合成多種不同的數據單元(即各種數據單元包括不同數量的字節等)，對各數據單元可採用不同的電路，或者，也可採用能根據地址值來改變構成糾錯數據單元數(或字節)的單一電路。再者，糾錯裝置就是糾正從記錄介質再現的數據中的錯誤的裝置。例如，圖11中的糾錯部分112就是糾錯裝置。糾錯裝置可包括在RAM中存儲數據以及寫/讀數據的機制。應當指出，如果數據組合成多種不同的數據單元(即各種數據單元包括不同數量的字節等)，對各數據單元可採用不同的電路作為糾錯裝置，或者，也可對所有不同的數據單元採用單一電路作為糾錯裝置，方法是在不同的數據單元間或在不同的數據串單元間(各有不同數量的字節等)轉換。
系統的控制是這樣當待再現的數據是管理信息而且很小時，從記錄介質來的待再現的數據單元和糾錯都設定得比較小並進行糾錯。當小量的管理信息數據被讀出時，利用地址檢測檢查數據位置。通過轉換開關控制，使得數據在存儲前不受普通交錯處理.然後數據在預定記錄塊中糾錯並輸出。
圖12示出DVD中數據區的CPR-MAI(版權管理信息)403的結構。在可用的48比特中，現只用了4比特。標號b47表示CPM(版權材料)，說明此扇區是否包括版權材料；b46表示CP-SEC，說明此扇區是否有版權保護系統的特定數據結構；b45和b44表示CGMS(複製產生管理系統)，它記錄複製限制信息。控制數據複製的信息必需記錄在數據區。但複製信息如CGMS不需要記錄在管理區。因此，可以作以下安排.管理區中的記錄塊大小可編成2比特的代碼，然後記錄在CGMS的2-比特區，這樣就有可能獲知記錄塊的大小。
圖13示出用於以4K字節的單元記錄數據的數據結構。圖中，標號A到H各表示數據單元，其中每一行有19位元組、每一列有31位元組。記錄塊e2包括兩個子碼串，每個有62位元組(包括校驗)；以及19個代碼串，每個有248位元組，排列成一列。這些數據單元(記錄塊e2)重新排列成記錄塊e1，其數據結構為每列31位元組，每行156位元組。利用這種數據結構，就可記錄具有4K字節大小的數據。順便提一句，如果記錄塊e2中子碼串s1和s2被分割和重新排列成現在這樣，重新排列後的同步位置就會與記錄塊e1中用戶數據的排列不匹配。
為解決此問題，如圖14所示，將同步插入代碼串s1和s2結構中的特定位置，而數據，如地址信息，和加在數據上的校驗則置於其他部分。利用這種子碼的數據結構，就可使同步位置與用戶數據的排列相匹配。
圖15示出，當再現圖13和14所示的4K字節數據結構時，在同步和子碼部分包含有錯誤的實例。圖中，同步N.G.和子碼N.G.都代表錯誤實例。具體地說，當未能適當檢測到同步或子碼的糾錯代碼中含有錯誤數據時，其後的串必須處理，因該串可能有誤。當發生上述同步檢測N.G.或子碼N.G.時，從同步N.G.或子碼N.G.的位置就可估計數據單元A到H中所包含的錯誤部分，如圖中陰影部分所示。根據此信息糾正數據中的錯誤，就有可能將數據正確解碼。此時，數據可記錄多次。
圖16示出另一實例(與圖15的實例不同)，在此例中，未能適當檢測到同步或子碼的糾錯代碼中含有錯誤數據的情況多次連續發生，處理錯誤之間的數據，因為數據可能有誤。利用這種算法，數據錯誤的位置信息增加了可靠性，這樣就可以用丟棄錯誤部分的方法來糾正數據。
圖17是流程圖，說明用於處理迄今描述的待記錄數據的方法以及改變數據結構的方法。首先，在記錄數據時，在步驟171先確定目標區是否為管理區，如果是用戶數據區，則用64K字節單元處理數據。在步驟173加入同步和子碼，並在步驟174進行數據交錯，產生記錄數據結構。另一方面，若在步驟171確定是管理區，則在步驟175確定待記錄數據的大小。此時，如果待記錄數據的大小需要以64K字節單元來記錄，則象用戶數據區的情況一樣，用64K字節記錄塊來記錄數據。需要以64K字節的記錄單元記錄的數據大小包括稍小於64K(字節(例如60K字節等)及大於64K字節的數據大小。
若在步驟175確定待記錄數據比較小，則在步驟179根據待記錄數據的大小選擇適當的記錄塊大小。如上所述，記錄塊可配置成小於64K字節的各種大小，如32K字節(圖8所示)，16K字節(圖7所示)，8K字節(圖1所示)，4K字節(圖13所示)。這樣，通過根據待記錄數據的大小選擇適當的記錄塊大小，就可減少大量記錄在管理區中的數據。
然後在步驟180加上識別碼。識別碼表示記錄塊的大小。根據由該識別碼表示的記錄塊的大小執行同步和子碼的加入以及數據配置的轉換。具體地說，在步驟181，在待記錄數據和識別碼上加上小記錄塊的同步和子碼。在步驟182，根據數據大小重新排列數據以便產生待記錄的數據。通過進行這種處理，就有可能在盤的管理區記錄甚至很小的數據。
根據上述的本發明，在記錄介質上記錄數據時，甚至很小的待記錄數據都可象一般數據(普通大小)那樣進行記錄信號處理，於是就有可能以小單元在管理信息區記錄數據。這樣，就可減少記錄管理信息所需的時間，並有效地利用管理信息區。
權利要求
1.一種對於具有第一區和第二區的記錄介質的記錄方法，其特徵在於，在第二區中以第二糾錯塊的單位進行記錄，該第二糾錯塊包含同步信號、數據、和用於檢測該數據的突發錯誤的子碼，第二糾錯塊比第一區中的第一糾錯塊小。
2.如權利要求1所述的記錄方法，其特徵在於所述第一區為數據區，所述第二區為管理信息區。
3.如權利要求1所述的記錄方法，其特徵在於所述第二糾錯塊的先頭列中包含同步信號。
4.如權利要求1所述的記錄方法，其特徵在於所述第二糾錯塊由248行構成。
5.如權利要求4所述的記錄方法，其特徵在於所述第二糾錯塊包含同步信號、子碼、數據，所述數據構成為對216個數據附加32個糾錯碼。
全文摘要
如果用大的記錄數據的最小數據單元來記錄管理信息的小數據量，則錄製時間長，而且當用WO(只寫一次式盤)作為記錄介質時，所能進行的記錄操作數也受到限制。為解決此問題，本發明可以用比普通記錄數據單元小的單元在管理區記錄數據以便在有限的管理區適當地記錄信息，從而有效地利用用戶數據區。同時，本發明簡化了通常用在普通記錄數據的交錯處理，並對本發明的數據結構(對小的數據)進行簡化的交錯處理，以確保在普通數據和有本發明數據結構的數據之間信號處理的兼容性。
文檔編號G11B20/18GK1873814SQ20061010051
公開日2006年12月6日 申請日期2002年4月15日 優先權日2001年12月14日
發明者川前治, 星澤拓, 宮本治一, 平重喜, 片山由香裡 申請人:株式會社日立製作所