专利名称：用于扫描盘形信息存储介质的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及一种用于将信息写入到盘形信息存储介质上和从盘形信息载体上读取信息的盘驱动设备。更具体的说，本发明涉及一种用于操作光学存储盘的盘驱动设备；下文中，也将这种盘驱动设备称为“光盘驱动器”。然而，应当注意，本发明并不局限于光盘，因为本发明的要旨也同样适用于其它类型的盘。
背景技术：
众所周知，光学存储盘包括以连续螺旋或多个同心圆的形式存在的至少一条轨道的存储空间，在该存储空间内，可以数据图案的形式存储信息。光盘可以是只读类型光盘，所述光盘上的信息在制造过程中被记录下来，用户仅能对所述信息进行读取。光学存储盘也可以是可写类型光盘，其信息可由用户存储。为了将信息写入到光学存储盘的存储空间内或从盘上读出信息，一方面，光盘驱动器包括用于接收和旋转光盘的旋转装置，并且另一方面，所述光盘驱动器还包括用于产生光束(典型产生激光束)和用所述激光束扫描存储轨道的光学扫描装置。由于总体来说光盘技术(即，将信息存储在光盘上的方式和从光盘读出光学数据的方式)是公知的，因此在本文中详细描述所述技术是不必要的。
为了旋转光盘，光盘驱动器典型的包括电机，所述电机驱动与光盘的中心部分啮合的轮毂(hub)。通常，电机可以实现为主轴电机，电机驱动的轮毂可以直接设置在电机的轴杆上。
为了光学扫描旋转盘，光盘驱动器包括光束发生器器件(典型为激光二极管)、用于将光束聚焦在盘上的焦点处的物镜以及用于接收从所述盘上反射的反射光和产生电检测器输出信号的光检测器。所述光检测器通常包括多个检测器分段，每个分段都提供有各自的分段输出信号。
在操作过程中，光束应保持聚焦于盘上。为此，将物镜设置为可轴向移动，所述光盘驱动器包括用于控制物镜的轴向位置的聚焦致动器装置。此外，焦点应保持与轨道对准或能够从当前轨道移动到下一轨道上。为此，将至少一个物镜安装为可径向移动，并且所述光盘驱动器包括用于控制物镜的径向位置的径向致动器装置。
控制电路驱动电机并驱动致动器装置，以相对于正确轨道定位激光束的焦点和以期望的速度旋转盘。在设定盘速度的过程中，控制电路可以采用不同的控制策略。在一种控制策略中，驱动盘电机以恒定旋转频率转动，使盘以恒定角速度进行旋转；所述操作模式被称为CAV模式。
在另一种控制策略中，将盘电机的旋转频率选择为与激光束焦点的径向位置相关，从而使所述盘以恒定线速度进行旋转；所述操作模式被称为CLV模式。假设轨道的线位密度是恒定的，那么CLV模式导致恒定位速率，而CAV模式导致外侧轨道的位速率高于内侧轨道的位速率。
在一个固定设置中，盘驱动设备能够仅在一个模式下操作。例如，盘驱动器可以只能在CAV模式下以与半径无关的一个固定角速度进行操作。或者，所述盘驱动器只能在CLV模式下以一个固定线速度进行操作。然而，本发明涉及一种具有可变速度设定和/或能够切换操作模式(即，选择性地在CAV模式或CLV模式下进行操作)的盘驱动设备；这种选择速度和/或模式的自由度通常被称为设定模式/速度。
这种能够设定模式/速度的盘驱动装置本身是已知的。例如，可以参考EP1052638，所述文献描述了一种将盘划分为多个区域的盘驱动器。对于每个区域来说，操作模式都是固定的，并且相关速度也是固定的。这样，可以在CAV模式下以第一旋转速度对一个区域进行操作，在CAV模式下以第二旋转速度对第二区域进行操作，在CLV模式下以某个线速度对第三区域进行操作，等等。然而，区域之间的区别以及与所述区域相关的模式和速度是提前定义的，这种定义是固定的。这种对操作模式和速度进行预定义的定义方式的缺点在于所述设备在功耗方面通常不会尽可能有效的进行操作。
本发明旨在克服上述缺陷。
更具体的说，本发明的目的在于提供一种改进的盘驱动设备，所述设备能够在减小的功耗下进行操作，而不损害其性能。
发明内容
根据本发明的一个重要方面，所述盘驱动器能够根据将要进行的操作以最小化所述操作的功耗为目的动态选择操作模式和/或速度和/或执行次序。
根据本发明的另一重要方面，所述盘驱动器能够接收多个操作命令，以在命令缓冲器中存储所述命令，计算对这些命令最有效的执行次序，和以经过计算的最有效的执行次序执行所述命令。
根据本发明的优选实施方式，所述盘驱动器能够接收多个操作命令，以在命令缓冲器中存储所述命令，结合最有效模式和/或速度选择而对这些命令计算最有效的执行次序，和以经过计算的最有效的执行次序在相应选定的最有效模式和/或速度下执行所述命令。
下文中将借助于以附图为参考的说明内容进一步解释本发明的这些和其它方面、特点和优点，在所述附图中，相同的附图标记代表相同或相似的部件，其中图1示意性的示出了光盘驱动设备的相关元件；图2A和2B分别是示出CAV模式和CLV模式的曲线图；图3A和3B分别是示出速度取决于盘的半径区域的情况下的CAV模式和CLV模式的曲线图；图4是示出可选CAV模式和CLV模式的曲线图；图5A和5B是示出在CAV模式或CLV模式下读取/写入某数据量所需的能量的曲线图；图6是示出根据本发明的读/写过程的第一实施方式的流程图；图7是示出根据本发明的读/写过程的第二实施方式的流程图；图8是示出根据本发明的读/写过程的第三实施方式的流程图；图9是示出根据本发明的读/写过程的第四实施方式的流程图；图10是示出根据本发明的读/写过程的第五实施方式的流程图；具体实施方式
图1示意性的示出了光盘驱动设备1，其适用于将信息存储在光盘2上或从光盘2上读出信息，所述光盘典型为DVD或CD。为了旋转盘2，盘驱动设备1包括固定到框架(出于简要的考虑未示出)上的电机4，其定义旋转轴5。
盘驱动设备1还包括用于以光束扫描盘2的轨道(未示出)的光学系统30。更具体的说，在图1所示的示例性设置中，光学系统30包括光束发生装置31，典型为激光二极管之类的激光器，被设置为用于产生光束32。在下文中，沿光路39的光束32的不同部分将以附加在附图标记32之后的a，b，c等字符表示。
光束32穿过分束器33、准直透镜37和物镜34到达(光束32b)盘2。光束32b由盘2反射(反射光束32c)，穿过物镜34、准直透镜37和分束器33(光束32d)，到达光检测器35。物镜34被设计为用于将光束32b聚焦在盘的记录层(为了简化说明内容而未示出)的焦点F上。
盘驱动设备1还包括致动器系统50，其包括用于相对盘2径向移动物镜34的径向致动器51。由于径向致动器本身是已知的，而本发明与这种径向致动器的设计和功能并不相关，因此，在本文中没必要详细讨论径向致动器的设计和功能。
为了获得和保持正好正确聚焦在盘2的期望位置上，所述物镜34被安装为轴向可移动，而致动器系统50还包括被设置为用于相对盘2轴向移动物镜34的聚焦致动器52。由于聚焦致动器本身是已知的，而这种聚焦致动器的设计和操作不是本发明的主题，因此，在本文中没必要详细讨论这种聚焦致动器的设计和操作。
为了获得和保持物镜34的正确倾斜位置，所述物镜34可以枢轴方式进行安装；在这种情况下，如图所示，致动器系统50还包括被设置为用于使物镜34相对于盘2绕轴旋转(pivot)的倾斜致动器53。由于倾斜致动器本身是已知的，而这种倾斜致动器的设计和操作不是本发明的主题，因此，在本文中没必要详细讨论这种倾斜致动器的设计和操作。
还应注意，用于相对设备框架支撑物镜的装置和用于轴向和径向移动物镜的装置以及用于绕轴旋转物镜的装置本身通常是已知的。由于这种支撑和移动装置的设计和操作不是本发明的主题，因此，在本文中没必要详细讨论它们的设计和操作。
还应注意，径向致动器51、聚焦致动器52以及倾斜致动器53可以实现为一个集成的致动器。
盘驱动设备1还包括控制电路90，其具有与径向致动器51的控制输入端相连的第一输出端91、与聚焦致动器52的控制输入端相连的第二输出端92、与倾斜致动器53的控制输入端相连的第三输出端93以及与电机4的控制输入端相连的第四输出端94。控制电路90被设计为用于在其第一控制输出端91产生用于控制径向致动器51的控制信号SCR、在其第二输出端92产生用于控制聚焦致动器52的控制信号SCF、在其第三输出端93产生用于控制倾斜致动器53的控制信号SCT和在其第四输出端94产生用于控制电机4的控制信号SCM。
控制电路90还具有用于接收来自于光检测器35的读信号SR的读信号输入端95。
为了扫描光盘2(在读取或写入操作过程中)，控制电路90驱动电机4(控制信号SCM)在某个旋转频率上旋转。如果盘2直接安装在电机的输出轴上(如图所示)，则盘2的旋转频率与电机的旋转频率相同，但是，作为一种可选方案，所述盘驱动设备1还可以包括位于电机和盘之间的传动系统，在这种情况下，盘2的旋转频率可以不同于电机的旋转频率，这对本领域技术人员而言是显而易见的。在下文中，盘2的旋转频率将被表示为ω[s-1]；盘的旋转速度将为2πω[rad/s]。
控制电路90可以在CAV模式下操作，在这种情况下，旋转频率ω与扫描焦点F的径向位置无关。控制电路90还可以在CLV模式下操作，在这种情况下，扫描焦点F相对于轨道的线速度V与扫描焦点F的径向位置无关。
ω和V遵循下述关系V＝2πω·R，R是扫描焦点F的径向位置的半径。在CAV模式下进行操作的情况下，线扫描速度与扫描焦点F的径向位置的半径成比例。在CLV模式下进行操作的情况下，盘的旋转频率ω与扫描焦点F的径向位置的半径成反比。上述关系如图2A和2B所示，所述附图是示出在CAV(图2A)和CLV(图2B)的情况下ω和V(纵轴，任意单位)作为R(横轴，任意单位)的函数的示意图。
在图2A和2B中，ω和V在从最内半径R内到最外半径R外的R的整个范围内分别是恒定的。如下所述，根据本发明的盘驱动器1的控制电路90优选能够根据环境的变化分别改变ω和V的值。这种实施方式的一个实施例图示于图3A和3B中，所述附图分别是与图2A和2B进行对比的附图。
图3A示出了这样一种情况，其中，控制电路90在CAV模式下在从最内半径R内到某第一半径R1的第一范围内以第一恒定旋转频率ω1进行操作；控制电路90在CAV模式下在从所述第一半径R1到某第二半径R2的第二范围内以第二恒定旋转频率ω2进行操作；以及控制电路90在CAV模式下在从所述第二半径R2到最外半径R外的第三范围内以第三恒定旋转频率ω3进行操作。
图3B示出了这样一种情况，其中，控制电路90在CLV模式下在从最内半径R内到某第一半径R1的第一范围内以第一恒定线速度V1进行操作；控制电路90在CLV模式下在从所述第一半径R1到某第二半径R2的第二范围内以第二恒定线速度V2进行操作；以及控制电路90在CLV模式下在从所述第二半径R2到最外半径R外的第三范围内以第三恒定线速度V3进行操作。
在图2A/3A和2B/3B中，控制电路90总是分别在CAV模式或CLV模式下进行操作，虽然分别是在恒定旋转频率和恒定线速度的不同值。如下文所述，根据本发明的盘驱动器1的控制电路90优选能够根据环境选择性地在CAV模式或CLV模式下进行操作。一个实例图示于图4中，所述附图是可与图2A和2B进行对比的附图。图4示出了控制电路90在CAV模式下在从最内半径R内到某第一半径R1的第一范围内以某恒定旋转频率ω1进行操作的情况。控制电路90在CLV模式下在从所述第一半径R1到最外半径R外的第二范围内以某恒定线速度V1进行操作。
根据本发明的一个重要方面，控制电路90被设计为基于功耗考虑选择其操作模式(CAV模式或CLV模式)和/或恒定旋转频率值和/或恒定线速度值，这将在后面描述。
对于执行任务的盘驱动设备来说，能耗量是随所述驱动器是在CAV模式下操作还是在CLV模式下操作而不同的。在这方面，短语“执行任务”用于涵盖各种个别的活动，例如，执行从开始轨道向目标轨道的跳跃、从/在某个轨道位置读出/写入某数据量的数据等等。对于所述“读取”或“写入”活动，在CAV和CLV模式下的功耗将基本相等，但是，读/写某数据量的数据所需的时间可能不同(在这方面，应当注意，能耗等于所消耗的功率乘以所需的时间，或更精确的，ENERGY＝∫{POWER(t)d(t)}。所述差别与数据存储位置的半径有关，也与盘驱动器开始活动时的状态有关。例如，假设在CLV模式和CAV模式下其在外半径处的旋转频率是相同的，那么，在CLV模式下所进行的在盘的内半径处的扫描的扫描速度明显快于CAV模式下的扫描速度。因而，与CAV模式进行比较，在CLV模式下，与从/在内半径读出/写入定量数据的操作相关的能耗明显较小。然而，当盘驱动器处于空闲或焦点F的当前位置是在外半径时，需要进行的扫描操作将需要在内半径处将盘的旋转加速(spin up)到相应的旋转频率(参见图2B)，这是一种消耗大量能量的活动，而保持恒定旋转频率主要需要仅够补偿摩擦的能量。
由此，可以根据环境更有利地采用CAV模式或采用CLV模式。尽管目标半径也会起作用，如开始半径，但是，不论如何，这些参数单独都是不起决定作用的；例如，如果在CAV模式下进行操作时盘驱动器当前正寻址于外侧盘半径处，则到内半径的跳跃并不必须涉及任何旋转加速，而从CAV模式切换到CLV模式可能是有利的。作为另一实例，如果要处理的数据量非常小，则与扫描操作相关的低功耗不能补偿由盘的旋转加速而消耗的能量，而继续在CAV模式下进行操作可以是有利的，反之，如果要处理的数据量很大，则倾向于使用CLV模式。
在下文中，将更为详细的讨论影响光盘驱动器的功耗的多个方面，特别是与CAV和CLV模式之间的选择相结合。
盘驱动设备包括多个消耗功率的元件，例如盘电机、致动器系统、激光器器件、激光器驱动器、位检测和模拟预处理电路、数字电子器件、缓冲存储器、DC/DC转换器。
当向盘驱动设备给出命令(写入和/或读取)，经历下述阶段初始旋转加速假设盘驱动器处于空闲状态，并且盘没有旋转，所述盘需要旋转加速到某个旋转频率。电机和电机驱动器是激活的；激光器、数字电子器件、模拟预处理电路和致动器系统关闭(OFF)。
当在CAV模式下操作时，不管其半径位置如何，所述盘总是将旋转加速至同一旋转频率；当在CLV模式下操作时，所述盘根据半径的变化旋转加速至一个旋转频率在内半径处，所述盘相比于外半径处将被旋转加速到较高的旋转频率。在内半径处，旋转频率量上的差别达到两倍，而在外半径处旋转频率通常对于CAV和CLV是相同的。根据半径，相比CAV模式，在CLV模式下的能耗明显较高。
初始化光学器件在初始的旋转加速之后，初始化光学系统。通常使电机在恒定频率下旋转。开启聚焦和跟踪致动器系统，同样也开启激光器。功耗主要取决于激光器和激光器驱动器。
旋转加速/减速当在CAV模式下操作时，不需要变化旋转频率，但是，在CLV模式下操作时，并且当必须跳跃到盘上的另一位置时，盘的旋转频率需要发生变化。可以在进行搜索操作的同时执行旋转频率的改变。
搜索将滑架(sledge)相对于盘移动到正确位置。激光器、用于聚焦和跟踪的致动器系统、模拟预处理电路和数字电子器件打开(ON)。搜索阶段可以与旋转加速/减速阶段和/或初始的旋转加速阶段部分重叠。功耗主要取决于激光器、激光器驱动器和信号处理电子器件。不管是CAV模式还是CLV模式，都以相同的方式执行搜索操作，因此，在能耗方面二者只有很小的差别或没有差别的。
读/写执行实际的读/写操作。激光器打开(ON)。模拟预处理电路和数字电子器件打开(ON)，用于执行检测、均衡、误差校正。并且，缓冲器也打开(ON)。功耗主要取决于激光器、激光器驱动器和信号处理电子器件。
在CLV模式下，读/写时间与盘上的位置无关。然而，由于旋转频率从外半径到内半径递增，因此电机的稳态功耗从外半径到内半径也逐渐增加。
在CAV模式下，电机的稳态功耗与盘上的位置无关。然而，读/写时间从外半径到内半径递增。
图5A和5B是示出读/写确定量数据(数据块数；横轴)所需的能量(ERW；纵轴)的曲线图。图5A与读/写发生在盘的内半径处的情况相关，而图5B与读/写发生在靠近盘的外半径处的情况相关。每幅图都示出了两条曲线，一条表示CAV模式下的操作，一条表示CLV模式下的操作。
通常，在对CLV模式与CAV模式进行比较时，CLV模式下的ERW小于CAV模式下的ERW，这是因为，在CLV模式下读/写时间较短，而在CLV模式下电机的稳态功耗仅有小幅增加。靠近盘的外半径，CAV特性曲线与CLV特性曲线之差几乎为零，至少如果盘速度在两种情况下基本相同，而通常是这种情况。
当要顺序执行多个读/写操作时，CLV模式比CAV模式能效比更高，正如从图5A-5B中所看出的。然而，当以随机盘存取顺序执行多个读/写操作时，CLV模式涉及旋转频率的变换(加速/减速)，这需要额外的能量。只要所述额外的能量小于能量差ERW，diff(图5A)，CLV模式仍是有利的，否则，CAV模式变为有利的。
执行命令所需的总能量ECOMMAND可以表示为ECOMMAND＝EUD+ESEARCH+ERW其中，EUD是旋转加速或减速所需的能量，
ESEARCH是搜索所需的能量，ERW是读/写所需的能量。
如果相应的总能量ECOMMAND，CLV小于总能量ECOMMAND，CAV，即，ECOMMAND，CLV＜ECOMMAND，CAV，则CLV模式比CAV模式有利。
在下述情况下，所述条件可以被满足EUD，CLV+ESEARCH，CLV+ERW，CLV＜EUD，CAV+ESEARCH，CAV+ERW，CAV，或EUD，CLV+ERW，CLV＜EUD，CAV+ERW，CAV(假设ESEARCH，CLV＝ESEARCH，CAV)，或EUD，CLV-EUD，CAV＜ERW，CAV-ERW，CLV＝ERW，diff所述条件是否被满足主要取决于盘驱动器所处的状态如果所述盘已经旋转，则EUD，CAV＝0，而只有在盘已经在正确频率下旋转时EUD，CLV＝0。
盘驱动器可以接收多个命令。在根据本发明的原理的盘驱动器中，这些命令没必要一接收就马上执行，也没必要按接收的顺序执行所述命令。盘驱动器被调整为以等待队列的形式存储所述命令，一旦所述队列包含了足量的命令，就以成批命令的形式执行命令，或在经过预定等待时间之后以成批命令的形式执行所述命令。根据本发明的原理的盘驱动器还被调整为确定命令在队列中的执行次序，以使整个成批命令所需的能量总量仅可能低。
根据本发明的原理的盘驱动器可以为所有命令确定同一扫描模式(CAV，CLV)下的最有效执行次序，甚至在所述盘驱动器不能改变扫描模式的情况下也是可能的。然而，能够改变扫描模式的盘驱动器优选被调整为选择每个命令的扫描模式，以使在选定的扫描模式下以确定的执行次序执行所有命令所需的能量总量尽可能低。
考虑这样一种情况命令队列包含三个命令C1、C2、C3，所述命令以此顺序被接收。盘驱动器可以接收的顺序C1-C2-C3，或以相反顺序C3-C2-C1或以例如顺序C1-C3-C2或以任何其它顺序执行这些命令。在这种情况下的可能顺序的总数等于6；一般来说，当队列包含n个命令时，这种情况下的可能顺序的总数等于n！。
每个命令都可以在CAV模式或在CLV模式下执行；更具体的说，第一命令可以在CAV模式下或在CLV模式下执行，第二命令可以在CAV模式下或在CLV模式下执行，第三命令可以在CAV模式下或在CLV模式下执行。在三个命令的情况下，模式选择存在8个可能组合(23)。一般来说，当模式可能性的数量等于m时，可能方式的数量等于mn。
这样，在命令队列包含三个命令C1、C2、C3，每个命令都可以在CAV模式或在CLV模式下执行的情况下，可能组合的总数等于48。根据本发明，盘驱动器适用于从这48个组合中选择与能耗最小量相关的组合。
实例1下面将参考图6详细阐释根据本发明的读/写过程100的第一实施方式。在第一步骤101中，接收读/写命令。控制电路90估算当所述命令在CLV模式下执行时所预期消耗的能量EL[步骤102]，并估算当所述命令在CAV模式下执行时所预期消耗的能量EA[步骤103]。正如本领域技术人员所显而易见的，步骤102和103可以相反的次序执行或同时执行。
之后，控制电路90确定EL是大于还是小于EA[步骤110]。如果控制电路90发现EL是小于EA，则所述命令在CLV模式下执行[步骤121]，否则，所述命令在CAV模式下执行[步骤122]。执行所述命令之后，处理过程继续到第一步骤101。
在计算执行命令时所预期消耗的能量时，控制电路90考虑先前指示的条件和参数，例如当前半径、目标半径、当前旋转频率、要读/写的块数，等等；这也适用于下面的实例。
在这个实例中，只考虑两个可能的扫描模式(CAV；CLV)。本领域技术人员应当清楚，当控制电路90有更多的可能扫描模式要进行选择时，可以进行类似的考虑。这个同样适用于下面的实例。
实例2下面将参考图7详细阐释根据本发明的读/写过程200的第二实施方式。在第一步骤201中，接收读/写命令，所述命令包含命令完成时限TLIMIT。这是与命令必须完成的时刻相关的限制，即，读/写过程执行速度。所述限制适用于例如音频数据、视频数据之类时间关键的数据的情况。
控制电路90估算当所述命令在CLV模式下执行时所预期需要的时间量tL[步骤202]，并估算当所述命令在CAV模式下执行时所预期需要的时间量tA[步骤203]。正如本领域技术人员所清楚知道的，步骤202和203可以相反的次序执行或同时执行。
之后，控制电路90将tL和tA与命令完成时限TLIMIT进行比较[步骤204]。如果tL和tA都小于命令完成时限TLIMIT，则所述处理过程类似于参考图6所描述的处理过程继续进行[步骤211-222]，所述命令在预期消耗最低能量的扫描模式下执行。
如果tL和tA其中之一大于命令完成时限TLIMIT，或tL和tA均大于命令完成时限TLIMIT，则认为对完成时间的考虑要比对能耗的考虑更重要，所述命令在与估算完成时间最小值相应的扫描模式下执行[步骤230-232]。
执行命令之后，所述处理过程继续到第一步骤201。
在上述实施方式中，控制电路以一条一条命令为基础计算估计能量。所述命令是在CAV模式下执行还是在CLV模式下执行的决定针对每条命令个别地作出。所述命令以其接收顺序顺序执行。在随后的实例中，将多条命令收集到队列缓冲存储器中，并且所述命令可以不同于原始次序的次序执行。可以针对每条命令个别地选择其扫描模式。
实例3下面将参考图8详细阐释根据本发明的读/写过程300的第三实施方式。在第一步骤301中，接收读/写命令，并将所述命令存储在队列缓冲存储器中[步骤302]。对随后的命令重复上述步骤，直到经过某个等待时间TWAIT[步骤303]；现在在队列缓冲存储器中命令的数目表示为n。在另一替换实施方式中(未示出)，对随后的命令重复所述步骤，直到队列缓冲存储器包含预定义数量n个命令。
对所有n！个可能的执行次序，控制电路90估算当所述命令在CLV模式下以这种次序(i)执行时所预期消耗的能量EL(i)[步骤311]，并确定消耗最低能量EL，MIN的执行次序[步骤312]。同样，对于所有可能的执行次序，控制电路90估算当所述命令在CAV模式下以这种次序(i)执行时所预期消耗的能量EA(i)[步骤313]，并确定消耗最低能量EA，MIN的执行次序[步骤314]。之后，控制电路90确定EL，MIN是大于还是小于EA，MIN[步骤320]。如果控制电路90发现EL，MIN是小于EA，MIN，则所有命令都在CLV模式下以与最低能量EL，MIN相应的执行次序执行[步骤321]，否则，所有命令都在CAV模式下以与最低能量EA,MIN相应的执行次序执行[步骤322]。执行所述命令之后，处理过程继续到第一步骤301。
这样，在本实例中，所有命令都在相同的扫描模式CAV或CLV下执行，但是，可以对执行次序进行选择，以使消耗能量预期尽可能低。
实例4下面将参考图9详细阐释根据本发明的读/写过程400的第四实施方式。在第一步骤401中，接收读/写命令，并将所述命令存储在队列缓冲存储器中[步骤402]。对随后的命令重复上述步骤，直到经过某个等待时间TWAIT[步骤403]；队列缓冲存储器中的当前命令数表示为n。在另一替换实施方式中(未示出)，对随后的命令重复所述步骤，直到队列缓冲存储器包含预定义数量的n个命令。
在本实例中，所述命令以其接收到的次序执行，但是，可以针对每个命令个别地选择其扫描模式，以使所有n个命令的组合所预期消耗的能量预期尽可能低。应当注意，以使其能效比尽可能高的方式个别地执行每条命令不必是均等的。例如，很显然的情形为当单独考虑时，两条命令的每一条在CLV模式下最有效地执行，但是当组合考虑时，所述组合在CAV模式下可以更有效地执行。
这样，第一命令可以在CAV模式下执行或在CLV模式下执行，给出了两种可能性。不管为第一命令设定的模式如何，第二命令都可以在CAV模式或CLV模式下执行，从而给出了总共四种可能性。不管为第一和第二命令设定的模式如何，第三命令都可以在CAV模式或CLV模式下执行，从而给出了总共八种可能性。技术人员应当理解，对n条命令设定的扫描模式存在2n个可能方案。
对所有这2n个扫描模式设定可能性，控制电路90估算当所述命令在相应的模式设定下执行时所预期消耗的能量Eex(i)[步骤411]，并选择需要最低能量Eex，MIN的模式设定[步骤412]。之后，控制电路90以接收次序执行来自队列缓冲存储器的命令并且为每条命令设定了在步骤412中确定的扫描模式[步骤421]。执行所述命令之后，处理过程继续到第一步骤401。
实例5下面将参考图10详细阐释根据本发明的读/写过程500的第五实施方式。在第一步骤501中，接收读/写命令，并将所述命令存储在队列缓冲存储器中[步骤502]。对随后的命令重复上述步骤，直到经过某个等待时间TWAIT[步骤503]；队列缓冲存储器中的当前命令数表示为n。在另一替换实施方式中(未示出)，对随后的命令重复所述步骤，直到队列缓冲存储器包含预定义数量的n个命令。
第五实施方式是第三和第四实施方式的组合，因为，控制电路90考虑所有n！个可能的执行次序，并针对每个可能的执行次序考虑所有2n个扫描模式设定的可能性。这样，针对执行次序和扫描模式设定的所有2n·n！个可能组合，控制电路90估算所预期消耗的能量Eex(i)[步骤511]，并选择需要最低能量Eex，MIN的执行次序和扫描模式设定的组合[步骤512]。之后，控制电路90在为每条命令设定了在步骤512中确定的扫描模式的同时以步骤512所确定的次序执行来自队列缓冲存储器的命令[步骤521]。执行所述命令之后，处理过程继续到第一步骤501。
实例6根据本发明的读/写过程的第六实施方式是第五和第二实施方式的组合。在第六实施方式中，队列缓冲存储器中成批的n条命令与整体完成时限相关，即，n条命令的组合必须在某个时限之内完成，所述时限可以是预定的固定时限，也可以是与这些命令相关联地传送到控制电路90的时限。
除了下述步骤不同外，第六实施方式的处理过程与上述第五实施方式的处理过程相类似在步骤511中，控制电路90也针对执行次序和扫描模式设定的2n·n！个可能组合中的每一个估算完成成批的n个命令所需的估计时间；如果估计的整体完成时间小于所述整体完成时限，则仅考虑执行次序与扫描模式设定的这种组合。这样，即使执行次序和扫描模式设定的某个组合能效更高，如果其执行时间长于时限，也不会选择所述组合。
实例7根据本发明的读/写过程的第七实施方式也是第五和第二实施方式的组合。在第七实施方式中，队列缓冲存储器中成批的n个命令包含至少一个与个别完成时限相关的命令，即，所述命令必须在某时限内完成，所述时限可以是预定的固定时限，也可以是与所述命令相关联地传送到控制电路90的时限。成批的n个命令可以包括与多个个别时限相关的多个命令；各自的个别时限可以互不相同。
除了下述步骤不同外，第七实施方式的处理过程与上述第五实施方式的处理过程相类似在步骤511中，控制电路90也针对执行次序和扫描模式设定的2n·n！个可能组合中的每一个估算完成每个个别命令(或至少是与个别时限相关的命令)所需的估计时间；如果对每个个别的命令来说估计的个别完成时间小于相应的个别完成时限，则仅考虑执行次序与扫描模式设定的这种组合。这样，即使执行次序和扫描模式设定的某个组合能效更高，如果其中涉及到甚至是单独一个命令的执行时间长于其个别完成时限，也不会选择所述组合。
本领域技术人员应当清楚，本发明并不局限于上述示例性的具体实施方式
，在所附权利要求所定义的本发明的保护范围内本发明还可以进行多种变化和改进。例如，即使保持在CLV模式下，也可以为了执行不同命令选择不同的线速度。盘驱动器可以具有不同的预定线速度可用。在估算能耗最小值时，盘驱动器可以改变线速度，并针对每一个预定线速度进行计算。这些变化可以基于对所有任务采用一个速度的情况，也可以基于对不同任务采用独立的速度的情况。
同样，即使保持在CAV模式下，也可以针对不同命令的执行选择不同的角速度。盘驱动器可以具有不同的可用预定角速度。在估算能耗最小值时，盘驱动器可以改变角速度，并针对每一个预定角速度进行计算。这些变化可以基于对所有任务采用一个速度的情况，也可以基于对不同任务采用独立的速度的情况。
此外，将第六和第七实施方式组合也是可能的，因为整体完成时限适用于成批的扫描命令，同时，个别的执行时限也适用于至少一个个别的扫描命令。
此外，整体和/或个别时限也可适用于第四和四五实施方式。
在上文中，已经参考框图阐释了本发明，所述框图示出了根据本发明的设备的功能块。应当理解，虽然，这些功能块中的一个或多个功能块可以硬件实现(其中该功能块的功能由个别硬件元件实现)，但是，这些功能块中的一个或多个功能块也可以用软件实现，因此，所述功能块的功能可以由计算机程序的一个或多个程序行或如微处理器、微控制器、数字信号处理器之类的可编程器件实现。
权利要求
1.一种用于扫描盘形存储介质(2)的轨道的方法(100；200；300；400；500)，所述方法包括下述步骤接收(101；201；301；401；501)至少一条扫描命令；计算(102，103；211，212；311，313；411；511)不同扫描模式设定(CAV；CLV)下的能耗估计值；确定(110；213；312，314，320；412；512)与最低预期能耗相关的扫描模式设定；在如此确定的扫描模式设定下执行(121，122；221，222；321，322；421；521)所述至少一条扫描命令。
2.根据权利要求1所述的方法(100；200)，所述方法包括下述步骤接收(101；201)一条扫描命令；计算(102；211)当所述扫描命令在CLV模式下执行时消耗的估计能量(EL)；计算(103；212)当所述扫描命令在CAV模式下执行时消耗的估计能量(EA)；确定(110；213)哪个扫描模式(CLV；CAV)对于执行所述扫描命令是能效比最高的；在能效比最高的扫描模式(CLV；CAV)下执行(121，122；221，222)所述扫描命令。
3.根据权利要求2所述的方法(200)，其中扫描命令与完成时限(TLIMIT)相关，所述方法还包括下述步骤计算(202)所述扫描命令在CLV模式下执行时的估计完成时间(tL)；计算(203)所述扫描命令在CAV模式下执行时的估计完成时间(tA)；检查(204)估计完成时间(tL；tA)中的任何一个是否超过该完成时限(TLIMIT)；如果发现估计完成时间(tL；tA)中的任何一个超过该完成时限(TLIMIT)，则确定(230)哪个扫描模式(CLV；CAV)对于执行所述扫描命令时间效率最高，并且在时间效率最高的扫描模式(CLV；CAV)下执行(231，232)所述扫描命令。
4.根据权利要求1所述的方法(300)，所述方法包括下述步骤接收多条n个扫描命令，并且将这些扫描命令放置在队列缓冲存储器(301，302，303)中；针对这n条扫描命令的所有n！个可能的执行次序中的每一个，计算(311)当这些扫描命令在CLV模式下以各自执行次序(i)执行时所消耗的相应估计能量(EL(i))；针对这n条扫描命令的所有n！个可能的执行次序中的每一个，计算(313)当这些扫描命令在CAV模式下以各自执行次序(i)执行时所消耗的相应估计能量(EA(i))；确定(312，314，320)执行次序和扫描模式的哪个组合对于执行这n条扫描命令能效比是最高的；使用执行次序和扫描模式(CLV；CAV)的最高能效组合执行(321，322)这n条扫描命令。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述确定(312，314，320)步骤包括下述步骤确定(312)所述n！个可能的执行次序中的哪一个对于在CLV模式下执行所述n条扫描命令能效比是最高的，并且确定相应的预期最低能耗(EL，MIN)；确定(314)所述n！个可能的执行次序中的哪一个对于在CAV模式下执行所述n条扫描命令能效比是最高的，并且确定相应的预期最低能耗(EA，MIN)；将所述针对CLV模式计算的最低能耗(EL，MIN)与所述针对CAV模式计算的最低能耗(EA，MIN)进行比较(320)。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，n条扫描命令的集合与一个整体完成时限相关，并且其中，在确定(312，314，320)执行次序和扫描模式的最高能效组合的步骤中，只考虑符合所述整体完成时限的那些组合。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，至少一个扫描命令与个别的完成时限相关，并且其中，在确定(312，314，320)执行次序和扫描模式的最高能效组合的步骤中，只考虑符合所述个别完成时限的那些组合。
8.根据权利要求1所述的方法(400)，所述方法包括下述步骤接收多条n个扫描命令，并且将这些扫描命令放置在队列缓冲存储器(401，402，403)中；针对这n条扫描命令的个别扫描模式设定(CAV，CLV)的所有2n个可能组合中的每一个，计算(411)当这些扫描命令以接收和存储在队列中的次序执行时所消耗的相应估计能量(EEX(i))；确定(412)对这n条扫描命令的个别扫描模式设定(CAV，CLV)的哪个组合对于以接收和存储在队列中的次序执行这n条扫描命令能效比是最高的；使用这n条扫描命令的个别扫描模式设定(CAV，CLV)的最高能效组合以接收和存储在队列中的次序执行(421)这n条扫描命令。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，这n条扫描命令的集合与整体完成时限相关，并且其中，在确定(412)个别扫描模式设定的最高能效组合的步骤中，只考虑符合所述整体完成时限的那些组合。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，至少一个扫描命令与个别完成时限相关，并且其中，在确定(412)个别扫描模式设定的最高能效组合的步骤中，只考虑符合所述个别完成时限的那些组合。
11.根据权利要求1所述的方法(500)，所述方法包括下述步骤接收多条n个扫描命令，并且将这些扫描命令放置在队列缓冲存储器(501，502，503)中；针对这n条扫描命令的个别扫描模式设定(CAV，CLV)和可能的执行次序的所有2n·n！个可能组合中的每一个，计算(511)当使用这n条扫描命令的个别扫描模式设定(CAV，CLV)的各自组合以各自的执行次序(i)执行这n条扫描命令时所消耗的相应估计能量(EEX(i))；确定(512)这n条扫描命令的个别扫描模式设定(CAV，CLV)和执行次序的哪个组合是能效比最高的；使用个别扫描模式设定(CAV，CLV)和执行次序的最高能效组合执行(521)这n条扫描命令。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，n条扫描命令的集合与整体完成时限相关，并且其中，在确定(512)个别扫描模式设定(CAV，CLV)和执行次序的最高能效组合的步骤中，只考虑符合所述整体完成时限的那些组合。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，至少一个扫描命令与个别完成时限相关，并且其中，在确定(512)个别扫描模式设定(CAV，CLV)和执行次序的最高能效组合的步骤中，只考虑符合所述个别完成时限的那些组合。
14.一种用于将信息写入到存储介质(2)上和/或从存储介质(2)上读取信息的盘驱动设备(1)，能够选择性地在至少CAV模式和至少CLV模式下操作，所述盘驱动设备(1)适于执行上述任意一个权利要求所述的方法。
全文摘要
一种用于扫描盘形存储介质(2)的轨道的方法(100；200；300；400；500)包括下述步骤接收(101；201；301；401；501)至少一条扫描命令；计算(102，103；211，212；311，313；411；511)不同扫描模式设定(CAV；CLV)下的能耗估计值；确定(110；213；312，314，320；412；512)与最低预期能耗相关的扫描模式设定；在如此确定的扫描模式设定下执行(121，122；221，222；321，322；421；521)所述至少一条扫描命令。
文档编号G11B19/02GK1934639SQ200580008554
公开日2007年3月21日 申请日期2005年3月4日 优先权日2004年3月17日
发明者O·米素特, S·B·吕特詹斯, B·M·德博尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司