专利名称：在一次写入型记录载体上记录信息的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种在一次写入记录载体上的具有物理地址的位置处记录以块(block)的形式组织成的信息的设备，所述位置在用户区具有逻辑地址，所述设备包括用于在记录载体上的轨迹中记录表示信息的标记的记录装置。
本发明还涉及一种分配用于存储数据的空间供在一次写入记录载体上的具有物理地址的位置记录以块的形式组织成的信息的方法，所述位置在用户区具有逻辑地址。
本发明还涉及一种用于分配存储数据的空间供记录信息使用的计算机程序产品。
背景技术：
为了允许在一次写入媒体上添加数据的拖放技术(有时也称作驱动器名访问DLA)，UDF文件系统使用称作虚拟分配表VAT的方法。该方法以顺序的方式从内侧到外侧使用数据和文件系统信息来填充盘。在盘被弹出或拆卸之前最后写入的信息是VAT表，该表包含对文件系统信息块和数据文件的最后更新的说明。在最新的UDF版本中，引入了一个新的概念来增强快速启动和鲁棒性。这一概念被称作元数据，这是处在盘的内侧(开始)的特殊文件并且包含所有文件条目。这些文件条目包含对真实文件数据的说明。通过将它们填装得彼此靠近，可在媒体安装之后非常快速地读取盘文件树信息。该文件理所当然是一个重要文件，并且可通过一个称作元数据镜像文件的备份文件来保护这一文件。很显然必须将该文件放置在媒体上的有效的物理位置处以防损坏。用于镜像备份文件的最佳位置是在媒体的外侧。
对于Blu-ray的一次写入盘，即BD-R，提出了一种不使用VAT方法的新文件系统写入方法。该新方法使用缺陷管理和伪重写。当向一个已写扇区发出写命令时，那么该扇区要么被备用区中的扇区替换(线性替换)，要么在用户区中的该特定子轨迹中的下一个可写扇区处对其进行写入。
元数据文件被放置在媒体的开始处(内侧)，并且为了该目的，保留一个子轨迹(子轨迹1)，其具有一些用于添加新文件的空闲区域。通常称作不可视子轨迹的剩余部分被用于所述数据，例如用于电影文件本身。在外侧的保留子轨迹可被保留用于包含元数据镜像文件。这是在盘的初始化期间进行的，在盘初始化期间定义用户区并将其分割成用于存储元数据文件的前部区(子轨迹1)、用于存储真实文件数据的中部区(子轨迹2)和用于存储镜像元数据文件的后部区(在该例子中为子轨迹3)。
当在使用盘期间元数据区域(子轨迹1)变得满了或者太小以至不能保存所有文件条目时，会出现问题。该问题在镜像元数据区(子轨迹3)的情况下甚至更加突出，因为该区域被定义在一次写入介质上用来顺序记录数据的用户区的末端。
发明内容
因此本发明的目的是为了克服该问题，并且更一般的来说，提供一种在这种介质上存储数据的更加灵活的方式。
这一目的根据本发明的第一方面是通过如在开头段落中所述类型的设备实现的，所述设备包括用于通过将每个位置定位在轨迹中的一个物理地址处来控制记录的控制装置，所述控制装置包括-寻址装置，用于将逻辑地址翻译成物理地址并且反之亦然；-分配装置，用于为用户区定义逻辑地址的一个有序用户区地址范围，并用于通过对每个所述区分配所述用户区地址范围的一个相应地址范围部分而将用户区分割成用于顺序记录信息的前部区、中间区和后部区，所有地址范围部分都是相邻的和单独的；和-重新分配装置，用于通过对每个新区分配所述中间区地址范围部分的一相应新地址范围部分而用所述新区替换所述中间区，一个新的地址范围部分包括在中间区内带有记录数据的所有位置的地址，并且所有新地址范围部分都是相邻的和单独的。这允许根据对记录特定信息(类似镜像元数据文件)的存储需要重新分配用户区。
在所述设备的一个实施例中，所述重新分配装置被设计成用于检查是否有用于在所述前部区和后部区的一个区域中记录信息的至少一个空闲地址，并用于在所述检查得到否定结果的情况下执行所述替换。这使得所述重新分配是一个动态过程—该变化可被“实时(on-fly”应用。
在所述设备的另一个实施例中，所述控制装置被设计成在记录载体上将区域信息存储作为一个表，所述区域信息涉及前部区、中间区、后部区和新区。这改进了记录载体在不同设备之间的管理，或在重新插入相同设备之后的管理。
有利的，所述区域信息包括用于前部区、中间区、后部区和新区中的每一个的相应开始地址。这提供了一种识别用户区内的范围的简单方法。
在所述设备的下一个实施例中，所述区域信息包括用于前部区、中间区、后部区和新区中的每一个的相应范围号。这使得能够对特定的子轨迹明确的分配给定的范围。
根据本发明的第二方面，提供一种开头段落中所述类型的分配用于存储数据的空间供记录信息用的方法，所述记录包括-将每个位置定位在记录载体上的一轨迹中的一物理地址处；-将逻辑地址翻译成物理地址并且反之亦然；所述方法包括-为用户区定义逻辑地址的一个有序用户区地址范围；-通过对每个所述区分配所述用户区地址范围的一相应地址范围部分而将用户区分割成用于顺序记录信息的前部区、中间区和后部区，所有地址范围部分都是相邻的和单独的；和-通过对每个新区分配所述中间区地址范围部分的一相应新地址范围部分而用新区替换所述中间区，一个新的地址范围部分包括在中间区内带有记录数据的所有位置的地址，并且所有新地址范围部分都是相邻的和单独的。
根据本发明的第三方面，提供一种用于分配存储数据的空间供记录信息使用的计算机程序产品，所述程序可操作的用于使处理器执行关于本发明的第二方面所述的方法。
本发明的这些和其它方面通过下面借助示例并参照附图所述的实施例将是显而易见的，并将参照这样的实施例对其进行阐释，其中图1a表示一记录介质(顶视图)；图1b表示一记录介质(剖面图)；图2表示根据本发明的记录设备；图3表示在用户区内进行寻址的两个示例；图4表示将用户区分割成子轨迹的一个示例；图5表示根据本发明的分解中间区的一个示例。
不同附图中的相同元件具有相同的参考符号。
具体实施例方式
图1a表示具有轨迹9和中心孔10的盘形记录介质11的一个示例。代表信息(数据)的一组(将要)记录的标记的位置的轨迹9是按照圈的螺旋图案布置的，所述螺旋图案的周在信息层上构成基本上平行的轨迹。所述记录介质可以是光学可读的，称作光盘，并具有可记录型的信息层。可记录盘的例子是CD-RW、和可写版本的DVD，例如DVD+RW，和使用蓝色激光的高密度可写光盘，称作蓝光盘(BD)。通过沿轨迹记录光学可检测的标记(例如，在相变材料中的结晶或非晶标记)而在信息层上表示信息。可记录型记录介质上的轨迹9由在空白记录介质制造期间提供的预制模压轨迹结构来指出。所述轨迹结构例如由预制凹槽14构成，所述预制凹槽在扫描期间允许读/写头跟随所述轨迹。轨迹结构包括位置信息，例如用于指示信息单元(通常称作信息块或信息包)位置的地址。
图1b为沿可记录型记录介质11的线b-b截取的剖面图，其中透明基底15被提供有记录层16和保护层17。所述保护层17可包括另一个基底层，例如在DVD中，记录层在0.6mm基底处，0.6mm的另一个基底被粘接至其背侧。预制凹槽14可被实行为基底15材料的凹痕或隆起，或者实行为从其周围偏离的材料属性。
图2表示根据本发明的用于在类似CD-RW、DVD+RW或BD的记录介质11上记录信息的记录设备。所述设备提供有用于扫描记录介质上的轨迹的写入装置，所述装置包括用于旋转记录介质11的驱动单元21、头22、用于在轨迹上的径向粗略定位头22的定位单元25。头22包括用于产生通过光学元件导引以在记录介质的信息层的轨迹上会聚成辐射斑23的辐射束24的已知类型的光学系统。通过一辐射源例如激光二极管来产生辐射束24。所述头还包括(未示)用于通过沿所述射束的光轴移动辐射束24的焦点的聚焦致动器，和用于在径向上将斑23精确定位在轨迹中心上的跟踪致动器。所述跟踪致动器可包括用于径向移动光学元件的线圈，或者可选择的被设计成用于改变反射元件的角度。为了写入信息，控制辐射以在记录层中产生光学可检测的标记。标记可以是任何光学可读取的形式，例如在诸如染料、合金或相变材料中进行记录时获得的一反射系数不同于其周围的区域的形式，或者在磁光材料中进行记录时获得的磁化方向不同于其周围的区域的形式。为了读取，由信息层反射的辐射被头22中的通常类型的检测器(例如，四象限二极管)检测，以用来产生读出信号以及其它检测器信号，其它的检测器信号包括用来控制所述跟踪与聚焦和跟踪致动器的跟踪误差和聚焦误差信号。通过一通常类型的读取处理单元30对读出信号进行处理以恢复信息(数据)，所述读取处理单元包括解调器、去格式化器和输出单元。因此用于读取信息的恢复装置包括驱动单元21、头22、定位单元25和读出处理单元30。所述设备包括用于处理输入信息以产生驱动头22的写入信号的写处理装置和包括一格式化器28和一调制器29的调制器装置，所述写处理装置包括一个(可选的)输入单元27。在写入操作期间，在记录载体上形成代表信息的标记。借助通常来自激光二极管的电磁辐射的射束24在记录层上产生的斑23来形成标记。根据预定的数据格式将数字数据存储在记录载体上。在/从光盘上写入和读取，以及格式化、纠错和通道编码规则在现有技术中是公知的，例如来自CD和DVD系统。输入单元27将输入数据处理成信息单元，所述信息单元被传送给格式化器28，用于例如通过添加纠错码(ECC)和/或交错来添加控制数据和格式化数据。对于计算机应用程序，可将信息单元直接连接给格式化器-在这种情况下，作为一种选择，在所述设备中不必存在输入单元27。来自格式化器28的输出端的格式化数据被传送给调制单元29，其例如包括一通道编码器，用于产生驱动头22的调制信号。另外调制单元29还包括用于在调制信号中包括同步图案的同步装置。被提供给调制单元29的输入端的格式化的单元包括地址信息并在控制单元20的控制下被写入到记录介质上的相应可寻址位置。控制信息的记录和恢复的控制单元20可被设计成用于从用户或从主计算机接收命令。控制单元20通过控制线路(例如系统总线)与所述输入单元27、格式化器28和调制器29连接，以及与读取处理单元30、驱动单元21和定位单元25连接。控制单元20包括控制电路，例如微处理器、程序存储器和控制门，用于执行如下所述的根据本发明的程序和功能。控制单元20还可被实行为逻辑电路中的状态机。
在一个实施例中，所述设备仅仅是一个存储系统，例如在计算机中使用的光盘驱动器。控制单元20被设计成以通过标准化接口(未示)与主计算机中的处理单元通信。数字数据被接口给格式化器28并且直接来自读取处理单元30。在该情况下，所述接口用作输入单元和输出单元；作为一种选择，在所述设备中可以不必存在输入单元27。
在一个实施例中，所述设备被设计为单机单元，例如供客户使用的视频记录设备。所述设备中包括的控制单元20或者一额外的主控制单元被设计成直接由用户控制，并执行所述文件系统的功能。所述设备包括应用数据处理，例如音频和/或视频处理电路。用户信息被呈现在输入单元27上，所述输入单元可包括用于输入信号(例如模拟音频和/或视频，或数字未压缩音频/视频)的压缩装置。读取处理单元30可包括适当的音频和/或视频解码单元。
读取设备具有与记录设备相同的元件，除了特定的记录元件，例如读取设备并不具有输入单元27、格式化器28、调制器29、分配单元32和重新分配单元33。
控制单元20被设计成用于通过将每个块定位在轨迹中的一个物理地址处来控制记录。控制单元20包括下面的协作单元寻址单元31、分配单元32和重新分配单元33，所述各单元例如是以固件实现的。
寻址单元31用于将物理地址翻译成逻辑地址并且反之亦然。逻辑地址构成一连续的存储空间，即将用于存储信息块序列的用户区，例如在文件管理系统控制下的文件，例如UDF。
分配单元32用于定义用户区的逻辑地址的有序用户区地址范围。在图3中示出了用户(数据)区寻址的例子。用户内的逻辑地址被表示为逻辑扇区号LSN；记录载体上的物理地址被表示为物理扇区号PSN。ISA和OSA表示用于缺陷管理的内部和外部备用区。图3a表示一个单层介质。而图3b表示具有由LO和L1表示的双层介质。另外分配单元32用于通过对每个所述区分配用户区地址范围的相应地址范围部分将用户区分割成用于顺序记录信息的前部区、中间区和后部区。所有地址范围部分都是相邻的和单独的。这在图4中示出了，其中子轨迹1到3分别对应于前部区、中间区和后部区。
重新分配单元33用于用新的区代替中间区。这是通过对每个所述新的区分配中间区地址范围部分的一相应新地址范围部分来进行的。这些新地址范围部分之一包括中间区内的带有记录数据的所有位置的地址。所有新地址范围部分是相邻的和单独的。所以，有效的，中间区被分割成新的区。该分割过程可被执行若干次，即重新分配单元33能够将任一新区分割成进一步的区域。下面将参照图5更详细的说明重新分配单元33的功能性。
在一个实施例中，重新分配单元33被设计成用于检测是否有用于在后部区中记录信息的至少一个空闲地址。如果没有用于在后部区中记录数据的空闲空间，则将中间区分割成新区，所以这些新区中的至少一个能够用于记录所述数据。当然，这只有在中间区中仍然有用于记录数据的空位置时才能够如此进行。在使用记录载体期间，任何新区都能变成满的。在此时，重新分配单元33使用上述的机构分割一些其它的新区并分配所述其它区的一部分用于记录不再适合所述区的数据。
作为选择，或者作为附加，重新分配单元33被设计成用于检查是否有用于在前部区中记录信息的至少一个空闲地址和用于在该校验的肯定结果的情况下分配新区。
在一个实际实施例中，分配单元32被设计成用于定义供存储主数据(例如，在文件管理系统控制下的文件)的中间区。前部区被分配用于存储与主数据相关的控制数据。在一个实施例中，控制数据包括包含具有主数据地址参考的文件条目的元数据文件。
在另一个实际实施例中，分配单元32被设计成用于定义供存储控制数据的拷贝的后部区。例如，可在后部区中存储元数据文件、镜像元数据文件的备份。
有利的，控制单元20适于记录与在记录载体上的用户区中分配的区相关的信息。例如，可在记录载体上存储包含那些区的开始地址(范围的开始)的表。在另一个实施例中，控制单元20还能够在所述表中存储结束地址(范围的结束)。开始/结束地址可由逻辑或物理地址来表示。
在用户区中分配的区可被称之为子轨迹。每个子轨迹可具有一个与之对应的号码。该号码可通过所述表中涉及特定子轨迹的数据的位置来确定。例如，所述表第三行中的一个范围的开始地址对应于子轨迹号3。可选择地，控制单元20能够在所述表中存储与一个特定地址范围相应的子轨迹号。例如，这允许不依赖于表中的子轨迹相关数据的顺序来进行非线性子轨迹编号。
图5表示将中间区分割成新区的概念。当然，如上所示，可将该概念应用于包括用于记录信息的空位置的任何新区若干次。在开始处，将用户区分成三个区(前部区、中间区和后部区)，分别被表示为子轨迹1到3。子轨迹1用于记录元数据文件Meta 1，子轨迹2用于记录用户文件，而子轨迹3用于记录元数据文件的拷贝，即镜像元数据文件。在使用记录载体期间，首先镜像元数据文件子轨迹3溢出。在这时，子轨迹2被代替/被新的子轨迹分割/分割成新的子轨迹。包含记录的数据文件1的新子轨迹被编号为子轨迹2。创建一个新的子轨迹5用于记录镜像元数据文件的新数据。旧的子轨迹2的剩余部分被编号为子轨迹4。当(在该示例中)子轨迹1溢出时再次应用所述重新分配过程；子轨迹4被分割成两个新的子轨迹。它们中的一个保持编号4并包括用户文件Files 2。该新的子轨迹4用于记录另外的用户文件。创建一个新的子轨迹6用于记录元数据文件的新数据。图5表示在原始中间区子轨迹2被分割两次之后用户区的组织。子轨迹的编号可以是不同的。
注意重新分配单元33的功能可被执行为分配用于在单独的设备中存储数据的空间的处理，例如作为控制盘驱动器的主计算机中的计算机程序。所述驱动器适于通过定位在轨迹的一物理地址处的每个块、将逻辑地址翻译成物理地址并且反之亦然，来在记录载体上以具有逻辑地址的块的形式物理地记录和恢复信息。
根据本发明的计算机程序产品的一个实施例可操作的用于使控制单元20或计算机中的处理器执行如参照上面给出的记录设备的实施例所述的方法和功能。
虽然已经参照其优选实施例对本发明进行了说明，但应该理解这些实施例并不是限制性示例。因此，在不脱离如通过权利要求和所述实施例定义的本发明的范围的情况下，各种修改对于本领域技术人员可变得是显而易见的。另外，本发明在于每个和各个新颖的特征或上述特征的组合。而且，对于存储介质，已经说明了光盘，但也可使用其它介质，例如磁光盘或磁带。注意可借助执行计算机程序的通常目的的处理器或通过专用硬件或通过二者的组合来实行本发明，并且在本文中，词“包括”并不排除出现所列举的那些之外的其它元件或步骤，而在一个元件之前的词“一”或“一个”并不排除出现多个这种元件，任何参考符号都不限制权利要求的范围，可通过单一项或多个项来代表“装置”并且若干个“装置”可通过相同项的硬件来代表。
权利要求
1.一种用于在一次写入记录载体上的具有物理地址的位置处记录以块的形式组织的信息的设备，所述位置在用户区中具有逻辑地址，所述设备包括-记录装置(22)，用于在记录载体上的轨迹中记录代表信息的标记，和-控制装置(20)，用于通过将每个位置定位在所述轨迹中的一物理地址处来控制记录，所述控制装置包括-寻址装置(31)，用于将逻辑地址翻译成物理地址并且反之亦然；-分配装置(32)，用于为用户区定义逻辑地址的一有序用户区地址范围，并用于通过对每个所述区分配所述用户区地址范围的一相应地址范围部分而将用户区分成用于顺序记录信息的前部区、中间区和后部区，所有地址范围部分都是相邻的和单独的；和-重新分配装置(33)，用于通过对每个新区分配所述中间区地址范围部分的一相应新地址范围部分而用该新区替换所述中间区，一个新地址范围部分包括在中间区内带有记录数据的所有位置的地址，并且所有新地址范围部分都是相邻的和单独的。
2.如权利要求1所述的设备，其中重新分配装置(33)被设计成用于检查是否有用于在所述前部区和后部区的一区中记录信息的至少一个空闲地址，并用于在所述检查得到否定结果的情况下执行所述替换。
3.如权利要求1所述的设备，其中分配装置(32)被设计成用于定义供存储主数据的中间区，所述前部区用于存储与所述主数据相关的控制数据。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述控制数据包括带有指向主数据的地址参考的文件条目。
5.如权利要求3所述的设备，其中所述后部区用于存储控制数据的拷贝。
6.如权利要求1所述的设备，其中控制装置(20)被设计成用于在记录载体上将区域信息存储为一表，所述区域信息涉及前部区、中间区、后部区和新区。
7.如权利要求6所述的设备，其中所述区域信息包括用于前部区、中间区、后部区和新区中的每一个的相应开始地址。
8.如权利要求7所述的设备，其中所述区域信息包括用于前部区、中间区、后部区和新区中的每一个的相应结束地址。
9.如权利要求7所述的设备，其中所述区域信息包括用于前部区、中间区、后部区和新区中的每一个的相应范围号。
10.一种分配用于存储数据的空间供在一次写入记录载体上的具有物理地址的位置处记录以块的形式组织的信息的方法，所述位置在用户区中具有逻辑地址，所述记录包括-将每个位置定位在记录载体上的一轨迹中的一物理地址处；-将逻辑地址翻译成物理地址并且反之亦然；所述方法包括-对用户区定义逻辑地址的一有序用户区地址范围；-通过对每个所述区分配所述用户区地址范围的一相应地址范围部分而将用户区分成用于顺序记录信息的前部区、中间区和后部区，所有地址范围部分都是相邻的和单独的；和-通过对每个新区分配所述中间区地址范围部分的一相应新地址范围部分而用该新区替换所述中间区，一个新的地址范围部分包括在中间区内带有记录数据的所有位置的地址，并且所有新地址范围部分都是相邻的和单独的。
11.如权利要求10所述的方法，包括检查是否有用于在所述前部区和后部区的一区域中记录信息的至少一个空闲地址，在所述检查得到否定结果的情况下执行所述替换。
12.如权利要求10所述的方法，其中中间区用于存储主数据，而前部区用于存储与所述主数据相关的控制数据。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述控制数据包括带有指向主数据的地址参考的文件条目。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述后部区用于存储控制数据的拷贝。
15.如权利要求10所述的方法，包括在记录载体上存储为一表的区域信息，所述区域信息涉及三个相邻单独的区域和新的相邻单独区域。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述区域信息包括用于前部区、中间区、后部区和新区中的每一个的相应开始地址。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述区域信息包括用于前部区、中间区、后部区和新区中的每一个的相应结束地址。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述区域信息包括用于前部区、中间区、后部区和新区中的每一个的相应范围号。
19.一种用于分配存储数据的空间供记录信息使用的计算机程序产品，所述程序可操作的用于使一处理器执行如权利要求10-18中的任何一个所述的方法。
全文摘要
一种用于在相应的物理地址处的一次写入记录载体上的逻辑地址记录信息块的设备。通过寻址装置(31)将逻辑地址翻译成物理地址。分配装置(32)为用户区定义一连续寻址空间并通过对它们分配所述用户区地址范围的一部分而将用户区分成用于顺序记录信息的前部区、中间区和后部区。所述设备具有一个重新分配装置(33)，特定的当在后部区或前部区中不能再存储数据时，用于将中间区分割成新区。
文档编号G11B20/12GK1981341SQ200580022709
公开日2007年6月13日 申请日期2005年6月22日 优先权日2004年7月5日
发明者P·伊特斯马, J·J·蒙斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司