专利名称：光学储存媒体刻录装置以及方法
技术领域：
本发明是关于一种光学刻录数据的方法及装置，特别是关于一种在蓝光 光盘上刻录数据的方法及装置。
背景技术：
传统光盘，例如多功能数码光盘(Digital Versatile Disk, DVD)或是视 频压縮光盘(Video Compact Disk, VCD)，广泛地被使用在商业活动或是家 庭生活中。传统的光盘常用来储存大量的视频(video)、音频(audio)或是 其它数据，例如电影、音乐文件、应用软件等。为了使光盘能具有更大的储 存容量，最近制订了一种关于蓝光(Blu-ray)光盘的规格以满足用户未来的 需求，蓝光光盘的储存容量比DVD的储存容量大五倍以上。
参考图l，图1是显示蓝光光盘的编码过程流程图。首先，编码蓝光光 盘的装置将用户数据分配到帧(frame),各帧具有2048个数据字节以及4 个字节的错误检测码(Error Detection Code, EDC)。数据帧(data frame) 200是由用户数据中选出的32个帧组成。重新排列数据帧200以组成数据区 块(data block) 202，其中数据区块202是具有304列(column)以及216 行(row)的数据矩阵(datamatrix)。在重新排列之前，混编(scramble)用 户数据的各个帧以组成已混编数据帧(scrambled data frame)。然后，编码装 置产生每个数据区块202的长距离错误校正码(long distance error correction code,以下简称LDC)的32个同位行(parity row),以组成LDC区块204。 LDC区块204的每一列是一个LDC码。因此， 一个LDC区块204具有304 个LDC码。接着，重新排列LDC区块204以组成LDC集群(cluster) 206， LDC集群206为具有152列以及496行的数据矩阵。在重新排列的过程中，
LDC区块204交错(interleave)两次以减少突发错误(burst error)。
另一方面，为了使数据存取能容易进行，在编码过程中加入逻辑地址与 控制数据208以及物理地址210，且该多个数据以及地址也被编码。对于每 个用户的数据帧200而言，编码装置将提供32X 18字节的逻辑地址与控制 数据208以及16X9字节的物理地址210。在编码过程中，组合并重新排列 逻辑地址与控制数据208以及物理地址210，以组成存取区块(access block) 212，存取区块212为具有24列以及30行的数据矩阵。之后，编码装置产 生存取区块212的分帧指示符子码(burst indicator subcode,以下简称为BIS) 的32个同位行，以组成BIS区块214。重新排列每个BIS区块214以组成 BIS集群216， BIS集群216为具有3列以及496行的数据矩阵。在重新排 列的过程中，BIS区块214被交错一次。
在组成LDC集群206以及BIS集群216的后，编码装置将LDC集群 206分成四等分，将BIS集群216分成三等分。之后，编码装置将BIS集群 216的三等分插入到LDC集群206内，并提供帧同步(fmme sync)以组成 物理集群218。最后，编码装置调制物理集群218的数据，并进行刻录程序 以在光盘上组成错误校正调制区块。对蓝光规格而言，上述数据序列以及编 码是必须的。
发明内容
本发明提供了一种能提高数据缓冲器性能以及减少带宽需求的刻录装置。
本发明提供一种光学储存媒体刻录装置，其包括数据准备和错误校正 码编码电路，用以根据光学储存媒体的数据布局将不同类型的数据组合成数 据序列并编码已组合数据；数据缓冲控制器，用以将所述编码数据储存至一 数据缓冲器；刻录电路，用以通过数据缓冲控制器从数据缓冲器中连续地读 出所述编码数据，以及根据光学储存媒体的数据布局在光学储存媒体上写入
数据。在蓝光光盘刻录装置的一实施例中，所述数据准备和错误校正码编码 电路包括长距离错误校正码以及分帧指示符子码编码器，用以产生组合数据 的长距离错误校正码以及分帧指示符子码。
本发明提供一种光学储存媒体刻录方法，其包括根据光学储存媒体的
数据布局，将不同类型的数据组合成数据序列；编码所述组合数据；储存所 述编码数据到数据缓冲器；从数据缓冲器连续地读出编码数据；以及根据光 学储存媒体的数据布局，在光学储存媒体上写入数据。在蓝光光盘刻录装置 的一实施例中，所述编码步骤包括产生所述组合数据的长距离错误校正码以 及分帧指示符子码。
本发明提供的光学储存媒体刻录装置及方法，通过数据准备功能以及长 距离错误校正码与分帧指示符子码编码功能，减少了数据缓冲器读出以及写 入用户数据的次数，有效减少了数据缓冲器的带宽并提高了处理速度。
图1是蓝光光盘的编码处理以及数据布局的示意图。 图2a以及图2b是根据现有技术在光学储存媒体上刻录数据的装置的方 框图。
图3是根据本发明一实施例的光学储存媒体刻录装置的方框图。
图4是根据本发明一实施例的在光学储存媒体上刻录数据的方法流程图。
图5是图3所示的数据准备和错误校正码编码电路的示意图。
具体实施例方式
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，以下特举 出较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下
光学储存媒体的刻录装置一般是使用数据缓冲器(例如，动态随机存取 存储器或是其它适合的存储器)来暂时储存将要刻录在光学储存媒体上的数
据。在美国专利申请公开第2006/0077841A1号中所描述的DVD刻录装置中 提出了一种数据预先处理电路。数据预先处理电路能在数据储存到数据缓冲 器之前准备数据，以根据DVD的数据序列将要刻录在DVD上的数据(包 括数据扇区(sector)的识别数据)连续地储存到数据缓冲器中。所以，刻 录电路能根据与识别数据对应的顺序从数据缓冲器中读出已准备的数据并 将其写入光学储存媒体上相应的磁道。图2a及图2b是上述美国专利申请公 开文件所描述的刻录装置。刻录装置55包括主机界面58，例如整合驱动电 子(Integrated Drive Electronics, IDE)界面或是小计算机系统界面(small computer system interface, SCSI),用以接收来自主机处理器53的数据信号 以及指令。在数据缓冲控制器57接收到来自主机界面58的指令之后，微控 制器54发送指令到数据预先处理单元59以产生不同类型的主数据和扇区标 头，并缓冲到数据缓冲器51。根据写入光盘的对应数据的顺序，由数据预先 处理单元59所处理的数据(已准备数据)被暂时地储存在数据缓冲器51中。 编码控制器510连续地读出储存在数据缓冲器51中用以编码的已准备数据， 以组成错误校正码区块，其中编码可以使用例如，交叉交错李德-所罗门通 道编码(cross interleaved Reed-Solomon channel coding)方式。亥'J录电路56 连续地读出己编码的数据，并发送指令来控制可刻录光盘驱动器52。
如上述美国专利申请公开文件所述，要写入至光学储存媒体(例如 DVD)的数据可以分为下列四个类型(1)通过界面接收到的来自主机的数 据；(2)属于同一事件的数据的连续字节，例如类似的数据被刻录到DVD 的保留区、缓冲区1或缓冲区2; (3)从数据缓冲器中读出的数据，例如将 被写到控制数据区的控制数据或是从光学储存媒体读出的数据；以及(4) 包括特别模式(pattern)的数据，例如将被写到参考码区的数据。图2b是图 2a中数据预先处理单元59的电路的示意图。数据预先处理单元59包括四个 数据处理单元，分别为界面数据单元611、可编程寄存器612、缓冲器读取 器613、以及参考码产生器614以组合上述不同类型的数据。在已组合的数 据被储存到数据缓冲器之前，其也组合了各数据扇区的识别数据
(Identification data, ID)、识别数据错误检测码(ID error detection code, IED)、著作权管理信息(Copyright Management Information, CPR—MAI)以
及错误检测码。
如前文所描述，用于蓝光光盘刻录的数据编码包括LDC以及BIS编码。 假如将上述美国专利申请公开案所描述的DVD刻录装置的设计应用在蓝光 刻录装置上，则编码过程将包括下列步骤。第一步骤，主机界面接收来自主 机的用户数据，数据准备电路执行混编、识别数据错误检测编码和错误检测 编码；增加地址单元号码(address unit number, AUN)至用户数据；以及， 储存已准备的数据至数据缓冲器。其与图2a及图2b中所显示的DVD刻录 装置内的数据预先处理单元59所执行的数据准备步骤相似。第二步骤，.编 码电路从数据缓冲器中读出已准备的数据、执行LDC以及BIS编码，以及 将LDC与BIS集群写入数据缓冲器作为已编码的数据。其与图2a中所显示 的DVD刻录装置内的编码控制器510所执行的编码步骤相似。第三步骤， 刻录电路从数据缓冲器读出已编码的数据，并执行交错与调制，然后将信号 刻录到蓝光光盘。其相似于图2a中所显示的DVD刻录装置内刻录电路56 所执行的功能。可观察到，上述过程需要对数据缓冲器进行三次存取。
为了提高蓝光光盘刻录装置的性能，本发明实施例提供了一种数据准 备和错误校正码编码电路，其可执行数据准备功能以及LDC与BIS编码功 能。因此，第二步骤中为了执行LDC以及BIS编码而从数据缓冲器中读出 已准备数据的步骤已经不需要，因此减少了从数据缓冲器中读出或是写入用 户数据的次数，其次数从三次减少为两次。根据本发明实施例，图3是光学 储存媒体刻录装置，图4是刻录数据至光学储存媒体的流程图。如图3所示， 主机界面14与主机处理器19互通数据以及指令(图4步骤S21)。举例来 说，主机界面14可以是整合驱动电子/序列先进技术附件(Serial Advanced Technology Attachment, SATA)或是小计算机系统界面。从主机处理器19
接收到的用户数据由数据准备和错误校正码编码电路13处理，其执行数据
准备功能以及LDC与BIS编码功能。如图5所示，数据准备和错误校正码 编码电路13根据光盘上的数据布局将不同类型的数据组合成数据序列，其 中不同类型的数据包括由主机处理器19接收到的数据、来自可编程寄存 器的数据、来自数据缓冲器(数据缓冲器11或分离数据缓冲器)的数据(例 如用户控制数据)、来自地址栏(address field, AF)计数器的数据等等。换 句话说，当LDC以及BIS被编码时，被组合成数据序列的数据将组成先前 所描述的LDC以及BIS区块。因此，数据准备和错误校正码编码电路13包 括错误校正码产生器，以在数据中产生错误校正码，其也适当地混编以及解 混编不同的数据。此程序可称为数据准备处理程序(图4步骤S22)。在不 同类型的数据被组合成适当的数据序列之后，数据准备和错误校正码编码电 路13的LDC/BIS编码器20产生LDC与BIS同位数据以组成LDC区块与 BIS区块(参考图1)。此步骤可称为LDC/BIS编码处理(图4步骤S23)。 接着，通过数据缓冲控制器12将LDC区块与BIS区块当作已编码的数据储 存到数据缓冲器ll (图4步骤S24)。或者，数据准备和错误校正码编码电 路13可另外执行重新排列LDC区块以组成LDC集群以及重新排列BIS区 块以组成BIS集群的步骤。在这种情况下，LDC集群与BIS集群作为已编 码的数据储存到数据缓冲器11。
值得注意的是，图5所显示的结构只是图3内光学储存媒体的数据准备 和错误校正码编码电路13的示范性结构。可以通过不同的变化来实施电路， 只要电路能执行数据准备功能(即根据光盘上的数据布局，组合来自不同来 源的数据以产生数据序列)以及LDC与BIS编码功能等两种功能。
数据缓冲控制器12随后读出储存在数据缓冲器11内的已编码LDC/BIS 区块(图4步骤S25)，并发送至交错电路15。交错电路15重新排列LDC 区块以组成LDC集群、重新排列BIS区块以组成BIS集群，以及执行LDC 与BIS集群的列交错(图4步骤S26)，以组成用来刻录到蓝光光盘上的物
理集群(参考图l)。或者，假如LDC与BIS区块己通过数据准备和错误校 正码编码电路13重新排列成LDC与BIS集群，那么交错电路15则不会执 行重新排列LDC与BIS区块的步骤。调制和写入脉冲产生电路16执行调制， 并产生指令以控制可刻录光盘驱动器18将数据刻录至光盘(图4步骤S27)。 交错电路15以及调制和写入脉冲产生电路16可合称为刻录电路。数据缓冲 控制器12、数据准备和错误校正码编码电路13、主机界面14、交错电路15 以及调制和写入脉冲产生电路16是由微控制器17控制。
虽然上文所描述的光学储存媒体的刻录方法以及装置是以蓝光光盘作 为例子，但本领域的技术人员可以想到，通过对本发明所揭示的方法以及装 置作适当修改，上述刻录方法以及装置也可以应用于其它类型的光学储存媒 体。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何 所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的范围内，可以做一些改动， 因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1. 一种光学储存媒体刻录装置，其特征在于，所述装置包括一数据准备和错误校正码编码电路，用以根据一光学储存媒体的一数据布局将不同类型的数据组合成多个数据序列，以及对所述已组合数据进行编码；一数据缓冲控制器，用以将所述已编码数据储存到一数据缓冲器；以及一刻录电路，用以通过所述数据缓冲控制器从所述数据缓冲器连续地读出所述编码数据，以及根据所述光学储存媒体的所述数据布局在所述光学储存媒体上写入数据。
2. 如权利要求1所述的光学储存媒体刻录装置，其特征在于，通过所述 数据准备和错误校正码编码电路所组合的不同类型的数据包括由一主机处 理器接收到的数据、来自多个可编程寄存器的数据、来自所述数据缓冲器的 数据以及来自 一地址栏计数器的数据。
3. 如权利要求1所述的光学储存媒体刻录装置，其特征在于，所述光学 储存媒体为一蓝光光盘。
4. 如权利要求3所述的光学储存媒体刻录装置，其特征在于，所述数据 准备和错误校正码编码电路包括一长距离错误校正码与分帧指示符子码编 码器，用以产生所述已组合数据的多个长距离错误校正码以及多个分帧指示 符子码，以组成长距离错误校正码以及分帧指示符子码的编码数据，其中所 述数据缓冲控制器将所述长距离错误校正码以及分帧指示符子码的编码数 据储存在所述数据缓冲器中。
5. 如权利要求4所述的光学储存媒体刻录装置，其特征在于，所述长距 离错误校正码以及分帧指示符子码的编码数据包括多个长距离错误校正码 区块以及多个分帧指示符子码区块，或多个长距离错误校正码集群以及多个 分帧指示符子码集群。
6. 如权利要求4所述的光学储存媒体刻录装置，其特征在于，所述刻录 电路包括一交错电路，用以交错从所述数据缓冲器中读出的所述长距离错误 校正码以及分帧指示符子码的编码数据以产生用来刻录到所述光学储存媒 体上的物理集群。
7. —种光学储存媒体刻录方法，其特征在于，所述方法包括 根据一光学储存媒体的一数据布局，将不同类型的数据组合成多个数据序列；编码所述已组合数据； 储存所述已编码数据至一数据缓冲器； 从所述数据缓冲器连续地读出所述编码数据；以及 根据所述光学储存媒体的所述数据布局，在所述光学储存媒体上写入数据。
8. 如权利要求7所述的光学储存媒体刻录方法，其特征在于，所述方法 进一步包括在所述将不同类型的数据组合成所述数据序列的步骤之前接收 来自一主机处理器的数据。
9. 如权利要求7所述的光学储存媒体刻录方法，其特征在于，在所述将 不同类型的数据组合成所述数据序列的步骤中，所述不同类型的数据包括 由一主机处理器接收到的数据、来自多个可编程寄存器的数据、来自所述数 据缓沖器的数据以及来自 一地址栏计数器的数据。
10. 如权利要求7所述的光学储存媒体刻录方法，其特征在于，所述光学储存媒体为一蓝光光盘。
11.如权利要求10所述的光学储存媒体刻录方法，其特征在于，所述编 码所述组合数据的步骤包括产生所述组合数据的多个长距离错误校正码以 及多个分帧指示符子码，以组成长距离错误校正码以及分帧指示符子码的编 码数据，其中所述储存所述编码数据至所述数据缓冲器的步骤包括储存所述 长距离错误校正码以及分帧指示符子码的编码数据至所述数据缓冲器。
12. 如权利要求11所述的光学储存媒体刻录方法，其特征在于，所述长 距离错误校正码以及分帧指示符子码的编码数据包括多个长距离错误校正 码区块以及多个分帧指示符子码区块，或多个长距离错误校正码集群以及多 个分帧指示符子码集群。
13. 如权利要求11所述的光学储存媒体刻录方法，其特征在于，所述从 所述数据缓冲器连续地读出所述编码数据的步骤包括读出所述长距离错误 校正码以及分帧指示符子码的编码数据，以及其中所述在所述光学储存媒体 上写入数据的步骤包括交错从所述数据缓冲器读出的所述长距离错误校正 码以及分帧指示符子码的编码数据以产生物理集群。
全文摘要
本发明提供一种光学储存媒体刻录装置以及方法，该装置提供数据准备和错误校正码编码电路，根据光学储存媒体的数据布局将不同类型的数据组合成为数据序列，并编码已组合数据。已编码数据暂时储存在数据缓冲器中，接着由刻录电路连续地读出，并根据数据布局刻录在光学储存媒体上。对蓝光光盘刻录装置来说，数据准备和错误校正码编码电路包括LDC与BIS编码器，由已组合数据产生LDC与BIS编码数据。刻录电路包括交错电路，用以交错LDC与BIS数据以组成刻录在光盘上的物理集群。本发明提供的光学储存媒体刻录装置及方法，减少了数据缓冲器读出以及写入用户数据的存取次数，有效减少了数据缓冲器的带宽并改善了处理速度。
文档编号G11B7/0045GK101206875SQ200710104420
公开日2008年6月25日 申请日期2007年4月20日 优先权日2006年12月21日
发明者薛景文, 赵铭阳 申请人:联发科技股份有限公司