专利名称：记录和再现设备以及记录方法
技术领域：
本发明涉及一种记录/再现设备以及记录/再现方法，其中，作为文件来管理例如AV数据的各种数据，并且，更具体地，本发明涉及一种在使用具有根据盘的访问位置而不同的数据传输速率的盘等作为记录介质时适用的记录/再现设备以及记录方法。
背景技术：
FAT文件系统是由诸如硬盘驱动器(HDD)和使用作为记录介质的固态存储器(索尼公司制造的记忆棒(注册商标)、东芝公司制造的SmartMedia(注册商标)、SanDisk有限公司制造的CompactFlash(注册商标)、以及多媒体卡等)的介质的PC的外部存储设备使用的文件系统。
FAT文件系统使用指示每个文件位于记录介质的哪个位置的FAT(文件分配表)、以及两种数据文件属性、以及指示每个文件存在于目录的哪个位置的目录项。
通常，在记录介质中提供专用于FAT和根目录的区域。PC(个人计算机)经由PC接口(SCSI、IDE、IEEE1394、USB等)接收文件访问所需的这些信息，并根据所接收的信息而执行记录/再现控制。
在记录/再现设备中提供用于在存储介质中不断地存储FAT区域的内容的副本的存储器。在主机设备发出访问请求命令时，参考存储在存储器中的FAT，以确定访问位置，使得高速访问成为可能(例如，参照专利文档1(日本专利申请公开HEI-8-339661))。
如果使用了例如HDD的旋转记录介质，则内侧区域的传输速率比外侧区域的传输速率慢很多(对于HDD来说约为一半)。尽管FAT文件系统通过使用具有尽可能快的传输速率的(外侧)区域而连续地写入数据，但在完全使用了外侧区域之后，一定要必须使用具有较慢速率的内侧区域。如果重复执行数据写入和擦除，则获取连续的空闲区域变得困难，并且，将一个文件断开地记录到很多不连续的簇中，导致显著降低了传输速率(这通常被称为碎片)。
在任一情况下，传输性能随着时间的流逝而降低。具体地，如果以数字静态照相机的高图像质量模式执行连续的成像，则在短时间内出现高速的大容量数据写入，并且，难以通过使用诸如HDD和存储卡的现用的记录介质而处理此数据写入。因此，产生了这样的问题，如在连续成像之后，在照相机中加载大缓冲区，并且延长了对于在记录介质中再次写入的等待时间。
已为了解决这些问题而作出了本发明，并且，本发明旨在提供能够高速、连续地写入大容量文件的记录/再现设备和记录方法。
发明内容
为了实现此目的，本发明的记录/再现设备具有记录介质，其具有根据记录位置而不同的传输速率；以及控制部件，用于通过使用记录介质的预定记录区域作为临时记录区域而将从主机设备传输的数据写入到临时记录区域中、并在空闲周期期间将数据从临时记录区域传输到具有比临时记录区域的传输速率低的传输速率的另一个记录区域，而控制临时记录区域被释放。
根据本发明，使用记录介质的高速记录区域作为临时记录区域，在临时记录区域中写入从主机设备传输的数据，并且，在空闲周期期间将数据从临时记录区域传输到具有比临时记录区域的传输速率低的传输速率的另一个记录区域，以释放高速记录区域，并预备接下来的传输数据写入。因此，可显著地改善从主机设备来看的传输速率。
本发明的记录/再现设备还可具有存储器，用于存储用于管理有关记录介质中的文件的地址信息的表，其中，控制部件可被配置为响应于来自主机设备的预定模式切换命令而将记录介质中的表读取到存储器中，并通过参考存储在存储器中的表而检查临时记录区域中的空闲区域、或其它记录区域中的空闲区域。更具体地，根据本发明，可减小主机设备的负担，并可实现高速操作，这是因为，不取决于主机设备中的过程，而通过参考该表在记录/再现设备中执行检查临时记录区域或其它记录区域中的空闲区域的过程。
此外，在本发明的记录/再现设备中，如果在经过了预定时间或更久之后，不出现来自主机设备的对存储设备的访问请求，则控制部件可通过将数据从临时记录区域传输到具有比临时记录区域的传输速率低的传输速率的另一个记录区域，而控制释放临时记录区域。在此情况下，可快速地执行从临时记录区域到另一个记录区域的数据传输，而没有要响应于来自主机设备的访问请求而执行的过程的竞争。
此外，在本发明的记录/再现设备中，控制部件可控制压缩数据，并将数据写入到临时记录区域中，并在将数据传输到另一个记录区域之前对压缩的数据进行解压缩。因此，在使用临时记录区域作为不能从用户查看的区域时，有可能改善临时记录区域的使用效率，并抑制要由临时记录区域引起的用户区域的容量损失。
另外，根据本发明的另一方面的记录/再现方法用于将数据记录在具有根据记录位置而不同的传输速率的记录介质中，该方法具有以下步骤通过使用记录介质的预定记录区域作为临时记录区域，而将从主机设备传输的数据写入到临时记录区域中；以及通过在空闲周期期间将数据从临时记录区域传输到具有比临时记录区域的传输速率低的传输速率的另一个记录区域，而释放临时记录区域。
根据本发明，使用记录介质的高速记录区域作为临时记录区域，在临时记录区域中写入从主机设备传输的数据，并且，在空闲周期期间将数据从临时记录区域传输到具有比临时记录区域的传输速率低的传输速率的另一个记录区域，以释放高速记录区域，并预备接下来的传输数据写入。因此，可显著地改善从主机设备来看的传输速率。
本发明的记录方法还可具有以下步骤响应于来自主机设备的预定模式切换命令，而将记录介质中的表读取到记录/再现设备的存储器中；以及通过参考存储在存储器中的表而检查临时记录区域中的空闲区域、或其它记录区域中的空闲区域。根据本发明，可减小主机设备的负担，并可实现高速操作，这是因为，不取决于主机设备中的过程，而通过参考该表在记录/再现设备中执行检查临时记录区域或其它记录区域中的空闲区域的过程。
此外，在本发明的记录方法中，如果在经过了预定时间或更久之后，不出现来自主机设备的对存储设备的访问请求，则可通过将数据从临时记录区域传输到具有比临时记录区域的传输速率低的传输速率的另一个记录区域，而释放临时记录区域。在此情况下，可快速地执行从临时记录区域到另一个记录区域的数据传输，而没有要响应于来自主机设备的访问请求而执行的过程的竞争。
此外，本发明的记录方法还可包括以下步骤将要写入到临时记录区域中的数据压缩；以及在将数据从临时记录区域传输到另一个记录区域之前对从临时记录区域读取的压缩的数据进行解压缩。因此，在使用临时记录区域作为不能从用户查看的区域时，有可能改善临时记录区域的使用效率，并抑制要由临时记录区域引起的用户区域的容量损失。
图1是示出根据本发明的实施例的记录/再现设备的结构的图。
图2是示出在图1中示出的记录/再现设备的盘地址空间的区域映射的图。
图3是图解到HDD的数据写入的操作序列的流程图。
图4是示出用于设置数据写入的参数的命令的例子的图。
具体实施例方式
下面将通过参照附图来描述本发明的实施例。
图1是示出根据本发明的实施例的记录/再现设备的结构的图。
此记录/再现设备是使用硬盘(下文中称为“盘”)10的硬盘驱动器(下文中称为“HDD”)1，并且，其采用MS-DOS兼容的FAT文件系统作为文件系统。
HDD 1经由诸如IDE(集成驱动电子器件)、SCSI(小型计算机系统接口)、FC(光纤信道)、以及USB(通用串行总线)的接口2而连接到例如AV设备的主机设备3。HDD 1的接口控制单元4经由接口2而接收从主机设备3发出的命令，掌握其内容，并通知HDD 1中的CPU 5(中央处理单元)5。根据通知的内容，CPU 5设置硬盘控制单元6、读取/写入通道单元7、以及伺服控制单元8所需的命令和参数，以执行它们的操作。
伺服控制单元8控制用于驱动和转动盘10的主轴马达9、以及用于馈送(feed)用来沿盘10的径向而从/向盘10读取/写入信号的头(未示出)的音圈马达11的驱动，以由此将头移动到预定轨道和扇区。读取/写入通道单元7将在数据写入到盘10的期间发送的用户数据编码(调制)为适于记录/再现系统的特性的数字比特串。读取/写入通道单元7从在数据读取期间自头读取的再现信号中去除高频噪声，将模拟信号转换为数字信号，通过使用最大似然解码方法而估计数据，并在之后进行解调，以再现用户数据。
硬盘控制单元6管理在缓冲存储器12、读取/写入通道单元7和接口控制单元4之间的数据传输，并执行有关数据格式的处理。在此情况下，还执行利用纠错码的编码和检错、以及有关纠错的处理。
图2是示出盘地址空间的区域映射的图。写入到HDD 1的数据的最小单位被称为扇区，其大小通常为512字节。HDD 1通过使用以下三个参数，以扇区为单位而管理盘10的存储区域，所述参数即物理地址、物理扇区号、逻辑扇区号。物理地址由三个参数组成，即表面号、轨道号、以及扇区号。物理扇区号是以从盘10的外侧区域到内侧区域的次序而依次编号的所有扇区的号码。逻辑扇区号是通过替换过程而分配给不能读取/写入的有缺陷的扇区的地址。
另一方面，主机设备3通过使用逻辑块地址(LBA)而访问盘10。用于管理文件的文件系统使用由多个(N个)扇区组成的一个簇，作为读取/写入最小单位。FAT(文件分配表)是其中具有有关如何将每个文件存储在簇中的信息的表。通过使用FAT而执行管理的文件系统被称为FAT文件系统。在下面的描述中，假定通过将LBA简单地除以N，而得到簇地址，其中，N＝16(一个簇＝8K字节)。
通常，将HDD 1的存储区域划分为三个区域系统区域、用户区域、以及HDD系统区域。从主机设备3来看，在LBA空间中分配系统区域和用户区域。
系统区域由两个区域组成，即主引导记录和FAT区域。主引导记录是从主机设备3来看的LBA 0处的扇区，并记录引导自举(boot strap)代码和分区表。
用户区域由用于管理文件信息的目录区域和实际数据的数据区域组成(在FAT 32中或之前，仅根目录属于系统区域)。目录区域存储每个目录(每个文件)各自的文件名、扩展名、属性、最后更新时间、起始簇地址、文件大小等，作为目录信息A。
HDD系统区域用于HDD 1中的CPU 5、以存储引导代码和各种表，或用于替换过程的区域。通常，主机设备不使用HDD系统区域，从而在图2中忽略此区域。
在此实施例中，设置用于临时存储要写入的数据的区域。此区域对应于图2中示出的从00000h至7FFFF的逻辑扇区号上的区域(256M字节)。因此，主引导记录的逻辑扇区号为80000h。下面，用于临时存储要写入的数据的区域被称为盘地址空间。在LBA空间中，在主机设备3不使用的区域、F00000h之后的空间(数据区域直到9FFFFF)中置入盘高速缓冲存储区域。还为此盘高速缓冲存储区域而定义簇地址。
在新近的HDD中，通常，执行区位(zone bit)记录，其中，将盘划分为多个区(例如，10至20个区)，并且，每个区使用相同的写入频率和相同的记录/再现参数(波形等价(waveform equivalent)滤波器的系数等)。如果仅在一个区中执行写入(读取)，则不需要改变参数，以便改善效率。因此，通过考虑到区大小而确定盘高速缓冲存储区域的大小。
接下来，将通过参照图3而对到HDD 1的数据写入的操作作出描述。
执行通过使用盘高速缓冲存储区域的到HDD 1的数据写入，同时HDD 1管理用于文件管理的地址信息。下文中将此操作模式称为AV模式，并且，将正常操作模式称为PC模式。
首先，主机设备3将HDD 1中的盘10的FAT区域的内容更新为最近的内容，并且，之后，发出从PC模式转换到AV模式的命令。当HDD 1中的CPU 5经由接口控制单元4而获知转换到AV模式的指令(步骤301)时，CPU5将盘10中的FAT区域的内容加载到存储器13中(步骤302)，并设置指示AV模式的执行状态的标志，以向主机设备3通知到AV模式的转换(步骤303)。
当在主机设备3中执行例如数字照相机的连续成像的特定写入请求操作时，主机设备3确定要写入的内容数据的文件名(文件1)，新形成目录项，并在HDD中写入所述目录项。此时写入的目录项仅为起始簇地址和最近的更新时间，作为目录项，它们是不完整的。
HDD 1参考在存储器13中保持的FAT，从空闲的簇中选择适当的簇，并在所选簇中写入目录信息(步骤304)。在写入了目录信息之后，将地址通知给主机设备3。
接下来，主机设备3设置写入内容数据所需的参数。具体地，确定文件的起始簇地址、访问大小等。尽管主机设备3延迟FAT到HDD的管理，但需要共享起始簇地址，以便识别文件。图4示出了用于执行共享的命令(设置Rec参数)的例子。该命令被定义为AT的卖方唯一命令，并仅在写入文件之前执行一次。
对于在命令中的特征寄存器中定义的位，OP(外侧位置)和IP(内侧位置)指定HDD 1从盘10的外侧的OP还是内侧的IP取得记录起始簇。如果OP和IP两者的位均为0，则在扇区计数寄存器等中设置的起始簇地址变为有效。
为了通过使用盘高速缓冲存储区域而执行到HDD 1的数据写入，主机设备3向HDD 1通知以文件为单位的盘高速缓冲存储区域的使用许可。至此，通过对图4中的QW(快速写入)位设置“1”，而执行该命令。在此情况下，HDD 1参考存储器13中的FAT，并沿由IP和OP指定的方向而依次搜索用户区域中的空闲簇，并且，向主机设备3通知第一个搜索出的空闲簇，作为起始簇地址(步骤305)。
在HDD 1根据从主机设备3发出的命令而确定可使用盘高速缓冲存储区域(步骤306和307)时，HDD从盘高速缓冲存储区域的开头起依次搜索盘高速缓冲存储区域中的空闲簇，以选择最长的连续空闲区域。HDD 1记录所选空闲区域的起始簇地址，以及向主机设备3通知的记录起始簇地址。例如，在图2中示出的例子中，空闲区域的起始簇地址是LBA F00000h(PLBA000000)。由于将盘高速缓冲存储区域中的数据复制(移动)到了用户区域，所以，盘高速缓冲存储区域中的多数处于未使用(空闲)状态。
之后，主机设备以所设置的访问大小为单位而依次写入文件的数据(步骤308和309)。此时，尽管未在向主机设备3通知的地址上的簇中写入数据，但对FAT设置使用的标志(例如EOF)。
从主机设备3发送的数据被一次存储在缓冲存储器12中，并通过硬盘控制单元6而被格式化，之后被发送到读取/写入通道单元7，并在盘高速缓冲存储区域中的所选簇(图2中的B)中写入该数据。在此情况下，如果HDD1的CPU 5或硬盘控制单元6具有足够的能力，则压缩数据，以减小到盘10的写入量，以便可改善从主机设备3来看的传输速率。
在每次完成一个访问大小单位的数据写入时，通过使用映射在LBA空间上的盘高速缓冲存储区域的簇地址，而更新存储器13中的FAT。在图2中，簇地址F0000h上的簇是起始簇，并且，由于之后连续地执行数据写入，所以，将F0001h设为地址F0000h上的FAT项，将F0002h设为地址F0001h上的FAT项，而在最后的F000Dh上设置EOF(FAT32中的0FFFFFFFh)。
在将文件完全地写入到盘10中之后，主机设备3更新有关最近的更新时间的盘10的目录项、以及起始簇地址。之后，主机设备3指示HDD 1将存储器13中的FAT写入到盘10(步骤310)。
之后，如果在经过预设时间或更久之后未出现写入或读取(如果空闲的话)(步骤312处的“是”)，那么，HDD 1将盘高速缓冲存储区域中的数据复制到用户区域(图2中的C)(步骤313)。由于已经将起始簇地址通知到主机设备3，所以，数据写入在此地址上开始。之后，参考存储器3中的FAT，以根据IP和OP的指定，而依次搜索用户区域中的空闲簇，并且，在找到空闲簇之后，立即在该空闲簇中写入数据。
例如，在图2中示出的例子中，首先，将地址F0000h处的簇复制到01234h。此时，将地址01234h上的FAT项设为F0001h，并且，将地址F0000h上的簇设为未使用状态(FAT32中的0000000h)。接下来，由于地址01235h上的簇是空闲的，所以，将地址F0001h上的簇复制到该空闲簇。将01235h设为地址01234h上的FAT项，将F0002h设为地址01235h上的FAT项，并将未使用状态设为地址F0001h上的FAT项。类似地，将一直到地址F000Dh的簇依次复制直到地址01240h。
因而，还更新FAT(步骤314)，以对直到地址F000Dh的簇设置未使用状态，并且，将EOF(0FFFFFFFh)设为在其处进入文件的最后部分的簇地址01240h上的FAT项。
如果压缩了数据，则恢复并写入原始数据。如果在复制期间从主机设备3发出了从AV模式转换为PC模式的命令，则向主机设备3通知仍未完成该过程，以由此中断操作模式的转换。
已通过特定例子、使用HDD而作出了描述。还可将本发明应用于传输速率根据访问位置而改变的存储介质，如包括CD(致密盘)和DVD(数字多用盘)的光盘、使用半导体存储器作为介质的存储器件等。在本发明中优化的文件系统的类型不限于FAT文件系统，而还可采用任意其它文件系统，只要该文件系统作为文件而管理数据便可。
根据上述实施例的记录/再现设备，可在存储设备的最大传输速率下稳定地执行高速和大容量的数据写入。特别是在硬盘驱动器的情况下，在每个区之间最多存在两倍的传输速率差异，并且，在实践中存在碎片。因此，有效的写入传输速率约为最大值的1/3至1/4。因此，通常，以最高性能进行数据写入是可能的。由于改善了记录/再现设备的传输速率，所以，例如，可缩短在数字照相机的连续成像之后的等待时间，而不需要在主机一侧提供大缓冲存储器。
本发明不仅限于上述实施例，而且，显然，在不背离本发明的要旨的范围中，有可能存在各种修改。
工业应用性根据本发明的记录/再现设备和记录方法，可高速、连续地写入大容量的文件，并可得到有利效果，例如，可缩短在数字照相机的连续成像之后的等待时间，而不需要在主机一侧提供大缓冲存储器。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1、一种记录/再现设备，其特征在于包括记录介质，其具有根据记录位置而不同的传输速率；以及控制部件，用于通过使用记录介质的预定记录区域作为临时记录区域而将从主机设备传输的数据写入到临时记录区域中、并在空闲周期期间将数据从临时记录区域传输到具有比临时记录区域的传输速率低的传输速率的另一个记录区域，而控制临时记录区域被释放，其中，控制部件响应于来自主机设备的、用于切换到使用临时记录区域的写入模式的切换命令，而将记录介质中的表读取到存储用于管理有关记录介质中的文件的地址信息的表的存储器中，通过参考存储在存储器中的表而检查临时记录区域中或另一个记录区域中的空闲区域，并向主机设备通知另一个记录区域的写入起始地址。
2、如权利要求1所述的记录/再现设备，其特征在于如果在经过了预定时间或更久之后，不出现来自主机设备的对存储设备的访问请求，则控制部件通过将数据从临时记录区域传输到具有比临时记录区域的传输速率低的传输速率的另一个记录区域，而控制释放临时记录区域。
3、如权利要求1所述的记录/再现设备，其特征在于控制部件压缩数据，并将数据写入到临时记录区域中，并在将数据传输到另一个记录区域之前对压缩的数据进行解压缩。
4、一种用于将数据记录在具有根据记录位置而不同的传输速率的记录介质中的记录方法，其特征在于包括以下步骤通过使用记录介质的预定记录区域作为临时记录区域，而将从主机设备传输的数据写入到临时记录区域中；通过在空闲周期期间将数据从临时记录区域传输到具有比临时记录区域的传输速率低的传输速率的另一个记录区域，而释放临时记录区域；响应于来自主机设备的、用于切换到使用临时记录区域的写入模式的切换命令，而将记录介质中的表读取到记录/再现设备的存储器中；以及通过参考存储在存储器中的表而检查临时记录区域中或另一个记录区域中的空闲区域。
5、如权利要求4所述的记录方法，其特征在于如果在经过了预定时间或更久之后，不出现来自主机设备的对存储设备的访问请求，则通过将数据从临时记录区域传输到具有比临时记录区域的传输速率低的传输速率的另一个记录区域，而释放临时记录区域。
6、如权利要求4所述的记录方法，其特征在于还包括以下步骤将要写入到临时记录区域中的数据压缩；以及在将数据从临时记录区域传输到另一个记录区域时，对从临时记录区域读取的压缩的数据进行解压缩。
权利要求
1.一种记录/再现设备，其特征在于包括记录介质，其具有根据记录位置而不同的传输速率；以及控制部件，用于通过使用记录介质的预定记录区域作为临时记录区域而将从主机设备传输的数据写入到临时记录区域中、并在空闲周期期间将数据从临时记录区域传输到具有比临时记录区域的传输速率低的传输速率的另一个记录区域，而控制临时记录区域被释放。
2.如权利要求1所述的记录/再现设备，其特征在于还包括存储器，用于存储用于管理有关记录介质中的文件的地址信息的表，其中，控制部件响应于来自主机设备的预定模式切换命令而将记录介质中的表读取到存储器中，并通过参考存储在存储器中的表而检查临时记录区域中的空闲区域、或另一个记录区域中的空闲区域。
3.如权利要求1所述的记录/再现设备，其特征在于如果在经过了预定时间或更久之后，不出现来自主机设备的对存储设备的访问请求，则控制部件通过将数据从临时记录区域传输到具有比临时记录区域的传输速率低的传输速率的另一个记录区域，而控制释放临时记录区域。
4.如权利要求1所述的记录/再现设备，其特征在于控制部件压缩数据，并将数据写入到临时记录区域中，并在将数据传输到另一个记录区域之前对压缩的数据进行解压缩。
5.一种用于将数据记录在具有根据记录位置而不同的传输速率的记录介质中的记录方法，其特征在于包括以下步骤通过使用记录介质的预定记录区域作为临时记录区域，而将从主机设备传输的数据写入到临时记录区域中；以及通过在空闲周期期间将数据从临时记录区域传输到具有比临时记录区域的传输速率低的传输速率的另一个记录区域，而释放临时记录区域。
6.如权利要求5所述的记录方法，其特征在于还包括响应于来自主机设备的预定模式切换命令，而将记录介质中的表读取到记录/再现设备的存储器中；以及通过参考存储在存储器中的表而检查临时记录区域中的空闲区域、或另一个记录区域中的空闲区域。
7.如权利要求5所述的记录方法，其特征在于如果在经过了预定时间或更久之后，不出现来自主机设备的对存储设备的访问请求，则通过将数据从临时记录区域传输到具有比临时记录区域的传输速率低的传输速率的另一个记录区域，而释放临时记录区域。
8.如权利要求5所述的记录方法，其特征在于还包括以下步骤将要写入到临时记录区域中的数据压缩；以及在将数据从临时记录区域传输到另一个记录区域时，对从临时记录区域读取的压缩的数据进行解压缩。
全文摘要
提供了能够快速且连续地写入大容量的文件的记录/再现设备。在HDD的记录区域中布置盘高速缓冲存储区域，作为用于临时存储要写入的数据的区域。盘高速缓冲存储区域被定义为LBA空间中的不由主机设备(3)使用的区域，并被布置在例如盘(10)的外围的高传输速度的区域上。将从主机设备(3)传输的文件写入到盘高速缓冲存储区域，并且，在空闲时间可用时，将该文件从盘高速缓冲存储区域移动到正常用户区域，由此释放盘高速缓冲存储区域，以便写入接下来的传输数据。
文档编号G06F12/00GK1864218SQ200480028658
公开日2006年11月15日 申请日期2004年9月30日 优先权日2003年10月2日
发明者田村哲也, 西村章, 佐佐刚, 铃木一也 申请人:索尼株式会社