在盘形记录介质上即写或即读文件的方法

专利名称：在盘形记录介质上即写或即读文件的方法
技术领域：
本发明的领域本发明涉及在可移动的重写盘形记录介质上记录数字信息信号的方法，如在权利要求1的序言中所限定的。本发明进一步涉及在可移动的重写盘形记录介质上记录数字信息/从可移动的重写盘形记录介质上重放数字信息的装置，如在权利要求6的前序部分中所限定的。
本发明的背景PC世界需要置换软盘驱动器的手段。光类型的盘形可再次写入存储介质，如CD-RW，看起来是合乎逻辑的选择，因为软磁盘的读取功能已经被CD-ROM置换。今天所有的PC都装备了CR-ROM，并且应用和软件在CDROM上发布。由此，CD-RW或可再次写入DVD这样的记录介质看起来是一种优异的介质，来满足所需要的写入能力。MO和ZIP/Jazz已经试图填补这个间隙，但它们都缺乏具有可安装基础的兼容性。这正是例如CD-RW通过大约超过2亿台CDROM驱动器(MR1.0兼容)的安装基础所能够获得的。RW介质便宜，并且其容量足以用于软盘使用。
更进一步，操作系统的生产者想要排除软盘驱动器这样的古董材料。这个想法对于OEM公司是有吸引力的，因为他们将来可以通过单主轴电机驱动器，如Combi，并且通过双写入器驱动器来置换软盘驱动器、CDROM和DVD-ROM。除了增加速度，驱动器上还增加了新的特性。
在能够使用如软盘驱动器的CD-RW的市场上，有一些产品(像DirectCD)，但它们的行为不像是CD软盘驱动器被期待的那样的方式。访问时间太慢，格式化时间太长，并且更重要的是驱动器不能匹配到当前操作系统OS的战略中。对于探寻和逐点轮询文件，光盘应该是立即可用的。需要快速弹出，立即删除。由于允许多个探寻和逐点轮询，需要缺陷管理。然而，缺陷管理应该由驱动器进行。这打开了使用UDF1.02而不是UDF1.5的道路，其中在写入一侧，UDF1.5不被Microsoft所支持。进一步的背景格式化必须通过驱动器实现，而不由应用或OS实现，从而减小总线的流量，和驱动器与OS之间的相互作用。最后，包的读取/修改/写入应该通过驱动器进行。
归档号为EP 99203111.2的欧洲专利申请(NL 000035)，和归档号为EP 00200290.5的欧洲专利申请(PHN17659)揭示了这样的方法和装置，它们在这里引入用于参考。
然而，解释的缺陷管理方法限于基于一个包的置换，置换包的尺寸限于写入包的尺寸。例如，在CD-RW的情况下，它们都是64kB或32扇区。尽管这足以覆盖RW介质的光盘写入覆盖(DOW)问题，但对于手指印、划伤和介质缺陷这样的本地物理缺陷，强度明显是不足的。在一个写入的包内，DOW趋于相等地磨损磁道。这样，在一步中置换整个整体是非常有意义的，因为部分包(2kB-扇区)磨损的指示，可以翻译为整个包的磨损的指示。但由于光记录载体的螺旋凹槽结构，上面提到的那些非DOW缺陷，将典型地出现在相邻的轨迹上。例如，磁盘直径方向上3.5cm从内到外的划伤，在CD-RW光盘的情况下，影响大约3.5cm/1.5μm＝23300轨迹。这意味着大约21000*64k字节＝1344M字节。对于具有500M字节的用户区和大约40M字节的备份区的74min的CD-RW光盘，这明显不可行。
本发明的目的和概述由此，在除了其他许多东西之外，本发明的目的尤其是消除上述缺点。根据它的一方面，根据本发明的方法特征如在权利要求1的特征部分所限定的，并且根据本发明的装置特征如在权利要求6的特征部分所限定的。
然后，如果整个包被置换的话，不影响整个包的本地物理缺陷将需要较少的备份区。
进一步的优选实施例特征如其余权利要求所限定的。
附图的简要描述下面参考优选实施例，并且特别参考所附的图示，将更具体地讨论本发明的这些和其它方面和优点，附图显示了

图1是CD-ROM的基本光盘设计方案；图2是根据本发明的主缺陷表(MDT)的设计方案；图3是根据本发明的主缺陷表(MDT)的包组织，显示了重复的扇区；图4是根据本发明的主缺陷表(MDT)的包组织，显示了入口；图5是主缺陷表(MDT)设计方案；
图6是主信息包(MIP)的组成；图7是主信息表(MIP)/次要信息表(SIP)的内容；图8是关于次要信息表(SDP)和临时缺陷表(TDT)的改变，而图9显示了光盘上重要的引导扇区，和它们在备份区中再次映射的位置。
实施例的描述图1示意地显示了CD-ROM的基本格式，如从相关标准中所已知的，这些标准通常被称为“黄册”，与音频CD的“红册”标准相似。CD-ROM的物理标准描述可以在公开获得的文件IEC 908音频-CD的ISO/IEC10149中找到。可记录CD的物理标准被称为“橙册”，在ISO/IEC11172/1/2/3/中揭示。CD-ROM的逻辑格式标准在ISO-9660中描述(High Sierra标准)，而用于可记录CD的标准在ECMA168/ISO 13940(法兰克福计划书)中描述。
CD-ROM的数据携带区与盘首区一起开始，数据区对于用户数据是可用的，并且以盘尾区结束。
用于缺陷管理和格式化的方法可参见归档号为EP 99203111.2的欧洲专利申请(NL000035)，和归档号为EP00200290.5的欧洲专利申请(PHN17659)中的描述，它们都可引入作为参考。
上述在先申请揭示的方法中的缺陷备份能力，限制于基于一个包的置换。在CD-RW的情况下，包的尺寸为64kB(32扇区)，等于包写入块的尺寸。在RW介质的光盘写入覆盖(DOW)的情况下，这个选择是充分的。DOW趋于一个写入包内相等地磨损包。这样，实际上在一步中置换整个单元，因为部分包(例如2kB的扇区)磨损的指示可以被翻译成整个包的磨损。
然而，由于CD的螺旋凹槽结构，非DOW缺陷，如手指印、划伤或本地介质缺陷将典型地作为相邻轨迹上再次发生的短缺陷。这意味着在一个螺旋轨迹内，缺陷典型地分布于一个扇区的边界内，前面和后面是不具有缺陷的多个扇区。例如，对于具有64kB包的CD-RW，它在内环包括大约5个轨迹，而在外环包括大约两个轨迹，对于缺陷影响的包，典型地只需要置换2至5个2kB的包。相同包包围的数据扇区不需要置换。
通过选择置换区的尺寸，使之实际上小于包写入尺寸，则可以处理更多的缺陷置换。例如，在CD-RW的情况下，光盘直径上从内到外的3.5cm的划伤，在2kB包置换的情况下要求大约40Mb的备份区。80分钟光盘上跨越的量为3.5cm/1.5μm＝23300减去连接块上的划伤(20％)加上边界上影响两个扇区的划伤(10％)＝21000。这样需要21000个指针，导致21000*2kB＝42Mb尺寸的缺陷区。在具有＞500Mb用户区的74min光盘上有48Mb的可获得量。在置换64kB的情况下，1mm的划伤将足以充分地要求相同的40MB备份区。
选择2kB备份对于驱动器具有后面的结果。当计算相同量的置换区时，当每个2kB置换空间在表中是潜在的指针时，缺陷表的尺寸需要相对大。作为特别的例子，在DOW磨损包的情况下，缺陷表将包含32个入口位置，而不是64kB置换系统情况下的1kB。
为了解决这个问题，主缺陷表(MDT)被允许从一个包增长到最大8个包。这在图2中显示。图2A中显示了根据上述在先申请中揭示的缺陷管理方法，它的MDT设计方案具有一个弹性尺寸。图2B和图2C显示了根据本发明的具有可变尺寸的MDT设计方案，它们各自具有最小和最大的尺寸。下面，结果MDT包加入指向内径方向上的盘首区中。
光盘只以一个MDT包(MDT1)开始。每个包由序列号(1...8)识别，如参考图5所显示的。
主信息包(MIP)进一步置换所述的表示某段信息开始或终了的标记包(STL)，如在上述在先申请中所揭示的，这将参考图6解释。
图3显示了根据本发明的主缺陷表(MDT)包组织，显示了重复的扇区。在每个MDT包中，4个扇区以描述的地理顺序重复三次。这个具有保护手指印的优点。注意，例如可以将重复因数选择为3来实现。
所有的寻址是2KB基于逻辑的块寻址(LBA)。完整的置换包在表中具有32个入口。例如，包可以包含每个包8*337＝2696个指针，等于5.26MB的缺陷区，处理1/2cm的划伤。
图4显示了根据本发明的主缺陷表(MDT)的包组织，显示了入口。入口以每2kB扇区排序。位4和5指示状态置换(‘00’)和标记(‘01’)。这些以升序LBA排序，并且在一个块中混合。这对微操作系统来说更容易。位4和5具有值(‘10’)的其它入口，指示了可用的入口，它根据置换LBA排序。最后，不可用的路径以(‘11’)标记。驱动器最好根据扇区基保持可用的置换(‘10’)能被获得，这允许微操作系统容易地插入新的缺陷。
图5根据它的内容显示了5个主缺陷表(MDT)设计方案。
图6显示了主信息包(MIP)的组成，置换上述在先申请描述的方法中的标记包(STL)的功能。由于主缺陷表(MDT)可以显著地进入盘首区生长，具有标记包(STL)的长的检测次数会发生。主信息包(MIP)包含主缺陷表(MDT)和次要缺陷表(SDT)的包位置。主信息包(MIP)进一步包括版本信息。主信息包(MIP)重复32次，并且位于一个固定位置(最后包盘首区)，并且不能移动或备份。
副本作为次要信息包(SIP)位于光盘外侧，见图8。MIP或SIP的写入或读取问题意味着写入能力的结束。保存时具有问题的光盘不应该被写入。
然而，当MIP和SIP只包含静态信息时，它们被分别写入。
图7显示了每2kB扇区的主信息包(MIP)/次要信息包(SIP)的内容。
最后，图8显示了上述在先申请中揭示的次要缺陷表(SDT)和临时缺陷表(TDT)的改变。其状态在图8A中显示，而新的实施例在图8B和8C中显示，它们各自具有最小尺寸和最大尺寸。
注意，标记包(STL)由次要信息包(SIP)置换，它具有一个固定位置，直接在SUP包之前，并且不能移动或备份。次要缺陷表(SDT)仍然是主缺陷表(MDT)的副本，但现在SDT1...SDT8是可能的。
进入置换中的生长，导致了将置换标记视为不可使用。更新计数器仍然用于检测MSD与SDT之间的不匹配。所述的SDT以与SDT相同的方式改变。
这样，在读取或写入时，在DOW情况和轨迹问题的情况下，驱动器可以置换完整的64kB包，并且在划伤和手指印的情况下，可以置换2kB。
上述被格式化的介质进一步的方面，是CD-ROM和DVD-ROM系统，与已经在市场上的遗留的CD-RW的跨平台光盘兼容性。遗留系统的读取能力最好应该最大化。
然而，遗留的读取能力系统可能缺乏缺陷再次映射能力，或者PC系统可以不具有适当的文件系统，来再次读取光盘上组织的数据。由此，为了实现再次读取能力，建议了方法来确定在读取光盘上的数据内容之前，再次映射驱动器会安装到遗留的PC系统中。由此避免由于数据不正确的物理地址导致的数据损坏。如果可用的话，人们建议了进一步的方法使PC上适当的文件系统可被使用。而如果系统中没有适当的文件系统是可用的，如何得到并且成功地安装适当的读取方案，那么用户被信息指引。人们建议了另一种方法来确定RW格式将允许可启动的光盘，它需要在所有具有CD读取功能的PC系统中可被读取，并且允许当前的CD启动机制，如在Phoenix技术公司与IBM的可启动CD-ROM格式规定，1995年1月25日的1.0版中所规定的，它被简称为“El-Torito”。
遗留的写入功能系统可以具有应用包和文件系统，需要执行遗留的在CD-RW上探寻和逐点轮询。然而，这些系统典型地缺乏应用缺陷再映射的能力，或在盘首区或盘尾区更新数据的能力。人们建议了方法来防止遗留的系统写入这种介质格式中，这样在这种情况下，将它们的能力限制为只读方案，并且避免意外的数据损坏。
根据本发明的方法将参考图9解释。本发明主动应用了几个关键特征，通过使用与ISO9660关键扇区、数据文件系统和启动记录结合的缺陷管理来允许。一些数据扇区起到门户的角色，用于允许启动和文件系统读取和写入。图9描述了CD-RW和UDF1.02的情况。然而，其它实施例可以通过其它文件系统得到，例如FAT，并且通过其它介质得到，例如DVBD+RW和DVD-RW。
关键扇区是El-Toritoa启动的逻辑扇区17，ISO9660启动的逻辑扇区16，UDF1.02的逻辑扇区256(ADVP)，n或n-256(2ndADVP)，n为数据区的最后扇区。
通过专门填入这些扇区，并且如下写入置换扇区，而对备份扇区16、17、256(或n-256)测量作为ISO结构的扇区号16，用于更新光盘上的再次映射驱动程序。这个扇区将作为不具有再次映射器的系统使用。扇区号16同样是ISO结构的备份位置，用于存储给出信息和给出下载的URL和安装文件系统的连接。这个置换的扇区将作为不具有UDF的系统使用。
作为启动扇区的扇区号17，用于存储到启动映象的连接。这个扇区作为不具有再次映射器的系统使用。扇区号17的位置也是启动扇区，并且包含到相同启动映象的连接。这个扇区作为具有再映射器的系统使用。
扇区号256、n或(n-256)不具有任何重要的内容。然而，其备份位置包含UDF-ADVP，并且作为具有UDF的系统使用。
图9A显示了光盘上上述扇区的位置，其中光盘根据上述在先申请规定的格式而被格式化。图9B显示了根据本发明的实施例，这些位置到备份区的再次映射。包1通过其它扇区使用的文件系统，防止太多次的覆盖写入。这通过置换完整的包来实现，如此前所描述的。然而，扇区保持了启动和ISO9660功能。扇区256、n-256和n包含非UDF数据，这防止了UDF启动，并且防止了ISO9660装入再映射驱动程序。通用功能区(GPA)包含再映射的扇区。
当插入具有再次映射能力的驱动器，或者具有再次映射设备驱动程序的遗留驱动器时，应用于CD-RW介质的上述结构的效果是(情况1)a)当这个文件系统在PC上是可用的时，允许UDF读取b)当系统中没有装入UDF读取器时，显示ISO结构的内容。
在这种情况下，ISO结构2可以用于对最终用户显示消息(UDF不可用，哪里/如何获得，最终甚至用于从因特网上下载适当的UDF读取器驱动程序)。
当相同的光盘插入不具有再次映射能力的驱动器时，对于不具有再次映射驱动程序的系统，这将导致(情况2)a)装入光盘上的再次映射器驱动程序，作为PC系统通过ISO连接装入介质的结果，其中ISO连接应用于ISO结构1(连接到光盘上的再次映射器驱动程序，最终伴随有用户信息)b)在启动后，PC将具有全部再次映射能力，然后根据情况1相同的解决方案作用。
PC系统打开过程中的效果是(情况3)由于原始位置和备份位置被确定保持相同内容(见上面的定义)的事实，与PC系统表现的再次映射能力无关，PC系统将总是得到纠正的启动信息(ref EL-TORITO机制)。
在介质的格式化时间选择备份扇区17，来防止包含扇区17的包，被加入启动信息前的其它使用的DOW磨损。扇区17可以为后面的使用而保存的这种方式，直到原始扇区17作为启动扇区充满为止。这种方式的原始位置扇区17可以保证允许遗留系统的启动能力。
明显地，在执行启动后，驱动器将返回到“情况1”或“情况2”。
遗留的驱动器/系统尽管在一些情况下装备有适当的UDF文件系统，也应该被防止写入到这些介质上(情况4)遗留的驱动器不具有所有的能力，这些能力需要正确处理新的CD-RW格式光盘上更新缺陷管理结构(不具有备份能力+不具有在盘首区更新MDT的能力)。
结果，明智地将这些系统限制为只从这种类型的介质上读取(否则可以导致意外的数据丢失或数据损坏)。这通过确保读取再映射驱动程序(安装在驱动器与主机之间)不允许驱动器的写入命令，可以容易地实现。这种方式驱动器将自动地限制为只读行为。
最后注意，尽管已经参考其优选实施例描述了本发明，应该理解，这些不是限制性的例子。这样，对本技术领域的一般技术人员来说，其各种修改会变得明显，而不会从如权利要求书所定义的本发明的领域中脱离出来。例如CD-RW可以被DVD-RW或相似置换。本方法可以在驱动器的微操作系统中实现，或者控制驱动器的应用程序中实现。
同样对其它文件系统的建议的应用是明显的，例如UDF1.02+CD-RW和具有DVD+RW的UDF。
本发明可以通过硬件和软件的方式实现，并且几种“means”可以由同一项硬件代表。进一步，本发明在于每个新的特征或这些特征的组合。还要注意，单词“comprising”包括但不排除出现权利要求书中列举的那些元件以外的元件和步骤。任何参考符号不限制权利要求的范围。
权利要求
1.在可移动的盘形记录介质如光盘上记录数字信息的方法，该方法包括提交一个固定尺寸的用户信息包，用于记录在光盘上，所述的包具有最小的包尺寸，将所述包分配到光盘上连续扇区的数据区中，所述扇区的最小可编址扇区尺寸小于最小包尺寸，其中所述分配包括将缺陷区再次分配到光盘上的备份区中，并且沿着螺旋形轨迹将所述包记录在所述的光盘上，其特征在于，通过在一个备份区中的置换区再次分配缺陷区，所述置换区的尺寸实际上小于所述最小包尺寸。
2.根据权利要求1的方法，其中所述置换区的最小尺寸等于最小可编址的扇区尺寸。
3.根据权利要求1的方法，其中所述置换区的最小尺寸占据小于螺旋轨迹的一圈。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，记录一个缺陷表，其中缺陷表包含指向所述置换区的指针，所述缺陷表的尺寸是弹性的。
5.根据权利要求2的方法，其特征在于，以螺旋的顺序重复所述缺陷表中的指针。
6.在可移动的盘形记录介质如光盘上记录数字信息的装置，该装置包括输入装置，用于接收信号，所述信号代表一个固定尺寸的用于记录在所述光盘上的用户信息包，所述包具有最小的包尺寸，分配装置，将所述包分配到所述光盘上连续扇区的数据区中，所述扇区的最小可编址扇区尺寸小于所述最小包尺寸，缺陷管理装置，用于将所述缺陷区再次分配到所述光盘上的所述备分区中，记录装置，用于沿着螺旋形轨迹将所述代表用户数据的信号记录在所述的光盘上，其特征在于，采用缺陷管理装置，通过所述备份区中的所述置换区再次分配缺陷区，所述置换区的尺寸实际上小于所述最小包尺寸。
7.根据权利要求6的装置，其特征在于，所述置换区的最小尺寸等于最小可编址的扇区尺寸。
8.根据权利要求6的装置，其特征在于，所述置换区的最小尺寸占据小于螺旋轨迹的一圈。
9.根据权利要求8的装置，其特征在于，采用所述缺陷管理装置，来记录一个缺陷表，其中所述缺陷表含指向所述置换区的指针，所述缺陷表的尺寸是弹性的。
10.根据权利要求9的装置，其特征在于，采用所述缺陷管理装置，以螺旋的顺序在所述缺陷表中重复记录指针。
全文摘要
在可移动的重写盘形记录介质上记录数字信息信号的方法,如光盘,方法包括在光盘上的逻辑区记录用户数据,并且在光盘从记录/重放装置取出之前,以盘首和盘尾区最终确定光盘,其中盘首和盘尾区包括预定介质格式的数据,逻辑区内记录用户数据以外其它应用的通用区被保留。这样的使用例如用于缺陷管理。进一步的方法包括,无论何时对用户数据作出请求,都在预定的结合点中断记录盘首区或盘尾区。
文档编号G11B27/00GK1383559SQ01801605
公开日2002年12月4日 申请日期2001年5月14日 优先权日2000年6月6日
发明者P·伊特斯马, D·哈梅林克 申请人:皇家菲利浦电子有限公司