专利名称：数据记录/还原方法和数据记录/还原设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据记录/还原设备和数据记录/还原方法，尤其涉及用于根据所产生的随机数对要记录的数据进行加扰的数据记录/还原设备和数据记录/还原方法。
本申请要求2002年3月29日提交的日本专利申请2002-098048的优先权，这里完整地参考引用了该申请。
背景技术：
作为用于记录各种软件，例如视频数据，音频数据或计算机数据的记录介质，诸如磁盘，光盘和磁光盘的记录介质已经得到普及。
近年来，高效编码技术的进步允许对包含视频数据的所有类型的数据进行带压缩(band compression)，使得这些数据被处理成数字数据。随之而来的是，要求增加记录介质的容量并改进记录密度。然而随着记录介质的记录密度的提高，从记录介质读出的信号1和信号0之间的差异变小，导致读余量的下降和还原信号质量的恶化。为了避免还原信号质量的这种恶化，例如，当记录信号被记录到记录介质时，可以抑制记录信号的低频分量。这是因为从记录介质还原的信号包含大量低频噪声。然而当滤波器清除这种低频分量以改进S/N时，还原信号的必要低频分量也被截去。于是，提出了预先抑制记录信号的低频分量并因此避免其影响的技术，和允许抑制低频分量的数据编码系统。
然而在某些情况下，即使应用这种编码系统，其中不能抑制其低频分量的长数据模式仍然继续。因此，数据加扰对于降低这种情况的出现概率是有效的。
同时，在向记录介质记录数据和还原该数据的情况下，具有适当定义的尺寸的数据被处理成单元(此后称作扇区)，并且使用这种扇区完成记录和还原。记录到这个扇区的代码限制其运行长度，以便缩小记录和还原设备的通信的频率带宽。已知的是，一旦在记录和还原具有有限运行长度的扇区的数据时出错，错误不仅传播到这个出错部分，而且传播到后续的数据部分。为了防止这种传播，在扇区中按照预定间隔记录能够与记录数据区分开、被称作同步码的预定模式。
对于光盘等等，伴随主数据的输入，加扰电路输入逻辑地址的一部分，例如高阶四位，以作为种子选择信号，并且针对16个逻辑地址中的每个改变加扰数据。在这种情况下，加扰数据是16种彼此不同的伪随机数序列中的一个。根据每个扇区的加扰数据顺序选择每个伪随机数序列，并且使用选择的伪随机数序列加扰一个扇区的数据。
针对主数据和根据预定生成多项式表述的最大长度序列产生的随机数的每个位，如上所述的加扰电路得到所述主数据和随机数的异或。
然而在要记录的数据串是文本数据等等的情况下，产生相对单调的随机数据模式，即使对产生的随机数据执行上述加扰。这种随机数据的问题在于缺乏纠错能力，尤其是在进行高密度记录时，因此降低了记录/还原特性。
发明内容
本发明的目的是提供一种允许改进高密度记录数据的纠错能力的数据记录/还原设备和数据记录/还原方法。
本发明的数据记录/还原方法适于通过每个数据扇区对记录介质执行数据的高密度记录，其中在所述记录介质上，预定数量的扇区被联结以形成簇，并且包含对应于簇的簇地址和对应于扇区的扇区地址的第一地址信息被按照预定方式调制并记录，所述数据扇区比扇区要短。数据记录/还原方法包含从记录介质还原包含簇地址和扇区地址的第一地址信息的步骤；根据还原的第一地址信息中的簇地址产生第二地址信息，并且添加指定记录介质上的记录区的标识信息的步骤；使用产生的第二地址信息和标识信息作为随机数初值来产生随机数的步骤；根据产生的随机数对数据扇区加扰的步骤；和将加扰的数据扇区记录到记录介质的步骤。
当记录介质具有单个记录区时，标识信息具有固定值，并且通过连接表示标识信息的至少一个位，表示地址的多个位，和在最高有效位的位置上设置为1的位而得到的多个位的数字值被用作随机数的初值。
当所产生的第二地址信息和标识信息作为初值被加载到对应于一个生成多项式的移位寄存器，并且基于和每个预定单元的数据相对应的地址的随机数的种子作为初值被加载时，开始产生随机数。当得到数据和产生的随机数的异或(Ex-OR)时，执行加扰。
本发明的数据记录/还原设备适于通过每个数据扇区对记录介质执行数据的高密度记录，其中在所述记录介质上，预定数量的扇区被联结以形成簇，并且包含对应于簇的簇地址和对应于扇区的扇区地址的第一地址信息被按照预定方式调制并记录，所述数据扇区比扇区要短。数据记录/还原设备包含还原装置，用于从记录介质还原包含簇地址和扇区地址的第一地址信息；地址生成装置，用于根据还原装置还原的第一地址信息中的簇地址产生第二地址信息，并且添加指定记录介质上的记录区的标识信息；随机数生成装置，用于使用地址生成装置产生的第二地址信息和标识信息作为随机数初值以产生随机数；加扰处理装置，用于根据随机数生成装置产生的随机数对数据扇区加扰；和记录装置，用于将加扰的数据扇区记录到记录介质。
对于记录区数量为1的记录介质，标识信息具有固定值，并且通过连接表示标识信息的至少一个位，表示地址的多个位，和在最高有效位的位置上设置为1的位而得到的多个位的数字值被用作随机数的初值。
当所产生的第二地址信息和标识信息作为初值被加载到对应于一个生成多项式的移位寄存器，并且基于和每个预定单元的数据相对应的地址的随机数的种子作为初值被加载时，开始产生随机数。当得到数据和产生的随机数的异或(Ex-OR)时，执行加扰。
通过下面对实施例的描述可以更加清楚本发明的其它目的和具体优点。
图1的视图说明了作为本发明具体例子而描述的下一代MD1和下一代MD2，以及常规迷你盘的规格。
图2的视图说明了具有作为本发明具体例子而描述的下一代MD1和下一代MD2中纠错系统的BIS的RS-LDC块。
图3的视图说明了作为本发明具体例子而描述的下一代MD1和下一代MD2的一个记录块的BIS结构。
图4的示意图说明了作为本发明具体例子而描述的下一代MD1的盘表面上的区域结构。
图5的示意图说明了作为本发明具体例子而描述的下一代MD2的盘表面上的区域结构。
图6的示意图说明了当以混合方式在作为本发明具体例子而描述的下一代MD1上记录音频数据和PC数据时盘表面上的区域结构。
图7的示意图说明了作为本发明具体例子而描述的下一代MD1的数据管理结构。
图8的示意图说明了作为本发明具体例子而描述的下一代MD2的数据管理结构。
图9的示意图说明了作为本发明具体例子而描述的下一代MD1和下一代MD2的ADIP扇区结构和数据块之间的关系。
图10A的示意图示出了下一代MD2的ADIP数据结构。图10B的示意图示出了下一代MD1的ADIP数据结构。
图11的示意图说明了作为本发明具体例子而描述的下一代MD2的数据管理结构的修改。
图12的模块图说明了盘驱动设备，用于执行与作为本发明具体例子而描述的下一代MD1和下一代MD2兼容的记录和还原。
图13的模块图说明了盘驱动设备的介质驱动单元。
图14的流程图说明了盘驱动设备中下一代MD1和下一代MD2的扇区还原处理。
图15的流程图说明了盘驱动设备中下一代MD1和下一代MD2的扇区记录处理。
图16的视图说明了作为本发明具体例子而描述的下一代MD1的ADIP地址和地址单元之间的关系。
图17的视图说明了作为本发明具体例子而描述的下一代MD2的ADIP地址和地址单元之间的关系。
图18的视图说明了作为本发明具体例子而描述的下一代MD1的逻辑扇区的处理。
图19的视图说明了作为本发明具体例子而描述的下一代MD2的逻辑扇区的处理。
图20是用于实现本发明的地址单元转换的电路图。
具体实施例方式
现在参照附图描述本发明的具体实施例。
在本发明中，当向具有记录区并且该记录区附加有地址的记录介质记录数据时，根据标识信息和地址得到的值被用作随机数的种子，其中所述标识信息用于指定基于允许提供多个记录区的预定标准的多个记录区中的一个，并且根据这个随机数对数据进行加扰，从而提供各个记录区之间互不相同的加扰数据。这防止记录数据变成单调数据，并且实现了高密度记录数据的强纠错能力。
在这种盘驱动设备中，一种与被用作使用常规磁光记录系统的盘片类记录介质的记录/还原格式的普通记录格式不同的信号格式，被用于这种盘片类记录介质，从而提高了常规磁光记录介质的记录容量。此外，由于使用高密度记录技术和新文件系统，假定记录格式允许显著提高记录容量，同时保持外壳和记录/还原光学系统的外观与常规磁光记录介质的兼容性。
在这个具体实施例中，作为盘片类磁光记录介质，使用迷你盘(注册商标)系统的记录介质。更具体地，通过使用不同于通常使用的记录格式的格式来提高常规磁光记录介质的记录容量的盘被解释为“下一代MD1”，对能够进行高密度记录的新型记录介质应用新记录格式来提高记录容量的盘被解释为“下一代MD2”。
此后会描述下一代MD1和下一代MD2的示例性规格，并且还会描述使用本发明的地址转换方法产生两种盘的记录数据的处理。
1.盘规格和区域结构首先参照图1描述常规迷你盘，下一代MD1和下一代MD2的规格。迷你盘(和MD-DATA)的物理格式定义如下。轨道间距为1.6μm。位长度为0.59μm/b。激光波长λ为λ＝780nm。光头的数值孔径为NA＝0.45。使用凹槽记录系统作为其记录系统，所述凹槽记录系统用于基于(盘表面上)作为轨道的凹槽的记录和还原。在用于此系统的地址系统中，在盘表面形成单螺旋凹槽，在凹槽两侧按照预定频率(22.05kHz)形成蛇曲摆动，并且参照上述频率FM调制绝对地址，并且绝对地址被记录在摆动凹槽轨道中。在这个规格中，被记录为摆动的绝对地址也被称作ADIP(预凹槽地址)。
在常规MD中，使用作为主数据部分的32个扇区和作为链接扇区的4个扇区，即总共36个扇区作为一个簇单元，以执行记录。ADIP信号包含簇地址和扇区地址。簇地址包含8位簇H和8位簇L。扇区地址包含4位扇区。
对于常规迷你盘，EFM(8-14调制)调制系统被用作记录数据调制系统。作为其纠错系统，使用ACIRC(先进交叉交错里德-索洛蒙码)。对于数据交织，使用卷积。因此数据冗余为46.3％。
常规迷你盘上的数据检测系统是逐位系统。作为其盘片驱动系统，使用CLV(固定线速度)系统。固定线速度为1.2m/s。
记录和还原的标准数据速率为133KB/s。记录容量为164MB(MD-DATA则为140MB)。数据的最小改写单元(单元簇)包含36个扇区，即如上所述的32个主扇区和4个链接扇区。
下面描述作为具体实施例的下一代MD1。下一代MD1与上述常规迷你盘具有相同的物理规格。因此，轨道间距为1.6μm。激光波长λ为λ＝780nm。光头的数值孔径为NA＝0.45。使用凹槽记录系统作为其记录系统。使用ADIP作为其地址系统。由于盘驱动设备中光学系统的结构，ADIP地址读取系统和伺服处理与常规迷你盘的相同，从而实现与迷你盘的兼容。
作为记录数据的调制系统，下一代MD1使用RLL(1-7)PP调制系统(其中RLL表示“运行长度有限”，PP表示“校验保持/禁止rmtr(重复最小转变运行长度)”)。作为其纠错系统，使用RS-LDC(里德索洛蒙长距离码)系统，其中BIS(脉冲串指示子码)具有较高的纠错能力。
具体地，包含从主机应用等等提供的2048字节用户数据和4字节EDC(检错码)的2052字节被处理为1个扇区(即不同于盘上的物理扇区的数据扇区，如下所述)，并且扇区0至扇区31的32个扇区被组合成包括304列×216行的块，如图2所示。对每个扇区的2052字节执行得到与预定伪随机数的异或(EX-OR)的加扰处理。针对已经如此执行加扰处理的块的每个列，添加32字节的校验以构成304列×248行的LDC(长距离码)块。对这个LDC块执行交织处理以形成152列×496行的块(交织LDC块)，并且每38列排列上述BIS的一个列，从而形成由155列×496行构成的结构，如图3所示。此外，2.5字节的帧同步码(帧同步)被加到前端位置，并且使得每行对应于一帧，从而形成由157.5字节×496帧构成的结构。图3的各行相当于图9所示的一个记录块(簇)中数据区的帧10到帧505的496个帧，如下所述。
在上述数据结构中，数据交织具有块完成(block-completion)类型。这允许具有20.50％的数据冗余。作为数据检测系统，使用基于PR(1，2，1)ML的Viterbi解码系统。
对于盘驱动系统，在线速度为2.4m/s的情况下使用CLV系统。记录和还原中的标准数据速率为4.4MB/s。由于使用这个系统，可以保证300MB的总记录容量。由于调制系统从EFM调制系统改变为RLL(1-7)PP调制系统，窗口余量从0.5增加到0.666，因此可以实现1.33倍的更高密度。作为最小改写单元的簇包含16扇区，64KB。由于记录系统从CIRC系统改变为具有BIS并且利用扇区结构差和Viterbi编码的RS-LDC系统，数据效率从53.7％提高到79.5％，因此可以实现1.48倍的更高密度。
通过综合这些措施，下一代MD1可以实现300MB的记录容量，这将近是常规迷你盘记录容量的两倍。
另一方面，下一代MD2是对其应用诸如磁畴壁移动检测系统(DWDD)的高密度记录技术的记录介质。下一代MD2具有的物理格式不同于上述常规迷你盘和下一代MD1的物理格式。下一代MD2具有1.25μm的轨道间距和0.16μm/b的位长度，并且在线性方向具有更高的密度。
为了实现与常规迷你盘和下一代MD1的兼容，使光学系统，读取系统，伺服系统等等符合常规标准，即激光波长λ＝780nm，光头的数值孔径为NA＝0.45。记录系统是凹槽记录系统。地址系统是使用ADIP的系统。外壳的外观也符合常规迷你盘和下一代MD1的标准。
然而当使用与常规迷你盘或下一代MD1相当的光学系统对超过常规技术的窄轨道间距和线密度(位长度)进行读取时，有必要解决脱轨(de-tracking)余量，凸面(land)与凹槽的串扰，摆动的串扰，聚焦泄漏和CT信号方面的约束条件。因此，下一代MD2的特征在于凹槽的深度，坡度，宽度等等被改变。具体地，凹槽的深度被限定在范围160-180nm内。坡度被限定在范围60-70内。宽度被限定在范围600-800nm内。
下一代MD2使用适于进行高密度记录的RLL(1-7)PP调制系统(其中RLL表示“运行长度有限”，PP表示“校验保持/禁止rmtr(重复最小转变运行长度)”)作为记录数据的调制系统。使用RS-LDC(里德索洛蒙长距离码)系统作为纠错系统，其中BIS具有较高的纠错能力。
数据交织具有块完成类型。这允许具有20.50％的数据冗余。数据检测系统是基于PR(1，-1)ML的Viterbi解码系统。作为最小数据改写单元的簇包含16个扇区，64KB。
使用线速度为2.0m/s的ZCAV(区域固定角速度)系统作为盘驱动系统。记录和还原的标准数据速率为9.8MB/s。因此，下一代MD2通过使用DWDD系统和这个驱动系统可以实现1GB的总记录容量。
图4和5示出了这个具体实施例的下一代MD1的盘表面上的示例性区域结构。下一代MD1是与常规迷你盘相同的介质。在盘片的最内圆周侧，提供PTOC(原版盘预制作内容表)以作为原版盘预制作区。在这个区域中，将盘管理信息记录成基于物理结构变形的压印凹坑(embossed pit)。
在原版盘预制作区外面的圆周侧，提供其中可以进行磁光记录的可记录区。这是一个可记录/可还原区域，其中形成凹槽以作为导向记录轨道的引导凹槽。在这个可记录区的最内圆周侧，提供UTOC(用户内容表)区。在这个UTOC区中，描述UTOC信息，并且提供针对原版盘预制作区的缓冲区，和用于激光束等等的输出功率调整的功率校准区。
下一代MD2没有使用预制凹坑来实现更高的密度，如图5所示。因此，在下一代MD2上，在比可记录区更内侧的区域中提供用于记录版权保护信息，用于检查数据伪造的信息，其它非公开信息等等的唯一ID(UID)区。在这个UID区中，以和应用到下一代MD2的DWDD系统不同的记录格式记录信息。
在下一代MD1和下一代MD2上，可以通过混合方式记录音乐数据的音频轨道和数据轨道。在这种情况下，在数据区中的任意位置形成其中记录至少一个音频轨道的音频记录区AA，和其中记录至少一个数据轨道的PC数据记录区DA，如图6所示。
在盘片上不必按照物理连续的方式记录一系列音频轨道和数据轨道，而是可以被分别记录成多个部分(part)，如图6所示。部分是指以物理连续方式记录的区段(section)。具体地，即使当如图6所示存在两个物理分离的PC数据记录区时，数据轨道的数量也可以是一或多个。虽然图6示出了下一代MD1的物理规格，然而可以通过混合方式在下一代MD2上类似地记录音频记录区AA和PC数据记录区DA。
下面更详细地描述与具有上述物理规格的下一代MD1和下一代MD2兼容的记录/还原设备的具体例子。
2.盘片的管理结构参照图7和8描述这个具体实施例的盘片的管理结构。图7示出了下一代MD1的数据管理结构。图8示出了下一代MD2的数据管理结构。
由于下一代MD1是与如上所述的常规迷你盘相同的介质，如常规迷你盘中所使用的，以不能被改写的压印凹坑的形式在下一代MD1上记录PTOC。在这个PTOC中，盘片的总容量，UTOC区中的UTOC位置，功率校准区的位置，数据区的起始位置，数据区的结束位置(导出位置)等等被记录为管理信息。
在下一代MD1上，在ADIP地址0000到0002处提供用于调整激光的写输出的功率校准区(记录功率校准区)。在后续地址0003到0005上，记录UTOC。UTOC包含根据轨道(音频轨道/数据轨道)的记录、擦除等等改写的管理信息，并且管理相应轨道和构成轨道的部分的起始位置、结束位置等等。UTOC还管理尚未记录轨道的空闲区域，即可改写区中的部分。在UTOC中，整个PC数据被管理成一个独立于MD音频数据的轨道。因此，即使以混合方式记录音频轨道和数据轨道，也可以管理被分成多个部分的PC数据的记录位置。
在这个UTOC区中的指定ADIP簇中记录UTOC数据。通过这个ADIP簇中的每个扇区定义UTOC数据的内容。具体地，UTOC扇区0(这个ADIP簇中的前导ADIP扇区)管理对应于轨道和空闲区域的部分。UTOC扇区1和UTOC扇区4管理对应于轨道的字符信息。在UTOC扇区2中，写入用于管理对应于轨道的记录日期与时间的信息。
UTOC扇区0是在其中记录记录数据，可记录的未记录区，数据管理信息等等的数据区。例如，当记录数据到盘片时，盘驱动设备从UTOC扇区0找到盘片上的未记录区，并且记录数据到这个区域。在还原时，盘驱动设备根据UTOC扇区0判断记录要还原的数据轨道所处的区域，并且访问该区域以执行还原。
在下一代MD1上，PTOC和UTOC被记录成根据符合常规迷你盘系统的系统(在这种情况下是EFM调制系统)调制的数据。因此，下一代MD1具有在其中记录根据EFM调制系统调制的数据的区域，和在其中记录根据RS-LDC和RLL(1-7)PP调制系统调制的高密度数据的区域。
ADIP地址0032上描述的报警轨道存储用于通知的信息，该信息表明即使在下一代MD1被插入到常规迷你盘的盘驱动设备时，常规迷你盘的盘驱动设备也不支持下一代MD1。这个信息可以是说出＂这个还原设备不支持这个盘片的格式＂的音频数据，或警告声音数据。在盘驱动设备具有显示单元的情况下，这个信息可以是用于显示通知的数据。根据EFM调制系统记录这个报警轨道，使得它可以被对应于常规迷你盘的盘驱动设备读取。
在ADIP地址0034上，记录描述下一代MD1的盘片信息的盘描述表(DDT)。在DDT中描述格式，盘片上的逻辑簇总数，介质的适当ID，这个DDT的更新信息，有缺陷簇信息等等。
在DDT区和后续区域中，数据被记录成根据RS-LDC和RLL(1-7)PP调制系统调制的高密度数据。因此在报警轨道和DDT之间提供保护带区域。
在其中记录有RLL(1-7)PP调制系统调制的高密度数据的最早ADIP地址上，即在DDT的前导地址上，附加逻辑簇号(LCN)，它定义这个地址为0000。一个逻辑簇包含65,536字节。这个逻辑簇是用于读/写的最小单元。ADIP地址0006到0031被保留。
在后续ADIP地址0036到0038上提供安全区，通过认证可以使安全区公开。这个安全区管理表示构成数据的相应簇是否可被公开的属性。尤其是，在这个安全区中记录用于版权保护的信息，用于检查数据伪造的信息等等。也可以记录各种其它非公开信息。这个非公开区允许特别许可的具体外部设备进行有限访问，并且还包含用于鉴别这个外部设备被允许访问这个区域的信息。
在ADIP地址0038和后续ADIP地址上，描述其中可以自由执行读写的用户区(具有任意数据长度)，和备用区(具有数据长度8)。当按照LCN的升序排列时，用户区中记录的数据记录被分成用户扇区，其中从前端开始的2,048个字节构成一个单元。通过针对前导用户扇区附加用户扇区号(USN)0000并且使用FAT文件系统，例如PC的外部设备管理这个数据。
现在参照图8描述产生下一代MD2的数据管理结构。下一代MD2没有PTOC。因此，诸如盘片总容量，功率校准区的位置，数据区的起始位置和数据区的结束位置(导出位置)的所有盘管理信息被包含为ADIP信息中的PDPT(预格式化盘参数表)，并因此被记录。根据具有BIS的RS-LDC调制系统和RLL(1-7)PP调制系统调制数据，并且按照DWDD格式记录数据。
在导入区和导出区中提供激光功率校准区(PCA)。在下一代MD2上，向PCA之后的ADIP地址附加LCN 0000。
在下一代MD2上，准备相当于下一代MD1的UTOC区的控制区。图8示出了唯一ID(UID)区，其中记录用于版权保护的信息，用于检查数据伪造的信息，和其它非公开信息。实际上，在比导入区更靠内的位置提供这个UID区，并且按照不同于普通DWDD格式的记录格式在其中记录数据。
根据FAT文件系统管理下一代MD1和下一代MD2的文件。例如，相应数据轨道具有单独的FAT文件系统。可选地，可以记录一个FAT文件系统以覆盖多个数据轨道。
3.ADIP扇区/簇结构和数据块现在参照图9描述本发明的具体实施例中描述的下一代MD1和下一代MD2的ADIP扇区结构和数据块之间的关系。常规迷你盘(MD)系统使用对应于被记录为ADIP的物理地址的簇/扇区结构。在这个实施例中，为了方便，基于ADIP地址的簇被称作＂ADIP簇＂。基于下一代MD1和下一代MD2上的地址的簇被称作＂记录块＂或＂下一代MD簇＂。
在下一代MD1和下一代MD2上，数据轨道被处理成以连续簇的形式记录的数据流，簇是地址的最小单元，如图9所示。
如图9所示，对于下一代MD1，平分一个常规簇(36扇区)，使得一个记录块包括18个扇区。对于下一代MD2，一个记录块包括16个扇区。
图9中示出的一个记录块(一个下一代MD簇)的数据结构包含512个帧，即10个帧构成的前同步，6个帧构成的后同步，和496个帧构成的数据部分。这个记录块中的一个帧包含同步信号区，数据，BIS和DSV。
在一个记录块的512个帧中，通过平均分割496个帧(其中记录主数据)成16份而得到的帧组中的每个组被称作地址单元。每个地址单元包含31个帧。这个地址单元的编号被称作地址单元号(AUN)。这个AUN是被附加到所有地址单元，并且被用于记录信号的地址管理的编号。
当象在下一代MD1中那样将根据1-7PP调制系统调制的高密度数据记录到具有ADIP中描述的物理簇/扇区结构的常规迷你盘时，出现盘片上最初记录的ADIP地址与实际记录的数据块的地址彼此不一致的问题。在参考ADIP地址执行的随机访问中，即使对于当读出数据时访问与记录期望数据的位置接近的位置，也可以读出记录的数据。然而当写入数据时，有必要访问精确位置，以便不会改写和擦除已经记录的数据。因此，重要的是从下一代MD簇/下一代MD扇区精确掌握(grasp)对应于ADIP地址的访问位置。
于是对于下一代MD1，使用通过根据预定规则在转换介质表面上记录为摆动的ADIP地址而得到的数据单元，掌握住高密度数据簇。在这种情况下，使整数倍的ADIP扇区成为高密度数据簇。根据这个思路，当针对常规迷你盘上记录的一个ADIP簇描述下一代MD簇时，使每个下一代MD簇对应于1/2 ADIP簇(18扇区)。
因此，对于下一代MD1，常规MD簇的1/2簇被处理为最小记录单元(记录块)。
另一方面，对于下一代MD2，一个簇被处理为一个记录块。
在这个具体实施例中，由2048字节构成、作为从主机应用提供的单元的数据块被处理成一个逻辑数据扇区(LDS)，并且相同记录块中记录的一组32个逻辑数据扇区被处理成逻辑数据簇(LDC)，如上所述。
通过如上所述的数据结构，当把下一代MD数据记录到任意位置时，可以实现按照良好的定时记录到介质。此外，由于整数个的下一代MD簇被包含在作为ADIP地址单元的ADIP簇中，用于将ADIP簇地址转换成下一代MD数据簇地址的地址转换规则被简化，并且可以简化用于转换的电路或软件结构。
虽然在图9示出的例子中使两个下一代MD簇对应于一个ADIP簇，然而针对一个ADIP簇可以安排3个或更多的下一代MD簇。在这种情况下，一个下一代MD簇不局限于由16个ADIP扇区构成的构造。可以根据EFM调制系统和RLL(1-7)PP调制系统之间的数据记录密度差异，构成下一代簇的扇区的数量，一个扇区的长度等等来设置下一代MD簇。
虽然图9示出了记录介质上的数据结构，现在描述记录介质上凹槽摆动轨道中记录的ADIP信号被图13的ADIP解调器38(后面会描述)解调的情况下的数据结构。
图10A示出了下一代MD2的ADIP的数据结构。图10B示出了下一代MD1的ADIP的数据结构。
在下一代MD1的情况下，描述同步信号，表示盘片上簇号的簇H信息和簇L信息，包含簇中扇区号的扇区信息。通过4位描述同步信号。通过地址信息的高8位描述簇H。通过地址信息的低8位描述簇L。通过8位描述扇区信息。CRC被加到后14位中。通过这种方式，在每个ADIP扇区中记录42位的ADIP信号。
在下一代MD2的情况下，描述4位的同步信号数据，4位的簇H信息，8位的簇M信息，4位的簇L信息和4位的扇区信息。BCH校验被加到后18位中。类似地，在下一代MD2的情况下，在每个ADIP扇区中记录42位的ADIP信号。
在ADIP的数据结构中，可以任意决定上述簇H信息，簇M信息和簇L信息的构造。可选地，在这个部分中可以描述其它附加信息。例如，在下一代MD2上的ADIP信号中，通过高8位的簇H和低8位的簇L表示簇信息，如图11所示，并且可以描述盘控制信息而不是低8位的簇L。盘控制信息可以是伺服信号校正值，还原激光功率的上限值，还原激光功率的线速度校正系数，记录激光功率的上限值，记录激光功率的线速度校正系数，记录磁灵敏度，磁激光脉冲相位差，校验等等。
4.盘驱动设备参照图12和13描述能够执行下一代MD1和下一代MD2的记录和还原的盘驱动设备10的具体例子。盘驱动设备10可以被连接到个人计算机(此后被称作PC)100，并且可以使用下一代MD1和下一代MD2作为音频数据和PC等等的外部存储器。
盘驱动设备10具有介质驱动单元11，存储器传送控制器12，簇缓冲存储器13，辅助存储器14，USB接口15、16，USB集线器17，系统控制器18和音频处理单元19。
介质驱动单元11针对在其上加载的相应盘片90，例如常规迷你盘，下一代MD1或下一代MD2执行记录/还原。后面会参照图13描述介质驱动单元11的内部结构。
存储器传送控制器12控制来自介质驱动单元11的还原数据和提供给介质驱动单元11的记录数据的发送/接收。在存储器传送控制器12的控制下，簇缓冲存储器13缓冲介质驱动单元11按照每个高密度数据簇从盘片90的数据轨道读出的数据。在存储器传送控制器12的控制下，辅助存储器14存储介质驱动单元11从盘片读出的各种管理信息和特殊信息，例如UTOC数据，CAT数据，唯一ID和散列值。
系统控制器18可以与通过USB接口16和USB集线器17连接的PC 100通信。系统控制器18控制与PC 100的通信，执行诸如写请求和读请求的命令的接收，和状态信息与其它必要信息的发送，并且整体控制整个盘驱动设备10。
例如，当盘片90被加载到介质驱动单元11上时，系统控制器18指示介质驱动单元11从盘片90读出管理信息等等，并且使存储器传送控制器12控制辅助存储器14存储读出的管理信息等等，例如PTOC和UTOC。
通过读取管理信息，系统控制器18可以掌握(grasp)盘片90的轨道记录状态。此外，通过读取CAT，系统控制器18可以掌握数据轨道内的高密度数据簇结构，并且可以准备好响应来自PC 100的针对数据轨道的访问请求。
通过唯一ID和散列值，系统控制器18执行盘片认证处理和其它处理，向PC 100发送这些数值，并且使盘片认证处理和其它处理在PC 100上执行。
当从PC 100发送针对某个FAT扇区的读请求时，系统控制器18向介质驱动单元11提供用于读出包含这个FAT扇区的高密度数据簇的信号。存储器传送控制器12将读出的高密度数据簇写入到簇缓冲存储器13中。然而如果FAT扇区的数据已经被存储在簇缓冲存储器13中，介质驱动单元11不需要读出数据。
在这种情况下，系统控制器18执行控制，以便提供用于从正被写入到簇缓冲存储器13的高密度数据簇的数据中读出所请求FAT扇区的数据的信号，并且通过USB接口15和USB集线器17向PC 100发送该信号。
当从PC 100发送针对某个FAT扇区的写请求时，系统控制器18使介质驱动单元11读出包含这个FAT扇区的高密度数据簇。存储器传送控制器12将读出的高密度数据簇写入到簇缓冲存储器13中。然而如果FAT扇区的数据已经被存储在簇缓冲存储器13中，介质驱动单元11不需要读出数据。
系统控制器18还通过USB接口15向存储器传送控制器12提供从PC 100发送的FAT扇区的数据(记录数据)，并且使存储器传送控制器12改写簇缓冲存储器13上的对应FAT扇区的数据。
系统控制器18还指示存储器传送控制器12向介质驱动单元11传送簇缓冲存储器13中存储的高密度数据簇的数据(其中已经改写所请求的FAT扇区)以作为记录数据。在这种情况下，根据EFM调制系统(如果加载的介质是常规迷你盘)，或根据RLL(1-7)PP调制系统(如果加载的介质是下一代MD1或下一代MD2)，介质驱动单元11调制和写入高密度数据簇的记录数据。
在这个实施例所描述的盘驱动设备10中，上述记录/还原控制是在记录/还原数据轨道的情况下的控制。通过音频处理单元19执行记录/还原MD音频数据(音频轨道)时的数据传送。
例如，音频处理单元19具有诸如线路输入电路/话筒输入电路，A/D转换器和数字音频数据输入部分的模拟音频信号输入部分，以作为输入系统。音频处理单元19还具有ATRAC压缩编码器/解码器和用于压缩数据的缓冲存储器。音频处理单元19还具有数字音频数据输出部分，D/A转换器和诸如线路输出电路/耳机输出电路的模拟音频信号输出部分，以作为输出系统。
当数字音频数据(或模拟音频信号)被输入到音频处理单元19时，音频轨道被记录在盘片90上。输入的线性PCM数字音频数据，或通过在A/D转换器上转换输入的模拟音频信号而得到的线性PCM音频数据被ATRAC压缩编码，并且被存储到缓冲存储器中。之后，按照预定定时从缓冲存储器读出音频数据，并且传送到介质驱动单元11。
介质驱动单元11根据EFM调制系统或RLL(1-7)PP调制系统调制所传送的压缩数据，并且将调制数据写入到盘片90以作为音频轨道。
当还原来自盘片90的音频轨道时，介质驱动单元11将还原数据解调成ATRAC压缩数据，并且将解调数据传送到音频处理单元19。音频处理单元19执行ATRAC压缩解码以得到线性PCM音频数据，并且从数字音频数据输出部分输出线性PCM音频数据。
图12示出的这个结构只是例子。例如，当盘驱动设备10与PC100连接并且被用作仅仅用于记录和还原数据轨道的外部存储装置时，不需要音频处理单元19。另一方面，当主要目的是记录和还原音频信号时，最好提供音频处理单元19，并且提供操作单元和显示单元以作为用户接口。对于和PC 100的连接，不仅可以使用USB，而且可以使用符合IEEE(电气电子工程师协会)规定的标准的所谓IEEE1394接口和通用连接接口。
下面参照图13详细描述用于常规迷你盘，下一代MD1和下一代MD2的记录和还原的介质驱动单元11的结构。
介质驱动单元11的特征在于，为了针对常规迷你盘，下一代MD1和下一代MD2记录和还原数据，尤其是作为记录处理系统，它具有用于执行EFM调制和ACIRC编码以便在常规迷你盘上进行记录的结构，和用于执行RLL(1-7)PP调制和RS-LDC编码以便在下一代MD1和下一代MD2上进行记录的结构。介质驱动单元11的特征还在于，作为还原处理系统，它具有用于执行EFM解调和ACIRC解码以便从常规迷你盘进行还原的结构，和用于执行基于使用PR(1，2，1)ML和Viterbi解码的数据检测的RLL(1-7)解调，以及RS-LDC解码以便从下一代MD1和下一代MD2进行还原的结构。
介质驱动单元11使用主轴马达21旋转驱动CLV系统或ZCAV系统中加载的盘片90。在记录和还原时，激光束从光头22投射到盘片90上。
在记录时，光头22输出高功率的激光束以便将记录轨道加热到Curie温度。在还原时，光头22输出相对较低功率的激光束，以便通过磁Kerr效应从反射光中检测数据。因此，光头22配备有光学系统和用于检测反射光的检测器，所述光学系统包含作为激光输出单元的激光二极管，偏振分光器，物镜等等。以这样的方式固定光头22中提供的物镜，其中可以例如通过二轴机构使其在盘片径向和接近/远离盘片的方向偏移。
在这个具体实施例中，为了实现在介质表面的物理规格方面有所不同的常规迷你盘，下一代MD1和下一代MD2的最大还原特性，在读取光头22的光的光路中提供相位补偿板，所述相位补偿板可以优化针对所有盘片的数据读取时的比特差错率。
相对于盘片90，磁头23被安排在与光头22相反的位置上。磁头23向盘片90施加根据记录数据调制的磁场。虽然未示出，然而提供在盘片径向移动整个光头22和磁头23的螺线马达和螺线机构。
在这个介质驱动单元11中，除了包含光头22和磁头23的记录/还原头系统，以及包含主轴马达21的盘旋转驱动系统之外，提供记录处理系统，还原处理系统，伺服系统等等。作为记录处理系统，提供用于在对常规迷你盘进行记录时执行EFM调制和ACIRC编码的部分，和在对下一代MD1和下一代MD2进行记录时执行RLL(1-7)PP调制和RS-LDC编码的部分。
作为还原处理系统，提供用于在从常规迷你盘进行还原时执行对应于EFM调制的解调和ACIRC解码的部分，和在从下一代MD1和下一代MD2进行还原时执行对应于RLL(1-7)PP调制的解调(即基于使用PR(1，2，1)ML和Viterbi解码的数据检测的RLL(1-7)解调)和RS-LDC解码的部分。
根据从光头22投射到盘片90的激光束的反射光检测的信息(即在光电检测器检测激光束的反射光时得到的光电流)被提供给RF放大器24。RF放大器24对输入的检测信息执行电流电压转换，放大，矩阵计算等等，并且提取还原RF信号，循轨误差信号TE，聚焦误差信号FE，凹槽信息(通过盘片90上轨道的摆动来记录的ADIP信息)等等以作为还原信息。
在从常规迷你盘还原时，在RF放大器上得到的还原RF信号通过比较器25和PLL电路26，并且被EFM解调器27和ACIRC解码28处理。还原RF信号被二进制化成EFM信号串，并且接着被EFM解调器27 EFM解调。此外，ACIRC解码器28对结果信号执行纠错和去交织处理。在音频数据的情况下，这时得到ATRAC压缩数据。在这种情况下，选择器29选择常规迷你盘信号一侧，并且解调的ATRAC压缩数据被输出到数据缓冲区30以作为来自盘片90的还原数据。在这种情况下，压缩数据被提供给图12的音频处理单元19。
另一方面，在从下一代MD1或下一代MD2还原时，在RF放大器上得到的还原RF信号通过A/D转换器电路31，均衡器32，PLL电路33和PRML电路34，并且被RLL(1-7)PP解调器35和RS-LDC解码器36处理。在RLL(1-7)PP解调器35上，根据使用PR(1，2，1)ML和Viterbi解码的数据检测从还原RF信号得到作为RLL(1-7)代码串的还原数据，并且对这个RLL(1-7)代码串执行RLL(1-7)解调处理。此外，RS-LDC解码器36执行纠错和去交织处理。
在这种情况下，选择器29选择下一代MD1/下一代MD2一侧，并且解调数据被输出到数据缓冲区30以作为来自盘片90的还原数据。在这种情况下，解调数据被提供给图12的存储器传送控制器12。
从RF放大器24输出的循轨误差信号TE和聚焦误差信号FE被提供给伺服电路37。凹槽信息被提供给ADIP解调器38。
ADIP解调器38使用带通滤波器限制凹槽信息的频带以便提取摆动分量，并且接着执行FM解调和双相解调以提取ADIP地址。在常规迷你盘或下一代MD1的情况下，作为盘片上绝对地址信息的所提取的ADIP地址通过MD地址解调器39被提供给驱动控制器41。在下一代MD2的情况下，ADIP地址通过下一代MD2地址解码器40被提供给驱动控制器41。
驱动控制器41根据每个ADIP地址执行预定的控制处理。凹槽信息被回送到伺服电路37以用于主轴伺服控制。
根据通过积分凹槽信息和还原时钟(解码时的PLL时钟)之间的相位差而得到的误差信号，伺服电路37产生用于CLV伺服控制和ZCAV伺服控制的主轴误差信号。
根据如上所述从RF放大器24提供的主轴误差信号，循轨误差信号和聚焦误差信号，以及来自驱动控制器41的轨道跳过命令，访问命令等等，伺服电路37还产生各种伺服控制信号(循轨控制信号，聚焦控制信号，螺线控制信号，主轴控制信号等等)。伺服电路37向马达驱动器42输出这些伺服控制信号。即，伺服电路37响应伺服误差信号和命令而执行必要的处理，诸如相位补偿处理，增益处理和目标值设置处理，于是产生各种伺服控制信号。
马达驱动器42根据从伺服电路37提供的伺服控制信号产生预定伺服驱动信号。这种情况的伺服驱动信号包含用于驱动二轴机构的二轴驱动信号(聚焦方向和循轨方向)，用于驱动螺线机构的螺线马达驱动信号，和用于驱动主轴马达21的主轴马达驱动信号。响应这种伺服驱动信号，执行盘片90上的聚焦控制和循轨控制，以及主轴马达21上的CLV控制或ZCAV控制。
当执行针对盘片90的记录操作时，提供图12示出的来自存储器传送控制器12的高密度数据，或来自音频处理单元19的普通ATRAC压缩数据。
在对常规迷你盘进行记录时，选择器43被连接到常规迷你盘一侧，并且ACIRC编码和EFM调制器45工作。在音频信号的情况下，来自音频处理单元19的压缩数据被ACIRC编码器44交错和提供纠错码，并且接着被EFM调制器45 EFM调制。EFM调制数据通过选择器43被提供给磁头驱动器46，并且磁头23根据EFM调制数据向盘片90施加磁场，从而记录调制数据。
在对下一代MD1和下一代MD2进行记录时，选择器43被连接到下一代MD1/下一代MD2一侧，并且RS-LDC编码器47和RLL(1-7)PP调制器48工作。在这种情况下，从存储器传送控制器12发送的高密度数据被RS-LDC编码器47交错和提供RS-LDC系统的纠错码，并且接着被RLL(1-7)PP调制器48 RLL(1-7)调制。
调制成RLL(1-7)代码串的记录数据通过选择器43被提供给磁头驱动器46，并且磁头23根据调制数据向盘片90施加磁场，从而记录数据。
在如上所述的还原和记录中，激光驱动器/APC 49使激光二极管执行激光束发射操作。它还执行所谓的APC(自动激光功率控制)操作。具体地，尽管未示出，在光头22中提供用于监视激光功率的检测器，并且其监视信号被反馈到激光驱动器/APC 49。激光驱动器/APC 49作为监视信号获得的当前激光功率和预定激光功率，并且将它们之间的差反映在激光驱动信号上，从而控制从激光二极管输出的激光功率，使得激光功率稳定在预定值上。驱动控制器41在激光驱动器/APC 49内的寄存器中设置还原激光功率和记录激光功率的数值。
根据来自系统控制器18的指令，驱动控制器41控制每个结构单元，使得执行上述操作(访问操作，各种伺服，数据写入和数据读取)。图13中被链接点线包围的部分可以被构造成单芯片电路。
在如图6所示数据轨道记录区和音频轨道记录区被分离地设置在盘片90上的情况下，系统控制器18根据要记录或还原的数据位于音频轨道还是数据轨道上，指示介质驱动单元11的驱动控制器41访问预定记录区。
也可以执行控制，使得只允许PC数据和音频数据中的一个被记录到加载的盘片90上，同时禁止其它数据的记录。即，可以执行控制，使得PC数据和音频数据不以混合方式存在。
于是，在这个实施例中描述的盘驱动设备10具有上述结构，因此可以实现常规迷你盘，下一代MD1和下一代MD2之间的兼容。
5.数据轨道上的扇区还原处理现在描述上述盘驱动设备10针对下一代MD1和下一代MD2的还原处理和记录处理。在访问数据区时，例如通过USB接口16从外部PC 100向盘驱动设备10的系统控制器18提供按照每个＂逻辑扇区(此后被称作FAT扇区)＂记录或还原数据的指令。如图7所示，从PC100的角度看，按照每2048个字节划分数据簇，并且按照USN的升序根据FAT文件系统管理数据簇。另一方面，盘片90上数据轨道的最小改写单元是具有65,536字节长度的下一代MD簇，并且这个下一代MD簇提供有LCN。
FAT所指的数据扇区的长度小于下一代MD簇的长度。因此在盘驱动设备10中，通过使用簇缓冲存储器13，FAT所指的用户扇区必须被转换成物理ADIP地址，并且FAT所指的每个数据扇区的数据的读/写必须被转换成每个下一代MD簇的数据的读/写。
图14示出了在从PC 100发送针对某个FAT扇区的读请求的情况下盘驱动设备10的系统控制器18中的处理。
当系统控制器18通过USB接口16从PC 100接收到针对FAT扇区#n的读命令时，系统控制器18执行处理以找到包含具有指定FAT扇区号#n的FAT扇区的下一代MD簇的下一代MD簇号。
首先决定临时的下一代MD簇号u0。下一代MD簇的长度为65,536字节，FAT扇区的长度为2048字节。因此一个下一代MD簇中有32个FAT扇区。除以32并舍去余数的FAT扇区号(n)，即u0变成临时下一代MD簇号。
接着，参照从盘片90读取到辅助存储器14的盘片信息，找到除了用于数据记录的簇之外的下一代MD簇的数量ux。即，找到安全区中下一代MD簇的数量。
如上所述，数据轨道中的某些下一代MD簇不被公开作为数据可记录/可还原区。因此，根据事先读取到辅助存储器14的盘片信息找到非公开簇的数量ux。之后，非公开簇的数量被加到下一代MD簇号u0上，并且相加的结果u被用作实际的下一代MD簇号#u。
当找到包含FAT扇区号#n的下一代MD簇的下一代MD簇号#u时，系统控制器18判断具有簇号#u的下一代MD簇是否已经从盘片90读出并且存储在簇缓冲存储器13中。如果没有，系统控制器18将其从盘片90中读出。
系统控制器18根据读出的下一代MD簇号#u找到ADIP地址#a，于是从盘片90读出下一代MD簇。
下一代MD簇可以被分离地记录在盘片90上的多个部分中。因此，为了找到其被记录的ADIP地址，必须顺序搜索这些部分。于是，从读取到辅助存储器14的盘片信息中，找到数据轨道的前导部分中记录的下一代MD簇的数量p，和前导下一代MD簇号px。
由于在每个部分中以ADIP地址的形式记录起始地址/结束地址，可以根据ADIP簇地址和部分的长度找到下一代MD簇的数量p和前导下一代MD簇号px。接着判断这个部分是否包含具有目标簇号#u的下一代MD簇。如果没有包含，则搜索下一个部分。即，搜索先前考虑的部分的链接信息所指示的部分。通过这种方式，顺序搜索盘片信息中描述的部分，并且鉴别包含目标下一代MD簇的部分。
当其中记录目标下一代MD簇(#u)的部分被找到时，找到这个部分的前端上记录的下一代MD簇号px和目标下一代MD簇号#u之间的差，于是获得从该部分的前端到目标下一代MD簇(#u)的偏移。
在这种情况下，由于两个下一代MD簇被写入一个ADIP簇中，这个偏移可以被除以2，于是被转换成ADIP地址偏移f(其中f(u-px)/2)。
然而如果产生分数0.5，则在簇f的中央部分开始写入。最终，偏移f被加到这个部分的前导ADIP地址，即该部分的起始地址上的簇地址部分上，于是可以找到下一代MD簇(#u)将被实际写入的记录目标的ADIP地址#a。到达此点的处理相当于步骤S1中设置还原起始地址和簇长度的处理。在这种情况下，假定已经完成常规迷你盘，下一代MD1或下一代MD2的鉴别。
当找到ADIP地址#a时，系统控制器18指示介质驱动单元11访问ADIP地址#a。因此，介质驱动单元11在驱动控制器41的控制下执行对ADIP地址#a的访问。
系统控制器18在步骤S2等待访问完成。在访问完成时，系统控制器18在步骤S3等待光头22读取目标还原起始地址。当在步骤S4确认光头22已经到达还原起始地址之后，系统控制器18在步骤S5指示介质驱动单元11开始下一代MD簇的一个簇的数据读取。
响应于此，介质驱动单元11在驱动控制器41的控制下开始从盘片90读取数据。包含光头22，RF放大器24，RLL(1-7)PP解调器35和RS-LDC解码器36的还原系统所读取的数据被输出和提供给存储器传送控制器12。
这时，系统控制器18在步骤S6判断是否实现与盘片90的同步。如果没有实现与盘片90的同步，系统控制器18在步骤S7产生指示出现数据读差错的信号。如果在步骤S8确定将再次执行读取，重复从步骤S2开始的处理。
当获得一个簇的数据时，系统控制器18在步骤S10开始对获得的数据进行纠错。如果在步骤S11获得的数据具有差错，则系统控制器18返回到步骤S7以产生指示出现数据读差错的信号。如果获得的数据没有差错，系统控制器18在步骤S12判断是否已经获得预定的簇。如果已经获得预定的簇，处理系列结束，系统控制器18等待介质驱动单元11完成读取操作，并且使数据被读出和提供给存储器传送控制器12，以便存储在簇缓冲存储器13中。如果没有获得预定的簇，则重复从步骤S6开始的处理。
读取到簇缓冲存储器13的下一代MD簇的一个簇的数据包含多个FAT扇区。因此，根据这些找到所请求的FAT扇区的数据存储位置，并且从USB接口15向外部PC 100发送一个FAT扇区的数据(2048字节)。具体地，系统控制器18根据所请求的FAT扇区号#n找到包含这个扇区的下一代MD簇中的字节偏移#b。接着，系统控制器18使从簇缓冲存储器13中字节偏移#b的位置开始的一个FAT扇区的数据(2048字节)被读出，并且通过USB接口15向PC 100传送读出的数据。
通过上述处理，可以实现对应于来自PC 100的针对一个FAT扇区的读请求的下一代MD扇区的读取和传送。
6.数据轨道上的扇区写处理现在参照图15描述从PC 100发送针对某个FAT扇区的写请求时盘驱动设备10的系统控制器18中的处理。
当系统控制器18通过USB接口16从PC 100接收到针对FAT扇区#n的写命令时，如上所述，系统控制器18找到包含具有指定FAT扇区号#n的FAT扇区的下一代MD簇的下一代MD簇号。
当找到包含FAT扇区号#n的下一代MD簇的下一代MD簇号#u时，系统控制器18判断具有所找到的簇号#u的下一代MD簇是否已经从盘片90读出并且存储在簇缓冲存储器13中。如果没有，系统控制器18执行处理以便从盘片90读出具有簇号u的下一代MD簇。即，系统控制器18指示介质驱动单元11读出具有簇号#u的下一代MD簇，并且将读出的下一代MD簇存储到簇缓冲存储器13中。
此外，通过前面描述的方式，系统控制器18根据写请求的FAT扇区号#n找到包含这个扇区的下一代MD簇中的字节偏移#b。接着，系统控制器18接收通过USB接口15从PC 100传送的2048字节数据以作为针对FAT扇区(#n)的写数据，并且在簇缓冲存储器13中字节偏移#b的位置开始写入一个FAT扇区的数据(2048字节)。
因此在簇缓冲存储器13中存储的下一代MD簇(#u)的数据中，只改写PC 100指定的FAT扇区(#n)。于是，系统控制器18执行处理，以将簇缓冲存储器13中存储的下一代MD簇(#u)写入到盘片90。至此的处理是步骤S21的记录数据准备过程。在这种情况下，也假定通过另一技术已经完成介质的鉴别。
接着，系统控制器18在步骤S22根据下一代MD簇号#u设置记录起始位置的ADIP地址#a以用于写入。当设置了ADIP地址#a时，系统控制器18指示介质驱动单元11访问ADIP地址#a。因此，介质驱动单元11在驱动控制器41的控制下执行对ADIP地址#a的访问。
当在步骤S23确认完成访问之后，系统控制器18在步骤S24等待光头22到达目标还原起始地址。当在步骤S25确认光头已经到达数据的编码地址时，系统控制器18在步骤S26指示存储器传送控制器12开始向介质驱动单元11传送簇缓冲存储器13中存储的下一代MD簇(#u)的数据。
接着，当在步骤S27确认已经到达记录起始地址之后，系统控制器18在步骤S28指示介质驱动单元11向盘片90写入这个下一代MD簇的数据。响应于此，介质驱动单元11在驱动控制器41的控制下开始向盘片90写入数据。即，包含RS-LDC编码器47，RLL(1-7)PP调制器48，磁头驱动器46，磁头23和光头22的记录系统记录从存储器传送控制器12传送的数据。
这时，系统控制器18在步骤S29判断是否实现与盘片90的同步。如果没有实现与盘片90的同步，系统控制器18在步骤S30产生指示出现数据读差错的信号。如果在步骤S31判断将再次执行读取，重复从步骤S2开始的处理。
当获得一个簇的数据时，系统控制器18在步骤S32判断是否已经获得预定的簇。如果已经获得预定的簇，处理系列结束。
通过上述处理，可以实现对应于来自PC 100的针对一个FAT扇区的写请求、针对盘片90的FAT扇区数据的写入。概括地说，每个FAT扇区的数据的写入被执行为将每个下一代MD簇的数据改写到盘片90。
7.ADIP地址和地址单元的地址之间的关系现在参照图16和17描述ADIP地址和地址单元的地址之间的关系。在图16和17中，AC表示基于上述ADIP的簇地址(簇号)，它是盘片上的物理地址，AU表示上述用于访问数据的地址单元的地址。图16示出了下一代MD1的情况。图17示出了下一代MD2的情况。
首先在图16中，由于下一代MD1使用常规MD的ADIP，AC0到AC15的16位被用作簇地址(簇号)。
在图16中，AC表示簇地址，AD表示地址扇区。考虑到作为实际使用的MD的大约80分钟的记录容量，需要提供大约12位的簇地址。这个ADIP簇地址的AC0到AC14与地址单元的地址位AU6到AU20相关。
作为常规MD的ADIP地址，在簇地址的低侧安排8位的扇区地址。根据这个扇区地址，表示图9示出的前半簇的扇区地址(FC到0D)和后半簇的扇区地址(0E到1F)的0/1与地址单元的地址位AU5相关。
即，这个地址位AU5在前半簇(扇区FC到0D)的情况下具有数值0，在后半簇(扇区0E到1F)的情况下具有数值1。地址单元的这个地址位AU5变成上述记录单元的地址的最低有效位，而AU5到AU20表示记录块号或记录块地址。向地址位AU5下面的地址位AU4到AU1的4位的部分110，分配4位计数器产生的位。即，用于表示当图9的上述一个记录块被平均分成16个时的相应部分的4位，由地址位AU4到AU1相应表示。
更具体地，对于通过将图9的一个记录块的512个帧中作为数据区的帧10到帧505的496个帧按16均分而得到的部分，使用AU4到AU1分别访问。
最低有效位AU0固定地具有数值0。在这个具体实施例中，地址单元的位数为25，ADIP地址的AC14的数值(代码)被替换到AU20以上的AU21到AU23中。可选地，地址单元的AU20的数值可以被替换到AU21到AU23中。此外，AC14的数值(代码)可以被替换到AU20中，AC15的数值(代码)可以被替换到AU21到AU23中。
考虑到具有用于凸面/凹槽记录或双螺旋轨道记录的多个记录区的盘片，或双层盘片，提供用于标识这些记录区的地址位ABLG。于是，AU0到AU23和ABLG构成25位的地址。
在通过按照16均分图9的496帧而得到的构成地址单元的31帧的前3个帧中，记录上述25位的地址单元号。这个25位地址单元号也可以按照预定周期(例如31帧的周期)被写入例如图3的BIS区域的一部分中。
图20示出了下一代MD1中用于实现簇地址到单元地址的转换的结构。图20中提供的编号部分对应于图13中的编号。
MD地址解调器39将ADIP解调器38解调的ADIP地址转换成总共包含簇H，簇L和扇区的20位地址。对于簇H和簇L的16位(AC15到AC0)，前簇/后簇标识生成电路产生标识，并且该标识被地址单元生成电路413寄存到AU5。
记录块地址生成电路412针对相应记录单元产生的地址被地址单元生成电路413寄存到AU1到AU4中。ADIP解调器38解调的ADIP地址被MD地址解调器39复制到AC8到AC23，并且簇H和簇L被地址单元生成电路413部分复制到AC8到AC23。
0被寄存到AU0，地址单元生成电路413产生的地址位ABLG被寄存到AU25。地址单元生成电路413产生的地址单元号被发送到数据缓冲区30，接着按照预定方式被调制，并且多次(plural time)记录到构成每个地址单元的31帧的前3个帧中。
在图16示出的具体例子中，使用具有一个记录区的盘片，并且ABLG为0。然而在盘片具有两个记录区的情况下，根据各自的记录区提供1或0。在盘片具有3个或更多记录区的情况下，可以提供用于标识记录区的两个或更多个地址位。
在图17示出的下一代MD2的情况下，由于ADIP簇包含16个扇区，ADIP地址的簇地址(簇号)的AC0到AC15与地址单元的AU5到AU20相关。在这种情况下，地址单元的地址位AU5变成上述记录单元的地址的最低有效位，而AU5到AU20表示记录块号或记录块地址。向地址位AU5下面的地址位AU4到AU1的4位的部分110，分配4位计数器产生的位。最低有效位AU0固定地具有数值0。此外，ADIP地址的AC15的数值(代码)被替换到AU20以上的AU21到AU23中。
在图17示出的这个具体例子中，类似于图16的情况，对应于具有一个记录区的盘片，ABLG固定为0。然而在盘片具有两个记录区的情况下，根据各自的记录区提供1或0。在盘片具有3个或更多记录区的情况下，可以提供用于标识记录区的两个或更多个地址位。
图17的情况下的具体电路与图20的相同，除了在这种情况下不提供的前簇/后簇标识生成电路411以外。
根据本发明的这个实施例，下一代DM1允许在使用相同物理地址格式作为常规MD的格式的同时，使用为处理增加的数据量而扩展的25位地址(AU0到AU25)进行数据访问。于是，下一代MD1具有极好的兼容性，并且允许访问增加的数据量并且不导致任何麻烦。此外，在下一代MD1和下一代MD2之间，当可以同等处理地址单元的25位地址(AU0到AU25)时，实现了极好的数据兼容性。
8.每个扇区(逻辑扇区)的数据的加扰处理现在参照图18和19描述每个扇区(逻辑扇区)的数据的加扰处理。在图18和19中，AC表示基于上述ADIP的簇地址(簇号)，它是盘片上的物理地址。AU表示用于访问数据的地址单元的地址，s表示用于产生伪随机数的移位寄存器的每个位。图18示出了下一代MD1的情况。图19示出了下一代MD2的情况。
在图2的说明中，通过将4字节EDC(检错编码)加到从主机应用等等提供的每个2048字节用户数据上而得到的2052字节，被处理为一个扇区(数据扇区或逻辑扇区)，并且从扇区0到扇区31的32个扇区被组合为包括304列和216行的块。对于每个扇区的2052字节数据，使用ADIP地址作为随机数的种子或初值来产生伪随机数，并且与这个伪随机数进行异或(EX-OR)以执行加扰处理。例如，可以根据使用生成多项式的所谓最大长度序列产生伪随机数，并且随机数的种子作为初值被加载到用于产生最大长度序列的移位寄存器中。随机数的种子可以是例如ADIP地址的簇地址(簇号)，但是不局限于这种编号。然而在本发明的实施例中，考虑到具有用于凸面/凹槽记录或双螺旋轨道记录的多个记录区的盘片，或双层盘片，这些记录区的标识信息，例如用于图18和19中凸面/凹槽标识的地址位ABLG可以被用作随机数种子的一部分。
2048字节的数据单元被称作用户数据扇区，加上EDC的2052字节的数据单元被称作数据扇区。
具体地，首先，在图18示出的下一代MD1的情况下，ADIP的簇地址的AC0到AC12与地址单元的AU6到AU18相关。扇区地址的在前半簇(FC到0D)的情况下为0、在后半簇(0E到1F)的情况下为1的高阶位与AU5相关。标识具有用于凸面/凹槽记录的多个记录区的盘片等等的记录区的地址位ABLG被设置为0。AU5到AU18和ABLG的这些位与用于产生伪随机数的16位移位寄存器中低侧的15位s0到s14相关。考虑到在移位寄存器的所有位变成0时不能产生伪随机数，1与最高有效位s15相关。每当图2的数据扇区开始时，这些位AU5到AU18和ABLG的数值，和最高有效位的数值1被加载到16位移位寄存器的位s0到s15中。这被用作初值，并且产生伪随机数。接着，得到产生的伪随机数和数据扇区的每个数据的异或(EX-OR)。
接着在图19所示的下一代MD2的情况下，ADIP的簇地址的AC0到AC13与地址单元的AU5到AU18相关。
用于标识具有用于凸面/凹槽记录的多个记录区的盘片等等的记录区的地址位ABLG被设置为0。AU5到AU18和ABLG的这些位与用于产生伪随机数的16位移位寄存器的低侧15位s0到s14相关。考虑到在移位寄存器的所有位变成0的情况下不能产生伪随机数，1与最高有效位s15相关。每当图2的数据扇区开始时，AU5到AU18和ABLG这些位的值，以及最高有效位的数值1被加载到16位移位寄存器的位s0到s15。这被用作初值，并且产生伪随机数。接着得到所产生的伪随机数和数据扇区的每个数据的异或(Ex-OR)。
在上述具体例子中，通过连接簇地址(记录块号)，用于记录区标识的地址位ABLG和最高有效位的1而得到的16位被用作随机数的种子，并且每当图2的数据扇区开始时，其作为初值被加载到用于产生伪随机数的16位移位寄存器，从而产生伪随机数。然而，地址不限于簇地址(记录块号)，并且可以包含例如AU5以下的地址部分。加载随机数种子的定时也不限于此。在盘片具有两个记录区的情况下，根据各自的记录区提供1或0。在盘片具有3个或更多记录区的情况下，可以提供用于标识记录区的两个或更多个地址位。
根据本发明的实施例，当对数字数据执行加扰处理时，其中因数据等等的规则性而容易产生偏移，实现了随机性，并且改进了记录/还原效率。此外，即使对于具有多个记录区并因而在相邻轨道具有相同地址的盘片，例如凸面/凹槽记录盘片或多层盘片，由于记录区之间用于产生随机数的种子不相同，不产生相同的随机数，并且执行不同的加扰处理。因此，可以降低轨道之间的干扰。
本领域技术人员应当理解，本发明不限于前面参照附图描述的实施例，在不偏离如所附权利要求记载和限定的本发明范围和精神的前提下，可以实现各种修改，可选结构或等价结构。工业实用性根据本发明，当向具有记录区并且该记录区附加有地址的记录介质记录数据时，根据标识信息和地址得到的值被用作随机数的种子，其中所述标识信息用于指定基于允许提供多个记录区的预定标准的多个记录区中的一个，并且根据这个随机数对数据进行加扰，从而提供各个记录区之间互不相同的加扰数据。这防止记录数据变成单调数据，并且实现了高密度记录数据的强纠错能力。
权利要求
1.一种数据记录/还原方法，适于通过每个数据扇区对记录介质执行数据的高密度记录，其中在所述记录介质上，预定数量的扇区被联结以形成簇，并且包含对应于簇的簇地址和对应于扇区的扇区地址的第一地址信息被按照预定方式调制并记录，所述数据扇区比扇区要短，所述数据记录/还原方法包含从记录介质还原包含簇地址和扇区地址的第一地址信息的步骤；根据还原的第一地址信息中的簇地址产生第二地址信息，并且添加指定记录介质上的记录区的标识信息的步骤；使用产生的第二地址信息和标识信息作为随机数初值来产生随机数的步骤；根据产生的随机数对数据扇区加扰的步骤；和将加扰的数据扇区记录到记录介质的步骤。
2.根据权利要求1的数据记录/还原方法，其中当记录介质具有单个记录区时，标识信息具有固定值。
3.根据权利要求1的数据记录/还原方法，其中通过连接表示标识信息的至少一个位，表示地址的多个位，和在最高有效位的位置上设置为1的位而得到的多个位的数字值被用作随机数的初值。
4.根据权利要求1的数据记录/还原方法，其中当所产生的第二地址信息和标识信息作为初值被加载到对应于一个生成多项式的移位寄存器，并且基于和每个预定单元的数据相对应的地址的随机数的种子作为初值被加载时，开始产生随机数。
5.根据权利要求1的数据记录/还原方法，其中当得到数据和产生的随机数的异或(Ex-OR)时，执行加扰。
6.一种数据记录/还原设备，适于通过每个数据扇区对记录介质执行数据的高密度记录，其中在所述记录介质上，预定数量的扇区被联结以形成簇，并且包含对应于簇的簇地址和对应于扇区的扇区地址的第一地址信息被按照预定方式调制并记录，所述数据扇区比扇区要短，所述数据记录/还原设备包含还原装置，用于从记录介质还原包含簇地址和扇区地址的第一地址信息；地址生成装置，用于根据还原装置还原的第一地址信息中的簇地址产生第二地址信息，并且添加指定记录介质上的记录区的标识信息；随机数生成装置，用于使用地址生成装置产生的第二地址信息和标识信息作为随机数初值来产生随机数；加扰处理装置，用于根据随机数生成装置产生的随机数对数据扇区加扰；和记录装置，用于将加扰的数据扇区记录到记录介质。
7.根据权利要求6的数据记录/还原设备，其中对于所述记录区的数量为1的记录介质，标识信息具有固定值。
8.根据权利要求6的数据记录/还原设备，其中通过连接表示标识信息的至少一个位，表示地址的多个位，和在最高有效位的位置上设置为1的位而得到的多个位的数字值被用作随机数的初值。
9.根据权利要求6的数据记录/还原设备，其中当所产生的第二地址信息和标识信息作为初值被加载到对应于一个生成多项式的移位寄存器，并且基于和每个预定单元的数据相对应的地址的随机数的种子作为初值被加载时，开始产生随机数。
10.根据权利要求6的数据记录/还原设备，其中当得到数据和产生的随机数的异或(Ex-OR)时，执行加扰。
全文摘要
在被描述成本发明的具体实施例的盘驱动设备(10)中，ADIP簇地址的AC0到AC12与地址单元的AU6到AU18相关。扇区地址的在前半簇(FC到0D)的情况下为0、在后半簇(0E到1F)的情况下为1的高阶位与AU5相关。标识具有用于凸面/凹槽记录的多个记录区的盘片等等的记录区的地址位ABLG被设置为0。Au到AU18和ABLG这些位与用于产生伪随机数的16位移位寄存器中低侧的15位s0到s14相关。此外，1与最高有效位s15相关。因此可以改进高密度记录数据的纠错能力。
文档编号G11B20/12GK1513183SQ02810880
公开日2004年7月14日 申请日期2002年12月26日 优先权日2002年3月29日
发明者铃木雄一 申请人:索尼株式会社