专利名称：备用区分配系统及方法
备用区分配系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种光盘缺陷管理，尤其是关于一种用于为光盘缺陷分配备用 区的备用区分配系统及方法，以及一种执行备用区分配方法的光驱。
背景技术：
光盘，例如蓝光雷射光盘，通常具有为记录一些备份信息(包括登录缺陷 替换)而界定的备用区。单层光盘在光盘最内层边缘和最外层边缘具有两个备
用区。该两个备用区称为内备用区(inner spare area,以下简称ISA)和外备用 区(outer spare area,以下筒称OSA)。相似的，双层光盘具有四个备用区。双 层光盘的0层具有备用区ISAO和OSA0，而双层光盘的1层具有备用区ISA1 和OSAl。
若在执行光盘写入程序期间找到替换单元(如缺陷簇(defectcluster)),则应该 将多个备用区中的一簇作为替换簇指派给此缺陷。即通过分配多个备用区的一 者中的替换簇来替换该缺陷簇。该缺陷簇的数据被记录于该替换簇中。当尝试 读取或写入该缺陷簇时，读取/写入程序一般被重新指示至该替换簇，以存取其 中的数据。
当读取/写入程序进行至缺陷时，光驱的读写头需要前后移动，以寻找在该 备用区中的替换簇。若谨慎考虑分配多个备用区中的何者至替换簇，则可缩短 存取该替换簇所需的时间，以在读取/写入该光盘时提高存取效率。
发明内容
因此，本发明提供一种可以提高读取/写入该光盘时的存取效率的备用区分 配方法及系统。
本发明之目的是提供一种备用区分配方法，应用于具有多个备用区的光盘。 该备用区分配方法包含分别将权重给予至少一部分该多个备用区中的各个备 用区，用于为该光盘中至少一缺陷分配至少一替换单元。以及依据给予该各个 备用区的权重，选择该多个备用区中的一者。本发明的另一目的是提供一种机备用区分配系统，用于具有读写头的光驱以存取光盘，该光盘具有多个备用区，该备用区分配系统包含内存，用于储 存该多个备用区的数据；以及控制单元，用于依据该多个备用区的数据将权重 给予至少一部分该多个备用区中的各个备用区，并依据给予该各个备用区的权 重选择其中一备用区用于为缺陷分配替换单元。本发明同时提供一种备用区分配方法，包含检测光盘上的缺陷，该光盘 具有多个备用区；估计从该缺陷到至少一部分该多个备用区中的各个备用区的寻轨时间；比较该多个寻轨时间；以及选择该多个备用区中的一者以为该缺陷 分配替换单元，该备用区具有最短寻轨时间。本发明同时提供一种备用区分配方法，包含检测光盘上的缺陷，该光盘 具有多个备用区。决定在相关于该缺陷的预定范围内是否存在旧缺陷。以及若在该预定范围内找到旧缺陷，选定该旧缺陷的替换单元，该替换单元已被分配 至该多个备用区中的一者。本发明同时提供一种备用区分配方法，包含检测光盘上的缺陷，该光盘 具有多个备用区。决定是否存在指定该多个备用区中的特定备用区的外部命令。 以及依据该外部命令选定该多个备用区中的该特定备用区，用于为该缺陷分配 替换单元。通过依据不同情形给予各个备用区权重，本发明提供的备用区分配系统及 方法能够有效的为光盘缺陷选择最适当的备用区利用，有效缩短存取所需的时 间，提高了读取/写入光盘时的存取效率。
图1是依据本发明提供具有备用区分配系统的光驱的方框示意图。 图2是本发明一实施例备用区分配方法的方框示意图。 图3是依据本发明另 一实施例备用区分配方法的方框示意图。 图4是依据本发明又一实施例备用区分配方法的方框示意图。 图5是依据本发明一实施例备用区分配方法的流程图。将结合图5和图1 详细阐述此实施例的流程。
具体实施方式将结合图式对本发明的实施例作详细阐述。以下将以双层(DL)蓝光雷射 光盘作为一范例加以描述，但本发明也可应用其它适当类型光盘或具有其它数 量层的蓝光雷射光盘。DL蓝光雷射光盘有两层，0层和1层。DL蓝光雷射光盘 具有四个备用区，在0层上的备用区ISA0、 OSA0,以及1层上的备用区ISA1、 0SA1。图l是依据本发明提供具有备用区分配系统的光驱的方框示意图。如图所 示，具有备用区的格式化蓝光雷射光盘100通过主轴102承载。读写头110用 于读取/写入光盘。在光盘100上，D表示缺陷。光驱包括服务器120，用于驱 动读写头(pick-uphead;PUH)llO，以及耦接于服务器120的编码/解码电路130， 用于编码欲写入光盘IOO上的数据或解码从光盘IOO上读取的数据。缺陷检测 电路140连接于服务器120,用于检测光盘IOO上的缺陷。编码/解码电路130 与内存150和控制单元(如CPU) 160通信。依据本发明提供的备用区分配系 统包括内存150和控制单元160。内存150储存欲写入光盘IOO的数据或从光盘 IOO读取的数据。编码/解码电路130通过控制单元160控制。此外，内存150 还储存备用表152，备用表152记录光盘100的备用区数据(备用表)。依据本发 明一实施例备用区分配系统还具有搜索及寻轨时间电路170。在本实施例中，搜 索及寻轨时间电路170为电路区块，此电路区块具有以下功能估计从新缺陷 至每个备用区的寻轨时间、比较从此新缺陷至这些备用区的寻轨时间，以及搜 索靠近此新缺陷的任何旧缺陷。搜索及寻轨时间电路170也可作为一组电路(搜 索电路和寻轨时间电路)实现。搜索及寻轨时间电路170可以是单一区块，也 可将其整合于控制单元160中。当缺陷检测电路140检测到缺陷D时，其通知 控制单元160，而控制单元160指示搜索及寻轨时间电路170执行某些操作，以 使控制单元160能够选定其中一个备用区用于为缺陷D分配一个替换簇。以下 将对此过程进行详细阐述。如前述所提及，搜索及寻轨时间电路170可以是单 一区块，也可将其整合于控制单元160中，可以是硬件形式、韧体、也可以是 软件形式。图2是本发明一实施例备用区分配方法的方框示意图。其中比较了从缺陷 至各个备用区的存取时间。如图所示，将最接近缺陷簇的备用区中的一个替换
簇分配给此缺陷簇。即从缺陷簇至替换簇的寻轨时间最短。如图所示，通过缺陷检测电路140,可以在光盘100的O层上找到三个缺陷Dll, D12及D21。对 缺陷D11和D12而言，最接近的备用区是ISAO。换言之，从缺陷D11和D12 到备用区ISAO中所估计位置对应的替换簇的寻轨时间，相较于这些缺陷至其余 备用区而言是最短。通过搜索及寻轨时间电路170进行估计和比较而得出寻轨 时间。因此，用于替换缺陷Dll和D12的替换蔟R11和R12被分配至ISA0。 对缺陷D21而言，最接近的备用区是OSAO。相应的，缺陷D21的替换簇R21 被分配至备用区OSAO。同理，既然ISA1是距离缺陷D31最接近的备用区，因 此缺陷D31的替换簇R31被分配至备用区ISA1。在另一实施例中，搜索及寻轨 时间电路170仅提供从缺陷至每个备用区的估计寻轨时间，并不对这些寻轨时 间进行比较，控制单元160依据这些估计寻轨时间给予每个备用区一个权重。前述决定方法筒单并且有效。但是，对新缺陷而言，若最接近的备用区已 满，则应从剩余备用区中选择一个备用区用于为该缺陷分配一个替换簇。图3是依据本发明另一实施例备用区分配方法的方框示意图。其中比较了 读写头至各个备用区的存取时间，并且其中一个备用区已满。在本实施例中， 备用区ISAO已满。因此，光驱需要从可利用的备用区OSAO, ISA1及0SA1中 选择一者，以分配被选择的备用区中的一个簇作为缺陷Dx的替换簇Rx。依据 本实施例，搜索及寻轨时间电路170估计并比较从缺陷Dx至各个备用区OSAO、 ISA1、 0SA1中所预期的替换位置需要的寻轨时间t2、 t3和t4,如此，控制单 元160能够决定这三个备用区中的哪一个距离缺陷Dx最近。许多估计寻轨时间的方法可被用于前述实施例。此处作为范例描述其中一 者。为计算从缺陷至一个备用区的寻轨时间，需要考虑五个期间。这五个期间 包才舌寻轨期间(seek period )、 3兆层期间(jump-layer period )、聚焦期间(focus-on period )、定轨期间(track-on period),以及i也i止解石马期间(address-decode period )。 寻轨期间为读写头从当前位置移动至目标位置所需要的时间。寻轨期间可以通 过简单计算读写头从当前轨道位置移动目标轨道位置所需要的时间而取得。跳层期间为读写头从一层移动至另 一层所需的时间。若读写头未发生从一层移动 至另一层，则跳层期间为零。对单层光盘而言，无须考虑跳层期间。聚焦期间 为读写头聚焦一个目标所需的时间。定轨期间为锁定目标轨道所需的时间。地 址解码期间为解码光盘的物理地址所需的时间。通过考虑这些期间，能够简单 估计寻轨时间，从而能选定适当的备用区。 除寻轨期间外，当找到新缺陷而选择备用区时，也可考虑其它因素。图4 是依据本发明又一实施例备用区分配方法的方框示意图。其中，当找到新缺陷Dx时，考虑最接近的旧缺陷的存在状况。假定用于从缺陷Dx至备用区ISA0 中预期位置Ax的搜索时间为tl,其中备用区ISA0将替换簇Rx分配给缺陷Dx; 而用于从缺陷Dx至备用区OSA0中估计位置Ax，的搜索时间为t2，其中备用区 OSA0将替换簇Rx分配给缺陷Dx。若搜索时间tl长于搜索时间t2，且不考虑 其它因素，则既然估计位置Ax，至缺陷Dx的距离要近于预期位置Ax至缺陷Dx 的距离，即应将缺陷Dx的替换簇Rx放入位置Ax，。然而，依据本发明，搜索 及寻轨时间电路170还检查在缺陷Dx附近是否存在旧缺陷簇Dy。如图所示实 施例，最接近的旧缺陷簇Dy被定位于相关于缺陷Dx的预定范围内(也称为依 赖范围(dependency range))。此外，旧缺陷寇Dy的替换簇Ry已经被放入备用区 ISAO的位置Ay。对顺序读取模式而言，将缺陷Dx的替换簇Rx指派至备用区 ISAO可能有利。举例而言，缺陷管理机制用于批量处理这些缺陷。即，当找到 一缺陷时，即累积此缺陷(如暂存于緩沖器)。若被累积的缺陷的数量达到预定 数量(如緩冲器已满)，则光驱立刻处理累积的缺陷。换而言之，光驱为这些累 积的缺陷立刻分配替换簇。在此状况下，优选的，将位于有限范围(如本实施 例中的预定范围，预定范围可以依据緩冲器用于累积缺陷的容量来决定)内的 缺陷分配至相同备用区。依据本实施例，定义预定范围N，以用于决定新缺陷与旧缺陷之间的依赖 性，旧缺陷已经被指派一个替换簇。当找到新缺陷Dx时，搜索及寻轨时间电路 170尝试在距离新缺陷Dx的±N个簇的范围内找到最接近的旧缺陷。若在此相 关于新缺陷Dx的预定范围内存在旧缺陷Dy，则优选的，新缺陷Dx的替换簇 Rx被分配至与旧缺陷Dy的替换簇Ry相同的备用区中。优选地，寻轨时间及是否有旧缺陷存在均加以考虑。若在相关于新缺陷Dx 的预定范围内找到距离新缺陷Dx最近的旧缺陷Dy,则给予已分配给旧缺陷Dy 的替换簇Ry所在的备用区一个权重。此外，比较新缺陷Dx至各个备用区的寻 轨时间，并基于比较结果分别给予各个备用区一个权重。对每个备用区而言， 这些被给予的权重被加总以作为该备用区的最终权重。通过考虑各个备用区的 最终权重，可以在该备用区之间进行选择。若被选定备用区(具有最大最终权重的备用区)不可利用(如备用区已满)， 则排除备用区，并选定具有第二大最终权重的备用区。或者，开始时即排除不
可利用的备用区。在一特定情形中，与光驱连接的主机(未图标)可能为一个缺陷指定一个特定备用区。主机能够利用特定ATAPI命令指示光驱。当控制单元160接收主 机的命令为缺陷指派一个特定备用区时，控制单元160直接选定被指定备用区。 或者，控制单元160给予此特定备用区一个权重。 一般而言，当主机请求控制 单元160将此缺陷的替换簇分配至特定备用区时，此请求应具有最高优先权。 因此，与此请求相关联的权重应该较重。下文为针对前述具有不同权重的各种状况的情形。对在一具有四个备用区 的DL光盘上发现的一新缺陷Dx而言，若控制单元160从主机接收命令来指定 一个特定备用区，则权重2被给予特定备用区。若决定新缺陷Dx周围的最接近 旧缺陷Dy位于距离缺陷Dx的± N个簇的预定范围内，则缺陷Dy的替换簇Ry 被指派的备用区被给予权重1。此外，相关于缺陷Dx的具有最短寻轨时间的备 用区被给予权重0.5,具有第二最短寻轨时间的备用区被给予权重0.4，具有第 三最短寻轨时间的备用区被给予权重0.3,而最短寻轨时间最长的备用区被给予 权重0.2。对每一备用区而言，这些被给予的权重被加总，以取得此备用区的最 终权重。比较各个备用区的最终权重，并选定具有最大最终权重的备用区。图5是依据本发明一实施例备用区分配方法的流程图。将结合图5和图1 详细阐述此实施例的流程。在本实施例中，以具有四个备用区的光盘作为范例。 在步骤S10中，当新缺陷D被缺陷检测电路140在光盘100上找到时，光驱的 控刑单元160判断主机是否已经发出命令来指定一个特定备用区(步骤S20 )。 若主机已经发出命令来分配一个特定备用区，则将一个权重(如权重2 )给予此 特定备用区(步骤S25)。否则，程序进入步骤S30。在步骤S30中，检查在新 缺陷D附近是否存在现有缺陷(已经指派替换簇的旧缺陷)。如同前述，预先定 义一个预定范围(距离新缺陷土N个簇的范围)。检查与新缺陷D最接近的旧缺 陷是否存在于新缺陷D的预定范围内。若是，则给予此旧缺陷的替换簇所指派 的备用区一个权重(如权重1 )(步骤S35 )。否则，程序进入步骤S40。在步骤 S40中，估计相关于新缺陷D的各个备用区的寻轨时间，并依据各个寻轨时间 给予这些备用区权重。例如，具有最短寻轨时间的备用区被给予一个最大权重 (如权重0.5)，具有第二最短寻轨时间的备用区被给予第二最大权重(如权重 0.4)，具有第三最短寻轨时间的备用区被给予第三最大权重(如权重0.3)，而具 有最长寻轨时间的备用区被给予最小权重(如权重0.2)。之后，加总已给予各
个备用区的不同权重。在步骤S50中，选定具有最大最终权重的备用区。在本 实施例中，在步骤S60中，检查被选定备用区是否可以利用。例如，检查被选 定备用区是否已满。若被选备用区可以利用，则此被选备用区被用于分配缺陷D 的替换簇(步骤S70)。若被选备用区不可利用(如已满)，则排除此被选备用区 (步骤S65)，并在其余备用区之间重新选择。即，程序返回至步骤S50。或者， 可以从早期考虑中排除不可利用的备用区。通过依据不同情形给予各个备用区权重，本发明提供的实施例能够有效的 为缺陷选择最适当的备用区进行利用。以上所述仅为本发明的较佳实施例，如以双层(DL)蓝光雷射光盘作为一 范例加以说明本发明，但本发明也可应用其它适当类型光盘或具有其它数量层 的蓝光雷射光盘。凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，都应属本 发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种备用区分配方法，应用于具有多个备用区的光盘，该备用区分配方法包含分别将权重给予至少一部分该多个备用区中的各个备用区，用于为该光盘中至少一缺陷分配至少一替换单元；以及依据给予该各个备用区的权重，选择该多个备用区中的一者。
2. 如权利要求1所述的备用区分配方法，其特征在于，依据从该缺陷至该各 个备用区的寻轨时间而将权重给予该各个备用区。
3. 如权利要求2所述的备用区分配方法，其特征在于，估计和比较该各个备 用区的寻轨时间，并依据该多个寻轨时间的比较结果而给予权重。
4. 如权利要求3所述的备用区分配方法，其特征在于，对具有愈短寻轨时间 的备用区给予愈大的权重。
5. 如权利要求1所述的备用区分配方法，其特征在于，依据相关于该缺陷的 预定范围内存在的任一旧缺陷而给予权重。
6. 如权利要求5所述的备用区分配方法，其特征在于，当相关于该缺陷的 该预定范围内存在旧缺陷，且该旧缺陷的替换单元被分配至该多个备用区中的 一者时，将权重给予该备用区。
7. 如权利要求1所述的备用区分配方法，其特征在于，依据指定该多个备用 区中一者的任一外部命令而给予权重。
8. 如权利要求7所述的备用区分配方法，其特征在于，若存在指定该多个 备用区中一者的外部命令，则将权重给予该备用区。
9. 如权利要求1所述的备用区分配方法，其特征在于，还包含若备用区 不可利用，则将该备用区从用于分配替换单元的该多个备用区中排除。
10. 如权利要求9所述的备用区分配方法，其特征在于，若该备用区已满， 则排除该备用区。
11. 如权利要求9所述的备用区分配方法，其特征在于，在该权重给予步骤 之前执行该排除步骤。
12. 如权利要求9所述的备用区分配方法，其特征在于，在该选择步骤之后， 执行该排除步骤，并且该方法还包含重复该选择步骤。
13. 如权利要求1所述的备用区分配方法，其特征在于，该多个权重为预定值。
14. 一种备用区分配系统，用于具有读写头的光驱以存取光盘，该光盘具有 多个备用区，该备用区分配系统包含内存，用于储存该多个备用区的数据；以及控制单元，用于依据该多个备用区的数据将权重给予至少一部分该多个备 用区中的各个备用区，并依据给予该各个备用区的权重选择其中一个备用区用 于为缺陷分配替换单元。
15. 如权利要求14所述的备用区分配系统，其特征在于，还包含搜索及寻轨 时间电路，用于估计从该缺陷至该各个备用区的寻轨时间，其中该控制单元依 据该各个寻轨时间而将权重给予该各个备用区。
16. 如权利要求15所述的备用区分配系统，其特征在于，该搜索及寻轨时 间电路还比较该各个备用区的寻轨时间，并且其中该控制单元依据该比较结果 将权重给予该各个备用区。
17. 如权利要求16所述的备用区分配系统，其特征在于，具有愈短寻轨时 间的备用区具有愈大的权重。
18. 如权利要求14所述的备用区分配系统，其特征在于，还包含搜索电路， 用于搜索在相关于该缺陷的预定范围内存在的旧缺陷，并且该控制单元将权重 给予该多个备用区中的一个，其中该旧缺陷的替换单元已被分配至该备用区。
19. 如权利要求14所述的备用区分配系统，其特征在于，若该控制单元接 收命令，且该命令指定该缺陷的该多个备用区中的一者，则该控制单元将权重 给予该备用区。
20. 如权利要求19所述的备用区分配系统，其特征在于，若该备用区已满， 则该控制单元从用于分配替换单元的该多个备用区中排除该备用区。
21. 如权利要求20所述的备用区分配系统，其特征在于，该控制单元在给 予该备用区权重之前排除该备用区。
22. 如权利要求20所述的备用区分配系统，其特征在于，该控制单元在选 择该备用区之后排除该备用区，并且该控制单元依据该各个备用区的权重重新 从剩余备用区中选定一者。
23. 如权利要求14所述的备用区分配系统，其特征在于，该多个权重为预 定值。
24. —种备用区分配方法，包含 检测光盘上的缺陷，该光盘具有多个备用区；估计从该缺陷到至少一部分该多个备用区中的各个备用区的寻轨时间； 比较该多个寻轨时间；以及选择该多个备用区中的一者以为该缺陷分配替换单元，该备用区具有最短 寻轨时间。
25. —种备用区分配方法，包含 检测光盘上的缺陷，该光盘具有多个备用区； 决定在相关于该缺陷的预定范围内是否存在旧缺陷；以及 若在该预定范围内找到旧缺陷，选定该旧缺陷的替换单元，该替换单元已被分配至该多个备用区中的一者。
26. —种备用区分配方法，包含 4全测光盘上的缺陷，该光盘具有多个备用区； 决定是否存在指定该多个备用区中的特定备用区的外部命令；以及 依据该外部命令选定该多个备用区中的该特定备用区，用于为该缺陷分配替换单元。
全文摘要
本发明揭示一种备用区分配方法及系统。其中光盘具有多个备用区。当找到缺陷时，依据不同情形(如寻轨时间比较、是否有旧缺陷存在以及是否存在缺陷的主机指令等)给予各个备用区权重。通过比较各个备用区的最终权重，可以选定具有最大最终权重的可利用备用区。接着，该缺陷的一个替换单元被分配至该被选定备用区。通过依据不同情形给予各个备用区权重，本发明提供的备用区分配系统及方法能够有效的为光盘缺陷选择最适当的备用区利用，有效缩短存取所需的时间，提高了读取/写入光盘时的存取效率。
文档编号G11B20/18GK101149953SQ200710153940
公开日2008年3月26日 申请日期2007年9月14日 优先权日2006年9月22日
发明者洪英哲, 薛景文, 陈世新 申请人:联发科技股份有限公司