专利名称：用于在本地网络中存储音频/视频数据的设备和方法
技术领域：
本发明涉及在本地网络内的音频/视频数据传输领域。更特别地，本发明涉及用于在本地网络中存储音频/视频数据的设备和方法。
随着包括硬盘的数字电视接收机或机顶盒(PVR个人录像机)的出现对存储的需要正在不断提高。由于硬盘技术及硬盘容量发展得比这些设备的实际更新速率更快速，因此希望预见在存储容量和记录可能性方面发展的可能阶段，例如，使得它们能发展到那些能支持高清晰数字电视的系统。目前在商业领域中除了考虑改变设备内硬盘(其结果是废止了设计者的保证)的可能性之外还没有解决办法。
美国专利US 2002 0,092,021描述了一种本地网络，在该本地网络中，在适当通信协议的帮助下将视频节目记录在远端的外围存储单元上。这种系统的主要缺点是它需要网络内的相关设备来知道该通信协议。
本发明通过提出一种允许借助于适当软件体系结构来开发存储的可能性的设备来克服该缺点。
通过根据本发明的设备(称为机顶盒)来实现该目的，其中，该设备包括用于接收经由通信介质所发送的音频/视频数据的装置，使用所述接收的音频/视频数据并需要在使用它们之前先将它们存储的至少一个应用，该应用包括用于发出存储/检索所接收数据的请求的装置，存储装置包括-用于连接到至少一个能够以物理方式存储音频/视频数据的外围存储单元的装置，-用于检测外围设备的装置，该装置与所述连接装置协作，用于根据外围存储单元与机顶盒的连接/断开来检测外围存储单元的存在，-控制装置，与检测装置协作，用于接收该应用发出的所述存储/检索数据的请求，并且用于控制在所存在的不同外围存储单元中分配物理存储地址，-软件存储装置，与所述控制装置协作，用于保存和检索存储在不同外围存储单元中的数据的物理地址。
在这种情况中，根据外围存储单元的连接/断开，将存储可能性增加到不具有或不能发展这些可能性的设备中，以便在不更新软件的情况下扩展设备的功能。为此，在同一设备中提供对存储可能性的虚拟管理。由通过软件存储装置与控制装置协作而支持的物理存储上实现抽象层，以便向所述应用隐藏关于所使用的外围存储单元(或多个单元)的细节。对于该应用，操作是完全透明的。根据外围存储单元的连接/断开，在它们“热”时检测到它们，并且在可用于该应用的存储容量的等级上，由控制设备考虑外围存储单元。这涉及只与单个接口对话，以用于它的存储需要，而控制装置与软件存储装置协作，用于管理去往和来自不同外围存储单元的数据的传输。
本发明的第二方面涉及存储策略，即，根据用户或该应用自身预先规定的一些标准来优化数据在不同外围单元中的物理存储的方式。为此，提供一种如上所述的设备，其中控制装置包括该应用接口的接口装置，用于根据预定存储标准通过重新分配存储在不同外围单元中的数据来接收和解释所述存储/检索请求。这些标准可以考虑存储/检索音频/视频所必须的速率或考虑数据的冗余度。实际上，对于日益增长的面向多媒体的应用，所需要的速率可能非常重要。相反，对于敏感数据，可以在分开的支持上复制该信息，以便即使该两个支持软件中的一个被损坏时该内容也一直是可用的。
从通过非限定性的例子参考下文中描述的实施例(或多个实施例)中，本发明显而易见，并通过非限定性的例子参考下文中描述的实施例(或多个实施例)来描述本发明。
在附图中
图1是显示本发明应用的一个例子的功能框图，
图2是图示根据本发明的设备的功能框图，图3是图示图2所示设备的一个实施例的功能框图，图4是更详细地图示根据本发明设备的一个实施例的地址映射表的功能框图，图5A和图5B是图示涉及音频/视频数据存储策略的本发明两个实施例的功能图，图6是图示根据本发明的存储方法的一个例子的流程图。
图1图示根据本发明本地网络的一个例子。它包括被称为机顶盒的数字设备或解码器1，用于接收和处理人造卫星2或陆地数字装置3发送的音频/视频数据，显示屏4，例如经由以太网连接6连接到机顶盒1的计算机5，和通过特别是USB、IEEE1394、SAT类型等等的特定连接8连接到机顶盒1的外部硬盘7。
表达音频/视频在这里被理解为是指音频数据、视频数据或音频数据与视频数据。在图1示出的例子中，假定机顶盒1没有内部硬盘，或者假定内部硬盘已满，如果不擦除已经记录的数据则不能再记录新的数据。为了以简单有效的方式克服该缺点，本发明在机顶盒内提供用于虚拟管理存储网络可能性的装置，以便允许将这些外部存储可能性如内部硬盘那样使用，尤其是当它们在该应用的过程中处于“热”时可添加的外部硬盘7的存储可能性，或远程计算机5的存储可能性。
图2用图解法图示用于实现本发明的图1中解码器的功能。这些功能在功能块10内示出，功能块10包括传统类型的接收装置11，用于经由可用通信介质(尤其是人造卫星12或陆地)发送的音频/视频数据，至少一个使用所接收的音频/视频数据并需要在使用之前存储它们的应用14，该应用包括用于发出存储/检索所接收数据的请求，该请求可以是传统类型的对硬盘的访问，虚拟存储装置15，包括-特别是从如图1所示例子中的外部硬盘和PC到两个外围存储单元17和18的连接装置16(尤其是USB、IEEE1394、SAT类型等等)，其能够以物理方式存储所接收到的音频/视频数据，-外围检测装置19，与所述连接装置协作，用于根据外围存储单元到机顶盒的断开/连接来检测外围存储单元的存在，-虚拟存储控制装置VVM(虚拟卷管理器)，与检测装置协作，用于接收该应用发送的存储/检索数据的请求，并用于控制在所存在的不同外围存储单元中分配物理存储地址，-软件存储装置LV(逻辑卷+映射表)，与所述控制装置VVM协作，用于保存和检索在不同外围存储单元中存储的数据的物理地址。
连接单元16以及外围检测装置19可以使用不同的已知技术，这些已知技术本身不构成本发明的部分。控制装置VVM与软件装置LV协作，用于实现该应用所需数据的存储。至于该应用本身，它使用由控制装置VVM所引导的软件存储装置LV表示的虚拟支持，其中，控制装置VVM隐藏关于存储数据所在位置的细节，即，这里的虚拟支持是由图2中的圆柱17和18表示的所使用的(外围)一个或多个物理支持，以及在支持自身上的数据的位置。因此，将软件与硬件分开以便该应用只执行与虚拟存储装置的对话的影响是，能够在不告警软件的情况下，并甚至在执行应用的过程中，即以完全透明的方式，来干预物理支持，尤其的是将其替换、扩展它以对它增加功能、或提高它的性能。
图3更详细地示出根据本发明在机顶盒中实现虚拟存储装置的例子。根据本发明的一个优选实施例，软件存储装置LV与映射表MAP协作，映射表MAP包括要存储的数据的虚拟地址以便向它们分配物理存储地址，映射表MAP对应于在外围存储单元之一中预留的存储空间，在图3中由圆柱表示。用于控制装置的代理，VVM代理，表示为VVMA，用于根据应用A的存储/检索请求来更新该表。应用A可以是不同类型。它可以是用于存储视频、播放和归档音乐片断(尤其是MP3格式)或简单地使在不同可用存储装置上记录的图像(尤其是JPEG或MPEG格式)可见的应用。应用A通过在任何传统操作系统中面向文件的程序接口或API(应用程序接口)来执行与归档系统(表示为文件系统)的对话。从而到文件系统的这些请求是传统类型的，并且将不详细描述。文件操作涉及例如读、写、查找、读取目录开放类型等等的操作。接收这些请求的文件系统必须将用于虚拟存储装置的它们转换为传统的单元操作，例如，打开、释放、块-读、块-写等等。这些操作随后在虚拟存储装置级上由单个接口或虚拟存储驱动器(表示为虚拟块设备驱动器)来处理，单个接口或虚拟存储驱动器具有在该应用与不同的存储装置之间实现程序接口或API的功能。例如，涉及用于打开/关闭文件或控制输入/输出的小程序，以及用于参数化并执行将要使用的存储策略的小程序。至于后者的涉及，将参考图5A和5B来描述两个实施例。
图4图示映射表MAP的功能。当应用A想要记录数据时，它依靠安装的软件体系结构只“看见”软件存储装置LV(称为“逻辑卷”)。然后它继续进行，就好像它是传统的存储单元一样。存在虚拟控制装置VVM，它建立数据在逻辑卷上的位置与它们在物理外围单元上的实际位置之间的的对应关系，表示为41到43。当由VVM代理增加或撤消存储单元时，该表被自动更新，其中VVM代理与用于检测外围存储单元的连接/断开的装置协作。
图5图示本发明的两个实施例，这两个实施例根据是否希望提高与数据速率相关的性能，或相反地，根据是否希望最大化地释放中央处理器来进行存储而对应于两种不同的可能性或策略。在这两个例子中还设想了与可用存储空间相关的数据的安全性。在这两种极端策略之间的明智结合也可导致在应用级上的性能与安全之间的良好折衷。该应用看见的逻辑卷LV由以不同方式加阴影的矩形块以及由以同样方式加阴影的圆柱表示的硬盘上的点来表示。加阴影的形式与硬盘相对应。逻辑卷借助于图3和图4中描述的映射表MAP和VVV代理来虚拟存储那些以物理方式记录在不同硬盘上的应用数据，其中不同硬盘由它们加阴影的类型来指定。
图5A图示第一种存储策略，其包括最大地释放中央单元或CPU(中央处理单元)。根据第一种策略，数据相继存储在硬盘上，以便当硬盘满时，数据写在下一张硬盘上。这样，数据每次存储在一张硬盘上，这限制了用于存储和检索数据的必要功率，还限制业务量，因为除了该支持是满的时之外，连续的数据记录在一张硬盘和相同的支持上，这需要等待在硬盘上的数据或数据分组被全部传输结束，以便执行另一个传输。
图5B图示第二种策略，其使用寻址面向性能的物理硬盘的方法。根据该策略，连续的数据被并列存储在四张盘上，以便在所有的可用存储空间上最大地重新分配数据并提高其速率。在不同硬盘上重新分配作为逻辑卷上最小空间单元的簇(这通过阴影来表示)，以便两个连续的簇不属于相同的硬盘。在图5B示出的例子中，当需要数据时，该应用可同时发送高达四个请求，与图5A中示出的情况相反，在图5A中，请求被串行化，即，在能够做出下一个请求之前必须等待对第一个请求的响应。在图5B示出的情况中，与图5A图示的情况相比，在速率方面，性能可提高四倍。
实际上，对于面向日益增加的多媒体的应用，所需要的速率不断增加。这样，所关注的是数据可同时存储在几个物理支持上，使得将所需要的速率可由物理支持的数量来划分。这样对于日益增长的存储容量的简单事实，增加新的硬盘可以具有补充效果，即被传送数据的速率增加了。我们可以设想集成在机顶盒内的指定硬盘的性能(尤其是它的速率)不允许实现某些需要高速率的功能，例如，记录高清晰的视频流，或暂停经由人造卫星或电缆实时广播的节目。后一功能(更一般地称为时移)需要高数据速率，因为它需要连续地存储所接收到的音频/视频数据，并且随后在微小的延迟之后读取它们，该延迟对应于在“暂停”期间经过的时间。通过使用足够存储策略，例如图5B中所图示的，从而可以较小的成本为机顶盒增加新功能。
与此相反，至于考虑敏感数据，不管使用哪个原理存储策略，信息都可以复制在不同的支持上，以便即使物理支持之一被损坏也总是具有可用的内容。
可以根据用户提供的某一标准或者动态地根据应用所需要按预定方式来做出对将要使用的策略(或多个策略)的选择，所述用户提供的标准例如是将要保护的数据数据的速率和安全。例如，图3中图示的虚拟块设备驱动器可以经由它的API供应用使用，而服务列表允许与应用通信，以确定将要使用的优选存储方法。硬盘自身可具有一些由VVM并行使用的可编程的功能，其目的是提高其存储性能。例如，可考虑直接存取存储器的类型或DMA(直接存储器存取)的功能或者先行读取(更好地，通称为提前读取)的功能，这两者都允许提高磁盘速率。
图6图示根据本发明的虚拟存储方法的一个例子。在图6图示的例子中，机顶盒不具有数据存储的可能性。这样，它不实现本地记录由PVR(个人录象机)或实时广播的视频节目的功能。通过将它连接到外部硬盘(其可以是USB、IEEE 1394、或SATA类型)，VVM代理检测该增加，并动态地传送容量从0 Go到X Go的虚拟硬盘的大小。这样，可设想该事件唤醒在此之前已处于休眠状态的PVR功能，。图6中还可以图示的另一种情况是在机顶盒已具有PVR可能性，即具有内部硬盘但已达到最大存储容量的情况。那么用户具有几种可能。他可以清空他的录像带资料室，或增加新的外部存储解决方案。由于VVM，新硬盘的添加是完全透明的。PVR应用只“看见”存储容量从XGo到X+Y Go的增加，Y Go是新硬盘的容量。该添加可能变得很“热”，即，在记录过程中。例如，让我们考虑用户想要记录两小时影片而在其PVR上的可用空间不多于一个半小时的情况。依靠VVM，他将不会丢失剩余的一个半小时。原因是，与独立地看见两个物理存储的应用相反，该VVM结合它们，以使它们对于该应用作为一个整体可用。通过按质量标准增加具有20小时记录容量的硬盘，该应用理解它具有二十一小时三十分钟的可用存储的等同存储。
图6所示的流程图描述VVM代理的操作。在机顶盒一起动时的空闲状态(VVM空闲)，该机顶盒被指示发现新的外围单元(新插入？)并将它们合并进虚拟存储。在新外围单元连接到机项盒(Y)的情况下，它必须在随后执行预定的存储策略(什么存储策略？)。该策略可以是从开始就确定好的，尤其是若干应用能够存储数据的情况下。还可以设想由VVM提供的服务列表允许在应用和它自身之间进行通信，以确定将要使用的策略。一旦确定了策略，VVM代理(MAJ MAP)在返回空闲状态(VVM空闲)同时等待新的连接/断开之前更新该映射表。在没有检测到外围存储单元的情况下，VVM代理直接返回空闲状态。
在实际中，本发明与软件装置一起使用。为此目的，根据本发明的设备包括一个或几个处理器和一个或几个程序存储器，所述的程序包含指令，当由所述处理器执行该指令时，用于执行上文中所描述的功能。
附图及其描述在不限定本发明范围的情况下阐明本发明。对本领域技术人员来说显而易见的是，具有所描述实施例的其他替换，其不偏离本发明的范围。在这点上，下文中将做出一些说明。具有许多用硬件和软件装置来实现功能的许多装置。在这点上，附图是非常概略的，并且只图示本发明的一个特定实施例。尽管附图代表由不同单元描述的不同功能，但这不排除由单个硬件或软件单元来实现击中功能并且也不排除有硬件部分和软件部分或两者的组合体来实现一个功能或相同功能。
在权利要求中对附图参考的任何表示不限定所述权利要求的范围。动词“包括”以及其动词变形的使用不排除除权利要求中所述单元或步骤之外的单元或步骤的存在。在单元前面的冠词“一个”的使用不排除几个单元或步骤的存在。
权利要求
1.一种被称为机顶盒的设备，包括用于接收经由通信介质所发送的音频/视频数据的装置，使用所述接收的音频/视频数据并需要在使用它们之前先将它们存储的至少一个应用，该应用包括用于发出存储/检索所接收数据的请求的装置，存储装置包括-用于连接到至少一个能够以物理方式存储音频/视频数据的外围存储单元的装置，-用于检测外围设备的装置，该装置与所述连接装置协作，用于根据外围存储单元与机顶盒的连接/断开来检测外围存储单元的存在，-控制装置，与检测装置协作，用于接收该应用发出的所述存储/检索数据的请求，并用于控制在所存在的不同外围存储单元中分配物理存储地址，-软件存储装置，与所述控制装置协作，用于保存和检索存储在不同外围存储单元中的数据的物理地址。
2.如权利要求1中所述的设备，其中软件存储装置包括映射表，该映射表由所述控制装置更新，该映射表包括要存储的数据的虚拟地址以便向它们分配物理存储地址，该映射表对应于外围存储单元中预留的存储空间。
3.如权利要求1中所述的设备，其中控制装置包括用于根据存储/检索数据的请求并且根据请求瞬间所存在或被检测到的外围存储单元来更新所述软件装置的管理器。
4.如权利要求1中所述的设备，其中控制装置包括该应用的接口装置，用于根据预定存储标准通过重新分配存储在不同外围单元中的数据来接收和解释所述存储/检索请求。
5.如权利要求4中所述的设备，其中至少一个预定标准涉及音频/视频数据必须被存储/检索的速率。
6.如权利要求4中所述的设备，其中至少一个预定标准涉及所存储的音频/视频数据的安全性。
7.如权利要求1中所述的设备，其中控制装置包括该应用的接口装置，用于根据应用需要通过重新分配存储在不同外围单元中的数据来接收和解释所述存储/检索请求。
8.如权利要求7中所述的设备，其中接口装置包括允许与该应用通信的服务列表，以确定要用于所述应用的优选存储方法。
9.一种被称为机顶盒的设备，包括用于接收经由通信介质所发送的音频/视频数据的装置，使用所述接收的音频/视频数据并需要在使用它们之前先将它们存储的至少一个应用，该应用包括用于发出存储/检索所接收数据的请求的装置，用于连接到至少一个能够以物理方式存储音频/视频数据的外围存储单元的装置。
10.一种存储方法，包括步骤检测外围设备，以根据外围设备与机顶盒的连接/断开来检测外围存储单元的存在，接收由应用发出的存储/检索音频/视频数据的请求，该应用使用所述音频/视频数据并需要在使用它们之前先将它们存储，控制在所检测到的不同外围存储单元中分配物理存储地址，和软件存储，以保存和检索存储在不同外围存储单元中的数据的物理地址。
全文摘要
本发明涉及一种用于在本地网络中存储音频/视频数据的方法和设备。它们允许根据外围存储设备的连接/断开向不具有或不能发展存储可能性的机顶盒类型的设备增加存储的可能性，以便在不更新软件的情况下扩展设备的功能。为此，本发明提供在对同一设备内的存储可能性的虚拟管理。由软件存储装置与控制装置协作在物理存储支持之上实现抽象层，以便向所述应用隐藏关于所使用的外围存储单元(或多个单元)的细节。对于需要存储音频/视频数据的应用，该操作是透明的。根据外围存储单元的连接/断开，在它们“热”时检测它们，并且在可用的存储容量等级上，控制设备考虑外围存储单元。该应用只与一个接口进行对话，以用于它的存储需要，而控制装置与软件存储装置协作，用于管理去往和来自不同外围存储单元的数据的传输。
文档编号H04N5/00GK1902922SQ200480039530
公开日2007年1月24日 申请日期2004年12月10日 优先权日2003年12月30日
发明者N·迪弗洛 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司