CN1479304A - 管理数据存储介质中的缺陷位置的方法及记录介质 - Google Patents

管理数据存储介质中的缺陷位置的方法及记录介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了建立/写入信息记录介质的缺陷处理信息的方法和基于本方法的装置及光盘。在本发明中，基于要重放的数据类型来决定在重放操作中检测到的缺陷扇区是否被非缺陷扇区所置换。在重放非音频/视频数据时，若检测到读出错误，则线性置换算法被应用于相应的缺陷扇区中。另一方面，在重放音频/视频数据的情况下，若检测到读出错误，相应的缺陷扇区的位置信息仅仅被保存，而不进行任何扇区置换。

Description

管理数据存储介质中的缺陷位置的方法及记录介质
技术领域
本发明涉及一种处理在信息记录介质上所产生缺陷的方法，特别涉及到一种管理数据存储介质中的缺陷位置的方法，及使用该方法的记录介质。
背景技术
随着CD(致密盘)的出现，光盘已被广泛使用。并且，随着DVD(数字多功能盘)的普及，可以预计对光盘的需求会稳步上升。光盘包括只读盘(如CD-ROM和DVD-ROM)，一次写入盘(如CD-R和DVD-R)和可重写盘(如CD-RW和DVD-RAM)。已公布CD-RW和DVD-RAM的标准格式，而对VDR(视频盘记录机)的标准化尚在进行中。
对可重写光盘(如DVD-RAM)，必须处理在其记录表面出现的缺陷，以便使得数据不被写入被检测到的读出错误超出预定级别的扇区(以下称“缺陷”或“坏”扇区)，从而获得高度可靠的写/重放操作。为达此目的，必须执行缺陷处理，使得缺陷扇区的地址被存贮于光盘的缺陷处理表中，而对缺陷扇区的写或读的数据存取被禁止。
如图1所示，在DVD-RAM的可重写物理区有一个导入区，一个数据区和一个导出区。数据区被划分成连续的24个组，每组前后各有一个保护区。每组由一个用于记录数据的用户区和一个备用区组成，备用区提供代替用户区的缺陷部分的存储区。
数据区也由多个区段所组成，每个区段包括16个扇区。每个扇区的位置由为每个扇区所唯一给定的物理地址所指定。当数据被记录时，除缺陷扇区外，每个扇区被顺序分配LSN(逻辑扇区号)。
缺陷处理信息，或在数据区内的缺陷扇区的物理地址被存贮于DMA(缺陷处理区)内。如图1所示，在四个地方提供了DMA，两个在导入区，另两个在导出区，以防止在四个DMA本身内出现的缺陷。
DMA由两个ECC(错误校正代码)区段或32个扇区组成。第一ECC区段由一个用于DDS(盘定义结构)的扇区和15个用于PDL(初级缺陷列表)的其它扇区组成。第二ECC区段的16个扇区用于SDL(次级缺陷列表)。
DDS、PDL和SDL的例子分别在表1、表2和表3中给出。
[表1]DDS结构
    位置     大小(以字节表示)       内容
    0～1     2     DDS标识符(0A0Ah)
    2     1     保留的(00h)
    3     1     盘认可标志
    4～7     4     DDS/PDL
    8～9     2     组数
   10～2047     2038     保留的(00h)
[表2]PDL结构
位置 大小(以字节表示) 内容
0～1 2 PDL标识符(0001h)
2～3 2 PDL中的条目数
4～7 4 第一坏扇区的地址
8～11 4 第二坏扇区的地址
·· ·· ··
[表3]SDL结构
位置 大小(以字节表示) 内容
0～1 2 SDL标识符(0002h)
2～3 2 保留的(00h)
4～7 4 SDL更新计数器
8～15 8 备用区满标志
16～21 6 保留的(00h)
22～23 2 SDL中的条目数
24～31 8 第一坏扇区的地址和第一代用扇区的地址
··· ··· ···
参照DVD-RAM，以下解释建立和处理诸如PDL和SDL的缺陷处理信息的方法。PDL的建立和处理(在写操作下)
光盘，或DVD-RAM由制造商进行测试以判断每个扇区的有效性。测试方法是对每个扇区写入数据后再读出，从而检查该扇区的好坏。测试到读出错误超出预定级别的扇区在制造时被归类为缺陷扇区，其物理地址被顺序存贮于PDL中，如图1所示。
当用户请求对光盘写数据时，写命令被送至光盘驱动器，然后数据开始被顺序写入用户区的未用扇区中，如图2所示。每次数据被写入目标扇区时，目标扇区的物理地址都被与PDL中的缺陷扇区的那些地址进行比较。当目标扇区的地址与PDL中缺陷扇区地址中的任一个相匹配时，该目标扇区便被跳过，数据被写入下一个有效扇区。这种对缺陷扇区进行补偿的机制被称作“滑动置换”(slipping replacement)。
在用户区没有缺陷扇区的情况下，数据仅被写入用户区，如图2中的上部分所示。另一方面，若在PDL中有缺陷扇区，则备用区中与用户区中缺陷扇区数目相等的扇区被用于扇区置换，如图2中的下部分所示。
一个扇区可能会由于光盘的循环重放操作而质量变坏，由此成为缺陷扇区。这样的缺陷扇区被认为是“生长的”缺陷扇区。因此，当数据被写入光盘时，在PDL中未列入的每个扇区都被检查，判断它是否有生长的缺陷。每个被断定为有缺陷的扇区遵从扇区滑动算法，其地址被加入到PDL中，以确保在进行下一个写操作扇区校验过程之前，数据不被写入缺陷扇区。
这样，随着写操作的重复进行，PDL中的条目数不断增加。
用于断定扇区为坏的标准如下。带有ECC的扇区(以下称“ECC扇区”)由182字节×13行的数据构成，如图5所示，并且对每个扇区分配一特定的PID(物理标识)。该PID被写在每个扇区的四个保留位置上。若一个扇区的PID读出中有三个或更多的错误，或是一个扇区中具有四个或更多个字节错误的行数是一个或更多，则该扇区被断定为缺陷扇区。当在一个ECC区段中具有四个或更多个字节错误的行数是六个或更多时，该ECC区段被归类为坏的区段。SDL的建立和处理(在重放操作中)
当光盘被使用时，盘内的扇区有可能出现缺陷。因此，当重放光盘时，未在PDL中列出的扇区被检查，以判断它们是否变成生长的缺陷扇区。若一个扇区被断定为坏的，记录在具有坏扇区的ECC区段(坏ECC区段)的16个逻辑扇区中的数据被转移到一有效的ECC区段中，该有效ECC区段在备用区中可顺序地得到，如图3所示。这种机制被称作“线性置换”。然后，缺陷ECC区段的第一个或首扇区的物理地址和置换ECC区段的第一个扇区的物理地址被作为SDL的一个条目而存贮。
当在当前组中的可用备用区段缺乏时，在SDL中对应于该组的满标志被置为1，并从另外组中的备用区中借用有效备用区段以供线性置换。
在重放操作中，当一个ECC区段中具有四个或更多错误字节的行数是8或更多时，或有一个或更多的扇区有多于三个的PID读出产生，则该ECC区段被断定为坏的。
当数据被写入或从DVD-RAM中读出时，从关联的宿主计算机发送到DVD-RAM驱动器的一逻辑区段地址被转化成一物理目标地址。接着，PDL被重新检查，以判断是否需要进行滑动调整。也就是说，将物理目标地址与PDL中缺陷扇区的地址相比较。若断定该物理目标地址的扇区是有缺陷的，该缺陷扇区被跳过，并检查下面的扇区，直到发现一有效的扇区。然后，物理目标地址被调整，以便定位下一个有效扇区。在重放操作中，将物理目标地址与SDL的列表相比较，以检查是否需要扇区置换。若该物理目标地址与SDL中的任一地址相匹配，置换扇区的物理目标地址被从SDL中读出。
在光盘用于存贮活动图象或语音的情况下，音频/视频数据的实时重放至关重要。然而，当在重放中检测到未在SDL中列出的生长的缺陷扇区时，对应于要求在光盘上移动数据的扇区置换，重放操作会有短时中断。在此情况下，记录在缺陷扇区上数据的重放速度变慢，导致音频/视频数据的重放出现一个短时的中断。
在重放时，对于未在PDL和SDL中列出的新缺陷扇区的不加处理可成为一种解决线性置换引起的短时中断的方法。可是，在此情况下，当已写入的音频/视频数据被擦除，然后对该VDR重写入新的音频/视频数据时，新的数据可能被写到缺陷扇区或区段中。其结果是在该缺陷扇区上新记录的音频/视频数据不可避免地出现读出错误。
发明内容
因此，本发明的主要目的就是提供一种建立缺陷处理信息的方法，无论存在缺陷扇区与否，依然能够实时重放信息记录介质上的音频/视频数据；并且当新的音频/视频数据写入该记录介质上时避免将数据写入缺陷扇区。还提供用于实现该方法的装置和光盘。
为达此目的，本发明提供一种管理数据存储介质中的缺陷位置的方法，该数据存储介质包括通过至少格式化模式、记录模式或重放模式之一至少识别缺陷位置的基本缺陷管理信息，该方法包括：接收用来重放记录在预定位置上的数据的重放命令；确定在重放模式期间该位置是否有缺陷；根据确定步骤的结果，临时生成该位置的缺陷管理信息；和将临时缺陷管理信息添加至基本缺陷管理信息中。
根据本发明的记录介质，其特征在于包括：基本缺陷管理区，至少通过格式化模式、记录模式或重放模式之一识别缺陷位置；和临时缺陷管理区，至少根据当前重放模式临时识别缺陷位置，其中基本缺陷管理区允许至少发送通过当前重放模式从临时缺陷管理区中发现的缺陷位置。
根据本发明提供一种管理数据存储介质中缺陷位置的方法，该数据存储介质包括通过至少格式化模式、记录模式或重放模式之一至少识别缺陷位置的基本缺陷管理信息，该方法包括：接收用来重放记录在预定位置上的数据的重放命令；确定在重放模式期间该位置是否有缺陷；根据确定步骤的结果，临时生成该位置的缺陷管理信息；和根据命令将临时缺陷管理信息发送至基本缺陷管理信息。
附图说明
所包括的附图提供关于本发明的进一步说明，演示了本发明的优选的实施例。附图与下面的描述起到了解释本发明原理的作用。
附图中：
图1是一个布置图，显示了一光盘的可重写区的划分及缺陷列表；
图2解释了在写操作中的滑动置换算法；
图3解释了在重放操作中的线性置换算法；
图4是一方区段图，显示了本发明的光盘记录/重放装置的一优选实施例；
图5显示了带ECC的一扇区的布置；
图6是一流程图，显示了对光盘进行写操作的过程；
图7是一流程图，显示了根据本发明建立缺陷处理信息的方法对来自光盘的音频/视频(A/V)数据的重放过程；
图8是一流程图，显示了对来自光盘的非A/V数据的重放过程；
图9是一流程图，显示了当A/V数据被擦除时缺陷列表的更新过程；而
图10是一布置图，显示了根据本发明的光盘的可重写区。
具体实施方式
参照附图，以下对本发明的优选实施例给予详细描述。
图4描述了根据本发明实现缺陷处理信息建立方法的一VDR播放器的部分方区段图。该VDR播放器包括：从光盘读或向光盘写数据的光拾取装置10；控制光拾取装置10的伺服控制器110；用于将光盘要重放的数据归类的读出信号处理单元40；用于测试从光盘读出数据的PID的PID检测器50；基于被检测出的PID的读出错误判断一扇区是否有缺陷的SDL管理器90，它也用于通过使用SDL中的缺陷信息而选择未在SDL中列出的新的缺陷扇区；用于对从读出信号处理单元40所接收到的A/V数据进行解压缩和处理的重放单元60；临时存贮发送到宿主计算机的A/V数据的接口RAM130；基于A/V数据的读出错误判断一扇区是否有缺陷，并用于选取未在T-PDL中列出的新缺陷扇区的T-PDL(临时PDL)管理器80；用于临时存贮PDL、SDL和T-PDL的存贮器70；地址管理器120，用于当请求数据擦除操作时，获取要擦除的数据被记录其上的扇区的物理地址；写信号处理单元30，用于将与存贮在T-PDL中的地址相匹配的物理地址中的信息移动到光盘的PDL中去；和激光束控制器20，用于控制将数据写入光盘的激光。
参照图6或图9的流程图和图4，以下将详细描述根据本发明建立光盘缺陷处理信息的方法。
一旦光盘驱动开始重放光盘，则PDL和SDL被从光盘的导入区读出，并分别被存贮于PDL存贮器70a和SDL存贮器70c。存贮在PDL中的缺陷扇区被跳过，取代保存在SDL中的坏扇区，数据被从相应的置换扇区中读出和重放。
同时，由光盘拾取装置10从光盘读出的数据被输入到读出信号处理单元40，在那儿对数据进行分类，判断数据是否是A/V数据。通过PID检测器50，非A/V数据或控制数据被提供给SDL管理器90。SDL管理器判断该非A/V数据是否有读出错误。若有，则包含记录有该非A/V数据的扇区的ECC区段被备用区的置换ECC区段取代。因此，该非A/V数据被记录于那儿。缺陷ECC区段的第一个扇区的PID和置换ECC区段的第一个扇区的PID被存贮于SDL存贮器70c中。
另一方面，若是A/V数据被重放，该A/V数据被通过重放单元60和接口RAM130发送给宿主计算机。由T-PDL管理器80来判断该A/V数据是否有读出错误。被判断有缺陷的扇区的PID被存贮于T-PDL存贮器70b中。
以此方法，记录有A/V数据的缺陷扇区的PID被存贮于T-PDL存贮器70b中，而记录有非A/V数据的缺陷扇区的PID被存贮于SDL存贮器70c中。重放操作完成之后，被加入到T-PDL存贮器和SDL存贮器中的缺陷信息被写入光盘上各自的保留区中，如图10所示。此后，当盘再次重放时，存贮于PDL和SDL中的缺陷扇区被跳过，而保存在T-PDL中的缺陷扇区被重放，而不是跳过。其结果就是，即使包含有A/V数据的扇区被判断有缺陷，不用任何扇区置换，A/V数据也被实时重放了。
当用户请求擦除光盘上的数据以便记录新数据时，通告擦除操作的信号被送到光盘驱动器。一旦接收到该信号，光盘上的PDL、SDL和T-PDL都被读出，并被存贮于各自的存贮器70a、70b和70c。包含有要擦除数据的扇区的PID被与存贮于T-PDL存贮器70b中的缺陷扇区的PID进行比较。若有匹配的PID，则通过总线(图中未显示)将其由T-PDL存贮器70b移到PDL存贮器70a中。结果，在重写操作时，缺陷扇区被允许滑过，而数据被禁止写入与匹配的PID相关的缺陷扇区。重写操作完成之后，更新的PDL被写入光盘上的保留区。
另一方面，在本发明的这一实施例中，有可能记录有非A/V数据的缺陷扇区不被置换扇区所取代，但其PID却可能被存贮于T-PDL存贮器70b中，如记录有A/V数据的缺陷扇区一样。
以下，参照图6，对根据本发明的建立缺陷处理信息的方法的写操作给予描述。该操作与现有技术相同。
若写命令被输入到光盘驱动器中(S10)，首先判断该写操作是否完成(S13)。然后，存贮于存贮器70a中的PDL被检查，以便判断目标扇区的物理地址是否包括在PDL中(S15)。
若判断出目标扇区的物理地址包括在PDL中，该目标扇区被跳过，随后判断下一个扇区(S17)。对下一个目标扇区，重复从S13步骤开始的过程。另一方面，若在S15步骤中判断出目标扇区未包括在PDL中，检查该目标扇区，以判断其在上一次更新PDL后是否变成了缺陷扇区。也就是说，对记录在该扇区的四个PID进行读出和解码后，检查在PID读出中是否有三个或更多个错误(S19)。
当PID读出中检测到三个或更多个错误时，相应的扇区被归类为缺陷扇区，写操作停止。接下来，通过使用写信号处理单元30和激光束控制器20，最新检测到的缺陷扇区的物理地址被加入到光盘的PDL中。判断下一个目标地址(S17)，重复从S13步骤开始的过程。
在目标扇区的PID读出错误数少于3个的情况下，该扇区被认为是非缺陷扇区。因此，数据被写入有效扇区，并判断下一目标地址(S21)。在以上步骤的重复中，若在S13步骤判断出所有数据的记录完成，则写操作终止。
对于写操作，无论要记录的数据是否是A/V数据，都参照PDL进行滑动置换。
以下，参照图7和图8，对根据本发明的建立缺陷处理信息的方法的重放操作给予详细描述。
若重放命令被输入到光盘驱动器(S40)，读出信号处理单元40通过解码从光拾取装置10读出的数据，判断要被重放的数据是否是A/V数据(S41)，并根据数据类型将数据输出至PID检测器50或是重放单元60。
在非A/V数据的情况下，完美的重放比无延迟的连续重放更重要。因此，相应于非A/V数据的缺陷扇区优选使用线性置换算法，如在现有技术方法中一样，以下给予详细描述。
在检查完重放是否完成后(S71)，从目标扇区中读出数据并重放(S73)。此时，由PID检测器50检查在一个ECC区段中是否有一个或多个扇区具有三个或更多个PID读出错误(以下称PID错误扇区)(S75)。
在一个ECC区段中存在一个或多个PID错误扇区的情况下，SDL管理器90判断包含有PID错误扇区的ECC区段为缺陷区段。通过线性置换过程，缺陷的ECC区段被备用区中非缺陷的置换ECC区段所取代，然后相应的数据被记录其中。此时，显示缺陷ECC区段被置换ECC区段所取代的信息被存贮于SDL存贮器70c中。然后，下一个目标扇区被判断和定位(S77)。
即使没有PID错误扇区，ECC区段也被检查是否存在新生长的缺陷。若在一个ECC区段中每行182字节的行中具有4个或更多个错误字节的行数是8或更多，该ECC区段被判断为坏的区段(S79)。通过S77步骤，坏的ECC区段被置换ECC区段所取代。
若在S79步骤中ECC区段被判断为有效ECC区段，则记录在该ECC区段上的数据被重放，并判断下一个目标扇区(S81)。若在S71步中判断出不再有数据要被重放，则重放操作结束。
另一方面，若在S41步中判断要被重放的数据是A/V数据时，根据本发明的、不同于现有技术的重放方法被执行。以下参照图7的流程图给予详细描述。
首先，检查重放操作是否完成(S43)。若未完成，从目标扇区读出数据并重放(S45)。此时，PID检测器50检查在目标扇区的PID读出中是否有两个或更多个错误(S47)。若有两个或更多个PID读出错误，T-PDL管理器80断定该目标扇区为坏的，并将其地址存贮于T-PDL存贮器70b中。随后，判断下一个目标地址，光拾取装置移动到下一个目标扇区(S49)。
即使PID读出错误数小于2，还要通过检查在一个扇区中具有四个或更多个错误字节的行数是否是4或更多来判断该目标扇区是否是坏扇区(S51)。被判断为坏的扇区也被存贮于T-PDL存贮器70b中。接着，判断下一目标扇区(S49)。
若在S51步骤中判断一目标扇区为有效，则判断下一扇区，而光拾取装置移动到那个扇区(S53)。最后，若在S43步骤中判断不再有A/V数据要被重放，则重放操作结束。
简而言之，若记录有非A/V数据的扇区被判断为坏的，则该扇区被备用区的有效扇区所置换，以便非A/V数据在下一次重放中没有读出错误地被重放。另一方面，在记录有A/V数据的扇区中，若扇区被判断为坏的，则不执行扇区置换，以保证实时重放。而是将坏扇区的地址保存在光盘的一保留区中，该保留区与PDL和SDL的保留区隔离。
若光盘上的A/V数据被重复重放，T-PDL存贮器70b开始存贮在重放操作中新检测到的坏扇区的地址。当用户发出一擦除命令时，这些关于新的坏扇区的信息被写入光盘上PDL的保留区。这一点在以下参照流程图9给予解释。
若一个擦除命令被输入给光盘驱动器(S101)，地址管理器120便获取记录有要擦除数据的扇区的物理地址(S107)。随后，存贮于T-PDL存贮器70b中的物理地址被读出(S109)，并且，地址管理器120所获取的地址被与T-PDL存贮器中坏扇区的地址进行比较(S111)。若无匹配的地址，则执行擦除过程(S115)。若至少有一个相匹配的地址，则存贮于T-PDL存贮器70b中的相匹配的地址被通过总线移到PDL存贮器70a中(S113)，然后再执行擦除过程(S115)。
如图10所示，在光盘上用于T-PDL的保留区可置于数据区内，与PDL和SDL相隔离；或是在导入区的DMA中，与PDL和SDL在一起。前一种安排具有为PDL和SDL保存现有的缺陷处理信息区的优点。在此安排下，优选将T-PDL的空间保留在存贮程序菜单信息的区域之前或之后的位置，程序菜单信息在写或重放操作中会被重复访问。在后一种安排中，三种缺陷列表在DMA中的排列顺序可以改变。
当擦除操作完成、新数据被重新写入光盘中时，其地址被从T-PDL存贮器70b移到PDL存贮器70a的坏扇区被滑动置换算法所跳过。结果，数据被禁止写入坏的扇区。
以上所述仅仅是为了对本发明的优选实施例给予演示和解释。此，可作出不脱离本发明精神和范围的变化、修正和更改。

Claims (11)

1.一种管理数据存储介质中的缺陷位置的方法，该数据存储介质包括通过至少格式化模式、记录模式或重放模式之一至少识别缺陷位置的基本缺陷管理信息，该方法包括：
接收用来重放记录在预定位置上的数据的重放命令；
确定在重放模式期间该位置是否有缺陷；
根据确定步骤的结果，临时生成该位置的缺陷管理信息；和
将临时缺陷管理信息添加至基本缺陷管理信息中。
2.如权利要求1的方法，其中记录在预定位置上的数据是实时数据。
3.如权利要求1的方法，其中，生成步骤进一步包括：
将预定位置的缺陷管理信息临时记录在数据存储介质中。
4.一种记录介质，其特征在于包括：
基本缺陷管理区，至少通过格式化模式、记录模式或重放模式之一识别缺陷位置；和
临时缺陷管理区，至少根据当前重放模式临时识别缺陷位置，
其中基本缺陷管理区允许至少发送通过当前重放模式从临时缺陷管理区中发现的缺陷位置。
5.如权利要求4的记录介质，进一步包括：
数据区，包括好的数据块或缺陷数据块。
6.如权利要求5的记录介质，其中的数据块包括实时数据。
7.一种管理数据存储介质中缺陷位置的方法，该数据存储介质包括通过至少格式化模式、记录模式或重放模式之一至少识别缺陷位置的基本缺陷管理信息，该方法包括：
接收用来重放记录在预定位置上的数据的重放命令；
确定在重放模式期间该位置是否有缺陷；
根据确定步骤的结果，临时生成该位置的缺陷管理信息；和
根据命令将临时缺陷管理信息发送至基本缺陷管理信息。
8.如权利要求7的方法，其中记录在预定位置上的数据是实时数据。
9.如权利要求7的方法，其中，生成步骤进一步包括：
将预定位置的缺陷管理信息临时记录在数据存储介质中。
10.如权利要求7的方法，其中，该命令是用于确认该位置是否有缺陷的请求信号。
11.如权利要求7的方法，其中，该命令是用于清除该位置以在数据存储介质的该位置上重记录数据的请求信号。
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