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CN1103992C - 以多区段格式在记录介质上记录/重放数据的方法及装置 - Google Patents

以多区段格式在记录介质上记录/重放数据的方法及装置 Download PDF

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CN1103992C
CN1103992C CN96110962A CN96110962A CN1103992C CN 1103992 C CN1103992 C CN 1103992C CN 96110962 A CN96110962 A CN 96110962A CN 96110962 A CN96110962 A CN 96110962A CN 1103992 C CN1103992 C CN 1103992C
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Abstract

用于在数据记录介质上记录数字数据的数据记录装置，它包括：输入装置，用于接收由512字节倍数的长度划分的第一数据及由对应于CD格式的字节长度划分的第二数据；格式化装置，用于将第一数据及第二数据的每种转换成一个区段格式；编码装置，用于对格式化装置的输出数据进行纠错码编码；调制装置，用于对已被纠错码编码的数据进行数字调制；同步加入装置，用于给调制的数据加上数据同步信号，该数据同步信号用于识别转换区段是否与第一数据构成的区段或第二数据构成的区段相一致；以及记录装置，用于将由所述同步加入装置供给的记录数据记录到数据记录介质上。

Description

以多区段格式在记录介质上记录/ 重放数据的方法及装置
技术领域
本发明涉及用于简化具有特定格式的特定数据记录介质和具有另外格式的另外数据记录介质之间的、尤其是具有特定区段规模的特定数据记录介质和具有另一区段规模的另一数据记录介质之间的信号处理的数据记录/重放装置及其数据记录介质。
背景技术
作为计算机用的一种外部存储单元，从大存储容量及高速存取的观点出发光盘驱动器正变得愈来愈普及。CD-ROM(或CD-I(CD交互型)驱动器及MO(磁光盘)驱动器已被迅速及广泛地使用。MO盘是一种可擦抹型盘。此外，一种可擦抹型盘MD(小型盘)被推荐出来。再就是，作为图象记录介质，DVD(数字影视光盘)正在开发中。
DVD是具有与CD相同直径的只重放盘或是MO型盘的可记录/可重放光盘。或是重放或记录/重放根据MPEG标准压缩的图象信息的相变型盘等。并且随着激光射线波长的减小及物镜NA(数字光圈)的加大，数字调制及纠错码编码处理已有改善并由此进一步改善了记录密度。在DVD是单层型式盘的情况下，数据存储容量多达约3.7千兆字节(Gb-ytes)。CD及MD起初就已开发作为数字音频盘。此后，这些盘用于计算机的外存介质。类似地，具有比CD及MD容量大得多存储容量的DVD被期望作为计算机的外存介质使用。
传统上，各种介质，如磁带、磁盘、软盘、及上述光盘具有各种预定的格式。换言之，这些介质开发时未考虑它们的兼容性。新开发介质的格式与传统介质的格式之间的兼容仅是逻辑上可获得的，而非实效的。例如，用于计算机的外存介质的区段(sector)规模主要为128字节×2i(这里i为任何整数)，如512字节及2,048字节(2Kbytes)。另一方面，CD-ROM区段规模为2,352字节(当同步信号除外时，其区段规模为2,340字节。当同步信号及首标除外时，其区段规模为2,336字节)。由于外存介质的格式与CD-ROM的格式实际不一致，因此，在它们之间要具有兼容是困难的。
上述DVD可用只读盘(如CD)，可记录M0盘，或相变型盘来实现。这些盘的容量有利地比现有光盘的容量大得多。当DVD新用作外存介质时，就要考虑DVD的格式与已广泛使用并在盘规模及读方法上标准化了的CD-ROM的格式之间的兼容，数据才能在CD-ROM及DVD之间方便地交换。因此，对于CD-ROM及DVD两者可使用同一驱动器。此外CD-ROMs的资源可有效地被使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种数据记录/重放装置，用于处理具有多倍的512字节数据长度的区段格式及具有相应于CD格式的字节长度的另一区段格式，它的方法及它的盘介质。
本发明提供一种用于在数据记录介质上记录数字数据的数据记录装置，它包括：输入装置，用于接收由512字节倍数的长度划分的第一数据及由对应于CD格式的字节长度划分的第二数据；格式化装置，用于将第一数据及第二数据的每种转换成一个区段格式；编码装置，用于对格式化装置的输出数据进行纠错码编码；调制装置，用于对已被纠错码编码的数据进行数字调制；同步加入装置，用于给调制的数据加上数据同步信号，该数据同步信号用于识别转换区段是否与第一数据构成的区段或第二数据构成的区段相一致；以及记录装置，用于将由所述同步加入装置供给的记录数据记录到数据记录介质上。
本发明还提供一种用于从数据记录介质重放数据的数据重放装置，数据以这样的方式已记录在数据记录介质上，即由512字节倍数的长度划分的第一数据及相应于CD格式的字节长度划分的第二数据被转换成各区段格式，及对区段格式化数据执行纠错码编码处理及数字解调处理，该装置包括：用于从数据记录介质重放数据的装置，其中帧同步信号被加在存储在数据记录介质上的每个数据传输帧上；同步信号分离装置，用于检测帧同步信号及由所述重放装置重放的数据；用于对重放数据作数字解调的装置；解码装置，用于对解调数据纠错；去格式化装置，用于从纠错后的数据中抽取第一数据及第二数据；识别装置，用于识别由所述重放装置重放的数据相对于检测的帧同步信号结构是由第一数据组成的区段还是由第二数据组成的区段；及用于根据来自所述识别装置的控制信号选择发送第一数据或第二数据的装置。
本发明还提供一种在数据记录介质上记录数字数据的方法，它包括以下步骤：接收由512字节倍数的长度划分的第一数据或由相应于CD格式的字节长度划分的第二数据的步骤；将接收的数据格式化为第一数据或第二数据组成的区段；将由第一数据或第二数据组成的多个区段进行块分割；将纠错奇偶码加到每个块的数据上以便编码数据；数字调制该编码的数据；将同步信号加到每个区段上，该数据同步信号用于识别每个区段是由第一数据还是第二数据组成的；以及将调制数据记录到数据记录介质上。
具有512字节倍数(例如2,048字节)的数据长度的区段格式及具有相应于CD格式(例如2,352字节)的字节长度的另一区段格式可以用物理区域(physical-regions)来处理。因而，计算机存储数据及CD-ROM数据能被存储在同一记录介质上。
附图说明
根据以下对附图中描绘的本发明最佳实施例的详细说明，将会使本发明的这些及另外目的、特征和优点更加被阐明。
图1是说明根据本发明一个实施例的记录电路结构的电路框图；
图2是说明根据本发明一个实施例的重放电路结构的电路框图；
图3是用于解释传统CD数据结构的概图；
图4是用于解释传统CD-ROM数据结构的概图；
图5是用于解释传统CD-I数据结构的概图；
图6A及6B是说明根据本发明一个实施例的2 Kbyte区段数据结构的例子的概图；
图7A及7B是说明根据本发明一个实施例的CD区段的数据结构的概图；
图8是说明根据本发明一个实施例的块的数据结构的概图；
图9A及9B是说明根据本明一个实施例的区段与块之间关系的概图；
图10A及10B是说明根据本发明的1 Kbyte区段数据结构的概图；
图11是表示根据本发明由1 Kbyte区段组成的块的数据结构的概图；
图12A及12B是表示根据本发明一实施例的一个区段传输数据的结构例的概图；
图13A及13B是表示根据本发明一实施例的一个区段传输数据的另一结构例的概图；
图14是说明根据本发明一实施例的一个块的数据传输结构例的概图；
图15是说明根据本发明一实施例的一个区段同步、一个帧同步及一个块同步位组合的概图；
图16是说明根据本发明一实施例的折叠型纠错码编码器处理例的框图；
图17是说明根据本发明一实施例的折叠型纠错码解码器处理例的框图；
图18是说明根据本发明一实施例的数据同步结构例的概图；
图19A、19B及19C是说明根据本发明一实施例的数据同步结构另一例的概图；
图20是说明根据本发明另一实施例的重放电路结构的电路框图；以及
图21A、21B、21C、21D及21E是用于解释本发明应用的概图。
具体实施方式
接着，将参照附图来描述本发明的一个实施例。图1表示根据本发明的一个光盘记录系统的结构。图2表示根据本发明光盘重放系统的结构。
在记录系统中，将要记录的数据(以下称为记录数据)由输入端子1输入。记录数据被记录在光盘2上。记录数据由压缩的视频数据，压缩的音频数据，计算机数据等组成。目前被推出的可记录型DVDS(即磁光型及相变型)是光盘2的实例。应指出，图1中所示的记录系统可用于只读盘及可记录光盘2的主系统。
以下将描述根据本发明的光盘2的数据结构。首先，将解释CD-ROM数据的区段格式。CD-ROM由公知CD演变而来。如图3中所示，一个CD的每个传输帧(有时称为EFM帧或C1帧)包括1字节的子码，24字节的数据，4字节C1奇偶码，及4字节的C2奇偶码。每个数据字节通过EFM调制方式被转换成由14通道位组成的码字并与连接位(3通道位)一起记录在CD上。一个sync(同步信号)加在每传输帧的开始。每个sync由包括两序列的24通道位及由其领先的两通道位组成，在这些序列中反相通道位的间隔是11T(T表示通道位的一周期)。
子码每个构成98传输帧。在CD-DA(数字音频)中，24字节×98(＝2,352字节)的用户数据包括在98传输帧中。当包括子码时，25字节×98(＝2,450)字节的用户数据包含在98传输帧中。因此，CD-DA具有两种类型的格式，即2,352型格式及2,450型格式。
CD-ROM的数据结构是相应于CD的传输格式被规定的。换言之，CD-ROM上的数据是以包含在98帧中的每2,352字节存取的，它作为存取单元的子码间隔。该存取单元可称为一个“块”。但是，在以下说明中，存取单元被称为区段(sector)。图4表示CD-ROM一个区段的数据结构。
对于CD-ROM，规定了三种方式，即方式0、方式1及方式2。在这些方式的每个中，加入了同步信号(12字节)(它表示一个区段的分界符)及首标(4字节)。在方式0中，所有除同步信号及首标外的数据均为“0”。方式0作为空数据(dummy data)使用。图4表示方式1及2的数据结构。如CD子码那样，首标是由地址信息(3字节)及方式信息(1字节)组成的。
在方式1的数据结构中，用户数据由2,048(2K)字节组成。此外，加入了288字节的辅助数据以便改善纠错性能。辅助数据由一个检错码(4字节)，一空格(等于8字节)，一个P奇偶码(172字节)及一Q奇偶码(104字节)组成。方式1适合用于应以高可靠性记录的计算机数据。在方式2中，辅助数据288字节未被加入。因此可记录2,336字节的用户数据。方式2适合用于可能插入错码的视频数据及音频数据。
作为与CD-ROM同一类型的只读盘，CD-I已经被标准化了。图5示出了该CD-I一个扇区的数据结构如同CD-ROM那样，在CD-I中加入了同步信号(12字节)及首标(4字节)。首标的方式信息是方式2。在CD-I中在首标(4字节)后加上了子首标(8字节)。子首标由文件号、通道号、子方式(sub-mode)及数据类型组成，其中每一种均由2字节构成。
如同CD-ROM的方式1及2那样，在CD-I中规定了格式1及2。在格式1中，加入了检错码(4字节)，P奇偶码(172字节)及Q奇偶码(104字节)。在格式1中，不象CD-ROM中方式1那样出现空格。用户数据区域为2,048字节。在格式2中形成了一个备用区域(4字节)。因此用户数据由2,324字节组成。
如上所述，相应于CD格式的字节长度是以2,352字节为基础的。通过控制附加数据(首标，子码等)可获得2,340字节，2,336字节，2,324字节，2,450字节等等字节长度。
接着，将描述另一种区段格式。如图6A中所示，数据sync(同步信号)(4字节)及首标(16字节)被加入到一区段(2,048字节(＝2Kbytes))的用户数据上。此外，加入了纠错码EDC(4字节)以改善可靠性。于是，一个区段的长度为2,072字节。
图6B表示首标的详细数据结构。首标由纠错码(即CRC)(2字节)，复制管理信息(CGMS)(1字节)，层信息(它识别单层盘及多层盘并代表记录在盘上数据的层数目)(1字节)，地址(4字节)，及辅助数据(AUX)(8字节)。在此例中，将识别区段格式的区段ID信号放置在辅助数据中。
另一方面，由于相应于CD-ROM，CD-I，CD-DA等的CD格式的数据长度例如为2,352字节，如图7A中所示，加入了数据sync(4字节)及首标(12字节)。因此一个区段的数据长度为2,368字节。在CD-DA的情况下，2,352字节的用户数据包括在98个传输帧中。如图7B中所示，首标由CRC(2字节)，复制管理信息(CGMS)(1字节)，层信息(1字节)，地址(4字节)，及辅助数据(4字节)组成。图7B中所示的首标与图6B中所示首标相似，所不同者在于图7B中所示辅助数据的数据长度小于图6B中所示辅助数据的数据长度。
因而，区段格式的数据长度相应于盘的类型而变化，且它们与数据长度的关系不是一种倍数。在该实施例中，假定有两种区段规模A和B，nA及mB成为一预定块(这里n≠m，及n＞m)。
数据以每块记录/重放(即存取)。n及m规定为它们彼此互为质数。尤其是当规模A接近于规模B时，n及m用两种方法之一选取。在第一方法中，将满足m＝n-1的关系式。在第二方法中，将满足n＝2j(式中j为自然数)的关系式。当块规模最小化时使用m与n为互质的方法。当数据用于计算机系统时使用n＝2j的方法。
在上述例中，当n＝8及m＝7时，用户数据的数据长度变为如下所示：
2,048字节×8＝16,384字节
2,336字节×7＝16,352字节。因此，用户数据包括在16 Kbytes的块(16,384字节)中。
此外，如上所述，在区段规模包括数据sync及首标的情况下，当选择n＝8及m＝7的情况时，由于A′＝2,072，B′＝2,368，则2,072×8＝2,368×7＝16,576字节的公用块规模可被规定出来。
如图8中所示，两维的阵列148×112＝16,576字节被确定为一个块的数据结构。在将纠错码编码处理用于两维阵列时，纠错码性能能被改善。在此例中，在两维阵列的垂直方向(每一列)上的162字节用第一纠错码来编码(称为C1码)。因此产生出8字节的C1奇偶码。此外，在两维阵列对角方向中的156字节用第二纠错码来编码(称为C2码)。因此产生出14字节的C2奇偶码。这种编码处理被称为折叠型双重码(folding type dualcode)编码处理。
除去折叠型双重码编码处理外，可使用乘积码编码处理，整体块型(block-completion-type)双重码编码处理，LDC(长距码)编码处理或类似的处理。另一方式是，可使用一种简单检错码编码处理。
接着，参照图9A及9B对具有不同规模的两个区域统一成具有相同规模的一个块的情况作出描述。图9A表示区段规模如图6A中所示为2,072字节(以上称为2Kbyte区段)情况下的处理。在记录/重放(R/W)方向上每148字节划分为一个区段。因此，形成了148×14＝2,072字节的两维阵列。结果，就形成了由8个区段构成的一个块的数据结构。
图9B表示区段规模如图7A中所示为2,368字节的情况下(以下称为CD区段)的处理。在R/W方向上每148字节划分为一个区段。因此形成了148×16＝2,368字节的两维阵列。结果形成了由7个区段构成的一个块的数据结构。当数据记录/重放时，由一个计数器来计数2,072字节或2,368字节的帧。当计数器计数到7或8个区段同步信号时，它便测出一个块。另一方式是，可将与区段同步信号不同的块同步信号加上。虽然块同步信号对于整块型纠错码编码处理的必须的，但在本发明中不是实质性的。
在上述说明中，一区段的计算机数据可包括2 Kbytes数据而一个区段可包括512字节倍数的数据。例如，如图10A中所示，可使用包含512×2＝1,024(＝1K)字节数据的区段格式。区段包含数据sy-nc(2字节)，首标(8字节)，纠错码(4字节)以及用户数据(1,024字节)。如图10B所示，首标由CRC(它检测首标差错)(1字节)，复制管理信息(CGMS)(1字节)，层信息(1字节)，地址信息(4字节)及辅助数据(1字节)组成，它们与图6B中所示的相似。
假定A＝1,024(＝1K)字节及A′＝1,036字节，1Kbyte区段可用n＝16及m＝7作块分割。换言之，在图11中在R/W方向上数据按每148字节划分，所以形成148×7＝1,036字节的两维阵列。一个块由16个区段组成。
再回到图1，来描述根据本发明一个实施例的记录系统。数字数据从输入端子1经由接口3、例如SCSI接口提供给开关电路5a。开关电路5a选择地将数字数据提供给格式化电路4a及4b。格式化电路4a及4b将数字数据分成区段并对每个区段加上数据sync及首标。换言之，格式化电路4a将接收的数据转换成2K字节的区段格式，其如图6A所示。另一方面，格式化电路4b将接收的数据转换成CD区段格式，其如图7A所示。
开关电路5a相应接口3的控制信号用总线上的ID信号被进行控制。开关电路5a相应于通过数据总线从接口3接收的数据被进行操作。当按每2K字节划分的数据从譬如一个计算机接收时，开关电路5a相应于控制总线上的ID信号选择格式电路4a。另一方面，当按每2,352字节划分的数据从譬如一个CD-ROM驱动器接收时，开关5a选择格式化电路4b。ID信号被提供给格式化电路4a及4b。ID信号或其替代信号被置于每个区段的首标中，作为辅助数据的一部分。格式化电路4a及4b的输出数据被提供给块分割电路6。
ID信号可被提供给一个TOC(内容表)产生电路(未示出)以便产生包含ID信号的TOC数据。TOC数据包含盘控制信息，目录信息等。TOC数据是例如记录在最内圆周轨道上的数据。当一个盘被加载在驱动器中时，TOC数据从盘上被读出。TOC数据可称为DIT(盘信息表)，因此DIT数据实质上与TOC数据是相同的。
另一方式是，TOC数据与用户数据一起被提供给输入端子1。因此TOC数据与用户数据一起被转换成区段格式。  在此情况下，作为由TOC数据组成的TOC区段与用户数据组成的用户区段之间关系，可以获得以下三种类型的结构。在第一结构中，TOC区段为2K字节区段，而用户区段为2K字节区段或一个CD区段。在第二结构中，TOC区段与用户区段均为CD区段。第二结构用在这样的情况下：CD-ROM的所有数据被记录在光盘2上。在第三结构中，TOC区段2K字节的第一TOC区段及为CD区段的第二TOC区段组成，而用户区段为CD区段。第三结构用在这样的情况下：记录CD-ROM的所有数据及光盘2(例如DVD)的TOC数据是作为2K字节形成的。
块分割电路6形成一个如图9A或9B中所示的相应于ID信号由七个区段或八个区段组成的块，在每个区段上加入首标或从外部接收的ID信号。块分割电路6的输出数据相继地提供给C2编码器7及C1编码器8，它们是纠错码编码器。这些编码器执行如图8中所示的折叠型双重码纠错码编码处理。以下将描述由编码器执行的实际处理。
C1编码器8的输出数据被提供给数字调制电路9。数字调制电路9将譬如一字节(8位)的数据符转换成与预定表相对应的16位码字，以便产生具有小DC分量的调制数据。当然，作为数字调制方法，可使用EFM方法(用于CDS)，8-15调制方法(其中8位数据符被转换成15位码字)或类似方法。数字调制电路9的输出数据被选择地经由开关电路5b提供给sync加入电路10a及10b。
sync加入电路10a及10b将同步信号(区段sync，附加sync S1，C1 syncS2，及块sync)加到调制数据上。如以下将要描述的，在该实施例中，区段格式可用加入的sync的结构来识别。sync加入电路10a将相应于2K字节区段格式的sync加给数据。另一方面，sync加入电路10b将相应于CD区段格式的sync加给数据。这些sync具有专门的位结构，由此它们不出现在调制数据中。
sync加入电路10a及10b的输出数据通过驱动器11提供给光拾取头123。利用磁光记录方法或相变记录方法将输出数据记录在光盘2上。光盘2由主轴电动机13以CLV(恒线性速度)或CVA(恒角速度)驱动旋转。由光拾取头12记录/重放数据的最小单位是一个数据块。
接着，将参照图12A及12B来描述由sync加入电路10a及10b输出的记录数据。图12A表示2K字节区段格式的记录数据。如图12A中所示，一个区段(2,072字节)按每148数据字节划分。通过折叠型双重码编码处理将奇偶码P(8字节)及奇偶码Q(14字节)加到数据中。因此，产生出(148+22＝170)个数据符。这些数据符被划分成85个数据符。该85个数据符用数字调制方法(8-16调制方法)转换成(85×16＝1,360)通道位。
作为帧同步信号，32个通道位的区段sync S3被加到2K字节区段前一半的调制数据符的顶部。将附加sync S1加到每个其它数据符上。因此，每个传输帧是由(1,360+32＝1,392通道位)组成的。32个通道位的附加sync S1被加到2K字节区段的后一半的每个调制数据符上。因此，类似地，形成了每个传输帧。如图12A中所示，(14×2＝28)个传输帧构成了2K字节区段的记录数据。如上所述，区段sync S3替代C1 sync S2被加到28个传输帧的顶部。
图12B表示CD区段格式的记录数据。具有相同格式的2K字节记录数据及(16×2＝32)个传输帧构成一个区段的记录数据。将代表CD区段格式的区段sync S4代替区段sync S3加到CD区段格式的传输帧的顶部。在CD区段格式的情况下，帧sync S2被加到CD区段格式后一半的每个调制数据符上。因此，2K字节区段格式及CD区段格式可分别用区段sync S3及S4来识别。此外，这些区段格式可用帧sy-nc(附加sync S1及C1 sync S2)来识别。因此，区段格式宁可仅用一个帧sync而非区段sync来识别。
图13A及13B表示区段格式是仅用一个区段sync而非帧sync来识别的情况。换言之，在2K字节区段格区的记录数据的情况下，区段sync S3置于区段的顶部，如图13A中所示。另一方面，在CD区段格式记录数据的情况下，区段sync S4被置于如图13B所示的区段顶部。在未放置区段sync到每个传输帧的顶部处放置了C1 sync S2及附加sync S1。
如上所述，2K字节区段由28个传输帧构成。另一方面，CD区段由32传输帧组成。因此，当数据格式化或去格式化时，传输帧数目与帧同步地在28及32之间变化。因而，区段可以容易管理。此外，1K字节区段由14个传输帧组成。4K字节区段可由56个传输帧组成。包括子码(区段长度为2,516字节)的CD区段由34帧组成。
因此，当传输帧的数目在14、56及34中改变时，可使用所需的区段格式。尤其是，当使用对CDs的纠错码编码处理及折叠型(连续型)纠错码编码处理(以下再描述)时，可通过仅管理传输帧数目来使用多个区段规模。
图14是用于解释附加块sync S5的方法的概图。如上所述，一个块是由八个2K字节区段或七个CD区段组成的。因此，块sync S5代替区段sync S3或S4被放置在块顶端区段的顶端传输帧上。区段sync S3或S4被放置在每个其它区段的顶端传输帧上。块sync S5可与区段sync无关地放置。另一方面，可省掉块sync。通过对区段sync的数目进行计数，可检测出块的界限。
图15表示在使用(8-16)调制方法(称为EFM plus方法)作为数字调制方法的情况下帧同步信号的实际位结构(bit pattern)。状态1、2、3及4规定用于(8-16)调制方法中。在图15中，状态1及2的syncs的位组合和状态3及4的syncs的位组合被分开地规定。当最高有效位(MSB)为“0”时，使用状态1及2。当最高有效位为“1”时使用状态3及4。每个位结构数据从传输帧的MSB开始设置。
如图15中所示，附加sync S1，C1 sync S2，区段syncs S3及S4，以块sync S5的位结构彼此不同。此外，这些位结构不出现在其中数据符已被调制的码字序列中。更实际的，通过包含其中反相通道位间隔为11T的两个序列的位结构来识别sync字(这里T是通道位的位单元)。
接着，参照图2来描述对于以上述方法记录了数据的光盘2的重放电路。数据以2K字节区段格式或CD-ROM区段格式记录在盘2上。正如以下要描述的，用2K字节区段的格式及CD-ROM区段格式均可将数据记录在单光盘上(single optical disc)。区段格式可以通过每个区段首标中的sync结构及ID信号来识别。在图2中，光盘2，光拾取头12及主轴电动机13均用与记录电路(如图1所示)中相同的标号表示。但是应该指出，记录操作及重放操作不是通过一个单元来执行的。具体地，当使用只读盘时，图1中所示的记录装置的主控系统，而图2中的重放装置为盘驱动器。
从光拾取头12读出的重放数据被提供给一个PLL电路22，该电路通过一个RF放大器21抽取时钟。在记录侧及重放侧的每个上，设置了一个伺服控制电路(未示出)，它控制聚焦伺服操作，跟踪伺服操作，搜索操作，记录操作的激光功率等。PLL电路22的输出数据提供给同步分离电路23。同步分离电路23产生相应于帧sync，区段sync及块sync的同步检测信号。
同步检测信号被提供给ID信号发生电路24。ID信号发生电路24检验重放数据帧同步信号的位结构，并产生相应于重放数据区段格式的ID信号。同步检测信号被提供给定时发生电路(未示出)。定时电路产生各种与重放数据的块及区段同步的定时信号。
同步分离电路23与数字解调电路25相连接。数字解调电路25执行与图1中所示数字调制电路9相逆的处理，并产生其中码字已恢复成数据符的数据。数字解调电路25的输出数据被提供给纠错码解码器26。解码器26校正重放数据的差错。解码器26对与图1中所示记录侧上的C1编码器8及C2编码器7相对应的重放数据而言执行折叠型双重码解码处理。
解码器26的解码输出数据被提供给块去分割电路27。块去分割电路27执行与图1中所示记录侧的块分割电路6相逆的处理，并以区段格式输出数据。块去分割电路27与首标识别电路28及开关电路29相连接。开关电路29选择地将块去分割电路27的输出数据提供给去格式化电路30a及30b。
首标识别电路28识别每个区段首标的信息。换言之，首标识别电路28识别每个区段是否相应于如辅助数据(AUX)中的区段ID信号的2Kbyte区段格式或CD段格式。在此情况下，sync ID信号也被提供给首标识别电路28。首标识别电路28产生相应于区段ID信号及sync ID信号二者的控制信号。在数字解调操作执行前获得sync ID信号。因此可方便地识别区段格式。利用区段ID信号可以识别每个区段的区段格式。此外，利用区段ID信号及sync ID信号两者就能以高可靠度来识别区段格式。
对开关电路29用由首标识别电路28提供的控制信号来控制。换言之，当重放数据为2Kbyte区段格式时，开关电路29选择去格式化电路30a。当重放数据是CD区段格式时，开关电路29选择去格式化电路30b。
去格式化电路30a执行与图1中记录侧上格式化电路4a相逆的处理。另一方面，去格式化电路30b执行与格式化电路4b相逆的处理。去格式化电路30a从每个2Kbyte区段中抽取2,048字节的用户数据。去格式化电路30b从每个CD区段中抽取2,336字节的用户数据或类似数据。由去格式化电路30a或30b抽取的用户数据被提供给接口31。接口31将重放数据提供给输出端子32。
以下将描述根据本发明该实施例的纠错码编码处理的一个例子。图16是表示由纠错码编码器8执行的纠错码编码处理的框图。纠错码类似于用于CD的十字交错(cross-interleave)Reed-Solomon码(该码用在折叠型双重码编码处理中)。
148字节的输入符被提供给C1编码器41。C1编码器41的输出数据(148字节的数据符及8字节的C1奇偶码P)经由延迟电路组42被提供给C2编码器43。C2编码器43用[170，156，15]Reed-Solomon码执行编码处理，并产生14字节的C2奇偶码Q。C1编码器41不仅对数据而且对奇偶码Q用C1码执行编码处理。因此，C2编码器43将C2奇偶码Q经延迟电路组42a从C2编码器反馈给C1编码器41。结果，C1编码器41用[170，162，9]Reed-Solomon码执行编码处理。
从C1编码器41接收的170字节(148字节的数据，8字节的C1奇偶码，及14字节的C2奇偶码)被抽取出来作为经由包括一延迟电路的阵列变化电路45的输出符。输出符提供给数字调制电路18。折叠型双重码编码处理的交错长度是相应于延迟电路最大延迟量的170帧(在此情况下，帧代表C1码序列的长度并等于上述传输帧的两帧)。交错长度也称为交错限制长度或交错深度。
接着，参照图17来描述相应于图16中所示编码器的解码器处理。输入符(170字节)由数字解调电路25经过阵列变化电路51提供给C1解码器52。阵列变化电路51执行与编码器中的阵列变化电路相逆的处理。C1解码器52用[170，162，9]Reed-Solomon码执行解码处理。
C1解码器52的输出数据通过延迟电路组53被提供到C2解码器54。C2解码器54用[170，156，15]Reed-Solomon码执行解码处理。C2解码器54的解码输出数据经由去交错延迟电路55提供给C1解码器56。因此，已由C2解码处理及C1解码处理纠错的148字节输出符被抽取出来。
如纠错码编码处理那样，按每预定单元完成纠错码编码处理的整块型编码处理可以与折叠型纠错码编码处理一起使用。但是，当两种区段格式出现在单个盘上时，由于折叠型编码处理连续地记录数据，它优于整块型编码处理。
接着，将描述本发明的第二实施例，在该第二实施例中，利用图6A及7A中所示的数据sync(4字节)识别多种数据格式及检测每个块的顶部。
图18是用于解释数据sync一例的概图。将重放数据的数据sync(4字节)与预定数据sync结构sy1、sy2及sy3相比较。作为数据sync结构，例如可使用ISO 646中规定的字符码。图18表示预定数据sy-nc结构的字符。对于2Kbyte区段格式，使用“MMCD”作为数据sync结构sy1。对于CD区段格式，使用“CDRM”作为数据sync结构sy2。对于每个块开始处的数据sync使用“BLOC”作为数据sync结构sy3。通过确定每个区段的数据sync PBSY是否与这些数据sync结构相一致，可以检测区段格式。此外，利用数据sync，可以检测每个区段及每个块的顶部。
在图18所示的实例中，因为数据sync结构的字符彼此不同，区段格式可被正确地检测。但是，如在sy2′(＝“HDCD”)及sy3′(＝“BLCD”)中那样，可使用部分字符彼此不同的数据sync结构。
图19A、19B及19C表示数据sync结构的例子。图19A表示所有的“1”分配给用于2Kbyte格式的数据sync结构，及所有“0”分配给用于CD区段格式的数据sync结构。在此情况下，两个位结构之间的距离成为最大。
图19B表示其中sync结构的相同结构(32位)作为在执行数字调制后加入的sync结构被使用。例如，将sync结构S3(＝“0000010001，11T，11T(的非)”(这里11T表示反相通道位的间隔(T表示一个通道位的周期))分配到2Kbyte区段格式用的数据sync结构上。sync结构S4(＝“0000100001，11T，11T(的非)”)被分配给用于CD区段格式的数据sync结构。在此情况下，位结构可与帧sync共同。
图19C表示对于2Kbyte区段格式其中数据sync中二进制码(例如“168”(＝“101010000”))重复四次设置，而对于CD区段格式其中二进制码(例如“173”(＝“10101101”)重复四次设置。当用于2Kbyte区段格式的数据sync被数字调制时，结构“0010010000010001”被重复四次。另一方面，当用于CD区段格式的数据sync被数字调制时，结构“0001001000100010”被重复四次。因为已数字调制的两种数据sync的位结构之间的距离变大，于是位结构可防止由于传输差错而被错误地识别。
接着再回到图1来描述根据该第二实施例的记录系统。为简化起见，与第一实施例相似部分的说明被省掉了。
格式化电路4a将接收的数据转换成如图6A中所示的2Kbyte区段格式的数据，并对每个区段加上了上述数据sync结构sy1(它代表2Kbyte区段格式)作为数据sync。格式化电路4b将接收数据转换成如图7A中所示的CD区段格式的数据并对每个区段加上了上述数据sync结构sy2(它代表CD区段格式)作为数据sync。图18、19A、19B及19C表示数据sync结构的其它例子。作为格式化电路4a或4b输出数据的区段格式化数据被提供给块分割电路6。
块分割电路6形成如图9A及9B中所示对应于ID信号信号的由七个区段或八个区段组成的块。在该时刻，为了识别每个块的开头(top)区段，每个块开头(top)区段的数据sync结构sy1及sy2用图18所示的数字sync结构sy3取代。每个块的数据从块分割电路6提供到C2编码器7及C1编码器8(这些与第一实施例中所述的相同)。C2编码器7及C1编码器8分别将C2奇偶码及C1奇偶码加到每个块上。
接着，参照图20来描述根据本发明第二实施例的重放系统。类似地，为简化起见，类似于第一实施例中部分的说明被省略掉。
由光拾取头12读出的重放数据经由RF放大器21被提供给时钟抽取PLL电路22。
由光拾取头12读出的重放数据提供到PLL电路22，该电路通过RF放大器21抽取时钟。在记录侧及重放侧的每个上，设置了伺服控制电路(未示出)来控制聚焦伺服操作，跟踪伺服操作，搜索操作，用于记录操作的激光功率等。PLL电路22的输出数据被提供给同步分离电路23。同步分离电路23产生相应于帧sync的sync检测信号，区段sync，及块同步信号，如图15中所示。
sync检测信号被提供给ID信号发生电路24。ID信号发生电路24检验重放数据的帧同步信号的位结构并产生相应于重放数据区段格式的sync ID信号。sync检测信号被提供到定时发生电路(未示出)。定时电路产生与重放数据的区段及块同步的各种定时信号。
同步分离电路23与数字解调电路25相连接。数字解调电路25执行与图1中所示的数字调制电路9相逆的处理，并产生其中码字已还原成数据符的数据。数字解调电路25的输出数据被提供给纠错码C1解码器26a及纠错码C2解码器26b。C1解码器26a及C2解码器26b校正重放数据的差错。C1解码器26a及C2解码器26b对与图1中所示记录侧上的C2编码器7及C1编码器8相对应的重放数据执行折叠型双重码解码处理。
C2解码器26b的解码输出数据被提供给块去分割电路27。块去分割电路27执行与图1中所示记录侧的块分割电路6相逆的处理，并以区段格式输出数据。C1解码器26a与数据sync识别电路28相连接。块去分割电路27与开关电路29相连接。开关电路29选择地将块去分割电路27的输出数据提供给去格式化电路30a及30b。
数据sync识别电路38识别每个区段数据sync的信息。如上所述，数据sync识别电路38检测从重放数据中抽取的数据sync是否与预定的数据sync结构相一致，由此确定该区段是2Kbyte区段格式还是CD区段格式。在此情况下，sync ID信号也被提供给数据sync识别电路38。数据sync识别电路38产生相应于区段ID信号及sync ID信号的控制信号。在数字解调操作执行前获得该sync ID信号。因此可方便地识别区段格式。利用区段ID信号可以识别每个区段的区段格式。此外，利用区段ID信号及syncID信号两者就能以高可靠度来识别区段格式。
对开关电路29用由数据sync识别电路38提供的控制信号来控制。换言之，当重放数据为2Kbyte区段格式时，开关电路29选择去格式化电路30a。当重放数据是CD区段格式时，开关电路选择去格式化电路30b。
去格式化电路30a执行与图1中记录侧上格式化电路4a相逆的处理。另一方面，去格式化电路30b执行与格式化电路4b相逆的处理。去格式化电路30a从每个2Kbyte区段中抽取2,048字节的用户数据。去格式化电路30b从每个CD区段中抽取2,336字节的用户数据或类似数据。由去格式化电路30a或30b抽取的用户数据被提供给接口31。
接口31将重放数据提供给输出端子32。与第一实施例不同，数据sync可从数字解调电路25的输出数据中抽取。另一方式是，数据sync可从C2解码器26b的输出数据中抽取。抽取的数据提供给数据sync识别电路38。
在上述实施例中，一种光盘具有一种区段格式。但是，根据本发明，一种光盘可具有两种区段格式。这将参照图21A、21B、21C、21D及21E来描述几个例子。光盘40的记录区域分为41区和42区。专用区段格式的数据及另一区段格式的数据被分开地记录在各个区域中。在图21A所示的例中，记录在区域41中的数据具有CD区段格式，而记录在区域42中的数据具有2Kbyte区段格式。
图21B表示其中文件具有不同区段格式的例子。换言之，记录区域被分成(多个)文件记录区域。专用区段格式的数据及另一区段格式的数据被分开地记录在各个文件记录区域中。在图21B中，从部分a到部分b的文件记录区域具有2Kbyte区段格式，而从部分c到部分d的另一文件记录区域具有CD区段格式。
图21C表示其中轨道具有不同区段格式的例子。例如，记录在轨道Ta上的数据具有2Kbyte区段格式，而记录在轨道Tb上的数据具有CD区段格式。
图21D表示其中具有不同区段格式的各个区段的一个例子。换言之，记录区域被划分成(多个)区段记录区域。专用区段格式的数据及另一区段格式的数据被分开地记录在各个区段记录区域中。例如，记录在区段SECa中的数据具有2Kbyte格式，而记录在区段SECb中的数据具有CD区段格式。
此外，为了增加光盘存储容量，已推荐出单面(single-sided)多层盘及双面(double-sided)多层盘。如图21E中所示，单面双层盘具有记录层43及记录层44。在记录层43及44上的数据是从一个表面上读出的。例如，CD区段格式的数据是记录在记录层43上的，而2Kbyte区段格式的数据是记录在记录层44上的。在双面多层盘的情况下，类似地，不同区段格式的数据可记录在每个记录面上。
如上所述，根据本发明，512字节倍数据的数据(例如2Kbyte区段格式数据)及相应于CD格式的CD区段格式的数据可使用在物理(physical)区域中。利用单个数据存储介质，可以处理用于计算机的软件数据及用于CD-ROM的软件资源。
此外，根据本发明，因为纠错码编码/解码处理及数字调制/解调处理可共同使用于两种类型的区段格式，就能减小硬件的规模。此外，可在单个记录介质上处理用于计算机的软件数据及用于CD-ROM的软件资源。
另外，根据本发明，因为每个区段格式与多个传输数据帧数相一致，数据可以方便地与帧同步地格式化及去格式化。
虽然本发明是相对其最佳实施例进行描述的，但对于本领域的熟练技术人员应可理解，在不偏离本发明的构思及范围的情况下可以在形式上及细节上作出上述和其它各种变化、删减及添加。

Claims (22)

1、用于在数据记录介质上记录数字数据的数据记录装置，它包括：
输入装置，用于接收由512字节倍数的长度划分的第一数据及由对应于CD格式的字节长度划分的第二数据；
格式化装置，用于将第一数据及第二数据的每种转换成一个区段格式；
编码装置，用于对格式化装置的输出数据进行纠错码编码；
调制装置，用于对已被纠错码编码的数据进行数字调制；
同步加入装置，用于给调制的数据加上数据同步信号，该数据同步信号用于识别转换区段是否与第一数据构成的区段或第二数据构成的区段相一致；以及
记录装置，用于将由所述同步加入装置供给的记录数据记录到数据记录介质上。
2、根据权利要求1所述的数据记录装置，其中，第二数据用2,352字节，2,340字节，2,336字节，2,324字节或2,450字节的长度划分。
3、根据权利要求1所述的数据记录装置，
其中，在数据记录介质上记录的数据由多个连续的传输帧构成；及
其中，由第一数据构成的区段的传输帧数目不同于由第二数据构成的区段的传输帧数目。
4、根据权利要求1所述的数据记录装置，
其中，所述编码装置用于对所述格式化装置的输出数据执行折叠型编码处理。
5、根据权利要求3所述的数据记录装置，其中，还包括：
用于以传输帧和将帧同步信号加到传输帧的顶部形成待传输到数据记录介质上的数据的装置，其中帧同步信号确定传输帧区段是否与第一数据构成的区段或第二数据构成的区段相一致。
6、根据权利要求1所述的数据记录装置，
其中，包括在由第一数据构成的区段及由第二数据构成的区段的每个中的数据同步信号用于识别作为多个区段集的块。
7、根据权利要求1所述的数据记录装置，
其中，数据同步信号由表示为多个字符码的结构组成；及
其中所述格式化装置用于将字符码分配给加在第一数据及第二数据上的数据同步信号，以使得加在第一数据上的数据同步信号的字符码至少不同于加在第二数据上的数据同步信号的字符码。
8、根据权利要求1所述的数据记录装置，
其中，所述格式化装置用于选择加到第一数据及第二数据的位结构，以使得它们之间的距离变大。
9、根据权利要求1所述的数据记录装置，
其中，加在第一数据及第二数据上的位结构被选择为使在它们被数字调制后它们之间的距离变大。
10、根据权利要求1所述的数据记录装置，其中，还包括：
块分割装置，用于形成具有由第一数据组成的多个区段的第一块，及具有由第二数据组成的多个区段的第二块。
11、根据权利要求10所述的数据记录装置，
其中，所述块分割装置用于以代表每个块顶端区段的专用同步信号来取代包含在每个第一块及第二块的顶端区段中的数据同步信号。
12、用于从数据记录介质重放数据的数据重放装置，数据以这样的方式已记录在数据记录介质上，即由512字节倍数的长度划分的第一数据及相应于CD格式的字节长度划分的第二数据被转换成各区段格式，及对区段格式化数据执行纠错码编码处理及数字解调处理，该装置包括：
用于从数据记录介质重放数据的装置，其中帧同步信号被加在存储在数据记录介质上的每个数据传输帧上；
同步信号分离装置，用于检测帧同步信号及由所述重放装置重放的数据；
用于对重放数据作数字解调的装置；
解码装置，用于对解调数据纠错；
去格式化装置，用于从纠错后的数据中抽取第一数据及第二数据；
识别装置，用于识别由所述重放装置重放的数据相对于检测的帧同步信号结构是由第一数据组成的区段还是由第二数据组成的区段；及
用于根据来自所述识别装置的控制信号选择发送第一数据或第二数据的装置。
13、根据权利要求12所述的数据重放装置，其中，第二数据用2,352字节，2,340字节，2,336字节，2,324字节或2,450字节的长度划分。
14、根据权利要求12所述的数据重放装置，
其中，在数据记录介质上记录的数据由多个连续的传输帧构成；及
其中，由第一数据构成的区段的传输帧数目不同于由第二数据构成的区段的传输帧数目。
15、根据权利要求12所述的数据重放装置，
其中，所述解码装置用于对执行了作为纠错码编码处理的折叠型编码处理的数据进行解码。
16、根据权利要求15所述的数据重放装置，
其中，区段的一部分包括区段识别信号，它代表该区段是由第一数据组成的区段还是由第二数据组成的区段；及
其中，所述识别装置用于识别与帧同步信号及区段识别信号结构两者相对应的区段。
17、根据权利要求15所述的数据重放装置，
其中，去格式化装置用于从相应于由所述识别装置提供的控制信号的纠错数据中抽取第一数据及第二数据。
18、根据权利要求15所述的数据重放装置，
其中，存储在数据记录介质上的数据是由多个区段构成的块组成的；
其中，每个区段包括代表该区段是由第一数据还是由第二数据组成区段的数据同步信号；
其中，所述解码装置用于校正每个块的差错；及
其中所述识别装置用于识别相应于数据同步信号的每个块。
19、一种在数据记录介质上记录数字数据的方法，它包括以下步骤：
接收由512字节倍数的长度划分的第一数据或由相应于CD格式的字节长度划分的第二数据的步骤；
将接收的数据格式化为第一数据或第二数据组成的区段；
将由第一数据或第二数据组成的多个区段进行块分割；
将纠错奇偶码加到每个块的数据上以便编码数据；
数字调制该编码的数据；
将同步信号加到每个区段上，该数据同步信号用于识别每个区段是由第一数据还是第二数据组成的；以及
将调制数据记录到数据记录介质上。
20、根据权利要求19所述的方法，
其中，调制数据是由多个连续传输帧组成的，及其中该方法还包括以下步骤：
将帧同步信号加到每个传输帧上；及
将帧同步信号加到选择的一个传输帧上，帧同步信号用于识别该区段是由第一数据还是第二数据组成的。
21、根据权利要求20的方法，其中，帧同步信号加入步骤还包括以下步骤：
将由预定位结构组成的块同步信号加到每个块的一个顶端区段的一个传输帧的顶部。
22、根据权利要求19的方法，其中，数据同步信号是由至少部分地彼此不同的字符码的组合组成的。
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