JP4604134B2 - ドライブ装置、およびそれを備えたシステム - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク等の情報記録媒体を用いて情報の記録再生を行うドライブ装置、およびそれを備えたシステムに関する。

近年、動画像をディジタル情報として記録可能な光ディスクとして、ＤＶＤが広く普及している。また、ＤＶＤよりもさらに高密度記録が可能な次世代光ディスクとして知られるブルーレイ（Ｂｌｕ−ｒａｙ）ディスク（以下、ＢＤと略称する）も、既に実用化段階に入っている。

ＤＶＤやＢＤ等の光ディスクにおいて、論理的アクセスの最小単位をセクタと称する。従来、記録データの信頼性を確保するため、例えばＤＶＤ−ＲＡＭやＢＤでは、ディスク上に記録再生できないセクタ（これを欠陥セクタと呼ぶ）があった場合に、欠陥セクタを含むＥＣＣブロック（ＤＶＤの場合）またはクラスタ（ＢＤの場合）を、状態の良い他のＥＣＣブロックまたはクラスタで交替する、いわゆる欠陥管理を行っている。欠陥セクタは、ディスクの製造時に生じる他、ディスクの使用に伴いディスク表面に付着した汚れや傷等によって生じる場合もある。

このような欠陥管理を行う従来の光ディスクおよびその記録再生装置の一例が、特許文献１に開示されている。ここで、特許文献１に開示されている従来の光ディスク（ＤＶＤ）について説明する。

従来の光ディスク９１は、図１１に示すように、データ記録領域９５と、ディスク情報領域９４とを有する。ディスク情報領域９４には、ディスク９１をアクセスするために必要なパラメータが格納されている。この例では、ディスク情報領域９４は、ディスク９１の最内周側と最外周側とにそれぞれ設けられている。最内周側のディスク情報領域９４は、リードイン（ｌｅａｄ−ｉｎ）領域とも呼ばれる。最外周側のディスク情報領域９４は、リードアウト（ｌｅａｄ−ｏｕｔ）領域とも呼ばれる。

データの記録再生はデータ記録領域９５に対して行われる。データ記録領域９５の各々のセクタには、物理セクタ番号（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｅｃｔｏｒ Ｎｕｍｂｅｒ；以下、ＰＳＮと略称する）という絶対番地が予め割り当てられている。

上位制御装置（一般的にはホストコンピュータが相当する）は、光ディスク装置に対して、セクタ単位に記録もしくは再生の命令を行う。上位制御装置より、あるセクタの再生を命令されると、光ディスク装置は、そのセクタを含むＥＣＣブロックをディスクから再生して、誤り訂正を施した後、指定されたセクタに相当するデータ部分だけを送り返す。また、上位制御装置より、あるセクタの記録を命令されると、光ディスク装置は、そのセクタを含むＥＣＣブロックをディスクから再生して、誤り訂正を施した後、指定されたセクタに相当するデータ部分を上位制御装置から受け取った記録データに置き換え、そのＥＣＣブロックについて誤り訂正符号を再計算して付け直し、そのセクタを含むＥＣＣブロックをディスクに記録する。このような記録動作を、リード・モディファイド・ライト（Ｒｅａｄ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｗｒｉｔｅ）と呼ぶ。

データ記録領域９５は、ボリューム空間９６と、スペア領域９７とを含む。ボリューム空間９６は、ユーザデータを格納するために用意された領域であり、論理ボリューム空間９６ａと、論理ボリューム空間９６ａの構造を示すボリューム構造９６ｂとを含む。ボリューム空間９６をアクセスするために、ボリューム空間９６に含まれる各セクタに論理セクタ番号（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｓｅｃｔｏｒ Ｎｕｍｂｅｒ；以下、ＬＳＮと略称する）が割り当てられている。ＬＳＮを用いてディスク９１のセクタにアクセスすることにより、データの記録再生が行われる。

スペア領域９７は、ボリューム空間９６に欠陥セクタが生じた場合にその欠陥セクタの代わりに使用され得る少なくとも１つのセクタ（交替セクタ）を含む。

ディスク情報領域９４は、制御データ領域９４ａと欠陥管理情報領域９４ｂとを含む。欠陥管理情報領域９４ｂには、欠陥セクタを管理するための欠陥管理情報１００が格納される。

欠陥管理情報１００は、ディスク定義構造１１０と、１次欠陥リスト（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｄｅｆｅｃｔ Ｌｉｓｔ；以下、ＰＤＬと略称する）１２０と２次欠陥リスト（Ｓｅｃｏｎｄ Ｄｅｆｅｃｔ Ｌｉｓｔ；以下、ＳＤＬと略称する）１３０とを含む。

ＰＤＬ１２０は、ディスク９１の出荷時の検査において検出された欠陥セクタを管理するために使用される。ディスク９１の出荷時の検査は、通常、ディスク９１の製造者によってなされる。ＳＤＬ１３０は、ユーザがディスク９１を使用中に検出された欠陥セクタを管理するために使用される。

図１２は、ＳＤＬ１３０の構造を示す。ＳＤＬ１３０は、ＳＤＬであることを示す識別子を含む２次欠陥リストヘッダ（ＳＤＬヘッダ）２００と、ＳＤＬに登録されているＳＤＬエントリ２２０の数を示す情報（ＳＤＬエントリ数情報）２１０と、１以上のＳＤＬエントリ２２０（図１２に示される例では、第１エントリ〜第ｍエントリ）とを含む。なお、ＳＤＬエントリ数情報２１０の値がゼロであることは、ＳＤＬに登録されている欠陥セクタがないことを示す。

図１３は、ＳＤＬエントリ２２０の構造を示す。ＳＤＬエントリ２２０は、状態フィールド２２０ａと、欠陥セクタの位置を示す情報を格納するためのフィールド２２０ｂと、欠陥セクタに交替する交替セクタの位置を示す情報を格納するためのフィールド２２０ｃとを含む。

状態フィールド２２０ａは、欠陥セクタが交替セクタに交替されているか否かを示すために使用される。欠陥セクタの位置は、例えば、欠陥セクタの物理セクタ番号によって表現される。交替セクタの位置は、例えば、交替セクタの物理セクタ番号によって表現される。

例えば、状態フィールド２２０ａは、１ビットのフラグ２２０ａ−１と予約領域２２０ａ−２とを含んでいる。例えば、フラグ２２０ａ−１の値が１であることは、欠陥セクタが交替セクタに交替されていないことを示す。フラグ２２０ａ−１の値が０であることは、欠陥セクタが交替セクタに交替されていることを示す。

上述した説明では、セクタ単位で欠陥管理を行っているが、複数のセクタから構成されるブロックを単位として欠陥管理を行うことも知られている。この場合には、欠陥セクタの位置を示す情報の代わりに、欠陥セクタを含むブロック（欠陥ブロックと称する）の位置を示す情報（例えば、欠陥ブロックの先頭セクタの物理セクタ番号）をＳＤＬに登録し、交替セクタの位置を示す情報の代わりに、交替ブロックの位置を示す情報（例えば、交替ブロックの先頭セクタの物理セクタ番号）をＳＤＬに登録する。例えばＤＶＤの場合、誤り訂正を行う単位であるＥＣＣブロック単位で欠陥管理が行われている。

ところで、欠陥セクタの数が多くなると、交替セクタへアクセスする頻度が高くなり、極端に記録再生速度が低下し、特に動画の記録再生に支障が生じることがある。また、交替セクタが確保されるのはデータ記録領域９５内であるので、交替の多発に備えて交替領域を多く確保すると、ユーザデータの記録可能容量も圧迫される。このような場合、ディスクの表面に付着した汚れをクリーニングした後に、物理再フォーマット（再初期化：Re-initialization）を行うことが推奨される。後発的に生じる欠陥は、ディスク表面に付着した指紋等に起因することが多いため、クリーニングを行うことにより、後発的に生じた欠陥の多くが解消されるからである。

従来は、物理再フォーマットを行うと、ＳＤＬエントリ２２０の状態フィールド２２０ａ、フィールド２２０ｂ、およびフィールド２２０ｃの内容が全て無効化されるようになっている。

なお、上記の特許文献１に記載された従来技術は主にＤＶＤに関するものであるが、ＢＤの場合も、従来は、物理再フォーマットを行うと、欠陥リストの内容は全て消去されることになっている。

特開２０００−３２２８３５号公報（図１Ａ〜１Ｃ）

しかしながら、従来、物理再フォーマットにより欠陥リストの内容が全て消去されることにより、以下のような問題があった。

すなわち、物理再フォーマット時に欠陥リストの内容が全て消去されてしまうため、欠陥セクタ（あるいは欠陥の可能性があるセクタ）の位置を示す情報も失われてしまう。従って、ディスク表面のクリーニングを行っても解消されない欠陥が存在する場合、フォーマット後のディスクに新たなデータを記録しようとすると、欠陥であるかもしれないにもかかわらず、ユーザデータが記録されているかもしれないため、リード・モディファイ・ライトのための再生を行わなければならない。しかし、欠陥のために再生が出来ず、結果として記録が出来ない、という問題がある。

なお、従来、物理再フォーマットの後に、ディスクの全てのセクタに対して欠陥の有無を調べ、発見された欠陥セクタの情報を欠陥リストへ登録する欠陥検査処理（certification）を任意的に行う装置も知られている。

従来の認証処理の一例として、ディスクのボリューム空間の全体に対して認証用データを書き込み、書き込んだデータが正しく再生できるか否かを確認することにより、ディスク上の欠陥の有無を調べる方法が知られている。しかし、この方法は、例えばＤＶＤの場合、認証処理の開始から終了まで１時間近くを要し、ユーザにとって非常に煩わしいという問題がある。

また、ＢＤの場合は、クイック・サーティフィケーション（Ｑｕｉｃｋ Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）という簡易的な欠陥検査処理が可能である。この処理は、欠陥リストの全てのエントリについて欠陥クラスタの検査を行い、欠陥であればエントリをそのまま残し、欠陥でなければエントリを無効化する。従って、欠陥リストのエントリが多ければ多いほど処理時間がかかり、最悪で１５分程度を要することもある。

本発明は、上記問題点に鑑み、物理再フォーマットを行ったか否かを示すフラグを有する情報記録媒体に対する記録または再生動作においてその処理を高速に行うことができるドライブ装置、およびそれを備えたシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかるドライブ装置は、ユーザデータが記録されるボリューム空間と、前記ボリューム空間に含まれる欠陥領域の代わりに使用され得る交替領域を含むスペア領域と、前記欠陥領域を管理するための欠陥管理情報が記録される欠陥管理情報領域とを備えた情報記録媒体に対して記録動作および再生動作の少なくとも一方を行うドライブ装置であって、前記欠陥管理情報が、複数のＤＦＬエントリを含み、各ＤＦＬエントリは、前記欠陥領域の位置を示す欠陥位置情報と、前記交替領域の位置を示す交替位置情報と、当該ＤＦＬエントリの属性を示す欠陥状態情報とを格納するフィールドを含み、記録命令または再生命令を受け取ると、記録または再生の動作が要求される領域が前記ＤＦＬエントリで示される領域であって、当該ＤＦＬエントリの属性が、欠陥が解消されたか否かに関わらず当該欠陥領域及び当該交替領域のいずれにも有意なユーザデータは存在しない旨を示す属性であるかどうかを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて前記記録または再生動作がダミーデータの使用を含むか否かの処理内容とする決定を行う決定部とを備えている。
上記目的を達成するために、本発明にかかるシステムは、上記ドライブ装置と、上記ドライブ装置に対して記録命令または再生命令を行う上位制御装置とを備えている。

本発明にかかるドライブ装置およびそれを備えたシステムによれば、判定部の判定結果に基づいて記録または再生動作がダミーデータの使用を含むか否かの処理内容とする決定を行うので、欠陥領域及び交替領域のいずれにも有意なユーザデータは存在しない旨を示す属性である場合は、ダミーデータの使用を含む処理内容とするので、記録または再生が要求される領域から再生処理を行わなくて済み、記録または再生動作においてその処理を高速に行うことができる。

本発明の一実施形態にかかる情報記録媒体の記録領域の構成を示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる情報記録媒体の記録領域の論理構造を示す説明図である。 図２に示されるＤＦＬ１２の構造を示す図である。 ＤＦＬ１２におけるＤＦＬエントリ２１の構造を示す図である。 ＤＦＬエントリ２１における第１状態フィールド２１ａの定義の一例を示す図である。 ＤＦＬエントリ２１における第２状態フィールド２１ｃの定義の一例を示す図である。 本発明の一実施形態にかかるディスク記録再生ドライブ１０２０の構成を示すブロック図である。 ディスク記録再生ドライブ１０２０によって実行される物理再フォーマット処理の手順を示すフローチャートである。 ディスク記録再生ドライブ１０２０によって実行される再生処理の手順を示すフローチャートである。 ディスク記録再生ドライブ１０２０によって実行される再生処理の詳細な手順を示すフローチャートである。 ディスク記録再生ドライブ１０２０によって実行される記録処理の手順を示すフローチャートである。 従来の情報記録媒体の記録領域の論理構造の一例を示す説明図である。 従来の情報記録媒体の欠陥リストの一例を示す図である。 図１２の従来の欠陥リストにおけるＳＤＬエントリの構造を示す図である。

上記の構成にかかるドライブ装置は、記録命令を受け取り、記録が要求されるセクタを包含するクラスタにおいて先頭に記録要求の範囲に含まれない端数のセクタがあり、かつ、前記判定部がその先頭セクタを含むクラスタが欠陥領域及び交替領域のいずれにも有意なユーザデータは存在しない旨を示す属性を持つＤＦＬエントリとして登録されていると判定した場合、前記決定部は、ダミーデータで前記端数のセクタに対応するデータバッファを埋める処理内容とすることが好ましい。

上記の構成にかかるドライブ装置は、記録命令を受け取り、記録が要求されるセクタを包含するクラスタにおいて最後に記録要求の範囲に含まれない端数のセクタがあり、かつ、前記判定部がその最終セクタを含むクラスタが欠陥領域及び交替領域のいずれにも有意なユーザデータは存在しない旨を示す属性を持つＤＦＬエントリとして登録されていると判定した場合、前記決定部は、ダミーデータで前記端数のセクタに対応するデータバッファを埋める処理内容とすることが好ましい。

上記の構成にかかるドライブ装置は、再生命令を受け取り、前記判定部が再生が要求されるセクタを含むクラスタが欠陥領域及び交替領域のいずれにも有意なユーザデータは存在しない旨を示す属性であると判定した場合、前記決定部はダミーデータを生成する処理内容とすることが好ましい。

以下、図面を参照しながら、本発明にかかる実施形態をより具体的に説明する。

本実施形態にかかるディスク１は、円盤状の書換型の情報記録媒体である。ここでは、ディスク１の具体例としてＢＤを例示するが、ディスク１はＢＤに限定されず、ＤＶＤ−ＲＡＭ等であっても良い。

図１は、ディスク１の物理構造を示す。ディスク１には、同心円状またはスパイラル状に複数のトラック２が形成されている。複数のトラック２のそれぞれは、複数のセクタ３に分割されている。ディスク１の領域は、１以上のディスク情報領域４と、データ記録領域５とを含む。図１の例では、２つのディスク情報領域４が、ディスク１の最内周側と最外周側とにそれぞれ設けられている。最内周側のディスク情報領域４は、リードイン（ｌｅａｄ−ｉｎ）領域とも呼ばれる。最外周側のディスク情報領域４は、リードアウト（ｌｅａｄ−ｏｕｔ）領域とも呼ばれる。

データの記録再生は、データ記録領域５に対して行われる。データ記録領域５の全セクタには物理セクタ番号（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｅｃｔｏｒ Ｎｕｍｂｅｒ；以下、ＰＳＮと略称する）という絶対番地が予め割り当てられている。

図２に、ディスク１の各領域の論理構造を示す。

データ記録領域５は、ボリューム空間６と、スペア領域７とを含む。ボリューム空間６は、ユーザデータを格納するために用意された領域である。ボリューム空間６をアクセスするために、ボリューム空間６に含まれる各セクタに論理セクタ番号（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｓｅｃｔｏｒ Ｎｕｍｂｅｒ；以下、ＬＳＮと略称する）が割り当てられている。ＬＳＮを用いてディスク１のセクタにアクセスすることにより、データの記録再生が行われる。

スペア領域７は、ボリューム空間６に欠陥セクタが生じた場合にその欠陥セクタの代わりに使用され得る少なくとも１つのセクタを含む。なお、本実施形態にかかるディスク１（ＢＤ）では、誤り訂正単位であるクラスタ単位で交替処理を行うものとして以下の説明を行うが、本発明はこれに限定されるものではない。

スペア領域７は、ボリューム空間６よりディスク１の内周側に配置されている。これは、ファイル管理情報（未使用空間管理情報やルートディレクトリのファイルエントリなど）を格納する領域において欠陥セクタが発生した場合に、その欠陥セクタを含むクラスタ（以下、欠陥クラスタと称する）の交替処理を高速に行うためである。ファイル管理情報は、論理セクタ番号"０"が割り当てられるセクタの近傍に格納される。従って、スペア領域７をボリューム空間６よりディスク１の内周側に配置することにより、欠陥クラスタと交替クラスタとの間のシーク距離を小さくすることができる。これにより、欠陥クラスタの交替処理が高速化される。ファイル管理情報がアクセスされる頻度は高く、かつ、ファイル管理情報には高いデータ信頼性が求められる。従って、ファイル管理情報を格納する領域において発生した欠陥クラスタの交替処理を高速に行うことは、きわめて有用である。

ボリューム空間６は、論理ボリューム空間６ａと、論理ボリューム空間６ａの構造を示すボリューム構造６ｂとを含む。論理ボリューム空間６ａには、論理ボリューム空間６ａのセクタが使用済みか未使用かを示す未使用空間管理情報と、ファイルの内容が格納された１以上のデータエクステントと、そのファイルに対応する１以上のデータエクステントが登録されたファイルエントリとが格納される。これらの情報を用いてファイルが管理される。

ディスク情報領域４は、制御データ領域４ａと欠陥管理情報領域４ｂとを含む。欠陥管理情報領域４ｂには、欠陥セクタを含むクラスタを管理するための欠陥管理情報１０が格納される。

欠陥管理情報１０は、ディスク定義構造１１と、欠陥リスト（Ｄｅｆｅｃｔ Ｌｉｓｔ；以下、ＤＦＬと略称する。）１２とを含む。

ＤＦＬ１２は、ディスク１の出荷時の検査において検出された欠陥セクタおよびユーザがディスク１を使用中に検出された欠陥セクタを管理するために使用される。なお、ディスク１の出荷時の検査は、通常、ディスク１の製造者によってなされる。

図３は、ＤＦＬ１２の構造を示す。

ＤＦＬ１２は、ＤＦＬであることを示す識別子を含む欠陥リストヘッダ（ＤＦＬヘッダ）２０と、１以上のＤＦＬエントリ２１（図３に示される例では、第１エントリ〜第ｍエントリ）と、ＤＦＬエントリの終端を表すＤＦＬ終端子２２と、予約領域２３とを含む。

図４は、ＤＦＬエントリ２１の構造を示す。

ＤＦＬエントリ２１は、第１状態フィールド２１ａ、第１アドレスフィールド２１ｂ、第２状態フィールド２１ｃ、第２アドレスフィールド２１ｄにより構成される。なお、ＤＦＬエントリの構成は、この例にのみ限定されず、これら以外の任意のフィールドを含んでいても良い。

第１状態フィールド２１ａおよび第２状態フィールド２１ｃは、後述するように、当該ＤＦＬエントリ２１の属性などを示す。第１アドレスフィールド２１ｂおよび第２アドレスフィールド２１ｄには、第１状態フィールド２１ａおよび第２状態フィールド２１ｃの属性に応じて、欠陥クラスタあるいは交替クラスタの位置情報等が格納される。例えば、第１アドレスフィールド２１ｂに欠陥クラスタの先頭セクタの物理セクタ番号が格納され、第２アドレスフィールド２１ｄに交替クラスタの先頭セクタの物理セクタ番号が格納される場合がある。

本実施形態では、ＤＦＬ１２には、実際に記録再生が不可能な欠陥セクタを含むクラスタに関するＤＦＬエントリの他に、過去に欠陥セクタを含んでいたが物理再フォーマット時のクリーニング等により欠陥が解消されたクラスタに関するＤＦＬエントリも含み得る。すなわち、従来は、物理再フォーマットを行うと、欠陥クラスタに関する情報が全て消去されていたが、本実施形態では、物理再フォーマットを行う際に、ＤＦＬ１２の全てのＤＦＬエントリ２１において、少なくとも欠陥クラスタの位置情報が消去されずに残される。また、当該ＤＦＬエントリ２１の第２状態フィールド２１ｃに、当該欠陥クラスタに対して物理再フォーマットが行われたことを表す固有のコード（詳細は後述）が設定される。なお、欠陥クラスタの位置情報は、第１アドレスフィールド２１ｂと第２アドレスフィールド２１ｄのどちらか、またはこれらのフィールドの両方に格納されている。

第１状態フィールド２１ａは、例えば、４ビットのフラグ２１ａ−１と予約領域２１ａ−２とを含んでいてもよい。図５（ａ）に、フラグ２１ａ−１の定義の一例を示す。例えば、フラグ２１ａ−１の値が００００であることは、欠陥クラスタに交替クラスタが割り当てられており、欠陥クラスタのユーザデータが交替クラスタに記録されていることを示す。また、フラグ２１ａ−１の値が１０００であることは、欠陥クラスタに交替クラスタが割り当てられているが、欠陥クラスタのユーザデータは交替クラスタに記録されていないことを示す。また、フラグ２１ａ−１の値が０００１であることは、欠陥クラスタに交替クラスタが割り当てられていないことを示す。さらに、フラグ２１ａ−１の値が００１０であることは、当該ＤＦＬエントリは無効化されていることを示す。「無効化されている」とは、当該ＤＦＬエントリが、欠陥クラスタの位置情報に関して有意な情報を含んでいないことを示す。ただし、当該ＤＦＬエントリの第２アドレスフィールド２１ｄに指定されているセクタアドレスは、当該セクタを先頭とするクラスタが、将来の交替先として利用可能であることを意味する。

第２状態フィールド２１ｃは、図５（ｂ）に示すように、００００の場合は、当該フィールドが使用されていないことを示すが、１０００の場合は、第１アドレスフィールド２１ｂまたは第２アドレスフィールド２１ｄに示されるクラスタに対して物理再フォーマットが行われたことを示す。これには、物理再フォーマット時のクリーニング等により、第１アドレスフィールド２１ｂまたは第２アドレスフィールド２１ｄに示されているクラスタの欠陥が解消されているかも知れないこと、かつ、欠陥クラスタおよび交替クラスタのいずれにも有意なユーザデータは存在しない、という二つの意味がある。

上述した第１状態フィールド２１ａの００００，０００１，１０００等のコードは、ディスク１の記録再生時に交替状況に応じて設定されるが、第２状態フィールド２１ｃの１０００は、後に詳述するように、ディスク１の物理再フォーマットの際に、ディスク記録再生ドライブによってこのフィールドへ設定される。

なお、図５（ａ）および（ｂ）に示した第１状態フィールド２１ａおよび第２状態フィールド２１ｃの定義は、あくまでも一例であり、本発明にかかる情報記録媒体において交替状況を表すフラグのビット数やその定義は、この一例にのみ限定されるものではない。

以下、上述のディスク１に対応する情報記録再生装置の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。

図６は、本実施形態にかかるディスク記録再生ドライブ１０２０の構成を示すブロック図である。ディスク記録再生ドライブ１０２０は、Ｉ／Ｏバス７８０を介して、上位制御装置（図示せず）に接続されている。上位制御装置は、一般的にはホストと称され、ディスク１の記録データをファイルシステムにより管理する装置である。なお、上位制御装置とディスク記録再生ドライブ１０２０とは、互いに独立したハードウェアとして実現することも可能であるし、一筐体として実現することももちろん可能である。

ディスク記録再生ドライブ１０２０は、制御プログラムや演算用メモリを内蔵するマイクロプロセッサを含む。ディスク記録再生ドライブ１０２０は、マイクロプロセッサで制御される機構部や信号処理回路などで構成され、上位制御装置からの命令を処理する命令処理部１０２１と、ディスク１への記録時の制御を行う記録制御部１０３０と、ディスク１からの再生時の制御を行う再生制御部１０４０と、欠陥クラスタとその交替クラスタとの情報を格納する交替情報格納メモリ１０５０と、記録および再生データを一時的に格納するデータバッファ１０６０と、ディスク１の初期化時の制御を行う初期化制御部１０７０とを備えている。命令処理部１０２１、記録制御部１０３０、再生制御部１０４０、および初期化制御部１０７０は、マイクロプロセッサが所定のプログラムに従って動作することによって実現される機能ブロックである。

命令処理部１０２１は、上位制御装置からの記録命令の処理を行う記録命令処理部１０２２と、上位制御装置からの再生命令の処理を行う再生命令処理部１０２４と、上位制御装置からの初期化命令の処理を行う初期化命令処理部１０２５とを含む。

記録制御部１０３０は、記録データをセクタ単位からクラスタ単位に変換するデータ合成部１０３１と、クラスタ単位のデータをディスク１に記録するクラスタ記録部１０３２と、欠陥クラスタへ交替クラスタを割り当てる交替割当部１０３３と、交替情報格納メモリ１０５０の内容をディスク１上のＤＦＬに記録するＤＦＬ更新部１０３４と、記録対象クラスタの決定等を行う記録クラスタ検査部１０３５とを含む。

再生制御部１０４０は、データバッファ１０６０の一部を０に書き換える０データ埋め部１０４１と、クラスタ単位のデータをディスク１から再生するクラスタ再生部１０４２と、ディスク１上のＤＦＬから再生した内容を交替情報格納メモリ１０５０に格納するＤＦＬ読込部１０４３と、端数補正部１０４４とを含む。

初期化制御部１０７０は、ディスク１から欠陥管理情報１０を読み出す欠陥管理情報読込部１０７１と、ディスク１から読み出した欠陥管理情報１０に対して初期化処理を行う初期化処理部１０７２と、初期化処理を行った欠陥管理情報１０をディスク１へ書き込む欠陥管理情報更新部１０７３と、上位制御装置から記録命令や再生命令等の動作命令がなされていない期間に物理再フォーマットがなされたクラスタについて欠陥検査（後述）を行う検査処理部１０７４とを含む。

以下、図６に示されるディスク記録再生ドライブ１０２０の動作について説明する。

最初に、ディスク記録再生ドライブ１０２０によるディスク１の物理再フォーマット処理について、図７を参照しながら説明する。

この処理は、命令処理部１０２１の初期化命令処理部１０２５が、上位制御装置からの物理再フォーマットの実行命令（初期化命令）を受け取ることにより開始される。初期化命令処理部１０２５は、物理再フォーマットの実行命令を受け取ると、初期化制御部１０７０へその命令を渡す。初期化制御部１０７０は、まず、欠陥管理情報読込部１０７１により、ディスク１の欠陥管理情報領域４ｂから欠陥管理情報１０を読み出し、交替情報格納メモリ１０５０へ格納する（ステップ７０１）。なお、交替情報格納メモリ１０５０に欠陥管理情報１０が既に格納されている場合もあり、その場合は、ステップ７０１は省略可能である。

次に、初期化処理部１０７２が、交替情報格納メモリ１０５０に格納された欠陥管理情報１０に含まれる全てのＤＦＬエントリ２１において、第２状態フィールド２１ｃの値を１０００に設定する（ステップ７０２）。なお、１０００は、図５（ｂ）に示したように、ディスク１に対して物理再フォーマットがなされたことを示す固有のコードである。

初期化処理部１０７２は、ＤＦＬエントリ２１において欠陥セクタの位置を表す情報はそのまま維持するが、ＤＦＬエントリ２１において交替セクタの位置を表す情報を、ダミーデータに置き換える（ステップ７０３）。これにより、欠陥セクタの位置情報は維持されるが、交替セクタの位置情報は消去される。ただし、ステップ７０３は必須ではなく、欠陥セクタと交替セクタの位置情報を両方とも維持するようにしても良い。

次に、欠陥管理情報更新部１０７３が、ステップ７０２で初期化処理がなされた欠陥管理情報１０を交替情報格納メモリ１０５０から取り出し、ディスク１の欠陥管理情報領域４ｂへ書き込む（ステップ７０４）。

以上の処理により、本実施形態のディスク記録再生ドライブ１０２０は、ディスク１に対する物理再フォーマットの際に、少なくとも欠陥クラスタの位置情報を、ＤＦＬ１２に維持する。これにより、物理再フォーマットを行う前に欠陥クラスタとしてＤＦＬに登録されていたクラスタは、物理再フォーマット時のクリーニング等により欠陥が解消されたか否かに関わらず、物理再フォーマット後も、欠陥クラスタあるいは欠陥の可能性があるクラスタとして、ＤＦＬにその位置情報が登録されていることとなる。

このように物理再フォーマットが行われたディスク１は、従来のディスクに比較して、新しいデータの記録処理を高速に行えるという利点を有する。第２状態フィールド２１ｃの値が１０００に設定されたＤＦＬエントリ２１が存在するクラスタへの書き込み命令があった場合、このクラスタは物理再フォーマットされた結果として有意なユーザデータが存在しないはずなので、ディスク記録再生ドライブ１０２０は、リード・モディファイド・ライトの手順を踏まずに、書き込みたいデータのライト処理だけを行えば良いからである。

さらに、このクラスタは、物理再フォーマット時のクリーニング等により欠陥が解消されている可能性があるので、当該クラスタへの書き込み命令があった場合、当該クラスタへの書き込みを試みても良い。この場合、書き込みが成功すれば、当該クラスタの欠陥が解消されたと判断できるので、当該クラスタのＤＦＬエントリを無効化すれば良い。ＤＦＬエントリの無効化は、例えば、当該ＤＦＬエントリの第１状態フィールド２１ａの値を００１０に設定することにより行われる。また、書き込みが失敗すれば、当該クラスタの欠陥が解消されていないと判断できるので、従来と同様に、交替先としてスペアクラスタを割り当て、割り当てたスペアクラスタへ書き込みを行えば良い。

なお、第２状態フィールド２１ｃの値が１０００に設定されたＤＦＬエントリが存在するクラスタの読み出し命令があった場合は、ディスク記録再生ドライブ１０２０は、ディスク１の当該クラスタへアクセスして再生を試みても良いし、当該クラスタが再生可能であるか否かを調べることなく、ディスク１からの再生データの代わりにダミーデータを返すようにしても良い。あるいは、当該クラスタの再生を試みて少なくとも一部が再生可能であった場合は、訂正可能な範囲で訂正を行った結果を再生データとしても良い。

ここで、ディスク１に記録されたリアルタイムデータでない通常のコンピュータデータを再生する場合を例にとり、ディスク記録再生ドライブ１０２０による再生方法を説明する。

図８は、その再生方法の各ステップを示す。

図８において、参照番号１１１は上位制御装置によって実行される処理を示し、参照番号１１２はディスク記録再生ドライブ１０２０によって実行される処理を示し、参照番号１１３は、上位制御装置とディスク記録再生ドライブ１０２０との間のＩ／Ｆプロトコルにおける命令、データ、処理結果の流れを示す。なお、ディスク記録再生ドライブ１０２０による再生処理の詳細は後述するので、ここでは簡単な説明に留める。

ディスク記録再生ドライブ１０２０は、ディスク１の装着時および欠陥管理情報の更新時に、ＤＦＬ読込部１０４３を用いてディスク１上の欠陥管理情報を読み出し、交替情報格納メモリ１０５０に格納する（ステップ１１０１）。

上位制御装置は、ファイル構造を解析して、コンピュータデータが格納されている領域の位置を求める（ステップ１１０２）。

上位制御装置は、ステップ１１０２において求められた領域の位置を示す情報を取得し、ディスク記録再生ドライブ１０２０に対して通常の再生命令である"ＲＥＡＤ"コマンドを発行する（ステップ１１０３）。

"ＲＥＡＤ"コマンドを受け取ったディスク記録再生ドライブ１０２０の再生命令処理部１０２４は、指定されたデータをディスク１から読み出し（ステップ１１０４）、上位制御装置にデータを転送し（ステップ１１０５）、要求された全てのデータの転送が終われば、終了ステータスを返送する（ステップ１１０７）。

Ｉ／Ｆプロトコルを介して転送された再生データは、上位制御装置のデータバッファメモリに格納される（ステップ１１０６）。

Ｉ／Ｆプロトコルを介して終了ステータスを上位制御装置が受け取ると、データバッファメモリに格納されたデータは、コンピュータデータとして利用される。

図９は、ディスク記録再生ドライブ１０２０によって実行される再生処理（図８のステップ１１０４）の詳細な手順を示すフローチャートである。

再生が要求される領域は、上位制御装置からセクタ単位に指定される。端数補正部１０４４が、再生を要求されたセクタを含むクラスタを求める（ステップ１２０１）。ここで、再生が要求される領域の先頭セクタのＬＳＮをＳとし、再生が要求される領域のセクタ数をＮとし、クラスタを構成するセクタ数をＥとすると、クラスタを考慮して再生が必要な領域の先頭セクタのＬＳＮ（Ｓ＿Ｃ）および再生が必要な領域のセクタ数（Ｎ＿Ｃ）は、次の式により求めることができる。

Ｓ＿Ｃ ＝ 〔Ｓ÷Ｅ〕×Ｅ
Ｎ＿Ｃ ＝ 〔（Ｓ＋Ｎ＋Ｅ−１）÷Ｅ〕×Ｅ − Ｓ＿Ｃ
ここで、〔α〕はαを超えない最大の整数を示す。

再生が必要な全てのクラスタをデータバッファ１０６０に格納し終えていない場合には（ステップ１２０２）、ＤＦＬ１２が参照される（ステップ１２０３）。その結果、再生しようとするクラスタが欠陥クラスタとしてＤＦＬ１２に登録されていない場合は、処理はステップ１２０４に進み、クラスタ再生部１０４２が、ステップ１２０１で求められたクラスタを再生し、データバッファ１０６０へ格納する（ステップ１２０４）。一方、再生しようとするクラスタが欠陥クラスタとしてＤＦＬ１２に登録されている場合は、処理はステップ１２０５へ進む。

ステップ１２０５において、クラスタ再生部１０４２は、再生しようとするクラスタ（欠陥クラスタ）のＤＦＬエントリ２１の第１状態フィールド２１ａおよび第２状態フィールド２１ｃを参照し、その値に応じて、以下のステップ１２０６〜１２０８のいずれかへ進む。

第１状態フィールド２１ａのフラグ２１ａ−１が００００である場合、再生しようとする欠陥クラスタのデータは、交替先として割り当てられたスペアクラスタに記録されている。この場合、処理はステップ１２０６へ進み、クラスタ再生部１０４２は、交替先のスペアクラスタからデータを再生し、データバッファ１０６０へ格納する。

フラグ２１ａ−１が１０００または０００１である場合、再生しようとする欠陥クラスタには交替クラスタが割り当てられているが交替先にデータが記録されていないか、交替クラスタの割り当てがされていないかのどちらかである。この場合、処理はステップ１２０７へ進み、クラスタ再生部１０４１は、交替元クラスタからデータを再生する努力をし、成功すればそのデータをデータバッファ１０６０へ格納し、失敗すればエラー報告する。

また、第２状態フィールド２１ｃの値が１０００であるクラスタは、物理再フォーマットにより初期化されたクラスタである。この場合、処理はステップ１２０８へ進み、クラスタ再生部１０４２が、ディスク１からクラスタを再生する代わりに、ダミーデータ（０）で埋められたクラスタを生成する。当該クラスタには、物理再フォーマットにより、有意なユーザデータは存在しないはずだからである。

なお、本実施形態では、第２状態フィールド２１ｃの値が１０００である場合は、ステップ１２０８において一律にダミーデータを生成するものとした。しかし、本実施形態のステップ１２０８の代わりに、ディスク１上の当該欠陥クラスタに対して再生を試み、再生が成功すれば、再生されたデータをデータバッファ１０６０へ格納し、再生が失敗すれば、０埋め等で生成されたダミーデータ、または、一部でも再生できた場合は再生データから可能な範囲で訂正できたデータを、データバッファ１０６０へ格納するようにしても良い。

再生が必要な全てのクラスタをデータバッファ１０６０に格納し終えた場合には（ステップ１２０２の結果が「はい」）、データバッファ１０６０に格納されたデータを、Ｉ／Ｏバス７８０を介して上位制御装置に転送し（ステップ１２０９）、処理を終了する。

上位制御装置は、再生エラーが報告されると、当該クラスタに対して記録を命令する。これにより、スペアクラスタを割り当てて、割り当てられたスペアクラスタへデータを記録する交替処理が行われる。その結果、論理ボリューム空間において、欠陥クラスタは、再生可能なスペアクラスタに交替される。

以上のように、ディスク記録再生ドライブ１０２０は、交替先のスペアクラスタが割り当てられていない欠陥クラスタに対して再生が要求されると、再生エラーを報告することなく、０で埋められたデータを再生データとして返送する。あるいは、交替先のスペアクラスタが割り当てられていない欠陥ブロックに対して再生が要求されると、失敗するであろう無駄な再生動作に時間を費やさずに、再生エラーを報告するようにしてもよい。

リアルタイムデータでない通常のコンピュータデータをディスク１に記録する記録方法の各ステップは、図８の"ＲＥＡＤ"コマンドの替わりに"ＷＲＩＴＥ"コマンドが発行され、再生データの転送の替わりに記録データが逆方向に転送されることを除いて、図８に示される再生方法の各ステップとほぼ同じである。

図１０は、ディスク記録再生ドライブ１０２０によって実行される記録処理の手順を示すフローチャートである。

ディスク記録再生ドライブ１０２０は、ディスク１への記録が要求されたデータを上位制御装置から受け取り、データバッファ１０６０に格納する（ステップ１３０１）。

記録が要求される領域は、セクタ単位に指定される。記録クラスタ検査部１０３５は、記録が要求された領域を包含するクラスタ（記録対象クラスタ）を決定する（ステップ１３０２）。

先頭に端数がある場合（ステップ１３０４の結果が「はい」）、装置はその先頭セクタを含むクラスタが、物理再フォーマットされた属性（第２状態フィールド２１ｃが１０００）を持つＤＦＬエントリとして登録されているかどうかをチェックする（ステップ１３０４）。登録されていれば、そのクラスタのバッファリング処理のための再生処理を行わず、代わりにダミーデータでデータバッファ１０６０を埋める（ステップ１３０５）。登録されていなければ、バッファリング処理のための再生処理を行う（ステップ１３０６）。

同様に、最後に端数がある場合（ステップ１３０７の結果が「はい」）、最終セクタを含むクラスタが、物理再フォーマットされた属性を持つＤＦＬエントリとして登録されているかどうかをチェックする（ステップ１３０８）。登録されていれば、そのクラスタのバッファリング処理のための再生処理を行わず、代わりにダミーデータでデータバッファ１０６０を埋める（ステップ１３０９）。登録されていなければ、バッファリング処理のための再生処理を行う（ステップ１３１０）。

その後、ホストから転送されたデータを、データバッファ１０６０において該当のセクタに相当する位置に上書きすることにより、記録のためのデータを合成する（ステップ１３１１）。

そして、記録しようとしているクラスタが、物理再フォーマットされた属性を持つＤＦＬエントリとして登録されていた場合（ステップ１３１２の結果が「はい」）、交替先が割り当てられているかどうかにかかわらず、当該ＤＦＬエントリに欠陥クラスタとして示されているクラスタに記録を行う（ステップ１３１３）。

一方、記録しようとしているクラスタについて、物理再フォーマットされた属性を持つＤＦＬエントリが登録されていなかった場合（ステップ１３１２の結果が「いいえ」）、交替先が割り当てられていれば（ステップ１３１４の結果が「はい」）、交替先のスペアクラスタに記録する（ステップ１３１５）。また、交替先が割り当てられていなければ（ステップ１３１４の結果が「いいえ」）、新たに交替先のスペアクラスタを割り当てた後、交替先のスペアクラスタに記録する（ステップ１３１６）。

また、物理再フォーマットされた属性（第２状態フィールド２１ｃが１０００）を持つＤＦＬエントリに欠陥クラスタとして示されているクラスタへユーザデータの記録を行った場合、あるいは、当該クラスタに交替先を割り当てて交替先へユーザデータを記録した場合は、その状況に応じて当該ＤＦＬエントリの第１状態フィールド２１ａのコードを設定すると共に、第２状態フィールド２１ｃの内容を１０００から００００に変更する。

本実施形態のディスク記録再生ドライブ１０２０は、さらに、上位制御装置から動作命令がない期間（あるいは他の処理の空き時間）に、物理再フォーマットを行った旨を示す属性を持つＤＦＬエントリに欠陥領域として示された領域を検査する機能を有する。すなわち、検査処理部１０７４が、上位制御装置から記録命令または再生命令等の動作命令がない期間に、ＤＦＬ１２に登録されている全てのＤＦＬエントリ２１を検索し、第２状態フィールド２１ｃが１０００であるＤＦＬエントリ２１に欠陥クラスタとして示されているクラスタについて、本当に欠陥があるか否かを検査する。そして、当該クラスタの欠陥が解消されていれば、検査処理部１０７４は、第１状態フィールド２１ａを００１０に設定することにより、当該ＤＦＬエントリ２１を無効化する。このとき、第２状態フィールド２１ｃを１０００から００００へ変更する。一方、当該クラスタの欠陥が確認されれば、検査処理部１０７４は、当該クラスタに対する交替領域の割り当てを行うと共に、第１状態フィールド２１ａを００００または１０００に設定し、第２状態フィールド２１ｃの内容を１０００から００００へ変更する。これにより、上位制御装置から動作命令がない期間を利用して、物理再フォーマットされたディスクの欠陥を効率的に検査することが可能となる。

なお、上述の実施形態は、本発明の実施の一形態を表したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

例えば、上記の説明では、第２状態フィールド２１ｃの値が１０００であることは、フィールド２１ｂに示されるクラスタに対して物理再フォーマットが行われたこと、すなわち、（１）物理再フォーマット時のクリーニング等によりフィールド２１ｂに示されているクラスタの欠陥が解消されているかも知れない、かつ、（２）欠陥クラスタおよび交替クラスタのいずれにも有意なユーザデータは存在しない、という二つの意味を表すものとした。しかし、上記（１）および（２）のそれぞれの意味に対して別個のコードを与え、それぞれのコードに応じて互いに異なる記録・再生処理を行うようにしても良い。

また、本実施形態では、ディスク１がＢＤである場合を例示したが、例えばＤＶＤのように、誤り訂正の１単位が複数のセクタによって構成される情報記録媒体に対しても、同様に本発明を適用することが可能である。例えばＤＶＤの場合であれば、本実施形態において「クラスタ」として説明した箇所を「ＥＣＣブロック」に置き換えれば良いことは、当業者にとって自明である。

さらに、上位制御装置とディスク記録再生ドライブとの間のデータ転送と、ディスク記録再生ドライブとディスクとの間のデータ転送とは、シーケンシャルに行っても良いし、同時並行に行ってもよい。また、上位制御装置とディスク記録再生ドライブとを一体で構成する場合には、共有メモリ等を使ってパラメータの引渡しを実現できることは明白である。

１ ディスク
２ トラック
３ セクタ
４ ディスク情報領域
４ａ 制御データ領域
４ｂ 欠陥管理情報領域
５ データ記録領域
６ ボリューム空間
６ａ 論理ボリューム空間
６ｂ ボリューム構造
７ スペア領域
１０ 欠陥管理情報
１１ ディスク定義構造
１２ 欠陥リスト（ＤＦＬ）
１０２０ ディスク記録再生ドライブ
７８０ Ｉ／Ｏバス

Claims (5)

1. ユーザデータが記録されるボリューム空間と、前記ボリューム空間に含まれる欠陥領域の代わりに使用され得る交替領域を含むスペア領域と、前記欠陥領域を管理するための欠陥管理情報が記録される欠陥管理情報領域とを備えた情報記録媒体に対して記録動作および再生動作の少なくとも一方を行うドライブ装置であって、
   前記欠陥管理情報が、複数のＤＦＬエントリを含み、各ＤＦＬエントリは、前記欠陥領域の位置を示す欠陥位置情報と、前記交替領域の位置を示す交替位置情報と、当該ＤＦＬエントリの属性を示す欠陥状態情報とを格納するフィールドを含み、
   記録命令または再生命令を受け取ると、記録または再生の動作が要求される領域が前記ＤＦＬエントリで示される領域であって、当該ＤＦＬエントリの属性が、欠陥が解消されたか否かに関わらず当該欠陥領域及び当該交替領域のいずれにも有意なユーザデータは存在しない旨を示す属性であるかどうかを判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果に基づいて前記記録または再生動作がダミーデータの使用を含むか否かの処理内容とする決定を行う決定部とを備えたことを特徴とする、ドライブ装置。
2. 記録命令を受け取り、記録が要求されるセクタを包含するクラスタにおいて先頭に記録要求の範囲に含まれない端数のセクタがあり、かつ、前記判定部がその先頭セクタを含むクラスタが欠陥領域及び交替領域のいずれにも有意なユーザデータは存在しない旨を示す属性を持つＤＦＬエントリとして登録されていると判定した場合、前記決定部は、ダミーデータで前記端数のセクタに対応するデータバッファを埋める処理内容とする、請求項１に記載のドライブ装置。
3. 記録命令を受け取り、記録が要求されるセクタを包含するクラスタにおいて最後に記録要求の範囲に含まれない端数のセクタがあり、かつ、前記判定部がその最終セクタを含むクラスタが欠陥領域及び交替領域のいずれにも有意なユーザデータは存在しない旨を示す属性を持つＤＦＬエントリとして登録されていると判定した場合、前記決定部は、ダミーデータで前記端数のセクタに対応するデータバッファを埋める処理内容とする、請求項１に記載のドライブ装置。
4. 再生命令を受け取り、前記判定部が再生が要求されるセクタを含むクラスタが欠陥領域及び交替領域のいずれにも有意なユーザデータは存在しない旨を示す属性であると判定した場合、前記決定部はダミーデータを生成する処理内容とする、請求項１に記載のドライブ装置。
5. 請求項１に記載のドライブ装置と、前記ドライブ装置に対して記録命令または再生命令を行う上位制御装置とを備えた、システム。

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