KR100609856B1 - 광기록매체및결함영역관리방법 - Google Patents

Abstract

재기록 가능한 광기록 매체의 실시간 기록/재생 방법에 관한 것으로서, 특히 광 디스크의 각 존을 실시간 데이터 존과 PC-데이터 존으로 구분하고 실시간 데이터 존에는 순수한 실시간 데이터를 스키핑 방식으로 기록하고 PC-데이터 존에는 실시간이 필요하지 않은 데이터 특히, 실시간 데이터의 제어 정보를 리니어 대체 방법으로 기록하도록 함으로써, 기존의 파일 시스템과 호환성을 유지하면서도 실시간 기록/재생을 가능하게 하고 또한, 중요한 데이터를 포함한 블록이 열화되었을 경우에는 그 데이터를 안전한 대체 블록으로 옮겨 보호함에 의해 원할한 재생이 이루어지도록 한다.

Description

광 기록매체 및 결함영역 관리방법{Method for managing defect area of optical recording medium}

본 발명은 재기록 가능한 광기록 매체 시스템에 관한 것으로, 특히 실시간 기록이 필요한 데이터를 실시간으로 기록할 수 있도록 하는 광 기록매체의 실시간 기록/재생 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 광 기록매체는 반복 기록의 가능여부에 따라 읽기 전용의 롬(ROM)형과, 1회 기록가능한 웜(WORM)형 및 반복적으로 기록할 수 있는 재기록 가능형 등으로 크게 3종류로 나뉘어진다.

여기서, 롬형 광 기록매체는 컴팩트 디스크 롬(Compact Disc Read Only Memory ; CD-ROM)과 디지털 다기능 디스크 롬(Digital Versatile Disc Read Only Memory ; DVD-ROM) 등이 있으며, 웜형 광 기록매체는 1회 기록가능한 컴펙트 디스크(Recordable Compact Disc ; CD-R)와 1회 기록가능한 디지털 다기능 디스크(Recordable Digital Versatile Disc ; DVD-R) 등이 있다.

또한, 자유롭게 반복적으로 재기록 가능한 디스크로는 재기록 가능한 컴펙트 디스크(Rewritable Compact Disc ; CD-RW)와 재기록 가능한 디지털 다기능 디스크(Rewritable Digital Versatile Disc ; DVD-RW) 등이 있다.

한편, 재기록 가능형 광기록 매체의 경우, 그 사용 특성상 정보의 기록/재생 작업이 반복적으로 수행되는데, 이로 인해 광기록 매체에 정보 기록을 위해 형성된 기록층을 구성하는 혼합물의 혼합 비율이 초기의 혼합 비율과 달라지게 되어 그 특성을 잃어 버림으로써 정보의 기록/재생시 오류가 발생된다.

이러한 현상을 열화라고 하는데, 이 열화된 영역은 광 기록매체의 포맷, 기록, 재생 명령 수행시 결함 영역(Defect Area)으로 나타나게 된다.

또한, 재기록 가능형 광 기록매체의 결함 영역은 상기의 열화 현상 이외에도 표면의 긁힘, 먼지 등의 미진, 제작시의 오류 등에 의해 발생되기도 한다.

그러므로, 상기와 같은 원인으로 형성된 결함 영역에 데이터를 기록/재생하는 것을 방지하기 위하여 이 결함 영역의 관리가 필요하게 되었다.

이를 위해 도 1에 도시된 바와 같이 광기록 매체 즉, 광 디스크의 리드-인 영역(lead-in area)과 리드-아웃 영역(lead-out area)에 결함 관리 영역(Defect Management Area ; 이하 DMA라 함)을 두어 광 디스크의 결함 영역을 관리하고 있다.

또한, 실제 데이터가 기록되는 유저 영역은 도 2에서와 같이 랜덤 억세스를 위해 존(zone) 단위로 나누어 관리하는데, 통상 24개의 존이 구분되어 있다. 그리고, 각각의 존에는 별도의 스페어(spare) 영역을 가지고 있는데 이 영역은 존내에 발생하는 결함 영역을 관리하기 위해 사용된다.

그리고, 상기 광 디스크에는 일반적으로 4개의 DMA가 존재하는데, 2개의 DMA는 리드-인 영역에 존재하고 나머지 2개의 DMA는 리드-아웃 영역에 존재한다.

여기서, 각 DMA는 2개의 블록(block)으로 이루어지고, 총 32섹터들(sectors)로 이루어진다. 그리고, 각 DMA의 제 1 블록(DDS/PDL 블록이라 함)은 DDS(Disc Definition Structure)와 PDL(Primary Defect List)을 포함하고, 각 DMA의 제 2 블록(SDL 블록이라 함)은 SDL(Secondary Defect List)을 포함한다.

이때, PDL은 주결함 데이터 저장부를 의미하며, SDL은 부결함 데이터 저장부를 의미한다.

일반적으로 PDL은 디스크 제작 과정에서 생긴 결함 그리고, 디스크를 포맷 즉, 최초 포맷팅(Initialize)과 재포맷팅(Re-initialize)시 확인되는 모든 결함 섹터들의 엔트리들(entries)을 저장한다. 여기서, 각 엔트리는 엔트리 타입과 결함 섹터에 대응하는 섹터 번호로 구성된다.

한편, SDL은 블록 단위로 리스트되는데, 포맷 후에 발생하는 결함 영역들이나 포맷동안 PDL에 저장할 수 없는 결함 영역들의 엔트리들을 저장한다. 상기 각 SDL 엔트리는 결함 섹터가 발생한 블록의 첫 번째 섹터의 섹터 번호를 저장하는 영역과 그것을 대체할 대체 블록의 첫 번째 섹터의 섹터 번호를 저장하는 영역으로 구성된다. 또한, 상기 각 엔트리에는 FRM을 위해 1바이트가 할당되어 있는데, 그 값이 0b이면 대체 블록이 할당되어(assigned) 있고 대체 블록에 결함이 없음을 의미하며, 1b이면 대체 블록이 할당되어 있지 않거나 또는 할당된 대체 블록에 결함이 있음을 의미한다.

따라서, 상기 데이터 영역내의 결함 영역들(즉, 결함 섹터 또는 결함 블록)은 정상적인 영역으로 대체되어지는데, 대체 방법으로는 통상 슬리핑 대체(slipping replacement) 방법과 리니어 대체(linear replacement) 방법이 있다.

상기 슬리핑 대체방법은 결함 영역이 PDL에 등록되어 있는 경우에 적용되는 방법으로, 도 3a에 도시된 바와 같이 실제 데이터가 기록되는 유저 영역(user area)에 PDL에 리스트된 결함 섹터가 존재하면 그 결함 섹터를 건너뛰고 대신에 그 결함 섹터 다음에 오는 정상 섹터로 대체되어 데이터를 기록한다. 그러므로 데이터가 기록되는 유저 영역은 밀리면서 결국 건너 뛴 결함 섹터 만큼 스페어 영역(spear area)을 차지하게 된다.

또한, 리니어 대체 방법은 결함 영역이 SDL에 등록되어 있는 경우에 적용되는 방법으로, 도 3b에 도시된 바와 같이 유저 영역이나 스페어 영역에 SDL에 리스트된 결함 블록(defect block)이 존재하면 스페어 영역에 할당된 블록 단위의 대체(replacement) 영역으로 대체되어 데이터를 기록한다. 이때, 상기 결함 블록에 할당된 물리적 섹터 번호(Physical Sector Number ; PSN)는 그대로 존재하지만 논리적 섹터 번호(Logical Sector Number ; LSN)는 데이터와 함께 대체 블록으로 함께 이동한다. 이렇게 하면, 대체된 새 블록에 데이터를 기록하게 되므로 결함 블록에 데이터를 또 기록하는 오류를 막을 수 있고, 하드 디스크와 달리 결함 블록으로 인한 LSN의 축소를 방지할 수 있다. 또한, 기록이나 재생시에 읽기는 제대로 되지만 ECC(Error Code Correction) 에러가 발생하여 곧 재생이 불가능해질 수도 있는 블록이 있으면 이 블록을 결함 블록으로 간주하고 스페어 영역의 대체 블록을 찾아 상기 결함 블록의 데이터를 재기록한 후 상기 결함 블록의 첫 번째 섹터 번호와 대체 블록의 첫 번째 섹터 번호를 SDL 엔트리에 기록함으로써, 예상되는 데이터의 손실을 예방할 수도 있다.

이러한 리니어 대체 방법은 실시간을 필요로 하지 않는 데이터를 읽거나 쓸때에 유효하다. 이후, 상기 실시간을 필요로 하지 않는 데이터를 설명의 편의상 PC-데이터라 칭한다.

그러나, SDL 사용시 상기된 리니어 대체 방법을 이용하면 연속된 PSN으로부터 데이터를 읽거나 또는 기록하는 것이 아니어서 기록/재생시에 더 많은 시간이 걸린다. 즉, SDL에 기록된 결함 블록이나 새로이 발생되는 결함 블록을 만날때마다 스페어 영역에 할당된 대체 블럭으로 대체하며 데이터를 기록하기 위해 광 픽업을 스페어 영역으로 이송시켰다가 다시 유저 영역으로 이송시켜야 하는데, 이때 걸리는 시간이 실시간 기록에 큰 장애가 된다. 일반적인 PC-데이터를 기록할 때에는 유저가 그 시간을 더 기다리면 되지만 A/V용과 같이 실시간 기록 및 재생이 필요한 데이터는 광 픽업의 이동 시간이 문제가 되어 실시간 기록/재생이 어렵게 된다.

따라서, A/V용과 같이 실시간 기록이 필요한 경우에 대한 결함 영역 관리 방법이 최근 많이 논의되고 있다. 그 중 하나가 SDL을 사용할 때 리니어 대체 방법을 사용하지 않고 슬리핑 대체 방법과 같이 결함 블록을 만났을 때 그 결함 블록을 건너뛰고 다음에 오는 정상 블록에 데이터를 기록하는 스키핑(Skipping) 방식을 사용하는 것이 논의되고 있다. 이렇게 하면, 광 픽업이 결함 블록을 만날때마다 스페어 영역으로 이송하지 않아도 되므로 광 픽업이 움직이는 시간을 줄일 수 있어 실시간 기록의 장애를 없앨 수 있다. 이때에는 결함 블록이 LSN과 PSN을 그대로 갖고있다.

그러나, 실시간 기록을 위해 이용되는 상기된 스키핑 방식은 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.

즉, 상기 실시간용 데이터에는 순수한 실시간용 데이터뿐만 아니라 상기 실시간 데이터의 기록/재생을 제어하는 제어 정보도 포함되어 있다. 그런데, 상기된 방법으로 실시간 기록을 하게되면 상기 제어 정보도 스키핑 방식으로 기록을 하게된다.

따라서, 디스크의 노화나 사용자의 부주의등으로 인해서 실시간 기록/재생에 대한 제어 정보를 지닌 블록이 열화되었을 때 대체되는 블록이 없으므로 그 결함 블록을 안전한 곳으로 옮겨 데이터를 보호할 수 없다. 이때는 순수한 실시간 데이터가 모두 정상일지라도 제어정보를 지닌 파일이 깨진다면 이 실시간 데이터를 재생할 수 없게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 순수한 실시간용 데이터는 스키핑 방식으로 기록하고 상기 실시간 데이터의 제어 정보는 리니어 대체 방법으로 기록하는 광 기록매체 및 결함 영역 관리 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 순수한 실시간용 데이터와 실시간 데이터의 제어 정보의 기록을 존 별로 구분하여 기록하는 광 기록매체 결함 영역 관리 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 기록매체의 결함 영역 관리 방법은, 광 디스크의 각 존을 실시간 데이터 존과 PC-데이터 존으로 구분하고 실시간 데이터 존에는 순수한 실시간 데이터를 스키핑 방식으로 기록하고 PC-데이터 존에는 실시간 데이터의 제어 정보를 리니어 대체 방법으로 기록함을 특징으로 한다.

상기 실시간 데이터 존에서는 스키핑되는 결함 블록의 정보만을 저장하고 새롭게 대체시킬 블록의 정보는 저장하지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 데이터가 기록되는 존이 실시간 데이터 존인지 PC-데이터 존인지를 나타내는 기록 데이터 타입을 각 존별로 표시하는 것을 특징으로 한다.

상기 실시간 데이터 존과 PC- 데이터 존간의 변환은 포맷을 통해 이루어지며, 이때 기록 데이터 타입은 디스크의 모든 존에 대해서 새로 지정할 수 있음을 특징으로 한다.

상기 실시간 데이터 존과 PC-데이터 존간의 변환은 존 포맷을 통해 이루어지며, 이때는 포맷되는 존에 대해서만 기록 데이터 타입을 지정할 있음을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 광 디스크의 유저 영역을 나타낸 것으로서, 유저 영역이 존 단위로 구분되고 각 존에는 별도의 스페어 영역이 할당되어 있으며, 각 존 은 PC-데이터 존과 실시간 데이터 존으로 구분된다.

즉, 디스크의 각 존을 PC-데이터 존과 실시간 데이터 존으로 나누고, PC-데이터 존에서는 리니어 대체 방법을 사용하여 데이터를 기록/재생하고 실시간 데이터 존에서는 스키핑 방식을 사용하여 데이터를 기록/재생한다. 이때, 실시간을 제어하는 제어 정보는 중요 정보이므로 상기 PC-데이터 존에서 리니어 대체 방법으로 기록하여 데이터를 보호한다.

이는 상기 PC-데이터 존에서 결함 블록이 발견되면 결함 블록의 데이터는 스페어 영역의 깨끗한 대체 블록으로 대체되어 재기록되므로 실시간 데이터의 기록/재생을 제어하는 제어 정보나 디스크의 운용에 영향을 미치는 제어 파일들을 보호할 수 있다.

한편, 상기 실시간 데이터 존에는 순수한 실시간 데이터만 스키핑 방법으로 기록되므로, 이 존에서는 데이터 블록이 열화되었다는 것을 알아도 그 데이터를 다른 대체 블록으로 옮기지 않는다. 이로 인해, 데이터 블록에 결함이 발생하여 그 블록의 데이터를 재생하지 못하더라도 사람의 눈은 이를 잘 구별할 수 없기 때문에 무시될 수 있다. 하지만, SDL 엔트리에 그 위치를 기록하여 포맷할 때 상기 결함 블록이 PDL에 등록될 수 있도록 한다. 이는 파일 시스템의 에러 발생 방지 즉, 그 존에 반복 기록을 하더라도 결함 블록에 데이터를 다시 쓰는 오류를 방지하기 위해서이다.

이때, 상기 SDL 엔트리는 일 예로 도 5와 같이 리스트될 수 있다. 즉, FRM은 1로 셋트시켜 대체 블록이 할당되어 있지 않음을 표시하고, 결함 블록에서 첫 번째 섹터의 섹터 번호를 기록하는 영역에는 해당 섹터 번호를 기록하며, 대신 대체 블록은 없으므로 대체 블록에서 첫 번째 섹터의 섹터 번호를 기록하는 영역은 0으로 리셋시킨다. 여기서, 상기 SDL의 결함 블럭을 포맷을 통해 PDL에 등록할 때 포맷 방법에 따라 상기 SDL의 결함 블록에서 실제 결함이 있는 섹터만 PDL에 등록할 수도 있고 해당 블록 전체를 결함 섹터로 PDL에 등록할 수도 있다.

또한, 현재 각 존이 PC-데이터 존인지 실시간 데이터 존인지를 나타내는 기록 데이터 타입(Data Type)을 각 존 별로 표시 해두어야 다음에 이어서 기록을 하거나재생시에 리니어 대체 방법으로 재생할 것인지 스키핑 방법으로 재생할 것인지를 알 수 있다.

따라서, 기록 데이터 타입(Data Type)은 일 예로, 각 DMA의 제 1 블록에 있는 DDS의 그룹 검증 플래그(Group Certification Flag)의 미사용 영역 중 1비트를 도 6과 같이 할당하여 표시할 수 있다.

그리고, PC-데이터 존과 실시간 데이터 존간의 변환은 포맷 또는 존 포맷(zoned format)을 통해서 바꿀 수 있다. 이때, 포맷은 디스크 전체에 대해서 행하기 때문에 디스크의 모든 존에 대해서 기록 데이터 타입을 다시 지정할 수 있다. 또한, 존 포맷은 특정 존에 대해서만 포맷을 하는 경우로서, 그 존만 기록 데이터 타입을 PC-데이터 존 또는 실시간 데이터 존으로 바꿀 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 광 기록매체 및 결함 영역 관리 방법에 의하면, 광 디스크의 각 존을 실시간 데이터 존과 PC-데이터 존으로 구분하고 실시간 데이터 존에는 순수한 실시간 데이터를 스키핑 방식으로 기록하고 PC-데이터 존에는 실시간이 필요하지 않은 데이터 특히, 실시간 데이터의 제어 정보를 리니어 대체 방법으로 기록하도록 함으로써, 기존의 파일 시스템과 호환성을 유지하면서도 실시간 기록/재생을 가능하게 하고 또한, 중요한 데이터를 포함한 블록이 열화되었을 경우에는 그 데이터를 안전한 대체 블록으로 옮겨 보호함에 의해 원할한 재생이 이루어지도록 한다.

도 1은 일반적인 광디스크가 리드 인, 유저, 리드 아웃 영역으로 나누어지는 것을 보여주는 도면

도 2는 도 1의 광 디스크의 유저 영역이 다수개의 존으로 구분되는 상태를 보여주는 도면

도 3a는 일반적인 슬리핑 대체 방법을 보인 도면

도 3b는 일반적인 리니어 대체 방법을 보인 도면

도 4는 본 발명에 따른 광 디스크에서 각 존을 실시간 데이터 영역과 PC-데이터 영역으로 구분하는 예를 보인 도면

도 5는 본 발명에 따른 실시간 데이터 영역에서 데이터 기록시 등록되는 SDL 엔트리의 일예를 보인 도면

도 6는 본 발명에 따른 데이터 타입을 DDS의 미사용 영역에 기록하는 예를 보인 도면

Claims (12)

1. 광 기록매체상의 실시간 데이터 기록/재생 영역에 있어서,

   실시간 데이터를 기록하는 중에 결함 블록을 발견하면 결함블록을 스킵하고 다음에 오는 정상블록에 데이터를 기록하며, 상기 실시간 데이터의 제어 정보를 기록하는 중에 결함블록을 발견하면 대체 영역의 블록에 데이터를 기록하는 것을 특징으로 하는, 광 기록매체의 결함영역 관리방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 실시간 데이터 및 상기 실시간 데이터 제어 정보를 각 존별로 구분하여 기록함을 특징으로 하는, 광 기록매체의 결함영역 관리방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 각 존의 구분은 포맷 또는 존 포맷을 통해 이루어짐을 특징으로 하는, 광 기록매체의 결함영역 관리방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 실시간 데이터 존에는 스키핑되는 결함 블록의 정보만을 저장하고 새롭게 대체시킬 블록의 정보는 저장하지 않는 것을 특징으로 하는, 광 기록매체의 결함영역 관리방법.
5. 제 2 항에 있어서,

   데이터가 기록되는 존이 상기 실시간 데이터를 기록하는 존인지 상기 실시간 데이터의 제어정보를 기록하는 존인지를 나타내는 기록 데이터 타입을 각 존별로 표시하는 것을 특징으로 하는, 광 기록매체의 결함영역 관리방법.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 기록 데이터 타입은 각 디스크 정의 구조(DDS)의 그룹 검증 플래그의 미사용 영역에 표시함을 특징으로 하는, 광 기록매체의 결함영역 관리방법.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 실시간 데이터 존과 상기 실시간 데이터의 제어정보 존간의 변환은 존 포맷을 통해 이루어지며, 포맷되는 존에 대해서만 기록 데이터 타입을 실시간 데이터 존 또는 실시간 데이터의 제어정보 존으로 지정할 수 있음을 특징으로 하는, 광 기록매체의 결함영역 관리방법.
8. 광 기록매체상의 실시간 데이터 기록/재생 영역에 있어서,

   실시간 데이터가 기록되는 중에 결함 블록이 발견되면 결함블록을 스킵하고 다음에 오는 정상 블록에 데이터가 기록되며, 상기 실시간 데이터의 제어 정보가 기록되는 중에 결함 영역이 발견되면 대체 영역의 블록에 데이터가 기록되는 것을 특징으로 하는, 광 기록매체.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 실시간 데이터 및 상기 실시간 데이터 제어 정보가 각 존별로 구분하여 기록되는 것을 특징으로 하는, 광 기록매체.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 각 존에는 실시간 데이터가 기록되는 존인지 상기 실시간 데이터의 제어 정보가 기록되는 존인지를 나타내는 식별정보가 기록되는 것을 특징으로 하는, 광 기록매체.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 식별정보는 각 기록매체의 정의구조(DDS)의 그룹 검증 플래그의 미사용 영역에 표시됨을 특징으로 하는, 광 기록매체.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 실시간 데이터 존과 상기 실시간 데이터의 제어 정보 존은 기록매체의 포맷팅시 변환 가능한 것을 특징으로 하는, 광 기록매체.