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Technisches
Gebiet
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Die
erfindungsgemäßen Anordnungen
betreffen allgemein Verfahren und Vorrichtungen zur Bildung fortschrittlicher
Betriebsmerkmale für
die Aufzeichnung von Daten auf einem beschreibbaren DVD-Medium und
insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine DVD-ROM
rückwärtskompatible
Fehlersektorverwaltung in einem beschreibbaren DVD-Medium.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Es
wurden verschiedene Geräte
entwickelt, die es den Kunden ermöglichen, Video- und/oder Audioprogramme
für eine
spätere
Wiedergabe aufzuzeichnen. Derartige Geräte sind Bandrecorder, Videocasettenrecorder,
beschreibbare Compact Disks und neuerdings beschreibbare digitale
Videoplatten (DVD=digital video disk). Festplatten und magnetooptische
Platten wurden ebenfalls angewendet. Eine DVD, in der Daten nur
einmal aufgezeichnet werden können
und die im Folgenden im Wesentlichen ein DVD-Nur-Lesespeicher ist,
wird mit dem Akronym DVD-R bezeichnet. Das Akronym DVD-R wurde allgemein
benutzt für
die Einmal-Schreiben oder Einmal-Aufzeichnungs-Technologie.
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Im
Gegensatz zu einem DVD-R gibt es mehrere Formate, bei denen Daten
auf einer DVD aufgezeichnet, gelöscht
und erneut aufgezeichnet werden können. Im Allgemeinen kann eine
derartige DVD überschrieben
oder neu beschrieben werden. Diese DVDs werden im Allgemeinen durch
die Akronyme DVD-RAM,
DVD-RW und DVD+RW bezeichnet. Wenngleich bis heute keine allgemeine
Industrienorm angenommen wurde, wurden die Akronyme DVD-RAM, DVD-RW
und DVD+RW benutzt, um allgemein jeweilige wiederbeschreibbare Technologien zu
bezeichnen.
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Jedoch
soll eine Bezugnahme auf eine wiederbeschreibbare DVD-Technologie,
Geräte
und Verfahren alle diejenigen Normen umfassen, die derzeit benutzt
werden, sowie diejenigen, die möglicherweise
in Zukunft entwickelt werden.
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Derzeitige
DVDs können
eine logische Datenstruktur haben, in der Audio/Video-Inhalt gespeichert
wird. Insbesondere können,
wie in 7 gezeigt, im oberen Teil der hierarchischen Datenstruktur
einer DVD 700 ein oder mehrere Titel 701 existieren,
die in etwa zu Programm-Episodentiteln korreliert sein können. Titel 701 können aus
Steuerdaten 702 zusätzlich
zu einem oder mehreren Videoobjektsätzen 703 (VOBS) bestehen.
Die Steuerdaten 702 können
Informationen für
die Verwaltung des Titels 701 enthalten. Jede VOBS 703 kann
mehrere Videoobjekte (VOB = Video Objects) 704 enthalten.
Jede VOB 704 enthält
vorzugsweise mehrere Zellen 705. Jede Zelle 705 enthält vorzugsweise
mehrere Videoobjekteinheiten (VOBU = Video Object Units) 706. Jede
VOBU 706 korreliert grob mit einer Gruppe von Bildern,
die der kleinste adressierbare Teil (Chunk) in der DVD 700 ist.
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Wie
zu bemerken ist, kann jede VOBU 706 eine ganze Zahl von
Videobildern enthalten. Jede VOBU 706 für sich kann 0,4 bis 1,0 Sekunden
an Darstellungsmaterial enthalten. Eine typische VOBU 706 in
einem professionellen Kinofilm kann 0,5 Sekunden an Darstellungsmaterial
enthalten. Insbesondere kann jede VOBU 706 eine Folge von
in einer Aufzeichnungsreihenfolge angeordneten Paketen (packs) enthalten.
Vorzugsweise kann jede VOBU mit einer Navigationspaket 708 (NV_PCK
oder NAV_PACK) beginnen, auf die audio/visuelle Datenpakete 709 folgen
können,
z.B. Videopakete (V_PCK), Audiopakete (A_PCK) und Unterbild-Pakete
(SP_PCK). Die NV_PCK 708 kann Navigationsinformationen
enthalten, die bei der Durchführung
von Trickmodus-Funktionen nützlich
sein können.
Die NV_PCK 708 kann außerdem
Darstellungs- Steuerinformationen
(PCI) und Daten-Suchinformationen (DSI) enthalten.
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Beschreibbare
DVD-Medien können
Tausend- oder sogar Zehntausendmal für Aufzeichnungen benutzt werden.
Für jede
Aufzeichnung können Fehlersektoren
in dem beschreibbaren DVD-Medium auftreten.
Daher können
beschreibbare DVD-Medien während
der Lebensdauer der beschreibbaren DVD-Medien eine nennenswerte
Anzahl von Fehlersektoren ansammeln. Fehlersektoren in beschreibbaren
DVD-Medien können
sogar eine einwandfreie Wiedergabe in den beschreibbaren DVD-Medien
verhindern. Insbesondere können
Fehlersektoren in dem Steuerdatenbereich die Steuerdaten ungültig machen.
Außerdem
können
Fehlersektoren in Videodaten in einer VOBU einen Bildstillstand
oder Blockfehler bewirken. Außerdem
können
Fehlersektoren in Audiodaten in einer VOBU Audiostörungen oder Rauschen
verursachen. Schließlich
können
Fehlersektoren in einem Menü ein
Menü beschädigen.
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In
traditionellen beschreibbaren Medien, z. B. Festplattengeräten, bestehen
im allgemeinen zwei Verfahren für
die Verwaltung von Fehlersektoren. Ein erstes Verfahren wurde bezeichnet
als das "sector slipping
method" (Sektorverschiebeverfahren).
In dem Sektorverschiebeverfahren wird dann, wenn ein Fehler in einem
der aufeinander folgenden Datensektoren ermittelt wird, der unmittelbar
auf den fehlerhaften Sektor folgende Sektor so konfiguriert, dass
er der logisch nächste
Sektor zu dem Sektor unmittelbar vor dem fehlerhaften Sektor wird.
Diese Konfiguration kann dadurch erfolgen, dass der Fehlersektor
beiseite gelegt oder verworfen wird und der folgende Sektor der
Sektor wird, der logisch an den gültigen Sektor anschließt. Ein
zweites Verfahren enthält
die Neuzuordnung eines bereitgestellten Sektors als Ersatz für den Fehlersektor.
Im Einzelnen wird, wenn ein Fehlersektor in einer der Spuren von
irgendwelchen beschreibbaren DVD-Medien ermittelt wird, ein Reservesektor auf
einer der Spuren als Ersatz für den
Fehlersektor neu zugeordnet.
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Ungeachtet
der traditionellen Verfahren für die
Fehlerverwaltung bei beschreibbaren DVD-Medien muss ein gewähltes Fehlerverwaltungsverfahren die
bestehende DVD-ROM-Technologie
berücksichtigen.
Insbesondere darf in einem beschreibbaren DVD-Medium, wie DVD-RW,
DVD-RAM, DVD+RW und anderen, ein gewähltes Fehlerverwaltungsverfahren
die Anforderung nicht verhindern, dass die auf die beschreibbaren
DVD-Medien geschriebenen Daten lesbar (z.B. abwärtskompatibel) durch derzeitige DVD-ROM-Abspielgeräte bleiben.
Dennoch haben DVD-ROM-Abspielgeräte
derzeit keine Vorrichtung zur Bearbeitung von Fehlersektoren. Außerdem fordert
die DVD-ROM Spezifikation, dass die Daten kontinuierlich auf einer
beschreibbaren DVD-Platte sind. Dennoch kann die Verwaltung von
Fehlersektoren in beschreibbaren DVD-Medien, die traditionelle Verfahren
für die
Fehlerverwaltung benutzt, bewirken, dass die in den beschreibbaren
DVD-Medien gespeicherten Daten diskontinuierlich oder unterbrochen
werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen
wird hier ein DVD-ROM
rückwärtskompatibles Fehlerverwaltungsverfahren
für beschreibbare DVD-Medien
gelehrt. Das Verfahren der Erfindung bildet die Grundsatzregel,
dass bestimmte unteilbare Daten nicht diskontinuierlich in den beschreibbaren DVD-Medien
gespeichert werden können
während die
in ihnen enthaltenen Fehlerverwaltet werden. Insbesondere kann das
Verfahren der Erfindung die Durchführung von drei Grundsatzregeln
enthalten. Erstens können
Steuerdaten, zum Beispiel eine Steuertabelle oder Steuerabbildung
niemals durch einen Fehlersektor getrennt bleiben. Zweitens kann ein
Fehlersektor nicht in einer Steuer-Backup (Sicherungs)-Datei existieren.
Schließlich
kann der erste Sektor einer VOBU, der gemäß der DVD-ROM-Spezifikation
ein Navigationssektor sein muss, kein Fehlersektor sein. Die Durchführung dieser
Regeln kann garantieren, dass die beschreibbaren DVD-Medien mit
der DVD-ROM-Spezifikation
rückwärtskompatibel
bleiben, während
außerdem
gewährleistet
wird, dass die Wiedergabequalität
der beschreibbaren DVD-Medien nicht verschlechtert wird.
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Ein
Verfahren für
eine DVD-ROM rückwärtskompatible
Fehlersektorverwaltung in beschreibbaren DVD-Medien kann die folgenden
Schritte enthalten. Zunächst
kann ein erster Block von logisch zusammenhängenden Sektoren bereitgestellt
werden, in den unteilbare Daten auf das beschreibbare DVD-Medium geschrieben
werden können.
Insbesondere kann die Bereitstellung vor oder während eines Schreibvorgangs
erfolgen. Außerdem
kann die Bereitstellung als ein Teil des Schreibvorgangs erfolgen.
In jedem Fall kann ein Fehlersektor erkannt und in dem ersten Block
von Sektoren geortet werden. In der bevorzugten Ausführungsform
kann der Schritt der Erkennung und Ortung beinhalten, dass eine Fehlerliste
in den beschreibbaren DVD-Medien konsultiert wird. Insbesondere
kann die Fehlerliste eine Liste von Sektoren enthalten, die als
fehlerhaft ermittelt wurden. Schließlich können die unteilbaren Daten aufgrund
der Erkennung und Ortung des Fehlersektors von dem ersten Block
zu einem zweiten Block von logisch zusammenhängenden Sektoren in dem beschreibbaren
DVD-Medium verschoben werden. Besonders wichtig ist, dass gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen
der zweite Block keinen Fehlersektor enthält.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
können die
unteilbaren Daten Steuerdaten gemäß der ersten Regel sein – Steuerdaten,
zum Beispiel eine Steuertabelle oder Steuerabbildung, kann niemals
von einem Fehlersektor getrennt werden. Daher können die ersten und zweiten
Blöcke
von Sektoren in einem Steuerdatenbereich des beschreibbaren DVD-Mediums
enthalten sein. Entsprechend der zweiten Regel – ein Fehlersektor kann nicht
in einer Steuer-Backup-Datei existieren – können die unteilbaren Daten Backup-Steuerdaten
sein. Der erste Block von Sektoren für sich kann in einem Steuerdaten-Backup-Bereich der
beschreibbaren DVD-Medien enthalten sein. Schließlich können gemäß der dritten Regel – der erste
Sektor einer VOBU kann kein Fehlersektor sein – die unteilbaren Daten der
erste Sektor einer VOBU mit einem Navigationssektor sein.
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In
dem Fall, wo die unteilbaren Daten Steuerdaten in einem Steuerdatenbereich
sind, kann das Verfahren gemäß der Erfindung
außerdem
die Verschiebung einer Backup-Kopie der Steuerdaten von einem ersten
Block von Sektoren in einem Steuerdaten-Backup-Bereich zu einem
zweiten Block von Sektoren in dem Steuerdaten-Backup-Bereich enthalten.
Von Bedeutung ist, dass in diesem Fall der zweite Block in dem Steuerdaten-Backup-Bereich dem
zweiten Block von Sektoren in dem Steuerdatenbereich entspricht.
Zusätzlich
kann die Verschiebung der Backup-Kopie der Steuerdaten erfolgen, auch
wenn keine Fehlersektoren in dem ersten Block von Sektoren in dem
Steuerdaten-Backup-Bereich erkannt und geortet worden sind.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung kann das Verfahren gemäß der Erfindung auch eine Änderung
des Fehlersektors enthalten. Vorzugsweise kann die Änderung
bewirken, dass der Fehlersektor einen Nicht-Fehlersektor emuliert.
Infolgedessen kann ein DVD-Abspielgerät, das das beschreibbare DVD-Medium
wiedergibt, die modifizierten Fehlersektoren überspringen, als ob der Fehlersektor
ignorierbare Daten enthält.
Der Fehlersektor kann ein Start-Code-Feld, ein Strom-ID-Feld, ein
Paketlängenfeld
und wenigstens ein paketabhängiges
Datenfeld enthalten. Der Schritt der Modifizierung für sich kann
einen oder mehrere der folgenden ent halten: Schreiben von Daten
ungleich dem Startcode 0x000001BA in das Startcodefeld, Schreiben
einer nicht existierenden Strom-ID (einer Strom-ID, die Audio oder
Video oder Unterbild entspricht) in das Strom-ID Feld und Schreiben
eines Nullwertes in das Paketlängenfeld.
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Ein
DVD-System für
DVD-ROM rückwärtskompatible
Fehlersektorverwaltung in beschreibbaren DVD-Medien kann Mittel
zur Bereitstellung eines ersten Blocks von logisch zusammenhängenden Sektoren
zur Speicherung unteilbarer Daten auf das beschreibbare DVD-Medium
enthalten, Mittel zur Erkennung und Ortung eines Fehlersektors in
dem ersten Block von Sektoren und auf die Erkennungs- und Ortungsmittel
ansprechende Mittel zur Verschiebung der unteilbaren Daten von dem
ersten Block zu einem zweiten Block von logisch zusammenhängenden
Sektoren in dem beschreibbaren DVD-Medium, wobei der zweite Block
den detektierten und georteten Fehlersektor nicht enthält.
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In
dem DVD-System der vorliegenden Erfindung können die unteilbaren Daten
Steuerdaten sein, und der erste und der zweite Block von Sektoren
sind in einem Steuerdatenbereich des beschreibbaren DVD-Mediums
enthalten. Zusätzlich
können die
unteilbaren Daten Backup-Steuerdaten sein, und der erste und der
zweite Block von Sektoren sind in einem Steuerdaten-Backup-Bereich
des beschreibbaren DVD-Mediums enthalten. Schließlich können die unteilbaren Daten
der erste Sektor einer VOBU mit einem Navigationssektor sein, wobei
der erste Sektor ein Navigationssektor ist.
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Das
DVD-System der vorliegenden Erfindung kann auch Mittel zur Verschiebung
einer Backup-Kopie der Steuerdaten von einem ersten Block von Sektoren
in einem Steuerdaten-Backupbereich zu
einem zweiten Block von Sektoren in dem Steuerdaten-Backupbereich
sein, wobei der zweite Block in dem Steuerdaten-Backupbereich dem
zweiten Block von Sekto ren in dem Steuerdatenbereich entspricht. Außerdem können die
Detektier- und Lokalisierungsmittel Mittel enthalten zur Konsultierung
einer Fehlerliste in dem beschreibbaren DVD-Medium, wobei die Fehlerliste
eine Liste von Sektoren enthält,
die als fehlerhaft ermittelt wurden.
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Das
DVD-System kann Mittel enthalten zur Modifizierung des Fehlersektors,
wobei die Modifikation einen nicht-fehlerhaften Sektor emuliert. Demzufolge
kann ein DVD-Abspielgerät, das die
VOBU in dem beschreibbaren DVD-Medium wiedergibt, den Fehlersektor überspringen,
so, als wäre
der Fehlersektor ein nicht-fehlerhafter Sektor mit ignorierbaren Daten.
Der Fehlersektor kann ein Sart-Code-Feld, ein Strom ID Feld, ein
Paketlängenfeld
und wenigstens ein paketabhängiges
Datenfeld enthalten. Ebenso können
die Modifizierungsmittel Mittel enthalten zum Schreiben von Daten
ungleich dem Startcode 0x000001BA in das Startcode-Feld. Ebenso
können die
Modifizierungsmittel Mittel enthalten zum Schreiben einer unbrauchbaren
Strom-ID in das Strom-ID-Feld.
Schließlich
können
die Modifizierungsmittel Mittel zum Schreiben eines Nullwerts in das
Paketlängenfeld
enthalten.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
ein Blockschaltbild eines DVD-Aufzeichnungsgeräts, das
mit einem oder mehreren fortgeschrittenen Betriebsmerkmalen gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen
versehen sein kann.
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2 ist
ein schematisches Diagramm eines beschreibbaren DVD-Mediums.
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3A–3B sind zusammen genommen schematische Diagramme
eines DVD-ROM-rückwärtskompatiblen
Verfahrens zur Fehlersektorverwaltung, wobei der Fehlersektor sich
in Steuerda ten befindet, die auf einem Steuerdatenbereich aufgezeichnet
sind.
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4A–4B sind zusammen genommen schematische Diagramme
eines DVD-ROM rückwärtskompatiblen
Verfahrens zur Verwaltung der Fehlersektoren, wobei sich der Fehlersektor
in einer Backup-Steuerdatei in einem Steuerdaten-Backup-Dateibereich befindet.
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5A–5C sind zusammen genommen schematische Diagramme
eines DVD-ROM rückwärtskompatiblen
Verfahrens zur Verwaltung von Fehlersektoren, wobei sich der Fehlersektor
in dem ersten Sektor eines Navigationspakets in einer VOBU befindet.
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6 ist
ein Flussdiagramm und zeigt ein bevorzugtes Verfahren zur Änderung
des Fehlersektors der 5A–5C so,
dass der Fehlersektor einen nicht korrigierbaren Sektor emuliert.
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7 ist
ein Blockdiagramm und zeigt eine DVD-Dateihierarchie.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Beschreibbares DVD-Gerät
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Ein
Gerät 100 zur
Durchführung
des DVD-ROM rückwärtskompatiblen
Verfahrens zur Fehlerverwaltung gemäß den hier gelehrten erfindungsgemäßen Anordnungen
verwendet ein beschreibbares, wiederbeschreibbares Plattenmedium 102 gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen und
ist in 1 in Form eines Blockschaltbilds dargestellt.
Das wiederbeschreibbare Plattenmedium 102 ist als wiederbeschreibbare
DVD in der dargestellten Ausführungsform
ausgeführt.
In vielen Fällen
kann das wiederbeschreibbare Plattenmedium auch z.B. eine Festplatte
oder eine magnetooptische Platte (MOD) sein. Ein Beispiel einer
MOD ist eine sogenannte Minidisk. In vielen Fällen können die erfindungsgemäßen Anordnungen
auf Video oder Audio oder sowohl Video als auch Audio angewendet
werden.
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Das
Gerät 100 ist
in der Lage zum Schreiben auf oder zum Lesen von einem beschreibbaren DVD-Medium,
in diesem Beispiel einer wiederbeschreibbaren DVD 102.
Das Gerät
enthält
eine mechanische Anordnung 104 einen Steuerbereich 120, einen
Video/Audio-Eingangsverarbeitungsweg 140 und einen Video/Audio-Ausgangsverarbeitungsweg 170.
Die Zuordnung der meisten der Blöcke
zu den verschiedenen Abschnitten oder Wegen ist offensichtlich,
während
die Zuordnung einiger Blöcke
der Einfachheit halber gewählt
wurde und für
das Verständnis
des Betriebs des Gerätes
nicht kritisch ist.
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Die
mechanische Anordnung 104 enthält einen Motor 106 zur
Drehung der Platte 102 und eine Abtasteinheit 108,
die dazu eingerichtet ist, über
die Platte bewegt zu werden. Der Abtaster 108 und der Motor 106 werden
durch einen Servo 110 gesteuert. Der Servo 110 kann
ein Wiedergabesignal an Daten empfangen, die als ein erster Eingang
von einer spiralförmigen
Spur der Platte 102 gelesen werden können. Das Wiedergabesignal
kann auch ein Eingang zu einer Fehlerkorrekturschaltung 130 sein,
die als Teil des Steuerabschnitts oder als Teil des Video/Audio-Ausgangsverarbeitungswegs
angesehen werden kann.
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Beim
Lesen von Daten von der Platte 102 kann ein Laser auf der
Abtasteinheit 108 Licht auf eine innere Oberfläche der
Platte 102 richten. Abhängig
von den auf der Platte 102 gespeicherten Daten kann das
Laserlicht zum größten Teil
reflektiert oder zum größten Teil
absorbiert werden. Die Abtasteinheit 108 kann reflektiertes
Licht als einen Typ des elektrischen Signals interpretieren, während das durch
die Innenfläche
der Platte 102 absorbierte Licht als ein zwei ter Typ eines
elektrischen Signals interpretiert werden kann. In der bevorzugten
Ausführungsform
werden Übergänge zwischen
Reflexion und Nicht-Reflexion als ein mit Wiedergabesignal bezeichnetes
Digitalsignal dargestellt, das den auf der Platte 102 gespeicherten
Daten entspricht.
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Während der
Aufzeichnung hingegen brennt ein auf der Abtasteinheit angeordneter
Laser Punkte auf eine spiralförmige
Spur der Platte 102, um so Video- und/oder Audioprogrammmaterial
digital aufzuzeichnen. Insbesondere kann die Platte 102,
die wenigstens eine innere kristalline Aufzeichnungsschicht enthalten
kann, zwei unterschiedliche Zustände
aufweisen, einen amorphen und einen kristallinen, die unterschiedliche
Reflexionseigenschaften aufweisen. Diese unterschiedlichen Werte
des Reflexionsvermögens
können
durch optische Sensoren in der Abtasteinheit 108 detektiert
werden.
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Vor
der Aufzeichnung befindet sich die innere Aufzeichnungsschicht der
Platte in einem kristallinen Zustand mit hohem Reflexionsvermögen. Die Lichtintensität eines
Laserstrahls kann moduliert werden, um amorphe Datenmarkierungen
auf der Oberfläche
der Spuren in der inneren kristallinen Aufzeichnungsschicht zu schreiben.
Insbesondere kann die Energie eines Laserimpulses schnell die Oberflächentemperatur
der inneren, kristallinen Aufzeichnungsschicht bis über den
Schmelzpunkt der Schicht erhöhen.
Im Zustand oberhalb des Schmelzpunktes kann die innere Schicht von
einem kristallinen Zustand mit hohem Reflexionsvermögen in einen
amorphen Zustand mit niedrigem Reflexionsvermögen übergehen. Danach verhindert
die schnelle Abkühlung
der Schicht, dass die Molekularstruktur der inneren Schicht sich
in einen kristallinen Zustand reorganisiert. Daher können digitale
Daten als Reihen von Laserimpulsen dargestellt werden, die einen
digitalen Code auf die Platte 102 schreiben können, der
den digitalen Daten entsprechen kann.
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Abhängig von
den Speicherkapazitätsanforderungen
kann die Platte 102 eine oder zwei beschreibbare Seiten
aufweisen. Zusätzlich
kann die Platte 102 mehrere beschreibbare Schichten je
Seite aufweisen. Jedoch ist zum Zwecke des Verständnisses der Erfindung die
Anzahl von Seiten und Schichten unbedeutend. Außerdem ist es im Falle einer doppelseitigen
Aufzeichnung irrelevant, ob die Aufzeichnung auf beiden Seiten der
Platte 102 von einer oder von beiden Seiten der Platte 102 erfolgt.
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In 1 enthält der Steuerabschnitt 120 vorzugsweise
eine Steuereinheit 122 und eine Schaltung 126 zur
Erzeugung von Navigationsdaten. Die Steuereinheit 122 liefert
ein erstes Eingangssignal an die Schaltung 126 zur Erzeugung
der Navigationsdaten, und der Servo 110 liefert ein zweites
Eingangssignal an die Schaltung 126 zur Erzeugung der Navigationsdaten.
Der Servo kann auch als Teil des Steuerabschnitts 120 angesehen
werden. Die Schaltung 126 zur Erzeugung der Navigationsdaten
liefert ein erstes Eingangssignal an den Multiplexer (MUX) 154, der
einen Teil des Video/Audio-Eingangsverarbeitungswegs 140 bildet.
Der Ausgang des MUX 154 ist ein Eingang für eine Fehlerkorrektur-Codierschaltung 128.
Der Ausgang der Fehlerkorrektur-Codierschaltung 128 ist
ein aufzeichenbares Eingangssignal das an den Abtaster 108 geliefert
und durch den Laser in die spiralförmige Spur der Platte 102 "eingebrannt" wird.
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Die
Steuereinheit 122 hat vorzugsweise Zugriff zu den Daten,
die in dem Spurpuffer 172 und dem Aufzeichnungspuffer 152 enthalten
sind, wie in 1 gezeigt. Die Steuereinheit 122 kann
Videodaten, die in dem Spurpuffer 172 und dem Aufzeichnungspuffer 152 gespeichert
sind, zum Zwecke der Durchführung
der erfindungsgemäßen Anordnungen löschen, modifizieren
und neu formatieren. Steuer- und Datenschnittstellen sind vorzugsweise
ebenso vorgesehen, um zu ermögli chen,
dass die Steuereinheit 122 den Betrieb des Paket-Videocoders 144 und des
Audidocoders 148 zur Durchführung der hier beschriebenen
erfindungsgemäßen Anordnungen
steuern kann. Geeignete Software oder Firmware für die konventionellen, durch
die Steuereinheit 122 durchgeführten Vorgänge wird im Speicher bereitgestellt. Zusätzlich sind
Programmroutinen für
die fortschrittlichen Merkmale 134 zur Steuerung der Steuereinheit 122 gemäß der Erfindung
vorgesehen, die im Folgenden im Detail beschrieben werden.
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Ein
Steuerpuffer 132 für
durch den Betrachter aktivierbare Funktionen zeigt diejenigen Funktionen
an, die derzeit verfügbar
sind, nämlich
Wiedergabe, Aufzeichnung, Rücklauf,
schneller Vorlauf, Pause/Wiedergabe und Stop. Die Pause ist ein
Gegenstück
zu dem Pausenbetrieb in einem VCR, z.B. durch manuelle Unterbrechung
der Wiedergabe eines voraufgezeichneten Programms oder die Unterbrechung
der Aufzeichnung eines betrachteten Programms, um Werbespots aus
der Aufzeichnung zu beseitigen. Es ist ein getrennter Pausenpuffer 136 zum
Empfang von Befehlen zur Durchführung
der Pause während
der Aufzeichnungs- und Wiedergabefunktion vorgesehen.
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Der
Video/Audio-Eingangsverarbeitungsweg 140 ist eine Signalverarbeitungschaltung
für die
Umsetzung eines konventionellen Fernsehsignals, z.B. NTSC oder PAL,
in digitalisierte Paketdaten, z.B. MPEG-1 oder MPEG-2 für die digitale
Aufzeichnung durch das Gerät 100.
Der Eingangsweg 140 enthält einen NTSC-Decoder 142 und
Videocoder, z.B. MPEG-1 oder MPEG-2, 144 für "Video Ein" und enthält einen
Audio-Analog/Digital-Konverter
(A/D) 146 und einen Audiocoder, z.B. MPEG-1 oder MPEG-2, 148.
Die digitalisierten Signale werden in einem Multiplexer 150 kombiniert
und in einem Aufzeichnungspuffer 152 gespeichert, bis ein
vollständiges
Paket aufgebaut ist. Während
jedes Paket aufgebaut wird, wird jedes Paket mit dem Ausgang der
Schaltung zur Erzeu gung der Navigationsdaten in dem MUX 154 kombiniert
und an die Fehlerkorrektur-Codierschaltung 128 übertragen.
Fehlerkorrektur-Codierschaltung 128 kann ebenfalls als
Teil des Eingangswegs 140 angesehen werden.
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Der
Ausgangsverarbeitungsweg 170 enthält einen Spurpuffer oder Ausgangspuffer 172,
in dem von der Platte gelesene Daten für die weitere Verarbeitung
in Pakete zusammengestellt werden. Die Pakete werden durch die Zugangsberechtigungsschaltung 174 verarbeitet,
die die Ausbreitung der Pakete über
den Demultiplexer 176 und in jeweilige Wege für die Video-
und Audioverarbeitung steuert. Das Video wird durch den Decoder 178 decodiert,
z.B. von MPEG-1 oder MPEG-2, und als ein konventionelles Fernsehsignal
codiert, z.B. NTSC oder PAL. Das Audio wird durch die Schaltung 182 decodiert,
z.B. von MPEG-1 oder MPEG-2, und durch einen Audio-Digital/Analog (D/A)-Konverter 184 in
eine analoge Form umgesetzt. Der Ausgangsverarbeitungsweg 170 kann
auch so angesehen werden, dass er die Fehlerkorrekturschaltung 130,
wie bereits bemerkt, enthält.
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Das
Gerät 100 stellt
eine Maschine dar, die z.B. eine 1X-Lese und 1X-Schreibfähigkeit hat. Derartige Geräte können im
Allgemeinen ein Maximum an Datenraten für die Aufzeichnung oder Wiedergabe
von ungefähr
11 Megabit in der Sekunde haben. Um einige der erfindungsgemäßen Anordnungen auszuführen, ist
es notwendig, in einer Weise wiederzugeben (Lesen) und aufzuzeichnen
(Schreiben), die simultan erscheint. Offensichtlich könnte die
gleichzeitige Wiedergabe und Aufzeichnung mit einer solchen Maschine
unmöglich
erscheinen, jedoch kann sogar eine solche Maschine mit minimaler
Fähigkeit in
vorteilhafter Weise gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen
betrieben werden, so dass sie eine anscheinend gleichzeitige Wiedergabe
und Aufzeichnung bereitstellt, sowie andere erfindungsgemäße Anordnungen.
Es ist auch von Vorteil, dass die erfindungsgemäßen Anordnungen auch für Geräte nützlich sein
können,
die höhere
Datenraten aufweisen.
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DVD-Medien
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Zum
Zwecke der Erläuterung
der erfindungsgemäßen Anordnungen
kann Programmmaterial auf beschreibbaren DVD-Medien aufgezeichnet
werden, z.B. auf der wiederbeschreibbaren DVD von 1, und
von der wiederbeschreibbaren DVD wiedergegeben werden. Die wiederbeschreibbare
DVD 102, wie sie im Detail in 2 dargestellt
ist, kann aus zwei mit einer Klebeschicht verbundenen Substraten
bestehen, die eine 1,2 mm dicke Disk bilden. Ein Mittenloch 118 kann
in der Mitte der Platte vorgesehen sein, so dass ein Greifelement
des Motors 106 von 1 die Platte
sicher ergreifen und die Winkelbewegung derselben gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen
bilden kann.
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Wie
in der konventionellen DVD-RAM-Technologie enthält die wiederbeschreibbare
DVD 102 der vorliegenden Erfindung eine Land/Graben-Struktur
und Phasenänderungsmaterial
zur Aufzeichnung der Daten auf der Platte. Die Kombination Land/Graben
bildet eine kontinuierliche Spirale 112, wobei die Daten
abwechselnd auf Land oder im Graben aufgezeichnet werden. Daten
können
auf die wiederbeschreibbare DVD 102 in Richtung nach Außen auf der
Spirale 112 geschrieben werden, ab dem engeren Teil der
Spirale bis zum weiteren Teil der Spirale 112. Die mehreren
Reihen von drei großen
Punkten (• • •) bezeichnen
Teile der in der Zeichnung nicht dargestellten Spirale. Jeder nahezu
runde, radial konzentrische Abschnitt der Spirale 112 wird
manchmal als eine Spur bezeichnet. Die Spirale 112 kann
mit einer – in
der Zeichnung nicht dargestellten – Wobbelung von Seite zu Seite
ausgebildet sein, welche die Kennzeichnung von Medientypen ermöglicht.
Aufgrund der Schwierigkeiten des Maßstabs sind nur Teile der Spirale 16 gezeigt,
und diese sind in einem stark vergrößerten Maßstab dargestellt.
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Um
eine konstante Datendichte über
die Oberfläche
der wiederbeschreibbaren DVD 102 zu erhalten, ist die Aufzeichnungsfläche in vierundzwanzig
(24) ringförmige
Bereiche aufgeteilt. Jeder Bereich enthält 1888 Spuren, einschließlich 944
Landspuren und 944 Grabenspuren. Jede Spur ist aufgeteilt in Sektoren 114 (zur
Einfachheit ist nur ein einziger Sektor dargestellt). Der innerste
Bereich enthält siebzehn
(17) Sektoren je Spur. Die Anzahl der Sektoren je Spur nimmt in
jedem folgenden Bereich um eins zu. Somit enthält der äußerste Bereich vierzig (40)
Sektoren je Spur. Jeder Sektor 114 beginnt mit einem Nur-Lese-Identifikationsfeld,
eingeprägt
auf die Plattenoberfläche.
Dieses Identifikationsfeld, bekannt als der Header, dient zur Identifizierung
der räumlichen
Lage des Sektors und wird getrennt gehalten von dem durch den Benutzer
beschreibbaren Datenfeld, damit es permanent lesbar ist. Die wiederbeschreibbare
DVD 102 kann außerdem
einen eingeprägten
Bereich 116 enthalten, der Nur-Lese-Daten enthält, die
den Typ des Medium identifizieren können, z.B. DVD-RAM, DVD-ROM
oder DVD-R.
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Die
hier gelehrten fortschrittlichen Merkmale sind auf andere Arten
von Plattenmedien und Plattenwiedergabegeräte und Plattenaufzeichnungsgeräte anwendbar.
Zusätzlich
können
verschiedene Modifikationen des in 1 dargestellten
Gerätes und
des in 2 dargestellten Plattenmediums zusammen mit der
Durchführung
der hier gelehrten fortschrittlichen Merkmale gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen
benutzt werden. Insbesondere kann eine Lösung für die fehlerhafte Sektorverwaltung
gemäß den erfindungsgemäßen Anordnungen Modifikationen
und Zusätze
zu der Hardware, Firmware und Software in der Steuereinheit 122 zur
Aufzeichnung von Daten auf beschreibbaren DVD-Medien enthalten.
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DVD-ROM-rückwärtskompatible
Fehlersektorverwaltung in beschreibbaren DVD-Medien
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Die
vorliegende Erfindung kann ein Verfahren zur DVD-ROM rückwärtskompatiblen
Verwaltung von Fehlersektoren in einem beschreibbaren DVD-Medium
enthalten. Die vorliegende Erfindung kann in Hardware, Software
oder einer Kombination von Hardware und Software ausgeführt werden.
Maschinenlesbarer Speicher gemäß der vorliegenden Erfindung
kann in einer zentralisierten Weise in einem Computersystem realisiert
werden, z.B. der Steuereinheit 122, oder in einer verteilten
Art, wo verschiedene Elemente auf mehrere miteinander verbundene
Computersysteme verteilt sind. Jede Art des Computersystems oder
einer anderen Vorrichtung zur Durchführung der hier beschriebenen
Verfahren ist akzeptabel.
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Wenngleich
die vorliegende, hier beschriebene Erfindung die Steuereinheit 122 von 1 vorsieht,
könnte
eine typische Kombination von Hardware und Software ein Computersystem
für einen
allgemeinen Zweck mit einem Computerprogramm sein, das, wenn es
geladen und durchgeführt
wird, das Computersystem und ein DVD-Aufzeichnungssystem ähnlich zu
dem Steuerbereich 120 von 1 steuert,
so dass es die hier beschriebenen Verfahren durchführt. Die
vorliegende Erfindung kann auch in einem Computer-Programmprodukt
enthalten sein, das alle Merkmale enthält, die die Durchführung der hier
beschriebenen Verfahren ermöglicht
und das, wenn es in ein Computersystem geladen wird, diese Verfahren
durchführen
kann.
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Ein
Computerprogramm in dem vorliegenden Kontext kann jeden Ausdruck,
in jeder Sprache, Code oder Schreibweise eines Satzes von Instruktionen
bedeuten, die ein System mit Fähig keit
zur Informationsverarbeitung verursachen sollen, eine besondere
Funktion durchzuführen,
entweder direkt oder nach einem oder mehreren der folgenden Vorgänge: (a)
Umsetzung in eine andere Sprache, Code oder Schreibweise, und (b)
Reproduktion in einer anderen Materialform. Die hier beschriebene
Erfindung kann ein in ein Computerprogramm eingebettetes Verfahren
sein, das durch einen Programmierer erstellt wird unter Anwendung
verfügbarer,
professioneller Entwicklungswerkzeuge für Betriebssysteme, die mit dem
oben beschriebenen Steuergerät 122 kompatibel
sind.
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Gemäß dem Verfahren
der Erfindung wird die folgende Grundregel berücksichtigt, wenn Daten auf
einem beschreibbaren DVD-Medium aufgezeichnet werden: bestimmte
unteilbare Daten können nicht
diskontinuierlich während
der Verwaltung der darin enthaltenen Fehler in dem beschreibbaren DVD-Medium
aufgezeichnet werden. Insbesondere kann das Verfahren der Erfindung,
um die Rückwärts-Kompatibilität mit der
DVD-Norm aufrechtzuerhalten, die Einhaltung von drei Regeln enthalten.
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Erstens
können
Sektoren in dem Steuerdatenbereich, zum Beispiel Sektoren die eine
Steuertabelle oder Steuerabbildung speichern, nicht durch einen
Fehlersektor voneinander getrennt werden. Insbesondere kann ein
Fehlersektor in dem Steuerdatenbereich die Steuerdaten ungültig machen.
Zweitens kann kein Fehlersektor in einer Steuer-Backup-Datei existieren.
Schließlich
kann der erste Sektor einer VOBU, der gemäß der DVD-ROM-Spezifikation ein
Navigationssektor sein muss, kein Fehlersektor sein. Obwohl mehrere
Lösungen
für die
Detektierung und die Ortung der Fehlersektoren in der vorliegenden
Ausführungsform
bestehen, können
Fehlersektoren detektiert und geortet werden durch Einsatz der Fehlerliste,
die Fehlersektoren und zugehörige Adresseninformationen
enthalten kann. In der DVD-RAM-Spezifikation können zum Beispiel Fehlersektoren
in einer primären
Feh lerliste (PDL = Primary Defect List) und einer sekundären Fehlerliste (SDL
= Secondary Defect List) enthalten sein.
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3A–3B zeigen zusammen genommen die erste Regel – eine Steuer-Map
oder eine Steuertabelle in den Steuerdaten zur Verwaltung eines
Titels, zum Beispiel Videoverwaltungsinformationen (VMGI) oder Videotitelsatzinformationen
(VTSI) können
niemals einen Fehlersektor enthalten. Insbesondere zeigt 3A die
Zuordnung von Steuerdaten zu einem ersten Block von Sektoren 314A–E in
einer wiederbeschreibbaren DVD-Platte 302. Insbesondere
ist der Sektor 314B ein Fehlersektor. Insofern kann das
Schreiben von Steuerdaten in den ersten Block von Sektoren 314A–B die
erste Regel verletzen. Daher können
die Steuerdaten, wie in 3B gezeigt, bei
Ermittlung und Ortung des Fehlersektors 314B auf einen
zweiten Block von Sektoren 314C–314G verschoben werden.
Der zweite Block von Sektoren 314C–314G enthält wohlgemerkt
keinen Fehlersektor. Daher verletzt die Speicherung der Steuerdaten in
dem zweiten Block von Sektoren 314C-314G nicht die erste
Regel, und die in diesem Fall benutzte Lösung für die Fehlersektorverwaltung
bleibt DVD-ROM-rückwärtskompatibel.
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Konventionelle
Steuerdaten, zum Beispiel eine Steuertabelle oder Steuerabbildung
haben vorzugsweise eine entsprechende Backup-Datei in einem Steuerdaten-Backup-Bereich.
Jeder Sektor in dem Steuerdaten-Backup-Bereich hat eine logische Adresse,
die einer logischen Adresse in dem Steuerdatenbereich entspricht.
Um die DVD-ROM rückwärtskompatibel
zu halten, müssen
Steuerdaten in dem Steuerdatenbereich und zugehörige Backup-Steuerdaten in
dem Steuerdaten-Backup-Bereich auf
entsprechende Sektoren mit entsprechenden logischen Adressen geschrieben
werden. Selbst wenn keine Fehlersektoren in dem Steuerdaten-Backup-Bereich
enthalten sind, müssen,
wenn die Beachtung der ersten Regel bewirkt, das Sektoren in dem Steuerdatenbereich übersprungen
werden, die entsprechenden Sektoren in dem Steuerdaten-Backup-Bereich ebenfalls übersprungen
werden, wie in 3B gezeigt. Selbst wenn keine
Fehlersektoren in dem Block der Sektoren 314M–314Q bestehen,
müssen
die Backup-Steuerdaten auf einem zweiten Block von Sektoren 314O–314S verschoben
werden, weil die entsprechenden Steuerdaten zu dem zweiten Block
von Sektoren 314C–314G verschoben
worden sind.
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Der
Fachmann auf diesem Gebiet wird erkennen, dass die vorliegende Erfindung
nicht auf die genaue Auswahl von Sektoren in dem zweiten Block begrenzt
sein soll. Obwohl 3A–3B zeigen,
dass der zweite Block von Sektoren den ersten Block von Sektoren überlappt,
umfasst der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einen zweiten
Block von Sektoren, in dem die darin enthaltenen Sektoren nicht
in dem ersten Block von Sektoren enthalten sind. Somit ist die Auswahl
der Sektoren des ersten und des zweiten Blocks derart, dass der
zweite Block den ersten Block überlappt,
zum Zwecke der Vereinfachung gezeigt, und soll den Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung nicht einschränken.
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Wenn
in den 4A–4B ein Fehlersektor in einem
Steuerdaten-Backup-Dateibereich liegt, kann die zweite Regel angewendet
werden – es
dürfen
keine Fehlersektoren in einer Steuerdaten-Backup-Datei liegen. Die
zweite Regel setzt notwendiger Weise voraus, dass jede Steuerdaten-Backup-Datei in einem fehlerfreien
Raum auf der Platte aufgezeichnet werden muss. 4A zeigt
die Zuordnung der Backup-Steuerdaten
zu einem ersten Block von Sektoren 414M–414Q in einer wiederbeschreibbaren DVD-Platte 402.
Insbesondere ist der Sektor 414N ein Fehlersektor. Somit
verletzt das Schreiben von Kontrolldaten in den ersten Block von
Sektoren 414M–414Q die
zweite Regel. Daher können,
wie in 4B gezeigt, bei Detektierung
und Ortung des Fehlersektors 414N die Backup-Steuerdaten
zu einem zweiten Block von Sektoren 414O–414S verschoben
werden. Der zweite Block von Sektoren 414O–414S enthält keinen
Fehlersektor. Daher verletzt die Speicherung der Backup-Steuerdaten
in dem zweiten Block der Sektoren 414O–414S nicht die zweite
Regel, und die in diesem Fall benutzte Lösung für die Fehlersektorverwaltung
bleibt DVD-ROM-rückwärtskompatibel.
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Schließlich zeigen
die 5A–5C die Anwendung der dritten
Regel – der
erste Sektor einer VOBU, notwendigerweise ein Navigationssektor, kann
kein Fehlersektor sein. Somit muss der erste Block von Sektoren
zur Speicherung einer VOBU derart gewählt werden, dass der erste
Sektor (der Navigationssektor in der VOBU) kein Fehlersektor ist. 5A zeigt
die Zuordnung einer VOBU zu einem ersten Block von Sektoren 514A–514F in
einer wiederbeschreibbaren DVD-Platte 502. Entsprechend
der DVD-ROM-Spezifikation beginnt die VOBU mit einem NV_PCK, gefolgt
von AV-Daten, zum Beispiel Sektoren mit einem V_PCK, A_PCK oder
einem SP_PCK. Der Sektor 514B ist als ein Fehlersektor
dargestellt. Es ist jedoch auch dargestellt, dass Sektor 514B der
Speicherung des Navigationssektors 516 zugeordnet ist – des ersten
Sektors in der VOBU. Insofern verletzt das Schreiben der VOBU in
den ersten Block von Sektoren 514A–514F die dritte Regel.
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Daher
kann, wie in 5B gezeigt, bei der Detektierung
und Ortung des Fehlersektors 514B die VOBU auf einen zweiten
Block von Sektoren 514C–514H verschoben werden.
Der erste Sektor 514C des zweiten Blocks von Sektoren 514C–514H ist
kein Fehlersektor. Daher verletzt die Speicherung der VOBU in dem
zweiten Block von Sektoren 514C–514H nicht die dritte
Regel, und die in diesem Fall benutzte Fehlersektorverwaltung bleibt DVD-ROM-rückwärtskompatibel.
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Es
kann wichtig sein, einen Fehlersektor zu sperren, der zur Speicherung
von Daten in einer VOBU benutzt werden kann. DVD-ROM-Leser, die der
DVD-ROM-Spezifikation entsprechen, werden nicht versuchen, einen
Fehlersektor zu lesen.
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Demzufolge
kann bei dem Versuch, einen Fehlersektor zu lesen, möglicherweise
ein DVD-ROM-Leser einen Fehlerzustand nicht angemessen behandeln,
der durch einen Versuch zum Lesen eines Fehlersektors veranlasst
ist. Wie in 5C gezeigt, kann das Verfahren
der Erfindung die Modifizierung eines detektierten und georteten
Fehlersektors in dem ersten Block von Sektoren für die Speicherung der VOBU
derart enthalten, dass der modifizierte Fehlersektor einen nicht-fehlerhaften Sektor mit
ignorierbaren Daten emuliert. Als Ergebnis wird der DVD-ROM-Leser
keinen Versuch für
den Zugriff zu den Daten in dem Fehlersektor unternehmen und so
den möglichen
Fehlerzustand vermeiden.
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6 ist
ein Flussdiagramm und zeigt ein Verfahren 200 zur Änderung
eines Fehlersektors, derart, dass der modifizierte Fehlersektor
einen nicht-fehlerhaften Sektor emuliert. Insbesondere kann das
Verfahren 200 die ersten Bytes des Fehlersektors ändern, der
ohne die in den Figuren 5A-5B dargestellte
Fehlersektorverwaltungsmethode in der ersten NV_PCK in der VOB gelegen
hätte.
Jeder Sektor in einer VOB kann ein Startcode-Feld, ein Strom-ID
Feld, ein Paketlängenfeld
und die einem NV_PCK, A_PCK oder SP_PCK entsprechenden eigentlichen
Paketdaten beinhalten. Durch Änderung
des Startcodefeldes, des Paketlängenfeldes
oder einer Kombination davon kann ein DVD-Abspielgerät veranlasst
werden, anzunehmen, dass der Sektor ignorierbare Daten enthält.
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Das
Verfahren kann im Schritt 202 beginnen. Wenn im Schritt 204 trotz
des Fehlers in dem Sektor das Paketlängenfeld des Pakets im Schritt 210 noch geändert werden
kann, kann das Paketlängenfeld auf
Null (0) geändert
werden. Alternativ kann im Schritt 206, wenn das Strom-ID-Feld
des Pakets geändert
werden kann, im Schritt 212 das Strom-ID-Feld auf einen
Wert geändert
werden, der andere Daten als AV-Daten (nicht Audio-, Video- oder Unterpaketdaten)
anzeigt. Schließlich
können
im Schritt 208, wenn das Startcodefeld im Schritt 214 geändert werden
kann, andere Daten als ein Pack-Start-Code von 0x000001BA in das
Startcodefeld geschrieben werden. Als Ergebnis kann der Fehlersektor
einen Nicht-Fehlersektor emulieren. In vorteilhafter Weise kann
die Beachtung derjenigen Regeln, die in 3A–3B, 4A-4B und 5A–5C dargestellt
sind, bewirken, dass beschreibbare DVD-Medien mit der DVD-ROM-Spezifikation
rückwärtskompatibel
bleiben, während
weiterhin gewährleistet
ist, dass die Wiedergabequalität der
beschreibbaren DVD-Medien nicht verschlechtert wird.