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発明の名称 データ記録/再生装置および方法、並びにデータ記録媒体
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平9−7306
公開日 平成9年(1997)1月10日
出願番号 特願平7−180954
出願日 平成7年(1995)6月23日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】杉浦 正知
発明者 佐古 曜一郎
要約 目的
同一のデータ記録媒体上へ、コンピュータストレージ用のデータとCD−ROM用のデータとの何れも移植することを可能とし、また、容易に移植する。

構成
コンピュータストレージ用の2Kバイトのデータ、またはCD−ROM用のデータがフォーマット化回路4a、4bによって異なるセクタサイズのセクタ構造へ変換される。そして、ブロック化回路6によって同一のブロックサイズのデータへ変換される。ブロック化されたデータがエラー訂正符号のエンコーダ7、8、ディジタル変調回路9を介してシンク付加回路10a、10bに供給され、その出力が光ピックアップ12に供給され、光ディスク2に記録される。フォーマット化回路4a、4bにおいて付加されるデータシンクのパターンと、付加されるフレームシンクのビットパターンによってセクタ構造の識別が可能とされる。
特許請求の範囲
【請求項1】 データ記録媒体に対してディジタルデータを記録するようにしたデータ記録装置において、データ部分が512バイトの整数倍の長さに区切られた第1のデータおよび/またはデータ部分がCDフォーマットに準ずるバイト長に区切られた第2のデータを受け取るための入力手段と、上記第1および第2のデータをセクタ構造に変換すると共に、データの先頭に上記第1のデータで構成されるセクタか、上記第2のデータで構成されるセクタかを識別することが可能なデータシンクを付加するためのフォーマット化手段と、上記フォーマット化手段からのデータに対してエラー訂正符号化を行なうためのエンコード手段と、上記エラー訂正符号化されたデータをディジタル変調するための変調手段と、上記変調手段からの記録データを上記データ記録媒体に対して記録するための記録手段とからなることを特徴とするデータ記録装置。
【請求項2】 データ部分が512バイトの整数倍の長さに区切られた第1のデータ、および/またはデータ部分がCDフォーマットに準ずるバイト長に区切られた第2のデータがセクタ構造に変換され、さらに、エラー訂正符号化およびディジタル変調の処理がされてなるデータが記録されたデータ記録媒体を再生するデータ再生装置において、上記データ記録媒体から上記データを再生するための手段と、再生された上記データをディジタル復調するための手段と、復調されたデータをエラー訂正するためのデコード手段と、復調されたデータからデータシンクを切り出すための手段と、該切り出されたデータシンクを識別し、エラー訂正されたデータから上記第1のデータ、および/または第2のデータを切り出すためのフォーマット分解手段と、上記第1のデータおよび/または第2のデータを送出するための手段とからなるデータ再生装置。
【請求項3】 データ記録媒体に対してディジタルデータを記録するようにしたデータ記録方法において、データ部分が512バイトの整数倍の長さに区切られた第1のデータおよび/またはデータ部分がCDフォーマットに準ずるバイト長に区切られた第2のデータを受け取るステップと、上記第1および/または第2のデータをセクタ構造に変換すると共に、データの先頭に上記第1のデータで構成されるセクタか、上記第2のデータで構成されるセクタかを識別することが可能なデータシンクを付加するためのフォーマット化のステップと、上記フォーマット化されたデータに対してエラー訂正符号化を行なうステップと、上記エラー訂正符号化されたデータをディジタル変調するステップと、上記ディジタル変調により形成された記録データを上記データ記録媒体に対して記録するステップとからなることを特徴とするデータ記録方法。
【請求項4】 データ部分が512バイトの整数倍の長さに区切られた第1のデータ、および/またはデータ部分がCDフォーマットに準ずるバイト長に区切られた第2のデータがセクタ構造に変換され、さらに、エラー訂正符号化およびディジタル変調の処理がされてなるデータが記録されたデータ記録媒体を再生するデータ再生方法において、上記データ記録媒体から上記データを再生するステップと、再生された上記データをディジタル復調するステップと、復調されたデータをエラー訂正するステップと、復調されたデータからデータシンクを切り出すためのステップと、該切り出されたデータシンクを識別し、エラー訂正されたデータから上記第1のデータ、および/または第2のデータを切り出すためのフォーマット分解のステップと、上記第1のデータおよび/または第2のデータを送出するステップとからなるデータ再生方法。
【請求項5】 データ部分が512バイトの整数倍の長さに区切られた第1のデータから構成される第1のセクタと、CDフォーマットに準ずるバイト長に区切られた第2のデータから構成される第2のセクタとの一方がエラー訂正符号化およびディジタル変調の処理をされて記録され、上記第1および第2のセクタ毎に付加されるデータシンクとによって、上記第1および第2のセクタの識別を行なうことを特徴とするデータ記録媒体。
【請求項6】 請求項5において、TOC領域のデータと上記データシンクとによって、上記第1および第2のセクタの識別を行なうことを特徴とするデータ記録媒体。
【請求項7】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、または請求項5において、上記第2のデータが2,352バイト、2,340バイト、2,336バイト、2,324バイト、または2,450バイトの長さに区切られることを特徴とするデータ記録/再生装置および方法、並びにデータ記録媒体。
【請求項8】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、または請求項5において、データ記録媒体上に記録されるデータは、伝送フレームが連続するものであり、第1および第2のデータのセクタがそれぞれ異なる数の上記伝送フレームに含まれることを特徴とするデータ記録/再生装置および方法、並びにデータ記録媒体。
【請求項9】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、または請求項5において、エラー訂正符号化として、畳み込み型の符号化が用いられることを特徴とするデータ記録/再生装置および方法、並びにデータ記録媒体。
【請求項10】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、または請求項5において、伝送のために付加される同期信号のパターンによって、第1および第2のデータのセクタ構造を判別することを特徴とするデータ記録/再生装置および方法、並びにデータ記録媒体。
【請求項11】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、または請求項5において、上記第1および第2のデータのセクタにそれぞれ付加されるデータシンクは、さらに、複数のセクタの集合であるブロックの識別に用いられることを特徴とするデータ記録/再生装置および方法、並びにデータ記録媒体。
【請求項12】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、または請求項5において、データシンクがキャラクタコードから構成され、上記第1および第2のデータのセクタにそれぞれ付加されるデータシンクの少なくとも一部が異ならされることを特徴とするデータ記録/再生装置および方法、並びにデータ記録媒体。
【請求項13】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、または請求項5において、上記第1および第2のデータのセクタにそれぞれ付加されるデータシンクのビットパターンは、両者の間の距離が大きくなるように、選定されることを特徴とするデータ記録/再生装置および方法、並びにデータ記録媒体。
【請求項14】 請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、または請求項5において、上記第1および第2のデータのセクタにそれぞれ付加されるデータシンクのビットパターンは、ディジタル変調後において、両者の間の距離が大きくなるように、選定されることを特徴とするデータ記録/再生装置および方法、並びにデータ記録媒体。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、異なるフォーマットのデータ記録媒体、特に、異なるセクタサイズのデータ記録媒体の間の信号処理を簡単化できるデータ記録/再生装置、および方法、並びにデータ記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータの外部記憶装置として、大容量、高速アクセスの利点から光ディスクドライブが注目され、既に、CD−ROM(またはCD−I(CD Interactive) )ドライブ、MO(イレーザブルディスクの一つである光磁気ディスク)ドライブの採用は、急速に拡がりつつある。これら以外にも、ディスク直径が2.5インチのMD(ミニディスク;イレーザブルディスク)も提案されている。さらに、映像記憶媒体として、DVD(ディジタル・ビデオ・ディスク)が開発されつつある。
【0003】DVDは、CDと同一の直径の再生専用ディスク、またはMOディスクあるいは相変化型ディスクとされた記録/再生可能な光ディスクであって、MPEG等で圧縮した映像情報を再生、または記録/再生できるディスクである。DVDでは、レーザ光の短波長化の進展と、対物レンズのNAの増大と共に、ディジタル変調およびエラー訂正符号化の処理の改良によって、記録密度がより一層、向上され、単層ディスクの場合でも、データ記憶容量が約3.7Gバイトと膨大なものである。CD、MDが当初は、ディジタルオーディオディスクとして開発され、その後、コンピュータの外部記憶媒体としても利用されるのと同様に、より大容量のDVDもコンピュータの外部記憶媒体として利用されることが期待されている。
【0004】従来では、磁気テープ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、上述した光ディスク等の媒体毎に異なるフォーマットが規定されており、互換性についての考慮がされているとは言えなかった。そのため、新媒体と既存媒体との互換をとる場合には、論理的な領域でしか対応せず、効率的ではなかった。例えばコンピュータの外部記憶媒体の場合では、128バイト×2i のセクタサイズ(512バイト、2,048バイト(2Kバイト)等)が主流であるのに対して、CD−ROMは2,352バイト(同期信号を除いた場合には、2,340バイト、同期信号およびヘッダを除いた場合には、2,336バイト)を1ブロックとしており、物理的に両者が対応しにくい問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したDVDは、CDと同様の読出し専用ディスク、記録可能なMOディスク、または相変化型ディスクでも実現できるものであり、その容量が既存の光ディスクの何れと比較しても、かなり大きいという利点がある。かかるDVDを新たに外部記憶媒体として利用する場合、既存の光ディスク媒体、特に、広範に普及しており、また、略同一のディスクサイズであり、さらに、同一の読み取り方式を採用するCD−ROMとの互換性を考慮することは、CD−ROMとDVDとの間のデータの相互乗り入れを簡単とし、また、ドライブの共用化を可能とし、さらに、CD−ROMの資産を活用するうえで不可欠なことである。
【0006】従って、この発明の目的は、512バイトの整数倍の長さらのデータを含むセクタと、CDフォーマットに準ずるバイト長のデータからなるセクタとの何れにも対応することができるデータ記録/再生装置および方法、並びにディスク媒体を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するために、この発明は、データ記録媒体に対してディジタルデータを記録するようにしたデータ記録装置において、データ部分が512バイトの整数倍の長さに区切られた第1のデータおよび/またはデータ部分がCDフォーマットに準ずるバイト長に区切られた第2のデータを受け取るための入力手段と、第1および第2のデータをセクタ構造に変換すると共に、データの先頭に第1のデータで構成されるセクタか、第2のデータで構成されるセクタかを識別することが可能なデータシンクを付加するためのフォーマット化手段と、フォーマット化手段からのデータに対してエラー訂正符号化を行なうためのエンコード手段と、エラー訂正符号化されたデータをディジタル変調するための変調手段と、変調手段からの記録データをデータ記録媒体に対して記録するための記録手段とからなることを特徴とするデータ記録装置である。また、この発明は、上述のようにデータを記録する記録方法である。
【0008】また、この発明は、データ部分が512バイトの整数倍の長さに区切られた第1のデータ、および/またはデータ部分がCDフォーマットに準ずるバイト長に区切られた第2のデータがセクタ構造に変換され、さらに、エラー訂正符号化およびディジタル変調の処理がされてなるデータが記録されたデータ記録媒体を再生するデータ再生装置において、データ記録媒体からデータを再生するための手段と、再生されたデータをディジタル復調するための手段と、復調されたデータをエラー訂正するためのデコード手段と、復調されたデータからデータシンクを切り出すための手段と、該切り出されたデータシンクを識別し、エラー訂正されたデータから第1のデータ、および/または第2のデータを切り出すためのフォーマット分解手段と、第1のデータおよび/または第2のデータを送出するための手段とからなるデータ再生装置である。また、この発明は、上述のようにデータを再生する再生方法である。
【0009】さらに、この発明は、データ部分が512バイトの整数倍の長さに区切られた第1のデータから構成される第1のセクタと、CDフォーマットに準ずるバイト長に区切られた第2のデータから構成される第2のセクタとの一方がエラー訂正符号化およびディジタル変調の処理をされて記録され、第1および第2のセクタ毎に付加されるデータシンクとによって、第1および第2のセクタの識別を行なうことを特徴とするデータ記録媒体である。
【0010】
【作用】512バイトの整数倍例えば2,048バイトとCDファイルに準ずるバイト長例えば2,352バイトの長さのデータをそれぞれ有する二つのセクタに、物理的な領域で対応することが可能となり、同一の記録媒体上に、コンピュータストレージ用のデータとCD−ROM用のデータとを移植することができる。
【0011】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明する。図1は、この発明による光ディスク記録システムを示し、図2は、光ディスク再生システムを示す。記録システムでは、入力端子1から記録データが供給され、これが光ディスク2に記録される。記録データは、圧縮されたビデオデータ、圧縮されたオーディオデータ、コンピュータ用のデータ等である。現在提案されているDVDの記録可能なタイプ(光磁気型あるいは相変化型のディスク)は、光ディスク2の一例である。なお、図1の記録システムは、記録可能な光ディスク2に対して適用されるのみならず、再生専用ディスクのマスタリングシステムに対しても適用できる。
【0012】ここで、この発明を適用できる光ディスク2のデータ構造、特に、アクセス(記録または再生)のためのデータ単位について説明する。最初にCD−ROMデータのセクタ構造について説明する。CD−ROMは、周知のCDから発展したものである。CDは、図3に示すように、伝送フレーム(EFMフレーム、C1フレームとも称されることがある)内に、1バイトのサブコード、24バイトのデータ、各4バイトのC1パリティおよびC2パリティが配置されたものである。CD上には、EFM変調により各バイトが14チャンネルビットのコードワードに変換され、結合ビット(3チャンネルビット)を介して記録される。さらに、各伝送フレームの先頭に、11T(Tは、チャンネルビットの周期)の反転間隔が連続し、その後に2チャンネルビットが付加された計24チャンネルビットのシンク(同期信号を意味する)が付加される。
【0013】サブコードは、98伝送フレームを周期として1単位となるように構成されている。従って、CD−DA(Digital Audio) では、98伝送フレーム内に、24バイト×98=2,352バイトのユーザデータが含まれる。また、サブコードまでを含めると、25バイト×98=2,450バイトとなる。このように、CD−DAのフォーマットでは、2,352バイトと2,450バイトの2種類のデータサイズが存在する。
【0014】このCDの伝送フォーマットに基づいてCD−ROMのデータ構造が規定されている。すなわち、CD−ROMは、サブコードの周期の98フレームに含まれるデータである、2,352バイトをアクセス単位とする。このアクセス単位は、ブロックとも称されるが、以下の記述では、セクタと称することにする。図4は、CD−ROMの1セクタのデータ構造を示す。
【0015】CD−ROMでは、モード0、モード1、モード2が規定されている。これらのモードに共通して、セクタの区切りを示すシンク(12バイト)、ヘッダ(4バイト)が付加される。モード0は、これらのシンクおよびヘッダ以外が全て"0" のデータであり、ダミーデータとして使用される。図4は、モード1およびモード2の1セクタのデータ構造を示す。ヘッダは、CDのサブコードと同様の3バイトのアドレス情報と1バイトのモード情報とからなる。
【0016】モード1のデータ構造では、ユーザデータが2,048(2K)バイトであり、エラー訂正能力を高めるために、288バイトの補助データが付加されている。すなわち、エラー検出符号(4バイト)、スペース(8バイト相当)、Pパリティ(172バイト)、Qパリティ(104バイト)が付加されている。モード1は、文字コード、コンピュータデータ等のように、信頼性が高いことが要求されるデータの記録に好適である。モード2は、288バイトの補助データが付加されず、従って、2,336バイトのユーザデータの記録が可能なモードである。モード2は、ビデオデータ、オーディオデータのようなエラーを補間できるデータの記録に適している。
【0017】さらに、CD−ROMと同様の読出し専用ディスクとして、CD−Iが規格化されている。図5は、CD−Iの1セクタのデータ構造を示す。CD−ROMと同様に、12バイトのシンク、4バイトのヘッダを付加され、ヘッダ中のモード情報は、モード2とされる。ヘッダの後に、CD−Iでは、8バイトのサブヘッダが付加される。サブヘッダは、各2バイトのファイルナンバー、チャンネルナンバ、サブモード、データタイプからなる。
【0018】さらに、CD−ROMのモード1とモード2と同様に、CD−Iでは、フォーム1および2が規定されている。フォーム1では、4バイトのエラー検出符号、172バイトのPパリティ、104バイトのQパリティが付加される。CD−ROMのモード1におけるスペースが存在せず、ユーザデータの領域が2,048バイトである。フォーム2では、リザーブ領域(4バイト)が設けられ、ユーザデータの領域が2,324バイトである。
【0019】以上のように、CDフォーマットに準ずるバイト長としては、2,352バイトを基本として、付加的データ(ヘッダ、サブコード等)の扱いによって、2,340バイト、2,336バイト、2,324バイトまたは2,450バイトが存在しうる。
【0020】次に、セクタ構造の他の例について説明すると、これは、図6Aに示すように、1セクタの2,048(=2K)バイトのユーザデータに対して、データシンク(4バイト)およびヘッダ(16バイト)が付加され、また、信頼性の向上のためのエラー検出符号EDC(4バイト)が付加されたものである。従って、1セクタの長さが2,072バイトである。この一実施例では、後述するように、データシンクによって、セクタ構造を識別し、さらに、ブロックの先頭を識別するようにしている。
【0021】図6Bは、ヘッダのデータをより詳細に示す。すなわち、ヘッダに対するエラー検出符号(具体的にはCRC)の2バイト、コピー可否を管理するための管理情報CGMSの1バイト、単層ディスクと多層ディスクとを識別するとともに、そのディスクに含まれる層数、データが記録されている層の番号を示すレイヤーの1バイト、アドレスの4バイト、補助的データの8バイトとからヘッダが構成される。
【0022】一方、上述したCD−ROM、CD−I、CD−DA等のCDフォーマットに準ずるデータは、例えば2,352バイトであるから、この部分をユーザデータとして、図7Aに示すように、データシンク(4バイト)およびヘッダ(12バイト)を付加する。従って、1セクタの長さが2,368バイトである。CD−DAの場合では、98伝送フレーム内に2,352バイトのユーザデータが含まれる。ヘッダは、図7Bに拡大して示すように、CRC(2バイト)、コピー管理情報CGMS、レイヤー、アドレス、および補助的データ(4バイト)からなる。補助的データの長さがより短くされていること以外は、図6Bに示すヘッダと同一の情報を図7Bのヘッダが有する。
【0023】図8は、データシンクの一例を説明するものである。再生されたデータ中の4バイトのデータシンクが予め設定されたデータシンクパターンSY1、SY2、SY3と比較される。データシンクパターンは、例えばISO646で規定されているキャラクタコードを使用でき、その場合のキャラクタが図8に示されている。すなわち、2Kバイトセクタに対しては、データシンクパターンSY1として、“MMCD”が用意される。CDセクタに対しては、データシンクパターンSY2として、“CDRM”が用意される。さらに、ブロックの先頭のデータシンクのために、データシンクパターンSY3として、“BLOC”が用意される。各セクタのデータシンクPBSYがこれらのデータシンクパターンの何れと一致するかを検出することで、セクタ構造を判別できる。また、データシンクによって、セクタおよびブロックの先頭のタイミングを検出することができる。
【0024】図8の具体例は、データシンクパターンの全キャラクタが互いに異なり、誤った識別の発生を抑えることができる。但し、SY2´(=“HDCD”)およびSY3´(=“BLCD”)のように、一部のキャラクタが異なるデータシンクパターンを使用しても良い。
【0025】図9は、データシンクパターンの他の幾つかの例を示す。図9Aは、2Kバイトセクタに対して、4バイト(=32ビット)が全て"1" のパターンを割り当て、CDセクタに対して、全て"0" のパターンを割り当てる例である。この場合の二つのビットパターンの距離が最大となる。
【0026】図9Bは、ディジタル変調した後に付加されるシンクパターンと同一のパターンの32ビットを使用する例である。一例として、2Kバイトセクタに対して、シンクパターンS3(=“0000010001,11T,11T(反転)”(但し、11Tは、反転間隔が11T(T;ビット周期)を意味する))を割り当て、CDセクタに対して、シンクパターンS4(=“0000100001,11T,11T(反転)”)を割り当てる。この場合には、ビットパターンをフレームシンクと共有できる。
【0027】図9Cは、2Kバイトセクタに対して、バイナリーコード例えば「168」(=“10101000”)を4回繰り返したデータシンクを付加し、CDセクタに対して、「173」(=“10101101”)を4回繰り返したデータシンクを付加する。そして、このデータシンクをディジタル変調すると、2Kバイトセクタについてのデータシンクは、“0010010000010001”のパターンが2回繰り返すものとなる。一方、CDセクタについてのデータシンクは、“0001001000100010”のパターンが2回繰り返すものとなる。このように、ディジタル変調した後のビットパターンでみると、二つのデータシンクの間の距離が大きくなり、伝送時のエラーによって、ビットパターンの識別を誤るおそれを軽減することができる。
【0028】この発明の一実施例では、1セクタの長さは、異なるものとなり、然も、整数比の関係にはない。この一実施例では、二つの異なるセクタサイズをAおよびBとするときに、nAとmB(n,mは、それぞれ整数で、n≠m、n>mである)が所定サイズのデータ単位(ブロックと称する)に入るように、ブロックを規定する。そして、ブロックの単位で、データを記録/再生(すなわち、アクセス)するものである。n、mの規定の方法には、nおよびmを互いに素に選ぶ。特に、nAおよびmBのサイズが近い場合には、m=n−1で構成するように考える方法と、n=2j (jは自然数)で構成する方法がある。mおよびnを互いに素に規定する方法は、ブロックサイズを最小とする場合に採用される。n=2jと規定する方法は、コンピュータシステムとの親和性を考える場合に採用される。
【0029】上述の例において、ユーザデータのみを考えると、n=8、m=7と規定すると、2,048バイト×8=16,384バイト2,336バイト×7=16,352バイトとなり、16Kバイト(16,384)バイトのブロックにおさまる。
【0030】さらに、上述したように、データシンクおよびヘッダを付加したものをセクタサイズとして考えると、A´=2,072、B´=2,368であるから、n=8、m=7と選定し、ブロックサイズは、2,072×8=2,368×7=16,576バイトとなり、共通の同一ブロックサイズを規定することができる。
【0031】この場合の1ブロックのデータ構造として、図10に示すように、(148×112=16,576バイト)の2次元配列を規定し、この2次元配列に対してエラー訂正符号を適用することによって、エラー訂正能力を高くすることができる。エラー訂正符号としては、縦方向(各列)の162バイトに対して、第1のエラー訂正符号(C1符号と称する)の符号化を行い、8バイトをC1パリティを生成し、斜め方向の156バイトに対して、第2のエラー訂正符号(C2符号と称する)の符号化を行い、14バイトのC2パリティを付加する、畳み込み型の2重符号化を採用できる。
【0032】勿論、エラー訂正符号としては、これ以外に、積符号、ブロック完結型の2重符号化、LDC(Long Distance Code)等を採用しても良く、単なるエラー検出符号による符号化を行なうことも可能である。
【0033】2つの異なるサイズのセクタを同一サイズのブロックに統合する場合について、図11を参照してより具体的に説明する。図11Aは、図6Aに示すセクタサイズが2,072バイトのセクタ(以下、2Kバイトセクタと称する)の場合の処理を示す。この1セクタをR/W方向に148バイト毎に区切り、148×14=2,072バイトの2次元配列を形成する。従って、この配列の1セクタは、1ブロック内に8個含まれ、1ブロックが8セクタのデータ構造が形成される。
【0034】図11Bは、図7Aに示すセクタサイズが2,368バイトのセクタ(以下、CDセクタと称する)の場合の処理を示す。この1セクタをR/W方向に148バイト毎に区切り、148×16=2,368バイトの2次元配列を形成する。従って、この配列の1セクタは、1ブロック内に7個含まれ、1ブロックが7セクタのデータ構造が形成される。記録/再生時には、データの2,072バイトまたは2,368バイトをカウントするカウンタを設け、7個または8個のセクタシンクを検出することによって、ブロックの区切りを決定する。この方法に限らず、セクタシンクと別のブロックシンクを付加しても良い。このブロックは、エラー訂正符号がブロック完結型の場合には、必要とされるが、この発明では、必須の事項ではない。
【0035】上述の説明では、コンピュータからのデータの1セクタに2Kバイトのデータが含まれるものとしたが、512バイトの整数倍のデータがセクタに含まれれば良い。例えば512×2=1,024(=1K)バイトのデータを含むセクタ構造としては、図12Aに示すものを採用できる。このセクタには、1,024バイトのユーザデータ以外に、2バイトのデータシンク、8バイトのヘッダ、4バイトのエラー検出符号が含まれる。また、ヘッダは、図12Bに示すように、ヘッダのエラー検出のためのCRC(1バイト)、コピー管理情報CGMS(1バイト)、レイヤー情報(1バイト)、アドレス(4バイト)、補助的データ(1バイト)から構成される。各情報の意味は、上述したものと同様である。
【0036】そして、この1Kバイトのセクタをブロック化する場合、A=1,024(=1K)バイト、A´を1,036バイトとすると、n=16、m=7で同様にブロック化することができる。すなわち、図13に示すように、R/W方向に148バイト毎に区切り、148×7=1,036バイトの2次元配列を形成し、16セクタによって、1ブロックのデータが形成される。
【0037】図1に戻って、この発明の一実施例の記録システムについて説明する。入力端子1からのディジタルデータがインターフェース3例えばSCSIを介してスイッチ回路5aに供給され、スイッチ回路5aにより選択的にフォーマット化回路4a、4bに供給される。これらのフォーマット化回路4a、4bは、受け取ったディジタルデータをセクタ毎に区切り、データシンクおよびヘッダを付加する。すなわち、フォーマット化回路4aは、受け取ったデータを図6Aに示す2Kバイセクタのセクタ構造に変換し、フォーマット化回路4bは、受け取ったデータを図7Aに示すようなCDセクタのセクタ構造に変換すると共に、2KバイトセクタとCDセクタを識別することが可能なように、上述したようなパターンのデータシンクを付加する。このためにID信号がフォーマット化回路4a、4bに対して供給される。
【0038】スイッチ回路5aは、インターフェース3から出力されるID信号により制御され、インターフェース3が受け付けたデータと対応してスイッチ回路5aが切り替えられる。例えばコンピュータから2Kバイトで区切られたデータを受け取った場合では、ID信号によって、スイッチ回路5aがフォーマット化回路4aを選択する。一方、例えばCD−ROMドライブから2,352バイトで区切られたデータを受け取った場合では、スイッチ回路5aがフォーマット化回路4bを選択する。フォーマット化回路4a、4bの出力データがブロック化回路6に供給される。
【0039】図1では示されていないが、ID信号をTOC発生回路に供給し、ID信号を含むTOCデータを生成しても良い。TOC(Table Of Contents) データは、ディスクのコントロール情報、ディレクトリ情報等を含み、例えば最内周トラックに記録されるデータであって、ディスクをドライブに装着した時にTOCデータが読み取られる。DIT(Disk Information Table)と称される場合もあるが、これもTOCデータと同様のものである。
【0040】また、入力端子1に対して、ユーザデータのみならず、このTOCデータも供給し、TOCデータもユーザデータと共に、セクタ構造に変換しても良い。この場合、TOCデータからなるTOCセクタとユーザデータからなるユーザセクタとの関係としては、次のようなものが可能である。第1のデータ構造は、TOCセクタが2Kセクタであり、ユーザセクタが2KセクタまたはCDセクタのものである。第2のデータ構造は、TOCセクタがCDセクタであり、ユーザセクタがCDセクタのものである。これは、CD−ROMのデータの全体をそっくり光ディスク2に記録する場合に該当する。第3のものは、TOCセクタが2Kセクタの第1のTOCセクタと、CDセクタの第2のTOCセクタとからなり、ユーザセクタがCDセクタのものである。これは、CD−ROMのデータの全体をそっくり記録するとともに、光ディスク2(例えばDVD)のTOCデータを2Kセクタとして構成する場合に該当する。
【0041】ブロック化回路6は、7セクタまたは8セクタからなるブロックを構成する。ブロック化回路6からのデータがエラー訂正符号のC2エンコーダ7およびC1エンコーダ8に供給される。C2エンコーダ7およびC1エンコーダ8は、図10に示すような畳み込み型の二重符号化のエラー訂正符号の符号化を行なう。C2エンコーダ7およびC1エンコーダ8の具体的処理については後述する。
【0042】C1エンコーダ8の出力がディジタル変調回路9に供給される。ディジタル変調回路9は、例えば1バイト(8ビット)のデータシンボルを16ビットのコードワードに、予め決めたテーブルに従ってマッピングすることによって、直流分の少ない変調出力を生成する。勿論、CDにおけるEFM、8ビットのデータシンボルを15ビットのコードワードに変換する8−15変調等をディジタル変調として採用することができる。ディジタル変調回路9の出力がスイッチ回路5bを介してシンク付加回路10a、10bに対して選択的に供給される。
【0043】シンク付加回路10a、10bは、シンク信号(セクタシンク、付加的シンクS1、C1シンクS2、およびブロックシンク)を変調されたデータに対して付加する。この一実施例では、後述するように、これらの付加されるシンクのパターンを利用してセクタ構造を識別することを可能としている。シンク付加回路10aは、2Kバイトセクタのためのシンクをデータに付加し、シンク付加回路10bは、CDセクタのためのシンクをデータに付加する。これらのシンクとしては、変調されたデータ中に現れることがない、特異なビットパターンのものが使用される。
【0044】シンク付加回路10a、10bの出力がドライバ11を介して光ピックアップ12に供給され、光磁気記録、または相変化によって光ディスク2に記録される。光ディスク2は、スピンドルモータ13によって、CLV(線速度一定)またはCAV(角速度一定)によって回転される。光ピックアップ12によって記録/再生されるデータの最小単位が上述の1ブロックである。
【0045】シンク付加回路10a、10bから出力される記録データについて図14を参照して説明する。図14Aは、2Kバイトセクタの記録データを示す。図14Aに示すように、1セクタ(2,072バイト)が148個のデータ毎に区切られ、このデータに対して畳み込み型の2重符号化によって、8バイトのパリティPおよび14バイトのパリティQが付加される。従って、(148+22=170)個のデータシンボルが生成される。このデータシンボルが85個のデータシンボルに等分される。85個のデータシンボルは、ディジタル変調(8−16変調)によって、85×16=1,360チャンネルビットに変換される。
【0046】そして、前半の変調データシンボルに対して、32チャンネルビットのセクタシンクS3または付加的シンクS1が付加され、結果として、(1,360+32=1,392チャンネルビット)の1伝送フレームのデータが構成される。後半の変調データシンボルに対して32チャンネルビットの付加的シンクS1が付加され、同様に、1伝送フレームが構成される。図14Aに示すように、(14×2=28)個の伝送フレームが2Kバイトセクタの記録データを構成する。この28個の伝送フレームの先頭の伝送フレームに対しては、C1シンクS2に代えてセクタシンクS3が付加される。
【0047】CDセクタの記録データを図14Bに示す。上述の2Kバイトの記録データと同一のフォーマットの伝送フレームの(16×2=32)個によって、1セクタの記録データが構成される。この伝送フレームの先頭のものに対して、C1シンクS2に代えて、セクタシンクS4が付加される。このCDセクタの場合では、後半の変調データシンボルに対するフレームシンクもS2である。従って、2KバイトセクタおよびCDセクタの識別は、セクタシンクS3またはS4によって区別でき、また、フレームシンク(付加的シンクS1、C1シンクS2)によっても区別できる。従って、セクタシンクを同一として、フレームシンクのみで、セクタ構造を識別しても良い。
【0048】図15は、フレームシンクを同一として、セクタシンクのみで、セクタ構造を識別する例である。すなわち、図15Aに示すように、2Kバイトセクタの記録データでは、セクタシンクS3をセクタの先頭に付加し、図15Bに示すように、CDセクタでは、セクタシンクS4をセクタの先頭に付加する。セクタシンクが付加されない各伝送フレームの先頭には、C1シンクS2および付加的シンクS1がそれぞれ付加される。
【0049】上述したように、2Kバイトセクタが28伝送フレームにより構成され、CDセクタが32伝送フレームにより構成されるので、フォーマットの形成、およびフォーマットの分解に際して、フレーム同期をとりながら、28と32とを切り換えて対応するようにすれば良く、セクタの管理が容易となる。さらに、1Kバイトセクタが14伝送フレーム、4Kバイトセクタが56伝送フレーム、サブコードを含むCDセクタ(1セクタのバイト長が2,516バイトとする)が34フレームの構成とできる。従って、14、56、34を切り換えることで、各セクタに対応することができる。特に、CDにおけるエラー訂正符号や、後述するような畳み込み型(連続型)のエラー訂正符号を用いる場合に、フレーム数の管理のみで、容易に複数のセクタサイズに対応することができる。
【0050】次に、ブロックシンクS5を付加するための一つの方法を図16に示す。上述したように、1ブロックは、8個の2Kバイトセクタ、または7個のCDセクタからなる。従って、1ブロック内の先頭のセクタの先頭の伝送フレームに関しては、セクタシンクS3またはS4の代わりにブロックシンクS5を付加する。他のセクタの先頭の伝送フレームに関しては、セクタシンクS3またはS4を付加する。ブロックシンクS5をセクタシンクと独立して付加しても良い。さらに、ブロックシンクは、必ずしも付加しないでも良く、セクタシンクの個数をカウントすることによって、ブロックの区切りを検出しても良い。
【0051】図17は、シンクの具体的なビットパターンを示す。ディジタル変調方式として、(8−16)変調(EFMプラスと称される)を採用した場合のシンクのビットパターンを示す。状態1、2、3および4は、(8−16)変調方式において定義されるもので、状態1および2におけるシンクのビットパターンと、状態3および4におけるシンクのビットパターンとがそれぞれ規定される。最上位ビット(msb)が"0" の場合が状態1および2で、これが"1" の場合が状態3および4である。伝送フレームには、msbから順に挿入される。
【0052】付加的シンクS1、C1シンクS2、セクタシンクS3またはS4、ブロックシンクS5のビットパターンは、図17に示されるように互いに異なり、また、これらのビットパターンは、データシンボルを変調したコードワード系列内に現れることがないものである。より具体的には、11T(T;チャンネルビットのビットセル)の反転間隔が2個連続するパターンを含むことによって、シンクワードであることが分かる。
【0053】上述のようにデータが記録された光ディスク2の再生回路について図2を参照して説明する。光ディスク2には、2KバイトセクタまたはCD−ROMセクタが記録されている。なお、後述のように、1枚の光ディスク上に両方のセクタが混在して記録されることもある。セクタ構造の識別は、シンクパターンおよび各セクタのデータシンクによって可能である。なお、図2において、光ディスク2、光ピックアップ12、スピンドルモータ13に対して、記録回路(図1)と同一の参照符号を使用しているが、このことは、記録および再生を同一の装置で行なうことを意味しない。特に、読出し専用ディスクの場合では、図1の記録装置がマスタリングシステムであり、図2の再生装置がディスクドライブである。
【0054】光ピックアップ12で読出された再生データがRFアンプ21を介してクロック抽出用のPLL回路22に供給される。図示しないが、記録側および再生側には、光ピックアップ12のフォーカスサーボ、トラッキングサーボ、送り動作(シーク)の制御、記録時のレーザパワーコントロール等を行うために、サーボコントロール回路が設けられている。PLL回路22の出力データがシンク分離回路23に供給され、フレームシンク、セクタシンクおよびブロックシンクとそれぞれ対応するシンク検出信号がシンク分離回路23から発生する。
【0055】シンク検出信号がID信号生成回路24に供給される。再生データ中のシンクのビットパターンを調べることによって、再生データのセクタ構造と対応したシンクID信号を生成できる。また、図示しないが、シンク検出信号がタイミング生成回路に供給され、再生データと同期したセクタ周期、ブロック周期等の種々のタイミング信号が生成される。
【0056】シンク分離回路23に対して、ディジタル復調回路25が接続される。ディジタル変調回路9と逆の処理によって、コードワードがデータシンボルに戻されたデータが復調回路25から発生する。ディジタル復調回路25の出力データがエラー訂正符号のC1デコーダ26、C2デコーダ27に供給される。このC1デコーダ26、C2デコーダ27によって、再生データのエラー訂正がなされる。C1デコーダ26、C2デコーダ27は、記録側のC2エンコーダ7、C1エンコーダ8と対応して畳み込み型の二重符号化の復号を行なう。
【0057】C2デコーダ27の復号出力がブロック分解回路29に供給される。ブロック分解回路29は、記録側のブロック化回路6の処理と逆の処理を行い、セクタ構造のデータをブロック分解回路29が出力する。C1デコーダ26に対してデータシンク識別回路28が接続され、また、ブロック分解回路29に対してスイッチ回路30が接続される。スイッチ回路30によって、ブロック分解回路29の出力が選択的にフォーマット分解回路31a、31bに供給される。
【0058】データシンク識別回路28は、各セクタのデータシンクの情報を識別する。上述したように、再生データから切り出されたデータシンクと、予め用意されているデータシンクパターンとの一致検出がなされ、それによって、セクタが2Kバイトセクタか、CDセクタかが判別される。この場合、シンクID信号もデータシンク識別回路28に供給され、データシンクから得られたセクタID信号およびシンクID信号の両者を含むID信号がデータシンク識別回路28から発生する。シンクID信号は、ディジタル復調の前に得られるので、セクタ構造の識別を容易とできる利点があり、また、セクタID信号は、セクタ毎にセクタ構造を識別できる。さらに、これらのセクタID信号およびシンクID信号の両者を使用して高信頼性の識別も可能となる。
【0059】データシンク識別回路28からのID信号によってスイッチ回路30が制御される。すなわち、再生データが2Kバイトセクタの場合では、スイッチ回路30がフォーマット分解回路31aを選択し、これがCDセクタの場合では、スイッチ回路30がフォーマット分解回路31bを選択する。
【0060】フォーマット分解回路31aは、記録側のフォーマット化回路4aの処理と逆の処理を行い、フォーマット分解回路31bは、フォーマット化回路4bの処理と逆の処理を行う。フォーマット分解回路31aによって、2Kバイトセクタから2,048バイトのユーザデータが切り出され、フォーマット分解回路31bによって、CDセクタから2,336バイトのユーザデータが切り出される。フォーマット分解回路31aまたは31bで切り出されたユーザデータがインターフェース32に供給され、インターフェース32から出力端子33に再生データが取り出される。なお、上述の一実施例と異なり、ディジタル復調回路25の出力からデータシンクを切り出しても良く、また、C2デコーダ27の出力からデータシンクを切り出しても良い。これらの切り出されたデータシンクがデータシンク識別回路28に供給される。
【0061】この発明の一実施例において使用されるエラー訂正符号の一例について説明する。図18は、エラー訂正符号のエンコーダ7,8によりなされるエラー訂正符号の符号化の処理を表すブロック図である。このエラー訂正符号は、CDにおいて採用されている、クロスインターリーブ・リード・ソロモン符号(畳み込み型の2重符号化の一例)と類似したものである。
【0062】148バイトの入力シンボルがC1エンコーダ41に供給される。C1エンコーダ41の出力(データシンボル148バイトおよび8バイトのC1パリティP)がインターリーブ用の遅延回路群42を介してC2エンコーダ43に供給される。C2エンコーダ43では、〔170,156,15〕リード・ソロモン符号の符号化によって、14バイトのC2パリティQが形成される。また、C1エンコーダ41では、データのみならず、C2パリティQもC1符号化するので、C2エンコーダ43から遅延回路群42aを介してC2パリティQがC1エンコーダ41にフィードバックされる。従って、C1エンコーダ41は、〔170,162,9〕リード・ソロモン符号の符号化を行う。
【0063】C1エンコーダ41からの170バイト(148バイトのデータ、8バイトのC1パリティ、14バイトのC2パリティからなる)が遅延回路を含む配列変更回路44を介して出力シンボルとして取り出される。この出力シンボルがディジタル変調回路18に供給される。この畳み込み型の2重符号化のインターリーブ長(インターリーブの拘束長、インターリーブの深さとも言われる)は、遅延回路による最大遅延量と対応して170フレーム(ここでのフレームは、C1符号系列の長さであり、上述した伝送フレームの2フレームを意味する)である。
【0064】図18に示すエンコーダと対応するデコーダの処理を図19を参照して説明する。ディジタル復調回路25からの入力シンボル(170バイト)が配列変更回路51を介してC1デコーダ52に供給される。配列変更回路51は、エンコーダの配列変更回路44と逆の処理を行う。C1デコーダ52は、〔170,162,9〕リード・ソロモン符号の復号を行う。
【0065】C1デコーダ52の出力が遅延回路群53を介してC2デコーダ54に供給される。C2デコーダ54は、〔170,156,15〕リード・ソロモン符号の復号を行う。さらに、C2デコーダ54の復号出力がディインターリーブ用の遅延回路55を介してC1デコーダ56に供給される。このように、C1復号、C2復号およびC1復号の処理によって、エラー訂正された148バイトの出力シンボルが取り出される。
【0066】エラー訂正符号化としては、畳み込み型に限らず、所定の単位毎にエラー訂正符号化の処理が完結するブロック完結型の符号化を採用することができる。但し、同一のディスク上に二つのセクタ構造が混在する場合では、連続的にデータを記録する点において、畳み込み型の符号化の方がブロック完結型よりも優れている。
【0067】以上の一実施例では、1枚の光ディスクが一つのセクタ構造を有するものとしている。しかしながら、この発明は、1枚の光ディスク上に二つのセクタ構造を混在させることができる。いくつかの例について図20を参照して説明する。まず、図20Aは、光ディスク40の記録領域をゾーン41とゾーン42とに分割し、各ゾーンに異なるセクタ構造のデータを分離して記録するものである。図の例では、ゾーン41に記録されるデータがCDセクタ構造を有し、ゾーン42に記録されるデータが2Kバイトセクタ構造を有するようにしたものである。
【0068】図20Bは、ファイル単位で異なるセクタ構造を持つことを可能とした例である。すなわち、記録領域をファイル記録領域に分割し、各ファイル記録領域に異なるセクタ構造のデータを分離して記録するものである。図の例では、例えばトラック上のaからbの区間のファイル記録領域が2Kバイトセクタの構造とされ、その次のcからdの区間のファイル記録領域がCDセクタの構造とされる。
【0069】図20Cは、トラック単位で異なるセクタ構造を持つことを可能とした例である。すなわち、記録領域に含まれる、各トラックに異なるセクタ構造のデータを分離して記録するものである。例えばTaで示すトラックに記録されるデータは、2Kバイトのセクタの構造とされ、Tbで示すトラックに記録されるデータは、CDセクタの構造とされる。
【0070】図20Dは、セクタ単位で異なるセクタ構造を持つことを可能とした例である。すなわち、記録領域をセクタ記録領域に分割し、各セクタ記録領域に異なるセクタ構造のデータを分離して記録するものである。例えばSECaで示すセクタに記録されるデータは、2Kバイトのセクタの構造とされ、SECbで示すセクタに記録されるデータは、CDセクタの構造とされる。
【0071】さらに、光ディスクのより大容量化を図るために、片面多層ディスクあるいは両面多層ディスクが提案されている。片面2層ディスクの場合では、図20Eに示すように、記録層43および44を有し、一方の面からの読み取りが可能とされる。そして、記録層43にCDセクタ構造のデータが記録され、記録層44に2Kバイト構造のデータが記録される。両面多層ディスクの場合でも、同様に記録面毎に分離して異なるセクタ構造を記録しても良い。
【0072】以上の説明では、光ディスクを例に説明したが、ハードディスクや、フレキシブルディスク(FD)、さらには、半導体メモリ、テープ状記録媒体に対しても、この発明を同様に適用することができる。
【0073】
【発明の効果】以上のように、この発明は、512バイトの整数倍のデータ例えば2KバイトセクタとCDフォーマットに準ずるCDセクタとを物理的な領域で対応可能とでき、同一のデータ記録媒体上で、コンピュータストレージ用のソフトウェアデータとCD−ROM用のソフトウェアの資産との何れをも移植することが可能となる。
【0074】また、この発明は、エラー訂正符号化/復号化およびディジタル変調/復調を二つのセクタに対して共通とすることができるので、ハードウエアの規模を小さくすることができるのみならず、同一の記録媒体上で、コンピュータストレージ用のソフトウェアデータとCD−ROM用のソフトウェアの資産との何れをも移植することが容易となる。
【0075】さらに、この発明は、二つのセクタのそれぞれが伝送データのフレーム数の整数倍に含まれるので、フレーム同期をとりながらフォーマット形成、フォーマット分解を行なうことができ、フォーマット形成、フォーマット分解を容易となしうる利点がある。




 

 


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