PL184577B1

PL184577B1 - Sposób i urządzenie do zapisywania nośnika wielokrotnego zapisu oraz urządzenie do odczytywania nośnika wielokrotnego zapisu

Info

Publication number: PL184577B1
Application number: PL97322824A
Authority: PL
Inventors: Van@Den@Enden@Gijsbert@J; Spruit@Johannes@H@M; Duchateau@Johan@P@W@B; Jaegers@Johannes@H@G
Original assignee: Koninkl Philips Electronics Nv
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1997-02-07
Publication date: 2002-11-29
Also published as: US6469968B1; MY117846A; KR100487680B1; EP0821828A2; HUP9901480A2; DE69723165T2; WO1997030439A3; ES2202572T3; HU229820B1; DE69723165D1; WO1997030439A2; KR19980703893A; HUP9901480A3; US6115340A; ID17848A; JP4090501B2; PL322824A1; AU1454697A; JPH11504461A; EP0821828B1

Abstract

wedlug zalozonej procedury w bloku informacji, wyznacza sie pozycje poczatkowa w czesci sciezki i zapisuje sie blok informacji od pozycji poczatkowej, znamienny tym, ze przed zapisywaniem bloku informacji wybiera sie obszar biegnacy na dlugosci zasadni- czo wiekszej niz 32 razy dlugosc bitowa, wzdluz sciezki od nomi- nalnej pozycji poczatkowej, zmienia sie sposób reprezentacji informacji podczas kolejnych zapisów bloków informacji przy- najmniej w tym obszarze oraz umieszcza sie przy tym modyfiko- waniu zmienna przesuwana pozycje informacji w bloku informacji przynajmniej w tym obszarze. 2 Urzadzenie do zapisywania nosnika informacji wielo- krotnego zapisu zawierajacego sciezke, zaopatrzone w zespól zapisujacy do zapisywania bloku informacji w czesci sciezki od pozycji przesunietej wzgledem nominalnej pozycji poczatkowej, przy czym blok informacji reprezentuje informacje w ustalony sposób, znamienne tym, ze zespól zapisujacy jest sprzezony z ukladem wybierajacym do okreslania obszaru biegnacego na dlugosci zasadniczo wiekszej niz 32 razy dlugosc bitowa, wzdluz sciezki od nominalnej pozycji poczatkowej, z ukladem modyfiku- jacym do modyfikacji sposobu reprezentacji informacji podczas kolejnych ponownych zapisów bloków informacji w przynajmniej jednym obszarze, oraz z ukladem przesuwajacym do zmiennego przesuwania pozycji od poczatku informacji w bloku informacji w przynajmniej jednym obszarze. 9 Urzadzenie do odczytywania nosnika informacji wielo- krotnego zapisu zawierajacego sciezke, zawierajace srodki odczy- tujace do odczytywania bloków informacji, znamienne tym, ze srodki odczytujace sa sprzezone z dekoderem ......................... F I G . 4 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do zapisywania nośnika wielokrotnego zapisu oraz urządzenie do odczytywania nośnika wielokrotnego zapisu. Nośnik zapisu zawiera ścieżkę, a urządzenie do zapisywania zawiera środki zapisujące do zapisywania bloku informacji. Urządzenie do odczytywania nośnika wielokrotnego zapisu zapisanego sposobem według wynalazku zawiera środki odczytujące do odczytywania i dekodowania bloków informacji.

Taki sposób i urządzenia są znane z opisu patentowego US 5 388 105. Urządzenie nadaje się dla nośnika zapisu typu umożliwiającego optyczny ponowny zapis i odczyt, jak na przykład płyta kompaktowa wielokrotnego zapisu (Compact Disc Erasable - CD-E), która zawiera ponownie zapisywalną warstwę materiału z przemianą fazową. Znany nośnik zapisu zawiera ścieżkę utworzoną na wstępie, tak zwany rowek wstępny. Opis odczytu CD i zastosowania rowka wstępnego można znaleźć w Principles of Optical Disc Systems (Zasady optycznych systemów dyskowych) Bouwhuisa i innych, ISBN 0-85274-785-3.

Rowek wstępny zawiera informacje adresowe i jest przeznaczony do pozycjonowania głowicy zapisującej podczas procesu zapisywania w celu zapisania na ścieżce przebiegów dających się odczytać optycznie, które reprezentują informację. Informacje są zawarte w blokach zapisanych w określonych częściach ścieżki, tak zwanych sektorach, od pozycji początkowej w zależności od informacji adresowej. Informacja jest wtedy reprezentowana w pewien sposób przez przebiegi dające się odczytać optycznie, które tworzą. blok. Ta reprezentacja obejmuje na przykład identyfikację sektora (ID), strefę synchronizacyjną, blok danych i dane detekcji i korekcji błędu, które to informacje są zawarte w bloku danych w określonym kodzie. Opis nośnika zapisu zawierającego informacje pomocnicze można znaleźć w dokumencie EP 0 397 238. Przebiegi dające się odczytywać optycznie zaczynają się różnić od żądanej postaci, jeżeli nośnik zapisu zapisuje się wielokrotnie, tak więc obniża się jakość odczytu. Zmniejsza to okres przydatności nośnika zapisu. W opisie US 5 388 105 ujawniono sposób przedłużenia okresu przydatności dysku optycznego z przemianą fazową dającego się wielokrotnie zapisywać, dzięki zapisaniu danych pozornych na końcu bloku danych.

Sposób zapisywania nośnika informacji wielokrotnego zapisu zawierającego ścieżkę, w którym koduje się informację według założonej procedury w bloku informacji, wyznacza się pozycję początkową w części ścieżki i zapisuje się blok informacji od pozycji początkowej, według wynalazku wyróżnia się tym, że przed zapisywaniem bloku informacji wybiera się obszar biegnący na długości zasadniczo większej niż 32 razy długość bitowa, wzdłuż ścieżki od nominalnej pozycji początkowej, zmienia się sposób reprezentacji informacji podczas kolejnych zapisów bloków informacji przynajmniej w tym obszarze oraz umieszcza się przy tym modyfikowaniu zmienną przesuwaną pozycję informacji w bloku informacji przynajmniej w tym obszarze.

Urządzenie do zapisywania nośnika informacji wielokrotnego zapisu zawierającego ścieżkę, zaopatrzone w zespół zapisujący do zapisywania bloku informacji w części ścieżki od pozycji przesuniętej względem nominalnej pozycji początkowej, przy czym blok informacji reprezentuje informację w ustalony sposób, według wynalazku wyróżnia się tym, że zespół zapisujący jest sprzężony z układem wybierającym do określania obszaru biegnącego na długości zasadniczo większej niż 32 razy długość bitowa, wzdłuż ścieżki od nominalnej pozycji początkowej, z układem modyfikującym do modyfikacji sposobu reprezentacji informacji podczas kolejnych ponownych zapisów bloków informacji w przynajmniej jednym obszarze, oraz z układem przesuwającym do zmiennego przesuwania pozycji od początku informacji w bloku informacji w przynajmniej jednym obszarze.

Układ modyfikujący jest korzystnie sprzężony ze środkami wprowadzania sposobu reprezentacji w bloku informacyjnym, odzyskiwalnym przy odczycie.

Korzystnie, układ modyfikujący jest sprzężony ze środkami do kodowania kluczem kodującym oraz do umieszczania klucza kodującego w bloku informacji.

Układ modyfikujący jest korzystnie sprzężony ze środkami do umieszczania w bloku informacji danych pozornych, rozpoznawalnych przy odczycie.

Układ modyfikujący jest korzystnie sprzężony ze środkami do umieszczania pierwszej zmiennej ilości danych pozornych przed blokiem informacji i drugiej zmiennej ilości danych

184 577 pozornych po bloku informacji, przy czym suma pierwszej i drugiej zmiennej ilości jest zasadniczo stała.

Korzystnie, układ modyfikujący jest sprzężony ze środkami rotacji informacji w bloku informacji na wybraną odległość uzyskaną ze środków wyboru.

Układ modyfikujący jest korzystnie sprzężony ze środkami do umieszczania wybranej odległości w odpowiednim bloku informacji.

Urządzenie do odczytywania nośnika informacji wielokrotnego zapisu zawierającego ścieżkę, zawierające środki odczytujące do odczytywania bloków informacji, według wynalazku wyróżnia się tym, że środki odczytujące są sprzężone z dekoderem do dekodowania różnych sposobów reprezentacji informacji, różnica których wpływa na przynajmniej jeden obszar biegnący na długości zasadniczo większej niż 32 razy długość bitowa, wzdłuż ścieżki od nominalnej pozycji początkowej, oraz z układem przesuwającym do zmiennego przesuwania pozycji początku dekodowania informacji w bloku informacji przynajmniej w tym obszarze.

Rozwiązanie według wynalazku stanowi ulepszenie sposobu przeciwdziałania odchyleniom przebiegów.

Rozwiązanie według wynalazku przeciwdziała odchyleniom przebiegów przy wielokrotnym zapisie. Wynalazek opiera się na ustaleniu, że odchylenie przebiegów bardzo zależy od korelacji pomiędzy blokami zapisanymi na tej samej części ścieżki, przy czym zapisywanie tych samych albo bardzo podobnych bloków znacznie przyspiesza pogorszenie jakości. Oczekiwano, że małe przesunięcie przebiegów małą liczbę (dwa do trzech) razy więcej niż najdłuższy zapisany znak stosowany w przebiegu będzie wystarczające. Nieoczekiwanie takie małe przesunięcie, na przykład około 32 bitów kanałowych, okazało się niewystarczające, natomiast znaczne przesunięcie, na przykład przynajmniej około 128 bitów, okazało się efektywne. Środki zapisujące według wynalazku są przystosowane do znacznego przesuwania pozycji początkowej wzdłuż ścieżki na losowo wybraną odległość w obrębie ustalonych z góry granic i/lub do dostosowywania sposobu reprezentacji.

W rezultacie zastosowania środków według wynalazku, na każdej części ścieżki zapisywane będą stale zmieniające się przebiegi, co przeciwdziała przyspieszonemu pogarszaniu jakości. Korzystnym tego efektem jest wydłużenie okresu przydatności nośnika zapisu. Ten korzystny efekt występuje zwłaszcza wtedy, gdy stosuje się systemy zarządzenia zwykłymi plikami, które ponownie zapisują informacje o zarządzaniu plikami zawsze na tych samych częściach ścieżki.

Sposób reprezentacji można odtworzyć z bloku informacji przy odczycie. Dzięki temu odtwarzanie informacji z odczytanego bloku informacji jest niezależne od informacji o sposobie reprezentacji przechowywanej w innym miejscu.

Gdy sposób reprezentacji obejmuje kodowanie kluczem kodującym, który jest zawarty w bloku informacji, to wszelką korelację pomiędzy blokami informacji do zapisania w tym samym miejscu ogranicza się poprzez kodowanie.

Zaletę umieszczania zmiennej ilości danych pozornych w bloku informacji, które można rozpoznać przy odczycie, stanowi fakt, że przez stałe dodawanie zmiennej ilości danych pozornych, przebiegi, które mogą być jednakowe w bloku informacji, będą za każdym razem zapisywane w różnych miejscach. Wynikiem dołączania danych pozornych przed informacją w bloku informacji jest to, że stare bloki informacji są w dużej części zapisywane nową zawartością i żadne nieodpowiednie części nie będą mogły być później odczytywane.

W korzystnym przykładzie wykonania urządzenia według wynalazku łączna długość bloku informacji jest w zasadzie stała, co umożliwia zapis w ustalonym miejscu, natomiast zawartość informacji jest zapisywana na pozycjach zmienianych losowo.

Przeprowadzanie rotacji informacji na wybranej losowo odległości w bloku informacji polega na tym, że informacja pozostawiona po jednej stronie bloku informacji jest dołączana do drugiej strony. Jest to korzystne pod tym względem, że żadna dodatkowa przestrzeń na dysku nie jest potrzebna do przeprowadzania rotacji informacji. Jest to szczególnie korzystne, jeżeli stosuje się przebiegi synchronizacyjne, które przesuwają się wraz z informacją, przez co nie zawsze są umieszczone w tym samym miejscu.

184 577

Dołączanie wybranej losowo odległości do odpowiedniego bloku informacji jest korzystne pod tym względem, że można łatwo wyznaczyć odległość rotacji informacji. Jest to szczególnie korzystne, gdy stosuje się przebiegi synchronizacyjne przesuwane wraz z informacj<ą ponieważ w tym przypadku ilość informacji przed pierwszym przebiegiem synchronizacyjnym i/lub po ostatnim przebiegu synchronizacyjnym można ustalić przy odczycie.

Przedmiot wynalazku, w przykładach wykonania, został bliżej objaśniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia nośnik wielokrotnego zapisu, fig. 2 - wykres efektu wielokrotnego zapisywania w zależności od przesuwania pozycji początkowej, fig. 3 - urządzenie do zapisywania i/lub odczytywania nośnika zapisu, fig. 4 - schemat części ścieżki, w której są zapisane bloki informacji, fig. 5 - schemat procedury dostosowania, fig. 6 - schemat rotacji informacji w bloku informacji, a fig. 7 przedstawia schemat bloków informacji zawierających zmienne ilości danych pozornych.

Elementy odpowiadające elementom już opisanym mają te same oznaczenia liczbowe na figurach rysunku.

Figura 1a przedstawia nośnik wielokrotnego zapisu 1 w kształcie dysku. Nośnik zapisu zawiera ścieżkę 9 przeznaczoną do zapisywania, która ma spiralny układ zwojów. Zwoje mogą mieć również układ koncentryczny zamiast spiralnego. Ścieżka 9 jest wskazywana na nośniku danych przez przebieg serwo, w którym na przykład rowek wstępny 4 umożliwia przesuwanie głowicy odczytującej i zapisującej po ścieżce 9 podczas operacji skanowania. Przebieg serwo może zawierać również na przykład regularnie podzielone przebiegi podrzędne, powodujące występowanie periodycznych sygnałów przy odczycie ścieżki serwomechanizmem. Fig. 1b pokazuje przekrój nośnika zapisu 1 wzdłuż linii b-b, w którym podkład 5 jest pokryty przez warstwę zapisową 6 o możliwości ponownego zapisu i warstwę przezroczystą 7. Rowek wstępny 4 może być utworzony również jako część podniesiona albo jako właściwość materiału inna niż jego otoczenie. Warstwa zapisowa 6 może być zapisywana optycznie albo magnetooptycznie przez urządzenie do zapisu bloków informacji. Informacja na nośniku zapisu jest reprezentowana przez wzory znaków. Przez utworzenie wzorów w ścieżce 9, każdy znak jest utworzony przez jeden albo więcej impulsów zapisowych o stałej albo zmiennej mocy zapisu, która zależy na przykład od długości znaku. Parametry zapisu, takie jak moc zapisu, liczba impulsów, zmienność, cykl roboczy i tak dalej można dostosować do nośnika zapisu, którego własności materiałowe odgrywają dużą rolę. Przykładem dającego się zapisywać nośnika zapisu jest kasowalna płyta kompaktowa CD, która jest powleczona warstwą materiału z przejściem fazowym. Sposób odczytu CD i zastosowania rowka wstępnego jest znany.

Figury 1c i 1d pokazują dwa przykłady periodycznej modulacji (wobulowania) rowka wstępnego. To wobulowanie powoduje powstawanie dodatkowego sygnału przy głowicy serwomechanizmu śledzącego. Wobulowanie jest na przykład modulowane częstotliwościowe pomocniczym sygnałem, który zawiera zakodowane informacje pomocnicze. Informacje pomocnicze stanowią, informacje adresowe wskazujące pozycję w kierunku wzdłużnym ścieżki. Nośnik zapisu zawierający takie informacje pomocnicze jest znany. Pozycję początkową na ścieżce do zapisu bloków informacji można wyznaczyć z informacji adresowej na tym nośniku zapisu.

Wynalazek można stosować podobnie dla nośników zapisu, w których pozycję wzdłuż ścieżki wyznacza się inaczej, przykładowo poprzez oddzielny przebieg odniesienia albo poprzez przebiegi zapisane uprzednio na nośniku zapisu. Wynalazek można również stosować dla nośników zapisu z możliwością ponownego zapisu o innej strukturze, jak na przykład taśma optyczna. W tych nośnikach zapisu informację adresową można podać w inny sposób, na przykład za pośrednictwem informacji na ścieżce pomocniczej.

Figura 2 pokazuje wykres efektu wielokrotnego zapisywania w zależności od przesunięcia pozycji początkowej. Wykres oddaje sytuację, w których zapisuje się zawsze ten sam blok informacji w określonej części nośnika zapisu z możliwością ponownego zapisu. Blok informacji jest utworzony przez dające się odczytać optycznie znaki o różnych długościach, dla których różnice długości są zawsze wielokrotnością ustalonej odległości, tak zwanego bitu kanałowego. Zawsze ocenia się jakość odczytanego sygnału, na przykład na podstawie

184 577 fluktuacji albo widocznego przebiegu odczytanego sygnału. Przy zapisie wielokrotnym pozycja początkowa bloku informacji w kierunku wzdłużnym ścieżki jest zawsze przesunięta na losową odległość w obrębie określonych granic. Liczba wzdłuż osi X 31 oznacza odległość pomiędzy tymi granicami w bitach kanałowych. Wzdłuż osi Y 32 pokazana jest (w skali logarytmicznej) liczba razy, jaką zapisano określoną część ścieżki. Punkt pomiarowy znajduje się przez zapisywanie aż do wystąpienia określonego pogorszenia jakości. W modulacji pozycji impulsu (PPM), zwykłej w znanych systemach z możliwością ponownego zapisu, tylko krótkie znaki zapisuje się w sposób rozłożony. Jednak gdy stosuje się modulację długości impulsu (PLM), która umożliwia większą gęstość informacji, często występują długie znaki. Przykład PLM z dużą gęstością informacji to znany kod kanałowy EFM+, stosowany w dyskach CD o dużej gęstości. Pomiary wykazały, że zjawisko występuje intensywniej, jeżeli przebiegi zawierają zapisane znaki przylegające do siebie i przedłużone. Co więcej, zjawisko występuje szczególnie wtedy, gdy widmo częstotliwościowe średniej bieżącej zapisanych przebiegów zawiera składniki niskoczęstotliwościowe. Wynalazek nadaje się więc szczególnie do zastosowania w połączeniu z PLM. Krzywa 33 przebiegająca przez zmierzone punkty oddaje zależność pomiędzy liczbą wykonanych zapisów i stopniem, do jakiego zapisane przebiegi różnią się przy każdym ich powtórzeniu. Zależność ta pokazała nieoczekiwanie, że użyteczna liczba wykonania ponownych zapisów zmniejsza się jeżeli te same przebiegi są zapisywane wielokrotnie we (w zasadzie) ustalonej pozycji na nośniku zapisu. Co więcej, znaczne przesunięcie pozycji początkowej jest potrzebne do uzyskania maksymalnego możliwego okresu użyteczności. W przeciwieństwie do oczekiwań małe przesunięcie o około 32 bity kanałowe (pierwsza wartość pomiarowa 34) wykazało raczej niewielką liczbę ponownych zapisów. Takie przesunięcie, które jest kilka razy dłuższe od najdłuższego znaku stosowanego w PLM, spowodowałoby rozłożenie się takich długich znaków znacznie odbiegające od zachodzenia na siebie. W praktycznym przykładzie w CD-E posiadającym przebiegi o 17 bitach kanałowych dla jednego bajtu informacji najdłuższy znak to 11 bitów kanałowych. Oczekiwano, że przesunięcie o 2 bajty informacji, czyli o 34 bity kanałowe, będzie wystarczające. Jednak okazało się, że dopiero przy znacznie większym przesunięciu o około 100 bitów (druga wartość pomiarowa 35 przy 128 bitach) uzyskano istotną poprawę. Przy przesunięciu większym niż rzędu 1000 bitów kanałowych (piąta wartość pomiarowa 36) nie uzyskano dalszej poprawy dla zmierzonego nośnika zapisu.

Figura 3 pokazuje urządzenie według wynalazku do odczytywania i/lub zapisywania nośnika zapisu w kształcie dysku. Urządzenie zawiera środki kodujące 52 i zespół odczytująco-zapisujący 57 do zapisywania i/lub odczytywania bloków informacji na nośniku zapisu 1. Informację podaje się na wejście 51 i przekształca na sygnał zapisujący w środkach kodujących 52, przy czym informacje są reprezentowane w blokach informacji w ustalony z góry sposób. Sygnał zapisujący jest dostarczany do zespołu odczytująco-zapisującego 57. Nośnik zapisu 1 obraca się, będąc napędzany przez środki napędzające 58. Zespół odczytującozapisujący 57 skanuje wiązką 56 ścieżkę 9 i zapisuje na niej wzory znaków reprezentujące informacje. Podczas operacji skanowania, zespół odczytująco-zapisujący 57 jest umieszczony nad ścieżką S9) przez serwosystem zwykłego typu (nie pokazany). Sterownik systemowy 59 steruje skanowaniem nośnika zapisu 1 za pośrednictwem środków napędowych 58 i serwosystemu. Na ogół takie urządzenie zawiera również środki dekodujące 53 do odtwarzania informacji z przebiegów odczytanych przez zespół odczytująco-zapisujący 57. Odtworzona informacja jest wtedy podawana na wyjście 54. Urządzenie do wyłącznego zapisu może nie zawierać środków dekodujących 53 i wyjścia 54, natomiast urządzenie do wyłącznego odczytu może nie zawierać elementów kodujących 52 i wejścia 51. Urządzenie może ponadto zawierać demodulator 55 do odtwarzania informacji adresowej. Sygnały serwo generowane podczas skanowania ścieżki podaje się do demodulatora 55, który jest dostosowany do demodulowania sygnałów serwo w celu odtworzenia sygnału pomocniczego. Demodulator 55 wyznacza informacje adresowe z sygnału pomocniczego i przekazuje te informacje do sterownika systemowego 59.

Według wynalazku środki zapisujące 52, 57, 59 są dostosowane do zapisu bloków informacji w taki sposób, że minimalizuje się zapis tych samych przebiegów w tym samym

184 577 miejscu w określonym obszarze ścieżki. Pierwszym krokiem podejmowanym w tym celu jest to, że sterownik systemowy 59 zawsze przesuwa pozycję początkową zapisywanego bloku informacji na pewną odległość względem pozycji początkowej określonej nominalnie. Odległość tę wybiera się dowolnie, ale leży ona w obrębie ustalonych z góry granic, ponieważ inaczej możliwe jest częściowe zapisanie poprzednich albo następnych bloków informacji nową zawartością. Ponadto jest to duża odległość w porównaniu z odległościami przebiegów występującymi w kodowaniu kanałowym. W odpowiednim nośniku zapisu z możliwością ponownego zapisu należy pozostawić otwartą wystarczającą przestrzeń, aby przesunięcie takie było możliwe. Można to zrealizować na przykład rezerwując wystarczającą przestrzeń dla bloku informacji i maksymalnego (szczyt do szczytu) przesunięcia pomiędzy nominalnymi pozycjami początkowymi, na przykład przedłożonymi w standardowej specyfikacji systemowej. Jako przykład można wziąć przesunięcie o 1000 bitów, które prowadzi do straty gęstości informacji o około 3% dla kodu EFM+ (8/16 bitów danych/kanałowych), 2 kilobajtowego bloku informacji i stref synchronizacji ID oraz około 0,2% dla 32-kilobajtowego bloku informacji. Efekt pierwszego kroku jest pokazany ponadto na fig. 4.

Drugi krok to stałe dostosowanie sposobu reprezentacji informacji. W tym celu środki kodujące 52 są dopasowane dla tego dostosowania, przy czym wybrane dostosowanie jest zawsze inne. Sterownik systemowy 59 generuje klucz wskazujący sposób reprezentacji i przez to konieczny do ponownego dekodowania bloku informacji przy odczycie. Jako klucz można zastosować na przykład losowy bajt tworzący 256 różnych kluczy. Alternatywnie możliwe jest stosowanie kolejnych kluczy. Mogą wtedy działać również jako licznik powtórzeń, który pokazuje za pomocą klucza jak często część ścieżki była już zapisywana. Gdy zostanie osiągnięte pewne maksimum, można zablokować tę część ścieżki przed dalszym użyciem, zanim podczas odczytu zaczną występować błędy. Do generowania kolejnych kluczy można wykorzystać system, w którym duża część bitów pomiędzy kolejnymi kluczami jest różna. Klucz jest przechowywany albo w bloku informacji albo w innym miejscu nośnika zapisu, na przykład w obszarze centralnym. Pod tym względem jest ważne, aby klucz miał maksymalną ochronę przed błędami, ponieważ informacji nie będzie można już odtworzyć w przypadku niewłaściwego klucza. W tym celu klucz może być chroniony zwykłymi kodami korekcji błędu, ale może być również powtarzany w kilku miejscach bloku informacji. Alternatywnie można przechowywać klucze w pamięci (na przykład w sterowniku systemowym) w urządzeniu. Pamięć może być pamięcią stałą, nośnik zapisu może wtedy zostać odczytany tylko przez odpowiednie urządzenie. Alternatywnie możliwe jest zapisanie zawartości pamięci na nośniku zapisu w określonych chwilach.

Dla dostosowania do sposobu reprezentacji można zastosować na przykład kodowanie. Dla takiego dostosowania sygnał zapisu przetwarza się znaną metodą strumieniem bitowym (na przykład poprzez operację EX-OR). W celu wygenerowania strumienia bitów wykorzystuje się obwód generatora, w którym generowany strumień bitów zależy od klucza. Klucz ten może być na przykład zawarty w bloku informacji, na przykład w identyfikatorze. Jest korzystne, jeżeli identyfikator można odtworzyć w łatwy sposób z odczytanego sygnału, ponieważ identyfikator musi być znany bardzo szybko sterownikowi systemowemu gdy następuje skok do żądanego bloku informacji. W tym celu dla identyfikatora można zastosować łatwiejszą operację kodowania. Nie wymaga ona jawnego klucza, ale dekoder będzie znowu gotowy po przetworzeniu określonej liczby bitów zakodowanego sygnału. Należy zauważyć, że gdy kodowana jest informacja, której klucz nie jest dostosowany do każdej operacji zapisu, ale na przykład jest wyznaczany z informacji w identyfikatorze, nie uzyskuje się żądanego efektu.

Kolejnym krokiem dostosowywania sposobu reprezentacji jest dołączenie pewnej ilości danych pozornych do bloku informacji, na przykład przez dołączenie strefy o zmiennej długości wypełnionej losowo wybranymi, ale ustalonymi pozornymi bajtami dla każdego zapisu na początku bloku informacji. Po tej strefie pozornej następuje strefa identyfikacyjna, którą można rozpoznać w ustalony sposób. W rezultacie, strefa identyfikacyjna zostanie zawsze znaleziona podczas odczytywania bloku informacji i nadal zapisywana jest cała ścieżka, tak więc nie będą już występować żadne stare albo nie obowiązujące już części bloków informacji zapisanych wcześniej. Alternatywnie na końcu bloku informacji można dołączyć taką stre8

184 577 fę ze zmiennymi danymi pozornymi, natomiast długość zapisywanej strefy (strefa pozorna + zawartość bloku + strefa pozorna) może wtedy być stała. Sposób reprezentacji obejmuje wtedy dołączanie pierwszej zmiennej ilości danych pozornych przed blokiem informacji oraz drugiej zmiennej ilości danych pozornych po bloku informacji, natomiast suma pierwszej i drugiej zmiennej ilości jest w zasadzie stała.

Figura 7 pokazuje trzy możliwe sytuacje pomiędzy kolejnymi blokami informacji zawierającymi dane pozorne, jak opisano wyżej. W górnej sytuacji pierwszy blok 71 i drugi blok 72 są pokazane z nominalną (podłużną) pozycją zawartości informacyjnej. Gdyby były zapisane na ścieżce, bloki byłyby wyrównane w kierunku bocznym i pokrywały by się przez to na małym marginesie 80. Obszar pokrywania ma tę zaletę, że ścieżka będzie zapisywana ciągle nawet w przypadku małych niedokładności pozycjonowania spowodowanych rzeczywistymi błędami synchronizacji. W nieprzerwanym zapisie ścieżki znaki uniemożliwiają zakłócenie systemów serwo i przetwarzania sygnału. Zawartość informacyjna pierwszego bloku 71 kończy się znakiem synchronizacyjnym 73, co pokazuje gruba linia. Po tym znaku synchronizacyjnym 73 następuje końcowy obszar łączący 78 zawierający dane pozorne aż do fizycznego końca zapisu 74. Drugi blok 72 zaczyna się od fizycznego punktu początkowego 75 z początkowym obszarem łączącym 79 zawierającym dane pozorne, za którym następuje znak synchronizacyjny 77 i zawartość informacyjna drugiego bloku. Obszar pomiędzy ostatnim znakiem synchronizacyjnym 73 pierwszego bloku i pierwszym znakiem synchronizacyjnym 77 drugiego bloku nazywany jest zwykle ramką, łączącą. Kolejne ramki łączące mogą występować w drugim bloku przed zawartością informacyjną umożliwiając dostosowanie przetwarzania sygnału przez urządzenie odczytujące do nowego bloku, który mógł zostać zapisany przy użyciu nieco innych parametrów. Znaki synchronizacyjne poprzedzające ramki łączące mogą mieć specjalną wartość wskazującą ramkę łączącą. Ramka łącząca pomiędzy dwoma kolejnymi blokami informacji ma nominalną długość 76, wraz z marginesem pokrywania 80. W sytuacji środkowej pokazane są dwa następne bloki 81, 82 mające przesuniętą pozycję zawartości informacyjnej. Pierwszy blok 81 ma dużą ilość danych pozornych na początku (nie pokazanym) i dopełniającą małą ilość 84 danych pozornych na końcu, co powoduje, że łączna długość i punkt końcowy pierwszego bloku 81 są takie same jak w pierwszej sytuacji, natomiast rzeczywista zawartość informacyjna została przesunięta na odległość +D. Drugi blok 82 w sytuacji środkowej ma minimalną ilość danych pozornych na początku, tak więc ramka łącząca 83 ma najkrótszą możliwą długość, natomiast zawartość informacyjna drugiego bloku jest przesunięta na odległość -D. W sytuacji dolnej pokazany jest pierwszy blok 85 mający przesunięcie -D i przez to dużą ilość danych pozornych na końcu. Drugi blok 86 ma tutćjj przesunięcie +D, co powoduje maksymalną, ramikę łączącą 87. Minimalne przesunięcie powinno być wystarczająco duże, jak opisano powyżej. W praktycznym przykładzie ramki pomiędzy znakami synchronizacyjnymi mogłyby mieć 91 bajtów, przy czym jeden bajt jest reprezentowany przez 16 bitów kanałowych jak w EFM+ (zobacz powyżej). Przesunięcie o 62 bajty (992 bity) dałoby w wyniku maksymalne D wynoszące 31. Końcowy obszar łączący 78 ramki łączącej ma 49 bajtów, natomiast początkowy obszar łączący 79 ma 50 bajtów i obszar pokrywania wynoszący 8 bajtów umożliwia wahanie 4 bajtów jeżeli chodzi o pozycję obu bloków informacji. Powoduje to dolną sytuację w maksymalnym końcowym obszarze łączącym 49+31 = 80 bajtów i maksymalnym początkowym obszarze łączącym 50+31 = 81 bajtów i przez to maksymalną ramkę łączącą 87 mającą 80+81-8 = 153 bajty, co równa się długości nominalnej powiększonej o łączne przesunięcie 91+62 = 153. Odpowiednio do środkowej sytuacji minimalny końcowy obszar łączący mający 49-31=18 bajtów i minimalny początkowy obszar łączący mający 50-31=19 bajtów dają w wyniku minimalną ramkę łączącą 83 mającą 19+18-8 = 91-62 = 29 bajtów Te granice 153 i 29 bajtów stanowią najgorsze sytuacje w powyższych okolicznościach. Należy zauważyć, że w praktycznym systemie i tak będzie potrzebna jedna albo więcej ramek łączących, aby umożliwić dopasowanie układu serwo i elektronicznego układu przetwarzania do następnego bloku informacji, który równie dobrze może być zapisany w innych warunkach w innym urządzeniu zapisującym niż poprzedni blok. Zastosowanie znacznego przesunięcia według wynalazku przez dodanie danych pozornych jak opisano tutaj w połączeniu z ramkami łączącymi nie wymaga dodatkowego

184 577 miejsca na dysku, tak więc co jest korzystne, pozwala na dużą, gęstość informacji bez straty na pojemności pamięci.

Powyższe kroki można podjąć oddzielnie albo w połączeniu. Zaletą zastosowania wyłącznie przesunięcia jest to, że urządzenie odczytujące nie musi mieć określonych środków do odczytywania zapisanego według wynalazku nośnika zapisu z możliwością ponownego zapisu. Pod tym względem odczytywanie jest w zasadzie równoważne odczytywanie nośnika zapisu przeznaczonego wyłącznie do odczytu albo z zapisem jednokrotnym. Jest to korzystne w zastosowaniach komputerowych i multimedialnych, w których wykorzystuje się nośniki zapisu różnych typów. Jeżeli zapisane są względnie małe bloki informacji, to przesunięcie może znacznie obniżyć gęstość informacji. W tym przypadku możliwe jest na przykład połączenie ograniczonego przesunięcia z operacją kodowania. To kodowanie znacznie zmniejsza autokorelację zapisywanego bloku informacji. Zależnie od wybranego kodu kanałowego, pewne przebiegi mogą nadal być stale, jak na przykład przebiegi synchronizacyjne w kodzie kanałowym EFM+. Operacja ograniczonego przesunięcia będzie wtedy wystarczać do zapisu tych przebiegów zawsze w innej pozycji na ścieżce. Przez wybranie ograniczonego przesunięcia możliwe jest oczywiście uzyskanie większej gęstości informacji na nośniku zapisu.

Według wynalazku stosuje się środki odczytujące zawierające zespół odczytującozapisujący 57 i środki dekodujące 53 jak pokazuje fig. 3 do odczytywania bloków informacji z pozycji znacznie przesuniętych na odległość wybraną dowolnie w obrębie ustalonych granic i/lub do dekodowania bloków informacji zgodnie z dostosowanym sposobem reprezentacji. Opisane powyżej kroki dostosowania sposobu reprezentacji są zrealizowane w sposób dopełniający w środkach dekodujących, natomiast znacznie przesunięta pozycja i/lub ramki łączące opisane w związku z fig. 7 są obsługiwane przez zespół odczytująco-zapisujący w połączeniu z systemem serwo i środkami dekodującymi 53.

Na figurze 4 przedstawiono ścieżkę na wykresie (nie w skali), na której bloki informacji są zapisane na przesuniętych pozycjach początkowych. Nominalne pozycje początkowe są oznaczone ciągłymi liniami 41, 42 i 43. Leżą w ustalonych wzajemnych odległościach 40 od siebie. Ponadto układ przesunięć można zastosować również dla podziału ścieżki z różnymi odstępami pomiędzy nominalnymi pozycjami początkowymi. Zapisane bloki informacji są oznaczone liczbami 44, 45 i 46. Można zauważyć, że pierwszy blok 44 zaczyna się w nominalnej pozycji początkowej, drugi blok 45 w określonej odległości za nominalną pozycją początkową, a trzeci blok 46 przed nominalną pozycją początkową. Odstęp pomiędzy blokami jest więc zmienny. Po kilku zapisach odstęp będzie częściowo zawierał stare informacje, co jest pokazane na początku ostatniego bloku 47. Jednak należy zauważyć, że w znanych systemach zapisujących do dających się zapisywać nośników zapisu występuje pewien margines pomiędzy blokami dla zmiany pozycji początkowej bloku informacji. Ten margines (na przykład 16 bitów) można wykorzystać do kompensacji tolerancji mechanicznej i elektrycznej w pozycji początkowej, które występują przy rozpoczęciu operacji zapisu. Okazało się, że taki margines nie wystarcza do efektywnego przeciwdziałania pogorszeniu jakości, jak opisano w związku z fig. 2.

Figura 5 przedstawia schematycznie procedurę dostosowania, w której łączy się dwa kroki, kodowanie i przesuwanie. Sterownik systemowy 59 wykonuje następujące kroki:

S1: sterownik systemowy odbiera polecenie zapisania bloku informacji i wyznacza nominalną pozy cj ą początkową.

S2: sterownik systemowy generuje losowy klucz i dostarcza go do środków kodujących 52 i nakazuje środkom kodującym kodowanie tym kluczem. Sam klucz jest na przykład również zawarty w bloku

S3: sterownik systemowy dodaje losową odległość do nominalnej pozycji początkowej.

S4: sterownik systemowy umieszcza zespół odczytująco-zapisujący 57 nad żądaną strefą ścieżki 9 i czeka, aż wyliczona pozycja początkowa znajdzie się pod zespołem odczytująco-zapisującym, na przykład w zależności od informacji adresowej odczytanej przez demodulator 55.

S5: sterownik systemowy nakazuje zapisywanie środkom zapisującym 52, 57 .

184 577

Operację odczytu (nie pokazaną) przeprowadza się w podobny sposób. Klucz najpierw odtwarza się z odczytanego sygnału i dostarcza do dekodera w środkach dekodujących 53. Następnie przeprowadza się dekodowanie tak, jak w znanych urządzeniach odczytujących.

Figura 6 przedstawia schematycznie rotację informacji w bloku informacji. W pierwszym bloku informacji 61 informacje umieszcza się w pozycji nominalnej. Tak jak zwykle, blok informacji 61 zaczyna się częścią RUN-IN 63, która zawiera przebieg wprowadzający do wprowadzania środków odczytujących, bardziej dokładnie dla pętli synchronizacji fazowej (PLL), która zamyka się przy odtwarzaniu sygnału zegarowego danych i blok informacji jest zamknięty częścią GUARD 67 dla uniknięcia gwałtownego przejścia do nie zapisanej części nośnika zapisu albo wcześniej zapisanych przebiegów. Pomiędzy częściami RUN-IN 63 oraz GUARD 67 występuje obszar informacyjny 60 zawierający jeden albo więcej bloków danych Dn i przebiegi synchronizacyjne S, na fig. 6 pokazane są cztery bloki danych DO (65), D1, D2 i D3 (66) i każdy blok danych jest poprzedzony przez przebieg synchronizacyjny 64. Aby uniknąć zapisywania bloków danych i przebiegów synchronizacyjnych S zawsze na tej samej pozycji przy zapisie wielokrotnym, przeprowadza się rotację informacji w obszarze informacyjnym 60 na określoną odległość a przy każdym jej zapisie, jak pokazuje drugi blok informacji na fig. 6. Rotację, alternatywnie nazywaną zawinięciem, należy rozumieć jako przesunięcie wszystkich bitów w obszarze informacyjnym 60 w określonym kierunku, przy czym bity przesunięte poza granicę obszaru danych przesuwa się na opuszczone miejsce przy drugiej granicy obszaru informacji. W pokazanym przykładzie bloku informacji 62 bloki danych i przebiegi synchronizacyjne są przesunięte o a bitów kanałowych, a informacje ostatniego bloku danych rozdziela się na dwie części 68, 69. Druga część 69 ostatniego bloku danych D3 zakończyłaby się za granicą końcową 70 po dodaniu przesunięcia do pierwszego bloku danych za początkową granicą obszaru informacyjnego 60. Jest oczywiste, że rotację można przeprowadzić również w drugim kierunku, rozdzielając, w szczególności D0, na dwie części. Podczas operacji odczytu przesunięcie a trzeba wyznaczyć z odczytanego sygnału i należy również wyznaczyć początek i/lub koniec obszaru informacyjnego 60.

Można to wykonać wybierając na przykład określony format dla przebiegów RUN-IN i/lub przebiegów GUARD. Można również jawnie umieścić wartość a w bloku informacji, korzystnie w ustalonej pozycji względem przebiegów synchronizacyjnych. Korzystnie stosuje się zmienny przebieg dla części RUN-IN i/lub GUARD bloku informacji, ponieważ w przeciwnym razie jakość tych części obniży się szybciej niż części bloków danych. Na przykład przez zastosowanie (zmiennej) wartości a w przebiegu RUN-IN, RUN-IN jest zmienne, zaś a można odtworzyć przy odczycie. Alternatywnie można zmieniać wyłącznie pozycję przebiegów synchronizacyjnych o a i kodować pozostałe dane kluczem kodującym, który jest wówczas zawarty na przykład w części RUN-IN. Dla odczytywania bloków wykazujących przesunięte przebiegi synchronizacyjne, urządzenie odczytujące zawiera korzystnie pamięć do przechowywania sygnału poprzedzającego pierwszy przebieg synchronizacyjny, przy czym zawartość pamięci jest dekodowana po ustanowieniu synchronizacji. W pokazanym drugim bloku informacji 62 dekodowanie można na przykład przeprowadzić z pamięci przechowującej część 69 bloku, którego część dodaje się do pierwszego bloku danych po zdekodowaniu pierwszej części 69 ostatniego bloku danych D3.

Wybierając dostatecznie dużą odległość a (rzędu 1000 bitów kanałowych, porównaj fig. 2), uzyskuje się możliwość wielokrotnego ponownego zapisu bloków informacji z przebiegami synchronizacyjnymi. Zachodzi to oczywiście również dla bloków informacji bez stałych przebiegów synchronizacyjnych, dla których synchronizacja dekodowania jest uzyskiwana w różny sposób przy odczytywaniu. Można również stosować bloki informacji bez obszaru RUN-IN albo GUARD, na przykład jeżeli w sposób ciągły zapisuje się wiele bloków informacji.

We wszystkich przypadkach korzyść jest taka, że rotacja tego typu nie wymaga dodatkowego miejsca pomiędzy blokami informacji, ponieważ zawsze mogą być one zapisywane na tych samych pozycjach.

184 577

FIG. 2

184 577

Ρ

	—*t

_1 ! 1_1 1
1	1	V
k, ⁴⁴	\2	45

[ s h 46 ‘43

1«

FIG.4

184 577

81--8573 +75— r* ^+Δ· »i <84

W-i

I I I I I

U.-*-»(

FIG. 7

184 577

FIG.Ia

FIG.Ib

______________! FIG.Ic

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób zapisywania nośnika informacji wielokrotnego zapisu zawierającego ścieżkę, w którym koduje się informację według założonej procedury w bloku informacji, wyznacza się pozycję początkową w części ścieżki i zapisuje się blok informacji od pozycji początkowej, znamienny tym, że przed zapisywaniem bloku informacji wybiera się obszar biegnący na długości zasadniczo większej niż 32 razy długość bitowa, wzdłuż ścieżki od nominalnej pozycji początkowej, zmienia się sposób reprezentacji informacji podczas kolejnych zapisów bloków informacji przynajmniej w tym obszarze oraz umieszcza się przy tym modyfikowaniu zmienną przesuwaną pozycję informacji w bloku informacji przynajmniej w tym obszarze.
2. Urządzenie do zapisywania nośnika informacji wielokrotnego zapisu zawierającego ścieżkę, zaopatrzone w zespół zapisujący do zapisywania bloku informacji w części ścieżki od pozycji przesuniętej względem nominalnej pozycji początkowej, przy czym blok informacji reprezentuje informację w ustalony sposób, znamienne tym, że zespół zapisujący jest sprzężony z układem wybierającym do określania obszaru biegnącego na długości zasadniczo większej niż 32 razy długość bitowa, wzdłuż ścieżki od nominalnej pozycji początkowej, z układem modyfikującym do modyfikacji sposobu reprezentacji informacji podczas kolejnych ponownych zapisów bloków informacji w przynajmniej jednym obszarze, oraz z układem przesuwającym do zmiennego przesuwania pozycji od początku informacji w bloku informacji w przynajmniej jednym obszarze .
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że układ modyfikujący jest sprzężony ze środkami wprowadzania sposobu reprezentacji w bloku informacyjnym, odzyskiwalnym przy odczycie .
4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że układ modyfikujący jest sprzężony ze środkami do kodowania kluczem kodującym oraz do umieszczania klucza kodującego w bloku informacji.
5. Urządzenie według zastrz. 2 albo 3, albo 4, znamienne tym, że układ modyfikujący jest sprzężony ze środkami do umieszczania w bloku informacji danych pozornych, rozpoznawalnych przy odczycie.
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że układ modyfikujący jest sprzężony ze środkami do umieszczania pierwszej zmiennej ilości danych pozornych przed blokiem informacji i drugiej zmiennej ilości danych pozornych po bloku informacji, przy czym suma pierwszej i drugiej zmiennej ilości jest zasadniczo stała.
7. Urządzenie według zastrz. 2 albo 3, albo 4, albo 6, znamienne tym, że układ modyfikujący jest sprzężony ze środkami rotacji informacji w bloku informacji na wybraną odległość uzyskaną ze środków wyboru.
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że układ modyfikujący jest sprzężony ze środkami do umieszczania wybranej odległości w odpowiednim bloku informacji.
9. Urządzenie do odczytywania nośnika informacji wielokrotnego zapisu zawierającego ścieżkę, zawierające środki odczytujące do odczytywania bloków informacji, znamienne tym, że środki odczytujące są sprzężone z dekoderem do dekodowania różnych sposobów reprezentacji informacji, różnica których wpływa na przynajmniej jeden obszar biegnący na długości zasadniczo większej niż 32 razy długość bitową wzdłuż ścieżki od nominalnej pozycji początkowej, oraz z układem przesuwającym do zmiennego przesuwania pozycji początku dekodowania informacji w bloku informacji przynajmniej w tym obszarze.

184 577