RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 196701 (21) Numer zgłoszenia: 355311 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 07.11.2000 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: 07.11.2000, PCT/US00/30604 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: 17.05.2001, WO01/35407 PCT Gazette nr 20/01 (51) Int.Cl. G11B 20/18 (2006.01) (54) Sposób i system zarządzania wadliwymi sektorami w zapisywalnych nośnikach DVD (30) Pierwszeństwo: 10.11.1999,US,60/164,806 (73) Uprawniony z patentu: THOMSON LICENSING,Boulogne Billancourt,FR (43) Zgłoszenie ogłoszono: 05.04.2004 BUP 07/04 (72) Twórca(y) wynalazku: Shu Lin,Indianapolis,US (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.01.2008 WUP 01/08 (74) Pełnomocnik: Palka Grażyna, POLSERVICE, Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o. PL 196701 B1 (57) 1. Sposób zarządzania wadliwymi sektorami w zapisywalnych nośnikach DVD, zgodny ze standardem DVD-ROM, znamienny tym, że alokuje się pierwszy blok przylegających logicznie sektorów, dla zapisywania nierozdzielnych danych na zapisywalnych nośnikach DVD, a nierozdzielne dane wybiera się z co najmniej jednej grupy zawierającej dane sterujące, zapasowe dane sterujące lub dane nawigacyjne, wykrywa się i lokalizuje się wadliwy sektor w pierwszym bloku sektorów i reagując na wykrycie i lokalizację wadliwego sektora, przemieszcza się te nierozdzielne dane z pierwszego bloku do drugiego bloku przylegających logicznie sektorów w zapisywalnym nośniku DVD, przy czym drugi blok nie zawiera wykrytych i zlokalizowanych, wadliwych sektorów.
2 PL 196 701 B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób i system zarządzania wadliwymi sektorami w zapisywalnych nośnikach DVD, zapewniające udoskonalone działanie przy zapisie danych na nośnikach DVD, zgodne ze stosowanymi dotychczas sposobami i systemami zarządzania wadliwymi sektorami w zapisywalnych nośnikach DVD. Znane są różne urządzenia do zapisu programów wizyjnych i/lub programów dźwiękowych w celu późniejszej ich prezentacji użytkownikom. Są to magnetofony, magnetowidy kasetowe, dyski kompaktowe do wielokrotnego zapisu, a ostatnio zapisywalne uniwersalne dyski wideo DVD, a także napędy twardych dysków i dyski magnetooptyczne. Dysk DVD, który jest zapisywany tylko raz, a następnie stanowi pamięć tylko do odczytu, jest oznaczany jako dysk DVD-R. To oznaczenie DVD-R jest także stosowane ogólnie do techniki jednokrotnego zapisu albo jednokrotnego nagrania. W odróżnieniu od technik DVD-R, istnieje szereg formatów, w których dane są zapisywane na dysku DVD, wymazywane i ponownie zapisywane. W wyniku tego dysk DVD jest zapisywany przy użyciu kasowania lub zapisywany ponownie, odpowiednio na dyskach DVD-RAM, DVD-RW i DVD+RW. Ponieważ obecnie nie ma przyjętych jednolitych standardów przemysłowych, oznaczenia DVD-RAM, DVD-RW i DVD+RW są także stosowane ogólnie do techniki wielokrotnego zapisu. Odniesienie do technik, sposobów i urządzeń wielokrotnego zapisu na dysku DVD ma tutaj na celu objęcie wszystkich standardów obecnie stosowanych, jak i tych, które będą opracowane w przyszłości. Obecne dyski DVD mają strukturę logiczną, w której jest pamiętana zawartość audio-wideo. Dokładnie, jak pokazano na pos. 7, na wierzchołku struktury hierarchicznej pliku na dysku DVD 700 znajduje się jeden lub więcej tytułów 701, które są luźno związane z tytułem epizodu programowego. Tytuły 701 składają się z danych sterujących 702 dodanych do jednego lub więcej zespołów obiektów wideo VOB 703. Dane sterujące 702 zawierają informacje do zarządzania tytułem 701. Każdy zespół obiektów VOB 703 zawiera wiele obiektów wideo VOB 704. Każdy obiekt VOB 704 zawiera korzystnie wiele komórek 705, z których każda zawiera wiele jednostek obiektów wideo VOBU 706. Każda jednostka VOBU 706 jest związana z grupą obrazów, która jest najmniejszą adresowalną porcją na dysku DVD 700. W szczególności każda jednostka VOBU 706 zawiera całkowitą liczbę ramek wideo. Każda jednostka VOBU 706 zawiera 0,4 do 1,0 sekundy materiału prezentacyjnego. Typowa jednostka VOBU 706 w filmach komercyjnych zawiera 0,5 sekundy materiału prezentacyjnego. W szczególności każda jednostka VOBU 706 zawiera sekwencję paczek 707 umieszczonych w kolejności zapisu. Korzystnie każda jednostka VOBU zaczyna się paczką nawigacyjną 708, NV_PCK lub NAV_PACK, za którą znajdują się paczki danych audio-wideo 709, na przykład paczki wideo V_PCK, paczki audio A_PCK i paczki podobrazu SP_PCK. Paczka NV_PCK 708 zawiera informacje nawigacyjne, które są przydatne przy realizacji trybów trikowych pracy. Paczka NV_PCK 708 może zawierać także informacje sterujące prezentacją PCI i informację wyszukiwania danych DSI. Zapisywalne nośniki DVD są używane do zapisów tysiące lub nawet dziesiątki tysięcy razy. Przy każdym zapisie mogą potencjalnie pojawić się wadliwe sektory w zapisywalnym nośniku DVD. W wyniku tego zapisywalne nośniki DVD gromadzą znaczną liczbę wadliwych sektorów podczas czasu eksploatacji zapisywalnego nośnika DVD. Zatem wadliwe sektory w zapisywalnym nośniku DVD uniemożliwiają właściwe odtwarzanie danych zapisanych na zapisywalnym nośniku DVD. Dokładniej, wadliwe sektory w obszarze danych sterujących mogą unieważnić dane sterujące. Ponadto wadliwe sektory w danych wideo w jednostce VOBU mogą spowodować zatrzymanie lub zablokowanie danych wideo. Dodatkowo wadliwe sektory w danych audio w jednostce VOBU mogą spowodować zakłócenie dźwięku lub szum, a wadliwe sektory w obszarze menu mogą uszkodzić menu. W standardowo zapisywalnych nośnikach, na przykład napędach twardych dysków, istnieją ogólnie dwa sposoby zarządzania wadliwymi sektorami. Pierwszy sposób został nazwany sposobem prześlizgnięcia się nad sektorem. W tym sposobie prześlizgnięcia się nad sektorem, gdy wada jest wykrywana w jednym z kolejnych sektorów danych, sektor następujący bezpośrednio po wadliwym sektorze jest konfigurowany tak, aby zostać logicznie następnym sąsiednim sektorem dobrego sektora bezpośrednio poprzedzającego wadliwy sektor. Ta konfiguracja jest realizowana przez odstawienie wadliwego sektora i oznaczenie następującego sektora jako logicznie sąsiedniego względem dobrego sektora. Drugi sposób obejmuje ponowną alokację sektora zapasowego w zastępstwie sektora wadliwego. Dokładniej, jeżeli wadliwy sektor zostaje wykryty na ścieżce zapisywalnego nośnika DVD, zapasowy sektor na ścieżce jest ponownie przydzielany w zastępstwie wadliwego sektora.
PL 196 701 B1 3 Nie stosując tradycyjnych sposobów zarządzanie wadami w odniesieniu do zapisywalnych nośników DVD, wybrany sposób zarządzania wadami musi uwzględniać istniejącą technikę DVD-ROM. Dokładniej, w zapisywalnych nośnikach DVD, takich jak dyski DVD-RW, DVD-RAM, DVD+RW i innych, wybrany sposób zarządzania wadami musi spełniać wymaganie, aby dane zapisane na zapisywalnym nośniku DVD pozostawały czytelne, to jest zgodne ze stosowanym dotychczas zapisem aktualnych odtwarzaczy DVD-ROM, które nie mają mechanizmu obsługującego wadliwe sektory, a ponadto oznaczenie DVD-ROM wymaga, aby dane były zapisane w sposób ciągły na zapisywalnym dysku DVD. Zarządzanie wadliwymi sektorami w zapisywalnych nośnikach DVD, przy użyciu tradycyjnych sposobów zarządzanie wadami, może spowodować, że dane pamiętane na zapisywalnym nośniku DVD staną się nieciągłe. Znany jest z europejskiego opisu patentowego EP 0 866 456 sposób zapisu/odtwarzania właściwy do zapisu/odtwarzania danych AV dysku, urządzenie do zapisu i urządzenie do odtwarzania dla tego sposobu, dysk zapisujący informację i system przetwarzania informacji. Sposób zapisu pliku AV stosuje dysk zapisujący informację, w którym dane są zapisywane/odtwarzane przez sektory. W sposobie tym określa się, czy dane wejściowe są danymi AV, czy nie, wykrywa się wadliwy sektor występujący w przypisanym obszarze zapisu danych, gdy dane wejściowe są danymi AV, gdy wadliwy sektor wykrywa się w obszarze zapisu danych, alokuje się wadliwy obszar zawierający wadliwy sektor, zapisuje się dane AV w ciągłych sektorach, gdy przeskakuje się wadliwy obszar i alokuje się obszar ciągłych sektorów, gdzie są zapisane tylko dane AV jako jeden obszar AV. Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że alokuje się pierwszy blok przylegających logicznie sektorów, dla zapisywania nierozdzielnych danych na zapisywalnych nośnikach DVD, a nierozdzielne dane wybiera się z co najmniej jednej grupy zawierającej dane sterujące, zapasowe dane sterujące lub dane nawigacyjne, wykrywa się i lokalizuje się wadliwy sektor w pierwszym bloku sektorów i reagując na wykrycie i lokalizację wadliwego sektora, przemieszcza się te nierozdzielne dane z pierwszego bloku do drugiego bloku przylegających logicznie sektorów w zapisywalnym nośniku DVD, przy czym drugi blok nie zawiera wykrytych i zlokalizowanych, wadliwych sektorów. Korzystnie jako nierozdzielne dane stosuje się dane sterujące, a pierwszy i drugi bloki sektorów wprowadza się logicznie do obszaru danych sterujących zapisywalnego nośnika DVD. Korzystnie jako nierozdzielne dane stosuje się zapasowe dane sterujące, a pierwszy i drugi bloki sektorów wprowadza się do obszaru zapasowych danych sterujących zapisywalnego nośnika DVD. Korzystnie jako nierozdzielne dane stosuje się pierwszy sektor jednostki VOBU obiektów wideo, zawierający sektor nawigacyjny, przy czym pierwszy sektor jest sektorem nawigacyjnym. Korzystnie przemieszcza się zapasową kopię danych sterujących z pierwszego bloku sektorów w obszarze zapasowych danych sterujących do drugiego bloku sektorów w obszarze zapasowych danych sterujących, przy czym drugi blok w obszarze zapasowych danych sterujących odpowiada drugiemu blokowi sektorów w obszarze danych sterujących. Korzystnie podczas wykrywania i lokalizacji sprawdza się listę wad w zapisywalnym nośniku DVD, przy czym lista wad zawiera listę sektorów określonych jako wadliwe. Korzystnie modyfikuje się wadliwy sektor, a przez modyfikację emuluje się sektor niewadliwy, przy czym przez odtwarzacz DVD, odtwarzający jednostkę VOBU w zapisywalnym nośniku DVD, nie wykorzystuje się danych pamiętanych w wadliwym sektorze tak, jakby ten wadliwy sektor był sektorem niewadliwym, zawierającym dane nieużywalne. Korzystnie w wadliwym sektorze określa się pole kodu startowego, pole ID strumienia, pole długości pakietu i co najmniej jedno pole danych zależnych od pakietu. Korzystnie podczas modyfikacji zapisuje się dane inne, niż kod startowy 0x000001BA, do pola kodu startowego. Korzystnie podczas modyfikacji zapisuje się ID strumienia nieużywalnego do pola ID strumienia. Korzystnie podczas modyfikacji zapisuje się wartość zero do pola długości pakietu. System według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera elementy do alokacji pierwszego bloku przylegających logicznie sektorów, dla zapisania nierozdzielnych danych na zapisywalnych nośnikach DVD, gdzie nierozdzielne dane są wybrane z co najmniej jednej grupy zawierającej dane sterujące, zapasowe dane sterujące lub dane nawigacyjne, elementy do wykrywania i lokalizacji wadliwego sektora w pierwszym bloku sektorów oraz elementy reagujące na wykrycie i lokalizację wadliwego sektora, dla przemieszczenia nierozdzielnych danych z pierwszego bloku do drugiego bloku przylegających logicznie sektorów w zapisywalnym nośniku DVD, gdzie drugi blok nie zawiera wykrytych i zlokalizowanych wadliwych sektorów.
4 PL 196 701 B1 Korzystnie nierozdzielne dane są danymi sterującymi, a pierwszy i drugi blok sektorów są zawarte w obszarze danych sterujących zapisywalnego nośnika DVD. Korzystnie nierozdzielne dane są zapasowymi danymi sterującymi, a pierwszy i drugi blok sektorów są zawarte w obszarze zapasowych danych sterujących zapisywalnego nośnika DVD. Korzystnie nierozdzielne dane są pierwszym sektorem jednostki VOBU obiektów wideo, zawierającym sektor nawigacyjny, gdzie pierwszy sektor jest sektorem nawigacyjnym. Korzystnie system zawiera elementy do przemieszczenia zapasowej kopii danych sterujących z pierwszego bloku sektorów w obszarze zapasowych danych sterujących do drugiego bloku sektorów w obszarze zapasowych danych sterujących, gdzie drugi blok w obszarze zapasowych danych sterujących odpowiada drugiemu blokowi sektorów w obszarze danych sterujących. Korzystnie elementy do wykrywania i lokalizacji zawierają elementy do sprawdzanie listy wad w zapisywalnym nośniku DVD, a lista wad zawiera listę sektorów określonych jako wadliwe. Korzystnie system zawiera elementy do modyfikacji wadliwego sektora, gdzie modyfikacja emuluje sektor niewadliwy. Korzystnie wadliwy sektor zawiera pole kodu startowego, pole ID strumienia, pole długości pakietu i co najmniej jedno pole danych zależnych od pakietu. Korzystnie elementy do modyfikacji zawierają elementy do zapisywania danych innych niż kod startowy 0x000001BA do pola kodu startowego. Korzystnie elementy do modyfikacji zawierają elementy do zapisywania ID strumienia nieużywalnego do pola ID strumienia. Korzystnie elementy do modyfikacji zawierają elementy do zapisywania wartości zero do pola długości pakietu. Zaletą wynalazku jest opracowanie ulepszonego sposobu zarządzania wadami w zapisywalnych nośnikach DVD, zgodnego ze stosowanymi dotychczas nośnikami DVD-ROM. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy urządzenia zapisującego nośnik DVD, wyposażonego w jedną lub więcej funkcji operacyjnych według wynalazku, fig. 2 - szkic zapisywalnego nośnika DVD, fig. 3A-3B szkice objaśniające sposób zarządzania wadliwymi sektorami na nośnikach DVD, gdzie wadliwy sektor jest w danych sterujących, zapisanych w obszarze danych sterujących, fig. 4A-4B - szkice objaśniające sposób zarządzania wadliwymi sektorami, gdzie wadliwy sektor jest zapasowym plikiem sterowania w obszarze zapasowych danych sterujących, fig. 5A-5C - szkice objaśniające sposób zarządzania wadliwymi sektorami, gdzie wadliwy sektor jest w pierwszym sektorze paczki nawigacyjnej w jednostce VOBU, fig. 6 - sieć działań ilustrującą sposób modyfikowania wadliwego sektora z fig. 5A-5C tak, że wadliwy sektor emuluje niekorygowalny sektor i pos. 7 - schemat blokowy ilustrujący standardową hierarchię pliku na nośniku DVD. Figura 1 przedstawia schemat blokowy urządzenia 100 do zarządzania wadliwymi sektorami według wynalazku, które wykorzystuje zapisywalny nośnik w postaci dysku 102 do wielokrotnego zapisu. Dysk 102 do wielokrotnego zapisu jest wykonany jako dysk DVD do wielokrotnego zapisu. W wielu przykładach nośnik dyskowy do wielokrotnego zapisu jest także na przykład dyskiem twardym albo dyskiem magnetooptycznym MOD. Przykładem dysku MOD jest minidysk. Rozwiązania według wynalazku są stosowane do wideo lub audio albo zarówno do wideo, jak i audio. Urządzenie 100 do zarządzania wadliwymi sektorami jest zdolne do zapisu i odczytu nośnika dyskowego, w tym przykładzie dysk DVD 102 do wielokrotnego zapisu. Urządzenie zawiera zespół mechaniczny 104, sekcję sterującą 120, tor przetwarzania wejściowego sygnału wizyjnego/- akustycznego 140 i tor przetwarzania wyjściowego sygnału wizyjnego/akustycznego 170. Przydział bloków dla różnych sekcji albo torów jest dokonany dla wygody i nie jest krytyczny dla zrozumienia pracy urządzenia. Zespół mechaniczny 104 zawiera silnik 106 do obracania dysku 102 i zespół głowicy 108 do poruszania się nad wirującym dyskiem. Głowica 108 i silnik 106 są sterowane przez serwomechanizm 110, który odbiera także sygnał odtwarzania danych, odczytywany ze spiralnej ścieżki dysku 102 jako pierwszy sygnał wejściowy. Sygnał odtwarzania jest także sygnałem wejściowym układu korekcji błędów 130, który jest traktowany jako część sekcji sterującej albo część toru przetwarzania wyjściowego sygnału wizyjnego/akustycznego. Podczas odczytu danych z dysku 102 laser na zespole głowicy 108 kieruje strumień światła laserowego do środka wewnętrznej warstwy powierzchni dysku 102. Zależnie od danych zapisanych na dysku 102, światło lasera jest głównie odbijane lub głównie pochłaniane. Zespół głowicy 108 interpre-
PL 196 701 B1 5 tuje światło odbite jako jeden rodzaj sygnału elektrycznego, a światło pochłaniane przez wewnętrzną warstwę powierzchni dysku 102 jest interpretowane jako drugi rodzaj sygnału elektrycznego. Przejścia pomiędzy odbiciem i brakiem odbicia są odwzorowywane jako sygnały cyfrowe, określane jako sygnały odtwarzania, które odpowiadają danym zapisanym na dysku 102. Natomiast podczas zapisu laser w zespole głowicy wypala plamki na spiralnej ścieżce dysku 102, aby zapisać w postaci cyfrowej materiał programowy wideo i/lub audio. Dokładniej, dysk 102, który zawiera co najmniej jedną wewnętrzną krystaliczną warstwę zapisu, wykazuje dwa różne stany, amorficzny lub krystaliczny, z których każdy ma różne charakterystyki odbicia. Te różne poziomy odbicia są wykrywane przez czujniki optyczne w zespole głowicy 108. Przed zapisem wewnętrzna warstwa zapisu dysku jest w stanie krystalicznym, wykazując duże odbicie. Natężenie strumienia światła lasera jest modulowane dla zapisu amorficznych znaków danych na powierzchni ścieżki w wewnętrznej krystalicznej warstwie zapisu. Dokładniej, energia impulsu lasera szybko podwyższa temperaturę powierzchni wewnętrznej krystalicznej warstwy zapisu powyżej punktu topienia warstwy, w którym wewnętrzna warstwa przechodzi ze stanu krystalicznego o dużym odbiciu do stanu amorficznego o małym odbiciu. Następnie szybkie chłodzenie warstwy zapobiega przekształceniu struktury molekularnej wewnętrznej warstwy do stanu krystalicznego. Zatem dane cyfrowe są odwzorowywane w postaci serii impulsów lasera, które zapisują na dysku 102 kod cyfrowy, który odpowiada danym cyfrowym. W szczególności, zależnie od wymaganej pojemności dysk 102 ma albo jedną lub dwie zapisywalne strony. Dodatkowo dysk 102 ma wiele zapisywalnych warstw na stronie. Jednak do zrozumienia wynalazku liczba stron i warstw jest obojętna. Ponadto w przypadku zapisu dwustronnego jest także obojętne, czy zapis obu stron dysku 102 następuje z jednej lub obu stron dysku 102. Powracając do fig. 1, sekcja sterująca 120 zawiera układ sterujący 122 i układ generujący 126 dane nawigacyjne. Układ sterujący 122 podaje pierwszy sygnał wejściowy do układu generującego 126 dane nawigacyjne, a serwomechanizm 110 dostarcza drugi sygnał wejściowy do układu generującego 126 dane nawigacyjne. Serwomechanizm może także być traktowany jako część sekcji sterującej. Układ generujący dane 126 nawigacyjne podaje pierwszy sygnał wejściowy do multipleksera MUX 154, który tworzy część toru przetwarzania wejściowego sygnału wizyjnego/akustycznego 140. Sygnał wyjściowy MUX 154 jest sygnałem wejściowym układu kodowania korekcji błędów 128. Sygnał wyjściowy układu kodowania korekcji błędów 128 jest zapisywalnym sygnałem wejściowym, podawanym do głowicy 108, który jest wypalany na spiralnej ścieżce dysku 102 przez laser. Układ sterujący 122 ma także korzystnie dostęp do danych zawartych w buforze ścieżki 172 i buforze zapisu 152, jak pokazuje fig. 1. Układ sterujący 122 kasuje, modyfikuje i zmienia format danych wideo pamiętanych w buforze ścieżki 172 i buforze zapisu 152 w celu realizacji rozwiązania według wynalazku. Interfejsy sterowania i danych są także wprowadzane dla umożliwienia układowi sterującemu 122 sterowanie pracą pakietu kodera wideo 144 i kodera audio 148 w celu realizacji przykładów wykonania wynalazku. Oprogramowanie, na przykład oprogramowanie układowe, jest umieszczone w pamięci dla realizacji standardowych operacji realizowanych przez układ sterujący 122. Ponadto programy 134 do realizacji udoskonalonych funkcji są wprowadzane do układu sterującego 122, co zostanie dalej opisane bardziej szczegółowo. Bufor sterowania 132 dla funkcji uaktywnianych przez widza wskazuje funkcje aktualnie dostępne, mianowicie odtwarzanie, zapisywanie, cofanie, szybkie przewijanie wprzód, przerwa/odtwarzanie i zatrzymanie. Przerwa jest odpowiednikiem operacji przerwy, na przykład ręcznego przerwania odtwarzania wstępnie zapisanego programu albo przerwania zapisu oglądanego programu w celu wyeliminowania reklam z zapisu. Oddzielny bufor 136 jest wprowadzony dla odbioru poleceń w celu realizacji przerwy podczas zapisu i odtwarzania. Tor przetwarzania wejściowego sygnału wizyjnego/akustycznego 140 jest układem przetwarzania sygnałów dla przetwarzania standardowego sygnału telewizyjnego, na przykład standardu NTSC albo PAL, na cyfrowy pakiet danych, na przykład standardu MPEG-1 albo MPEG-2 w celu zapisu cyfrowego przez urządzenie 100 do zarządzania wadliwymi sektorami. Tor wejściowy 140 zawiera dekoder NTSC 142 i koder wideo 144, na przykład standardu MPEG-1 albo MPEG-2, i zawiera przetwornik analogowo-cyfrowy A/D audio 146 i koder audio 148, na przykład standardu MPEG-1 albo MPEG-2. Sygnały cyfrowe są łączone w multiplekserze 150 i pamiętane w buforze zapisu 152 aż do utworzenia całego zapisu. Gdy każdy pakiet jest utworzony, pakiet jest łączony z wyjściem układu
6 PL 196 701 B1 generującego dane nawigacyjne w MUX 154 i przesyłany do układu kodowania 128 korekcji błędów. Układ kodowania 128 korekcji błędów 128 może być także uważany za część toru wejściowego 140. Tor przetwarzania wyjściowego 170 zawiera bufor ścieżki albo bufor wyjściowy 172, w którym dane odczytane z dysku są gromadzone w pakietach dla dalszego przetwarzania. Pakiety są przetwarzane przez układ dostępu warunkowego 174, który steruje propagacją pakietów przez demultiplekser 176 i do odpowiednich torów dla przetwarzania wideo i audio. Sygnały wizyjne są dekodowane przez dekoder 178, na przykład standardu MPEG-1 albo MPEG-2 i kodowane jako standardowy sygnał telewizyjny, na przykład standardu NTSC albo PAL. Sygnały akustyczne są dekodowane przez układ 182, na przykład standardu MPEG-1 albo MPEG-2 i przekształcane do postaci analogowej przez przetwornik cyfrowo-analogowy D/A audio 184. Tor przetwarzania wyjściowego 170 zawiera układ korekcji błędów 130. Urządzenie 100 do zarządzania wadliwymi sektorami przedstawia na przykład urządzenie mające zdolność odczytu 1X i zdolność zapisu 1X. Takie urządzenie ma zwykle maksymalną szybkość przesyłania danych dla zapisu albo odtwarzania w przybliżeniu 11 megabitów/sekundę. Aby zrealizować pewne rozwiązania według wynalazku, konieczne jest odtwarzanie czy odczyt i rejestrowanie czy zapis w sposób, który wydaje się być jednoczesny. Pozornie jednoczesne odtwarzanie i zapisywanie w takim urządzeniu wydaje się niemożliwe, ale nawet urządzenie o minimalnych możliwościach pracuje zgodnie z rozwiązaniem według wynalazku w celu jednoczesnego odtwarzania i zapisu, jak również realizacji innych funkcji wynalazku. Rozwiązanie według wynalazku jest także przydatne dla urządzeń mających większe szybkości przesyłania danych. Dla zilustrowania rozwiązania według wynalazku, materiał programowy jest zapisywany na zapisywalnym nośniku DVD, na przykład na dysku DVD do wielokrotnego zapisu z fig. 1 i odtwarzany z dysku DVD wielokrotnego zapisu. Figura 2 pokazuje, że dysk DVD 102 do wielokrotnego zapisu składa się z dwóch podłoży połączonych razem warstwą klejącą, tworząc dysk o grubości 1,2 mm. Otwór środkowy 118 jest wykonany w środku dysku tak, że uchwyt silnika 106 z fig. 1 utrzymuje mocno dysk i steruje jego ruchem kątowym zgodnie z rozwiązaniem według wynalazku. Tak jak w technice DVD-RAM, dysk DVD 102 do wielokrotnego zapisu według wynalazku ma strukturę rowkową i materiał zmieniający fazę, dla zapisu danych na dysku. Kombinacja rowków i przestrzeni międzyrowkowych tworzy ciągłą spiralę 112 z danymi zapisanymi naprzemiennie w rowkach i przestrzeniach międzyrowkowych. Dane są zapisywane na dysku DVD 102 do wielokrotnego zapisu w kierunku na zewnątrz wzdłuż spirali 112, od części spirali o mniejszym promieniu do części spirali o większym promieniu. Na fig. 2 trójki grubych kropek oznaczają ścieżki niepokazane na rysunku, przy czym każda prawie kolista, promieniowo koncentryczna sekcja spirali 112 jest nazywana czasem ścieżką. W szczególności spirala 112 może mieć odchylenia boczne, niepokazane na rysunku, do umieszczenia oznaczenia typu nośnika. Z powodu trudności z przedstawieniem skali, pokazane są w bardzo powiększonej skali tylko części ścieżki 116. Dla zachowania stałej gęstości danych na powierzchni dysku DVD 102 do wielokrotnego zapisu, powierzchnia zapisu jest podzielona na dwadzieścia cztery pierścieniowe strefy. Każda strefa ma 1888 ścieżek, w tym 944 ścieżek w przestrzeniach międzyrowkowych i 944 ścieżek w rowkach. Każda ścieżka jest podzielona na sektory 114, a pokazany jest dla uproszczenia tylko pojedynczy sektor. Najbardziej wewnętrzna strefa ma siedemnaście sektorów na ścieżkę. Liczba sektorów na ścieżkę wzrasta o jedną dla każdej kolejnej strefy. Tak więc najbardziej zewnętrzna strefa zawiera czterdzieści sektorów na ścieżkę. Każdy sektor 114 zaczyna się od pola identyfikacyjnego tylko do odczytu, wytłoczonego na powierzchni dysku. To pole identyfikacyjne, znane jako nagłówek, jest używane do identyfikacji położenia fizycznego sektora i jest oddzielone od pola, na którym użytkownik zapisuje dane, dla zapewnienia ciągłego odczytu. Dysk DVD 102 do wielokrotnego zapisu zawiera ponadto wytłoczony obszar 116 zawierający dane tylko do odczytu, które identyfikują typ nośnika, na przykład standard DVD-RAM, DVD-ROM, lub DVD-R. Udoskonalone funkcje zapewnione przez wynalazek są stosowane także do innych rodzajów nośników dyskowych oraz urządzeń do odtwarzania i zapisu nośników dyskowych. Dodatkowo różne modyfikacje urządzenia pokazanego na fig. 1 i nośnika dyskowego pokazanego na fig. 2 są stosowane razem do realizacji udoskonalonych funkcji. W szczególności rozwiązanie zarządzania wadliwym sektorem według wynalazku obejmuje modyfikacje i dodanie sprzętu, oprogramowania układowego i oprogramowania w układzie sterującym 122 dla zapisu danych na zapisywalnym nośniku DVD.
PL 196 701 B1 7 Wynalazek dotyczy zgodnego ze stosowanym dotychczas standardem DVD-ROM sposobu zarządzania wadliwymi sektorami na zapisywalnych nośnikach DVD. W szczególności wynalazek jest realizowany przy użyciu sprzętu, oprogramowania albo połączenia sprzętu i oprogramowania. Pamięć odczytywana komputerowo według wynalazku jest realizowana w sposób scentralizowany w jednym systemie komputerowym, na przykład przez układ sterujący 122 albo w sposób rozproszony, gdzie różne elementy są rozdzielone na szereg połączonych układów komputerowych. Chociaż wynalazek przedstawiony na fig. 1 wykorzystuje układ sterujący 122 z fig. 1, typowym połączeniem sprzętu i oprogramowania jest komputer powszechnego użytku z programem komputerowym, który po załadowaniu i wykonaniu steruje systemem komputerowym, a także system zapisu nośnika dyskowego DVD, podobny do sekcji sterującej 120 z fig. 1. Wynalazek może być także wbudowany do programu komputerowego, który ma wszystkie funkcje umożliwiające realizację sposobu po załadowaniu do komputera. Program komputerowy w tym kontekście oznacza dowolne wyrażenia w dowolnym języku, kodzie albo zapisie, zestawu instrukcji przeznaczonych do powodowania, że system mający informację i zdolność przetwarzania będzie realizował określone funkcje albo bezpośrednio albo po jednym lub obu następujących działaniach: konwersji do innego języka, kodu albo zapisu i odtworzeniu w innej formie materialnej. Wynalazek określa na przykład sposób wbudowany do programu komputerowego, który jest realizowany przez programistę wykorzystującego dostępne narzędzia projektowe, aby system pracował tak, jak układ sterujący 122 opisany powyżej. Zgodnie ze sposobem według wynalazku jest wprowadzona następująca podstawowa zasada dla zapisu danych na zapisywalnym nośniku DVD: pewne nierozdzielne dane nie mogą zostać zapisane w sposób nieciągły na zapisywalnym nośniku DVD podczas zarządzania wadami występującymi na nim. Dokładniej, aby zachować zgodność ze stosowanym dotychczas standardem DVD-ROM, sposób według wynalazku wprowadza trzy zasady opisane dalej. Pierwsza zasada polega na tym, że sektory w obszarze danych sterujących, na przykład sektory zawierające tablicę sterowania lub mapę, nie mogą zostać rozdzielone od siebie przez wadliwy sektor. W szczególności wadliwy sektor w obszarze danych sterujących może unieważnić dane sterujące. Druga zasada polega na tym, że, wadliwy sektor nie może znajdować się w pliku zapasowych danych sterujących. W końcu pierwszy sektor jednostki VOBU, który według standardu DVD-ROM musi być sektorem nawigacyjnym, nie jest wadliwym sektorem. Chociaż istnieje szereg technik wykrywania i lokalizacji wadliwych sektorów, wadliwe sektory mogą być wykrywane i lokalizowane przez odniesienie do listy wad, która wymienia wadliwe sektory i związane z nimi informacje adresowe. W standardzie DVD-RAM wadliwe sektory są wyszczególniane na przykład w pierwotnej liście wad PDL i wtórnej liście wad SDL. Figury 3A-3B ilustrują razem pierwszą zasadę - tablicę sterowania lub mapę sterowania danych sterujących dla zarządzania tytułem, na przykład informacje zarządzające wideo VMGI lub zestaw informacji dotyczących tytułu wideo VTSI nie mogą nigdy zawierać wadliwego sektora. Fig. 3A ilustruje alokację danych sterujących do pierwszego bloku sektorów 314A-E w dysku DVD 302 do wielokrotnego zapisu. Sektor 314B jest wadliwym sektorem. Jeśli tak, zapisywanie danych sterujących do pierwszego bloku sektorów 314A-314E narusza pierwszą zasadę. Zgodnie z tym, co pokazano na fig. 3B, po wykryciu i lokalizacji wadliwego sektora 314B dane sterujące są przemieszczane do drugiego bloku sektorów 314C-314G. W szczególności drugi blok sektorów 314C-314G nie zawiera wadliwego sektora. Zgodnie z tym, zapis danych sterujących w drugim bloku sektorów 314C-314G nie narusza pierwszej zasady i technika zarządzania wadliwym sektorem, stosowana w tym przypadku, pozostanie zgodna ze stosowaną dotychczas w nośnikach DVD-ROM. W szczególności standardowe dane sterujące, na przykład tablica sterowania lub mapa sterowania, mają pliki zapasowe w obszarze zapasowych danych sterujących. Każdy sektor w obszarze zapasowych danych sterujących ma adres logiczny, odpowiadający adresowi logicznemu w obszarze danych sterujących. Aby zachować zgodność z dotychczasowymi nośnikami DVD-ROM, dane sterujące w obszarze danych sterujących i związane z nimi zapasowe dane sterujące w obszarze zapasowych danych sterujących muszą być zapisane do sektorów mających odpowiednie adresy logiczne. Dlatego, nawet gdy nie ma wadliwych sektorów w obszarze zapasowych danych sterujących, jeżeli wprowadzenie pierwszej zasady powoduje, że sektory mają być pominięte w obszarze danych sterujących, to odpowiednie sektory w obszarze zapasowych danych sterujących także muszą być pominięte, jak to pokazano na fig. 3B. Nawet jeżeli nie ma wadliwych sektorów w bloku sektorów 314M-314Q, za-
8 PL 196 701 B1 pasowe dane sterujące muszą być przemieszczone do drugiego bloku sektorów 3140-314S, ponieważ odpowiednie dane sterujące zostały przemieszczone do drugiego bloku sektorów 314C-314G. Wynalazek nie jest ograniczony do dokładnego wyboru sektorów w drugim bloku. Chociaż fig. 3A-3B pokazują, że drugi blok sektorów zachodzi na pierwszy blok sektorów, zakres wynalazku obejmuje drugi blok sektorów taki, że sektory w nim zawarte nie są zawarte w pierwszym bloku sektorów. Wybór pierwszego i drugiego bloku sektorów tak, że drugi blok sektorów zachodzi na pierwszy blok, jest pokazany dla uproszczenia i nie ogranicza zakresu wynalazku. Powracając do fig. 4A-4B, jeżeli wadliwy sektor jest w pliku zapasowych danych sterujących, druga zasada jest zastosowana - wadliwe sektory nie mogą istnieć w pliku zapasowych danych sterujących. Druga zasada koniecznie wymaga, aby każdy plik zapasowych danych sterujących był zapisany w przestrzeni dysku wolnej od wad. Fig. 4A ilustruje alokację zapasowych danych sterujących do pierwszego bloku sektorów 414M-414Q w dysku DVD 402 do wielokrotnego zapisu. Sektor 414N jest wadliwym sektorem. Jeżeli tak, zapisywanie danych sterujących do pierwszego bloku sektorów 414M-414Q narusza drugą zasadę. Zgodnie z tym, jak pokazano na fig. 4B, po wykryciu i lokalizacji wadliwego sektora 414N, zapasowe dane sterujące zostają przemieszczane do drugiego bloku sektorów 4140-414S. W szczególności drugi blok sektorów 4140-414S nie zawiera wadliwego sektora. Zgodnie z tym zapisanie zapasowych danych sterujących w drugim bloku sektorów 4140-414S nie narusza drugiej zasady i technika zarządzania wadliwym sektorem, stosowana w tym przypadku, pozostanie zgodna ze stosowaną dotychczas w nośnikach DVD-ROM. W końcu fig. 5A-5C ilustrują zastosowanie trzeciej zasady - pierwszy sektor jednostki VOBU, niezbędny sektor nawigacyjny, nie jest wadliwym sektorem. Pierwszy blok sektorów dla zapisu jednostki VOBU musi być wybrany tak, że pierwszy sektor, sektor nawigacyjny jednostki VOBU, nie jest wadliwym sektorem. Fig. 5A ilustruje alokację jednostki VOBU do pierwszego bloku sektorów 514A-514F w dysku DVD 502 do wielokrotnego zapisu. W szczególności, zgodnie ze standardem DVD-ROM, jednostka VOBU zaczyna się przez NV_PCK, po którym następują dane AV, na przykład sektory zawierające V_PCK, A_PCK lub SP_PCK. Sektor 514B jest pokazany jako wadliwy. Jednak sektor 514B jest pokazany także jako przydzielony do zapisania sektora nawigacyjnego 516 - pierwszego sektora w jednostce VOBU. W takim przypadku zapis jednostki VOBU do pierwszego bloku sektorów 514A-514F narusza trzecią zasadę. Zgodnie z tym, co pokazano na fig. 5B, po wykryciu i lokalizacji wadliwego sektora 514B, jednostka VOBU jest przemieszczana do drugiego bloku sektorów 514C-514H. W szczególności pierwszy sektor 514C drugiego bloku sektorów 514C-514H nie jest wadliwym sektorem. Zgodnie z tym, zapisanie jednostki VOBU w drugim bloku sektorów 514C-514H nie narusza trzeciej zasady i technika zarządzania wadliwym sektorem, stosowana w tym przypadku, pozostaje zgodna ze stosowaną dotychczas w nośnikach DVD-ROM. Jest istotne, aby pominąć wadliwy sektor, który jest używany do zapisu danych w jednostce VOBU. Czytniki DVD-ROM zgodne ze standardem DVD-ROM nie próbują odczytać wadliwego sektora. W konsekwencji, przy próbie odczytu wadliwego sektora, czytnik DVD-ROM może niewłaściwie obsłużyć wyjątek, co będzie spowodowane przez próbę odczytu wadliwego sektora. Jak pokazano na fig. 5C, sposób według wynalazku obejmuje na przykład modyfikację wykrytego i zlokalizowanego wadliwego sektora w pierwszym bloku sektorów, dla zapisu jednostki VOBU tak, że zmodyfikowany wadliwy sektor emuluje sektor niewadliwy, zawierający pomijalne dane. W wyniku tego odtwarzacz DVD nie będzie próbował odtworzyć wadliwego sektora, unikając potencjalnego wyjątku. Figura 6 jest a siecią działań, ilustrującą sposób modyfikacji 200 wadliwego sektora tak, że zmodyfikowany wadliwy sektor emuluje sektor niewadliwy. W szczególności sposób 200 modyfikuje pierwsze bajty wadliwego sektora, które bez użycia techniki zarządzania wadliwym sektorem, pokazanej na fig. 5A-5B, byłyby zlokalizowane w pierwszym NV_PCK w obiekcie VOB. W szczególności każdy sektor w obiekcie VOB zawiera pole kodu startowego, pole ID strumienia, pole długości pakietu i rzeczywisty pakiet danych związanych z NV_PCK, A_PCK lub SP_PCK. Przez modyfikację pola kodu startowego, pola ID strumienia, pola długości pakietu lub dowolnej ich kombinacji, czytnik DVD-ROM uzyskuje informacje, że sektor zawiera pomijalne dane. Sposób zaczyna się w etapie 202. Następnie w etapie 204, jeżeli pomimo wady w sektorze, pole długości pakietu jest modyfikowane, to w etapie 210 pole długości pakietu jest zmieniane na zero. Alternatywnie, w etapie 206, jeżeli pole ID strumienia pakietu jest modyfikowane, w etapie 212 pole ID strumienia jest zmieniane na wartość wskazującą dane inne niż dane AV czyli dane audio, wideo lub podpakietu. W końcu w etapie 208, jeżeli pole kodu startowego jest modyfikowane, to w etapie 214
PL 196 701 B1 9 dane inne niż kod startowy paczki 0x000001BA są zapisywane w polu kodu startowego. W wyniku tego wadliwy sektor emuluje sektor niewadliwy. Dzięki wprowadzeniu reguł pokazanych na fig. 3A-3B, 4A-4B i 5A-5C, zapewnia się, że zapisywalny nośnik DVD pozostaje zgodny ze stosowaną dotychczas standardem DVD-ROM, a ponadto jakość odtwarzania zapisywalnego nośnika DVD nie zostaje pogorszona. Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób zarządzania wadliwymi sektorami w zapisywalnych nośnikach DVD, zgodny ze standardem DVD-ROM, znamienny tym, że alokuje się pierwszy blok przylegających logicznie sektorów, dla zapisywania nierozdzielnych danych na zapisywalnych nośnikach DVD, a nierozdzielne dane wybiera się z co najmniej jednej grupy zawierającej dane sterujące, zapasowe dane sterujące lub dane nawigacyjne, wykrywa się i lokalizuje się wadliwy sektor w pierwszym bloku sektorów i reagując na wykrycie i lokalizację wadliwego sektora, przemieszcza się te nierozdzielne dane z pierwszego bloku do drugiego bloku przylegających logicznie sektorów w zapisywalnym nośniku DVD, przy czym drugi blok nie zawiera wykrytych i zlokalizowanych, wadliwych sektorów. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako nierozdzielne dane stosuje się dane sterujące, a pierwszy i drugi bloki sektorów wprowadza się do obszaru danych sterujących zapisywalnego nośnika DVD. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako nierozdzielne dane stosuje się zapasowe dane sterujące, a pierwszy i drugi bloki sektorów wprowadza się do obszaru zapasowych danych sterujących zapisywalnego nośnika DVD. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako nierozdzielne dane stosuje się pierwszy sektor jednostki VOBU obiektów wideo, zawierający sektor nawigacyjny, przy czym pierwszy sektor jest sektorem nawigacyjnym. 5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że przemieszcza się zapasową kopię danych sterujących z pierwszego bloku sektorów w obszarze zapasowych danych sterujących do drugiego bloku sektorów w obszarze zapasowych danych sterujących, przy czym drugi blok w obszarze zapasowych danych sterujących odpowiada drugiemu blokowi sektorów w obszarze danych sterujących. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas wykrywania i lokalizacji sprawdza się listę wad w zapisywalnym nośniku DVD, przy czym lista wad zawiera listę sektorów określonych jako wadliwe. 7. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że modyfikuje się wadliwy sektor, a przez modyfikację emuluje się sektor niewadliwy, przy czym przez odtwarzacz DVD, odtwarzający jednostkę VOBU w zapisywalnym nośniku DVD, nie wykorzystuje się danych pamiętanych w wadliwym sektorze tak, jakby ten wadliwy sektor był sektorem niewadliwym, zawierającym dane nieużywalne. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że w wadliwym sektorze określa się pole kodu startowego, pole ID strumienia, pole długości pakietu i co najmniej jedno pole danych zależnych od pakietu. 9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że podczas modyfikacji zapisuje się dane inne, niż kod startowy 0x000001BA, do pola kodu startowego. 10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że podczas modyfikacji zapisuje się ID strumienia nieużywalnego do pola ID strumienia. 11. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że podczas modyfikacji zapisuje się wartość zero do pola długości pakietu. 12. System zarządzania wadliwymi sektorami w zapisywalnych nośnikach DVD, zgodny ze standardem DVD-ROM, znamienny tym, że zawiera elementy do alokacji pierwszego bloku przylegających logicznie sektorów, dla zapisania nierozdzielnych danych na zapisywalnych nośnikach DVD, gdzie nierozdzielne dane są wybrane z co najmniej jednej grupy zawierającej dane sterujące, zapasowe dane sterujące lub dane nawigacyjne, elementy do wykrywania i lokalizacji wadliwego sektora w pierwszym bloku sektorów oraz elementy reagujące na wykrycie i lokalizację wadliwego sektora, dla przemieszczenia nierozdzielnych danych z pierwszego bloku do drugiego bloku przylegających logicznie sektorów w zapisywalnym nośniku DVD, gdzie drugi blok nie zawiera wykrytych i zlokalizowanych wadliwych sektorów.
10 PL 196 701 B1 13. System według zastrz. 12, znamienny tym, że nierozdzielne dane są danymi sterującymi, a pierwszy i drugi blok sektorów są zawarte w obszarze danych sterujących zapisywalnego nośnika DVD. 14. System według zastrz. 12, znamienny tym, że nierozdzielne dane są zapasowymi danymi sterującymi, a pierwszy i drugi blok sektorów są zawarte w obszarze zapasowych danych sterujących zapisywalnego nośnika DVD. 15. System według zastrz. 12, znamienny tym, że nierozdzielne dane są pierwszym sektorem jednostki VOBU obiektów wideo, zawierającym sektor nawigacyjny, gdzie pierwszy sektor jest sektorem nawigacyjnym. 16. System według zastrz. 13, znamienny tym, że zawiera elementy do przemieszczenia zapasowej kopii danych sterujących z pierwszego bloku sektorów w obszarze zapasowych danych sterujących do drugiego bloku sektorów w obszarze zapasowych danych sterujących, gdzie drugi blok w obszarze zapasowych danych sterujących odpowiada drugiemu blokowi sektorów w obszarze danych sterujących. 17. System według zastrz. 12, znamienny tym, że elementy do wykrywania i lokalizacji zawierają elementy do sprawdzania listy wad w zapisywalnym nośniku DVD, a lista wad zawiera listę sektorów określonych jako wadliwe. 18. System według zastrz. 15, znamienny tym, że zawiera elementy do modyfikacji wadliwego sektora, gdzie modyfikacja emuluje sektor niewadliwy. 19. System według zastrz. 18, znamienny tym, że wadliwy sektor zawiera pole kodu startowego, pole ID strumienia, pole długości pakietu i co najmniej jedno pole danych zależnych od pakietu. 20. System według zastrz. 19, znamienny tym, że elementy do modyfikacji zawierają elementy do zapisywania danych innych niż kod startowy 0x000001BA do pola kodu startowego. 21. System według zastrz. 19, znamienny tym, że elementy do modyfikacji zawierają elementy do zapisywania ID strumienia nieużywalnego do pola ID strumienia. 22. System według zastrz. 19, znamienny tym, że elementy do modyfikacji zawierają elementy do zapisywania wartości zero do pola długości pakietu. Rysunki
PL 196 701 B1 11
12 PL 196 701 B1
PL 196 701 B1 13
14 PL 196 701 B1
PL 196 701 B1 15
16 PL 196 701 B1 Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.