УСТРОЙСТВО ЗАПИСИ ДАННЫХ НА ДИСК И УСТРОЙСТВО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ СОХРАНЕННЫХ НА ДИСКЕ ДАННЫХ Российский патент 2004 года по МПК G11B20/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе, предназначенной для записи и/или воспроизведения в реальном масштабе времени, а более конкретно - к носителю записи для хранения информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, к способу и устройству для записи и воспроизведения файла реального времени на основе информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени и к способу обработки файлов с использованием информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени.

Уровень техники

В компьютере или в устройстве аудио и/или видео (А/В (A/V)), в состав которых входит файловая система для файла А/В, необходимого для записи/воспроизведения в реальном масштабе времени, информация управления показывает, что файл А/В, который является файлом записи/воспроизведения в реальном масштабе времени, не записывается в управляющей информации файла. Таким образом, нельзя воспроизвести в реальном масштабе времени файл, который состоит из блоков данных, физически размещенных на носителе записи, даже если они являются логически последовательными.

В этом случае известная файловая система (фиг.1) состоит из управляющей информации файла, которая имеет длину файла, информацию о положении данных файла, информацию о возможности или невозможности считывания/записи файла и так далее, и из данных файла, которые хранятся в позициях, обозначенных с помощью управляющей информации файла. При считывании файла, размещенного на диске, информацию управления файла считывают первой и затем считывают и воспроизводят данные файла в позициях, обозначенных с помощью управляющей информации файла считывания. Такой способ распределения блока с фиксированным размером, который используется в известной файловой системе, не может гарантировать воспроизведение файла в реальном масштабе времени.

То есть, запись/воспроизведение известной файловой системы описывается с помощью примера для случая, в котором два файла занимают блоки на диске, как показано на фиг.2. В этом случае файл А, который необходимо воспроизвести в реальном масштабе времени, занимает блоки 0, 3, 5 и 6 диска и файл В, общий файл, занимает блоки 1, 2, 4 и 7 диска.

Процесс воспроизведения файла выполняется в следующей последовательности.

На первом этапе считывают блок 0.

На втором этапе находят блок 3.

На третьем этапе считывают и воспроизводят блок 3.

На четвертом этапе находят блок 5.

На пятом этапе считывают и воспроизводят блоки 5 и 6.

Так как в известной файловой системе информация, связанная с записью/воспроизведением в реальном масштабе времени, не записывается даже при записи файла, который необходимо записать/воспроизвести в реальном масштабе времени, размещение данных для записи/воспроизведения в реальном масштабе времени не рассматривается. Таким образом, нельзя выполнить воспроизведение в реальном масштабе времени.

Например, файл А (например, файл "видео") (фиг.2) необходимо воспроизвести в реальном масштабе времени, но известная файловая система размещает файлы данных без учета требования воспроизведения в реальном масштабе времени, что приводит в результате к прерыванию работы экрана во время воспроизведения. Для записи/воспроизведения файлов в реальном масштабе времени необходимо, чтобы сумма времени поиска и времени считывания была меньше времени воспроизведения, как показано в следующем выражении:

Для того, чтобы защитить экран от прерывания, следующий блок необходимо найти до считывания следующего блока во время считывания и воспроизведения текущего блока. Однако, в устройстве для привода диска, такого как компакт-диск (КД (CD)) и цифровой универсальный диск (ЦУД (DVD)), время поиска значительно больше, чем время считывания. Поэтому воспроизведение в реальном масштабе времени невозможно, если следующий блок не расположен физически рядом с текущим блоком.

Сущность изобретения

Для решения вышеупомянутых проблем задача настоящего изобретения предусматривает выполнение носителя записи для хранения информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени для файлов реального времени.

Другая задача настоящего изобретения заключается в выполнении способа записи информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени после размещения файлов реального времени в прилегающем на минимальном расстоянии блоке памяти и воспроизведения файлов реального времени в соответствии с информацией о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени.

Другая задача настоящего изобретения заключается в выполнении способа копирования файлов с учетом информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, сложения информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени исходных файлов со скопированными файлами и воспроизведения скопированных файлов реального времени с использованием информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени.

Другая задача настоящего изобретения заключается в выполнении устройства для записи значения скорости передачи битов записи/воспроизведения в качестве информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, для записи множества значений скорости передачи битов записи/воспроизведения в качестве информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени в случае, когда скорость передачи битов записи/воспроизведения изменяется для различных секций данных, и для воспроизведения файлов реального времени в соответствии с информацией о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени.

Другая задача настоящего изобретения заключается в выполнении способа обработки файлов для выработки файла, в котором была установлена информация о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, расширения областей данных, записи и воспроизведения файла и выполнения других операций с файлами.

Соответственно, для решения первой задачи выполнен носитель записи, в котором записывают файлы реального времени, которые необходимо записывать/воспроизводить в реальном масштабе времени, в котором информация о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, обеспечивающая запись/воспроизведение в реальном масштабе времени файлов реального времени, сохраняется в области управляющей информации файла.

Для решения второй и третьей задач предложен способ воспроизведения и записи, содержащий этапы: (а) размещения и записи файлов реального времени, которые необходимо записывать/воспроизводить в реальном масштабе времени на основании информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, обеспечивающей воспроизведение в реальном масштабе времени, и записи информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, и (b) считывания и воспроизведения данных файла реального времени с использованием информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени.

Для решения четвертой задачи предложено устройство записи и воспроизведения для записи на и/или воспроизведения файлов реального времени с диска с использованием информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, обеспечивающей запись/воспроизведение в реальном масштабе времени, устройство, содержащее: кодек для сжатия и кодирования входного потока битов в соответствии с заданной схемой сжатия и для выполнения сжатых данных после записи, и декодирования сжатых и закодированных данных после воспроизведения, буфер для временного хранения сжатых данных со скоростью записи битов с использованием информации о скорости передачи битов, которая входит в информацию о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, и для передачи данных, записанных на диск, в кодек со скоростью передачи битов воспроизведения, процессор сигналов для преобразования данных, сохраненных в буфере, в сигнал, подходящий для записи и передачи преобразованного сигнала совместно с информацией о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени на диск после записи, и для воспроизведения данных, считываемых с диска, в соответствии с информацией о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, записанной в заданной области диска, и контроллер для управления приводом механизма сервопривода, включая электродвигатель, имеющий шпиндель, в соответствии с информацией о скорости передачи битов информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени.

Для решения пятой задачи предложен способ обработки файлов для системы, позволяющей записывать и перезаписывать файлы, для которых предназначена информация об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени, в котором файлы реального времени обрабатывают в соответствии с любым одним из процессов: процесс создания файла реального времени, процесс распределения области, процесс записи, процесс воспроизведения, процесс удаления и процесс закрытия с использованием информации об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения иллюстрируется ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 - вид одномерной структуры носителя записи, при этом структура показывает связь между управляющей информацией файла и данными файла;

фиг.2 - пример, в котором два известных файла занимают блоки на диске;

фиг.3A-3D - примеры хранения информации об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени согласно настоящему изобретению;

фиг.4 - пример, в котором файлы реального времени, согласно настоящему изобретению, состоящие из прилегающих на минимальном расстоянии блоков памяти, занимают блоки на диске;

фиг.5 - вид одномерной структуры носителя записи для записи данных АВ в реальном масштабе времени, распределенных в прилегающих на минимальном расстоянии блоках памяти, согласно настоящему изобретению;

фиг.6А и 6В - примеры копирования файла, который состоит из прилегающих на минимальном расстоянии блоков памяти, согласно настоящему изобретению;

фиг.7 - алгоритм способа воспроизведения, в котором используется информация о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.8 - блок-схема устройства записи и воспроизведения диска и воспроизведения, которое используется в настоящем изобретении;

фиг.9 - процесс управления во время записи/воспроизведения в реальном масштабе времени для перезаписываемой системы в реальном масштабе времени;

фиг.10 - блок-схема, показывающая поток данных в течение записи/воспроизведения в реальном масштабе времени для перезаписываемой системы в реальном масштабе времени;

фиг.11 - пример распределения незаписанной/нераспределенной области в записанном/воспроизведенном в реальном масштабе времени файле;

фиг.12А-12D - примеры записи данных в реальном масштабе времени записанного/воспроизведенного в реальном масштабе времени файла;

фиг.13А-13D - управляющая информация файла, соответствующая случаю, когда различные скорости передачи битов представлены в различных секциях и когда одинаковая скорость передачи битов используется во всей части данных файла; и

фиг.14А-14С - частичное удаление записанных/воспроизведенных в реальном масштабе времени данных файла.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

Ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи описываются предпочтительные варианты осуществления носителя записи для хранения информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, способ и устройство для записи и воспроизведения в реальном масштабе времени и способ обработки файлов, использующий информацию о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени.

На фиг.3А-3D показаны примеры хранения информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени (которую можно называть информацией об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени), согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг.3А, информацию о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени можно представить в виде атрибута для каждого файла реального времени. Например, информацию об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени можно хранить в расширенном поле атрибута в элементе файла или в поле каталога ИБУ (ICB) (информационный блок управления) потоков в случае, когда файловая система является системой формата универсального диска (ФУД (UDF)).

С другой стороны, информацию об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени можно хранить в поле дескриптора идентификатора файла, в поле типа файла или в поле флага среди поля ПРИЗНАК ИБУ (TAG ICB) в элементе файла. Элемент файла может обращаться к области управляющей информации файла или к области структуры файла.

Как показано на фиг.3В, информация об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени для каждого файла можно хранить в заданной области (информационная область) в каждом файле. Например, в случае формата, перезаписываемого в реальном масштабе времени (ПРМВ (RTRW)), информацию об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени можно хранить в файле данных под именем ПРМВ_TS.VOB.

Как показано на фиг.3С, информацию об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени для каждого файла можно хранить в отдельном файле. Например, информацию об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени можно хранить в информационном файле, который имеет формат (ПРМВ (RTRW)) под именем ПPMB_Ts.IFO. В другом примере, когда файловая система является системой ФУД, информацию об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени можно хранить в области структуры тома, отдельной от области структуры файла, как показано на фиг.3D.

Поэтому, когда информация об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени сохраняется в области структуры тома или области структуры файла в системе ФУД, информация об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени интерпретируется в первую очередь после установки тома или открытия файла, и данные затем записывают/воспроизводят в реальном масштабе времени в соответствии с интерпретируемой информацией.

Информация с указанием файла записи/воспроизведения в реальном масштабе времени (например, идентификатор - "файл АВ") свидетельствует о том, что файл, который необходимо записывать/воспроизводить в реальном масштабе времени, входит в информацию об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени. Среди информации о размере прилегающего на минимальном расстоянии блока памяти, удовлетворяющей условию (1), информацию о времени воспроизведения, обеспечивающую прилегающую на минимальном расстоянии память, информацию о скорости передачи битов при записи/воспроизведении и информацию о типе непрерывной записи/воспроизведении можно, по меньшей мере, хранить в информации об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени. В этом случае, если имеются три типа дисков А, В и С, информация о типе непрерывной записи/воспроизведении можно представить следующим образом:

Тип А=10,08 Мбит/с, тип В=1,4 Мбит/с, тип С=8 Мбит/с

Представление атрибута независимо от того, размещаются ли файлы в текущий момент времени для дальнейшей записи/воспроизведения в реальном масштабе времени, то есть атрибут, представляющий текущее состояние записи/воспроизведения в реальном масштабе времени файлов, также входит в информацию об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени.

Информация о скорости передачи битов записи/воспроизведения в реальном масштабе времени сохраняется в информации об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени. При изменении скорости передачи битов записи/воспроизведения в каждой части информацию, связанную с множеством значений скорости передачи битов и частей (например, информацию о позиции), можно хранить в информации об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени. Максимально допустимое значение скорости передачи битов записи/воспроизведения в реальном масштабе времени можно, кроме того, сохранить в информации об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени. В этом случае информацию об управлении двигателя, имеющего шпиндель, можно получить с использованием информации о скорости передачи битов записи/воспроизведения.

Кроме того, информацию об управлении дефектами файла, информацию о буферизации файла, информацию о размещении файла и так далее можно включить в информацию об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени. То есть, если информация управления дефектами файла хранится в информации об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени, замена дефектного блока на запасную область не предпринимается при считывании или записи файлов и дополнительное считывание или запись дефектного блока не предпринимается.

Например, информацию о размещении файла, такую как неразмещение дефектного блока, замененного с помощью запасной области в виде блока данных, можно сохранить в информации об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени. Информацию о буферизации файла, связанную с количеством данных, которые первоначально будут считывать из буфера дорожек, и с количеством данных, которые будут записываться в буфере дорожек, можно также одновременно сохранить в виде информации об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени.

Вместо индивидуального сохранения многочисленных атрибутов записи/воспроизведения в реальном масштабе времени, таких как информация об управлении дефектами файла, информация о размещении файла и информация о буферизации файла, условия управления файлами реального времени классифицируют по типам и информацию классифицированных типов записывают в информационной области атрибутов файла записи/воспроизведения в реальном масштабе времени. Таким образом, можно реализовать простую запись и воспроизведение в реальном масштабе времени. Например, можно предусмотреть следующие типы информации:

тип А: скорость передачи битов данных 10 Мбит/с, невозможность распределения блока данных в дефектном блоке, замененном на запасную область, и невозможность повторной попытки считывания после отказа в считывании, и

тип В: скорость передачи битов данных 8 Мбит/с, возможность распределения блока данных в дефектном блоке, замененном на запасную область, и невозможность повторной попытки считывания после отказа в считывании.

Между тем на фиг.4 показан пример файлов реального масштаба времени, которые состоят из прилегающих на минимальном расстоянии блоков памяти, занимающих блоки на диске, согласно настоящему изобретению, при этом файл А является файлом, который необходимо воспроизвести в реальном времени. Если прилегающий на минимальном расстоянии блок памяти, удовлетворяющий условию (1), состоит из четырех блоков, файл А записывается в реальном масштабе времени в модулях четырех блоков. То есть файл реального времени занимает на диске блоки 0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 11, 12, 13 и 14. Общий файл В занимает на диске блоки 4, 9, 10 и 15. Общий файл В, который не требуется воспроизводить в реальном масштабе времени, имеет прилегающий на минимальном расстоянии блок памяти, состоящий из одного блока, и можно хранить один или произвольное число сегментов. Этот блок обычно соответствует сектору диска.

Файл А используется для воспроизведения в реальном масштабе времени следующим образом.

На этапе 1 считывают блоки 0, 1, 2 и 3.

На этапе 2 находят блок 5 во время воспроизведения блоков 0, 1, 2 и 3.

На этапе 3 считывают блоки 5, 6, 7 и 8.

На этапе 4 находят блок 11 во время воспроизведения блоков 5, 6, 7 и 8.

На этапе 5 считывают и воспроизводят блоки 11, 12, 13 и 14.

Если на диске после сохранения файла, который необходимо воспроизвести в реальном масштабе времени, отсутствуют области для непрерывных блоков, удовлетворяющих по своим параметрам прилегающему на минимальном расстоянии блоку памяти, то запись файла не возможна. Однако, если предупреждающее сообщение типа “непрерывная запись не возможна. Будет ли обозначаться прилегающий на минимальном расстоянии блок памяти как один блок и будет ли сохранен файл с длиной обозначенного блока?” посылается пользователю и если пользователю необходимо его сохранить, то файл можно сохранить в прилегающих на минимальном расстоянии блоках памяти, состоящих из одного блока. В этом случае значение первоначально обозначенного прилегающего на минимальном расстоянии блока памяти сохраняется в информации, связанной с длиной прилегающего на минимальном расстоянии блока памяти, включенной в атрибуты записи/воспроизведения в реальном масштабе времени, а информация, указывающая на то, что размещение сохраненных в настоящий момент файлов, которая делает запись/воспроизведение в реальном масштабе времени невозможными, сохраняется в атрибуте текущего состояния записи/воспроизведения в реальном масштабе времени. Это делается для того, чтобы файл, который будут копировать, можно было непрерывно обрабатывать как файл записи/воспроизведении в реальном масштабе времени при копировании файла на различные диски или тот же самый диск.

В настоящем изобретении устройство привода, такое как дисковод КД (CD) и дисковод ЦУД (DVD), которые имеют время поиска (например, 150 мс) значительно больше, чем время считывания (например, 1,43 мс), то есть время поиска >> времени считывания, позволяет также реализовать воспроизведение в реальном масштабе времени, если оно удовлетворяет условию выражения (1):

время поиска + время считывания < время воспроизведения.

Между тем прилегающий на минимальном расстоянии блок памяти ограничивает распределение свободного блока на диске для того, чтобы удовлетворить заданную цель. В этом случае свободный блок обозначает неиспользуемую область, не имеющую дефектных блоков, или перезаписываемую область среди областей пользователя, которые может использовать пользователь.

Если прилегающий на минимальном расстоянии блок памяти рассматривается в виде 16 блоков, размещенных в блоке с кодом с исправлением ошибок (КИО (ЕСС)), то распределение блока данных не возможно для менее чем 16 непрерывных свободных блоков. К тому же распределение блока данных не возможно для 16 непрерывных свободных блоков, располагающихся выше двух блоков КИО. В этом случае прилегающий на минимальном расстоянии блок памяти предназначен для записи и воспроизведения ЦУД-ОЗУ (DVD-RAM) в модуле КИО.

В случае, когда данные сохраняются в реальном масштабе времени в физически непрерывных блоках на диске, поиск не происходит и, таким образом, запись/воспроизведение защищается от прерывания. Однако, так как непрерывные блоки не существуют бесконечно, прилегающий на минимальном расстоянии блок памяти вычисляется и сохраняется, поскольку атрибуты записи/воспроизведения в реальном масштабе времени файла и данные реального времени записываются в прилегающем на минимальном расстоянии блоке памяти. Таким образом, можно предотвратить прерывание экрана.

Если скорость передачи битов воспроизведения (=Vb) MPEG составляет 8 Мбит/с, время поиска 150 мс, скорость передачи битов считывания (=Va) 11 Мбит/с, блок из 2048 битов и данные, имеющие блоки КИО, каждый из которых состоит из 16 блоков, записывают на носителе записи, таком как диск, то прилегающий на минимальном расстоянии блок S памяти можно выполнить в соответствии с условием выражения (1), как показано в следующем выражении 2:

Из этого выражения видно, что прилегающий на минимальном расстоянии блок S памяти имеет 261 блок. Когда данные записываются в модулях, по меньшей мере, из 261 блока, обозначенных как минимально непрерывный блок памяти, возможно воспроизведение в реальном масштабе времени. Однако 272 блока, которые соответствуют 17 смежным блокам КИО, можно обозначить как прилегающий на минимальном расстоянии блок памяти. В этом случае целью является выполнение записи/воспроизведения с максимальным временем поиска 150 мс.

С одним блоком КИО, который состоит из 16 блоков, обозначенных как прилегающий на минимальном расстоянии блок памяти, и ограничением, таким как время поиска, добавленное как показано в выражении (2), способ свободного распределения блоков для записи в реальном масштабе времени и воспроизведения классифицируется на этапы, и этапы можно расположить так, как это показано в таблице.

Данные А/В записываются и воспроизводятся с помощью блоков размещения, которые удовлетворяют ограничению по прилегающему на минимальном расстоянии блоку памяти, число блоков которого зависит от каждого этапа, так что блоки можно физически присоединить друг к другу, посредством чего можно выполнить запись и воспроизведение в реальном масштабе времени. Например, когда имеются три группы блоков прилегающего на минимальном расстоянии блока памяти: 16 блоков, 272 блока и 1088 блоков и время поиска равно 150 мс, возможность записи/воспроизведении в реальном масштабе времени зависит от способа присоединения блоков.

То есть, когда 272 блока, 1088 блоков и 16 блоков размещаются последовательно, представляются возможными запись и воспроизведение в реальном масштабе времени, и когда 16 блоков, 272 блока и 1088 блоков размещены последовательно, запись и воспроизведение не возможны.

Соответственно, минимально непрерывный блок памяти можно эффективно записать и воспроизвести в реальном масштабе времени с использованием распределения блоков с помощью этапов и способа присоединения блоков.

Между тем, если конечная часть файла не заполняется таким количеством данных, как в прилегающем на минимальном расстоянии блоке памяти (фиг.5), даже в случае, когда файл записывается в соответствии с условием прилегающего на минимальном расстоянии блока памяти, то атрибут показывает, что блоки данных для незаполненной области, которые распределяются, но не записываются, сохраняется в виде информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, таким образом позволяя выполнить воспроизведение в реальном масштабе времени после дополнительной записи.

Например, на фиг.5 показана одномерная структура носителя записи, в которой размещаются данные АВ реального времени, сохраненные в прилегающем на минимальном расстоянии блоке памяти, где информация об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени в дополнение к длине файла, информация о положении данных файла, информация о возможности или невозможности считывания/записи файла и так далее дополнительно сохраняются в управляющей информации файла, которая позиционируется в блок № 1 диска. Два прилегающих на минимальном расстоянии блока памяти, каждый из которых состоит из 272 блоков данных, распределены в данных первого файла, размещенного в блоке диска № m, 272 блока данных для прилегающего на минимальном расстоянии блока памяти распределены в данных второго файла, которые позиционируются в блоке диска № n, и 200 блоков данных и 72 распределенных/нераспределенных блоков распределены в данных третьего файла, который позиционируется в блоке диска № о.

При копировании файл, предназначенный для записи/воспроизведения в реальном масштабе времени, скопирован на тот же самый диск или различные диски, блоки данных файла должны размещаться на диске с использованием информации об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени так, чтобы файл можно было воспроизвести в реальном масштабе времени. Если размещение блоков данных не возможно, то блоки данных размещаются на том же самом основании, как и основание размещения общих блоков файла. В этом случае информация об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени поддерживает исходную информацию атрибута, но невозможность записи/воспроизведения в реальном масштабе времени устанавливается как текущий атрибут состояния записи/воспроизведения в реальном масштабе времени.

К тому же, когда операционная система (ОС (OS)) обнаруживает на диске дефектные блоки после копирования файла, блоки данных, которые будут копироваться, должны размещаться с учетом исходной информации об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени и информации управления дефектами среды, которая записывается в списке вторичных дефектов (СВД (SDL)). Например, когда прилегающий на минимальном расстоянии блок памяти имеет 40 блоков (фиг.6А), блоки данных размещаются с учетом дефектной области диска, на который копируется файл (фиг.6В). С другой стороны, когда ОС не обнаруживает дефекты, записанные в СВД, данные распределяются в блоках, отличных от области дефектных блоков при применении программы для копирования и с учетом информации об атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени (фиг.6В).

На фиг.7 представлен алгоритм, отражающий способ, использующий информацию о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Диск загружается в устройство воспроизведения на этапе S101, и устройство воспроизведения считывает с диска область тома на этапе S102. На этапе S103 определяют, имеется ли информация записи/воспроизведения в реальном масштабе времени в области тома. Если информация о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени существует в области тома, то на этапе S104 устанавливают воспроизведение файлов с учетом информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени. Если на этапе S103 или после этапа S104 определяется, что информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени не существует в области тома, то считывание области тома завершается на этапе S105.

После этого на этапе S106 считывается файл. На этапе S107 определяется, имеется ли в файле считывания информация о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени. Если информация о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени существует в файле считывания, то на этапе S108 воспроизведение файла устанавливается с учетом информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени. Если на этапе S107 или после этапа S108 определяется, что в файле считывания отсутствует информация о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, то файл считывания воспроизводится с учетом того, была ли установлена на этапе S109 информация о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени.

В этом случае, когда информация о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени существует в области структуры тома, этапы S107 и S108 можно не выполнять. К тому же, когда информация о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени существует в области файла управляющей информации файла, этапы S103, S104 и S105 можно не выполнять.

На фиг.8 представлена блок-схема устройства для записи и воспроизведения диска, которое используется в настоящем изобретении. Функция устройства для записи и воспроизведения данных А/В с использованием записываемого и перезаписываемого диска делится на запись и воспроизведение.

После записи кодек 110 сжимает и кодирует сигнал аудио/видео (А/В), поступающий из внешнего потока битов с использованием заданной схемы сжатия, и записывает данные, которые сжимают в соответствии со скоростью передачи (Vb) битов записи/воспроизведения в буфер 120 дорожек. Кодер и декодер с исправлением ошибок (КИО) 130 кодирует одновременно с исправлением ошибок данные, которые записаны в буфере 120 дорожек, считывает с одновременным исправлением ошибок закодированные данные со скоростью передачи Va битов записи/считывания и использует результат в модуле 140 датчика. К тому же КИО 130 использует информацию о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, полученную под управлением контроллера 170, в модуле 140 датчика так, чтобы информацию можно было записать в области структуры тома или в области управляющей информации файла. Модуль 140 датчика преобразовывает закодированные данные с одновременным исправлением ошибок в сигнал радиочастоты (РЧ (RF)) и записывает сигнал РЧ на диск 150. В этом случае скорость вращения записи электродвигателя 160, имеющего шпиндель для привода диска 150, управляется в соответствии с сигналом управления сервопривода, который поступает из контроллера 170.

После операции воспроизведения, когда информация о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени сохраняется в области управляющей информации файла или в области структуры тома, информация о буферизации, связанная с количеством данных, которые нужно первоначально считать из буфера дорожек, информация размещения файла, информация управления дефектами, информация о скорости передачи битов записи/воспроизведения и так далее считываются заранее, и считывание данных файла управляется на основании информации считывания. Данные файла, удовлетворяющие условию прилегающего на минимальном расстоянии блока памяти, считываются с диска 150 со скоростью передачи Va битов записи/считывания. Данные файла считывания декодируются с одновременным исправлением ошибок с помощью КИО 130 через модуль 140 датчика и записываются в буфер 120 дорожек. Кодек 110 считывает данные, записанные в буфер 120 дорожек со скоростью передачи Vb битов записи/воспроизведения, декодирует данные считывания и воспроизводит данные А/В.

В случае, когда информация о скорости передачи битов записи/ воспроизведения присутствует в информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, контроллер 170 получает информацию управления из электродвигателя 160 с валом из информации о скорости передачи битов записи/воспроизведения, полученной из модуля 140 датчика и КИО 130, и может управлять не только электродвигателем, но также и механизмом сервопривода.

На фиг.9 представлен процесс управления записью/воспроизведением данных на диске, в котором предусмотрены атрибуты записи/воспроизведения в реальном масштабе времени, в перезаписываемую (ПРМВ) систему в реальном масштабе времени.

Система ПРМВ состоит из прикладного уровня 201 для выработки команды, связанной с записью/воспроизведением данных А/В, ядра 202 Windows ("Окна") для интерпретации выработанной команды и драйвера 203 устройства, имеющего файловую систему такую же, как и файловая система драйвера устройства ЦУД-ОЗУ, предназначенная для запроса соответствующей функции в соответствии с командой, которая интерпретируется ядром 202 Windows посредством передачи команды драйвера в дисковод 204. В этом случае, ядро 202 Windows и драйвер 203 устройства соответствует уровню файловой системы, и ядро 202 Windows можно называть уровнем ядра.

На фиг.10 представлена блок-схема, показывающая процесс записи/воспроизведения данных в реальном масштабе времени для компьютерной системы среди систем ПРМВ. После записи следующие процессы выполняются многозадачным способом: сохраняют данные А/В, введенные в кодер 211 А/В в основную память 212 компьютера в реальном масштабе времени, сохраняют данные А/В, сохраненные в основной памяти 212 компьютера в файле обратного магазинного типа (ОМТ (FIFO)) дисковода жесткого диска (ДЖД (HDD)) 213 и сохраняют данные А/В, которые поступают из файла ОМТ ДЖД 213 в диске 214 ЦУД-ОЗУ. В этом случае, когда в компьютере имеется в достаточной мере основной памяти, файл ОМТ не может существовать в ДЖД.

После воспроизведения процесс сохранения данных А/В, поступающих из диска 214 ЦУД-ОЗУ в основную память 215 компьютера в реальном масштабе времени, и процесс считывания данных А/В, сохраненных в основной памяти 215 через декодер 216 А/В, выполняются многозадачным способом.

Например, в процессе создания файла, для которого предусмотрены атрибуты записи/воспроизведения в реальном масштабе времени, функция системы ПРМВ при использовании ядра Windows делится на распределение области данных, запись данных, воспроизведение данных, удаление данных и закрытие файла, и эти функции описаны по отдельности ниже со ссылкой на фиг.9.

<способ создания файла записи/воспроизведения в реальном масштабе времени>

На первом этапе интерфейс прикладного программирования (ИПП (API)) ядра Windows, которое вызывается для создания файла записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, представляет собой файл создания. Прикладной уровень 201 присваивает атрибут файла ФАЙЛ_АТРИБУТ_ПРМВ для создания файла записи/воспроизведения в реальном масштабе времени и вызывает ядро 202 Windows, как это показано в следующем примере:

FileHandle=CreateFile ("ABFILE. MPG", FILE_ATRIBUTE_BTRW,..)

ФайлОбработка=СоздатьФайл ("АВФАЙЛ.МРG", ФАЙЛ_АТРИБУТ_ПРМВ,..)

На втором этапе ядро 202 Windows выдает команду драйверу 203 устройства ЦУД-ОЗУ на создание файла.

На третьем этапе драйвер 203 устройства ЦУД-ОЗУ обозначает атрибут ФАЙЛ_АТРИБУТ_ПРМВ, когда заказана функция образования файла. Когда атрибут ФАЙЛ_АТРИБУТ_ПРМВ обозначен, информация управления файла сохраняется в расширенной области атрибута элемента файла, области каталога ИБУ (информационный блок управления) потоков, области дескриптора идентификатора файла или области типа файла или области флага поля ПРИЗНАК ИБУ в элементе файла. В этом случае при создании файла А/В можно также установить информацию о скорости передачи битов.

<способ распределения распределенной/незаписанной области записи/воспроизведения в реальном масштабе времени>

На первом этапе ядро ИПП Windows, которое вызывают для того, чтобы распределить распределенную/незаписанную область файла записи/воспроизведения в реальном масштабе времени, является указателем файла набора, который имеет функцию поиска. Для того, чтобы прикладной уровень 201 предварительно распределил область данных файла записи/воспроизведения в реальном масштабе времени заранее, как и распределенную/незаписанную область с размером прилегающего на минимальном расстоянии блока памяти, указатель файла набора должен вызвать ядро 202 Windows способом, показанным в следующем примере.

SetFilePointer (FileHandle, 8·1024·1024, NULL, FILE_END)

("НаборФайлУказатель (ФайлОбращение, 8·1024·1024, НОЛЬ, ФАЙЛ_КОНЕЦ)")

SetFileBitrate (FileHandle, bitrate)

("НаборФайлСкорость передачи битов (ОбращениеФайл, скорость передачи битов)")

С другой стороны, область данных, необходимая для записи/воспроизведения в реальном масштабе времени, можно предварительно распределить, то есть заранее, как и распределенное/незаписанное состояние с использованием команды SetFileBitrate (FileHandle, bitrate) ("НаборФайлСкорость передачи битов (ОбращениеФайл, скорость передачи битов)"). В этом случае, когда прикладной уровень имеет информацию о скорости передачи битов и ИПП для преобразования скорости передачи битов в число блоков существует на уровне файловой системы, число блоков, полученных с помощью ИПП, можно обеспечить в виде области данных, которая необходима для записи/воспроизведения в реальном масштабе времени в распределенном/незаписанном состоянии с использованием команды SetFilePointer ("УказательФайлНабор").

На втором этапе; ядро 202 Windows выдает команду драйверу 203 устройства ЦУД-ОЗУ на поиск файла.

На третьем этапе драйвер 203 устройства ЦУД-ОЗУ проверяет, присвоены ли атрибуты записи/воспроизведения в реальном масштабе времени файлу после команды функции поиска файла, и обеспечивает распределенную/незаписанную область данных, размер которой зависит от длины поиска с учетом условий для прилегающей с минимальным расстоянием памяти (например, управление дефектами файла, размещение файла, буферизация файла, величина прилегающего на минимальном расстоянии блока памяти и информация о скорости передачи битов), определенного в присвоенных атрибутах записи/воспроизведения в реальном масштабе времени (фиг.11). Одна предварительно распределенная область или множество областей размещены в модуле КИО и могут быть распределены.

<способ записи данных файла записи/воспроизведения в реальном масштабе времени>

На первом этапе ядро ИПП Windows, вызываемое для записи данных файла записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, представляет собой файл записи. Прикладной уровень 201 вызывает ядро Windows с использованием файла записи для того, чтобы сохранить данные в реальном масштабе времени, как показано в следующем примере:

Пример: WriteFile (FileHandle, АВ_Buffer, 32·1024, NULL, NULL)

("ЗаписьФайл (ФайлОбращение, АВ_Буфер, 32·1024 НОЛЬ, НОЛЬ)")

На втором этапе ядро 202 Windows вызывает функцию записи файла драйвера 203 устройства ЦУД-ОЗУ.

На третьем этапе драйвер 203 устройства ЦУД-ОЗУ проверяет, присвоены ли файлу атрибуты записи/воспроизведения в реальном масштабе времени после вызова функции записи файла. Если атрибуты записи/воспроизведения в реальном масштабе времени присвоены, данные А/В, которые будут записываться, записываются в распределенную/незаписанную область в соответствии с условиями записи в реальном масштабе времени. После записи, когда распределенная/незаписанная область не существует, величина записанных данных передается в прикладной уровень 201. Прикладной уровень 201 предварительно распределяет распределенную/незаписанную область, обозначенную как атрибуты записи/воспроизведения в реальном масштабе времени, для записи оставшихся незаписанных данных с использованием команды SetFilePointer ("УказательФайлНабор") поиска по отношению к количеству записанных данных и снова записывает оставшиеся данные.

То есть, как показано на фиг.12А, данные А/В 32·1024 битов записываются в распределенную/незаписанную область 8·1024·1024 битов (фиг.11), и остаточная область все еще распределяется как распределенная/незаписанная область.

Как показано на фиг.12В, когда выдается информация о количестве данных, записанных в прикладном уровне 201 с переменной записью, поскольку распределенная/незаписаная область составляет 32·1024 битов, уровень файловой системы автоматически предварительно распределяет распределенную область, использующую информацию о скорости передачи битов через SetFileBitrate ("НаборФайлСкорость передачи битов"). Как показано на фиг.12С, остаточные данные записываются в модуль блока КИО. Когда во время записи образуется дефектный блок и, таким образом, образуется ошибка, блок, соответствующий дефектному блоку, исключается из распределенной/незаписанной области (фиг.12).

В этом случае, когда скорость передачи битов для различных секций может различаться друг от друга, информацию, связанную со скоростью передачи битов для каждого сектора можно записывать в области управляющей информации файла. На фиг.13А и 13В изображен пример множества значений скорости передачи (здесь V₁, V₂ и V₃) и информации, связанной с секциями, которая хранится в виде информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени в области управляющей информации файла, когда в различных секциях находятся различные значения скорости передачи битов. На фиг.13С и 13D показан пример с одним значением скорости передачи битов (здесь V_b), которое сохраняется как информация о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени в области управляющей информации файла, когда одинаковая скорость передачи битов предусмотрена во всей секции данных файла.

<способ воспроизведения данных файла записи/воспроизведении в реальном масштабе времени>

На первом этапе ядро ИПП Windows, которое вызывается для воспроизведения данных файла записи/воспроизведения в реальном масштабе времени, является файлом считывания. Прикладной уровень 201 вызывает ядро Windows, использующее файл считывания, как и в следующем примере, для воспроизведения данных в реальном масштабе времени.

Пример: ReadFile (FileHandle, AV_Buffer, 32·1024, NULL.NULL)

("СчитываниеФайл (ФайлОбращение, АВ_Буфер, 32·1024, НОЛЬ, НОЛЬ)")

На втором этапе ядро 202 Windows выдает команду драйверу 203 устройства ЦУД-ОЗУ считывания файла.

На третьем этапе драйвер 203 устройства ЦУД-ОЗУ проверяет, присвоены ли файлу атрибуты записи/воспроизведения в реальном масштабе времени, когда выдается функция считывания файла. Если атрибуты записи/воспроизведения в реальном масштабе времени присвоены, то данные А/В, размер которых зависит от длительности воспроизведения, воспроизводятся из области данных А/В с учетом условий воспроизведения в реальном масштабе времени.

В этом случае, когда в блоке, который будет воспроизводиться, обнаруживается дефект, команда считывания, показывающая, что присвоены атрибуты распределенного/незаписанного файла, а не считывания, передается из драйвера 203 устройства ЦУД-ОЗУ в дисковод 204.

Команду записи в реальном масштабе времени и команду воспроизведения, которые выполняются с помощью интерфейса команд драйвера устройства ЦУД-ОЗУ, необходимо использовать после записи/воспроизведении в реальном масштабе времени.

<способ удаления части данных файла записи/воспроизведения в реальном масштабе времени>

На первом этапе команда "DeletePartOfFile" ("УдалениеЧастиФайла") вызывается как ядро ИПП Windows для того, чтобы удалить часть данных файла записи/воспроизведения в реальном масштабе времени. Для того, чтобы удалить часть данных реального времени, прикладной уровень 201 вызывает ядро Windows, использующее команду "DeletePartOfFile" ("УдаленнеЧастиФайла"), рассмотренную в следующем примере.

Пример: DeletePartOfFile (FileHandle. Off set.Size)

("УдалениеЧастиФайла (ФайлОбращение, Смещение, Размер)")

На втором этапе ядро 202 Windows выдает команду драйверу 203 устройства ЦУД-ОЗУ на удаление части файла.

На третьем этапе, когда выдается команда на частичное удаление, драйвер 203 устройства ЦУД-ОЗУ проверяет, присвоены ли файлу атрибуты записи/воспроизведения в реальном масштабе времени, и удаляет данные из области данных А/В с учетом условий реального времени, если были присвоены атрибуты записи/воспроизведения в реальном масштабе времени. После частичного удаления файла для управления фиктивным файлом или списком пространства для заполнения КИО создается файл, расположенный под корневым каталогом в системном файле.

На фиг.14А показана область, которую будут удалять из файла реального времени, в котором данные А/В размещаются в модулях КИО. Область удаления, которая расположена в свободной области (фиг.14В), и секция данных А/В, имеющая отношение к области удаления, среди блока КИО, выходящего за границы области удаления, называются пространством для заполнения. Данными А/В в этом пространстве для заполнения управляют как отдельным файлом, который находится в системном файле, и их сохраняют в списке дескриптора распределения (ДР), расположенном в списке пространства для заполнения с КИО. Данные А/В, которые не относятся к области удаления и которые находятся в блоке КИО, сохраняются в списке ДР элемента файла. Дополнительный список с КИО снова обновляется в соответствии с функцией, такой как удаление или запись. Когда способ согласно настоящему изобретению применяется в системе ФУД, список пространства для заполнения с КИО можно описать с помощью короткого дескриптора распределения.

На фиг.14В пространство, занимаемое файлом А/В, и пространство, предназначенное для заполнения блока КИО, располагающегося над границей области удаления, имеют длины экстента. Как показано на фиг.14С, пространство файла А/В блока КИО, располагающегося над границей области удаления, имеет как длину экстента, так и длину информации, но пространством для заполнения управляют как дескриптором распределения, который имеет длину экстента и длину информации, равную "0", в списке А/В в элементе файла А/В. Пространством файла А/В, которое не относится к области удаления (в блоке КИО), также управляют в списке АВ элементе файла А/В. В этом случае пространство для заполнения можно определить как расширенный дескриптор распределения ФУД.

<способ закрытия файла записи/воспроизведения в реальном масштабе времени>

На первом этапе функция CloseHandle ("ЗакрытьОбращение") вызывается как ядро ИПП Windows для того, чтобы закрыть файл реального времени. Для того, чтобы закрыть файл записи/воспроизведения в реальном масштабе времени, прикладной уровень 201 вызывает ядро 302 окна с использованием CloseHandle ("ЗакрытьОбращение") так, как показано в следующем примере.

Пример: CloseHandle (FileHandle)

("ЗакрытьОбращение (ФайлОбращение)")

На втором этапе ядро окна 202 выдает команду драйверу 203 устройства ЦУД-ОЗУ на поиск файла.

На третьем этапе, когда выполняется функция закрытия файла, драйвер 203 устройства ЦУД-ОЗУ обновляет управляющую информацию файла (элемент файла и так далее) и информацию диска (например, информация о свободной области и так далее).

Согласно настоящему изобретению, как описано выше, атрибуты записи/воспроизведения в реальном масштабе времени присваивают файлу, и файл записывают/воспроизводят другим способом по сравнению с общим файлом. Таким образом, файл записи/воспроизведения в реальном масштабе времени можно записывать/воспроизводить в реальном масштабе времени.

К тому же в настоящем изобретении файлы делятся на файлы реального времени и общие файлы, и информация об управлении дефектами, информация о размещении файла, информация о буферизации и информация о величине прилегающего на минимальном расстоянии блока памяти, который вырабатывается на каждом этапе, присваивают файлу в реальном масштабе времени в виде информации о записи/воспроизведения в реальном масштабе времени после записи/воспроизведения. Таким образом, можно эффективно выполнить запись/воспроизведение в реальном масштабе времени.

Кроме того, в настоящем изобретении информацию управления электродвигателем, который имеет шпиндель, получают из информации о записи/воспроизведении в реальном масштабе времени, связанной со скоростью передачи битов записи/воспроизведения, таким образом управляя электродвигателем, который имеет шпиндель.

Изобретение относится к системе записи и/или воспроизведения в реальном масштабе времени файлов реального времени. Устройство записи данных на диск содержит процессор для сжатия и кодирования данных и для формирования информации о воспроизведении в реальном масштабе времени, головку для записи на диск принятых от процессора данных в качестве файлов реального времени и информации о воспроизведении в реальном масштабе времени, которая сохранена в поле типа файла в поле ПРИЗНАК информационного блока управления, находящемся в файловой записи, для системы диска в формате универсального диска. Файлы реального времени могут включать в себя секции, имеющие различную частоту следования битов, а упомянутая информация о воспроизведении включает в себя информацию, связанную с секциями и множеством значений частоты следования битов. Устройство воспроизведения файлов реального времени, сохраненных на диске в качестве сжатых и/или закодированных данных, обеспечивает непрерывное воспроизведение таких файлов без прерывания. 2 c. и 6 з.п. ф-лы, 14 ил., 1 табл.

1. Устройство записи для записи данных на диск, содержащее процессор для сжатия и кодирования данных и для формирования информации о воспроизведении в реальном масштабе времени для обеспечения воспроизведения в реальном масштабе времени, головку записи для записи на диск принятых от процессора сжатых и закодированных данных в качестве файлов реального времени и для записи на диск информации о воспроизведении в реальном масштабе времени, причем информация о воспроизведении в реальном масштабе времени сохранена в поле типа файла в поле ПРИЗНАК информационного блока управления, находящемся в файловой записи, для системы диска в формате универсального диска (UDF, ФУД).2. Устройство записи по п.1, в котором файлы реального времени включают в себя секции, имеющие различную частоту следования битов, а упомянутая информация о воспроизведении включает в себя информацию, связанную с секциями и множеством значений частоты следования битов, соответствующих различным частотам следования битов.3. Устройство воспроизведения для воспроизведения файлов реального времени, сохраненных на диске в качестве сжатых и/или закодированных данных, при этом информация о воспроизведении в реальном масштабе времени, обеспечивающая воспроизведение в реальном масштабе времени файлов реального времени, сохранена на диске, содержащее головку считывания для считывания с диска сжатых и закодированных данных в соответствии с информацией о воспроизведении в реальном масштабе времени, сохраненной на диске, процессор для распаковки и декодирования принятых от головки считывания сжатых и/или закодированных данных в реальном масштабе времени, причем информация о воспроизведении в реальном масштабе времени сохранена в поле типа файла в поле ПРИЗНАК информационного блока управления (ИБУ), находящемся в файловой записи, для системы диска в формате универсального диска (UDF, ФУД).4. Устройство воспроизведения по п.3, в котором файлы реального времени включают в себя секции, имеющие различную частоту следования битов, а упомянутая информация о воспроизведении включает в себя информацию, связанную с секциями и множеством значений частоты следования битов, соответствующих различным частотам следования битов.5. Устройство воспроизведения по п.3, в котором информация о воспроизведении в реальном масштабе времени дополнительно включает в себя максимальное допустимое значение частоты следования битов при воспроизведении.6. Устройство воспроизведения по п.3, дополнительно содержащее контроллер для управления приведением в действие механизма сервопривода, а также электродвигателя со шпинделем в соответствии с информацией о воспроизведении в реальном масштабе времени, причем контроллер автоматически размещает области данных файлов для файлов реального времени в соответствии с упомянутой информацией о воспроизведении.7. Устройство воспроизведения по п.3, в котором информация о воспроизведении в реальном масштабе времени включает в себя информацию индикации файла, указывающую, что один из файлов реального времени требует воспроизведения в реальном масштабе времени.8. Устройство воспроизведения по п.3, в котором информация о воспроизведении в реальном масштабе времени дополнительно включает в себя, по меньшей мере, один из минимальных непрерывных блоков памяти, удовлетворяющих условию, согласно которому время воспроизведения текущего блока данных больше, чем сумма времени поиска и времени считывания блока данных, который должен быть воспроизведен следующим, и времени воспроизведения для обеспечения минимальной непрерывной области памяти.