KR20000026781A - 광기록매체의 포맷팅 및 결함 영역 관리 방법 - Google Patents

Abstract

재기록 가능한 광 기록매체의 재포맷팅 방법 및 이때의 결함 영역 관리 방법에 관한 것으로서, 특히 검증없이 SDL을 PDL의 G₂-리스트로 변환하는 재포맷팅시 SDL에 등록된 결함 블록의 첫 번째 섹터의 섹터 번호만을 PDL의 G₂-리스트로 변환하고 이후 기록/재생시에 상기 PDL의 G₂-리스트에 등록된 결함 섹터를 만나면 상기 결함 섹터를 포함한 16 섹터를 슬리핑 대체하도록 PDL의 G₂-리스트의 정의를 변경함으로써, DMA 리스트를 효율적으로 관리하여 DMA의 오버플로우 발생 확률을 줄이고 이로 인해 시스템의 성능을 높일 수 있다.

Description

광기록매체의 포맷팅 및 결함 영역 관리 방법

본 발명은 재기록 가능한 광 기록매체의 포맷팅 및 결함 영역 관리 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 광기록매체는 반복 기록의 가능여부에 따라 읽기 전용의 롬(ROM)형과, 1회 기록가능한 웜(WORM)형 및 반복적으로 기록할 수 있는 재기록 가능형 등으로 크게 3종류로 나뉘어 진다.

여기서, 롬형 광기록매체는 컴팩트 디스크 롬(Compact Disc Read Only Memory ; CD-ROM)과 디지털 다기능 롬(Digital Versatile Disc Read Only Memory ; DVD-ROM) 등이 있으며, 웜형 광기록매체는 1회 기록가능한 컴펙트 디스크(Recordable Compact Disc ; CD-R)와 1회 기록가능한 디지털 다기능 디스크(Recordable Digital Versatile Disc ; DVD-R) 등이 있다.

또한, 자유롭게 반복적으로 재기록 가능한 디스크로는 재기록 가능한 컴펙트 디스크(Rewritable Compact Disc ; CD-RW)와 재기록 가능한 디지털 다기능 디스크(Rewritable Digital Versatile Disc ; DVD-RAM, DVD-RW) 등이 있다.

한편, 재기록 가능형 광기록 매체의 경우, 그 사용특성상 정보의 기록/재생 작업이 반복적으로 수행되는데, 이로인해 광기록매체에 정보 기록을 위해 형성된 기록층을 구성하는 혼합물의 혼합 비율이 초기의 혼합 비율과 달라지게 되어 그 특성을 잃어 버림으로써 정보의 기록/재생시 오류가 발생된다.

이러한 현상을 열화라고 하는데, 이 열화된 영역은 광기록매체의 포맷, 기록, 재생 명령 수행시 결함 영역(Defect Area)으로 나타나게 된다.

또한, 재기록 가능형 광기록매체의 결함 영역은 상기의 열화 현상 이외에도 표면의 긁힘, 먼지 등의 미진, 제작시의 오류 등에 의해 발생되기도 한다.

그러므로, 상기와 같은 원인으로 형성된 결함 영역에 데이터를 기록/재생하는 것을 방지하기 위하여 이 결함 영역의 관리가 필요하게 되었다.

이를 위해 도 1에 도시된 바와 같이 광기록매체의 리드-인 영역(lead-in area)과 리드-아웃 영역(lead-out area)에 결함 관리 영역(Defect Management Area ; 이하 DMA라 함)을 두어 광기록매체의 결함 영역을 관리하고 있다. 또한, 데이터 영역은 그룹별로 나누어 관리하는데, 각 그룹은 실제 데이터가 기록되는 유저 영역과 상기 유저 영역에 결함이 발생하였을 때 이용하기 위한 스페어(Spare) 영역으로 나뉘어진다.

그리고, 일반적으로 하나의 디스크에는 4개의 DMA가 존재하는데, 2개의 DMA는 리드-인 영역에 존재하고 나머지 2개의 DMA는 리드-아웃 영역에 존재한다. 각 DMA는 2개의 블록(block)으로 이루어지고, 총 32섹터들(sectors)로 이루어진다.

여기서, 각 DMA의 제 1 블록(DDS/PDL 블록이라 함)은 DDS(Disc Definition Structure)와 PDL(Primary Defect List)을 포함하고, 각 DMA의 제 2 블록(SDL 블록이라 함)은 SDL(Secondary Defect List)을 포함한다.

이때, PDL은 주결함 데이터 저장부를 의미하며, SDL은 부결함 데이터 저장부를 의미한다.

일반적으로 PDL은 디스크 제작 과정에서 생긴 결함 그리고, 디스크를 포맷 즉, 최초 포맷팅(Initialize)과 재포맷팅(Re-initialize)시 확인되는 모든 결함 섹터들의 엔트리들(Entries)을 저장한다. 여기서, 각 엔트리는 도 2a에 도시된 바와 같이 엔트리 타입과 결함 섹터에 대응하는 섹터 번호로 구성된다. 상기 섹터 번호는 올림차순으로 리스트된다. 그리고, 상기 엔트리 타입은 결함 섹터의 발생 원인(Origin)을 열거하는데, 일 예로 00b이면 P-리스트, 10b이면 G₁-리스트, 11b이면 G₂-리스트로 분류된다.

즉, 디스크 제조업자가 정의한 결함 섹터 예컨대, 디스크 제작 과정에서 생긴 결함 섹터들은 P-리스트로 저장하고, 디스크를 포맷할 때 검증 과정(Certification process) 동안 발견되는 결함 섹터들은 G₁-리스트로 저장하며, 검증 과정없이 SDL로부터 이전되는 결함 섹터들은 G₂-리스트에 저장한다.

한편, 상기 SDL은 블록 단위로 리스트되는데, 포맷 후에 발생하는 결함 영역들이나 포맷 동안 PDL에 저장할 수 없는 결함 영역들의 엔트리들을 저장한다. 상기 각 SDL 엔트리는 도 2b에 도시된 바와 같이 결함 섹터가 발생한 블록의 첫 번째 섹터의 섹터 번호를 저장하는 영역과 그것을 대체할 대체 블록의 첫 번째 섹터의 섹터 번호를 저장하는 영역 그리고, 미사용 영역(Reserved)으로 구성된다. 또한, 상기 각 엔트리에는 강제 재할당 마킹(Forced Reassignment Marking ; FRM)을 위해 1비트가 할당되어 있는데, 그 값이 0b이면 대체 블록이 할당되어(assigned) 있고 대체 블록에 결함이 없음을 의미하며, 1b이면 대체 블록이 할당되어 있지 않거나 또는 할당된 대체 블록에 결함이 있음을 의미한다.

그리고, 디스크를 초기화하는 방법으로는 최초 포맷팅(Initialize)과 재포맷팅(Re-initialize)으로 나누어지는데, 상기 재포맷팅은 다시 최초 포맷팅과 같은 풀(full) 포맷팅과, 부분적으로 초기화를 수행하는 부분 포맷팅(partial certification) 그리고, 포맷 시간의 단축을 위해 검증없이 SDL을 PDL의 G₂-리스트로 옮기는 포맷팅(conversion of SDL to G₂-리스트 ; 이하, 단순 포맷팅이라 칭함.)등이 있다. 여기서, 상기 P-리스트는 어떠한 포맷팅 후에도 변하지 않으며, G₂-리스트의 경우에는 SDL의 결함 블록이 그대로 결함 섹터로 저장되므로 이중에는 정상 섹터도 포함될 수 있으나 결함 섹터로 간주한다.

즉, 부분 포맷팅은 도 3a에 도시된 바와 같이, 포맷전의 P-리스트와 G₁-리스트의 섹터들은 포맷후에도 그대로 P-리스트와 G₁-리스트에 남게되나, 포맷전의 옛(old) G₂-리스트와 SDL에 리스트된 결함 블록들은 검증 과정을 거친다. 그리고, G₂-리스트와 SDL 내의 엔트리들은 모두 지운 후 상기 검증과정에서 발견되는 결함 섹터들만 G₁-리스트에 등록한다. 이는 G₂-리스트나 SDL에 있는 결함 블록에는 결함이 없는 섹터도 포함되어 있기 때문이다. 이때, G₁-리스트에 오버플로우(overflow)가 발생하면 그 나머지는 다시 새로운 SDL에 리스트되며, G₂-리스트에는 널(Null) 데이터가 삽입된다.

또한, 검증없이 SDL을 G₂-리스트로 변환하는 단순(simple or quick) 포맷은 도 3b에 도시된 바와 같이, 포맷전의 P-리스트와 G₁-리스트, G₂-리스트 내의 섹터들은 포맷후에도 그대로 P-리스트와 G₁-리스트, G₂-리스트에 유지된다. 그리고, 옛(old) SDL 엔트리들은 16 PDL 엔트리로 변환한 후 해당 SDL 엔트리를 삭제하고 G₂-리스트에 등록한다. 이때, G₂-리스트에 오버플로우가 발생하면 G₂-리스트에 등록되지 않은 SDL의 나머지 엔트리들은 새로운(new) SDL에 남는다.

여기서, 오버플로우가 발생하는 것은 다음의 수학식 1과 같은 조건에 의해 PDL에 등록될 수 있는 엔트리 수가 한정되기 때문이다.

여기서, S_PDL은 PDL 엔트리를 유지하기 위해 사용된 섹터의 개수, S_SDL은 SDL 엔트리를 유지하기 위해 사용된 섹터의 개수, E_PDL은 PDL 엔트리의 개수, E_SDL은 SDL 엔트리의 개수이다. 그리고,는 P보다 크지않은 최대 정수를 표시한다.

즉, PDL과 SDL에 사용될 수 있는 전체 섹터의 개수는 16섹터를 넘을 수 없으며, PDL만으로 또는, SDL만으로는 15섹터를 넘어설 수 없다.

한편, 상기 데이터 영역내의 결함 영역(즉, 결함 섹터 또는 결함 블럭)들은 정상적인 영역으로 대체되어져야 하는데, 대체 방법으로는 슬리핑 대체(slipping replacement)방법과 리니어 대체(linear replacement)방법이 있다.

상기 슬리핑 대체방법은 결함 영역이 PDL에 등록되어 있는 경우에 적용되는 방법으로, 도 4a에 도시된 바와 같이 실제 데이터가 기록되는 유저 영역(user area)에 결함 섹터가 존재하면 그 결함 섹터를 건너뛰고 대신에 그 결함 섹터 다음에 오는 정상 섹터(Good sector)로 대체되어 데이터를 기록한다.

그러므로, 데이터가 기록되는 유저 영역은 밀리면서 결국 건너 뛴 결함 섹터 만큼 스페어 영역(spear area)을 차지하게 된다. 예컨대, PDL의 P-리스트나 G₁-리스트에 2개의 결함 섹터가 등록되어 있다면 데이터는 스페어 영역의 2섹터까지 밀려서 기록된다. 그리고, PDL의 G₂-리스트에 결함 섹터가 기록되어 있다면 데이터는 스페어 영역의 16 섹터(=1 블럭)까지 밀려서 기록된다.

또한, 리니어 대체 방법은 결함 영역이 SDL에 등록되어 있는 경우에 적용되는 방법으로, 도 4b에 도시된 바와 같이 유저 영역에 결함 블록(defect block)이 존재하면 스페어 영역에 할당된 블록 단위의 대체(replacement) 영역으로 대체되어 데이터를 기록한다. 만일, SDL에 기록된 대체 블록이 나중에 결함이라고 발견되면 다이렉트 포인터 방법(Direct pointer method)이 SDL 등록에 적용된다. 즉, 다이렉트 포인터 방법에 의해 결함 대체 블록은 새로운 대체 블록으로 바뀌고 결함 대체 블록이 등록된 SDL 엔트리는 새로 바뀐 대체 블록의 첫 번째 섹터의 섹터 번호로 수정된다.

그러나, 상기된 리니어 대체 방법은 SDL에 기록된 결함 블록의 데이터를 스페어 영역에 할당된 대체 블록에 기록하기 위해 광 픽업을 스페어 영역으로 이송시켰다가 다시 유저 영역으로 이송시켜야 하므로, 이러한 과정이 계속 반복되면 시스템의 성능(performance)을 떨어뜨릴 수 있다.

따라서, 재포맷팅하는 이유중의 하나가 상기 SDL에 등록된 결함 섹터들을 PDL로 옮겨 계속적인 리니어 대체를 줄임으로써, 시스템의 성능을 높이기 위해서이다.

이때, 재포맷팅 방법에는 상기와 같이 여러 가지가 있을 수 있는데 포맷팅이 복잡하므로 SDL을 G₂-리스트로 검증없이 변환하는 단순 포맷 방법처럼 포맷 과정을 단순화하려는 경향이 있다.

그러나, SDL에 등록된 결함 블록에는 결함이 없는 섹터도 포함되어 있는데 상기된 검증없이 SDL을 G₂-리스트로 변환하는 단순 포맷은 SDL에 등록된 결함 블록의 모든 섹터들을 PDL의 G₂-리스트로 변환하므로 PDL이 상기된 수학식 1과 같은 조건에 빨리 가까워지고, 이로인해 DMA에 오버플로우가 쉽게 발생할 수 있게 된다. 예컨대, SDL 엔트리는 8바이트이고, PDL 엔트리는 4바이트이므로, 하나의 SDL 엔트리가 PDL의 G₂-리스트로 변환되면 PDL은 64(=4×16)바이트가 필요하게 된다.

이때, 오버플로우가 나게되면 디스크를 사용할 수 없는 경우도 발생하므로 상기된 단순 포맷 방법은 DMA의 활용도를 떨어뜨리는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 재포맷팅시 SDL에 등록된 결함 블록의 첫 번째 섹터의 섹터 번호만을 PDL의 G₂-리스트로 변환하는 광 기록매체의 포맷팅 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 데이터 기록/재생 중에 상기 PDL의 G₂-리스트에 등록된 결함 섹터를 만나면 상기 결함 섹터를 포함한 16섹터를 슬리핑 대체하는 광 기록매체의 결함 영역 관리 방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 광디스크의 구조를 보인 도면

도 2a는 일반적인 PDL 엔트리 구조를 보인 도면

도 2b는 일반적인 SDL 엔트리 구조를 보인 도면

도 3a는 일반적인 포맷팅 방법 중 부분 포맷팅 방법을 보여주는 도면

도 3b는 일반적인 포맷팅 방법 중 검증없이 SDL 리스트를 G₂-리스트로 변환하는 단순 포맷팅 방법을 보여주는 도면

도 4a는 일반적인 슬리핑 대체 방법을 보여주는 도면

도 4b는 일반적인 리니어 대체 방법을 보여주는 도면

도 5는 본 발명에 따른 PDL 엔트리의 일 예를 보인 도면

도 6은 본 발명에 따른 광 기록매체의 포맷팅 방법을 나타낸 흐름도

도 7은 본 발명에 따른 광 기록매체의 결함 영역 관리 방법을 나타낸 흐름도

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 기록매체의 포맷팅 방법은, SDL에 등록된 결함 정보를 PDL로 옮기는 재포맷팅시 상기 SDL에 등록된 결함 블록의 첫 번째 섹터만을 상기 PDL의 G₂-리스트에 등록하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 광 기록매체의 결함 영역 관리 방법은, PDL의 G₂-리스트에 등록된 결함 섹터가 포함되는 블록에 대해 슬리핑 대체하는 것을 특징으로 한다.

상기 결함 섹터가 포함되는 블록에는 PDL의 P-리스트, G₁-리스트에 등록된 결함 섹터들이 제외된 것을 특징으로 한다.

상기 결함 섹터가 포함되는 블록의 섹터들에는 논리적 섹터 번호(LSN)를 부여하지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 SDL을 검증없이 PDL의 G₂-리스트로 변환하는 단순 포맷 방법을 개선한 것이다. 즉, 단순 포맷팅시 도 5와 같이 SDL에 등록된 결함 블록의 첫 번째 섹터의 섹터 번호만을 PDL의 G₂-리스트에 등록하고, 이후의 나머지 15섹터는 등록하지 않는다. 예를 들면, 종래에는 하나의 SDL 엔트리가 PDL의 G₂-리스트로 변환되기 위해서는 PDL이 64(=4×16)바이트가 필요하였으나 본 발명에 의하면 PDL 엔트리가 하나만 있으면 되므로 4바이트만 필요하게 된다. 따라서, 오버플로우가 발생할 확률이 그만큼 줄어들게 된다.

도 6은 이러한 포맷팅 과정을 나타낸 본 발명의 흐름도로서, 재포맷팅시 단순 포맷 방법이 선택되면(단계 601), 옛 DMA 정보를 읽은 후 옛 PDL의 P-리스트에 등록된 결함 섹터들은 그대로 새로운 PDL의 P-리스트에 등록하고, 옛 PDL의 G₁-리스트에 등록된 결함 섹터들은 그대로 새로운 PDL의 G₁-리스트에 등록한다(단계 602).

그리고, 옛 PDL의 G₂-리스트에 등록된 결함 섹터들도 그대로 새로운 PDL의 G₂-리스트에 등록한다(단계 603).

또한, 옛 SDL에 등록된 결함 블록의 섹터들도 새로운 PDL의 G₂-리스트로 변환하여야 하는데, 이때 상기 옛 SDL에 등록된 결함 블록의 첫 번째 섹터의 섹터 번호만을 새로운 PDL의 G₂-리스트에 등록하고 해당 SDL 엔트리는 삭제한다(단계 604). 즉, 상기 단계 603에서 새로운 PDL의 G₂-리스트에 등록된 결함 섹터도 결국 결함 블록의 첫 번째 섹터의 섹터 번호가 된다.

만일, 상기된 수학식 1과 같은 조건에 의해 새로운 PDL의 G₂-리스트에 오버플로우가 발생하면(단계 605), 남아있는 옛 SDL 엔트리들은 그대로 새로운 SDL 엔트리에 등록한다(단계 606).

상기와 같은 과정이 진행되면 SDL을 PDL의 G₂-리스트로 변환하는 단순 포맷팅이 완료된다(단계 607).

도 7은 상기와 같은 방법으로 포맷팅된 광 디스크의 결함 영역 관리를 위한 본 발명의 흐름도이다.

즉, 시스템이 온되거나 시스템에 광 디스크가 장착되면(단계 701), 초기화 과정에 의해 DMA로부터 PDL에 리스트된 결함 섹터들과 SDL에 리스트된 결함 섹터들의 정보를 읽는다(단계 702).

따라서, 상기 DMA에 등록된 결함 영역들을 알 수 있으므로, 데이터 기록/재생 중에 상기 PDL의 P-리스트나 G₁-리스트에 등록된 결함 섹터들을 만나면 슬리핑 대체 방법으로 데이터를 기록하거나 재생하게된다(단계 703). 즉, 데이터 기록 중에 상기 P-리스트나 G₁-리스트에 등록된 결함 섹터를 만나면 그 결함 섹터는 건너뛰고 대신 그 결함 섹터 다음에 오는 정상 섹터(Good sector)에 데이터를 기록한다. 이때, 상기 결함 섹터에는 논리적 섹터 번호(Logical Sector Number ; LSN)가 부여되어 있지 않다. 그러므로, 재생시에도 상기 결함 섹터에서는 데이터를 읽지 않는다.

한편, 데이터 기록/재생 중에 상기 PDL의 G₂-리스트에 등록된 결함 섹터를 만나면 상기 결함 섹터를 첫 번째 섹터로하여 이후의 15섹터까지 즉, 상기 결함 섹터를 포함하는 1 블록의 섹터들을 모두 슬리핑 대체한다(단계 704). 여기서도, 상기 슬리핑 대체하는 16 섹터(= 1 블록)에는 LSN이 부여되지 않는다.

이때, 상기 슬리핑 대체하는 16 섹터(= 1 블록)에는 P-리스트나 G₁-리스트에 등록된 결함 섹터들이 제외되어 있다. 만일, 상기 G₂-리스트에 등록된 결함 섹터를 포함한 16 섹터내에 P-리스트나 G₁-리스트에 등록된 결함 섹터들이 있다면 그만큼 슬리핑 대체되는 영역은 넓어지게 된다. 예를 들어, 상기 G₂-리스트에 등록된 결함 섹터를 포함한 16 섹터내에 P-리스트나 G₁-리스트에 등록된 결함 섹터가 2개가 있다면 상기 G₂-리스트에 등록된 결함 섹터를 포함한 18 섹터까지를 슬리핑 대체하게 된다. 즉, 데이터가 기록되는 유저 영역은 밀리면서 결국 건너 뛴 18 섹터 만큼 스페어 영역(spear area)을 차지하게 된다.

한편, 기록/재생 중에 SDL에 등록된 결함 블록을 만나면 도 4b와 같이 리니어 대체를 수행한다. 만일, 실시간용 데이터인 경우에는 다른 방법을 이용할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명은 G₂-리스트의 정의를 변경함으로써, DMA 리스트를 더욱 효율적으로 관리할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 광기록매체의 포맷팅 및 결함 영역 관리 방법에 의하면, 검증없이 SDL을 PDL의 G₂-리스트로 변환하는 재포맷팅시 SDL에 등록된 결함 블록의 첫 번째 섹터의 섹터 번호만을 PDL의 G₂-리스트로 변환하고 이후 기록/재생시에 상기 G₂-리스트에 등록된 결함 섹터를 만나면 상기 결함 섹터를 포함한 16 섹터까지를 슬리핑 대체하도록 함으로써, DMA 리스트를 효율적으로 관리하여 DMA의 오버플로우 발생 확률을 줄이므로 시스템의 성능을 높이는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 부결함 데이터 저장부(SDL)에 등록된 결함 정보를 주결함 데이터 저장부(PDL)로 옮기는 광 기록매체의 포맷팅 방법에 있어서,

   상기 부결함 데이터 저장부(SDL)에 등록된 결함 블록의 첫 번째 섹터만을 상기 주결함 데이터 저장부(PDL)에 등록하는 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 포맷팅 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 부결함 데이터 저장부(SDL)에 등록된 결함 블록의 첫 번째 섹터의 섹터 번호만을 주결함 데이터 저장부(PDL)의 G₂-리스트에 등록하는 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 포맷팅 방법.
3. 주결함 영역에 대해 대체 영역으로 슬리핑 대체하여 데이터를 기록하는 광 기록매체의 결함영역 관리방법에 있어서,

   주결함 데이터 저장부(PDL)에 결함 블록의 첫 번째 섹터만을 등록한 영역(entry)에 대해서는 등록된 결함 섹터가 포함되는 블록에 대해 슬리핑 대체하는 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 결함영역 관리방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 결함 섹터가 포함되는 블록에는 주결함 데이터 저장부(PDL)의 기존에 등록된 결함 섹터들이 제외된 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 결함영역 관리방법.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 결함 섹터가 포함되는 블록의 섹터들에는 논리적 섹터 번호를 부여하지 않는 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 결함영역 관리방법.