本发明涉及一种用于从记录载体读取或者向其写入的驱动设备 和方法，所述记录载体诸如是光盘。具体来讲，本发明涉及从标准 驱动器接口到光盘格式的格式映射。

申请人最近已经开发了小型光盘，其用于使用相同精度的蓝色激 光来记录、播放和擦除数据，所述蓝色激光是为下一代高清晰度录 像机而正开发的。小型光盘系统通称为SFFO(Small Form Factor Optical，小型形状因数光盘)或者便携式蓝盘(Portable Blue，PB)， 并且表明它能够在3厘米盘上存储4千兆字节，并且能够使可靠读取 它的驱动设备像存储卡一样小。所述SFFO或者PB盘将具有依照标准 文件系统(诸如UDF)的定义明确的逻辑格式。然而，主机设备或者 数据源也许不了解这种格式，因此它们可能以不适应于SSFO或者PB 盘格式的方式来写入数据。此外，光盘具有有限的重写次数，例如 1000次。不知道使用光盘的主机设备可能继续不断地向同一位置写 入文件系统数据，由此导致所述盘的该部分的故障。如果故障位置 包括诸如文件系统的关键数据，那么这会导致整个盘不能使用。

目前，存在多个标准接口来把存储设备连接至主机，诸如个人计 算机(PC)或者数字照相机。可能的接口包括PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association，个人计算机 存储器卡国际联合会)、压缩闪存、MMCA(Multi Media Card Association，多媒体卡联合会)等等。能够使用结合同一接口的不 同存储技术，例如，基于硬盘的微型驱动器具有压缩闪存(CF)接口。 这些标准接口提供物理兼容性，但是，设备的逻辑格式没有被所述 标准涵盖。因此，虽然主机也许能与存储设备连接，但是很难确保 它能了解数据存储在存储设备上的方式。所述存储设备将其自身作 为逻辑地址空间呈现给主机。

由于SFFO或者PB盘将具有近似30毫米的直径的事实，所以所述驱 动设备能适应压缩闪存形状因数。在该情况下，能够创建具有通常 用于固态存储器的接口(例如，CF接口)的可移除的驱动器。然而， 替代固态存储器将产生针对光盘并且尤其是SFFO或者PB的如下问 题：

1.所述SFFO或者PB盘将具有包括文件系统的定义明确的逻辑格 式，例如，如在1998年4月3日经由光存储技术关联(Optical Storage Technology Association，OSTA)提出的UDF规范修订版2.01或新近 版本中提出的UDF(Universal Disc Format，通用盘格式)那样。传 统主机设备不会了解这种格式，并且将很可能以不符合SFFO或者PB 盘的格式写入数据，例如使用公共文件分配表(FAT)文件系统来进 行。这样会导致盘无法容易地与其他SFFO或者PB播放器进行交换。 涉及FAT文件系统的更多细节可以从如下因特网地址来获得，所述地 址为：

http://www.rnicrosft.com/windows 2000/techinfo/reskit/en-

us/default.asp？url＝/windows 2000/techinfo/reskit/en-us/core/fncc_fil_weol.asp.

2.如上所述，光盘具有有限的重写次数，例如是1000次。不知 道其正使用的光盘的主机设备可能继续不断地向同一位置写入文件 系统数据，由此导致所述盘的那些部分发生故障。如果故障位置包 括诸如文件系统的关键数据，那么这会导致整个盘不能使用。克服 有限的再循环能力是诸如闪速存储器之类的固态存储器普遍的问 题，但是为此制定的方案不适用于SFFO或者PB盘。

3.就查找时间和稳定的数据速率而言，SFFO或者PB的性能不同 于硬盘驱动器(HDD)，例如，微型驱动器以及固态存储器。传统主机 不会知道此差异，并且可能以不能最佳实现所需性能的方式来写 SFFO或者PB。

4.诸如微型驱动器以及SFFO或者PB之类的机械驱动器的功耗比 固态存储器的功耗超出多个数量级。为了桥接所述间隙，需要高级 的功率管理。传统主机不会知道这种规定，并且就功耗而言，这种 主机的访问模式不是最佳的。

5.所述SFFO或者PB是可移除的格式。因此，所述介质对宏观缺 陷更加明显，诸如斑点和划痕。所述SFFO或者PB格式可以包括处理 此问题的措施。此外，传统主机将不会意识到这些措施。

作为特定的例子，SFFO或者PB驱动器可以经由压缩闪存(CF)接口 连接至数字照相机。所述照相机将经由CF接口使用FAT文件系统存储 图像。这往往在SFFO或者PB上产生FAT而不是SFFO或者PB文件系统， 例如，UDF。此外，照相机很可能每次在同一位置写入FAT文件系统， 这将最终导致在该位置发生故障，并且因此最终导致整个盘发生故 障。

诸如记忆棒和压缩闪存之类的现有设备具有控制器，所述控制器 可以在逻辑地址空间和物理地址空间之间执行某些重新映射，以便 处理过热点。然而，不同于闪速存储器，对于光盘来说，由于它们 的查找时间而存在额外的问题，如此使得光盘上的任意重新映射会 导致性能问题。

因此，本发明的目的在于提供一种能够使用与记录载体格式有关 的标准驱动器接口的方法和驱动设备，所述记录载体格式例如是光 盘格式。

此目的是通过如权利要求1所述的驱动设备并且通过如权利要求 23所述的读取或者写入方法来实现的。

由此，提供了一种用于例如基于FAT文件系统从传统格式映射至 新记录载体格式的机制，所述新记录载体格式例如是基于UDF的SFFO 或者PB格式。因此，记录载体格式的属性对于通常用于固态存储器 的接口是隐藏的。

结合本发明，术语“传统”用于表明那些格式、应用程序、数据 或设备从早于现有技术的语言、平台和技术继承下来。通常难题在 于，在保持传统特征或者应用程序运行的同时，将其转换为利用新 技术和技能的更加新的、更加有效的特征。

所述接口装置可以是存储设备的标准接口，诸如PCMCIA、压缩闪 存、或者MMCA。

此外，第一文件系统可以是FAT文件系统，而第二文件系统可以 是UDF文件系统。由此，例如，可以保证驱动设备的通用或者普遍用 途，以便可以由新的磁盘驱动设备来代替常规的可移除驱动设备。

所述映射装置可以适用于依照第二格式的逻辑规范为第一文件 系统的图像保留空间。具体来讲，所述映射装置可以被设置为把保 留的空间视为第一文件系统的分区。此外，所述映射装置可以被设 置为对保留的空间应用缺陷管理。第一文件系统的图像可以对应于 单个文件。这种基于图像的实现方式以可交换性为代价提供了容易 的解决方案，这在某些情况下可以被接受。

通过不知道第二文件系统的主机，所述设备可以经由接口装置提 供对第二文件系统的文件的访问。然后，所述第二文件系统可以通 过映射装置得以解释，所述映射装置被设置为把第一文件系统的等 效结构写入至记录载体。所述映射装置可以适用于把第一文件系统 的文件转换为预定大小的簇，该预定大小对应于第二文件系统的分 组大小，并且适用于把这些簇与第二文件系统的分组对准。由此， 在相对较大的文件的情况下防止性能损失。

映射装置基于数据结构属性可以把第一文件系统的图像分解为 不同类别，并且在第二文件系统的不同文件中存储分解的文件部 分。这样为保持所有文件系统数据靠拢并且防止性能由于包含经常 访问数据的扇区的重新映射而造成早期损失提供了机会。不同类别 可以包括文件结构的稳固分配类以及易失分配类的至少一个。

作为第二种实现方式，所述映射装置可以被设置为在记录载体上 安装第二文件系统，并且把存储器装置中的第二文件系统翻译为第 一文件系统的等效结构。因此，不同文件系统被有效地被高速缓存 在存储器装置中。具体来讲，所述存储器装置可以是非易失性存储 器。然后，可以通过所述设备延迟第二文件系统的更新，直到记录 载体被弹出。

所述映射装置可以被设置为在记录载体上的文件中存储第一文 件系统的静态数据结构，并在存储器装置中存储第一文件系统的易 失数据结构。由此，提供了基于图像的实现方式和基于存储器的实 现方式之间的组合。然后，如果需要，第一文件系统的静态部分被 存储在文件中，而第一文件系统的易失部分在存储器中生成。这样 减少了重构第一文件系统需要的时间和处理步骤。

作为进一步的实现方式，所述映射装置可以被设置为提供第一文 件系统的数据结构和第二文件系统的数据结构之间的动态映射。文 件系统之间的这种运行时翻译提供了如下的益处，即：系统可以充 分利用第二文件系统的逻辑格式规范中的所有规定。

在从属权利要求中定义了更加有益的修改。

现在将参照附图、基于优选实施例来描述本发明，其中：

图1依照本发明的优选实施例示出了具有标准接口的可移除驱动 设备的示意性框图；

图2示出了表明依照第一优选实施例的基于图像的实现方式的原 理图；

图3示出了表明依照第二优选实施例的基于存储器的实现方式的 示意图；以及

图4示出了表明依照第三优选实施例的动态映射实现方式的示意 图。

现在将结合可移除的SFFO或者PB驱动设备来描述优选实施例，所 述设备向诸如数字照相机之类的传统主机呈现基于FAT的CF接口。

每个存储设备都需要文件系统，以便可以使数据作为文件被存储 和检索。为了访问任何文件，操作系统(OS)必须知道那些文件在哪。 为了方便起见，所有文件被给予一个区分的名称，并且被分配给多 个分级组织目录的其中一个。文件例如还可以具有关联属性，以便 定义读和写许可。文件系统方便了几百乃至数千个文件的存储与检 索。不同的OS类往往使用不同的文件系统，并且多个文件系统被使 用以便适应多个平台。CD-ROM的大部分公用文件系统是ISO 9660， 其是High Sierra Group文件系统的国际标准版本，并且是为个人计 算机而设计的。

随着数字化视频光盘(DVD)的出现，UDF文件系统已经被添加到所 述列表。这适用于只读、重写(RW)并且可记录或者一次性写入(R) 盘，并且允许长文件名。CD介质由于它们的特性而需要特殊的考虑。 CD最初是为只读式应用而设计，这影响了其中的写入方式。RW格式 化包括写入引入、用户数据区域以及引出。这些区域可以依照任何 顺序被写入。所述物理格式可以继之以验证通过。在验证通过期间 发现的缺陷被列举在未分配的空间列表中。空闲空间描述符可以被 记录，并且反映分配给损坏区域以及扇区备用区域的空间。所述格 式可以包括介质上的所有可用空间。然而，如果用户要求，那么可 以格式化子集以便保存格式化时间。该较小的格式稍后会发展到全 部可用空间。

在随后的优选实施例中，把UDF用作SFFO或者PB文件系统。

图1示出了适用于适合压缩闪存形状因数的可移除驱动设备30。 因此，驱动设备30可用于替代固态存储器。为了实现这一点，提供 了具有相应连接端子的标准CF接口32，映射单元20连接于此。由于 CF接口32通常结合FAT文件系统来使用的事实，故而映射单元20必须 被设置为在向可移除驱动设备30的盘10写入时，从FAT映射至UDF， 并且当从盘10读取时，从UDF映射至FAT。

FAT是大多数现今操作系统支持的MS-DOS文件系统。它具有三种 不同类型，即，FAT 12、FAT 16以及FAT 32，其中名称指出由文件 分配表中的条目使用的位数，由此给予文件系统的名称。正如从盘 上看出的那样，所述文件分配表实际上是FAT文件系统内部结构之 一。此表的目的在于记住盘的哪些区域可用并且哪些区域被使用。 在FAT中，数据区域被分成簇，所述簇对应于FAT介质上的扇区组。 其余的分区被简单地分为扇区。文件和目录在这些簇中存储它们的 数据。一个簇的大小在被称为引导记录(Boot Record)的结构中加 以规定，并且范围可以从单个扇区到128个扇区。所述引导记录位于 保留扇区的区域内。实际的文件分配表结构是相对简单的结构。它 只是12位、16位或者32位数据元素的阵列。

所述文件分配表可以被认为是单链接列表。文件分配表中的每个 链规定盘的哪些部分属于给定文件或者目录。所述用户数据区域是 其中存储文件和目录内容的区域。图1中，当经由接口32写入一个块 时，不知道它属于什么文件，正如通常那样，文件系统在数据被写 入之后或者在结束会话时被更新。然而，实际上，假定连续的块属 于同一文件，那么在大多数情况下这些块的分配可以遵照分配规则 来进行。然后，当它被写时，它必须反映文件系统中的任何重新映 射。使用启发式规则，实际上能够遵循预定的分配规则。

在随后的优选实施例中，SFFO或者PB格式的属性对于用于固态存 储器的接口32是隐藏的。依照如下第一至第三优选实施例的特定实 现方式，SFFO或者PB驱动设备30向诸如数字照相机之类的传统主机 暴露基于FAT的CF接口32。图2示出了依照第一优选实施例的映射实 现方式，其中依照SFFO或者PB逻辑格式的规范为FAT图像保留空间， 并且把缺陷管理应用于盘10上的保留空间14。所述保留空间14将被 视为FAT分区。在UDF文件系统中，这种FAT图像可以作为单个文件出 现。因此，FAT文件系统的图像在映射单元20中被转换为用于盘10上 的UDF文件系统的UDF文件。

如果具有FAT图像的光盘10用于没有暴露CF接口的SFFO或者PB驱 动器，那么用于描述光盘10上的文件布局的FAT条目可以被镜像在 UDF文件系统中。由此，两个文件系统被写入相同的数据。作为选择， 想要写入FAT图像或者从中读取的应用程序可以解释FAT结构本身， 其中所述FAT图像提供于光盘10的保留空间14中。

另一方面，用于跨越CF接口32访问依照UDF描述的文件的主机也 许不知道UDF文件系统。由此，UDF文件无法跨越基于FAT的CF接口32 而被暴露。由不实现FAT的SFFO或者PB驱动器写入的文件对于使用基 于FAT的CF接口32来访问光盘10的设备是不可见的。在某些情况下， 例如，膝上型电脑中的CF II卡，由于它限制使用SFFO或者PB盘的文 件的可交换性，故而认为这不是理想状况。在诸如数字式静物摄影 机的其它情况下，由于照相机不了解的文件对其而言是不可见的， 故而认为这是十分有益的。

作为另一选择，暴露基于FAT的CF接口32的可移除SFFO或者PB驱 动器30可以解释完整的UDF文件系统，并且把等效的FAT结构写入 SFFO或者PB盘10。此解释功能可以在映射单元20中实现。

有限再循环能力的问题可以通过由驱动器提供的缺陷管理来处 理。所述SFFO或者PB逻辑格式层可以负责此缺陷管理。所述缺陷管 理对于主机而言应当是透明的。FAT实现方式要求引导扇区处于LBN 0，这是FAT图像内部的地址空间中的第一扇区。所述引导扇区包含 BIOS参数块BPB。如果此扇区被重新映射，那么由主机看来它应当仍 位于LBN 0。此外，大部分FAT实现方式期待处于LBN 1的FS信息结构， 并且不能处理另一位置。此结构经常被更新，并且作为可能的候选 直到用完重写周期，并且因此扇区可能在某时被重新映射。映射可 以基于盘10上此结构的位置移动，由此防止盘属性的恶化。

SFFO或者PB逻辑格式层面对一个大的文件。就性能、功耗和稳固 性而言，这具有重大影响。当通常存储相对较大的文件时，例如， 在数字式静物摄影机作为主机设备的情况下，某些对显著性能损失 的保护措施可以通过选择32K的簇大小、即SFFO或者PB盘10上的一 个分组并且确保所述簇与SFFO或者PB分组对准来获得。

作为选择，所述FAT结构可以被存储在一个以上UDF文件中。具体 来讲，间距可以基于FAT结构的易失性。静态FAT结构可以作为分配 类“稳固的”来加以存储，易失FAT结构可以作为分配类“易失的” 来加以存储，并且实际文件可以使用FAT存储在保留空间14中。由 此，分解的FAT图像被提供在盘10上。

分配类的使用在存储介质或设备具有限制某一方面性能的某些 属性的情况下十分有用。

应注意的是，保留空间14内部对FAT文件数据的最优化(例如集 中目录文件)需要控制期望访问FAT文件的传统主机。

依照第一优选实施例的基于图像的实现方式由此提供了简易的 方案来解决映射问题，但是以可交换性为代价。

图3示出了依照第二优选实施例的基于存储器的实现方式的示意 图，所述实现方式是一种有吸引力的方式，用于通过在盘10上安装 UDF文件系统并且把UDF文件系统翻译为存储单元24中的等效FAT结 构来使SFFO或者PB驱动设备30暴露基于FAT的CF接口32。然后，接口 映射单元22把等效的FAT结构经由CF接口32暴露给主机设备。

所述存储单元24可以是NVRAM(Non-Volatile Random Access Memory，非易失性随机存储器)。如果NVRAM用于此情况，那么盘10 上的UDF文件系统的更新可以被延迟，直到盘10被弹出为止。另一方 面，如果易失的RAM被使用，那么这会使系统对盘10上的UDF文件系 统中的不一致很敏感，正如如果存储器掉电，文件系统数据会丢失 那样。存储单元24中的NVRAM可以是MRAM(Magneto-resistive Random Access Memory，磁阻随机存取存储器)，其中使用磁荷而不是电荷 来存储数据位。由此，静态RAM的高速与动态RAM的高密度相结合， 由此存储更大数量的数据，能够使其更加快速地被访问，同时消耗 比现有电子存储器更小的功率。此外，MRAM在切断电源之后保留数 据，由此防止数据丢失并且能够在无需等待任何引导过程的情况下 瞬间启动。由此，FAT结构可以经常被更新，并且再循环能力不像在 闪存设备中那样受限。所述接口映射单元22被设置为提供对存储单 元24的访问，并且把存储在存储单元24中的FAT数据映射到CF接口32 处使用的格式。在其他优选实施例中，此接口映射功能还被提供于 映射单元20中。

因此，在依照第二优选实施例的基于存储器的实现方式中，不同 的文件系统被有效地高速缓存在存储单元24中，然后在盘10上高速 缓存一个文件系统。然而，与第一优选实施例的基于图像的方案结 合是可能的。具体来讲，例如引导记录的静态FAT结构可以被存储在 盘10上的文件中，而例如文件系统信息扇区、FAT表等的易失部分可 以在存储单元24中生成。这样减少了重构FAT结构需要的时间和处理 步骤。在盘10上存储易失的FAT结构将只有在独立的应用程序或者主 机不同时更新UDF文件系统时才十分有用，这通常无法确保。

如果FAT结构被生成并且保存在存储单元24中，那么当频繁更新 FAT结构时，所述盘10将被屏蔽。由于大部分易失的并且经常访问的 FAT结构由此被高速缓存在存储单元24中的实事，所以性能和功耗可 与高速缓存UDF文件系统的情况下的性能和功耗匹敌。

依照第二优选实施例的基于存储器的实现方式，在驱动设备30 的存储单元24中需要辅助存储器。如果FAT将要涵盖全部SFFO或者PB 盘，依照32KB簇，即，分组对准，和16位条目，即，FAT 16，以及 32768簇，即，1GB盘，这将需要32768×2＝64KB的FAT表格。在4 KB簇以及32位条目的情况下，即，FAT 32，这往往需要1MB。另一 方面，不高速缓存FAT表将意味着要么高速缓存UDF文件系统要么对 于每次读取和/或写操作，需要访问盘10以便获取文件分配。这是非 常耗费功率。

图4示出了依照第三优选实施例的动态映射实现方式，其中FAT 结构依照直接的方式被动态地映射到UDF结构上，反之亦然。这种运 行时翻译提供了如下的益处，即：系统可以充分利用SFFO或者PB逻 辑格式规范中的所有规定。在第三优选实施例中，性能方面由特定 的分配类来涵盖。对某一文件的分配类的选择可以基于启发式规 则，诸如类似文件的使用模式或者数据源的类型。所述CF接口32可 以不知道这种分配类。当通常存储相对较大的文件时(例如，在数 字式静物摄影机的情况下)，某些对显著性能损失的保护措施可以通 过选择32K的簇大小(即SFFO或者PB盘10上的一个分组)来获得。

依照96KB的平均文件大小以及32KB的簇大小，需要3×16位来描 述FAT情况下的分配，并且需要至少(2至4)×16位来描述UDF情况下 的分配。在较大文件的情况下，依照第二和第三实施例，高速缓存 UDF并且运行时翻译至FAT至少就所需存储空间而言是十分有益的。

第一至第三实施例的映射单元20以及由第二实施例的接口映射 单元22以及存储单元24提供的功能可以作为离散的硬件元件或者作 为控制处理元件的软件例程来实现，所述处理元件诸如是信号处理 器或者微处理器，其形成或者属于驱动设备30的控制单元或者控制 器。

应注意的是，本申请不局限于上述特定的实施例，而是可被用于 具有使用第一文件系统的接口和使用不同的第二文件系统的记录载 体的任何驱动设备。当然，依照第一至第三优选实施例的映射实现 方式可以用于映射任何文件系统的组合。所述优选实施例由此可以 在所附权利要求书的范围内改变。