[发明专利]多功能光盘阵列及用其实现数据并行写入/读出的方法

说明书

本发明属光存储技术领域中的系统集成技术领域，涉及一种多功能光盘阵列及用其实现数据并行写入/读出的方法。

信息技术的发展使信息的数量急剧增加，在数据备份、数据检索和传播等领域，由于数据量大大膨胀，即使采用现有光盘记录技术容量仍显不足。而且光盘驱动器绝大多数都是一个光学头，读写速度无法摆脱光盘的主轴转速和光学头的惯量，以及激光器的输出功率等不利因素的制约，使光盘驱动器数据传输速率受到限制。另外，在军事、银行数据业务等领域，目前单一光盘驱动器的数据可靠性已不能满足要求，需要进一步提高。所以，光存储技术的发展方向包括提高光存储容量，提高光盘驱动器的数据传输速率，缩短光学头的寻址时间等几个方面。从驱动器内部解决上述技术问题存在相当的困难，同时CD光盘塔系统是将多个CD光盘驱动器通过数据总线简单的串联在一起。其每一个驱动器的数据和操作是独立的，也就是说每个驱动器都是单独使用，不能发挥多个驱动器组成的并行结构的优势。

本发明的目的在于克服已有技术的不足，在不改变光盘驱动器内部技术参数，通过外部的控制和连接方式，将多个光盘驱动器组成并行结构，达到提高数据存储容量，数据可靠性，数据传输速率和寻址效率的目的。

本发明提出一种多功能光盘阵列，其特征在于由通过数据线相连的控制单元和驱动器阵列两部分组成，所说控制单元包括：依次相连的输入/输出数据的驱动器设备接口；数据分块与合并，冗余数据生成单元；数据分布控制单元；数据传输控制单元。所说的驱动器阵列由多个可读写，可擦写和CD类型的多种光盘盘片的光盘驱动器组成，所说的数据总线并行地与所说的每个光盘驱动器相连。    

采用上述的多功能光盘阵列实现数据并行写入/读出的方法，其特征在于写入数据包括以下步骤：

(1)外部数据通过设备驱动接口进入；

(2)将进入的数据按一定的数据长度分解成数据块；

(3)分块后的数据按位进行异或操作产生冗余数据；

(4)按照宏块数据分配方案计算出每个数据块在相应驱动器盘片上的物理位置；

(5)采用分布式数据传输方式将每个数据块通过数据总线并行地通过每个光盘驱动器的接口进入驱动器内部缓存器；

(6)将缓存器中的数据写入到驱动器中的光盘盘片上。

数据读出的过程为上述数据写入过程的逆过程。

读出数据包括以下步骤：

(1)光盘中数据经过数据总线，输入到数据传输控制单元；

(2)数据传输控制单元将驱动器上分块的数据采用分布式数据传输的方法同时快速读出；

(3)数据分布单元根据分块数据的物理地址和驱动器地址偏移对从盘片上读出的分块数据进行计算，得到最初的数据分块和冗余数据；

(4)通过数据分块和冗余数据生成单元将该分块数据和冗余数据恢复成为连续数据；

(5)连续数据经过驱动设备接口读出到系统。

本发明内容进一步详细说明如下：

光盘阵列外部的数据通过控制单元中的设备驱动接口进入光盘阵列控制单元。在控制单元中，数据首先进入数据分块和冗余数据生成单元，如图2所示。

在光盘阵列控制单元中的数据分块和冗余数据生成单元中，连续的数据首先按一定的数据块长度分解。每一个数据分块的长度是光盘物理扇区长度的整数倍。这样操作称为数据分块。如果多功能光盘阵列中驱动器的数目为M＋1，那么分块后的数据按每M个一组按位进行异或操作，由此产生第M＋1个数据块，即M个数据块的冗余校验数据。这样产生的每M＋1个分块将进入光盘阵列控制单元中的数据分布控制单元。

在光盘阵列控制单元中的数据分布控制单元中，每M＋1个数据块将按照宏块数据分配方案计算出每个数据块在相应驱动器盘片上的物理位置。宏块数据方案的目的在于改变不同的M＋1个数据块集合之间的距离分布，缩小其最大值和平均值，由此缩短驱动器光学头的寻址距离，提高光盘阵列的寻址效率。

宏块数据方案与普通的数据分布(普通数据分布下，每M＋1个数据块在相应盘片上的物理位置相同，而且数据的物理位置按存放的先后次序进行)相比，每个数据块在光盘上的物理位置要向后循环移动一段距离，即偏移。偏移的距离与数据块存放的驱动器在阵列中的位置有关，为此先确定驱动器的标号。然后根据标号计算每个数据块的偏移距离。每个数据块在盘片上的最终位置就是以普通数据分布下的位置为原物理位置加上相应的偏移。这样，计算出传输物理位置的数据块将进入数据传输控制单元，如图3中所示。