DE69612855T2

DE69612855T2 - Datenspeichergerät

Info

Publication number: DE69612855T2
Application number: DE69612855T
Authority: DE
Inventors: Bernard Dulac; George Phillips
Original assignee: LSI Logic Corp
Current assignee: LSI Corp
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 2001-09-13
Anticipated expiration: 2016-07-31
Also published as: DE69612855D1; US5748871A; EP0843851A2; WO1997007455A2; JP2001520769A; WO1997007455A3; AU6624596A; EP0843851B1; KR19990028246A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Datenspeichervorrichtung und insbesondere, aber nicht ausschließlich, eine Vorrichtung zur Steigerung der Leistung von Speicherbauelementen.
Ein Massenspeichersystem hat typischerweise die Form eines Platten- oder Bandspeichers zum Speichern großer Datenmengen im Vergleich zur Computerspeicherkapazität. Mit einem Massenspeichersystem erhält ein Computer einen Langzeitspeicher. Verschiedene Typen von Massenspeichersystemmedien sind u. a. Festplattenlaufwerke und, in geringerem Maße, Diskettenlaufwerke. Im Rahmen der Bereitstellung von Massenspeichern gewinnen andere Technologien an Bedeutung. Es werden zum Beispiel optische Lasersysteme, wie z. B. CD-ROM, gebräuchlicher.
Massenspeichersysteme können online bereitgestellt werden und unmittelbar über ein Datenverarbeitungssystem zugänglich sein, oder offline, was ein gewisses Maß an zusätzlicher Intervention erfordert, um Zugriff zu erhalten, wie z. B. das Einlegen einer Kassette in ein Laufwerk. Juke-Boxes für CD- ROM-Kassetten bieten Nearline-Speicherung. Massenspeichersysteme beinhalten ein einzelnes oder auch mehrere Speicherbauelemente.
Im Zuge von Verbesserungen im Rahmen der Komprimierungstechnologien und Massenspeichersysteme wurden Anwendungen wie Video auf Abruf (VOD), Videoeditierung, interaktive Spiele, Home Shopping und andere Multimediaanwendungen entwickelt. Videoabrufdienste schließen beispielsweise Spielfilme, Sportveranstaltungen, Textinformationen, Erziehungsprogramme und Kulturprogramme ein.
Eine "Multimediaanwendung" ist eine Anwendung, die verschiedene Kommunikationsarten innerhalb einer Anwendung einsetzt. Informationen können zum Beispiel auf einem Datenverarbeitungssystem unter gleichzeitiger Verwendung von Sprache, Text und Bild angezeigt werden. Mit einem multimedialen Datenverarbeitungssystem können Text, Grafiken und Tondaten gleichzeitig angezeigt werden. Diese Typen von Multimediaanwendungen werden zusammen als "Video" bezeichnet, und es ist zu verstehen, dass ein Video im Allgemeinen sowohl Bild- als auch Tonabschnitte beinhaltet, obschon ein Video in manchen Fällen auch nur einen Bildabschnitt, z. B. Textinformationen, oder nur einen Tonabschnitt, z. B. Musik, umfassen kann.
Zwei Hauptanliegen beim Speichern von Videodaten in einem Massenspeichersystem betreffen die Frage, wie die Anzahl von Videobetrachtern (die Anzahl von Videodatenströmen) von dem Massenspeichersystem maximiert und wie garantiert werden kann, dass diese Benutzer weiterhin unterstützt werden können, wenn ein Speicherbauelement im Massenspeichersystem ausfällt. Ein Massenspeichersystem zum Speichern von Videodaten wird "Videospeichereinheit" genannt.
Die von einer Videospeichereinheit bereitgestellte Bandbreite bestimmt die Anzahl von Videodatenströmen, die das Massenspeichersystem unterstützen kann. Typischerweise kann ein angeforderter komprimierter Videodatenstrom eine Bandbreite von drei Megabits pro Sekunde (Mbitls) benötigen. Wenn eine Videospeichereinheit eine 30 Megabyte-Ressource hat, dann kann das Datenverarbeitungssystem, mit dem die Videospeichereinheit verbunden ist, typischerweise 80 Videodatenströme auszugeben.
Die EP-A-0,646,858 offenbart eine Datenspeichersystemarchitektur, die eine Matrix intelligenter Netzknoten umfasst wobei ein Netzknoten in der Lage ist, die Speicherung und Rückspeicherung von Daten an anderen Netzknoten zu koordinieren. Die Leistung der Speichersystemarchitektur ist jedoch nachteilig beschränkt.
Die die Bandbreite beeinflussenden Komponenten in einer Videospeichereinheit sind das Speicherbauelement, die Hochgeschwindigkeits-Vdeopufferzum Zwischenspeichern von Videodaten, die nach kurzer Zeit durch einen Netzwerkadapter übertragen werden, und der/die Verbindungsbus oder - busse für diese Komponenten. Derzeit muss zum Erweitern der Bandbreite auf einem Bus die Bitbreite des Busses erweitert werden.
Ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Erweitern der Bandbreite auf einer Videospeichereinheit oder einem anderen Massenspeichersystem wäre daher von Vorteil, ohne dass die Breite der Busse selbst erweitert werden muss.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Datenspeichersystem bereitgestellt, umfassend einen ersten Bus, einen zweiten Bus, einen Speicher zum Speichern von Daten, der an dem ersten Bus und dem zweiten Bus angeschlossen ist, und einen Pufferspeicher, der an dem ersten Bus und an dem zweiten Bus angeschlossen ist und ein Fehlerkorrekturmodul enthält, ein Mittel zum Übertragen von Daten zu dem Pufferspeicher mit Hilfe des ersten Busses und ein Mittel, das auf einen Fehler bei der Wiedergewinnung von Daten von dem Speicher anspricht, um Daten mit Hilfe des zweiten Busses zum Puffer zu übertragen und um die Daten auf Fehler zu überprüfen und erfasste Fehler in den Daten mit dem Fehlerkorrekturmittel zu korrigieren.
Die vorliegende Erfindung kann auch eine Speichervorrichtung bereitstellen, umfassend einen ersten Bus, einen zweiten Bus, einen Speicher zum Speichern von Daten, der einen ersten Ausgang und einen zweiten Ausgang hat, wobei der erste Ausgang mit dem ersten Bus verbunden ist und der zweite Ausgang mit dem zweiten Bus verbunden ist, einen ersten Pufferspeicher, der am ersten Bus angeschlossen ist und einen zweiten Pufferspeicher, der am zweiten Bus angeschlossen ist, und ein Fehlerkorrekturmittel beinhaltet, einen ersten Netzwerkadapter, der an einem Ausgang des ersten Puffers angeschlossen ist, und einen zweiten Netzwerkadapter, der am zweiten Bus angeschlossen ist, einen Prozessor, der einen ersten Prozessor zum Übertragen der Daten über einen ersten Pfad vom ersten Ausgang zum ersten Pufferspeicher und vom ernten Pufferspeicher zum ersten Netzwerkadapter sowie einen zweiten Prozessor beinhaltet, um die Daten über einen zweiten Pfad vom zweiten Ausgang zum zweiten Pufferspeicher und vom zweiten Pufferspeicher zum zweiten Netzwerkadapter zu übertragen, wobei der zweite Prozessor auf einen Fehler im Speichermodul anspricht, wobei Datenfehler erfasst und vom Fehlerkorrekturmittel korrigiert werden.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem vorzugsweise eine Speichervorrichtung bereit, umfassend einen ersten Bus, einen zweiten Bus, einen Speicher mit einer Mehrzahl von Speicherbauelementen und einem ersten und einem zweiten Ausgang, einen ersten Pufferspeicher, der am ersten Bus angeschlossen ist, einen zweiten Pufferspeicher, der am zweiten Bus angeschlossen ist, und das Fehlerkorrekturmittel beinhaltet, einen ersten Netzwerkadapter, der am Ausgang des ersten Puffers angeschlossen ist, einen zweiten Netzwerkadapter, der am zweiten Bus angeschlossen ist, und wobei die Vorrichtung so angeordnet ist, dass sie eine erste Betriebsart hat, bei der die Daten vom ersten Ausgang zum ersten Bus, vom ersten Bus zum ersten Pufferspeicher und vom ersten Pufferspeicher zum ersten Netzwerkadapter übertragen werden, und eine zweite Betriebsart hat, die auf eine Störung von einem aus der Mehrzahl von Speicherbauelementen in dem Speicher anspricht, wobei Daten vom zweiten Ausgang zum zweiten Pufferspeicher mit Paritätsbits übertragen werden, wobei das Fehlerkorrekturmittel die Fehler in den Daten verifiziert und konigiert, bevor die Daten zum zweiten Netzwerkadapter übertragen werden.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei der Verbesserung der Leistung von Datenspeicherbauelementen, indem die Bandbreite von dorthin oder davon übertragenen Daten erweitert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend ausführlicher beispielhaft unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 ein verteiltes Datenverarbeitungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Datenverarbeitungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Videospeichereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm von Prozessen zum Schalten von einem Frei-Kanal-Bus zu einem Schlecht-Modus-Bus im Falle eines Fehlers in einem Speicherbauelement; und
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zum Erhöhen der Anzahl von Datenströmen in einer Videospeichereinheit.
Fig. 1 zeigt ein verteiltes Datenverarbeitungssystem 10 zur Bereitstellung von Vdeos gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Das verteilte Datenverarbeitungssystem 10 beinhaltet ein oder mehrere Datenverarbeitungssystem(e) 12, Benutzersysteme 14, die über einen großen geografischen Bereich verteilt sind, und ein Kommunikationsnetz 16. Im Allgemeinen werden Videos vom Datenverarbeitungssystem 12 zu Benutzersystemen 14 über das Kommunikationsnetz 16 übertragen. Darüber hinaus können Videos zwischen den Datenverarbeitungssystemen 12 übertragen werden.
Das im Kommunikationsnetz 16 eingesetzte physikalische Medium für eine Kommunikation zwischen Datenverarbeitungssystem 12 und Benutzersystem 14 kann zum Beispiel eine Zweidrahtleitung, ein Koaxialkabel, ein Lichtwellenleiterkabel, eine Richtfunkverbindung oder eine Satellitenverbindung sein. Der ununterbrochene physikalische Kommunikationsweg wird Leitung genannt. Die Leitung beinhaltet einen "doppeltgerichteten" Kanal mit relativ geringer Bandbreite zur Übertragung von Steuersignalen und einen "nachgeschalteten" Kanal mit relativ großer Bandbreite zum Übertragen von Videodaten. Diese Leitung kann zusätzliche Kanäle beinhalten, wie z. B. einen Kanal mit mittlerer Bandbreite, der für wechselseitige Kommunikationen, wie z. B. Telefondienste, vorgesehen ist.
In dem dargestellten Beispiel ist das verteilte Datenverarbeitungssystem 10 ein Breitbandkommunikationssystem einschließlich eines synchronisierten optischen Netzwerks (SONET), eines asynchronen Übermittlungsverfahren (ATM) und intelligenter Netzwerke (IN). Dienste, die über das verteilte Datenverarbeitungssystem 10 verfügbar sind, können Video-Voice-Mail (eine sprachaktivierte abgesetzte Video-Abfragemaschine), interaktives Videotelefon (ein sprachaktiviertes - Videotelefongespräch), Daten- und Videotransfer (ein sprachaktivierter Zugriff auf Informationen von abgesetzten Text- und Videobibliotheken über große geografische Bereiche) und VOD einschließen. Darüber hinaus können von Breitbandkommunikationen im verteilten Datenverarbeitungssystem 10 zahlreiche andere Multimediaanwendungen bereitgestellt werden.
Zur Unterstützung von Ton und Bild müssen Videoserver im verteilten Datenverarbeitungssystem 10 die Speicherung großer Datenmengen unterstützen.10 Minuten eines nicht komprimierten Bewegtbild- Videos verbrauchen gewöhnlich beispielsweise 22 Gigabyte Speicherkapazität. Derzeit verfügbare Komprimierungsstandards wie Joint Photographic Experts Group (JPEG) und Motion Pioture Experts Gevup (MPEG) werden zum Komprimieren von Daten verwendet. Weitere Informationen über Kommunikationsnetze in Verbindung mit Breitbandkommunikationsnetzen und -architektur sowie Datentransferstandards sind in Kumar, Bmadband Communications: A Professional's Guide To ATM. Frame Relay, SMDS, SONET, and BISDN, McGraw-Hill, Inc. (1995) enthalten.
In dem dargestellten Beispiel umfassen die Benutzersysteme 14 ein mit dem Netz verbundenes Schnittstellen-/Controller-Gehäuse und ein Sichtgerät wie z. B. einen Monitor oder einen Fernseher. Alternativ können die Benutzersysteme 14 als Workstations konfiguriert sein.
In Fig. 2 wird ein Diagramm eines Datenverarbeitungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Datenverarbeitungssystem 12 beinhaltet einen Videoserver 50, der einen Systembus 52 enthält, der eine Reihe von Komponenten miteinander verbindet. Vor allem Prozessor 54, Speicher 56 und Speicherbauelement 58 stehen über den Systembus 52 im Videoserver 50 miteinander in Verbindung. Programmunterstützungssystem und Netzverwaltung werden vom Prozessor 54 ausgeführt. Es kann jeder beliebige geeignete Prozessor als Prozessor 54 eingesetzt werden; als Beispiele für geeignete Prozessoren sind der von Intel Corporation erhältliche Pentium-Mikroprozessor und der PowerPC 620 von International Business Machines Corporation und Motorola, Inc. zu nennen. "Pentium" ist ein Warenzeichen von intel Corporation, "PowerPC" ist ein Warenzeichen von International Business Machines Corporations. Ferner können kommerzielle Unterstützungsdatenbanken im Speicherbauelement 58 vorhanden sein. Diese Datenbanken werden dazu verwendet, eingehende Anforderungen von Videos und statistische Daten zu verfolgen, wie z. B. Spitzenanforderungszeiten für Videos, Häufigkeit von Videoanforderungen und Identifizierung von Benutzern, die Videos anfordern. Der Videoserver 50 ist an einen Kommunikationsbus 62 wie Ethernet angeschlossen.
Der Videoserver 50 kann im Wesentlichen mit jedem geeigneten Computer implementiert werden, wie dem IBM PSI2 oder einem IBM RISC SYSTEM/6000 Computer, die beide Produkte der International Business Machines Corporation aus Armonk, New York sind. "RISC SYSTEM/6000' ist ein Warenzeichen der International Business Machines Corporation. Ferner sind Videospeichereinheiten 60 gemäß der vorliegenden Erfindung am Videoserver 50 über den Kommunikationsbus 62 angeschlossen. Der Kommunikationsbus 62 verbindet den Videoserver 50 außerdem mit dem Kommunikationsnetz 16 aus Fig. 1.
Fig. 3 illustriert ein Blockdiagramm einer Videospeichereinheit, die eine Zwei-Bus-, Zwei-Port- Architektur gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert. Die Videospeichereinheit 60 speichert Videos in der Form digitaler Videodatendateien im Speichermodul 102. Digitale Videodaten werden vom Speichermodul 102 über den Frei-Kanal-Bus 104 oder den Schlecht-Modus-Bus 106 jeweils zum Pufferspeicher 108 bzw. Pufferspeicher 110 geführt. Der Frei-Kanal-Bus 104 und der Schlecht Modus-Bus 106 können mit derzeit verfügbaren Bussen implementiert werden, wie z. B. mit einem Peripheral- Component-Interconnect-Bus nach PCI-Standard. Die digitalen Videodaten werden dann zum Netzwerkadapter 112 oder Netzwerkadapter 114 geführt und anschließend über die Multiplexeinheit 116 in der Form von Videodatenströmen zum Breitbandkommunikationsnetz 16, wobei jeder Videodatenstrom digitale Videodaten für ein bestimmtes Video repräsentiert. Die Bewegung von digitalen Videodaten wird durch das Steuermodul 118 in der Videospeichereinheit 60 gesteuert.
Das Steuermodul 118 beinhaltet einen Prozessor 120 und einen Speicher 122, die über einen lokalen Bus 124 miteinander verbunden sind. Der lokale Bus 124 verbindet diese Elemente mit dem Frei- Kanal-Bus 104 und dem Schlecht-Modus-Bus 106. Der Speicher 122 enthält die Befehle oder ausführbaren Programme, die die Bewegung von Daten in der Videospeichereinheit 60 steuern. Anforderungen von digitalen Videodaten vom Speichermodul 102 werden durch das Steuermodul 11B entweder vom Kommunikationsnetz 16 durch den Multiplexer 116 oder über irgendeine andere Verbindung empfangen, wie z. B. einen Ethernetadapter 126 in der Videospeichereinheit 60.
Im dargestellten Beispiel beinhaltet das Speichermodul 102 M Ränge von N Plattenlaufwerken. Jedes Plattenlaufwerk ist ein Zwei-Port-Plattenlaufwerk mit den beiden Ports A und B. Port A jedes Laufwerks ist am Frei-Kanal-Bus 104 angeschlossen, während Port B jedes Laufwerks am Schlecht-Modus- Bus 106 angeschlossen ist. Das Speichermodul 102 kann mit derzeit verfügbaren Zwei-Port- Plattenlaufwerken implementiert werden. Digitale Videodaten können über einen Rang von Zwei-Port- Plattenlaufwerken, wie Plattenlaufwerke (0,0) bis (ON), streifenförmig konfiguriert werden.
Digitale Videodaten werden von einem Rang von Plattenlaufwerken über Port A in dem Rang von Plattenlaufwerken geholt und im Puffer 108a des Pufferspeichers 108 gespeichert. Wenn der Puffer 108a voll oder bereit ist, vom Netzwerkadapter 112 gelesen zu werden, dann werden von dem Rang gelesene Daten im Puffer 108b des Pufferspeichers 108 gespeichert. In dem dargestellten Beispiel sind Puffer 108a und Puffer 108b Zwei-Port-Speicherpuffer, die simultane Ablesungen desselben Speicherorts in einem völlig asynchronen Betrieb von einem der Ports ermöglichen. In dem dargestellten Beispiel ist der Frei- Kanal-Bus 104 ein PCI-Bus, der zurzeit eine Geschwindigkeit von 80 Megabyte pro Sekunde auf den Rängen 0 bis M für Daten unterstützt, die von Port A aus dem Speichermodul 102 gelesen werden.
Im Falle einer Plattenlaufwerksstörung im Speichermodul 102 greift das Steuermodul 118 auf Daten von Port B in dem ausgefallenen Rang von Plattenlaufwerken zu, so dass die redundanten Laufwerke in dem ausgefallenen Rang von Plattenlaufwerken sowie alle anderen nicht ausgefallenen Laufwerke in dem ausgefallenen Rang digitale Videodaten und Fehlerkorrekturdaten wie z. B. Paritätsbits über den Schlecht-Modus-Bus 106 zum Pufferspeicher 110 übertragen. Der Pufferspeicher 110 beinhaltet Puffer 110a und Puffer 110b. Darüber hinaus beinhaltet der Pufferspeicher 110 auch ein Fehlerkomekturmodul 110c. Die wiedergewonnenen digitalen Videodaten werden mit Fehlerkorrekturmodul 110c und Fehlerkorrekturdaten rekonstruiert. In dem dargestellten Beispiel ist das Fehlerkorrekturmodul 110c ein RAID-Parität-Assistenzmodul, das eine Hardware-Implementation eines RAID-Betriebs für Paritätskorrektur ist. Die Rückantworten vom Zwei-Port-Speicher 102 teilen dem Steuermodul 118 mit, wenn Daten nicht wiedergewinnbar sind. Dies ruft wiederum einen RAID-Prozess auf. Der durchgeführte RAID-Prozesstyp ist von der im Speichermodul 102 verwendeten RAlD-Implementation abhängig. Gemäß der vorliegenden Erfindung können Daten mit dem Schlecht-Modus-Bus 106 rekonstuiert werden, während Daten von nicht ausgefallenen Rängen von Plattenlaufwerken im Speichermodul 102 über den Frei-Kanal- Bus übertragen werden. Im Frei-Kanal-Bus 104 wird eine erweiterte Bandbreite erreicht, da Fehlerkorrekturdaten wie z. B. Paritätsbits nicht mit den digitalen Videodaten übertragen werden müssen. Folglich können zusätzliche Videodatenströme durch den Frei-Kanal-Bus 104 übertragen werden. Fehlerkorrekturdaten werden nur in dem Fall übertragen, dass ein Fehler beim Wiedergewinnen von Daten vom Speichermodul 102 auftritt. Zu diesem Zeitpunkt werden digitale Videodaten und Fehlerkorrekturdaten wiedergewonnen und über den Schlecht-Modus-Bus 106 versandt, um Datenfehler mit dem RAID- Paritätsmodul 110c zu verarbeiten und zu korrigieren.
Wie beim Pufferspeicher 108 werden rekonstruierte Daten zusammen mit anderen Daten im Puffer 110 gespeichert, bis die Daten zur Übertragung bereit sind oder der Puffer 110a voll ist. Zu diesem Zeitpunkt werden Daten zum Netzwerkadapter 114 über den Schlecht-Modus-Bus 106 übertragen, während zusätzliche Daten dann in den Pufferspeicher 110b gelesen werden.
Wenn sich ein zu einem Benutzer übertragenes Video auf mehreren Rängen von Plattenlaufwerken befindet, einschließlich eines Rangs mit einem ausgefallenen Plattenlaufwerk, dann werden Daten sowohl über den Frei-Kanal-Bus 104 als auch über den Schlecht-Modus-Bus 106 für diesen bestimmten Videodatenstrom gesendet. Folglich werden Daten für das Video zu den Netzwerkadaptem 112 und 114 gesendet.
In dem dargestellten Beispiel sind die Netzwerkadapter 112 und 114 ATM-Netzwerkadapter, die digitale Videodaten zu "Zellen" gruppieren und Leitinformationen, wie virtuelle Kanalkennungen (VCIs) und physikalische Kanalkennungen (PCIs), mit den Zellen assoziieren. Weitere Informationen über ATM sind in Goralski; Introduc6on fo ATM Networking, McGraw-Hill, Inc. (1995) zu finden. Der Multiplexer 116 sendet die Daten zu den entsprechenden Leitungen auf der Basis von Leitinformationen, VCI und VPI, digitale Videodaten, assoziiert mit den Daten in Netzwerkadaptem 112 und 114. Der Multiplexer 116 sendet die Zellen zur korrekten physikalischen Netzverknüpfung, wie die Verknüpfung OG3 und OC-12 in Fig. 1, unter Verwendung des PCI-Busses. Innerhalb jeder Verknüpfung sendet der Multiplexer 116 die Zellen zum korrekten virtuellen Kanal auf der Basis der VCI. Der Multiplexer 116 leitet die rekonstruierten Videodaten in Abhängigkeit der VCI, um eine nahtlose Weiterleitung von Videodaten zu gewährleisten, wie von dem und durch das mit dem Benutzer verbundene Breitbandnetz eingerichtet. Die VCI-Nummerwird gewöhnlich als eindeutige Kennung für den Benutzer auf einem physikalischen Kanal verwendet. Der physikalische Kanal ist eine Verbindung, die aufrechterhalten wird, um rekonstruktive Videodaten durch den Multiplexer 116 zu übertragen. Die Daten, die die VCI und VPI für ein bestimmtes Video enthalten, werden im Speicher 122 des Steuermoduls 118 gehalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Steuermodul 118 darüber hinaus auch Videodaten von nicht ausgefallenen Rängen über den Schlecht-Modus-Bus 106 ohne aktiviertes RAID-Parität- Assistenzmodul 110c senden. Folglich kann der Schlecht-Modus-Bus 106 die gleiche Bandbreite wie der Frei-Kanal-Bus 104 bereitstellen.
Ferner rekombiniert die vorliegende Erfindung Daten von separaten Intembussen, Frei-Kanal-Bus 104 und Schlecht-Modus-Bus 106 dadurch, dass Schaltverhalten von ATM-Protokollen (d. h. VCI und VPI) zum Steuern der dynamischen Umschaltung zum Kommunikationsnetz eingesetzt wird.
Durch korrekte Videodatengestaltung und Platzierung im Speichermodul 102 kommt es zu keiner Verschlechterung, wenn häufig benutzte Videos nicht ganz auf einem Rang platziert sind. Die vorliegende Erfindung bietet außerdem den Vorteil, dass mehr Benutzer bedient werden können, und zwar durch eine erweiterte Bandbreite, die durch den Frei-Kanal-Bus 104 und den Schlecht-Modus-Bus 106 bereitgestellt wird, wenn kein Schutz vor ausgefallenen Speicherbauelementen benötigt wird.
In Fig. 4 wird ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zum Umschalten von einem Frei-Kanal-Bus auf einen Schlecht-Modus-Bus im Falle eines Fehlers in einem Speicherbauelement dargestellt. Der Prozess beginnt mit dem Anfordern eines Datentransfers von Videodaten unter Verwendung von Port A im Speichermodul 102 (Schritt 300). Es wird ermittelt, ob ein Lesefehler aufgetreten ist (Schritt 302). Ist ein Lesefehler aufgetreten, so wird das RAID-Parität-Assistenzmodul aktiviert (Schritt 304). Der Prozessor fordert dann Daten von Port B im Speichermodul an (Schritt 306), wonach der Prozess endet. Tritt kein Lesefehler auf, setzt der Prozess die Übertragung von Daten auf Port A fort.
In Fig. 5 wird ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zum Erhöhen der Anzahl von Datenströmen in einer Videospeichereinheit dargestellt. Der Prozess beginnt mit dem Empfang einer Anforderung zur Erhöhung der Anzahl von Datenströmen (Schritt 350). Es wird ermittelt, ob der Frei-Kanal-Bus die zusätzlichen angeforderten Datenströme unterbringen kann (Schritt 352). Die Ermittlung, ob zusätzliche Datenströme auf dem Frei-Kanal-Bus platziert werden können, ohne dass sich die Leistung verschlechtert, kann durch Vergleichen der Anzahl von Datenströmen, die derzeit auf dem Frei-Kanal-Bus übertragen werden, mit einer zuvor gewählten Anzahl erfolgen. Diese zuvor gewählte Zahl wird auf der Basis verschiedener Faktoren berechnet, wie z. B. die Geschwindigkeit, in der Daten für die Datenströme strömen müssen, die Größe des Busses und andere Faktoren in Zusammenhang mit der Architektur der Videospeichereinheit.
Wenn zusätzliche Datenströme auf dem Frei-Kanal-Bus gehalten werden können, wird die Datenanforderung zum Port A der Plattenlaufwerke gesendet (Schritt 354). Können zusätzliche Datenströme hingegen nicht vom Frei-Kanal-Bus unterstützt werden, dann wird ermittelt, ob der Schlecht- Modus-Bus als Reaktion auf eine Plattenstörung gerade benutzt wird (Schritt 356). Es wird außerdem ermittelt, ob der Schlecht-Modus-Bus einen zusätzlichen Videodatenstrom bewältigen kann, wenn der Schlecht-Modus-Bus nicht gerade als Reaktion auf eine Plattenstörung benutzt wird (Schritt 358). Wird der Schlecht-Modus-Bus nicht gerade für Daten in Verbindung mit einem ausgefallenen Laufwerk benutzt und kann zusätzliche Videodatenstromanfordeningen bewältigen, der Prozess Daten von Port B der Plattenlaufwerke an (Schritt 360), wonach der Prozess endet [sic]. Die Schritte 356, 358 und 360 sind optional. In einigen Fällen ist es wünschenswert, den Schlecht-Modus-Bus freizuhalten, um eine Störung eines Plattenlaufwerks im Speichermodul 102 bewältigen zu können. Wird der Schlecht-Modus-Bus gerade für Daten in Verbindung mit einer ausgefallenen Platte benutzt, dann meldet der Prozess, dass keine zusätzlichen Datenströme addiert werden können (Schritt 362).
Die vorliegende Erfindung stellt ein relativ einfaches Mittel zum Erhöhen der Anzahl von Videodatenströmen von einer Plattenspeicheranordnung und zum Halten der Datenstmmgeschwindigkeit auf irgendeinem ausgewählten Niveau im Falle einer Störung des Speicherbauelements bereit. Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass sie die nutzbare Busbandbreite zum Übertragen von Videodatenströmen erweitert, indem ein Zwei-Port-Speicherbauelement in Verbindung mit einer Zwei-Bus- Architektur verwendet wird. Im Rahmen des dargestellten Beispiels werden zwar Festplattenlaufwerke gezeigt, doch können auch andere Arten von Zwei-Port-Speicherbauelementen wie optische Plattenlaufwerke, Direktzugriffsspeicher oder Festwertspeicher verwendet werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Bandbreite bis auf einen Faktor von drei erweitert werden, ohne dass teure Spezialbusse verwendet werden müssen. Ferner bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass sie eine Rekonstruktion von Daten von einem ausgefallenen Rang von Plattenlaufwerken ermöglicht, während gleichzeitig Daten von nicht ausgefallenen Rängen von Plattenlaufwerken über den Frei-Kanal- Bus zu Breitbandnetzverbindungen unter Verwendung eines Multiplexers übertragen werden können.

Claims

1. Datenspeichersystem, umfassend:

einen ersten Bus (104);

einen zweiten Bus (106);

einen Speicher (102) zum Speichern von Daten, der an dem ersten Bus (104) und dem zweiten Bus (106) angeschlossen ist; und

einen Pufferspeicher (108, 110), der an dem ersten Bus (104) und an dem zweiten Bus (106) angeschlossen ist und ein Fehlerkorrekturmodul (110c) enthält;

ein Mittel (188) zum Übertragen von Daten zu dem Pufferspeicher (108, 110) mit Hilfe des ersten - Busses (104) und

ein Mittel, das auf einen Fehler bei der Wiedergewinnung von Daten von dem Speicher (102) anspricht, um Daten mit Hilfe des zweiten Busses (106) zum Puffer (108, 110) zu übertragen und um die Daten auf Fehler zu überprüfen und erfasste Fehler in den Daten mit dem Fehlerkorrekturmittel (110c) zu korrigieren.

2. System nach Anspruch 1, bei dem der Pufferspeicher (108, 110) einen ersten Puffer (108), der an dem ersten Bus (104) angeschlossen ist, und einen zweiten Puffer (110) beinhaltet, der an dem zweiten Bus (106) angeschlossen ist.

3. System nach Anspruch 2, bei dem der zweite Puffer (110) durch das Fehlerkorrekturmittel (110c) an dem zweiten Bus (106) angeschlossen ist.

4. System nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der erste Puffer (108) ein rotierender Puffer und der zweite Puffer (110) ein rotierender Puffer ist.

5. System nach einem der Ansprüche 2 bis 4, ferner umfassend einen ersten Netzwerkadapter (112), der an dem ersten Bus (104) angeschlossen ist, und einen zweiten Netzwerkadapter (114), der an dem zweiten Bus (106) angeschlossen ist.

6. System nach Anspruch 5, bei dem die in dem ersten Puffer (108) befindlichen Daten zu dem ersten Netzwerkadapter (112) übertragen werden und die in dem zweiten Puffer (110) befindlichen Daten zu dem zweiten Netzwerkadapter (114) übertragen werden.

7. System nach Anspruch 5 oder 6, bei dem der erste Netzwerkadapter (112) eine Direktverbindung zum ersten Puffer (108) beinhaltet und die Daten in dem ersten Puffer (108) zu dem ersten Netzwerkadapter (112) über die Direktverbindung übertragen werden.

8. Datenspeichersystem nach Anspruch 1, bei dem der Speicher (102) einen ersten Ausgang, der mit dem ersten Bus (104) verbunden ist, und einen zweiten Ausgang aufweist, der mit dem zweiten Bus (106) verbunden ist;

der Pufferspeicher einen ersten Pufferspeicher (108), der am ersten Bus (104) angeschlossen ist, und einen zweiten Pufferspeicher (110) umfasst, der am zweiten Bus (106) angeschlossen ist, und ein Fehlerkorrekturmittel (110c) beinhaltet; und umfassend

einen ersten Netzwerkadapter (112), der an einem Ausgang des ersten Puffers (108) angeschlossen ist, und einen zweiten Netzwerkadapter (114), der am zweiten Bus (106) angeschlossen ist; wobei das Mittel zum Übertragen von Daten einen Prozessor (120) umfasst, der einen ersten Prozessor zum Übertragen der Daten über einen ersten Pfad vom ersten Ausgang zum ersten Pufferspeicher (108) und vom ersten Pufferspeicher (108) zum ersten Netzwerkadapter (112) sowie einen zweiten Prozessor beinhaltet, um die Daten über einen zweiten Pfad vom zweiten Ausgang zum zweiten Pufferspeicher (110) und vom zweiten Pufferspeicher (110) zum zweiten Netzwerkadapter (114) xu übertragen, wobei der zweite Prozessor auf den Fehler im Speicher (102) anspricht, wobei Datenfehler erfasst und vom Fehlerkorrekturmittel (110c) konigiert werden.

9. Datenspeichersystem nach Anspruch 1, bei dem der Speicher (102) eine Mehrzahl von Speicherbauelementen umfasst, mit jeweils einem ersten und einem zweiten Ausgang;

der Pufferspeicher einen ersten Pufferspeicher (108), der am ersten Bus (104) angeschlossen ist, und einen zweiten Pufferspeicher (110) umfasst, der am zweiten Bus (106) angeschlossen ist, und das Fehlerkorrekturmittel (110c) beinhaltet;

ein erster Nelzwerkadapter (112) am Ausgang des ersten Puffers (108) angeschlossen ist und ein zweiter Netzwerkadapter (114) am zweiten Bus (106) angeschlossen ist; und wobei das Mittel zum Übertragen von Daten so angeordnet ist, dass es eine erste Betriebsart hat, bei der die Daten vom ersten Ausgang zum ersten Bus (104), vom ersten Bus (104) zum ersten Pufferspeicher (108) und vom ersten Pufferspeicher (108) zum ersten Netzwerkadapter (112) übertragen werden; und eine zweite Betriebsart hat, die auf eine Störung von einem aus der Mehrzahl von Speicherbauelementen in dem Speicher (102) anspricht, wobei Daten vom zweiten Ausgang zum zweiten Pufferspeicher (110) mit Paritätsbits übertragen werden, wobei das Fehlerkorrekturmittel (110c) die Fehler in den Daten verifiziert und korrigiert, bevor die Daten zum zweiten Netzwerkadapter (114) übertragen werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, umfassend eine dritte Betriebsart, bei der Daten vom ersten Ausgang zum ersten Bus (104) und zum ersten Pufferspeicher (108) übertragen werden, Daten im ersten Pufferspeicher (108) zum ersten Netzwerkadapter (112) übertragen werden und Oaten vom zweiten Ausgang zum zweiten Bus (106) zum zweiten Pufferspeicher (114) übertragen werden, und Daten im zweiten Pufferspeicher (114) zum zweiten Netzwerkadapter (114) übertragen werden, ohne dass das Fehlerkorrekturmittel (110c) aktiviert wird.