JP2000500261A - マルチチャネルメモリアレイ用帯域幅調整システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 マルチチャネル情報システムは、循環コミュテータを通じて複数のアレイコントローラに結合した複数の入力／出力装置を有する。各アレイコントローラを、メモリアレイとして作動する複数のディスクに結合し、これらを制御する。各入力／出力装置は、複数のデータチャネルのアレイコントローラとデータ通信する。帯域幅調整システムは、各アレイコントローラ内で動作して、システム中の各アプリケーション実行の際にチャネル帯域幅を許可し、任意のチャネル内の帯域幅の遷移要求に対して以前に許可されたチャネル帯域幅の妨害を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】 マルチチャネルメモリアレイ用帯域幅調整システム 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、一般に複数のユーザメモリアレイに関するものであり、特に複数の データチャネルにおけるこれらのデータ処理に関するものである。 ２．関連技術の説明 多数の情報システムにおいて、高速のデータフローレートを維持しながら、複 数の通常に制御された記憶装置を用いて、メモリアレイに多量のデータを記憶さ せ及びそれから多量のデータを検索する必要が生じている。データを任意のチャ ネル内で記憶し及び検索すべきデータの量及び速度は、代表的にはチャネル帯域 幅として表現される。この帯域幅は、通常、チャネルを流れる１秒ごとるデータ のバイト数に関して量が定められる。非常に高速で高い帯域幅のデータシステム は、複数のユーザを同時にサーブするように作動する。それに加えて、このよう なシステムは、しばしば種々のデータチャネル内で同時に相違するタイプのデー タを処理する。 このような高速かつ高い帯域幅のデータ記憶及び検索システムが複数のユーザ をサーブするように作動する状況は、ビデオサーバシステムで見られる。ビデオ サーバの基本動作は比較的簡単であり、メモリアレイ内に入力データを記憶する とともにメモリアレイから出力データを検索するように作動する複数の入力／出 力システムをメモリの多数のアレイに設けることが識別される。代表的なビデオ サーバにおいて、メモリアレイは、アレイコントローラの制御の下で動作する複 数のディスクドライブメモリで構成されている。ビデオサーバシステムによって サーブされる各ユーザ又は観察者は、実際にはビデオデータ、音声データ、プロ グラムマテリアルを形成するために結合する制御又はタイミングコード情報のよ うなデータの種々の形態を処理する複数のデータチャネルを利用する。 初期のビデオサーバが実際にはマルチチャネルプレーヤ及びレコーダであった のに対して、近年のビデオサーバシステムには、ユーザに対するインタラクティ ブ機能が設けられている。このようなインタラクティブシステムは通常、ビデオ オンデマンドシステムと称される。インタラクティブシステムにおいて、各ユー ザは、早送り、巻き戻し、一時停止及びプログラム切替のような種々のオプショ ンすなわち形態を実行することによってデータフローを独立して制御することが できる。これら形態は、個々のビデオテープレコーダのユーザが楽しむ形態と同 様である。これら種々の形態は、ユーザに対して非常に有利かつ好適なものであ る。しかしながら、このような形態は、ビデオサーバシステムに非常に大きなパ フォーマンス負荷を課す。大抵のパーツに対して、ビデオサーバは安定した通常 再生又は記録動作に好適であるが、高速等のような加速したダイオード要求及び 高速の変化に適応するのに非常に大きな負荷が課される。このような変化は、一 般にユーザにサーブする種々のチャネルのデータ流速又は帯域幅の著しい増大を 要求する。高速等のような形態を実行するユーザのチャネル幅を増大させる要求 に適合させるように試みるに当たり、ビデオシステムは他のチャネルにデータ割 り込みを行うことを許容することができる。その結果、多数のビデオサーバに対 するインタラクティブ機能のコストは、全体に亘るパフォーマンスの質を減少さ せるおそれがある。ビデオの分野において、通常の安定状態の「再生」動作の割 り込みは、重大なシステム誤作動であり、あり得る場合にはこれを回避する必要 がある。 ビデオサーバを提供する最も有効かつ最新のシステムのうちの一つは、米国特 許出願明細書第５，５３９，６６０号に記載されており、これにより本出願人の 譲受人に譲り渡される。このシステムは、循環コミュテータを通じて複数のアレ イコントローラと通信する通常ＶＲカードと称される複数の入力／しかしながら モジュールを利用する。コミュテータは、順次の結合を繰り返す際に各ＶＲカー ドを各アレイコントローラに順次結合するように機能する。各アレイコントロー ラを、複数のディスクドライブメモリを作動し及び制御するディスクマネージャ に順に結合する。データは、アレイコントローラにアクセスするＶＲカードによ って形成された要求に応答して、アレイコントローラに流れるとともに複数のデ ィスクドライブメモリから流れる。各ＶＲカードは、通常チャネルと称される複 数の個々のデータストリームを同時に処理する。したがって、アプリケーション が実行されると、アプリケーションを実行するＶＲカードは、短い間隔中に複数 のアレイコントローラ内の各アレイコントローラに順次結合し、その間、ＶＲカ ードは、アレイコントローラを通じてディスクドライブメモリに対するアクセス する要求を表示する。各ＶＲカードは、アレイコントローラに対する結合中十分 多くの要求を形成して、データ流を複数のチャネルの必要に適合させる。このシ ステムは、複数のチャネルコントローラ間の帯域幅が有効に分布するために一部 では有利かつ好適であることがわかっている。 複数のユーザが種々のプログラムマテリアルを見る十分安定した状態のモード で作動するとき、上記システムは非常に有効である。データは、十分な速度（帯 域幅）で複数のディスクドライブメモリから迅速かつ有効に移動して、ユーザに 対する明らかに連続的なデータ流を維持する。この連続的なデータ流は、ビデオ サーバにおいて極めて重要である。その理由は、ビデオシステムのデータ割り込 みは煩わしく、場合によっては破壊を招く。ユーザが処理時間が原因の遅延に慣 れている演算システムと異なり、ビデオシステムユーザは、割り込みのないプロ グラムフローを要求する。したがって、ビデオサーバシステムにおいて、安定状 態のデータフローを維持し損なうことは、何としてでも回避する必要がある。 しかしながら、インタラクティブ機能を設けると、ビデオサーバが種々の遷移 状態に応答しながらユーザの安定状態を維持する必要があることを要求し、これ はしばしば破壊的であることがわかっている。例えば、トランジスタを差の高速 モードの開始又は相違するプログラム間の遷移中のような所定の状況下で、所定 のＶＲカード内のチャネルは、帯域幅を増大させる必要のために高価なものとな るおそれがある。さらに、他のチャネルを持続するのに必要な帯域幅を伴うこの ような状況のＶＲカードによる帯域幅の増大要求は、利用できるアレイコントロ ーラ帯域幅を超えるおそれがあり、ＶＲカード内の他のチャネルに帯域幅損失を 課すおそれがあり、すなわち、アレイコントローラアクセスに対する要求として のデータに対する「要求」は、システムが適合できる速さより迅速にアレイコン トローラをスタックアップしはじめる。ビデオサーバシステムのようなアプリケ ーションにおいて、この問題によって、システムの試みとして、割り込みプログ ラムマテリアルを有する多数のユーザ（観察者）が、遷移状態の要求を増大させ ることになる。 その結果、割り込み安定状態のユーザなく複数のユーザによってインタラクテ ィブ動作を容易にするマルチチャネルメモリアレイ内でデータ流を管理する向上 したシステムに対して、継続的な必要が生じる。 発明の要約 したがって、本発明の目的は、複数のユーザをサーブするマルチチャネルメモ リアレイを作動する向上したシステムを提供することである。本発明の特定の目 的は、動作のインタラクティブモードにおいて複数のユーザにサーブするこのよ うなマルチチャネルメモリアレイのような帯域幅調整システムを提供することで ある。本発明の他の目的は、遷移的な帯域幅要求にかかわらず安定状態のユーザ に対するデータ流を維持するために競合する間でのメモリアレイに対するアクセ スを有効に優先順位を決めるインタラクティブに複数のユーザをサーブするマル チチャネルメモリアレイ内のユーザに対する帯域幅調整システムを提供すること である。 本発明は、メモリアレイへの又はメモリアレイからの転送がＶＲカードによる 要求に応答して行われる帯域幅管理のシステムを提供することによってこれら目 的に適合する。さらに、システムは、上記タイプのビデオサーバ内で動作して、 安定状態チャネルの割り込みとなる場合には、アレイコントローラによって否定 されたアクセスに対する要求を有する動作的な変化が原因の帯域幅を増大させる 要求を有するチャネルを強要することによって、現在の通常のすなわち安定状態 のチャネルに対する現存する帯域幅を維持する。これは、（１チャネルに一つの ）複数のダウンカウントタイマを各アレイコントローラに設けることによって達 成され、その各々は、そのチャネルに特有の「ポリスタイマ値」と称されるタイ マ値を記憶する。各アレイコントローラは、各チャネルに対するタイマ状態によ って制御された要求インヒビタも有する。アレイコントローラへの開く接続する に対する全てのＶＲカード要求を処理する帯域幅マネージャ及びリソースマネー ジャを設ける。帯域幅マネージャは、利用できる全システムの帯域幅及び現在使 用中の帯域幅のような種々のシステム動作状態をモニタする。帯域幅マネージャ は、各チャネルに対する時間間隔の形態のポリスタイマ値も算出する。各チャネ ルに対する各ダウンカウンティングタイマは、ポリスタイマ値にセットされる。 このポリスタイマ値は、チャネルに対して許可された帯域幅の逆関数となる。し たがって、チャネルに対して許可された帯域幅が大きくなるに従って、そのポリ スタイマ値は小さくなる。 また、本発明は、アクセス要求に応答して複数のデータチャネルにフォーマッ ト化されたデータをメモリに格納し及び／又はメモリか検索する情報システムで 用いられる帯域幅調整システムであって、この帯域幅調整システムは、前記デー タチャネルの各々に対してチャネル帯域幅を許可する手段と、各チャネル帯域幅 に反比例した各データチャネルに対する間隔を決定する手段と、各チャネルに対 する各間隔のタイミングをとる手段と、前記メモリに対するアクセスが前記デー タチャネル内で許可される度にデータチャネル内で前記タイミングをとる手段を 再開させる手段と、前記タイミングをとる手段が当該チャネルの間隔のタイミン グを完了しない場合データチャネル内の前記メモリに対するアクセスを禁止する 手段とを具えることを特徴とする帯域幅調整システムを提供する。 メモリアレイにデータを格納し及び／又はこのメモリアレイからデータを検索 するマルチチャネル情報システム内で本発明によるシステムを動作させるに当た り、本発明による帯域幅調整方法は、前記チャネル内のアクセス要求を受信する ステップと、前記アクセス要求の各々を主要キューに直接配置することを試みる ステップと、前記試みるステップ中に前記主要キューに直接配置されなかった各 アクセス要求をチャネルバッファに配置するステップと、各チャネルに端する間 隔のタイミングをとるステップと、前記間隔後前記チャネルバッファから前記主 要キューへのアクセス要求を転送するステップと、アクセス要求が前記主要キュ ーに転送されるとき各チャネルの前記タイミング間隔を再開するステップとを具 える。 マルチチャネルシステムは、メモリアレイへのアクセスに対しな行われるアク セス要求としてのデータを処理する。アクセスに対する要求がチャネルに対して 許容されると、そのカウンタはチャネルポリスタイマ値にリセットされ、ダウン カウンティングを開始する。ユニット供給後、帯域幅マネージャは、用いられな い帯域幅がシステム内で利用できない場合にそのポリスタイマ値がタイムアウト されるまでそのチャネルに代わるアレイコントローラへの開く接続するに対する 他の全ての要求を禁止する。 このシステムの結果、帯域幅マネージャの動作を通じて最初に許可された帯域 幅を割り当てる各アプリケーションに対する許可プロセスは、そのポリスタイマ 値を確立する。通常動作状況の下で、チャネル内のアクセスに対する要求は、帯 域幅マネージャの禁止動作によって悪影響が及ぼされない。その理由は、チャネ ルのポリスタイマ値は次の要求が提供される前にタイムアウトされるからである 。しかしながら、チャネルがより大きな帯域幅を要求しはじめる場合、アクセス に対するその要求は、ポリスタイマ値がタイムアウトするより迅速に生じ、アク セスは帯域幅マネージャによって禁止される。アクセスに対する要求が禁止され るので、これらはアレイコントローラでスタックアップされはじめ、追加の使用 されていない帯域幅がシステム内に存在する場合にのみ許可することができる。 しかしながら、より重大なことは、許可された帯域幅内で動作する残りのチャネ ルは、アレイコントローラへの適時のアクセスを受信しつづけ、他の任意のチャ ネルの増大した帯域幅の要求によって悪影響が及ぼされない。 したがって、本発明によれば、メモリアレイにデータを格納し及び／又はこの メモリアレイからデータを検索するマルチチャネル情報システムに用いられる帯 域幅調整システムであって、この帯域幅調整システムは、各チャネルに対する時 間間隔を確立する手段と、その時間間隔中各チャネルに対する前記メモリアレイ へのアクセスを禁止する手段と、前記チャネル内に与えられた前記メモリアレイ に対するアクセスに続くチャネルの前記時間間隔をリセットする手段とを具える ことを特徴とする帯域幅調整システムを設ける。 また、本発明によれば、メモリアレイにデータを格納し及び／又はこのメモリ アレイからデータを検索するマルチチャネル情報システムを用いるに当たり、 前記チャネル内のアクセス要求を受信するステップと、 前記アクセス要求の各々を主要キューに直接配置することを試みるステップと 、 前記試みるステップ中に前記主要キューに直接配置されなかった各アクセス要 求をチャネルバッファに配置するステップと、 各チャネルに端する間隔のタイミングをとるステップと、 前記間隔後前記チャネルバッファから前記主要きゅーへのアクセス要求を転送 するステップと、 アクセス要求が前記主要キューに転送されるとき各チャネルの前記タイミング 間隔を再開するステップとを具えることを特徴とする帯域幅調整方法を提供する 。 図面の簡単な説明 本発明を、他の目的及び利点とともに、添付図面を参照して説明する。なお、 同一部材には同一符号を付すものとする。 図１は、本発明によって構成されたマルチチャネルメモリアレイに対する帯域 幅調整システムのブロック図を示す。 図２は、本発明の帯域幅調整システムの動作を示す流れ図を示す。 好適な実施の形態の説明 図１は、本発明による帯域幅調整システムを利用するビデオサーバシステムの ブロック図であり、このビデオサーバシステムには一般に１０を付すものとする 。システム１０は、コミュテータ１５を通じて複数のアレイコントローラ１６〜 ２０に結合した複数のＶＲカード１１，１２，１３及び１４を有する。アレイコ ントローラ１６〜２０は、同様にして製造され、したがって、図１に図示したア レイコントローラ１６を詳細に図示することによって、アレイコントローラ１７ 〜２０を同様に表しているものと理解されたい。図１は、四つのＶＲカード（１ １〜１４）及び五つのアレイコントローラ（１６〜２０）を示すが、他の番号及 びＶＲカード及びアレイコントローラの組み合わせを本発明に利用することがで きる。 アレイコントローラ１６内に、アレイコントローラ１６にデータを入力する複 数チャネルを受信する複数のバッファ２４を設ける。複数データチャネルをバッ ファ２４の一つにそれぞれ結合し、その出力をチャネル２５を通じてリクエスタ ２６に結合する。バッファ２４は、データがディスク２９〜３４に記憶されると きにチャネル２５を通じて複数チャネル出力データのバッファリングもする。リ クエスタ２６をディスクマネージャ２７に結合し、このディスクマネージャ２７ を、対応する複数の通信バス２８を通じてディスクアレイ２９〜３４に結合する 。 好適な形態では、通信バス２８を、小型コンピュータシステムインタフェース（ ＳＣＳＩ）バスとする。しかしながら、他の通信バスシステムを用いることがで きることは明らかである。 アレイコントローラ１６は遅延マネージャ４６も有し、この遅延マネージャは 、タイマダウンカウンティング信号を発生させる内部クロックと、ディスクアレ イマネージャ２７へのアクセス要求及びリクエスタ２６からのアクセス要求の通 信を制御するプロセッサとを有し、この制御については図２を用いて後に説明す る。したがって、遅延マネージャ４６を、バッファ２４、リクエスタ２６及びデ ィスクマネージャ２７に結合し、これらを制御する。アレイコントローラ１６は 、データチャネル２５の各々に対する複数のダウンカウンタ４２を有し、これら は全て、遅延マネージャ４６から供給されるテイマダウンカウンティング信号に 応答してクロックされる。ダウンカウンタ４２の各々は、帯域幅マネージャ２２ に結合するとともに後に説明するようにして各ダウンカウンタを開始番号に個別 にセットするのに用いられるセット入力を規定する。福祉タスク４５を帯域幅マ ネージャ２２に結合する。広域番号レジスタ４４を、福祉タスク４５及び遅延ま ねーじゃ４６に結合する。福祉タスク４５及び広域番号レジスタ４４は、帯域幅 マネージャ２２から供給された使用されていない帯域幅情報に応答して共同して 、広域番号を、後に説明するようにして用いられるアレイコントローラ１６〜３ ０に供給する。 既に説明したように、アレイコントローラ１７〜２０を、アレイコントローラ １６と同一であると理解する必要がある。したがって、帯域幅マネージャ２２を 、アレイコントローラ１６に対して示したのと同様にしてアレイコントローラ１ ７〜２０に結合する。しかしながら、図１の不当な混乱を回避するために、これ らの結合を図示しない。また、アレイコントローラ１７〜２０の各々は、ディス クグループ５０〜５２の対応するアレイをそれぞれ有する。 本発明の好適な実施の形態は、コンピュータソフトウェアの形態で広く用いら れている。したがって、図１を、ハードウェアの実現として限定されるものと考 えるのではなく、このようなソフトウェアの実現の機能及び動作を表すものと考 えるべきである。 動作中を概観すると、各チャネルは、先ず、システムブートアッププロセス中 にセットされて、事前設定帯域幅又は零帯域幅を有する。事前設定帯域幅は、制 御及び時間コード情報のような予測可能なデータ帯域幅を有するチャネルに割り 当てられる。零帯域幅は、ビデオ及びオーディオデータに対して用いられるよう な最初は路の帯域幅を有するチャネルに割り当てられる。 アプリケーションは、ワークステーション２３の動作によって開始され及び実 現される。応答中、リソースマネージャ２１は、帯域幅マネージャ２２に対する 帯域幅要求を行う。その後、帯域幅マネージャ２２は、利用できる移送帯域幅及 びディスク帯域幅を検査する。移送帯域幅は、コミュテータ１５を通じたＶＲか らアレイコントローラへの通信経路内で利用できる帯域幅をいう。ディスク帯域 幅は、ディスクドライブメモリ群通信経路に対するアレイコントローラをいう。 いずれかの利用できる帯域幅が不十分である場合、要求が否定され、アプリケー ションは実行されない。しかしながら、両方が利用できる場合、アプリケーショ ン要求は許可される。 一度アプリケーションが許可されると、帯域幅マネージャは、各チャネルに対 する「ポリスタイマ値」と言及される番号を算出する。ポリスタイマ値は、チャ ネルをサポートするのに要求される帯域幅によるチャネル内のデータセグメント サイズを分割することによって算出される。その後、ポリスタイマ値は、そのチ ャネルに対するダウンカウンタ４２のうちの適切なものの中でセットされる。こ のプロセスは、アレイコントローラ１６内の各チャネルに対して発生し、その結 果、ポリスタイマ値でダウンカウンタ４２の各々をセットする。 帯域幅使用上の不当な制限を回避するために、遅延マネージャ４６は、最初に 、各アクセス要求をリクエスタ２６の主要キューに配置するように試みる。要求 がリクエスタ２６に直接配置することができない場合、遅延マネージャ４６は、 要求するチャネルに関連したバッファ２４の一つ内に要求を配置する。一度要求 がバッファ２４の一つに転送されると、データチャネルの各々を通じた遅延マネ ージャ４６サイクルとしてポリスタイマ値に応じて処理される。 遅延チャネル４６は、バッファ２４内の要求を収容することを予測し、各チャ ネルポリスタイマ値のダウンカウントに応答して、要求を各データチャネル内の リクエスタ２６に移動させる。一度、ポリスタイマ値が各チャネルダウンカウン タ内でセットされると、遅延マネージャ４６は、各ポリスタイマ値からダウンカ ウンタ４２の各々の減分を開始し、リクエスタ２６内の要求インヒビターは、ア レイコントローラ１６に対する当該チャネル内の他のアクセスを抑制するように 各チャネルに対して作用する。一度、所定のチャネルに関連するダウンカウンタ が完全にカウントダウンされ、すなわち、「タイムアウト」されると、アクセス インヒビタは不作動状態となり、アレイコントローラ１６に対するアクセスの要 求が許容され、これを、当該チャネルに対するリクエスタ２６まで通過させる。 アクセスリクエストに対する「主要キュー」として機能するリクエスタ２６から 、要求は、ディスクアレイマネージャ２７から転送され、ディスク群２９〜３４ に対するアクセスが行われる。 各チャネルに対するポリスタイマ値は、許可されたチャネルバンド幅に反比例 するので、各チャネルに対するポリスタイマ値に対して結果的に得られる要求イ ンヒビタは、通常（許可された帯域幅）動作の下で、チャネル内の要求が稀であ り、ある場合でも抑制されると仮定される持続時間中で十分短い。すなわち、要 求されるチャネル帯域幅が許可された帯域幅内である間、チャネルダウンカウン タは、次の要求が表される前に、通常零まで係数され、すなわちタイムアウトさ れる。したがって、帯域幅管理システムは、許可された帯域幅内のままである通 常動作するチャネルに影響を及ぼさない。ポリスタイマ値の数より迅速なアクセ ス要求の表示がチャネルに対してダウンカウントされるのは、動作の早送りモー ド又は一時的なモード中に生じるような増大した帯域幅要求中のみである。その 結果、増大した帯域幅要求を有するチャネルは、残りのチャネルが十分動作して いる間、チャネルバッファ内に収容する不許可要求の形態でこのような増大した 要求の結果を被る。これは、帯域幅調整システムの全体に亘る目的である。 本発明による帯域幅調整システムの他の態様は、システム内の全ての利用でき る帯域幅を十分に用いるようにすることである。「福祉システム」と称されるこ の追加の態様は、ダウンカウンタが減分を続ける際のアクセス抑制にもかかわら ずアレイコントローラに対するアクセスを装置を増分した帯域幅要求を有するチ ャネル内で許可することかできる第２機構を提供する。帯域幅マネージャ２２が 全システムの帯域幅及び現在の帯域幅の使用を追跡するので、追加の使用されて いないシステム帯域幅が利用できるか否か決定することができる。この追加の利 用できる帯域幅を、利用できる使用されていない帯域幅を表す広域数を演算する 福祉タスク４５に送信する。 したがって、リクエスタ２６に直接配置することができるとともにポリスタイ マ値の動作によって抑制されたアクセス要求を表すチャネルは、それにもかかわ らず帯域幅マネージャ内の福祉堆積すクロックを用いて追加の割り当てられた帯 域幅を受信することができる。この福祉システムは、遅延マネージャ４６によっ て予め実行され、実質的にはリクエスタ２６内で抑制動作の「オーバーライド」 である。福祉システムは後に詳細に説明する。ここでは、抑制された要求を有す る各チャネルが、福祉システムを用いてアクセスに対する要求を得るように試み 、成功した場合には、広域番号レジスタ４４内の広域番号を減分させることを説 明すれば十分である。 より詳しくは、ワークステーション２３は、リソースマネージャ２１と通信し て、例えば、新たなアプリケーションを開始し、実行アプリケーションを調整し 、又はユーザの必要なときにアプリケーションを終了させることをユーザが容易 に行うことができるユーザ入力に対するインタフェースを提供する。基本的には 、ワークステーション２３は、ビデオサーバシステムに対する任意のユーザイン タフェースを視覚的に表す。リソースマネージャ２１はワークステーション２３ に応答し、これによって与えられたユーザ入力よって、アプリケーションを実行 するとともに各帯域幅に対する許可を得るように要求された複数のデータチャネ ルの各々に対して必要な帯域幅マネージャ２２に対する全ての帯域幅要求を提供 する。アレイコントローラ１６を包囲した点線で表すように、帯域幅マネージャ ２２は、実際にはアレイコントローラ１６の一部であり、リソースマネージャ２ １に結合されている。したがって、アレイコントローラ１７〜２０は、各帯域幅 マネージャも有する。帯域幅マネージャ２１はアプリケーション要求に応答し、 システムが特定のアプリケーションを実行することができるか否か最初に決定す るために利用できる転送帯域幅及びディスク帯域幅を決定する。既に説明したよ うに、利用できる帯域幅が十分である場合、帯域幅マネージャ２２は、アプリケ ー ションを許可し、アプリケーション内のデータチャネルの各々に対して許可され た各帯域幅を割り当てる。それに加えて、帯域幅マネージャ２２は、各チャネル に対して割り当てられた帯域幅を利用し、各チャネルに対するポリスタイマ値を 算出する。既に説明したように、ポタスタイマ値は、許可された帯域幅でデータ セグメントサイズを分割することによって決定される。実際には、通常、帯域幅 を許可するとともに対応するポリスタイマ値を算出する際に小型「クッション」 を設けるのが最適である。この際、帯域幅マネージャ２２は、ダウンカウンタ４ ２内の各データチャネルに対して算出したポリスタイマ値をインストールし、福 祉タスク４５に対する通信に対してシステム内で利用できる用いられない帯域幅 を更新する。福祉タスク４５は、遅延マネージャ４６による使用に対する広域番 号レジスタ４４内に記憶されるアレイコントローラ１６の利用できる使用されて いない帯域幅に基づいて広域番号を算出する。広域番号を算出するに当たり、福 祉タスク４５は、アレイコントローラ１６の全帯域幅から現在用いられている帯 域幅を取り出して利用できる使用されていない帯域幅を決定し、システム内で処 理されたデータセグメントサイズによって結果を割る。このようにして、広域番 号は、アレイコントローラ１６内の利用できる使用されていない帯域幅を表す整 数となる傾向になる。 遅延マネージャ４６は、複数のタスクを実行する帯域幅マネージャ２２に応答 し、これらタスクを、図２のフローチャートに詳細に示す。基本的には、遅延素 子４６は、ディスクアレイマネージャ２７へのアクセスに対する主要キューとし て作用するリクエスタ２６内に要求を直接配置することによってアレイコントロ ーラ１６に提供されるアクセス要求の転送を制御し、又は必要な場合にバッファ ２４の適切なチャネルバッファ内にアクセス要求を配置するように動作する。遅 延マネージャ４６は、図２で詳細に説明するようにして、各チャネルダウンカウ ンタを減分し、各データチャネルに対するダウンカウンタ４２の各々のポリスタ イマ値を藻に堆積し、各ポリスタイマ値がチャネルダウンカウンタ内でダウンカ ウントされるまでバッファ２４からリクエスタ２６へのアクセス要求の転送を禁 止する。さらに、遅延マネージャ４６は、広域番号レジスタ４４によって不四さ れた広域番号に応答して福祉タスクを処理する。この動作中、遅延マネージャ４ ６は、福祉アクセス許可を受信した最終チャネルに続く次のデータチャネルで開 始するデータチャネルを通じて福祉咲くいるを開始するデータチャネル間の簡単 な循環プライオリティを用いる。その後、遅延マネージャ４６は、各チャネルの バッファ２４内の要求の待機及び見つけられた待機アクセス要求を観察し、リク エスタ２６に要求を移動させ、広域番号を減分する。このプロセスは、広域番号 が零まで減分されるまで続く。その好適な形態において、遅延マネージャ４６は 、周期に基づいて図２に示すような要求許可プロセスを通じて周期的なサイクル で動作する。 リクエスタ４６を、データチャネル２５によってチャネルバッファ２４に結合 し、これは、アクセス要求をディスクアレイマネージャ２７に転送する主要キュ ーとして機能する。この機能において、リクエスタ２６は、遅延マネージャ４６ によって制御される。ディスクアレイマネージャ２７は、アクセス要求をディス ク群２９に転送するとともにデータをディスク群から転送するように作用する。 本発明の好適な形態において、データは、固定サイズセグメントフォーマットで ディスク群２９〜３４内の各ディスク間で転送される。 既に説明したように、アレイコントローラ１７〜２０は、アレイコントローラ １６と同一であり、したがって、帯域幅マネージャ、福祉タスク、広域番号レジ スタ、遅延まねーじゃ及びポリスタイマ値ダウンカウンタをそれぞれ有する。さ らに同様に、アレイコントローラ１７〜２０は、アレイコントローラ１６で説明 したのと同様にして動作する。さらに、アレイコントローラ１７〜２０に結合し て示したディスク群５０〜５３は、アレイコントローラ１６に対して図示したデ ィスク群２９〜３４のような複数のディスク群を表すものと理解されたい。 図２は、本発明による帯域幅調整システムの動作を線図的に示す。図２に示し た本発明のシステムの動作に当たり、システムは、ステップ６０で、最初に起動 され、所定の初期化機能を実行し、その後、ステップ６１で最初のチャネル帯域 幅をセットする。既に説明したように、時間コード又は他の同様な情報のような 予測可能な、すなわち、既知の帯域幅を有するデータチャネルに、予め設定され た帯域幅を付与し、同時にこのような予測ができない残りのチャネルには最初零 帯域幅を付与する。その後、システムは、ステップ６２でアプリケーションの実 行を待機し、一度アプリケーションがステップ６３に移動しはじめると、アプリ ケーションを実行するために必要な各データチャネルに対して要求された帯域幅 が要求される。その後、ステップ６４において、十分な帯域幅が利用可能である か否か判断する。帯域幅が利用できない場合、アプリケーションは否定される。 しかしながら、帯域幅が利用できる場合、システムがステップ６５で許可され、 システム内の各アレイコントローラは、ステップ６６で各データチャネルに対す るポリスタイマ値を算出する。したがって、ステップ６６以下では、システム内 の各アレイコントローラは、データチャネル及び各アレイ内のメモリ群に関して 従う動作ステップのシーケンスを同時に実行することが理解される。したがって 、ステップ６７において、各ポリスタイマ値は、各データチャネルに対して各ダ ウンカウンタ内でインストールされ、その後ステップ６８でアプリケーションを 実行する。各アレイコントローラの各データチャネル内で、ディスクアレイに対 するアクセスの要求が提供され、本発明による帯域幅調整システムに移動される と、ステップ６９〜７６で列挙したステップのシーケンスを以後実行する。した がって、破線のボックス７７及び７８で示したように、ステップ６９〜７６で説 明した動作のシーケンスが各アレイコントローラの複数のデータチャネル内で同 時に発生することは当業者が理解することができる。 したがって、ステップ６９において、ディスクアレイに対するアクセスの要求 が提供され、要求を（図１に示したような）リクエスタ２６の主要キュー内に直 接配置することができるか否か遅延マネージャによって決定する。このような直 接の配置を完了することができる場合、システムは、主要キューに対する要求に 移動するとともにチャネルダウンカウンタにポリスタイマ値をセットするために ステップ７６からステップ７３に移動する。要求を主要キーに移動させた後、ス テップ７４で要求はディスクアレイマネージャに移動され、適切なディスクメモ リに転送される。ステップ７５において、システムは、転送要求を完了し、ステ ップ６９に戻って次のアクセスに対する要求を処理する。 ステップ７２及び７３内で、システムは、既に説明したように（図１に示した ような）遅延マネージャ４６の周期的な動作に基づいて動作する。この周期的な 動作は、図２の残りのステップ９０〜１０６で説明する。図２の残りの主要流れ 図内において当業者が理解できるように、各チャネル内の遅延マネージャの動作 の繰り返されたサイクリングは、アレイコントローラ内のデータチャネルの各々 を通じた遅延マネージャの連続的な動作として最もよく理解される。この動作は 、遅延マネージャサイクルが開始されるステップ９０で始まる。遅延マネージャ は、周期的なサイクルに応じて動作し、福祉アクセス許可を最後に受信したデー タチャネルに続くデータチャネルで各サイクルを開始する。この次のチャネルは ステップ９１で選択され、要求がチャネルバッファ内で待機しているか否かステ ップ９２で決定する。要求を待機しない場合、システムはステップ１００に移動 してチャネルを増分し、その後、ステップ１０１において、全てのチャネルが処 理されたか否か決定する。全てのチャネルが処理された場合、システムはタイマ １０２に移動し、このタイマは、次の遅延マネージャサイクルを開始するために タイムアウトされる。全てのチャネルが処理されていない場合、システムはステ ップ９１に戻って、増分したチャネルを選択し、当該チャネルバッファ中で待機 する要求が存在するか否か決定する。要求を待機する場合、システムはステップ ９３に移動し、ポリスタイマ値がチャネルダウンカウンタ内で零までカウントダ ウンされたか否か決定する。零カウントに達した場合、システムはステップ１０ ３に移動し、要求を（図１に図示した）リクエスタ２６内の主要キューに移動さ せる。一度、要求が主要キューまで移動されると、システムは、ステップ１０４ でポリスタイマ値をリセットし、ステップ１０５でチャネルを増分し、ステップ １０６で、全てのチャネルがサイクル内で処理されたか否か決定する。全てのチ ャネルが処理された場合、システムはタイマステップ１０２に戻り、次の遅延マ ネージャサイクルの開始を待機する。しかしながら、全てのチャネルがサイクル 内でまだ処理されていない場合、システムはステップ９１に戻り、再びステップ ９１，９２，９３を移動し、零ポリスタイマ値を有する各チャネルに対して、ス テップ１０３〜１０６を通過する。 しかしながら、ステップ９３で各チャネルに対してポリスタイマ値が零までカ ウントダウンされていないと決定された場合、システムはステップ９４に移動し 、ポリスタイマ値を減分する。ステップ９５において、バッファ内に要求を有す るチャネルがポリスタイマ間隔を通じてダウンカウントされないと決定され、そ の 後、遅延マネージャは、福祉タスクを利用するとともに利用できる使用されてい ない帯域幅を利用することを試みる。ステップ９５において、使用されていない 帯域幅を表す広域数が零より大きいか否か決定する。広域番号が零より大きくな い場合、これは、使用されていない帯域幅が利用できないことを表し、システム は、ステップ１００に戻ってチャネルを増分し、ステップ１０１を通じてステッ プ１０２又は９１に移動して、処理するための次のチャネルを選択する。しかし ながら、零より大きい広域番号が利用できる場合、システムは、要求が（図１に 示したような）リクエスタ２６の主要キューに移動するステップ９６に移動し、 ステップ９７において、チャネルのポリスタイマ値がリセットされる。ポリスタ イマ値がリセットされた後、ステップ９８で広域番号が減分され、このチャネル に供給されるような最終福祉アクセス許可を表すチャネルにマーカをセットする 。その後、システムはステップ１００〜１０２に戻り、チャネル番号を増分し、 サイクルを完了してタイマ１０２まで戻り、又はステップ９１で処理のために次 のチャネルを選択する。 したがって、この遅延マネージャサイクルは、アクセス要求を管理する各チャ ネルを通じてシーケンスを継続し、全てのチャネルを通じたサイクルの完了に応 答して、遅延マネージャは、予め設定された周期を待機し、次の遅延マネージャ のサイクルを開始する。 これまで説明したように、安定状態の動作を妨害することなく追加の帯域幅に 適用する利用できる帯域幅を管理し及び調整する間ビデオサーバの安定状態すな わち「通常」動作を維持するためにプライオリティを付与した新規の帯域幅調整 システムは、システム内の種々のチャネルに種々の要求を課す。帯域幅調整シス テムは、実際には、種々の許可されたチャネル帯域幅を超える所定のチャネル内 の帯域幅要求に適合するように動作する。許可されたチャネル幅内のままである チャネルは、帯域幅マネージャの動作によって影響を及ぼされない。システム内 の福祉タスクは、利用できるシステム帯域幅の有効な利用が行われようにし、変 化すなわち遷移状態に適合する十分な柔軟性をシステムに提供する。 本発明の特定の実施の形態を説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく種 々の変更及び変形を行うことは当業者には理解することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．メモリアレイにデータを格納し及び／又はこのメモリアレイからデータを検 索するマルチチャネル情報システムに用いられる帯域幅調整システムであって、 この帯域幅調整システムは、 各チャネルに対する時間間隔を確立する手段と、 その時間間隔中各チャネルに対する前記メモリアレイへのアクセスを禁止す る手段と、 前記チャネル内に与えられた前記メモリアレイに対するアクセスに続くチャ ネルの前記時間間隔をリセットする手段とを具えることを特徴とする帯域幅調整 システム。 ２．前記チャネルの各々は、許可された帯域幅を規定し、前記チャネルの各々の 前記時間間隔が前記チャネル帯域幅に反比例するようにしたことを特徴とする請 求の範囲１記載の帯域幅調整システム。 ３．前記メモリへの開く接続するに対する要求を蓄積する収容キューと、各々が 前記複数のチャネルの一つに関連する複数のバッファとを有することを特徴とす る請求の範囲２記載の帯域幅調整システム。 ４．前記禁止手段は、前記時間間隔の満了に応答して動作し、前記バッファから 前記主要キューへの開く接続するに対する前記蓄積された要求の一つを転送する 転送手段を有することを特徴とする請求の範囲３記載の帯域幅調整システム。 ５．前記転送手段は、チャネル内のアクセス要求を前記キューに直接配置するこ とを最初に試み、それが不可能である場合には、前記チャネルに関連した前記複 数のバッファのうちの一つ内に前記アクセス要求を配置する手段を有することを 特徴とする請求の範囲４記載の帯域幅調整システム。 ６．前記情報システム内で用いられていないシステム帯域馬場を決定する手段及 び用いられていない帯域幅が存在する間前記時間間隔中にチャネル内にアクセス 要求を転送することを前記転送手段に許容する手段を有する福祉手段を具えるこ とを特徴とする請求の範囲５記載の帯域幅調整システム。 ７．メモリアレイにデータを格納し及び／又はこのメモリアレイからデータを検 索するマルチチャネル情報システムを用いるに当たり、 前記チャネル内のアクセス要求を受信するステップと、 前記アクセス要求の各々を主要キューに直接配置することを試みるステップ と、 前記試みるステップ中に前記主要キューに直接配置されなかった各アクセス 要求をチャネルバッファに配置するステップと、 各チャネルに端する間隔のタイミングをとるステップと、 前記間隔後前記チャネルバッファから前記主要きゅーへのアクセス要求を転 送するステップと、 アクセス要求が前記主要キューに転送されるとき各チャネルの前記タイミン グ間隔を再開するステップとを具えることを特徴とする帯域幅調整方法。 ８．前記チャネルの各々は帯域幅を規定し、前記マルチチャネル情報システムは 全帯域幅を規定し、前記タイミングステップは、 前記チャネルの前記帯域幅に反比例した各チャネルに対するタイミング間隔 を規定するステップを有することを特徴とする請求の範囲７記載の帯域幅調整方 法。 ９．前記マルチチャネル情報システムに対して用いられていない帯域幅を決定す るステップと、 用いられない帯域幅が決定されている間前記決定ステップに応答して前記間 隔の満了前に前記チャネルバッファから前記主要キューにアクセス要求を転送す るステップを更に有することを特徴とする請求の範囲８記載の帯域幅調整方法。 １０．データを、データセグメントの形態で前記マルチチャネル情報システム内 で転送し、前記用いられていない帯域幅を決定するステップは、 前記用いられていない帯域幅を前記データセグメントの量によって分割して 、番号を発生させるステップと、 この番号を前記メモリに格納するステップとを有することを特徴とする請求 の範囲９記載の帯域幅調整方法。 １１．アクセス要求に応答して複数のデータチャネルにフォーマット化されたデ ータをメモリに格納し及び／又はメモリか検索する情報システムで用いられる帯 域幅調整システムであって、この帯域幅調整システムは、 前記データチャネルの各々に対してチャネル帯域幅を許可する手段と、 各チャネル帯域幅に反比例した各データチャネルに対する間隔を決定する手 段と、 各チャネルに対する各間隔のタイミングをとる手段と、 前記メモリに対するアクセスが前記データチャネル内で許可される度にデー タチャネル内で前記タイミングをとる手段を再開させる手段と、 前記タイミングをとる手段が当該チャネルの間隔のタイミングを完了しない 場合データチャネル内の前記メモリに対するアクセスを禁止する手段とを具える ことを特徴とする帯域幅調整システム。 １２．前記情報システムは、前記データチャネルの各々に対するバッファは、前 記メモリにアクセスを行うメインキューとを有し、前記帯域幅調整システムは、 前記主要キュー内で利用できるスペースを決定する手段と、 前記決定ステップに応答して、アクセス要求を前記主要キューに直接配置す ることによってデータチャネル内のアクセス要求を許可し、又は前記主要キュー にスペースが存在しない場合、前記データチャネル内の前記バッファの一つに前 記アクセス要求を配置する遅延手段とを更に有することを特徴とする請求の範囲 １１記載の帯域幅調整システム。 １３．前記許可する手段は、 前記情報システム中で利用できる使用されていない帯域幅を決定する手段と 、 前記使用されていない利用できる帯域幅を反映する広域番号を付与する手段 とを有することを特徴とする請求の範囲１２記載の帯域幅調整システム。 １４．前記遅延手段は、 前記広域番号に応答し、前記広域番号が零より大きい場合、前記チャネル間 隔の満了前にデータチャネルに対するバッファからのアクセス要求を転送する福 祉手段と、 前記広域番号を決定する手段と、 前記間隔をリセットさせる手段と、 前記福祉手段によって転送されたアクセスに対する要求を有する前記データ チャネルの一つを表す福祉マーカをセットする手段とを有することを特徴とする 請求の範囲１３記載の帯域幅調整システム。 １５．前記調整手段は、最初にアクセス要求を前記主要キューに直接配置するこ とを試みる前記福祉マーカ後の次のデータチャネルで開始する前記データチャネ ルを通じてサイクル上で動作し、その後タイマ間隔状態を決定し、最後に前記福 祉手段を作動させるようにしたことを特徴とする請求の範囲１４記載の帯域幅調 整手段。 １６．前記タイミングをとる手段は、前記データチャネルの各々に対するダウン カウンタを有し、前記遅延手段は、各計数を減分させる前記ダウンカウンタの各 々に結合したクロック信号を発生させる手段を有することを特徴とする請求の範 囲１５記載の帯域幅調整手段。