JP2003330627A - 記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データ書込み中に停電が発生したとしても、
確実に途中から復旧できる記憶装置を提供する。 【解決手段】 フロー管理フラグD14、コマンド情報D12
及びデータD11を記憶する不揮発性メモリ15と、この不
揮発性メモリ15に記憶されているデータD11が書き込ま
れ、この書き込まれたデータD11を記憶するハードディ
スク装置12と、停電を監視する電源監視回路16とを備
え、フロー管理フラグD14を、ハードディスク装置12の
データ書込み段階を示すものとするとともに、電源監視
回路16が停電を検出してから装置が停止するまでの時間
以内で不揮発性メモリ15への書込みが完了できる長さを
有するものとした。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は記憶装置に係り、
特にデータを記憶装置へ書込み中に停電が発生した時に
あっても、確実にデータ復旧を行うことができる記憶装
置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】図4は特開2000-122813号公報に示された
ディスクアレイ装置の構成図である。このディスクアレ
イ装置は、装置全体の制御を行うＭＰＵ11、外部インタ
ーフェイス機能を有するコマンド・データ入出力回路1
3、転送すべきデータD11を一時的に記憶するデータバッ
ファメモリ20、記録媒体であるハードディスク装置12、
ハードディスク装置12に対するインターフェイス機能を
有するハードディスク入出力回路14を備えている。 【０００３】また、停電事故によるメディアエラーを回
避するため、コマンド情報D12を記憶する領域と応答情
報D13を記憶する領域を有する不揮発性メモリ15を備え
ている。なお、コマンド情報D12とは、ＭＰＵ11からハ
ードディスク装置12に対する書込み指令や読み出し指
令、書込み・読み出しを行う先頭セクタのアドレスや転
送サイズ等の情報である。また、応答情報D13とは、ハ
ードディスク装置12の書込み動作が正常に完了したか否
かを表すフラグを含むデータである。そしてこれらの構
成要素をシステムバス19により接続している。 【０００４】次に、このディスクアレイ装置の動作につ
いて説明する。ＭＰＵ11からのコマンド情報が、ハード
ディスク入出力回路14を介してハードディスク装置12に
出力され、ハードディスク装置12が書込み動作を行って
いるとする。このときのコマンド情報D12は、不揮発性
メモリ15に記憶される。そして、ハードディスク装置12
が書込み動作を行っている最中に停電が発生し、あるセ
クタの途中で書込み動作が停止してしまった場合には、
このセクタに対する書込みが正常に終了しなかった旨の
応答情報D13が不揮発性メモリ15に記憶される。 【０００５】停電復旧時、ＭＰＵ11は不揮発性メモリ15
を読み出し、書込みが正常に終了しなかったセクタを応
答情報D13より見つけ出す。ＭＰＵ11はこの応答情報に
対するコマンド情報D12に基づいて、データバッファメ
モリ20から書込みデータD11を取り出す。このデータD11
を、途中で書込みの停止したセクタの先頭から書き込ま
せるようにする。これにより、ハードディスク装置12内
のデータ破壊を回避する。 【０００６】また、図6及び図7は図4ニ示すものとは別の
従来技術を示すもので、この従来技術は入出力制御装置
として特開昭62-168221号公報に開示されている。図に
おいて、入出力制御装置2は、バスを介して中央処理装
置1に接続されるとともに、磁気ディスク装置3に接続さ
れている。また、入出力制御装置2は電源装置４に接続
されており、電源装置4は電圧降下予告線202を介して中
央処理装置1に接続されている。また入出力制御装置2
は、DMA制御回路101と、バス制御回路102と、マイクロ
プロセッサ103と、割込み回路104と、電源監視回路105
と、ゲート106と、デバイス制御回路107と、RAM 108
と、PROM 109と、停電時に制御情報を格納するためのFI
FO(1) 110と、データを格納するためのFIFO(2) 111
と、FIFO(1) 110およびFIFO(2) 111をバックアップする
バッテリ回路112とから構成されている。また電源監視
回路105は電源電圧の降下を検出し、緊急割込み線201を
駆動し、割込み回路104を介してマイクロプロセッサ103
に通知する。 【０００７】次に、この入出力制御装置の動作について
説明する。入出力制御装置2は中央処理装置1からライト
命令を受取ると、中央処理装置1から必要な制御情報を
引き取り、RAM 108に格納する。次に、動作に必要なパ
ラメータを生成してDMA制御回路101、デバイス制御回路
107にセットし、起動をかけてDMAデータ転送を開始す
る。ライト動作中に電源断が発生すると、図7に示すよ
うに、電圧降下予告線202が駆動される(電源装置4は、
電源電圧+5VDCが降下をはじめる10ms以上前に電圧降下
予告202を駆動するように設計されている)。 【０００８】割込み回路104は、電圧降下予告線202の駆
動を検出すると、マイクロプロセッサ103に割り込みを
かける。マイクロプロセッサ103は、この割り込みを検
出するとライト動作中ならばデバイス制御回路107をク
リアし、DMA制御回路101を退避モードにセットする。DM
A制御回路101は、ライト動作中にデバイス制御回路107
とFIFO(2) 111の両方にデータを転送しているが、退避
モードがセットされるとデバイス制御回路107へのデー
タ転送を中止し、FIFO(2) 111のみへのデータ転送を行
う。 【０００９】DMA制御回路101は、データ転送が終了する
と、マイクロプロセッサ103に通知を行い、マイクロプ
ロセッサ103はこの通知を受取ると、電源断が発生した
時点の磁気ディスク装置3のシリンダ番号、トラック番
号、セクタ番号、FIFO(2) 111に退避データが格納され
ていることを示すVビット及び電源断が発生したことを
示すデータ格納指示フラグを、FIFO(1) 110に格納す
る。 【００１０】電源監視回路105は電源電圧＋5VDCを常に
監視しており、図7に示すように、電源電圧が+4.7VDC以
下になると緊急割込み線201を駆動し、マイクロプロセ
ッサ103に割り込みをかける。マイクロプロセッサ103
は、この割り込みを受取るとFIFO(2) 111へのデータ転
送が終了しているかをチェックし、Vビット、データ格
納指示フラグと電源断発生時のシリンダ番号、トラック
番号、セクタ番号を、FIFO(1) 110に格納する。 【００１１】なお、バッテリ回路112により、FIFO(1) 1
10及びFIFO(2) 111の内容は停電中も保持される。また
入出力制御装置2は、電源が復旧するとFIFO(1) 110内の
情報とFIFO(2) 111内のデータを元に、磁気ディスク装
置3への書込み処理を再開し、データの破壊を回避す
る。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】ところが、図4に示す
従来の技術は、特開2000−122813号公報の段落番号0018
に「ハードディスク装置12が書込み動作を行っている最
中に停電が発生し、あるセクタの途中で書込み動作が停
止してしまった場合には、このセクタに対する書込みが
正常に終了しなかった旨の応答情報D13が不揮発性メモ
リ15に記憶される。」の記述にある通り、書込みを失敗
した場合に、このセクタに対する書込みが正常に終了し
なかった旨の応答情報D13を、不揮発性メモリ15に記憶
する方式であった。ところが、一般的に、ハート゛テ゛ィスクと
不揮発性メモリは、同じ動作保証電源電圧（5V±10%）であ
り、かつ、同一電源で動作している場合が多い。このた
め、ハート゛テ゛ィスクにおいて書込みエラーが発生した時点で、応
答情報を不揮発性メモリに書込む時、不揮発性メモリの動作保
証外電源電圧にて、書込みを行うことになるため、応答
情報を、正常に書き込むことができない可能性がある。 【００１３】これを、図5を用いて説明する。今、ハート゛テ
゛ィスクと不揮発性メモリは、同一の電源であるDC5V電源72で
動作しているものとする。AC100V入力71の停電が発生
し、しばらくすると、電源装置から供給されるDC５V電
源電圧72が徐々に低下する。DC５V電源電圧72が、ハート゛テ
゛ィスクの保証電圧範囲内である時は、ハート゛テ゛ィスクに対する
書込みエラーは、発生しない。電源電圧が、ハート゛テ゛ィスクの保
証電圧外まで低下した時、書込みエラーが発生する場合が
ある。ハート゛テ゛ィスクへの書込みエラーが発生すると、このセクタ
に対する書込みが正常に終了しなかった旨の応答情報が
不揮発性メモリへ書き込まれる。ただし、この時、不揮発
性メモリの動作保証最低電圧が、ハート゛テ゛ィスクの動作保証最低
電圧より高い、或いは、同一である場合、電源電圧が、
不揮発性メモリの保証電圧外まで低下しているため、書込
みエラーが発生した時点で、応答情報の書込みが、不揮発
性メモリの動作保証最低電圧以下の電圧で実施されてしま
う。これは、すなわち、応答情報を、不揮発性メモリに、
確実に書き込むことができない場合があることを示す。 【００１４】応答情報の書込みが保証されないと、復旧
も保証できない。不揮発性メモリ（フラッシュメモリやEEPROMな
ど）の動作保証最低電圧が、ハート゛テ゛ィスクのそれよりも、
低い場合は、問題ないが、一般的に、ハート゛テ゛ィスクと不揮
発性メモリ（フラッシュメモリやEEPROMなど）の動作保証最低電圧
は、4.5Vであり、同じである。以上のように、ハート゛テ゛ィス
クと不揮発性メモリ（フラッシュメモリやEEPROMなど）の動作保証最
低電圧が同一のシステム、或いは、ハート゛テ゛ィスクの動作保証電
圧が、不揮発性メモリのそれよりも、低いシステムに対して
は、確実なテ゛ータの復旧が保証できないため、特開2000−
122813の記載の技術を、適用できない。 【００１５】また図6及び図7に示す従来の技術では、電
源電圧が4.7Vまで低下した時点で、緊急割込みが発生し
てからFIFO(1) 110への書込みを行うことがあり、この
ときFIFO(1) 110への書込みが正常に完了できない可能
性がある。通常の5Vデバイスの動作範囲は５±0.5V程度
であるから、緊急割込み発生から、電源電圧がFIFO(1)1
10への書込みが可能な範囲に保たれる時間は、非常に短
い。よってこれらの従来技術は、いずれも停電発生時に
不揮発性メモリやFIFOに対して、電源復旧時に必要な情
報の書込みを行うにもかかわらず、その書込みが確実に
行われる手段を用意していない。このため、これらの情
報に誤書込みが生じ、停電により生じた記憶装置内のデ
ータの破壊を復旧できない場合がある。 【００１６】この発明は上述した課題を解決するために
なされたもので、任意の時間に停電が発生したとして
も、確実にデータを復旧できる記憶装置を提供すること
を目的とする。 【００１７】 【課題を解決するための手段】この発明に係る記憶装置
は、フロー管理フラグ、コマンド情報及びデータを記憶
する第1の不揮発性記憶装置と、この第1の不揮発性記憶
装置に記憶されている前記データが書き込まれ、この書
き込まれたデータを記憶する第2の不揮発性記憶装置
と、停電を検出するとマイクロプロセッサに割り込みを
与える割込み制御回路に対し直ちに停電検出信号を出力
するとともに、電源電圧が前記第1の不揮発性記憶装置
等の動作保証電圧以下になる前に装置を停止させるリセ
ット信号を出力する電源監視回路とを備え、前記フロー
管理フラグを、前記第2の不揮発性記憶装置のデータ書
込み段階を示すものであるとともに、前記電源監視回路
が停電検出信号を出力してからリセット信号を出力する
までの時間以内で前記第1の不揮発性記憶装置への書込
みが完了できる長さを有するものとしたものである。 【００１８】 【発明の実施の形態】実施の形態１．図1はこの発明の
実施の形態1による記憶装置の構成図である。なお、図4
と同様の構成要素については同一符号を付して重複した
説明を省略する。図1において図4と異なる点は、停電を
検出し停電検出信号18及びリセット信号21を発生する電
源監視回路16が設けられた点、ＭＰＵ11へ割り込み信号
を発生させる割込み制御回路17が設けられた点、データ
バッファメモリ20が削除されて、第1の不揮発性記憶装
置である不揮発性メモリ15がコマンド情報D12、応答情
報D13以外にデータD11を格納している点、及び不揮発性
メモリ15が、第2の不揮発性記憶装置であるハードディ
スク装置12のデータ書込み段階を示す1ワード（電源監
視回路16が停電を検出してから装置が停止するまでの時
間以内で不揮発性メモリ15への書込みが完了できる長
さ）のフロー管理フラグD14を、コマンド情報D12、応答
情報D13、データD11とともに格納している点である。 【００１９】次に、この発明における実施の形態1の動
作について、図2及び図3も用いて説明する。なお図2
は、停電時の装置の電源電圧降下と、停電検出信号18、
リセット信号21発生のタイミングを示したタイミング図
である。電源監視回路16は、電源回路22へのAC100V入力
電圧が低下すると、停電検出信号18を直ちに発生させ
る。さらに、5V電源電圧がV1(4.7Vとする)より低下する
とリセット信号を発生させ、装置の動作を停止させる。
これは電源電圧が装置の動作保証最低電圧V2（4.5Vとす
る）より低下して装置の誤動作によりデータが破壊され
るのを防ぐためである。また電源回路16における停電検
出信号18の発生からリセット信号21が発生するまでの時
間T1は、10ms以上となるように設定されている。また停
電検出信号18は、割込み制御回路17へ入力され、割込み
によりＭＰＵ11に停電検出が通知される。 【００２０】またＭＰＵ11が1ワードデータであるフロ
ー管理フラグD14を不揮発性メモリ15に書き込みするた
めに必要な時間T2は、およそ0.5msである。時間T2はT1
より十分に短いため、ＭＰＵ11は、T1の時間内に不揮発
性メモリ15内の1ワードデータであるフロー管理フラグD
14の書込みを完了できる。またＭＰＵ11は、不揮発性メ
モリ15へデータ書込み動作中に、割込み制御回路17より
停電検出の通知を受けると、リセット信号21が発生して
装置が停止するまでの間に、その書込み中のデータの書
込みが完了すれば、その後のデータの書込みを停止す
る。 【００２１】このため、ＭＰＵ11は、1ワードデータで
あるフロー管理フラグD14の書込み動作中に割込み制御
回路17より停電検出の通知を受けると、フロー管理フラ
グD14の書込みが完了した後、その後の不揮発性メモリ1
5への書込み動作を停止する。これにより、1ワードデー
タであるフロー管理フラグD14の不揮発性メモリ15への
書込み動作中に、MPU11及び不揮発性メモリ15の電源電
圧が動作保証範囲より低下することがなく、不揮発性メ
モリ15への誤書込みを防止できる。このように、不揮発
性メモリ15に書き込まれたワード単位のデータは、常に
データの正当性が保証される。 【００２２】図3に第2の不揮発性記憶装置であるハード
ディスク装置12への書込み動作フローを示す。初期状態
S11では、不揮発性メモリ15内にはフロー管理フラグD14
の値としてフラグF0が書き込まれている。動作フロー内
で使用するフラグF0〜F3はそれぞれ内容の異なる1ワー
ドの符号である。 【００２３】ＭＰＵ11は、コマンド・データ入出力回路1
3より外部から書込み指示を受取ると書込み処理フロー
を開始する。ステップS12で、ハードディスク装置12に
与える書込みデータD11とコマンド情報D12を不揮発性メ
モリ15に書き込んだ後、ステップS13で、不揮発性メモリ
15内のフロー管理フラグD14をF1に書き換える。次に、
ステップS14で、不揮発性メモリ15に書き込んだものと
同じデータD11及びコマンド情報D12をハードディスク装
置12へ送り、ハードディスク装置12内のデータ書込みを
開始する。 【００２４】ステップS15で、ＭＰＵ11がハードディス
ク装置12からの応答情報D13を受取ると、ステップS16
で、不揮発性メモリ15内のフロー管理フラグD14をF2に
書き換える。ステップS17で応答情報D13を不揮発性メモ
リ15に書き込んだ後、ステップS18で再びフロー管理フ
ラグD14をF3に書き換える。 【００２５】ステップS19でＭＰＵ11が応答情報D13の内
容を分析し、コマンドにより書込みを指示したセクタの
書込み完了フラグが全て書込み完了を示しているとき、
ハードディスク装置12の書込み動作完了と判断し、ステ
ップS20へ進む。なお、複数のセクタにまたがる書込み
処理で、各セクタの書込み完了ごとに応答情報D13が受
信される場合は、ステップS15からステップS19までの動
作を繰り返す。ステップS20では不揮発性メモリ15内の
フロー管理フラグD14をF0に書き換え、書込み処理を完
了ステップS21へ進む。 【００２６】次に停電後の復旧方法について説明する。
停電が発生した場合、次回起動時にＭＰＵ11が不揮発性
メモリ15内の情報を確認し、中断されたデータ書込み処
理があれば、後述の手順を用いてこれを復旧させる。 【００２７】1ワードのデータであるフロー管理フラグD
14は停電のタイミングにかかわらず正当性が保証されて
いるため、まずこれを参照してデータ書込み処理がどの
段階で停止したか特定し、復旧作業の手順を決定する。
フロー管理フラグとしてフラグF0が記録されていた場
合、データ書きこみ処理の開始前に停電が発生したと判
断し、復旧作業は行わない。 【００２８】フロー管理フラグD14の内容としてフラグF
1が格納されていた場合、停電時に図3のフローの中でス
テップS13までが完了していたこと、ステップ16が完了
していなかったことがわかる。このとき、書込みデータ
D11とコマンド情報D12が不揮発性メモリ15内に記録され
ているが、応答情報D13はまだ記録されていない。この
ため、ＭＰＵ11は不揮発性メモリ15内の書込みデータD1
1とコマンド情報D12を使用し、コマンド情報D12で指示
される書込み処理全てをもう一度実施する。 【００２９】フラグF2が格納されていた場合、停電時に
ステップS16までが完了していたこと、ステップ18が完
了していなかったことがわかる。このとき、書込みデー
タD11とコマンド情報D12は不揮発性メモリ15内に記録さ
れているが、応答情報D13は揮発性メモリ15への書込み
途中で動作が停止した可能性があるため、その記録内容
を信用できない。このため、ＭＰＵ11はフラグF１の場
合と同様に、不揮発性メモリ15内の書込みデータD11と
コマンド情報D12のみを使用し、コマンド情報D12で指示
される書込み処理全てをもう一度実施する。 【００３０】フラグF3が格納されていた場合、停電時に
ステップS18までが完了していたこと、ステップ20が完
了していなかったことがわかる。このとき、書込みデー
タD11とコマンド情報D12、応答情報D13が不揮発性メモ
リ15内に記録されている。このため、ＭＰＵ11は応答情
報D13の情報からまだデータ書込みを終了していないセ
クタを探し出し、そこからコマンド情報D12で指示され
る書込み処理を再開する。 【００３１】以上説明したように停電復旧時に前記の復
旧作業を行うことにより、この発明による記憶装置はハ
ードディスク装置12内のデータ書き換え途中のどのよう
なタイミングで停電が発生した場合でも書込み作業を復
旧し、データを保護することができる。 【００３２】この結果、この発明における実施の形態1
によれば、フロー管理フラグD14の書込み中に停電が発
生したとしても、停電検出からリセット発生までの時間
に、不揮発性メモリ15に対する1ワードの書込みが完了
することにより、その書込みデータの正当性を保証して
いる。よって、これを利用して、不揮発性メモリ15上に
記録された管理情報の正当性を判断し、確実にデータ復
旧を行うことができる。また、停電検出からリセットま
での時間Tの間に、1ワードのみの書込みが終了すれば良
いので、時間Tを長くできない簡易的な電源回路や、比
較的アクセススピードの遅いフラッシュROMなどの不揮
発性メモリを利用することが容易となる。 【００３３】 【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
フロー管理フラグ、コマンド情報及びデータを記憶する
第1の不揮発性記憶装置と、この第1の不揮発性記憶装置
に記憶されている前記データが書き込まれ、この書き込
まれたデータを記憶する第2の不揮発性記憶装置と、停
電を検出するとマイクロプロセッサに割り込みを与える
割込み制御回路に対し直ちに停電検出信号を出力すると
ともに、電源電圧が前記第1の不揮発性記憶装置等の動
作保証電圧以下になる前に装置を停止させるリセット信
号を出力する電源監視回路とを備え、前記フロー管理フ
ラグを、前記第2の不揮発性記憶装置のデータ書込み段
階を示すものであるとともに、前記電源監視回路が停電
検出信号を出力してからリセット信号を出力するまでの
時間以内で前記第1の不揮発性記憶装置への書込みが完
了できる長さを有するものとしたので、、第2の不揮発
性記憶装置におけるデータ書込み段階を示すフロー管理
フラグの書込み中に停電が発生したとしても、そのフロ
ー管理フラグを第2の不揮発性記憶装置にデータ破壊す
ることなく確実に記憶させることができ、よってデータ
復旧時にそのフロー管理フラグを使用して確実にデータ
を復旧できるようになる。

【図面の簡単な説明】 【図1】 この発明の実施の形態１に係る記憶装置の構
成図である。 【図2】 この発明の実施の形態１に係る、停電検出信
号の動作タイミングを説明するタイミング図である。 【図3】 この発明の実施の形態１に係る、書込み動作
フローを示す説明図である。 【図4】 従来例を示す構成図である。 【図5】 従来例の動作を示す図である。 【図6】 他の従来例を示す構成図である。 【図7】 他の従来例における電圧降下予告線、緊急割
込み線の動作を示す図である。 【符号の説明】 11 MPU、12 ハードディスク装置、13 コマンド・デ
ータ入出力回路、14ハードディスク入出力回路、15 不
揮発性メモリ、16 電源監視回路、17 割込み制御回
路、18 停電検出信号（負論理）、１9 システムバ
ス、20 データバッファメモリ、21 リセット信号(負
論理)、D11 ハードディスクへの書込みデータ、D12
ハードディスクへのコマンド情報、D13 ハードディス
クからの応答情報、D14 フロー管理フラグ、V1 電源
監視回路のリセット電圧、V2 MPUおよびハードディス
ク装置の動作保証最低電圧、T1 停電検出から電源電圧
がリセット電圧まで低下する時間、T2 MPUが不揮発性
メモリに対し1ワードの書込みに要する時間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 フロー管理フラグ、コマンド情報及びデ
   ータを記憶する第1の不揮発性記憶装置と、この第1の不
   揮発性記憶装置に記憶されている前記データが書き込ま
   れ、この書き込まれたデータを記憶する第2の不揮発性
   記憶装置と、停電を検出するとマイクロプロセッサに割
   り込みを与える割込み制御回路に対し直ちに停電検出信
   号を出力するとともに、電源電圧が前記第1の不揮発性
   記憶装置等の動作保証電圧以下になる前に装置を停止さ
   せるリセット信号を出力する電源監視回路とを備え、前
   記フロー管理フラグは、前記第2の不揮発性記憶装置の
   データ書込み段階を示すものであるとともに、前記電源
   監視回路が停電検出信号を出力してからリセット信号を
   出力するまでの時間以内で前記第1の不揮発性記憶装置
   への書込みが完了できる長さを有するものであることを
   特徴とする記憶装置。