JP2004326768A - マスタ・スレーブデータ管理システムおよび方法 - Google Patents

マスタ・スレーブデータ管理システムおよび方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 携帯機器におけるメモリ修復およびアップグレードのためのメカニズムを提供する。
【解決手段】プロセッサとつながるバスと、プロセッサに対し第1のメモリへのつながりを提供する、バスとは別の第1のデータ経路と、プロセッサに対し第2のメモリへのつながりを提供する、バスとは別の第2のデータ経路と、を有する。プロセッサが、第1のメモリをマスタメモリとして確立し、その後第2のメモリに書込むことにより第2のメモリをスレーブメモリにすることによって、独立メモリの冗長アレイを形成する。
【選択図】図1

Description

本発明は電子システムに関し、特に、マスタ・スレーブデータ管理システムおよび方法に関する。
デジタル音楽、音声、画像、映画または他の符号化データを取込み、作成し、格納し、操作しまたは転送するために製造された電子機器は、安価な半導体処理が出現し消費者の需要が増大したことによってさらに普及している。ポータブルMP3(ムービング・ピクチャ・エキスパート・グループ・レイヤ3規格)プレイヤー、デジタルカメラおよびデジタル音声レコーダー等の製品は、人気があり続けている。これらの商用機器の各々に対する一般的な傾向は、低いコストでより高いデータ記憶能力を提供するということである。
不都合なことに、これらの機器においてより大きいメモリを提供する傾向は、メモリデバイスの障害によりかかる大容量のデータが喪失した場合に、コストが増大し時間を浪費するという傾向を伴う。多くの携帯電子機器は、設計に冗長性がなく、冗長性がないことにより、消費者がメモリデバイスの障害から回復するのに役立つことができない。バックアップデータを提供することができる機器の場合でも、事前にバックアップされたデータを復旧するのに費やす時間は、平均的な消費者にとって長くて厄介である。また、購入者が自身の製品においてメモリデバイスをアップグレードしたい場合、往々にして、変換用メモリデバイス上で復旧するために、PCを使用してデータをバックアップする場合、結果として時間のかかるプロセスが起こる。
製造業者によっては、これらの問題を、PCのバックアップおよびファイル転送に対するデータスループットを向上させることにより解決しようと試みてきた。不都合なことに、これらの機器における単一メモリでは、落下等の物理的衝撃または通常の消耗のために、バックアップする前に障害が発生する場合が多い。別の解決法では、DIMM(デュアル・インライン・メモリ・モジュール)の2つのバンクを利用する。この解決法では、第1のバンクにデータを書込むと同時に、次の書込みのために第2のバンクがデータを読出す。一方のバンクに障害が発生すると、その障害が発生したメモリに置換わるために、データを、そのデータをミラーリングするバンクから書込む。別の手法は、5つのメモリコントローラを使用して業界標準DIMMの5つのメモリバンクを制御する、RAID(業界標準DIMMの冗長アレイ)メモリソリューションを含む。メモリコントローラは、データを4つのブロックに分割し、その4つのブロックを4つのメモリバンクに書込む。RAIDプロセッサは、第5のメモリバンクに格納されるパリティ情報を計算する。メモリバンクのいずれか1つが置換を必要とする場合、データを、残りの4つのメモリバンクから回復することができる。これらの解決法の各々はデータ冗長性を提供するが、それら解決法は、携帯機器における消費者が使い易いメモリ修復およびアップグレードのためのメカニズムを提供しない。
したがって、PCを使用することなくデータ冗長性を提供し、転送においてPCを使用することなく容易なメモリアップグレード能力を提供することができる、携帯電子機器システムが依然として必要とされている。本発明の一実施形態を、プロセッサとつながるバスと、プロセッサに対し第1のメモリへのつながりを提供する、バスとは別の第1のデータ経路と、プロセッサに対し第2のメモリへのつながりを提供する、バスとは別の第2のデータ経路と、を有し、プロセッサが、第1のメモリをマスタメモリとして確立し、その後第2のメモリに書込むことにより第2のメモリをスレーブメモリにすることによって、独立メモリの冗長アレイを形成するように構成される、システムで説明する。
また、本発明の実施形態は、各々第1および第2の独立したデータ経路を介してマスタメモリおよびスレーブメモリとつながるコントローラモジュールと、コントローラモジュールとつながるアプリケーションモジュールとを備える。アプリケーションモジュールは、アプリケーションデータをコントローラモジュールに送出し、コントローラモジュールは、アプリケーションデータを最初にマスタメモリに送出し、その後アプリケーションデータをスレーブメモリに送出する。
第1のメモリを表す第1の現メモリ識別情報(「ID」)を受取ること、第2のメモリを表す第2の現メモリIDを受取ること、および第1および第2の現メモリIDの各々を、先に保存された第1および第2のメモリIDと比較すること、により、既存のメモリと新たなメモリとを識別する方法を説明する。
図面の要素は、必ずしも一定の比率で縮小されておらず、むしろ本発明の原理を例示することに重きがおかれている。さらに、図面では、各図を通して同じ参照番号は対応する部分を示している。
本発明は、MP3プレイヤー、デジタルレコーダ、もしくは、デジタル音楽、音声、画像、映画または他の符号化データの取込み、作成、格納、操作、または転送を可能にする他の任意の電子機器等、消費者アプリケーションで使用するための記憶装置モジュールにおいてデータを管理し、かつ格納するシステムを提供する。複数のメモリを使用することにより、コントローラモジュールに対しおよび少なくとも1つの消費者アプリケーションに対し、独立メモリの冗長アレイを利用することができる。メモリ間のメモリ容量を比較することにより、またはシステムに対していずれのメモリが新しいか(「新たなメモリ」)といずれのメモリがインストールされたままであるか(「既存のメモリ」)とを判定することにより、メモリのうちの1つをマスタメモリとして割当てる。新たなメモリで置換えられるメモリは、システムから取除かれる(「破棄されたメモリ」)。まずマスタメモリに書込み次にスレーブメモリに書込むことにより、メモリデバイスへの損傷によるデータ損失の影響を低減するシステムが生成される。本発明の実施形態はまた、デバイス自体の中での書込みプロセスの管理を通して、パーソナルコンピュータ(PC)を使用しないメモリアップグレードを提供する。
2つのメモリ、すなわちメモリAおよびBの文脈でいくつかの実施形態を説明するが、それらを、3つ以上のメモリの使用を説明するように拡張してもよい。図1は、コントローラモジュール100に対する実施方式を示す。コントローラモジュール100を、メモリAおよびBとアプリケーションモジュール165とつながっているように示す。コントローラモジュール100は、コントローラ110、ユーザインタフェース115、内部メモリ120およびプロセッサ125とつながるバス160を含む。あらゆるコンポーネントが、コントローラモジュール100のためにデータ経路145を通して受取られるアプリケーションデータを管理し、メモリAおよびBからのおよびそれらの間でデータを管理する。プロセッサ125およびコントローラ110を、単一デバイスに統合してもよい。同様に、内部メモリ120を、単一チップ上でプロセッサ125またはコントローラ110もしくはそれらの両方と統合してもよい。
プロセッサ125は、障害(trouble)モニタ130と、デュプリケータ(duplicator、複製器)135と、読出し/書込み回路140と、を含むいくつかの機能を提供する。障害モニタ130とプロセッサ125とは、プロセッサ125に接続されたメモリAおよびBが正しく動作しているか否かを検出し、ユーザインタフェース115を通してユーザに対し問題を通知する。デュプリケータ135は、PC等の他の外部装置を使用することなく、メモリAからメモリBへのアプリケーションデータの複製を可能にする。デュプリケータ135はまた、バス160を通してユーザインタフェース115につながることにより、複製結果に関する情報をユーザに提供する。読出し/書込み回路140は、アプリケーションモジュール165等の外部アプリケーションと通信して、メモリAまたはメモリB等のマスタおよびスレーブメモリに対するデータの読出し/書込みを管理する。実施例では、機能(130、135、140)をファームウェアで実施してもよく、またはソフトウェア制御汎用DSP(デジタル信号プロセッサ)を使用することによって実施してもよい。また、コントローラモジュール100において、プロセッサ125に第3のメモリまたはメモリのセットを結合してもよい。バス160を、プロセッサ125と、コントローラ110と、ユーザインタフェース115と、内部メモリ120と、の間の導電経路を有するように示す。いかなる方法の信号管路、媒体または信号方式と同様に、光学式バスを使用してもよい。
メモリAおよびBを、プロセッサ125とじかにつながっているように示す。メモリAおよびBはまた、プロセッサ125およびコントローラ110によって管理されるアドレス指定方式を有するデータプロトコルを利用して、バス160を通してプロセッサ125とつながることも可能である。
代替実施形態では、コントローラモジュール100にハブ150を設けることにより、コントローラモジュール100のユーザアプリケーションとの使用を可能にする。バス160から延在するコントローラモジュール100のためのデータ経路145を、バス160とつながるハブ150に置換える。コントローラモジュール100と、メモリAおよびBと、アプリケーションモジュール165と、の間のデータ経路の代用として、Bluetooth(商標)無線技術を利用する無線方式または他の無線方式を提供することもできる。また、コントローラモジュール100とアプリケーションモジュール165とを、便宜上「モジュール」として説明する。それらは、この実施例では単一ユニットに統合されてもよい。
図2を参照して、メモリAとメモリBとのうちの一方をマスタメモリであるように割当てる実施方式の実施形態を示す。最初に書込まれるメモリを、マスタと呼ぶ。たとえば、メモリAにマスタステータスを割当てると、コントローラモジュール100を通してアプリケーションモジュール165から到着するデータを、最初にメモリAに書込み、次にメモリBに書込むことになる。本方法は、コントローラモジュール100のパワーオンで開始する(ブロック200)。コントローラモジュール100は、プロセッサ125を使用して、メモリAおよびBに対しそれらのIDについて問合せる(ブロック210)。プロセッサ125は、内部メモリ120から最後のシャットダウンで先に保存したIDを検索し(ブロック215)、それらを現問合せから検索したID番号と比較する(ブロック220)。先に保存し検索したIDが一致すると、プロセスは終了する(ブロック225)。メモリから検索した両IDが先に保存したIDと異なる場合(ブロック215、230)プロセッサ125からユーザインタフェース115に対し、メモリAおよびBがともに新しいという指示を送信し(ブロック235)、プロセスは終了する。メモリIDのうちの一方のみが新しい場合、コントローラモジュール100は、プロセッサ125を使用して既存のメモリに対してマスタステータスを割当て(ブロック240)、プロセスは終了する(ブロック245)。
メモリIDは通し番号であってもよい。また、メモリデバイスIDを、コントローラモジュール100に対するシャットダウン・プロセス中に保存するが、コントローラモジュール100パワーオン時にいずれ起こる比較を提供するために、シャットダウンの前のいかなる時点に保存してもよい。ユーザに対して送信される、両メモリが新しいという指示(ブロック235)を、マスタメモリを確定するプロセスが依然として未確定であるという任意の適当な指示に置換えてもよい。また、ユーザが望ましい場合は、かかる指示をまったく与えなくてもよく、コントローラモジュール100によって内部的に使用してもよい。
図3を参照して、メモリの各々のメモリ容量を使用してメモリAまたはBのいずれかにマスタステータスを割当てる方式を示す。コントローラモジュール100をパワーオンすると(ブロック300)、コントローラモジュール100は、プロセッサ125を使用してメモリAおよびBに対しそれらのIDを問合せる(ブロック310)。検索されたIDを、先のコントローラモジュール100シャットダウン時に先に格納されたメモリIDと比較する(ブロック315、320)。検索されたIDと先に格納されたIDとが同じである場合、プロセスを停止する(ブロック325)。コントローラモジュール100は、メモリAもBも新しくないと想定する。検索されたIDのいずれかがシャットダウン時に保存されたIDと同じでない場合、コントローラモジュール100は、メモリAおよびBの各々に対しそれらのメモリデバイスデータ容量について問合せる(ブロック330)。新たなIDを返すメモリを、新たなメモリであるとみなす。
新たなメモリが既存のメモリより大きいデータ容量を有する場合、コントローラモジュール100は、既存のメモリに対してマスタステータスを割当て(ブロック335、340)、プロセスは停止する(ブロック325)。既存のメモリは、その既存のデータを新たなメモリに複製する。上述したプロセスでは、最初に小さい方のメモリ(マスタメモリ)にデータを書込み次に大きい方のメモリ(スレーブメモリ)に書込むため、後続するデータ書込みによって両方のメモリにアプリケーションデータ冗長性がもたらされる、ということが保証される。一旦最も小さいメモリデバイスが一杯になると(マスタメモリ)、それ以上の書込みは行わない。
新たなメモリが既存のメモリより小さいデータ容量を有する場合(ブロック345)、プロセッサ125は、既存のメモリにおける既存のアプリケーションデータ(あるとすれば)のサイズを新たなメモリの容量と比較する(ブロック350)。既存のメモリにおける既存のアプリケーションデータが新たなメモリに適合しない場合、ユーザには、新たなメモリがメモリ間に冗長性を提供するには小さすぎるという指示を提供する(ブロック355)。新たなメモリが既存のメモリと同じかそれより大きい容量を有する場合(ブロック345)、または新たなメモリの方が小さい場合に既存のメモリのデータが新たなメモリに適合する場合(ブロック350)、コントローラモジュール100は、新たなメモリにマスタメモリステータスを割当てる(ブロック360)。
コントローラモジュール100がメモリに対してそれらのデータ容量を問合せる(ブロック330)のではなく、プロセッサ125に対し、ID指定または何らかの同様の識別情報に基づいてメモリアプリケーションデータ容量のルックアップテーブルを提供してもよい。また、ユーザが、既存のメモリを、既存のメモリ上に事前に存在するアプリケーションデータより小さいアプリケーションデータ容量を有する新たなメモリに置換えようとする場合(ブロック350)、そのユーザに対して、データが喪失する可能性があることと冗長性のために新たなメモリの容量が不十分であることとの指示または警告を提供してもよい。
図4は、メモリのマスタステータスを使用してメモリAおよびBに対するデータフローを管理する実施方式を示す。アプリケーションモジュール165は、コントローラモジュール100に対し、アプリケーションデータをメモリAおよびBに書込むように要求する(ブロック400)。コントローラモジュール100は、最初に、プロセッサ125における読出し/書込み回路140を使用してマスタメモリに書込みを行う(ブロック405)。障害モニタ130は、書込みに対し、メモリ不足エラーがないか監視する(ブロック410)。障害モニタ130が、マスタメモリが一杯であることを指示して、書込みエラーを指示する場合、ユーザインタフェース115には、ユーザに対する、メモリが一杯であって最後のファイルが保存されなかったというメッセージを提供する(ブロック415)。マスタメモリへの書込みが完了すると(ブロック420)、プロセッサ125は、データ冗長性を提供するためにスレーブメモリへのアプリケーションデータの書込みを継続する(ブロック425)。マスタメモリは、既存のメモリかまたは新たなメモリのいずれかであり、プロセッサ125は、マスタメモリとスレーブメモリとの間にデータ冗長性が維持されることが保証される。
コントローラモジュール100がアプリケーションモジュール165等の特定のアプリケーションから書込み要求を受取るのではなく、コントローラモジュール100が、アプリケーションモジュール165にアプリケーションデータを要求してもよい。かかる実施態様では、コントローラモジュール100はその後、マスタメモリに提供するアプリケーションデータを受取ってもよい(ブロック420)。
上述した実施形態および実施態様を、図5、図6および図7に示すもの等の消費者電子製品で実施する。図5に、電気コネクタ515と機械コネクタ520とを介してアプリケーションモジュール165と機械的および電気的に接続するように調整された、コントローラモジュール100を示す。コントローラモジュール100は、アプリケーションモジュール165からメモリAおよびBに送出されるアプリケーションデータを管理する。
コントローラモジュール100とつながるアプリケーションモジュール165は、ビデオ/静止画像再生装置または閲覧装置、PDA(電子携帯情報端末)もしくはデジタルスチルまたはビデオカメラ等のいかなる携帯電子消費者アプリケーションであってもよい。代替実施形態では、またアプリケーションモジュール165を、電気コネクタ515および機械コネクタ520と同様の電気および機械コネクタを通してさらなるアプリケーションモジュール(図示せず)に接続してもよい。かかる場合、コントローラモジュール100は、データアドレス指定方式を利用して異なるアプリケーションモジュールを識別してもよい。
電気コネクタ530および機械コネクタ535を通してコントローラモジュール100に電気的に接続するように調整された、メモリAおよびBを示す。実施例では、メモリを、上述したような電気コネクタ530を使用することによってコントローラモジュール100に対して回転させ、かつ再び取付けてもよい。
メモリAおよびB、コントローラモジュール100およびアプリケーションモジュール165の物理的形状を、便宜上矩形として示す。代替的に、それらを異なる形状で積重ねてもよい。たとえば、限定としてではなく、デバイスを端と端とを接して積重ねることにより、円筒形状、正方形のような形状または他の何らかの望ましい形状を形成してもよい。かかる場合、メモリAおよびB、コントローラモジュール100およびアプリケーションモジュール165モジュール間の電気コネクタ(515、530)と機械コネクタ(520、535)とを、適当に変更してもよい。
コントローラモジュール100を、ユーザインタフェース115およびディスプレイ560を有するように示す。ユーザインタフェース155は、キーパッドを備える。別の実施態様では、ユーザインタフェース155は、音声認識のためのマイクロフォン、薄膜トランジスタ(TFT)を使用する感圧タッチスクリーン、もしくは情報を入力するための何らかの同様の装置または装置の組合せ(図示せず)であってもよい。ディスプレイ560を使用して、アプリケーションデータ転送、メモリデバイスアクティビティおよびデータ検索に関する情報を、コントローラモジュール100のユーザに提供する。代替的に、TFT画面または何らかの同様の装置を利用してディスプレイ560をユーザインタフェース115に組込んでもよく、それにより情報の表示と受取りとがともに可能となる。
図1〜図4に示す実施形態を、図6に示すように実施してもよい。図6は、標準化フォームファクタメモリの受入れを容易にするために、記憶装置モジュール600内にあるメモリAおよびBを示す。この実施例では、メモリA、Bは各々、記憶装置モジュール600に挿入されるマイクロディスクドライブである。代替的に、記憶装置モジュール600において、スマートメディアカード、メモリスティック、マルチメディアカードまたはミニチュアカードフォーマットを含む、いかなる方法の小型フォームファクタメモリを利用してもよい。メモリAおよびメモリBを記憶装置モジュール600の一端に挿入するが、記憶装置モジュール600の異なる面に挿入してもよい。たとえば、メモリを、端部ではなく上面または底面に挿入してもよい。記憶装置モジュール600は、コントローラモジュール100および記憶装置モジュール600における電気コネクタ610を通して(記憶装置モジュール600側は図示せず)コントローラモジュール605に接続する。メモリを、端部において露出したままにしてもよく、あるいは、記憶装置カバー640が、メモリAおよびBを破損から保護するためにそれらのスロットを覆う。代替的に、保護を、メモリを受取るために一対の個々に蝶番式に取付けられるかまたは他の方法で係合するカバー等の異なる機械的構成で提供してもよく、あるいは、メモリAおよびBを、記憶装置モジュール600のメモリAおよびメモリBを配置する外側部分から、個々に外してもよい。
図7を参照して、互いに対して異なる形状である、コントローラモジュール605と、アプリケーションモジュール165と、記憶装置モジュール600と、を示す。すなわち、記憶装置モジュール600を、電気コネクタ(515、530)と機械コネクタ(520、535)(図5のラベル)とを使用してアプリケーションモジュール165とコントローラモジュール605との間に接続する。また、この構成では、メモリAおよびメモリBへのアクセスは、記憶装置モジュール600の端部からではなく上部からである。
プロセッサに直接接続された冗長メモリを示す、冗長メモリのシステムの実施形態のブロック図である。 図1に示すシステムにおいてメモリIDを使用してメモリにマスタステータスを割当てるフローチャートの実施形態である。 図1に示すシステムにおいてアプリケーションデータ容量を使用してメモリにマスタステータスを割当てるフローチャートの実施形態である。 図1に示すシステム内でデータフローを管理するためにマスタステータスを使用する方法の実施形態を示すフローチャートである。 携帯電子機器において記憶装置の異なる位置で利用される冗長メモリのシステムを示す組立分解図である。 携帯電子機器において記憶装置の異なる位置で利用される冗長メモリのシステムを示す組立分解図である。 携帯電子機器において記憶装置の異なる位置で利用される冗長メモリのシステムを示す組立分解図である。
符号の説明
125 プロセッサ
160 バス
130 障害モニタ
140 読出し/書込み回路
160 ハブ

Claims (10)

  1. プロセッサとつながるバスを有するマスタ・スレーブデータ管理システムであって、
    前記プロセッサに対し第1のメモリへのつながりを提供する、前記バスとは別の第1のデータ経路と、
    前記プロセッサに対し第2のメモリへのつながりを提供する、前記バスとは別の第2のデータ経路と、を具備し、
    前記プロセッサは、前記第1のメモリをマスタメモリとして確立し、次いで前記第2のメモリに書込むことにより該第2のメモリをスレーブメモリにすることによって、独立メモリの冗長アレイを形成するように構成されている、マスタ・スレーブデータ管理システム。
  2. 前記プロセッサは、
    障害モニタと、
    読出し/書込み回路と、をさらに具備し、
    前記障害モニタは、前記読出し/書込み回路を監視することにより、前記マスタメモリからメモリデバイス不足指示がないかをチェックする、請求項1に記載のマスタ・スレーブデータ管理システム。
  3. 前記プロセッサにアプリケーションデータを提供するために前記バスとつながるハブをさらに具備する請求項1に記載のマスタ・スレーブデータ管理システム。
  4. モジュール式マスタ・スレーブメモリシステムであって、
    それぞれ第1および第2の独立したデータ経路を介してマスタメモリおよびスレーブメモリとつながるコントローラモジュールと、
    該コントローラモジュールとつながるアプリケーションモジュールと、を具備し、
    前記アプリケーションモジュールは、アプリケーションデータを前記コントローラモジュールに送出し、該コントローラモジュールは、前記アプリケーションデータを最初に前記マスタメモリに送出し、その後前記アプリケーションデータを前記スレーブメモリに送出する、モジュール式マスタ・スレーブメモリシステム。
  5. 前記コントローラモジュールは、前記マスタメモリおよびスレーブメモリのメモリ容量をチェックするようにプログラムされている、請求項4に記載のモジュール式マスタ・スレーブメモリシステム。
  6. 前記マスタメモリおよびスレーブメモリを収容する、前記コントローラモジュールとつながるメモリモジュール(600)をさらに具備する請求項4に記載のモジュール式マスタ・スレーブメモリシステム。
  7. 前記コントローラモジュール上のユーザインタフェースをさらに具備する請求項4に記載のモジュール式マスタ・スレーブメモリシステム。
  8. 前記コントローラモジュールは、前記マスタメモリが前記スレーブメモリより小さいメモリ容量を有する場合に、それに応じて、前記ユーザインタフェースに対し、前記マスタメモリが小さすぎるという警告を送信するようにプログラムされている、請求項7に記載のモジュール式マスタ・スレーブメモリシステム。
  9. 前記コントローラモジュールは、前記マスタメモリが前記スレーブメモリより小さいメモリ容量を有する場合に、それに応じて、最も小さいメモリ容量を有する前記メモリが前記マスタメモリであるように、メモリ指定を再割当てするようにプログラムされている、請求項8に記載のモジュール式マスタ・スレーブメモリシステム。
  10. 既存のメモリと新たなメモリとを識別する方法であって、
    第1のメモリを表す第1の現メモリIDを受取ること、
    第2のメモリを表す第2の現メモリIDを受取ること、および
    前記第1および第2の現メモリIDの各々を、先に保存されたそれぞれの第1および第2のメモリIDと比較し、いずれの現メモリIDが既存のメモリを表すか、およびいずれの現メモリIDが新たなメモリを表すかを判断すること、を含む既存のメモリと新たなメモリとを識別する方法。
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