JP2005513698A - 情報担体への平均アクセス時間を減少させるためのバッファを備えた再生装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 情報担体への平均アクセス時間を減少させるためのバッファを備えている再生装置であって、このバッファへセクタ（Ｓ）を書き込むために、及びこのバッファにおいてセクタ（Ｓ）を検出するために、複数の位置ホルダ（ＰＨ）及び３つの変数（ｌａ、ｌｆ及びｌｕ）を有する制御テーブル（ＣＳ）が与えられており、この位置ホルダ（ＰＨ）が、何れの場合も、割り当てられたセクタ（ＡＳ）、割り当てが解除されたセクタ（ＦＳ）及び割り当てられていないセクタ（ＵＳ）に対して与えられた３つの領域（ＡＳ、ＦＳ及びＵＳ）に分割されており循環した形に構成される１つの終端無しの位置ホルダ（ＰＨ）の連鎖における次の位置ホルダ（ＰＨ）をインデックス（next）を用いて指定し、そのために、変数（ｌａ、ｌｆ、ｌｕ）の１つが、領域（ＡＳ、ＦＳ及びＵＳ）の１つへの所定のエントリポイントをそれぞれ特定する再生装置を提供する。

Description

本発明は、例えば、不連続なデータ構造又は相対的に長いアクセス時間を有する情報担体への平均アクセス時間を減少させるためのバッファを備えた再生装置に関する。

再生装置又は再生ドライブの処理速度については、多くの場合、製品に注意が向けられる。特にドライブにおいて、より高速であることは、より騒音の大きいことをも意味しており、一方で、ほとんどのドライブが、実際には仕様通りの最大の性能を達成していない。むしろ、利便性のある動作のためにより重要な事項は、不連続なデータ構造又は相対的に長いアクセス時間を有するＤＶＤ及びＣＤ媒体における読み出し時の平均速度又は平均アクセス時間である。ここで常に高速度を提供するドライブは、オーディオファイル又はビデオファイルをも確実に再生する。ＣＤの応用分野において、読み出しヘッドは、例えば再生中に中間のシーケンス又は指示命令を読み込むために、頻繁に１つのセクタから他のセクタへ飛び移る。

アクセス時間は、ピックアップとも呼ばれる、より高速の読み出しヘッドを用いて減少させることができる。しかし、このヘッドは高価であり、限定された範囲においてのみ発展しているにすぎない。

バッファ技術は、キャッシングとも呼ばれているが、コンピュータ技術において、平均アクセス時間を減少させるための、又は相対的に低速度の記録媒体の再生を高速化するための技術として知られている。キャッシュは、高速度のバッファである。これは、より低速度の記録媒体上に記録された頻繁に使用するデータを一時的に蓄積（buffer-store）する。バッファの有効性は、その速度と、アプリケーションによって必要とされるデータがそのバッファにおいて使用可能であって検出されている割合、又はより低速度の記録媒体からなお取り出される必要がある割合とによって決定される。原理的に、３種類のバッファに区別される。

ダイレクトマップキャッシュとも呼ばれているバッファの場合、各記録位置は、その位置が他の多くの記録位置と共有する１本のキャッシュ列上にマッピングされる。記録位置が一時的に蓄積可能である場所は１つだけ存在するので、検索する必要がなく、キャッシュ列は記録情報を含むか否かのどちらかである。ダイレクトマップキャッシュは、最小の出費で済むが、不都合なことにアドレスが記録可能である位置が１つしかないので性能も最も劣っている。要求されるデータはランダムに列の最初の位置に配置されなければならないので、ヒット率は相対的に低い。

完全アソシアティブキャッシュは、キャッシュ中の各列が一時的に蓄積されるべきアドレスの各々を含むことができるので、最高のヒット率を有する。これにより、アドレスが使用すべき列はだだ１つではないので、ダイレクトマップキャッシュにおいて発生する問題が解消する。しかしながら、このキャッシュは、検索を必要とするという欠点を有する。新たなエントリを追加するために異なる列においてどの列を使用すべきかを決定するために、より多くのロジックが付加されなければならない。通常は、どのキャッシュ列を使用するべきかを決定するために、最近最も使用が少ない列から進むアルゴリズムが使用される。しかしながら、これにより出費が大きくなり、システムの複雑さが増大する。バッファの第３の種類であるマルチウェイアソシアティブキャッシュは、ダイレクトマップキャッシュ及びアソシアティブキャッシュの間において妥協したものである。このキャッシュは、「Ｎ」個の列の組（「Ｎ」は通常、２、４、８、、、である。）に分けられており、各記録アドレスは複数列の中の１つに一時的に蓄積可能である。「Ｎ」は小さな値に保つことができるので、これによって、広範囲にわたる検索を実行することなく、ダイレクトマップキャッシュと比較してヒット率が向上する。それでもなお、複数の記録列、及び制御のための増大する出費が共に必要となる。

従って、本発明の目的は、例えば、不連続なデータ構造又は相対的に長いアクセス時間を有する情報担体への平均アクセス時間を減少させるためのバッファを備えた再生装置であって、要求される出費は低く、短い平均アクセス時間を確保する装置を提供することにある。

この目的は、特許請求の範囲の独立項に規定された形態によって達成される。好ましい改良が従属項に規定されている。

本発明の一態様によれば、バッファを制御するのに要求される出費が低くて済み、それにもかかわらず平均アクセス時間及びより低速の情報記録媒体へのアクセス数を減少させる再生装置が提案される。この目的のために、連結された位置ホルダの列又は組と少数の変数とによってアクセスされるバッファが提供される。この位置ホルダは、１つの組又は列に編成されていて、それにもかかわらず、最初のセクタにアクセスするだけではなく、情報担体からバッファに読み込まれたバッファ内の複数のセクタへのアクセスが、ただ１列の位置ホルダ及び変数を使用して可能となる。位置ホルダ列は、アプリケーションメモリに又は直接バッファに変数列と共に提供可能である。アプリケーションメモリ内の位置ホルダの配列において、各位置ホルダはバッファ内の記録位置に対応しており、位置ホルダは、変数列を用いて、バッファにセクタを書き込むために又はバッファからセクタを読み出すために使用される制御テーブルを形成する。位置ホルダ列は、位置ホルダがその都度情報として次の位置ホルダのインデックスから構成され、その結果として、好ましくは３つの領域に分割された終端無しの連鎖が形成されるように構築される。変数はそれぞれ、これらの領域の１つへのエントリポイントを特定する。このそれぞれの領域へのエントリポイントは、例えばそれぞれの領域における最初のセクタである。しかしながら、位置ホルダに割り当てられたインデックスの変更に関連したジャンプを減少させるために、前の領域のセクタをエントリポイントとして使用することも可能である。前述の領域は、割り当てられたセクタと呼ばれる使用中のセクタの領域、割り当てが解除されたセクタの領域、及び割り当てられていない位置ホルダの領域である。この３つの領域内のセクタは、キャッシュ又はバッファに移送される際の一時的な順序に仕分けされる。列部分の現在のセクタは、従ってこの列部分の最初のセクタである。セクタは、情報担体から読み出された際の一時的な順序に仕分けされる。すなわち、最後に読み出されたセクタがこの領域における最初のセクタであり、この領域における最後の位置ホルダが次の領域における最初の位置ホルダを指定する。割り当てが解除されたセクタも、例えば、割り当てを免れた場合にキャッシュに移送される時間に応じて同様に仕分けされる。割り当てられたセクタの領域から割り当てが解除されたセクタの領域へ受け取られた最後のセクタは、その後、割り当てが解除されたセクタの領域における最初のセクタとなる。割り当てが解除されたセクタの領域における最後の位置ホルダは、その後、割り当てられていない位置ホルダの領域における最初の位置ホルダを指定する。割り当てられていない位置ホルダは、セクタを含まない。割り当てられていない位置ホルダの領域では、任意の順序が可能であるが、割り当てられていない位置ホルダの領域における最後のセクタは、与えられた終端無しの連鎖を形成するために、割り当てられたセクタの領域における最初の位置ホルダを指定する。

位置ホルダの列又は連鎖の初期化を短縮するために、最初のセクタの書き込みの間には、最初のネクストポインタのみが形成される。その結果、割り当てられるべき次の位置ホルダはすでに決定されているので、さらなる位置ホルダの初期化は不必要となり、その結果として、初期化に必要な時間が著しく短縮される。

上記の３つの位置ホルダの領域を制御するために、それぞれの領域において、その領域へのエントリのためのセクタを特定する実質的に３つの変数が必要とされる。しかしながら、複数の変数が同一のエントリにアクセスすることによってあいまいな状態が発生することを防止するために、これらの変数は、いかなる妥当なインデックス値をもとらないことを示す機会を与えられるか、又は３つの内の１つが他の２つから導き出せるような、３つのさらなる変数が追加的に与えられることが規定される。

アプリケーションが情報担体の情報を含むセクタを要求する場合、まず、対応するセクタ番号を有するセクタがすでにキャッシュに位置付けられているかどうかを決定するための照合がなされる。対応するセクタ番号を有するセクタがすでにキャッシュ内に位置付けられている場合、一時的に蓄積されたセクタが使用される。さらに、対応するセクタがキャッシュ内に位置付けられていない場合、これが情報担体からキャッシュに読み出される。次いで、読み出されたセクタに対して、位置ホルダ列のインデックス及び対応する変数が、制御テーブルに設定される。このセクタは存在するセクタとして認識され、割り当てられたセクタの領域における最初の位置ホルダに割り当てられる。キャッシュが、すでに割り当てられたセクタの領域におけるセクタに割り当てられていて、割り当てられていない位置ホルダがなお使用可能である場合、そのインデックスは新たなセクタのために使用され、以前に読み込まれたセクタのインデックスは１だけ増加する。これにより位置ホルダの終端無しの連鎖が維持される。同時に、領域内で位置ホルダを特定する変数はそれに応じて変更される。新たなエントリの記録に先だって、連鎖における前の位置ホルダは、書き込みされていないセクタの領域における最後の位置ホルダである。すなわち、割り当てられていないセクタの領域に存在する位置ホルダが全く無く、少なくとも１つの割り当てが解除されたセクタがキャッシュ内に記録されている場合、割り当てが解除されたセクタの領域内で最も以前のセクタを形成する最後のセクタが使用されるべきである。言い換えれば、割り当てが解除されたセクタの領域内の最後の又は最も以前のセクタは、新たなセクタのための位置ホルダを形成するために、物理的に割り当てを解除されている。

位置ホルダが、割り当てられていないセクタの領域においても、割り当てが解除されたセクタの領域においても使用できない場合、連鎖した位置ホルダの規定に従って、割り当てられたセクタの領域において使用される最後の位置ホルダであって、最も以前の割り当てられたセクタである前の位置ホルダが使用される。アプリケーションがその後、このセクタへのアクセスを要求する場合、このセクタは、再読み込みされなければならない。

この手続きが実用的であるのは、置き換えられた、以前の割り当てられたセクタのアプリケーションが、セクタはもはや直ちに使用可能ではないこと、すなわち、さらなるセクタのアクセスのための再読み込み又はこのセクタへのアクセスは、このセクタの再読み込みを自動的に起こさせる例外を構成することを認識し得る場合のみである。位置ホルダ列を割り当てるために使用可能なメモリが十分にない場合、キャッシュのスイッチが切られて、セクタ番号が情報担体から直接読み出される。

割り当てられたセクタの領域におけるセクタが割り当てを解除された場合、このセクタは割り当てが解除されたセクタの領域内の最初の位置に移動し、これらの領域の長さは、所定の連結によるそれぞれの領域内のセクタ数に動的に合わせられる。

全ての挿入及び移動の機能においては、次の位置ホルダへの対応するインデックスの変化、及び変数の変化のみが必要となる。動的に連結したバッファ領域によって、公知の形式のバッファ編成における不利な点が回避され、単独の列であるにもかかわらず、列内の複数のセクタのアドレスにアクセス可能となり、これによって情報担体への直接のアクセス数を減少させ、結果として平均アクセス時間を短縮する。

アクセス時間という用語は、データの要求及び供給の間の時間を意味しており、一般的にはミリ秒で特定される。平均アクセス時間は、記録媒体上の情報における任意の項目を検出して読み出すために平均として必要とされる時間を示す。

この提案された解決方法は、例えば、キャッシュに存在しているか又は要求に応じてキャッシュに書き込まれたセクタが、メモリに受け取られる必要が無く、キャッシュから直接使用可能であるので、小さなメモリに対して、さらに長いアクセス時間を有する読み出しヘッドを備えた光記録媒体用のドライブのような長いアクセス時間を有する装置に対して、都合良く採用可能である。その上、キャッシュの制御は低出費で済む。さらに、位置ホルダの数はそれぞれの要求に合わせられるので、キャッシュのサイズは、メモリにおいて使用可能な記録スペースに都合良く適応する。不連続なデータアクセス又は不連続なデータ構造を有する情報担体に対する平均アクセス時間は、特に、バッファにおいてデータの十分な容量が確保されており、情報担体からすでに読み出されたデータに戻る必要が無く直接アクセス可能であるという理由で減少する。光記録媒体のセクタへのアクセス数は、特に、いわゆるファイルシステムのディレクトリが多数回読み出される必要があり、対応するデータがバッファによって使用可能にされているという理由によって、初期化の段階において減少する。

例として、アーカイブにおいて再帰的なＭＰ３ファイルを検索する場合、すでにバッファ内に確保されたセクタが都合良く使用可能であって、それにより記録媒体へのアクセス数及び読み出しヘッドの戻りの数が減少するように、記録媒体のディレクトリツリー全体がそのまま検索される必要がある。

対応するバッファ内のセクタ番号は、要求と検出されたセクタとの比較による公知の方法で検出される。連結されたバッファにおける検索は情報担体へのアクセスよりも著しく速く、さらに連結によって全てのバッファ内のセクタがアクセス可能となるので、平均アクセス時間は、低出費のもとで減少する。

本発明は、図面における典型的な実施形態を参照して、以下においてより詳細に説明される。

図１は、情報担体への平均アクセス時間を減少させるためのバッファを備えた再生装置のブロック図を示す。この再生装置は、例えば、読み出しヘッドとも呼ばれるピックアップＰＵによって、光情報担体のセクタＳが、走査されて、されにバッファ又はキャッシュとして使用されるトラックバッファＴＢを経由してアプリケーションメモリＡＭに提供されるＤＶＤ再生装置である。ここで、アプリケーションメモリＡＭは、この典型的な実施形態においてトラックバッファＴＢを制御するためにも用いられる。情報担体のセクタ番号ＰＳＮを要求するために、制御ユニットＣＵが用意されており、これがアプリケーションによって要求されるセクタＳを検出するためにピックアップＰＵを制御する。

アプリケーションメモリＡＭのアプリケーションが、セクタＳの読み出しを要求する場合、このアプリケーションは、セクタＳがトラックバッファＴＢにすでに存在しているかどうかを調べるために、最初に、アプリケーションメモリＡＭ内にある制御テーブルＣＳの中を調査する。セクタＳがトラックバッファＴＢ内に存在しない場合、アプリケーションはセクタＳを読み出すための命令を制御ユニットＣＵに伝達する。ここで、制御ユニットＣＵは、対応する所定の物理的なセクタ番号ＰＳＮを有するセクタＳを読み出すために、ピックアップＰＵにセクタ読み出し命令を送出する。ピックアップＰＵは光情報担体の対応する位置に飛び移って、このセクタＳを読み出し、ＥＣＣ復号化を実行してこのセクタＳをトラックバッファＴＢの空のセクタＳに書き込む。これによって、要求されたセクタＳがトラックバッファＴＢ内に確実に位置付けられ、次いで、平均アクセス時間を減少させるために多数回アクセスされる。その後、アプリケーションメモリＡＭ内のアプリケーションは、トラックバッファＴＢに蓄積されたこのセクタＳにアクセスする。

トラックバッファＴＢの割り当てを制御するために、さらにトラックバッファＴＢに蓄積されたセクタＳを検出するために、アプリケーションメモリＡＭ内に用意された制御テーブルＣＳは、切れ目なく連結された位置ホルダＰＨの列又は組と３つの変数ｌａ、ｌｆ及びｌｕとを含む。

セクタＳをトラックバッファＴＢに書き込むために、さらにトラックバッファＴＢにおけるセクタＳに対する多重のアクセスのために、図２に示したように、論理的に連結された記録位置から構成されるトラックバッファＴＢが提供される。各記録位置は、トラックバッファＴＢが３つの領域に、すなわち割り当てられたセクタＳのための領域ＡＳ、割り当てが解除されたセクタＳのための領域ＦＳ、及び割り当てられていないセクタ位置のための領域ＵＳに、それによって論理的に分割される位置ホルダＰＨに割り当てられる。割り当てられたセクタＳの領域ＡＳ内のセクタＳは、アプリケーションメモリＡＭ内のアプリケーションによって使用されるセクタＳである。割り当てが解除されたセクタＳの領域ＦＳ内のセクタＳは、アプリケーションメモリＡＭ内の如何なるアプリケーションによっても使用されていない。さらに、これまでのところ、割り当てられていないセクタ位置の領域ＵＳにピックアップＰＵによって書き込まれたセクタは存在しない。書き込まれていない使用可能な記憶位置又はセクタ位置は徐々に減少し、トラックバッファＴＢは最終的に、割り当てられたセクタＳの領域ＡＳと割り当てが解除されたセクタＳの領域ＦＳとからのみ構成されるので、割り当てられていないセクタ位置の領域ＵＳは、一般的に初期状態のみを表す。０からｋ−１までの範囲の割り当てられたセクタＳのための領域ＡＳの後に、ｋからｍ−１までの範囲の割り当てが解除されたセクタＳのための領域ＦＳと、ｍからｎ−１までの範囲の割り当てられていないセクタ位置のための領域ＵＳとが続くように、対応する番号付与によって、一連の領域ＡＳ、ＦＳ及びＵＳを考慮にいれる位置ホルダＰＨの論理的結合が提供される。この連結が与えられると、各セクタ位置は、環状配列において論理的に次のセクタ位置を有することになる。しかしながら、図３に示したように、この論理的に次のセクタ位置は、必ずしも、物理的な用語としても次のセクタ位置である必要はない。しかしながら原理的に、領域ＡＳ内の最初のセクタＳは時間的に最後に割り当てられたセクタＳであり、領域ＡＳ内の第２のセクタＳは時間的に最後から２番目に割り当てられたセクタＳである等として、割り当てられたセクタの領域ＡＳ内の最後のセクタＳは、割り当てが解除されたセクタの領域ＦＳ内の最初のセクタＳを指定する。割り当てが解除されたセクタＳの領域ＦＳにおける最初のセクタＳは、時間的に最後に割り当てが解除されたセクタＳであり、割り当てが解除されたセクタＳの領域ＦＳ内の第２のセクタＳは、時間的に最後から２番目に割り当てが解除されたセクタＳである等として、割り当てが解除されたセクタＳの領域ＦＳ内の最後のセクタＳは、割り当てされていないセクタ位置の領域ＵＳ内の最初のセクタＳを指定する。

割り当てられていないセクタ位置の領域ＵＳ内のセクタＳは、特別の順序を必要としない。単純な順序、例えばメモリ内の物理的な配列、すなわち昇順の記録アドレスに対応する順序がとられるであろう。しかしながら、環を閉じるために、割り当てられていないセクタ位置の領域ＵＳ内の最後のセクタＳは、割り当てられたセクタＳの領域ＡＳ内の最初のセクタＳを指定しなければならない。

昇順の記録アドレスに対応したトラックバッファＴＢ内のセクタＳの物理的な配列、すなわちトラックバッファＴＢ内のセクタＳの物理的配列が、図３に示されている。図２及び図３において、個々のセクタＳの論理的な結合は、矢印によって表されている。セクタＳの物理的な順序は、例えば０＜ｒ＜ｒ＋１＜ｓ＜ｓ＋１＜ｔ＜ｕであるが、０＜ｋ−１＜ｋ＜ｍ−１＜ｍ＜ｎ−１によって特定されるセクタＳの論理的な順序から外れている。セクタＳの論理的な順序とトラックバッファＴＢ内のその物理的配列との関係は、トラックバッファＴＢ内のセクタ番号に割り当てられた記録位置を検出可能にもするが、アプリケーションメモリＡＭ内に用意されていて、変数ｌａ、ｌｆ及びｌｕを含む制御テーブルＣＳによって実現される。図４において１つの例で示されるように、第１の変数ｌａは、トラックバッファＴＢ内の最初の割り当てられたセクタＳの記録アドレスインデックスからなる。第２の変数ｌｆは、トラックバッファＴＢ内の最初の割り当てが解除されたセクタＳの記録アドレスインデックスからなる。さらに、第３の変数ｌｕは、トラックバッファＴＢ内の最初の割り当てられていないセクタ位置Ｓの記録アドレスインデックスを指定する。この典型的な実施形態において、領域ＡＳ、ＦＳ及びＵＳにおけるそれぞれの最初のセクタＳは、それぞれの領域ＡＳ、ＦＳ及びＵＳへのエントリポイントとして選択される。１つの実施形態によれば、領域ＡＳ、ＦＳ及びＵＳ内のセクタＳの数は、付加的な変数ｎａ、ｎｆ及びｎｕを用いて特定されるが、これらの変数は、変数ｌａ、ｌｆ及びｌｕが妥当なインデックス値を特定しないことを示す機会を与えられた場合、原理的に必要でない。図４に特定された例において、割り当てられたセクタＳの数は７に等しく、対応する変数ｎａ＝７を生じる。変数ｎｆ及びｎｕは、領域ＦＳ及び領域ＵＳにおけるセクタＳの数に相応して等しく、ここではｎｆ＝６及びｎｕ＝７となる。セクタＳの論理的な順序ＬＯＲと、トラックバッファＴＢ内の昇順の記録アドレスによるセクタＳの物理的な順序との関係は、対応する位置ホルダ番号ＰＨＮを有する制御テーブルＣＳに表されるように、図４の下部に示されている。矢印及び番号は割り当てを示すために用いられている。示された実施形態によれば、位置ホルダ又はセクタＳの論理的な順序ＬＯの連続符番である０から１９に対応する連続符番である記録アドレスインデックス０から１９が使用されており、これによって記録位置又はその記録アドレスインデックスと、次のセクタＳへのインデックスnextを有するその後のエントリ又は位置ホルダＰＨとの結合を形成する。例として、割り当てが解除されたセクタＳの領域ＦＳにおける最初のセクタＳの位置を特定する変数値ｌｆをｌｆ＝６としてみる。この結果、これによって割り当てが解除されたセクタＳの領域ＦＳにおける最初のセクタＳが、位置ホルダ番号ＰＨＮ＝６に位置付けられることが決定する。これは、論理的な順序ＬＯＲにおける番号７である。位置ホルダ番号ＰＨＮ＝６でのエントリ、すなわち次にくる位置ホルダＰＨを指定するインデックスnextは、next：９である。位置ホルダ番号ＰＨＮ＝９では、論理的な順序ＬＯＲの番号は８であるので、結果として、トラックバッファＴＢ内に蓄積されたセクタＳの論理的な結合が、物理的に不規則であるにもかかわらず形成される。

エントリnext：ｘが変更される必要がないような条件、及びエントリnext：ｘが変更される場合は、図６から図９に示された例を参照して示される。

図６から図９は、６つの記録位置を有するトラックバッファＴＢの割り当てと、頂部から底部までの実行時間にわたっての制御テーブルＣＳでの一連の位置ホルダ番号ＰＨＮの対応するマッピングとを例として説明する２つのテーブルを示す。１から１５までの列Ｚの各々は、各場合において、トラックバッファＴＢの割り当ての変化に対応し、図６から図９に示された例によれば、位置ホルダ番号ＰＨＮが０から５までである６つの位置ホルダＰＨを有するように設定されている。セクタＳのインデックスが、１つのループにおいて常に次のセクタＳを指定するように設定されているので、位置ホルダＰＨの開始点として便宜上選択されるものは、図７及び図８において最初の列Ｚ＝１に示されたように、連続して増加し位置ホルダＰＨの組の端においてゼロとなる、１を有するインデックスnextである。開始の際、セクタＳはトラックバッファＴＢにまだ全く書き込まれておらず、位置ホルダＰＨのいずれも割り当てられていないので、図８に示された変数ｌａ、ｌｆ、ｌｕ、ｎａ、ｎｆ及びｎｕにおいては、ｎｕ＝６によって割り当てられていないセクタＳの数を特定する変数ｎｕを除いて、他の全ての変数ｌａ、ｌｆ、ｌｕ、ｎａ及びｎｆがゼロに等しいという結果になる。テーブルの列Ｚ＝２は、位置ホルダＰＨＮ＝０において、インデックス１を受け取るセクタＳがトラックバッファＴＢに書き込まれたことを特定する。制御テーブルＣＳは、最初の３つの変数ｌａ、ｌｆ及びｌｕとして対応する記録アドレスインデックスを含み、その後、セクタＳが位置ホルダ番号ＰＮＨ＝０に蓄積されるので、ｌａ＝０となるようにマッピングされる。最初の割り当てが解除されたセクタＳは、割り当てられたセクタの領域ＡＳに続くように設定されているが、その後、位置ホルダ番号ＰＮＨ＝１に位置付けられたセクタＳとなる。しかしながら、位置ホルダ番号ＰＨＮ＝１は最初の割り当てられていないセクタＳでもあるので、その結果、変数ｌｕは同様にｌｕ＝１である。割り当てられたセクタＳの数は１に等しく、変数ｎａ＝１によって表される。セクタＳはこれまで、空のセクタＳの領域ＦＳ内に全く蓄積されていないので、変数ｎｆの数は、それに対応してｎｆ＝０である。セクタがトラックバッファＴＢに書き込まれてきたことによって、割り当てられていないセクタ位置の領域ＵＳにおけるセクタＳの数は、等式ｎｕ＝６−ｎａ−ｎｆによっても決定され得る変数ｎｕ＝５に伴って、５に減少する。第３列Ｚ＝３において、セクタＳが再びトラックバッファＴＢに書き込まれており、与えられた連結によってインデックス０を受け取る。すでに書き込まれたセクタＳのインデックスnextは、最初の割り当てが解除された又は割り当てられていないセクタＳが現在、位置ホルダ番号ＰＨＮ＝３に位置付けられているので、ｎｅｘｔ＝２となる。第３列における変数ｌａ＝１は、最初の割り当てられたセクタＳが位置ホルダ番号ＰＨＮ＝１を有する位置に位置付けられていることを特定する。位置ホルダ番号ＰＨＮ＝２の次の位置ホルダＰＨのエントリインデックスnext：０は、次の割り当てられたセクタＳが位置ホルダ番号ＰＨＮ＝０に位置付けられていることを特定する。結果として、セクタＳの論理的な結合が形成され、書き込まれていない又は書き込み解除された記録位置でのセクタＳの書き込みが制御されて、論理的にはこれらは単一の列に配置されているけれども、セクタＳへのアクセスも可能になる。図６から図９において、位置ホルダＰＨの割り当て変更の移行は、もっぱら説明目的のために表示ｉｎ＃、ｄｅｌ＃及びｒｕ＃によって特定される。表示ｉｎ＃、ｄｅｌ＃及びｒｕ＃の後の数値は、変更が関係する位置ホルダ番号ＰＨＮを特定する。詳細には、表示ｉｎ＃、ｄｅｌ＃及びｒｕ＃は、以下の事項を特定する。

表示ｉｎ＃は、セクタＳがそれに続く数値によって特定された位置ホルダ番号ＰＨＮのトラックバッファＴＢに書き込まれたことを特定する。

表示ｒｕ＃は、トラックバッファＴＢ内になお含まれるセクタＳが再び使用されることを特定する。

さらに、表示ｄｅｌ＃は、その数値を有する位置ホルダ番号ＰＨＮによって特定される位置における対応するセクタＳが、もはや如何なるアプリケーションによっても使用されないことを特定する。しかしながら、このセクタＳは、トラックバッファＴＢから消去されないで、新たなＳによって上書きされるか又は再び使用されるまで、その中に保存される。

トラックバッファＴＢ内のセクタＳの全数、この例では６である、が知られているので、原則的にｎａ＋ｎｆ＋ｎｕ＝６が当てはまる。このようにこのシステムは冗長性を含む。言い換えれば、図８による典型的な実施例における３つの変数ｎａ、ｎｆ及びｎｕの中の１つは省略可能である。例として、変数ｎｕは、式ｎｕ＝６−ｎａ−ｎｆによって完全に置換可能である。

図６は、領域ＡＳ、ＦＳ及びＵＳにおけるセクタＳの数を特定するこれらの変数ｎａ、ｎｆ及びｎｕが必要ではない典型的な実施形態を示す。同様な理由で、３つの変数ｌａ、ｌｆ及びｌｕは妥当なインデックス値を特定しないことを示す機会を与えられている。そのような状態は、図６、図７及び図９において、アスタリスク＊によって特定される。このアスタリスク＊は、例えば、取り得るインデックス値に対応していない値、すなわち使用される１、２、３、４及び５を除く全ての値が、この変数は妥当ではないことを示す場合に実現される。従って、これらの例では、アスタリスク＊は、例えば、数―１又は６によって実現可能となるであろう。それ故に、この典型的な実施形態は、なお割り当てられていない位置ホルダＰＨのネクストポインタの初期化が、追加せずになしで済まされるので、より好ましい実施形態の１つをも表している。これは、図６及び図９において空の位置ホルダＰＨによって特定される。なお割り当てられていない位置ホルダＰＨの初期化は、なお割り当てられていない位置ホルダＰＨの新たな割り当ての際に、原則として最も小さなインデックスを持った位置ホルダＰＨが使用されるという規則が適用される場合、省略可能である。図６の例では、これは、割り当てられていない位置ホルダＰＨは、左から右へ割り当てられるべきであることを意味する。新たに割り当てられた位置ホルダＰＨのネクストポインタのみが初期化される。この過程は、制御テーブルＣＳの新たな作成に関して、時間のかかる全ての位置ホルダＰＨの初期化を未然に防止する。それにもかかわらず、連結された位置ホルダＰＨの規則からの逸脱は原理的に全くない。このことは、図７に示されていて、割り当てられていない位置ホルダＰＨの割り当て又はインデックスが特定されるという違いを除けば、図６と一致する。

この提案した解決方法は、バッファを制御するために必要な記録空間の範囲が減少したバッファであり、キャッシュのスイッチを動的に切ることさえも可能である。

各セクタＳに対してキャッシュ内の位置ホルダＰＨを指し示す位置ホルダＰＨの列に基づいた特別のセクタキャッシュ法に関して述べる。各位置ホルダＰＨは、キャッシュ内のそのセクタＳの位置へのポインタ、及び位置ホルダＰＨの列における次の位置ホルダＰＨのインデックスから構成されており、位置ホルダ番号ＰＨＮに割り当てられたインデックス値を用いて実現される閉鎖を生じさせる。

この提案された方法は、位置ホルダＰＨ及び３つの変数ｌａ、ｌｆ及びｌｕのセットアップのみを必要とする。例えば、位置ホルダＰＨにとって十分である４バイト語の位置ホルダＰＨ用メモリをただ単に割り当てることだけが必要であり、変数ｌａ、ｌｆ及びｌｕを初期化することが必要である。

ＤＶＤ再生装置におけるトラックバッファＴＢの割り当てについての実際の典型的な実施形態は、図５に示されている。図５に示されたセクタＳは、ＤＶＤに記録されたＤＶＤデータストリームのファイルを含む。一例として、アプリケーションが、最初にアプリケーションのサブディレクトリＶＩＤＥＯ＿ＴＳにおけるファイルＶＩＤＥＯ＿ＴＳ.ＩＦＯを要求し、次いで同一のディレクトリにおけるファイルＶＴＳ＿０１.０.ＩＦＯを要求した場合、アプリケーションを表示するファイルマネージャは、このファイルＶＩＤＥＯ＿ＴＳ.ＩＦＯがどこに位置付けられているかを検出するために、同一のディレクトリＶＩＤＥＯ＿ＴＳにおいて２回検索を行わなければならない。この場合、キャッシュは、ディレクトリＶＩＤＥＯ＿ＴＳがなおそこに存在するかどうかを調べるために最初にキャッシュにおいて検索を行うアプリケーションによって、ピックアップＰＵへの度重なるアクセスを回避することができる。このような場合、アプリケーションは、その後、トラックバッファＴＢ内のディレクトリのセクタＳに直接アクセスすることができる。トラックバッファＴＢ内の対応するセクタＳへのアクセスは、ピックアップＰＵを経由したアクセスよりも高速であり、平均アクセス時間は減少する。

図９は、領域ＡＳ、ＦＳ及びＵＳの前に位置付けられたセクタＳが、領域ＡＳ、ＦＳ及びＵＳへのエントリポイントとして使用される、さらなる典型的な実施形態を示す。変数ｌａ、ｌｆ及びｌｕは、他の典型的な実施形態においてはそれぞれの領域ＡＳ、ＦＳ及びＵＳにおける最初のセクタＳを特定するが、ここでは、前の領域ＡＳ、ＦＳ及びＵＳにおけるそれぞれの最後のセクタＳ又は位置ホルダＰＨをそれらのエントリで指定する。これによって、例えば、列Ｚ＝１０における位置ホルダＰＨの割り当ての、列Ｚ＝１１に対応する位置ホルダＰＨの割り当てへの移行において明確となるように、位置ホルダＰＨの組においてインデックスの変更のために必要とされるジャンプ数が減少する。以上に記載した実施形態は単に例示であり、当業者ならば本発明の範囲内にある本発明の他の実施形態を実現可能である。

平均アクセス時間を減少させるためのバッファを備えた再生装置のブロック図を示す。 バッファ内におけるセクタアドレスの論理的な配列の概略的な見取り図を示す。 昇順の記録アドレスに対応したトラックバッファ内のセクタの物理的な配列を示す。 セクタの論理的な配列及びその制御の間の関係に関する概略的な見取り図を示す。 トラックバッファの典型的な割り当ての概略的な見取り図を示す。 初期化段階におけるトラックバッファの割り当ての変更を説明するためのテーブルを示す。 連結の表示を有する、初期化段階におけるトラックバッファの割り当ての変更を説明するためのテーブルを示す。 付加的な変数を有する、トラックバッファの割り当ての変更を説明するためのテーブルを示す。 変更されたエントリポイントを有するトラックバッファの割り当ての変更を説明するためのテーブルを示す。

Claims (12)

1. 情報担体への平均アクセス時間を減少させるためのバッファを備えた再生装置であって、該バッファへセクタ（Ｓ）を書き込むために、及び前記バッファにおいてセクタ（Ｓ）を検出するために、複数の位置ホルダ（ＰＨ）及び３つの変数（ｌａ、ｌｆ及びｌｕ）を有する制御テーブル（ＣＳ）が与えられており、該位置ホルダ（ＰＨ）が、何れの場合にも、３つの領域（ＡＳ、ＦＳ及びＵＳ）に分割された１つの終端無しの位置ホルダ（ＰＨ）の連鎖における次の位置ホルダ（ＰＨ）をインデックス（next）を用いて指定し、そのために、前記変数（ｌａ、ｌｆ、ｌｕ）の１つが、前記領域（ＡＳ、ＦＳ及びＵＳ）の１つへの所定のエントリポイントをそれぞれ特定することを特徴とする再生装置。
2. 前記制御テーブル（ＣＳ）が、アプリケーションメモリ（ＡＭ）内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
3. 前記位置ホルダ（ＰＨ）が、前記バッファに書き込まれた前記セクタ（Ｓ）内に与えられていることを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
4. 前記バッファがトラックバッファ（ＴＢ）であることを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
5. 前記３つの変数（ｌａ、ｌｆ及びｌｕ）及び最も小さな値のインデックス（next）を有する前記位置ホルダ（ＰＨ）のみが、前記制御テーブル（ＣＳ）の初期化段階において初期化されることを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
6. 前記アプリケーションメモリ（ＡＭ）内の前記位置ホルダ（ＰＨ）の配置において、前記バッファの各記録位置が位置ホルダ（ＰＨ）に割り当てられることを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
7. 前記位置ホルダ（ＰＨ）の終端無しの連鎖の前記３つの領域（ＡＳ、ＦＳ及びＵＳ）が、割り当てられたセクタ（Ｓ）の領域（ＡＳ）、割り当てが解除されたセクタ（Ｓ）の領域（ＦＳ）、及び割り当てられていないセクタ（Ｓ）の領域（ＵＳ）であることを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
8. 変数（ｌａ）が、割り当てられたセクタ（Ｓ）の領域（ＡＳ）における最初のセクタ（Ｓ）を指定するために与えられており、変数（ｌｆ）が、割り当てが解除されたセクタ（Ｓ）の領域（ＦＳ）における最初のセクタ（Ｓ）を指定するために与えられており、さらに変数（ｌｕ）が、割り当てられていないセクタ（Ｓ）の領域（ＵＳ）における最初のセクタ（Ｓ）を指定するために与えられており、これらの変数が、それぞれの領域（ＡＳ、ＦＳ又はＵＳ）への所定のエントリポイントを形成することを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
9. 割り当てられていないセクタ（Ｓ）の領域（ＵＳ）におけるセクタ（Ｓ）が、割り当てられていないセクタ（Ｓ）の領域（ＵＳ）において、割り当てられたセクタ（Ｓ）の領域（ＡＳ）における最初のセクタ（Ｓ）を指定する最後のセクタ（Ｓ）を除いて、連鎖した順序から逸脱する方法で与えられていることを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
10. 前記領域（ＡＳ、ＦＳ及びＵＳ）内のセクタ（Ｓ）が、前記バッファに書き込まれた際の一時的な順序に対応した順序で互いに連鎖していることを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
11. いずれの場合にも、前記連鎖におけるそれぞれの領域（ＡＳ、ＦＳ、ＵＳ）の前に位置していて、その前の領域（ＡＳ、ＦＳ、ＵＳ）の最後のセクタ（Ｓ）である前記セクタ（Ｓ）又は位置ホルダ（ＰＨ）が、前記変数（ｌａ、ｌｆ及びｌｕ）の１つを有する前記領域（ＡＳ、ＦＳ及びＵＳ）の１つへの所定のエントリポイントとして与えられていることを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
12. 所定数のセクタ（Ｓ）又は位置ホルダ（ＰＨ）の後に位置付けられているセクタ（Ｓ）が、いずれの場合にも、それぞれの前記領域（ＡＳ、ＦＳ、ＵＳ）内のセクタ（Ｓ）の順序に従って、前記変数（ｌａ、ｌｆ、ｌｕ）の１つを有する前記領域（ＡＳ、ＦＳ及びＵＳ）の１つへの所定のエントリポイントとして与えられていることを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
    

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