JP2006293785A

JP2006293785A - 記録装置

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Publication number: JP2006293785A
Application number: JP2005114999A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Suzuki; 一也鈴木; Akira Nishimura; 章西村; Tetsuya Tamura; 哲也田村; Takeshi Sasa; 剛佐々
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-04-12
Also published as: CN1848280A; JP4604806B2; SG126863A1; CN100454426C; US20060250721A1; US7676140B2

Abstract

【課題】電源断等により生ずるデータ損失を最小限に抑制する。
【解決手段】記録装置２とホスト装置４とが所定のインターフェース３で接続されてなり、ホスト装置４で撮像等されたデータを記録装置２に書き込む場合、ディレクトリ決定権をホスト装置４が有し、ＦＡＴ決定権を記録装置２が有するモードで行い、記録装置２では、ヘッドスケジューリング処理方法を行うための基本シークエンスにしたがってデータの書き込みを行い、一の基本シークエンスごとにファイル情報の更新を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヘッドスケジューリング処理によってデータを記録する記録装置に関する。

近年、ＡＶコンスーマ機器において、動画、音声を記録するデバイスとしてＨＤＤや光ディスク等の大容量のストレージが用いられるようになってきた。ところで、大容量ストレージにアクセスし、データの記録等の処理を実行するＰＣでは、単位時間当たりのコマンド処理数やデータ転送量を向上させることが要求されるが、そのばらつきに対してはあまり関心が払われていない。なお、データ転送料は、比較的長時間における平均値として算出される。

また、デジタルカメラやビデオカメラ等のＡＶコンスーマ機器では、データ転送量等の性能（スペック）は、ＨＤＤに比してそれほど高いものは要求されない。例えば、ＡＶコンスーマ機器は、ＨＤ（High Definition）の録画を標準的なＭＰＥＧ２で行ったとしても、そのデータレートは２５Mbit/sec程度であり、１０Mbit/secを超えるＨＤＤの転送速度からみてもそれほど高いわけではない。

しかし、ビデオカメラやデジタルカメラといった小型で携帯用のＡＶコンスーマ機器では、小径のＨＤＤが記録媒体として採用されはじめている。この小径のＨＤＤは、一般的に、ディスクの径が３．５インチのＨＤＤや、２．５インチのＨＤＤに比べて、データの転送レートが低く、高画質録画の要求には十分対応できていない。さらに、ＨＤＤでは、全般的にディスクの外周部に比べ内周部はさらに転送レートが落ちる（低下する）ため、例えば、転送レートが低いときには、データの再生中に画像や音声が止まってしまったり、又はデータの録画や記録中に録画ができなくなる等の問題が起こる場合がある。これらの問題は、ＡＶコンスーマ機器として、ＨＤＤを記憶装置として用いるには致命的である。また、ＡＶコンスーマ機器は、ＨＤＤに搭載されているヘッドによるシークエラーや、読み出したデータに誤りが存在した場合のリトライ処理等により、さらに転送レートが低下してしまう。

先に挙げた問題（データ転送レートの低下の問題）に関しては、ＡＶコンスーマ機器において、データの信頼性が低くてもよいＡＶデータなどについてエラーを無視するように設定したり、あるいはコマンドの処理時間に上限を設定したりすること等によって、回避することができる。例えば、ＡＴＡ−７のＳｔｒｅａｍｉｎｇＦｅａｔｕｒｅＳｅｔ（ＡＶコマンド）では、個々のコマンドの処理時間を直接指定することができる。

しかし、指定されたコマンドをどのように実行するかは、記憶装置（ＨＤＤ）側に完全にまかされており、データがディスクに正しく読み書きできたかどうかは保障されない。なお、実際には、このような問題の発生頻度は、非常に低いものである。

また、二つ目の問題（シークエラー等の問題）に関しては、先の問題よりも発生頻度が高く、より深刻である。本問題の解決法として、ファイルの物理的配置を工夫した処理が提案されており、数多くの研究が行われている。

例えば、提案されているファイルシステムでは、データの局所性を利用して、関連するデータを物理的に近接した場所に配置する工夫をＬＢＡ空間上で行うものがある。また、ファイルの物理的配置の方法として、シークタイムの最低値を保障するために、シーク動作が頻繁に行われてしまうが、転送速度の遅い領域と早い領域を組み合わせて使用する方法（以下、ヘッドスケジューリング処理という。）も提案されている（図１３）。

また、近年、ＰＣの普及やデジタルカメラ等の普及により、撮像機器によって撮影した映像を編集することが一般的になりつつある。ここで、撮像したデータを蓄えるためのメディアとして、磁気テープを利用した場合には、磁気テープからデータを読み出し、読み出したデータをＰＣへ移動するために要する時間や、所望の映像をサーチするための時間が多大にかかる問題があり、即応性に乏しい。そこで、即応性に優れており、データの転送速度やランダムアクセス性の点で大きなアドバンテージを有するＨＤＤを撮像機器のメディアとして使用することが望まれている。

ところで、ＨＤＤは、ＦＡＴ等のファイルシステムを使用して記録データの管理が行なわれ、撮像データ自体の書き込み作業の他にもデータの読み出し時に利用されるファイル管理情報（ディレクトリ情報、ＦＡＴ情報等）を記録する必要がある。例えば、一般的なファイルシステムであるＦＡＴファイルシステムの場合、ファイル管理情報は、撮像データの記録作業が行なわれる前と、記録作業が終了した後にＨＤＤ上の所定のエリアに記録される。なお、ファイル管理情報が書き込まれないと、データの読み出しをおこなうことが不能となる。

ところで、ビデオカメラ等の撮像装置は、長時間の撮影データを記録するシステムであり、このような装置にＨＤＤを使用した場合、例えば、被写体の撮像（記録）中に当該装置を落下させる等して電源断が発生した場合には、ファイル管理情報の書き込みが行われず、それまで撮像したデータのすべてを消失してしまう。

つまり、電源断によりファイル管理情報の記録が行なわれなければ、撮像したデータをファイルとして識別することはできず、記録していた映像ファイルを読み出すことはできなくなる。なお、磁気テープによる記録であれば、例え撮影中にビデオカメラの電源断が発生しても、電源断の直前までのデータは保持される。

上述した問題点を解決する方法として、データを記録する度にファイルの管理情報を更新する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開特開２００３−３０９２５号公報

しかし、上述の方法では、ファイル管理情報を実際に書き込むために対象となるセクタまでヘッドが移動するために要するシーク時間や、ディスクの回転待ち時間や、データの記録時間や、ファイル管理情報の書込み終了後に再度記録エリアまで戻るためのシーク時間が発生する。これは、撮像したデータをＨＤＤに記録する度に発生するため、データ保護処理が行われない場合に比べ、実効的なデータの転送レートが低くなり、ＨＤ等の高画質録画の要求にはまったく対応できなくなってしまう。

また、ディスクの外周部に比べ内周部にファイルの記録エリアが移動した場合、データ保護のためのファイル管理情報の書き込み位置との物理的な移動距離（シーク時間）がより大きく、その移動処理のためにさらに転送レートが低下し、記録中に録画ができないなどの問題が発生する。この問題は上述したヘッドスケジューリング処理によってデータ転送レートの保障を行わせる場合にも発生するため、データ転送レートの保障とファイル保護を両立させることは困難となっている。

そこで、本発明では、ヘッドスケジューリング処理によるデータ転送レートの保障と、ファイル損失問題を解決するデータ保護方法を最適に組み合わせてなる記録装置を提供することを目的とする。

本発明に係る記録装置は、上述の課題を解決するために、所定サイズのクラスタごとにアドレスが付されてなるデータエリアを有する記録媒体と、ホスト機器が接続されるインターフェース部と、上記インターフェース部を介して上記ホスト機器から供給されるデータを上記記録媒体のデータエリアに書き込む書込手段と、上記記録媒体のデータエリアを任意のデータ容量ごとに複数のエリアに区分けし、データを書き込む際に上記区分けした複数のエリアに上記書込手段がアクセスする順序を決定するアクセス順序決定手段と、上記アクセス順序決定手段により決定されたアクセス順序に基づいて、書き込んだデータのファイル情報を更新するタイミングを決定するタイミング決定手段と、上記インターフェース部を介して上記ホスト機器から供給されるデータを上記記録媒体のデータエリアに書き込む際に、上記アクセス順序決定手段により決定されたアクセス順序にしたがって上記区分けした複数のエリアにアクセスし、アクセスしたエリア内の空きクラスタを検索し、検索した空きクラスタにデータを書き込むように上記書込手段を制御する制御手段と、上記タイミング決定手段により決定されたタイミングに基づいて、書き込み済みのデータのファイル情報を更新するファイル情報更新手段とを備える。

本発明では、データを書き込む際のデータ転送レートを保障するためのヘッドのスケジューリング処理と、データの書き込み中に生じる電源断等により発生するファイル損失からデータを保護するためのデータ保護処理を組み合わせてデータの書き込みを行うので、書き込み時のデータ転送レートの低下を最小限にし、かつ、電源断等により消失するデータ量を最小限に抑えることができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態は、本発明を、ホスト装置と、少なくともハードディスクや書換え可能な光ディスクなどの回転記録媒体を有するデータ記録装置とからなり、回転記録媒体上に記録されたデータへアクセスする際のシーク動作や回転待ち時間による遅延があってもデータ転送速度を保障することができるデータ送受信システムに適用したものである。また、本実施の形態におけるデータ送受信システムは、ＡＶデータ等を含む全てのデータをファイルとして管理するファイルシステムを採用する。ここで、本実施の形態におけるデータ転送時間とは、ヘッドのシーク動作及びディスクの回転待ち時間からなる移動時間と、実際にデータを書き込むデータ書き込み時間とを含み、データ転送速度とは、転送データをこのデータ転送時間で除したものとなる。

本実施の形態においては、データ記録装置はハードディスクなどの磁気記録媒体を有するものとして説明するが、他の記録媒体、例えばＣＤ、ＤＶＤなどの光ディスクなどであっても同様の処理が可能である。また、本実施の形態においては、記録媒体としてハードディスク装置（ＨＤＤ）を、また、ファイルシステムとしてＭＳ−ＤＯＳ互換ＦＡＴファイルシステムを適用した場合について説明するが、データをファイルとして管理するシステムであればＭＳ−ＤＯＳ互換ＦＡＴファイルシステムに限らずどのようなシステムでも適用することができる。

図１は、本実施の形態におけるデータ送受信システムを示すブロック図である。図１に示すように、データ送受信システム１は、例えば、ＰＣ又はＡＶ機器等のホスト装置４と、データが書き込まれる記録媒体２０を有する記録装置２とが、ＩＤＥ（Integrated Drive Electronics）、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）、ＦＣ（Fibre Channel）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等のインターフェース３を介して接続されて構成される。

記録装置２は、図１に示すように、記録媒体２０にデータを書き込み、書き込まれているデータを読み出すヘッド部２１と、記録媒体２０にアクセスする際にヘッド部２１を駆動するヘッド駆動部２２と、記録媒体２０を所定方向に所定の回転数で駆動する記録媒体駆動部２３と、ヘッド駆動部２２と記録媒体駆動部２３を制御するサーボ制御部２４と、ヘッド部２１に接続されており、供給されるデータに対して所定の処理を行うリードライトチャンネル部２５と、一時的にデータがバッファリングされるバッファメモリ２６と、リードライトチャンネル部２５を制御する制御部２８と、所定の演算を行い、サーボ制御部２４及びリードライトチャンネル部２５等に必要なコマンド及びパラメータを設定して動作させる演算処理部（ＣＰＵ）２９と、ＣＰＵ２９による演算等に用いられるメモリ３０と、ホスト装置４とデータ及び制御情報等の送受信を行うインターフェース制御部３１とを備える。

記録媒体２０は、後述するＦＡＴ（File Allocation Table）ファイルシステムによって管理されており、少なくとも所定のデータサイズ（クラスタ）ごとにアドレス（以下、物理アドレスという。）が付されてなるユーザデータエリア（以下、ユーザエリアＵＡ２という。）からなるＨＤ（ハードディスク）等のディスク状記録媒体により構成されている。

また、不揮発性固体メモリ２８を更に設け、記録媒体２０及び不揮発性固体メモリ２８からなる記録領域を統合的にデータ記録領域とするハイブリッド記憶装置として構成してもよい。また、不揮発性固体メモリ２８は、ホスト装置４から供給されるデータを一時的に格納するキャッシュとして利用したり、起動時に使用されるプログラムを格納するために利用しても良い。また、不揮発性固体メモリ２６は、例えば、ＦＡＴファイルシステムが採用されるＮＡＮＤ型ＦＬＡＳＨメモリカード（Memory Stick、Compact Flash、SD Card等）であり、所定のデータサイズ（ページ）ごとに、一連のアドレス（以下、メモリアドレスという。）が付されてなるデータエリアを有する。

ヘッド部２１は、記録媒体２０がＨＤ等の磁気記録媒体である場合には、外部磁界の大きさや向きにより抵抗値が変化する、いわゆる磁気抵抗効果を利用し、記録媒体２０からの信号磁界を検出するための感磁素子を有する磁気ヘッドにより構成される。

ヘッド駆動部２２は、サーボ制御部２４の制御に応じて、ヘッド部２１の動作を制御する。

記録媒体制御部２３は、サーボ制御部２４の制御に応じて、記録媒体２０を所定の回転数で回転するように制御する。

サーボ制御部２４は、記録媒体２０を所定方向に所定速度で回転駆動させるように記録媒体駆動部２３を制御し、また、記録媒体２０上の所定の場所にアクセスするためにヘッド部２１の駆動を制御する。

リードライトチャンネル部２５は、データの書き込み動作時に、供給されたデータを符号化（変調）し、記録再生系の特性に適したデジタルビット系列に変換した後、変換後のデータをヘッド部２１に供給する。また、リードライトチャンネル部２５は、データの読み出し動作時に、ヘッド部２１から供給された再生信号から高域ノイズを除去した後でアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）によりデジタル化し、最尤復号法等を用いて所定の処理を行った後、復調を行う。

バッファメモリ２６は、データの書き込み時において、制御部２８の制御により、ホスト装置４から供給されるデータが一時的にバッファリングされ、データが所定量に達したときに、データが読み出され、読み出されたデータがリードライトチャンネル部２５に供給される。また、バッファメモリ２６は、データの読み出し時において、制御部２８の制御により、リードライトチャンネル部２５から供給されるデータが一時的にバッファリングされ、データが所定量に達したときに、データが読み出され、読み出されたデータがインターフェース制御部３１を介してホスト装置４に供給される。また、バッファメモリ２６は、データの読み出し時及び書き込み時に、一時的にデータのバッファリングを行い転送速度の違いによる性能の低下を抑えるために用いられている。

制御部２８は、バッファメモリ２６とリードライトチャネル部２３との間のデータの送受信を、後述するＦＡＴファイルシステムにより管理し、データのフォーマットにかかわる処理を行う。また、制御部２８は、当該処理を行う際に、誤り訂正符号による符号化、誤り検出及び誤り訂正にかかわる処理もあわせて行う。また、制御部２８は、ホスト装置４から供給されたデータを記録媒体２０及び不揮発性固体メモリ２７に書き込む順番を決定する論理セクタ番号（ＬＳＮ、Logical Sector Number）を割り当てる処理を行う。

また、ホスト装置４は、インターフェース３を介して記録装置２とデータの送受信を行うインターフェース制御部４０と、所定の演算処理を行うＣＰＵ４１と、ＣＰＵ４１による演算等に用いられるメモリ４２とを備える。ホスト装置４は、例えば、記録装置２の長所を生かして効率良く記録再生処理を行うビデオカメラ、デジタルカメラ、音楽プレイヤー等のアプリケーション機器である。

ＣＰＵ４２は、電源起動時、所定の処理手順の実行により、ディスク２０のシステム領域に記録されてなる管理用データであるブート領域、ＦＡＴ領域、ディレクトリ領域に格納されている各データをメモリ４２にアップロードし、このアップロードしたデータを基準にしたパラメータの設定により種々のコマンドを記録装置４に対して送信する。

次に、本実施の形態におけるデータの管理方法について説明する。記録媒体２０に記録されるデータは、ホスト装置４と記録装置２とでは異なるアドレス空間上で管理される。図２は、ホスト装置４からみたアドレス空間を示すＬＢＡ空間を示す図である。

記録装置２においてデータを記録する最小の単位はセクタと呼ばれ、そのサイズは通常５１２bytesである。記録装置２では、記録媒体２０の記録領域を、セクタの単位で、物理アドレス、物理セクタ番号、論理セクタ番号の３つで管理する。物理アドレスは面番号、トラック番号、セクタ番号の３つからなる。ここで、物理セクタ番号とは、全てのセクタを記録媒体２０の外側から内側に向けて順番に番号をつけたものである。また、論理セクタ番号とは、読み書きができない欠陥セクタに対して代替処理によってアドレスを割り当てたものである。

一方、ホスト装置４は、上記論理セクタ番号ではなく、論理ブロックアドレス（ＬＢＡ、Logical Block Address）を使用して記録媒体２０にアクセスを行う。また、ファイルを管理するファイルシステムは複数のセクタ（Ｎ個）を１クラスタとして読み書きの最小単位としている。以後の説明ではＮ＝１６とし、１クラスタを８Kbytesとする。したがって、クラスタ番号は、ＬＢＡを単純にＮで割ったものとなる。

また、本実施の形態においては、特にＡＶデータに対して特別なアクセスサイズを設定する。以下、これをスーパークラスタという。１つのスーパークラスタは複数のクラスタ（クラスタの整数倍）からなり、本願発明では、１６クラスタ（１２８Kbytes）を１スーパークラスタとして設定する。また、スーパークラスタのアドレスは、クラスタ番号の１６分の１、すなわち１６進表示で最後の１桁を削除したものとなる。

また、記録媒体２０の記録領域は、記録装置２用のシステム領域、システム領域ＳＡ、ユーザ領域ＵＡの３つに分けられており、システム領域ＳＡおよびユーザ領域ＵＡのみがホスト装置４から見たＬＢＡ空間に図２に示すように割り当てられる。

記録装置２用のシステム領域は、ホスト装置４からは直接的なアクセスが不能な領域であり、所定のモード（ＡＶモード）時に利用される領域である。

システム領域ＳＡは、マスターブートレコード（ＭＢＲ）が記録される領域と、システムのブート時（起動時）に必要なプログラムであるＩＰＬ（Initial Program Loader）が記録される領域と、ＦＡＴが記録されるＦＡＴ領域とを有する。ＭＢＲは、ホスト装置４から見てＬＢＡが０のセクタであり、ここにはブートストラップ・コードやパーティション・テーブルが記録されている。

ユーザ領域ＵＡは、ファイルの情報を管理するディレクトリ項目と実際のデータが書き込まれる。なお、ＦＡＴ３２以前のＦＡＴファイルシステムにおいては、ルートディレクトリはシステム領域ＳＡに属する。ディレクトリ項目には、各ディレクトリ（各ファイル）に関して、ファイル名、拡張子、属性、最新更新時間、開始クラスタ番号、及びファイルサイズなどが格納されている。

ここで、ＦＡＴファイルシステムについて説明する。ＦＡＴファイルシステムとは、ＰＣ（Personal Computer）などのホスト装置における、例えばハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）、又は不揮発性固体メモリを記録媒体としたメディア（ソニー製：メモリースティック（登録商標）、東芝製；スマートメディア（登録商標）、サンディスク製：コンパクトフラッシュ（登録商標）、マルチメディアカード等）等の外部記憶装置で採用されているファイルシステムである。

また、ＦＡＴファイルシステムは、個々のファイルが記録媒体上のどこに配置されているかを示す連結情報が記録されているＦＡＴと、ファイルの属性及びファイルがディレクトリ上のどこに存在しているかを示すディレクトリ項目の２つの項目からなり、ＦＡＴを用いて管理を行うファイルシステムがＦＡＴファイルシステムと呼ばれるものである。

また、図２に示すように、記録媒体２０上にＦＡＴが格納されるシステム領域ＳＡとルートディレクトリ用のディレクトリ項目Ａが専用に設けてあり、ホスト装置４はファイルアクセスに必要なこれらの情報を記録装置２からＰＣインターフェース（ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface），ＩＤＥ（Integrated Drive Electronics），ＩＥＥＥ１３９４，ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等）を介して受信し、受信した情報に基づいて記録再生制御を行う。

例えば、記録媒体２０にファイルを書き込む場合には、ファイルを記録媒体のクラスタサイズに分割し、分割された各データを記録媒体に書き込んでゆくが、最初のデータが書き込まれたクラスタを開始クラスタアドレスとしてディレクトリ項目Ａに書き込み、他の各データが書き込まれた各クラスタのアドレス情報をＦＡＴに書き込む。したがって、任意のファイルを読み出す場合には、ディレクトリ項目を参照して任意のファイルの開始クラスタアドレスを探し出し、それに対応するＦＡＴを読み出すことにより、書き込んだ順番で各データを読み出すことができる。そして、読み出した各データをつなぎ合わせることによりファイルが完成し、任意のファイルの読み出しを行うことができる。

また、任意のファイルを消去する場合には、書き込まれているデータはそのままにして、使用されているクラスタに対応するＦＡＴ項目を消去（空きクラスタ）にすることにより行う。

また、ＦＡＴには、図３に示すように、データエリアの空き情報等の所定の情報が各識別情報で示されている。例えば、識別情報「００００ｈ」は、対応するクラスタは「空き」の状態であることを示しており、また、識別情報「０００２ｈ〜ＦＦＦ６ｈ」は、対応するクラスタは「割り当て済み」の状態であり、かつ、対応する値は、次へ続くクラスタ番号であることを示しており、また、識別番号「ＦＦＦ７ｈ」は、対応するクラスタは「欠陥クラスタ」であることを示しており、また、識別番号「ＦＦＦ８ｈ〜ＦＦＦＦｈ」は、対応するクラスタは「割り当て済」の状態であるファイルエンド（EOF、End Of File）を示している。

また、データエリアは、ファイルの情報を管理するディレクトリエリアと、実際のデータが書き込まれるデータエリアからなる。ディレクトリエリアには、図４に示すように、各ディレクトリ（各ファイル）に関して、ファイル名、拡張子、属性、予約エリア（ＲＥＳ）、記録時刻、記録日時、先頭（開始）クラスタ番号（アドレス）、及びファイルサイズ（ファイル長）の情報等により構成されている。

次に、本実施の形態におけるデータ書込み方法について説明する。先ず、記録媒体２０の記録領域について説明する。データを書き込むためのスーパークラスタは、ルートディレクトリ領域などを除き、ユーザ領域ＵＡの先頭から順に隙間をあけることなく配置される。それによって、個々のスーパークラスタの先頭は、円周方向で見てほぼ均等に配置されることになる。なぜなら、近年のＨＤＤでは、ディスクを例えば１０〜２０などの複数のゾーンにわけ、各ゾーン内で同じ書き込み周波数と記録再生用のパラメータ（波形等価フィルタの係数など）を用いるゾーンビットレコーディングが一般的に行われため、記録媒体の内周側のトラックと外周側のトラックとで、そのトラック中に含まれるセクタの数が異なるからである。ここで、図５に一例を示す（Hitachi 4GB Micro drive 3K-4、Hard Disk Drive Specifications）。なお、１スーパークラスタのセクタ数と１トラックのセクタ数とがあまり大きな最大公約数を持つとスーパークラスタの先頭が円周方向でみてばらばらに配置されなくなるので注意する必要がある。

そして、本実施の形態においては、このようにスーパークラスタが配置された記録媒体をさらに、ほぼ同じ容量をもつ複数の部分領域としてのエリアに分割する。図６は、エリアの数が「４」の場合の例を示す図である。各エリアの容量は、データの連続転送速度に基づきほぼ同じ容量になるよう区分するため、各エリアの幅が記録媒体の外周側に向かうほど狭くなっている。なお、記録媒体２０の全容量を４ＧＢとし、各エリアの容量を１ＧＢとし、ＬＢＡが000000hから1FFFFFhまでをエリアＥ１とし、ＬＢＡが200000hから3FFFFFhまでをエリアＥ２とし、ＬＢＡが400000hから5FFFFFhまでをエリアＥ３とし、ＬＢＡが600000hから7FFFFFhまでをエリアＥ４とする。

ここで、ＰＣ環境で記録装置２を通常のＦＡＴファイルシステムの装置として使用する場合の一例を図７に示す。ホスト装置４としてＰＣが使用される場合には、ＦＡＴ情報およびディレクトリ情報は、記録装置２のシステム領域からその内容を読んで、ホスト装置４のＣＰＵ４２が直接アクセスできるメモリ４１に展開する。ホスト装置４は、自己責任でファイルの作成、消去又は修正の度に、メモリ３１に展開されているディレクトリ情報やＦＡＴをメンテナンスすると同時に、その内容を記録装置２のシステム領域、及びディレクトリ領域にも反映させる。

ところで、本発明では記録装置２のデータ領域を有効に使い分けるために、図８に示すように、記録する空領域（空きクラスタ）の検索及びＦＡＴ決定権をホスト装置４側ではなくストレージ（記録装置２）側に委ねる構成である。このような構成にすることにより、効率的なシステムを構築することが可能になる。

図８は、ホスト装置４にディレクトリ決定権を委ね、記録装置２にＦＡＴ決定権を委ねた例を示している。したがって、記録装置２は、データ領域の使用可能な空きエリア（空きクラスタ）の決定を自身で行い、かつ、ＦＡＴチェーン（１ファイルを構成するクラスタ同士の連結情報）を自身で決定する。一方、ホスト装置４は、ＦＡＴチェーンの開始点（先頭クラスタ番号）の指定のみを行い、それ以降の空きクラスタの指定は記録装置２自身で行う。

ここで、データの書き込み処理が行われるときのデータ送受信システム１の動作について、図９に示すタイムチャートを参照して説明する。データ送受信システム１は、ファイルの物理的配置の方法として、シークタイムの最低値を保障するために、転送速度の遅い領域（記録媒体内周側）と早い領域（記録媒体外周側）を組み合わせて使用する方法（以下、ヘッドスケジューリング処理方法という。）を採用する。制御部２８には、ヘッドスケジューリング処理方法を行うための基本シークエンスとして、例えば、エリアＥ１→エリアＥ２→エリアＥ３→エリアＥ４→エリアＥ４→エリアＥ３→エリアＥ２→エリアＥ１が設定されているものとする。制御部２８は、データの書き込みに際しては、当該基本シークエンスを順次繰り返しながら、各エリアにアクセスする。また、制御部２８は、基本シークエンスにおいて、エリアＥ２の空きクラスタにデータを書き込み、つぎにエリアＥ１の空きクラスタにデータを書き込んだときに、基本シークエンスにしたがって各エリアのクラスタに書き込まれたデータのファイル情報を一時的に記憶するための処理を行うものとする。また、以下では、ホスト装置４のメモリ４１には、ディレクトリ情報が展開されて（書き込まれて）おり、記録装置２のメモリ３０には、ＦＡＴ情報が書き込まれているものとする。

本発明では、ヘッドスケジューリング処理方法による基本シーケンスごとに、ＦＡＴ情報の更新を行い、かつ、ＦＡＴ情報等のファイル情報の更新のタイミングを適宜図ることにより、データ転送レートの減少を防ぐことを目的としている。ファイル情報の更新は、例えば、データの書き込みを行っているエリアが、最もファイル情報を書き込むエリアに近づいたときに行うこととする。本実施例では、基本シーケンスの最終エリアであるエリアＥ１の書き込みが終了した時点でデータ保護処理であるファイル情報の更新作業を行う（図１０）。なお、更新するファイル情報には、ＦＡＴ情報、ファイルサイズ等ディレクトリ情報及びファイル復帰用のログ情報等がある。

ホスト装置４は、記録装置２に対して、書き込み操作を伴わないコマンド（ＳＣ＝１）を発行する（図１１）（ステップＳＴ１）。記録装置２は、メモリ３０に書き込まれているＦＡＴ情報を用いて、エリアＥ１内のクラスタから空きクラスタを検索し（ステップＳＴ２）、見つかった空きクラスタのアドレス番号を記録開始クラスタ番号として所定のコマンドを生成し（図１２）、生成したコマンドをホスト装置４に通知する（ステップＳＴ３）。なお、記録開始クラスタ番号は、ファイルのスタートクラスタ番号となる。

また、図１１に示すコマンドは、Ｒｅｃコマンドを示し、「ＳＣ」が「１」のときには、記録装置４は、実際のデータの書き込み操作を行わず、空きクラスタの検索を行い、「ＳＣ」が「０」のときには、記録装置４は、空きクラスタの検索を行い、検索された空きクラスタにデータの書き込みを行い、戻り値に記録開始クラスタ番号の先頭番号を返し、書き込み終了後は、次のゾーンから空きクラスタの検索を行う。また、「ＥＯＦ」が「１」のときには、書き込みデータが最終クラスタであることを意味し、「ＥＯＦ」が「０」のときには、通常の書き込みを意味する。また、「Ｚｏｎｅ」は、データゾーンの分割数を示す。

また、図１２に示すコマンドは、ステータスコードを示し、記録開始クラスタ番号を示す情報が記される。

ホスト装置４は、ステップＳＴ３の工程により得られた記録開始クラスタ番号に基づき、これから作成するファイルのディレクトリ情報を作成する（ステップＳＴ４）。そして、ホスト装置４は、記録装置２に対してデータの書き込みコマンド（ＳＣ＝０）を発行し（ステップＳＴ５）、ファイルの第１スーパークラスタに相当するデータを記録装置２に送信する。なお、ホスト装置４は、ファイルサイズが大きな場合には、一つのファイルを複数のスーパークラスタサイズのデータに分割し、各データを記録装置２に送信し、各データが複数のクラスタに書き込まれる。

記録装置２は、ホスト装置４から送信されたデータを、第１スーパークラスタとしてエリアＥ１の空きクラスタに書き込む。記録装置２は、ホスト装置４から送信された最初のデータを、ステップＳＴ３の工程でホスト装置４に送信した記録開始クラスタ番号に対応するクラスタに書き込みを行うが、以後、基本シークエンスに基づいて、エリアごとに空きクラスタの検索を行い、見つかった空きクラスタに順次データを書き込んでゆく（ステップＳＴ６）。また、記録装置２は、一の基本シークエンスが終了するごとに、当該基本シークエンスにしたがって各クラスタに書き込まれたデータのファイル情報を更新する。なお、本実施例では、ファイル情報を書き込む場所として、記録媒体２０の最外周のエリアを想定しているが、不揮発性固体メモリ２６に書き込んでも良い。

また、ホスト装置４は、書き込むデータがなくなった際に、ストップコマンドを送信し、併せてファイル情報を要求する（ステップＳＴ７）。記録装置２は、送信されたストップコマンドに応じて、データの書き込み処理を終了し、ファイル情報をホスト装置４に送信する（ステップＳＴ８）。ホスト装置４は、記録装置４から送信されたファイル情報を更新し、更新したファイル情報（ＦＡＴ、ディレクトリ情報）を記録装置４に送信する（ステップＳＴ９）。記録装置４は、ホスト装置４から送信されたファイル情報を所定の書き込み位置に書き込む。

このように構成されるデータ送受信システム１は、記録装置２とホスト装置４とが所定のインターフェース３で接続されてなり、ホスト装置４で撮像等されたデータを記録装置２に書き込む場合、ディレクトリ決定権をホスト装置４が有し、ＦＡＴ決定権を記録装置２が有するモードで行い、記録装置２では、ヘッドスケジューリング処理方法を行うための基本シークエンスにしたがってデータの書き込みを行い、一の基本シークエンスごとにファイル情報の更新を行うので、従来において電源断対策処理のために頻繁に発生していたヘッドのシーク処理を最小に抑えることが可能となり、さらにスケジューリング処理によるデータ転送レートを破綻させること無くデータ保護処理を行うことができる。なお、基本シークエンスにおける最後に相当するエリアは、ファイル情報を書き込むエリアの近傍（隣）としている。

また、本願発明では、例えば、データの書き込み中に電源断等が発生した場合、最大損失するデータは、１基本シーケンス分（ビデオデータであれば数秒分）のデータに抑えることが可能となり、データ保護処理を行わないときに損失する長時間分のデータ（３０分、１時間）損失を回避することができ、さらに、一クラスタにデータを書き込むごとにデータ保護処理を行うことによるデータ転送速度の低下も抑えることが可能となる。

また、本発明では、データを書き込んだ後、データの編集作業によって最初の整然としたデータの配置が壊れ、空き領域がフラグメント状態になった場合でも、本発明の性能にはほとんど影響を与えない。

また、本発明では、ファイルシステムを記録装置２が管理することにより、空領域（空きクラスタ）の検索処理やファイル保護処理等の処理を記録装置２が行うことが可能となり、ホスト装置４のＣＰＵ４２の処理能力やメモリ４１の負担を低減でき、アプリケーション開発にかかるコストも削減できる。

なお、本発明では、スケジューリング処理方法を行い、かつデータ保護処理を行いながらデータの書き込みを行う場合の一実施例を示したが、基本シーケンスについても、またデータ保護処理の頻度やファイル保護情報の書き込み場所に関しても、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

また、回転記録媒体を用いる記憶装置としてＨＤＤを具体例にして説明を行ったが、ランダムアクセス可能な記憶装置であれば、例えば、ＣＤ，ＤＶＤ等の光ディスクであっても同様の処理が可能である。また、説明ではＦＡＴファイルシステムを用いたがデータをファイルとして管理するシステムであればどのようなものでも適用できる。

本発明の実施の形態におけるデータ送受信システムを示すブロック図である。ホスト装置からみたアドレス空間を示すＬＢＡ空間を示す模式図である。各識別情報の意味を示す図である。ディレクトリエリアの構成を示す図である。記録媒体のトラックに含まれるセクタ数の一例を説明する図である。記録媒体の記録領域を４つのエリアに区分した例を示す模式図である。ホスト装置がディレクトリ決定権とＦＡＴ決定権を有する場合におけるデータ書き込みの説明に供する図である。ホスト装置がディレクトリ決定権を有し、記録装置がＦＡＴ決定権を有する場合におけるデータ書き込みの説明に供する図である。データの書き込み処理が行われるときのデータ送受信システムの動作についての説明に供するタイムチャートである。基本シークエンスとデータ保護処理との関係を示す図である。Ｒｅｃコマンドの一例を示す図である。ステータスコマンドの一例を示す図である。ヘッドスケジューリング処理の一例を示す図である。

符号の説明

１データ送受信システム、２０記録媒体、２１ヘッド部、２２ヘッド駆動部、２３記録媒体駆動部、２４サーボ制御部、２５リードライトチャンネル部、２６バッファメモリ、２７不揮発性固体メモリ、２８制御部、２９，４１演算処理部（ＣＰＵ）、３０，４２メモリ、３１，４０インターフェース制御部

Claims

所定サイズのクラスタごとにアドレスが付されてなるデータエリアを有する記録媒体と、
ホスト機器が接続されるインターフェース部と、
上記インターフェース部を介して上記ホスト機器から供給されるデータを上記記録媒体の上記データエリアに書き込む書込手段と、
上記記録媒体の上記データエリアを任意のデータ容量ごとに複数のエリアに区分けし、データを書き込む際に上記区分けした複数のエリアに上記書込手段がアクセスする順序を決定するアクセス順序決定手段と、
上記アクセス順序決定手段により決定されたアクセス順序に基づいて、書き込んだデータのファイル情報を更新するタイミングを決定するタイミング決定手段と、
上記インターフェース部を介して上記ホスト機器から供給されるデータを上記記録媒体の上記データエリアに書き込む際に、上記アクセス順序決定手段により決定されたアクセス順序にしたがって上記区分けした複数のエリアにアクセスし、アクセスしたエリア内の空きクラスタを検索し、検索した空きクラスタにデータを書き込むように上記書込手段を制御する制御手段と、
上記タイミング決定手段により決定されたタイミングに基づいて、書き込み済みのデータのファイル情報を更新するファイル情報更新手段とを備えることを特徴とする記録装置。
上記記録媒体は、ファイル情報が書き込まれるファイル情報エリアを有し、
上記ファイル情報更新手段は、上記タイミング決定手段により決定されたタイミングに基づいて、書き込み済みのデータのファイル情報を上記ファイル情報エリアに書き込むことを特徴とする請求項１記載の記録装置。
上記タイミング決定手段は、上記アクセス順序決定手段により決定されたアクセス順序に基づき、データを書き込む対象である上記区分けした一のエリアが、上記ファイル情報エリアに隣接又は近接するエリアとなった場合に、当該隣接又は近接するエリアにデータを書き込んだ後に、書き込み済みのデータのファイル情報を更新するようにタイミングを決定することを特徴とする請求項２記載の記録装置。
所定サイズの複数のエリアからなるデータエリアを有する不揮発性記憶媒体を備え、
上記ファイル情報更新手段は、上記タイミング決定手段により決定されたタイミングに基づいて、書き込み済みのデータのファイル情報を上記不揮発性記憶媒体の任意のエリアに書き込むことを特徴とする請求項１記載の記録装置。