JP2007293937A - ディスク記録再生装置および記録再生制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＤＤ装置におけるデータ先読み処理と低消費電力モードへの切替えを確実に行い、消費電力をより低減させる。
【解決手段】ＨＤＤアクセススケジューリング部１０は、先読み量決定部１５で決定した時間Ｔｒだけ、ＨＤＤ１から高速（ｋ倍）でデータの先読みを行う。先読み時間Ｔｒが所定値Ｔｒｍより大きい場合、ＨＤＤ１を低消費電力モードへ切替える（ただしＴｒｍ＝Ｔｏ／（ｋ−１）、Ｔｏは切替え時間）。ＨＤＤにおいて複数の低消費電力モードが選択可能な場合、消費電力計算部１６は各モードにおける平均消費電力を計算し、モード選択部１７は平均消費電力が最小となるモードを選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＨＤＤ等のディスク媒体にビデオ信号等を記録再生するディスク記録再生装置および記録再生制御方法に係り、特に消費電力を低減させる技術に関する。

ＨＤＤ等のディスク記録再生装置において、ディスク上に連続的に配置されたデータに対する読み出し速度を向上させる為に、先読み方式が使用されている。先読み方式とは、読み出し要求のあったデータブロックだけでなく、それに続く先のデータブロックについても読み出し、キャッシュメモリ等に格納しておく。そして、先のデータブロックに対する読み出し要求を受けた場合に、直ちにキャッシュメモリに格納しておいた先読みデータを転送することにより、ディスクの回転待ち時間や読み出しヘッドのシーク時間の制約を受けず、迅速にデータ転送を行うことができる。

先読み方式に関する技術として、特許文献１に記載のディスクメモリ装置では、リード命令に基づいてデータの先読み方向を検出する連続性検出手段と、先読みを行うディスクメモリ媒体の上の位置及びサイズを決定する先読み領域決定手段等を備える。これらにより、動画像や音声等のデータの逆再生や高速再生等の特殊再生にも対応できると述べられている。

一方、ＨＤＤ等のディスク記録再生装置は大容量の記録が可能であることから、携帯用のビデオプレーヤとして利用されつつある。しかし、ディスク回転のためのモータ部やヘッド可動部などの機械的に動作する部分が多く、モバイル用途としてはその消費電力の低減が求められている。

消費電力低減に関する技術として、特許文献２に記載の磁気ディスク装置では、一定時間アクセスがないときは装置のモータを停止させる節電処理を行うこと、また節電処理状態にあれば、ダミーシーク（磁気ヘッドを一定時間毎に移動させて微小な塵を吹き飛ばす処理）の要求があってもこれを無視し、ダミーシーク処理を実行しないようにすることが述べられている。

特開２００１−２８５８０５号公報 特開平７−１２１３０６号公報

ＨＤＤ等のディスク記録再生装置において、上記特許文献１と上記特許文献２に開示される技術を採用し、先読み方式によりリードデータの転送を迅速化し、かつ、節電処理を行い消費電力の低減を図ることが考えられる。すなわち、先読みリード動作を終了後、一定時間次のリード動作が行われないとき、モータを停止して低消費電力モードへ切替えるものである。

この場合、低消費電力モードがある時間継続することが確約されていれば問題ないが、一般には次のリード動作がいつ再開されるかは不定である。また、通常モードから低消費電力モードへの切替え時間（遷移時間）、及び低消費電力モードから通常モードへの切替え時間（復帰時間）はゼロではなく有限の値（オーバーヘッド時間）を持つ。よって、低消費電力モードへの切替えを確実に行うためには、リード動作の休止期間が切替えに要する時間（遷移時間と復帰時間）よりも長いことが必要である。もし、低消費電力モードへの切替え途中で次のリード動作の命令を受けた場合、復帰時間のために次のリード動作が遅れて、再生画像が乱れたり時間的に不連続になる恐れがある。リード動作の休止期間はデータの先読み条件に依存し、低消費電力モードも複数のモードが存在するから、装置動作の円滑化と消費電力の低減のためには、これらの最適な組合せを考慮する必要がある。しかしながら、上記特許文献１と上記特許文献２には、低消費電力モードへの切替えに要する時間や、低消費電力のモード選択については何ら考慮されていない。

本発明の目的は、データ読み出し又は書込み処理と低消費電力モードへの切替えを確実に行い、良好な再生画像等が得られるディスク記録再生装置および記録再生制御方法を提供することである。

また本発明の目的は、低消費電力のモード選択を最適に行い、消費電力をより低減させることである。

本発明は、ディスク媒体に対し連続するデータをその再生速度よりもｋ倍高速で読み出し又は書き込みを行うディスクドライブを有するディスク記録再生装置であって、ディスクドライブにて読み出し又は書き込むデータを格納するバッファメモリと、連続してデータの読み出し又は書き込みを行う時間Ｔｒを決定する読み出し書き込み量決定部と、ディスクドライブの読み出し又は書き込み動作を制御する制御部を備える。制御部は、ディスクドライブに対し時間Ｔｒだけデータの読み出し又は書き込みを行い、読み出し又は書き込み終了後、時間Ｔｒを所定値Ｔｒｍと比較し、時間Ｔｒが所定値Ｔｒｍより大きい場合、ディスクドライブをその一部の動作を停止させる低消費電力モードへ切替える（ただし、Ｔｒｍ＝Ｔｏ／（ｋ−１）、Ｔｏは低消費電力モードへの切替え時間）。

本発明は、ディスク媒体に対し連続するデータをその再生速度よりもｋ倍高速な速度Ｂｒで読み出し又は書き込みを行うディスクドライブを有するディスク記録再生装置であって、ディスクドライブにて読み出し又は書き込むデータを格納するバッファメモリと、連続してデータの読み出し又は書き込みを行うデータ量Ｆｒを決定する読み出し書き込み量決定部と、ディスクドライブの読み出し又は書き込み動作を制御する制御部を備える。制御部は、ディスクドライブに対しデータ量Ｆｒだけデータの読み出し又は書き込みを行い、読み出し又は書き込み終了後、データ量Ｆｒを所定値Ｆｒｍと比較し、データ量Ｆｒが所定値Ｆｒｍより大きい場合、ディスクドライブをその一部の動作を停止させる低消費電力モードへ切替える（ただし、Ｆｒｍ＝Ｔｏ・Ｂｒ／（ｋ−１）、Ｔｏは低消費電力モードへの切替え時間）。

ここで、ディスクドライブにおける低消費電力モードとして、切替え時間と消費電力がそれぞれ異なる複数のモードが選択可能である場合、制御部は、さらに、時間Ｔｒ又はデータ量Ｆｒから各モードにおける平均消費電力を計算する消費電力計算部と、計算した平均消費電力が最小となるモードを選択するモード選択部を有する。

また本発明は、ディスク媒体に対し連続するデータをその再生速度よりもｋ倍高速で読み出し又は書き込みを行うディスクドライブの記録再生制御方法であって、連続してデータの読み出し又は書き込みを行う時間Ｔｒを決定し、ディスク媒体に対し時間Ｔｒだけデータの読み出し又は書き込みを行う。読み出し又は書き込み終了後、時間Ｔｒを所定値Ｔｒｍと比較し、時間Ｔｒが所定値Ｔｒｍより大きい場合、ディスクドライブをその一部の動作を停止させる低消費電力モードへ切替える。

本発明は、ディスク媒体に対し連続するデータをその再生速度よりもｋ倍高速な速度Ｂｒで読み出し又は書き込みを行うディスクドライブの記録再生制御方法であって、連続してデータの読み出し又は書き込みを行うデータ量Ｆｒを決定し、ディスク媒体に対しデータ量Ｆｒだけデータの読み出し又は書き込みを行う。読み出し又は書き込み終了後、データ量Ｆｒを所定値Ｆｒｍと比較し、データ量Ｆｒが所定値Ｔｒｍより大きい場合、ディスクドライブをその一部の動作を停止させる低消費電力モードへ切替える。

ここで、低消費電力モードとして切替え時間と消費電力がそれぞれ異なる複数のモードを選択可能である場合、時間Ｔｒ又はデータ量Ｆｒから各モードにおける平均消費電力を計算し、平均消費電力が最小となるモードを選択する。

本発明によれば、ディスク記録再生装置においてデータ読み出し又は書込み処理を好適に行い、消費電力を低減させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明によるディスク記録再生装置の一実施例として、記録媒体としてＨＤＤを用いたモバイル用ビデオプレーヤのブロック構成を示す図である。

ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）１は、動画像や音声等のビデオコンテンツデータを格納し、要求に応じてコンテンツデータを再生速度（表示速度）よりも高速に読み出し（リード）又は書き込み（ライト）することができる。ＨＤＤには、媒体であるハードディスク、これを回転するディスクモータ、リード／ライト用ヘッド、サーボ機構などを含み、後述するようにその一部の動作を停止して低消費電力モードに切替えることができる。ＣＰＵ２は、バス３を介して装置内の各デバイスを制御し、ＨＤＤ１からコンテンツを再生するためのプログラムを実行する。メモリ４は、ＣＰＵ２の実行する各種プログラムやデータを格納する。入力装置（キー／リモコン）５は、ユーザの操作を入力しＣＰＵ２に伝達する。デコーダ／表示ＩＦ６は、再生したコンテンツファイルをデコードし、ＣＰＵ２の指示によりＧＵＩの表示処理を行う。ディスプレイ７は、デコーダ／表示ＩＦ６から出力される動画像や音声等の表示出力とＧＵＩの表示を行う。

メモリ４は、以下のプログラムを格納する。アプリケーション（プログラム）８は、ユーザの操作をキー／リモコン５から受け取り、ＧＵＩの表示やＨＤＤ１に格納されているコンテンツを再生しディスプレイ７に表示する処理を行う。その際、次の各プログラム９〜１４を利用する。再生処理部（プログラム）９は、コンテンツの再生処理を行うため、ＨＤＤ１からのコンテンツデータの読み出しと、読み出したデータをデコーダ／表示ＩＦ６に渡す処理を行う。

ＨＤＤアクセススケジューリング部（プログラム）１０は、再生処理部９からのＨＤＤリード要求を受け、ＨＤＤ１からの読み出し動作と先読み動作、及びＨＤＤ１の低消費電力モードへの切替えのタイミングを管理する。そのために、先読み量決定部１５は、アプリケーション８から取得した再生条件に合わせて、ＨＤＤ１から先読みすべき範囲とデータ量を決定する。消費電力計算部１６は、低消費電力モードに切替えた場合の平均消費電力を計算する。モード選択部１７は、消費電力計算部１６の計算結果に基づき、最適な低消費電力モードを選択する。また先読みバッファ１１は、再生処理部９により読み出したデータ（リード要求のあった領域と先読みしたデータ）を格納するメモリ領域である。

デコーダアクセススケジューリング部（プログラム）１２は、再生処理部９からのデコード要求を受け、ビデオの表示フレーム単位のデータをデコーダ／表示ＩＦ６に渡すタイミングを管理する。

ＨＤＤドライバ１３は、ＨＤＤアクセススケジューリング部１０からのデータリード要求や低消費電力モードへの切替え要求をＨＤＤ１に渡すインタフェースを管理する。デコーダドライバ１４は、デコーダアクセススケジューリング部１２からデコードデータを受け取り、デコーダ／表示ＩＦ６にコンテンツデータのデコードを行わせる。

ここで、本ビデオプレーヤのビデオ再生動作の順序を説明する。ユーザがキー／リモコン５を介して再生開始等の操作入力すると、アプリケーション８はこれを受け取り、再生処理部９に対してビデオ再生の開始や、再生モードの指示を行う。再生処理部９は、ＨＤＤアクセススケジューリング部１０に対しリード要求を出す。ＨＤＤアクセススケジューリング部１０は、ＨＤＤドライバ１３を介してＨＤＤ１の所定領域からデータを読み出し（先読みを含む）、リードデータを受け取る。先読みしたデータは、先読みバッファ１１に格納しておく。そして再生処理部９は、受け取ったリードデータをデコーダアクセススケジューリング部１２に渡し、デコード・再生させる。デコーダアクセススケジューリング部１２は、リードデータをデコーダドライバ１４を介してデコーダ６／表示ＩＦに渡す。その際、渡すタイミングを調整して、デコーダ６／表示ＩＦが所定のタイミングでデコードを行えるようにする。デコーダ／表示ＩＦ６は受け取ったデータをデコードして、ディスプレイ７に画像を表示する。

本ビデオプレーヤにおいて、ＨＤＤアクセススケジューリング部１０は、先読み量決定部１５によりＨＤＤ１からの先読み動作を行う際に先読みデータ範囲（データ量）を決定し、ＨＤＤ１におけるディスク回転を停止するなどして低消費電力モードへの切替える制御を行う。さらには、低消費電力モードとして複数のモードを備える場合には、消費電力計算部１６にてトータルの消費電力（平均消費電力）を計算し、モード選択部１７にてそれが最小となるモードを選択する。

本ビデオプレーヤは、様々な再生モードに対応して、効果的なＨＤＤのデータ先読みと、低消費電力モードへの切替えを行う。ビデオプレーヤの再生動作は、順方向の再生だけでなく逆方向再生の場合もあるので、先読みする方向は再生する方向に応じて切替える。順方向再生時は、リード要求されたデータを含みデータファイルの終端方向に先読みし、逆方向再生時は、リード要求されたデータを含みデータファイルの先頭方向に先読みする。

また、高速再生（早送りや早戻し）の場合もある。この場合は、再生に使用するデータは連続的ではなく離散的になる。映像コンテンツがＭＰＥＧ形式の場合、そのデータは３種類のピクチャ（Ｉ、Ｂ、Ｐ）のデータから構成され、高速再生の場合はＩピクチャのデータのみを使用する。よって、先読み範囲はコンテンツデータの中に離散的に格納されているＩピクチャのみとする。

図１の例ではビデオプレーヤとして必要な再生機能の部分を示しているが、さらにビデオコンテンツデータの記録機能を付加することでビデオレコーダ／プレーヤを実現する。その場合、ＨＤＤアクセススケジューリング部は、ライト要求に対して指定された範囲のデータだけでなく時間的に前後するデータを高速に「まとめ書き」あるいは「先書き」することで、データ転送の効率を向上させることができる。そして、ライト動作休止期間にＨＤＤを低消費電力モードへ切替えることにより、消費電力の低減を図ることができる。以下の実施例では再生の場合を述べるが、記録の場合についても同様に適用できる。

図２は、本実施例のビデオプレーヤにおける消費電力の時間変化を示す図である。横軸は時間ｔ、縦軸は消費電力Ｐである。ここでは、データの先読み動作と低消費電力モード切替えにより、ＨＤＤ部の消費電力がどのように変化するかを示す。

ＨＤＤの動作状態として、通常モードで先読みする期間Ｔｒ、通常モードから低消費電力モードに切替える遷移期間Ｔｏｔ、低消費電力モードの期間Ｔｌｐ、低消費電力モードから通常モードに切替える復帰期間Ｔｏｒが存在する。期間Ｔｒに高速で先読みしたデータは、ディスプレイで期間Ｔをかけて再生する。これらの動作は、周期Ｔで繰り返す。ここで通常モードとは、ＨＤＤのドライブを動作させ、データリードが可能な状態である。低消費電力モードとは、例えばＨＤＤのディスク回転を停止しヘッドを退避させた状態である。そして、先読み期間Ｔｒの消費電力をＰｒ、低消費電力モード期間Ｔｌｐの消費電力をＰｌｐ、モード切替の遷移期間Ｔｏｔと復帰期間Ｔｏｒにおける消費電力をＰｏとする。このように、モード切替のために有限の期間（オーバーヘッド時間）Ｔｏｔ，Ｔｏｒを要し、そのために電力Ｐｏを消費する。切替え期間（Ｔｏｔ＋Ｔｏｒ）は数ｓｅｃ、また切替え時電力Ｐｏは通常モードの電力の１／２以上に達する場合があり、電力低減のために無視できない量である。

低消費電力モード期間Ｔｌｐの長さは先読み期間Ｔｒの長さに依存し、先読み期間Ｔｒが短いと低消費電力モード期間Ｔｌｐも短くなる。しかし、切替え期間（Ｔｏｔ＋Ｔｏｒ）は一定で存在するため、先読み期間Ｔｒが短すぎると低消費電力モード期間Ｔｌｐが確保できないことになる。よって、低消費電力モードを確保できる先読み期間の長さ（下限値）を求め、下限値以下の場合は低消費電力モードへの切替えを実行しないようにする。このようにすれば、低消費電力モードへの切替え途中で通常モードへ復帰するような事態を避けることができ、安定した再生動作を維持することができる。

次に、低消費電力モードへの切替えを安定して行うための、先読み期間Ｔｒの下限値Ｔｒｍを導出する。先読み時の読み出しビットレート（リードスループット）をＢｒ、データ再生時（画像表示）のビットレートをＢｃとする。ここでＢｒ＞Ｂｃであり、この比Ｂｒ／Ｂｃ＝ｋとする。これらの処理するデータ量は等しいから、
Ｔｒ・Ｂｒ＝Ｔ・Ｂｃ
となる。また、低消費電力モード期間Ｔｌｐが確保されるためには、
Ｔｌｐ＝Ｔ−Ｔｒ−Ｔｏｔ−Ｔｏｒ＞０
となればよい。これらから、Ｔｒの条件を求めると、
Ｔｒ＞Ｔｏ／（ｋ−１） （ただしＴｏ＝Ｔｏｔ＋Ｔｏｒ）
よって、先読み期間Ｔｒの下限値Ｔｒｍは、
Ｔｒｍ＝Ｔｏ／（ｋ−１） ・・・（１）
となる。

あるいは、低消費電力モード期間Ｔｌｐを確保するための条件として、先読みデータ量Ｆｒで表現することもできる。その場合（１）式は、先読みデータ量の下限値をＦｒｍとすれば、
Ｆｒｍ＝Ｔｒｍ・Ｂｒ＝Ｔｏ・Ｂｒ／（ｋ−１） ・・・（２）
と表される。よって、先読みデータ量Ｆｒ＞Ｆｒｍとすればよい。

本実施例でのＨＤＤアクセススケジューリング部１０（先読み量決定部１５）は、式（１）あるいは（２）の下限値Ｔｒｍ、Ｆｒｍより大きくなるようにデータの先読みを行い、低消費電力モードへ切替える。もし、これを満足できない場合には、低消費電力モードへの切替えを実行しない。

具体的には、先読みバッファ１１の容量で判定することができる。すなわち、バッファ１１の格納可能な容量ＦｂがＦｂ＞Ｆｒｍを満足すれば、低消費電力モードへの切替えを実行する。換言すれば、先読みバッファ１１には、式（２）で決まる容量以上の容量を有するバッファメモリを採用するものとする。ただし、バッファ１１の中に、消去不可のデータが残存している場合には、メモリ全体の容量ではなく、使用可能な残容量で判断するのは言うまでもない。

上記計算では、先読み動作終了後、直ちに低消費電力モードへの切替えを行う場合を想定している。もし、切替え実行するまでに一定時間Ｔｏ’待機させるような場合には、時間Ｔｏ’を上記Ｔｏに加算してやればよい。

このように本実施例では、ＨＤＤの低消費電力モードへの切替え時間（オーバーヘッド時間）を考慮し、コンテンツの再生条件（ＨＤＤの読み出し速度、表示ビットレート、再生方向と速度など）に合わせて先読み時間（先読みデータ量）を決定する。これより、ＨＤＤを確実に低消費電力モードに推移させ、ＨＤＤの消費電力を低減させることができる。

図３は、本実施例における再生制御方法の一例を示すフローチャートである。ここでは、ＨＤＤアクセススケジューリング部１０の行う先読み動作と、低消費電力モードへの切替え動作を中心に説明する。

ＨＤＤアクセススケジューリング部１０は、アプリケーション８から再生条件を取得する（ステップＳ３０１）。再生条件には、再生方向（順方向、逆方向）、再生モード情報（標準再生、高速再生）、再生ビットレートなどが含まれる。そして、再生条件に合わせて、先読みすべきデータ量Ｆｒとデータ範囲を決定する（Ｓ３０２）。その際、先読みバッファ１１の容量や上記（２）式の下限値Ｆｒｍの条件を考慮する。

再生処理部９からリード要求を受け取ると（Ｓ３０３）、リード要求された範囲のデータが先読みバッファ１１に格納されているかどうかを判定する（Ｓ３０４）。先読みバッファ１１中に要求されたデータが有る場合は（Ｓ３０４でＹｅｓ）、要求されているデータを先読みバッファ１１から取り出して再生処理部９に返し（Ｓ３０５）、Ｓ３１３へ進む。先読みバッファ１１中に要求されているデータが無い場合は（Ｓ３０４でＮｏ）、Ｓ３０６へ進み要求されたデータの先読みを実行する。

Ｓ３０６では、ＨＤＤをリード動作可能な通常モードに設定する。もし、現時点のモードが低消費電力モードであれば、通常モードへ復帰させる。Ｓ３０１で取得した再生条件の再生方向がいずれの方向であるかを判定する（Ｓ３０７）。再生方向が順方向であれば（Ｓ３０７でＹｅｓ）、要求されたデータ範囲を含めてデータファイルの終端方向へ先読みを行い、先読みバッファ１１に格納する（Ｓ３０８）。先読みするデータ量はＳ３０２で決めた量とする。再生方向が逆方向であれば（Ｓ３０７でＮｏ）、要求されたデータ範囲を含めてデータファイルの先頭方向へ先読みを行い、先読みバッファ１１に格納する（Ｓ３０９）。

Ｓ３１０では、先読みしたデータ量Ｆｒが、上記（２）式に示す下限値Ｆｒｍよりも大きいかどうか判定する。Ｆｒ＞Ｆｒｍであれば（Ｓ３１０でＹｅｓ）、ＨＤＤを低消費電力モードに遷移させるためのコマンドを発行し、ＨＤＤを低消費電力モードに遷移させる（Ｓ３１１）。Ｆｒ＜Ｆｒｍであれば（Ｓ３１０でＮｏ）、低消費電力モードへの遷移は実行せず次のＳ３１２へ進む。

Ｓ３１２では、再生処理部９の要求している範囲のデータを先読みバッファから取り出し再生処理部９に返す。以下、再生動作が終了するまで繰り返す（Ｓ３１３）
このように本実施例のフローチャート（Ｓ３１０）では、先読みしたデータ量Ｆｒを下限値Ｆｒｍと比較判定し、低消費電力モードに遷移させるかどうかを決定しているので、低消費電力モードへの切替え失敗がなく、安定したデータ再生が実現できる。

なお、上記判定（Ｓ３１０）にて、先読みしたデータ量Ｆｒではなく先読み期間Ｔｒにより判定することもできる。その場合、先読み期間Ｔｒが上記（１）式に示す下限値Ｔｒｍよりも大きいかどうか判定して、低消費電力モードへの遷移を決定する。

本実施例のビデオプレーヤにおけるＨＤＤは、低消費電力モードとして、アクティブアイドル、ローパワーアイドル、スタンバイなどの複数の低消費電力モードを持っている。これらのモードでは、ＨＤＤ内部の動作状態が異なるため、消費電力の大きさが相違し、また通常モードからこれらのモードへ切替えるときの切替え時間（オーバーヘッド時間）についても相違する。本実施例では、低消費電力モードへ切替えるとき、トータルの消費電力が最も少ないモードを選択するものである。

図４は、ＨＤＤのもつ複数の低消費電力モードの例を説明する図である。（ａ）アクティブアイドルモードは、ヘッドアームサーボ制御のみをＯＦＦさせた状態で、消費電力Ｐａはやや大きいが、通常モード（リード）との切替え時間Ｔｏａは短い。（ｂ）ローパワーアイドルモードは、さらにヘッドを退避させた状態で、消費電力Ｐｌは減少するが切替え時間Ｔｏｌは長くなる。（ｃ）スタンバイモードは、さらにドライブ（ディスク回転）を停止させた状態で、消費電力Ｐｓは最も小さい。しかし、多くの部分を停止させるため、切替え時間Ｐｏｓは最も長くなる。すなわち、これらのモードにおいて、消費電力Ｐと切替え時間Ｔｏに関し、
Ｐａ＞Ｐｌ＞Ｐｓ、およびＴｏａ＜Ｔｏｌ＜Ｔｏｓ
の関係がある。図４には、各モードにおける消費電力と切替え時間の具体的数値を記述した。

図５は、図４で示した各低消費電力モードを選択した場合の消費電力の時間変化を示す図である。（ａ）はアクティブアイドルモード、（ｂ）はローパワーアイドルモード、（ｃ）はスタンバイモードを選択した場合である。各モードを順に比較すると、消費電力は、Ｐａ＞Ｐｌ＞Ｐｓと減少するが、切替え時間はＴｏａ＜Ｔｏｌ＜Ｔｏｓと増加する（図では、切替え時間Ｔｏａを遷移時間Ｔｏａｔと復帰時間Ｔｏａｒに分けて表示している、他の切替え時間についても同様）。その結果、各モードにおいて低消費電力状態を保持できる期間をＴａ，Ｔｌ，Ｔｓとすると、
Ｔａ＞Ｔｌ＞Ｔｓ
の関係になる。

トータルの消費電力を低減するためには、消費電力は小さく、保持時間は長いのが望ましいことは言うまでもないが、モードにより切替え時間が相違する結果、消費電力と保持時間とは相反する傾向にある。よって、ＨＤＤの低消費電力モードを選択するに当たって、最も消費電力の低い（ｃ）のスタンバイモードが必ずしも最適モードであるとは限らない。つまり、どのモードが最適であるかは、各モードでのトータル消費電力を算出し、これらを比較して、トータル消費電力が最小となるモードを選択する必要がある。

以下、各モードでのトータルの消費電力を計算する。計算では、各モードにおける１周期Ｔの平均消費電力Ｐａｖを求める（これには、先読み期間の消費電力も含む）。
アクティブアイドルモードにおける平均消費電力をＰａｖ（Ａ）とすると、
Ｐａｖ（Ａ）＝（Ｐｒ・Ｔｒ＋Ｐｏ・Ｔｏａ＋Ｐａ・Ｔａ）／Ｔ
＝（Ｐｏ−Ｐａ）・Ｔｏａ／（ｋ・Ｔｒ）
＋Ｐａ・（１−１／ｋ）＋Ｐｒ／ｋ ・・・（３）
ローパワーアイドルモードにおける平均消費電力をＰａｖ（Ｌ）とすると、
Ｐａｖ（Ｌ）＝（Ｐｒ・Ｔｒ＋Ｐｏ・Ｔｏｌ＋Ｐｌ・Ｔｌ）／Ｔ
＝（Ｐｏ−Ｐｌ）・Ｔｏｌ／（ｋ・Ｔｒ）
＋Ｐｌ・（１−１／ｋ）＋Ｐｒ／ｋ ・・・（４）
スタンバイモードにおける平均消費電力をＰａｖ（Ｓ）とすると、
Ｐａｖ（Ｓ）＝（Ｐｒ・Ｔｒ＋Ｐｏ・Ｔｏｓ＋Ｐｓ・Ｔｓ）／Ｔ
＝（Ｐｏ−Ｐｓ）・Ｔｏｓ／（ｋ・Ｔｒ）
＋Ｐｓ・（１−１／ｋ）＋Ｐｒ／ｋ ・・・（５）
となる。ここに、ｋは前述のビットレート比Ｂｒ／Ｂｃである。

図６は、上記（３）（４）（５）式により求めた各モードにおける平均消費電力の計算結果の例を示す図である。横軸は先読み時間Ｔｒ、縦軸は平均消費電力Ｐａｖであり、曲線ＡはアクティブアイドルモードＰａｖ（Ａ）、曲線ＬはローパワーアイドルモードＰａｖ（Ｌ）、曲線ＳはスタンバイモードＰａｖ（Ｓ）の場合である。なお計算式の各定数には、図４の消費電力と切替え時間の数値を用いている。先読み時間Ｔｒが増加するにつれ平均消費電力Ｐａｖは減少するが、その勾配はモードにより異なる。その結果各曲線は交差し、平均消費電力Ｐａｖが最小となる曲線（モード）も切り替わる。

最適モードを選択する際、上記（３）（４）（５）式に先読み時間Ｔｒを与えてそれぞれの平均消費電力Ｐａｖ（Ａ）、Ｐａｖ（Ｌ）、Ｐａｖ（Ｓ）を計算する。そして、計算した各平均消費電力Ｐａｖを比較し、平均消費電力Ｐａｖが最小になるモードを決定する。

あるいは、先読み時間Ｔｒを閾値と比較して最適モードを選択することもできる。曲線Ａと曲線Ｌの交点おける先読み時間をＴｒ１、曲線Ｌと曲線Ｓの交点における先読み時間をＴｒ２とする（ただしＴｒ１＜Ｔｒ２）。これらの閾値Ｔｒ１、Ｔｒ２は装置条件に依存する固定の値であり、上記（３）（４）（５）式の値が等しくなる条件から求めることができる。

まず、先読み時間ＴｒがＴｒ１より小さければ（Ｔｒ＜Ｔｒ１）、平均消費電力Ｐａｖが最小になるのはアクティブアイドルモード（曲線Ａ）の場合である。先読み時間ＴｒがＴｒ１より大きくＴｒ２より小さければ（Ｔｒ１＜Ｔｒ＜Ｔｒ２）、平均消費電力Ｐａｖが最小になるのはローパワーアイドルモード（曲線Ｌ）の場合である。そして、先読み時間ＴｒがＴｒ２より大きければ（Ｔｒ＞Ｔｒ２）、平均消費電力Ｐａｖが最小になるのはスタンバイモード（曲線Ｃ）の場合である。このように先読み時間Ｔｒがどの区間にあるかを判定することで、その都度平均消費電力を計算する必要がなく、最適モードを迅速に決定することができる。

上記説明では、先読み時間Ｔｒの大きさに注目して最適モードを選択するようにしたが、先読みデータ量Ｆｒに着目して判定することもできる。その場合、上記（３）（４）（５）式は、Ｔｒ＝Ｆｒ／Ｂｒ＝Ｆｒ／（ｋ・Ｂｃ）とおいて次のようになる。
Ｐａｖ（Ａ）＝（Ｐｏ−Ｐａ）・Ｔｏａ・Ｂｃ／Ｆｒ
＋Ｐａ・（１−１／ｋ）＋Ｐｒ／ｋ ・・・（６）
Ｐａｖ（Ｌ）＝（Ｐｏ−Ｐｌ）・Ｔｏｌ・Ｂｃ／Ｆｒ
＋Ｐｌ・（１−１／ｋ）＋Ｐｒ／ｋ ・・・（７）
Ｐａｖ（Ｓ）＝（Ｐｏ−Ｐｓ）・Ｔｏｓ・Ｂｃ／Ｆｒ
＋Ｐｓ・（１−１／ｋ）＋Ｐｒ／ｋ ・・・（８）
先読みデータ量Ｆｒを（６）（７）（８）式に与えて、各モードでの平均消費電力Ｐａｖを比較し、平均消費電力が最小となるモードを選択する。

また、先読みデータ量Ｆｒを閾値と比較して最適モードを選択することもできる。その場合の閾値は、上記Ｔｒ１、Ｔｒ２に対応させて、Ｆｒ１＝Ｔｒ１・Ｂｒ、Ｆｒ２＝Ｔｒ２・Ｂｒのように設定しておく。そして、Ｆｒ＜Ｆｒ１の場合はアクティブアイドルモードを、Ｆｒ１＜Ｆｒ＜Ｆｒ２の場合はローパワーアイドルモードを、Ｆｒ＞Ｆｒ２の場合はスタンバイモードを選択する。

上記結果から明らかなように、モード選択の指針は次の通りである。先読み時間Ｔｒまたは先読みデータ量Ｆｒが少ない場合は、より切替え時間Ｔｏが少ないモード（例えばアクティブアイドルモード）を選択し、先読み時間Ｔｒまたは先読みデータ量Ｆｒが多い場合は、より消費電力Ｐが小さいモード（例えばスタンバイモード）を選択することである。

このように本実施例によれば低消費電力のモード選択を最適に行い、消費電力をより低減させることができる。よって、省電力が強く要請されるモバイル用途のビデオプレーヤにおいて、消費電力の低減に大きく寄与する。

図７は、本実施例における再生制御方法の一例を示すフローチャートであり、ここでは、複数の低消費電力モードの中から最適なモードを選択して切替える工程を示す。この工程は、前記図３の全体フローチャートにおけるステップＳ３１１の中で実行できる。

まず、先読み時間Ｔｒを取得し（Ｓ７０１）、各低消費電力モードに切替えた場合の平均消費電力Ｐａｖを計算する。Ｓ７０２では、（３）式を用いてアクティブアイドルモードの場合の平均消費電力Ｐａｖ（Ａ）を計算する。Ｓ７０３では、（４）式を用いてローパワーアイドルモードの場合の平均消費電力Ｐａｖ（Ｌ）を計算する。Ｓ７０４では、（５）式を用いてスタンバイモードの場合の平均消費電力Ｐａｖ（Ｓ）を計算する。

次に計算した各モードの平均消費電力Ｐａｖを比較する。Ｐａｖ（Ａ）が最小である場合（Ｓ７０５でＹｅｓ）には、ＨＤＤをアクティブアイドルモードへ遷移させる（Ｓ７０６）。Ｐａｖ（Ｌ）が最小である場合（Ｓ７０７でＹｅｓ）には、ＨＤＤをローパワーアイドルモードへ遷移させる（Ｓ７０８）。Ｐａｖ（Ｓ）が最小である場合（Ｓ７０９でＹｅｓ）には、ＨＤＤをスタンバイモードへ遷移させる（Ｓ７１０）。

このようにして、先読み時間Ｔｒに応じて、最適な低消費電力モードへ切替えることができる。なお、平均消費電力Ｐａｖを計算する際、先読み時間Ｔｒではなく、先読みデータ量Ｆｒに基づき、上記（６）（７）（８）式を用いて計算することもできる。

また、先読み時間の閾値Ｔｒ１，Ｔｒ２、あるいは先読みデータ量の閾値Ｆｒ１，Ｆｒ２を予め求めておけば、先読み時間Ｔｒあるいは先読みデータ量Ｆｒをこれらの閾値と比較することで、最適な低消費電力モードへ切替えることができる。その場合には、平均消費電力Ｐａｖを計算する工程（Ｓ７０２〜Ｓ７０４）を省略することができる。

上記実施例では３種類の具体的な低消費電力モードを説明したが、これらは一例であり、他の種類のモードにも適用できる。またそれらから最適モードを選択する際に使用する計算式や閾値等は、適宜変更して設定すればよい。

本発明は、ＨＤＤを利用したビデオプレーヤのみではなく、ＨＤＤを利用したビデオレコーダにおいても適用可能である。その場合はＨＤＤに高速でまとめ書きして、書き込みを行わない期間にＨＤＤを低消費電力モードに切替えるようにすればよい。

また本発明は、ＨＤＤだけでなく、光ディスク等を含めたディスク媒体を用いて高速でデータの読み出し／書き込みを行うディスク装置に適用可能である。その場合、ディスクに格納するデータはビデオデータに限らず、時間的に連続するデータに対し読み出し／書き込みの効率を向上させ、また、ディスク回転等に要する消費電力の低減に寄与する。

本発明によるディスク記録再生装置の一実施例としてビデオプレーヤのブロック構成を示す図。 ビデオプレーヤにおける消費電力の時間変化を示す図。 再生制御方法の一例を示すフローチャート。 複数の低消費電力モードの例を説明する図。 各モードを選択した場合の消費電力の時間変化を示す図。 各モードにおける平均消費電力の計算結果の例を示す図。 最適な低消費電力モードを選択して切替えるフローチャート。

符号の説明

１…ＨＤＤ
２…ＣＰＵ
４…メモリ
５…キー／リモコン
６…デコーダ／表示ＩＦ
７…ディスプレイ
８…アプリケーション
９…再生処理部
１０…ＨＤＤアクセススケジューリング部
１１…先読みバッファメモリ
１２…デコーダアクセススケジューリング部
１３…ＨＤＤドライバ
１４…デコーダドライバ
１５…先読み量決定部
１６…消費電力計算部
１７…モード選択部
Ｔｒ…リード時間（先読み時間）
Ｔｏ，Ｔｏａ，Ｔｏｌ，Ｔｏｓ…モード切替え時間
Ｔｌｐ，Ｔａ，Ｔｌ，Ｔｓ…低消費電力モード時間
Ｔ…コンテンツデータのリード周期
Ｐｒ…リード時（先読み時）の消費電力
Ｐｏ…モード切替え時の消費電力
Ｐｌｐ，Ｐａ，Ｐｌ，Ｐｓ…低消費電力モード時の消費電力
Ｐａｖ…平均消費電力。

Claims (9)

1. ディスク媒体に対し連続するデータをその再生速度よりもｋ倍高速で読み出し又は書き込みを行うディスクドライブを有するディスク記録再生装置であって、
   上記ディスクドライブにて読み出し又は書き込むデータを格納するバッファメモリと、
   連続してデータの読み出し又は書き込みを行う時間Ｔｒを決定する読み出し書き込み量決定部と、
   上記ディスクドライブの読み出し又は書き込み動作を制御する制御部を備え、
   該制御部は、上記ディスクドライブに対し上記時間Ｔｒだけデータの読み出し又は書き込みを行い、
   該読み出し又は書き込み終了後、該時間Ｔｒを所定値Ｔｒｍと比較し、
   該時間Ｔｒが該所定値Ｔｒｍより大きい場合、上記ディスクドライブをその一部の動作を停止させる低消費電力モードへ切替えることを特徴とするディスク記録再生装置。（ただし、Ｔｒｍ＝Ｔｏ／（ｋ−１）、Ｔｏは低消費電力モードへの切替え時間）
2. ディスク媒体に対し連続するデータをその再生速度よりもｋ倍高速な速度Ｂｒで読み出し又は書き込みを行うディスクドライブを有するディスク記録再生装置であって、
   上記ディスクドライブにて読み出し又は書き込むデータを格納するバッファメモリと、
   連続してデータの読み出し又は書き込みを行うデータ量Ｆｒを決定する読み出し書き込み量決定部と、
   上記ディスクドライブの読み出し又は書き込み動作を制御する制御部を備え、
   該制御部は、上記ディスクドライブに対し上記データ量Ｆｒだけデータの読み出し又は書き込みを行い、
   該読み出し又は書き込み終了後、該データ量Ｆｒを所定値Ｆｒｍと比較し、
   該データ量Ｆｒが該所定値Ｆｒｍより大きい場合、上記ディスクドライブをその一部の動作を停止させる低消費電力モードへ切替えることを特徴とするディスク記録再生装置。（ただし、Ｆｒｍ＝Ｔｏ・Ｂｒ／（ｋ−１）、Ｔｏは低消費電力モードへの切替え時間）
3. 請求項１または２に記載のディスク記録再生装置であって、
   前記読み出し書き込み量決定部は、前記ディスク媒体からデータの読み出しを行う際、要求された範囲のデータと再生方向に連続する範囲のデータを先読み範囲として決定することを特徴とするディスク記録再生装置。
4. 請求項１または２に記載のディスク記録再生装置であって、
   前記ディスクドライブにおける前記低消費電力モードとして、切替え時間と消費電力がそれぞれ異なる複数のモードが選択可能である場合、
   前記制御部は、さらに、前記時間Ｔｒ又は前記データ量Ｆｒから各モードにおける平均消費電力を計算する消費電力計算部と、
   計算した該平均消費電力が最小となるモードを選択するモード選択部を有することを特徴とするディスク記録再生装置。
5. ディスク媒体に対し連続するデータをその再生速度よりもｋ倍高速で読み出し又は書き込みを行うディスクドライブの記録再生制御方法であって、
   連続してデータの読み出し又は書き込みを行う時間Ｔｒを決定し、
   上記ディスク媒体に対し該時間Ｔｒだけデータの読み出し又は書き込みを行い、
   該読み出し又は書き込み終了後、該時間Ｔｒを所定値Ｔｒｍと比較し、
   該時間Ｔｒが該所定値Ｔｒｍより大きい場合、上記ディスクドライブをその一部の動作を停止させる低消費電力モードへ切替えることを特徴とする記録再生制御方法。（ただし、Ｔｒｍ＝Ｔｏ／（ｋ−１）、Ｔｏは低消費電力モードへの切替え時間）
6. ディスク媒体に対し連続するデータをその再生速度よりもｋ倍高速な速度Ｂｒで読み出し又は書き込みを行うディスクドライブの記録再生制御方法であって、
   連続してデータの読み出し又は書き込みを行うデータ量Ｆｒを決定し、
   上記ディスク媒体に対し該データ量Ｆｒだけデータの読み出し又は書き込みを行い、
   該読み出し又は書き込み終了後、該データ量Ｆｒを所定値Ｆｒｍと比較し、
   該データ量Ｆｒが該所定値Ｔｒｍより大きい場合、上記ディスクドライブをその一部の動作を停止させる低消費電力モードへ切替えることを特徴とする記録再生制御方法。（ただし、Ｆｒｍ＝Ｔｏ・Ｂｒ／（ｋ−１）、Ｔｏは低消費電力モードへの切替え時間）
7. 請求項５または６に記載の記録再生制御方法であって、
   前記ディスク媒体からデータの読み出しを行う際、要求された範囲のデータと再生方向に連続する範囲のデータを先読みすることを特徴とする記録再生制御方法。
8. 請求項５または６に記載の記録再生制御方法であって、
   前記低消費電力モードとして切替え時間と消費電力がそれぞれ異なる複数のモードを選択可能である場合、
   前記時間Ｔｒ又は前記データ量Ｆｒから各モードにおける平均消費電力を計算し、
   該平均消費電力が最小となるモードを選択することを特徴とする記録再生制御方法。
9. 請求項５または６に記載の記録再生制御方法であって、
   前記低消費電力モードとして切替え時間と消費電力がそれぞれ異なる複数のモードを選択可能である場合、
   前記時間Ｔｒ又は前記データ量Ｆｒを閾値と比較し、
   該閾値より小さい場合には、切替え時間の小さいモードを選択し、
   該閾値より大きい場合には、消費電力の小さいモードを選択することを特徴とする記録再生制御方法。

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