JP2009025947A - バックアップシステム - Google Patents

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【課題】
バックアップ専用メモリを有効に利用しつつ、電源遮断時において、確実にバックアップ作業が行なえるバックアップシステムを提供する。
【解決手段】
HDD14を制御するIDEコントローラ15に、不揮発の第2メモリ18をFIFO方式で制御するDMAコントローラ16と、予備電源20からの供給範囲を限定する電源エリア切替部17を備える。電源が異常な遮断をしたとき、電源エリア切替部17は、電源を供給するエリアを第1電源エリアに限定し、DMAコントローラは、第1メモリ13を第2メモリ18に転送する。
【選択図】図1

Description

本発明は、異常時に、入力されたデータのバックアップを行なうバックアップシステムに関する
コンピュータや画像処理装置等の処理装置を利用するにあたって、データのバックアップは、非常に重要な事項である。特に、業務用の処理装置を利用する上では、定期的にデータのバックアップを行なうことが不可欠である。
バックアップの方法として、例えば、特許文献1には、バックアップ専用メモリを備え、前記メモリに対して定期的にデータのバックアップを行なうバックアップシステムが開示されている。
ところで、停電や電源プラグがコンセントから抜ける等、意図しない状態で電源が突然遮断された場合は、データのバックアップを行なうことができない。そこで、バックアップシステムには、主電源とは別に、バックアップ用の予備電源が備えられ、意図しない状態で電源が遮断された場合であっても、予備電源から電源を供給することができ、確実にバックアップを行なうことができる。
特開2002−32975公報
しかしながら、予備電源は蓄積する電源容量が少ないため、電源を供給できる時間が限られる。そのため、例えば、バックアップしたデータを記憶する記憶媒体がHDD(ハードディスクドライブ)の場合、データのバックアップを行なうのに時間を要するため、バックアップを終了する前に予備電源の電源容量が尽きてしまうことがあり、バックアップが完全にできない問題がある。
一方、予備電源の電源容量が尽きない短い時間でバックアップを行なうために、バックアップシステムに高速アクセスが可能なバックアップ専用メモリを備えることができる。しかし、データのバックアップを行なうためだけに高額なバックアップ専用メモリを用意したのでは、費用対効果が少ない問題がある。
本発明は、上記に鑑み、バックアップ専用メモリを有効に利用しつつ、意図しない電源遮断時においても、確実にデータのバックアップが行なえるバックアップシステムの提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明では、入力されたデータを一時的に記憶する第1メモリと、前記第1メモリに記憶されたデータを記憶する第2メモリと、前記データを記憶する記憶媒体と、前記記憶媒体に対して前記データのバックアップを行なうデータ制御部と、主電源とは別に設けられ、予備的に電源を供給する予備電源とを備え、異常時において、前記データ制御部は、前記予備電源の供給をバックアップ動作だけに限定し、前記第1メモリに記憶されたデータを前記第2メモリに転送することを特徴とする。
入力されたデータは、一時的に第1メモリに記憶される。第1メモリに記憶されたデータは、データ制御部によってバックアップが行なわれ、バックアップされたデータが記憶媒体に記憶される。
具体的には、正常時の場合、データ制御部は、第1メモリに記憶されたデータを定期的に、あるいは、不定期的に第2メモリに転送し、前記第2メモリに転送されたデータを記憶媒体に転送することで、データのバックアップを行なう。
例えば、第1メモリが揮発性のメモリで、第2メモリが不揮発性のメモリの場合、第2メモリに記憶されたデータは、電源が遮断されても消えない。そのため、データのバックアップを行なっているときに電源が突然遮断されたとしても、第2メモリに転送されたデータは消えない。そのため、記憶媒体にデータを転送するのに時間を要する場合であっても、確実にデータのバックアップを行なうことができる。
異常時の場合、データ制御部は、第1メモリに記憶されたデータを第2メモリに転送する。このとき、データ制御部は、予備電源の供給をバックアップ動作だけに限定する。具体的には、データ制御部は、予備電源の供給を、前記データ制御部と第1メモリと第2メモリに限定する。これにより、必要とする電源容量を少なくでき、必要最低限の電源によってバックアップが行なえる。そのため、バックアップを行なっているときに、予備電源の電源容量が尽きることがなく、確実にバックアップを行なうことができる上、データの保護が可能となる。
なお、第2メモリには、予備電源とは別に、第2メモリ専用のバックアップ電源を備えてもよい。この構成により、第2メモリは、異常時においても確実に稼動することができる。さらに、使用する電源を少なくすることができ、予備電源の少ない容量であっても確実にバックアップを行なうことができる。
通常、記憶媒体からデータを読み出す場合、記憶媒体を駆動させる駆動部を起動させる必要がある。そのため、記憶媒体からデータを読み出すまでに時間が必要となる。ところが、第2メモリからデータを読み出す場合は、第2メモリにアクセスするだけでデータを読み出すことができる。そのため、データを読み出すまでに時間を必要としない。
そこで、データ制御部は、異常が発生した後、正常な状態に復帰すると、異常が発生した直前の状態に戻すために、第2メモリに記憶されたデータを第1メモリに転送する。これにより、データを復帰させるための時間を短縮できる。
データ制御部は、記憶媒体に対して第2メモリに記憶されたデータのバックアップを行なっている最中に異常が発生した後、正常な状態に復帰すると、第2メモリに記憶されたデータを前記記憶媒体に転送する。これにより、データを確実に保護ができる。
データ制御部は、第2メモリに対して、先に記憶したデータから順に抽出するFIFO(First in,First out)方式で制御することを特徴とする。
データ制御部は、記憶したデータを記憶した順に読み出す。そのため、データの構成を変更することなく第1メモリあるいは記憶媒体に転送できる。そのため、異常発生前の状態に短時間で復帰できる。
データ制御部は、異常時においてバックアップを行なっているとき以外、すなわち、正常時においてもFIFO方式で第2メモリを制御する。そのため、バスアクセスの高速化が可能となる。
本発明によると、異常時にデータのバックアップを行なう場合は、予備電源から供給する範囲を限定し、不揮発性の第2メモリにデータを転送する。そのため、少ない電源容量で、かつ、短時間に行なうことができる。
また、通常時にデータのバックアップを行なう場合は、不揮発性の第2メモリを介して記憶媒体にデータを転送する。そのため、データのバックアップを行なっているときにエラーが発生してもデータは消えないので、確実にデータのバックアップを行なうことができる。
以下、本発明に係るバックアップシステムを詳細に説明する。
図1は、情報処理装置や画像処理装置といったデータを処理する処理装置に備えた本実施形態のバックアップシステムを示すブロック図である。処理装置に備えられたバックアップシステムは、処理装置が処理するファイルシステムや機器設定情報といったデータを保護するためのものであり、定期的に、あるいは、不定期的にバックアップを行なう。
バックアップシステムは、各データを記憶する第1メモリ13と、第1メモリ13に記憶されたデータを記憶する第2メモリ18と、データを記憶するHDD14と、HDD14に対してデータのバックアップを行なうIDE(Integrated Drive Electronics)コントローラ15と、バックアップシステムに電源を供給すると共に、処理装置全体に電源を供給する電源部23と、意図しない電源の遮断といった異常時に電源を供給する予備電源20と、処理装置全体の制御を司るCPU11と、CPU11からの指示に応じて処理装置全体のデータアクセスをコントロールするシステムコントローラ12とを備える。
これら装置は、それぞれがシステムバスによって接続されており、各装置間でのデータおよび命令の転送がされる。
電源部23は、使用者のスイッチの押下によって、処理装置に対して電源の供給や遮断の制御をする。例えば、使用者が電源ONを押下すると、電源の供給を開始すると共に、CPU11に対して電源ON信号を送信する。使用者が電源OFFを押下すると、電源の供給を遮断すると共に、CPU11に対して電源OFF信号を送信する。また、電源部23は、意図しない状態で電源が遮断されると、その旨をIDEコントローラ15に送信する。
予備電源20は、コンデンサとされ、電源部23から供給される電源を蓄積する。予備電源20は、電源部23からの供給が遮断されると、蓄積した電源をIDEコントローラ15に放電する。
第1メモリ13は、SRAMやDRAMといった電源が切れると記憶したデータが消えてしまう揮発性の半導体メモリである。第1メモリ13は、ファイルシステムや機器設定情報といった処理装置が処理したデータを常に記憶する。
第2メモリ18は、MRAMやFRAMといった電源が切れても記憶したデータが消えない不揮発性の半導体メモリである。第2メモリ18は、高速なアクセスが可能な高速メモリである。第2メモリ18は、第1メモリ13に記憶されたデータを記憶する。
第2メモリ18は、電源遮断時においても動作するように、第2メモリ18専用のバックアップ電源19を備える。バックアップ電源19は、乾電池や充電池等であって、電源が遮断されると第2メモリ18に対して電源を供給する。
HDD14は、処理されたデータを記憶する記憶媒体として機能する。HDD14は、入力されたデータを暗号化処理を施して記憶する。HDD14からデータを読み出すときは、そのデータを復号化処理し、出力される。
IDEコントローラ15は、第1メモリ13と第2メモリ18とHDD14との間でデータの転送を制御したり、予備電源20からの電源供給範囲を限定するデータ制御部である。IDEコントローラ15は、第1メモリ13と第2メモリ18とHDD14との間のデータ転送を制御するDMA(Direct Memory Access)コントローラ16と、意図しない電源の遮断といった異常時において、予備電源20からの供給をバックアップ動作だけに限定する電源エリア切替部17とを備える。
DMAコントローラ16は、第1メモリ13と第2メモリ18とHDD14とがCPU11を介すことなくデータの転送を行なうDMA転送において、このデータの転送の制御を行なう。DMAコントローラ16は、定期的に、あるいは、不定期的に、第1メモリ13に記憶されたデータを第2メモリ18に転送し、第2メモリ18に転送したデータをHDD14に転送する。
例えば、正常に電源がOFFされたときは、DMAコントローラ16は、IDEコントローラ15からの指示に基づいて、第1メモリ13に記憶されたデータを第2メモリ18に転送する。そして、第2メモリ18に転送されたデータをHDD14に転送する。
意図しない状態で電源が遮断されたときは、DMAコントローラ16は、IDEコントローラ15からの指示に基づいて、第1メモリ13に記憶されたデータを第2メモリ18に転送する。その後、正常に電源が供給されると、DMAコントローラ16は、データを異常発生時の状態に復帰させるために、第2メモリ18に記憶されているデータを第1メモリ13に転送する。
第2メモリからHDD14にデータを転送中にエラーが発生しときは、DMAコントローラ16は、意図しない状態で電源が遮断されたときと同様に、IDEコントローラ15からの指示に基づいて、第1メモリ13に記憶されたデータを第2メモリ18に転送する。その後、正常に電源が供給されると、DMAコントローラ16は、データを保護するために、第2メモリ18に記憶されているデータをHDD14に再度転送する。
DMAコントローラ16は、第2メモリ18に対してFIFO方式で制御する。これにより、記憶したデータを記憶した順に読み出すため、データの構成を変更することなく第1メモリ13あるいはHDD14に転送できるので、異常発生時の状態に短時間で復帰することができる。
なお、第1メモリ13から第2メモリ18、あるいは、第2メモリ18からHDD14のデータの転送頻度は、使用者の設定によって決定される。例えば、確実にデータを保護するのであれば、各転送頻度を多くする。処理動作を優先する場合は、各転送頻度を少なくする。あるいは、第1メモリ13から第2メモリ18に転送する回数に対して、第2メモリ18からHDD14に転送する回数を少なくする。
電源エリア切替部17は、異常時、すなわち、意図しない状態で電源が遮断されたとき、バックアップを行なうために必要な範囲のみに電源を供給するように、予備電源20から供給するエリアを限定する。すなわち、電源エリア切替部17は、バックアップを行なうのに必要最低限のエリアのみに電源を供給するように制御する。
具体的には、バックアップシステムを第1メモリ13と第2メモリ18とIDEコントローラ17とから構成される第1電源エリア21と、CPU11とシステムコントローラ12とHDD14から構成される第2電源エリア22とに分け、電源エリア切替部17は、第1電源エリア21のみに予備電源20からの供給し、第2電源エリア22に予備電源20からの供給をしない。これにより、予備電源20の消費電力を少なくできる。
電源エリア切替部17は、意図しない状態で電源が遮断され、予備電源20から電源の供給が開始されると、IDEコントローラ15からの指示に基づいて、電源が供給される範囲を第1電源エリア21に限定するために、第2電源エリア22につながる電源を遮断するスイッチをONする。
一方、正常に電源が供給されると、電源エリア切替部17は、IDEコントローラ15からの指示に基づいて、電源が供給される範囲を処理装置全体にするために、第2電源エリア22につながる電源を遮断するスイッチをOFFする。
次に、図2〜図4を用いて、バックアップシステムの動作について説明する。
先ず、バックアップシステムのスタンバイ動作について説明する。利用者は、バックアップシステムを備えた装置の電源をONする(S11)。CPU11は、異常発生によって電源が遮断されたか、正常に電源が遮断されたかを確認する。正常に電源が遮断された場合、CPU11は、IDEコントローラ15に対して、データの状態を確認するようにシステムコントローラ12を介して指示する。
IDEコントローラ15は、CPU11からの指示に基づいて、第2メモリ18にアクセスして、記憶されているデータを確認する(S12)。そして、IDEコントローラ15は、HDD14にアクセスして、記憶されているデータを確認する(S13)。具体的には、IDEコントローラ15は、DMAコントローラ16を制御して、HDD14に記憶されているデータと第2メモリ18記憶されているデータが一致しているか否かを確認する。それと同時に、IDEコントローラ15は、DMAコントローラ16を制御して、HDD14に記憶されたデータがアクセス可能か否かを確認する(S14)。
HDD14に記憶されているデータと第2メモリ18記憶されているデータが一致し、かつ、データへのアクセスエラーが無い場合は、IDEコントローラ15は、DMAコントローラ16を制御して、第2メモリ18のデータを第1メモリ13に転送し、処理が終了した旨をCPU11に送信する。処理装置は次の処理の待機状態となる。
HDD14に記憶されているデータと第2メモリ18記憶されているデータが一致しない場合、あるいは、データへのアクセスエラーが有る場合、IDEコントローラ15は、DMAコントローラ16を制御し、第2メモリ18のデータをHDD14に転送する(S15)。そして、IDEコントローラ15は、再度、HDD14にアクセスし(S13)、HDD14に記憶されているデータと第2メモリ18に記憶されているデータが一致するか、HDD14に記憶されたデータがアクセス可能かを確認する(S14)。
この動作を、HDD14に記憶されているデータと第2メモリ18記憶されているデータが一致し、かつ、データへのアクセスエラーが無くなるまで行なう。
HDD14に記憶されているデータと第2メモリ18記憶されているデータが一致し、かつ、データへのアクセスエラーが無くなったら、IDEコントローラ15は、DMAコントローラ16を制御して、第2メモリ18のデータを第1メモリ13に転送する。その後、IDEコントローラ15は、処理が終了した旨をCPU11に送信する。処理装置は次の処理の待機状態となる。
異常発生によって電源が遮断された場合、CPU11は、意図しない電源の遮断か、エラーによる電源の遮断かを確認し、その確認結果をシステムコントローラ12を介してIDEコントローラ15に出力する。
意図しない電源の遮断の場合、IDEコントローラ15は、DMAコントローラ16を制御して、第2メモリ18に記憶されたデータをHDD14に転送する。これと同時に、IDEコントローラ15は、異常発生時の状態に復帰するように、第2メモリ18に記憶されたデータを第1メモリ13に転送する。これらの転送が終了すると、IDEコントローラ15は、処理が終了した旨をCPU11に送信する。処理装置は次の処理の待機状態となる。
エラーによる電源の遮断の場合、IDEコントローラ15は、正常に電源が遮断された場合と同様に、DMAコントローラ16を制御して、HDD14に記憶されているデータと第2メモリ18記憶されているデータが一致するか、HDD14に記憶されたデータがアクセス可能かを確認し、一致しない場合やエラーが有る場合は、第2メモリ18に記憶されたデータをHDD14に転送する。IDEコントローラ15は、この動作を、HDD14に記憶されているデータと第2メモリ18記憶されているデータが一致し、かつ、データへのアクセスエラーが無くなるまで行ない、これらの転送が終了すると、IDEコントローラ15は、処理が終了した旨をCPU11に送信する。処理装置は次の処理の待機状態となる。
次に、バックアップシステムのバックアップ動作について説明する。
正常な状態で電源を遮断した場合のバックアップ動作として、使用者は、バックアップシステムを備えた処理装置の電源をOFFする(S31)。CPU11は、電源OFF信号を受信すると、IDEコントローラ15の必要項目を設定し、システムコントローラ12を介して設定した必要項目をIDEコントローラ15出力する。
IDEコントローラ15は、受信した必要項目に基づいて、第1メモリ13に記憶されたデータを第2メモリ18に転送するようにDMAコントローラ16を制御する。DMAコントローラ16は、IDEコントローラ15からの指示に基づいて第1メモリ13に記憶されたデータを第2メモリ18に転送する(S32)。
そして、IDEコントローラ15は、第2メモリ18に転送されたデータをHDD14に転送するようにDMAコントローラ16を制御する。DMAコントローラ16は、IDEコントローラ15からの指示に基づいて、第2メモリ18に記憶されたデータをHDD14に転送する(S33)。データの転送が完了すると、IDEコントローラ15は、バックアップが終了したことをCPU11に送信する。バックアップ終了信号を受信したCPU11は、電源をダウンする(S34)。
その後、使用者が装置の電源をONすると、バックアップシステムは、正常時のスタンバイ動作を開始する。
異常発生によって電源が遮断した場合、例えば、意図しない状態で電源が遮断された場合のバックアップ動作として、処理装置本体の電源が停電や電源プラグがコンセントから抜ける等によって電源の供給が遮断される(S21)。IDEコントローラ15は、電源部23より電源OFF信号を受信する(S22)。IDEコントローラ15は、電源OFF信号を受信したことをCPU11に対して割り込み信号を送信する。CPU11は、異常によって電源が遮断されたことを記憶する。そして、CPU11は、IDEコントローラ15の必要項目を設定し、システムコントローラ12を介して設定した必要項目をIDEコントローラ15に出力する。
IDEコントローラ15は、受信した必要項目に基づいて、予備電源20からの供給を第1電源エリア21に設定するように電源エリア切替部17を制御し、予備電源20からの供給を第1電源エリア21に限定する(S23)。
IDEコントローラ15は、受信した必要項目に基づいて、第1メモリ13に記憶されたデータを第2メモリ18に転送するようにDMAコントローラ16を制御する。DMAコントローラ16は、IDEコントローラ15からの指示に基づいて、第1メモリ13に記憶されたデータを第2メモリ18に転送する(S24)。データの転送が完了すると、IDEコントローラ15は電源をダウンする。
その後、使用者が装置の電源をONすると、バックアップシステムは、異常発生時の状態に戻すためのスタンバイ動作を開始する。
異常が、HDD14に対してバックアップを行なっている最中に異常が発生した場合は、IDEコントローラ15は、バックアップを行なっている最中に異常が発生したことをCPU11に対して割り込み信号を送信する。CPU11は、バックアップを行なっている最中に異常が発生したことを記憶する。そして、CPU11は、IDEコントローラ15の必要項目を設定し、システムコントローラ12を介して設定した必要項目をIDEコントローラ15に出力する。
IDEコントローラ15は、受信した必要項目に基づいて、第1メモリ13に記憶されたデータを第2メモリ18に転送するようにDMAコントローラ16を制御する。DMAコントローラ16は、IDEコントローラ15からの指示に基づいて、第1メモリ13に記憶されたデータを第2メモリ18に転送する。データの転送が完了すると、IDEコントローラ15は、バックアップが終了したことをCPU11に送信する。バックアップ終了信号を受信したCPU11は、電源をダウンする。
その後、使用者が装置の電源をONすると、バックアップシステムは、異常発生時の状態に戻すためのスタンバイ動作を開始する。
異常が、HDD14に対してバックアップを行なう以外の作業中に異常が発生した場合は、IDEコントローラ15は、その旨をCPU11に対して割り込み信号を送信する。CPU11は、HDD14に対してバックアップを行なう以外の作業中に異常が発生したことを記憶する。そして、CPU11は、IDEコントローラ15の必要項目を設定し、システムコントローラ12を介して設定した必要項目をIDEコントローラ15に出力する。
IDEコントローラ15は、受信した必要項目に基づいて、第1メモリ13に記憶されたデータを第2メモリ18に転送するようにDMAコントローラ16を制御する。このとき、DMAコントローラ16は、第2メモリ18がアクセス可能かを確認する。アクセスが可能である場合は、第1メモリ13に記憶されたデータを第2メモリ18に転送する。アクセスが不可の場合は、第1メモリ13に記憶されたデータをHDD14に転送する。データの転送が完了すると、IDEコントローラ15は、バックアップが終了したことをCPU11に送信する。バックアップ終了信号を受信したCPU11は、電源をダウンする。
その後、使用者が装置の電源をONすると、バックアップシステムは、異常発生時の状態に戻すためのスタンバイ動作を開始する。
これにより、バックアップシステムは、意図しない状態で電源が突然遮断された場合であっても、第1メモリ13に記憶されたデータを確実に第2メモリ18に転送することができ、データの保護ができる。また、電源を供給するエリアを限定することにより、予備電源20に蓄えられた電源によって、データを転送するのに必要な時間を確保でき、処理中のデータを確実にバックアップを行なうことができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。また、本発明のバックアップシステムは、コンピュータ、画像処理装置、洗濯機、電子レンジといった電子機器に用いることができる。
第2メモリは、USBメモリやSDメモリといった、取り外し可能なメモリであってもよい。記憶媒体は、HDDだけでなく、光ディスク磁気テープ等であってもよい。
第2メモリは、バックアップ用電源を備えているが、予備電源からの供給によって稼動してもよい。この場合、バックアップ用電源を削除することができるので、コストダウンが図れる。
本実施形態に係るバックアップシステムの一例を示すブロック図 バックアップシステムの起動動作を示すフローチャート 正常な電源遮断時のバックアップシステムの起動動作を示すフローチャート 異常な電源遮断時のバックアップシステムの起動動作を示すフローチャート
符号の説明
11 CPU
12 システムコントローラ
13 第1メモリ
14 HDD
15 IDEコントローラ
16 DMAコントローラ
17 電源エリア切替部
18 第2メモリ
19 バックアップ用電源
20 予備電源
21 第1電源エリア
22 第2電源エリア
23 電源部

Claims (7)

  1. 入力されたデータを一時的に記憶する第1メモリと、前記第1メモリに記憶されたデータを記憶する第2メモリと、前記データを記憶する記憶媒体と、前記記憶媒体に対して前記データのバックアップを行なうデータ制御部と、主電源とは別に設けられ、予備的に電源を供給する予備電源とを備え、
    異常時において、前記データ制御部は、前記予備電源の供給をバックアップ動作だけに限定し、前記第1メモリに記憶されたデータを前記第2メモリに転送することを特徴とするバックアップシステム。
  2. 正常時において、データ制御部は、第1メモリに記憶されたデータを第2メモリに転送し、前記第2メモリに転送されたデータを記憶媒体に転送することで、前記データのバックアップを行なうことを特徴とする請求項1に記載のバックアップシステム。
  3. 記憶媒体に対して第2メモリに記憶されたデータのバックアップを行なっている最中に異常が発生した後、正常な状態に復帰したとき、データ制御部は、前記第2メモリに記憶されたデータを前記記憶媒体に転送することを特徴とする請求項2に記載のバックアップシステム。
  4. 異常が発生した後、正常な状態に復帰したとき、データ制御部は、異常が発生した直前の状態に戻すために、第2メモリに記憶されたデータを第1メモリに転送することを特徴とする請求項1に記載のバックアップシステム。
  5. データ制御部は、予備電源の供給を、前記データ制御部と第1メモリと第2メモリの稼動に限定することを特徴とする請求項1に記載のバックアップシステム。
  6. データ制御部は、第2メモリに対して、先に記憶したデータから順に抽出するFIFO方式で制御することを特徴とする請求項1に記載のバックアップシステム。
  7. 第1メモリは揮発性のメモリとされ、
    第2メモリは不揮発性のメモリとされ、
    前記第2メモリは、異常時においても稼動するように、予備電源とは別のバックアップ電源を備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のバックアップシステム。
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