JP2009093570A - 情報記録再生装置、データ記録方法、およびデータ記録プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】装置の大型化や高コスト化を招かない構成で、電源断による事故が発生しても記録データを消失から保護することのできる情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る情報記録再生装置１は、ホストコンピュータ２から送信される記録データを格納する不揮発性のキャッシュメモリ部１０と、ディスクと揮発性バッファメモリとを内蔵したディスク装置３０と、ディスク装置の揮発性バッファメモリ部の空き容量情報を取得する空き容量検出手段２１と、空き容量情報に基づきキャッシュメモリ部におけるディスクへの記録が完了していないデータ領域の境界を示す境界位置情報１４を算出してキャッシュメモリ部の一部１６に記録する未記録領域管理制御手段２２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスク装置を使用した情報記録再生装置に関し、特に電源断などの事故の場合に記録データを消失から保護する情報記録再生装置に関する。

近年、データを保存する需要の高まりから、比較的入手が容易な揮発性バッファメモリを内蔵したディスク装置を複数組み合わせて、耐障害性、高性能化を図ったディスクアレイ装置が開発されている。ここでいうディスク装置は、磁気ディスク装置、もしくは光ディスク装置などである。

通常、ディスク装置では、記録するデータをまとめ書きした方が、磁気ディスクなどに比べて処理時間が掛かるシーク処理を少なくすることができ、データ記録の効率が向上するため、ディスク装置内蔵の揮発性バッファメモリに記録データをある程度バッファリングした後、ディスクに記録を実行している。このため、そのようなディスク装置に電源断による事故が発生すると、ディスクに未記録のデータが消失してしまう危険性がある。

そのようなディスク装置を複数組み合わせたディスクアレイ装置でデータを記録した場合、ディスクアレイ装置内のコントローラがホストから受信した記録データを各ディスク装置に分割して送出し、各ディスク装置はコントローラから送信された記録データを内蔵の揮発性バッファメモリにある程度バッファリングしてからディスクに記録する。そのため、専用コントローラが把握している光ディスク装置に送出したデータ量と、実際にディスクに記録されたデータ量との間に差異が生じる。

ディスク装置がディスクにデータを記録している間に、電源断による事故が発生すると、ホストから受信した記録データのうち、ディスク装置に送出していない記録データについては、コントローラをバッテリ装置でバックアップするなどの対策によって保護することができる。しかし、ディスク装置に送出し、ディスク装置内蔵の揮発性バッファメモリ上にあるディスクに未記録のデータまでは保護できない。そのため、揮発性バッファメモリ上にある未記録のデータは消失する。

また、各ディスク装置に記録データを送出した後も、専用コントローラ内で記録データを保持し続ければ、記録データを保護できる。しかし、各々のディスク装置に送出したデータがディスクに記録されるまでの時間が、装置ごとの物理的特性によってそれぞれ異なるため、データを保持する期間を設定するのが容易ではない。

このような問題を解決する技術として、特許文献１にはデータ用とワーク用の２系統のディスク装置を使用し、上位装置から転送された記録データは、ワーク用ディスク装置とキャッシュメモリにほぼ同時に記録されるというディスクファイル装置が開示されている。また特許文献２には、キャッシュメモリ上の物理アドレスに関連づけられたデータを優先的に処理することにより、データのコヒーレンシーを保持するというディスクアレイ装置が開示されている。特許文献３には、不揮発性メモリをキャッシュメモリとして使用するディスクアレイ装置が開示されている。非特許文献１は、データを分割して複数のディスク装置に記録する手法であるストライピングについて記載している。

特公平０６−０６４８３８号公報 特開２００４−２１３４７０号公報 特開２００７−１７９５４５号公報 「ディスクアレイテクノロジRAID」、エーアイ出版、２０００年８月１１日、ｐ．７２〜８２

特許文献１の光ディスクファイル装置は、ワーク用ディスク装置とキャッシュメモリにほぼ同時に記録することによって、書き換え回数を大幅に削減し、電源断などの障害発生時には、ワーク用光ディスク装置に記録されたデータを使用して復旧させることができる。しかし、該光ディスクファイル装置にはデータ用とワーク用の２系統のディスク装置が必要であるので、装置の大型化および高コスト化を招くこととなる。

特許文献２のディスクアレイ装置は、バッファメモリを不揮発性のものとすることにより、データのコヒーレンシーを維持することができる。しかし、ディスク装置に送出したデータが、ディスクに記録されたか否かを確認する構成は記載されていないので、バッファメモリからディスク装置に送出された後でディスクに記録されていないデータを保護できないという問題は解決できていない。

特許文献３のディスクアレイ装置は、不揮発性のバッファメモリを使用する光ディスク装置に関するものである。光ディスク装置に搭載されているバッファメモリが不揮発性であれば、前述の問題は発生しない。しかし、不揮発性のバッファメモリは揮発性のものと比べて高価である。このため、特に複数のディスク装置のすべてを不揮発性バッファメモリ搭載のものとすると、装置の高コスト化を招くこととなる。

さらに、揮発性のバッファメモリを内蔵するディスク装置を、バッテリ装置によってバックアップして不揮発性のものとすることも考えられる。しかしこれも、特に複数のディスク装置を有するものである場合、大容量のバッテリ装置が必要となるので、やはり装置の大型化および高コスト化を招くこととなる。

なお、非特許文献１は、後述するようにストライピングについての従来技術を示しているに過ぎない。

本発明の目的は、装置の大型化や高コスト化を招かない構成で、電源断による事故が発生しても記録データを消失から保護することのできる情報記録再生装置、情報の記録方法および情報記録プログラムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る情報記録再生装置は、ホストコンピュータから送信される記録データを格納する不揮発性のキャッシュメモリ部と、ディスクと揮発性バッファメモリとを内蔵したディスク装置と、ディスク装置の揮発性バッファメモリ部の空き容量情報を取得する空き容量検出手段と、空き容量情報に基づきキャッシュメモリ部におけるディスクへの記録が完了していないデータ領域の境界を示す境界位置情報を算出してキャッシュメモリ部に記録する未記録領域管理制御手段とを備えたことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るデータ記録方法は、不揮発性のキャッシュメモリ部と、ディスクと揮発性バッファメモリを内蔵したディスク装置とを備えた情報記録再生装置において、ディスク装置にデータを記録する方法であって、ホストコンピュータから記録データを受信し、キャッシュメモリ部に格納するデータ格納工程と、ディスク装置の揮発性バッファメモリの空き容量情報を取得する空き容量検出工程と、空き容量情報に基づきキャッシュメモリ部におけるディスクへの記録が完了していないデータ領域の境界を示す境界位置情報を算出する境界位置算出工程と、境界位置情報をキャッシュメモリ部に記録する未記録領域制御工程とを備えたことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るデータ記録プログラムは、不揮発性のキャッシュメモリ部と、揮発性バッファメモリを内蔵したディスク装置とを備えた情報記録再生装置が備えるコンピュータに、ホストコンピュータから記録データを受信し、キャッシュメモリ部に格納する処理と、ディスク装置の揮発性バッファメモリの空き容量情報を取得する処理と、空き容量情報に基づきキャッシュメモリ部におけるディスクへの記録が完了していない領域の境界を示す境界位置情報を算出する処理と、境界位置情報をキャッシュメモリ部に記録する処理とを実行させることを特徴とする。

本発明は、上記したようにディスク装置の揮発性バッファメモリの空き容量からディスクへの記録が完了していないデータ領域の境界を示す境界位置情報を算出するように構成したので、ディスク装置を不揮発性のバッファメモリを内蔵するものとする必要はない。これによって、装置の大型化や高コスト化を招かない構成で、電源断による事故が発生しても記録データを消失から保護することのできる、従来にない優れた情報記録再生装置、情報の記録方法および情報記録プログラムを提供することができる。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る情報記録再生装置１の構成を示すブロック図である。情報記録再生装置１は、不揮発性のキャッシュメモリ部１０と、記録データ制御部２０と、データ記録制御部２３と、光ディスク装置部３０と、ホストインターフェース制御部４０と、ドライブインターフェース制御部５０とを具備する。

光ディスク装置部３０は、揮発性バッファメモリ３１と、記録媒体であるディスク３２とを含む。本発明に係るディスク装置は、光ディスク装置に限定されず、磁気ディスク装置などでもよいが、本実施例では特に光ディスク装置を使用した情報記録再生装置について説明する。

記録データ制御部２０は、揮発性バッファメモリ３１の空き容量情報を取得する空き容量検出手段２１と、空き容量情報に基づきキャッシュメモリ部１０におけるディスクへの記録が完了していない領域の境界を示す位置情報を取得してキャッシュメモリ部１０上の位置情報１６（後述）に記録する未記録領域管理制御手段２２とを有する。未記録領域管理制御手段２２は、キャッシュ記録ポインタ制御手段２４、ドライブ転送完了ポインタ制御手段２５、ドライブ記録完了ポインタ制御手段２６を備え、各々が位置情報１６にある記録データを管理する。また記録データ制御部２０は、後述の空き容量検出手段２１による処理を一定の間隔で行わせるコマンド発行タイマー２７を含む。

キャッシュ記録ポインタ制御手段２４は、ドライブインターフェース制御部５０に接続された光ディスク装置部３０に対応したキャッシュ記録ポインタ１２を有する。ドライブ転送完了ポインタ制御手段２５は、ドライブインターフェース制御部５０に接続された光ディスク装置部３０に対応したドライブ転送完了ポインタ１３を有する。ドライブ記録完了ポインタ制御手段２６は、ドライブインターフェース制御部５０に接続された光ディスク装置部３０に対応したドライブ記録完了ポインタ１４を有する。

不揮発性のキャッシュメモリ部１０は、ホストコンピュータ２から送信された記録データを記録するキャッシュ領域１１と、未記録領域管理制御手段２２が取得した未記録領域の境界を示す位置情報１６とを保持する。ここでいう位置情報１６は、キャッシュ記録ポインタ１２、ドライブ転送完了ポインタ１３、ドライブ記録完了ポインタ１４、および光ディスク装置部３０から取得された揮発性バッファメモリ３１のバッファ容量１７を総称していう。

不揮発性メモリの構成としては、バッテリを備えた揮発性メモリによる構成にしてもよいし、物理的不揮発性を備えたメモリによる構成にしてもよい。なお、キャッシュ領域１１は、スタートアドレスからエンドアドレスまでを循環して使用するリングバッファ形式とすることができる。

ホストインターフェース制御部４０は、ホストコンピュータ２からの記録コマンド、記録データを受信してキャッシュメモリ部１０に格納する。ドライブインターフェース制御部５０は、キャッシュメモリ部１０と光ディスク装置部３０とを接続する。データ記録制御部２３は、未記録領域管理制御手段２２が保持する位置情報に基づきキャッシュメモリ部１０上の未記録データをドライブインターフェース制御部５０経由で光ディスク装置部３０に転送して記録する。

ドライブインターフェース制御部５０は、光ディスク装置部３０を制御するインターフェースである。このインターフェースの種類はＡＴＡ、ＳＣＳＩなどが考えられるが、後述のバッファ容量報告コマンド、および記録コマンドを光ディスク装置部３０に送信できるものであれば、特に制限はない。

空き容量検出手段２１は、ドライブインターフェース制御部５０を経由して光ディスク装置部３０にバッファ容量報告コマンドを送信し、光ディスク装置部３０が返答した結果であるバッファ容量１７を位置情報１６に記憶して保持する。データ記録制御部２３は、ドライブインターフェース制御部５０を経由して光ディスク装置部３０に記録コマンドを送信する。

図２は、図１に示したキャッシュメモリ部１０の構成を示す概念図である。キャッシュ記録ポインタ１２は、ホストインターフェース制御部４０が、ホストコンピュータ２から受信した記録データを、キャッシュ領域１１に格納した際に更新するポインタである。

ドライブ転送完了ポインタ１３は、データ記録制御部２３が、ドライブインターフェース制御部５０を経由してキャッシュ領域１１から光ディスク装置部３０へ記録データを転送した際に更新するポインタである。

ドライブ記録完了ポインタ１４は、空き容量検出手段２１が、光ディスク装置部３０の揮発性バッファメモリの空き容量情報を取得し、揮発性バッファメモリの空き容量が増加した際に更新するポインタである。

キャッシュ記録ポインタ１２はドライブ記録完了ポインタ１４を、ドライブ記録完了ポインタ１４はドライブ転送完了ポインタ１３を、ドライブ転送完了ポインタ１３はキャッシュ記録ポインタ１２を、それぞれ追い越さないように制御される。実際にディスク上に記録されたデータは、ドライブ記録完了ポインタ１４で管理されている。これらの情報は、不揮発性の構成にしたキャッシュメモリ部１０上の位置情報１６として保持される。

このことによって、電源断による事故が発生した場合でも、情報記録再生装置１が復旧後にキャッシュ記録ポインタ１２とドライブ記録完了ポインタ１４の差分を調査し、差分が０でなければ光ディスク装置部３０に未記録のデータが存在していると判断して、キャッシュメモリ部１０内のキャッシュ領域にあるキャッシュ記録ポインタ１２とドライブ記録完了ポインタ１４の範囲で示される領域の未記録データ１５を光ディスク装置部３０に記録することができる。

図３は、図２に示したキャッシュ領域１１において記録データを管理する一例を示す概念図である。図３では、キャッシュメモリ部１０内の光ディスク装置部３０に対応したキャッシュ領域１１が、ポインタ０ｈ〜ポインタ２０００ｈ（１ポインタ＝８００ｈバイト）の範囲でリングバッファ領域として確保してあり、光ディスク装置部３０の揮発性バッファメモリ容量が４ＭＢの場合、ポインタ１８００ｈの位置から未記録領域管理制御手段２２がキャッシュメモリ部１０にある記録データを管理するという例を示している。

ホストコンピュータ２から８ＭＢの記録データを受信後、光ディスク装置部３０に４ＭＢまでの記録データを転送したならば、未記録領域管理制御手段２２は、キャッシュ記録ポインタ１２は８００ｈ、ドライブ転送完了ポインタ１３は０ｈ、ドライブ記録完了ポインタ１４は１８００ｈの位置をそれぞれ示す（図３の（ａ））。この時、空き容量検出手段２１が、ドライブインターフェース制御部５０を経由して光ディスク装置部３０にバッファ容量報告コマンドを送信したとしても、光ディスク装置部３０の揮発性バッファメモリ３１に空きがないため、報告されるバッファ容量１７は０となり、ドライブ記録完了ポインタ１４は１８００ｈのままである。

一定時間経過後、光ディスク装置部３０にバッファ容量報告コマンドを送信した結果、バッファ容量１７が１ＭＢであると報告されたならば、未記録領域管理制御手段２２はドライブ記録完了ポインタ１４を１Ａ００ｈの位置に修正する。更に、一定時間経過後、光ディスク装置部３０にバッファ容量報告コマンドを送信した結果、バッファ容量１７が２ＭＢであると報告されたならば、未記録領域管理制御手段２２はドライブ記録完了ポインタ１４を１Ｃ００ｈの位置に修正する（図３の（ｂ））。

この後、電源断による事故が発生し、その後に復帰した場合、キャッシュ記録ポインタ１２とドライブ記録完了ポインタ１４の差分は２０００ｈ−（１Ｃ００ｈ−８００ｈ）＝Ｃ００ｈ（６ＭＢ）となる。未記録領域管理制御手段２２は、光ディスク装置部３０に未記録のデータが存在していると判断して、キャッシュ領域１１にあるキャッシュ記録ポインタ１２の８００ｈとドライブ記録完了ポインタ１４の１Ｃ００ｈの範囲で示される６ＭＢの領域のデータを未記録データ１５として、光ディスク装置部３０に記録する。

図４は、図１に示す情報記録再生装置１において、電源が供給された後にデータ記録制御部２３が行う初期動作の処理手順を示すフローチャートである。まず、情報記録再生装置１に電源が投入されると（ステップＳ１００）所定の手順に従って、ドライブインターフェース制御部５０に接続されている光ディスク装置部３０の動作確認を含む、システムの立ち上げ処理を行う（ステップＳ１０１）。

次に、位置情報１６にあるキャッシュ記録ポインタ１２とドライブ記録完了ポインタ１４をチェックし（ステップＳ１０３）、この両者の差分が０であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。差分が０であれば、そのまま終了する（ステップＳ１０９）。

ステップＳ１０４で、差分が０でなければ、光ディスク装置部３０に未記録のデータが存在していることになるので、データ記録制御部２３がドライブインターフェース制御部５０経由でキャッシュ領域１１にあるキャッシュ記録ポインタ１２とドライブ記録完了ポインタ１４の範囲で示される領域の未記録データ１５を光ディスク装置部３０に転送して記録させる（ステップＳ１０５）。データ記録完了後、光ディスク装置部３０用のドライブ転送完了ポインタ１３とドライブ記録完了ポインタ１４を更新して位置情報１６に記録して（ステップＳ１０６）、初期動作の処理を終了する（ステップＳ１０９）。

図５は、図１に示す情報記録再生装置１において、ホストコンピュータ２から記録データを受信した場合にホストインターフェース制御部４０が行う処理手順を示すフローチャートである。処理を開始すると（ステップＳ２００）、ホストインターフェース制御部４０が、ホストコンピュータ２からのインターフェースコマンドの受信を待ち受ける状態となる（ステップＳ２０１）。ホストコンピュータ２からインターフェースコマンドを受信すれば、ホストインターフェース制御部４０は、該コマンドが記録コマンドであるか否かをチェックする（ステップＳ２０２）。記録コマンドでなければ、該コマンドに対応した処理を実行して（ステップＳ２０３）、ステップＳ２０１の状態に戻る。

ステップＳ２０２で、受信したインターフェースコマンドが記録コマンドであれば、ドライブインターフェース制御部５０に接続された光ディスク装置部３０のドライブ記録完了ポインタ１４とキャッシュ記録ポインタ１２との差分をチェックし（ステップＳ２１０）、該差分が０より大きいか否かを判断する（ステップＳ２１１）。

光ディスク装置部３０用のドライブ記録完了ポインタ１４とキャッシュ記録ポインタ１２との差分が０であれば、キャッシュメモリ部１０内のキャッシュ領域１１に空きがないと判断して、ステップＳ２１０に戻って、キャッシュ領域１１に空きができるまで待機する。

ステップＳ２１１で、ドライブ記録完了ポインタ１４とキャッシュ記録ポインタ１２との差分が０より大きければ、キャッシュ領域１１に空きがあると判断して、ホストコンピュータ２から記録データを受信し（ステップＳ２１２）、受信したデータをキャッシュ領域１１に転送する（ステップＳ２１５）。キャッシュ領域１１にデータの転送を完了した後、位置情報１６にあるキャッシュ記録ポインタ１２を更新する（ステップＳ２１６）。

キャッシュ記録ポインタの更新後、ホストコンピュータ２から全ての記録データを受信したかチェックする（ステップＳ２１７）。ホストコンピュータ２から全ての記録データを受信していなければ、ステップＳ２１０に戻って処理を継続する。全ての記録データを受信していれば、ステップＳ２０１の状態に戻って、ホストコンピュータ２から次のインターフェースコマンドの受信を待ち受ける。

図６は、図１に示す情報記録再生装置１において、キャッシュメモリ部１０に記録データが格納された場合にデータ記録制御部２３が行う処理手順を示すフローチャートである。処理を開始すると（ステップＳ３００）、位置情報１６にある光ディスク装置部３０用のキャッシュ記録ポインタ１２とドライブ転送完了ポインタ１３の差分が０であるか否かをチェックする（ステップＳ３０２〜３０３）。差分が０ならば、ステップＳ３０２の状態に戻る。

ステップＳ３０３で差分が０でなければ、キャッシュ領域１１に記録データが格納されていると判断して、ドライブインターフェース制御部５０経由で光ディスク装置部３０に記録コマンドを発行して（ステップＳ３０４）、キャッシュ領域から光ディスク装置部３０に記録データを転送し（ステップＳ３０５）、データ転送が完了するまで待機して（ステップＳ３０６）、ドライブ転送完了ポインタ１３を更新して位置情報１６に記録して（ステップＳ３０７）、ステップＳ３０１の状態に戻る。

図７は、図１に示す情報記録再生装置１において、キャッシュメモリ部１０に記録データが格納された場合に空き容量検出手段２１が行う処理手順を示すフローチャートである。処理を開始すると（ステップＳ４００）、光ディスク装置部３０用のコマンド発行タイマー２７をスタートさせ、設定時間を経過するまで待機する（ステップＳ４０１〜４０２）。

コマンド発行タイマー２７が設定時間を経過した後、位置情報１６にある光ディスク装置部３０用のドライブ転送完了ポインタ１３とドライブ記録完了ポインタ１４の差分をチェックし（ステップＳ４０４）、該差分が０であるか否かを判断する（ステップＳ４０５）。差分が０であれば、光ディスク装置部３０に内蔵された揮発性バッファメモリ３１に未記録のデータが存在していないと判断して、ステップＳ４０１の状態に戻る。

ステップＳ４０５で、ドライブ転送完了ポインタ１３とドライブ記録完了ポインタ１４の差分が０でなければ、光ディスク装置部３０に内蔵された揮発性バッファメモリ３１に未記録のデータが存在していると判断して、ドライブインターフェース制御部５０を経由して光ディスク装置部３０にバッファ容量報告コマンドを発行し（ステップＳ４０６）、それに対する光ディスク装置部３０からの返答を待つ（ステップＳ４０７）。

光ディスク装置部３０からバッファ容量の報告があれば、該バッファ容量を位置情報１６のバッファ容量１７として記憶した後（ステップＳ４０８）、今回報告されたバッファ容量１７と前回記録されたバッファ容量１７との差分をチェックする（ステップS４０９〜４１０）。該差分が０であれば、光ディスク装置部３０でディスクへの記録が完了した記録データが存在していないと判断して、ステップＳ４０１の状態に戻る。該差分が０でなければ、光ディスク装置部３０でディスクへの記録が完了した記録データが存在していると判断して、ドライブ記録完了ポインタ１４を更新した後（ステップＳ４１１）、ステップＳ４０１の状態に戻る。

ここで、コマンド発行タイマー２７の設定時間は、光ディスク装置部３０の記録スピードに応じ、ディスク３２へのデータ記録の単位を１ブロックとすると、１ブロックのデータ記録時間〜２ブロックのデータ記録時間の範囲内となるように設定するとよい。１ブロックより短い間隔でバッファ容量１７が変化することはない。逆に間隔が空きすぎると、ディスク３２に記録されているにもかかわらず未記録領域管理制御手段２２ででは未記録データ１５として扱われるデータが生じるので、同一のデータをディスク３２に重複して記録してしまい、記録済みデータの破壊などの不都合が生じることがある。

なお、図４〜７で説明した各フローチャートに係る各ステップの動作内容は、データ記録制御部２３、ホストインターフェース制御部４０、空き容量検出手段２１があらかじめ備えるコンピュータで動作するプログラムとして実行させるように構成することができる。

以上により、どの動作状態においても、空き容量検出手段２１と未記録領域管理制御手段２２でドライブ記録完了ポインタ１４を位置情報１６に記録することにより、キャッシュ領域１１におけるディスクへの記録が完了していない領域の境界が特定されている。そして、キャッシュ領域１１と位置情報１６とを不揮発性のキャッシュメモリ部１０で保持することによって、不慮の事故による電源断があっても、電源が再投入されると図４に示す初期動作の処理で未記録データ１５の有無を検出して、記録データを容易に復旧することができる。

記録データの復旧方法は、たとえばディスク３２が１回のみ書き込み可能なライトワンス媒体であれば、記録データが途中で中断されたブロックを欠陥ブロックとしてディスク管理情報に登録した後、交代領域にキャッシュメモリ部１０の記録データを記録して復旧させる。ディスク３２が複数回書き込み可能なリライタブル媒体であれば、記録データが途中で中断されたブロックを上書きすることにより、キャッシュメモリ部１０の記録データを記録して復旧させることが可能である。

［第２の実施の形態］
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る情報記録再生装置１ｂの構成を示すブロック図である。情報記録再生装置１ｂは、キャッシュメモリ部１０と、記録データ制御部２０と、データ記録制御部２３と、複数の光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎと、ホストインターフェース制御部４０と、ドライブインターフェース制御部５０とを具備する。第２の実施の形態は、前述の第１の実施の形態を、光ディスク装置部３０を複数個有する場合に拡張したものである。従って、以後の説明は、第２の実施の形態を第１の実施の形態と比較した場合の相違点のみを説明する。両者の間で共通する要素については、参照番号も同一として、説明を省略もしくは簡略化する。

ドライブインターフェース制御部５０は、複数の光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎを、ドライブ番号＃０〜＃Ｎ（＃Ｎは１以上の自然数）として認識する。そしてキャッシュメモリ部１０、記録データ制御部２０、データ記録制御部２３は、各々の光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎに対して、第１の実施の形態と同一の処理を行うことのできる構成を有する。

記録データ制御部２０は、各々の光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎに対して、揮発性バッファメモリの空き容量情報を検出する空き容量検出手段２１と、空き容量情報に基づきキャッシュメモリ部１０におけるディスクへの記録が完了していない領域の境界を示す位置情報を取得して位置情報１６（＃０〜＃N）に記録する未記録領域管理制御手段２２とを有する。

未記録領域管理制御手段２２は、各々の光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎに対して、キャッシュ記録ポインタ制御手段２４、ドライブ転送完了ポインタ制御手段２５、ドライブ記録完了ポインタ制御手段２６を備え、キャッシュメモリ部１０にある位置情報１６（＃０〜＃N）のデータを管理する。位置情報１６（＃０〜＃N）は、キャッシュ記録ポインタ１２（＃０〜＃N）、ドライブ転送完了ポインタ１３（＃０〜＃N）、ドライブ記録完了ポインタ１４（＃０〜＃N）、およびバッファ容量１７（＃０〜＃N）から構成される。

キャッシュ記録ポインタ制御手段２４は、ドライブインターフェース制御部５０に接続された各々の光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎに対応したキャッシュ記録ポインタ１２（＃０〜＃N）を有する。ドライブ転送完了ポインタ制御手段２５は、ドライブインターフェース制御部５０に接続された各々の光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎに対応したドライブ転送完了ポインタ１３（＃０〜＃N）を有する。ドライブ記録完了ポインタ制御手段２６は、ドライブインターフェース制御部５０に接続された各々の光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎに対応したドライブ記録完了ポインタ１４（＃０〜＃N）を有する。

不揮発性のキャッシュメモリ部１０は、メモリ内部を分割して、ドライブインターフェース制御部５０に接続された複数の光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎ（ドライブ番号＃０〜＃N）の各々に対応して、ホストコンピュータ２から送信された記録データを記憶するキャッシュ領域１１（＃０〜＃N）および未記録領域管理制御手段２２が取得した未記録領域の境界を示す位置情報１６（＃０〜＃N）を確保してある。各々のキャッシュ領域１１（＃０〜＃N）は、スタートアドレスからエンドアドレスまでを循環して使用するリングバッファ形式であり、図２〜３に示した第１の実施の形態と同様に動作する。

ホストインターフェース制御部４０は、データ分割制御部４１を具備し、ホストコンピュータ２から受信した記録データを予め定められた分割単位に分割して、キャッシュメモリ部１０に格納する。ドライブインターフェース制御部５０は、キャッシュメモリ部１０と各々の光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎとを接続する。データ記録制御部２３は、未記録領域管理制御手段２２が保持する位置情報に基づきキャッシュメモリ部１０上の未記録データをドライブインターフェース制御部５０経由で複数の光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎに転送して記録する。

データ分割制御部４１は、ホストコンピュータ２から受信した記録データを予め定められた分割単位に分割して、キャッシュメモリ部１０に格納する。記録データを分割する方法と単位については、非特許文献１にあるストライピング（RAID０）などを適用することができる。ストライピングは公知技術であるので、ここでは詳細な説明は省略する。

空き容量検出手段２１は、ドライブインターフェース制御部５０を経由して複数の光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎにバッファ容量報告コマンドを送信し、光ディスク装置部３０が返答したバッファ容量１７（＃０〜＃N）を位置情報１６（＃０〜＃N）で保持する。データ記録制御部２３は、ドライブインターフェース制御部５０を経由して複数の光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎに記録コマンドを送信する。

なお、以後の説明で、たとえばキャッシュ領域１１＃Ｍといえば、キャッシュ領域１１の中でドライブ番号＃Ｍに対応する部分のことを意味する。その他の構成要素についても、構成要素名の後に＃Ｍを付けることによって、その構成要素のドライブ番号＃Ｍに対応する部分のことを表すことがある。

図９は、図８に示す情報記録再生装置１ｂにおいて、電源が供給された後にデータ記録制御部２３が行う初期動作の処理手順を示すフローチャートである。なお、以後のフローチャートにおいても、第２の実施の形態と第１の実施の形態とで共通する動作については、参照番号を同一としている。

まず、情報記録再生装置１に電源が投入されると（ステップＳ１００）、所定の手順に従って、ドライブインターフェース制御部５０に接続されている複数の光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎの動作確認を含む、システムの立ち上げ処理を行う（ステップＳ１０１）。次に、ドライブインターフェース制御部５０に接続された光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎ（ドライブ番号＃０〜＃N）から、操作の対象となるドライブ番号＃Mに対してＭ＝０を代入する（ステップＳ１０２）。なお、Ｍは０または正の整数であり、かつ０≦Ｍ≦Ｎである。

次に、ドライブ番号＃M用のキャッシュ記録ポインタ１２＃Mとドライブ記録完了ポインタ１４＃Mの差分をチェックし（ステップＳ１０３）、この両者の差分が０であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。差分が０であれば、そのまま後述のステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０４で、差分が０でなければ、光ディスク装置部３０に未記録のデータが存在していることになるので、データ記録制御部２３がドライブインターフェース制御部５０経由でキャッシュ領域１１にあるキャッシュ記録ポインタ１２＃Mとドライブ記録完了ポインタ１４＃Mの範囲で示される領域の未記録データ１５を、ドライブ番号＃Mに対応する光ディスク装置部３０＃Mに転送して記録する（ステップＳ１０５）。データ記録完了後、ドライブ番号＃M用のドライブ転送完了ポインタ１３＃Mとドライブ記録完了ポインタ１４＃Mを更新して位置情報１６＃Mに記録する（ステップＳ１０６）。

以上で、ドライブ番号＃Mについてのチェックを終了したら、次のドライブをチェックするために＃Mをインクリメント（＋１だけ増加）する（ステップＳ１０７）。そしてインクリメントされたドライブ番号＃Mが、ドライブ番号の最大値＃Ｎを上回ったか否かを判断する（ステップＳ１０８）。＃M＞＃Ｎであれば、ドライブインターフェース制御部５０に接続されている全ての光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎについてチェックが完了したので、初期動作の処理を終了する（ステップＳ１０９）。＃M＞＃Ｎでなければ、ステップＳ１０３に戻って、初期動作の処理がまだされていないドライブ番号に対して処理を続行する。

図１０は、図８に示す情報記録再生装置１ｂにおいて、ホストコンピュータ２から記録データを受信した場合にホストインターフェース制御部４０が行う処理手順を示すフローチャートである。処理を開始すると（ステップＳ２００）、ホストインターフェース制御部４０が、ホストコンピュータ２からのインターフェースコマンドの受信を待ち受ける状態となる（ステップＳ２０１）。ホストコンピュータ２からインターフェースコマンドを受信すれば、ホストインターフェース制御部４０は、該コマンドが記録コマンドであるか否かをチェックする（ステップＳ２０２）。記録コマンドでなければ、該コマンドに対応した処理を実行して（ステップＳ２０３）、ステップＳ２０１の状態に戻る。

ステップＳ２０２で、受信したインターフェースコマンドが記録コマンドであれば、ドライブインターフェース制御部５０に接続されたすべての光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎのドライブ記録完了ポインタ１４とキャッシュ記録ポインタ１２との差分をチェックし（ステップＳ２１０）、該差分が０より大きいか否かを判断する（ステップＳ２１１）。

すべての光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎにおいてドライブ記録完了ポインタ１４とキャッシュ記録ポインタ１２との差分が０であれば、キャッシュメモリ部１０内の光ディスク装置用キャッシュ領域に空きがないと判断して、ステップＳ２１０に戻って、キャッシュ領域１１に空きができるのを待機する。

光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎのうち、ドライブ記録完了ポインタ１４とキャッシュ記録ポインタ１２との差分が０でないドライブが１つ以上あれば、キャッシュ領域１１に空きがあると判断して、ホストコンピュータ２から記録データを受信し（ステップＳ２１２）、受信したデータを予め定められた分割単位に分割して（ステップＳ２１４）、キャッシュ領域１１に順次転送する（ステップＳ２１５）。キャッシュ領域１１にデータの転送を完了した後、キャッシュ記録ポインタ１２を更新して位置情報１６＃Mに記録する（ステップＳ２１６）。

キャッシュ記録ポインタの更新後、ホストコンピュータ２から全ての記録データを受信したかチェックする（ステップＳ２１７）。ホストコンピュータ２から全ての記録データを受信していなければ、ステップＳ２１０に戻って処理を継続する。全ての記録データを受信していれば、ステップＳ２０１の状態に戻って、ホストコンピュータ２から次のインターフェースコマンドの受信を待ち受ける。

図１１は、図８に示す情報記録再生装置１ｂにおいて、キャッシュメモリ部１０に記録データが格納された場合にデータ記録制御部２３が行う処理手順を示すフローチャートである。処理を開始すると（ステップＳ３００）、操作の対象となるドライブ番号＃Mに対してＭ＝０を代入した後（ステップＳ３０１）、ドライブ番号＃Mのキャッシュ記録ポインタ１２＃Mとドライブ転送完了ポインタ１３＃Mの差分が０であるか否かをチェックする（ステップＳ３０２〜３０３）。差分が０ならば、後述のステップＳ３０８に進む。

ステップＳ３０３で差分が０でなければ、ドライブ番号＃Mに対応するキャッシュ領域１１＃Mに記録データが格納されていると判断して、ドライブインターフェース制御部５０経由で、ドライブ番号＃Mに対応する光ディスク装置部３０＃Mに記録コマンドを発行して（ステップＳ３０４）、キャッシュ領域１１＃Mから光ディスク装置部３０＃Mに記録データを転送し（ステップＳ３０５）、データ転送が完了するまで待機して（ステップＳ３０６）、ドライブ転送完了ポインタ１３＃Mを更新して位置情報１６＃Mに記録して（ステップＳ３０７）、後述のステップＳ３０８に進む。

以上で、ドライブ番号＃Mについての操作を終了したら、次のドライブをチェックするために＃Mをインクリメント（＋１だけ増加）する（ステップＳ３０８）。そしてインクリメントされたドライブ番号＃Mが、ドライブ番号の最大値＃Ｎを上回ったか否かを判断する（ステップＳ３０９）。＃M＞＃Ｎであれば、ドライブインターフェース制御部５０に接続されている全ての光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎについてチェックが完了したので、ステップＳ３０１に戻ってＭ＝０から処理を繰り返す。＃M＞＃Ｎでなければ、ステップＳ３０２に戻って、処理がまだされていないドライブ番号に対して処理を続行する。

図１２は、図８に示す情報記録再生装置１ｂにおいて、キャッシュメモリ部１０に記録データが格納された場合に空き容量検出手段２１が行う処理手順を示すフローチャートである。処理を開始すると（ステップＳ４００）、光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎ用のコマンド発行タイマー２７をスタートさせ、設定時間を経過するまで待機する（ステップＳ４０１〜４０２）。コマンド発行タイマー２７の設定時間は、光ディスク装置部３０の記録スピードに応じた1ブロック以上２ブロック未満のデータ記録時間が望ましい。

コマンド発行タイマー２７が設定時間を経過した後、操作の対象となるドライブ番号＃Mに対してＭ＝０を代入した後（ステップＳ４０３）、ドライブ番号＃Mのドライブ転送完了ポインタ１３＃Mとドライブ記録完了ポインタ１４＃Mの差分をチェックし（ステップＳ４０４）、該差分が０であるか否かを判断する（ステップＳ４０５）。差分が０であれば、光ディスク装置部３０＃Mに内蔵された揮発性バッファメモリ３１に未記録のデータが存在していないと判断して、後述のステップＳ４１２に進む。

ステップＳ４０５で、ドライブ転送完了ポインタ１３＃Mとドライブ記録完了ポインタ１４＃Mの差分が０でなければ、光ディスク装置部３０＃Mに内蔵された揮発性バッファメモリ３１に未記録のデータが存在していると判断して、ドライブインターフェース制御部５０を経由して光ディスク装置部３０＃Mにバッファ容量報告コマンドを発行し（ステップＳ４０６）、それに対する光ディスク装置部３０＃Mからの返答を待つ（ステップＳ４０７）。

光ディスク装置部３０＃Mからバッファ容量の報告があれば、該バッファ容量を位置情報１６＃Mのバッファ容量１７＃Mとして記憶した後（ステップＳ４０８）、今回報告された光ディスク装置部３０＃Mのバッファ容量１７＃Mと前回記憶されたバッファ容量１７＃Mとの差分をチェックする（ステップS４０９〜４１０）。該差分が０であれば、光ディスク装置部３０＃Mでディスクへの記録が完了した記録データが存在していないと判断して、後述のステップＳ４１２に進む。該差分が０でなければ、光ディスク装置部３０＃Mでディスクへの記録が完了した記録データが存在していると判断して、ドライブ記録完了ポインタ１４＃Mを更新した後（ステップＳ４１１）、後述のステップＳ４１２に進む。

以上で、ドライブ番号＃Mについての操作を終了したら、次のドライブをチェックするために＃Mをインクリメント（＋１だけ増加）する（ステップＳ４１２）。そしてインクリメントされたドライブ番号＃Mが、ドライブ番号の最大値＃Ｎを上回ったか否かを判断する（ステップＳ４１３）。＃M＞＃Ｎであれば、ドライブインターフェース制御部５０に接続されている全ての光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎについてチェックが完了したので、ステップＳ４０１に戻ってコマンド発行タイマー２７をリセットして処理を繰り返す。＃M＞＃Ｎでなければ、ステップＳ４０４に戻って、処理がまだされていないドライブ番号に対して処理を続行する。

なお、ここでもコマンド発行タイマー２７の設定時間は、光ディスク装置部３０の記録スピードに応じ、ディスク３２へのデータ記録の単位を１ブロックとすると、１ブロックのデータ記録時間〜２ブロックのデータ記録時間の範囲内となるように設定するとよい。理由は第１の実施の形態で述べたことと同一である。

また、図９〜１２で説明した各フローチャートに係る各ステップの動作内容は、データ記録制御部２３、ホストインターフェース制御部４０、空き容量検出手段２１があらかじめ備えるコンピュータで動作するプログラムとして実行させるように構成することができる。

以上の構成により、光ディスク装置部３０を複数個有する第２の実施の形態においても、前述の第１の実施の形態と同一の効果を得ることができる。複数個の光ディスク装置部３０ａ〜３０ｎは、不揮発性のバッファメモリを備える必要はない。また、不揮発性のキャッシュメモリ部１０の容量は従来と同程度でよい。そのため、装置の大型化や高コスト化を招かない構成で、電源断による事故が発生しても記録データを消失から保護でき、情報記録再生装置の信頼性を著しく高める効果を得ることができる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることは言うまでもないことである。

本発明は、揮発性バッファメモリ内蔵のディスク装置を使用した情報記録再生装置に適用できる。特に、複数個の揮発性バッファメモリ内蔵のディスク装置を組み合わせた情報記録再生装置に好適である。

本発明の第１の実施の形態に係る情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。 図１に示したキャッシュメモリ部の構成を示す概念図である。 図２に示したキャッシュ領域において記録データを管理する一例を示す概念図である。 図１に示す情報記録再生装置において、電源が供給された後にデータ記録制御部が行う初期動作の処理手順を示すフローチャートである。 図１に示す情報記録再生装置において、ホストコンピュータから記録データを受信した場合にホストインターフェース制御部が行う処理手順を示すフローチャートである。 図１に示す情報記録再生装置において、キャッシュメモリ部に記録データが格納された場合にデータ記録制御部が行う処理手順を示すフローチャートである。 図１に示す情報記録再生装置において、キャッシュメモリ部に記録データが格納された場合に空き容量検出手段が行う処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。 図８に示す情報記録再生装置において、電源が供給された後にデータ記録制御部が行う初期動作の処理手順を示すフローチャートである。 図８に示す情報記録再生装置において、ホストコンピュータから記録データを受信した場合にホストインターフェース制御部が行う処理手順を示すフローチャートである。 図８に示す情報記録再生装置において、キャッシュメモリ部に記録データが格納された場合にデータ記録制御部が行う処理手順を示すフローチャートである。 図８に示す情報記録再生装置において、キャッシュメモリ部に記録データが格納された場合に空き容量検出手段が行う処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１、１ｂ 情報記録再生装置
２ ホストコンピュータ
１０ キャッシュメモリ部
１１ キャッシュ領域
１２ キャッシュ記録ポインタ
１３ ドライブ転送完了ポインタ
１４ ドライブ記録完了ポインタ
１５ 未記録データ
１６ 位置情報
１７ バッファ容量
２０ 記録データ制御部
２１ 空き容量検出手段
２２ 未記録領域管理制御手段
２３ データ記録制御部
２４ キャッシュ記録ポインタ制御手段
２５ ドライブ転送完了ポインタ制御手段
２６ ドライブ記録完了ポインタ制御手段
２７ コマンド発行タイマー
３０、３０ａ〜３０ｎ 光ディスク装置部（ディスク装置）
３１ バッファメモリ
３２ ディスク
４０ ホストインターフェース制御部
４１ データ分割制御部
５０ ドライブインターフェース制御部

Claims (14)

1. ホストコンピュータから送信される記録データを格納する不揮発性のキャッシュメモリ部と、
   ディスクと揮発性バッファメモリとを内蔵したディスク装置と、
   前記ディスク装置の揮発性バッファメモリの空き容量情報を取得する空き容量検出手段と、
   前記空き容量情報に基づき前記キャッシュメモリ部における前記ディスクへの記録が完了していないデータ領域の境界を示す境界位置情報を算出して前記キャッシュメモリ部に記録する未記録領域管理制御手段と
   を有することを特徴とする情報記録再生装置。
2. 前記未記録領域管理制御手段は、ディスク装置に送出されたデータの先頭部に対応するキャッシュメモリ内の境界位置情報を、前記空き容量検出手段が取得した前記揮発性バッファメモリの空き容量の増加に対応して変更することを特徴とする請求項１に記載の情報記録再生装置。
3. 前記空き容量検出手段は、前記ディスク装置に前記揮発性バッファメモリの空き容量情報を取得する制御コマンドを送信することを特徴とする請求項２に記載の情報記録再生装置。
4. 前記境界位置情報に基づき、前記キャッシュメモリ部における前記ディスクへの記録が完了していない記録データを前記ディスク装置に送出して記録させるデータ記録制御部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の情報記録再生装置。
5. 前記ディスク装置を複数台有することを特徴とする請求項２に記載の情報記録再生装置。
6. 前記記録データを分割して前記複数台のディスク装置に記録させるデータ分割制御部を有することを特徴とする請求項５に記載の情報記録再生装置。
7. 前記空き容量検出手段に一定の間隔で前記空き容量情報を取得させるコマンド発行タイマーを有することを特徴とする請求項２に記載の情報記録再生装置。
8. 前記コマンド発行タイマーが前記空き容量検出手段に空き容量情報を取得させる間隔は、前記ディスク装置のデータ記録の単位を１ブロックとすると、１ブロックのデータ記録に要する時間以上で、かつ２ブロックのデータ記録に要する時間未満であることを特徴とする請求項７に記載の情報記録再生装置。
9. 不揮発性のキャッシュメモリ部と、ディスクと揮発性バッファメモリを内蔵したディスク装置とを備えた情報記録再生装置において、前記ディスク装置にデータを記録する方法であって、
   ホストコンピュータから記録データを受信し、前記キャッシュメモリ部に格納するデータ格納工程と、
   前記ディスク装置の前記揮発性バッファメモリの空き容量情報を取得する空き容量検出工程と、
   前記空き容量情報に基づき前記キャッシュメモリ部における前記ディスクへの記録が完了していないデータ領域の境界を示す境界位置情報を算出する境界位置算出工程と、
   前記境界位置情報を前記キャッシュメモリ部に記録する未記録領域制御工程と
   を有することを特徴とするデータ記録方法。
10. 前記境界位置算出工程は、ディスク装置に送出されたデータの先頭部に対応するキャッシュメモリ内の境界位置情報を、前記空き容量検出工程で取得された前記揮発性バッファメモリの空き容量の増加に対応して変更することを特徴とする請求項９に記載のデータ記録方法。
11. 前記空き容量検出工程は、前記ディスク装置に前記揮発性バッファメモリの空き容量情報を取得する制御コマンドを送信することを特徴とする請求項１０に記載のデータ記録方法。
12. 前記未記録領域制御工程に続いて、前記境界位置情報に基づき、前記キャッシュメモリ部における前記ディスクへの記録が完了していない記録データを前記ディスク装置に送出して記録させるデータ送出工程を有することを特徴とする請求項１０に記載のデータ記録方法。
13. 前記情報記録再生装置が前記ディスク装置を複数台有し、前記データ格納工程が前記複数台のディスク装置に向けて前記記録データを分割する工程を含むことを特徴とする請求項１０に記載のデータ記録方法。
14. 不揮発性のキャッシュメモリ部と、揮発性バッファメモリを内蔵したディスク装置とを備えた情報記録再生装置が備えるコンピュータに、
    ホストコンピュータから記録データを受信し、前記キャッシュメモリ部に格納する処理と、
    前記ディスク装置の前記揮発性バッファメモリの空き容量情報を取得する処理と、
    前記空き容量情報に基づき前記キャッシュメモリ部におけるディスクへの記録が完了していない領域の境界を示す境界位置情報を算出する処理と、
    前記境界位置情報を前記キャッシュメモリ部に記録する処理と
    を実行させることを特徴とするデータ記録プログラム。
    
    
    

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