JP2010282703A - 記録／再生制御装置、及びハードディスクドライブを用いた記録／再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＤＤの物理フォーマット情報を用いることなく、転送レートを平滑化し、最低転送レートを高くする。
【解決手段】制御部２３は、予め設定されたパラメータ及びＨＤＤ３−１，３−２を対にした領域毎の割り当てセクタ数に基づいて、１台の仮想ＨＤＤにおける１仮想トラックあたりのセクタ数を特定し、仮想アドレスとＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡとの間の変換規則を設定する。そして、１仮想トラックあたりのセクタ数分のデータ毎に、仮想アドレスを設定し、変換規則に基づいて、仮想アドレスをＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡに変換し、ＨＤＤ３−１，３−２へ同時にデータを記録する。これにより、ＨＤＤ３−１，３−２へデータを記録するレートが平滑化し、最低転送レートを高くすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像等の各種データを記録及び再生する装置に関し、特に、転送レートを平滑化すると共に、最低転送レートを高める記録／再生制御装置、及びハードディスクドライブを用いた記録／再生装置に関する。

従来、ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤという。）を用いて画像等の各種データを記録及び再生する記録／再生装置が知られている。記録／再生装置は、一般に、ＨＤＤの最外周トラックから最内周トラックへ向けて、５１２バイトの容量のセクタと呼ばれる単位にデータを記録する。ＨＤＤ内部では、シリンダ（トラック）番号、ヘッド（ディスク面）番号、シリンダ内でのセクタ番号が指定され、任意のセクタにアクセスが行われる。

セクタ単位にＨＤＤへデータを記録する方式の一つとして、ゾーン記録方式がある。このゾーン記録方式は、ＨＤＤ面を半径方向に輪切りにして数十程度の数に分割（ゾーン分割）し、分割した一つのゾーン内においては各シリンダのセクタ数が一定になるようにフォーマットされる。このため、同一ゾーン内では一定の転送レートでデータを記録する。また、ゾーン記録方式を用いたＨＤＤは、外周のゾーン程シリンダ内のセクタ数が多くなり、内外周に渡って面記録密度がほぼ一定になるように構成される。つまり、ゾーン記録方式では、外周に向かう程、シリンダ内のセクタ数を増やすことで、面積を有効利用し、大容量化を実現している。

ゾーン記録方式を用いた記録／再生装置では、ＨＤＤにデータを記録する際、ＨＤＤの内周側ゾーンよりも多くのセクタを外周側ゾーンに割り当てる。このため、外周側ゾーンの方が内周側ゾーンよりも転送レートが高くなる。具体的には、最外周ゾーンの転送レートは、最内周ゾーンの転送レートよりも２倍近い値である。記録／再生装置が一定のレートで送信された映像信号等のデータストリームを受信し、データストリームをＨＤＤに記録する場合、そのレートは、ＨＤＤにおいて最も低い転送レート、すなわち最内周ゾーンの転送レートに制限されてしまう。記録／再生装置がＨＤＤからデータを読み出して元のデータストリームに再生する場合も、そのレートは、ＨＤＤにおける最内周ゾーンの転送レートに制限されてしまう。これでは、ＨＤＤにおいて最も高い転送レートを有する最外周ゾーンのメリットを生かすことができない。

このような問題を解決するために、２台のＨＤＤを用いた記録／再生装置が知られている（例えば、特許文献１，２を参照）。特許文献１の記録／再生装置は、２台のＨＤＤのうちの一方のＨＤＤに対し、最外周トラックから最内周トラックへ向けて記録を行い、それと同時に、他方のＨＤＤに対し、最内周トラックから最外周トラックへ向けて記録を行うものである。これにより、２台のＨＤＤへ記録を行うレートは、最内周ゾーンの転送レートよりも高くなり、その転送レートの制限を受けることがない。また、転送レートを平滑化することができる。

また、特許文献２の記録／再生装置は、特許文献１の記録／再生装置と同様に、一方のＨＤＤに対し外周側ゾーンから内周側ゾーンへ向けて記録を行うと共に、それと同時に、他方のＨＤＤに対し内周側ゾーンから外周側ゾーンへ向けて記録を行うものである。さらに、この記録／再生装置は、２台のＨＤＤに対してデータを記録するゾーンアドレスをそれぞれ記憶しておき、２台のＨＤＤへの記録処理の際に、２つのゾーンアドレスを比較し、アドレスによって外周側ゾーン及び内周側ゾーンの程度を考慮したデータ量を決定する。具体的には、外周側ゾーン程データ量が多くなり、内周側ゾーン程データ量が少なくなるように、２台のＨＤＤに記録すべきデータの分配率を決定する。そして、決定した分配率に従って、受信したデータストリームを分配し、２台のＨＤＤへデータの記録をそれぞれ行う。

特開平５−２８２８４２号公報 特開平１０−５５５９７号公報

前述した特許文献１，２の記録／再生装置において、設計者は、ディスクのゾーン構成、ゾーン内のシリンダ数、シリンダ内のセクタ数及び不良セクタ情報等のＨＤＤの物理フォーマット情報を用いて、ＨＤＤへのアクセス制御に関する設計を行うものと考えられる。すなわち、特許文献１，２の記録／再生装置は、ＨＤＤの物理フォーマット情報に基づいた制御設計に従って、データを記録すべき２台のＨＤＤに対するアドレシングを行い、また、データの分配率を決定する。

しかしながら、ＨＤＤの物理フォーマット情報は開示されていないのが通常であり、その情報を入手することも困難である。このため、例えば、既製のＨＤＤを用いる場合には、転送レートを平滑化するための設計等、ＨＤＤにアクセスするために必要な制御設計を行うことが困難である。

そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＨＤＤの物理フォーマット情報を用いることなく、転送レートを平滑化し、最低転送レートを高めることが可能な記録／再生制御装置、及びハードディスクを用いた記録／再生装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明による記録／再生制御装置は、２台のハードディスクドライブの一方に対し、ディスクの転送レートが高い領域から低い領域へ向けて論理セクタアドレスを指定してアクセスすると共に、他方に対し、ディスクの転送レートが低い領域から高い領域へ向けて論理セクタアドレスを指定してアクセスすることにより、データの記録及び再生を行う記録／再生制御装置において、所定数の領域に分割された前記ハードディスクドライブについて、前記領域のセクタ数をパラメータとして記憶し、前記一方のハードディスクドライブの転送レートが高い領域から低い領域に対して、他方のハードディスクドライブの転送レートが低い領域から高い領域を対にした場合の前記対の領域のそれぞれに、前記領域毎に測定された転送レートに比例するようにセクタ数の割り当てが求められ、前記対の領域に対する割り当て情報をパラメータとして記憶するパラメータ記憶部、及び、前記パラメータに基づいて、前記２台のハードディスクドライブに記録すべきセクタ長のデータを、前記一方のハードディスクドライブの領域へ記録するデータと、前記領域と対になっている他方のハードディスクドライブの領域へ記録するデータとに振り分け、かつ、それぞれのデータにハードディスクドライブの前記領域における論理セクタアドレスを割り付け、前記割り付けた論理セクタアドレスを指定して前記２台のハードディスクドライブにアクセスし、前記データの記録を行う制御部、を備えたことを特徴とする。

また、本発明による記録／再生制御装置は、前記制御部が、前記領域のセクタ数を示すパラメータ及び前記対の領域に対するそれぞれの割り当て情報を示すパラメータに基づいて、前記対の領域における全セクタ数を算出し、前記対の領域のそれぞれに、前記割り当て情報に従って前記全セクタ数のデータが分配されるように、前記２台のハードディスクドライブを１台の仮想ハードディスクドライブとみなした場合の仮想アドレスを、前記２台のハードディスクドライブの論理セクタアドレスに変換するための変換規則を設定し、前記２台のハードディスクドライブに記録すべきセクタ長のデータに、前記仮想アドレスを設定し、前記変換規則に基づいて、前記データに設定した仮想アドレスを、前記一方のハードディスクドライブの領域の論理セクタアドレス、または、前記領域と対になっている他方のハードディスクドライブの領域の論理セクタアドレスに変換し、前記変換した論理セクタアドレスを指定して前記２台のハードディスクドライブにアクセスし、前記データの記録を行うことを特徴とする。

また、本発明による記録／再生制御装置は、前記制御部が、前記論理セクタアドレスを指定し、一方のハードディスクドライブに対しディスクの転送レートが高い領域から低い領域へ向けてデータを記録し、他方のハードディスクドライブに対しディスクの転送レートが低い領域から高い領域へ向けてデータを記録し、前記一方及び他方のハードディスクドライブにおける領域へのデータの記録は、共に、前記領域内における先頭セクタからセクタ番号が大きくなる方向へと行う、ことを特徴とする。

また、本発明による記録／再生装置は、前記記録／再生制御装置と、ディスクの転送レートが高い領域から低い領域へ向けてデータを記録する第１のハードディスクと、ディスクの転送レートが低い領域から高い領域へ向けてデータを記録する第２のハードディスクと、を備えたことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、ハードディスクドライブに対する転送レートの測定結果を利用して、ハードディスクドライブを所定数の領域に分割した場合における領域毎のセクタ数、及び、２台のハードディスクドライブに対の領域を設定した場合のデータの割り当て情報に基づいて、２台のハードディスクドライブに記録するデータを振り分け、データに論理セクタアドレスを割り付けるようにした。これにより、ＨＤＤの物理フォーマット情報を用いることなく、転送レートを平滑化し、最低転送レートを高めることが可能となる。

本発明の実施形態による制御装置を含む記録／再生装置の構成を示すブロック図である。 設計者により測定された、ＨＤＤの転送レート特性を示す概念図である。 設計者により設定された、ＨＤＤにおけるＮ（＝４）個の分割領域について説明する図である。 パラメータ記憶部に記憶されたパラメータを説明する図である。 ＨＤＤの各領域にデータを記録する順序を説明する図である。 制御部の記録処理を説明するフローチャートである。 （１）は書き込みデータ列を示す図である。（２）は仮想アドレスを示す図である。（３）は仮想アドレス及び論理セクタアドレスの関係を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
〔記録／再生装置の構成〕
まず、画像等の各種データを記録及び再生する記録／再生装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施形態による制御装置（記録／再生制御装置）を含む記録／再生装置の構成を示すブロック図である。この記録／再生装置１は、制御装置（記録／再生制御装置）２及び２台のＨＤＤ３−１，３−２を備えており、受信したデータストリームのデータを所定のレートにてＨＤＤ３−１，３−２に記録する装置であり、また、所定のレートにてＨＤＤ３−１，３−２からデータを読み出し、データストリームとして送信する装置である。記録／再生装置１は、記録装置として機能する場合、データストリームのパケットを受信し、受信したデータストリームをセクタ長毎のデータに区分し、２台のＨＤＤ３−１，３−２を１台の仮想ＨＤＤとして扱うことにより、その１台の仮想ＨＤＤにおける仮想トラック及び仮想セクタに対応した仮想アドレスに各データを割り振る。ここで、仮想ＨＤＤは、固定長の複数の仮想トラックから構成され、１仮想トラックは所定数の仮想セクタにより構成される。そして、１台の仮想ＨＤＤにおける仮想アドレスを、２台のＨＤＤ３−１，３−２におけるそれぞれの論理セクタアドレス（以下、ＬＢＡという。）に変換することにより、２台のＨＤＤ３−１，３−２にデータをそれぞれ振り分けて記録する。

ここで、仮想ＨＤＤにおける仮想アドレスへのデータ割り振り処理、及び、仮想アドレスと実際のＬＢＡとの間の変換処理は、予め設定されたパラメータに基づいて行われる。パラメータは、設計者がＨＤＤ３−１，３−２から全てのＬＢＡに対する転送レートを測定し、その結果データに基づいて設計者によって予め設定される。また、記録／再生装置１は、ＨＤＤ３−１に対し、転送レートの高い領域から転送レートの低い領域へ向けてデータのアクセスを行い、それと同時に、ＨＤＤ３−２に対し、転送レートの低い領域から転送レートの高い領域へ向けてデータのアクセスを行う。これにより、転送レートを平滑化し、最低転送レートを高めるようにしている。

図１に示すように、制御装置２は、通信部２１、データ記憶部２２、制御部２３、パラメータ記憶部２４及びキャッシュメモリ２５−１，２５−２を備えている。記録／再生装置１が記録装置として機能する場合、通信部２１は、データストリームのパケットを所定のプロトコルに従って受信し、データ記憶部２２に記憶する。そして、制御部２３は、データ記憶部２２に記憶されたデータを読み出し、ＨＤＤ３−１，３−２に記録する。一方、記録／再生装置１が再生装置として機能する場合、制御部２３は、ＨＤＤ３−１，３−２からデータを読み出し、データ記憶部２２に記憶する。そして、通信部２１は、データ記憶部２２からデータを読み出し、データストリームのパケットとして所定のプロトコルに従って送信する。

制御部２３は、記録／再生処理を行う前に、パラメータ記憶部２４からパラメータを読み出し、パラメータに基づいて、ＨＤＤ３−１，３−２を１台の仮想ＨＤＤとして扱った場合の、１仮想トラックあたりの仮想セクタ数を特定する。また、制御部２３は、パラメータに基づいて、仮想トラック及び仮想セクタに対応した仮想アドレスと、ＨＤＤ３−１，３−２における実際のＬＢＡとの間の変換規則を設定する。この変換規則には、転送レートを平滑化し、かつ最低転送レートを高めるために、制御部２３が、ＨＤＤ３−１に対し転送レートの高い領域から転送レートの低い領域へ向けてアクセスを行い、それと同時に、ＨＤＤ３−２に対し転送レートの低い領域から転送レートの高い領域へ向けてアクセスを行うように、ＨＤＤ３−１，３−２間で同時にアクセスする領域が決められており、一つの仮想アドレスと、ＨＤＤ３−１，３−２における一つのＬＢＡとが対応付けられている。

制御部２３は、データをＨＤＤ３−１，３−２に記録する場合、データ記憶部２２からデータを読み出し、このデータに仮想アドレスを割り振り、仮想アドレスをＬＢＡに変換し、ＬＢＡを指定してデータをキャッシュメモリ２５−１，２５−２に出力する。そして、キャッシュメモリ２５−１，２５−２は、データをＨＤＤ３−１，３−２に記録する。これにより、制御部２３において、データを仮想ＨＤＤの仮想アドレスに記録したものとして、管理することができる。一方、制御部２３は、データをＨＤＤ３−１，３−２から読み出す場合、読み出すべきデータの仮想アドレスをＬＢＡに変換し、ＬＢＡを指定してキャッシュメモリ２５−１，２５−２に出力する。そして、制御部２３は、キャッシュメモリ２５−１，２５−２により読み出されたデータを入力し、データ記憶部２２に記憶する。制御部２３は、仮想ＨＤＤにおける１仮想トラックのデータ毎に、ＨＤＤ３−１，３−２に対し同時にアクセスする。制御部２３の詳細については後述する。

パラメータ記憶部２４には、仮想ＨＤＤの１仮想トラックあたりの仮想セクタ数を決定するためのパラメータ、仮想トラック及び仮想セクタに対応した仮想アドレスと、ＨＤＤ３−１，３−２における実際のＬＢＡとの間の変換規則を設定するためのパラメータが記憶されている。パラメータ記憶部２４の詳細については後述する。

キャッシュメモリ２５−１は、制御部２３により指定されたＬＢＡに対しＨＤＤ３−１へアクセスし、制御部２３から入力したデータをＨＤＤ３−１のＬＢＡが示すセクタへ記録し、また、ＨＤＤ３−１のＬＢＡが示すセクタからデータを読み出して制御部２３に出力する。同様に、キャッシュメモリ２５−２は、制御部２３により指定されたＬＢＡに対しＨＤＤ３−２へアクセスし、制御部２３から入力したデータをＨＤＤ３−２のＬＢＡが示すセクタへ記録し、また、ＨＤＤ３−２のＬＢＡが示すセクタからデータを読み出して制御部２３に出力する。尚、制御装置２は、キャッシュメモリ２５−１，２５−２を必ずしも備える必要はなく、キャッシュメモリ２５−１，２５−２を備えていない場合は、制御部２３が、ＨＤＤ３−１，３−２へ直接アクセスする。

ＨＤＤ３−１，３−２は、内外周に渡ってＨＤＤの面記録密度がほぼ一定になるように構成されたゾーン記録方式のディスクである。ＬＢＡが小さい程転送レートが高くなり、ＬＢＡが大きい程転送レートが低くなる。ＨＤＤ３−１では小さいＬＢＡから大きいＬＢＡへ向けてデータが順次記録され、ＨＤＤ３−２では大きいＬＢＡから小さいＬＢＡへ向けてデータが順次記録される。

〔パラメータ記憶部〕
次に、図１に示したパラメータ記憶部２４に記憶されるパラメータについて説明する。前述したとおり、このパラメータは、設計者がＨＤＤ３−１，３−２から全てまたは一部のＬＢＡに対する転送レートを測定し、その測定データに基づいて設計者によって予め設定され、制御部２３により使用される。

（測定データ）
図２は、設計者により測定されたＨＤＤ３−１，３−２の転送レート特性を示す概念図である。尚、図２の測定データは、実際に測定したものではなく、説明のために用意したものであり、ＨＤＤ３−１またはＨＤＤ３−２のいずれかのＨＤＤのデータを示している。以下の説明では、ＨＤＤ３−１及びＨＤＤ３−２の転送レート特性は同等であるものとする。図２において、横軸はＬＢＡ（論理セクタアドレス）、縦軸は転送レートを示しており、棒グラフは、ＬＢＡのセクタ毎に測定した転送レート特性を示している。また、棒グラフの中央点をそれぞれ接続した線グラフは、棒グラフの変化を線で近似した場合の転送レート特性を示している。ＬＢＡ＝０は、ディスクの最外周ゾーンにおける開始セクタアドレスを示している。このセクタの転送レートは最大値Ｔｍａｘである。ＬＢＡ＝Ｌｍａｘは、ディスクの最内周ゾーンにおける最終セクタアドレスを示している。このセクタの転送レートは最小値Ｔｍｉｎである。

図２の測定データは、ＬＢＡが大きくなる程（ゾーンが最外周から最内周へ向かう程）転送レートが低くなり、同じゾーン内のＬＢＡにおいては、ほぼ一定の転送レートになることを示している。線グラフの転送レートＴは、以下の式により表される。
Ｔ＝Ｔｍａｘ−（Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）×Ｌ／Ｌｍａｘ
尚、図２の測定データには反映していないが、ヘッド切り替えまたはゾーン切り替えがあると、転送レートは瞬間的に小さくなる。また、図２の測定データは、階段状の棒グラフとして示しているが、実際は不良セクタの存在やサーボエラー等により、ゾーン内でも転送レートに変動が発生することがある。

ところで、測定対象であるＨＤＤ３−１，３−２内部の物理フォーマット情報は通常開示されていないから、設計者は、物理フォーマット情報に基づいた制御設計を行うことができない。すなわち、転送レートを平滑化するための設計等、ＨＤＤ３−１，３−２にアクセスするために必要な制御設計を行うことができない。そこで、設計者は、図２の測定データを用いて制御設計を行う。

（領域の設定）
図３は、設計者により設定された、ＨＤＤ３−１，３−２におけるＮ（＝４）個の分割領域について説明する図である。設計者は、図２の測定データを参照して、ＨＤＤ３−１，３−２におけるディスク領域をＮ個に分割する。分割される領域は、任意のＬＢＡの箇所でよい。図３は、ディスク領域を４個に分割した例を示しており、図２と同様に、横軸はＬＢＡ、縦軸は転送レートを示している。実線の棒グラフは、４個の領域に分割したときのＬＢＡの範囲及び転送レートを示しており、点線の棒グラフは、図２の測定データを示している。４分割された各領域の転送レートは、その領域におけるＬＢＡの範囲に対応した転送レートの平均値であり、図２の測定データに基づいて、設計者によって計算される。または、４分割された各領域の転送レートは、ぞれぞれの領域において測定されたレートである。

（パラメータの設定）
図４は、パラメータ記憶部２４に記憶されたパラメータを説明する図である。パラメータ記憶部２４は、（１）領域毎のセクタ数と、（２）ＨＤＤ毎の割り当てセクタ数とをパラメータとして記憶している。（１）（２）に示すパラメータは、設計者によって、図２に示した測定データ及び図３に示した分割領域のデータに基づいて、予め設定される。

図４（１）のパラメータは、ＨＤＤ３−１，３−２における領域の番号とセクタ数とが対になって構成されている。設計者は、ＨＤＤ３−１，３−２のディスク領域をＮ個に分割したことに伴い、図３に示した分割領域のデータを参照して、分割領域毎のセクタ数を特定し、領域の番号（１〜Ｎ）とその領域のセクタ数とを対にしてパラメータ記憶部２４に設定する。図４（１）では、領域１のセクタ数が３６に、領域２のセクタ数が２８に、領域Ｎ−１のセクタ数が１６に、領域Ｎのセクタ数が１２にそれぞれ設定されている。

図４（２）のパラメータは、ＨＤＤ３−１における領域の番号及びＨＤＤ３−２における領域の番号と、それぞれに割り当てられたセクタ数とが対になって構成されている。設計者は、制御部２３が仮想トラック毎に同時にアクセスするＨＤＤ３−１の領域及びＨＤＤ３−２の領域の組み合わせを決定し、それぞれの領域の転送レートに比例するように割り当てセクタ数を決定する。そして、決定した領域の組み合わせと、それぞれの領域の割り当てセクタ数とを対にしてパラメータ記憶部２４に設定する。この場合、領域の組み合わせは、ＨＤＤ３−１において小さいＬＢＡの領域１から大きいＬＢＡの領域Ｎに対し、ＨＤＤ３−２において大きいＬＢＡの領域Ｎから小さいＬＢＡの領域１を対応させることにより決定する。図４（２）では、（ＨＤＤ３−１の領域，ＨＤＤ３−２の領域）として（１，Ｎ）（２，Ｎ−１）・・・（Ｎ−１，２）（Ｎ，１）が設定されている。

また、設計者は、仮想ＨＤＤの１仮想トラックあたりのセクタ数を決定し、図３に示した分割領域のデータを参照して、組み合わせの領域におけるそれぞれの転送レートに比例するように、割り当てセクタ数を決定する。図４（２）では、１仮想トラックあたりのセクタ数を１２とし、（１，Ｎ）（２，Ｎ−１）・・・（Ｎ−１，２）（Ｎ，１）の（ＨＤＤ３−１の領域，ＨＤＤ３−２の領域）に対する（ＨＤＤ３−１の領域における割り当てセクタ数，ＨＤＤ３−２の領域における割り当てセクタ数）として（９，３）（８，４）・・・（４，８）（３，９）が設定されている。設計者は、それぞれの組み合わせの領域において、セクタ数を合計したときに１仮想トラックあたりのセクタ数が１２になるように、割り当てセクタ数を設定する。

このように、設計者は、図２に示した測定データ及び図３に示した分割領域のデータを参照して、図４（１）（２）の各種パラメータを決定し、パラメータ記憶部２４に設定する。

〔ＨＤＤへの記録順序〕
次に、制御部２３がＨＤＤ３−１，３−２の各領域にデータを記録する順序について説明する。図５は、その順序を説明する図である。前述したとおり、制御部２３は、ＨＤＤ３−１に対し、領域１から領域Ｎへ向けてキャッシュメモリ２５−１を介してデータを記録し、それと同時に、ＨＤＤ３−２に対し、領域Ｎから領域１へ向けてキャッシュメモリ２５−２を介してデータを記録する。

図５に示すように、制御部２３は、同じ領域内では、ＬＢＡが増える方向へとデータを記録する。例えば、制御部２３は、ＨＤＤ３−１の領域１に対し、開始セクタ１−αから終了セクタ１−βまで順番にデータを記録する。そして、制御部２３は、領域１の記録が完了した後、ＨＤＤ３−１の領域２に対し、開始セクタ２−αから終了セクタ２−βまで順番にデータを記録する。一方、制御部２３は、ＨＤＤ３−２の領域Ｎに対し、開始セクタＮ−αから終了セクタＮ−βまで順番にデータを記録する。そして、制御部２３は、領域Ｎの記録が完了した後、ＨＤＤ３−２の領域Ｎ−１に対し、開始セクタＮ−１−αから終了セクタＮ−１−βまで順番にデータを記録する。つまり、制御部２３は、ＨＤＤ３−２に対し、同じ領域内ではＨＤＤ３−１と同様にＬＢＡが増える方向へとデータを記録する。また、ある領域への記録が完了し隣接する領域へ移行する場合、その新たな領域では先頭アドレスの開始セクタへヘッドをシークする。

これにより、制御部２３は、ＨＤＤ３−１に対する領域内の処理とＨＤＤ３−２に対する領域内の処理とを、ＬＢＡが増える方向へとデータを記録する通常の簡易な処理に統一することができ、処理負荷を低減することができる。尚、ＨＤＤ３−２のある領域への記録が完了し、次の領域へ移行するシーク中には、制御部２３はデータを記録することができず、領域の境界面ではデータが途切れてしまう可能性がある。そこで、制御装置２にフラッシュメモリを設け、制御部２３は、ある領域への記録が完了して次の領域への記録が開始するまでの間のシーク時間中に、データをフラッシュメモリへ記録する。これにより、データが途切れてしまうことがなく、シーク動作による転送レートの低下を補うことができる。

〔制御部〕
次に、図１に示した制御部２３の記録処理について説明する。前述したとおり、制御部２３は、パラメータ記憶部２４からパラメータを読み出し、パラメータに基づいて、１台の仮想ＨＤＤにおける１仮想トラックあたりの仮想セクタ数を特定する。また、制御部２３は、パラメータに基づいて、仮想アドレス（仮想トラック及び仮想セクタに対応したアドレス）と、ＨＤＤ３−１，３−２における実際のＬＢＡとの間の変換規則を設定する。そして、制御部２３は、記録装置として機能する場合、データ記憶部２２からセクタ長単位のデータを、１仮想トラックあたりの仮想セクタ数毎に読み出し、読み出したデータに仮想アドレスを割り振り、仮想ＨＤＤの仮想アドレスに記録したデータとして管理する。そして、制御部２３は、アドレス変換規則に基づいて仮想アドレスをＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡに変換し、ＨＤＤ３−１に対しＬＢＡを指定してデータを記録すると共に、ＨＤＤ３−２に対しＬＢＡを指定してデータを記録する。変換規則は、ＨＤＤ３−１に対し転送レートの高い領域（小さいＬＢＡの領域）から転送レートの低い領域（大きいＬＢＡの領域）へ向けて記録を行い、それと同時に、ＨＤＤ３−２に対し転送レートの低い領域（大きいＬＢＡの領域）から転送レートの高い領域（小さいＬＢＡの領域）へ向けて記録を行うように、かつ、レートが平滑化するように定義されている。以下、詳細に説明する。

図６は、制御部２３の記録処理を説明するフローチャートである。まず、制御部２３は、パラメータ記憶部２４からパラメータを読み出し、１仮想トラックあたりの仮想セクタ数を特定し、仮想アドレスとＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡとの間の変換規則を設定する（ステップＳ７０１）。

図７は、図６の記録処理の説明を補助するための図である。図７（１）は、書き込みデータ列を示す図であり、このデータ列はデータ記憶部２２に記憶されるセクタ長単位のデータである。００，０１，・・・はデータ列の番号である。図７（２）は、固定長の複数の仮想トラックから構成される１台の仮想ＨＤＤにおいて、仮想トラック及び仮想セクタに対応した仮想領域Ｉ−１等の仮想アドレスを示す図である。データに付された００，０１，・・・は仮想アドレスである。この仮想アドレスは、図７（１）に示したデータ列の番号をそのまま使用している。図７（３）は、仮想アドレス及びＬＢＡの関係を示す図であり、仮想アドレスとＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡとの間の変換規則を示している。

制御部２３は、パラメータ記憶部２４から、領域毎のセクタ数（図４（１））、及びＨＤＤ３−１，３−２を対にした領域毎の割り当てセクタ数（図４（２））を読み出す。そして、制御部２３は、図４（２）に示したＨＤＤ３−１，３−２を対にした領域毎の割り当てセクタ数により、１対の領域におけるセクタ数の合計（図４（２）の場合は１２）を、１仮想トラックあたりの仮想セクタ数として特定する。これにより、制御部２３は、データ記憶部２２から読み出したデータに対し、１仮想トラックあたりの仮想セクタ数のデータ毎に、図７（２）に示す仮想アドレスを設定することができる。

また、制御部２３は、１仮想トラックあたりの仮想セクタ数のデータをＨＤＤ３−１，３−２に割り振るために（図４（１）（２）の場合は１２個のデータを割り振るために）、ＨＤＤ３−１，３−２を対にした領域毎の割り当てセクタ数（図４（２））に基づいて、仮想アドレスとＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡとの間の変換規則を設定する。具体的には、制御部２３は、図４（２）において（ＨＤＤ３−１の領域，ＨＤＤ３−２の領域）＝（１，Ｎ）のとき（ＨＤＤ３−１の領域における割り当てセクタ数，ＨＤＤ３−２の領域における割り当てセクタ数）＝（９，３）であるから、１２個のデータを９：３に割り振るように変換規則を設定する。この場合、領域毎のセクタ数（図４（１））において領域１ではセクタ数３６、領域Ｎではセクタ数１２であるから、割り振られるデータ数は３６＋１２＝４８である。したがって、制御部２３は、図７（３）に示すように、４８個のデータに対し、１２個のデータ毎に、仮想アドレスとＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡとの間の変換規則を設定する。具体的には、先頭の仮想アドレス００〜１１のデータに対し、仮想アドレス００〜０８が、ＨＤＤ３−１におけるＳ００〜Ｓ０８のＬＢＡ（領域１の開始セクタから９個のＬＢＡ）に変換され、仮想アドレス０９〜１１が、ＨＤＤ３−２におけるＳＮ−α〜ＳｘｘのＬＢＡ（領域Ｎの開始セクタから３個のＬＢＡ）に変換されるように、変換規則を設定する。また、（ＨＤＤ３−１の領域，ＨＤＤ３−２の領域）＝（２，Ｎ−１）・・・（Ｎ，１）についても同様に変換規則を設定する。このように、制御部２３は、図７（３）に示すように、仮想アドレス００，０１，・・・とＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡ（Ｓ００，Ｓ０１，・・・）との間の変換規則を設定する。

図６に戻って、制御部２３は、データ記憶部２２に記憶された、１仮想トラックのセクタ数分のデータを読み出す（ステップＳ７０２）。そして、制御部２３は、読み出したデータのそれぞれに仮想アドレスを設定する（ステップＳ７０３）。図７（２）に示すように、制御部２３は、例えば、読み出した１２個のデータを仮想ＨＤＤにおける仮想トラック０の仮想セクタ０〜１１に格納するものとして、これらのデータに仮想アドレス００〜１１を設定する。また、次に読み出した１２個のデータを仮想トラック１の仮想セクタ０〜１１に格納するものとして、これらのデータに仮想アドレス１２〜２３を設定する。このように、制御部２３は、１仮想トラックのセクタ数分のデータ毎に、シリアル番号の仮想アドレスを設定する。

制御部２３は、１仮想トラックのセクタ数分のデータに設定した仮想アドレスを、変換規則に基づいて、ＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡに変換する（ステップＳ７０４）。図７（３）に示すように、例えば、制御部２３は、変換規則に基づいて、仮想トラック０における１２個の仮想アドレスのうちの９個の仮想アドレス００〜０８を、ＨＤＤ３−１のＳ００（ＨＤＤ３−１の領域１における開始セクタのアドレス）、ＨＤＤ３−１のＳ０１（ＨＤＤ３−１の領域１における開始セクタから２番目のアドレス）、・・・、ＨＤＤ３−１のＳ０８（ＨＤＤ３−１の領域１における開始セクタから９番目のアドレス）にそれぞれ変換する。また、制御部２３は、変換規則に基づいて、仮想トラック０における１２個の仮想アドレスのうちの３個の仮想アドレス０９，１０，１１を、ＨＤＤ３−２のＳＮ−α（ＨＤＤ３−２の領域Ｎにおける開始セクタのアドレス）、ＨＤＤ３−２のＳｘｘ（ＨＤＤ３−２の領域Ｎにおける開始セクタから２番目のアドレス）、ＨＤＤ３−２のＳｘｘ（ＨＤＤ３−２の領域Ｎにおける開始セクタから３番目のアドレス）にそれぞれ変換する。同様に、制御部２３は、変換規則に基づいて、仮想トラック４における１２個の仮想アドレスのうちの８個の仮想アドレス４８〜５５を、ＨＤＤ３−１のＳ３６（ＨＤＤ３−１の領域２における開始セクタのアドレス）、ＨＤＤ３−１のＳ３７（ＨＤＤ３−１の領域２における開始セクタから２番目のアドレス）、・・・、ＨＤＤ３−１のＳ４３（ＨＤＤ３−１の領域２における開始セクタから８番目のアドレス）にそれぞれ変換する。また、制御部２３は、変換規則に基づいて、仮想トラック４における１２個の仮想アドレスのうちの４個の仮想アドレス５６〜５９を、ＨＤＤ３−２のＳＮ−１−α（ＨＤＤ３−２の領域Ｎ−１における開始セクタのアドレス）、・・・、ＨＤＤ３−２のＳｘｘ（ＨＤＤ３−２の領域Ｎ−１における開始セクタの４番目のアドレス）にそれぞれ変換する。

このように、制御部２３は、変換規則に基づいて、仮想ＨＤＤの仮想アドレスを実際のＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡに変換することにより、ＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡのセクタにアクセスすることができる。すなわち、仮想ＨＤＤによるデータ管理と実際のＨＤＤ３−１，３−２によるデータ管理とを対応付けることができる。

制御部２３は、変換したＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡがＨＤＤ３−１のＬＢＡの場合、ＨＤＤ３−１のＬＢＡを指定してデータをキャッシュメモリ２５−１に出力する。これにより、ＨＤＤ３−１のＬＢＡのセクタにデータが記録される（ステップＳ７０５）。また、制御部２３は、変換したＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡがＨＤＤ３−２のＬＢＡの場合、ＨＤＤ３−２のＬＢＡを指定してデータをキャッシュメモリ２５−２に出力する。これにより、ＨＤＤ３−２のＬＢＡのセクタにデータが記録される（ステップＳ７０５）。

制御部２３は、データ記憶部２２から読み出してＨＤＤ３−１，３−２に記録すべき全データについて処理が完了したと判定した場合（ステップＳ７０６：Ｙ）、処理を終了する。一方、全データについて処理が完了していないと判定した場合（ステップＳ７０６：Ｎ）、ステップＳ７０２へ移行し、次の１仮想トラックのセクタ数分のデータに対する処理を行う。

以上のように、本発明の実施形態による記録／再生装置１によれば、制御装置２の制御部２３は、予め設定されたパラメータ（領域毎のセクタ数（図４（１））及びＨＤＤ３−１，３−２を対にした領域毎の割り当てセクタ数（図４（２）））に基づいて、１台の仮想ＨＤＤにおける１仮想トラックあたりの仮想セクタ数を特定し、仮想アドレスとＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡとの間の変換規則を設定するようにした。この変換規則は、ＨＤＤ３−１，３−２へデータを記録する際に総合的な転送レートが平滑化されるように、ＨＤＤ３−１の領域及びＨＤＤ３−２の領域の転送レートに比例してデータを割り振るための規則である。そして、制御部２３は、１仮想トラックあたりの仮想セクタ数分のデータ毎に、仮想アドレスを設定し、仮想アドレスをＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡに変換し、ＨＤＤ３−１，３−２へ同時にデータを記録するようにした。これにより、ＨＤＤ３−１，３−２へデータを記録するレートが平滑化するから、ハードディスクを用いた高速な画像等のデータの記録が可能となる。また、ＨＤＤ３−１，３−２における転送レートがほぼ一定となるから、画像等のデータをハードディスクに記録する際のボトルネックをなくし、映像記録に適したハードディスクを実現することができ、工業上非常に有用な記録／再生装置１を実現することができる。

また、制御装置２の制御部２３は、変換規則に基づいて、仮想ＨＤＤの仮想アドレスを実際のＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡに変換し、ＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡのセクタにアクセスするようにした。変換規則は、１つの仮想アドレスと１つのＬＢＡとの関連付けが規定されているから、制御装置２は、ＨＤＤに対する仮想アドレスによるデータ管理と、実際のＨＤＤ３−１，３−２に対する個々のＬＢＡによるデータ管理とを対応付けることができる。したがって、制御装置２は、ＨＤＤ３−１，３−２のＬＢＡに代えて、１台の仮想ＨＤＤの仮想アドレスによってデータを管理することができ、データ管理の負荷を低減することができる。また、転送レートの測定データに基づいて変換規則等のパラメータが設計者により設定され、制御装置２は、そのパラメータを用いて仮想ＨＤＤを管理し、ＨＤＤ３−１，３−２へアクセスするようにした。これにより、ＨＤＤの物理フォーマット情報を用いることなく、転送レートの平滑化を図ると共に、最低転送レートを高めることができる。

１ 記録／再生装置
２ 制御装置
３−１，３−２ ＨＤＤ
２１ 通信部
２２ データ記憶部
２３ 制御部
２４ パラメータ記憶部
２５−１，２５−２ キャッシュメモリ

Claims (4)

1. ２台のハードディスクドライブの一方に対し、ディスクの転送レートが高い領域から低い領域へ向けて論理セクタアドレスを指定してアクセスすると共に、他方に対し、ディスクの転送レートが低い領域から高い領域へ向けて論理セクタアドレスを指定してアクセスすることにより、データの記録及び再生を行う記録／再生制御装置において、
   所定数の領域に分割された前記ハードディスクドライブについて、前記領域のセクタ数をパラメータとして記憶し、前記一方のハードディスクドライブの転送レートが高い領域から低い領域に対して、他方のハードディスクドライブの転送レートが低い領域から高い領域を対にした場合の前記対の領域のそれぞれに、前記領域毎に測定された転送レートに比例するようにセクタ数の割り当てが求められ、前記対の領域に対する割り当て情報をパラメータとして記憶するパラメータ記憶部、及び、
   前記パラメータに基づいて、前記２台のハードディスクドライブに記録すべきセクタ長のデータを、前記一方のハードディスクドライブの領域へ記録するデータと、前記領域と対になっている他方のハードディスクドライブの領域へ記録するデータとに振り分け、かつ、それぞれのデータにハードディスクドライブの前記領域における論理セクタアドレスを割り付け、前記割り付けた論理セクタアドレスを指定して前記２台のハードディスクドライブにアクセスし、前記データの記録を行う制御部、を備えたことを特徴とする記録／再生制御装置。
2. 請求項１に記載の記録／再生制御装置において、
   前記制御部は、前記領域のセクタ数を示すパラメータ及び前記対の領域に対するそれぞれの割り当て情報を示すパラメータに基づいて、前記対の領域における全セクタ数を算出し、前記対の領域のそれぞれに、前記割り当て情報に従って前記全セクタ数のデータが分配されるように、前記２台のハードディスクドライブを１台の仮想ハードディスクドライブとみなした場合の仮想アドレスを、前記２台のハードディスクドライブの論理セクタアドレスに変換するための変換規則を設定し、
   前記２台のハードディスクドライブに記録すべきセクタ長のデータに、前記仮想アドレスを設定し、
   前記変換規則に基づいて、前記データに設定した仮想アドレスを、前記一方のハードディスクドライブの領域の論理セクタアドレス、または、前記領域と対になっている他方のハードディスクドライブの領域の論理セクタアドレスに変換し、前記変換した論理セクタアドレスを指定して前記２台のハードディスクドライブにアクセスし、前記データの記録を行うことを特徴とする記録／再生制御装置。
3. 請求項１または２に記載の記録／再生制御装置において、
   前記制御部は、前記論理セクタアドレスを指定し、一方のハードディスクドライブに対しディスクの転送レートが高い領域から低い領域へ向けてデータを記録し、他方のハードディスクドライブに対しディスクの転送レートが低い領域から高い領域へ向けてデータを記録し、
   前記一方及び他方のハードディスクドライブにおける領域へのデータの記録は、共に、前記領域内における先頭セクタからセクタ番号が大きくなる方向へと行う、ことを特徴とする記録／再生制御装置。
4. 請求項１から３までのいずれか一項の記録／再生制御装置と、ディスクの転送レートが高い領域から低い領域へ向けてデータを記録する第１のハードディスクと、ディスクの転送レートが低い領域から高い領域へ向けてデータを記録する第２のハードディスクと、を備えたことを特徴とする記録／再生装置。

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