JP2011129186A - データ記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部記憶媒体が装着されていないときでもバックアップの事前処理を行うことで、バックアップの高速化が可能なデータ記憶装置を提供すること。
【解決手段】データ管理部１６は、内部記憶媒体１４から外部記憶媒体１５にバックアップするデータを選択する。書込みイメージ生成部２２は、外部記憶媒体１５が装着される前に、バックアップするデータの書込みイメージを生成して内部記憶媒体１４に保存しておく。また暗号化鍵格納部２１は、過去に装着された外部記憶媒体の暗号化鍵を格納し、暗号化部２０は、格納されている暗号化鍵を用いてデータを暗号化する。外部記憶媒体１５が装着されると、媒体制御部１３は、内部記憶媒体１４に保存されている書込みイメージを外部記憶媒体１５に書込む。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部記憶媒体と外部記憶媒体にデータを記憶するとともに、内部記憶媒体のデータを外部記憶媒体へ好適にバックアップするデータ記憶装置に関する。

近年のデータ記憶装置は、データの大容量化に伴い、複数の記憶媒体を有し各記憶媒体の使用効率を向上させるため各記憶媒体を階層制御する方式が用いられている。すなわち、各記憶媒体の処理速度や記憶容量と記憶するデータの重要度に応じて、適切な記憶媒体に転送するものである。転送形態の１つとして、装置内蔵の内部記憶媒体のデータを、光ディスクのようなリムーバブル媒体（外部記憶媒体）へバックアップすることが行われる。データのバックアップを効率良く実施するために、次のような技術が提案されている。

特許文献１には、中間ファイルを作成することなくディスクイメージを容易に作成するために、ディスク上での複数の各素材データ及び各素材データ管理情報の配置を示すレイアウト情報を、テンプレートデータ部ディスクイメージ情報及びテンプレートデータ管理部ディスクイメージ情報として予めそれぞれ作成する構成が開示されている。

また特許文献２には、複数世代に渡るバックアップデータの世代管理に関し、バックアップデータを追記型の記憶媒体に世代順に記憶させ、世代毎のバックアップデータの直前の記憶位置に当該バックアップデータの世代を識別する識別情報を記憶させる構成が開示されている。

特開２０００−３５７９号公報 特開２００６−１１３８８１号公報

データ記憶装置においてはユーザの利便性を向上させるため、内部記憶媒体から外部記憶媒体へのデータのバックアップ作業のさらなる高速化が要請されている。特許文献１では、ディスクイメージの作成を容易に作成し、ディスクの製作効率を向上できることが述べられている、しかしながら、ディスク上でのレイアウト情報を含むファイルシステムの構築が必要であり、操作方法においても煩雑であり、実際にディスクに書込むまでの作業時間を大幅に短縮することは困難である。

また特許文献２では、識別情報を利用することで指定した世代までのデータを過不足なく記憶媒体から読み出すことができると述べられている。しかしながら、バックアップ先であるリムーバブル媒体が装着されていないときやリムーバブル媒体を複数搭載できないような小型の記憶装置での適用は考慮されていない。これは、特許文献１についても同様である。

本発明の目的は、外部記憶媒体（リムーバブル媒体）が装着されていないときでもバックアップの事前処理を行うことで、さらなるバックアップの高速化が可能なデータ記憶装置を提供することである。

本発明は、内部記憶媒体と外部記憶媒体にデータを記憶するとともに、内部記憶媒体のデータを外部記憶媒体へバックアップするデータ記憶装置において、内部記憶媒体と外部記憶媒体へのデータの書込みと読出しを制御する媒体制御部と、内部記憶媒体の保存するデータを管理し外部記憶媒体にバックアップするデータを選択するデータ管理部と、内部記憶媒体のデータを外部記憶媒体に記録できる形式である書込みイメージを生成する書込みイメージ生成部とを備える。書込みイメージ生成部は、外部記憶媒体が当該装置に装着される前に、データ管理部が選択したデータについてその書込みイメージを生成して内部記憶媒体に保存し、媒体制御部は、外部記憶媒体が当該装置に装着された後に、内部記憶媒体に保存されている書込みイメージを外部記憶媒体に書込む構成とする。

さらに、所定の暗号化鍵を用いてデータを暗号化する暗号化部と、過去に当該装置に装着された外部記憶媒体から媒体固有の暗号化鍵を取得して格納している暗号化鍵格納部とを備え、データ管理部が外部記憶媒体にバックアップするデータとして著作権保護を必要とするデータを選択したとき、暗号化部は、暗号化鍵格納部に格納されている暗号化鍵を用いてデータを暗号化し、書込みイメージ生成部は、暗号化されたデータについて書込みイメージを生成する構成とする。

本発明によれば、複数の外部記憶装置が装備されていない小規模なデータ記憶装置においても高速にデータをバックアップすることができ、ユーザの利便性が高まる。

本発明に係るデータ記憶装置の一実施例を示す構成ブロック図である。 内部記憶媒体１４内のデータ構成を示す模式図である。 ファイル毎の情報を記述した管理テーブル１７ａの一例を示す図である。 書込みイメージ毎の情報を記述した管理テーブル１７ｂの一例を示す図である。 書込みイメージ生成の手順を示すフローチャートである。 外部記憶媒体１５にバックアップする手順を示すフローチャートである。

以下、本発明に好適な実施形態の例について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るデータ記憶装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
データ記憶装置１はホストＰＣ２に接続され、記憶媒体に映像・音声等のデータの書込みと読出しを行う。その構成は、メインコントローラ１１、メモリ１２、媒体制御部１３、内部記憶媒体１４、外部記憶媒体１５、データ管理部１６、管理テーブル１７、外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）１８、圧縮伸張部１９、暗号化部２０、暗号化鍵格納部２１、書込みイメージ生成部２２を備え、これらは内部バス１０を介して互いに接続されている。データ記憶装置１は、外部Ｉ／Ｆ１０７を介してホストＰＣ２と接続されている。

メインコントローラ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などから構成され、データ記憶装置１全体と各部の動作、およびデータの伝送制御を行う。メモリ１２は、メインコントローラ１１のプログラム領域や一時作業領域として使用される。

内部記憶媒体１４は、例えばハードディスクなどの大容量の記憶媒体である。内部記憶媒体１４は記憶装置１に内蔵されており、通常は取り外して使用することはない。その他の内部記憶媒体１４として、半導体記憶素子であるフラッシュメモリを使用したＳＳＤ（Solid State Drive）なども可能である。内部記憶媒体１４には上記データだけでなく、後述するようにバックアップするための書込みイメージが保存される。
外部記憶媒体１５は、ＤＶＤやＢＤ（Blu-ray Disc）などのリムーバブル光ディスク媒体である。その他の外部記憶媒体１５として、ＳＤカード、ＵＳＢメモリ、ｉＶＤＲ（Information Versatile Disk for Removable usage）などが挙げられる。ここで内部記憶媒体１４と外部記憶媒体１５へのデータの書込みと読出しは、図示しない書込み／読出し部により行う。

媒体制御部１３は、内部記憶媒体１４と外部記憶媒体１５の書込み／読出しの制御を行う。特に本実施例では、内部記憶媒体１４の空き容量を確保する目的で、内部記憶媒体１４のデータを外部記憶媒体１５に書込む動作（バックアップ動作）を効率的に行う。外部記憶媒体としてのＳＤカードは、データ記憶装置内のデータを持ち出してモバイル端末にて視聴する場合に好適である。その際、本実施例では、ＳＤカードにより速くデータを転送することできる。また媒体制御部１３は、外部記憶媒体１５としてリムーバブル媒体（光ディスクなど）が装着されているかといった媒体検出も行う。

データ管理部１６は管理テーブル１７を保持し、内部記憶媒体１４に保存されているデータ（ファイル単位）を管理する。例えば、メインコントローラ１１から媒体制御部１３へのアクセスを解析し、ファイルの更新日やファイルへのアクセス頻度などを求め、管理テーブル１７に記述する。そして、管理テーブル１７を参照して各ファイルの重要度を判定し、外部記憶媒体１５にバックアップするデータを選択する。管理テーブル１７には、ファイル毎の情報を記述したテーブル１７ａと、書込みイメージ毎の情報を記述したテーブル１７ｂとを含む（図３Ａと図３Ｂ参照）。

外部Ｉ／Ｆ１８は、ＬＡＮ（Local Area Network）やＳＡＴＡ（Serial Advanced Technology Attachment）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの入出力部を備え、ホストＰＣ２との間でデータの送受信を行う。
圧縮伸張部１９は、内部記憶媒体１４や外部記憶媒体１５に記憶する映像・音声データを所定の方式で圧縮または伸張する。映像の圧縮方式には、Ｈ．２６４やＭＰＥＧ２などの規格がある。音声の圧縮方式には、Ｄｏｌｂｙ Ｄｉｇｉｔａｌ（米Ｄｏｌｂｙ社の登録商標）、ＤＴＳ（Digital Theater System、米Digital Theater System社の登録商標）、ＭＰＥＧ Ａｕｄｉｏ、及び情報量を削減しないＰＣＭ方式等がある。また圧縮伸張部１９は、映像音声の多重化および分離処理も行う。例えばＭＰＥＧ２システムでは、ＭＰＥＧ２プログラム・ストリーム（ＰＳ）方式とＭＰＥＧ２トランスポート・ストリーム（ＴＳ）方式の２つの多重方式がある。

暗号化部２０は、暗号化鍵格納部２１に格納された暗号化鍵を基に、圧縮伸張部１９から出力されるデータを暗号化する。暗号化方式は外部記憶媒体１５として装着された記憶媒体の種類によって異なり、その媒体に対応した著作権保護規格に沿って暗号化を行う。例えば光ディスクの場合はＤＶＤ規格やＢＤ規格に準拠する。具体的にはデジタル放送を録画したデータ（コンテンツ）の場合、ＢＤに記録することができるが、記録するコンテンツをＢＤの規格に準拠した形で暗号化を行わなければならない。

暗号化鍵格納部２１は、過去に当該装置１に装着された外部記憶媒体１５から媒体固有の暗号化鍵を取得して格納している。格納された暗号化鍵は、その後暗号化部２０が映像・音声データを暗号化するときに利用される。つまり、過去に装着された媒体は繰り返し装着される可能性が高いので、その暗号化鍵を取得しておけば事前に暗号化することができることになる。また、格納する暗号化鍵は１個に限らず、媒体の数に応じて複数個であってもよい。なお、外部記憶媒体１５から媒体固有の暗号化鍵を事前に読み出した際に、該外部記憶媒体を他の装置で記録できないよう保護するようにすれば、誤って他機器で記録されることを防ぐことができる。すなわち、読み出した暗号化鍵で暗号化したものの、記録する媒体がなくなってしまうといった事態を回避できる。

書込みイメージ生成部２２は、内部記憶媒体１４のデータを外部記憶媒体（光ディスクなど）１５にバックアップするために、事前に光ディスクに記録できる形式である書込み用データ（以下、「書込みイメージ」と呼ぶ）を作成する。その際、必要に応じて暗号化部２０によりデータの暗号化を行った上で書込みイメージを生成する。
「書込みイメージ」とは、光ディスク上の論理アドレスとその論理アドレス上に記録するデータを一対一で対応させたデータ列である。また、ファイルシステムは光ディスク用に構築する必要があり、書込みイメージは光ディスクに書込むファイルシステム込みのデータとなっている。従って、この書込みイメージがあれば、そのデータ列の先頭から順に光ディスクに書込むだけでよく、シーケンシャル記録型である光ディスクに特に好適である。

このように本実施例では、書込みイメージ生成部２２により事前に書込み用イメージを生成して内部記憶媒体１４に保存しておく。そして、外部記憶媒体（光ディスク）１５が装着された後に、内部記憶媒体１４に保存している書込みイメージを外部記憶媒体１５に書込む。よって、書込みデータを作成する時間が節約されるのでバックアップ作業の高速化が図られる。

図２は、内部記憶媒体１４内のデータ構成を示す模式図である。通常のファイル群２５の中から選択されたファイルについて書込みイメージ２６を生成し、「イメージ１」、「イメージＮ」と複数用意して保存される。その際データ管理部１６は、ファイル群２５の中からバックアップ向けに重要度の高いファイルを選択する。また書込みイメージ２６はバックアップ先の記憶媒体（光ディスク）のサイズに合わせ、１個または複数個のファイルから生成される。

図３Ａと図３Ｂは、管理テーブル１７の一例を示す図である。図３Ａはファイル毎の情報を記述したテーブル１７ａ、図３Ｂは書込みイメージ毎の情報を記述したテーブル１７ｂである。
テーブル１７ａでは各ファイル毎に、ファイル名、最終更新日、サイズ、アクセス頻度、イメージ化の済／未済、著作権保護の有無といった情報を保持する。アクセス頻度は、ユーザが当該ファイルにアクセスした回数で、内部記憶媒体１４にアクセスがある毎に更新される。アクセス頻度が高いほど重要度の高いファイルと言える。データ管理部１６はテーブル１７ａを参照し、重要度の高いファイルを優先してその書込みイメージを生成させる。

テーブル１７ｂでは各イメージ毎に、イメージ作成日、重要度、転送済／未済、暗号化鍵の有無といった情報を保持する。暗号化鍵は、著作権保護が必要なデータに対して暗号化処理したときに使用したものを記述しておく。重要度は、イメージに含まれるファイルの重要度（アクセス頻度など）を示し、ファイルが複数個含まれるときは、各ファイルの重要度を平均したものである。なお、ファイルの種別（文章データ）によって重要度を定めてもよい。データ管理部１６はテーブル１７ｂを参照し、重要度の高いイメージを優先してバックアップさせる。

図４は、書込みイメージ生成の手順を示すフローチャートである。ここでは、外部記憶媒体として光ディスクを例に説明する。

Ｓ１０１では、書込みイメージ生成の指示を行う。これは媒体制御部１３が内部記憶媒体１４の空き容量を検知し、所定の容量未満となったらメインコントローラ１１に伝え、自動的に書込みイメージ生成が開始される。書込みイメージ生成の指示は、外部記憶媒体１５である光ディスクが装着されているか否かとは関係なく行う。
Ｓ１０２では、光ディスクに保存可能なデータの容量（ディスク容量）を取得する。光ディスクはＤＶＤ、ＢＤなど種類によってディスク容量が異なるので、予めユーザはどの種類のディスクを使用するかを指定しておく。指定方法は、データ記憶装置１に媒体選択スイッチを設けたり、ホストＰＣ２からデータ記憶装置１に指示することで行う。

Ｓ１０３では、データ管理部１６は内部記憶媒体１４に記憶しているファイル群の中から、書込みイメージを行うファイルを選択する。ファイル選択においては、管理テーブル１７ａを参照し、重要度（アクセス頻度）の高いものを優先するとともに、ファイルのサイズがディスク容量を超えないようにする。ディスク容量に余裕があれば、複数のファイルを選択することもできる。
Ｓ１０４では、データ管理部１６は管理テーブル１７ａを参照し、選択したファイルの映像・音声データ（コンテンツ）は著作権保護が必要かどうかを判定する。著作権保護が必要な場合はＳ１０５に進み、不要な場合にはＳ１０６に進む。

Ｓ１０５では、暗号化部２０は暗号化鍵格納部２１から暗号化鍵を取得し、コンテンツを暗号化する。暗号化鍵格納部２１に格納されている暗号化鍵が複数個あれば、最新のものを用いる。暗号化の具体的な方法に関してはＢＤ規格などに準拠することし、ここでの説明は省略する。
Ｓ１０６では、書込みイメージ生成部２２は、Ｓ１０３で選択されたファイルまたはＳ１０５で暗号化されたコンテンツから光ディスクに記録する書込みイメージを生成し、内部記憶媒体１４に保存する。

Ｓ１０７では、媒体制御部１３は内部記憶媒体１４から、生成した書込みイメージの元ファイルを削除する。これにより、内部記憶媒体１４に同じデータ（ファイルとイメージ）が重複して保存されることをなくする。
Ｓ１０８では、データ管理部１６は、内部記憶媒体１４に保存されるファイルとイメージの情報を記述した管理テーブル１７ａ，１７ｂを更新する。具体的には、テーブル１７ａにおけるイメージ化の項目を「未済」から「済」に更新する。また、テーブル１７ｂに対しては、新たに生成した書込みイメージのイメージ名とその情報を追記する。

このようにして、としてバックアップ用の外部記憶媒体１５が装着されていなくても、バックアップ用のイメージを事前に生成して保存しておくことができる。生成するイメージは、ユーザにとって重要度の高いファイルを自動的に選択することができる。また著作権保護が必要とされるコンテンツについては、装着される可能性の高い外部記憶媒体に対応する暗号化鍵を用いて暗号化処理を行うことができる。

図５は、外部記憶媒体１５にバックアップする手順を示すフローチャートである。図４の書込みイメージ生成で説明したとおり、書込みイメージ生成部２２は、バックアップ用のイメージを事前に生成して内部記憶媒体１４に保存している。

Ｓ２０１では、媒体制御部１３は、外部記憶媒体１５としてバックアップ用の記憶媒体（光ディスク）が装着されたことを検知する。このとき、装着された光ディスクから暗号化鍵を取得する。
Ｓ２０２では、データ管理部１６は管理テーブル１７を参照して、内部記憶媒体１４に書込みイメージが保存されているかどうかを判定する。書込みイメージが存在すればＳ２０３へ進み、存在しなければＳ２０８へ進む。

Ｓ２０３では、データ管理部１６は管理テーブル１７を参照して、光ディスクにバックアップするイメージを選択する。イメージの選択条件は、（１）暗号化されているイメージについては、装着された光ディスクの暗号化鍵と一致しているイメージを選択する。（２）暗号化されていないイメージについては、重要度が高いものを選択する。この重要度は、イメージに含まれるファイルのアクセス頻度（またはその平均値）を示すものである。
Ｓ２０４では、媒体制御部１３は、選択されたイメージを外部記憶媒体１５である光ディスクに書込む。

Ｓ２０５では、媒体制御部１３は、内部記憶媒体１４に保存しているイメージのうち、Ｓ２０４で光ディスクに書込んだイメージを削除する。これにより、内部記憶媒体１４の空き容量が増加する。
Ｓ２０６では、データ管理部１６は管理テーブル１７を更新する。具体的には、光ディスクに書込んだファイルとイメージをテーブル１７ａ，１７ｂから削除する。

上記Ｓ２０２にて書込みイメージが存在しない場合には、Ｓ２０７にて、ユーザにバックアップするデータがないことを通知する。
Ｓ２０８では、光ディスクを排出し、これでバックアップ動作を終了する。

このようなバックアップ処理によれば、ユーザにとって重要度が高いものを自動選択し、早期にバックアップ（アーカイブ）することができる。なお、バックアップするデータの優先度の設定はこれに限らず、ユーザが適宜設定すれば良い。例えば、古いデータからバックアップしたい場合には、イメージ作成日の古い順に選択すればよい。

以上本実施例によれば、外部記憶媒体１５が装着されていなくても事前に書込みイメージを生成しているので、特別な操作することなく外部記憶媒体に高速にバックアップすることができる。また、著作権保護されたコンテンツについては、事前に取得した外部記憶媒体１５の暗号化鍵を用いて暗号化しているので、同様に事前に書込みイメージを生成することができる。これより、複数の外部記憶装置が装備されていない小規模なデータ記憶装置においても、高速にデータをバックアップすることができ、ユーザの利便性が高まる。

１…データ記憶装置、２…ホストＰＣ、１１…メインコントローラ、１２…メモリ、１３…媒体制御部、１４…内部記憶媒体、１５…外部記憶媒体、１６…データ管理部、１７，１７ａ，１７ｂ…管理テーブル、１８…外部Ｉ／Ｆ、１９…圧縮伸張部、２０…暗号化部、２１…暗号化鍵格納部、２２…書込みイメージ生成部、２５…ファイル群、２６…イメージ。

Claims (5)

1. 内部記憶媒体と外部記憶媒体にデータを記憶するとともに、該内部記憶媒体のデータを該外部記憶媒体へバックアップするデータ記憶装置において、
   前記内部記憶媒体と前記外部記憶媒体へのデータの書込みと読出しを制御する媒体制御部と、
   前記内部記憶媒体の保存するデータを管理し、前記外部記憶媒体にバックアップするデータを選択するデータ管理部と、
   前記内部記憶媒体のデータを前記外部記憶媒体に記録できる形式である書込みイメージを生成する書込みイメージ生成部とを備え、
   該書込みイメージ生成部は、前記外部記憶媒体が当該装置に装着される前に、前記データ管理部が選択したデータについてその書込みイメージを生成して前記内部記憶媒体に保存し、
   前記媒体制御部は、前記外部記憶媒体が当該装置に装着された後に、前記内部記憶媒体に保存されている書込みイメージを前記外部記憶媒体に書込むことを特徴とするデータ記憶装置。
2. 請求項１に記載のデータ記憶装置において、
   所定の暗号化鍵を用いてデータを暗号化する暗号化部と、
   過去に当該装置に装着された前記外部記憶媒体から媒体固有の暗号化鍵を取得して格納している暗号化鍵格納部とを備え、
   前記データ管理部が前記外部記憶媒体にバックアップするデータとして著作権保護を必要とするデータを選択したとき、
   前記暗号化部は、前記暗号化鍵格納部に格納されている暗号化鍵を用いて前記データを暗号化し、
   前記書込みイメージ生成部は、該暗号化されたデータについて書込みイメージを生成することを特徴とするデータ記憶装置。
3. 請求項１または２に記載のデータ記憶装置において、
   前記データ管理部は、前記内部記憶媒体から書込みイメージを生成するデータとして、ユーザからのアクセス頻度の高いデータを優先して選択することを特徴とするデータ記憶装置。
4. 請求項１または２に記載のデータ記憶装置において、
   前記データ管理部は、前記内部記憶媒体から前記外部記憶媒体へバックアップする書込みイメージとして、ユーザからのアクセス頻度の高い書込みイメージを優先して選択することを特徴とするデータ記憶装置。
5. 請求項２に記載のデータ記憶装置において、
   前記媒体制御部は、前記外部記憶媒体が当該装置に装着されると該外部記憶媒体から暗号化鍵を取得し、
   前記データ管理部は、前記内部記憶媒体から前記外部記憶媒体へバックアップする書込みイメージとして、前記取得した暗号化鍵と一致する暗号化鍵にて暗号化した書込みイメージを選択することを特徴とするデータ記憶装置。

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