JP2611746B2 - 入出力インタフェース装置及びその制御方法 - Google Patents
入出力インタフェース装置及びその制御方法Info
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンピュータの情報記憶
装置の入出力インタフェース装置に関わり、特にデータ
の入出力のレートを制御可能な情報記憶装置用の入出力
インタフェース装置に関する。
装置の入出力インタフェース装置に関わり、特にデータ
の入出力のレートを制御可能な情報記憶装置用の入出力
インタフェース装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータシステムの処理性能の向上
に伴い、ビデオデータやオーディオデータなどのような
コンスタントレートで継続的な入出力要求が増加してい
る。従来このような用途においては、データの入出力管
理は単純なプロトコルコントローラ（例えば、ＡＮＳＩ
Ｘ３／１３１−１９８６“Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔ
ｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ”）を使用し
て実現している。従来のシステムを図９に示す。このよ
うなシステムでは、オペレーティングシステムのような
ハードウェアリソースを管理するソフトウェアが各周辺
装置をまとめて制御している。また、ディスク装置の入
出力処理は、複数のプロセスからの入出力要求をキュー
に受け、必要に応じてソートした上で逐次処理を行うの
が一般的である。
に伴い、ビデオデータやオーディオデータなどのような
コンスタントレートで継続的な入出力要求が増加してい
る。従来このような用途においては、データの入出力管
理は単純なプロトコルコントローラ（例えば、ＡＮＳＩ
Ｘ３／１３１−１９８６“Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔ
ｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ”）を使用し
て実現している。従来のシステムを図９に示す。このよ
うなシステムでは、オペレーティングシステムのような
ハードウェアリソースを管理するソフトウェアが各周辺
装置をまとめて制御している。また、ディスク装置の入
出力処理は、複数のプロセスからの入出力要求をキュー
に受け、必要に応じてソートした上で逐次処理を行うの
が一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の、入出力処理の
管理方式では時間情報の管理は難しく、かなりのＣＰＵ
時間を割いて処理を行っているのが実情である。また、
このような場合に複数の入出力要求が発生すると、ディ
スクＩ／Ｏ負荷のバランスが崩れやすかった。その結
果、シーケンシャルな入出力を要求されるデータの場合
にとぎれが発生してしまい、データ落ちの無い連続的な
再生の保証は困難であった。
管理方式では時間情報の管理は難しく、かなりのＣＰＵ
時間を割いて処理を行っているのが実情である。また、
このような場合に複数の入出力要求が発生すると、ディ
スクＩ／Ｏ負荷のバランスが崩れやすかった。その結
果、シーケンシャルな入出力を要求されるデータの場合
にとぎれが発生してしまい、データ落ちの無い連続的な
再生の保証は困難であった。
【０００４】また、ディスク装置などのインタフェース
の設計の場合、入出力パスの処理単位、すなわち、トラ
ンザクション単位でのデバイスの優先度制御を行うのみ
であった。処理の緊急度の如何にかかわらず、Ｉ／Ｏ動
作が平等に割り振られてしまう。よって、ソフトウェア
的にスケジューリングを行いハードウェアリソースの割
り振りを行う必要があった。このハードウェアリソース
を管理するためのＣＰＵ負荷が大きく同時に多数の一定
レートのデータ入出力の保証は難しかった。
の設計の場合、入出力パスの処理単位、すなわち、トラ
ンザクション単位でのデバイスの優先度制御を行うのみ
であった。処理の緊急度の如何にかかわらず、Ｉ／Ｏ動
作が平等に割り振られてしまう。よって、ソフトウェア
的にスケジューリングを行いハードウェアリソースの割
り振りを行う必要があった。このハードウェアリソース
を管理するためのＣＰＵ負荷が大きく同時に多数の一定
レートのデータ入出力の保証は難しかった。
【０００５】
【０００６】
【０００７】本発明の入出力インタフェース装置の制御
方法は、ホストコンピュータからの入出力要求にもとづ
いて情報記憶装置の情報の入出力を行う入出力インタフ
ェース装置の制御方法において、前記ホストコンピュー
タから一定時間内に完了する必要のある入出力要求を優
先度付きキュー管理部で受け取り、基準クロック生成機
構から供給される基準クロックにもとづき、前記優先度
付きキュー管理部内の前記入出力要求の優先度に応じ
て、情報記憶装置の制御を行う入出力制御部へ優先度の
高い入出力要求を転送することを特徴とし、 前記スケジ
ュール機構は前記ホストコンピュータからの入出力要求
のコマンドフォーマットに設けられたタイムアウト時
間、ペンディングフラグにもとづき、前記優先度付きキ
ュー管理部内の入出力要求の優先度判断を行い、優先度
が低いと判断した要求を前記優先度付きキュー管理部の
中のペンディングキューへ入出力要求を移すことを特徴
とする。
方法は、ホストコンピュータからの入出力要求にもとづ
いて情報記憶装置の情報の入出力を行う入出力インタフ
ェース装置の制御方法において、前記ホストコンピュー
タから一定時間内に完了する必要のある入出力要求を優
先度付きキュー管理部で受け取り、基準クロック生成機
構から供給される基準クロックにもとづき、前記優先度
付きキュー管理部内の前記入出力要求の優先度に応じ
て、情報記憶装置の制御を行う入出力制御部へ優先度の
高い入出力要求を転送することを特徴とし、 前記スケジ
ュール機構は前記ホストコンピュータからの入出力要求
のコマンドフォーマットに設けられたタイムアウト時
間、ペンディングフラグにもとづき、前記優先度付きキ
ュー管理部内の入出力要求の優先度判断を行い、優先度
が低いと判断した要求を前記優先度付きキュー管理部の
中のペンディングキューへ入出力要求を移すことを特徴
とする。
【０００８】また前記入出力インタフェース装置の制御
方法において、前記スケジュール機構は前記優先度付き
キュー管理部に入出力要求がある場合、優先度が高くな
ければ前記優先度付きキュー管理部のペンディングキュ
ーへ追加し、優先度が高く、タイムアウトが発生しなけ
れば前記入出力要求を実行させ、タイムアウトが発生し
たときはペンディングキューへ追加を行うことを特徴と
する。
方法において、前記スケジュール機構は前記優先度付き
キュー管理部に入出力要求がある場合、優先度が高くな
ければ前記優先度付きキュー管理部のペンディングキュ
ーへ追加し、優先度が高く、タイムアウトが発生しなけ
れば前記入出力要求を実行させ、タイムアウトが発生し
たときはペンディングキューへ追加を行うことを特徴と
する。
【０００９】また前記入出力インタフェース装置の制御
方法において、前記スケジュール機構は優先度付きキュ
ー管理部にある入出力要求がある場合、入出力要求があ
れば情報記憶装置ごとに設けられたＩ／Ｏ実行キューの
長さをチェックし、キューの長さが短い、あるいはキュ
ーの長さが長くても優先度が低いときはＩ／Ｏ実行キュ
ーに前記入出力要求を追加し、キューの長さが長く優先
度が高いときにはＩ／Ｏ実行キューに前記入出力要求を
追加し、優先度付きキュー管理部に入出力要求がない場
合、Ｉ／Ｏ実行キューに入出力要求があり、またＩ／Ｏ
実行キューに入出力要求がなくてもペンディングキュー
に入出力要求があるときにタイムアウトが発生していな
ければ入出力要求を実行し、タイムアウトが発生してい
ればペンディングキューへ入出力要求を追加することを
特徴とする。
方法において、前記スケジュール機構は優先度付きキュ
ー管理部にある入出力要求がある場合、入出力要求があ
れば情報記憶装置ごとに設けられたＩ／Ｏ実行キューの
長さをチェックし、キューの長さが短い、あるいはキュ
ーの長さが長くても優先度が低いときはＩ／Ｏ実行キュ
ーに前記入出力要求を追加し、キューの長さが長く優先
度が高いときにはＩ／Ｏ実行キューに前記入出力要求を
追加し、優先度付きキュー管理部に入出力要求がない場
合、Ｉ／Ｏ実行キューに入出力要求があり、またＩ／Ｏ
実行キューに入出力要求がなくてもペンディングキュー
に入出力要求があるときにタイムアウトが発生していな
ければ入出力要求を実行し、タイムアウトが発生してい
ればペンディングキューへ入出力要求を追加することを
特徴とする。
【００１０】本発明の入出力インタフェース装置はホス
トコンピュータからの入出力要求にもとづいて情報記憶
装置の情報の入出力を行う入出力インタフェース装置に
おいて、前記ホストコンピュータから一定時間内に完了
する必要のある入出力要求を受け取るバスインタフェー
ス制御部と、前記バスインタフェース制御部から前記入
出力要求を受け取り、保持する優先度付きキュー管理部
と、入出力インタフェース装置のための動作基準クロッ
クを生成する基準クロック生成機構から供給される基準
クロックにもとづき、前記優先度付きキュー管理部内の
前記入出力要求の優先度に応じて、前記優先度付きキュ
ー管理部から情報記憶装置の制御を行う入出力制御部へ
優先度の高い順に入出力要求を転送するようにするスケ
ジュール機構とを有し、前記入出力インタフェース装置
が複数の入出力制御部を有し、前記優先度付きキュー管
理部には前記複数の入出力制御部ごとに前記ペンディン
グキューが設けられていることを特徴とする。
トコンピュータからの入出力要求にもとづいて情報記憶
装置の情報の入出力を行う入出力インタフェース装置に
おいて、前記ホストコンピュータから一定時間内に完了
する必要のある入出力要求を受け取るバスインタフェー
ス制御部と、前記バスインタフェース制御部から前記入
出力要求を受け取り、保持する優先度付きキュー管理部
と、入出力インタフェース装置のための動作基準クロッ
クを生成する基準クロック生成機構から供給される基準
クロックにもとづき、前記優先度付きキュー管理部内の
前記入出力要求の優先度に応じて、前記優先度付きキュ
ー管理部から情報記憶装置の制御を行う入出力制御部へ
優先度の高い順に入出力要求を転送するようにするスケ
ジュール機構とを有し、前記入出力インタフェース装置
が複数の入出力制御部を有し、前記優先度付きキュー管
理部には前記複数の入出力制御部ごとに前記ペンディン
グキューが設けられていることを特徴とする。
【００１１】また前記バスインタフェース制御部と前記
入出力制御部の間に、前記バスインタフェース制御部か
らのデータを一時的に保持するデータバッファが配置さ
れ、データバッファで保持されたデータを前記基準クロ
ックとは非同期に前記入出力制御部に転送することを特
徴とする。
入出力制御部の間に、前記バスインタフェース制御部か
らのデータを一時的に保持するデータバッファが配置さ
れ、データバッファで保持されたデータを前記基準クロ
ックとは非同期に前記入出力制御部に転送することを特
徴とする。
【００１２】
【実施例】本発明の第１の実施例を説明する。図１は本
発明の入出力インタフェースを用いたときの、ホストコ
ンピュータ及び情報記憶装置との全体構成を示すブロッ
ク図である。実施例では情報記憶装置としてディスク装
置４、入出力インタフェースとしてディスクインタフェ
ース３を用いて説明する。ホストコンピュータ１、基準
クロック生成機構２及びディスクインタフェース３は入
出力バス５にそれぞれ接続され、ディスク装置４はデー
タバスＤＢを介してディスクインタフェース３と接続し
ている。図１ではディスクインタフェース３及び基準ク
ロック生成機構２が入出力バス５を介して複数個接続し
ている例を示している。
発明の入出力インタフェースを用いたときの、ホストコ
ンピュータ及び情報記憶装置との全体構成を示すブロッ
ク図である。実施例では情報記憶装置としてディスク装
置４、入出力インタフェースとしてディスクインタフェ
ース３を用いて説明する。ホストコンピュータ１、基準
クロック生成機構２及びディスクインタフェース３は入
出力バス５にそれぞれ接続され、ディスク装置４はデー
タバスＤＢを介してディスクインタフェース３と接続し
ている。図１ではディスクインタフェース３及び基準ク
ロック生成機構２が入出力バス５を介して複数個接続し
ている例を示している。
【００１３】ディスクインタフェース３はバスＩ／Ｆ
（インタフェース）制御部３２、ディスク装置４の入出
力制御部３４、スケジュール機構３１、優先度付きキュ
ー管理部３３から構成されている。スケジュール機構３
１は、ＣＰＵ、メモリ及びその上で動作するソフトウェ
アにより、ディスク入出力順序の制御を行うが、後述の
アルゴリズムを管理可能ならば、ハードウェアだけで実
現してもかまわない。
（インタフェース）制御部３２、ディスク装置４の入出
力制御部３４、スケジュール機構３１、優先度付きキュ
ー管理部３３から構成されている。スケジュール機構３
１は、ＣＰＵ、メモリ及びその上で動作するソフトウェ
アにより、ディスク入出力順序の制御を行うが、後述の
アルゴリズムを管理可能ならば、ハードウェアだけで実
現してもかまわない。
【００１４】ホストコンピュータ１は目的のデータが保
持されているディスク装置３に接続されたディスクイン
タフェース３に対してデータの入出力のための入出力要
求を発行する。ホストコンピュータ１の入出力要求は入
出力バス５を介してディスクインタフェース３のバスイ
ンタフェース制御部３２で受信される。この要求はコマ
ンドバス１（ＣＢ１）を介して優先度付きキュー管理部
３３に格納される。優先度キュー管理部３３では、入出
力要求引き取りキュー、優先度付きキュー、ペンディン
グキュー、Ｉ／Ｏ実行キューの４種のキューの管理を行
っている。バスインタフェース制御部３２で受信された
入出力要求は、まず、入出力要求引き取りキューに格納
される。
持されているディスク装置３に接続されたディスクイン
タフェース３に対してデータの入出力のための入出力要
求を発行する。ホストコンピュータ１の入出力要求は入
出力バス５を介してディスクインタフェース３のバスイ
ンタフェース制御部３２で受信される。この要求はコマ
ンドバス１（ＣＢ１）を介して優先度付きキュー管理部
３３に格納される。優先度キュー管理部３３では、入出
力要求引き取りキュー、優先度付きキュー、ペンディン
グキュー、Ｉ／Ｏ実行キューの４種のキューの管理を行
っている。バスインタフェース制御部３２で受信された
入出力要求は、まず、入出力要求引き取りキューに格納
される。
【００１５】一方基準クロック生成機構２から生成され
た情報は基準クロック信号ＴＳ（Ｔｉｍｅ Ｓｉｇｎａ
ｌ）あるいは入出力バス５，バスインタフェース制御部
３２を介してスケジュール機構３１に格納される。この
基準クロック情報の引き取りに関しては後で述べる。
た情報は基準クロック信号ＴＳ（Ｔｉｍｅ Ｓｉｇｎａ
ｌ）あるいは入出力バス５，バスインタフェース制御部
３２を介してスケジュール機構３１に格納される。この
基準クロック情報の引き取りに関しては後で述べる。
【００１６】スケジュール機構３１は引き取った基準ク
ロック情報にもとづいて、優先度付きキュー管理部３３
内の入出力要求引き取りキューに格納された入出力要求
を、優先度付きキューに引き渡すよう指示を出す。さら
に優先度付きキュー管理部３３内の優先度付きキュー及
びペンディングキュー内に格納された入出力要求を、コ
マンドバス２（ＣＢ１）を介して入出力制御部３４に転
送しディスク装置の入出力の実行を指示する。入出力制
御部３４はディスク装置４を制御しデータの入出力の実
行を指示し、データがディスク装置４からバスインタフ
ェース制御部３２，入出力制御部３４の二つを介し転送
される。
ロック情報にもとづいて、優先度付きキュー管理部３３
内の入出力要求引き取りキューに格納された入出力要求
を、優先度付きキューに引き渡すよう指示を出す。さら
に優先度付きキュー管理部３３内の優先度付きキュー及
びペンディングキュー内に格納された入出力要求を、コ
マンドバス２（ＣＢ１）を介して入出力制御部３４に転
送しディスク装置の入出力の実行を指示する。入出力制
御部３４はディスク装置４を制御しデータの入出力の実
行を指示し、データがディスク装置４からバスインタフ
ェース制御部３２，入出力制御部３４の二つを介し転送
される。
【００１７】次に、基準クロック生成機構２からの基準
クロック情報の引き取りかたを説明する。この基準クロ
ック情報はハードウェア的に管理されたクロックでカウ
ントアップされるカウンタ情報とし、制御対象のデータ
の管理に必要なだけのデータ長を確保するものとする。
基準クロック情報は基準クロック生成機構２と複数のデ
ィスクインタフェース３との間で、その時刻情報の送受
信を実行する。基準クロック情報は入出力バス５のバス
幅に応じて、複数クロックのバスサイクルで全てのディ
スクインタフェースに伝送される。
クロック情報の引き取りかたを説明する。この基準クロ
ック情報はハードウェア的に管理されたクロックでカウ
ントアップされるカウンタ情報とし、制御対象のデータ
の管理に必要なだけのデータ長を確保するものとする。
基準クロック情報は基準クロック生成機構２と複数のデ
ィスクインタフェース３との間で、その時刻情報の送受
信を実行する。基準クロック情報は入出力バス５のバス
幅に応じて、複数クロックのバスサイクルで全てのディ
スクインタフェースに伝送される。
【００１８】図２はバスサイクルのタイムチャートの一
例を示す図である。一般には図２に示したようなバスサ
イクルを使用することにより基準クロック情報の通知を
行う。また、専用のバスを設けたり、シリアルのインタ
フェースを介しても、同様に基準クロック情報が通知可
能である。図２に示したバスサイクルでは、基準クロッ
ク生成機構２がバスリクエスト信号ＢＲＥＱを発行し、
バスが空いた時点でホストコンピュータ１内のバスコン
トローラがバスグラント信号ＢＧＮＴを返す。ここで基
準クロック生成機構２は入出力バス５に接続されたデバ
イスの中で最も優先準位が高いデバイスとして構成され
ることが望ましい。バスグラント信号ＢＧＮＴを引き取
ったディスクインタフェースコントローラ３は次のバス
クロックＣＬＫの立上りでバスサイクルが基準クロック
情報の伝送サイクルであることを認識したとき、次のバ
スサイクル以降のデータを引き取る。
例を示す図である。一般には図２に示したようなバスサ
イクルを使用することにより基準クロック情報の通知を
行う。また、専用のバスを設けたり、シリアルのインタ
フェースを介しても、同様に基準クロック情報が通知可
能である。図２に示したバスサイクルでは、基準クロッ
ク生成機構２がバスリクエスト信号ＢＲＥＱを発行し、
バスが空いた時点でホストコンピュータ１内のバスコン
トローラがバスグラント信号ＢＧＮＴを返す。ここで基
準クロック生成機構２は入出力バス５に接続されたデバ
イスの中で最も優先準位が高いデバイスとして構成され
ることが望ましい。バスグラント信号ＢＧＮＴを引き取
ったディスクインタフェースコントローラ３は次のバス
クロックＣＬＫの立上りでバスサイクルが基準クロック
情報の伝送サイクルであることを認識したとき、次のバ
スサイクル以降のデータを引き取る。
【００１９】また、コマンド及びデータが出力されてい
る間に基準クロック情報の伝送サイクルであることを明
示するステータスＴＩＭＥを出力してもよい。最後のデ
ータサイクルの前のクロックにおいてバスサイクルを終
了することを明示するために、ＦＲＡＭＥ信号はネゲー
トされる。このような基準データを送出するバスサイク
ルをブリッジを介して別のバスに送出する必要がある場
合は、ブリッジ回路内の時間的なディレイ分を補正した
上でバスに時刻情報を出力しなければならない。
る間に基準クロック情報の伝送サイクルであることを明
示するステータスＴＩＭＥを出力してもよい。最後のデ
ータサイクルの前のクロックにおいてバスサイクルを終
了することを明示するために、ＦＲＡＭＥ信号はネゲー
トされる。このような基準データを送出するバスサイク
ルをブリッジを介して別のバスに送出する必要がある場
合は、ブリッジ回路内の時間的なディレイ分を補正した
上でバスに時刻情報を出力しなければならない。
【００２０】図３にディスクインタフェース３の入出力
制御を説明するフローチャートを示す。ホストコンピュ
ータ１からの入出力要求は、ディスクインタフェース３
の優先度付きキュー管理部３３に引き取られるが、スケ
ジュール機構３１は、まず優先度付きキュー内に要求が
含まれているかを判断する。優先度付きキュー内に入出
力要求があった場合は、入出力要求を引き取り、その要
素が時間的に優先度の高い要求かを判断し優先度が高い
と判断された場合は入出力要求を実行する。
制御を説明するフローチャートを示す。ホストコンピュ
ータ１からの入出力要求は、ディスクインタフェース３
の優先度付きキュー管理部３３に引き取られるが、スケ
ジュール機構３１は、まず優先度付きキュー内に要求が
含まれているかを判断する。優先度付きキュー内に入出
力要求があった場合は、入出力要求を引き取り、その要
素が時間的に優先度の高い要求かを判断し優先度が高い
と判断された場合は入出力要求を実行する。
【００２１】ここで本発明は図４に示すようにホストコ
ンピュータ１から送られてくる入出力要求のフォーマッ
トとして、標準的なコマンドフォーマットを拡張し、タ
イムアウト時間の設定が行えるようにしている。入出力
コマンドフォーマットのタイムアウト時間の設定がされ
ている場合は優先度が高いものとして扱い、一方タイム
アウト時間の設定がなされていない場合は優先度が低い
ものとして扱う。ただし、基準クロック生成機構２から
得られる基準クロック情報より、要求された処理時間を
過ぎていた場合はタイムアウトが発生したと判定し、Ｉ
／Ｏ要求を破棄またはペンディングキューへの追加を行
う。
ンピュータ１から送られてくる入出力要求のフォーマッ
トとして、標準的なコマンドフォーマットを拡張し、タ
イムアウト時間の設定が行えるようにしている。入出力
コマンドフォーマットのタイムアウト時間の設定がされ
ている場合は優先度が高いものとして扱い、一方タイム
アウト時間の設定がなされていない場合は優先度が低い
ものとして扱う。ただし、基準クロック生成機構２から
得られる基準クロック情報より、要求された処理時間を
過ぎていた場合はタイムアウトが発生したと判定し、Ｉ
／Ｏ要求を破棄またはペンディングキューへの追加を行
う。
【００２２】さらに本発明では図４に示すように標準的
なコマンドフォーマットを拡張しペンディングフラグを
設定できるようにしている。入出力要求をペンディング
するか否かは図４のような入出力要求のフォーマットの
ペンディンググラフにより制御する。ペンディングフラ
グが立っていない場合は要求の破棄を行い、ペンディン
グフラグが立っていた場合はペンディングするものと判
断しペンディングキューに入出力要求の追加を行う。同
様に優先度が低いと判断された場合はペンディングキュ
ーに追加を行う。一方、優先度付きキューに入出力要求
が無かった場合には、ペンディングキューに入出力要求
があるかを探索し、入出力要求があればその要求を引き
取り実行する。これらの処理を繰り返すことにより、時
間的に制限のある入出力要求を優先的に処理する。
なコマンドフォーマットを拡張しペンディングフラグを
設定できるようにしている。入出力要求をペンディング
するか否かは図４のような入出力要求のフォーマットの
ペンディンググラフにより制御する。ペンディングフラ
グが立っていない場合は要求の破棄を行い、ペンディン
グフラグが立っていた場合はペンディングするものと判
断しペンディングキューに入出力要求の追加を行う。同
様に優先度が低いと判断された場合はペンディングキュ
ーに追加を行う。一方、優先度付きキューに入出力要求
が無かった場合には、ペンディングキューに入出力要求
があるかを探索し、入出力要求があればその要求を引き
取り実行する。これらの処理を繰り返すことにより、時
間的に制限のある入出力要求を優先的に処理する。
【００２３】本発明の第２の実施例として図５にディス
クインタフェース３の入出力制御を説明するフローチャ
ートを示す。
クインタフェース３の入出力制御を説明するフローチャ
ートを示す。
【００２４】ホストコンピュータ１からの入出力要求
は、ディスクインタフェース３の優先度付きキュー管理
部３３に引き取られるが、スケジュール機構３１は、ま
ず優先度付きキュー内に要求が含まれているかを判断す
る。優先度付きキュー内に入出力要求があった場合は入
出力要求を引き取り、その入出力要求に該当するディス
ク装置をまず選択し、選択したディスク装置毎に設けら
れたＩ／Ｏ実行キューの長さをチェックする。もしキュ
ーの長さが長い、すなわちディスクに対するＩ／Ｏ要求
が過大であると判断された場合は、その入出力要求はよ
り同様にディスク装置毎に設けられたペンディングキュ
ーに入出力要求の追加のみを行う、一方キューの長さが
短いと判断された場合は、そのディスクに対する入出力
要求は適正な範囲であると判断し、Ｉ／Ｏ実行キューに
追加を行う。
は、ディスクインタフェース３の優先度付きキュー管理
部３３に引き取られるが、スケジュール機構３１は、ま
ず優先度付きキュー内に要求が含まれているかを判断す
る。優先度付きキュー内に入出力要求があった場合は入
出力要求を引き取り、その入出力要求に該当するディス
ク装置をまず選択し、選択したディスク装置毎に設けら
れたＩ／Ｏ実行キューの長さをチェックする。もしキュ
ーの長さが長い、すなわちディスクに対するＩ／Ｏ要求
が過大であると判断された場合は、その入出力要求はよ
り同様にディスク装置毎に設けられたペンディングキュ
ーに入出力要求の追加のみを行う、一方キューの長さが
短いと判断された場合は、そのディスクに対する入出力
要求は適正な範囲であると判断し、Ｉ／Ｏ実行キューに
追加を行う。
【００２５】優先度付きキューに入出力要求が無くなっ
た場合は、Ｉ／Ｏ実行キューに要求があるかを判断し、
要求があれば入出力処理を行う。ただし、その際に、タ
イムアウトが発生していた場合は入出力要求の実行は行
わず、ペンディングキューに入出力要求の追加か入出力
要求の破棄を行う。Ｉ／Ｏ実行キューに要求が無い場合
にはペンディングキューに要求があるかをチェックし、
もし要求があった場合にはＩ／Ｏ実行キューの処理と同
様に入出力要求を実行する。また、この一連の処理につ
いては図４の入出力要求のフォーマットを用いて、タイ
ムアウト判定の時間及び、ペンディングフラグを判定す
る。
た場合は、Ｉ／Ｏ実行キューに要求があるかを判断し、
要求があれば入出力処理を行う。ただし、その際に、タ
イムアウトが発生していた場合は入出力要求の実行は行
わず、ペンディングキューに入出力要求の追加か入出力
要求の破棄を行う。Ｉ／Ｏ実行キューに要求が無い場合
にはペンディングキューに要求があるかをチェックし、
もし要求があった場合にはＩ／Ｏ実行キューの処理と同
様に入出力要求を実行する。また、この一連の処理につ
いては図４の入出力要求のフォーマットを用いて、タイ
ムアウト判定の時間及び、ペンディングフラグを判定す
る。
【００２６】図６に本発明の第３の実施例を示す。図６
は本発明を用いた場合のホストコンピュータ、情報記憶
装置との全体構成を示すブロック構成図である。図６で
は１つのディスクインタフェース３に複数のディスク装
置３が接続されている。ディスクインタフェース３では
接続されているディスク装置の数に応じて入出力制御部
３４が設けられている。さらに入出力受信部３２と入出
力制御部３４の間のデータバスＤＢにはデータバッファ
３５が設けられている。またディスクインタフェース３
及び基準クロック生成機構２は入出力バス５を介して複
数個接続されている。
は本発明を用いた場合のホストコンピュータ、情報記憶
装置との全体構成を示すブロック構成図である。図６で
は１つのディスクインタフェース３に複数のディスク装
置３が接続されている。ディスクインタフェース３では
接続されているディスク装置の数に応じて入出力制御部
３４が設けられている。さらに入出力受信部３２と入出
力制御部３４の間のデータバスＤＢにはデータバッファ
３５が設けられている。またディスクインタフェース３
及び基準クロック生成機構２は入出力バス５を介して複
数個接続されている。
【００２７】ホストコンピュータ１からのデータの入出
力要求は目的のデータが保持されているデータ装置４に
接続されたディスクインタフェース３に対して入出力要
求を発行する。入出力要求は入出力バス５を介してディ
スクインタフェース３のバスインタフェース制御部３２
で受信される。この要求は、コマンドバス１（ＣＢ１）
を介して優先度付きキュー管理部３３に格納される。一
方基準クロック生成機構２から生成された情報は基準ク
ロック信号ＴＳあるいは入出力バス及びバスインタフェ
ース制御部３２を介してスケジュール機構３１に格納さ
れる。この基準信号の引き取りに関しては第１の実施例
で述べたものと同様である。
力要求は目的のデータが保持されているデータ装置４に
接続されたディスクインタフェース３に対して入出力要
求を発行する。入出力要求は入出力バス５を介してディ
スクインタフェース３のバスインタフェース制御部３２
で受信される。この要求は、コマンドバス１（ＣＢ１）
を介して優先度付きキュー管理部３３に格納される。一
方基準クロック生成機構２から生成された情報は基準ク
ロック信号ＴＳあるいは入出力バス及びバスインタフェ
ース制御部３２を介してスケジュール機構３１に格納さ
れる。この基準信号の引き取りに関しては第１の実施例
で述べたものと同様である。
【００２８】スケジュール機構３１は優先度付きキュー
管理部３３に格納された入出力要求から、該当するディ
スク装置が接続された入出力制御部３４を選択する。さ
らに、選択された入出力管理部３４にコマンドバス２
（ＣＢ２）を介して入出力要求を転送する。同時にディ
スク装置４の入出力の実行を指示する。入出力制御部３
４はディスク装置４を制御し、データの入出力を実行す
るが、入出力バス５が混んでいる場合は、バスインタフ
ェース制御部３２がデータの受信を行えない。この場合
は、バスインタフェース制御部３２はデータバッファ３
５へのデータの転送を行い、データ転送後バスインタフ
ェース部３２に対して、データバッファ３５内のデータ
をホストコンピュータ１に転送するように指示を行うだ
けで処理を終了する。指示を受けたバスインタフェース
制御部３２は、入出力バス５がすいた時点で該当するデ
ータバッファ３５内のデータを引き取り、入出力バス５
を介してホストコンピュータ１へ転送を実行する。一連
の動作で入出力制御部３４とバスインタフェース制御部
３２は独立して動作する。
管理部３３に格納された入出力要求から、該当するディ
スク装置が接続された入出力制御部３４を選択する。さ
らに、選択された入出力管理部３４にコマンドバス２
（ＣＢ２）を介して入出力要求を転送する。同時にディ
スク装置４の入出力の実行を指示する。入出力制御部３
４はディスク装置４を制御し、データの入出力を実行す
るが、入出力バス５が混んでいる場合は、バスインタフ
ェース制御部３２がデータの受信を行えない。この場合
は、バスインタフェース制御部３２はデータバッファ３
５へのデータの転送を行い、データ転送後バスインタフ
ェース部３２に対して、データバッファ３５内のデータ
をホストコンピュータ１に転送するように指示を行うだ
けで処理を終了する。指示を受けたバスインタフェース
制御部３２は、入出力バス５がすいた時点で該当するデ
ータバッファ３５内のデータを引き取り、入出力バス５
を介してホストコンピュータ１へ転送を実行する。一連
の動作で入出力制御部３４とバスインタフェース制御部
３２は独立して動作する。
【００２９】図６に示すディスクインタフェース３の入
出力制御を説明するフローチャートを図７に示す。ホス
トコンピュータ１からの入出力要求は、ディスクインタ
フェース３の優先度付きキュー管理部３３に引き取られ
るが、スケジュール機構３１は、まず優先度付きキュー
内に要求が含まれているかを判断する。優先度付きキュ
ー内に入出力要求があった場合は、要求を引き取り、Ｉ
／Ｏ実行キューの長さをチェックする。もし、キューの
長さが長い、すなわち本ディスクインタフェースに対す
るＩ／Ｏ要求が過大であると判断された場合は、その入
出力要求はディスク装置毎に設けられたペンディングキ
ューに追加のみを行う。一方キューの長さが短いと判断
された場合は、そのディスクに対する入出力要求は適正
な範囲であると判断しＩ／Ｏ実行キューに追加を行う。
優先度付きキューに入出力要求が無くなった場合は、Ｉ
／Ｏ実行キューに要求があるかを判断し要求があれば入
出力処理を行う。ただし、その際に、タイムアウトが発
生していた場合は入出力要求の実行は行わず、ペンディ
ングキューに入出力要求の追加か入出力要求の破棄を行
う。
出力制御を説明するフローチャートを図７に示す。ホス
トコンピュータ１からの入出力要求は、ディスクインタ
フェース３の優先度付きキュー管理部３３に引き取られ
るが、スケジュール機構３１は、まず優先度付きキュー
内に要求が含まれているかを判断する。優先度付きキュ
ー内に入出力要求があった場合は、要求を引き取り、Ｉ
／Ｏ実行キューの長さをチェックする。もし、キューの
長さが長い、すなわち本ディスクインタフェースに対す
るＩ／Ｏ要求が過大であると判断された場合は、その入
出力要求はディスク装置毎に設けられたペンディングキ
ューに追加のみを行う。一方キューの長さが短いと判断
された場合は、そのディスクに対する入出力要求は適正
な範囲であると判断しＩ／Ｏ実行キューに追加を行う。
優先度付きキューに入出力要求が無くなった場合は、Ｉ
／Ｏ実行キューに要求があるかを判断し要求があれば入
出力処理を行う。ただし、その際に、タイムアウトが発
生していた場合は入出力要求の実行は行わず、ペンディ
ングキューに入出力要求の追加か入出力要求の破棄を行
う。
【００３０】Ｉ／Ｏ実行キューに要求が無い場合には入
出力制御部毎に設けられたペンディングキューに要求が
あるかをそれぞれチェックし、もし要求があった場合に
はＩ／Ｏ実行キューの処理と同様に入出力要求を実行す
る。ただし、別の入出力制御部に対する入出力要求は平
行して処理を行うことが出来るため、他の入出力制御部
の処理状況に関係なく処理要求を発行する。また、この
一連の処理は図４に示した入出力要求のフォーマットの
タイムアウト判定の時間及び、ペンディングフラグから
判定する。
出力制御部毎に設けられたペンディングキューに要求が
あるかをそれぞれチェックし、もし要求があった場合に
はＩ／Ｏ実行キューの処理と同様に入出力要求を実行す
る。ただし、別の入出力制御部に対する入出力要求は平
行して処理を行うことが出来るため、他の入出力制御部
の処理状況に関係なく処理要求を発行する。また、この
一連の処理は図４に示した入出力要求のフォーマットの
タイムアウト判定の時間及び、ペンディングフラグから
判定する。
【００３１】図８に本発明を適用した場合の、一台のデ
ィスクインタフェース上のデータ転送のタイムチャート
を示す。この例では、３系統の入出力制御部３４に接続
された３台のディスク装置との入出力動作を表し、入出
力要求タイミングはスケジュール機構３３から入出力制
御部３４に対して入出力要求を発行するタイミングを示
す。ここで各要求の中の数字はそれぞれの別の要求であ
る事を示す識別子である。また、斜線のついた要求４，
５は、リアルタイム処理を要求される優先度の高いコマ
ンドを示している。この場合、優先度の低い要求１〜３
のうち、まだ処理が実行されていない要求２，３が実行
される前に要求４，５が実行されることになる。このよ
うに複数のディスクチャネルにまたがった複数のディス
ク装置の入出力を実行する必要がある場合にも干渉する
ことを避けることが出来る。特に負荷の軽いディスクチ
ャネルの入出力動作が、他のチャネルに接続されたリア
ルタイム処理が要求される動作を干渉すること無く、動
作させることが可能となる。
ィスクインタフェース上のデータ転送のタイムチャート
を示す。この例では、３系統の入出力制御部３４に接続
された３台のディスク装置との入出力動作を表し、入出
力要求タイミングはスケジュール機構３３から入出力制
御部３４に対して入出力要求を発行するタイミングを示
す。ここで各要求の中の数字はそれぞれの別の要求であ
る事を示す識別子である。また、斜線のついた要求４，
５は、リアルタイム処理を要求される優先度の高いコマ
ンドを示している。この場合、優先度の低い要求１〜３
のうち、まだ処理が実行されていない要求２，３が実行
される前に要求４，５が実行されることになる。このよ
うに複数のディスクチャネルにまたがった複数のディス
ク装置の入出力を実行する必要がある場合にも干渉する
ことを避けることが出来る。特に負荷の軽いディスクチ
ャネルの入出力動作が、他のチャネルに接続されたリア
ルタイム処理が要求される動作を干渉すること無く、動
作させることが可能となる。
【００３２】また本発明の実施例ではディスクインタフ
ェース３は２個接続されているが、複数あるいは単数で
接続しても同様に適用可能である。
ェース３は２個接続されているが、複数あるいは単数で
接続しても同様に適用可能である。
【００３３】
【発明の効果】本発明により、ディスク装置に対する入
出力動作において、過負荷を避けることが可能となり、
バスの飽和などの影響を抑えることができるため、ハー
ドウェアの処理バランスが保たれる。よって、ディスク
装置に対するシーケンシャルかつ一定以上のデータ転送
レートを要求する入出力動作において、データ落ちなど
も発生せず一定レートの入出力を保証できるようにな
る。
出力動作において、過負荷を避けることが可能となり、
バスの飽和などの影響を抑えることができるため、ハー
ドウェアの処理バランスが保たれる。よって、ディスク
装置に対するシーケンシャルかつ一定以上のデータ転送
レートを要求する入出力動作において、データ落ちなど
も発生せず一定レートの入出力を保証できるようにな
る。
【００３４】また、複数の入出力要求をハード的に時間
管理する機能を追加することにより、ＣＰＵによるハー
ドウェア資源の管理は負担が軽くなり多数の入出力処理
が可能となる。
管理する機能を追加することにより、ＣＰＵによるハー
ドウェア資源の管理は負担が軽くなり多数の入出力処理
が可能となる。
【００３５】汎用のコンピュータ用インタフェースで
は、ハードウェア的な時間管理が困難であったため、ソ
フトウェア的に時間管理を行っていたが、本発明を適用
することにより、時間管理を行うＣＰＵの負担が軽くな
り、同時に多数のビデオデータ，オーディオデータを管
理することが可能となる。
は、ハードウェア的な時間管理が困難であったため、ソ
フトウェア的に時間管理を行っていたが、本発明を適用
することにより、時間管理を行うＣＰＵの負担が軽くな
り、同時に多数のビデオデータ，オーディオデータを管
理することが可能となる。
【００３６】また、このようなシステムを使用すれば、
大容量のデータの集中管理が可能となり、コンピュータ
によるディジタル放送サービスの実現が可能となる。
大容量のデータの集中管理が可能となり、コンピュータ
によるディジタル放送サービスの実現が可能となる。
【図１】本発明の入出力インタフェースを用いた第１の
実施例を説明するためのブロック図である。
実施例を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例を説明するためのタイム
チャートを示す図である。
チャートを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例を説明するためのフロー
チャートを示す図である。
チャートを示す図である。
【図４】本発明で用いる入出力要求のデータフォーマッ
トを示す図である。
トを示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例を説明するためのフロー
チャートを示す図である。
チャートを示す図である。
【図６】本発明の入出力インタフェースを用いた第３の
実施例を説明するためのブロック図である。
実施例を説明するためのブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施例を説明するためのフロー
チャートを示す図である。
チャートを示す図である。
【図８】本発明を用いた１つの入出力インタフェース上
のデータ転送のタイムチャートを示す図である。
のデータ転送のタイムチャートを示す図である。
【図９】従来の入出力インタフェースを用いたシステム
の全体構成を示す図である。
の全体構成を示す図である。
１ ホストコンピュータ ２ 基準クロック生成機構 ３ ディスクインタフェースコントローラ ３１ スケジュール機構 ３２ バスインタフェース制御部 ３３ 優先度付きキュー管理部 ３４ 入出力制御部 ４ ディスク装置 ５ 入出力バス ＴＳ 基準クロック信号 ＣＳ キュー管理部制御信号 ＤＢ データバス ＣＢ１ コマンドバス１ ＣＢ２ コマンドバス２
Claims (5)
- 【請求項１】 ホストコンピュータからの入出力要求にも
とづいて情報記憶装置の情報の入出力を行う入出力イン
タフェース装置の制御方法において、前記ホストコンピ
ュータから一定時間内に完了する必要のある入出力要求
を優先度付きキュー管理部で受け取り、基準クロック生
成機構から供給される基準クロックにもとづき、前記優
先度付きキュー管理部内の前記入出力要求の優先度に応
じて、情報記憶装置の制御を行う入出力制御部へ優先度
の高い入出力要求を転送する入出力インタフェース装置
の制御方法であって、前記スケジュール機構は前記ホス
トコンピュータからの入出力要求のコマンドフォーマッ
トに設けられたタイムアウト時間、ペンディングフラグ
にもとづき、前記優先度付きキュー管理部内の入出力要
求の優先度判断を行い、優先度が低いと判断した要求を
前記優先度付きキュー管理部の中のペンディングキュー
へ入出力要求を移すことを特徴とする入出力インタフェ
ース装置の制御方法。 - 【請求項２】 前記入出力インタフェース装置の制御方法
において、前記スケジュール機構は前記優先度付きキュ
ー管理部に入出力要求がある場合、優先度が高くなけれ
ば前記優先度付きキュー管理部のペンディングキューへ
追加し、優先度が高く、タイムアウトが発生しなければ
前記入出力要求を実行させ、タイムアウトが発生したと
きはペンディングキューへ追加を行うことを特徴とする
請求項１記載の入出力インタフェース装置の制御方法。 - 【請求項３】 前記入出力インタフェース装置の制御方法
において、前記スケジュール機構は優先度付きキュー管
理部にある入出力要求がある場合、入出力要求があれば
情報記憶装置ごとに設けられたＩ／Ｏ実行キューの長さ
をチェックし、キューの長さが短い、あるいはキューの
長さが長くても優先度が低いときはＩ／Ｏ実行キューに
前記入出力要求を追加し、キューの長さが長く優先度が
高いときにはＩ／Ｏ実行キューに前記入出力要求を追加
し、優先度付きキュー管理部に入出力要求がない場合、
Ｉ／Ｏ実行キューに入出力要求があり、またＩ／Ｏ実行
キューに入出力要求がなくてもペンディングキューに入
出力要求があるときにタイムアウトが発生していなけれ
ば入出力要求を実行し、タイムアウトが発生していれば
ペンディングキューへ入出力要求を追加することを特徴
とする請求項１記載の入出力インタフェース装置の制御
方法。 - 【請求項４】ホストコンピュータからの入出力要求にも
とづいて情報記憶装置の情報の入出力を行う入出力イン
タフェース装置において、前記ホストコンピュータから
一定時間内に完了する必要のある入出力要求を受け取る
バスインタフェース制御部と、前記バスインタフェース
制御部から前記入出力要求を受け取り、保持する優先度
付きキュー管理部と、入出力インタフェース装置のため
の動作基準クロックを生成する基準クロック生成機構か
ら供給される基準クロックにもとづき、前記優先度付き
キュー管理部内の前記入出力要求の優先度に応じて、前
記優先度付きキュー管理部から情報記憶装置の制御を行
う入出力制御部へ優先度の高い順に入出力要求を転送す
るようにするスケジュール機構とを有する入出力インタ
フェース装置であって、前記入出力インタフェース装置
が複数の入出力制御部を有し、前記優先度付きキュー管
理部には前記複数の入出力制御部ごとに前記ペンディン
グキューが設けられていることを特徴とする入出力イン
タフェース装置。 - 【請求項５】ホストコンピュータからの入出力要求にも
とづいて情報記憶装置の情報の入出力を行う入出力イン
タフェース装置において、前記ホストコンピュータから
一定時間内に完了する必要のある入出力要求を受け取る
バスインタフェース制御部と、前記バスインタフェース
制御部から前記入出力要求を受け取り、保持する優先度
付きキュー管理部と、入出力インタフェース装置のため
の動作基準クロックを生成する基準クロック生成機構か
ら供給される基準クロックにもとづき、前記優先度付き
キュー管理部内の前記入出力要求の優先度に応じて、前
記優先度付きキュー管理部から情報記憶装置の制御を行
う入出力制御部へ優先度の高い順に入出力要求を転送す
るようにするスケジュール機構とを有することを特徴と
する入出力インタフェース装置であって、前記バスイン
タフェース制御部と前記入出力制御部の間に、前記バス
インタフェース制御部からのデータを一時的に保持する
データバッファが配置され、データバッファで保持され
たデータを前記基準クロックとは非同期に前記入出力制
御部に転送することを特徴とする入出力インタフェース
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6315242A JP2611746B2 (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | 入出力インタフェース装置及びその制御方法 |
| FR9515086A FR2728364B1 (fr) | 1994-12-19 | 1995-12-19 | Interface d'entree-sortie connectee a une memoire d'ordinateur et capable de controler les vitesses d'entree-sortie de donnee |
| US08/575,119 US5784647A (en) | 1994-12-19 | 1995-12-19 | Interface for fetching highest priority demand from priority queue, predicting completion within time limitation then issuing demand, else adding demand to pending queue or canceling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6315242A JP2611746B2 (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | 入出力インタフェース装置及びその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08171526A JPH08171526A (ja) | 1996-07-02 |
| JP2611746B2 true JP2611746B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=18063087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6315242A Expired - Fee Related JP2611746B2 (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | 入出力インタフェース装置及びその制御方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5784647A (ja) |
| JP (1) | JP2611746B2 (ja) |
| FR (1) | FR2728364B1 (ja) |
Families Citing this family (65)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6553476B1 (en) | 1997-02-10 | 2003-04-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Storage management based on predicted I/O execution times |
| US6237067B1 (en) | 1998-08-31 | 2001-05-22 | International Business Machines Corporation | System and method for handling storage consistency conflict |
| JP3706258B2 (ja) * | 1998-09-09 | 2005-10-12 | 富士通株式会社 | リモートファイル制御装置 |
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