JP3283928B2 - ディスク制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、マルチリクエスト機
能を有するディスク制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスク制御装置、例えば磁気ディスク
制御装置の１つに、複数の磁気ディスク装置を接続し、
ホスト装置からの入出力要求を複数個同時に受付けるマ
ルチリクエスト機能を有するるものがある。

【０００３】この種の磁気ディスク制御装置では、ホス
ト装置から複数の入出力要求を受付けた際に、一番早く
処理が可能になった要求から順番に処理を実行するのが
一般的である。この複数入出力要求受付時の制御の詳細
は以下の通りである。

【０００４】まず磁気ディスク制御装置は、複数の入出
力要求を受付けると、それぞれの要求に対応してマルチ
シークコマンドを複数の磁気ディスク装置へ発行する。
このコマンドを受けた磁気ディスク装置では、要求され
たシーク動作が行われる。

【０００５】磁気ディスク制御装置には各磁気ディスク
装置とのインタフェース（磁気ディスク装置インタフェ
ース）が設けられている。各インタフェースは回転位置
検出機能を有しており、シーク完了後において、目的セ
クタの位置がリード／ライトヘッドの位置に近付いたこ
と、即ち回転待ちが解消したことを検出する。磁気ディ
スク制御装置は、各磁気ディスク装置とのインタフェー
スの回転位置検出機能により、シークが完了して最初に
回転待ちが解消された（即ち処理準備が完了した）磁気
ディスク装置を検出すると、その磁気ディスク装置との
間の入出力処理（データ転送）を（複数の磁気ディスク
装置に共通の）バスを介して実行する。

【０００６】このように、回転位置検出機能を利用し
て、入出力処理を実行する磁気ディスク装置を決定する
ことにより、回転待ちによるバスの不要な占有を防止す
ることができる。

【０００７】次に、磁気ディスク装置との間の入出力処
理が完了してアイドル状態になると、即ち入出力処理の
節目になると、磁気ディスク制御装置は、上記と同様に
して、この入出力処理完了後において最初に処理準備が
完了した磁気ディスク装置との間の入出力処理を実行す
る。

【０００８】以上述べたように、磁気ディスク制御装置
は、ホスト装置からの入出力要求を次々と受付ける一
方、バスが空いて新たな入出力処理が可能なアイドル状
態になると、その時点において受付けている要求のう
ち、最初に処理準備が完了した要求先の磁気ディスク装
置との間で入出力処理を実行している。

【０００９】一方、ホスト装置は、自身が発行した各入
出力要求に対する入出力処理の実行について処理時間を
監視している。そしてホスト装置は、一定時間を経過し
ても入出力処理が完了しない場合には、タイムアウトと
して入出力異常の処理を実施する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、複数
の磁気ディスク装置を接続し、ホスト装置からの入出力
要求を複数個同時に受付けるマルチリクエスト機能を有
する従来の磁気ディスク制御装置では、アイドル状態の
タイミングにおいて、回転待ちが解消して処理の準備が
完了している磁気ディスク装置との間の入出力処理を実
行するようにしていた。このため、そのタイミングにて
回転待ちが発生してしまった磁気ディスク装置との間の
入出力処理は待たされることになる。

【００１１】この場合、次にアイドル状態となった際
に、上記待たされた磁気ディスク装置の回転待ちが都合
良く完了状態にあれば良いが、もし回転待ち状態にある
と、また他の磁気ディスク装置を対象とする入出力要求
の処理が実行されてしまい、この待たされた処理は更に
待たされてしまう。

【００１２】したがって、ホスト装置からの入出力要求
が頻繁に発生して、その要求が磁気ディスク制御装置内
に複数スタックされている状態では、再三にわたり（ア
イドル状態と回転待ち完了との）タイミングが一致しな
かったために入出力処理が長時間待たされる磁気ディス
ク装置が現れる可能性が極めて高くなる。このような長
時間待たされた入出力要求は、ホスト装置のタイムアウ
ト監視機能により異常（タイムアウトエラー）として判
断され、異常処理が実行される。

【００１３】しかし、再三にわたるタイミングの不一致
のために入出力要求が長時間待たされるのは、装置の異
常（故障）によるものではなく、これがホスト装置のタ
イムアウト監視機能により異常と判断されてしまうのは
問題であった。

【００１４】この発明は上記事情を考慮してなされたも
のでその目的は、特にマルチリクエスト実行時の入出力
要求応答時間の均一化が図れ、再三にわたるタイミング
の不一致のために入出力要求が長時間待たされることに
起因するタイムアウトエラーの発生が防止できるディス
ク制御装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、複数のディ
スク装置と接続され、ホスト装置からの入出力要求を同
時に複数個受付けるマルチリクエスト機能および複数の
ディスク装置のシーク処理を同時に実行するマルチシー
ク機能を有するディスク制御装置において、ホスト装置
からの各入出力要求毎にその要求受付時刻を記憶するた
めの要求受付時刻記憶手段と、入出力処理の節目毎に、
上記要求受付時刻記憶手段に記憶されている各入出力要
求毎の要求受付時刻のうちシーク完了状態まで進んでい
る入出力要求の要求受付時刻を少なくとも参照し、その
参照した各要求受付時刻とその時点の時刻とから、予め
定められた最大許容処理時間を経過しても入出力処理が
開始されていない入出力要求を検索する検索手段と、こ
の検索手段により、最大許容処理時間を経過しても入出
力処理が開始されていない入出力要求が検索できた場合
に、他の入出力要求の指定するディスク装置との間の入
出力処理を待たせて、その検索された入出力要求の示す
入出力処理を強制的に実行させる制御手段とを備えたこ
とを特徴とするものである。

【００１６】

【作用】上記の構成においては、ホスト装置からの入出
力要求を受付けた場合、その入出力要求の受付時刻が、
その入出力要求に対応して要求受付時刻記憶手段（要求
受付時刻テーブル）に書込まれる。マルチリクエストに
より複数の入出力要求を受付けた場合には、それぞれの
要求についてその受付時刻が要求受付時刻記憶手段に書
込まれる。

【００１７】検索手段は、各入出力処理の節目毎に、即
ち磁気ディスク装置との間の新たな入出力処理が実行可
能なアイドル状態になる毎に、要求受付時刻記憶手段に
記憶されている各入出力要求毎の受付時刻のうちシーク
完了状態まで進んでいる入出力要求の要求受付時刻、あ
るいは全ての入出力要求の要求受付時刻を参照する。そ
して検索手段は、参照した各要求受付時刻と現在の時刻
をもとに、各入出力要求が受付けられてから現時点に至
るまでの経過時間を計算し、この各入出力要求毎の経過
時間と予め定められた最大許容処理時間とを比較するこ
とで、最大許容処理時間を経過しても入出力処理が開始
されていない入出力要求を探す。

【００１８】もし、最大許容処理時間を経過しても入出
力処理が開始されていない入出力要求が見付かった場合
には、制御手段は、他の入出力要求の指定する入出力処
理を待たせて、その検索された入出力要求の示す入出力
処理を強制的に実行させる。これにより、再三にわたり
アイドル状態と回転待ち完了とのタイミングが一致しな
かったために、最大許容処理時間以上待たされていた入
出力要求の示すディスク装置との間の入出力処理（デー
タ転送処理）が、たとえ回転待ちが解消されていないた
めに直ちに行える状態にない場合であっても、回転待ち
の解消を待って必ず実行される。

【００１９】これに対し、最大許容処理時間を超えて待
たされている入出力要求が見付からなかった場合には、
従来と同様に、その時点で最初に回転待ちが解消された
ディスク装置を対象とする入出力要求の示すデータ転送
が行われる。

【００２０】

【実施例】図１はこの発明の一実施例に係る情報処理シ
ステムの構成を示すブロック図である。

【００２１】図１において、１はシステムの中心をなす
ホスト装置である。ホスト装置１には、ＳＣＳＩ（Smal
l Computer System Interface ）バスに代表されるバス
２を介して磁気ディスク制御装置３が接続されている。
この磁気ディスク制御装置３には、複数の、例えば４台
の磁気ディスク装置４が接続されている。

【００２２】磁気ディスク制御装置３は、ホスト装置１
からの入出力要求を複数個受付けるマルチリクエスト機
能と、複数の磁気ディスク装置４のシーク処理を同時に
実行するマルチシーク機能とを有しており、受付けた入
出力要求の処理を、対象となる磁気ディスク装置４を制
御して実行する。

【００２３】磁気ディスク制御装置３は、同制御装置３
全体を制御するマイクロプロセッサ３１、時計機能を持
つタイマ３２、およびデータの格納等に用いられる（マ
イクロプロセッサ３１用の）メモリ３３を有する。

【００２４】メモリ３３には、各磁気ディスク装置４毎
に設けられたコマンド受付キュー３３１、この各コマン
ド受付キュー３３１毎に設けられた要求受付時刻テーブ
ル３３２、および最大許容処理時間設定部３３３が置か
れる。

【００２５】コマンド受付キュー３３１は、磁気ディス
ク制御装置３（内のマイクロプロセッサ３１）にて受付
けたホスト装置１からの入出力要求（入出力コマンド）
のうち、対応する磁気ディスク装置４を要求の対象とす
る入出力要求を受付順に登録するのに用いられる。この
コマンド受付キュー３３１に登録される入出力要求に
は、その要求の実行状況を示すフラグが付される。この
実行状況フラグ（ステータスフラグ）の１つにデータ転
送が終了した場合にオンされる転送終了フラグがある。
要求受付時刻テーブル３３２は、対応するコマンド受付
キュー３３１に登録された各入出力要求の受付時刻を登
録するのに用いられる。

【００２６】最大許容処理時間設定部３３３は、ホスト
装置１からの入出力要求を受付けてからその要求の処理
が実行されるまでの（単一の入出力処理についての）許
容時間（以下、最大許容処理時間と称する）を予め設定
するのに用いられる。

【００２７】上記磁気ディスク制御装置３はまた、ホス
ト装置１との間のデータ入出力を実行するためのホスト
インタフェース（以下、ホストＩ／Ｆと称する）３４、
および磁気ディスク装置インタフェース（以下、磁気デ
ィスク装置Ｉ／Ｆと称する）３５を有する。この磁気デ
ィスク装置Ｉ／Ｆ３５は、各磁気ディスク装置４毎に設
けられ、対応する磁気ディスク装置４との間のデータ入
出力を実行する。磁気ディスク装置Ｉ／Ｆ３５は、マイ
クロプロセッサ３１からの指示により、シーク完了後に
おいて目的セクタの位置がリード／ライトヘッドの位置
に近付いたこと、即ち回転待ちが解消したことを検出す
る回転位置検出機能を有する。

【００２８】磁気ディスク制御装置３は更に、内部バス
３６を有する。この内部バス３６には、マイクロプロセ
ッサ３１、ホストＩ／Ｆ３４および各磁気ディスク装置
Ｉ／Ｆ３５が接続されている。次に、図１の構成におけ
る磁気ディスク制御装置３の動作を、図２のフローチャ
ートを参照して説明する。

【００２９】まず、ホスト装置１からバス２を介して磁
気ディスク制御装置３に入出力要求が発行され、その入
出力要求が磁気ディスク制御装置３内のホストＩ／Ｆ３
４により入力されると、同ホストＩ／Ｆ３４からマイク
ロプロセッサ３１にその旨が通知される。これによりマ
イクロプロセッサ３１は、ホスト装置１から入出力要求
が発行されたものと判断し、その入出力要求を内部バス
３６を介してホストＩ／Ｆ３４から取込む（ステップＳ
１，Ｓ２）。

【００３０】次にマイクロプロセッサ３１は、取込んだ
入出力要求を、その要求の対象となる磁気ディスク装置
４に対応する（メモリ３３内の）コマンド受付キュー３
３１に登録する（ステップＳ３）。またマイクロプロセ
ッサ３１は、入出力要求を登録したコマンド受付キュー
３３１に対応する要求受付時刻テーブル３３２に、その
入出力要求に対応して、その時点においてタイマ３２の
示す時刻（即ち現在時刻）を要求受付時刻として書込む
（ステップＳ４）。

【００３１】次にマイクロプロセッサ３１は、取込んだ
入出力要求の内容を判定し（ステップＳ５）、その要求
の対象となる磁気ディスク装置４に対してシーク要求を
発行する（ステップＳ６）。

【００３２】なお、ホスト装置１からのマルチリクエス
トにより入出力要求を複数個受付けた場合であれば、マ
イクロプロセッサ３１は、それぞれの入出力要求を対応
するコマンド受付キュー３３１に登録すると共に、その
受付時刻を対応する要求受付時刻テーブル３３２にそれ
ぞれ書込み、複数の磁気ディスク装置４に対してそれぞ
れのシーク要求を同時に発行する。

【００３３】以上の処理を終了すると、マイクロプロセ
ッサ３１は、各磁気ディスク装置Ｉ／Ｆ３５に問合せ
て、シーク動作が完了している磁気ディスク装置４があ
るか否かをチェックする（ステップＳ７）。もしシーク
完了状態にある磁気ディスク装置４が存在しないなら、
マイクロプロセッサ３１は、ステップＳ１に戻ってホス
ト装置１から入出力要求が発行されているか否かをチェ
ックする。もし入出力要求がなければ、ステップＳ７に
進んで、シーク完了状態にある磁気ディスク装置４があ
るか否かを再度チェックする。即ちマイクロプロセッサ
３１は、シーク完了状態にある磁気ディスク装置４が存
在しない場合、いずれかの磁気ディスク装置４でシーク
完了となるか、ホスト装置１から入出力要求が発行され
るのを待つ。

【００３４】さて、４台の磁気ディスク装置４のいずれ
かがシーク完了状態にある場合、マイクロプロセッサ３
１は、そのシーク完了状態にある全ての磁気ディスク装
置４について、対応する磁気ディスク装置Ｉ／Ｆ３５が
有する回転位置検出機能を起動する（ステップＳ８）。
これにより、該当する磁気ディスク装置Ｉ／Ｆ３５で
は、回転位置の検出が行われ、対象となる入出力要求で
指定されている開始セクタの位置がリード／ライトヘッ
ドの位置に対して所定セクタ数の範囲内に近付くと、回
転待ちが解消したことを示す所定パルスが図示せぬ制御
線を介してマイクロプロセッサ３１に出力される。

【００３５】一方、マイクロプロセッサ３１は磁気ディ
スク装置Ｉ／Ｆ３５の回転位置検出機能を起動すると、
今度はデータ転送によりバス（内部バス）３６を占有し
ている磁気ディスク装置４があるか否かをチェックする
（ステップＳ９）。もし、バス３６を占有している磁気
ディスク装置４があるならば、マイクロプロセッサ３１
はステップＳ１に戻る。

【００３６】これに対し、バス３６を占有している磁気
ディスク装置４がなければ、マイクロプロセッサ３１
は、回転待ちが解消されてデータ転送が可能となった磁
気ディスク装置４があるか否かをチェックする（ステッ
プＳ１０）。このチェックは、回転位置検出機能が起動
された各磁気ディスク装置Ｉ／Ｆ３５からの上記パルス
の入力を検出することにより行われる。

【００３７】もし、データ転送可能な磁気ディスク装置
４が存在することを検出した場合、即ちステップＳ１０
のチェック期間において最初に回転待ちが解消された磁
気ディスク装置４に対応する磁気ディスク装置Ｉ／Ｆ３
５からのパルスを検出した場合、マイクロプロセッサ３
１はステップＳ１１に進む。

【００３８】このステップＳ１１において、マイクロプ
ロセッサ３１はまず、データ転送可能な磁気ディスク装
置４以外でシーク完了状態にある各磁気ディスク装置４
にて次に処理すべき入出力要求の受付時刻を、対応する
要求受付時刻テーブル３３２から入手する。ここで、次
に処理すべき入出力要求は、コマンド受付キュー３３１
の先頭にある入出力要求である。なお、この先頭の入出
力要求に付された転送終了フラグがオンしている場合に
は、その要求に対するデータ転送は終了していることか
ら（但し、ホスト装置１への転送終了ステータス応答の
処理は未終了）、その入出力要求は対象外とし、コマン
ド受付キュー３３１内の後続の入出力要求を磁気ディス
ク装置４にて次に処理すべきものとする。

【００３９】次にマイクロプロセッサ３１は、この入手
した各受付時刻とタイマ３２の示す現在の時刻をもと
に、上記次に処理すべき入出力要求が受付けられてから
の経過時間を算出する。

【００４０】そしてマイクロプロセッサ３１は、この各
入出力要求毎の経過時間とメモリ３３内の最大許容処理
時間設定部３３３に設定されている最大許容処理時間と
を比較して、上記経過時間が最大許容処理時間を超える
入出力要求があるか否かをチェックする。

【００４１】もし、上記の経過時間が最大許容処理時間
を超えて待たされ続けている入出力要求がある場合、マ
イクロプロセッサ３１は、その入出力要求の対象となる
磁気ディスク装置４以外での入出力処理は待たせ、その
対象磁気ディスク装置４での入出力処理（データ転送）
を強制的（優先的）に実行させる（ステップＳ１２）。
これにより、マルチリクエスト動作時の入出力要求に対
する応答時間（入出力応答時間）の均一化が実現し、再
三にわたり（アイドル状態と回転待ち完了との）タイミ
ングが一致しなかったために入出力処理が長時間待たさ
れて、ホスト装置１でタイムアウトエラーとして処理さ
れるという不都合を解消できる。なお、上記最大許容処
理時間は、入出力処理が長時間待たされてタイムアウト
エラーとして検出されない範囲で、任意に設定可能であ
る。このタイムアウトエラーは、磁気ディスク制御装置
３でも検出可能である。

【００４２】これに対し、上記の経過時間が最大許容処
理時間を超えて待たされ続けている入出力要求がない場
合には、マイクロプロセッサ３１は従来と同様に、ステ
ップＳ１０で検出したデータ転送可能な磁気ディスク装
置４のデータ転送を起動する（ステップＳ１３）。マイ
クロプロセッサ３１は、ステップＳ１２またはＳ１３を
実行すると、ステップＳ１に戻る。

【００４３】またマイクロプロセッサ３１は、上記のよ
うにして起動した磁気ディスク装置４のデータ転送が終
了すると、対応するコマンド受付キュー３３１内の入出
力要求に付された転送終了フラグをオンする。そしてマ
イクロプロセッサ３１は、データ転送終了後に、ホスト
装置１へ転送終了ステータスを返すと、その入出力要求
の処理が全て完了したものとして、その入出力要求をコ
マンド受付キュー３３１から削除し、同時にその入出力
要求の受付時刻を要求受付時刻テーブル３３２から削除
する。

【００４４】なお、前記実施例では、ステップＳ１１で
の経過時間チェックの対象となる入出力要求から、シー
ク未完了の磁気ディスク装置４にて次に処理すべき入出
力要求を除外しているが、この要求もチェック対象とし
て構わない。

【００４５】また、前記実施例では、磁気ディスク制御
装置に実施した場合について説明したが、本発明は、磁
気ディスク装置以外の回転待ちが発生するディスク装置
を制御するディスク制御装置、例えば光ディスク制御装
置や光磁気ディスク制御装置にも同様に適用可能であ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
ホスト装置からの入出力要求の受付時刻を各入出力要求
毎に記録しておき、各入出力処理の節目毎に、その記録
されている入出力要求毎の受付時刻とその時点の時刻と
から、予め定められた最大許容処理時間を経過しても入
出力処理が開始されていない入出力要求を探し、該当す
る入出力要求が見付かった場合には、他の入出力要求の
指定するディスク装置との間の入出力処理を待たせて、
その検索された入出力要求の示す入出力処理を強制的に
実行させる構成としたので、特にマルチリクエスト動作
時に、各種入出力処理の節目のタイミングにより、他の
入出力要求の入出力処理ばかりが優先され、さかなか入
出力処理が開始されない入出力要求が存在したとき、最
低限最大許容処理時間経過後は、この待たされ続けてい
る入出力要求の入出力処理（データ転送）が必ず実行さ
れるようになる。

【００４７】したがって、この発明によれば、一定時間
以上の極端にオーバヘッドの長い入出力要求は存在しな
くなって、入出力要求応答時間の均一化が実現でき、再
三にわたるタイミングの不一致のために入出力要求が長
時間待たされることに起因して、ディスク制御装置ある
いはそれより上位の部分でタイムアウトエラーとして検
出される不具合の発生も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る情報処理システムの
構成を示すブロック図。

【図２】図１の構成における磁気ディスク制御装置３の
動作を説明するためのフローチャート。

【符号の説明】

１…ホスト装置、２…バス、３…磁気ディスク制御装
置、４…磁気ディスク装置、３１…マイクロプロセッサ
（検索手段、制御手段）、３２…タイマ、３３…メモ
リ、３４…ホストＩ／Ｆ、３５…磁気ディスク装置Ｉ／
Ｆ、３６…内部バス、３３１…コマンド受付キュー、３
３２…要求受付時刻テーブル（要求受付時刻記憶手
段）、３３３…最大許容処理時間設定部。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 13/12 340 G06F 3/06 301 G06F 13/10 340

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のディスク装置と接続され、ホスト
   装置からの入出力要求を複数個受付け可能なマルチリク
   エスト機能および複数の前記ディスク装置のシーク処理
   を並行して実行可能なマルチシーク機能を有するディス
   ク制御装置において、前記各ディスク装置毎に設けられ、該ディスク装置を対
   象とする前記ホスト装置からの入出力要求を受付け順に
   登録するための入出力要求記憶手段と、 前記ホスト装置からの各入出力要求毎にその要求受付時
   刻を記憶するための要求受付時刻記憶手段と、前記 各ディスク装置への入出力処理待ちの最大許容処理
   時間を保持する最大許容処理時間設定手段と、前記各入出力要求記憶手段に登録された入出力要求を、
   該各入出力要求記憶手段毎にそれぞれ受付順に処理し
   て、対応するディスク装置にシーク動作を実行させるた
   めのシーク要求を発行する手段と、 前記各ディスク装置毎に設けられ、該ディスク装置での
   シーク動作の完了後、該ディスク装置での回転待ちが解
   消されたことを検出する回転位置検出手段と、 前記各ディスク装置に対して発行されたシーク要求に対
   応する入出力要求のうち、該入出力要求の示す入出力処
   理が未実行の入出力要求の 前記要求受付時刻からの経過
   時間と前記最大許容処理時間とを比較して、該最大許容
   処理時間を超過したものがあるか否かを検索する検索手
   段と、通常は、前記回転位置検出手段により回転待ちが解消さ
   れたことが検出されたディスク装置に対する前記シーク
   要求に対応する入出力要求の示す入出力処理を、他の入
   出力要求に優先して実行させ、前記 検索手段により、前
   記最大許容処理時間を経過している入出力要求が検索さ
   れた場合には、前記回転位置検出手段の検出結果に無関
   係に、前記検索された入出力要求の示す入出力処理を、
   他の入出力要求に優先して実行させる制御手段と を具備することを特徴とするディスク制御装置。