JP4068589B2 - マスタ・スレーブデータ管理システムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は電子システムに関し、特に、マスタ・スレーブデータ管理システムおよび方法に関する。

デジタル音楽、音声、画像、映画または他の符号化データを取込み、作成し、格納し、操作しまたは転送するために製造された電子機器は、安価な半導体処理が出現し消費者の需要が増大したことによってさらに普及している。ポータブルＭＰ３（ムービング・ピクチャ・エキスパート・グループ・レイヤ３規格）プレイヤー、デジタルカメラおよびデジタル音声レコーダー等の製品は、人気があり続けている。これらの商用機器の各々に対する一般的な傾向は、低いコストでより高いデータ記憶能力を提供するということである。

不都合なことに、これらの機器においてより大きいメモリを提供する傾向は、メモリデバイスの障害によりかかる大容量のデータが喪失した場合に、コストが増大し時間を浪費するという傾向を伴う。多くの携帯電子機器は、設計に冗長性がなく、冗長性がないことにより、消費者がメモリデバイスの障害から回復するのに役立つことができない。バックアップデータを提供することができる機器の場合でも、事前にバックアップされたデータを復旧するのに費やす時間は、平均的な消費者にとって長くて厄介である。また、購入者が自身の製品においてメモリデバイスをアップグレードしたい場合、往々にして、変換用メモリデバイス上で復旧するために、ＰＣを使用してデータをバックアップする場合、結果として時間のかかるプロセスが起こる。

製造業者によっては、これらの問題を、ＰＣのバックアップおよびファイル転送に対するデータスループットを向上させることにより解決しようと試みてきた。不都合なことに、これらの機器における単一メモリでは、落下等の物理的衝撃または通常の消耗のために、バックアップする前に障害が発生する場合が多い。別の解決法では、ＤＩＭＭ（デュアル・インライン・メモリ・モジュール）の２つのバンクを利用する。この解決法では、第１のバンクにデータを書込むと同時に、次の書込みのために第２のバンクがデータを読出す。一方のバンクに障害が発生すると、その障害が発生したメモリに置換わるために、データを、そのデータをミラーリングするバンクから書込む。別の手法は、５つのメモリコントローラを使用して業界標準ＤＩＭＭの５つのメモリバンクを制御する、ＲＡＩＤ（業界標準ＤＩＭＭの冗長アレイ）メモリソリューションを含む。メモリコントローラは、データを４つのブロックに分割し、その４つのブロックを４つのメモリバンクに書込む。ＲＡＩＤプロセッサは、第５のメモリバンクに格納されるパリティ情報を計算する。メモリバンクのいずれか１つが置換を必要とする場合、データを、残りの４つのメモリバンクから回復することができる。これらの解決法の各々はデータ冗長性を提供するが、それら解決法は、携帯機器における消費者が使い易いメモリ修復およびアップグレードのためのメカニズムを提供しない。

したがって、ＰＣを使用することなくデータ冗長性を提供し、転送においてＰＣを使用することなく容易なメモリアップグレード能力を提供することができる、携帯電子機器システムが依然として必要とされている。本発明の一実施形態を、プロセッサとつながるバスと、プロセッサに対し第１のメモリへのつながりを提供する、バスとは別の第１のデータ経路と、プロセッサに対し第２のメモリへのつながりを提供する、バスとは別の第２のデータ経路と、を有し、プロセッサが、第１のメモリをマスタメモリとして確立し、その後第２のメモリに書込むことにより第２のメモリをスレーブメモリにすることによって、独立メモリの冗長アレイを形成するように構成される、システムで説明する。

また、本発明の実施形態は、各々第１および第２の独立したデータ経路を介してマスタメモリおよびスレーブメモリとつながるコントローラモジュールと、コントローラモジュールとつながるアプリケーションモジュールとを備える。アプリケーションモジュールは、アプリケーションデータをコントローラモジュールに送出し、コントローラモジュールは、アプリケーションデータを最初にマスタメモリに送出し、その後アプリケーションデータをスレーブメモリに送出する。

第１のメモリを表す第１の現メモリ識別情報（「ＩＤ」）を受取ること、第２のメモリを表す第２の現メモリＩＤを受取ること、および第１および第２の現メモリＩＤの各々を、先に保存された第１および第２のメモリＩＤと比較すること、により、既存のメモリと新たなメモリとを識別する方法を説明する。

図面の要素は、必ずしも一定の比率で縮小されておらず、むしろ本発明の原理を例示することに重きがおかれている。さらに、図面では、各図を通して同じ参照番号は対応する部分を示している。

本発明は、ＭＰ３プレイヤー、デジタルレコーダ、もしくは、デジタル音楽、音声、画像、映画または他の符号化データの取込み、作成、格納、操作、または転送を可能にする他の任意の電子機器等、消費者アプリケーションで使用するための記憶装置モジュールにおいてデータを管理し、かつ格納するシステムを提供する。複数のメモリを使用することにより、コントローラモジュールに対しおよび少なくとも１つの消費者アプリケーションに対し、独立メモリの冗長アレイを利用することができる。メモリ間のメモリ容量を比較することにより、またはシステムに対していずれのメモリが新しいか（「新たなメモリ」）といずれのメモリがインストールされたままであるか（「既存のメモリ」）とを判定することにより、メモリのうちの１つをマスタメモリとして割当てる。新たなメモリで置換えられるメモリは、システムから取除かれる（「破棄されたメモリ」）。まずマスタメモリに書込み次にスレーブメモリに書込むことにより、メモリデバイスへの損傷によるデータ損失の影響を低減するシステムが生成される。本発明の実施形態はまた、デバイス自体の中での書込みプロセスの管理を通して、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）を使用しないメモリアップグレードを提供する。

２つのメモリ、すなわちメモリＡおよびＢの文脈でいくつかの実施形態を説明するが、それらを、３つ以上のメモリの使用を説明するように拡張してもよい。図１は、コントローラモジュール１００に対する実施方式を示す。コントローラモジュール１００を、メモリＡおよびＢとアプリケーションモジュール１６５とつながっているように示す。コントローラモジュール１００は、コントローラ１１０、ユーザインタフェース１１５、内部メモリ１２０およびプロセッサ１２５とつながるバス１６０を含む。あらゆるコンポーネントが、コントローラモジュール１００のためにデータ経路１４５を通して受取られるアプリケーションデータを管理し、メモリＡおよびＢからのおよびそれらの間でデータを管理する。プロセッサ１２５およびコントローラ１１０を、単一デバイスに統合してもよい。同様に、内部メモリ１２０を、単一チップ上でプロセッサ１２５またはコントローラ１１０もしくはそれらの両方と統合してもよい。

プロセッサ１２５は、障害(trouble)モニタ１３０と、デュプリケータ(duplicator、複製器)１３５と、読出し／書込み回路１４０と、を含むいくつかの機能を提供する。障害モニタ１３０とプロセッサ１２５とは、プロセッサ１２５に接続されたメモリＡおよびＢが正しく動作しているか否かを検出し、ユーザインタフェース１１５を通してユーザに対し問題を通知する。デュプリケータ１３５は、ＰＣ等の他の外部装置を使用することなく、メモリＡからメモリＢへのアプリケーションデータの複製を可能にする。デュプリケータ１３５はまた、バス１６０を通してユーザインタフェース１１５につながることにより、複製結果に関する情報をユーザに提供する。読出し／書込み回路１４０は、アプリケーションモジュール１６５等の外部アプリケーションと通信して、メモリＡまたはメモリＢ等のマスタおよびスレーブメモリに対するデータの読出し／書込みを管理する。実施例では、機能（１３０、１３５、１４０）をファームウェアで実施してもよく、またはソフトウェア制御汎用ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）を使用することによって実施してもよい。また、コントローラモジュール１００において、プロセッサ１２５に第３のメモリまたはメモリのセットを結合してもよい。バス１６０を、プロセッサ１２５と、コントローラ１１０と、ユーザインタフェース１１５と、内部メモリ１２０と、の間の導電経路を有するように示す。いかなる方法の信号管路、媒体または信号方式と同様に、光学式バスを使用してもよい。

メモリＡおよびＢを、プロセッサ１２５とじかにつながっているように示す。メモリＡおよびＢはまた、プロセッサ１２５およびコントローラ１１０によって管理されるアドレス指定方式を有するデータプロトコルを利用して、バス１６０を通してプロセッサ１２５とつながることも可能である。

代替実施形態では、コントローラモジュール１００にハブ１５０を設けることにより、コントローラモジュール１００のユーザアプリケーションとの使用を可能にする。バス１６０から延在するコントローラモジュール１００のためのデータ経路１４５を、バス１６０とつながるハブ１５０に置換える。コントローラモジュール１００と、メモリＡおよびＢと、アプリケーションモジュール１６５と、の間のデータ経路の代用として、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）無線技術を利用する無線方式または他の無線方式を提供することもできる。また、コントローラモジュール１００とアプリケーションモジュール１６５とを、便宜上「モジュール」として説明する。それらは、この実施例では単一ユニットに統合されてもよい。

図２を参照して、メモリＡとメモリＢとのうちの一方をマスタメモリであるように割当てる実施方式の実施形態を示す。最初に書込まれるメモリを、マスタと呼ぶ。たとえば、メモリＡにマスタステータスを割当てると、コントローラモジュール１００を通してアプリケーションモジュール１６５から到着するデータを、最初にメモリＡに書込み、次にメモリＢに書込むことになる。本方法は、コントローラモジュール１００のパワーオンで開始する（ブロック２００）。コントローラモジュール１００は、プロセッサ１２５を使用して、メモリＡおよびＢに対しそれらのＩＤについて問合せる（ブロック２１０）。プロセッサ１２５は、内部メモリ１２０から最後のシャットダウンで先に保存したＩＤを検索し（ブロック２１５）、それらを現問合せから検索したＩＤ番号と比較する（ブロック２２０）。先に保存し検索したＩＤが一致すると、プロセスは終了する（ブロック２２５）。メモリから検索した両ＩＤが先に保存したＩＤと異なる場合（ブロック２１５、２３０）プロセッサ１２５からユーザインタフェース１１５に対し、メモリＡおよびＢがともに新しいという指示を送信し（ブロック２３５）、プロセスは終了する。メモリＩＤのうちの一方のみが新しい場合、コントローラモジュール１００は、プロセッサ１２５を使用して既存のメモリに対してマスタステータスを割当て（ブロック２４０）、プロセスは終了する（ブロック２４５）。

メモリＩＤは通し番号であってもよい。また、メモリデバイスＩＤを、コントローラモジュール１００に対するシャットダウン・プロセス中に保存するが、コントローラモジュール１００パワーオン時にいずれ起こる比較を提供するために、シャットダウンの前のいかなる時点に保存してもよい。ユーザに対して送信される、両メモリが新しいという指示（ブロック２３５）を、マスタメモリを確定するプロセスが依然として未確定であるという任意の適当な指示に置換えてもよい。また、ユーザが望ましい場合は、かかる指示をまったく与えなくてもよく、コントローラモジュール１００によって内部的に使用してもよい。

図３を参照して、メモリの各々のメモリ容量を使用してメモリＡまたはＢのいずれかにマスタステータスを割当てる方式を示す。コントローラモジュール１００をパワーオンすると（ブロック３００）、コントローラモジュール１００は、プロセッサ１２５を使用してメモリＡおよびＢに対しそれらのＩＤを問合せる（ブロック３１０）。検索されたＩＤを、先のコントローラモジュール１００シャットダウン時に先に格納されたメモリＩＤと比較する（ブロック３１５、３２０）。検索されたＩＤと先に格納されたＩＤとが同じである場合、プロセスを停止する（ブロック３２５）。コントローラモジュール１００は、メモリＡもＢも新しくないと想定する。検索されたＩＤのいずれかがシャットダウン時に保存されたＩＤと同じでない場合、コントローラモジュール１００は、メモリＡおよびＢの各々に対しそれらのメモリデバイスデータ容量について問合せる（ブロック３３０）。新たなＩＤを返すメモリを、新たなメモリであるとみなす。

新たなメモリが既存のメモリより大きいデータ容量を有する場合、コントローラモジュール１００は、既存のメモリに対してマスタステータスを割当て（ブロック３３５、３４０）、プロセスは停止する（ブロック３２５）。既存のメモリは、その既存のデータを新たなメモリに複製する。上述したプロセスでは、最初に小さい方のメモリ（マスタメモリ）にデータを書込み次に大きい方のメモリ（スレーブメモリ）に書込むため、後続するデータ書込みによって両方のメモリにアプリケーションデータ冗長性がもたらされる、ということが保証される。一旦最も小さいメモリデバイスが一杯になると（マスタメモリ）、それ以上の書込みは行わない。

新たなメモリが既存のメモリより小さいデータ容量を有する場合（ブロック３４５）、プロセッサ１２５は、既存のメモリにおける既存のアプリケーションデータ（あるとすれば）のサイズを新たなメモリの容量と比較する（ブロック３５０）。既存のメモリにおける既存のアプリケーションデータが新たなメモリに適合しない場合、ユーザには、新たなメモリがメモリ間に冗長性を提供するには小さすぎるという指示を提供する(ブロック３５５）。新たなメモリが既存のメモリと同じかそれより大きい容量を有する場合(ブロック３４５）、または新たなメモリの方が小さい場合に既存のメモリのデータが新たなメモリに適合する場合（ブロック３５０）、コントローラモジュール１００は、新たなメモリにマスタメモリステータスを割当てる（ブロック３６０）。

コントローラモジュール１００がメモリに対してそれらのデータ容量を問合せる（ブロック３３０）のではなく、プロセッサ１２５に対し、ＩＤ指定または何らかの同様の識別情報に基づいてメモリアプリケーションデータ容量のルックアップテーブルを提供してもよい。また、ユーザが、既存のメモリを、既存のメモリ上に事前に存在するアプリケーションデータより小さいアプリケーションデータ容量を有する新たなメモリに置換えようとする場合（ブロック３５０）、そのユーザに対して、データが喪失する可能性があることと冗長性のために新たなメモリの容量が不十分であることとの指示または警告を提供してもよい。

図４は、メモリのマスタステータスを使用してメモリＡおよびＢに対するデータフローを管理する実施方式を示す。アプリケーションモジュール１６５は、コントローラモジュール１００に対し、アプリケーションデータをメモリＡおよびＢに書込むように要求する（ブロック４００）。コントローラモジュール１００は、最初に、プロセッサ１２５における読出し／書込み回路１４０を使用してマスタメモリに書込みを行う（ブロック４０５）。障害モニタ１３０は、書込みに対し、メモリ不足エラーがないか監視する（ブロック４１０）。障害モニタ１３０が、マスタメモリが一杯であることを指示して、書込みエラーを指示する場合、ユーザインタフェース１１５には、ユーザに対する、メモリが一杯であって最後のファイルが保存されなかったというメッセージを提供する（ブロック４１５）。マスタメモリへの書込みが完了すると（ブロック４２０）、プロセッサ１２５は、データ冗長性を提供するためにスレーブメモリへのアプリケーションデータの書込みを継続する（ブロック４２５）。マスタメモリは、既存のメモリかまたは新たなメモリのいずれかであり、プロセッサ１２５は、マスタメモリとスレーブメモリとの間にデータ冗長性が維持されることが保証される。

コントローラモジュール１００がアプリケーションモジュール１６５等の特定のアプリケーションから書込み要求を受取るのではなく、コントローラモジュール１００が、アプリケーションモジュール１６５にアプリケーションデータを要求してもよい。かかる実施態様では、コントローラモジュール１００はその後、マスタメモリに提供するアプリケーションデータを受取ってもよい（ブロック４２０）。

上述した実施形態および実施態様を、図５、図６および図７に示すもの等の消費者電子製品で実施する。図５に、電気コネクタ５１５と機械コネクタ５２０とを介してアプリケーションモジュール１６５と機械的および電気的に接続するように調整された、コントローラモジュール１００を示す。コントローラモジュール１００は、アプリケーションモジュール１６５からメモリＡおよびＢに送出されるアプリケーションデータを管理する。

コントローラモジュール１００とつながるアプリケーションモジュール１６５は、ビデオ／静止画像再生装置または閲覧装置、ＰＤＡ（電子携帯情報端末）もしくはデジタルスチルまたはビデオカメラ等のいかなる携帯電子消費者アプリケーションであってもよい。代替実施形態では、またアプリケーションモジュール１６５を、電気コネクタ５１５および機械コネクタ５２０と同様の電気および機械コネクタを通してさらなるアプリケーションモジュール（図示せず）に接続してもよい。かかる場合、コントローラモジュール１００は、データアドレス指定方式を利用して異なるアプリケーションモジュールを識別してもよい。

電気コネクタ５３０および機械コネクタ５３５を通してコントローラモジュール１００に電気的に接続するように調整された、メモリＡおよびＢを示す。実施例では、メモリを、上述したような電気コネクタ５３０を使用することによってコントローラモジュール１００に対して回転させ、かつ再び取付けてもよい。

メモリＡおよびＢ、コントローラモジュール１００およびアプリケーションモジュール１６５の物理的形状を、便宜上矩形として示す。代替的に、それらを異なる形状で積重ねてもよい。たとえば、限定としてではなく、デバイスを端と端とを接して積重ねることにより、円筒形状、正方形のような形状または他の何らかの望ましい形状を形成してもよい。かかる場合、メモリＡおよびＢ、コントローラモジュール１００およびアプリケーションモジュール１６５モジュール間の電気コネクタ（５１５、５３０）と機械コネクタ（５２０、５３５）とを、適当に変更してもよい。

コントローラモジュール１００を、ユーザインタフェース１１５およびディスプレイ５６０を有するように示す。ユーザインタフェース１５５は、キーパッドを備える。別の実施態様では、ユーザインタフェース１５５は、音声認識のためのマイクロフォン、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を使用する感圧タッチスクリーン、もしくは情報を入力するための何らかの同様の装置または装置の組合せ（図示せず）であってもよい。ディスプレイ５６０を使用して、アプリケーションデータ転送、メモリデバイスアクティビティおよびデータ検索に関する情報を、コントローラモジュール１００のユーザに提供する。代替的に、ＴＦＴ画面または何らかの同様の装置を利用してディスプレイ５６０をユーザインタフェース１１５に組込んでもよく、それにより情報の表示と受取りとがともに可能となる。

図１〜図４に示す実施形態を、図６に示すように実施してもよい。図６は、標準化フォームファクタメモリの受入れを容易にするために、記憶装置モジュール６００内にあるメモリＡおよびＢを示す。この実施例では、メモリＡ、Ｂは各々、記憶装置モジュール６００に挿入されるマイクロディスクドライブである。代替的に、記憶装置モジュール６００において、スマートメディアカード、メモリスティック、マルチメディアカードまたはミニチュアカードフォーマットを含む、いかなる方法の小型フォームファクタメモリを利用してもよい。メモリＡおよびメモリＢを記憶装置モジュール６００の一端に挿入するが、記憶装置モジュール６００の異なる面に挿入してもよい。たとえば、メモリを、端部ではなく上面または底面に挿入してもよい。記憶装置モジュール６００は、コントローラモジュール１００および記憶装置モジュール６００における電気コネクタ６１０を通して（記憶装置モジュール６００側は図示せず）コントローラモジュール６０５に接続する。メモリを、端部において露出したままにしてもよく、あるいは、記憶装置カバー６４０が、メモリＡおよびＢを破損から保護するためにそれらのスロットを覆う。代替的に、保護を、メモリを受取るために一対の個々に蝶番式に取付けられるかまたは他の方法で係合するカバー等の異なる機械的構成で提供してもよく、あるいは、メモリＡおよびＢを、記憶装置モジュール６００のメモリＡおよびメモリＢを配置する外側部分から、個々に外してもよい。

図７を参照して、互いに対して異なる形状である、コントローラモジュール６０５と、アプリケーションモジュール１６５と、記憶装置モジュール６００と、を示す。すなわち、記憶装置モジュール６００を、電気コネクタ（５１５、５３０）と機械コネクタ（５２０、５３５）（図５のラベル）とを使用してアプリケーションモジュール１６５とコントローラモジュール６０５との間に接続する。また、この構成では、メモリＡおよびメモリＢへのアクセスは、記憶装置モジュール６００の端部からではなく上部からである。

プロセッサに直接接続された冗長メモリを示す、冗長メモリのシステムの実施形態のブロック図である。 図１に示すシステムにおいてメモリＩＤを使用してメモリにマスタステータスを割当てるフローチャートの実施形態である。 図１に示すシステムにおいてアプリケーションデータ容量を使用してメモリにマスタステータスを割当てるフローチャートの実施形態である。 図１に示すシステム内でデータフローを管理するためにマスタステータスを使用する方法の実施形態を示すフローチャートである。 携帯電子機器において記憶装置の異なる位置で利用される冗長メモリのシステムを示す組立分解図である。 携帯電子機器において記憶装置の異なる位置で利用される冗長メモリのシステムを示す組立分解図である。 携帯電子機器において記憶装置の異なる位置で利用される冗長メモリのシステムを示す組立分解図である。

符号の説明

１２５ プロセッサ
１６０ バス
１３０ 障害モニタ
１４０ 読出し/書込み回路
１６０ ハブ

Claims (3)

1. プロセッサ(125)とつながるバス(160)を有するマスタ・スレーブデータ管理システムであって、
   前記プロセッサに対し第１のメモリ（メモリA）へのつながりを提供する、前記バスとは別の第１のデータ経路と、
   前記プロセッサに対し第２のメモリへ（メモリB）のつながりを提供する、前記バスとは別の第２のデータ経路と、を具備し、
   前記プロセッサは、前記第１および第２のメモリの容量を比較して容量の小さい方のメモリをマスタメモリとして確立し、次いで他方のメモリに書込むことにより該他方のメモリをスレーブメモリにするよう構成されている、マスタ・スレーブデータ管理システム。
2. 前記プロセッサは、
   障害モニタと、
   読出し／書込み回路と、をさらに具備し、
   前記障害モニタは、前記読出し／書込み回路を監視することにより、前記マスタメモリからメモリデバイス不足指示がないかをチェックする、請求項１に記載のマスタ・スレーブデータ管理システム。
3. 前記プロセッサにアプリケーションデータを提供するために前記バスとつながるハブをさらに具備する請求項１に記載のマスタ・スレーブデータ管理システム。

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