JP4301026B2 - Data recording apparatus, data recording method, and recording / reproducing system - Google Patents

Data recording apparatus, data recording method, and recording / reproducing system Download PDF

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Description

本発明は、ホスト装置からの制御によりAVデータなどの各種のデータをファイルとして管理して記録するデータ記録装置及び方法、並びにホスト装置及びデータ記録装置からなる記録再生システムに関し、特に、例えば記録媒体のアクセス位置によってデータ転送レートが異なるディスクなどの記録媒体を有するデータ記録装置及び方法、並びに記録再生システムに関する。   The present invention relates to a data recording apparatus and method for managing and recording various data such as AV data as files under the control of a host apparatus, and a recording / reproducing system including the host apparatus and the data recording apparatus. The present invention relates to a data recording apparatus and method having a recording medium such as a disk having a different data transfer rate depending on the access position, and a recording / reproducing system.

近年、コンスーマ機器において、動画、音声、又は動画などを記録するデバイスとして大容量のストレージ(記憶装置)、特にHDD(Hard Disk Drive)又は光ディスク装置が使用されるようになってきた。これまで、ホスト装置となるPC(Personal Computer)は上記ストレージに対して、単位時間当たりのコマンド処理数やデータ転送量(比較的長時間における平均値)を上げることを要求し、従って、データ転送速度のばらつきに対してはあまり考慮されていない。   In recent years, in a consumer device, a large-capacity storage (storage device), in particular, an HDD (Hard Disk Drive) or an optical disc device has been used as a device for recording moving images, sounds, or moving images. Until now, PCs (Personal Computers) that serve as host devices have requested the above storage to increase the number of command processes per unit time and the amount of data transfer (average value over a relatively long time). Less consideration is given to speed variations.

一方、PCに対して、コンスーマ機器がストレージに対して要求する性能は、平均的にはそれほど高くない。例えば、ハイビジョン録画をMPEG(Moving Picture Experts Group)2で行う場合、そのデータレートは25Mbit/sec 程度であり、10MB/secを超えるHDDの転送速度からみてそれほど高いわけではない。   On the other hand, the performance demanded by a consumer device for storage on a PC is not so high on average. For example, when high-definition recording is performed by MPEG (Moving Picture Experts Group) 2, the data rate is about 25 Mbit / sec, which is not so high in view of the transfer rate of the HDD exceeding 10 MB / sec.

これに対して、転送速度のばらつきを減らすこと、すなわちリアルタイム性については強い要求がある。実際、転送速度のばらつきが大きく、リアルタイム性が悪ければ、再生中に画像や音声が止まる、または録画や記録中に録画ができないなどの問題が起こる。これらの問題は、コンスーマ機器としてストレージを用いるには致命的である。   On the other hand, there is a strong demand for reducing variations in transfer speed, that is, real-time characteristics. In fact, if the transfer speed varies greatly and the real-time property is poor, problems such as stopping of images and sound during reproduction or inability to record during recording or recording occur. These problems are fatal for using storage as a consumer device.

このような転送速度のばらつきが起こる要因は大きく分けて2つある。転送速度が遅くなる1つ目の要因としては、シークエラーまたは読み出したデータに誤りが存在することであり、このことにより、その訂正あるいは再試行に時間がかかってしまうことが挙げられる。また、転送速度が遅くなるもう1つの要因としては、シーク動作や回転待ちが多く発生し無駄な時間が多い、または転送速度の遅い領域を長時間に亘って使用しているなどである。   There are roughly two factors that cause such transfer speed variations. The first factor that slows down the transfer speed is that there is a seek error or an error in the read data, and this takes time to correct or retry. Another factor that slows down the transfer speed is that there are many seek operations and waiting for rotation and there is a lot of wasted time, or an area where the transfer speed is slow is used for a long time.

上記1つ目の要因に関しては、データの信頼性が低くてもよいAVデータなどについては、エラーを無視する、またはコマンドの処理時間に上限を設定することで一応解決することができる。例えば、ATA(AT Attachment)−7のStreaming Feature Set(通称、AVコマンド)では、個々のコマンドの処理時間を直接指定することができる。しかし、それをどのように実行するかはストレージ側に完全にまかされていて、データが実際に正しく読み書きできたかどうかは保障されないという問題がある。ただし、このような問題の発生頻度は比較的小さい。   The first factor can be solved temporarily by ignoring an error or setting an upper limit on the command processing time for AV data or the like whose data reliability may be low. For example, in ATA (AT Attachment) -7 Streaming Feature Set (commonly called AV command), the processing time of each command can be directly specified. However, there is a problem that how to execute it is completely up to the storage side, and it is not guaranteed whether the data can actually be read or written correctly. However, the frequency of occurrence of such problems is relatively small.

2つめの要因に関しては、上記1つめの要因より発生頻度が高く、問題としてはより深刻である。その解決法として、従来、コマンドリオーダリング(ヘッドスケジューリング)とファイルの物理的配置の工夫との2つが提案されてきた。   Regarding the second factor, the frequency of occurrence is higher than that of the first factor, and the problem is more serious. Conventionally, two solutions have been proposed: command reordering (head scheduling) and device physical arrangement.

コマンドリオーダリング(ヘッドスケジューリング)は、アプリケーションから要求される複数のI/O要求をまとめてその処理時間が小さくなるように、それらの実行する順番を変更する技術である。これまで、多くのアルゴリズムが研究されてきたが、現在では、数個から百個くらいのコマンドをキューイングして、その実行時間を計算した値をテーブルとして保持し、保持しているテーブルの値と一番最近入ってきたコマンドの実行時間と比較して、一番小さいものを実行するのが通常である。なお、実行時間を計算するにあたり回転待ち時間は考慮されている。   Command reordering (head scheduling) is a technique for changing the execution order of a plurality of I / O requests requested by an application so that the processing time is reduced. Many algorithms have been studied so far, but now, a few to a hundred commands are queued, and the execution time is calculated as a table. It is normal to execute the smallest one compared to the execution time of the most recently entered command. The rotation waiting time is taken into account when calculating the execution time.

しかし、この方法はAVデータを扱うのには不向きである。なぜならI/O要求当たりのデータ転送量が多く、したがって単位時間あたりのI/O要求の数が少ないからである。また上記のアルゴリズムでは、比較するI/O要求が少ないと効果が薄く、かといって多数のI/O要求を得るまで待てばリアルタイム性が損なわれてしまう。   However, this method is not suitable for handling AV data. This is because the amount of data transferred per I / O request is large, and therefore the number of I / O requests per unit time is small. In the above algorithm, if the number of I / O requests to be compared is small, the effect is weak. However, if waiting until a large number of I / O requests are obtained, the real-time property is impaired.

一方、ファイルの物理的配置を工夫する方法も数多くの研究・実装がある。例えば、最近のファイルシステムでは、データの局所性を利用し、関連するデータを物理的に近接した配置する努力を論理ブロックアドレス(Logical Brock Address:LBA)空間上で行っている。また、転送速度の最低値を保障するために、シーク動作が増えることを覚悟し、故意に転送速度が遅い領域と早い領域とを組み合わせて使用する方法なども提案されている。   On the other hand, there are many research and implementation methods for devising the physical layout of files. For example, in recent file systems, efforts are made on the logical block address (LBA) space by using the locality of data and placing related data in physical proximity. In order to guarantee the minimum value of the transfer rate, a method has been proposed in which a seek operation is prepared to increase, and a region where the transfer rate is intentionally combined with a region where the transfer rate is low is intentionally used.

しかし、ホスト装置側では、HDDにおいて、現在ヘッドがどこに存在しているのか、データがディスクのどこに配置されるかなどの情報を直接知ることができない。そのためヘッドを所定のトラックにシークする時間、とりわけそれ以後の回転待ち時間を厳密に知ることが困難で、その短縮には限界があった。   However, the host device cannot directly know information such as where the head currently exists in the HDD and where the data is arranged on the disk. For this reason, it is difficult to accurately know the time for seeking the head to a predetermined track, especially the rotation waiting time thereafter, and there is a limit to shortening it.

これに対して、さらにファイルの配置に制限を設けて、より回転待ち時間を最適化する記録ディスクアクセス制御方法およびその装置の技術が下記特許文献1に開示されている。この特許文献1に記載の技術においては、ディスク上の隣接するブロックの先頭同士の円周方向における角度差を示すスキューと同一データブロック内での先頭と末尾との角度差を示すギャップとを適切に選択してディスク全域にわたって各ブロックのディスク上データ位置を決定することにより、ヘッドが記録ディスクに対してアクセスする時の平均のヘッド移動距離における回転待ち時間を短くするものである。更に、記録ディスクの外側から内側の全領域にわたって、同一データブロック内での先頭と末尾との角度差を示すギャップが一定であるようにデータブロックの大きさを変化させることで、アクセスのリアルタイム性(処理時間の上限の保証)を更に高めることができる。   On the other hand, the following Patent Document 1 discloses a recording disk access control method and apparatus for further optimizing the rotation waiting time by limiting the file arrangement. In the technique described in Patent Document 1, a skew indicating an angular difference in the circumferential direction between the heads of adjacent blocks on the disk and a gap indicating an angle difference between the head and the end in the same data block are appropriately used. By selecting the above and determining the data position on the disk of each block over the entire disk, the rotation waiting time at the average head movement distance when the head accesses the recording disk is shortened. Furthermore, by changing the size of the data block so that the gap indicating the angle difference between the beginning and end in the same data block is constant over the entire area from the outside to the inside of the recording disk, the real-time performance of the access (Guarantee of upper limit of processing time) can be further increased.

すなわち、例えば画像データ1枚分などを1データブロックとする単位を導入し、隣接するデータブロックの移動に関しては回転待ち時間を考慮してその移動時間が最小になるようにディスク上に配置し、データをそれらのブロックにスケジューリングして書込みを行うというものである。   That is, for example, a unit in which one piece of image data or the like is made into one data block is introduced, and the movement of adjacent data blocks is arranged on the disk so that the movement time is minimized in consideration of the rotation waiting time. The data is scheduled to be written in these blocks.

特開平9−185864号公報JP-A-9-185864

しかしながら、上記特許文献1には次のような問題点がある。すなわち、この特許文献1に記載の方法では隣接ブロックへの移動を最小の時間で行うために、ギャップ(同一データブロック内での先頭と末尾との角度差)が一定でなければならない。そのため、内側のデータブロックと外側のトラックとではセクタの数が異なるため、データブロックのサイズを変えなければならないという副作用が生じる。これを避けるためにデータブロックをサブブロックに分割して異なる場所に配置し、サブブロックサイズをディスク全面で一定にすることも可能であるが、サブブロックに分割して異なる場所に配置することにより、シーク動作の増大を招き全体の転送速度が低下してしまうという問題点がある。   However, Patent Document 1 has the following problems. That is, in the method described in Patent Document 1, in order to move to an adjacent block in a minimum time, the gap (angle difference between the head and the end in the same data block) must be constant. Therefore, since the number of sectors is different between the inner data block and the outer track, there is a side effect that the size of the data block must be changed. In order to avoid this, it is possible to divide the data block into sub-blocks and arrange them at different locations and make the sub-block size constant across the entire disk, but by dividing them into sub-blocks and arranging them at different locations There is a problem in that the seek operation is increased and the overall transfer rate is lowered.

また、未使用の領域も発生するため、ディスク面の使用効率も低下する。さらに、編集などが行われ、空き領域がランダムに存在するようになると、当初想定したスケジューリングを実行することができなくなり、回転待ち時間の最適化が困難となるという問題点がある。   Also, since unused areas are generated, the use efficiency of the disk surface also decreases. Furthermore, when editing or the like is performed and there are random free areas, the initially assumed scheduling cannot be executed, and it is difficult to optimize the rotation waiting time.

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、ディスク上の記録領域を満遍なく使用し、空領域がランダムに存在しても回転待ち時間を最適化し最低転送速度を保証することができるデータ記録装置及び方法、並びに記録再生システムを提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and evenly uses the recording area on the disc, optimizes the rotation waiting time and guarantees the minimum transfer speed even if there are random empty areas. An object is to provide a data recording apparatus and method, and a recording / reproducing system.

上述した目的を達成するために、本発明に係るデータ記録装置は、記録位置によって転送速度が異なる記録領域を有する回転記録媒体に、ホスト装置から転送される転送データを記録するデータ記録装置において、上記記録領域を略同一の容量の複数の部分領域に区分けし、該区分けした複数の部分領域に上記転送データを分散して書き込みするよう制御する制御手段を有し、上記制御手段は、上記複数の部分領域を略同一の頻度で使用するように所定の基本順序で選択し、上記基本順序に従って次に書き込みを行う予定の第1の予定部分領域にてデータ転送時間が所定時間未満となる条件を満たす空領域を検索し、該当する空領域に上記転送データを構成する部分データを書き込むよう制御する。 In order to achieve the above-described object, a data recording apparatus according to the present invention is a data recording apparatus for recording transfer data transferred from a host device on a rotary recording medium having a recording area having a transfer speed that differs depending on a recording position. Control means for dividing the recording area into a plurality of partial areas having substantially the same capacity, and controlling the transfer data to be distributed and written in the divided partial areas. Are selected in a predetermined basic order so that the partial areas are used at substantially the same frequency, and the data transfer time is less than the predetermined time in the first scheduled partial area to be written next according to the basic order An empty area satisfying the above condition is searched, and control is performed so that the partial data constituting the transfer data is written in the corresponding empty area .

本発明においては、記録領域を複数の部分領域に区分けし、これら複数の部分領域にホスト装置からの転送データを分散して書き込みするよう制御することにより、記録領域の転送速度に関わらず、その領域を満遍なく使用することができ、例えばデータ転送速度が速い領域のみを使用してしまうことがない。   In the present invention, the recording area is divided into a plurality of partial areas, and the transfer data from the host device is distributed and written in the plurality of partial areas, regardless of the transfer speed of the recording area. The area can be used evenly, for example, only an area having a high data transfer rate is not used.

また、上記制御手段は、上記記録領域を略同一の容量の部分領域に区分けし、各部分領域を略同一の頻度で使用するよう上記転送データの書き込みを制御することができ、各部分領域を略同一の頻度で使用するようにすることで、時間の経過と共に転送速度が遅い領域のみに空領域が形成されることがない。   Further, the control means can divide the recording area into partial areas having substantially the same capacity, and can control writing of the transfer data so that each partial area is used at substantially the same frequency. By using them at substantially the same frequency, an empty area is not formed only in an area where the transfer rate is slow with the passage of time.

更に、上記制御手段は、上記複数の部分領域を所定の基本順序で選択し、該選択した部分領域における空領域を検索して上記転送データを構成する部分データを書き込むよう制御することができ、基本順序に従って部分領域に部分データを順次書き込むことにより転送データを分散して書き込むことができる。   Further, the control means can control to select the plurality of partial areas in a predetermined basic order, search for an empty area in the selected partial area, and write the partial data constituting the transfer data, By sequentially writing the partial data in the partial area according to the basic order, the transfer data can be distributed and written.

更にまた、 上記記録媒体は回転記録媒体であって、上記制御手段は、上記基本順序に従って次に書き込みを行う予定の第1の予定部分領域にてデータ転送時間が所定時間未満となる条件を満たす空領域を検索し、該当する空領域に上記部分データを書き込むよう制御することができ、データ転送時間が所定時間未満の空領域にデータを書き込みことで転送速度の低下を防止することができる。   Furthermore, the recording medium is a rotational recording medium, and the control means satisfies a condition that a data transfer time is less than a predetermined time in a first scheduled partial area to be written next according to the basic order. It is possible to control to search for an empty area and write the partial data in the corresponding empty area, and to reduce the transfer speed by writing data to an empty area whose data transfer time is less than a predetermined time.

また、上記データ転送時間は、ヘッドのシーク動作及びディスクの回転待ち時間と、上記部分データの書き込み時間とを合わせた時間とすることができ、シーク時間のみならず、ディスクの回転待ち時間も考慮することで更に精確且つ効率よくデータの書き込みを制御することができる。   Further, the data transfer time can be a time obtained by combining the head seek operation and the disk rotation waiting time with the partial data writing time, and considers not only the seek time but also the disk rotation waiting time. By doing so, data writing can be controlled more accurately and efficiently.

更に、上記制御手段は、上記制御手段は、上記第1の予定部分領域に第1の部分データを書き込んだ場合の第1のデータ転送時間と上記基本順序に従って該第1の予定部分領域の次に書き込みを行う予定の第2の予定部分領域に第2の部分データを書き込んだ場合の第2のデータ転送時間との合計が所定時間未満となる条件を満たす空領域を該第1の及び第2の予定部分領域にて検索し、それぞれ該第1及び第2の部分データを書き込むよう制御することができ、例えば第1の予定部分領域のみでは条件を満たす予定部分領域がない場合には、次の予定部分領域のデータ転送速度も考慮して空領域を検索することで、更に確実にデータ転送速度の低下を防止することができる。   Further, the control means is arranged to follow the first scheduled partial area according to the first data transfer time and the basic order when the first partial data is written in the first scheduled partial area. The first and second empty areas satisfying the condition that the sum of the second data transfer time and the second data transfer time when the second partial data is written in the second scheduled partial area scheduled to be written to It can be controlled to search in the two planned partial areas and write the first and second partial data respectively. For example, when there is no planned partial area that satisfies the condition only in the first planned partial area, By searching for an empty area in consideration of the data transfer speed of the next scheduled partial area, it is possible to more reliably prevent the data transfer speed from decreasing.

更にまた、上記制御手段は、上記転送データの転送速度を監視する転送速度監視機能を有し、上記転送データの転送速度がその最低値を保証するための最低保証速度より速い場合であって、上記基本順序に従った部分領域より遅い転送速度の部分領域が存在する場合、当該転送速度が遅い部分領域に上記転送データを書き込むよう制御することができ、優先的にデータの転送速度が遅い領域を使用するようにすることで、時間の経過に伴ってデータの転送速度を向上することができ、長時間に亘って確実にデータ転送速度を保証することができる。   Furthermore, the control means has a transfer rate monitoring function for monitoring the transfer rate of the transfer data, and the transfer rate of the transfer data is faster than the minimum guaranteed rate for guaranteeing the minimum value, If there is a partial area with a slower transfer speed than the partial area in accordance with the basic order, the transfer data can be controlled to be written in the partial area with the slower transfer speed, and the data transfer speed is preferentially slow. By using this, it is possible to improve the data transfer rate as time passes, and to ensure the data transfer rate for a long time.

本発明に係るデータ記録方法は、記録位置によって転送速度が異なる記録領域を有する回転記録媒体に、ホスト装置から転送される転送データを記録するデータ記録方法において、上記記録領域を略同一の容量の複数の部分領域に区分けし、該区分けした複数の部分領域に上記転送データを分散して書き込みするよう制御する制御工程を有し、上記制御工程では、上記複数の部分領域を略同一の頻度で使用するように所定の基本順序で選択し、上記基本順序に従って次に書き込みを行う予定の第1の予定部分領域にてデータ転送時間が所定時間未満となる条件を満たす空領域を検索し、該当する空領域に上記転送データを構成する部分データを書き込むよう制御する。 The data recording method according to the present invention is a data recording method for recording transfer data transferred from a host device on a rotary recording medium having a recording area having a different transfer speed depending on a recording position. A control step of dividing the plurality of partial areas into a plurality of divided partial areas and controlling the transfer data to be written in a distributed manner. In the control step, the plurality of partial areas are arranged at substantially the same frequency. Select a predetermined basic order to use, and search for a free area that satisfies the condition that the data transfer time is less than the predetermined time in the first scheduled partial area that is scheduled to be written next according to the basic order. Control is performed so that the partial data constituting the transfer data is written in the empty area .

本発明に係る記録再生システムは、ホスト装置と、記録位置によって転送速度が異なる記録領域を有する回転記録媒体に、該ホスト装置から転送される転送データを記録するデータ記録装置とを有する記録再生システムにおいて、上記データ記録装置は、上記記録領域を略同一の容量の複数の部分領域に区分けし、該区分けした複数の部分領域に上記転送データを分散して書き込みするよう制御する制御手段を有し、上記制御手段は、上記複数の部分領域を略同一の頻度で使用するように所定の基本順序で選択し、上記基本順序に従って次に書き込みを行う予定の第1の予定部分領域にてデータ転送時間が所定時間未満となる条件を満たす空領域を検索し、該当する空領域に上記転送データを構成する部分データを書き込むよう制御する。 A recording / reproducing system according to the present invention includes a host device and a data recording device for recording transfer data transferred from the host device on a rotary recording medium having a recording area having a transfer speed that differs depending on the recording position. The data recording apparatus includes a control unit that controls the recording area to be divided into a plurality of partial areas having substantially the same capacity, and the transfer data is distributed and written in the divided partial areas. The control means selects the plurality of partial areas in a predetermined basic order so as to be used at substantially the same frequency, and transfers data in the first predetermined partial area to be written next in accordance with the basic order. A search is made for an empty area that satisfies the condition that the time is less than the predetermined time, and control is performed so that the partial data constituting the transfer data is written in the corresponding empty area .

本発明に係るデータ記録装置及びデータ記録方法によれば、データの転送速度が異なる記録領域を複数に区分してホスト装置からの転送データを区分した部分領域に分散して配置するよう書き込むことにより、転送速度が速い領域に合わせてデータの転送速度が遅い領域も積極的に使用することにより、長期に亘って安定的にデータ転送速度を保証することができる。   According to the data recording apparatus and the data recording method of the present invention, the recording areas having different data transfer rates are divided into a plurality of pieces, and the transfer data from the host device is written so as to be distributed and arranged in the divided partial areas. By actively using an area where the data transfer speed is low in accordance with an area where the transfer speed is high, it is possible to guarantee the data transfer speed stably over a long period of time.

また、本発明に係る記録再生システムによれば、上述のようなデータ記録装置とこれにデータを転送するホスト装置とからなり、ホスト装置から転送するデータの転送速度を保証したシステムを提供することができる。   In addition, according to the recording / reproducing system of the present invention, there is provided a system comprising the data recording apparatus as described above and a host apparatus for transferring data thereto, and guaranteeing a transfer speed of data transferred from the host apparatus. Can do.

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態は、本発明を、ホスト装置と、少なくともハードディスクや書換え可能な光ディスクなどの回転記録媒体を有するデータ記録装置とからなり、回転記録媒体上に記録されたデータへアクセスする際のシーク動作や回転待ち時間による遅延があってもデータ転送速度を保障することができる記録再生システムに適用したものである。また、本実施の形態における記録再生システムは、AVデータ等を含む全てのデータをファイルとして管理するファイルシステムを採用する。ここで、本実施の形態におけるデータ転送時間とは、ヘッドのシーク動作及びディスクの回転待ち時間からなる移動時間と、実際にデータを書き込むデータ書き込み時間とを含み、データ転送速度とは、転送データをこのデータ転送時間で除したものとなる。   Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention comprises a host device and a data recording device having at least a rotating recording medium such as a hard disk or a rewritable optical disc, and seeks when accessing data recorded on the rotating recording medium. The present invention is applied to a recording / reproducing system capable of guaranteeing a data transfer speed even when there is a delay due to operation or rotation waiting time. Further, the recording / reproducing system in the present embodiment employs a file system that manages all data including AV data as files. Here, the data transfer time in the present embodiment includes a movement time composed of a seek operation of the head and a disk rotation waiting time, and a data write time for actually writing data, and the data transfer speed is the transfer data. Is divided by this data transfer time.

本実施の形態においては、記録媒体としてハードディスク装置(HDD)を、また、ファイルシステムとしてMS−DOS互換FATファイルシステムを適用した場合について説明するが、データをファイルとして管理するシステムであればMS−DOS互換FATファイルシステムに限らずどのようなシステムでも適用することができる。更に、本実施の形態においては、データ記録装置はハードディスクなどの磁気記録媒体を有するものとして説明するが、ランダムアクセス可能な記録媒体であれば、例えばCD、DVDなどの光ディスクなど、同様の処理が可能であることはいうまでもない。   In this embodiment, a case where a hard disk device (HDD) is applied as a recording medium and an MS-DOS compatible FAT file system is applied as a file system will be described. Any system can be applied without being limited to the DOS compatible FAT file system. Furthermore, in the present embodiment, the data recording apparatus is described as having a magnetic recording medium such as a hard disk. However, if the recording medium is a randomly accessible recording medium, the same processing can be applied to an optical disk such as a CD or DVD. It goes without saying that it is possible.

ここで、FATファイルシステムとは、PC(Personal Computer)などのホスト装置における、例えばハードディスクドライブ装置(HDD)、又は不揮発性固体メモリを記録媒体としたメディア(ソニー製:メモリースティック(登録商標)、東芝製;スマートメディア(登録商標)、サンディスク製:コンパクトフラッシュ(登録商標)、マルチメディアカード等)などの外部記憶装置で用いられるファイルシステムである。   Here, the FAT file system is, for example, a hard disk drive (HDD) in a host device such as a PC (Personal Computer), or a medium using a nonvolatile solid-state memory as a recording medium (manufactured by Sony: Memory Stick (registered trademark), Toshiba). (Manufactured by SmartMedia (registered trademark), SanDisk: compact flash (registered trademark), multimedia card, etc.)).

図1は、本実施の形態における記録再生システムを示すブロック図である。図1に示すように、記録再生システム1は、例えばPC(Personal Computer)又はAV機器などホスト装置2と、これにIDE(Integrated Drive Electronics)、SCSI(Small Computer System Interface)、FC(Fibre Channel)、USB(Universal Serial Bus)などのインターフェース3を介して接続されたデータ記録装置としてのHDD4とからなる。   FIG. 1 is a block diagram showing a recording / reproducing system according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a recording / reproducing system 1 includes a host device 2 such as a PC (Personal Computer) or AV equipment, an IDE (Integrated Drive Electronics), a SCSI (Small Computer System Interface), and an FC (Fibre Channel). And an HDD 4 as a data recording apparatus connected via an interface 3 such as a USB (Universal Serial Bus).

HDD4は、ホスト装置2より出力される各種のデータをハードディスクなどの磁気記録媒体としてのディスク11に記録するものであり、ディスク11と、ディスク11を回転駆動するスピンドルモータ12と、ディスク11に対して信号の読出し、書き込みを行う磁気ヘッド(図示せず)をディスク11の半径方向にフィードするボイスコイルモータ13と、スピンドルモータ12及びボイスコイルモータ13の駆動制御を行うサーボ制御部14と、ディスク11へ書き込むデータの符号化及びディスク11から読み出したデータの復号を行うリードライトチャネル部15とを有する。   The HDD 4 records various data output from the host device 2 on a disk 11 as a magnetic recording medium such as a hard disk. The HDD 4 rotates the disk 11, a spindle motor 12 that rotates the disk 11, and the disk 11. A voice coil motor 13 for feeding a magnetic head (not shown) for reading and writing signals in the radial direction of the disk 11, a servo control unit 14 for controlling the drive of the spindle motor 12 and the voice coil motor 13, and a disk And a read / write channel unit 15 for encoding data to be written to the disk 11 and decoding data read from the disk 11.

更に、HDD4は、ディスク11上のデータを管理するディスク制御部16と、ディスク11から読出したデータ及びディスク11へ書き込むデータをバッファリングするバッファメモリ17と、ホスト装置2との間で送受信するデータ、制御コマンド等の入出力回路を構成するインターフェース制御部18と、ディスク11上のFAT領域上の内容を記憶するメモリ19と、これらを制御するCPU(Central Processing Unit)20とを有し、これらがバス21を介して接続されている。   Further, the HDD 4 transmits / receives data to / from the host device 2, a disk control unit 16 that manages data on the disk 11, a buffer memory 17 that buffers data read from the disk 11 and data to be written to the disk 11, and the host device 2. An interface control unit 18 constituting an input / output circuit for a control command, a memory 19 for storing the contents of the FAT area on the disk 11, and a CPU (Central Processing Unit) 20 for controlling these, Are connected via a bus 21.

また、不揮発性固体メモリ22を更に設け、データ記録装置4における記録領域をディスク11及び不揮発性固体メモリ22からなる記録領域とし、ハイブリッド記憶装置として構成してもよい。不揮発性固体メモリ22は、ホスト装置2からのデータを一時的に格納するキャッシュとして利用したり、起動時に使用されるプログラムを格納したり、またユーザデータを格納するユーザ領域の一部として使用したりすることができる。この不揮発性固体メモリ22は、データへのアクセスが速いため、例えばディスク11にデータを書き込むまたはディスク11からデータを読み出す際のシーク動作の間に、不揮発性固体メモリ22に書き込み又は読み出しを行えば、データの転送速度を更に向上することができる。   Further, a nonvolatile solid-state memory 22 may be further provided, and the recording area in the data recording device 4 may be a recording area composed of the disk 11 and the nonvolatile solid-state memory 22 to constitute a hybrid storage device. The nonvolatile solid-state memory 22 is used as a cache for temporarily storing data from the host device 2, stores a program used at startup, and is used as a part of a user area for storing user data. Can be. Since the nonvolatile solid-state memory 22 has fast access to data, for example, if data is written to or read from the nonvolatile solid-state memory 22 during a seek operation when data is written to or read from the disk 11, for example. The data transfer rate can be further improved.

HDD4は、インターフェース3を介してホスト装置3より発行されたコマンドをインターフェース制御部18にて受けとり、インターフェース制御部18はその内容を理解してHDD4内のCPU20に通知する。CPU20は通知内容に基づいてディスク制御部16、リードライトチャンネル部15、サーボ制御部14に対して必要なコマンド及びパラメータを設定して、それらの動作を実行させる。また、後述するディスクキャッシュ領域における欠陥セクタの代替処理を行う。   The HDD 4 receives a command issued from the host device 3 via the interface 3 by the interface control unit 18, and the interface control unit 18 understands the content and notifies the CPU 20 in the HDD 4. The CPU 20 sets necessary commands and parameters for the disk control unit 16, the read / write channel unit 15, and the servo control unit 14 based on the notification contents, and executes those operations. In addition, a replacement process of a defective sector in a disk cache area described later is performed.

サーボ制御部14はスピンドルモータ9及びボイスコイルモータ11の駆動制御を行って、ディスク11の所定のトラック、セクタに対してヘッドを移動させる。リードライトチャンネル部15はディスク11への書き込み時、送られてきたユーザデータを記録再生系の特性に適したデジタルビット系列に符号化(変調)する。また読み出し時にはヘッドから読み出された再生信号から高域ノイズを除去してからアナログ信号からデジタル信号への変換を行い、さらに最尤復号法を用いてデータの推定を行った後、復調を行いユーザデータの再生を行う。   The servo control unit 14 performs drive control of the spindle motor 9 and the voice coil motor 11 to move the head with respect to predetermined tracks and sectors of the disk 11. The read / write channel section 15 encodes (modulates) the transmitted user data into a digital bit sequence suitable for the characteristics of the recording / reproducing system when writing to the disk 11. Also, at the time of reading, high frequency noise is removed from the reproduction signal read from the head, conversion from analog signal to digital signal is performed, data is estimated using maximum likelihood decoding, and then demodulation is performed. Play user data.

また、ディスク制御部16は、バッファメモリ17、リードライトチャンネル部15、インターフェース制御部18のそれぞれの間におけるデータのやり取りを管理し、データのフォーマットに係る処理を行う。その際に誤り訂正符号による符号化と誤り検出および誤り訂正に係る処理も併せて行う。   The disk control unit 16 manages data exchange among the buffer memory 17, the read / write channel unit 15, and the interface control unit 18, and performs processing related to the data format. At this time, encoding processing using an error correction code, error detection, and error correction processing are also performed.

これに対応してホスト装置2においては、メモリ31にワークエリアを確保した中央処理ユニット(CPU)32の処理により、上位のコントローラからの指示に応じてHDD4に種々のコマンド等を送出する。   Correspondingly, the host device 2 sends various commands to the HDD 4 in accordance with instructions from the host controller by processing of a central processing unit (CPU) 32 that secures a work area in the memory 31.

この処理においてCPU32は、電源起動時、所定の処理手順の実行により、ディスク11のシステムエントリー領域に記録されてなる管理用データであるブート領域、FAT領域、ディレクトリ領域のデータをメモリ31にアップロードし、このアップロードしたデータを基準にしたパラメータの設定により種々のコマンドを送出する。   In this process, the CPU 32 uploads data in the boot area, FAT area, and directory area, which are management data recorded in the system entry area of the disk 11, to the memory 31 by executing a predetermined processing procedure when the power is turned on. Various commands are sent out by setting parameters based on the uploaded data.

次に、本実施の形態におけるデータの管理方法について説明する。ディスク11に記録されるデータは、ホスト装置2とHDD4とでは異なるアドレス空間上で管理される。図2Aの左図及び右図はそれぞれホスト装置2からみたアドレス空間を示すLBA空間Pと、HDD4からみたアドレス空間を示す論理セクタ空間Qとを示す図である。   Next, a data management method in this embodiment will be described. Data recorded on the disk 11 is managed in different address spaces in the host device 2 and the HDD 4. 2A is a diagram showing an LBA space P indicating an address space viewed from the host device 2 and a logical sector space Q indicating an address space viewed from the HDD 4, respectively.

HDD4においてデータを記録する最小の単位はセクタと呼ばれ、そのサイズは通常512byteである。HDD4では、ディスク11の記録領域を、セクタの単位で、物理アドレス、物理セクタ番号、論理セクタ番号の3つで管理する。物理アドレスは面番号、トラック番号、セクタ番号の3つからなる。ここで、物理セクタ番号とは、全てのセクタをディスク11の外側から内側に向けて順番に番号をつけたものである。また、論理セクタ番号とは、読み書きができない欠陥セクタに対して代替処理によってアドレスを割り当てたものである。   The minimum unit for recording data in the HDD 4 is called a sector, and its size is usually 512 bytes. In the HDD 4, the recording area of the disk 11 is managed in units of sectors, that is, a physical address, a physical sector number, and a logical sector number. The physical address is composed of a surface number, a track number, and a sector number. Here, the physical sector number is a number in which all sectors are numbered in order from the outside to the inside of the disk 11. The logical sector number is an address assigned by substitution processing to a defective sector that cannot be read or written.

一方、ホスト装置2は、上記論理セクタ番号ではなく、論理ブロックアドレス(Logical Block Address:LBA)を使用してディスク11のアクセスを行う。また、ファイルを管理するファイルシステムは複数のセクタ(N個)を1クラスタとして読み書きの最小単位としている。以後の説明ではN=16とし、1クラスタを8KByteとする。クラスタアドレスはLBAを単純にでNで割ったものとする。   On the other hand, the host device 2 accesses the disk 11 using a logical block address (LBA) instead of the logical sector number. The file system for managing files uses a plurality of sectors (N) as one cluster as a minimum unit for reading and writing. In the following description, N = 16 and one cluster is 8 KByte. The cluster address is simply LBA divided by N.

また、本実施の形態においては、特にAVデータに対して特別なアクセスサイズを設定する。以下、これをスーパークラスタという。1つのスーパークラスタは複数のクラスタ(クラスタの整数倍)からなり、例えば16クラスタ(128KByte)を1スーパークラスタとして設定することができる。この場合、スーパークラスタアドレスは、クラスタアドレスの16分の1、すなわち16進表示で最後の1桁を削除したものとなる。   In the present embodiment, a special access size is set particularly for AV data. Hereinafter, this is referred to as a super cluster. One super cluster is composed of a plurality of clusters (integer multiples of clusters). For example, 16 clusters (128 KBytes) can be set as one super cluster. In this case, the super cluster address is 1/16 of the cluster address, that is, the last one digit is deleted in hexadecimal notation.

ここで、ディスク11の記録領域は、通常、システム領域SA、ユーザ領域UA、HDD4用のシステム領域SA_hの3つに分けられており、システム領域SAおよびユーザ領域UAのみがホスト装置2から見たLBA空間Pに図2Aの左図に示すように割り当てられる。   Here, the recording area of the disk 11 is usually divided into three areas: a system area SA, a user area UA, and a system area SA_h for the HDD 4, and only the system area SA and the user area UA are viewed from the host device 2. The LBA space P is allocated as shown in the left diagram of FIG. 2A.

システム領域SAは、マスターブートレコードが記録される領域MBRと、システムのブート時(起動時)に必要なプログラムであるIPL(Initial Program Loader)が記録される領域と、FATが記録されるFAT領域とを有する。マスターブートレコードMBRはホスト装置2から見てLBAが0のセクタであり、ここにはブートストラップ・コードやパーティション・テーブルが記録されている。   The system area SA includes an area MBR in which a master boot record is recorded, an area in which an IPL (Initial Program Loader) that is a program necessary for system boot (startup) is recorded, and a FAT area in which FAT is recorded. And have. The master boot record MBR is a sector having an LBA of 0 when viewed from the host device 2, and a bootstrap code and a partition table are recorded here.

FAT(File Allocation Table)はファイルがクラスタにどのように格納されているかを記録してあるテーブルであり、FATを用いて管理を行うファイルシステムがFATファイルシステムと呼ばれるものである。このFATファイルシステムは、個々のファイルが記録媒体上どこに配置されているかを示すのに用いられるFAT(File Allocation Table)と、ディレクトリに関する情報とファイルに関する情報を持つディレクトリ項目との2つのデータを使用する。   The FAT (File Allocation Table) is a table that records how files are stored in the cluster. A file system that is managed using the FAT is called a FAT file system. This FAT file system uses two data: a FAT (File Allocation Table) used to indicate where individual files are arranged on a recording medium, and a directory item having information on directories and information on files. To do.

通常、図2Aに示すように、ディスク11上にFATとルートディレクトリ用の領域Aが専用に設けてあり、ホスト装置2はファイルアクセスに必要なそれらの情報を記録再生装置からPCインターフェースを介して(SCSI(Small Computer System Interface),IDE(Integrated Drive Electronics),IEEE1394,USB(Universal Serial Bus)等)受信し、それらを基に記録再生制御を行う。   Normally, as shown in FIG. 2A, a FAT and a root directory area A are provided on the disk 11, and the host device 2 sends the information necessary for file access from the recording / playback device via the PC interface. (SCSI (Small Computer System Interface), IDE (Integrated Drive Electronics), IEEE 1394, USB (Universal Serial Bus), etc.) are received and recording / reproduction control is performed based on these.

例えば、HDD4にファイルを書き込む時には空きクラスタにそのデータを書き込み、書き込みが終了したら、次にどのクラスタが使われるかを示す情報をFAT項目に書き込む。ファイルを消去する場合には、書き込まれているデータはそのままにして、使用されているクラスタに対応するFAT項目を空きクラスタとする。   For example, when writing a file to the HDD 4, the data is written to an empty cluster, and when the writing is completed, information indicating which cluster is to be used next is written to the FAT item. When erasing a file, the written data is left as it is, and the FAT item corresponding to the used cluster is set as an empty cluster.

また、読み出し時にはディレクトリ項目からファイルの開始クラスタアドレスを探し出して、それに対応するFAT項目を読み出してどのクラスタに読み出すファイルのデータがあるかを知り、この情報に基づきディスク11から読み出しを行う。図2BにFATの一例を示す。例えばHDD4は、ディレクトリ情報からFile1の開始クラスタアドレス(12340h)を取得し、FATを参照することで、例えば図2Aに示すFale1の第1スーパークラスタから第2スーパークラスタは、LBAが連続しておらず1234hから3235hへ飛ぶような場合であっても、開始クラスタアドレスからファイルが終了するクラスタアドレス(EOFまで)を取得して例えば第1スーパークラスタから第6スーパークラスタからなるFile1を読み出すことができる。   Further, at the time of reading, the starting cluster address of the file is searched from the directory item, the FAT item corresponding to the file is read to know which cluster has the file data to be read, and reading is performed from the disk 11 based on this information. FIG. 2B shows an example of FAT. For example, the HDD 4 acquires the start cluster address (12340h) of File 1 from the directory information and refers to the FAT, so that, for example, the first super cluster from the first super cluster to the second super cluster shown in FIG. Even in the case of jumping from 1234h to 3235h, the cluster address (up to EOF) at which the file ends can be obtained from the start cluster address and, for example, File1 consisting of the first super cluster to the sixth super cluster can be read out. .

ユーザ領域UAはファイルの情報を管理するディレクトリ領域UA1と実際のデータ領域UA2とからなる。なお、FAT32以前のFATファイルシステムにおいては、ルートディレクトリはシステム領域SAに属する。ディレクトリ領域UA1には、各ディレクトリ(各ファイル)に関して、ファイル名、拡張子、属性、最新更新時間、開始クラスタアドレス、及びファイルサイズなどがディレクテリ項目として格納されている。   The user area UA includes a directory area UA1 for managing file information and an actual data area UA2. In the FAT file system before FAT32, the root directory belongs to the system area SA. In the directory area UA1, the file name, extension, attribute, latest update time, start cluster address, file size, and the like are stored as directory items for each directory (each file).

HDD4用のシステム領域SA_hは、HDD4内のCPU20がブートコードや各種テーブルを格納するため、または代替処理用の領域として使用するものであり、図2Aの左図に示す論理セクタ空間Pにおいては、論理セクタ番号で000000hから07FFFFhまでの領域(256MByte)がそれにあたる。したがって、ホスト装置2から見たLBA空間とは異なり、論理セクタ空間では、マスターブートレコードMBRの論理セクタ番号は080000hとなる。この領域に対して通常ホスト装置2は直接アクセスを行わないため、図2Aの右図に示すLBA空間Pにおいては省略する。   The system area SA_h for the HDD 4 is used by the CPU 20 in the HDD 4 for storing boot codes and various tables or as an area for alternative processing. In the logical sector space P shown in the left diagram of FIG. The area (256 MByte) from 000000h to 07FFFFh in the logical sector number corresponds to it. Therefore, unlike the LBA space viewed from the host device 2, in the logical sector space, the logical sector number of the master boot record MBR is 080000h. Since the normal host device 2 does not directly access this area, it is omitted in the LBA space P shown in the right diagram of FIG. 2A.

次に、本実施の形態におけるデータ書込み方法について説明する。先ず、ディスク11の記録領域について説明する。データを書き込むためのスーパークラスタは、ルートディレクトリ領域などを除き、ユーザ領域UAの先頭から順に隙間をあけることなく配置される。それによって、個々のスーパークラスタの先頭は、円周方向で見てほぼ均等に配置されることになる。なぜなら、近年のHDDではディスクを例えば10〜20などの複数のゾーンにわけ、各ゾーン内で同じ書き込み周波数と記録再生用のパラメータ(波形等価フィルタの係数など)を用いるゾーンビットレコーディングが一般的に行われため、ディスクの内側のトラックと外側のトラックとでその中に含まれるセクタの数が異なるからである。   Next, a data writing method in the present embodiment will be described. First, the recording area of the disk 11 will be described. Super clusters for writing data are arranged in order from the top of the user area UA without a gap except for the root directory area and the like. As a result, the heads of the individual superclusters are arranged substantially evenly when viewed in the circumferential direction. This is because, in recent HDDs, the disk is divided into a plurality of zones such as 10 to 20, for example, and zone bit recording using the same writing frequency and recording / reproducing parameters (coefficients of waveform equivalent filter, etc.) is generally used in each zone. This is because the number of sectors included in the inner track and the outer track of the disk is different.

その一例を図3に示す(Hitachi 4GB Micro drive 3K-4、Hard Disk Drive Specifications)。なお、スーパークラスタのサイズとトラックのサイズとがあまり大きな最大公約数を持つとスーパークラスタの先頭が円周方向でみてばらばらに配置されなくなるので注意する必要がある。   An example is shown in FIG. 3 (Hitachi 4GB Micro drive 3K-4, Hard Disk Drive Specifications). It should be noted that if the super cluster size and the track size have too large greatest common divisors, the top of the super cluster will not be arranged separately when viewed in the circumferential direction.

そして、本実施の形態においては、このようにスーパークラスタが配置されたディスクをさらに、ほぼ同じ容量をもつ複数の部分領域としてのエリアに分割する。図4は、エリアの数が4の場合の例を示す図である。各エリアの容量は、データの連続転送速度に基づきほぼ同じ容量になるよう区分するため、各エリアの幅がディスクの外周側に向かうほど狭くなっている。図4では全容量4GB、各エリアを1GBとし、LBAが000000hから1FFFFFhまでをエリアE1、LBAが200000hから3FFFFFhまでをエリアE2、LBAが400000hから5FFFFFhまでをエリアE3、LBAが600000hから7FFFFFhまでをエリアE4とする場合を示す。   In this embodiment, the disk on which the super cluster is arranged as described above is further divided into a plurality of partial areas having substantially the same capacity. FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which the number of areas is four. Since the capacity of each area is divided so as to be substantially the same based on the continuous data transfer rate, the width of each area becomes narrower toward the outer peripheral side of the disk. In FIG. 4, the total capacity is 4 GB, each area is 1 GB, LBA is 000000h to 1FFFFFh, area E1, LBA is 200000h to 3FFFFFh, area E2, LBA is 400000h to 5FFFFFh, area E3, and LBA is 600000h to 7FFFFFh. A case where the area is E4 is shown.

次に、このような記録領域にデータを書き込む動作について説明する。通常、ディスク11のファイルを管理するアドレス情報の管理は、ホスト装置2にて行われる(以下、PCモードという。)が、本実施の形態においては、HDD4がホスト装置2の許可を得た場合にはFAT及びその管理を実行することができる動作モードを設ける。以下、この動作モードをAVモードという。HDD4は、AVモードであれば、HDD4自身がFAT及びその管理を行うことができる。ここで、HDD4でのAVモードにおけるFAT及びその管理は、システム領域SA上に記録されたFAT領域のデータを図1に示すHDD4内のメモリ19に読み込み、このメモリ19上でFATを更新し、必要に応じてシステム領域SA上のFATを更新するなどの管理を行い、PCモードに移行する際に、メモリ19上で更新されたFATをシステム領域SAのFAT領域に書き戻すことで、HDD4がホスト装置2とFAT及びその管理を排他的に共用するものである。   Next, an operation for writing data in such a recording area will be described. Normally, management of address information for managing files on the disk 11 is performed by the host device 2 (hereinafter referred to as PC mode), but in this embodiment, the HDD 4 obtains permission from the host device 2. Is provided with an operation mode capable of executing FAT and its management. Hereinafter, this operation mode is referred to as an AV mode. If the HDD 4 is in the AV mode, the HDD 4 itself can perform FAT and its management. Here, the FAT and its management in the AV mode in the HDD 4 are performed by reading the FAT area data recorded in the system area SA into the memory 19 in the HDD 4 shown in FIG. 1 and updating the FAT on the memory 19. The HDD 4 is managed by updating the FAT on the system area SA as necessary, and writing the FAT updated on the memory 19 back to the FAT area of the system area SA when shifting to the PC mode. The host device 2 shares the FAT and its management exclusively.

すなわち、ファイルを管理するアドレス情報を管理するためには、システム領域SA上のFATとその管理、及びディレクトリ情報とその管理を行う必要があり、前者は、ホスト装置2がPCモードとAVモードとを切り替えることでそれぞれホスト装置2とHDD4とが排他的に共有する。また、後者においては、HDD4は管理せず、ホスト装置2がいつでも、すなわちPCモードであってもAVモードであってもシステム領域SAに直接アクセスして管理できるようにするため専用のコマンドを設定するものとする。   That is, in order to manage the address information for managing the file, it is necessary to manage the FAT on the system area SA and its management, and the directory information and its management. By switching, the host device 2 and the HDD 4 are exclusively shared. In the latter case, the HDD 4 is not managed, and a dedicated command is set so that the host apparatus 2 can directly access and manage the system area SA at any time, that is, in the PC mode or the AV mode. Shall.

本実施の形態においては、データの書き込みは、ファイルを管理するアドレス情報の管理がHDD4で行われているAVモードの時に実施される。上述したように、記録再生システム1は、FATの情報はホスト装置2及びHDD4で共有するが、FAT及びその管理をHDD4に委ねる。従って、データの書き込みを行うために先ずAVモードに移行する。AVモードに移るためには、図5に示すように、ホスト装置2がHDD4のシステム領域SA上に存在するFAT、すなわち図2A示すFAT領域FAを最新のものに更新した後、HDD4に対してPCモードからAVモードに移行させるコマンドを発行する(ステップS1)。HDD4の中のCPU20は、インターフェース制御部18を介してその内容を知り、システム領域SA上のFATを読み出しメモリ19上に展開し(ステップS2)、AVモードを示すフラグを立て、ホスト装置2にAVモードに移行したことを知らせる(ステップS3)。   In the present embodiment, data writing is performed in the AV mode in which management of address information for managing files is performed in the HDD 4. As described above, the recording / reproducing system 1 shares the FAT information between the host device 2 and the HDD 4, but leaves the FAT and its management to the HDD 4. Accordingly, in order to write data, the AV mode is first shifted to. In order to shift to the AV mode, as shown in FIG. 5, the host apparatus 2 updates the FAT existing in the system area SA of the HDD 4, that is, the FAT area FA shown in FIG. A command for shifting from the PC mode to the AV mode is issued (step S1). The CPU 20 in the HDD 4 knows the content via the interface control unit 18, reads the FAT on the system area SA on the memory 19 (step S2), sets a flag indicating the AV mode, and sets the flag on the host device 2. It is notified that the mode has been changed to the AV mode (step S3).

次に、AVモードに移行後、ホスト装置2が書き込みをする場合について説明する。ここでは、例えばディジタルカメラにて画像が連写された場合などに、ホスト装置2からそのコンテンツデータの書き込みを要求する動作が行われた場合を例にとって説明する。ホスト装置2は、コンテンツデータのファイル名(File1)を決定し、新規にディレクトリ項目を作成し、そのディレクトリ項目をHDD4に書き込む(ステップS4)。なお、この時のディレクトリ項目は開始クラスタアドレスと最新更新時間がわからないため不完全なものである。   Next, a case where the host apparatus 2 performs writing after shifting to the AV mode will be described. Here, a case will be described as an example in which an operation for requesting writing of the content data is performed from the host device 2 when, for example, images are continuously shot by a digital camera. The host device 2 determines the file name (File1) of the content data, creates a new directory item, and writes the directory item to the HDD 4 (step S4). The directory item at this time is incomplete because the start cluster address and the latest update time are unknown.

次にホスト装置2はコンテンツデータの書き込みに必要なパラメータの設定を行う。具体的にはファイルの開始クラスタアドレス及びファイルのアクセスサイズなどを決定する。ホスト装置2はクラスタアドレスの管理をHDD4に委ねているが、ファイルを識別するために、開始クラスタアドレスを共有することが最低限必要である。図6(a)及び図6(b)は、それを実行するコマンドの1例(Set Write File Parameter)を示す図であって、それぞれコマンド発行時のレジスタ内容及びコマンド終了時のレジスタ内容を示す図である。コマンドは、ATのベンダーユニークコマンドとして定義され、ファイルの書き込みを行う前に一度だけ実行される。   Next, the host device 2 sets parameters necessary for writing content data. Specifically, the start cluster address of the file and the access size of the file are determined. Although the host device 2 entrusts the management of the cluster address to the HDD 4, it is at least necessary to share the start cluster address in order to identify the file. FIG. 6A and FIG. 6B are diagrams showing an example of a command (Set Write File Parameter) for executing the command, and the register contents at the time of command issuance and the register contents at the end of the command, respectively. FIG. The command is defined as an AT vendor unique command and is executed only once before writing a file.

コマンドを受けたHDD4は、予め定められた基本順序(基本シーケンス)を示す所定の順序に基づいて書込みを行う。ここでは、基本シーケンスをエリアE1→エリアE2→エリアE3→エリアE4→エリアE4→エリアE3→・・・とし例えばエリアE1から始まって、各エリアに均等にアクセスするような順序とする。また、基本シーケンスはこの順序に限らず、例えばエリアE1→・・・→エリアE4→エリアE1→・・・→エリアE4など、エリアE1からエリアE4にアクセスすることを繰り返す順序としてもよい。すなわち、各エリアを均等にアクセス可能なように順序を設定すればよい。   The HDD 4 receiving the command performs writing based on a predetermined order indicating a predetermined basic order (basic sequence). Here, the basic sequence is set as area E1, area E2, area E3, area E4, area E4, area E3,..., For example, and the order is to access each area equally. The basic sequence is not limited to this order, and may be an order in which access from the area E1 to the area E4 is repeated, for example, area E1 →... → area E4 → area E1 →. That is, the order may be set so that each area can be accessed equally.

HDD4はメモリ19に読み込んだFATを参照し、基本シーケンスに従って先ずエリアE1から空いているスーパークラスタを検索し、見つかった空スーパークラスタを記録開始クラスタアドレスとしてホスト装置2に知らせる(ステップS5)。そして、図(b)に示すようにコマンド終了時にレジスタにそのアドレスを書き込む。図2Aディレクトリ項目Aには、File1の記録開始クラスタアドレスが12340hである例を示す。 The HDD 4 refers to the FAT read into the memory 19, searches for a free super cluster from the area E1 according to the basic sequence, and notifies the host device 2 of the found free super cluster as a recording start cluster address (step S5). Then, it writes the address in the register at the end of a command as shown in Figure 6 (b). 2A shows an example in which the recording start cluster address of File1 is 12340h.

記録開始クラスタアドレスを受け取ったホスト装置2は、図7に示すように、ファイル1の第1スーパークラスタSC1を書き込む。以後、ホスト装置2はスーパークラスタ単位でデータをHDD4に対して送る。これに対して、HDD4は最初の1スーパークラスタは、通知した記録開始クラスタアドレスに書き込みを行うが、以後自ら空きクラスタを検索してディスク11への書込みを行う。こうしてホスト装置2から転送されてくるデータがファイルの最後のデータである(end of file:EOF)か否かを判断し(ステップS6)、順次でデータを記録し、スーパークラスタ単位でメモリ19上のFATを更新する(ステップS7)。そして、ファイルの最終データである場合には、メモリ19上のFATをディスク11のFAT領域に書き戻し処理を終了する。   Receiving the recording start cluster address, the host apparatus 2 writes the first super cluster SC1 of the file 1 as shown in FIG. Thereafter, the host device 2 sends data to the HDD 4 in units of super clusters. On the other hand, the HDD 4 writes to the notified recording start cluster address in the first super cluster, but thereafter searches for a free cluster and writes to the disk 11. In this way, it is determined whether or not the data transferred from the host device 2 is the last data of the file (end of file: EOF) (step S6), and the data is recorded in sequence and stored in the memory 19 in units of super clusters. The FAT is updated (step S7). If it is the final data of the file, the FAT processing on the memory 19 is written back to the FAT area of the disk 11 and the processing ends.

ここで、ステップS7の本実施の形態におけるデータ書込み方法では、上述したように記録領域(ユーザ領域)をデータの連続転送速度に基づきほぼ同容量の複数のエリアに区分けし、これら複数のエリアに対して設定された基本シーケンスに従ってデータを書き込むことにより、ホスト装置からの転送データをディスク11上に分散して書き込むものである。   Here, in the data writing method according to the present embodiment in step S7, as described above, the recording area (user area) is divided into a plurality of areas having substantially the same capacity based on the continuous data transfer rate, and the plurality of areas are divided. On the other hand, data is written according to the basic sequence set for the transfer data from the host device in a distributed manner on the disk 11.

基本的なデータ書込み方法としては、基本シーケンスに従ってエリアを順次選択しデータを書き込む方法がある。すなわち、1つめのエリアにてスーパークラスタを書き込んだ後、基本シーケンスに従って次のエリア内における空スーパークラスタを検索し、検索した空スーパークラスタにデータを書き込んでいく方法である。検索した空スーパークラスタが複数ある場合には、例えば、その中から最もアクセス時間が短いものを選択することができる。   As a basic data writing method, there is a method of sequentially selecting areas and writing data according to a basic sequence. That is, after a super cluster is written in the first area, an empty super cluster in the next area is searched according to the basic sequence, and data is written in the searched empty super cluster. When there are a plurality of searched empty superclusters, for example, the one with the shortest access time can be selected.

すなわち、HDD4は、File1の第2スーパークラスタの書き込みを行う場合は、メモリ19内のFATを検索し、次に書き込みを行うエリアであるエリアE2の中から空スーパークラスタを検索する。ほとんどの場合に複数の空スーパークラスタが見つかるのでその中から以下の方法に従って適切なものを選ばなければならない。この適切な空スーパークラスタの選択方法について説明する。   That is, when writing the second super cluster of File1, the HDD 4 searches for the FAT in the memory 19 and searches for an empty super cluster from the area E2 that is the next writing area. In most cases, multiple empty superclusters will be found, and you must choose an appropriate one according to the following method. A method for selecting an appropriate empty super cluster will be described.

ここでは、簡単のために、このような空スーパークラスタが2つ見つかった場合について説明する。図7に示すように、エリアE2には、空スーパークラスタSC2と空スーパークラスタSC2'が存在するとする。このとき、スーパークラスタSC1の最後から空スーパークラスタSC2,SC2’の最初までの角度をθ,θ、その間にあるトラックの数(シーク距離)をそれぞれΔTrk,ΔTrkとする。この時スーパークラスタSC1の最後から空スーパークラスタSC2,SC2’の最初まで移動する時間は以下のように与えられる。 Here, for simplicity, a case where two such empty superclusters are found will be described. As shown in FIG. 7, it is assumed that an empty supercluster SC2 and an empty supercluster SC2 ′ exist in the area E2. At this time, the angles from the end of the supercluster SC1 to the beginning of the empty superclusters SC2 and SC2 ′ are θ 1 and θ 2 , and the number of tracks (seek distance) between them is ΔTrk 1 and ΔTrk 2 , respectively. At this time, the time required to move from the end of the supercluster SC1 to the beginning of the empty superclusters SC2 and SC2 ′ is given as follows.

移動時間(SC1の最後→SC2の最初)
= For{ N=0, N<無限大, N++,
if(回転待ち時間(N,θ1)> シークプロファイル関数(ΔTrk1))
Return[回転待ち時間(N,θ1)] Break[];
End if
}
移動時間(SC1の最後→SC2'の最初)
= For{ N=0, N<無限大, N++,
if(回転待ち時間(N,θ2)> シークプロファイル関数(ΔTrk2))
Return[回転待ち時間(N,θ2)] Break[];
End if
}
Travel time (last of SC1 → first of SC2)
= For {N = 0, N <infinity, N ++,
if (rotation waiting time (N, θ 1 )> seek profile function (ΔTrk 1 ))
Return [Rotation waiting time (N, θ 1 )] Break [];
End if
}
Travel time (last of SC1 → first of SC2 ')
= For {N = 0, N <infinity, N ++,
if (rotation waiting time (N, θ 2 )> seek profile function (ΔTrk 2 ))
Return [Rotation waiting time (N, θ 2 )] Break [];
End if
}

ここで、移動時間とは、データの配置を終えたスーパークラスタから次にデータを配置するスーパークラスタの先頭まで移動する際に生じる時間、すなわちシーク時間及びディスクの回転時間を合わせた時間である。また、シークプロファイル関数とは、トラック数ΔTrkだけ移動する時間を出力する関数であり、回転待ち時間とは、角度θだけ回転する時間とN(整数)周回転する時間とを足したものを出力する関数である。なお、簡単のために物理アドレスのHeadにかかわる部分は無視するものとする。   Here, the movement time is a time generated when moving from the super cluster where the data is arranged to the beginning of the super cluster where the data is next arranged, that is, a time combining the seek time and the disk rotation time. The seek profile function is a function that outputs the time required to move by the number of tracks ΔTrk, and the rotation waiting time is a value obtained by adding the time required to rotate by an angle θ and the time required to rotate N (integer) rounds. Function. For the sake of simplicity, the part related to the head of the physical address is ignored.

本実施の形態においては、HDD4は、上述の場合であれば、これら2つの空スーパークラスタSC2,SC2’への移動時間のうちで小さい方を選んで書込みを行う。図2Aに示す例では、スーパークラスタアドレス3235hが選ばれ、このスーパークラスタにデータが書き込まれてFile1の第2スーパークラスタとなっている。以下では、第Kスーパークラスタへの移動時間と書き込みにかかった時間との和を書込み処理時間TK-1ということとする。なお簡単のために第1スーパークラスタについては無視しKは2以上とする。 In the present embodiment, in the case described above, the HDD 4 performs writing by selecting the smaller of the movement times to these two empty superclusters SC2 and SC2 ′. In the example shown in FIG. 2A, the super cluster address 3235h is selected, and data is written in this super cluster to become the second super cluster of File1. Hereinafter, the sum of the movement time to the Kth super cluster and the time taken for writing is referred to as a writing processing time T K-1 . For simplicity, the first super cluster is ignored and K is set to 2 or more.

本実施の形態においては、空スーパークラスタが2つの場合について述べたが、より多くの空スーパークラスタから選択できる場合においても、同様に、シーク動作及び移動時間を計算して最小のものを選ぶことができる。空スーパークラスタの個数が多くなればなるほど、回転待ち時間の平均値はその先頭アドレスが円周上で一様に分布することになり、回転待ち時間の平均値は、(1周の回転時間)/(2×エリア内の空スーパークラスタの個数)になる。   In the present embodiment, the case where there are two empty superclusters has been described. Even when more empty superclusters can be selected, the seek operation and moving time are similarly calculated to select the smallest one. Can do. As the number of empty superclusters increases, the average value of the rotation waiting time is distributed uniformly on the circumference of the start address, and the average value of the rotation waiting time is (one rotation time). / (2 × number of empty superclusters in the area).

同様にして、図2Aに示すように、第3スーパークラスタ、第4スーパークラスタ、第5スーパークラスタを、基本シーケンスに従ってエリアE3、エリアE4、エリアE4のスーパークラスタアドレス5236h,7237h,7250hにそれぞれ配置する。また、第3スーパークラスタ、第4スーパークラスタ、第5スーパークラスタを配置するまでに生じた時間、すなわちスーパークラスタまでの移動時間+書き込み時間を合わせた時間である書込み処理時間をそれぞれT,T,Tとする。 Similarly, as shown in FIG. 2A, the third super cluster, the fourth super cluster, and the fifth super cluster are respectively arranged in the super cluster addresses 5236h, 7237h, and 7250h of the areas E3, E4, and E4 according to the basic sequence. To do. Also, the time required until the third super cluster, the fourth super cluster, and the fifth super cluster are arranged, that is, the write processing time, which is the sum of the movement time to the super cluster + the write time, is expressed as T 2 , T 3, and T 4.

次に、第6スーパークラスタの書込みを行うが、本実施の形態においては、この第6スーパークラスタを書き込む方法が2通りある。1つめの方法においては、上述のとおり基本シーケンスに従ってエリアE4の次の順番エリアであるエリアE3から時間制限を満たす空スーパークラスタを選択する第1の方法である。この場合は、上述と同様に、エリアE3内にて空スーパークラスタを検索し、最も書き込み処理時間が短い空スーパークラスタにデータを配置する。   Next, the sixth super cluster is written. In the present embodiment, there are two methods for writing the sixth super cluster. The first method is a first method of selecting an empty super cluster that satisfies the time limit from the area E3 that is the next sequential area of the area E4 according to the basic sequence as described above. In this case, as described above, an empty super cluster is searched in the area E3, and data is arranged in the empty super cluster with the shortest write processing time.

もう1つは、データの転送速度が遅い内周側の領域をできるだけ使用する方法であって、再度エリアE4の中から時間制限を満たすスーパークラスタを選択する第2の方法である。この第2の方法について図8を参照して説明する。図8A及び図8Bは、データ転送速度が遅い内周側の領域を優先的に使用する場合の書き込み方法を示すフローチャートである。この第2の方法を適用するために、本実施の形態においては、基準時間Tを使用する。基準時間Tは最低保障転送速度から計算される時間で、具体的には、スーパークラスタサイズを最低保障転送速度で割ったものである。HDD4はエリアE4の中から空いているスーパークラスタを選び、上述と同じ式で書込み処理時間Tを計算する。空スーパークラスタが複数存在する場合は、それらの中から、下記の式(1)で与えられる条件、すなわちデータの書き込み処理に必要な書込み処理時間(移動時間+書込み時間)の平均時間が基準時間T以下という条件を満たすもの検索する。なお、式(1)にパラメータmを任意の時点で値を計算できるように導入した。この例ではm=0。 The other is a method that uses as much as possible the area on the inner circumference side where the data transfer rate is low, and is a second method that selects again the super cluster that satisfies the time limit from the area E4. This second method will be described with reference to FIG. FIG. 8A and FIG. 8B are flowcharts showing a writing method in the case of preferentially using the area on the inner circumference side where the data transfer rate is low. In order to apply the second method, the reference time T 0 is used in the present embodiment. The reference time T 0 is a time calculated from the minimum guaranteed transfer rate, specifically, the super cluster size divided by the minimum guaranteed transfer rate. HDD4 chose a super-cluster that is free from the area E4, to calculate the write processing time T 5 in the same formula as described above. When there are a plurality of empty superclusters, the condition given by the following formula (1), that is, the average time of the write processing time (movement time + write time) required for the data write processing is the reference time from among them. Search for a condition that satisfies T 0 or less. It should be noted that the parameter m is introduced into the equation (1) so that the value can be calculated at an arbitrary time. In this example, m = 0.

Figure 0004301026
Figure 0004301026

この場合、同じエリアE4内で第6スーパークラスタを書き込むための空スーパークラスタ候補を検索することから、シーク動作が短く回転待ち時間が支配的になる。したがって回転待ち時間が短いスーパークラスタを見つければよく、回転待ち時間を考慮することで上記式(1)を満たせる空スーパークラスタを発見する確率が高くなる。   In this case, since the empty super cluster candidate for writing the sixth super cluster is searched in the same area E4, the seek operation is short and the rotation waiting time becomes dominant. Therefore, it is only necessary to find a super cluster with a short rotation waiting time, and the probability of finding an empty super cluster that can satisfy the above formula (1) is increased by considering the rotation waiting time.

ここで、上記式(1)では、4つのスーパークラスタを所定のエリアに配置するために必要な書込み処理時間の平均となっている。いくつのスーパークラスタのデータ転送に必要な書込み処理時間で平均をとるかは、例えば次の2つの要因によって決定される。すなわち、1つはエリアの数、もう1つは最低保障転送速度を求める際の時間の長さ(時間の単位)である。例えば、HDD4のゾーンの数が10前後であってAVコンテンツを扱う場合には、最低保障転送速度を求める際の時間は数秒程度であることを考えると、上記平均時間を求める際のスーパークラスタの個数は5〜10程度が適当である。なお、例えばエリアを4つとした場合、平均時間を求める際に使用するスーパークラスタの数をエリアの数以上の4つ以上とすることが好ましい。エリアの数未満であると、全てのエリアにスーパークラスタを配置した場合の平均時間を求めることができないからである。   Here, in the above formula (1), it is an average of the write processing time required for arranging the four super clusters in a predetermined area. The number of superclusters to be averaged over the write processing time required for data transfer is determined by the following two factors, for example. That is, one is the number of areas, and the other is the length of time (unit of time) when obtaining the minimum guaranteed transfer rate. For example, when the number of zones of the HDD 4 is around 10 and AV contents are handled, considering that the time for obtaining the minimum guaranteed transfer rate is about several seconds, the super cluster for obtaining the average time is as follows. The number is suitably about 5-10. For example, when the number of areas is four, it is preferable that the number of superclusters used when obtaining the average time is four or more, which is equal to or greater than the number of areas. This is because if it is less than the number of areas, the average time when super clusters are arranged in all areas cannot be obtained.

このように基準時間Tを使用して、データの転送速度が遅い内周側の領域にデータを書込む方法では、基本シーケンスに従って第1〜第5スーパークラスタをエリアE1,E2,E3,E4,E4に配置する。そして、図8Aに示すように、次の第6スーパークラスタSC6を配置する空スーパークラスタをエリアE4内で検索する(ステップS11)。 In this way, using the reference time T 0 and writing data to the inner peripheral area where the data transfer rate is low, the areas E1, E2, E3, E4 are assigned to the first to fifth superclusters according to the basic sequence. , E4. Then, as shown in FIG. 8A, an empty super cluster in which the next sixth super cluster SC6 is arranged is searched in the area E4 (step S11).

そして、上記式(1)を満たす空スーパークラスタがエリアE4に存在しない場合は、基本シーケンスに従って次にエリアであるエリアE3の中から空スーパークラスタの選択を行う(ステップS12)。なお、エリアE3まで考えても条件を満たすものがない場合には、エリアE4及びエリアE3のから書き込み処理時間が最小のものを選択し(ステップS13)、これに第6スーパークラスタを配置すればよい。   If there is no empty supercluster that satisfies the above formula (1) in the area E4, an empty supercluster is selected from the area E3 that is the next area according to the basic sequence (step S12). If there is nothing that satisfies the conditions even when considering the area E3, the area E4 and the area E3 having the shortest write processing time is selected (step S13), and the sixth super cluster is arranged in this area. Good.

また、データの書込み処理時間を更に短縮させる方法として、第6スーパークラスタの書込み処理時間のみならず、次の書込みデータである第7のスーパークラスタの書込み処理時間を考慮することができる。本実施の形態においては、これを空領域の先行スケジューリングという。   As a method for further shortening the data write processing time, not only the write processing time of the sixth super cluster but also the write processing time of the seventh super cluster which is the next write data can be considered. In the present embodiment, this is referred to as advance scheduling of an empty area.

すなわち、図8Bに示すように、同様にエリアE4、エリアE3の空スーパークラスタを検索して基準時間Tを満たす空スーパークラスタが見つからなかった場合(ステップS21、22)、エリアE3、E4の中で最も書き込み処理時間が短いものを選択するが、ここで、次のデータである第7のスーパークラスタを、次のエリアE2にて書込みすることを想定して書き込み処理時間を計算する。この場合も上述したように、例えば、式(1)において、m=1として4つのスーパークラスタの書き込み処理時間の平均を求め、それが基準時間T未満になればよい。ここで、先行スケジューリングを行った場合、エリアE4、E3共に条件を満たす空スーパークラスタが検索された場合には、データの転送速度が遅い内周側のエリアE4に優先して書き込むようにしてもよい。また、ステップS21の後、エリアE4にて第6スーパークラスタSC6を書込み、エリアE3にて第7スーパークラスタを書込む場合の書き込み処理時間を算出し(先行スケジューリング)、条件を満たす空スーパークラスタがない場合にのみ、ステップS22に進むようにしてもよい。 That is, as shown in FIG. 8B, similarly area E4, if not found empty superclusters meeting the criteria time T 0 and search for empty supercluster area E3 (Step S21 and S22), the area E3, E4 Among them, the one with the shortest write processing time is selected. Here, the write processing time is calculated on the assumption that the seventh super cluster as the next data is written in the next area E2. As this case was also described above, for example, in the formula (1), m = 1 obtains an average of four super cluster writing processing time as it may become less than the reference time T 0. Here, when prior scheduling is performed, if an empty super cluster satisfying both the areas E4 and E3 is searched, the data may be written with priority over the area E4 on the inner circumference side where the data transfer speed is low. Good. Further, after step S21, the sixth super cluster SC6 is written in the area E4 and the write processing time is calculated when the seventh super cluster is written in the area E3 (preceding scheduling). Only when there is not, you may make it progress to step S22.

以上、データのスーパークラスタ単位での配置法の一例を示したが、基本シーケンスについても、処理時間を見て転送速度が低い領域を優先的に使用する方法についても他に複数考えられる。すなわち、本実施の形態においては、基本シーケンスを外周側から内周側、内周側から外周側のエリアを順次選択していくものとしたが、上述したように、外周側から内周側を順次選択していくことを繰り返すようにしてもよい。また、基本シーケンスの開始エリアは外周側に限らず、どのエリアから開始してもよい。   In the above, an example of a method for arranging data in units of super clusters has been described. However, there are also other methods for preferentially using a region having a low transfer rate in view of processing time for the basic sequence. That is, in the present embodiment, the basic sequence is to sequentially select the area from the outer periphery side to the inner periphery side, and from the inner periphery side to the outer periphery side, but as described above, from the outer periphery side to the inner periphery side. You may make it repeat selecting sequentially. Further, the start area of the basic sequence is not limited to the outer peripheral side, and may be started from any area.

更に、転送速度が低い領域を優先的に使用する方法についても、図8Aに示すように、基本シーケンスにデータ転送速度が遅いエリアE4を追加するものとしたり、図8Bに示すように、空領域の先行スケジューリングを行ってエリアE4を更に優先的に使用するようにする方法の他、これらを組み合わせて書き込む領域を動的に決定することにより、効率よくデータ転送速度が遅い領域を使用することができる。また、基準時間Tの求め方、書込み処理時間の平均を求める際のスーパークラスタの数などを適宜選択することで、記録再生システムが必要とする書込み処理時間を達成することができる。 Further, with respect to a method of preferentially using an area having a low transfer rate, an area E4 having a low data transfer rate is added to the basic sequence as shown in FIG. 8A, or an empty area is used as shown in FIG. 8B. In addition to the method of pre-scheduling the area E4 so that the area E4 is used more preferentially, it is possible to use an area with a low data transfer rate efficiently by combining these to dynamically determine the area to be written. it can. Also, how to obtain the reference time T 0, by appropriately selecting the such as the number of superclusters for obtaining the average of the write processing time can be achieved write processing time recording and reproduction systems require.

次に、本実施の形態における効果について説明する。図9は、基準時間Tを60ms、回転数を3600rpm(回転時間16.7ms)としたときの、各エリアのデータ書込み処理時間を計算した結果を示すものである。 Next, the effect in this Embodiment is demonstrated. FIG. 9 shows the result of calculating the data write processing time for each area when the reference time T 0 is 60 ms and the rotation speed is 3600 rpm (rotation time 16.7 ms).

図9において、時間単位はmsとし、Nはエリア内で選びうるスーパークラスタの数を示す。転送時間(T1)はデータの書込み時間であり、総時間(T3)は、転送時間(T1)、エリアをまたぐときの最大シーク時間(T2)、及び平均回転待ち時間(T3)を合わせた時間であって、上述の書込み処理時間に相当する。エリアは、E1〜E4の4つとする。 In FIG. 9, the time unit is ms, and N indicates the number of super clusters that can be selected in the area. The transfer time (T1) is the data write time, and the total time (T3) is the sum of the transfer time (T1), the maximum seek time (T2) across the area, and the average rotation waiting time (T3). And corresponds to the above-described write processing time. There are four areas E1 to E4.

4つのエリアE1〜E4を等しく使用するとするならば、N=1のときは転送時間は63.33msであり、N=4の時は57.08msであり、N=4のときには基準時間T未満とするという制限(条件)を満たすことができる。また、エリアE4にデータを配置した後で基本シーケンスに従うと本来エリアE3にデータを配置することになる。この際、総時間の平均に余裕があるときには、データの転送速度が遅い領域に優先的にデータを配置する機能により、再度エリアE4内における空スーパークラスタを使用することができる。すでに説明したように、エリア内でのヘッドの移動にかかる時間は、回転待ち時間が支配的なのでそれが数ms程度であっても、平均的には基準時間の中に入る可能性が高い。 If the four areas E1 to E4 are equally used, the transfer time is 63.33 ms when N = 1, 57.08 ms when N = 4, and less than the reference time T 0 when N = 4. The restriction (condition) of being able to be satisfied. Further, if the basic sequence is followed after the data is arranged in the area E4, the data is originally arranged in the area E3. At this time, when there is a margin in the average of the total time, the empty super cluster in the area E4 can be used again by the function of preferentially arranging the data in the area where the data transfer rate is low. As already described, the time required for moving the head in the area is dominated by the rotation waiting time, so even if it is about several ms, there is a high possibility that it will fall within the reference time on average.

本実施の形態においては、記録開始クラスタアドレスとして取りうるアドレスに制限を設けるものの、記録開始クラスタをディスク11上にてほぼランダムに配置するものとし、使用するスーパークラスタの場所は、そのときの書き込み処理時間、基準時間や書き込み処理時間の平均時間などの複数の条件に応じて動的に決定することにより、回転間待ち時間を最適化して転送速度の保証を行うことができる。このように、回転待ち時間を確率的に制御すること、またデータ書込み時間(転送時間)+シーク時間+回転待ち時間からなるデータ書込み処理時間、すなわちデータの転送に実際に必要な時間からデータの配置を動的に変更することができ、確度の高い速度保障が可能である。   In this embodiment, although there is a restriction on the addresses that can be taken as the recording start cluster address, the recording start cluster is arranged almost randomly on the disk 11, and the location of the super cluster to be used is the writing at that time. By dynamically determining according to a plurality of conditions such as processing time, reference time and average time of writing processing time, it is possible to optimize the waiting time between rotations and guarantee the transfer speed. In this way, the rotation waiting time is controlled stochastically, and the data writing processing time consisting of the data writing time (transfer time) + seek time + rotation waiting time, that is, the time actually required for data transfer is reduced. The arrangement can be changed dynamically, and a highly accurate speed can be ensured.

また、編集などによって最初の整然としたデータの配置が壊れ、空き領域がフラグメントした場合であっても、上述の書き込み方法であればその性能はほぼ影響を受けることがない。   Even if the initial orderly data arrangement is broken due to editing or the like, and the empty area is fragmented, the performance is hardly affected by the above-described writing method.

さらに、データの配置する際に、内側のエリアを優先的に使用する機能を備えたので、時間の経過とともに転送速度が高い領域が残ることとなり、このことにより結果として平均転送速度が上がってゆく。   In addition, since it has a function that preferentially uses the inner area when placing data, an area with a high transfer rate remains with the passage of time, and as a result, the average transfer rate increases. .

このように、転送速度が遅い領域を積極的に使用することにより、転送速度が速い領域を使い切ってしまったり、データの書き込みと消去が繰り返し行われることにより連続した空き領域を確保することが難しくなって、1つのファイルが連続しない多数のクラスタに分割されて記録されてしまうこと(通常、フラグメンテーション)により大幅に転送速度が低下するような従来のデータ記録装置における問題点が解消され、データを書き込むことで転送速度を向上させることができ、リアルタイム性を長時間に亘って確実に保障することができる。   As described above, it is difficult to use a region having a low transfer rate by using the region having a high transfer rate, or to repeatedly obtain a continuous free region by repeatedly writing and erasing data. Thus, the problem in the conventional data recording apparatus that the transfer speed is greatly reduced due to the fact that one file is divided and recorded in many non-consecutive clusters (usually fragmentation) is solved, and the data is By writing, the transfer speed can be improved, and real-time performance can be reliably ensured for a long time.

なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の実施の形態における記録再生システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the recording / reproducing system in embodiment of this invention. ホスト装置2からみたアドレス空間を示すLBA空間P及びHDD4からみたアドレス空間を示す論理セクタ空間Qを示す図である。3 is a diagram showing an LBA space P indicating an address space viewed from the host device 2 and a logical sector space Q indicating an address space viewed from the HDD 4. FIG. FATの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of FAT. ディスクのトラックに含まれるセクタ数の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the number of sectors contained in the track of a disk. ディスクの記録領域を4つのエリアに区分した例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which divided the recording area of the disc into four areas. 本発明の実施の形態における記録再生システムにおけるデータの書き込み動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the write-in operation | movement of the data in the recording / reproducing system in embodiment of this invention. (a)及び(b)は、それを実行するコマンドの1例(Set Write File Parameter)を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows one example (Set Write File Parameter) of the command which performs it. ファイル1の第1スーパークラスタSC1及び第2スーパークラスタSC1,SC2’を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a first super cluster SC1 and second super clusters SC1, SC2 'of file 1. データ転送速度が遅い内周側の領域を優先的に使用する場合の書き込み方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the writing method in the case of using preferentially the area | region of the inner peripheral side with a slow data transfer speed. データ転送速度が遅い内周側の領域を優先的に使用する場合の書き込み方法の他の例を示すフローチャートである。12 is a flowchart showing another example of a writing method when an inner peripheral area with a low data transfer rate is used preferentially. 基準時間Tを60ms、回転数を3600rpm(回転時間16.7ms)としたときの、各エリアのデータ書込み処理時間を計算した結果を示す図である。Reference time 60ms to T 0, when the rotational speed was 3600 rpm (rotation time 16.7 ms), is a diagram illustrating the results of calculating the data write processing time for each area.

符号の説明Explanation of symbols

1 記録再生システム、2 ホスト装置、3 インターフェース、4 HDD、11 ディスク、12 スピンドルモータ、13 ボイスコイルモータ、14 サーボ制御部、15 リードライトチャネル部、16 ハードディスク制御部、17 バッファメモリ、18 インターフェース制御部、19,21 メモリ、20,22 CPU、21 バス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recording / reproducing system, 2 Host apparatus, 3 Interface, 4 HDD, 11 Disc, 12 Spindle motor, 13 Voice coil motor, 14 Servo control part, 15 Read / write channel part, 16 Hard disk control part, 17 Buffer memory, 18 Interface control Part, 19, 21 memory, 20, 22 CPU, 21 bus

Claims (11)

記録位置によって転送速度が異なる記録領域を有する回転記録媒体に、ホスト装置から転送される転送データを記録するデータ記録装置において、
上記記録領域を略同一の容量の複数の部分領域に区分けし、該区分けした複数の部分領域に上記転送データを分散して書き込みするよう制御する制御手段を有し、
上記制御手段は、上記複数の部分領域を略同一の頻度で使用するように所定の基本順序で選択し、上記基本順序に従って次に書き込みを行う予定の第1の予定部分領域にてデータ転送時間が所定時間未満となる条件を満たす空領域を検索し、該当する空領域に上記転送データを構成する部分データを書き込むよう制御する
データ記録装置。
In a data recording apparatus for recording transfer data transferred from a host device on a rotating recording medium having a recording area with different transfer speeds depending on recording positions,
Control means for dividing the recording area into a plurality of partial areas having substantially the same capacity, and controlling the transfer data to be distributed and written in the divided partial areas;
The control means selects the plurality of partial areas in a predetermined basic order so as to be used at substantially the same frequency, and the data transfer time in the first predetermined partial area to be written next in accordance with the basic order A data recording device that controls to search for an empty area that satisfies a condition that is less than a predetermined time and to write partial data constituting the transfer data in the corresponding empty area .
上記データ転送時間が所定時間未満となる条件を満たす上記空領域が複数見つかったとき、上記データ転送時間が最小となる空領域を選択する
請求項記載のデータ記録装置。
When satisfying the empty area in which the data transfer time is less than the predetermined time it is found more, the data recording apparatus according to claim 1, wherein selecting an empty area where the data transfer time is minimized.
上記データ転送時間は、ヘッドのシーク動作及びディスクの回転待ち時間と、上記部分データの書き込み時間とを合わせた時間である
請求項記載のデータ記録装置。
The data recording apparatus according to claim 2 , wherein the data transfer time is a time obtained by combining a seek operation of the head and a rotation waiting time of the disk and a writing time of the partial data.
上記制御手段は、上記第1の予定部分領域に第1の部分データを書き込んだ場合の第1のデータ転送時間と上記基本順序に従って該第1の予定部分領域の次に書き込みを行う予定の第2の予定部分領域に第2の部分データを書き込んだ場合の第2のデータ転送時間との合計が所定時間未満となる条件を満たす空領域を該第1及び第2の予定部分領域にて検索し、それぞれ該第1及び第2の部分データを書き込むよう制御する
請求項記載のデータ記録装置。
The control means is configured to perform writing next to the first scheduled partial area according to the first data transfer time and the basic order when the first partial data is written in the first scheduled partial area. Search the first and second scheduled partial areas for empty areas that satisfy the condition that the sum of the second data transfer time and the second data transfer time when the second partial data is written in the two scheduled partial areas is less than a predetermined time. and, the data recording apparatus of the respective claim 1 for controlling to write the first and second partial data.
上記制御手段は、上記転送データの転送速度を監視する転送速度監視機能を有し、上記転送データの転送速度がその最低値を保証するための最低保証速度より速い場合であって、上記基本順序に従った部分領域より遅い転送速度の部分領域が存在する場合、当該転送速度が遅い部分領域に上記転送データを書き込むよう制御する
請求項1記載のデータ記録装置。
The control means has a transfer rate monitoring function for monitoring the transfer rate of the transfer data, and the transfer rate of the transfer data is faster than the minimum guaranteed rate for guaranteeing the minimum value, and the basic order 2. The data recording apparatus according to claim 1, wherein when there is a partial area having a slower transfer speed than the partial area in accordance with the data transfer, the transfer data is controlled to be written in the partial area having a slower transfer speed.
上記ホスト装置から転送される転送データをファイルで管理するためのテーブルを記憶するメモリを有し、
上記テーブルは、上記記録領域の所定の領域に記録されたものであって、
上記制御手段は、上記ホスト装置からの所定のモード切替命令に応じて、上記メモリに上記テーブルを読み込み、読み込まれたテーブルを参照して、上記記録領域における空領域を検索する
請求項1記載のデータ記録装置。
A memory for storing a table for managing transfer data transferred from the host device as a file;
The table is recorded in a predetermined area of the recording area,
The control unit reads the table into the memory in response to a predetermined mode switching command from the host device, and searches for an empty area in the recording area with reference to the read table. Data recording device.
上記ファイルは、複数のスーパークラスタからなり、各スーパークラスタは、上記ホスト装置のアクセス単位であるクラスタの整数倍の大きさからなる
請求項記載のデータ記録装置。
The data recording apparatus according to claim 6 , wherein the file includes a plurality of super clusters, and each super cluster has a size that is an integral multiple of a cluster that is an access unit of the host apparatus.
記録位置によって転送速度が異なる記録領域を有する回転記録媒体に、ホスト装置から転送される転送データを記録するデータ記録方法において、
上記記録領域を略同一の容量の複数の部分領域に区分けし、該区分けした複数の部分領域に上記転送データを分散して書き込みするよう制御する制御工程を有し、
上記制御工程では、上記複数の部分領域を略同一の頻度で使用するように所定の基本順序で選択し、上記基本順序に従って次に書き込みを行う予定の第1の予定部分領域にてデータ転送時間が所定時間未満となる条件を満たす空領域を検索し、該当する空領域に上記転送データを構成する部分データを書き込むよう制御する
データ記録方法。
In a data recording method for recording transfer data transferred from a host device on a rotating recording medium having a recording area with different transfer speeds depending on recording positions,
A control step of dividing the recording area into a plurality of partial areas having substantially the same capacity and controlling the transfer data to be distributed and written in the divided partial areas;
In the control step, the plurality of partial areas are selected in a predetermined basic order so as to be used at substantially the same frequency, and the data transfer time in the first predetermined partial area to be written next in accordance with the basic order A data recording method for controlling to search for an empty area that satisfies a condition that is less than a predetermined time and to write partial data constituting the transfer data in the corresponding empty area .
上記制御工程では、上記第1の予定部分領域に第1の部分データを書き込んだ場合の第1のデータ転送時間と上記基本順序に従って該第1の予定部分領域の次に書き込みを行う予定の第2の予定部分領域に第2の部分データを書き込んだ場合の第2のデータ転送時間との合計が所定時間未満となる条件を満たす空領域を該第1及び第2の予定部分領域にて検索し、それぞれ該第1及び第2の部分データを書き込むよう制御する
請求項記載のデータ記録方法。
In the control step, the first scheduled data is written next to the first scheduled partial area according to the first data transfer time and the basic order when the first partial data is written in the first scheduled partial area. Search the first and second scheduled partial areas for empty areas that satisfy the condition that the sum of the second data transfer time and the second data transfer time when the second partial data is written in the two scheduled partial areas is less than a predetermined time. The data recording method according to claim 8 , wherein each of the first and second partial data is controlled to be written.
上記制御工程では、転送速度監視機能により上記転送データの転送速度を監視し、上記転送データの転送速度がその最低値を保証するための最低保証速度より速い場合であって、上記基本順序に従った部分領域よりより遅い転送速度の部分領域が存在する場合、当該転送速度が遅い部分領域に上記転送データを書き込むよう制御する
請求項記載のデータ記録方法。
In the control step, the transfer rate of the transfer data is monitored by a transfer rate monitoring function, and the transfer rate of the transfer data is faster than the minimum guaranteed rate for guaranteeing the minimum value, and the basic order is followed. The data recording method according to claim 8 , wherein when there is a partial area having a slower transfer speed than the partial area, the transfer data is controlled to be written in the partial area having the slower transfer speed.
ホスト装置と、記録位置によって転送速度が異なる記録領域を有する回転記録媒体に、該ホスト装置から転送される転送データを記録するデータ記録装置とを有する記録再生システムにおいて、
上記データ記録装置は、
上記記録領域を略同一の容量の複数の部分領域に区分けし、該区分けした複数の部分領域に上記転送データを分散して書き込みするよう制御する制御手段を有し、
上記制御手段は、上記複数の部分領域を略同一の頻度で使用するように所定の基本順序で選択し、上記基本順序に従って次に書き込みを行う予定の第1の予定部分領域にてデータ転送時間が所定時間未満となる条件を満たす空領域を検索し、該当する空領域に上記転送データを構成する部分データを書き込むよう制御する
記録再生システム。
In a recording / reproducing system having a host device and a data recording device for recording transfer data transferred from the host device on a rotary recording medium having a recording area having a transfer speed different depending on a recording position.
The data recording device is
Control means for dividing the recording area into a plurality of partial areas having substantially the same capacity, and controlling the transfer data to be distributed and written in the divided partial areas;
The control means selects the plurality of partial areas in a predetermined basic order so as to be used at substantially the same frequency, and the data transfer time in the first predetermined partial area to be written next in accordance with the basic order A recording / reproducing system that searches for an empty area that satisfies a condition that is less than a predetermined time and writes the partial data constituting the transfer data in the corresponding empty area .
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