JP4339527B2 - 多重化記憶制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホストコンピュータからUltra DMA転送によって送信されるデータを複数の外部記憶装置に同時に書き込む多重化記憶制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
コンピュータシステムにおいてデータやプログラムを記録するために外部記憶装置として磁気ディスク装置(以下、HDDと称する。)が使用されている。このようなシステムではHDDを多重化、例えば、二重化する二重化記憶装置が知られている。そして、大容量のバッファメモリを使用しない安価な装置として、図5に示す二重化記憶装置がある。
【0003】
図5はホストコンピュータ1から第1のHDD(磁気ディスク装置)2及び第2のHDD(磁気ディスク装置)3に同時にデータを書き込む二重化記憶制御装置4の構成を示すもので、この二重化記憶制御装置4は、マイクロコンピュータ5、二重化コントローラ6、この二重化コントローラ6とホストコンピュータ1とを接続するホストインタフェース7、二重化コントローラ6と第1のHDD2とを接続する第1のHDDインタフェース8、二重化コントローラ6と第2のHDD3とを接続する第2のHDDインタフェース9を備えている。そして、マイクロコンピュータ5は、コマンドの生成やHDD2,3のステータスの確認等を行い、二重化コントローラ6は、HDD2,3の接続やHDD2,3へのリード、ライトの制御を、HDDインタフェース8,9を介して行うようになっている。
【0004】
この二重化記憶制御装置4がUltra DMA転送により、データを書き込む場合のプロトコルについて説明する。
Ultra DMA転送は、ATA規格によってプロトコルが定められており、データ転送をホストコンピュータ側からもHDD側からも中断できる手順が定められている。
【0005】
Ultra DMA転送の書き込み時に使用する主な制御信号は、DMARQ信号、DMACK-信号、DDMARDY-信号、HSTROBE信号、STOP信号の5つである.
DMARQ信号は、DMAリクエスト信号で、DMA転送時、データ転送可能であることを示すためにHDDのドライブがセットする信号である。この信号はハイレベルでアクティブ状態となり、ローレベルでインアクティブ状態となる。
【0006】
DMACK-信号は、DMAアクノリッジ信号で、DMA転送時、HDDからのDMARQ信号に対してデータ転送の準備ができたことを示すためにホストコンピュータが用いる信号である。この信号はローレベルでアクティブ状態となり、ハイレベルでインアクティブ状態となる。
【0007】
DDMARDY-信号は、HDDがUltra DMA転送でのデータを受け取る用意ができたことをホストコンピュータに示すために用いられる信号である。この信号はローレベルでアクティブ状態となり、ハイレベルでインアクティブ状態となる。
【0008】
HSTROBE信号は、Ultra DMA転送でホストコンピュータがデータを送るときに駆動するストローブ信号である。HDDはこのストローブ信号の立ち上がり及び立ち下がりのエッジでデータを取り込むことになる。
【0009】
STOP信号は、ストップ信号で、ホストコンピュータはこの信号をハイレベルにすることにより、Ultra DMAによるバースト転送を終了させることができる。
【0010】
次に、図6及び図7によってライト時のUltra DMA転送手順の概要を説明する。なお、信号名の下の括弧内は駆動する側を示しており、(HDD)はHDD2,3が出力する信号、(HOST)はホストコンピュータ1が出力する信号を示している。
【0011】
初期処理及びデータ転送
図6及び図7に示すように、HDD2,3はホストコンピュータ1からライトDMAコマンドを受け、データ転送の準備が整った時点t1でDMARQ信号をハイレベルにセットする。ホストコンピュータ1はHDD2,3からのDMARQ信号によりデータ転送の準備が整ったことを知らされると、時点t2でDMACK-信号をローレベルにセットし、時点t3でSTOP信号をローレベルにクリアする。また、HDD2,3は、時点t4にてDDMARDY-信号をローレベルにセットする。その後ホストコンピュータ1は、HSTROBE信号とデータ(図示せず)をHDD2,3に対して送出し、HDD2,3ではHSTROBE信号の立ち上がりと立ち下がりエッジの両方でデータを取り込む。
【0012】
終了処理
Ultra DMAによるデータバースト転送の終了処理はホストコンピュータ1から行う場合とHDDから行う場合がある。なお、コマンドの完了する前に終了処理を行う場合もあり、その場合には再度データ転送を開始する。
【0013】
ホストコンピュータ1からデータ転送を終了させる場合は、図6に示すように、時点t5にてホストコンピュータ1がSTOP信号をハイレベルにセットする。このSTOP信号を受けてHDD2,3は、時点t6でDMARQ信号をローレベルにクリアすると共にDDMARDY-信号をハイレベルにクリアしてデータ転送を終了し、これを受けてホストコンピュータ1は、時点t7でDMACK-信号をハイレベルにクリアし、終了処理を完了する。
【0014】
また、HDDからデータ転送を終了させる場合は、図7に示すように、先ず、HDDが時点t8でDDMARDY-信号をハイレベルにクリアしてデータ転送を中断する。そして、時点t9にてDMARQ信号をローレベルにクリアして終了処理をホストに要求する。
【0015】
ホストコンピュータ1は、時点t10にてSTOP信号をハイレベルにセットすることで終了要求に対して応答する。その後ホストコンピュータ1は時点t11にてDMACK-信号をハイレベルにクリアする。
【0016】
また、Ultra DMA転送では、コマンドが完了する前にデータ転送を一旦終了し、再度データ転送を行う場合も発生する。このようなときは、図8に示すように、図7に示すデータ転送制御を繰り返すことになる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
このような二重化記憶制御装置においては、ホストコンピュータ1から出力される信号を同時に各HDD2,3に伝え、各HDD2,3から出力される信号は、ORもしくはANDを取ってホストコンピュータ1に伝えることにより、ホストコンピュータ1から各HDD2,3にデータを書き込むことができる。
【0018】
しかし、2台のHDDのメーカが異なっている場合やメーカが同じでも形式が異なっている場合には、片方のHDDだけがデータ転送の終了処理を行い、もう一方のHDDはデータ転送を続けるというような状況が発生する。このような場合には、2つのHDDの間で同期が取れず、データ転送が失敗してしまう。
【0019】
誤動作の例を図9を用いて説明する。なお、各信号名の後の(H)はホストコンピュータ1が入出力する信号を示し、(1)は第1のHDD2が入出力する信号を示し、(2)は第2のHDD3が入出力する信号を示している。
【0020】
ホストコンピュータ1から出力されるDMACK-信号、HSTROBE信号は、それぞれHDD2、HDD3に伝え、HDD2及びHDD3から出力されるDMARQ(1)信号、DMARQ(2)信号は、それぞれの信号のANDをホストコンピュータ1に伝え、DDMARDY-(1)信号、DDMARDY-(2)信号は、それぞれの信号のORをホストコンピュータ1に伝えている。
【0021】
第1のHDD2はUltra DMAによるバースト転送を終了するため、時点t15でDDMARDY-(1)信号をハイレベルにクリアする。第2のHDD3はバースト転送を続けようとしているため、DDMARDY-(2)信号はローレベルにセットしたままである。また、時点t15でDDMARDY-(H)信号もハイレベルにクリアされるため、ホストコンピュータ1はバースト転送の終了処理を行う。第1のHDD2はさらに時点t16でDMARQ(1)信号をローレベルにクリアする。ホストコンピュータ1は時点t17でHSTROBE(H)信号をセット状態にし、時点t18でSTOP(H)信号をハイレベルにクリアする。
【0022】
第1のHDD2に対しての終了処理は上記により正常に行われる。しかし、第2のHDD3に対しての終了処理が正しく行われない。すなわち、第2のHDD3では、STOP(H)信号がクリアされた時点t18で第2のHDD3に伝わるSTOP(2)信号もハイレベルにクリアされ、ここで初めてバースト転送の終了処理に入る。
【0023】
しかし、時点t17でHSTROBE(H)信号がローレベルからハイレベルに変化し、この時点では第2のHDD3はまだ終了処理に入っていないために、この変化点でデータを取り込んでしまう。一方、第1のHDD2は時点t17ではHSTROBE(H)信号を無視するためデータを取り込むということはない。
【0024】
このように、時点t17では本来データを書き込むべきでないのに拘らず、第1のHDD2と第2のHDD3の動作が異なるために、第2のHDD3には誤ってデータが書かれてしまい、従って、その後の動作が正常に行われなくなってしまうという問題があった。
【0025】
そこで、本発明は、Ultra DMA転送によって複数の外部記憶装置に対して同一のデータを同時に書き込んでいるときに、ある外部記憶装置がデータの転送を中断させようとする事態が発生しても、全ての外部記憶装置に対して同一のデータを正しく書き込むことができる多重化記憶制御装置を提供する。
【0026】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、ホストコンピュータからUltra DMA転送によって送信されるデータを複数の外部記憶装置に同時に書き込む多重化記憶制御装置において、各外部記憶装置のそれぞれがデータの書き込み制御に使用する複数の制御信号のアクティブ状態またはインアクティブ状態を外部記憶装置毎に監視し、一つの外部記憶装置がデータの書き込み制御に使用する複数の制御信号の組み合わせが、データの書き込みを終了させる制御に特有なアクティブ状態及びインアクティブ状態の組み合わせになるとUltra DMA転送の終了信号を生成し、この生成した終了信号を他の外部記憶装置に出力する信号生成手段を備えたものである。
【0027】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の多重化記憶制御装置において、信号生成手段は、Ultra DMA転送によるデータの書き込み制御に使用する複数の制御信号のうち、外部記憶装置が出力するデータ転送可能状態を示すDMAリクエスト信号とホストコンピュータが出力するデータ転送の準備ができたことを示すDMAアクノリッジ信号と外部記憶装置が出力するデータを受取る用意ができたことを知らせるDMAレディ信号を監視し、DMAリクエスト信号がインアクティブ状態、DMAアクノリッジ信号がアクティブ状態、DMAレディ信号がインアクティブ状態になると、他の外部記憶装置に終了信号を出力することにある。
【0028】
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の多重化記憶制御装置において、信号生成手段は、ホストコンピュータが出力するUltra DMA転送を終了させるための終了信号と自身が生成した終了信号の論理和を終了信号として他の外部記憶装置に出力することにある。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、この実施の形態はホストコンピュータからUltra DMA転送によって2台のHDDに同一のデータを書き込むものに本発明を適用したものについて述べるものであり、その基本的な構成は図5と同様であり、異なる点は二重化コントローラの構成である。図5と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0030】
図1に示すように、二重化記憶制御装置4は、マイクロコンピュータ5、二重化コントローラ16、この二重化コントローラ16とホストコンピュータ1とを接続するホストインタフェース7、二重化コントローラ16と第1のHDD2とを接続する第1のHDDインタフェース8、二重化コントローラ16と第2のHDD3とを接続する第2のHDDインタフェース9を備えている。
【0031】
前記二重化コントローラ16は、図2に示すように、信号生成手段であるSTOP信号生成部161を備えている。そして、前記二重化コントローラ16は、第1のHDD2からDMARQ(1)信号を取り込むと共に第2のHDD3からDMARQ(2)信号を取り込み、それぞれ前記STOP信号生成部161に供給すると共に2入力アンドゲート162に供給している。そして、前記アンドゲート162からDMARQ(H)信号をホストコンピュータ1に出力するようになっている。
【0032】
また、前記二重化コントローラ16は、第1のHDD2からDDMARDY-(1)信号を取り込むと共に第2のHDD3からDDMARDY-(2)信号を取り込み、それぞれ前記STOP信号生成部161に供給すると共に2入力オアゲート163に供給している。そして、前記オアゲート163からDDMARDY-(H)信号をホストコンピュータ1に出力するようになっている。
【0033】
また、前記二重化コントローラ16は、ホストコンピュータ1からDMACK-(H)信号を取り込み、この信号を前記STOP信号生成部161に供給すると共に第1のHDD2に対してDMACK-(1)信号として出力し、また、第2のHDD3に対してDMACK-(2)信号として出力するようになっている。
【0034】
また、前記二重化コントローラ16は、ホストコンピュータ1からHSTROBE(H)信号を取り込み、この信号を第1のHDD2に対してHSTROBE(1)信号として出力し、また、第2のHDD3に対してHSTROBE(2)信号として出力するようになっている。
【0035】
このように、前記STOP信号生成部161は、各HDD2,3のそれぞれがデータの書き込み制御に使用する複数の制御信号、すなわち、DMAリクエスト信号であるDMARQ(H)信号、DMARQ(1)信号、DMARQ(2)信号、DMAアクノリッジ信号であるDMACK-(H)信号、DMACK-(1)信号、DMACK-(2)信号、DMAレディ信号であるDDMARDY-(H)信号、DDMARDY-(1)信号、DDMARDY-(2)信号、ストローブ信号であるHSTROBE(H)信号、HSTROBE(1)信号、HSTROBE(2)信号のうち、DMARQ(1)信号、DMARQ(2)信号、DDMARDY-(1)信号、DDMARDY-(2)信号、DMACK-(H)信号を取り込むようになっている。さらに、前記STOP信号生成部161は、ホストコンピュータ1からSTOP(H)信号を取り込むようになっている。
【0036】
前記STOP信号生成部161は、一種のゲートアレイからなり、DMARQ(1)信号、DDMARDY-(1)信号及びDMACK-(H)信号を監視し、DMARQ(1)信号及びDDMARDY-(1)信号がインアクティブ状態、DMACK-(H)信号がアクティブ状態になるとUltra DMA転送の終了信号であるSTOP(2)信号を生成して第2のHDD3に出力し、また、DMARQ(2)信号、DDMARDY-(2)信号及びDMACK-(H)信号を監視し、DMARQ(2)信号及びDDMARDY-(2)信号がインアクティブ状態、DMACK-(H)信号がアクティブ状態になるとUltra DMA転送の終了信号であるSTOP(1)信号を生成して第1のHDD2に出力するようになっている。
【0037】
すなわち、前記STOP信号生成部161によるSTOP(2)信号の生成は次のようになっている。
DMARQ(1)=0(インアクティブ状態)、かつ、DMACK-(H)=0(アクティブ状態)、かつ、DDMARDY-(1)=1(インアクティブ状態)のとき、1となり、それ以外では0となるSTOP-I(2)信号を生成し、このSTOP-I(2)信号とホストコンピュータ1からのSTOP(H)信号との論理和によってSTOP(2)信号を生成するようになっている。
【0038】
これをタイミング図で示すと図3に示すようになる。すなわち、DMARQ(1)信号、DMACK-(H)信号及びDDMARDY-(1)信号がアクティブ状態にあり、Ultra DMA転送によるデータの書き込みを行っている状態で、時点t21にてDDMARDY-(1)信号が「1」、すなわち、インアクティブ状態になり、時点t22にてDMARQ(1)信号が「0」、すなわち、インアクティブ状態になると、ハイレベルなSTOP-I(2)信号が生成される。このSTOP-I(2)信号の生成はDMACK-(H)信号がインアクティブ状態となる時点t24まで継続される。そしてこの間の時点t23にてホストコンピュータ1からのSTOP(H)信号がハイレベルになるので、第2のHDD3に出力されるSTOP(2)信号は時点t23から継続してハイレベルとなり、これにより、第2のHDD3ではデータの書き込みを中止することになる。
【0039】
また、前記STOP信号生成部161によるSTOP(1)信号の生成は次のようになっている。
DMARQ(2)=0(インアクティブ状態)、かつ、DMACK-(H)=0(アクティブ状態)、かつ、DDMARDY-(2)=1(インアクティブ状態)のとき、1となり、それ以外では0となるSTOP-I(1)信号を生成し、このSTOP-I(1)信号とホストコンピュータ1からのSTOP(H)信号との論理和によってSTOP(1)信号を生成するようになっている。
【0040】
次に図4のタイミング図によってこの二重化記憶制御装置の動作を説明する。なお、各信号名の後の(H)はホストコンピュータ1が入出力する信号を示し、(1)は第1のHDD2が入出力する信号を示し、(2)は第2のHDD3が入出力する信号を示している。
【0041】
ホストコンピュータ1から出力されるDMACK-(H)信号、HSTROBE(H)信号は、それぞれDMACK-(1)信号、DMACK-(2)信号、HSTROBE(1)信号、HSTROBE(2)信号として第1のHDD2、第2のHDD3に伝えられる。第1のHDD2及び第2のHDD3から出力されるDMARQ(1)信号、DMARQ(2)信号はアンドゲート162によってそれぞれの信号のANDが取れた後、ホストコンピュータ1にDMARQ(H)信号として伝えられ、また、第1のHDD2及び第2のHDD3から出力されるDDMARDY-(1)信号、DDMARDY-(2)信号はオアゲート163によってそれぞれの信号のORが取られた後、ホストコンピュータ1にDDMARDY-(H)信号として伝えられる。
【0042】
第1のHDD2はUltra DMAによるバースト転送を終了するため、時点t31でDDMARDY-(1)信号をハイレベルにクリアする。一方、第2のHDD3はバースト転送を続けようとしているため、DDMARDY-(2)信号をローレベルにセットしたままになっている。また、時点t31でDDMARDY-(H)信号もハイレベルにクリアされるため、ホストコンピュータ1はバースト転送の終了処理を行う。第1のHDD2はさらに時点t32でDMARQ(1)信号をローレベルにクリアする。
【0043】
DMARQ(1)信号がローレベルにクリアされると、DMARQ(1)=0、DMACK-(H)=0、DDMARDY-(1)=1の条件が成立するので、STOP-I(2)信号が生成される。これにより、第2のHDD3にSTOP(2)信号が出力される。第2のHDD3はSTOP(2)信号を受信すると、時点t33でDMARQ(2)信号を「0」、すなわち、インアクティブ状態にすると共にDDMARDY-(2)信号を「1」、すなわち、インアクティブ状態にする。こうして、第2のHDD3においてもバースト転送の終了処理が行われる。
【0044】
従って、時点t34においてHSTROBE(H)信号がローレベルからハイレベルに変化しても第2のHDD3はこの変化を無視しデータの取り込みは行わない。従って、第2のHDD3には正しいデータが書き込まれることになる。
【0045】
このように、第2のHDD3がデータ転送を継続しようとしているときに、第1のHDD2がデータ転送の終了処理を行う事態が発生しても、第2のHDD3は第1のHDD2と同様に直ちにデータ転送の終了処理を行って誤ってデータの書き込みが行われないようにするので、常に正しいデータの書き込みができる。従って、各HDD2,3に対して常に同一のデータを同時に正しく書き込むことができる。
【0046】
なお、ここでは第2のHDD3がデータ転送を継続するタイプで第1のHDD2がデータ転送を途中で中断するタイプを想定して動作を述べたが、逆に、第1のHDD2がデータ転送を継続するタイプで第2のHDD3がデータ転送を途中で中断するタイプであっても同様に動作するものである。この場合、STOP信号生成部161は、DMARQ(2)=0、DMACK-(H)=0、DDMARDY-(2)=1の条件成立を判断してSTOP-I(1)信号を生成し、第1のHDD2にSTOP(1)信号を出力することになる。
【0047】
従って、2台のHDD2,3が異なるメーカのものや同じメーカでも異なる形式のもので、片方のHDDがデータ転送を続けようとするのに対し、もう一方のHDDがデータ転送を終了処理させる事態が発生しても各HDD2,3に対して常に同一のデータを同時に正しく書き込むことができる。
【0048】
なお、この実施の形態はHDDを2台接続したものについて述べたが、HDDを3台以上接続したものにも適用できるものである。例えば、HDDを3台接続した場合には、ある1台のHDDが、他の2台のHDDがデータ転送を継続しようとしているときにデータ転送の終了処理を行うことがあると、DMARQのインアクティブ状態、かつ、DMACK-(H)のアクティブ状態、かつ、DDMARDY-のインアクティブ状態を判断してSTOP-I信号を生成し、このSTOP-I信号とホストコンピュータ1からのSTOP(H)信号との論理和によってSTOP信号を生成し、これを他のHDDに出力すればよい。
また、この実施の形態は外部記憶装置としてHDD、すなわち、磁気ディスク装置を使用したものについて述べたがこれに限定するものでないのは勿論である。
【0049】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、Ultra DMA転送によって複数の外部記憶装置に対して同一のデータを同時に書き込んでいるときに、ある外部記憶装置がデータの転送を中断させようとする事態が発生しても、全ての外部記憶装置に対して同一のデータを正しく書き込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すブロック図。
【図2】同実施の形態における二重化コントローラの要部構成を示すブロック図。
【図3】同実施の形態のSTOP信号生成部によるSTOP(2)信号の生成を説明するためのタイミング図。
【図4】同実施の形態のデータ転送動作を説明するためのタイミング図。
【図5】従来例を示すブロック図。
【図6】同従来例のデータ転送動作を説明するためのタイミング図。
【図7】同従来例のデータ転送動作を説明するためのタイミング図。
【図8】同従来例におけるデータ転送を繰返すときの動作を示すタイミング図。
【図9】同従来例におけるデータ転送時の誤動作例を説明するためのタイミング図。
【符号の説明】
1…ホストコンピュータ
2,3…HDD(磁気ディスク装置)
4…二重化記憶制御装置
16…二重化コントローラ
161…STOP信号生成部(信号生成手段)
Claims (3)
- ホストコンピュータからUltra DMA転送によって送信されるデータを複数の外部記憶装置に同時に書き込む多重化記憶制御装置において、
前記各外部記憶装置のそれぞれがデータの書き込み制御に使用する複数の制御信号のアクティブ状態またはインアクティブ状態を前記外部記憶装置毎に監視し、一つの外部記憶装置がデータの書き込み制御に使用する複数の制御信号の組み合わせが、データの書き込みを終了させる制御に特有なアクティブ状態及びインアクティブ状態の組み合わせになるとUltra DMA転送の終了信号を生成し、この生成した終了信号を他の外部記憶装置に出力する信号生成手段を備えたことを特徴とする多重化記憶制御装置。 - 信号生成手段は、Ultra DMA転送によるデータの書き込み制御に使用する複数の制御信号のうち、外部記憶装置が出力するデータ転送可能状態を示すDMAリクエスト信号とホストコンピュータが出力するデータ転送の準備ができたことを示すDMAアクノリッジ信号と前記外部記憶装置が出力するデータを受取る用意ができたことを知らせるDMAレディ信号を監視し、DMAリクエスト信号がインアクティブ状態、DMAアクノリッジ信号がアクティブ状態、DMAレディ信号がインアクティブ状態になると、他の外部記憶装置に終了信号を出力することを特徴とする請求項1記載の多重化記憶制御装置。
- 信号生成手段は、ホストコンピュータが出力するUltra DMA転送を終了させるための終了信号と自身が生成した終了信号の論理和を終了信号として他の外部記憶装置に出力することを特徴とする請求項1または2記載の多重化記憶制御装置。
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