JP4821042B2 - データ変換装置、記憶装置、プロトコル変換装置、デバイス制御装置、記録再生システム、及び記録再生方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データの読み書きを行うときにデータ変換を行うデータ変換装置、記憶装置、プロトコル変換装置、デバイス制御装置、記録再生システム及び記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばパーソナルコンピュータ等の上位装置において、アプリケーション等を用いて作成されたデータは、下位装置であるハードディスク装置や光ディスク装置等のストレージデバイスに転送され記憶される。そしてユーザは、記憶されたデータを再びストレージデバイスから読み出すことにより、データを再利用する。
【０００３】
ところで、磁気ディスクや光ディスクにはデータを記録するためのトラックが形成されていて、このトラックには複数の物理セクタが形成されている。そしてデータの記録はこの物理セクタ毎に行われる。また、物理セクタは複数の物理クラスタから構成されており、物理クラスタにデータが格納されていく。
一方、上位装置においても、物理セクタと同一のデータ長を有する論理セクタが管理されることにより、情報記録媒体の容量管理が行われ、たとえば容量不足や記憶できるデータ容量等を知らせることができる。
【０００４】
ところで、装置がストレージデバイスであり、そのフォーマットがたとえばＦＡＴの場合がある。このＦＡＴはクラスタという複数のセクタをまとめた長で書き込むことを前提に規定されているフォーマットである。具体的には、図１２（Ａ）に示すように、情報記録媒体には各クラスタごとに領域管理がなされており、その各クラスタはそれぞれ、図１２（Ｂ）に示すように、たとえば４つのセクタ（物理セクタ）を有する構造からなっている。そして、たとえばオペレーティングシステムも各クラスタごとに領域管理が行われていて、通常物理セクタと論理セクタは一致したものとなっている。
【０００５】
ここで、図１２（Ｃ）に示すような、３セクタ分のデータを記録しようとすると、４つ目の物理セクタは使用しない領域となる。一方、情報記録媒体及びオペレーティングシステムは、クラスタ毎に領域管理をしているため、４つ目の物理セクタにたとえば０を埋め込む等の処理がなされる。
同様に、そのクラスタのデータ長が３２ＫＢというサイズならば、ユーザが作成したデータが１バイトでも３２ＫＢのデータ転送命令をホストは装置に送る必要がある。そのため、通常ホストは残りの３２ＫＢ−１バイト分のデータを０等で埋めて転送する。たとえば１バイトのデータを３つ送るとき、実際に必要なデータは３バイトであるが、転送されるデータは９６ＫＢのデータ量となる。埋め込まれたデータは、ホスト、ユーザ及びストレージ装置ともに必要がないデータである。
【０００６】
ところで、現在ストレージデバイスに使われるインターフェイスとして、ＡＴＡＰＩというものがある。このデバイスをＵＳＢ等のプロトコルが異なるインターフェイスにつなぐ際に、ＵＳＢ−ＡＴＡＰＩブリッジというプロトコル変換装置を用いてプロトコル変換を行う。その変換作業を助けるために、ホスト側にデバイスドライバを要することがある。
ＡＴＡＰＩインターフェイスの転送速度は３３Ｍｂｉｔ／ｓ（４ＭＢ／ｓ）で転送を行うことができるが、ＵＳＢは１２Ｍｂｉｔ／ｓ（１．５ＭＢ／ｓ）しか転送できない。そのため、ＵＳＢのバスを使ってデータを転送する場合、本来のＡＴＡＰＩの転送速度を利用することができない。
【０００７】
同様に、たとえばＣＰＵとメモリ、オペレーティングシステムとストレージデバイス等のような上位装置と下位装置の間でデータ転送する場合、上位装置で作成されたデータが、インターフェイス上に流すときそのままのデータとして送られる。このため、データの内容に係わらず、ホストが作成したデータのサイズと、インターフェイス上に流れるデータのサイズは同じである。
【０００８】
転送するデータもしくは記憶するデータを小さくするには圧縮技術が用いられる。この圧縮技術は、たとえばホスト側のアプリケーションがデータ転送の際に行うことにより、情報記録媒体側には圧縮したデータを、通常のデータとして転送して書き込む。そして、データを読み取る際に解凍して、正常なデータとしてホストに返す処理を行っている。また、アプリケーションが行う処理を、データ転送用のインターフェイス上で行うための専用ＩＣ等が乗った拡張装置をホストに付けることもある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、論理セクタよりも小さいデータを転送する場合、不要なデータ列が付与されて転送される。従って、記憶装置側においても、不要なデータのために記憶領域を使用しなければならず、記憶効率が悪いという問題がある。また、上位装置と下位装置の間でデータ転送を行う際にも、不要なデータも転送しなければならないため、転送速度の低下を招いているという問題がある。
【００１０】
また、データをアプリケーション等で圧縮した後、下位装置に転送される場合、圧縮・解凍するためのＩＣやアプリケーションをホスト側に持つ必要があり、そのＩＣやアプリケーションがない限りデータを扱うことができない。このため、たとえば光ディスクや光磁気ディスク及び磁気ディスク等の交換可能な情報記録媒体を使用する記憶装置では使用することができない。また、そのアプリケーション等はそのベンダー（提供元）が独自に編み出したものであり、互換性がない複数の方式が使われることもあり、交換可能な記憶媒体では使うことが困難である。
【００１１】
そこで本発明は上記課題を解決し、データを効率よく記憶及び転送する事ができるデータ変換装置、記憶装置、プロトコル変換装置、デバイス制御装置、記録再生システム及び記録再生方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明のデータ変換装置は、上位装置で管理される論理セクタ長で構成された転送データを、例えば、論理セクタ長の１／２n（ｎは自然数）で物理セクタ長になるように、論理セクタ長のデータより小さい物理セクタ長のデータに変換するデータ変換装置である。
このデータ変換装置は、転送データの中で繰り返し現れるデータ列を物理セクタ長毎に検出し、この繰り返し現れるデータ列からなる物理セクタをパターンデータ部として認識するとともに、パターンデータ部以外のデータ列からなる物理セクタをランダムデータ部として認識するパターン検出手段を有する。
また、転送データに割り当てられた論理ブロックアドレスと、パターンデータ部又はランダムデータ部を格納する物理ブロックアドレスを関連付け、同じパターンデータ部に共通の物理ブロックアドレスを用いたアドレス変換テーブルを生成し、データが記憶可能な情報記録媒体の容量を示す残り論理セクタ数と、データを記憶することができない使用不可能な論理セクタ数を出力するアドレス設定手段と、転送データをランダムデータ部とパターンデータ部から構成されるように変換するパターン発生手段を備える。
【００１３】
そして、アドレス設定手段は、情報記録媒体に記憶可能な残り物理セクタ数と、残り論理セクタ数を取得し、全物理セクタ数に対する全論理セクタ数の比である全体比率と、残り物理セクタ数に対する残り論理セクタ数の比である残り比率を比較し、全体比率よりも残り比率が大きいとき、使用不可能な論理セクタの数を増加させることで残り論理セクタ数を減少させて、全体比率よりも前記残り比率を小さくし、残り論理セクタ及び使用不可能な論理セクタを前記上位装置に送ることを特徴とする。
【００１４】
上述のように、本発明のデータ変換装置では、パターン検出手段が、論理セクタ長で構成された転送データの中で繰り返し出現するパターンデータ部と、それ以外のランダムデータ部を認識する。すると、この認識結果に基づいて、アドレス設定手段が、データの論理ブロックアドレスごとに、それぞれパターンデータ部もしくはランダムデータ部を記憶するための物理ブロックアドレスを割り当て、アドレス変換テーブルを作成する。アドレス変換テーブルにおいて、同じパターンデータ部を用いる場合、同じ物理ブロックアドレスが用いられる。そして、このアドレス変換テーブルに基づいて、パターン発生手段が論理セクタ長のデータを物理ブロックアドレス長のパターンデータ部とランダムデータ部に変換する。
【００１５】
ここで、転送データが同一のパターンデータ部を複数有している場合、共通の物理ブロックアドレスが用いられている。たとえば、論理セクタ長でデータを記憶した場合、転送データの中に重複するパターンデータ部があったとしても、すべて情報記録媒体に格納する必要がある。一方、転送データをパターンデータ部とランダムデータ部に変換した後情報記憶媒体に記憶させると、パターンデータ部は重複して記憶する必要がなくなる。このように、上述したデータ変換装置を用いることにより、転送データを小さくすることができるようになる。
【００１６】
また、上記目的を達成するための本発明の記憶装置は、上位装置で管理される論理セクタ長で構成された転送データを、前記論理セクタ長よりも小さい物理セクタ長で構成された情報記録媒体に記憶する記憶装置であり。そして、この記憶装置内に、転送データの中で繰り返し現れるデータ列からなる物理セクタをパターンデータ部として認識し、パターンデータ部以外のデータ列からなる物理セクタをランダムデータ部として認識するパターン検出手段と、転送データに割り当てられた論理ブロックアドレスと、パターンデータ部又はランダムデータ部を格納する物理ブロックアドレスを関連付け、同じパターンデータ部に共通の物理ブロックアドレスを用いたアドレス変換テーブルを生成するとともに、データが記憶可能な情報記録媒体の容量を示す残り論理セクタ数と、データを記憶することができない使用不可能な論理セクタ数を出力するアドレス設定手段を設けている、
更に、転送データをランダムデータ部とパターンデータ部から構成されるように変換するパターン発生手段と、アドレス変換テーブルに基づいて、物理ブロックアドレスからランダムデータ部又はパターンデータ部を呼び出し、パターンデータ部及びランダムデータ部から構成される転送データを情報記録媒体に記憶するデバイスアクセス部と、を備えている。
【００１７】
そして、本発明の記憶装置に内に設けられるアドレス設定手段は、情報記録媒体に記憶可能な残り物理セクタ数と残り論理セクタ数を取得し、全物理セクタ数に対する全論理セクタ数の比である全体比率と、前記残り物理セクタ数に対する前記残り論理セクタ数の比である残り比率を比較し、全体比率よりも残り比率が大きいとき、使用不可能な論理セクタの数を増加させることで、残り論理セクタ数を減少させて、全体比率よりも残り比率を小さくする。その後、残り論理セクタ及び使用不可能な論理セクタを上位装置に送る。
【００１８】
ここで、データが同一のパターンデータ部を複数有している場合、共通の物理ブロックアドレスが用いられている。論理セクタ長でデータを記憶した場合、データの中に重複するパターンデータ部があったとしても、すべて情報記録媒体に格納する必要がある。一方、転送データをパターンデータ部とランダムデータ部に変換した後情報記憶媒体に記憶させると、パターンデータ部を重複して記憶する必要がなくなる。
【００１９】
また、上記目的を達成するための本発明のプロトコル変換装置は、上位装置で管理される論理セクタ長の転送データを上位装置から下位装置にデータ転送を行うときに、プロトコル変換を行うプロトコル変換装置である。
本発明のプロトコル変換装置は、転送データの中で繰り返し現れるデータ列を物理セクタ長で検出し、繰り返し現れるデータ列からなる物理セクタをパターンデータ部として認識し、パターンデータ部以外のデータ列からなる物理セクタをランダムデータ部として認識するパターン検出手段を備えている。また、転送データに割り当てられた論理ブロックアドレスと、パターンデータ部又はランダムデータ部を格納する物理ブロックアドレスを関連付け、同じパターンデータ部に共通の物理ブロックアドレスを用いたアドレス変換テーブルを生成し、データが記憶可能な情報記録媒体の容量を示す残り論理セクタ数と、データを記憶することができない使用不可能な論理セクタ数を出力するアドレス設定手段と、転送データをランダムデータ部と前記パターンデータ部から構成されるように変換するパターン発生手段を備える。
【００２０】
このプロトコル変換装置内に設けられるアドレス設定手段において、情報記録媒体に記憶可能な残り物理セクタ数と残り論理セクタ数を取得し、全物理セクタ数に対する全論理セクタ数の比である全体比率と、残り物理セクタ数に対する残り論理セクタ数の比である残り比率を比較する。そして、全体比率よりも残り比率が大きいとき、使用不可能な論理セクタの数を増加させることで残り論理セクタ数を減少させ、全体比率よりも残り比率を小さくする。その後、残り論理セクタ及び使用不可能な論理セクタを上位装置に送るようにしている。
【００２１】
ここで、転送データが同一のパターンデータ部を複数有している場合、共通の物理ブロックアドレスが用いられている。たとえば、論理セクタ長で転送データをプロトコル変換して転送する場合、転送データの中に重複するパターンデータ部があったとしても、すべての転送データについて転送する必要がある。一方、転送データをパターンデータ部とランダムデータ部に変換した後転送すると、パターンデータ部について一度転送すればよいこととなる。
【００２２】
また、上記目的を達成するための本発明のデバイス制御装置は、機器の動作を制御するために設けられ、論理セクタ長で構成された転送データを、論理セクタ長のデータより小さい物理セクタ長のデータに変換するデータ変換装置を備えるデバイス制御装置である。このデータ変換装置は、転送データの中で繰り返し現れるデータ列を物理セクタ長毎に検出し、繰り返し現れるデータ列からなる物理セクタをパターンデータ部として認識し、パターンデータ部以外のデータ列からなる物理セクタをランダムデータ部として認識するパターン検出手段と、転送データに割り当てられた論理ブロックアドレスと、パターンデータ部又はランダムデータ部を格納する物理ブロックアドレスを関連付けるものであって、同じパターンデータ部に共通の物理ブロックアドレスを用いたアドレス変換テーブルを生成し、データが記憶可能な情報記録媒体の容量を示す残り論理セクタ数と、データを記憶することができない使用不可能な論理セクタ数を出力するアドレス設定手段と、転送データをランダムデータ部とパターンデータ部から構成されるように変換するパターン発生手段と、を備えている。
【００２３】
このデバイス制御装置に設けられるアドレス設定手段は、情報記録媒体に記憶可能な残り物理セクタ数と残り論理セクタ数を取得し、全物理セクタ数に対する全論理セクタ数の比である全体比率と、残り物理セクタ数に対する残り論理セクタ数の比である残り比率を比較し、全体比率よりも残り比率が大きいとき、使用不可能な論理セクタの数を増加させることで残り論理セクタ数を減少させて、全体比率よりも残り比率を小さくし、残り論理セクタ及び前記使用不可能な論理セクタを制御する機器に送るようにする。
【００２５】
上記目的を達成するため、本発明の記録再生方法は、上位装置で管理される論理セクタ長で構成された転送データを、論理セクタ長よりも小さい物理セクタ長で構成された情報記録媒体に記録及び再生を行う記録再生方法であり、以下のステップを含んでいる。
（ａ）転送データの中で繰り返し現れるデータ列を物理セクタ長毎に検出し、繰り返し現れるデータ列からなる物理セクタをパターンデータ部として認識し、パターンデータ部以外のデータ列からなる物理セクタをランダムデータ部として認識ステップ、
（ｂ）転送データに割り当てられた論理ブロックアドレスと、パターンデータ部又はランダムデータ部を格納する物理ブロックアドレスを関連付けたものであって、同じ前記パターンデータ部に共通の物理ブロックアドレスを用いたアドレス変換テーブルを生成するステップ、
（ｃ）転送データが記憶可能な情報記録媒体の容量を示す残り論理セクタ数及び転送データを記憶することができない使用不可能な論理セクタ数を出力するステップ、
（ｄ）転送データをランダムデータ部とパターンデータ部から構成されるように変換するステップ、
（ｅ）ランダムデータ部と前記パターンデータ部を前記情報記録媒体に記憶するステップと、
（ｆ）情報記録媒体に記憶可能な残り物理セクタ数と残り論理セクタ数を取得し、全物理セクタ数に対する全論理セクタ数の比である全体比率と、残り物理セクタ数に対する残り論理セクタ数の比である残り比率を比較するステップと、
（ｇ）全体比率よりも前記残り比率が大きいとき、使用不可能な論理セクタの数を増加させることで残り論理セクタ数を減少させて、全体比率よりも残り比率を小さくし、残り論理セクタ及び使用不可能な論理セクタを上位装置に送るステップ。
【００２６】
本発明の記録再生方法によれば、論理セクタ長で構成されたデータの中で繰り返し出現するパターンデータ部と、それ以外のランダムデータ部が認識される。この認識結果に基づいて、転送データの論理ブロックアドレスごとに、それぞれパターンデータ部もしくはランダムデータ部を記憶するための物理ブロックアドレスを割り当てたアドレス変換テーブルが作成される。このときアドレス変換テーブルにおいて、同じパターンデータ部を用いる場合、同じ物理ブロックアドレスが用いられている。そして、このアドレス変換テーブルに基づいて、論理セクタ長の転送データを物理ブロックアドレス長のパターンデータ部とランダムデータ部に変換する。
【００２７】
ここで、転送データが同一のパターンデータ部を複数有している場合、共通の物理ブロックアドレスが用いられている。論理セクタ長の転送データを情報記録媒体に記録する場合、転送データの中に重複するパターンデータ部があったとしても、すべてのデータについて転送する必要がある。一方、転送データをパターンデータ部とランダムデータ部に変換した後転送すると、パターンデータ部について一度転送すればよい。このように、上述したプロトコル変換装置を用いることにより、転送データを小さくすることができるようになる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００３３】
システム構成
図１は本発明の記録再生システムの好ましい実施の形態を示すブロック図であり、図１を参照して記録再生システム１について説明する。
記録再生システム１は、上位装置であるホスト１００、プロトコル変換装置２００、下位装置である記憶装置３００等を有している。
ホスト１００は、オペレーティングシステムやミドルウェアソフトもしくはアプリケーション等により構成されており、データを作成し記憶装置３００に転送を行う機能を有している。特に、ホスト１００には記憶装置３００の動作を制御するためのデバイス制御装置１５０が設けられていて、ホスト１００が記憶装置３００にアクセスするときには、このデバイス制御装置１５０を介して行われる。
【００３４】
プロトコル変換装置２００は、たとえばＩＣチップ等からなっていて、ホスト１００と記憶装置３００の間でデータ転送を行うときに、プロトコル（通信方法）の変換を行う機能を有している。たとえば、ホスト１００からＵＳＢプロトコルを用いてデータ転送されたとき、プロトコル変換装置２００がたとえばＡＴＡＰＩプロトコルに変換し、記憶装置３００にデータ転送を行う。
【００３５】
記憶装置３００は情報を記憶する機能を有しており、たとえば磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリ装置等からなっている。記憶装置３００は、たとえば内蔵ハードディスク装置のようにパーソナルコンピュータに固定されており、あるいは、光ディスク装置や光磁気ディスク装置のように、光ディスクや光磁気ディスクといった情報記録媒体が着脱可能になっている。
また、この記憶装置３００の物理セクタ長は、ホスト１００の管理する論理セクタ長よりも小さくなるように形成されている。本実施の形態においては、物理セクタ長が論理セクタ長の１／２になるように形成されていて、たとえば論理セクタが５１２ＫＢとしたとき、物理セクタは２５６ＫＢで形成されている。
【００３６】
第１の実施の形態
図２は本発明の記録再生システム及びデータ変換装置の好ましい実施の形態を示すブロック図であり、図２を参照して記憶装置３００について説明する。
記憶装置３００は、デバイス制御コントローラ３１０、デバイスアクセス部３２０、データ変換装置５００等を有している。デバイス制御コントローラ３１０は、デバイスアクセス部３２０及び情報記録媒体ＳＤの動作を制御する機能を有している。特に、デバイス制御コントローラ３１０は、データ変換装置５００からの指令に基づいてデバイスアクセス部３２０の動作を制御する。
【００３７】
デバイスアクセス部３２０は、情報記録媒体ＳＤにデータを記録及び再生するものであって、たとえば磁気ヘッド、光学ピックアップ等からなっている。そして、デバイスアクセス部３２０は、デバイス制御コントローラ３１０の指令により特定された情報記録媒体ＳＤの物理ブロックアドレスＰＢＡに対してデータの記録もしくは再生を行う機能を有している。
【００３８】
次に、図２を参照してデータ変換装置５００について説明する。
データ変換装置５００は、命令解析手段５１０、バッファ５２０、パターン検出手段５３０、アドレス設定手段５４０、パターン発生手段５５０等を有している。
命令解析手段５１０は、ホスト１００から送られてくる命令を解析し、解析した結果をアドレス設定手段５４０に送る機能を有している。たとえばホスト１００から記憶装置３００に記憶されているデータへのアクセスがあったとき、命令解析手段５１０はホスト１００から送られた命令を解析し、アクセス指令のある論理ブロックアドレスＬＢＡをアドレス設定手段５４０に送る。
【００３９】
バッファ５２０は、ホスト１００から送られた記憶装置３００に記憶すべき転送データＷＤを一時的に記憶させるものである。ここで、送られてくる転送データＷＤは、図３に示すように、たとえば論理セクタ長（＝５１２ＫＢ）で構成されたデータである。論理セクタ長は物理セクタ長の２倍の大きさであるため、ある論理ブロックアドレスに収容されたデータは、２つの物理ブロックで構成可能な状態になっている。
また、図２のバッファ５２０は、ホスト１００からの要求により記憶装置３００から呼び出された転送データＷＤを論理セクタ長（＝５１２ＫＢ）の状態で一時的に格納する機能を有している。
【００４０】
図２のパターン検出手段５３０は、バッファ５２０に格納された転送データＷＤを読み取り、物理セクタ長ごとにパターン化できるデータ列を検出する機能を有している。すなわち、パターン検出手段５３０は、図３の論理セクタ長の転送データＷＤにおいて、１つの論理セクタ長（＝５１２ＫＢ）のデータを２つの物理セクタ長（＝２５６ＫＢ）ごとに分け、物理セクタ長ごとにデータを認識する機能を有している。
【００４１】
たとえば転送データＷＤにおいて、すべて「０」の物理セクタ長のデータ列があるとき、パターン検出手段５３０はこの「０００・・・０００」を１つのパターンデータ部ＰＤとして検出する。また、パターン検出手段５３０は、パターン化することができないランダムデータ部ＲＤを検出する機能を有している。
すなわち、パターン検出手段５３０は、論理セクタ長で構成させた転送データＷＤを物理セクタ長からなるパターンデータ部ＰＤとランダムデータ部ＲＤを検出する機能を有している。また、パターン検出手段５３０は、認識したパターンデータ部ＰＤ及びランダムデータ部ＲＤの認識結果をアドレス設定手段５４０に送る機能を有している。
【００４２】
アドレス設定手段５４０は、パターン検出手段５３０から送られる認識情報に基づいて、アドレス変換テーブル６１０を生成する機能を有している。そして、アドレス設定手段５４０は、生成したアドレス変換テーブル６１０をデバイス制御コントローラ３１０、デバイスアクセス部３２０を介して情報記録媒体ＳＤに記憶させる。
【００４３】
ここで、このアドレス変換テーブル６１０は、図４に示すように、転送データＷＤの論理ブロックアドレスＬＢＡに対して、２つの物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂが関連付けされたデータ構造を有している。上述したように、物理セクタは論理セクタの１／２の大きさで構成されている。従って、アドレス変換テーブル６１０は、転送データＷＤにおける１つの論理ブロックアドレスＬＢＡに対して２つの物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂを関連づけされた構造を有することとなる。
また、物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂに格納されるデータは、パターンデータ部ＰＤもしくはランダムデータ部ＲＤのいずれか一方から構成されることとなる。
【００４４】
更に、同一のパターンデータ部ＰＤを格納する物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂには、同一のアドレスが指定される。具体的には、図３に示す転送データＷＤに物理セクタ長のすべて０のデータ列があるとき、このアドレスは、パターンデータ部ＰＤを格納すべきアドレスには後述するパターンデータテーブル６３０のアドレスが指定される。たとえば、図３の論理ブロックアドレスＬＢＡにおいて、「００００ ０００２」及び「００００ ０００３」にはすべて「０」の物理セクタ長のデータ列がある。このとき図４のアドレス変換テーブル６１０において、すべて「０」の物理セクタ長のデータ列を格納する物理ブロックアドレス「Ｆ０００ ００００」が指定されることとなる。
【００４５】
このように、パターンデータ部ＰＤを指定する物理ブロックアドレスを、そのパターンデータ部ＰＤごとに共通のものを使用することにより、転送データＷＤにおいて繰り返し出現するパターンデータ部ＰＤの重複をなくすることができる。これは、転送データＷＤの容量を小さくすることができることを意味し、情報記録媒体ＳＤにより多くのデータを記録し、一定時間に転送できるデータ容量を増大することができるようになる。
【００４６】
さらに、図２のアドレス設定手段５４０は、ホスト１００側で記憶可能な容量を管理するための残り論理セクタ数Ｌｎ及び使用不可能な論理セクタ数Ｌｆを出力する機能を有している。ここで残り論理セクタ数Ｌｎは情報記録媒体ＳＤに記憶可能な論理セクタの数を意味し、使用不可能な論理セクタ数Ｌｆは、たとえば情報記録媒体ＳＤ上の傷等による情報を記憶する領域として使用できないセクタ数を意味する。
【００４７】
パターン発生手段５５０は、バッファ５２０に格納された論理セクタ長の転送データＷＤを、アドレス変換テーブル６１０に基づいてパターンデータ部ＰＤ及びランダムデータ部ＲＤからなる物理セクタ長のデータに変換する機能を有している。パターンデータ部ＰＤとランダムデータ部ＲＤは、デバイスアクセス部３２０により、情報記録媒体ＳＤに記憶されていく。このとき、パターンデータ部ＰＤは、情報記録媒体ＳＤのパターンデータ領域６３０に記憶されていき、ランダムデータ部ＲＤは、データ記憶領域６２０に記憶されていく。
【００４８】
ここで、図５に示すように、パターンデータ領域６３０は、記憶装置３００の第１物理ブロックアドレスＰＢＡ１にパターンデータ部ＰＤが格納された構造を有している。この第１物理ブロックアドレスＰＢＡ１は、情報記録媒体ＳＤのうち、たとえば「Ｆ０００ ００００」〜「Ｆ０００ ０００Ｆ」に形成されていて、パターンデータ部ＰＤを格納している。一方、図６に示すように、データ記憶領域６２０は、情報記録媒体ＳＤのうち所定のアドレスに形成されていて、ランダムデータ部ＲＤを格納している。
【００４９】
このように、データ変換装置５００を有する記憶装置３００を用いることにより、記憶装置３００に記憶できるデータの数を増加させることができる。すなわち、転送データＷＤのうち、同一のパターンデータ部ＰＤは、データ記憶領域６２０には記録されず、パターンデータ領域６３０のデータを共有して使用される事となる。このように、重複してパターンデータ部ＰＤを情報記録媒体ＳＤに記憶しないようにすることで、実質的に記憶可能な領域を拡大することができる。
【００５０】
次に、図７と図８は本発明の記録再生方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図であり、図１から図８を参照して記録再生方法について説明する。なお、図７においては記憶装置３００にデータを記録する場合について言及し、図８においては記憶装置３００からデータを再生する場合について言及する。
【００５１】
まず、図７を参照して記憶装置３００に転送データＷＤを記録する場合について説明する。
ＳＴ１において、ホスト１００からプロトコル変換装置２００に記憶すべき転送データＷＤが送られてくる。すると、この転送データＷＤがバッファ５２０に記憶される。このとき、転送データＷＤは論理セクタ長で構成されている。
その後、ＳＴ２において、パターン検出部５３０により転送データＷＤのうち、特定パターンの繰り返しが有るか否かが判断される。そして、転送データＷＤにおいて繰り返し出現するパターンデータ部ＰＤが認識される。
【００５２】
ＳＴ３において、認識されたパターンデータ部ＰＤ、ランダムデータ部ＲＤ及び転送データＷＤの論理ブロックアドレスＬＢＡがアドレス設定手段５４０に送られる。すると、アドレス設定手段５４０において、論理ブロックアドレスＬＢＡに対して、物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂが割り当てられ、アドレス変換テーブル６１０が作成される。作成されたアドレス変換テーブル６１０は、デバイスアクセス部３２０を介して情報記録媒体ＳＤに記憶される。
そして、ＳＴ４において、アドレス変換テーブル６１０がが、パターン発生手段５５０に送られる。すると、パターン発生手段５５０において、論理セクタ長で構成された転送データＷＤが、物理セクタ長のパターンデータ部ＰＤとランダムデータ部ＲＤに変換される。
【００５３】
その後、パターンデータ部ＰＤ及びランダムデータ部ＲＤがそれぞれ第１物理ブロックアドレスＰＢＡａ及び第２物理ブロックアドレスＰＢＡｂとともにデバイス制御コントローラ３１０に送られる。すると、デバイスアクセス部３２０により、パターンデータ部ＰＤはパターンデータ領域６３０に格納され、ランダムデータ部ＲＤはデータ記憶領域６２０に格納される。
【００５４】
次に、図８を参照して、転送データＷＤをホスト１００側に転送し再生する場合について説明する。まず、ＳＴ１１において、ホスト１００から命令解析手段５１０に対して、所定の転送データＷＤの要求がなされ、ホスト１００から論理ブロックアドレスＬＢＡが送られる。すると、要求された論理ブロックアドレスＬＢＡがアドレス設定手段５４０に送られる。
【００５５】
その後、ＳＴ１２において、アドレス変換テーブル６１０がアドレス設定手段５４０において参照され、論理ブロックアドレスＬＢＡに対する２つの物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂが検出される。そして、この物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂがデバイス制御コントローラ３１０に送られる。
【００５６】
すると、デバイス制御コントローラ３１０において、送られた物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂに記憶された物理セクタ長のデータを読み出し、バッファに順次格納していく。このとき、デバイスアクセス部３２０は、物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂで指定されたデータ記憶領域６２０もしくはパターンデータ領域６３０から、ランダムデータＲＤもしくはパターンデータ部ＰＤを順次読み出していく。
そして、バッファ５２０にパターンデータ部ＰＤ及びランダムデータ部ＲＤで構築された論理セクタ長の転送データＷＤが格納される。
その後、ＳＴ１３において、ホスト１００はバッファ５２０に記憶された転送データＷＤを読み取る。
【００５７】
このように、転送データＷＤのパターンを検出し、パターンデータ部ＰＤに当たるデータ領域には、共通の第１物理ブロックアドレスＰＢＡａに記憶させることで、記憶装置３００に記憶できるデータの数を増大させることができる。すなわち、転送データＷＤのうち、同一のパターンデータ部ＰＤは、データ記憶領域６２０には記録されず、パターンデータ領域６３０のデータを共有して使用される事となる。このように、重複してパターンデータ部ＰＤを情報記録媒体ＳＤに記憶しないようにすることで、実質的に記憶可能な領域を拡大することができる。
【００５８】
また、記録再生システム１において、データ変換装置５００を記憶装置３００に含ませることにより、交換可能な情報記録媒体を使う記憶装置３００であっても、ホスト１００側に特別なアプリケーションやデータ変換チップ等を用意する必要がなくなる。これにより、たとえばオペレーティングシステムの相違やアプリケーションの有無等の仕様に左右されることなく、いずれのホスト１００に接続されている記憶装置３００であっても、データの記録・再生を行うことができるようになる。
【００５９】
第２の実施の形態
図９は本発明の記録再生システムの第２の実施の形態を示すブロック図であり、図９を参照して記録再生システム１０００について説明する。なお、図９の記録再生システムにおいて図１の記録再生システムと同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。
図９の記録再生システム１０００と図２の記録再生システム１と異なる点は、データ変換装置５００がホスト１００のデバイスドライバ内に形成されていることである。
【００６０】
図９の記録再生システム１０００において、データ変換装置５００はデバイス制御装置１５０内に構成されていて、転送データＷＤは、すでにデータ変換された状態でホスト１００から記憶装置３００に送られる。すなわち、記憶装置３００に転送される転送データＷＤは、物理セクタ長のデータ長で転送される。記憶装置３００は、送られてきた転送データＷＤをそのままデバイスアクセス部３２０により情報記録媒体ＳＤに記憶していくこととなる。
【００６１】
このように、ホスト１００から転送されてくる転送データＷＤ自体が既に圧縮されているため、実際のホスト１００と装置をつなぐインターフェイスに流れるデータを少なくすることができ、転送速度を向上させることができる。すなわち、ホスト１００が記憶装置３００に転送データＷＤを転送するときも、記憶装置３００から転送データＷＤを読み出すときも、データ変換された状態で行われる。従って、ホスト１００と記憶装置３００の間での転送できるデータ量の増大に伴い、データの転送速度の向上を図ることができる。
【００６２】
第３の実施の形態
図１０は本発明の第３の実施の形態を示すブロック図であり、図１０を参照して記録再生システム２０００について説明する。なお、図１０の記録再生システム２０００において図１の記録再生システム１と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。
図１０の記録再生システム２０００が図１の記録再生システム１と異なる点は、データ変換装置５００がプロトコル変換装置２００に設けられている点である。
【００６３】
図１０の記録再生システム２０００において、データ変換装置５００はプロトコル変換装置２００内に構成されている。そして、ホスト１００から送られた転送データＷＤは、プロトコル変換装置２００において、データ変換され記憶装置３００に送られる。すなわち、記憶装置３００には転送データＷＤは、物理セクタ長で転送される。記憶装置３００は、送られてきた転送データＷＤをそのままデバイスアクセス部３２０により情報記録媒体ＳＤに記憶していくこととなる。
【００６４】
このように、低速なインターフェイスを用いても、転送されるデータ量を小さくすることにより高速転送ができるようになり、ホスト１００に繋がる装置の能力を最大限に活用することができる。また、プロトコル変換装置２００はインターフェイスの変換をするためには必ず必要であり、その制御ドライバも必要である。このため、もともとインターフェイス変換方式で装置をホストにつなげる際に必ず附属するものである。よって、コストアップをすることなくインターフェイスの速度を改善できる。
【００６５】
ところで、上述したように、論理セクタ長の転送データＷＤが、物理セクタ長のパターンデータ部ＰＤとランダムデータ部ＲＤに変換されると、転送データＷＤを格納するための容量を小さくすることができる。そこで、予めデータ変換によるデータサイズの圧縮状態を考慮し、論理セクタ数が物理セクタ数よりも多く設定され、たとえば全論理セクタ数＝全物理セクタ数×（論理セクタ長／物理セクタ長）で設定されたとする。これは、たとえば４つの論理セクタからなる１つの論理クラスタのデータは、４つの物理セクタ（＝論理セクタ／２）からなる１つの物理クラスタに格納することを意味する。すると、ホスト１００は、この増加した論理セクタ数に基づいて容量管理を行うことで、物理的に記憶容量を大きくせずに、論理的に記憶容量を大きくすることができるようになる。
【００６６】
ところが、この物理セクタ長と論理セクタ長の違いにより、ホスト１００側で管理される記憶容量と、実際の情報記録媒体ＳＤ側の記憶容量が異なってしまう場合がある。すなわち、論理セクタ長からなる転送データＷＤにおいて、パターンデータ部ＰＤが検出されず、すべてランダムデータ部ＲＤからなる場合、物理セクタ長の情報記録媒体で記録すると、論理セクタ数に対して２倍の物理セクタ数が必要となる。このとき、ホスト１００側で管理している論理セクタ数は余っていても、情報記録媒体ＳＤの物理セクタは余っていないので、ホスト１００が記録装置３００に転送データＷＤの記録を命令しても、記録できないという現象が生じる。
【００６７】
そこで、ホスト１００側で管理する記憶容量と、実際の情報記録媒体ＳＤの記憶容量の整合性をとる必要が生じる。また、上述した具体例において、たとえば１セクタ分の不足を、１セクタ分の余りに割り当てたとき、物理クラスタにおいて効率的に容量管理を行うことができるようになる。そこで、以下に示す記憶容量の管理方法により容量の管理が行われる。
【００６８】
図１１は本発明の記憶容量の管理方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図であり、図１１を参照して記憶容量の管理方法について説明する。
まず、ＳＴ２１及びＳＴ２２において、上述したような記録再生方法により記憶装置３００に転送データＷＤが記憶される。
その後、ＳＴ２３において、記憶装置３００のたとえばアドレス設定手段５４０において、実際に情報記録媒体ＳＤに記憶可能な残り物理セクタ数Ｐｎが以下の式で算出される。
Ｐｎ＝Ｐ−Ｐｘ
ここで、Ｐは情報記録媒体ＳＤの全物理セクタ数、Ｐｘは使用されている物理セクタ数を示している。
【００６９】
次に、ＳＴ２４において、アドレス設定手段５４０において、ホスト１００側で容量管理を行うための残り論理セクタ数Ｌｎが算出される。
Ｌｎ＝Ｌ−Ｌｘ−Ｌｆ
ここで、Ｌはホスト１００に認識された全論理セクタ数、Ｌｘは使用されている論理セクタ数、Ｌｆは使用することができない論理セクタ数を示している。
【００７０】
次に、ＳＴ２５において、全論理セクタ数Ｌと全物理セクタ数Ｐの比Ｌ／Ｐが、残り論理セクタ数Ｌｎと残り物理セクタ数Ｐｎの比Ｌｎ／Ｐｎよりも大きいか否かが判断される（Ｌ／Ｐ＜Ｌｎ／Ｐｎ）。
ここで、Ｌ／Ｐ＜Ｌｎ／Ｐｎが成立するとき、論理セクタ数は物理セクタで記憶できる容量を超えていると判断される。一方、Ｌ／Ｐ＜Ｌｎ／Ｐｎが成立しないとき、論理セクタ数は物理セクタ数で記憶できる容量を超えていないと判断される。
【００７１】
そこで、ＳＴ２６において、Ｌ／Ｐ≧Ｌｎ／Ｐｎが成立しないとき、使用不可能な論理セクタ数Ｌｆに１セクタ分だけ加算する。そして、Ｌ／Ｐ≧Ｌｎ／Ｐｎが成立するまで、ＳＴ２４〜ＳＴ２６を繰り返し、使用不可能な論理セクタ数Ｌｆを増加し続ける。Ｌ／Ｐ≧Ｌｎ／Ｐｎが成立したとき、残り論理セクタ数Ｌｎと残り物理セクタ数Ｐｎの整合性が取れた状態となる。
そして、ＳＴ２７において、ホスト１００から残り論理セクタ数Ｌｎ及び使用不可能な論理セクタ数Ｌｆの問い合わせがあると、ＳＴ２８において、残り論理セクタ数Ｌｎ及び使用不可能な論理セクタ数Ｌｆがホスト１００に送られる。
すると、ＳＴ２９において、ホスト１００は、送られた残り論理セクタ数Ｌｎ及び使用不可能な論理セクタ数Ｌｆに基づいて情報記録媒体の管理領域を変更する。
【００７２】
その後、ＳＴ３０において、ホスト１００から記憶装置３００に対して変更した残り論理セクタ数Ｌｎが送られる。すると、ＳＴ３１において、再びホスト１００に対して残り論理セクタ数Ｌｎ及び使用不可能な論理セクタ数Ｌｆを送る。するとホスト１００は、たとえばオペレーティングシステム等に対して領域管理の書き込みが終了したことを通知する。
【００７３】
このように、残り論理セクタ数Ｌｎに対して残り物理セクタ数Ｐｎが不足しているとき、使用不可能な論理セクタ数Ｌｆを見かけ上増加させて、残り論理セクタ数Ｌｎが補正される。これにより、全物理セクタ数Ｐよりも大きく全論理セクタ数Ｌを設定したときにでも、ホスト１００もしくはユーザにデータを記憶できる残り容量の誤認を防止させることができるようになる。すなわち、図６に示す記録再生方法を用い、全物理セクタ数Ｐよりも大きい全論理セクタ数Ｌに設定しても、ホスト１００もしくはユーザに対して記憶容量の誤認を生じさせることを防止することができる。
【００７４】
本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。
上記各実施の形態において、物理ブロックアドレスＰＢＡの長は、論理ブロックアドレスＬＢＡの１／２の大きさに設定されているが、たとえば物理ブロックアドレスＰＢＡの長が論理ブロックアドレスＬＢＡの１／２nに（＝１／２、１／４、１／８、１／１６・・・：ｎは自然数）になるように形成されていればよい。
また、図１において、ホスト１００側のプロトコルの物理層はＵＳＢであり、記憶装置３００におけるプロトコルの物理層はＡＴＡＰＩである。このとき、ホスト１００及び記憶装置３００のプロトコルとして、ＲＳ−２３２Ｃ等のシリアル回線、光ファイバー、ＬＡＮケーブル等からなるようにしてもよい。このとき、プロトコルのネットワーク層には、ＴＣＰ／ＩＰ等が形成されることとなる。
さらに、この技術をホスト１００側のメモリから内部バスにおけるすべての部分で行うことにより、物理メモリの論理的な大容量化、バス速度の論理的な向上及び記憶装置へのアクセス速度の向上を行うことができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、データを効率よく記憶及び転送する事ができる記憶装置、デバイス制御装置、データ変換装置、記録再生システム、記録再生方法及び情報記録媒体の容量管理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記録再生システムの好ましい実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明の記録再生システムの好ましい実施の形態を示すブロック図。
【図３】本発明の記録再生システムにおけるデータの一例を示す図。
【図４】本発明の記録再生システムにおけるアドレス変換テーブルの一例を示す図。
【図５】本発明の記録再生システムにおけるパターンデータ領域の一例を示す図。
【図６】本発明の記録再生システムにおけるデータ記憶領域の一例を示す図。
【図７】本発明の記録再生方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図。
【図８】本発明の記録再生方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図。
【図９】本発明の記録再生システムの第２の実施の形態を示すブロック図。
【図１０】本発明の記録再生システムの第３の実施の形態を示すブロック図。
【図１１】本発明の記憶領域の管理方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図。
【図１２】ＦＡＴにおけるデータの管理状態を示す模式図。
【符号の説明】
１、１０００、２０００・・・記録再生システム、１００・・・ホスト（上位装置）、１５０・・・デバイス制御装置、２００・・・プロトコル変換装置、３００・・・記憶装置、５００・・・データ変換装置、５３０・・・パターン検出手段、５４０・・・アドレス設定手段、５５０・・・パターン発生手段、６１０・・・アドレス変換テーブル、６２０・・・データ記憶領域６３０・・・パターンデータ領域、ＳＤ・・・情報記録媒体、ＰＤ・・・パターンデータ部、ＲＤ・・・ランダムデータ部、ＷＤ・・・データ
【発明の属する技術分野】
本発明は、データの読み書きを行うときにデータ変換を行うデータ変換装置、記憶装置、プロトコル変換装置、デバイス制御装置、記録再生システム及び記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばパーソナルコンピュータ等の上位装置において、アプリケーション等を用いて作成されたデータは、下位装置であるハードディスク装置や光ディスク装置等のストレージデバイスに転送され記憶される。そしてユーザは、記憶されたデータを再びストレージデバイスから読み出すことにより、データを再利用する。
【０００３】
ところで、磁気ディスクや光ディスクにはデータを記録するためのトラックが形成されていて、このトラックには複数の物理セクタが形成されている。そしてデータの記録はこの物理セクタ毎に行われる。また、物理セクタは複数の物理クラスタから構成されており、物理クラスタにデータが格納されていく。
一方、上位装置においても、物理セクタと同一のデータ長を有する論理セクタが管理されることにより、情報記録媒体の容量管理が行われ、たとえば容量不足や記憶できるデータ容量等を知らせることができる。
【０００４】
ところで、装置がストレージデバイスであり、そのフォーマットがたとえばＦＡＴの場合がある。このＦＡＴはクラスタという複数のセクタをまとめた長で書き込むことを前提に規定されているフォーマットである。具体的には、図１２（Ａ）に示すように、情報記録媒体には各クラスタごとに領域管理がなされており、その各クラスタはそれぞれ、図１２（Ｂ）に示すように、たとえば４つのセクタ（物理セクタ）を有する構造からなっている。そして、たとえばオペレーティングシステムも各クラスタごとに領域管理が行われていて、通常物理セクタと論理セクタは一致したものとなっている。
【０００５】
ここで、図１２（Ｃ）に示すような、３セクタ分のデータを記録しようとすると、４つ目の物理セクタは使用しない領域となる。一方、情報記録媒体及びオペレーティングシステムは、クラスタ毎に領域管理をしているため、４つ目の物理セクタにたとえば０を埋め込む等の処理がなされる。
同様に、そのクラスタのデータ長が３２ＫＢというサイズならば、ユーザが作成したデータが１バイトでも３２ＫＢのデータ転送命令をホストは装置に送る必要がある。そのため、通常ホストは残りの３２ＫＢ−１バイト分のデータを０等で埋めて転送する。たとえば１バイトのデータを３つ送るとき、実際に必要なデータは３バイトであるが、転送されるデータは９６ＫＢのデータ量となる。埋め込まれたデータは、ホスト、ユーザ及びストレージ装置ともに必要がないデータである。
【０００６】
ところで、現在ストレージデバイスに使われるインターフェイスとして、ＡＴＡＰＩというものがある。このデバイスをＵＳＢ等のプロトコルが異なるインターフェイスにつなぐ際に、ＵＳＢ−ＡＴＡＰＩブリッジというプロトコル変換装置を用いてプロトコル変換を行う。その変換作業を助けるために、ホスト側にデバイスドライバを要することがある。
ＡＴＡＰＩインターフェイスの転送速度は３３Ｍｂｉｔ／ｓ（４ＭＢ／ｓ）で転送を行うことができるが、ＵＳＢは１２Ｍｂｉｔ／ｓ（１．５ＭＢ／ｓ）しか転送できない。そのため、ＵＳＢのバスを使ってデータを転送する場合、本来のＡＴＡＰＩの転送速度を利用することができない。
【０００７】
同様に、たとえばＣＰＵとメモリ、オペレーティングシステムとストレージデバイス等のような上位装置と下位装置の間でデータ転送する場合、上位装置で作成されたデータが、インターフェイス上に流すときそのままのデータとして送られる。このため、データの内容に係わらず、ホストが作成したデータのサイズと、インターフェイス上に流れるデータのサイズは同じである。
【０００８】
転送するデータもしくは記憶するデータを小さくするには圧縮技術が用いられる。この圧縮技術は、たとえばホスト側のアプリケーションがデータ転送の際に行うことにより、情報記録媒体側には圧縮したデータを、通常のデータとして転送して書き込む。そして、データを読み取る際に解凍して、正常なデータとしてホストに返す処理を行っている。また、アプリケーションが行う処理を、データ転送用のインターフェイス上で行うための専用ＩＣ等が乗った拡張装置をホストに付けることもある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、論理セクタよりも小さいデータを転送する場合、不要なデータ列が付与されて転送される。従って、記憶装置側においても、不要なデータのために記憶領域を使用しなければならず、記憶効率が悪いという問題がある。また、上位装置と下位装置の間でデータ転送を行う際にも、不要なデータも転送しなければならないため、転送速度の低下を招いているという問題がある。
【００１０】
また、データをアプリケーション等で圧縮した後、下位装置に転送される場合、圧縮・解凍するためのＩＣやアプリケーションをホスト側に持つ必要があり、そのＩＣやアプリケーションがない限りデータを扱うことができない。このため、たとえば光ディスクや光磁気ディスク及び磁気ディスク等の交換可能な情報記録媒体を使用する記憶装置では使用することができない。また、そのアプリケーション等はそのベンダー（提供元）が独自に編み出したものであり、互換性がない複数の方式が使われることもあり、交換可能な記憶媒体では使うことが困難である。
【００１１】
そこで本発明は上記課題を解決し、データを効率よく記憶及び転送する事ができるデータ変換装置、記憶装置、プロトコル変換装置、デバイス制御装置、記録再生システム及び記録再生方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明のデータ変換装置は、上位装置で管理される論理セクタ長で構成された転送データを、例えば、論理セクタ長の１／２n（ｎは自然数）で物理セクタ長になるように、論理セクタ長のデータより小さい物理セクタ長のデータに変換するデータ変換装置である。
このデータ変換装置は、転送データの中で繰り返し現れるデータ列を物理セクタ長毎に検出し、この繰り返し現れるデータ列からなる物理セクタをパターンデータ部として認識するとともに、パターンデータ部以外のデータ列からなる物理セクタをランダムデータ部として認識するパターン検出手段を有する。
また、転送データに割り当てられた論理ブロックアドレスと、パターンデータ部又はランダムデータ部を格納する物理ブロックアドレスを関連付け、同じパターンデータ部に共通の物理ブロックアドレスを用いたアドレス変換テーブルを生成し、データが記憶可能な情報記録媒体の容量を示す残り論理セクタ数と、データを記憶することができない使用不可能な論理セクタ数を出力するアドレス設定手段と、転送データをランダムデータ部とパターンデータ部から構成されるように変換するパターン発生手段を備える。
【００１３】
そして、アドレス設定手段は、情報記録媒体に記憶可能な残り物理セクタ数と、残り論理セクタ数を取得し、全物理セクタ数に対する全論理セクタ数の比である全体比率と、残り物理セクタ数に対する残り論理セクタ数の比である残り比率を比較し、全体比率よりも残り比率が大きいとき、使用不可能な論理セクタの数を増加させることで残り論理セクタ数を減少させて、全体比率よりも前記残り比率を小さくし、残り論理セクタ及び使用不可能な論理セクタを前記上位装置に送ることを特徴とする。
【００１４】
上述のように、本発明のデータ変換装置では、パターン検出手段が、論理セクタ長で構成された転送データの中で繰り返し出現するパターンデータ部と、それ以外のランダムデータ部を認識する。すると、この認識結果に基づいて、アドレス設定手段が、データの論理ブロックアドレスごとに、それぞれパターンデータ部もしくはランダムデータ部を記憶するための物理ブロックアドレスを割り当て、アドレス変換テーブルを作成する。アドレス変換テーブルにおいて、同じパターンデータ部を用いる場合、同じ物理ブロックアドレスが用いられる。そして、このアドレス変換テーブルに基づいて、パターン発生手段が論理セクタ長のデータを物理ブロックアドレス長のパターンデータ部とランダムデータ部に変換する。
【００１５】
ここで、転送データが同一のパターンデータ部を複数有している場合、共通の物理ブロックアドレスが用いられている。たとえば、論理セクタ長でデータを記憶した場合、転送データの中に重複するパターンデータ部があったとしても、すべて情報記録媒体に格納する必要がある。一方、転送データをパターンデータ部とランダムデータ部に変換した後情報記憶媒体に記憶させると、パターンデータ部は重複して記憶する必要がなくなる。このように、上述したデータ変換装置を用いることにより、転送データを小さくすることができるようになる。
【００１６】
また、上記目的を達成するための本発明の記憶装置は、上位装置で管理される論理セクタ長で構成された転送データを、前記論理セクタ長よりも小さい物理セクタ長で構成された情報記録媒体に記憶する記憶装置であり。そして、この記憶装置内に、転送データの中で繰り返し現れるデータ列からなる物理セクタをパターンデータ部として認識し、パターンデータ部以外のデータ列からなる物理セクタをランダムデータ部として認識するパターン検出手段と、転送データに割り当てられた論理ブロックアドレスと、パターンデータ部又はランダムデータ部を格納する物理ブロックアドレスを関連付け、同じパターンデータ部に共通の物理ブロックアドレスを用いたアドレス変換テーブルを生成するとともに、データが記憶可能な情報記録媒体の容量を示す残り論理セクタ数と、データを記憶することができない使用不可能な論理セクタ数を出力するアドレス設定手段を設けている、
更に、転送データをランダムデータ部とパターンデータ部から構成されるように変換するパターン発生手段と、アドレス変換テーブルに基づいて、物理ブロックアドレスからランダムデータ部又はパターンデータ部を呼び出し、パターンデータ部及びランダムデータ部から構成される転送データを情報記録媒体に記憶するデバイスアクセス部と、を備えている。
【００１７】
そして、本発明の記憶装置に内に設けられるアドレス設定手段は、情報記録媒体に記憶可能な残り物理セクタ数と残り論理セクタ数を取得し、全物理セクタ数に対する全論理セクタ数の比である全体比率と、前記残り物理セクタ数に対する前記残り論理セクタ数の比である残り比率を比較し、全体比率よりも残り比率が大きいとき、使用不可能な論理セクタの数を増加させることで、残り論理セクタ数を減少させて、全体比率よりも残り比率を小さくする。その後、残り論理セクタ及び使用不可能な論理セクタを上位装置に送る。
【００１８】
ここで、データが同一のパターンデータ部を複数有している場合、共通の物理ブロックアドレスが用いられている。論理セクタ長でデータを記憶した場合、データの中に重複するパターンデータ部があったとしても、すべて情報記録媒体に格納する必要がある。一方、転送データをパターンデータ部とランダムデータ部に変換した後情報記憶媒体に記憶させると、パターンデータ部を重複して記憶する必要がなくなる。
【００１９】
また、上記目的を達成するための本発明のプロトコル変換装置は、上位装置で管理される論理セクタ長の転送データを上位装置から下位装置にデータ転送を行うときに、プロトコル変換を行うプロトコル変換装置である。
本発明のプロトコル変換装置は、転送データの中で繰り返し現れるデータ列を物理セクタ長で検出し、繰り返し現れるデータ列からなる物理セクタをパターンデータ部として認識し、パターンデータ部以外のデータ列からなる物理セクタをランダムデータ部として認識するパターン検出手段を備えている。また、転送データに割り当てられた論理ブロックアドレスと、パターンデータ部又はランダムデータ部を格納する物理ブロックアドレスを関連付け、同じパターンデータ部に共通の物理ブロックアドレスを用いたアドレス変換テーブルを生成し、データが記憶可能な情報記録媒体の容量を示す残り論理セクタ数と、データを記憶することができない使用不可能な論理セクタ数を出力するアドレス設定手段と、転送データをランダムデータ部と前記パターンデータ部から構成されるように変換するパターン発生手段を備える。
【００２０】
このプロトコル変換装置内に設けられるアドレス設定手段において、情報記録媒体に記憶可能な残り物理セクタ数と残り論理セクタ数を取得し、全物理セクタ数に対する全論理セクタ数の比である全体比率と、残り物理セクタ数に対する残り論理セクタ数の比である残り比率を比較する。そして、全体比率よりも残り比率が大きいとき、使用不可能な論理セクタの数を増加させることで残り論理セクタ数を減少させ、全体比率よりも残り比率を小さくする。その後、残り論理セクタ及び使用不可能な論理セクタを上位装置に送るようにしている。
【００２１】
ここで、転送データが同一のパターンデータ部を複数有している場合、共通の物理ブロックアドレスが用いられている。たとえば、論理セクタ長で転送データをプロトコル変換して転送する場合、転送データの中に重複するパターンデータ部があったとしても、すべての転送データについて転送する必要がある。一方、転送データをパターンデータ部とランダムデータ部に変換した後転送すると、パターンデータ部について一度転送すればよいこととなる。
【００２２】
また、上記目的を達成するための本発明のデバイス制御装置は、機器の動作を制御するために設けられ、論理セクタ長で構成された転送データを、論理セクタ長のデータより小さい物理セクタ長のデータに変換するデータ変換装置を備えるデバイス制御装置である。このデータ変換装置は、転送データの中で繰り返し現れるデータ列を物理セクタ長毎に検出し、繰り返し現れるデータ列からなる物理セクタをパターンデータ部として認識し、パターンデータ部以外のデータ列からなる物理セクタをランダムデータ部として認識するパターン検出手段と、転送データに割り当てられた論理ブロックアドレスと、パターンデータ部又はランダムデータ部を格納する物理ブロックアドレスを関連付けるものであって、同じパターンデータ部に共通の物理ブロックアドレスを用いたアドレス変換テーブルを生成し、データが記憶可能な情報記録媒体の容量を示す残り論理セクタ数と、データを記憶することができない使用不可能な論理セクタ数を出力するアドレス設定手段と、転送データをランダムデータ部とパターンデータ部から構成されるように変換するパターン発生手段と、を備えている。
【００２３】
このデバイス制御装置に設けられるアドレス設定手段は、情報記録媒体に記憶可能な残り物理セクタ数と残り論理セクタ数を取得し、全物理セクタ数に対する全論理セクタ数の比である全体比率と、残り物理セクタ数に対する残り論理セクタ数の比である残り比率を比較し、全体比率よりも残り比率が大きいとき、使用不可能な論理セクタの数を増加させることで残り論理セクタ数を減少させて、全体比率よりも残り比率を小さくし、残り論理セクタ及び前記使用不可能な論理セクタを制御する機器に送るようにする。
【００２５】
上記目的を達成するため、本発明の記録再生方法は、上位装置で管理される論理セクタ長で構成された転送データを、論理セクタ長よりも小さい物理セクタ長で構成された情報記録媒体に記録及び再生を行う記録再生方法であり、以下のステップを含んでいる。
（ａ）転送データの中で繰り返し現れるデータ列を物理セクタ長毎に検出し、繰り返し現れるデータ列からなる物理セクタをパターンデータ部として認識し、パターンデータ部以外のデータ列からなる物理セクタをランダムデータ部として認識ステップ、
（ｂ）転送データに割り当てられた論理ブロックアドレスと、パターンデータ部又はランダムデータ部を格納する物理ブロックアドレスを関連付けたものであって、同じ前記パターンデータ部に共通の物理ブロックアドレスを用いたアドレス変換テーブルを生成するステップ、
（ｃ）転送データが記憶可能な情報記録媒体の容量を示す残り論理セクタ数及び転送データを記憶することができない使用不可能な論理セクタ数を出力するステップ、
（ｄ）転送データをランダムデータ部とパターンデータ部から構成されるように変換するステップ、
（ｅ）ランダムデータ部と前記パターンデータ部を前記情報記録媒体に記憶するステップと、
（ｆ）情報記録媒体に記憶可能な残り物理セクタ数と残り論理セクタ数を取得し、全物理セクタ数に対する全論理セクタ数の比である全体比率と、残り物理セクタ数に対する残り論理セクタ数の比である残り比率を比較するステップと、
（ｇ）全体比率よりも前記残り比率が大きいとき、使用不可能な論理セクタの数を増加させることで残り論理セクタ数を減少させて、全体比率よりも残り比率を小さくし、残り論理セクタ及び使用不可能な論理セクタを上位装置に送るステップ。
【００２６】
本発明の記録再生方法によれば、論理セクタ長で構成されたデータの中で繰り返し出現するパターンデータ部と、それ以外のランダムデータ部が認識される。この認識結果に基づいて、転送データの論理ブロックアドレスごとに、それぞれパターンデータ部もしくはランダムデータ部を記憶するための物理ブロックアドレスを割り当てたアドレス変換テーブルが作成される。このときアドレス変換テーブルにおいて、同じパターンデータ部を用いる場合、同じ物理ブロックアドレスが用いられている。そして、このアドレス変換テーブルに基づいて、論理セクタ長の転送データを物理ブロックアドレス長のパターンデータ部とランダムデータ部に変換する。
【００２７】
ここで、転送データが同一のパターンデータ部を複数有している場合、共通の物理ブロックアドレスが用いられている。論理セクタ長の転送データを情報記録媒体に記録する場合、転送データの中に重複するパターンデータ部があったとしても、すべてのデータについて転送する必要がある。一方、転送データをパターンデータ部とランダムデータ部に変換した後転送すると、パターンデータ部について一度転送すればよい。このように、上述したプロトコル変換装置を用いることにより、転送データを小さくすることができるようになる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００３３】
システム構成
図１は本発明の記録再生システムの好ましい実施の形態を示すブロック図であり、図１を参照して記録再生システム１について説明する。
記録再生システム１は、上位装置であるホスト１００、プロトコル変換装置２００、下位装置である記憶装置３００等を有している。
ホスト１００は、オペレーティングシステムやミドルウェアソフトもしくはアプリケーション等により構成されており、データを作成し記憶装置３００に転送を行う機能を有している。特に、ホスト１００には記憶装置３００の動作を制御するためのデバイス制御装置１５０が設けられていて、ホスト１００が記憶装置３００にアクセスするときには、このデバイス制御装置１５０を介して行われる。
【００３４】
プロトコル変換装置２００は、たとえばＩＣチップ等からなっていて、ホスト１００と記憶装置３００の間でデータ転送を行うときに、プロトコル（通信方法）の変換を行う機能を有している。たとえば、ホスト１００からＵＳＢプロトコルを用いてデータ転送されたとき、プロトコル変換装置２００がたとえばＡＴＡＰＩプロトコルに変換し、記憶装置３００にデータ転送を行う。
【００３５】
記憶装置３００は情報を記憶する機能を有しており、たとえば磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリ装置等からなっている。記憶装置３００は、たとえば内蔵ハードディスク装置のようにパーソナルコンピュータに固定されており、あるいは、光ディスク装置や光磁気ディスク装置のように、光ディスクや光磁気ディスクといった情報記録媒体が着脱可能になっている。
また、この記憶装置３００の物理セクタ長は、ホスト１００の管理する論理セクタ長よりも小さくなるように形成されている。本実施の形態においては、物理セクタ長が論理セクタ長の１／２になるように形成されていて、たとえば論理セクタが５１２ＫＢとしたとき、物理セクタは２５６ＫＢで形成されている。
【００３６】
第１の実施の形態
図２は本発明の記録再生システム及びデータ変換装置の好ましい実施の形態を示すブロック図であり、図２を参照して記憶装置３００について説明する。
記憶装置３００は、デバイス制御コントローラ３１０、デバイスアクセス部３２０、データ変換装置５００等を有している。デバイス制御コントローラ３１０は、デバイスアクセス部３２０及び情報記録媒体ＳＤの動作を制御する機能を有している。特に、デバイス制御コントローラ３１０は、データ変換装置５００からの指令に基づいてデバイスアクセス部３２０の動作を制御する。
【００３７】
デバイスアクセス部３２０は、情報記録媒体ＳＤにデータを記録及び再生するものであって、たとえば磁気ヘッド、光学ピックアップ等からなっている。そして、デバイスアクセス部３２０は、デバイス制御コントローラ３１０の指令により特定された情報記録媒体ＳＤの物理ブロックアドレスＰＢＡに対してデータの記録もしくは再生を行う機能を有している。
【００３８】
次に、図２を参照してデータ変換装置５００について説明する。
データ変換装置５００は、命令解析手段５１０、バッファ５２０、パターン検出手段５３０、アドレス設定手段５４０、パターン発生手段５５０等を有している。
命令解析手段５１０は、ホスト１００から送られてくる命令を解析し、解析した結果をアドレス設定手段５４０に送る機能を有している。たとえばホスト１００から記憶装置３００に記憶されているデータへのアクセスがあったとき、命令解析手段５１０はホスト１００から送られた命令を解析し、アクセス指令のある論理ブロックアドレスＬＢＡをアドレス設定手段５４０に送る。
【００３９】
バッファ５２０は、ホスト１００から送られた記憶装置３００に記憶すべき転送データＷＤを一時的に記憶させるものである。ここで、送られてくる転送データＷＤは、図３に示すように、たとえば論理セクタ長（＝５１２ＫＢ）で構成されたデータである。論理セクタ長は物理セクタ長の２倍の大きさであるため、ある論理ブロックアドレスに収容されたデータは、２つの物理ブロックで構成可能な状態になっている。
また、図２のバッファ５２０は、ホスト１００からの要求により記憶装置３００から呼び出された転送データＷＤを論理セクタ長（＝５１２ＫＢ）の状態で一時的に格納する機能を有している。
【００４０】
図２のパターン検出手段５３０は、バッファ５２０に格納された転送データＷＤを読み取り、物理セクタ長ごとにパターン化できるデータ列を検出する機能を有している。すなわち、パターン検出手段５３０は、図３の論理セクタ長の転送データＷＤにおいて、１つの論理セクタ長（＝５１２ＫＢ）のデータを２つの物理セクタ長（＝２５６ＫＢ）ごとに分け、物理セクタ長ごとにデータを認識する機能を有している。
【００４１】
たとえば転送データＷＤにおいて、すべて「０」の物理セクタ長のデータ列があるとき、パターン検出手段５３０はこの「０００・・・０００」を１つのパターンデータ部ＰＤとして検出する。また、パターン検出手段５３０は、パターン化することができないランダムデータ部ＲＤを検出する機能を有している。
すなわち、パターン検出手段５３０は、論理セクタ長で構成させた転送データＷＤを物理セクタ長からなるパターンデータ部ＰＤとランダムデータ部ＲＤを検出する機能を有している。また、パターン検出手段５３０は、認識したパターンデータ部ＰＤ及びランダムデータ部ＲＤの認識結果をアドレス設定手段５４０に送る機能を有している。
【００４２】
アドレス設定手段５４０は、パターン検出手段５３０から送られる認識情報に基づいて、アドレス変換テーブル６１０を生成する機能を有している。そして、アドレス設定手段５４０は、生成したアドレス変換テーブル６１０をデバイス制御コントローラ３１０、デバイスアクセス部３２０を介して情報記録媒体ＳＤに記憶させる。
【００４３】
ここで、このアドレス変換テーブル６１０は、図４に示すように、転送データＷＤの論理ブロックアドレスＬＢＡに対して、２つの物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂが関連付けされたデータ構造を有している。上述したように、物理セクタは論理セクタの１／２の大きさで構成されている。従って、アドレス変換テーブル６１０は、転送データＷＤにおける１つの論理ブロックアドレスＬＢＡに対して２つの物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂを関連づけされた構造を有することとなる。
また、物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂに格納されるデータは、パターンデータ部ＰＤもしくはランダムデータ部ＲＤのいずれか一方から構成されることとなる。
【００４４】
更に、同一のパターンデータ部ＰＤを格納する物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂには、同一のアドレスが指定される。具体的には、図３に示す転送データＷＤに物理セクタ長のすべて０のデータ列があるとき、このアドレスは、パターンデータ部ＰＤを格納すべきアドレスには後述するパターンデータテーブル６３０のアドレスが指定される。たとえば、図３の論理ブロックアドレスＬＢＡにおいて、「００００ ０００２」及び「００００ ０００３」にはすべて「０」の物理セクタ長のデータ列がある。このとき図４のアドレス変換テーブル６１０において、すべて「０」の物理セクタ長のデータ列を格納する物理ブロックアドレス「Ｆ０００ ００００」が指定されることとなる。
【００４５】
このように、パターンデータ部ＰＤを指定する物理ブロックアドレスを、そのパターンデータ部ＰＤごとに共通のものを使用することにより、転送データＷＤにおいて繰り返し出現するパターンデータ部ＰＤの重複をなくすることができる。これは、転送データＷＤの容量を小さくすることができることを意味し、情報記録媒体ＳＤにより多くのデータを記録し、一定時間に転送できるデータ容量を増大することができるようになる。
【００４６】
さらに、図２のアドレス設定手段５４０は、ホスト１００側で記憶可能な容量を管理するための残り論理セクタ数Ｌｎ及び使用不可能な論理セクタ数Ｌｆを出力する機能を有している。ここで残り論理セクタ数Ｌｎは情報記録媒体ＳＤに記憶可能な論理セクタの数を意味し、使用不可能な論理セクタ数Ｌｆは、たとえば情報記録媒体ＳＤ上の傷等による情報を記憶する領域として使用できないセクタ数を意味する。
【００４７】
パターン発生手段５５０は、バッファ５２０に格納された論理セクタ長の転送データＷＤを、アドレス変換テーブル６１０に基づいてパターンデータ部ＰＤ及びランダムデータ部ＲＤからなる物理セクタ長のデータに変換する機能を有している。パターンデータ部ＰＤとランダムデータ部ＲＤは、デバイスアクセス部３２０により、情報記録媒体ＳＤに記憶されていく。このとき、パターンデータ部ＰＤは、情報記録媒体ＳＤのパターンデータ領域６３０に記憶されていき、ランダムデータ部ＲＤは、データ記憶領域６２０に記憶されていく。
【００４８】
ここで、図５に示すように、パターンデータ領域６３０は、記憶装置３００の第１物理ブロックアドレスＰＢＡ１にパターンデータ部ＰＤが格納された構造を有している。この第１物理ブロックアドレスＰＢＡ１は、情報記録媒体ＳＤのうち、たとえば「Ｆ０００ ００００」〜「Ｆ０００ ０００Ｆ」に形成されていて、パターンデータ部ＰＤを格納している。一方、図６に示すように、データ記憶領域６２０は、情報記録媒体ＳＤのうち所定のアドレスに形成されていて、ランダムデータ部ＲＤを格納している。
【００４９】
このように、データ変換装置５００を有する記憶装置３００を用いることにより、記憶装置３００に記憶できるデータの数を増加させることができる。すなわち、転送データＷＤのうち、同一のパターンデータ部ＰＤは、データ記憶領域６２０には記録されず、パターンデータ領域６３０のデータを共有して使用される事となる。このように、重複してパターンデータ部ＰＤを情報記録媒体ＳＤに記憶しないようにすることで、実質的に記憶可能な領域を拡大することができる。
【００５０】
次に、図７と図８は本発明の記録再生方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図であり、図１から図８を参照して記録再生方法について説明する。なお、図７においては記憶装置３００にデータを記録する場合について言及し、図８においては記憶装置３００からデータを再生する場合について言及する。
【００５１】
まず、図７を参照して記憶装置３００に転送データＷＤを記録する場合について説明する。
ＳＴ１において、ホスト１００からプロトコル変換装置２００に記憶すべき転送データＷＤが送られてくる。すると、この転送データＷＤがバッファ５２０に記憶される。このとき、転送データＷＤは論理セクタ長で構成されている。
その後、ＳＴ２において、パターン検出部５３０により転送データＷＤのうち、特定パターンの繰り返しが有るか否かが判断される。そして、転送データＷＤにおいて繰り返し出現するパターンデータ部ＰＤが認識される。
【００５２】
ＳＴ３において、認識されたパターンデータ部ＰＤ、ランダムデータ部ＲＤ及び転送データＷＤの論理ブロックアドレスＬＢＡがアドレス設定手段５４０に送られる。すると、アドレス設定手段５４０において、論理ブロックアドレスＬＢＡに対して、物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂが割り当てられ、アドレス変換テーブル６１０が作成される。作成されたアドレス変換テーブル６１０は、デバイスアクセス部３２０を介して情報記録媒体ＳＤに記憶される。
そして、ＳＴ４において、アドレス変換テーブル６１０がが、パターン発生手段５５０に送られる。すると、パターン発生手段５５０において、論理セクタ長で構成された転送データＷＤが、物理セクタ長のパターンデータ部ＰＤとランダムデータ部ＲＤに変換される。
【００５３】
その後、パターンデータ部ＰＤ及びランダムデータ部ＲＤがそれぞれ第１物理ブロックアドレスＰＢＡａ及び第２物理ブロックアドレスＰＢＡｂとともにデバイス制御コントローラ３１０に送られる。すると、デバイスアクセス部３２０により、パターンデータ部ＰＤはパターンデータ領域６３０に格納され、ランダムデータ部ＲＤはデータ記憶領域６２０に格納される。
【００５４】
次に、図８を参照して、転送データＷＤをホスト１００側に転送し再生する場合について説明する。まず、ＳＴ１１において、ホスト１００から命令解析手段５１０に対して、所定の転送データＷＤの要求がなされ、ホスト１００から論理ブロックアドレスＬＢＡが送られる。すると、要求された論理ブロックアドレスＬＢＡがアドレス設定手段５４０に送られる。
【００５５】
その後、ＳＴ１２において、アドレス変換テーブル６１０がアドレス設定手段５４０において参照され、論理ブロックアドレスＬＢＡに対する２つの物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂが検出される。そして、この物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂがデバイス制御コントローラ３１０に送られる。
【００５６】
すると、デバイス制御コントローラ３１０において、送られた物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂに記憶された物理セクタ長のデータを読み出し、バッファに順次格納していく。このとき、デバイスアクセス部３２０は、物理ブロックアドレスＰＢＡａ、ＰＢＡｂで指定されたデータ記憶領域６２０もしくはパターンデータ領域６３０から、ランダムデータＲＤもしくはパターンデータ部ＰＤを順次読み出していく。
そして、バッファ５２０にパターンデータ部ＰＤ及びランダムデータ部ＲＤで構築された論理セクタ長の転送データＷＤが格納される。
その後、ＳＴ１３において、ホスト１００はバッファ５２０に記憶された転送データＷＤを読み取る。
【００５７】
このように、転送データＷＤのパターンを検出し、パターンデータ部ＰＤに当たるデータ領域には、共通の第１物理ブロックアドレスＰＢＡａに記憶させることで、記憶装置３００に記憶できるデータの数を増大させることができる。すなわち、転送データＷＤのうち、同一のパターンデータ部ＰＤは、データ記憶領域６２０には記録されず、パターンデータ領域６３０のデータを共有して使用される事となる。このように、重複してパターンデータ部ＰＤを情報記録媒体ＳＤに記憶しないようにすることで、実質的に記憶可能な領域を拡大することができる。
【００５８】
また、記録再生システム１において、データ変換装置５００を記憶装置３００に含ませることにより、交換可能な情報記録媒体を使う記憶装置３００であっても、ホスト１００側に特別なアプリケーションやデータ変換チップ等を用意する必要がなくなる。これにより、たとえばオペレーティングシステムの相違やアプリケーションの有無等の仕様に左右されることなく、いずれのホスト１００に接続されている記憶装置３００であっても、データの記録・再生を行うことができるようになる。
【００５９】
第２の実施の形態
図９は本発明の記録再生システムの第２の実施の形態を示すブロック図であり、図９を参照して記録再生システム１０００について説明する。なお、図９の記録再生システムにおいて図１の記録再生システムと同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。
図９の記録再生システム１０００と図２の記録再生システム１と異なる点は、データ変換装置５００がホスト１００のデバイスドライバ内に形成されていることである。
【００６０】
図９の記録再生システム１０００において、データ変換装置５００はデバイス制御装置１５０内に構成されていて、転送データＷＤは、すでにデータ変換された状態でホスト１００から記憶装置３００に送られる。すなわち、記憶装置３００に転送される転送データＷＤは、物理セクタ長のデータ長で転送される。記憶装置３００は、送られてきた転送データＷＤをそのままデバイスアクセス部３２０により情報記録媒体ＳＤに記憶していくこととなる。
【００６１】
このように、ホスト１００から転送されてくる転送データＷＤ自体が既に圧縮されているため、実際のホスト１００と装置をつなぐインターフェイスに流れるデータを少なくすることができ、転送速度を向上させることができる。すなわち、ホスト１００が記憶装置３００に転送データＷＤを転送するときも、記憶装置３００から転送データＷＤを読み出すときも、データ変換された状態で行われる。従って、ホスト１００と記憶装置３００の間での転送できるデータ量の増大に伴い、データの転送速度の向上を図ることができる。
【００６２】
第３の実施の形態
図１０は本発明の第３の実施の形態を示すブロック図であり、図１０を参照して記録再生システム２０００について説明する。なお、図１０の記録再生システム２０００において図１の記録再生システム１と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。
図１０の記録再生システム２０００が図１の記録再生システム１と異なる点は、データ変換装置５００がプロトコル変換装置２００に設けられている点である。
【００６３】
図１０の記録再生システム２０００において、データ変換装置５００はプロトコル変換装置２００内に構成されている。そして、ホスト１００から送られた転送データＷＤは、プロトコル変換装置２００において、データ変換され記憶装置３００に送られる。すなわち、記憶装置３００には転送データＷＤは、物理セクタ長で転送される。記憶装置３００は、送られてきた転送データＷＤをそのままデバイスアクセス部３２０により情報記録媒体ＳＤに記憶していくこととなる。
【００６４】
このように、低速なインターフェイスを用いても、転送されるデータ量を小さくすることにより高速転送ができるようになり、ホスト１００に繋がる装置の能力を最大限に活用することができる。また、プロトコル変換装置２００はインターフェイスの変換をするためには必ず必要であり、その制御ドライバも必要である。このため、もともとインターフェイス変換方式で装置をホストにつなげる際に必ず附属するものである。よって、コストアップをすることなくインターフェイスの速度を改善できる。
【００６５】
ところで、上述したように、論理セクタ長の転送データＷＤが、物理セクタ長のパターンデータ部ＰＤとランダムデータ部ＲＤに変換されると、転送データＷＤを格納するための容量を小さくすることができる。そこで、予めデータ変換によるデータサイズの圧縮状態を考慮し、論理セクタ数が物理セクタ数よりも多く設定され、たとえば全論理セクタ数＝全物理セクタ数×（論理セクタ長／物理セクタ長）で設定されたとする。これは、たとえば４つの論理セクタからなる１つの論理クラスタのデータは、４つの物理セクタ（＝論理セクタ／２）からなる１つの物理クラスタに格納することを意味する。すると、ホスト１００は、この増加した論理セクタ数に基づいて容量管理を行うことで、物理的に記憶容量を大きくせずに、論理的に記憶容量を大きくすることができるようになる。
【００６６】
ところが、この物理セクタ長と論理セクタ長の違いにより、ホスト１００側で管理される記憶容量と、実際の情報記録媒体ＳＤ側の記憶容量が異なってしまう場合がある。すなわち、論理セクタ長からなる転送データＷＤにおいて、パターンデータ部ＰＤが検出されず、すべてランダムデータ部ＲＤからなる場合、物理セクタ長の情報記録媒体で記録すると、論理セクタ数に対して２倍の物理セクタ数が必要となる。このとき、ホスト１００側で管理している論理セクタ数は余っていても、情報記録媒体ＳＤの物理セクタは余っていないので、ホスト１００が記録装置３００に転送データＷＤの記録を命令しても、記録できないという現象が生じる。
【００６７】
そこで、ホスト１００側で管理する記憶容量と、実際の情報記録媒体ＳＤの記憶容量の整合性をとる必要が生じる。また、上述した具体例において、たとえば１セクタ分の不足を、１セクタ分の余りに割り当てたとき、物理クラスタにおいて効率的に容量管理を行うことができるようになる。そこで、以下に示す記憶容量の管理方法により容量の管理が行われる。
【００６８】
図１１は本発明の記憶容量の管理方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図であり、図１１を参照して記憶容量の管理方法について説明する。
まず、ＳＴ２１及びＳＴ２２において、上述したような記録再生方法により記憶装置３００に転送データＷＤが記憶される。
その後、ＳＴ２３において、記憶装置３００のたとえばアドレス設定手段５４０において、実際に情報記録媒体ＳＤに記憶可能な残り物理セクタ数Ｐｎが以下の式で算出される。
Ｐｎ＝Ｐ−Ｐｘ
ここで、Ｐは情報記録媒体ＳＤの全物理セクタ数、Ｐｘは使用されている物理セクタ数を示している。
【００６９】
次に、ＳＴ２４において、アドレス設定手段５４０において、ホスト１００側で容量管理を行うための残り論理セクタ数Ｌｎが算出される。
Ｌｎ＝Ｌ−Ｌｘ−Ｌｆ
ここで、Ｌはホスト１００に認識された全論理セクタ数、Ｌｘは使用されている論理セクタ数、Ｌｆは使用することができない論理セクタ数を示している。
【００７０】
次に、ＳＴ２５において、全論理セクタ数Ｌと全物理セクタ数Ｐの比Ｌ／Ｐが、残り論理セクタ数Ｌｎと残り物理セクタ数Ｐｎの比Ｌｎ／Ｐｎよりも大きいか否かが判断される（Ｌ／Ｐ＜Ｌｎ／Ｐｎ）。
ここで、Ｌ／Ｐ＜Ｌｎ／Ｐｎが成立するとき、論理セクタ数は物理セクタで記憶できる容量を超えていると判断される。一方、Ｌ／Ｐ＜Ｌｎ／Ｐｎが成立しないとき、論理セクタ数は物理セクタ数で記憶できる容量を超えていないと判断される。
【００７１】
そこで、ＳＴ２６において、Ｌ／Ｐ≧Ｌｎ／Ｐｎが成立しないとき、使用不可能な論理セクタ数Ｌｆに１セクタ分だけ加算する。そして、Ｌ／Ｐ≧Ｌｎ／Ｐｎが成立するまで、ＳＴ２４〜ＳＴ２６を繰り返し、使用不可能な論理セクタ数Ｌｆを増加し続ける。Ｌ／Ｐ≧Ｌｎ／Ｐｎが成立したとき、残り論理セクタ数Ｌｎと残り物理セクタ数Ｐｎの整合性が取れた状態となる。
そして、ＳＴ２７において、ホスト１００から残り論理セクタ数Ｌｎ及び使用不可能な論理セクタ数Ｌｆの問い合わせがあると、ＳＴ２８において、残り論理セクタ数Ｌｎ及び使用不可能な論理セクタ数Ｌｆがホスト１００に送られる。
すると、ＳＴ２９において、ホスト１００は、送られた残り論理セクタ数Ｌｎ及び使用不可能な論理セクタ数Ｌｆに基づいて情報記録媒体の管理領域を変更する。
【００７２】
その後、ＳＴ３０において、ホスト１００から記憶装置３００に対して変更した残り論理セクタ数Ｌｎが送られる。すると、ＳＴ３１において、再びホスト１００に対して残り論理セクタ数Ｌｎ及び使用不可能な論理セクタ数Ｌｆを送る。するとホスト１００は、たとえばオペレーティングシステム等に対して領域管理の書き込みが終了したことを通知する。
【００７３】
このように、残り論理セクタ数Ｌｎに対して残り物理セクタ数Ｐｎが不足しているとき、使用不可能な論理セクタ数Ｌｆを見かけ上増加させて、残り論理セクタ数Ｌｎが補正される。これにより、全物理セクタ数Ｐよりも大きく全論理セクタ数Ｌを設定したときにでも、ホスト１００もしくはユーザにデータを記憶できる残り容量の誤認を防止させることができるようになる。すなわち、図６に示す記録再生方法を用い、全物理セクタ数Ｐよりも大きい全論理セクタ数Ｌに設定しても、ホスト１００もしくはユーザに対して記憶容量の誤認を生じさせることを防止することができる。
【００７４】
本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。
上記各実施の形態において、物理ブロックアドレスＰＢＡの長は、論理ブロックアドレスＬＢＡの１／２の大きさに設定されているが、たとえば物理ブロックアドレスＰＢＡの長が論理ブロックアドレスＬＢＡの１／２nに（＝１／２、１／４、１／８、１／１６・・・：ｎは自然数）になるように形成されていればよい。
また、図１において、ホスト１００側のプロトコルの物理層はＵＳＢであり、記憶装置３００におけるプロトコルの物理層はＡＴＡＰＩである。このとき、ホスト１００及び記憶装置３００のプロトコルとして、ＲＳ−２３２Ｃ等のシリアル回線、光ファイバー、ＬＡＮケーブル等からなるようにしてもよい。このとき、プロトコルのネットワーク層には、ＴＣＰ／ＩＰ等が形成されることとなる。
さらに、この技術をホスト１００側のメモリから内部バスにおけるすべての部分で行うことにより、物理メモリの論理的な大容量化、バス速度の論理的な向上及び記憶装置へのアクセス速度の向上を行うことができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、データを効率よく記憶及び転送する事ができる記憶装置、デバイス制御装置、データ変換装置、記録再生システム、記録再生方法及び情報記録媒体の容量管理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記録再生システムの好ましい実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明の記録再生システムの好ましい実施の形態を示すブロック図。
【図３】本発明の記録再生システムにおけるデータの一例を示す図。
【図４】本発明の記録再生システムにおけるアドレス変換テーブルの一例を示す図。
【図５】本発明の記録再生システムにおけるパターンデータ領域の一例を示す図。
【図６】本発明の記録再生システムにおけるデータ記憶領域の一例を示す図。
【図７】本発明の記録再生方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図。
【図８】本発明の記録再生方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図。
【図９】本発明の記録再生システムの第２の実施の形態を示すブロック図。
【図１０】本発明の記録再生システムの第３の実施の形態を示すブロック図。
【図１１】本発明の記憶領域の管理方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図。
【図１２】ＦＡＴにおけるデータの管理状態を示す模式図。
【符号の説明】
１、１０００、２０００・・・記録再生システム、１００・・・ホスト（上位装置）、１５０・・・デバイス制御装置、２００・・・プロトコル変換装置、３００・・・記憶装置、５００・・・データ変換装置、５３０・・・パターン検出手段、５４０・・・アドレス設定手段、５５０・・・パターン発生手段、６１０・・・アドレス変換テーブル、６２０・・・データ記憶領域６３０・・・パターンデータ領域、ＳＤ・・・情報記録媒体、ＰＤ・・・パターンデータ部、ＲＤ・・・ランダムデータ部、ＷＤ・・・データ
Claims (9)
- 上位装置で管理される論理セクタ長で構成された転送データを、前記論理セクタ長のデータより小さい物理セクタ長のデータに変換するデータ変換装置であって、
前記転送データの中で繰り返し現れるデータ列を前記物理セクタ長毎に検出し、前記繰り返し現れるデータ列からなる前記物理セクタをパターンデータ部として認識し、前記パターンデータ部以外のデータ列からなる物理セクタをランダムデータ部として認識するパターン検出手段と、
前記転送データに割り当てられた論理ブロックアドレスと、前記パターンデータ部又は前記ランダムデータ部を格納する物理ブロックアドレスを関連付けるものであって、同じ前記パターンデータ部に共通の前記物理ブロックアドレスを用いたアドレス変換テーブルを生成し、データが記憶可能な情報記録媒体の容量を示す残り論理セクタ数と、データを記憶することができない使用不可能な論理セクタ数を出力するアドレス設定手段と、
前記転送データを前記ランダムデータ部と前記パターンデータ部から構成されるように変換するパターン発生手段と、を備え、
前記アドレス設定手段は、
前記情報記録媒体に記憶可能な残り物理セクタ数と残り論理セクタ数を取得し、
全物理セクタ数に対する全論理セクタ数の比である全体比率と、前記残り物理セクタ数に対する前記残り論理セクタ数の比である残り比率を比較し、
前記全体比率よりも前記残り比率が大きいとき、使用不可能な論理セクタの数を増加させることで前記残り論理セクタ数を減少させて、前記全体比率よりも前記残り比率を小さくし、前記残り論理セクタ及び前記使用不可能な論理セクタを前記上位装置に送る、
ことを特徴とするデータ変換装置。 - 前記情報記録媒体の前記物理セクタ長は、前記論理セクタ長の１／２n（ｎは自然数）で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のデータ変換装置。
- 上位装置で管理される論理セクタ長で構成された転送データを、前記論理セクタ長よりも小さい物理セクタ長で構成された情報記録媒体に記憶する記憶装置であって、
前記転送データの中で繰り返し現れるデータ列からなる前記物理セクタをパターンデータ部として認識し、前記パターンデータ部以外のデータ列からなる物理セクタをランダムデータ部として認識するパターン検出手段と、
前記転送データに割り当てられた論理ブロックアドレスと、前記パターンデータ部又は前記ランダムデータ部を格納する物理ブロックアドレスを関連付けたものであって、同じ前記パターンデータ部に共通の前記物理ブロックアドレスを用いたアドレス変換テーブルを生成し、データが記憶可能な情報記録媒体の容量を示す残り論理セクタ数と、データを記憶することができない使用不可能な論理セクタ数を出力するアドレス設定手段と、
前記転送データを前記ランダムデータ部と前記パターンデータ部から構成されるように変換するパターン発生手段と、
前記アドレス変換テーブルに基づいて、前記物理ブロックアドレスから前記ランダムデータ部又はパターンデータ部を呼び出し、前記パターンデータ部及び前記ランダムデータ部から構成される前記転送データを前記情報記録媒体に記憶するデバイスアクセス部と、を備え、
前記アドレス設定手段は、
前記情報記録媒体に記憶可能な残り物理セクタ数と残り論理セクタ数を取得し、
全物理セクタ数に対する全論理セクタ数の比である全体比率と、前記残り物理セクタ数に対する前記残り論理セクタ数の比である残り比率を比較し、
前記全体比率よりも前記残り比率が大きいとき、使用不可能な論理セクタの数を増加させることで前記残り論理セクタ数を減少させて、前記全体比率よりも前記残り比率を小さくし、前記残り論理セクタ及び前記使用不可能な論理セクタを前記上位装置に送る、
ことを特徴とする記憶装置。 - 前記情報記録媒体の前記物理セクタ長は、前記論理セクタ長の１／２n（ｎは自然数）で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の記憶装置。
- 上位装置で管理される論理セクタ長の転送データを前記上位装置から下位装置にデータ転送を行うときに、プロトコル変換を行うプロトコル変換装置において、
前記転送データの中で繰り返し現れるデータ列を物理セクタ長毎に検出し、前記繰り返し現れるデータ列からなる物理セクタをパターンデータ部として認識し、前記パターンデータ部以外のデータ列からなる物理セクタをランダムデータ部として認識するパターン検出手段と、
前記転送データに割り当てられた論理ブロックアドレスと、前記パターンデータ部又は前記ランダムデータ部を格納する物理ブロックアドレスを関連付けたものであって、
同じ前記パターンデータ部に共通の前記物理ブロックアドレスを用いたアドレス変換テーブルを生成し、データが記憶可能な情報記録媒体の容量を示す残り論理セクタ数と、データを記憶することができない使用不可能な論理セクタ数を出力するアドレス設定手段と、
前記転送データを前記ランダムデータ部と前記パターンデータ部から構成されるように変換するパターン発生手段と、を備え、
前記アドレス設定手段は、
前記情報記録媒体に記憶可能な残り物理セクタ数と残り論理セクタ数を取得し、
全物理セクタ数に対する全論理セクタ数の比である全体比率と、前記残り物理セクタ数に対する前記残り論理セクタ数の比である残り比率を比較し、
前記全体比率よりも前記残り比率が大きいとき、使用不可能な論理セクタの数を増加させることで前記残り論理セクタ数を減少させて、前記全体比率よりも前記残り比率を小さくし、前記残り論理セクタ及び前記使用不可能な論理セクタを前記上位装置に送る、
ことを特徴とするプロトコル変換装置。 - 機器の動作を制御するために設けられ、論理セクタ長で構成された転送データを、前記論理セクタ長のデータより小さい物理セクタ長のデータに変換するデータ変換装置を備えるデバイス制御装置であって、
前記データ変換装置は、
前記転送データの中で繰り返し現れるデータ列を前記物理セクタ長毎に検出し、前記繰り返し現れるデータ列からなる前記物理セクタをパターンデータ部として認識し、前記パターンデータ部以外のデータ列からなる物理セクタをランダムデータ部として認識するパターン検出手段と、
前記転送データに割り当てられた論理ブロックアドレスと、前記パターンデータ部又は前記ランダムデータ部を格納する物理ブロックアドレスを関連付けるものであって、同じ前記パターンデータ部に共通の前記物理ブロックアドレスを用いたアドレス変換テーブルを生成し、データが記憶可能な情報記録媒体の容量を示す残り論理セクタ数と、データを記憶することができない使用不可能な論理セクタ数を出力するアドレス設定手段と、
前記転送データを前記ランダムデータ部と前記パターンデータ部から構成されるように変換するパターン発生手段と、を備え、
前記アドレス設定手段は、
前記情報記録媒体に記憶可能な残り物理セクタ数と残り論理セクタ数を取得し、
全物理セクタ数に対する全論理セクタ数の比である全体比率と、前記残り物理セクタ数に対する前記残り論理セクタ数の比である残り比率を比較し、
前記全体比率よりも前記残り比率が大きいとき、使用不可能な論理セクタの数を増加させることで前記残り論理セクタ数を減少させて、前記全体比率よりも前記残り比率を小さくし、前記残り論理セクタ及び前記使用不可能な論理セクタを前記機器に送る、
ことを特徴とするデバイス制御装置。 - 論理セクタ長の転送データを使用する上位装置と、
前記上位装置との間で前記転送データの転送を行うときに、前記論理セクタ長よりも小さい物理セクタ長のデータに変換するデータ変換装置を備えた下位装置と、からなる記録再生システムであって、
前記下位装置に設けられるデータ変換装置は、
前記転送データの中で繰り返し現れるデータ列を前記物理セクタ長毎に検出し、前記繰り返し現れるデータ列からなる前記物理セクタをパターンデータ部として認識し、前記パターンデータ部以外のデータ列からなる物理セクタをランダムデータ部として認識するパターン検出手段と、
前記転送データに割り当てられた論理ブロックアドレスと、前記パターンデータ部又は前記ランダムデータ部を格納する物理ブロックアドレスを関連付けたものであって、同じ前記パターンデータ部に共通の前記物理ブロックアドレスを用いたアドレス変換テーブルを生成し、データが記憶可能な情報記録媒体の容量を示す残り論理セクタ数と、データを記憶することができない使用不可能な論理セクタ数を出力するアドレス設定手段と、
前記転送データを前記ランダムデータ部と前記パターンデータ部から構成されるように変換するパターン発生手段と、を備え、
前記アドレス設定手段は、
前記情報記録媒体に記憶可能な残り物理セクタ数と残り論理セクタ数を取得し、
全物理セクタ数に対する全論理セクタ数の比である全体比率と、前記残り物理セクタ数に対する前記残り論理セクタ数の比である残り比率を比較し、
前記全体比率よりも前記残り比率が大きいとき、使用不可能な論理セクタの数を増加させることで前記残り論理セクタ数を減少させて、前記全体比率よりも前記残り比率を小さくし、前記残り論理セクタ及び前記使用不可能な論理セクタを前記上位装置に送る、
ことを特徴とする記録再生システム。 - 上位装置で管理される論理セクタ長で構成された転送データを、前記論理セクタ長よりも小さい物理セクタ長で構成された情報記録媒体に記録及び再生を行う記録再生方法であって、
前記転送データの中で繰り返し現れるデータ列を前記物理セクタ長毎に検出し、前記繰り返し現れるデータ列からなる前記物理セクタをパターンデータ部として認識し、前記パターンデータ部以外のデータ列からなる物理セクタをランダムデータ部として認識ステップと、
前記転送データに割り当てられた論理ブロックアドレスと、前記パターンデータ部又は前記ランダムデータ部を格納する物理ブロックアドレスを関連付けたものであって、同じ前記パターンデータ部に共通の前記物理ブロックアドレスを用いたアドレス変換テーブルを生成するステップと、
前記転送データが記憶可能な情報記録媒体の容量を示す残り論理セクタ数と、前記転送データを記憶することができない使用不可能な論理セクタ数を出力するステップと、
前記転送データを前記ランダムデータ部と前記パターンデータ部から構成されるように変換するステップと、
前記ランダムデータ部と前記パターンデータ部を前記情報記録媒体に記憶するステップと、
前記情報記録媒体に記憶可能な残り物理セクタ数と残り論理セクタ数を取得し、全物理セクタ数に対する全論理セクタ数の比である全体比率と、前記残り物理セクタ数に対する前記残り論理セクタ数の比である残り比率を比較するステップと、
前記全体比率よりも前記残り比率が大きいとき、使用不可能な論理セクタの数を増加させることで前記残り論理セクタ数を減少させて、前記全体比率よりも前記残り比率を小さくし、前記残り論理セクタ及び前記使用不可能な論理セクタを前記上位装置に送るステップと、を含むことを特徴とする記録再生方法。 - 前記転送データを再生するときは、前記アドレス変換テーブルに基づいて、前記ランダムデータ部と前記パターンデータ部を読み出し、前記転送データを構築し再生することを特徴とする請求項８に記載の記録再生方法。
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