JP4984677B2

JP4984677B2 - 情報処理装置

Info

Publication number: JP4984677B2
Application number: JP2006176558A
Authority: JP
Inventors: 拓朗園山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2026-06-27
Also published as: JP2008009506A

Description

本発明は情報処理装置に関し、特にファイルの実データを管理情報とともに記録手段に記録しておき、この管理情報に基づいて記録手段に記録されるファイルに対するアクセス処理を行う情報処理装置に関する。

近年、内蔵したＨＤＤ（Hard Disk Drive）に、動画ストリームなどのＡＶ（Audio Visual）データファイルを記録し、再生することのできる機能を有する情報処理装置が普及している。たとえば、汎用のパーソナルコンピュータや、ＡＶデータの記録と再生専用のハイブリッドレコーダなどに、ＡＶデータの記録・再生のためのファイルシステムが組み込まれている。

このような装置では、ＨＤＤへのファイル記録やＨＤＤに記録されたファイルの再生は、必ずファイルシステムを介して行われる。たとえば、ＦＡＴ（File Allocation Tables）ファイルシステムでは、ＨＤＤに記録されているＦＡＴ管理テーブルによってファイルの実データが書き込まれている位置を管理している。したがって、ＨＤＤに記録されるデータファイルにアクセスする際には、ＦＡＴ管理テーブルを参照する必要があり、ＦＡＴ管理テーブル参照時に発生するシーク動作が、ＨＤＤのアクセス速度の向上を阻む要因の１つとなっていた。

そこで、システムの初期化処理時に、ＦＡＴ管理テーブルをＨＤＤから読み出して高速読み書きが可能なバッファメモリに格納しておき、以降のファイルアクセス処理では、バッファメモリ上のＦＡＴ管理テーブルを使用することにより、ファイルアクセス速度の向上を図る情報記録再生装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００５−１４１３３５号公報

ところで、一般的な高信頼性ファイルシステムを介したＨＤＤへのファイルの記録及び再生も、必ずメタデータやジャーナルログなどの管理情報が参照される。管理情報は、ファイルシステムの管理ブロック上に離散的にマッピングされるため、ＨＤＤ上においても、物理的なレイアウトは不連続に散在する。したがって、ＨＤＤ上のデータファイルを読み出す場合には、いったん、別の領域に記録される管理情報にアクセスしなければならず、データファイルへのアクセスに前後して、高い確率で大きなシーク動作が発生する。記録の場合にも、別の領域にマッピングされるデータファイルと、管理情報を書き込まなければならないため、同様にシーク動作が発生する。ＨＤＤのパフォーマンスは、シーク動作が伴うほど低下するので、ファイル管理情報とデータファイルをアクセスするために恒常的に発生するシーク動作は、ＨＤＤのスループット向上の阻害要因となっている。

また、装置を起動する際には、ファイルシステムを起動するシーケンスが実行される。このとき、起動に必要な管理情報はＨＤＤから読み出さなければならないため、ＨＤＤが起動時、アクセスレディになるまでファイルシステムの起動を待たざるを得ない。ＨＤＤは機械部品であるので、アクセスレディになるまでの時間は、一般的な半導体デバイスに比べて、数倍から数十倍遅い。たとえば、装置が起動されてからファイルシステムが立ち上がるまでに、数秒から数十秒要する場合がある。このように、ファイルシステムの起動時間がボトルネックとなり、装置の起動時間を短縮することが難しいという問題点もある。なお、特許文献１の情報記録再生装置は、起動時にＦＡＴ管理テーブルをＨＤＤから読み出すので、ファイルシステムの高速起動は難しいという問題点が同様にある。また、耐久性の低いＨＤＤが故障した場合、ＦＡＴ管理テーブルも併せて破壊されてしまうという問題点もある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ファイルアクセスの高速化と、高速起動を可能にするファイルシステムを搭載した情報処理装置を提供することを目的とする。

本発明では上記課題を解決するために、データ記録手段と、管理情報記録手段と、再生制御手段と、記録制御手段とを具備し、管理情報に基づいてファイルの実データに対するアクセス処理を行う情報処理装置が提供される。データ記録手段は、シーク動作を伴う記録媒体からなり、所定のファイルの実データが記録され、第１のインタフェースを介してアクセスされる。管理情報記録手段は、シーク動作を伴わずに動作可能でデータ記録手段よりもレイテンシーが小さい素子で構成される記録媒体からなり、所定のファイルのメタデータを含む管理情報が記録され、第２のインタフェースを介してアクセスされる。再生制御手段は、所定のファイルの再生要求信号が入力されると、第２のインタフェースを介して再生要求ファイルに対応する管理情報を管理情報記録手段から読み出すとともに、読み出した管理情報に基づき、第１のインタフェースを介してデータ記録手段に記録される再生要求ファイルの実データを読み出す。記録制御手段は、データ記録手段にファイルを記録する記録要求信号が入力されると、記録要求ファイルを記録可能な空き領域をデータ記録手段から検出し、検出された空き領域の指示情報と記録要求ファイルのメタデータを含む管理情報を生成するとともに、該管理情報を第２のインタフェースを介して管理情報記録手段に記録し、第１のインタフェースを介して記録要求ファイルの実データを空き領域に記録する。

このような情報処理装置によれば、ファイルの実データは、シーク動作を伴う記録媒体からなり、第１のインタフェースを介してアクセスされるデータ記録手段に記録される。一方、このファイルのメタデータを含む管理情報は、シーク動作を伴わずに動作可能でデータ記録手段よりもレイテンシーが小さい素子で構成される記録媒体からなり、第２のインタフェースを介してアクセスされる管理情報記録手段に記録される。ファイルの再生要求信号が入力されると、再生制御手段は、再生要求ファイルの管理情報を管理情報記録手段から読み出し、読み出した管理情報に基づいて、データ記録手段から再生要求ファイルの実データを読み出す。一方、記録制御手段は、ファイルの記録要求信号が入力されると、記録要求ファイルを記録可能な空き領域をデータ記録手段から移す。検出された空き領域の指示情報と記録要求ファイルのメタデータを含む管理情報を生成して管理情報記録手段に記録し、記録要求ファイルの実データを空き領域に記録する。

本発明では、情報処理装置内に所定のファイルを記録する場合に、従来は同一の記録手段に記録されていたファイルの実データとその管理情報とを別々に動作可能な記録手段に記録する。たとえば、ファイルの実データを記録する記録手段が、シーク動作が必要なＨＤＤなどで構成されていた場合、管理情報を別の記録手段で管理することにより、シーク動作を減らし、ファイルの記録・再生のスループットを向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、実施の形態に適用される発明の概念について説明し、その後、実施の形態の具体的な内容を説明する。
図１は、実施の形態に適用される発明の概念図である。

本発明に係るファイルシステムが適用される情報処理装置は、ファイルの再生を制御する再生制御手段１ａ、ファイルの記録を制御する記録制御手段１ｂ、データ記録手段１ｄへのアクセス処理を行うデータ記録手段インタフェース１ｃ、ファイルの実データを記録するデータ記録手段１ｄ、管理情報記録手段１ｆへのアクセス処理を行う管理情報記録手段インタフェース１ｅ、管理情報を記録する管理情報記録手段１ｆ、及び情報処理装置起動時の初期化処理を行う初期化手段１ｇを具備する。

再生制御手段１ａは、図示しないアプリケーションなどからファイル再生要求信号が入力されると、再生要求されたファイルの読み出しを制御する。再生制御手段１ａは、まず、再生要求ファイルが格納される領域などが設定される再生要求ファイルの管理情報を、管理情報記録手段インタフェース１ｅを介して管理情報記録手段１ｆから読み出す。そして、データ記録手段インタフェース１ｃを介し、読み出した管理情報によって特定されるデータ記録手段１ｄの記録領域から、再生要求ファイルの実データを読み出す。読み出されたデータは、要求元へ送る。

記録制御手段１ｂは、図示しないアプリケーションなどからファイル記録要求信号と、記録ファイルの実データが入力されると、記録要求されたファイルの書き込みを制御する。記録制御手段１ｂは、まず、データ記録手段インタフェース１ｃを介してデータ記録手段１ｄの空き状況をチェックし、記録要求ファイルの実データが記録できる空き領域を検出する。そして、以降の処理でこのデータが読み出しできるように、検出された空き領域を指示する指示情報と、記録ファイルに関するファイル情報を含む管理情報を生成し、管理情報記録手段インタフェース１ｅを介して管理情報記録手段１ｆへ書き込む。そして、データ記録手段インタフェース１ｃを介し、取得したファイル実データを検出された空き領域に書き込む。要求元へは、正常終了などの処理状況を返す。

データ記録手段インタフェース１ｃは、データ記録手段１ｄへのファイルの実データの書き込みと読み出しを制御する。
データ記録手段１ｄは、ファイルの実データを記録する。データ記録手段１ｄは、大量のデータを低コストで記録できるＨＤＤに代表される補助記憶装置で構成される。アクセス時にシーク動作を伴うことが特徴であり、ほかに、光ディスク装置、光磁気ディスク装置などがある。

管理情報記録手段インタフェース１ｅは、管理情報記録手段１ｆへの管理情報の書き込みと読み出しを制御する。
管理情報記録手段１ｆは、管理情報を記録する。管理情報は、ファイルの実データと比較してデータサイズが格段に小さいので、データ記録手段１ｄより高速アクセスが可能なレイテンシーが小さい素子で構成される。たとえば、シーク動作を必要としない不揮発性メモリで構成される。

初期化手段１ｇは、情報処理装置の起動時、管理情報記録手段１ｆに記録される管理情報を読み出し、管理情報に基づいてファイルアクセスに関する初期情報を設定する。これにより、初期化時には、管理情報記録手段１ｆからだけ読み出しを行えばよいので、アクセスレディになるまでの時間を考慮する必要がなくなる。

このような構成の情報処理装置の動作及びファイルアクセス方法について説明する。なお、以下の説明では、データ記録手段１ｄはＨＤＤ、管理情報記録手段１ｆは不揮発性メモリで構成されるとする。

ファイル再生要求信号が入力されると、再生制御手段１ａは、管理情報記録手段インタフェース１ｅを介して管理情報記録手段１ｆから、再生要求ファイルの管理情報を読み出す。そして、読み出した管理情報に基づき、データ記録手段インタフェース１ｃを介してデータ記録手段１ｄから再生要求ファイルの実データを読み出す。これにより、従来、管理情報の検索のため行われていたＨＤＤヘッドのシーク動作を省くことが可能となり、ＨＤＤへのユーザデータアクセス性能を向上させることができる。

また、ファイル記録要求信号がファイル実データとともに入力されると、記録制御手段１ｂは、データ記録手段１ｄの空き領域を検出し、その管理情報を生成して管理情報記録手段インタフェース１ｅを介して管理情報記録手段１ｆへ登録する。そして、検出されたデータ記録手段１ｄの空き領域にファイル実データを記録する。記録時も再生時と同様に、管理情報の書き込みのために行われていたシーク動作を省くことが可能となり、スループットを向上させることができる。

さらに、情報処理装置の起動時には、ファイルシステムを起動する必要がある。初期化手段１ｇは、情報処理装置が初期化されると起動され、管理情報記録手段インタフェース１ｅを介して管理情報記録手段１ｆに記録されるファイルの管理情報を読み出し、読み出した管理情報をメインメモリに展開する。このように、初期化手段１ｇの読み出し元は、高速アクセスが可能な不揮発性メモリになる。したがって、ＨＤＤへアクセスしていた従来と比較し、読み出しレイテンシーを激減させることができる。また、機械的な機構を備え、アクセスレディになるまでに時間のかかるＨＤＤに比べ、起動後すぐに読み出しを行うことが可能であり、ファイルシステムの高速起動を実現することができる。

以下、実施の形態を、ＡＶストリームを記録・再生する情報処理装置に適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。実施の形態では、管理情報として、少なくともＡＶストリームのファイル名や属性情報、実データの記録位置などを紐付けしたメタデータと、メタデータ設定に関するジャーナルログとを有し、ＡＶストリームの記録・再生を管理するとする。

図２は、本発明の実施の形態のファイルシステムが適用される情報処理装置のハードウェア構成図である。
本発明の実施の形態の情報処理装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１によって装置全体が制御されている。ＣＰＵ１０１には、バス１０５を介してメインメモリ１０２、不揮発性メモリコントローラ１０３、及びＨＤＤコントローラ１０４が接続されるシステムユニットが、不揮発性メモリインタフェース（以下、Ｉ／Ｆとする）１０６を介して不揮発性メモリ１３０と接続し、ＨＤＤＩ／Ｆ１０７を介してＨＤＤ１４０と接続する。

ＣＰＵ１０１は、後述するアプリケーションから発せられるファイルアクセス要求に基づいて、メインメモリ１０２、不揮発性メモリコントローラ１０３、及びＨＤＤコントローラ１０４を制御し、ＨＤＤ１４０にファイルの実データを記録し、かつ記録された実データを再生する。

メインメモリ１０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）で構成され、ＣＰＵ１０１に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、メインメモリ１０２には、不揮発性メモリ１３０に記録されるファイルの管理情報の一部を含むＣＰＵ１０１による処理に必要な各種データが格納される。

不揮発性メモリコントローラ１０３は、不揮発性メモリＩ／Ｆ１０６を介して不揮発性メモリ１３０に接続し、ＣＰＵ１０１からの命令に従って、不揮発性メモリ１３０に記録された管理情報の読み出しと書き込みを制御する。不揮発性メモリ１３０には、ＡＶストリームファイルに関するファイルシステムの管理情報（メタデータやジャーナルログ）が平衡木構造で記録されている。ＡＶストリームの再生時の基本動作として、このファイルシステムの管理情報のうち、一部がメインメモリ１０２上に展開され、要求に応じて、不揮発性メモリ１３０上に続きをアクセスする。

ＨＤＤコントローラ１０４は、ＨＤＤＩ／Ｆ１０７を介してＨＤＤ１４０に接続し、ＣＰＵ１０１からの命令に従って、ＨＤＤ１４０に記録されるファイルの実データの読み出しと書き込みを制御する。ＨＤＤ１４０には、ＯＳやアプリケーションのプログラムなどのほか、ＡＶストリームの実データ（ユーザデータ）が格納される。

このようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。
次に、本実施の形態の情報処理装置１００のソフトウェア構成について説明する。図３は、本実施の形態のファイルシステムが適用される情報処理装置のソフトウェア構成図である。図２と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。

本発明の実施の形態の情報処理装置１００は、アプリケーション２０１、仮想ファイルシステム（ＶＦＳ；Virtual File System）２０２、ファイルマネージャー２０３、ユーザデータレイアウトマネージャー２０４、ブロックデバイスＩ／Ｏドライバ２０５、ＨＤＤＩ／Ｆドライバ２０６、メタデータレイアウトマネージャー２０７、不揮発性メモリＩ／Ｏドライバ２０８、及び不揮発性メモリＩ／Ｆドライバ２０９を有する。

アプリケーション２０１は、アプリケーションプログラムに従って処理手順を実行し、ファイルの記録・再生要求を発生させる。ファイルの記録・再生要求は、仮想ファイルシステム２０２に出力される。

仮想ファイルシステム２０２は、アプリケーション２０１と下層レイヤとの間で、ファイルアクセス要求を伝達する基本的な制御を行う。仮想ファイルシステム２０２により、アプリケーション２０１からは、ＡＶストリームを記録する記録媒体の種別や特性などを考慮せずに、記録・再生要求を発生させることができる。

ファイルマネージャー２０３は、ユーザデータ及び管理情報の記録・再生処理を行う下層を管理し、仮想ファイルシステム２０２からの指示に従って、ファイル管理情報の生成や、登録されているファイル管理情報の抽出など、ファイル管理情報に基づくファイル管理を行う。ファイルマネージャー２０３によって管理される下層は、ユーザデータに関するユーザデータレイアウトマネージャー２０４、ブロックデバイスＩ／Ｏドライバ２０５、及びＨＤＤＩ／Ｆドライバ２０６と、管理情報に関するメタデータレイアウトマネージャー２０７、不揮発性メモリＩ／Ｏドライバ２０８、及び不揮発性メモリＩ／Ｆドライバ２０９とに分かれる。

ユーザデータレイアウトマネージャー２０４は、ユーザデータ（実データ）を記録する領域を管理する。ブロックデバイスＩ／Ｏドライバ２０５は、ファイルシステム上の位置情報をＨＤＤ１４０上の記録位置情報に変換するとともに、ＨＤＤＩ／Ｆドライバ２０６へのデータ書き込みサイズとタイミングを制御する。ＨＤＤＩ／Ｆドライバ２０６は、ＨＤＤＩ／Ｆ１０７のフォーマットと、ファイルシステムの上位層のフォーマットとの変換処理を行うとともに、ＨＤＤコントローラ１０４経由でＨＤＤ１４０へのアクセス制御を行う。

メタデータレイアウトマネージャー２０７は、メタデータやジャーナルなどの管理情報の記録を管理する。不揮発性メモリＩ／Ｏドライバ２０８は、メタデータレイアウトマネージャー２０７が生成したメタデータのエントリ情報を受け取り、不揮発性メモリ１３０上の位置情報に変換する。また、ファイルマネージャー２０３が生成したメタデータ本体を受け取り、不揮発性メモリＩ／Ｆドライバ２０９への書き込みサイズとタイミングを制御する。不揮発性メモリＩ／Ｆドライバ２０９は、不揮発性メモリＩ／Ｆ１０６のフォーマットと、上位層のフォーマットとの変換を行うとともに、不揮発性メモリコントローラ１０３経由で、メタデータ及びジャーナルの書き込みと読み出しを制御する。

このような構成の情報処理装置の動作及びファイルアクセス方法について、起動時、ファイルの記録時、及び再生時の３つの場合で説明する。
（１）ファイルシステムの起動
情報処理装置が初期化されると、ファイルシステムも新たに起動され、不揮発性メモリ１３０に記録されている管理情報に基づき、ファイルシステムの動作に必要な情報をメインメモリに展開する。半導体である不揮発性メモリ１３０は、機械部品であるＨＤＤ１４０とは異なり、装置初期化後すぐにアクセス可能な状態となる。このため、装置初期化でＯＳが起動されると、ＯＳは、ＨＤＤ１４０のような待ち時間の必要なしに、ファイルシステムを起動することができる。

ファイルシステム起動時には、まず、ファイルマネージャー２０３が起動され、不揮発性メモリコントローラ１０３を介して、必要な管理情報を不揮発性メモリ１３０から読み出す。読み出した管理情報は、必要に応じて、メインメモリ１０２上に展開される。

このように、管理情報を不揮発性メモリ１３０に記録しておくため、従来のＨＤＤ１４０に記録された管理情報を読み出していた場合と比べて、読み出しのレイテンシーが激減し、結果として管理情報の読み出し性能が向上する。

（２）ファイルの記録
ファイルの記録処理は、アプリケーション２０１が仮想ファイルシステム２０２に対してファイルの実データの記録要求で起動され、対象のファイルの実データをＨＤＤ１４０に記録する。記録対象のファイルの実データは、アプリケーション２０１によって、メインメモリ１０２に一時保存されている。

図４は、本実施の形態のファイルアクセス方法におけるファイルの記録の手順を示したフローチャートである。
［ステップＳ１１］仮想ファイルシステム２０２からファイルの記録要求が伝達されると、ファイルマネージャー２０３は、新たに生成するファイルの管理情報を記録するための領域を確保するため、メタデータレイアウトマネージャー２０７に指示を出す。メタデータレイアウトマネージャー２０７は、管理する平衡木上に新たなメタデータ領域を確保し、エントリ情報を生成する。

［ステップＳ１２］ファイルマネージャー２０３は、ユーザデータを記録するための領域を確保するため、ユーザデータレイアウトマネージャー２０４に指示を出す。ユーザデータレイアウトマネージャー２０４は、記録要求がされたファイルの実データのサイズに基づき、管理するファイルシステム上の空き領域を確保し、位置とサイズを決定する。

［ステップＳ１３］続いて、ファイルマネージャー２０３は、メタデータファイル名やサイズや属性情報、ユーザデータを記録するファイルシステム上の記録位置を紐付けしてメタデータ群としてリンクリスト形式でまとめたメタデータ本体を生成する。さらに、まとめたメタデータ群の書き込みに関するジャーナルログを生成する。

［ステップＳ１４］ファイルマネージャー２０３は、ステップＳ１１でメタデータレイアウトマネージャー２０７によって生成されたエントリ情報を、不揮発性メモリＩ／Ｏドライバ２０８に送り、メタデータの書き込み指示を行う。

［ステップＳ１５］不揮発性メモリＩ／Ｏドライバ２０８は、メタデータのエントリ情報を受け取り、不揮発性メモリ１３０上に書き込む位置情報に変換する。また、ステップＳ１３でファイルマネージャー２０３によって生成されたメタデータ本体を受け取り、不揮発性メモリＩ／Ｆドライバ２０９への書き込みサイズとタイミングを制御する。不揮発性メモリＩ／Ｆドライバ２０９は、メタデータの位置とサイズ、メタデータ本体を受け取ると、不揮発性メモリＩ／Ｆ１０６のフォーマットに応じた形式に再形成し、不揮発性メモリコントローラ１０３経由で不揮発性メモリ１３０へ書き込む。書き込み完了後、割り込みがファイルマネージャー２０３へ通知される。

［ステップＳ１６］メタデータの書き込み完了が通知されると、ファイルマネージャー２０３は、ステップＳ１２で確保されたユーザデータを記録するファイルシステム上の位置情報がブロックデバイスＩ／Ｏドライバ２０５へ通知し、ユーザデータの書き込み指示を行う。

［ステップＳ１７］ブロックデバイスＩ／Ｏドライバ２０５は、ユーザデータを記録するファイルシステム上の位置情報を受け取り、ＨＤＤ１４０上の記録位置情報に変換する。また、メインメモリ１０２上にあるユーザデータ本体を受け取り、ＨＤＤＩ／Ｆドライバ２０６への書き込みサイズとタイミングを制御する。ユーザデータの位置とサイズ、本体を受け取ったＨＤＤＩ／Ｆドライバ２０６は、ＨＤＤＩ／Ｆ１０７のフォーマットに応じた形式に再形成し、ＨＤＤコントローラ１０４経由でＨＤＤへ書き込む。ＨＤＤへの書き込みが完了したら、その完了割り込みがＨＤＤＩ／Ｆドライバ２０６からファイルマネージャー２０３に通知される。

［ステップＳ１８］メタデータ及びユーザデータの書き込み完了割り込み通知を受けたファイルマネージャー２０３は、生成したジャーナルログを不揮発性メモリ１３０上にマップされているファイルシステムのログ領域へ書き込む。書き込み方法は、メタデータと同様である。また、合わせてファイルマネージャーは仮想ファイルシステム経由で、ユーザアプリケーションへファイルの書き込み完了を通知する。

以上の処理手順が実行されることにより、ＡＶストリームのユーザデータは、ＨＤＤ１４０に記録され、その管理情報は、不揮発性メモリ１３０に記録される。
（３）ファイルの再生
ファイルの再生は、アプリケーション２０１が仮想ファイルシステム２０２に再生要求を行うと起動される。

図５は、本実施の形態のファイルアクセス方法におけるファイルの再生の手順を示したフローチャートである。
［ステップＳ２１］仮想ファイルシステム２０２からファイルの再生要求が伝達されると、ファイルマネージャー２０３は、ファイル名に紐付いているメタデータ群をメインメモリ１０２上に一部展開されている管理情報の平衡木上から検索する。

［ステップＳ２２］ファイルマネージャー２０３は、該当するメタデータが見つかったら、ファイルのユーザデータサイズ・ファイルシステム上の記録位置情報を抽出し、ブロックデバイスＩ／Ｏドライバ２０５に渡す。これをメタデータ群の最後まで繰り返す。

［ステップＳ２３］ブロックデバイスＩ／Ｏドライバ２０５は、ステップＳ２２で取得したファイルシステム上の記録位置情報をＨＤＤ１４０上の記録位置情報に変換し、ユーザデータサイズとともにＨＤＤＩ／Ｆドライバ２０６へ渡す。ＨＤＤＩ／Ｆドライバ２０６は、渡されたサイズと位置情報を元に、ＨＤＤコントローラ１０４経由でＨＤＤからユーザデータを読み出す。読み出したユーザデータは、ブロックデバイスＩ／Ｏドライバ２０５の管理下のメインメモリ１０２上へ展開する。

［ステップＳ２４］ステップＳ２２において、メインメモリ１０２上に、全てのメタデータ群が展開されているかどうかを判定する。全メタデータが展開されていない場合、ステップＳ２２に戻って、その続きを不揮発性メモリ１３０上から読み出し、メインメモリ１０２上へ展開する。

［ステップＳ２５］全てのユーザデータの読み出しが完了した場合、ＨＤＤＩ／Ｆドライバ２０６からファイルマネージャー２０３へ、読み出し完了割り込みを発生させる。ファイルマネージャー２０３は、読み出し完了割り込みを受けたら、仮想ファイルシステム２０２経由でアプリケーション２０１へファイルの読み込み完了を通知する。

以上の処理手順が実行されることにより、ＨＤＤ１４０に記録されるＡＶストリームのユーザデータは、不揮発性メモリ１３０に記録される管理情報に基づき、読み出しが行われる。

このように、全てのファイル管理情報を不揮発性メモリ１３０に置くことで、ＨＤＤ１４０上のストリームデータへのアクセス時に必ず発生する、メタデータを管理する平衡木の検索は、メインメモリ１０２と不揮発性メモリ１３０との間で行われることになり、ＨＤＤ１４０とは独立動作となる。したがって、従来システムにて発生していたメタデータ検索のためのＨＤＤヘッドのシーク動作によるレイテンシーが激減し、ＨＤＤへユーザデータをアクセスする性能が向上する。

特に、連続データで構成されるユーザデータを特徴とするＡＶストリームの記録・再生において顕著に効果が発揮される。メタデータの読み出しに要していたシーク動作の時間などが削減されることにより、ＡＶストリームの記録・再生の高速化が可能となり、たとえば、デジタル放送の録画処理などにおいて、同時に録画可能な番組数を増やすことなどが期待できる。

ファイルシステムの起動時に必要なファイル管理情報のメインメモリへの展開は、読み出し元が不揮発性メモリとなるので、従来システムにおいてＨＤＤへアクセスしていた際の読み出しレイテンシーが激減し、結果、ファイル管理情報の読み出し性能が向上する。

ＡＶストリームの記録・再生について、ＨＤＤの記録容量あたりのファイル数がファイルサーバやデータベースサーバと比較して相対的に少ない。つまり、ＨＤＤの記録容量あたりのメタデータの数も相対的に少ないといえる。ファイルシステムの起動時に必要なファイル管理情報の読み出すサイズ当たりの読み出しレイテンシーの観点から、本効果は、ＡＶストリームの記録・再生においてより顕著に発揮される。

また、ＨＤＤが故障し、一部の領域へアクセスできなくなった場合、ユーザデータは保証できないが、ファイルシステムの管理情報は守られるため、ファイルシステム上ではメタデータの制御が可能となり、ファイルの破棄などを行うことで、ファイルシステムの稼働性が保持できる。

実施の形態に適用される発明の概念図である。本発明の実施の形態のファイルシステムが適用される情報処理装置のハードウェア構成図である。本実施の形態のファイルシステムが適用される情報処理装置のソフトウェア構成図である。本実施の形態のファイルアクセス方法におけるファイルの記録の手順を示したフローチャートである。本実施の形態のファイルアクセス方法におけるファイルの再生の手順を示したフローチャートである。

符号の説明

１ａ・・・再生制御手段、１ｂ・・・記録制御手段、１ｃ・・・データ記録手段インタフェース、１ｄ・・・データ記録手段、１ｅ・・・管理情報記録手段インタフェース、１ｆ・・・管理情報記録手段、１ｇ・・・初期化手段

Claims

管理情報に基づいてファイルの実データに対するアクセス処理を行う情報処理装置において、
シーク動作を伴う記録媒体からなり、所定のファイルの実データが記録され、第１のインタフェースを介してアクセスされるデータ記録手段と、
シーク動作を伴わずに動作可能で前記データ記録手段よりもレイテンシーが小さい素子で構成される記録媒体からなり、前記所定のファイルのメタデータを含む管理情報が記録され、第２のインタフェースを介してアクセスされる管理情報記録手段と、
前記所定のファイルの再生要求信号が入力されると、前記第２のインタフェースを介して再生要求ファイルに対応する管理情報を前記管理情報記録手段から読み出すとともに、読み出した前記管理情報に基づき、前記第１のインタフェースを介して前記データ記録手段に記録される前記再生要求ファイルの実データを読み出す再生制御手段と、
前記データ記録手段にファイルを記録する記録要求信号が入力されると、記録要求ファイルを記録可能な空き領域を前記データ記録手段から検出し、検出された前記空き領域の指示情報と前記記録要求ファイルのメタデータを含む管理情報を生成するとともに、該管理情報を前記第２のインタフェースを介して前記管理情報記録手段に記録し、前記第１のインタフェースを介して前記記録要求ファイルの実データを前記空き領域に記録する記録制御手段と、
を具備する情報処理装置。
前記管理情報記録手段は、不揮発性メモリで構成される請求項１記載の情報処理装置。
前記情報処理装置の起動時、前記管理情報記録手段に記録される前記管理情報を読み出し、前記管理情報に基づいて、前記データ記録手段に記録されるファイルのアクセス処理に必要な情報を主メモリに展開する初期化手段、
をさらに具備する請求項１記載の情報処理装置。
前記所定のファイルは、連続データで構成されるＡＶストリームであり、前記管理情報は、少なくとも当該ＡＶストリームのファイル名や属性情報を含むメタデータと、該メタデータ設定に関するジャーナルログとを有し、
前記再生制御手段は、前記再生要求ファイルに対応する全データの読み出しが終了するまで、前記管理情報の読み出しと、前記再生要求ファイルの実データの読み出しを繰り返す、
情報処理装置。