JP5534852B2 - Semiconductor disk device - Google Patents

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Description

この発明は、例えば、ナビゲーション装置などの情報処理装置におけるハードディスク装置に代えて、データを格納する半導体ディスク装置に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor disk device for storing data instead of a hard disk device in an information processing apparatus such as a navigation apparatus.

情報処理装置における記憶装置には、例えば、ハードディスク装置（ＨＤＤ＝Hard Disk Drive）や半導体ディスク装置が使用されている。例えば、カーナビゲーション装置においては、地図情報や音楽データを格納する手段としてハードディスク装置を使用したＨＤＤナビが広く普及している。一方、フラッシュ型メモリなどの半導体メモリの大容量化と低価格化に伴い、半導体メモリを搭載したカーナビゲーション装置（メモリナビ）が普及し始めている。半導体メモリはハードディスク装置のような機構部を有していないため起動時間、応答時間がハードディスク装置と比べて桁違いに早いという特長がある。
そこで、ハードディスク装置を半導体メモリに容易に置き換えるための半導体ディスク装置（ＳＳＤ＝Solid State Drive）の構成が開示されている。例えば、特許文献１によれば、半導体ディスク装置は、インターフェースの仕様をハードディスク装置と同一にして互換性を有するよう構成されており、既存のハードディスク装置に置き換えて上位装置と接続してデータを入出力する。 As the storage device in the information processing apparatus, for example, a hard disk device (HDD = Hard Disk Drive) or a semiconductor disk device is used. For example, in car navigation devices, HDD navigation using a hard disk device as a means for storing map information and music data is widely used. On the other hand, with the increase in capacity and price of semiconductor memories such as flash memories, car navigation devices (memory navigation) equipped with semiconductor memories are becoming popular. Since the semiconductor memory does not have a mechanism part like the hard disk device, it has a feature that the start time and response time are orders of magnitude faster than the hard disk device.
Therefore, a configuration of a semiconductor disk device (SSD = Solid State Drive) for easily replacing the hard disk device with a semiconductor memory is disclosed. For example, according to Patent Document 1, the semiconductor disk device is configured to have compatibility with the same interface specifications as the hard disk device, and is replaced with an existing hard disk device to connect to a host device and input data. Output.

特開平０７−２１９７２０号公報JP 07-219720 A

しかしながら、特許文献１の半導体ディスク装置は、既存のハードディスク装置と性能が異なるため、起動時間、応答時間又はデータ転送速度の差によってハードディスク装置のデータ入出力とは異なるタイミングで上位装置へデータを入出力し、上位装置において異常な処理動作になり上位装置の機能に障害が発生するという課題があった。   However, since the performance of the semiconductor disk device of Patent Document 1 is different from that of the existing hard disk device, data is input to the host device at a timing different from the data input / output of the hard disk device due to the difference in startup time, response time, or data transfer speed. There is a problem in that an abnormal processing operation occurs in the host device and a failure occurs in the function of the host device.

この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、既存の記憶装置からの置き換え時に当該記憶装置との性能差による障害発生を低減することができる半導体ディスク装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a semiconductor disk device capable of reducing the occurrence of a failure due to a performance difference from the storage device when replacing the existing storage device. And

この発明に係る半導体ディスク装置は、上位装置と接続され、ハードディスク装置の動作を模擬する半導体ディスク装置であって、半導体メモリで構成されるデータ記憶部と、複数種類のハードディスク装置の電源投入時の起動時間の値を含む設定値をハードディスク装置のメーカおよび型式ごとに記憶する設定・管理情報記憶部と、電源を投入してから予め選択されたハードディスク装置の設定値に含まれる起動時間の間は、データ記憶部を外部からのアクセスを受け付けない状態にすることで、上位装置に対する見かけ上の起動時間を遅延する遅延処理部とを備えたものである。 A semiconductor disk device according to the present invention is a semiconductor disk device that is connected to a host device and simulates the operation of a hard disk device, and includes a data storage unit composed of a semiconductor memory and a plurality of types of hard disk devices when power is turned on. The setting / management information storage unit that stores the setting value including the value of the starting time for each manufacturer and model of the hard disk device, and the starting time included in the setting value of the hard disk device selected in advance after the power is turned on , by the data storage unit in a state that does not accept the access from the outside, in which a delay processing unit that delays the start time of the apparent with respect to the upper level device.

この発明によれば、半導体ディスク装置は、模擬対象のハードディスク装置の電源投入時の起動時間の値を含む設定値を記憶する設定・管理情報記憶部と、電源を投入してから設定値に含まれる起動時間の間は、データ記憶部を外部からのアクセスを受け付けない状態にすることで、接続した上位装置に対する見かけ上の起動時間を遅延する遅延処理部とを備えるよう構成したので、上位装置側から見れば模擬対象のハードディスク装置と同等の起動時間で読み書き可能な状態にすることができる。その結果、既存のハードディスク装置からの置き換え時に当該ハードディスク装置との性能差による障害発生を低減することができる。 According to the present invention, a semiconductor disk device, the set value and the setting and management information storing unit for storing a set value containing the value of the starting time of power-on of the simulated target hard disk drive, power from was charged During the included startup time, the data storage unit is configured to include a delay processing unit that delays the apparent startup time for the connected higher-level device by not accepting external access. When viewed from the device side, it is possible to make it readable and writable in the same startup time as the simulation target hard disk device. As a result, it is possible to reduce the failure caused by the performance difference between the hard disk device when replacement of existing hard disk drive.

この発明の実施の形態１に係る半導体ディスク装置の機能的な構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a functional configuration of a semiconductor disk device according to a first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態１における半導体ディスク装置の起動時の動作を表わすタイムチャートである。3 is a time chart representing an operation at the time of startup of the semiconductor disk device in the first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態１に係る半導体ディスク装置のデータ読出し時の動作を表わすタイミングチャートである。3 is a timing chart representing an operation at the time of data reading of the semiconductor disk device according to the first embodiment of the present invention;

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、半導体ディスク装置１の機能的な構成を示している。
半導体ディスク装置１は、例えば、外形が一般的なハードディスク装置の形状と同一であり、上位装置２と接続する図示しないコネクタも一般的なハードディスク装置のコネクタと同一の形状である。このような構成により、半導体ディスク装置１は、ハードディスク装置に置き換えて上位装置２に接続できるように構成されており、上位装置２からのデータを入力して書き込んだり、データを読み出して上位装置２へ出力したりするよう機能する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a functional configuration of the semiconductor disk device 1.
For example, the external shape of the semiconductor disk device 1 is the same as that of a general hard disk device, and a connector (not shown) connected to the host device 2 has the same shape as that of a general hard disk device. With such a configuration, the semiconductor disk device 1 is configured to be connected to the host device 2 in place of the hard disk device. The data from the host device 2 is input and written, and the data is read and the host device 2 is read. Function to output to.

上位装置２は、予め設定されたプログラム又は図示しない操作手段からの指示に基づくコマンドを生成して出力し、半導体ディスク装置１や外部からデータを取得し、取得したデータに基づいてデータ処理を行うよう構成されている。上位装置２は、例えば地図データやＧＰＳデータに基づいてデータ処理を行うカーナビゲーション装置である。   The host device 2 generates and outputs a command based on a preset program or an instruction from an operation means (not shown), acquires data from the semiconductor disk device 1 or the outside, and performs data processing based on the acquired data. It is configured as follows. The host device 2 is a car navigation device that performs data processing based on, for example, map data or GPS data.

半導体ディスク装置１は、図１に示すように制御部１０とデータ記憶部２０で構成されている。データ記憶部２０は、データを記憶する複数のメモリアレイ２１で構成されており、メモリアレイ２１は、例えばフラッシュ型メモリなどの半導体メモリで構成されている。   The semiconductor disk device 1 includes a control unit 10 and a data storage unit 20 as shown in FIG. The data storage unit 20 includes a plurality of memory arrays 21 that store data. The memory array 21 includes, for example, a semiconductor memory such as a flash memory.

制御部１０は、インターフェース制御部１１、メモリ制御部１３、設定・管理情報記憶部１５で構成されており、例えばインターフェース制御部１１とメモリ制御部１３はプログラムにより構成されている。   The control unit 10 includes an interface control unit 11, a memory control unit 13, and a setting / management information storage unit 15. For example, the interface control unit 11 and the memory control unit 13 are configured by a program.

インターフェース制御部１１は、データ処理を行う上位装置２に接続されており、上位装置２からのコマンドに基づき上位装置２との通信を制御してメモリ制御部１３からのデータを入出力するよう機能する。インターフェース制御部１１は、例えば、上位装置２から受けたコマンドをデコードしてメモリ制御部１３へ渡し、データ記憶部２０からメモリ制御部１３を介してデータを取得すると、インターフェースの仕様に基づいて上位装置２へデータを出力する。なお、インターフェース制御部１１は、例えば、データ記憶部２０から異常を示す応答状況を入力すると、データ記憶部２０の応答状況に基づいてステータスを生成して上位装置２へ出力する。   The interface control unit 11 is connected to the host device 2 that performs data processing, and functions to control communication with the host device 2 based on commands from the host device 2 and input / output data from the memory control unit 13. To do. For example, when the interface control unit 11 decodes a command received from the host device 2 and passes the decoded command to the memory control unit 13 and acquires data from the data storage unit 20 via the memory control unit 13, the interface control unit 11 performs the host control based on the interface specifications. Data is output to the device 2. For example, when a response status indicating abnormality is input from the data storage unit 20, the interface control unit 11 generates a status based on the response status of the data storage unit 20 and outputs the status to the host device 2.

また、インターフェース制御部１１は、インターフェースを管理しており、インターフェース上で発生したエラー履歴を設定・管理情報記憶部１５に記憶させるよう機能する。   The interface control unit 11 manages the interface and functions to store an error history generated on the interface in the setting / management information storage unit 15.

さらに、インターフェース制御部１１は、後述する設定・管理情報記憶部１５に記憶された設定値で、半導体ディスク装置１の電源投入時の起動時間又は上位装置２からのコマンドに対する応答時間を遅延させる遅延処理部１２として機能する。遅延処理部１２は、後述する設定・管理情報記憶部１５から起動時間の設定値に基づき、半導体ディスク装置１の電源投入時の起動を遅延させる処理を行い、電源が投入されてからの経過時間が起動時間の設定値に達するまでは上位装置２との接続を確立せず、電源が投入されてからの経過時間が起動時間の設定値に達すると上位装置２との接続を確立して上位装置２からのコマンドを受け付ける。また、遅延処理部１２は、後述する設定・管理情報記憶部１５からの応答時間の設定値に基づき、上位装置２からのコマンドに対する応答時間を遅延させる処理を行い、コマンドを入力してからの経過時間が応答時間の設定値に達するまでは上位装置２へデータを出力せず、コマンドを入力してからの経過時間が応答時間の設定値に達すると上位装置２へデータを出力する。なお、遅延処理部１２は、メモリ制御部１３で機能するよう構成してもよい。   Further, the interface control unit 11 uses a setting value stored in a setting / management information storage unit 15 to be described later to delay a startup time when the semiconductor disk device 1 is turned on or a response time for a command from the host device 2. It functions as the processing unit 12. The delay processing unit 12 performs a process of delaying the start-up of the semiconductor disk device 1 when the power is turned on based on the setting value of the start-up time from the setting / management information storage unit 15 to be described later, and the elapsed time since the power is turned on. Connection with the host device 2 is not established until the startup time reaches the set value of the startup time, and when the elapsed time after the power is turned on reaches the set value of startup time, the connection with the host device 2 is established and A command from the device 2 is received. Further, the delay processing unit 12 performs a process of delaying the response time for the command from the host device 2 based on the response time setting value from the setting / management information storage unit 15 to be described later. Data is not output to the host device 2 until the elapsed time reaches the set value of the response time, and data is output to the host device 2 when the elapsed time after the command is input reaches the set value of the response time. The delay processing unit 12 may be configured to function in the memory control unit 13.

メモリ制御部１３は、上位装置２からインターフェース制御部１１を介して入力したコマンドと設定・管理情報記憶部１５の管理情報に基づいてデータ記憶部２０のデータ読み書き制御を行うよう機能する。メモリ制御部１３は、例えば、上位装置２からインターフェース制御部１１を介してコマンドを入力し、設定・管理情報記憶部１５の管理情報に基づいて、コマンドに記載されたハードディスク用の論理アドレスをデータ記憶部２０内のメモリアレイ２１の物理アドレスに変換し、該当するメモリアレイ２１からデータを読み出す。   The memory control unit 13 functions to perform data read / write control of the data storage unit 20 based on a command input from the host device 2 via the interface control unit 11 and management information of the setting / management information storage unit 15. For example, the memory control unit 13 inputs a command from the host device 2 via the interface control unit 11, and based on the management information in the setting / management information storage unit 15, the logical address for the hard disk described in the command is stored as data The data is converted into a physical address of the memory array 21 in the storage unit 20, and data is read from the corresponding memory array 21.

また、メモリ制御部１３は、データ記憶部２０を監視しており、データ記憶部２０の性能や信頼性を保つための管理を行うよう機能する。メモリ制御部１３は、例えばメモリアレイ２１中の故障箇所、書き込み回数や電源投入回数など使用履歴、発生したエラー履歴を設定・管理情報記憶部１５へ出力すると共に、メモリアレイ２１の中に使用不能になった箇所があれば、それを予備のメモリアレイと代替させる。   The memory control unit 13 also monitors the data storage unit 20 and functions to perform management for maintaining the performance and reliability of the data storage unit 20. The memory control unit 13 outputs, for example, a failure history in the memory array 21, a usage history such as the number of writes and the number of times of power-on, and an error history that has occurred to the setting / management information storage unit 15, and cannot be used in the memory array 21 If there is a part that becomes, it is replaced with a spare memory array.

さらに、メモリ制御部１３は、後述する設定・管理情報記憶部１５に記憶されたデータ転送速度の設定値に基づき、データ記憶部２０からのデータを設定されたデータ転送速度でインターフェース制御部１１を介して上位装置２へ出力する転送速度制御部１４として機能する。なお、転送速度制御部１４は、インターフェース制御部１１で機能するよう構成してもよい。   Furthermore, the memory control unit 13 controls the interface control unit 11 at the set data transfer rate based on the data transfer rate setting value stored in the setting / management information storage unit 15 described later. It functions as a transfer rate control unit 14 that outputs to the host device 2 via the network. Note that the transfer rate control unit 14 may be configured to function in the interface control unit 11.

設定・管理情報記憶部１５は、半導体ディスク装置の仕様に関する設定情報、メモリやインターフェースに関する管理情報を記憶している。設定情報は、例えば半導体ディスク装置の記憶容量、インターフェースのデータ通信速度、インターフェース仕様などの情報である。管理情報は、データ記憶部２０に関する情報が記憶されており、例えばメモリアレイ２１中の故障箇所の情報、書き込み回数や電源投入回数という使用履歴の情報、上位装置２からの論理アドレスとメモリアレイ２１の物理アドレスを対応させるアドレス変換テーブルが記憶されている。また、管理情報は、半導体ディスク装置１内部やインターフェース上で発生したエラー履歴などの情報である。   The setting / management information storage unit 15 stores setting information related to the specifications of the semiconductor disk device and management information related to the memory and interface. The setting information is information such as the storage capacity of the semiconductor disk device, the data communication speed of the interface, and the interface specifications. The management information stores information related to the data storage unit 20. For example, information on a failure location in the memory array 21, usage history information such as the number of writings and the number of power-ons, a logical address from the host device 2, and the memory array 21. An address conversion table for correlating the physical addresses is stored. The management information is information such as an error history that has occurred in the semiconductor disk device 1 or on the interface.

また、設定・管理情報記憶部１５は、起動時間の設定値、応答時間の設定値、データ転送速度の設定値を予め記憶している。起動時間の設定値は電源投入時に電源を投入してから読み書き可能な状態にするまでの時間を示しており、応答時間の設定値は上位装置２からのコマンドを受け付けてからデータ記憶部２０がコマンドに対して応答するまでの時間を示しており、データ転送速度の設定値はデータ書き込み時及びデータ読み出し時にデータを上位装置２へ転送する速度を示している。このように構成することにより、半導体ディスク装置１は、遅延処理部１２と転送速度制御部１４により上位装置２側から見える状態遷移を設定値どおりに制御して、見かけ上、ハードディスク装置と同じ性能になるようにしている。   In addition, the setting / management information storage unit 15 stores in advance a setting value for a startup time, a setting value for a response time, and a setting value for a data transfer rate. The start time setting value indicates the time from when the power is turned on until the read / write state is enabled when the power is turned on, and the response time setting value is determined by the data storage unit 20 after receiving a command from the host device 2. The time taken to respond to the command is shown, and the setting value of the data transfer speed shows the speed at which data is transferred to the host device 2 at the time of data writing and data reading. With this configuration, the semiconductor disk device 1 controls the state transitions visible from the host device 2 side by the delay processing unit 12 and the transfer rate control unit 14 according to the set value, and apparently has the same performance as the hard disk device. It is trying to become.

次に、半導体ディスク装置１の処理動作について説明する。
半導体ディスク装置１に上位装置２から電源が投入されると、装置内で初期化処理が開始される。インターフェース制御部１１の遅延処理部１２は、初期化処理を開始すると、設定・管理情報記憶部１５から起動時間の設定値を取得すると共に、図示しない内蔵の時計により経過時間の計測を開始する。 Next, the processing operation of the semiconductor disk device 1 will be described.
When power is turned on to the semiconductor disk device 1 from the host device 2, an initialization process is started in the device. When the delay processing unit 12 of the interface control unit 11 starts the initialization process, the delay processing unit 12 acquires the setting value of the activation time from the setting / management information storage unit 15 and starts measuring the elapsed time using a built-in clock (not shown).

遅延処理部１２は、電源投入時からの経過時間が起動時間の設定値に達するまで、起動時間を遅延させる処理を行って、インターフェース制御部１１をＢＵＳＹ状態にして外部からのアクセスを受け付けない。遅延処理部１２は、電源投入時からの経過時間が起動時間の設定値に達すると、インターフェース制御部１１をＲＥＡＤＹ状態にして外部からのデータ読み書きを可能にする。   The delay processing unit 12 performs a process of delaying the startup time until the elapsed time from the power-on reaches the startup time set value, and sets the interface control unit 11 to the BUSY state and does not accept external access. When the elapsed time from the power-on reaches the set value of the startup time, the delay processing unit 12 sets the interface control unit 11 in the READY state to enable data reading / writing from the outside.

インターフェース制御部１１は、上位装置２からデータの読み込みを要求するコマンドを入力すると、コマンドをデコードしてメモリ制御部１３へ出力する。インターフェース制御部１１の遅延処理部１２は、このとき、設定・管理情報記憶部１５から応答時間を取得すると共に、図示しない内蔵の時計により経過時間の計測を開始する。遅延処理部１２は、コマンドを入力してからの経過時間が応答時間の設定値に達するまでインターフェース制御部１１を待機状態にして、応答を遅延させる処理を行う。   When the interface control unit 11 receives a command for requesting data reading from the host device 2, the interface control unit 11 decodes the command and outputs it to the memory control unit 13. At this time, the delay processing unit 12 of the interface control unit 11 acquires the response time from the setting / management information storage unit 15 and starts measuring the elapsed time using a built-in clock (not shown). The delay processing unit 12 performs a process of delaying the response by setting the interface control unit 11 in a standby state until the elapsed time from the input of the command reaches the response time setting value.

メモリ制御部１３は、インターフェース制御部１１からコマンドを入力すると、設定・管理情報記憶部１５のアドレス変換テーブルに基づいて、コマンドに記載された論理アドレスをデータ記憶部２０内のメモリアレイ２１の物理アドレスに変換し、該当するメモリアレイ２１のアドレスからデータを読み出す。   When the memory control unit 13 receives a command from the interface control unit 11, the memory control unit 13 assigns the logical address described in the command to the physical address of the memory array 21 in the data storage unit 20 based on the address conversion table in the setting / management information storage unit 15. The data is converted into an address, and data is read from the address of the corresponding memory array 21.

遅延処理部１２は、コマンドを入力してからの計測時間が応答時間の設定値に達すると、インターフェース制御部１１の待機状態を解除して、データ記憶部２０からメモリ制御部１３を介して入力したデータを上位装置２へ出力する。   When the measured time after inputting the command reaches the set value of the response time, the delay processing unit 12 cancels the standby state of the interface control unit 11 and inputs from the data storage unit 20 via the memory control unit 13. The processed data is output to the host device 2.

メモリ制御部１３の転送速度制御部１４は、遅延処理部１２がインターフェース制御部１１の待機状態を解除すると、設定・管理情報記憶部１５からデータ転送速度の設定値を取得し、メモリ制御部１３がデータ転送速度の設定値でデータを入出力するよう制御する。インターフェース制御部１１は、メモリ制御部１３から入力したデータを予め設定されたインターフェース仕様で上位装置２へ出力する。   When the delay processing unit 12 cancels the standby state of the interface control unit 11, the transfer rate control unit 14 of the memory control unit 13 acquires the set value of the data transfer rate from the setting / management information storage unit 15, and the memory control unit 13. Controls to input / output data at the set value of data transfer rate. The interface control unit 11 outputs the data input from the memory control unit 13 to the host device 2 with a preset interface specification.

ここで、起動時間の設定値、応答時間の設定値、データ書き込み時およびデータ読み出し時のデータ転送速度の設定値について説明する。
図２は、電源投入時における半導体ディスク装置１の起動時の動作を示すタイムチャートであり、図３は、データ読出し時における半導体ディスク装置１の動作を表わすタイミングチャートである。 Here, the setting value of the starting time, the setting value of the response time, and the setting value of the data transfer rate at the time of data writing and data reading will be described.
FIG. 2 is a time chart showing the operation when the semiconductor disk device 1 is started when the power is turned on, and FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the semiconductor disk device 1 when reading data.

半導体ディスク装置１は、電源（＋５Ｖ）が投入されると、まず半導体ディスク装置１内で初期化処理を行うと共に、遅延処理部１２が上位装置２との接続を確立するまでの時間を遅延させて、図２に示すようにデータ読み書きが可能なＲＥＡＤＹ状態になるまで起動時間Ｔ１を要するようにしている。起動時間Ｔ１において、半導体ディスク装置１は外部からのアクセスを受け付けないＢＵＳＹ状態になっている。ハードディスク装置における起動時間Ｔ１は、円板が定速回転になるまでの時間が必要であるため一般に１〜３秒程度となる。一方、半導体ディスク装置１における起動時間Ｔ１は、半導体ディスク装置１が機構部を持たないメモリアレイ２１であるため通常１秒以下である。そこで、半導体ディスク装置１においては、起動時間を設定して経過時間が起動時間の設定値Ｔ１に達するまで待機状態にし、上位装置２側から見える状態遷移をその起動時間の設定値Ｔ１どおりに制御することで見かけ上の起動時間を故意に長くするようにしている。半導体ディスク装置１は、例えば２秒に起動時間の設定値Ｔ１を設定しておくことにより、ハードディスク装置と同等の起動時間Ｔ１にすることができる。   When the power (+5 V) is turned on, the semiconductor disk device 1 first performs initialization processing in the semiconductor disk device 1 and delays the time until the delay processing unit 12 establishes a connection with the host device 2. Thus, as shown in FIG. 2, a startup time T1 is required until a READY state in which data can be read and written is obtained. At the start-up time T1, the semiconductor disk device 1 is in a BUSY state that does not accept external access. The startup time T1 in the hard disk device is generally about 1 to 3 seconds since it takes time for the disk to rotate at a constant speed. On the other hand, the startup time T1 in the semiconductor disk device 1 is normally 1 second or less because the semiconductor disk device 1 is the memory array 21 having no mechanism. Therefore, in the semiconductor disk device 1, the startup time is set and the standby time is set until the elapsed time reaches the startup time set value T1, and the state transitions visible from the host device 2 side are controlled in accordance with the startup time set value T1. By doing so, the apparent startup time is intentionally increased. The semiconductor disk device 1 can have a startup time T1 equivalent to that of the hard disk device by setting a startup time set value T1 for 2 seconds, for example.

半導体ディスク装置１は、上述のようにＲＥＡＤＹ状態になった後、インターフェース制御部１１が上位装置２から読み込みを要求するコマンド（リードコマンド）を受け付けると、半導体ディスク装置１内部でデータ記憶部２０へのアクセスが開始される。このとき、遅延処理部１２は、インターフェース制御部１１から上位装置２へデータの出力を開始する時間（アクセスタイム）を遅延させて図３に示す応答時間Ｔ２を要するようにしている。ハードディスク装置における応答時間Ｔ２は、ヘッドの移動時間（シークタイム）と円板（ハードディスク）の回転待ち時間を合計した時間であり、平均的な応答時間Ｔ２として１０〜２０ｍｓｅｃ程度が必要である。一方、半導体ディスク装置１における応答時間は、半導体ディスク装置１が機構部を持たないメモリアレイ２１であるため、０．１ｍｓｅｃ以下まで短縮することができる。そこで、半導体ディスク装置１においては、応答時間を設定して経過時間が応答時間の設定値Ｔ２になるまで待機状態にし、上位装置２側から見えるインターフェース制御部１１の状態遷移をその応答時間の設定値Ｔ２どおりに制御することで見かけ上の応答時間を故意に長くするようにしている。半導体ディスク装置１は、例えば１５ｍｓｅｃに応答時間の設定値Ｔ２を設定しておくことにより、ハードディスク装置と同等の応答時間Ｔ２にすることができる。   After the semiconductor disk device 1 enters the READY state as described above, when the interface control unit 11 receives a command (read command) for requesting reading from the host device 2, the data is stored in the data storage unit 20 inside the semiconductor disk device 1. Access is started. At this time, the delay processing unit 12 delays a time (access time) for starting output of data from the interface control unit 11 to the host device 2 so as to require a response time T2 shown in FIG. The response time T2 in the hard disk device is the total of the head movement time (seek time) and the disk (hard disk) rotation waiting time, and an average response time T2 of about 10 to 20 msec is required. On the other hand, the response time in the semiconductor disk device 1 can be reduced to 0.1 msec or less because the semiconductor disk device 1 is the memory array 21 having no mechanism. Therefore, in the semiconductor disk device 1, the response time is set, and the standby state is set until the elapsed time reaches the response time setting value T2, and the state transition of the interface control unit 11 visible from the host device 2 side is set as the response time. By controlling according to the value T2, the apparent response time is intentionally increased. The semiconductor disk device 1 can have a response time T2 equivalent to that of the hard disk device by setting a response time setting value T2 at 15 msec, for example.

半導体ディスク装置１は、応答時間Ｔ２を経過してデータ記憶部２０からのデータの読み書きが可能な状態になった後、転送速度制御部１４がデータ転送速度の設定値に基づくデータ転送速度でデータを上位装置２へ出力するよう制御してデータ転送時間Ｔ３でデータを上位装置２へ出力する。データ転送時間Ｔ３は、上位装置２へのデータ出力の開始から終了までの時間であり、転送するデータ量とデータ転送速度の積で決まるものである。ハードディスク装置におけるデータ転送速度は、円板（ハードディスク）上の円周方向のデータ記録密度と円板の回転速度から決まる。一方、半導体ディスク装置１においては、メモリアレイ２１の並列読み出しによってハードディスク装置に比べて高速で読み出しできる。そこで、実施の形態１の半導体ディスク装置１においては、データ転送速度を設定して、データ記憶部２０からのデータの読み出しタイミング（速度）をデータ転送速度の設定値に対応して制御することで、上位装置２から見たデータ転送速度を故意に遅くすることができる。半導体ディスク装置１は、例えばデータ転送速度の設定値を２０ＭＢ／ｓｅｃに設定することにより、ハードディスク装置と同等のデータ転送速度にすることができる。   After the response time T2 has elapsed, the semiconductor disk device 1 is ready to read / write data from the data storage unit 20, and then the transfer rate control unit 14 performs data transfer at a data transfer rate based on the set value of the data transfer rate. Is output to the host device 2 and the data is output to the host device 2 at the data transfer time T3. The data transfer time T3 is the time from the start to the end of data output to the host device 2, and is determined by the product of the amount of data to be transferred and the data transfer speed. The data transfer speed in the hard disk device is determined by the data recording density in the circumferential direction on the disk (hard disk) and the rotational speed of the disk. On the other hand, the semiconductor disk device 1 can read at a higher speed than the hard disk device by parallel reading of the memory array 21. Therefore, in the semiconductor disk device 1 according to the first embodiment, the data transfer speed is set, and the data read timing (speed) from the data storage unit 20 is controlled in accordance with the set value of the data transfer speed. The data transfer rate viewed from the host device 2 can be intentionally reduced. The semiconductor disk device 1 can be set to a data transfer rate equivalent to that of the hard disk device, for example, by setting a set value of the data transfer rate to 20 MB / sec.

以上のように、この発明の実施の形態１によれば、半導体ディスク装置１は、データを記憶するメモリアレイ２１（半導体メモリ）で構成されるデータ記憶部２０と、電源投入時の起動時間の設定値と上位装置２からのデータ要求に対する応答時間の設定値と上位装置２へのデータ転送速度の設定値を記憶する設定・管理情報記憶部１５と、設定・管理情報記憶部１５に記憶された起動時間の設定値で、電源を投入してからデータ記憶部２０を読み書き可能な状態にするまでの起動時間を遅延し、設定・管理情報記憶部１５に記憶された応答時間の設定値で、上位装置２からのコマンドに対するデータ記憶部２０の応答時間を遅延する遅延処理部１２と、設定・管理情報記憶部１５に記憶された設定値に基づくデータ転送速度で、データ記憶部２０のデータ書き込み及びデータ読み出しを行う転送速度制御部１４と、を備えるよう構成したことにより、模擬対象のハードディスク装置（記憶装置）と同等の起動時間、応答時間及びデータ転送時間でデータを上位装置２へ出力することができる。その結果、上位装置２がハードディスク装置（記憶装置）に接続されている場合と同様に動作するので、半導体ディスク装置１は既存の記憶装置からの置き換え時に当該記憶装置との性能差による障害発生を低減するという効果を奏する。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, the semiconductor disk device 1 includes the data storage unit 20 formed of the memory array 21 (semiconductor memory) for storing data, and the startup time when the power is turned on. A setting / management information storage unit 15 that stores a setting value, a setting value of a response time for a data request from the host device 2 and a setting value of a data transfer rate to the host device 2, and a setting / management information storage unit 15 With the set value of the startup time, the startup time from when the power is turned on until the data storage unit 20 is made readable and writable is delayed, and the set value of the response time stored in the setting / management information storage unit 15 The delay processing unit 12 that delays the response time of the data storage unit 20 for the command from the host device 2 and the data storage at the data transfer rate based on the setting value stored in the setting / management information storage unit 15 And a transfer speed control unit 14 that performs data writing and data reading of data, so that data is transferred to the host device with the same start time, response time, and data transfer time as the simulation target hard disk device (storage device). 2 can be output. As a result, since the host device 2 operates in the same manner as when connected to the hard disk device (storage device), the semiconductor disk device 1 causes a failure due to a performance difference with the storage device when replacing the existing storage device. There is an effect of reducing.

また、実施の形態１における半導体ディスク装置１は、設定・管理情報記憶部１５が起動時間の設定値、応答時間の設定値、データ転送速度の設定値を固定値で予め記憶するよう構成したので、簡単な構成にて既存の記憶装置と同等の特性を実現できる。   In addition, the semiconductor disk device 1 according to the first embodiment is configured so that the setting / management information storage unit 15 stores in advance the setting value of the start time, the setting value of the response time, and the setting value of the data transfer rate as fixed values. The characteristics equivalent to those of existing storage devices can be realized with a simple configuration.

なお、実施の形態１における半導体ディスク装置１は、起動時間の設定値、応答時間の設定値及びデータ転送時間の設定値により、ハードディスク装置と同等の起動時間、応答時間及びデータ転送時間でデータを上位装置２へ出力することを説明したが、全ての設定値を用いずに少なくとも１つの設定値を用いる構成にしてもよい。   The semiconductor disk device 1 according to the first embodiment stores data with a startup time, a response time, and a data transfer time equivalent to those of the hard disk device, based on a startup time setting value, a response time setting value, and a data transfer time setting value. Although the output to the host device 2 has been described, a configuration in which at least one set value is used instead of all the set values may be employed.

この場合、例えば、半導体ディスク装置１は、起動時間の設定値を記憶する設定・管理情報記憶部１５と、設定・管理情報記憶部１５に記憶された起動時間の設定値で、電源を投入してからデータ記憶部２０を読み書き可能な状態にするまでの起動時間を遅延する遅延処理部１２で構成しても、電源投入時にハードディスク装置と同等の起動時間で動作させることができる。また、半導体ディスク装置１は、応答時間の設定値を記憶する設定・管理情報記憶部１５と、設定・管理情報記憶部１５に記憶された応答時間の設定値で、上位装置２からのコマンドに対するデータ記憶部２０の応答時間を遅延する遅延処理部１２で構成しても、コマンド入力時にハードディスク装置と同等の応答時間で動作させることができる。さらに、半導体ディスク装置１は、データ転送速度の設定値を記憶する設定・管理情報記憶部１５と、設定・管理情報記憶部１５に記憶された設定値に基づくデータ転送速度で、データ記憶部２０のデータ書き込み及びデータ読み出しを行う転送速度制御部１４で構成しても、データの読み書き時にハードディスク装置と同等の応答時間で動作させることができる。その結果、既存の記憶装置からの置き換え時に当該記憶装置との性能差による障害発生を低減するという効果を奏する。   In this case, for example, the semiconductor disk device 1 is turned on with the setting / management information storage unit 15 that stores the setting value of the starting time and the setting value of the starting time stored in the setting / management information storage unit 15. Even with the delay processing unit 12 that delays the startup time until the data storage unit 20 becomes readable and writable, it can be operated with a startup time equivalent to that of the hard disk device when the power is turned on. In addition, the semiconductor disk device 1 has a setting / management information storage unit 15 that stores a response time setting value, and a response time setting value stored in the setting / management information storage unit 15, and responds to a command from the host device 2. Even with the delay processing unit 12 that delays the response time of the data storage unit 20, it can be operated with a response time equivalent to that of the hard disk device when a command is input. Further, the semiconductor disk device 1 includes a setting / management information storage unit 15 that stores a setting value of the data transfer rate, and a data storage unit 20 at a data transfer rate based on the setting value stored in the setting / management information storage unit 15. Even with the transfer rate control unit 14 for writing and reading data, it is possible to operate with a response time equivalent to that of the hard disk device when reading and writing data. As a result, there is an effect of reducing the occurrence of a failure due to a performance difference from the storage device when replacing the existing storage device.

また、実施の形態１においては、設定・管理情報記憶部１５が起動時間の設定値、応答時間の設定値、データ転送速度の設定値を予め固定した設定値で記憶するよう説明したが、設定値を可変にした構成にしてもよい。その場合、設定・管理情報記憶部１５は、上位装置２から入力される起動時間の値、応答時間の値、データ転送速度の値を設定値として記憶するよう構成される。このように構成することにより、半導体ディスク装置１は、任意のメーカ・型名のハードディスク装置の起動時間、応答時間、転送速度を模擬（エミュレート）することができる。   Further, in the first embodiment, the setting / management information storage unit 15 has been described to store the setting value of the start time, the setting value of the response time, and the setting value of the data transfer rate as a preset value. You may make it the structure which made the value variable. In that case, the setting / management information storage unit 15 is configured to store the value of the activation time, the value of the response time, and the value of the data transfer rate input from the host device 2 as the setting values. With this configuration, the semiconductor disk device 1 can simulate (emulate) the startup time, response time, and transfer rate of a hard disk device of any manufacturer / model name.

さらに、設定・管理情報記憶部１５が起動時間の設定値、応答時間の設定値、データ転送速度の設定値をそれぞれ２つ以上記憶するよう構成してもよい。その場合、半導体ディスク装置１は、設定・管理情報記憶部１５が、外部からそれぞれ指定可能な起動時間の設定値、応答時間の設定値、データ転送速度の設定値を予めそれぞれ複数記憶している。半導体ディスク装置１は、設定・管理情報記憶部１５に記憶された設定値からそれぞれ１つを選択するスイッチを備え、スイッチの操作指示又は上位装置２（外部）からの指示に基づいて、各設定値を１つ選択するよう構成される。選択方法は、例えば、設定・管理情報記憶部１５が「２．５インチＨＤＤモード」や「３．５インチ１万回転ＨＤＤモード」といった複数のモードに相当する起動時間の設定値、応答時間の設定値、データ転送速度の設定値の設定値を記憶しており、各モードを示すモード番号を選択するよう構成してもよい。また、設定・管理情報記憶部１５がハードディスク装置のメーカ・形式名と各メーカ・型式のハードディスク装置に相当する起動時間の設定値、応答時間の設定値、データ転送速度の設定値の設定値を対応付けて記憶しており、ハードディスク装置のメーカ・型式を入力して選択するよう構成してもよい。このように構成することにより、半導体ディスク装置１は簡単な設定操作によって目的に適した模擬対象のハードディスク装置の特性を設定することができる。   Further, the setting / management information storage unit 15 may be configured to store two or more start time setting values, response time setting values, and data transfer rate setting values. In this case, in the semiconductor disk device 1, the setting / management information storage unit 15 stores in advance a plurality of start time setting values, response time setting values, and data transfer rate setting values that can be designated from the outside. . The semiconductor disk device 1 includes a switch for selecting one of the setting values stored in the setting / management information storage unit 15, and sets each setting based on a switch operation instruction or an instruction from the host device 2 (external). It is configured to select one value. As the selection method, for example, the setting / management information storage unit 15 sets start time setting values and response times corresponding to a plurality of modes such as “2.5 inch HDD mode” and “3.5 inch 10,000 rotation HDD mode”. The setting value and the setting value of the data transfer rate setting value may be stored, and a mode number indicating each mode may be selected. In addition, the setting / management information storage unit 15 stores the setting value of the start time, the response time, and the data transfer rate corresponding to the manufacturer / model name of each hard disk device and the hard disk device of each manufacturer / model. The information may be stored in association with each other, and the manufacturer / model of the hard disk device may be input and selected. With this configuration, the semiconductor disk device 1 can set characteristics of the simulation target hard disk device suitable for the purpose by a simple setting operation.

さらに、上位装置２によりアクセスされた論理アドレスに対応してデータ転送速度を変化させるよう構成してもよい。その場合、半導体ディスク装置１は、設定・管理情報記憶部１５が、模擬対象のハードディスク装置（記憶装置）の記憶領域を示す論理アドレスとこの論理アドレスでのデータ転送速度を模擬した設定値とを対応付けて設定されたテーブルを記憶しており、転送速度制御部１４が、上位装置２からデータ記憶部２０の論理アドレスに対応するアドレスがアクセスされると、設定・管理情報記憶部１５に記憶された上記テーブルから取得した論理アドレスに対応する設定値に基づくデータ転送速度でデータ記憶部２０のデータ書き込みおよびデータ読み出しを行うよう構成される。このように構成することにより、半導体ディスク装置１は、データの読み書きの際に、模擬対象のハードディスク装置の円板（ハードディスク）の外周／内周によるデータ転送速度の違いを模擬することができる。その結果、模擬対象のハードディスク装置により近い特性を実現することができる。   Further, the data transfer rate may be changed corresponding to the logical address accessed by the host device 2. In that case, in the semiconductor disk device 1, the setting / management information storage unit 15 uses the logical address indicating the storage area of the simulation target hard disk device (storage device) and the setting value simulating the data transfer rate at this logical address. The table set in association is stored, and the transfer rate control unit 14 stores the setting / management information storage unit 15 when an address corresponding to the logical address of the data storage unit 20 is accessed from the host device 2. The data storage unit 20 is configured to perform data writing and data reading at a data transfer rate based on a set value corresponding to the logical address acquired from the table. With this configuration, the semiconductor disk device 1 can simulate the difference in data transfer speed depending on the outer circumference / inner circumference of the disk (hard disk) of the simulation target hard disk device when reading and writing data. As a result, characteristics closer to the simulation target hard disk device can be realized.

１ 半導体ディスク装置、２ 上位装置（外部）、１０ 制御部、１１ インターフェース制御部、１２ 遅延処理部、１３ メモリ制御部、１４ 転送速度制御部、１５ 設定・管理情報記憶部、２０ データ記憶部、２１ メモリアレイ（半導体メモリ）。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor disk device, 2 Host apparatus (external), 10 Control part, 11 Interface control part, 12 Delay processing part, 13 Memory control part, 14 Transfer rate control part, 15 Setting / management information storage part, 20 Data storage part, 21 Memory array (semiconductor memory).

Claims (7)

上位装置と接続され、ハードディスク装置の動作を模擬する半導体ディスク装置であって、
半導体メモリで構成されるデータ記憶部と、
複数種類の前記ハードディスク装置の電源投入時の起動時間の値を含む設定値を前記ハードディスク装置のメーカおよび型式ごとに記憶する設定・管理情報記憶部と、
電源を投入してから予め選択された前記ハードディスク装置の前記設定値に含まれる起動時間の間は、前記データ記憶部を外部からのアクセスを受け付けない状態にすることで、前記上位装置に対する見かけ上の起動時間を遅延する遅延処理部
とを備えた半導体ディスク装置。 A semiconductor disk device that is connected to a host device and simulates the operation of a hard disk device,
A data storage unit comprising a semiconductor memory;
A setting / management information storage unit for storing a set value including a value of a startup time at power-on of the plurality of types of the hard disk device for each manufacturer and model of the hard disk device ;
During the start-up time included in the setting value of the hard disk device selected in advance after turning on the power, the data storage unit is made in a state in which access from the outside is not accepted, so that it appears to the host device. A semiconductor disk device comprising: a delay processing unit that delays the start-up time. 前記設定値は、前記ハードディスク装置の前記上位装置からのコマンドに対する応答時間の値を含み、
前記遅延処理部は、前記コマンドを受け付けてから前記設定値に含まれる応答時間の間は、前記データ記憶部を待機状態にすることで、前記上位装置に対する応答を遅延する
ことを特徴とする請求項１記載の半導体ディスク装置。 The set value includes a response time value for a command from the host device of the hard disk device,
The delay processing unit delays a response to the host device by placing the data storage unit in a standby state during a response time included in the set value after receiving the command. Item 14. A semiconductor disk device according to Item 1. 前記設定値は、前記上位装置と前記ハードディスク装置との間のデータ転送速度の値を含み、
前記設定値に基くデータ転送速度で、前記上位装置から前記データ記憶部に対するデータ書き込みおよびデータ読み出しを行う転送速度制御部を備えた
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体ディスク装置。 The set value includes a value of a data transfer rate between the host device and the hard disk device,
3. The semiconductor disk device according to claim 1, further comprising a transfer rate control unit that performs data writing and data reading from the host device at a data transfer rate based on the set value. . 前記設定・管理情報記憶部は、前記設定値を固定値として予め記憶していることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の半導体ディスク装置。   4. The semiconductor disk device according to claim 1, wherein the setting / management information storage unit stores the setting value as a fixed value in advance. 5. 前記設定・管理情報記憶部は、前記上位装置から入力される値を前記設定値として記憶することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の半導体ディスク装置。   4. The semiconductor disk device according to claim 1, wherein the setting / management information storage unit stores a value input from the host device as the setting value. 前記設定・管理情報記憶部は、外部からそれぞれ指定可能な複数の前記設定値を記憶していることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の半導体ディスク装置。   6. The semiconductor disk device according to claim 1, wherein the setting / management information storage unit stores a plurality of setting values that can be designated from outside. 前記設定・管理情報記憶部は、前記上位装置が指定する論理アドレスと、前記ハードディスク上の記憶領域および当該記憶領域ごとのデータ転送速度とを対応づけたテーブルを記憶しており、
前記転送速度制御部は、前記上位装置が前記データ記憶部の任意のアドレスにアクセスすると、前記テーブルから取得した当該アドレスと同じ論理アドレスが割り当てられた前記記憶領域のデータ転送速度で前記アドレスのデータ書き込みおよびデータ読み出しを行う
ことを特徴とする請求項３記載の半導体ディスク装置。 The setting / management information storage unit stores a table in which a logical address designated by the host device is associated with a storage area on the hard disk and a data transfer rate for each storage area.
When the host device accesses an arbitrary address of the data storage unit, the transfer rate control unit reads the data at the address at the data transfer rate of the storage area to which the same logical address as the address acquired from the table is assigned. 4. The semiconductor disk device according to claim 3, wherein writing and data reading are performed.
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