JP6547135B2 - 記録媒体、アダプタおよび情報処理装置 - Google Patents

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Description

本開示は、記録媒体、並びに、これを利用したアダプタおよび情報処理装置に関する。
SDカード等のフラッシュメモリが内蔵されたカード型の記録媒体であるメモリカードは、超小型、超薄型であり、その取り扱い易さから、ディジタルスチルカメラ等のディジタル機器に広く利用されている。また例えば、特許文献1に記載の技術では、複数のフラッシュメモリを記録媒体に内蔵させておき、ストライピング転送することで、記録媒体の高速化・大容量化を図っている。
特開2004−343682号公報
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、記録媒体側にコントローラを搭載し、記録媒体側ファームウェアによりストライピング転送することで、記録媒体の高速化を図っていたので、記録媒体のコスト増につながっていた。
そこで、本発明者は、ホスト機器側にコントローラを搭載し、ホスト機器側ファームウェアによりストライピング転送の処理を行うことで、記録媒体のコスト軽減を図る構成を考案した。しかしながら、この構成にすると、記録媒体を挿抜する際にその記録媒体に内蔵されているスイッチやブリッジ込みで挿抜されることになり、記録媒体の挿入の度にホスト機器側がバスを探索してバス構成を再構築する必要がある。つまり、記録媒体を挿入する度に、ホスト機器側で規格上の最大バス構成を前提とした探索が必要であり、バス構成の再構築に時間がかかって処理が重くなっていた。
本開示は、バス構成の再構築を高速に行うことができる記録媒体、アダプタおよび情報処理装置を提供する。
本開示における記録媒体は、ディジタル機器に接続して使用される記録媒体であって、ローカルバスと複数の記録部と情報格納部と通信部とを備える。ローカルバスは、複数のスイッチ又はブリッジを有する。複数の記録部は、ローカルバスに接続される。情報格納部は、ローカルバスのバス構成を示す情報を格納する。通信部は、ディジタル機器との間で情報を受け渡しするためのものである。ローカルバスのバス構成は、記録媒体をディジタル機器へ挿入後に、ディジタル機器が通信部を介して情報格納部から取得した情報に基づいて再構築される。
また、本開示におけるアダプタは、複数のスイッチ又はブリッジを有するローカルバスと、ローカルバスのバス構成を示す情報を格納する情報格納部とを備えた記録媒体が挿抜されるアダプタである。アダプタは、バス探索部と挿抜検出部と情報取得部とを備える。バス探索部は、複数のスイッチ又はブリッジに対してルートバスからのバス番号を設定してバス構成の構築を行なう。挿抜検出部は、アダプタに対する記録媒体の挿抜を検出する。情報取得部は、情報格納部から情報を取得する。バス探索部は、挿抜検出部によって記録媒体の挿入が検出された後、情報取得部が取得した情報に基づいて複数のスイッチ又はブリッジのサブオーディネートバス番号を設定した上でバス構成を再構築する。
また、本開示における情報処理装置は、インタフェースを有するホスト機器と、インタフェースを介してホスト機器と接続される上記アダプタと、上記記録媒体とを備える。
本開示における記録媒体、アダプタおよび情報処理装置は、記録媒体挿入時に記録媒体内のバス構成を示す情報の取得により、記録媒体のバス構成を特定して、バスの探索とバス構成の再構築を高速に行うことができる。
図1は、実施の形態1における情報処理装置のブロック図である。 図2は、実施の形態1における情報格納部に格納されている情報を示す図である。 図3は、実施の形態1におけるスイッチが有するPCIeに準拠するコンフィグレーション空間のアドレスマップを示す図である。 図4は、実施の形態1におけるコンフィグレーションサイクルを説明するためのフローチャートである。 図5は、従来におけるコンフィグレーションサイクルの説明図である。 図6は、従来におけるコンフィグレーションサイクルの説明図である。 図7は、実施の形態1におけるコンフィグレーションサイクルの説明図である。
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
(実施の形態1)
以下、図1〜7を用いて、実施の形態1を説明する。
[1−1.構成]
[1−1−1.情報処理装置の構成図]
図1は、実施の形態1における情報処理装置のブロック図である。情報処理装置の一例としての業務用カメラは、ホスト機器10(例えばP2(Professional Plug-In)機器)と、アダプタ20(例えば変換アダプタ)と、記録媒体30(例えばexpressP2カード)とを備える。ホスト機器10とアダプタ20とでディジタル機器1(例えばカムコーダ)が構成される。記録媒体30は、ディジタル機器1に対して挿抜可能である。アダプタ20を使用する構成であるため、汎用インタフェースを有する汎用パソコンであっても現行のP2機器であっても、記録媒体30を使用することができる。また、対応するカードサイズが異なるディジタル機器1間でも記録媒体30を相互利用できる。
以下の例では、本開示の特徴を明確にするため、業務用カメラに必要な撮像部、画像処理部などの各処理部を、図1のホスト機器10から割愛している。
ホスト機器10は、パソコンなどの汎用インタフェースであるUSB(Universal Serial Bus)61を有し、この汎用インタフェースを介して、アダプタ20に接続される。
アダプタ20は、アダプタ20内の汎用ローカルバスであるPCI−SIG(Peripheral Component Interconnect Special Interest Group)で規格化されたPCIバス又はPCIe(PCI Express)バスを、外部インタフェースとして備えている。実施の形態1では、外部インタフェースがPCIeバス62である場合について説明を行う。
記録媒体30は、アダプタ20内の汎用ローカルバスと共通のプロトコルであるPCIeバス65をローカルバスとして備え、このPCIeバス65でアダプタ20に対して接続される。さらに、記録媒体30は、挿抜検出用の検出信号線63を備え、この検出信号線63によって、アダプタ20と記録媒体30間の接続における活線挿抜に対応している。また、記録媒体30は、アダプタ20と記録媒体30間でPCIeバスの接続が確立するまでの通信手段として、記録媒体30内のバス構成を示す情報を記録媒体30に受け渡しするための通信部を備える。アダプタ20と記録媒体30とは、PCIeバスの接続が確立するまでの間、通信部としてのサイドバンドバス64で接続される。
アダプタ20は、ホスト機器10と記録媒体30間のデータ転送を行う。このデータ転送をストライピング転送で行ない、ホスト機器10の撮像部で撮像されたデータを、記録媒体30に書き込んだり記録媒体30から読み出したりする。また、アダプタ20は、PCIeバス65の構成要素をなす複数のスイッチ又はブリッジの一例としてのスイッチ35a〜35cに対して、ルートバスからのバス番号を設定することで、バス構成の構築を行なう。
以下にアダプタ20の内部構成について説明する。
ホストIF変換部(ホストインタフェース変換部)21は、ホスト機器10とのインタフェースであるUSB61と、内部ローカルバスであるPCIeバス62とのプロトコル変換を行うとともに、ホスト機器10との間でデータ転送を行う。バッファ23は、ホスト機器10と記録媒体30間のデータ転送の際に、プロトコル変換とデータ転送の高速化のために、一時的にデータを保持する。データ転送部22は、ホストIF変換部21とバッファ23間のデータ転送を行うとともに、バッファ23と記録媒体30間のデータ転送を行う。
挿抜検出部24は、アダプタ20に対する記録媒体30の挿抜を検出するために、記録媒体30との間の検出信号線63の信号を監視する機能を有する。サイドバンドバス変換部25は、記録媒体30からバス構成を示す情報を取得するための情報取得部である。そのために、サイドバンドバス変換部25は、記録媒体30に格納されたデータをアダプタ20と記録媒体30間で定義したプロトコルのデータに変換して読み出す機能を有する。サイドバンドバス64は、たとえばI2C(Inter-Integrated Circuit)による通信を行う。
バス探索部26は、例えば、汎用CPUで構成され得る。バス探索部26は、記録媒体30内のPCIeバス65のバス構成を把握して、初期設定を行う機能を有する。このバス構成の初期設定については後述する。コネクタ27は、記録媒体30の物理的な接続を可能にするために信号線をまとめたコネクタである。
記録媒体30は、アダプタ20からのデータを記録するとともに、記録しているデータを読み出す機能を有する。
以下にこの記録媒体30内部の構成について説明する。
コネクタ32は、コネクタ27と物理的な接続を可能にするために信号線をまとめたコネクタである。挿入通知部31は、記録媒体30がアダプタ20に接続されていることを示すための情報を、検出信号線63を介しアダプタ20に通知する。
情報格納部34は、記録媒体30に関する情報を格納している。この情報格納部34に格納された情報については後述する。サイドバンドバス変換部33は、アダプタ20との間に定義したサイドバンドバス64のプロトコルに従って、情報格納部34からの情報をアダプタ20に通知する。
スイッチ部35は、複数のPCIeポートを含むデバイスであって、スイッチ35a〜35cを備える。PCIeバス65は、アダプタ20が、スイッチ部35のスイッチ35a〜35cを経由して、エンドポイントをなす複数の記録部36,37に接続可能なように、PCIeバス65a,65bを用いてバスを分配する。
記録部36,37(例えばメモリカード)は、スイッチ35a〜35cを経由して、アダプタ20のPCIeバス62と接続される。記録部36,37は、内部にアダプタ20に対してデータの読み書き用のデータ転送するための制御部を含む。
なお、PCIeバス65bをPCIeバス65aと異なるバスで構成する場合は、プロトコル変換を行う必要性があるためスイッチ35b,35cの代わりにPCIeバス65の構成要素をなすブリッジを用いる必要がある。
[1−1−2.情報格納部の構成]
図2は、実施の形態1における情報格納部に格納されている情報を示す図である。情報格納部34には、PCIeバス65のバス構成を示す情報が格納されている。バス構成を示す情報の例としては、カード情報が挙げられる。カード情報としては、記録部36,37の識別子であるカードID11、複数種類のカードに対応するためのカード種別情報12、PCIeバス65上のバス数の最大値(最大バス構成)を示す最大バス情報13などが挙げられる。
[1−1−3.スイッチのコンフィグレーション空間]
図3は、実施の形態1におけるスイッチが有するPCIeに準拠するコンフィグレーション空間(Configuration Space)のアドレスマップを示す図である。コンフィグレーション空間は、PCIeバス65のステータスの管理や設定を行う領域で、8ビット長のアドレス空間を持っている。コンフィグレーション空間のレジスタは、コンフィグレーション・レジスタと呼ばれる。コンフィグレーション空間は、スイッチ35a〜35cが有する機能を表示するとともに、この空間への書き込みにより、スイッチ35a〜35cを制御する。これにより、スイッチ35b,35cの先の記録部36,37へのアクセスを可能にする。
具体的に制御に用いる主な設定レジスタは、下位のバスのアドレス空間を示すベースアドレスレジスタ(Base Address Register[0,1])、親バス番号を示すプライマリバス番号(Primary Bus Number)、子バス番号を示すセカンダリバス番号(Secondary Bus Number)、端末のバス番号を示すサブオーディネートバス番号(Subordinate Bus Number)である。
これらの設定レジスタに基づき、スイッチ35a〜35cは、上位からのメモリ空間アクセスに対する読み書きのリクエストのサブセットを下位のバスへ渡す。読み書きのアドレスが、下位のメモリ空間へ属するアドレスであるならば、そのアドレスを上位のバスから下位のバスへ渡す。それ以外で下位のバスに属さないアドレスであれば、このリクエストは無視される。このフィルタリングによって、リクエストが無意味に下位のバスへ流れるのを防いでいる。このフィルタリングのために、スイッチ35a〜35cは、プライマリバスからセカンダリバスへ渡す必要のあるメモリ空間のベースアドレスを管理している。
バスをコンフィグレーションするために、図3に示すコンフィグレーション空間の初期化をする必要がある。コンフィグレーションサイクルはコンフィグレーション・レジスタにアクセスするために使用される。PCIe規格には、スイッチ35a〜35cへの制御を行うタイプ1(Type 1)のコンフィグレーションサイクルと、デバイスへの制御を行うタイプ0(Type 0)のコンフィグレーションサイクルが存在する。タイプ1のコンフィグレーションサイクルは、バス番号を指定してスイッチ35a〜35cへのアクセスを行う。PCIコンフィグレーションアクセスには、次のルールの下、アクセスを行う。
(1)リクエストされたバス番号がスイッチ35a〜35cのセカンダリバス番号とサブオーディネートバス番号の間にない場合、タイプ1のコンフィグレーションサイクルを無視する。
(2)リクエストされたバス番号がスイッチ35a〜35cのセカンダリバス番号と一致する場合、タイプ1のコンフィグレーションサイクルをタイプ0のコンフィグレーションサイクルへ変換する。
(3)リクエストされたバス番号がスイッチ35a〜35cのセカンダリバス番号よりも大きく、サブオーディネートバス番号以下である場合、そのリクエストをそのままセカンダリバスへ送る。
[1−2.動作]
図4は、実施の形態1におけるコンフィグレーションサイクルを説明するためのフローチャートである。図4を用いて、以上のように構成されたホスト機器10とアダプタ20に対して、記録媒体30が挿入された場合のコンフィグレーションを高速に行うための動作を以下に説明する。
アダプタ20は、ホスト機器10に接続されたときに、アダプタ20を初期化して開始状態になる。ST1では、アダプタ20は、挿抜検出部24によりアダプタ20に対する記録媒体30の挿抜を検出することで、記録媒体30の挿抜状態を確認する。
ST2では、記録媒体30が挿入されているかどうかで分岐を行う。記録媒体30が挿入されていない場合には、再度ST1に戻り、記録媒体30が挿入されている場合には、次のST3に移行する。
ST3では、サイドバンドバス変換部25により、サイドバンドバス変換部33経由で情報格納部34から、図2に示す記録媒体30内のカード情報として最大バス構成を示す最大バス情報13を読み出す。
ST4では、読み出した最大バス情報13に基づいて、バス探索部26が記録媒体30のスイッチ35a〜35cのサブオーディネートバス番号の設定を行う。
PCIe規格では、スイッチ35a〜35cにはそれぞれプライマリバス番号、セカンダリバス番号の他にサブオーディネートバス番号を設定する必要がある。実施の形態1では情報格納部34に格納された最大バス情報13を読み出し、末端のサブオーディネートバス番号を最適値に設定することにより実現可能である。
実施の形態1において、ディジタル機器1側のバス探索部26は、サイドバンドバス変換部25にて記録媒体30側の情報格納部34からカード情報を取得し、記録媒体30内のバス構成を知る。そのため、従来方法のような規格上の最大構成を前提とした探索は不要であり、そのような探索を行わなくてもバス構成の探索範囲を特定することができる。したがって、バスの探索とバス構成の再構築を高速に行うことができる。
以下に図5〜図7を用いて従来方法と実施の形態1によるバスの探索とバス構成の再構築について詳細に説明する。
図5、図6は、従来におけるコンフィグレーションサイクルの説明図であって、図4におけるST5についての具体的なバスのコンフィグレーションサイクルの説明図である。図5、図6は、図1からバスのコンフィグレーションサイクルに必要なPCIeシステムの構成要素を抜き出したものである。それら構成要素には、バス探索部26、スイッチ35a〜35c、デバイス46,47、記録部36,37、PCIe−メモリIFブリッジ48,49、メモリカード50,51が含まれる。
まず、図5において、バス探索部26は、バスの探索によって、最初のPCIeスイッチとしてスイッチ35aを検出する。スイッチ35aの下位に存在するバス(ルートバス)には、Bus1の番号が付与される。スイッチ35aには、セカンダリバス番号として1が割り当てられ、サブオーディネートバス番号として一時的に0xFFが割り当てられる。これにより、バス番号が1以上でサブオーディネートバス番号以下の場合、タイプ1のコンフィグレーションサイクルの要求は、スイッチ35aを通って、Bus1に要求される。さらに、バス探索部26は、Bus1を探索し、スイッチ35bを検出する。スイッチ35b以下には、スイッチが存在しないので、スイッチ35bには、サブオーディネートバス番号として2が割り当てられる。この時点でセカンダリバス番号が確定する。
図6は、さらに下位のバスのコンフィグレーションサイクルの説明を行う図である。バス探索部26は、Bus1の探索に戻り、次のスイッチであるスイッチ35cを検出する。そのスイッチ35cには、プライマリバス番号として1が割り当てられ、セカンダリバス番号として3が割り当てられる。また、サブオーディネートバス番号として0xFFが割り当てられる。ここまでの処理により、Bus1、Bus2、Bus3に対してタイプ0のコンフィグレーションサイクルにより、適切なバスへのアクセスが可能になる。
このように、従来方法では、汎用的なアルゴリズムでスイッチの番号を設定するにあたり、探索開始時には、スイッチに関するサブオーディネートバス番号が分からなかった。そのため、算定的に最大値である0xFFを設定しておき、その下位に存在する全てのスイッチを探索して、サブオーディネートバス番号を割り当てていく処理を繰り返して、コンフィグレーションサイクルを完了させていた。
次に図7において、実施の形態1による探索範囲を限定する動作について説明する。図7は、実施の形態1におけるコンフィグレーションサイクルの説明図である。
実施の形態1では、PCIeバス65のバス構成は、ディジタル機器1がサイドバンドバス64を介して情報格納部34から取得したカード情報に基づいて再構築される。具体的には、バス探索部26は、PCIeバス65を構成するスイッチ35a〜35cのサブオーディネートバス番号を設定した上で、PCIeバス65のバス構成を再構築する。それらサブオーディネートバス番号の設定は、挿抜検出部24によって記録媒体30の挿入が検出された後に、サイドバンドバス変換部25が取得したカード情報に基づいて行われる。
図4のST3では、サイドバンドバス変換部25は、記録媒体30内のカード情報を読み出し、最大バス構成が3であることを確認する。
ST4では、スイッチ35aのサブオーディネートバス番号を3と設定する。この設定により、ST5では、バス探索部26は、汎用のバスのコンフィグレーションアクセスサイクルにより、スイッチ35a〜35cのバス番号の設定を行う。この際に、あらかじめサブオーディネートバス番号が設定されているために、0xFFまでの探索を行うことなく、設定されているバス番号までの探索でバス番号の設定を行うことが可能になる。
[1−3.効果等]
以上のように、実施の形態1において、ディジタル機器1側のアダプタ20は、サイドバンドバス変換部25にて記録媒体30側の情報格納部34からカード情報を取得し、記録媒体30内のバス構成を知る。そのため、従来方法のような規格上の最大構成を前提とした探索は不要であり、そのような探索を行わなくてもバス構成の探索範囲を特定することができる。したがって、バスの探索とバス構成の再構築を高速に行うことができる。
また、複数の記録媒体30を扱う場合には、制御ソフト処理軽減により、高速に起動することも可能になる。特に、複数の記録媒体30をほぼ同時に挿入した場合には、制御ソフト処理軽減により、さらに高速に起動することも可能になる。
また、ホスト機器10、アダプタ20および記録媒体30によって、ひとつの情報処理装置として構成されても同様の効果が得られる。
また、ホスト機器10とアダプタ20とによってディジタル機器1を構成した場合、記録媒体30はディジタル機器1に対して挿抜することになる。
また、実施の形態1では、アダプタ20を含むディジタル機器1が、スイッチ35a〜35cに対してルートバスからのバス番号を設定してバス構成の構築を行った。しかしながら、アダプタ20を含まないディジタル機器1が、スイッチ35a〜35cに対してルートバスからのバス番号を設定してバス構成の構築を行ってもよい。
また、実施の形態1では、サイドバンドバス64がI2Cを利用して通信を行う例について説明したが、UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)などの通信プロトコルを利用しても同様の効果が得られる。
なお、実施の形態1では、記録媒体30は、2つの記録部36,37を使用したが、これに限らず、ストライピング転送する際の転送速度に合わせて記録部の個数を適宜選択すればよく、3つなどの任意の複数の記録部を使用すればよい。
本開示は、取り外し可能な記録媒体に映像を記録する情報処理装置に適用可能である。具体的には、業務用カメラ、ディジタルスチルカメラ、ムービーなどに、本開示は適用可能である。
1 ディジタル機器
10 ホスト機器
11 カードID(情報)
12 カード種別情報(情報)
13 最大バス情報(情報)
20 アダプタ
21 ホストIF変換部
22 データ転送部
23 バッファ
24 挿抜検出部
25 サイドバンドバス変換部(情報取得部)
26 バス探索部
27 コネクタ
30 記録媒体
31 挿入通知部
32 コネクタ
33 サイドバンドバス変換部
34 情報格納部
35 スイッチ部
35a〜35c スイッチ
36,37 記録部
46,47 デバイス
48,49 PCIe−メモリIFブリッジ
50,51 メモリカード
61 USB
62 PCIeバス
65 PCIeバス(ローカルバス)
63 検出信号線
64 サイドバンドバス(通信部)

Claims (6)

  1. ディジタル機器に接続して使用される記録媒体であって、
    複数のスイッチ又はブリッジを有するローカルバスと、
    前記ローカルバスに接続される複数の記録部と、
    前記ローカルバスのバス構成を示す情報を格納する情報格納部と、
    前記ディジタル機器との間で前記情報を受け渡しするための通信部とを備え、
    前記ローカルバスのバス構成を示す情報には、バス数の最大値を示す最大バス情報を含み、
    前記ローカルバスのバス構成は、前記記録媒体を前記ディジタル機器へ挿入後に、前記ディジタル機器が前記通信部を介して前記情報格納部から取得した前記最大バス情報を含む前記バス構成を示す情報に基づいて再構築される、記録媒体。
  2. 前記ローカルバスは、PCIバス又はPCIeバスである、請求項1記載の記録媒体。
  3. 前記通信部は、前記PCIバス又はPCIeバスとは異なるサイドバンドバスである、請求項2記載の記録媒体。
  4. 複数のスイッチ又はブリッジを有するローカルバスと、前記ローカルバスのバス構成を示す情報を格納する情報格納部とを備えた記録媒体が挿抜されるアダプタであって、
    前記複数のスイッチ又はブリッジに対してルートバスからのバス番号を設定してバス構成の構築を行なうバス探索部と、
    前記アダプタに対する前記記録媒体の挿抜を検出する挿抜検出部と、
    前記情報格納部から前記バス構成を示す情報を取得する情報取得部と、を備え、
    前記ローカルバスのバス構成を示す情報には、バス数の最大値を示す最大バス情報を含み、
    前記バス探索部は、前記挿抜検出部によって前記記録媒体の挿入が検出された後、前記情報取得部が取得した前記最大バス情報を含む前記バス構成を示す情報に基づいて前記複数のスイッチ又はブリッジのサブオーディネートバス番号を設定した上で前記バス構成を再構築する、アダプタ。
  5. インタフェースを有するホスト機器と、
    前記インタフェースを介して前記ホスト機器と接続される請求項4記載のアダプタと、
    請求項1記載の記録媒体と
    を備える、情報処理装置。
  6. 前記ホスト機器と前記アダプタとによって前記ディジタル機器が構成される、請求項5記載の情報処理装置。
JP2016543799A 2014-08-21 2015-07-30 記録媒体、アダプタおよび情報処理装置 Active JP6547135B2 (ja)

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