JPH02148150A - 磁気ディスク制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は磁気ディスク制御装置、特にそのアクセス速
度の向上に関する。

［従来の技術］ 従来の磁気ディスク制御装置においては、磁気ディスク
装置へのデータの書き込み、或いは磁気ディスク装置か
らのデータの読み出しの際のアクセス速度を向上させる
ために次の方法がとられている。

（１）磁気ディスク装置本体の改良によるもの；これに
は、磁気ディスクの回転速度を上げ、回転待ち時間を減
少させたものや、ビット記録密度を上げてデータの転送
に要する時間を短くしたもの等がある。

（２）インタフェース回路の工夫によるもの；これには
、磁気ディスク装置とＣＰＵとの間のインタフェース部
分にキャッシュメモリを設け、このキャッシュメモリを
中継して磁気ディスク装置へのアクセスを行うことによ
り、シーク頻度を減らすことによって、全体として実効
的なアクセス速度を向上させたものがある。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の磁気ディスク制御装置において、上
記（１）のものは機械的な動作速度を上げるものであり
、技術的に限界があると共に、装置の大型化を招くとい
う問題点があった。

また、上記（２）のものはソフトウェアへの依存度が高
く、キャッシュメモリのヒツト率が悪いと逆に性能が低
下するという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、特に高速なディスク装置を使用しないで、ディス
クキャッシュ機能を有効に使用することによってアクセ
ス速度の高速化を可能にした磁気ディスク制御装置を得
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る磁気ディスク制御装置は、ディレクトリ
−情報が特定のセクタアドレス領域に格納された磁気デ
ィスク装置と、ＣＰＵからの制御コマンドに基づいて、
磁気ディスク装置のデータを読み出してＣＰＵバス上に
転送し、或いはＣＰＵバス上のデータを磁気ディスク装
置に転送して書き込む手段と、磁気ディスク装置からの
読み出しアクセス時に、そのアクセスが磁気ディスク装
置の特定のセクタアドレス領域であることを検出する検
出手段と、検出手段の検出信号に基づいて、磁気ディス
ク装置から読み出されたデータが記憶されるキャッシュ
メモリとを有する。

更に、この発明に係る磁気ディスク制御装置は、磁気デ
ィスク装置の上記特定のセクタアドレス領域に対する書
き込み及び読み出しのアクセスを監視し、読み出しが２
回以上継続する場合には、キャッシュメモリからのデー
タの読み出しを優先させ、途中に書き込みがあった後の
１回目の読み出しは磁気ディスク装置から行なわせる制
御手段を有する。

［作　用］ この発明においては、磁気ディスク装置の特定のセクタ
アドレス領域に読み出しのアクセスを行うと、そのとき
の磁気ディスク装置のデータがＣＰＵバス上に転送され
ると共に、キャッシュメモリに書き込まれる。そして、
特定のセクタアドレス領域に対する読み出しが２回以上
継続する場合には、キャッシュメモリからのデータを読
み出す動作を優先させ、また、途中に書き込みがあった
後の１回目の読み出しは磁気ディスク装置から行なわせ
る。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例に係る磁気ディスク制御装
置の構成を示すブロック図である。図において、（１）
はＣＰＵ、（２）は主記憶装置（ＭＥＭ）　、（３）は
磁気ディスクインタフェース（ＤＩＦ）、（４）はキャ
ッシュメモリで、（５）は２ボ一トＲＡＭであり、これ
らはＣＰＵバス（ｌＯ）に接続されている。（６）はマ
イクロプロセッサで、（７）は磁気ディスク装置である
。

磁気ディスクインタフェース（３）とキャッシュメモリ
（４）との間にはキャッシュメモリ・バス（ＣＭＢＵＳ
）（２０）が接続されており、このキャッシュメモリ・
バス（ＣＭＢＵＳ）（２０）は双方向バス、及びリード
、ライト等の制御信号線等から構成される。また、磁気
ディスクインタフェース（３）と磁気ディスク装置（７
）との間は磁気ディスクインタフェースケーブル（ＳＭ
Ｄ、ＥＳＤＩ。

ＳＣＳ　Ｉ等）で接続されている。２ボ一トＲＡＭ（５
）の片側のボートにはマイクロプロセッサ（８）が接続
されている。また、マイクロプロセッサ（６）からは、
磁気ディスクインタフェース（３）及びキャッシュメモ
リ（４〉に対して、マイクロプロセッサ（６）のデータ
バス、リード、ライト等の制御命令からなるインタフェ
ース制御信号（ＩＦＣＳ）（３１）及びキャッシュメモ
リ制御信号（ＣＭＣ３）（３２）が接続される。

第２図はキャッシュメモリ（４）の構成を示すブロック
図である。キャッシュメモリ（４）は、図示のように、
汎用スタティックＲＡＭ等によるメモリ素子（４１）、
このアドレス発生用のプリセッタブルカウンタ（４２）
及びオア回路（４３）から構成される。

プリセッタブルカウンタ（４２）のプリセット入力端子
には、キャッシュメモリ制御信号（３２）の内、マイク
ロプロセッサバス（３２ａ）及びプリセット信号線（３
２ｂ）が接続される。また、キャッシュメモリ・バス（
２０）中のリード信号（２０ａ）とライト信号（２０ｂ
）とのＯＲ（論理和）信号が論理回路（４３）で求めら
れ、そのＯＲ信号がクロック信号端子に入力される。

メモリ素子（４１）においては、プリセッタブルカウン
タ（４２）の出力がアドレス入力端子に、キャッシュメ
モリ・バス（２０）のデータバス（２０ａ）がデータ入
出力端子に、リード信号（２０ｂ）及びライト信号（２
０ｂ）がそれぞれＲＤ端子及びＷＲ端子に接続されてい
る。

次に動作を説明する。まず、上記のように構成された磁
気ディスク制御装置において、ＣＰＵ（１）からのコマ
ンドが入力し、磁気ディスク装置（７）に直接アクセス
するときの動作を説明する。

ＣＰ　Ｕ　（１）からマイクロプロセッサ（６）に対し
て、磁気ディスク装置（７）に対するアクセスセクタ・
アドレス（論理アドレス）、リード／ライト、転送すべ
きセクタ数等がコマンドとして、２ポートＲＡ　Ｍ　（
５）を経由して伝えられる。マイクロプロセッサ（６）
はそのコマンドを読取り、論理アドレスを物理アドレス
（シリンダアドレス、ヘッドアドレス、トラック内のセ
クタアドレス）に変換し、磁気ディスクインタフェース
（３）を経由して磁気ディスク装置（７）に対して転送
制御を行う。

リード命令の場合には、磁気ディスク装置（７）のデー
タは磁気ディスクインタフェース（３）のＤＭＡ（ダイ
レクトφメモリφアクセス）機能により、ＣＰＵバス（
１０）を経由して主記憶装置（２）に転送される。

ＣＰ　Ｕ　（１）からのコマンドがライト命令の場合に
は、上記のリード命令の場合とデータが逆方向に転送さ
れて、主記憶装置（２）のデータが磁気ディスク装置（
７）に書き込まれる。

ところで、磁気ディスク装置（７）においては、ＣＰ　
Ｕ　（１）の動作するプログラムファイル、画像データ
ファイル及びこれらのファイルを管理するディレクトリ
−情報が格納されている。ここで、これらの情報を磁気
ディスクに記録する際に、ディレクトリ−情報のみを、
磁気ディスク内の特定論理セクタアドレス領域に纏めて
記憶しておくことにより、データの転送に際して第３図
のフローチャートに示される動作が得られる。

次に、第３図のフローチャートを参照しながらデータ転
送時の動作を説明する。

マイクロプロセッサ（６）は、まずＣＰ　Ｕ　（１）が
らのコマンドを受は付け（Ｓｔ）、その後そのコマンド
が特定のセクタアドレス領域のものであるかどうかを判
断する（Ｓ２）。そのコマンドが特定のセクタアドレス
領域以外に対するアクセスである場合には、磁気ディス
ク装置（７）に直接アクセスして、上述した方法で読み
出し又は書き込みが行われる（Ｓ３）。

一方、ＣＰ　Ｕ　（１）からのコマンドが特定のセクタ
アドレス領域に対するアクセスである場合には、次にそ
のコマンドがライト命令かどうかを判断しくＳ４）、ラ
イト命令である場合には磁気ディスク装置（７）に直接
アクセスする（Ｓ３）。

そのコマンドがライト命令ではなくリード命令であった
場合には（Ｓ４）、その領域のセクタに対して行われた
前回のアクセスがライト命令であったかどうかを判断す
る（Ｓ５）。ライト命令であった場合には、先ず、磁気
ディスク装置（７）へ直接アクセスしてコマンドで指定
された量のデータを読みとって主記憶装置（２）に転送
する（Ｓ６）。それと同時に、このデータをキャッシュ
メモリ制御信号（３２）を経由してキャッシュメモリ（
４）に書き込む（Ｓ７）。

一方、その特定のセクタアドレス領域に対して行われた
前回のアクセスがライト命令でなく、リード命令であっ
た場合には、前回のアクセスで行われたキャッシュメモ
リ（４）へのデータ転送によりキャッシュメモリ（４）
に記憶されたデータが、今回のアクセス対象領域のデー
タを全て含んでいるかどうかを判断する（Ｓ８）。含ん
でいると判断された場合には、磁気ディスク装置（７）
へのアクセスは行わずに、キャッシュメモリ（４）から
そのデータを読み出し、磁気ディスクインタフェース（
３）のもつＤＭＡ機能を用いて主記憶装置（２）に転送
する（Ｓ９）。

キャッシュメモリ（４）に記憶されたデータが、今回の
アクセス対象領域のデータを全て含んでいない場合には
、磁気ディスク装置（７）へ直接アクセスしてコマンド
で指定された量のデータを読みとって主記憶装置（２）
に転送する（Ｓ６）。それと同時に、このデータをキャ
ッシュメモリ制御信号（３２）を経由してキャッシュメ
モリ（４）に書き込む（Ｓ７）。

コマンドで指定されたデータ転送が終了すると、マイク
ロプロセッサ（６）は終了情報を２ボートＲＡ　Ｍ　（
５）に書き込み、ＣＰＵバス（ｌＯ）上の割り込み信号
を使用してＣＰ　Ｕ　（１）に対して終了通知を行う（
ＳＩＯ）。

次に、キャッシュメモリ（４）に対する書き込み（ステ
ップ（８７））及びキャッシュメモリ（４）からの読み
出しくステップ（Ｓ９））の動作を説明する。

キャッシュメモリ（４）にデータを書き込む場合には、
マイクロプロセッサ（６）はキャッシュメモリ制御信号
（３２）を通じてプリセッタブルカウンタ（４２）に対
してメモリ素子（４１）に書き込むべき先頭アドレスを
設定する。また、マイクロプロセッサ（６）はインタフ
ェース制御信号（３１）に含まれる転送起動信号をオン
にして磁気ディスクインタフェース（３）に伝える。磁
気ディスクインタフェース（３）は転送起動信号を受は
取ると、ライト信号（２０ｂ）を出力すると共に、キャ
ッシュメモリバス（２０）に該当するデータを出力する
。そして、そのデータがメモリ素子（４１）に書き込ま
れる。

プリセッタブルカウンタ（４２）はライト信号（２０ｂ
）の入力毎にその計数値をインクリメントしていくので
、メモリ素子（４１）のアドレスは次々と更新されてい
き、これに該当するキャッシュメモリバス（２０）上の
データがメモリ素子（４１）に連続的に書き込まれてい
く。

次にキャッシュメモリ（４）からデータを読み出す場合
について説明する。

プリセッタブルカウンタ（４２）に先頭アドレスを設定
する場合の動作は書き込みのときと同じである。読み出
し時には、磁気ディスクインタフェース（３）からリー
ド信号（２０ａ）が出力され、これがプリセッタブルカ
ウンタ（４２）に入力する度に、メモリ素子（４１）の
アドレスがインクリメントし、メモリ素子（４１）のデ
ータが読み出される。このデータはキャッシュメモリ・
バス（２０）を経由して磁気ディスクインタフェース（
３）に入力し、磁気ディスクインタフェース（３）のＤ
ＭＡ機能により主記憶装置（２）へ転送される。

なお、上記実施例では磁気ディスクに構成される特定の
セクタアドレス領域が１つである場合について説明した
が、この特定のセクタアドレス領域は複数に分割して配
置してもよい。

また、ＣＰＵ（１）とマイクロプロセッサ（６）との通
信手段として２ボートＲＡ　Ｍ　（５）の例を挙げたが
、マイクロプロセッサ（６）がＣＰＵバス（ｌＯ）上に
直接アクセスする構成をとることにより、主記憶装置（
２）の一部分をこれに代えてもよい。更に、マイクロプ
ロセッサ（６）の演算機能をＣＰＵ（１）に行わせて、
ハード構成上マイクロプロセッサ（６）を省略した構成
にしてもよい。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、最もアクセス頻度の高
いディレクトリ−情報領域を磁気ディスクの特定のセク
タアドレス領域に纏め、その範囲についての読み出しア
クセスデータのみをキャッシュメモリに取り込むように
したので、キャッシュメモリのヒツト率が高くなり、そ
の結果磁気ディスク装置へのアクセスの回数が低減し、
システム全体のスルーブツトを上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す磁気ディスク装置制
御装置の構成を示すブロック図、第２図はキャッシュメ
モリの構成を示す回路図、第３図が第１図の装置の動作
を示すフローチャートである。 図において、（１）はＣＰＵ、（２）は主記憶装置、（
３）は磁気ディスクインタフェース、（４）はキャッシ
ュメモリ、（５）は２ボ一トＲＡＭ、（６）はマイクロ
プロセッサ、（７）は磁気ディスク装置である。 代理人　弁理士　佐　々　木　宗　治 ２図 どｖＯ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ディレクトリー情報が特定のセクタアドレス領域に格納
   された磁気ディスク装置と、 中央処理装置（以下ＣＰＵという）からの制御コマンド
   に基づいて、磁気ディスク装置のデータを読み出してＣ
   ＰＵバス上に転送し、或いはＣＰＵバス上のデータを磁
   気ディスク装置に転送して書き込む手段と、 磁気ディスク装置からの読み出しアクセス時に、そのア
   クセスが磁気ディスク装置の特定のセクタアドレス領域
   内に対するものであることを検出する検出手段と、 検出手段の検出信号に基づいて、磁気ディスク装置から
   読み出されたデータが記憶されるキャッシュメモリと、 磁気ディスク装置の上記特定のセクタアドレス領域に対
   する書き込み及び読み出しのアクセスを監視し、読み出
   しが２回以上継続する場合には、キャッシュメモリから
   のデータの読み出しを優先させ、途中に書き込みがあっ
   た後の１回目の読み出しは磁気ディスク装置から行なわ
   せる制御手段とを有する磁気ディスク制御装置。