JPH0573486A - 記憶装置用付加装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現状のハードウェア（記憶装置）を無駄にす
ることなく、キャッシュメモリによるアクセスの高速化
を実現することのできる記憶装置用付加装置を提供す
る。 【構成】 キャッシュミスヒットした場合、上位通知制
御部２７ａにおいて、上位装置１に対して記憶装置（磁
気ディスク装置）１１が出力すべき応答制御情報を出力
し、記憶装置１１を駆動することなくデータ転送を完結
させる。また、キャッシュミスヒットした場合、下位通
知制御部２８ａにおいて、上位側プロトコル制御部２７
が受信した制御情報を記憶装置１１に対して出力し、こ
の制御情報に基づく記憶装置１１のデータ転送の制御を
実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記憶装置と上位装置と
の間のデータ転送が所定のプロトコルに基づいて実施さ
れる場合に、記憶装置と上位装置の間の情報伝送路上に
設置してデータ転送の中継を行なう記憶装置用付加装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータシステムは、各種の情報処
理を行なう上位装置（コンピュータ本体）と、キーボー
ド、ディスプレイ、プリンタ等の入出力装置、さらには
磁気ディスク装置、光ディスク装置等の記憶装置から構
築される。入出力装置や記憶装置と、上位装置との接続
は、所定のプロトコルに適合した信号ケーブル（バス）
やインタフェースが利用される。例えば磁気ディスク装
置の場合、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interfac
e ）と呼ばれる規格のプロトコルにより接続される。

【０００３】図２に、従来一般のＳＣＳＩインタフェー
スの構成図を示す。図に示した上位装置１には、プロセ
ッサ（ＣＰＵ）２、メモリ３、ＳＣＳＩ制御部４、入出
力（Ｉ／Ｏ）制御部５が、相互に内部バス６を介して接
続されている。ＳＣＳＩ制御部４には、ＳＣＳＩバス１
０を介して磁気ディスク装置（記憶装置）１１に設けら
れた、ＳＣＳＩ制御部１２が接続されている。ＳＣＳＩ
制御部１２には、磁気ディスクユニット（ＤＫ）１３が
接続されている。

【０００４】プロセッサ２は、所定の演算処理を実行す
るもの演算機構である。メモリ３は、プロセッサ２によ
る演算結果を記憶するＲＡＭ等の記憶素子からなるもの
である。ＳＣＳＩ制御部４は、内部バス６上の信号とＳ
ＣＳＩバス１０上の信号の整合、即ちプロトコル処理を
実施するものである。入出力制御部５は、例えばメモリ
３と磁気ディスク装置１１（磁気ディスクユニット１
３）の間のデータ転送を高速に実施するＤＭＡ（Direct
Memory Access）コントローラ等からなるものである。

【０００５】内部バス６は、制御バス、アドレスバス、
データバスから構成される信号線である。磁気ディスク
装置１１側のＳＣＳＩ制御部１２は、磁気ディスクユニ
ット１３とＳＣＳＩバス１０上の信号の整合、即ちプロ
トコル処理を実施するものである。以上の構成におい
て、上位装置１が磁気ディスク装置１１（磁気ディスク
ユニット１３）に記憶されたデータの読出しを行なう場
合を例に、図３を参照しながら説明する。

【０００６】図３は、ＳＣＳＩインタフェースのフェー
ズ遷移説明図である。プロセッサ２は、読出しデータが
格納されているアドレス及び読み出すデータ長をＳＣＳ
Ｉ制御部４に通知し、読出し制御の起動を行なう。ＳＣ
ＳＩ制御部４は、ＳＣＳＩバス１０の使用権を獲得する
アービトレーションフェーズ、制御対象とする装置（タ
ーゲット装置）を選択するセレクションフェーズ、ター
ゲット装置に対するコマンドを出力するコマンドフェー
ズの遷移を行なう。

【０００７】一方、磁気ディスク装置１１の磁気ディス
クユニット１３は、コマンドフェーズにおいて受信した
コマンドを基に、目的とするシリンダまでヘッドシーク
を行ない、更に読取るべきセクタがヘッド位置まで回転
してくるまで待機（回転待ち）した後、データの読出し
を行なう。ＳＣＳＩ制御部１２は、磁気ディスクユニッ
ト１３から出力されるデータを上位装置１に向けて転送
することになる。

【０００８】ＳＣＳＩ制御部４では、データインフェー
ズにおいて、磁気ディスク装置１１から受信したデータ
をメモリ３へ記憶する。ＳＣＳＩ制御部１２は、依頼さ
れたデータを上位装置１側に転送すると、ステータスフ
ェーズにおいて、コマンドの正常終了をＳＣＳＩ制御部
４に通知し、更にメッセージインフェーズにおいてコマ
ンドの終了を通知し、ＳＣＳＩバス１０の解放（バスフ
リー）の設定を行なう。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明した構成においては、磁気ディスク装置１１のアクセ
ス時間として、機械的な動作を伴うヘッドシークに数十
ｍＳ、回転待ちに数ｍＳと比較的長い時間が費やされ
る。このアクセス時間は、磁気ディスク装置１１の処理
時間の大半を占め、より短時間で磁気ディスク装置１１
のデータの読出し（書込み）を実現するため、機械的な
動作を伴わないキャッシュメモリが利用される。即ち、
磁気ディスク装置１１のＳＣＳＩ制御部１２にキャッシ
ュメモリを設け、キャッシュヒットした場合には、磁気
ディスクユニット１３を駆動することなく上位装置１側
にキャッシュメモリのデータを転送する。また、磁気デ
ィスクユニット１３への書込みを行なう場合、キャッシ
ュメモリへの書込みを行なうことにより、上位装置１を
解放し、磁気ディスクユニット１３のアクセス時間が上
位装置１に影響するのを回避することができる。しか
し、キャッシュメモリの搭載されていない磁気ディスク
装置１１（ＳＣＳＩ制御部１２）に、キャッシュメモリ
のみを搭載するのは困難である。このため、磁気ディス
ク装置１１全体もしくはＳＣＳＩ制御部１２を交換しな
ければならなず、現状のハードウェアが無駄になってし
まうといった問題が生じていた。

【００１０】本発明は以上の点に着目してなされたもの
で、現状のハードウェア（記憶装置）を無駄にすること
なく、キャッシュメモリによるアクセスの高速化を実現
することのできる記憶装置用付加装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の記憶装置用付加
装置は、データの記憶を行ない、かつ所定のプロトコル
に従いデータ転送を行なう記憶装置と、前記プロトコル
に従い前記データ転送を制御する上位装置との間に設け
られ、前記プロトコルに従い前記記憶装置と前記上位装
置との間の前記データ転送の中継を行なうものにおい
て、前記データ転送に伴い、前記上位装置との間で前記
プロトコルに従って定められた制御情報の送受信制御を
行なう上位側プロトコル制御部と、前記データ転送に伴
い、前記記憶装置との間で前記プロトコルに従って定め
られた制御情報の送受信制御を行なう下位側プロトコル
制御部と、前記データを記憶するキャッシュメモリと、
前記キャッシュメモリのキャッシング制御を行なうキャ
ッシュ制御部と、前記上位装置から受信した前記データ
転送を指示する前記制御情報に基づいて、前記キャッシ
ュメモリがキャッシュヒットした場合、前記データ転送
時に前記記憶装置が出力すべき応答制御情報を生成して
前記上位装置に向けて出力する上位通知制御部と、前記
上位装置から受信した前記データ転送を指示する前記制
御情報に基づいて、前記キャッシュメモリがキャッシュ
ミスヒットした場合、当該制御情報を前記記憶装置に向
けて出力する下位通知制御部を備えたものである。

【００１２】

【作用】この装置は、キャッシュミスヒットした場合、
上位通知制御部において、上位装置に対して記憶装置が
出力すべき応答制御情報を出力し、記憶装置を駆動する
ことなくデータ転送を完結させる。また、キャッシュミ
スヒットした場合、下位通知制御部において、上位側プ
ロトコル制御部が受信した制御情報を記憶装置に対して
出力し、この制御情報に基づく記憶装置のデータ転送の
制御を実現する。

【００１３】

【実施例】図１に、本発明の記憶装置用付加装置のブロ
ック図を示す。本発明の記憶装置用付加装置２０は、先
に図２に示したＳＣＳＩバス１０（１０ａ，１０ｂ）上
に設けられ、上位装置１と磁気ディスク装置（記憶装
置）１１の間で実施されるデータ転送を中継するもので
ある。図に示すように、記憶装置用付加装置２０のプロ
セッサ（ＣＰＵ）２１には、内部バス２９を介して、メ
モリ２２、バッファメモリ２３、ＤＭＡ制御部２４、キ
ャッシュメモリ２５、キャッシュタグ６、そして上位側
ＳＣＳＩ制御部２７（上位側プロトコル制御部）及び下
位側ＳＣＳＩ制御部（下位側プロトコル制御部）２８が
接続されている。プロセッサ２１は、記憶装置用付加装
置（以下、単に付加装置と称す）２０を構成する各部の
制御管理を行なうもので、キャッシュヒット、キャッシ
ュミスヒットの判定を行なうキャッシュ制御部２１ａが
設けられている。

【００１４】メモリ２２は、プロセッサ２１の参照する
プログラムやデータを記憶するＲＯＭ等からなるもので
ある。バッファメモリ２３は、磁気ディスク装置１１へ
書込むデータを一時記憶するＲＡＭ等からなるものであ
る。ＤＭＡ制御部２４は、上位側ＳＣＳＩ制御部２７、
下位側ＳＣＳＩ制御部２８、バッファメモリ２３、キャ
ッシュメモリ２５の間のデータ転送を専門に行なうもの
である。

【００１５】キャッシュメモリ２５は、磁気ディスク装
置１１から読出したデータの記憶（キャッシュ）を行な
うＲＡＭ等からなるものである。キャッシュタグ２６
は、キャッシュメモリ２５に記憶されたデータの特定を
行なうテーブルである。上位側ＳＣＳＩ制御部２７は、
ＳＣＳＩバス１０ａと内部バス２９の整合（ＳＣＳＩ規
格のプロトコル処理）を行なうもので、上位通知制御部
２７ａが設けられている。

【００１６】この上位通知制御部２７ａは、磁気ディス
ク装置１１のＳＣＳＩ制御部１２が上位装置１に向けて
通知する内容（制御情報）を生成するものである。下位
側ＳＣＳＩ制御部２７は、ＳＣＳＩバス１０ｂと内部バ
ス２９の整合（ＳＣＳＩ規格のプロトコル処理）を行な
うもので、下位通知制御部２８ａが設けられている。下
位通知制御部２８ａは、上位装置１のＳＣＳＩ制御部４
が磁気ディスク装置１１に向けて通知する内容（応答制
御情報）を生成するものである。

【００１７】以上の構成の付加装置２０において、上位
装置１が磁気ディスク装置１１からデータの読出しを行
なう場合、先に図３において説明した場合と同様に、プ
ロセッサ２はＳＣＳＩ制御部４に対して読出しデータの
アドレス及び読出しデータ長を通知し、読出し処理の起
動を行なう。ＳＣＳＩ制御部４は、上位側ＳＣＳＩ制御
部２７に対して、各種のフェーズを実行することにな
る。上位側ＳＣＳＩ制御部２７は、ＳＣＳＩ制御部４か
ら通知されたコマンドをプロセッサ２１に通知する。

【００１８】プロセッサ２１では、通知された内容を解
析し、キャッシュタグ２６を参照して所望のデータ（解
析結果に対応するデータ）がキャッシュメモリ２５に記
憶されているかを判断する。キャッシュメモリ２５に所
望のデータが記憶されていた場合、即ちキャッシュヒッ
トした場合、プロセッサ２１はＤＭＡ制御部２４を起動
し、先に通知されたコマンドに対応するデータをキャッ
シュメモリ２５から上位側ＳＣＳＩ制御部２７に転送す
る。上位側ＳＣＳＩ制御部２７では、転送されたデータ
をＳＣＳＩバス１０ａを介してＳＣＳＩ制御部４に転送
する。その後、データの転送が完了した場合、プロセッ
サ２１は、上位通知制御部２７ａを起動し、ステータス
フェーズ、メッセージインフェーズを実行させ、処理を
終了する。

【００１９】また、キャッシュメモリ２５に所望のデー
タが存在しなかった場合、即ちキャッシュミスヒットし
た場合、プロセッサ２１は、先に上位側ＳＣＳＩ制御部
２７から受信したコマンド、アドレス及び読出しデータ
長を下位通知制御部２８ａに通知する。下位通知制御部
２８ａは、アービトレーションフェーズ、セレクション
フェーズ、コマンドフェーズの実行制御を順次行ない、
下位側ＳＣＳＩ制御部２８によるプロトコル処理を施し
て磁気ディスク装置１１への通知を行なう。磁気ディス
ク装置１１では、ヘッドシーク、回転待、データ転送と
いったフェーズが実施される。

【００２０】磁気ディスク装置１１において読み出され
たデータは、下位側ＳＣＳＩ制御部２８により受信さ
れ、ＤＭＡ制御部２４の制御によりキャッシュメモリ２
５への記憶を行なう。この際キャッシュタグ２６では、
上位装置１から指定されたアドレスと、キャッシュメモ
リ２５の記憶領域の対応付けがなされる。更に、キャッ
シュメモリ２５に新たに記憶されたデータは、ＤＭＡ制
御部２４の制御により上位側ＳＣＳＩ制御部２７に転送
される。上位側ＳＣＳＩ制御部２７は、ＳＣＳＩバス１
０ａ介してＳＣＳＩ制御部４へデータの転送を行なう。
その後、磁気ディスク装置１１のＳＣＳＩ制御部１２か
らステ−タスフェーズ及びメッセージインフェーズの通
知が実施されると、上位側ＳＣＳＩ制御部２７は、これ
ら通知をＳＣＳＩ制御部４に向けて転送する。

【００２１】次に、上位装置１が磁気ディスク装置１１
に、データの書込みを行なう場合について説明する。上
位装置１のプロセッサ２は、書込みデータが記憶されて
いるメモリ３上のアドレス及び磁気ディスク装置１１
（磁気ディスクユニット１３）上の格納アドレスをＳＣ
ＳＩ制御部４に通知し、データ書込みの処理を起動す
る。ＳＣＳＩ制御部４は、アービトレーションフェー
ズ、セレクションフェーズ、コマンドフェーズを順次実
行し、付加装置２０の上位側ＳＣＳＩ制御部２７にコマ
ンドを転送する。

【００２２】上位側ＳＣＳＩ制御部２７は、通知された
コマンドをプロセッサ２１に通知することになる。プロ
セッサ２１は、通知されたコマンドが書込みコマンドで
あることを認識すると、ＤＭＡ制御部２４を起動し、デ
ータインフェーズにおいて上位側ＳＣＳＩ制御部２７が
ＳＣＳＩ制御部４から受信する書込みデータをバッファ
メモリ２３に転送し、更に、キャッシュヒットした場合
には、キャッシュメモリ２４に書込みデータを記憶す
る。

【００２３】バッファメモリ２３に記憶された書込みデ
ータは、プロセッサ２１により起動をかけられた下位通
知制御部２８ａによるアービトレーションフェーズ、セ
レクションフェーズ、コマンドフェーズの実施を待ち、
ＤＭＡ制御部２４によるバッファメモリ２３から下位側
ＳＣＳＩ制御部２８への転送を行なう。下位側ＳＣＳＩ
制御部２８に転送された書込みデータは、ＳＣＳＩ制御
部１２に転送され、磁気ディスクユニット１３の所定の
領域に記憶される。磁気ディスクユニット１３への記憶
が完了すると、ＳＣＳＩ制御部１２の制御によるステー
タスフェーズ、メッセージインフェーズが、下位側ＳＣ
ＳＩ制御部２８に受信される。その後内部バス２９を介
して上位側ＳＣＳＩ制御部２７に通知され、更に上位通
知制御部２７ａにより再現されてＳＣＳＩ制御部４に通
知される。なお、磁気ディスク装置１１への書込みを、
キャッシュメモリ２５への記憶に伴い実施するのでな
く、後に一括して実施し、キャッシュメモリ２５への記
憶が完了すると同時に上位装置１を解放することも可能
である。

【００２４】本発明は以上の実施例に限定されない。実
施例では、記憶装置としては磁気ディスク装置を挙げて
説明したが、例えば光ディスク装置等にも適用すること
ができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ハードウェアの変更等に伴う無駄を生じることなく高速
度のデータの読出し（書込み）を実現することができ、
また、上位装置もしくは記憶装置の変更の影響を受ける
ことなく、データ転送を行なう為のプロトコルが一致し
ていれば、柔軟に各種の構成に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記憶装置用付加装置のブロック図であ
る。

【図２】従来一般のＳＣＳＩインタフェースの構成図で
ある。

【図３】ＳＣＳＩインタフェースのフェーズ遷移説明図
である。

【符号の説明】

１ 上位装置 ２，２１ プロセッサ（ＣＰＵ） １１ 磁気ディスク装置（記憶装置） ２１ａ キャッシュ制御部 ２３ バッファメモリ ２４ ＤＭＡ制御部 ２５ キャッシュメモリ ２６ キャッシュタグ ２７ 上位側ＳＣＳＩ制御部 ２７ａ 上位通知制御部 ２８ 下位側ＳＣＳＩ制御部 ２８ａ 下位通知制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データの記憶を行ない、かつ所定のプロ
   トコルに従いデータ転送を行なう記憶装置と、前記プロ
   トコルに従い前記データ転送を制御する上位装置との間
   に設けられ、前記プロトコルに従い前記記憶装置と前記
   上位装置との間の前記データ転送の中継を行なうものに
   おいて、 前記データ転送に伴い、前記上位装置との間で前記プロ
   トコルに従って定められた制御情報の送受信制御を行な
   う上位側プロトコル制御部と、 前記データ転送に伴い、前記記憶装置との間で前記プロ
   トコルに従って定められた制御情報の送受信制御を行な
   う下位側プロトコル制御部と、 前記データを記憶するキャッシュメモリと、 前記キャッシュメモリのキャッシング制御を行なうキャ
   ッシュ制御部と、 前記上位装置から受信した前記データ転送を指示する前
   記制御情報に基づいて、前記キャッシュメモリがキャッ
   シュヒットした場合、前記データ転送時に前記記憶装置
   が出力すべき応答制御情報を生成して前記上位装置に向
   けて出力する上位通知制御部と、 前記上位装置から受信した前記データ転送を指示する前
   記制御情報に基づいて、前記キャッシュメモリがキャッ
   シュミスヒットした場合、当該制御情報を前記記憶装置
   に向けて出力する下位通知制御部を備えたことを特徴と
   する記憶装置用付加装置。