JPH064221A - バッファ制御回路および回転形記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バッファや回転形記憶媒体の利用効率を低下
させることなく、データ転送速度を向上させることが可
能な回転形記憶装置を提供する。 【構成】 ディスクドライブ５０と等価なＧＡＰおよび
データが混在した形式で保持し、ディスクコントローラ
２００からの読出要求に応答するバッファ６０を制御す
るバッファ制御回路１００は、バッファ管理部２０，バ
ッファアドレス制御部３０，データ制御部４０およびア
クセスサイクル制御部１０を備え、アクセスサイクル制
御部１０は、データ転送中にのみ“１”となるようにデ
ィスクコントローラ２００から発行されるＸＦＥＲ信号
に基づいて、ＧＡＰ部分のアクセスではアクセススピー
ドを遅く、データ部分のアクセスでは速くするように、
バッファアドレス制御部３０のアドレスカウントアップ
速度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バッファ制御技術およ
び回転形記憶装置に関し、特に、磁気ディスク装置など
の回転形記憶装置に備えられたデータバッファの制御な
どに適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、情報処理システムにおける外
部記憶装置として用いられる磁気ディスク装置などにお
いては、上位のチャネル装置などとの間におけるデータ
転送には、転送データを一時的に保持する複数のバッフ
ァが使用され、ディスクコントローラが制御プログラム
に基づいて、これらのバッファの切替えや、データ転送
の開始や停止などを行っている。

【０００３】なお、データをセクタと呼ばれる固定長の
単位に分割し、そのセクタ単位でバッファの切替え、転
送、再開が行われる小型ハードディスク装置等のバッフ
ァ制御方式は、特開昭６４−４２０６７号公報、特開平
３−１３４７３２号公報、等に種々詳細に開示されてい
るので、以下の説明では、特に、大型磁気ディスク装置
等に使用される可変長データ格納方式の一種であるＣＫ
Ｄ（Count Key Data）方式を例に採って、バッファ制御
回路の従来技術について説明する。

【０００４】前述のＣＫＤ方式におけるトラック上のデ
ータ分割の例を図４に示す。

【０００５】同図において、Ｃはカウント部と呼ばれ、
当該トラックのシリンダ、ヘッドおよびレコード番号が
記録され、Ｋは、キー部と呼ばれ、次に位置するデータ
に関する検索情報などの論理的なＩＤが記録される。Ｄ
は実際に使用するデータ部であり、データ部の長さは、
前述のセクタ方式とは異なり、ホストコンピュータの制
御プログラムによって自由に設定される。

【０００６】また、一組のカウント部、キー部およびデ
ータ部からなるＲ_n ，Ｒ_n+1 ，Ｒ_mは、それぞれレコー
ドと呼ばれ、前記セクタ方式におけるセクタに相当する
取扱単位である。さらに、カウント部、キー部およびデ
ータ部の各々の間に設けられたＧＡＰ部は、ディスクコ
ントローラおよびホストコンピュータがデータ転送時に
必要な準備時間を与えるために設けられたエリアであ
る。

【０００７】以上のような構成となっているトラックデ
ータが、等価な形式で書き込まれているバッファからデ
ィスクコントローラに読出しデータを転送するシーケン
スを図５により説明する。

【０００８】なお、ここでは、Ｃ，Ｋ，Ｄの各部の区別
は特に必要としないので、図５のように、一様にデータ
ｎとして表示し、説明する。また、記憶媒体であるディ
スク面上から読みだしたデータをバッファに一旦書き込
む手段およびシーケンスは本発明には特に影響せず、種
々の方法が開示されているので、ここでは割愛し、すで
にバッファ内に１トラック分のデータが書き込まれてい
るものとして説明する。

【０００９】図６は、ディスクコントローラ３００、バ
ッファ制御回路４００、バッファ６００、ディスクドラ
イブ５００からなる磁気ディスク装置の構成の一例を示
している。

【００１０】図５の如く、ディスクコントローラ３００
がデータ１〜データ３までを、バッファ６００から順次
読み出す場合、まず、のタイミングでディスクコント
ローラ３００はバッファ制御回路４００にデータ１を読
み出す指示を出す。そして、データ１の手前側に配置さ
れているＧＡＰ１の間にディスクコントローラ３００
は、バッファ６００から到来するデータ１を受け取る準
備をする。受け取り準備が完了するとディスクコントロ
ーラ３００はＸＦＥＲ信号を“１”にしてデータ１を受
け取り、当該データ１をすべて受け取るとＸＦＥＲ信号
を“０”にして、次のデータ２を読み出すために、の
タイミングで、読出し指示を行い、データ２の手前側に
配されているＧＡＰ２の読み取りの間に準備をする。

【００１１】この時、バッファ６００のアドレスは、バ
ッファ制御回路４００によって以前のデータ１の転送時
と同様にＧＡＰ２の部分でも同一のスピードでカウント
アップを行っている。ディスクコントローラ３００は、
データ２の受け取り準備が終わると、データ１の場合と
同様にＸＦＥＲ信号を“１”にしてデータ２を受け取
る。データ２の後にＧＡＰ３を介して位置するデータ３
の場合も同様なシーケンスで受け取る。

【００１２】以上の説明から明らかなように、バッファ
６００のアドレスは、ＧＡＰ部もデータ部も一様に同一
のスピードでカウントアップされ、ディスクコントロー
ラ３００へは、あたかもディスクドライブ５００内で一
定速度で回転する磁気ディスク上のトラックからデータ
を直接的に読み出しているかのごとく動作する。

【００１３】但し、カウントアップのスピードは、ディ
スクコントローラ３００のデータ転送速度度に基づいて
予め設定された値のため、実際の磁気ディスクの回転速
度に基づいた読出スピードとは異なる場合が多い。

【００１４】すなわち、ディスクコントローラ３００側
の大きなデータ転送速度と、磁気ディスクの回転速度に
よって規定されるディスクドライブ側のデータ転送速度
の差を吸収する目的でバッファ６００を具備する磁気デ
ィスク装置も多い。

【００１５】また、特開平３−１３４７３２号公報に示
されるごとく、磁気ディスクの回転待ち時間を短縮する
為に具備する場合もあるが、ここでは説明を割愛する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のバ
ッファ制御技術では、バッファのアクセス時におけるア
ドレスはＧＡＰ部もデータ部も一様に同一のスピードで
カウントアップされるため、ディスクコントローラのデ
ータ転送能力が非常に大きい場合、当該転送能力を活用
すべくアドレスのカウントアップのスピードを大きくす
ると、ＧＡＰ部において捻出される準備時間が短くなる
ため、当該ＧＡＰ部において捻出される準備時間が所定
の値以上になるようにアドレスのカウントアップのスピ
ード、すなわちデータ転送速度を抑制しなければなら
ず、折角のデータ転送能力を有効に活用できないという
問題がある。また、データ転送能力の向上に対応してＧ
ＡＰ部の長さ（バイト数）を単に大きくし、所定の準備
時間を確保しようとすると、その分だけ１トラック内に
格納可能なデータ部の長さ（データ量）が減らされ、バ
ッファや磁気ディスクなどの記憶媒体の利用効率が低下
するという問題を生じる。

【００１７】本発明の目的は、バッファの利用効率を低
下させることなく、データ転送経路におけるバッファを
介したデータ転送速度を向上させることが可能なバッフ
ァ制御技術を提供することにある。

【００１８】本発明の他の目的は、バッファや回転形記
憶媒体の利用効率を低下させることなく、データ転送速
度を向上させることが可能な回転形記憶装置を提供する
ことにある。

【００１９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下の通りである。

【００２１】本発明は、データ転送経路に介設され転送
データを一時的に保持するバッファにおける一つのアク
セスサイクルを、書込みサイクルと読出サイクルに時分
割して制御するバッファ制御回路において、転送データ
の種別または上位制御装置からの制御信号に応じてアク
セスサイクル内における読出サイクルの実行回数を制御
するアクセスサイクル制御手段を設けたものである。

【００２２】また、本発明のバッファ制御回路は、請求
項１記載のバッファ制御回路において、転送データを、
回転形記憶装置の記憶媒体におけるデータ格納形式と等
価なギャップおよび正味データが混在した形式でバッフ
ァに格納する場合に、ギャップおよび正味データの読出
動作の各々において読出サイクルの実行回数を変化させ
る動作を行うものである。

【００２３】また、本発明は、回転形記憶媒体を駆動す
る媒体駆動部と、回転形記媒体と等価な形式で当該回転
形記憶媒体に対する書込みおよび読出データを一時的に
保持するバッファと、このバッファを制御するバッファ
制御回路と、上位情報処理装置と媒体駆動部との間に介
在し、両者間における転送データの授受および媒体駆動
部の制御を行うコントローラとからなり、バッファ制御
回路はバッファにおける一つのアクセスサイクルを、書
込みサイクルと読出サイクルに時分割して制御する回転
形記憶装置において、バッファ制御回路に、コントロー
ラからの制御信号に応じてアクセスサイクル内における
読出サイクルの実行回数を制御するアクセスサイクル制
御手段を設けたものである。

【００２４】また、本発明の回転形記憶装置は、請求項
３記載の回転形記憶装置において、コントローラは、上
位情報処理装置に対する読出データの転送実行中か否か
を示す論理信号を制御信号としてアクセスサイクル制御
手段に与え、アクセスサイクル制御手段は、コントロー
ラから上位情報処理装置への読出データの転送中には、
アクセスサイクル内における読出サイクルの実行回数を
増加させる動作を行うようにしたものである。

【００２５】

【作用】上記した本発明のバッファ制御回路によれば、
たとえば、回転形記憶装置における回転形記憶装媒体か
ら読みだされた情報を、一旦、バッファ内に当該回転形
記憶媒体と等価な正味データとギャップ領域とが混在し
た形式で格納し、上位装置側からはバッファ内のデータ
にアクセスすることによってデータ転送を行う場合、ア
クセスサイクル制御手段により、上位装置側のデータ転
送準備時間を捻出するためのギャップ領域部分のアクセ
ス中ではアクセスサイクル中の読出サイクルの実行回数
を減らして所要時間を大きくし、正味データ部分のアク
セス中では、読出サイクルの実行回数を増やして、デー
タの読出速度、すなわちデータ転送速度を大きくする、
という制御を行うことが可能となる。

【００２６】このため、転送準備時間を捻出するための
ギャップ領域部分を必要以上に大きくすることなく、す
なわち、バッファの利用効率を低下させることなく、正
味データ部分の転送速度を随意に大きくして、データ転
送経路におけるバッファを介したデータ転送速度を向上
させることができる。

【００２７】また、本発明の回転形記憶装置によれば、
回転形記憶媒体中の情報を、当該回転形記憶媒体と等価
な正味データとギャップ領域とが混在した形式でバッフ
ァに複写し、コントローラはバッファをアクセスして正
味データを上位情報処理装置に転送する場合、コントロ
ーラは正味データの転送中か否かを示す制御信号をアク
セス制御手段に与え、アクセス制御手段は、コントロー
ラ側のデータ転送準備時間を捻出するためのギャップ領
域部分のアクセス中ではアクセスサイクル中の読出サイ
クルの実行回数を減らして所要時間を大きくし、正味デ
ータ部分のアクセス中では、読出サイクルの実行回数を
増やして、データの読出速度、すなわちデータ転送速度
を大きくする、という制御を行うことが可能となる。

【００２８】このため、転送準備時間を捻出するための
ギャップ領域部分を必要以上に大きくすることなく、す
なわち、回転形記憶媒体やバッファの利用効率を低下さ
せることなく、コントローラ側におけるデータ転送能力
に応じて正味データ部分の転送速度を随意に大きくし、
上位情報処理装置とコントローラとの間のデータ転送経
路におけるデータ転送速度を向上させることができる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の一実施例であるバッファ制御
回路および回転形記憶装置について、図面を参照しなが
ら詳細に説明する。

【００３０】図１は本発明のバッファ制御回路および回
転形記憶装置を、情報処理システムにおける外部記憶装
置として用いられる磁気ディスク装置に適用した場合を
示すブロック図である。また図２および図３は、その作
用の一例を示す概念図である。

【００３１】本実施例の情報処理システムは、たとえ
ば、周知の中央処理装置や、その配下のチャネルなどか
らなる上位情報処理部２５０と、外部記憶装置としての
磁気ディスク装置とを含んでいる。

【００３２】磁気ディスク装置は、上位情報処理部２５
０に接続されるディスクコントローラ２００と、このデ
ィスクコントローラ２００の配下で稼動し、図示しない
磁気ディスクなどの回転形記憶媒体を備えたディスクド
ライブ５０とを備えており、ディスクコントローラ２０
０は、上位情報処理部２５０と、ディスクドライブ５０
との間におけるデータの授受を制御している。

【００３３】ディスクコントローラ２００と、ディスク
ドライブ５０との間には、ディスクコントローラ２００
側へ送出すべき読出データを、当該ディスクドライブ５
０におけるデータ格納形式と等価な形式で、一時的に保
持するバッファ６０、および当該バッファ６０を制御す
るバッファ制御回路１００が設けられている。

【００３４】バッファ制御回路１００は、バッファ６０
をアクセスする際のアドレスの生成、ディスクドライブ
５０からバッファ６０への書込み（ＷＲ）サイクルにお
けるバッファ６０へのライト指示信号ＷＥおよび、バッ
ファ６０からディスクコントローラ２００への読出（Ｒ
Ｄ）サイクルにおけるバッファ６０へのリード指示信号
ＯＥの生成を行うバッファアドレス制御部３０と、ディ
スクドライブ５０の図示しない回転形記憶媒体からバッ
ファ６０へのデータ書込み、およびバッファ６０からデ
ィスクコントローラ２００へのデータを転送を制御する
データ制御部４０とが設けられ、さらに、ディスクコン
トローラ２００からの読出し指示に基づいてバッファア
ドレス制御部３０への読出開始アドレスの指示、バッフ
ァ６０とディスクコントローラ２００との間におけるデ
ータ転送指示、ディスクドライブ５０内の図示しない磁
気ディスクからバッファ６０へのデータ書込みの指示、
さらには、バッファ６０の状態の管理などを行うバッフ
ァ管理部２０が設けられている。

【００３５】この場合、バッファ制御回路１００には、
ディスクコントローラ２００からのＸＦＥＲ信号に基づ
いてバッファ６０に対する一つのアクセスサイクル内に
おけるＲＤサイクルの実行回数を制御するアクセスサイ
クル制御部１０が設けられている。

【００３６】以下、本実施例の作用の一例について、図
２および図３などを適宜参照しながら説明する。

【００３７】なお、以下の説明では、ディスクドライブ
５０からバッファ６０にデータを書き込むＷＲサイクル
の説明は、本発明に直接には関係しないので割愛し、バ
ッファ６０からディスクコントローラ２００へのデータ
転送処理に着目して説明する。

【００３８】また、説明を簡明にするため、一例とし
て、図２に例示されるように、１アクセスサイクルを８
バイト時間とし、１アクセスサイクルは、ディスクドラ
イブ５０からバッファ６０へのデータの書込みを行うラ
イトサイクルＷＲ，バッファ６０を構成するＤＲＡＭな
どのリフレッシュ動作を行うリフレッシュサイクルＲ
Ｆ，バッファ６０からディスクコントローラ２００への
データの読出を行うＲＤサイクルＲＤ１およびＲＤ２で
構成され、１ＲＤサイクルにつき８バイトのデータをバ
ッファ６０からディスクコントローラ２００に読み出す
ものとする。

【００３９】まず、図３に例示されるように、データ１
を読み出すべく、ディスクコントローラ２００から読出
し指示が手前側のＧＡＰにおける（イ）のタイミングで
バッファ管理部２０に出される。このとき、非データ転
送中のため、ＸＦＥＲ信号は“０”となっている。これ
を契機としてバッファ管理部２０は、アクセスサイクル
制御部１０およびバッファアドレス制御部３０に対し
て、バッファ６０内の目的のデータをディスクコントロ
ーラ２００の側に転送するように指示する。

【００４０】この時、アクセスサイクル制御部１０は、
ＸＦＥＲ信号を見てＲＤサイクルの実行回数を決定する
が、この時点では、ディスクコントローラ２００はデー
タ受け取り準備中でＸＦＥＲ信号は“０”となっている
ため、図２の上側のＧＡＰ部（ＸＦＥＲ信号＝“０”）
の場合に示されるように、アクセスは、一つのＲＤサイ
クルＲＤ１のみを実行し、ＲＤサイクルＲＤ２は実行し
ない。すなわち、１アクセスサイクル中に８バイト分の
アドレスカウントアップしか行わない低速のスピードで
バッファ６０内のＧＡＰ部をアクセスしていき、この間
にディスクコントローラ２００はバッファ６０からのデ
ータ受け取りの準備をする。

【００４１】次に、ディスクコントローラ２００におけ
るデータ受け取り準備が完了してＸＦＥＲ信号が“１”
になると、図２の下側のデータ部（ＸＦＥＲ信号＝
“１”）の場合に示されるように、ＲＤ１およびＲＤ２
を共に実行させることにより、１アクセスサイクルにつ
き２回のＲＤサイクルが行われるため、１６バイト（８
バイト×２回）分、すなわち、ＧＡＰ部の２倍のスピー
ドでバッファ６０をアクセスし、ディスクコントローラ
２００にデータ１を高速に転送する。

【００４２】図３のデータ１の転送が終了するとディス
クコントローラ２００はＸＦＥＲ信号を“０”にし、そ
れに基づいてアクセスサイクル制御部１０は、１アクセ
スサイクル中にＲＤ１のみを、すなわちＲＤサイクルを
１回だけ実行するようにバッファアドレス制御部３０に
指令し、データ１の読み出し方向の後方に位置するＧＡ
Ｐでのアクセススピードを低速に戻す。

【００４３】次に、データ２を読み出すべく、ディスク
コントローラ２００は読出指示を、アクセススピードの
低いデータ１の後のＧＡＰ中に（ロ）のタイミングで発
行し、当該ＧＡＰのアクセス中に捻出される時間の間に
データ受け取り準備を行い、準備完了後、ＸＦＥＲ信号
を“１”にして、１アクセスサイクル内におけるＲＤサ
イクルの実行回数をＧＡＰ中の２倍にしてデータ２の転
送動作を行う。

【００４４】このように、本実施例の場合には、回転形
記憶媒体と等価な形式でデータとＧＡＰが混在した状態
でバッファ６０に格納されている情報を読みだしてディ
スクコントローラ２００に転送する場合に、ディスクコ
ントローラ２００の準備時間などを捻出するＧＡＰ部分
ではアクセス速度を低くし、実際に転送されるデータ部
分ではアクセス速度を大きくする、という制御を行うの
で、ディスクコントローラ２００の大きな転送能力を有
効に利用してデータを高速にアクセスして転送しようと
するとき、ディスクコントローラ２００などの転送準備
時間を捻出するためにＧＡＰ部分を必要以上に大きくす
る必要がなく、また、一定のＧＡＰ長のためにデータ転
送速度が制約されることもなくなる。

【００４５】すなわち、ＧＡＰ部分の増加による回転形
記憶媒体やバッファ６０の利用効率を低下させることな
く、ディスクコントローラ２００との間などのデータ転
送経路におけるバッファ６０を介したデータ転送速度を
向上させることが可能となる。

【００４６】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４７】たとえば、上述の実施例では、一例とし
て、１アクセスサイクルを８バイト時間、１ＲＤサイク
ルは８バイト読出しとし、また、１アクセスサイクル内
のＲＤサイクルの実行回数を最大２回として説明してい
るが、本発明はそれに限定されるものではなく、１アク
セスサイクルおよびＲＤサイクルは４バイトあるいは１
６バイト等でもよく、またＲＤサイクルの実行回数も３
回、４回等と自由に設定してもかまわない。

【００４８】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００４９】すなわち、本発明のバッファ制御回路によ
れば、バッファの利用効率を低下させることなく、デー
タ転送経路におけるバッファを介したデータ転送速度を
向上させることができるという効果が得られる。

【００５０】また、本発明の回転形記憶装置によれば、
バッファや回転形記憶媒体の利用効率を低下させること
なく、データ転送速度を向上させることができるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるバッファ制御回路およ
び回転形記憶装置を、情報処理システムにおける外部記
憶装置として用いられる磁気ディスク装置に適用した場
合を示すブロック図である。

【図２】その作用の一例を示す概念図である。

【図３】その作用の一例を示す概念図である。

【図４】ＣＫＤ方式のトラックフォーマットの一例を示
す概念図である。

【図５】従来技術の作用の一例を示す説明図である。

【図６】従来の磁気ディスク装置の構成の一例を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１０ アクセスサイクル制御部（アクセスサイクル制御
手段） ２０ バッファ管理部 ３０ バッファアドレス制御部 ４０ データ制御部 ５０ ディスクドライブ（媒体駆動部） ６０ バッファ １００ バッファ制御回路 ２００ ディスクコントローラ（コントローラ） ２５０ 上位情報処理部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データ転送経路に介設され、転送データ
   を一時的に保持するバッファにおける一つのアクセスサ
   イクルを、書込みサイクルと読出サイクルに時分割して
   制御するバッファ制御回路であって、前記転送データの
   種別または上位制御装置からの制御信号に応じて前記ア
   クセスサイクル内における前記読出サイクルの実行回数
   を制御するアクセスサイクル制御手段を備えたことを特
   徴とするバッファ制御回路。
2. 【請求項２】 前記転送データは、回転形記憶装置の記
   憶媒体におけるデータ格納形式と等価なギャップおよび
   正味データが混在した形式で前記バッファに格納され、
   前記ギャップおよび前記正味データの読出動作の各々に
   おいて前記読出サイクルの実行回数を変化させることを
   特徴とする請求項１記載のバッファ制御回路。
3. 【請求項３】 回転形記憶媒体を駆動する媒体駆動部
   と、前記回転形記媒体と等価な形式で当該回転形記憶媒
   体に対する書込みおよび読出データを一時的に保持する
   バッファと、このバッファを制御するバッファ制御回路
   と、上位情報処理装置と前記媒体駆動部との間に介在
   し、両者間における転送データの授受および前記媒体駆
   動部の制御を行うコントローラとからなり、前記バッフ
   ァ制御回路は前記バッファにおける一つのアクセスサイ
   クルを、書込みサイクルと読出サイクルに時分割して制
   御する回転形記憶装置であって、前記バッファ制御回路
   は、前記コントローラからの制御信号に応じて前記アク
   セスサイクル内における前記読出サイクルの実行回数を
   制御するアクセスサイクル制御手段を備えたことを特徴
   とする回転形記憶装置。
4. 【請求項４】 前記コントローラは、前記上位情報処理
   装置に対する読出データの転送実行中か否かを示す論理
   信号を前記制御信号として前記アクセスサイクル制御手
   段に与え、前記アクセスサイクル制御手段は、前記コン
   トローラから前記上位情報処理装置への前記読出データ
   の転送中には、前記アクセスサイクル内における前記読
   出サイクルの実行回数を増加させることを特徴とする請
   求項３記載の回転形記憶装置。