JPH08212015A

JPH08212015A - ドライブ装置

Info

Publication number: JPH08212015A
Application number: JP7014038A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kawasaki; 雅弘川崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-01-31
Filing date: 1995-01-31
Publication date: 1996-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】リード／ライト処理の一時停止等によるデー
タの転送速度の低下を防止し得るドライブ装置を提供す
ることである。【構成】ホスト１９からのリード要求に対して、ディ
スクドライブ装置１８は要求されたデータを一度キャッ
シュバッファ１３に蓄え、ホスト１９へ転送を行う。キ
ャッシュバッファ１３からホスト１９へのデータ転送速
度が遅い場合、キャッシュバッファ１３には、リード要
求されたデータの蓄積量が増えていく。そのため、バッ
ファ監視部１７は、キャッシュバッファ１３のデータ蓄
積量を監視し、予め設定された量のデータが蓄積すると
ホスト１９への転送が遅いものと判断し、回転速度制御
部１６により、記録媒体１０の回転速度を遅くする。こ
れによって、キャッシュバッファ１３へのデータの書き
込み速度が低下する。逆に、キャッシュバッファ１３の
データ蓄積量が、予め設定された量以下になると、ホス
ト１９への転送が速くなったと判断し、記録媒体１０の
回転速度を速くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドライブ装置に関し、
より特定的には、低速大容量の主記録媒体と共に高速小
容量のメモリを搭載することにより、データ転送速度を
高めたドライブ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスクドライブ装置は、ハードディス
クやコンパクトディスク（ＣＤ）等のディスク状記録媒
体に対し、データの書き込みや読み出しを行う装置であ
り、種々の分野で用いられている。一般的に、ディスク
状記録媒体は、半導体メモリに比べて大容量であるが低
速であるため、データ転送速度の高速化を図るための種
々の改良が、ディスクドライブ装置に対してなされてい
る。従来、このような改良の１つとして、キャッシュバ
ッファを用いた方法がある。この方法では、ディスクド
ライブ装置の内部に小容量高速の半導体メモリすなわち
キャッシュバッファを設け、外部からリード要求があっ
たときに、低速大容量の主記憶装置であるディスク状記
録媒体からデータを読み出して転送する前に、一度キャ
ッシュバッファの蓄積データを検索し、必要なデータが
当該キャッシュバッファに蓄積されている場合は、キャ
ッシュバッファから外部にデータを転送するようにして
いる。

【０００３】図６は、キャッシュバッファを用いた従来
のディスクディスクドライブ装置の構成の一例を示すブ
ロック図である。図６において、ディスクドライブ装置
６６は、記録媒体６０と、ドライブユニット６１と、ド
ライブ制御部６２と、キャッシュバッファ６３と、バッ
ファ管理部６４と、インターフェイス制御部６５とを備
えている。

【０００４】記録媒体６０は、各種データを記憶してい
る。ドライブユニット６１は、後述のドライブ制御部６
２から与えられる命令に基づき、記録媒体６０に対する
データのリード／ライト処理を行う。ドライブ制御部６
２は、後述するホスト６７からの要求に従って、データ
のリード／ライト処理を行うとき、ディスクドライブ装
置６６を構成する各ブロックの動作を制御する。キャッ
シュバッファ６３は、記録媒体６０から読み出されたデ
ータ、およびホスト６７から書き込みのために送られて
きたデータを一時的に蓄積する。バッファ管理部６４
は、キャッシュバッファ６３に蓄積されているデータを
管理する。インターフェイス制御部６５は、ホスト６７
との間でデータ転送を行う際に、インターフェイスのた
めの所定の処理を行う。ホスト６７は、ディスクドライ
ブ装置６６を利用する装置（パーソナルコンピュータ
等）であり、ディスクドライブ装置６６と有線または無
線の伝送路を介して接続されている。

【０００５】以上のように構成されたディスクドライブ
装置６６において、ホスト６７からのリード要求に対す
る動作を、以下に説明する。ホスト６７は、記録媒体６
０に格納されているデータのリード要求が生じると、当
該リード要求をディスクドライブ装置６６に送信する。
リード要求を受けたディスクドライブ装置６６は、まず
ホスト６７が必要としているデータがキャッシュバッフ
ァ６３に蓄積されているか否かを、バッファ管理部６４
によって確認する。すなわち、バッファ管理部６４は、
キャッシュバッファ６３に蓄積されているデータのアド
レスと、ホスト６７が必要としているデータのアドレス
とを照合することにより、ホスト６７が必要としている
データがキャッシュバッファ６３に蓄積されているか否
かを確認する。

【０００６】キャッシュバッファ６３にデータが存在す
る場合、ドライブ制御部６２は、キャッシュバッファ６
３からホスト６７にデータを転送するよう、バッファ管
理部６４を制御する。一方、キャッシュバッファ６３に
データが存在しない場合、ドライブ制御部６２は、ホス
ト６７から要求されたデータのリード処理を行うよう、
ドライブユニット６１を制御する。応じて、ドライブユ
ニット６１は、要求されたデータを記録媒体６０から読
み出し、読み出したデータと要求されたデータとが同一
のデータであるか否かを確認する。データの一致が確認
されると、ドライブ制御部６２は、読み出されたデータ
をキャッシュバッファ６３に蓄積するよう、バッファ管
理部６４を制御する。そして、データが、キャッシュバ
ッファ６３に蓄積され始めると、ドライブ制御部６２
は、同時にキャッシュバッファ６３からホスト６７にデ
ータが転送されるよう、バッファ管理部６４を制御す
る。

【０００７】ディスクドライブ装置６６は、リード処理
時に上記のようなバッファリング制御を行うことによ
り、データの転送速度を高めている。したがって、ホス
ト６７から要求されたデータが、できるだけキャッシュ
バッファに存在する方が、データ転送速度をより高速化
することができる。そのため、リード処理時に、ホスト
から要求されたデータだけでなく、次にリード処理され
る可能性の高いデータも同時に記録媒体６０から読み出
してキャッシュバッファに蓄積しておくような先読み処
理を行う装置もある。このような先読み処理は、一般的
には、ＣＤ‐ＲＯＭのように関連するデータが連続的に
記憶されている記録媒体を対象としたディスクドライブ
装置で行われている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、キャッ
シュバッファを用いた従来のディスクドライブ装置で
は、すべてのデータは一度キャッシュバッファ６３に蓄
積され、キャッシュバッファ６３からホスト６７にデー
タが転送される。そのため、キャッシュバッファ６３の
容量よりも大きなデータを読み出す場合、キャッシュバ
ッファ６３からホスト６７へのデータ転送処理が遅い
と、記録媒体６０から読み出されたデータがキャッシュ
バッファ６３の容量を越えてしまうことがある。このよ
うな状況は、ホスト６７が割り込み処理やマルチタスク
処理等を実行するためにリード処理を一時的に停止した
場合や、ホストやインターフェイスの転送処理能力がド
ライブユニット６１の読み出し速度に比べて遅い場合な
どにも起こる。

【０００９】キャッシュバッファ６３の空き容量がなく
なった時点で、キャッシュバッファ６３にデータを蓄積
することは不可能となり、同時にリード処理は中断す
る。リード処理を再開するためには、データが、キャッ
シュバッファ６３からホストに転送されキャッシュバッ
ファ６３に空き容量ができなければならない。このリー
ド処理の中断から再開までの間、記録媒体６０は回転を
続けている。そのため、キャッシュバッファ６３に空き
容量が生じてリード処理を再開するためには、リード処
理を中断した位置にドライブユニット６１のヘッドを合
わせなければならない。この再開処理のための所要時間
は、平均すると記録媒体６０の半回転分の時間、すなわ
ち平均回転待ち時間分要する。この平均回転待ち時間
は、転送処理時間全体では小さなものであるが、ドライ
ブユニット６１のリード処理の中断が頻繁に起こる場合
は、累積されてデータ転送処理時間の著しい低下を引き
起こすことになる。また、記録媒体が光ディスクのよう
に螺旋構造のトラックを持つため、回転中にヘッドが移
動していくことによりシーク距離が長くなってしまうデ
ィスクドライブ装置や、記録媒体上に記録された位置デ
ータを参照することによってシークを行うためにシーク
処理が遅くなってしまうディスクドライブ装置は、リー
ド処理再開後にドライブユニット内のヘッドの移動にか
かる時間が一層大きくなり、データ転送処理時間の低下
が深刻な問題となる。

【００１０】上記のようなリード処理中断の問題は、キ
ャッシュバッファのサイズを大きくすることで対応でき
るが、現実的にはコスト面等の問題からキャッシュバッ
ファの容量は制限されてしまう。また、一部のハードデ
ィスクドライブ装置のように、ライト処理時にもキャッ
シュバッファを使用するものについても、ホストからキ
ャッシュバッファへのデータ転送速度が遅い場合には、
リード処理時とは逆にキャッシュバッファが空になって
しまい、ホストからキャッシュバッファへデータが転送
されてくるまでライト処理が一時停止状態となる。この
場合の問題は、キャッシュバッファのサイズを大きくし
ても解消されない。

【００１１】以上説明したような問題を解消するため
に、ホスト側が大きなファイルを細かく分割し、それに
よって１つの転送ファイルがキャッシュバッファの容量
を越えないようにすることも考えられるが、あまり細か
く分割するとライト処理速度の低下を招く原因となる。

【００１２】なお、キャッシュバッファに先読み方式を
採用するディスクドライブ装置では、ホストの読み出し
データの大きさに関係なく、キャッシュバッファがすぐ
に一杯になる。しかも、先読み処理をする場合には、キ
ャッシュバッファが一杯になってから、ホストにデータ
が転送されてキャッシュバッファの空き容量が生じるま
でに長時間を要する。そのため、先読み方式を採用する
ディスクドライブ装置では、リード処理の中断が頻繁に
起きやすいという問題点を有していた。

【００１３】なお、以上説明した問題は、ディスク状の
記録媒体を主記憶媒体とするドライブ装置のみならず、
回転を伴う記録媒体を主記憶媒体とするドライブ装置全
般に起こり得る問題である。

【００１４】それゆえに、本発明の目的は、リード／ラ
イト処理の一時停止等によるデータの転送速度の低下を
防止し得るドライブ装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
ホストから要求があったとき、記録媒体からデータを読
み出して、当該ホストに転送するドライブ装置であっ
て、記録媒体から読み出されたデータを一時的に記憶す
るキャッシュバッファ、ホストから要求されたデータが
キャッシュメモリ内に存在するときは当該キャッシュバ
ッファからデータを読み出してホストに転送し、ホスト
から要求されたデータがキャッシュバッファ内に存在し
ないときは記録媒体からデータを読み出して当該キャッ
シュバッファでバッファリングした後、ホストに転送す
る転送制御手段、およびキャッシュバッファ内のデータ
蓄積量の増減を監視する監視手段、監視手段の監視結果
に従って、記録媒体の駆動速度を変化させることによ
り、当該記録媒体からのデータの読み出し速度を制御す
る速度制御手段を備えている。

【００１６】請求項２に係る発明は、請求項１の発明に
おいて、監視手段は、それぞれが異なる値に設定された
増方向判断基準および減方向判断基準に基づいて、キャ
ッシュバッファ内のデータ蓄積量の増減を監視すること
を特徴とする。

【００１７】請求項３に係る発明は、請求項２の発明に
おいて、増方向判断基準および減方向判断基準は、それ
ぞれ複数設定されており、速度制御手段は、記録媒体の
駆動速度を複数段階に変化させることを特徴とする。

【００１８】

【作用】請求項１に係る発明では、記録媒体から読み出
されたデータをバッファリングするキャッシュバッファ
内のデータ蓄積量の増減を監視し、このデータ蓄積量の
増減に従って、記録媒体の駆動速度を変化させることに
より、記録媒体からのデータの読み出し速度を制御する
ようにしている。

【００１９】請求項２に係る発明では、互いに異なる値
に設定された増方向判断基準および減方向判断基準に基
づいて、キャッシュバッファ内のデータ蓄積量の増減を
監視するようにしている。

【００２０】請求項３に係る発明では、増方向判断基準
および減方向判断基準を、それぞれ複数設定することに
より、記録媒体の駆動速度を複数段階に変化させるよう
にしている。

【００２１】

【実施例】図１は、本発明の第１の実施例に係るディス
クドライブ装置の構成を示すブロック図である。なお、
本実施例は、リード専用であり、記録媒体の回転速度を
２段階に切り替え可能に構成されている。図１におい
て、ディスクドライブ装置１８は、記録媒体１０と、ド
ライブユニット１１と、ドライブ制御部１２と、キャッ
シュバッファ１３と、バッファ管理部１４と、インター
フェイス制御部１５と、回転速度制御部１６と、バッフ
ァ監視部１７とを備えている。

【００２２】記録媒体１０は、各種のデータを記憶して
いる。ドライブユニット１１は、後述のドライブ制御部
１２から与えられる命令に基づき、記録媒体１０に対す
るデータのリード処理を行う。ドライブ制御部１２は、
後述するホスト１９からの要求に従って、データのリー
ド処理を行うとき、ディスクドライブ装置１８を構成す
る各ブロックの動作を制御する。キャッシュバッファ１
３は、記録媒体１０から読み出されたデータを一時的に
蓄える。バッファ管理部１４は、キャッシュバッファ１
３に蓄積されているデータを管理する。インターフェイ
ス制御部１５は、ホスト１９との間でデータ転送を行う
際に、インターフェイスのための所定の処理を行う。回
転速度制御部１６は、バッファ監視部１７からの指示に
従って、ドライブユニット１１の読み出し速度を切り替
えるための要求を、ドライブ制御部１２に対して送出す
る。バッファ監視部１７は、リード処理の最中にキャッ
シュバッファ１３の空き容量の増減を監視し、記録媒体
１０の回転速度を決めるための指示を回転速度制御部１
６に送出する。ホスト１９は、ディスクドライブ装置１
８を利用する装置（パーソナルコンピュータ等）であ
り、ディスクドライブ装置１８と有線または無線の伝送
路を介して接続されている。

【００２３】図２は、図１のキャッシュバッファ１３内
のデータ構成を示す図解図である。図２において、Ｐｓ
は、キャッシュバッファ１３に格納されているデータの
先頭位置を示している。リードポインタは、キャッシュ
バッファ１３からデータの読み出しを開始する位置を示
している。データの読み出しは、常に先頭データから行
われるため、リードポインタの値は、Ｐｓの値と一致す
ることになる。ライトポインタは、記録媒体１０から読
み出されたデータを、キャッシュバッファ１３に書き込
む際の開始位置を示している。Ｐｅは、キャッシュバッ
ファ１３の空き領域の終端位置を示している。通常、こ
れらＰｓ，Ｐｅ，リードポインタ，ライトポインタは、
キャッシュバッファ１３のアドレス値の形態で設定され
ており、バッファ管理部１４にて管理されている。

【００２４】図２（ａ）は、データがキャッシュバッフ
ァ１３の先頭アドレス位置から順番に格納されている場
合のデータ構成を示している。図２（ｂ）は、データが
キャッシュバッファ１３の途中位置から格納されている
場合のデータ構成を示している。図２（ｂ）に示すよう
に、キャッシュバッファ１３の終端部までデータが格納
されると、再び先頭アドレス位置に戻って続きのデータ
が格納される。すなわち、このキャッシュバッファ１３
は、ループ構造をもつ。

【００２５】また、図２において、Ｐ１ａおよびＰ２ｂ
は、記録媒体１０の回転速度を制御するために、キャッ
シュバッファ１３の空き容量の増減を判断する際の基準
となる位置である。すなわち、ライトポインタが判断基
準位置Ｐ１ａに達したとき、バッファ監視部１７は、キ
ャッシュバッファ１３の空き容量が少ないと判断して、
回転速度制御部１６に記録媒体１０の回転速度を遅くす
るように通知する。また、ライトポインタが判断基準Ｐ
１ｂに達したとき、バッファ監視部１７は、キャッシュ
バッファ１３の空き容量が多いと判断して、回転速度制
御部１６に記録媒体１０の回転速度を速くするように通
知する。上記２つの判断基準Ｐ１ａ，Ｐ１ｂは、それぞ
れリードポインタのアドレス位置から常に一定のアドレ
ス距離を保つように、バッファ監視部１７にて管理さ
れ、設定されている。

【００２６】以下、図１，図２を参照して、本発明の第
１の実施例の動作を詳細に説明する。ホスト１９は、記
録媒体１０に格納されたデータのリード要求が生じる
と、当該リード要求をディスクドライブ装置１８に対し
て送信する。リード要求を受け取ったディスクドライブ
装置１８は、ホスト１９から要求されたデータがキャッ
シュバッファ１３に蓄積されているか否かを、バッファ
管理部１４によって確認する。すなわち、バッファ管理
部１４は、キャッシュバッファ１３に蓄積されているデ
ータのアドレスと、ホスト１９が必要としているデータ
のアドレスとを照合することにより、ホスト１９が必要
としているデータがキャッシュバッファ１３に蓄積され
ているか否かを確認する。

【００２７】ホスト１９から要求されたデータがキャッ
シュバッファ１３内に存在しない場合、ドライブ制御部
１２は、ホスト１９から要求されたデータのリード処理
を行うよう、ドライブユニット１１を制御する。応じ
て、ドライブユニット１１は、要求されたデータを記録
媒体１０から読み出し、読み出したデータと要求された
データとが同一のデータであるか否かを確認する。デー
タの一致が確認されると、ドライブ制御部１２は、読み
出されたデータをキャッシュバッファ１３に蓄積するよ
う、バッファ管理部１４を制御する。なお、ドライブ制
御部１２は、次回にホスト１９から要求される可能性の
高いデータも同時に記録媒体１０から読み出し、キャッ
シュバッファ１３に書き込むように、ドライブユニット
１１およびバッファ管理部１４を制御しても良い。すな
わち、先読み処理を行うようにしても良い。例えば、ホ
スト１９からデータ１の読み出しが要求されたとき、ド
ライブ制御部１２は、先読み処理によりデータ１に加え
てデータ１に関連するデータ２，…を記録媒体１０から
読み出してキャッシュバッファ１３に書き込むよう、ド
ライブユニット１１およびバッファ管理部１４を制御す
る。

【００２８】バッファ管理部１４は、記録媒体１０から
読み出されたデータをキャッシュバッファ１３に書き込
む際、バッファ監視部１７に設定されているライトポイ
ンタを参照し、このライトポインタで指定されるアドレ
ス位置からデータの書き込みを開始する。また、バッフ
ァ管理部１４は、キャッシュバッファ１３へのデータの
書き込みを開始すると同時に、バッファ監視部１７に設
定されているリードポインタを参照し、このリードポイ
ンタで指定されるアドレス位置からデータの読み出しを
開始する。こうして、ホスト１９から要求されたデータ
が、キャッシュバッファ１３を介してホスト１９に転送
される。

【００２９】キャッシュバッファ１３からのデータの読
み出しが進むにつれて、リードポインタの値は更新され
ていく。また、それに伴ってＰｓおよびＰｅの値も更新
されていく。すなわち、キャッシュバッファ１３からデ
ータが読み出された領域は、書き込み可能な空き領域に
なる。一方、キャッシュバッファ１３へのデータの書き
込みが進むにつれて、ライトポインタの値は更新されて
いく。したがって、キャッシュバッファ１３のデータ蓄
積量はリードポインタとライトポインタとの差によって
規定される。これに応じて、空き領域はライトポインタ
とＰｅとの差によって規定され、新たなデータを上書き
しても良い領域である。しかしながら、次に新たなデー
タが上書きされるまでは、元のデータが存在しているた
め、当該元のデータは有効なものとなる。したがって、
通常、空き領域に存在するデータが、ホスト１９から要
求された場合、詳細は後述するが、当該空き領域からホ
スト１９に転送しても良い（但し、先読み処理を行うよ
うなディスクドライブ装置では、空き領域となった部分
のデータは消される場合もある）。

【００３０】今、キャッシュバッファ１３において、デ
ータの読み出し速度よりもデータの書き込み速度の方が
速いとすると、キャッシュバッファ１３に蓄積されるデ
ータ量は徐々に増加する（すなわち、空き容量が徐々に
減少する）。そのため、リードポインタとライトポイン
タとの差が徐々に広がり、ライトポインタは、やがて増
方向判断基準Ｐ１ａに達する。バッファ監視部１７は、
ライトポインタが増方向判断基準Ｐ１ａに達したことを
検知すると、キャッシュバッファ１３の空き容量が残り
少ないと判断し、回転速度制御部１６に記録媒体１０の
回転速度を遅くさせる旨の指示を通知する。応じて、回
転速度制御部１６は、ドライブ制御部１２を介して、ド
ライブユニット１１を制御し、記録媒体１０の回転速度
を低下させる。これによって、記録媒体１０からのデー
タの読み出し速度が低下し、したがってキャッシュバッ
ファ１３に対するデータの書き込み速度も低下する。

【００３１】キャッシュバッファ１３に対するデータの
書き込み速度が低下すると、上述した現象とは逆に、キ
ャッシュバッファ１３に蓄積されるデータ量は徐々に減
少（すなわち、空き容量が徐々に増加）していき、ライ
トポインタは、やがて減方向判断基準Ｐ１ｂに達する。
バッファ監視部１７は、ライトポインタが減方向判断基
準Ｐ１ｂに達したことを検知すると、キャッシュバッフ
ァ１３の空き容量が多くなったと判断し、回転速度制御
部１６に記録媒体１０の回転速度を高速にする旨の指示
を通知する。応じて、回転速度制御部１６は、ドライブ
制御部１２を介して、ドライブユニット１１を制御し、
記録媒体１０の回転速度を上昇させる。これによって、
記録媒体１０からのデータの読み出し速度が速くなり、
したがってキャッシュバッファ１３に対するデータの書
き込み速度も速くなる。

【００３２】上述したような手順にて、記録媒体１０か
らのデータの読み出し速度（かつしたがって、キャッシ
ュバッファ１３へのデータの書き込み速度）を制御する
ことによって、ドライブユニット１１の一時停止に起因
して回転待ちが生じることを未然に防止することができ
る。その結果、データ転送処理のさらなる高速化が実現
できる。

【００３３】一方、ホスト１９から要求されたデータが
キャッシュバッファ１３内に存在する場合、ドライブ制
御部１２は、キャッシュバッファ１３からホスト１９に
データを転送するよう、バッファ管理部１４を制御す
る。今、キャッシュバッファ１３に図２（ａ）に示す状
態でデータが格納されており、ホスト１９がキャッシュ
バッファ１３内の先頭データ１を要求したとする。この
場合、ホスト１９は、キャッシュバッファ１３からデー
タ１を獲得し、キャッシュバッファ１３の内部は、図２
（ｃ）に示すようになる。すなわち、リードポインタ，
Ｐｓ，Ｐｅは、データ２の先頭位置に移動される。

【００３４】通常ホスト１９は、キャッシュバッファ１
３の先頭位置であるＰｓからデータを読み出していく
が、先読み処理を行うようなディスクドライブ装置で
は、キャッシュバッファの途中位置からデータを読み出
す場合もある。今、ホスト１９がキャッシュバッファ１
３内の途中の図２（ａ）のデータ３を要求した場合、リ
ードポインタはデータ１および２を飛び越えて、データ
３の先頭位置に移動される。これに伴って、Ｐｓおよび
Ｐｅも、データ３の先頭位置に移動される。したがっ
て、データ２の終端までが空き領域になり、データを書
き込むことが可能となる。そして、データ３がキャッシ
ュバッファ１３から読み出されてホスト１９に転送され
ると、リードポインタ，Ｐｓ，Ｐｅは、データ４の先頭
位置に移動される（図２（ｄ）参照）。

【００３５】また、上述したように、ホスト１９は、空
き領域からデータを読み出すことも可能である。今、キ
ャッシュバッファ１３に図２（ｄ）に示すようにデータ
が格納されている。ホスト１９が、キャッシュバッファ
１３内の既に空き領域となったデータ２を要求したとす
る。このときバッファ管理部１４では、データ２が空き
領域に存在することを確認する。しかも、まだ別のデー
タ上書きされていないため、ドライブ制御部１２は、キ
ャッシュバッファ１３からホスト１９にデータ２を転送
するようバッファ管理部１４を制御する。このような処
理を行った場合、ホスト１９は、キャッシュバッファ１
３からデータ２を獲得するが、データ２が存在していた
位置は空き領域である。そのためキャッシュバッファ１
３の内部状態は図２（ｄ）のままである。すなわち、デ
ータ２を転送している最中、一時的にリードポインタの
値はデータ２の位置にあるが、当該転送終了後は、図２
（ｄ）の状態に復帰する。

【００３６】なお、キャッシュバッファ１３に対するデ
ータの書き込みが続行されているにもかかわらず、何ら
かの理由でキャッシュバッファ１３からのデータの読み
出しが中断した場合、ライトポインタは、やがてＰｅに
達することになる。バッファ監視部１７は、ライトポイ
ンタがＰｅに達したことを検知すると、キャッシュバッ
ファ１３に空き容量がないことを認識し、ドライブ制御
部１２にリード処理を中断する旨の指示を通知する。応
じて、ドライブ制御部１２は、リード処理を中断するよ
う、ドライブユニット１１を制御する。このとき初め
て、記録媒体１０は空転し、ドライブユニット１１は、
記録媒体１０からのデータの読み出しを中断する。この
ような状況は、例えば、記録媒体１０から先読みデータ
が読み出されてキャッシュバッファ１３に書き込まれて
いる途中で、ホスト１９が割り込み処理等を行い、キャ
ッシュバッファ１３からのデータ読み出し中断を指示し
た場合に起こる。

【００３７】ところで、キャッシュバッファ１３の空き
容量の増減を監視するための基準となる判断基準Ｐ１
ａ，Ｐ１ｂを、同一の位置に設定すると、ライトポイン
タが、同一判断基準位置付近を頻繁に行き来する現象
（いわゆるハンチング現象）が起こる可能性がある。こ
のような状況下では、記録媒体１０の回転速度の切り替
えが頻繁に行われ、記録媒体１０の回転速度の変更が完
了するまで回転待ちが頻繁に生じ、ディスクドライブ装
置全体のデータ転送速度を低下させる原因となる。その
ため、上記実施例では、判断基準Ｐ１ａ，Ｐ１ｂを異な
る位置に設定することによって、そのような問題に対処
している。これら判断基準Ｐ１ａ，Ｐ１ｂの位置をそれ
ぞれどこに設定するか（すなわち、リードポインタから
のアドレス距離をいくらに選ぶか）は、使用するキャッ
シュバッファ１３の読み出し速度や使用するインターフ
ェースのデータ転送速度等を考慮して決定される。な
お、上記のようなハンチングの問題を生じないか、無視
できる場合は、判断基準Ｐ１ａ，Ｐ１ｂを同一位置に設
定するようにしても良い。

【００３８】図３は、本発明の第２の実施例に係るディ
スクドライブ装置の構成を表すブロック図である。な
お、本実施例は、リード処理およびライト処理の両方が
可能であり、かつ記録媒体の回転速度をｎ段階に切り替
え可能に構成されている。図３において、ディスクドラ
イブ装置３１０は、記録媒体３０と、ドライブユニット
３１と、ドライブ制御部３２と、キャッシュバッファ３
３と、バッファ管理部３６と、インターフェイス制御部
３７と、回転速度制御部３８と、バッファ監視部３９と
を備えている。

【００３９】記録媒体３０、ドライブユニット３１、ド
ライブ制御部３２、インターフェイス制御部３７、回転
速度制御部３８、ホスト３１１の機能は、それぞれ、本
発明の第１の実施例に係る対応のブロック、すなわち記
録媒体１０、ドライブユニット１１、ドライブ制御部１
２、インターフェイス制御部１５、回転速度制御部１
６、ホスト１９（図１参照）の機能と同様であるので、
その詳細な説明は省略する。

【００４０】キャッシュバッファ３３は、読み出し用バ
ッファ部３４と書き込み用バッファ部３５とを含む。読
み出し用バッファ部３４には、記録媒体３０から読み出
されたデータが蓄積される。書き込み用バッファ部３５
には、ホスト３１１から転送されてくるライトデータが
蓄積される。バッファ管理部３６は、キャッシュバッフ
ァ３３でリード処理が行われているか、ライト処理が行
われているかを判断するとともに、キャッシュバッファ
３３に蓄積されているデータを管理する。バッファ監視
部３９は、リード処理時は読み出し用バッファ部３４の
空き容量の増減を、ライト処理時は書き込み用バッファ
部３５の空き容量の増減を、それぞれ監視し、記録媒体
１０の回転速度を決めるための指示を回転速度制御部１
６に送出する。

【００４１】図４は、図３に示す読み出し用バッファ部
３４に格納されているデータ構成を図解したものであ
る。図４において、Ｐｓは、読み出し用バッファ部３４
に格納されているデータの先頭位置を示している。リー
ドポインタは、読み出し用バッファ部３４からデータの
読み出しを開始する位置を示している。データの読み出
しは、常に先頭データから行われるため、リードポイン
タの値は、Ｐｓの値と一致することになる。ライトポイ
ンタは、記録媒体３０から読み出されたデータを、読み
出し用バッファ部３４に書き込む際の開始位置を示して
いる。Ｐｅは、読み出し用バッファ部３４の空き領域の
終端位置を示している。これらＰｓ，Ｐｅ，リードポイ
ンタ，ライトポインタは、読み出し用バッファ部３４の
アドレス値の形態で設定されており、バッファ管理部３
６にて管理されている。なお、当該読み出し用バッファ
部３４も図２に示すキャッシュバッファ１３と同様、ル
ープ構造をもつ。すなわち、読み出し用バッファ部３４
の終端部までデータが格納されると、再び先頭アドレス
位置に戻って続きのデータが格納される。

【００４２】また、図４において、Ｐ１ａ〜Ｐ（ｎ−
１）ａおよびＰ１ｂ〜Ｐ（ｎ−１）ｂは、記録媒体３０
の回転速度を段階的に制御するために、読み出し用バッ
ファ部３４の空き容量の増減を判断する際の基準となる
位置である。すなわち、ライトポインタが判断基準位置
Ｐ１ａ〜Ｐ（ｎ−１）ａに達したとき、バッファ監視部
３９は、回転速度制御部３８に対し、記録媒体３０の回
転速度を判断基準位置に応じた速度に低下させるよう通
知する。また、ライトポインタが判断基準Ｐ１ｂ〜Ｐ
（ｎ−１）ｂに達したとき、バッファ監視部３９は、回
転速度制御部３８に対し、記録媒体３０の回転速度を判
断基準位置に応じた速度に上昇させるよう通知する。こ
れら判断基準Ｐ１ａ〜Ｐ（ｎ−１）ａおよびＰ１ｂ〜Ｐ
（ｎ−１）ｂは、それぞれリードポインタのアドレス位
置から常に一定のアドレス距離を保つように、バッファ
監視部３９にて管理され、設定されている。

【００４３】図５は、図３に示す書き込み用バッファ部
３５に格納されているデータ構成を図解したものであ
る。図５において、Ｐｓは、書き込み用バッファ部３５
に格納されているデータの先頭位置を示している。リー
ドポインタは、書き込み用バッファ部３５からデータの
読み出しを開始する位置を示している。データの読み出
しは、常に先頭データから行われるため、リードポイン
タの値は、Ｐｓの値と一致することになる。ライトポイ
ンタは、記録媒体３０から読み出されたデータを、書き
込み用バッファ部３５に書き込む際の開始位置を示して
いる。Ｐｅは、書き込み用バッファ部３５の空き領域の
終端位置を示している。これらＰｓ，Ｐｅ，リードポイ
ンタ，ライトポインタは、書き込み用バッファ部３５の
アドレス値の形態で設定されており、バッファ管理部３
６にて管理されている。なお、当該書き込み用バッファ
部３５も図２に示すキャッシュバッファ１３と同様、ル
ープ構造をもつ。すなわち、書き込み用バッファ部３５
の終端部までデータが格納されると、再び先頭アドレス
位置に戻って続きのデータが格納される。

【００４４】また、図５において、Ｐ１ａ〜Ｐ（ｎ−
１）ａおよびＰ１ｂ〜Ｐ（ｎ−１）ｂは、記録媒体３０
の回転速度を段階的に制御するために、書き込み用バッ
ファ部３５の空き容量の増減を判断する際の基準となる
位置である。すなわち、ライトポインタが判断基準位置
Ｐ１ａ〜Ｐ（ｎ−１）ａに達したとき、バッファ監視部
３９は、回転速度制御部３８に対し、記録媒体３０の回
転速度を判断基準位置に応じた速度に低下させるよう通
知する。また、ライトポインタが判断基準Ｐ１ｂ〜Ｐ
（ｎ−１）ｂに達したとき、バッファ監視部３９は、回
転速度制御部３８に対し、記録媒体３０の回転速度を判
断基準位置に応じた速度に上昇させるよう通知する。こ
れら判断基準Ｐ１ａ〜Ｐ（ｎ−１）ａおよびＰ１ｂ〜Ｐ
（ｎ−１）ｂは、それぞれリードポインタのアドレス位
置から常に一定のアドレス距離を保つように、バッファ
監視部３９にて管理され、設定されている。

【００４５】以下、図３〜図５を参照して、本発明の第
２の実施例の動作を詳細に説明する。まず、ホスト３１
１からのリード要求に応答するディスクドライブ装置３
１０の動作を説明する。ホスト３１１は、記録媒体３０
に格納されたデータのリード要求が生じると、当該リー
ド要求をディスクドライブ装置３１０に対して送信す
る。リード要求を受け取ったディスクドライブ装置３１
０は、ホスト１９から要求されたデータが読み出し用バ
ッファ部３４に蓄積されているか否かを、バッファ管理
部３６によって確認する。すなわち、バッファ管理部３
６は、読み出し用バッファ部３４に蓄積されているデー
タのアドレスと、ホスト３１１が必要としているデータ
のアドレスとを照合することにより、ホスト３１１が必
要としているデータが読み出し用バッファ部３４に蓄積
されているか否かを確認する。

【００４６】ホスト３１１から要求されたデータが読み
出し用バッファ部３４内に存在しない場合、ドライブ制
御部３２は、ホスト３１１から要求されたデータのリー
ド処理を行うよう、ドライブユニット３１を制御する。
応じて、ドライブユニット３１は、要求されたデータを
記録媒体３０から読み出し、読み出したデータと要求さ
れたデータとが同一のデータであるか否かを確認する。
データの一致が確認されると、ドライブ制御部３２は、
読み出されたデータを読み出し用バッファ部３４に蓄積
するよう、バッファ管理部３６を制御する。なお、ドラ
イブ制御部３２は、次回にホスト３１１から要求される
可能性の高いデータも同時に記録媒体３０から読み出
し、読み出し用バッファ部３４に書き込むように、ドラ
イブユニット３１およびバッファ管理部３６を制御して
も良い。すなわち、先読み処理を行うようにしても良
い。例えば、ホスト３１１からデータ１’の読み出しが
要求されたとき、ドライブ制御部３２は、先読み処理に
よりデータ１’に加えてデータ１’に関連するデータ
２’，…を記録媒体３０から読み出して読み出し用バッ
ファ部３４に書き込むよう、ドライブユニット３１およ
びバッファ管理部３６を制御する。

【００４７】バッファ管理部３６は、記録媒体３０から
読み出されたデータを読み出し用バッファ部３４に書き
込む際、バッファ監視部３９に設定されているライトポ
インタを参照し、このライトポインタで指定されるアド
レス位置からデータの書き込みを開始する。また、バッ
ファ管理部３６は、読み出し用バッファ部３４へのデー
タの書き込みを開始すると同時に、バッファ監視部３９
に設定されているリードポインタを参照し、このリード
ポインタで指定されるアドレス位置からデータの読み出
しを開始する。こうして、ホスト３１１から要求された
データが、読み出し用バッファ部３４を介してホスト３
１１に転送される。

【００４８】第１の実施例の場合と同様、読み出し用バ
ッファ部３４からのデータの読み出しが進むにつれて、
リードポインタの値は更新されていく。また、それに伴
ってＰｓおよびＰｅの値も更新されていく。すなわち、
読み出し用バッファ部３４からデータが読み出された領
域は、書き込み可能な空き領域になる。一方、読み出し
用バッファ部３４へのデータの書き込みが進むにつれ
て、ライトポインタの値は更新されていく。

【００４９】今、読み出し用バッファ部３４において、
データの読み出し速度よりもデータの書き込み速度の方
が速いとすると、読み出し用バッファ部３４に蓄積され
るデータ量は徐々に増加する（すなわち、空き容量が徐
々に減少する）。そのため、リードポインタとライトポ
インタとの差が徐々に広がり、ライトポインタは、やが
て増方向判断基準Ｐ１ａ〜Ｐ（ｎ−１）ａのいずれかに
達する。バッファ監視部３９は、ライトポインタが増方
向判断基準Ｐ１ａ〜Ｐ（ｎ−１）ａのいずれかに達した
ことを検知すると、読み出し用バッファ部３４の空き容
量が減少したことを認識し、回転速度制御部３８に記録
媒体３０の回転速度を当該判断基準に応じた速度に低下
させる旨の指示を通知する。応じて、回転速度制御部３
８は、ドライブ制御部３２を介して、ドライブユニット
３１を制御し、記録媒体３０の回転速度を、当該判断基
準に応じた速度に低下させる。これによって、記録媒体
３０からのデータの読み出し速度が低下し、したがって
読み出し用バッファ部３４に対するデータの書き込み速
度も低下する。

【００５０】読み出し用バッファ部３４に対するデータ
の書き込み速度が低下すると、上述した現象とは逆に、
読み出し用バッファ部３４に蓄積されるデータ量は徐々
に減少（すなわち、空き容量が徐々に増加）していき、
ライトポインタは、やがて減方向判断基準Ｐ１ｂ〜Ｐ１
（ｎ−１）ｂのいずれかに達する。バッファ監視部３９
は、ライトポインタが減方向判断基準Ｐ１ｂ〜Ｐ１（ｎ
−１）ｂのいずれかに達したことを検知すると、読み出
し用バッファ部３４の空き容量が増加したことを認識
し、回転速度制御部３８に記録媒体３０の回転速度を当
該判断基準に応じた速度に上昇させる旨の指示を通知す
る。応じて、回転速度制御部３８は、ドライブ制御部３
２を介して、ドライブユニット３１を制御し、記録媒体
３０の回転速度を、当該判断基準に応じた速度に上昇さ
せる。これによって、記録媒体３０からのデータの読み
出し速度が速くなり、したがって読み出し用バッファ部
３４に対するデータの書き込み速度も速くなる。

【００５１】なお、読み出し用バッファ部３４に対する
データの書き込みが続行されているにもかかわらず、何
らかの理由で読み出し用バッファ部３４からのデータの
読み出しが中断した場合、ライトポインタは、やがてＰ
ｅに達することになる。この場合、第１の実施例と同様
に、バッファ監視部３９は、ライトポインタがＰｅに達
したことを検知すると、読み出し用バッファ部３４に空
き容量がないことを認識し、ドライブ制御部３２にリー
ド処理を中断する旨の指示を通知する。

【００５２】次に、ホスト３１１からのライト要求に応
答するディスクドライブ装置３１０の動作を説明する。
ホスト３１１において記録媒体３０へのライト要求が発
生すると、ホスト３１１は、当該ライト要求と共に、記
録媒体３０へ書き込むべきデータをディスクドライブ装
置３１０に送信する。ディスクドライブ装置３１０で
は、ホスト３１１からの転送データを、一旦、書き込み
用バッファ部３５に蓄積し、再びそこから読み出して記
録媒体３０に書き込む。このとき、書き込み用キャッシ
ュバッファ３５に対するデータの書き込み位置および読
み出し位置は、バッファ監視部３９に設定された書き込
み用バッファ部３５のためのリードポインタおよびライ
トポインタに基づいて制御される。

【００５３】バッファ監視部３９は、書き込み用キャッ
シュバッファ３５がホスト３１１からの転送データをバ
ッファリングする際、前述した読み出し用バッファ部３
４の場合と同様に、書き込み用キャッシュバッファ３５
の空き容量の増減を監視し、これに基づいて記録媒体３
０の回転速度を制御する。すなわち、バッファ監視部３
９は、ライトポインタが増方向判断基準Ｐ１ａ〜Ｐ（ｎ
−１）ａのいずれかに達したことを検知すると、書き込
み用バッファ部３５の空き容量が減少したことを認識
し、回転速度制御部３８に記録媒体３０の回転速度を当
該判断基準に応じた速度に上昇させる旨の指示を通知す
る。応じて、回転速度制御部３８は、ドライブ制御部３
２を介して、ドライブユニット３１を制御し、記録媒体
３０の回転速度を、当該判断基準に応じた速度に上昇さ
せる。これによって、記録媒体３０に対するデータの書
き込み速度が上昇し、したがって書き込み用バッファ部
３５からのデータの読み出し速度が上昇する。また、バ
ッファ監視部３９は、ライトポインタが減方向判断基準
Ｐ１ｂ〜Ｐ１（ｎ−１）ｂのいずれかに達したことを検
知すると、書き込み用バッファ部３５の空き容量が増加
したことを認識し、回転速度制御部３８に記録媒体３０
の回転速度を当該判断基準に応じた速度に低下させる旨
の指示を通知する。応じて、回転速度制御部３８は、ド
ライブ制御部３２を介して、ドライブユニット３１を制
御し、記録媒体３０の回転速度を、当該判断基準に応じ
た速度に低下させる。これによって、記録媒体３０に対
するデータの書き込み速度が遅くなり、したがって書き
込み用バッファ部３５からのデータの読み出し速度も遅
くなる。

【００５４】なお、上記第２の実施例では、増方向判断
基準Ｐ１ａ〜Ｐ（ｎ−１）ａおよび減方向判断基準Ｐ１
ｂ〜Ｐ１（ｎ−１）ｂは、第１の実施例の場合と同様
に、ハンチング現象を防止するために、互いに異なる位
置に設定されているが、このようなハンチングの問題を
生じないか、無視できる場合は、同一位置に設定されて
も良い。

【００５５】また、以上説明した各実施例は、ハードデ
ィスクや光ディスク等のディスク状の記録媒体を対象と
して構成されているが、本発明は、ディスク状の記録媒
体を対象とする場合に限らず、回転数を制御することの
できる記録媒体であれば、テープ状の記録媒体や、カー
ド状の記録媒体を対象とするドライブ装置にも適用する
ことができる。

【００５６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、キャッシュバ
ッファ内のデータ蓄積量の増減に従って記録媒体の駆動
速度を変化させ、それによって記録媒体からのデータの
読み出し速度を制御するようにしているので、リード処
理時にキャッシュバッファが一杯になるのを未然に防止
することができる。その結果、リード処理の一時停止が
生じることがなく、無駄なシーク処理を省くことができ
るため、全体的なデータ転送速度の向上を図ることがで
きる。

【００５７】請求項２の発明によれば、互いに異なる値
に設定された増方向判断基準および減方向判断基準に基
づいて、キャッシュバッファ内のデータ蓄積量の増減を
監視するようにしているので、判断基準点付近でキャッ
シュバッファのデータ蓄積量が増減した際に、頻繁に記
録媒体の速度変化が起こることを防止できる。その結
果、頻繁な速度変化に伴う時間損失を減少させることが
できる。

【００５８】請求項３の発明によれば、増方向判断基準
および減方向判断基準を、それぞれ複数設定することに
より、記録媒体の駆動速度を複数段階に変化させるよう
にしているので、より一層きめの細かい速度制御が行え
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るディスクドライブ
装置の構成を示すブロック図である。

【図２】第１の実施例におけるキャッシュバッファの内
部構成の図解図である。

【図３】本発明の第２の実施例に係るディスクドライブ
装置の構成を示すブロック図である。

【図４】第２の実施例における読み出し用バッファ部の
内部構成の図解図である。

【図５】第２の実施例における書き込み用バッファ部の
内部構成の図解図である。

【図６】従来のディスクドライブ装置の構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１０，３０…記録媒体１１，３１…ドライブユニット１２，３２…ドライブ制御部１３，３３…キャッシュバッファ１４，３６…バッファ管理部１５，３７…インターフェイス制御部１６，３８…回転速度制御部１７，３９…バッファ監視部３４…読み出し用バッファ部３５…書き込み用バッファ部１８，３１０…ディスクドライブ装置１９，３１１…ホスト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホストから要求があったとき、記録媒体
からデータを読み出して、当該ホストに転送するドライ
ブ装置であって、前記記録媒体から読み出されたデータを一時的に記憶す
るキャッシュバッファ、前記ホストから要求されたデータが前記キャッシュメモ
リ内に存在するときは当該キャッシュバッファからデー
タを読み出して前記ホストに転送し、前記ホストから要
求されたデータが前記キャッシュバッファ内に存在しな
いときは前記記録媒体からデータを読み出して当該キャ
ッシュバッファでバッファリングした後、前記ホストに
転送する転送制御手段、および前記キャッシュバッファ
内のデータ蓄積量の増減を監視する監視手段、前記監視手段の監視結果に従って、前記記録媒体の駆動
速度を変化させることにより、当該記録媒体からのデー
タの読み出し速度を制御する速度制御手段を備える、ド
ライブ装置。
【請求項２】前記監視手段は、互いに異なる値に設定
された増方向判断基準および減方向判断基準に基づい
て、前記キャッシュバッファ内のデータ蓄積量の増減を
監視することを特徴とする、請求項１に記載のドライブ
装置。
【請求項３】前記増方向判断基準および前記減方向判
断基準は、それぞれ複数設定されており、前記速度制御手段は、前記記録媒体の駆動速度を複数段
階に変化させることを特徴とする、請求項２に記載のド
ライブ装置。