JPH09305323A - ディスク記憶システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】２重化コントローラを使用せずに、２台のＨＤ
Ｄに対して同時にデータを書込むことを可能にして、シ
ステム構成の複雑化やコスト増大を招くこと無く、デー
タを確実に保護できる２重化システムを提供することに
ある。 【解決手段】ＡＴＡインターフェース２を介して、ホス
トコンピュータ３と２台のＨＤＤ１Ａ，１Ｂとが接続さ
れた２重化システムを構成する。各ＨＤＤ１Ａ，１Ｂは
シリアル通信線４Ａ，４Ｂにより、ホストインターフェ
ースの機能以外に、相互に所定の情報を交換するための
通信機能を備えている。各ＨＤＤ１Ａ，１Ｂは通信機能
により、ホストコンピュータ３からのデータを書込むと
きに、相互にタイミングを調整して同時に各ディスク上
にデータを記録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に複数の磁気デ
ィスク装置等を使用して、ディスクに記録したデータを
保護するための２重化システムを構成したディスク記憶
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パーソナルコンピュータ等のコン
ピュータシステムでは、外部記憶装置として、ハードデ
ィスク装置（ＨＤＤ）が標準装備されているのが一般的
である。近年では、このＨＤＤの記憶容量が飛躍的に増
大化しており、各種のデータやプログラム等の情報を保
存するためのファイル装置として重要な装置の一つであ
る。

【０００３】ところで、記憶容量の増大化に伴って、装
置の故障等により、重要な記録情報を大量に消失するリ
スクが高くなる。このような事態を解消して、記録情報
を保護するための技術が必要となるが、従来において装
置の２重化方式が実際的かつ効果的な方式として周知で
ある。２重化方式は、多重化方式とも言えるＲＡＩＤ
（ディスクアレイ・システム）のような大規模なシステ
ムではなく、パーソナルコンピュータ等の低コストのシ
ステムに適用可能なものである。

【０００４】２重化方式の具体例として、図１１（Ａ）
に示すように、２重化コントローラ１００を使用した方
式がある。２重化コントローラ１００は、ホストコンピ
ュータからホストインターフェースバスを通じて、デー
タの書込み要求（ライトコマンド）が行なわれると、書
込み対象のデータ（ライトデータ）をバッファメモリに
格納する。この後に、２重化コントローラ１００は、接
続している２台のＨＤＤ１０１に対して書込み要求を出
力し、バッファメモリに格納したライトデータを各ディ
スク上に記録させる。

【０００５】また、同図（Ｂ）に示すように、ソフトウ
ェアによりＨＤＤ１０１の２重化構成を行なう方式があ
る。この方式では、例えばＡＴＡ（またはＩＤＥ）イン
ターフェースにより、２台のＨＤＤ１０１がデイジーチ
ェーン接続されている。ここで、ＩＤＥは、Ｉｎｔｅｇ
ｒａｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓま
たはＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｄｒｉｖｅ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓの略語であり、米ＩＢＭ社のＰＣＡＴ仕様
のパーソナルコンピュータとＨＤＤとを接続するための
インターフェース規格である。また、ＡＴＡインターフ
ェースはＩＤＥをベースとしたＡＴａｔｔａｃｈｍｅｎ
ｔと称するインターフェース規格である。

【０００６】この方式では、２台のＨＤＤ１０１のそれ
ぞれには装置番号（ＩＤ番号）が設定されている。ホス
トコンピュータは、アクセスする場合に装置番号（ドラ
イブ０またはドライブ１）を指定して、例えばライトコ
マンドを送出する。このとき、デイジーチェーン接続構
成であるため、例えばドライブ０のＨＤＤ１０１に対す
るコマンドの場合でも、ドライブ１のＨＤＤ１０１に対
してもコマンドが与えられる。従って、２台のＨＤＤ１
０１には、同一のライトデータが書込まれることにな
る。このとき、ドライブ１のＨＤＤ１０１は、ホストコ
ンピュータから指定された装置番号と自身の装置番号と
が異なるため、ホストコンピュータに対する応答は実行
しない。

【０００７】このソフトウェアによる方式でも、２台の
ＨＤＤ１０１には同一のデータを記録することができる
ため、一方のＨＤＤ１０１が故障した場合でも、他方の
ＨＤＤ１０１からデータを再生できる２重化方式を実現
することができる。但し、この方式では、ホストコンピ
ュータが、各ＨＤＤ１０１の同一アドレスに同一データ
を書込む２重化モード、または各ＨＤＤ１０１を別々の
装置として異なるデータを書込む通常モードを選択する
ことになる。

【０００８】ここで、ＡＴＡインターフェース方式のラ
イトコマンドに関係する動作を、図９を参照して簡単に
説明する。各ＨＤＤ１０１は、ディスクコントローラ
（ＨＤＣ）を内蔵しており、このＨＤＣとホストコンピ
ュータとの間でリード／ライトコマンドに従ったデータ
の転送を実行している。ＨＤＣは、Ｉ／Ｏレジスタと称
する各種のレジスタ群を有し、このＩ／Ｏレジスタを通
じてホストコンピュータからのコマンドを実行する。Ｉ
／Ｏレジスタには、装置（ＨＤＤ）の状態（ＲＥＤＹ状
態、ＢＵＳＹ状態等）をセットするためのステータスレ
ジスタが含まれている。ステータスレジスタは、ホスト
コンピュータが内容を読出すことができる。

【０００９】各ＨＤＤのＨＤＣは、ホストコンピュータ
からのデータ（ライトデータ）の受信準備（データ転送
の準備）が完了するまでは、ＢＵＳＹ状態を示すＢＳＹ
ビットをステータスレジスタにセットする。そして、図
９に示すように、データの受信準備が完了すると、ステ
ータスレジスタのＢＳＹビットをリセットし、同時にＤ
ＲＱビットをセットする。ＤＲＱ（Ｄａｔａ Ｒｅｑｕ
ｅｓｔ）ビットは、データの受信準備が完了したことを
示す情報である。

【００１０】ホストコンピュータは、ＤＲＱビットがセ
ットされると、ディスクのアクセス単位である１セクタ
の長さに応じたワード数のライトデータを、１ワード毎
にＨＤＣに転送する。ＨＤＣは、転送されたライトデー
タをデータレジスタに書込む。このとき、通常では１セ
クタのバイト数は５１２バイトであるため、１セクタ分
のデータ転送を行うときには、通常２５６ワードのデー
タを転送することが必要となる。従って、ＨＤＣは、デ
ータレジスタにワードデータを２５６回書込むことにな
る。

【００１１】ＨＤＣは、１セクタ分のデータを受信した
ら、次のセクタのデータを受信する準備のため、再びＢ
ＳＹビットをセットし、ＤＲＱビットをリセットする
（時点Ｔ１）。なお、図９において、時点Ｔ２は２セク
タ目の受信準備完了時であり、時点Ｔ３はそのデータ受
信の完了時である。同様に、時点Ｔ４は３セクタ目の受
信準備完了時である。以上のようにして、書込むセクタ
数の分だけのデータ転送が実行される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、ＨＤ
Ｄの２重化方式では、２重化コントローラを使用する方
式とソフトウェアによる方式とがある。２重化コントロ
ーラを使用する方式では、２台のＨＤＤに対して同時に
書込み要求を行なうため、１台の装置だけが接続されて
いる場合に対して、書込み終了までの時間の増加は、通
常、記録媒体の１回転に相当する時間以内である。しか
しながら、２重化コントローラが必要であるため、シス
テムの構成が複雑化しかつ高コストになる。

【００１３】一方、ソフトウェアによる方式では、２重
化コントローラを必要としないが、２台のＨＤＤに対し
て同時に書込みを実行できない。即ち、一方のＨＤＤに
データの書込み動作を実行した後に、他方のＨＤＤにデ
ータの書込み動作を実行する。このため、１回の書込み
動作時間は、１台のＨＤＤだけが接続されている場合に
対して２倍以上の時間が必要となる。

【００１４】本発明の目的は、２重化コントローラを使
用せずに、２台のＨＤＤに対して同時にデータを書込む
ことを可能にして、システム構成の複雑化やコスト増大
を招くこと無く、データを確実に保護できる２重化シス
テムを提供することにある。さらに、本発明の目的は、
２台のＨＤＤ間で情報の交換を行なうことを実現して、
２台のＨＤＤ間でデータ転送のタイミングの同期をとる
ことを可能にしたり、相互にデータの回復処理を可能に
することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ホストインタ
ーフェースを介して、ホストコンピュータと２台のＨＤ
Ｄ等のディスクドライブとが接続された２重化構成のデ
ィスク記憶システムである。本システムでは、各ディス
クドライブは、ホストインターフェースの機能以外に、
相互に他のディスクドライブ間と所定の情報を交換する
ための通信機能を備えている。

【００１６】このようなシステム構成により、各ディス
クドライブは、相互に装置の状態に関する情報を交換す
ることにより、ホストコンピュータから転送されたデー
タを同時に受信して、それぞれのディスク上に書込むこ
とが可能となる。ホストコンピュータが、メインドライ
ブとして設定されたディスクドライブに対して書込み要
求を行なうと、もう１台のサブドライブにも同時に書込
み要求が送られる。このとき、メインドライブは通信機
能を使用して、ホストコンピュータから転送されるデー
タの受信処理に関するタイミングの調整をサブドライブ
との間で行なう。

【００１７】従って、２台のディスクドライブは、ホス
トコンピュータから書込み要求されたデータを同時にか
つ同一アドレスに記録することができる。これにより、
一方のディスクドライブが故障した場合に、同一データ
を記録している他方のディスクドライブから必要なデー
タを再生することが可能となり、結果的にデータの回復
機能を実現することができる。

【００１８】また、ホストコンピュータの読出し要求に
応じてデータのリード動作を行なう場合に、各ディスク
ドライブ間において、読出し要求の範囲内でのセクタ欠
陥状態や、ヘッドのトラック上における位置情報を通信
機能により交換する。これにより、例えば一方のディス
クドライブのディスク上にセクタ欠陥が存在する場合に
は、同一セクタのデータを他方のディスクドライブから
読出して、ホストコンピュータに転送することが可能で
ある。また、ヘッドの位置情報に基づいて、読出し要求
のセクタに対して、アクセスの速い方のディスクドライ
ブからデータを読出すことができる。従って、結果的に
ホストコンピュータのリード要求に対して、ディスクド
ライブからの応答を短時間で行なうことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図１は本実施形態に関係するシステ
ムの基本的構成を示すブロック図であり、図２は本実施
形態に関係するＨＤＤの要部を示すブロック図であり、
図３は本実施形態に関係するＨＤＣとその周辺構成を示
すブロック図である。 （システム構成）本実施形態は、ＡＴＡインタフェース
を介してホストコンピュータ３と２台のＨＤＤ１Ａ，１
Ｂとが接続された２重化システムを想定している。即
ち、ＨＤＤ１Ａ，１Ｂはそれぞれ、ＡＴＡインタフェー
スのバス２に接続されて、ホストコンピュータ３に対し
て同時にデータ転送を行なうように構成されている。

【００２０】さらに、本実施形態のＨＤＤ１Ａ，１Ｂ
は、ホストコンピュータ３とのインターフェース２とは
別に、相互に情報を交換する通信機能を備えている。通
信機能は、各ＨＤＤ１Ａ，１Ｂに内蔵されているＣＰＵ
間またはＨＤＣ間を接続するシリアル信号線４Ａ，４Ｂ
から構成されている。即ち、図４（Ａ）に示すように、
シリアル信号線４Ａは、一方のＨＤＤ（メインドライ
ブ）のＣＰＵ１０Ａが駆動するシリアルクロック信号Ｓ
Ｃを、他方のＨＤＤ（サブドライブ）のＣＰＵ１０Ｂに
転送する同期クロック信号線である。また、シリアル信
号線４Ｂは、ＣＰＵ１０Ａから送信するシリアルデータ
ＳＤ０またはＣＰＵ１０Ｂから送信するシリアルデータ
ＳＤ１を転送するデータ信号線である。

【００２１】ここで、図４（Ａ）に示すようなＣＰＵ間
の通信では、図４（Ｂ）に示すような規則により、デー
タ通信が行なわれる。シリアルクロック信号ＳＣは、通
常ではメインドライブのＣＰＵ１０Ａが駆動するが、サ
ブドライブのＣＰＵ１０Ｂが駆動してもよい。データを
送信する側のＣＰＵは、データの送信を開始することを
示すスタートビットとして“０”を１ビット送信し、次
に１バイトのデータをＬＳＢから１ビットずつ送信す
る。８ビットのデータ送信が終了したら、送信終了を示
すストップビットとして“１”を２ビット送信する。図
４（Ｂ）の例で、転送データは「１００１１１０１」で
あるので、９Ｄｈということになる。 （ＨＤＤの構成）２台のＨＤＤ１Ａ，１Ｂはそれぞれ、
図２に示すような構成である。即ち、記録媒体であるデ
ィスク５は、スピンドルモータ６により高速回転してい
る。スピンドルモータ６はスピンドルモータドライバ
（ＳＰＭドライバ）７により駆動される。ヘッド８はヘ
ッドアクチュエータ９により保持されて、ディスク５の
半径方向に移動されて、ＣＰＵ１０の制御により目標位
置（アクセス対象のセクタを含むトラック）に位置決め
される。ヘッドアクチュエータ９は、ボイスコイルモー
タ（ＶＣＭ）１１により駆動される。ＶＣＭ１１は、Ｖ
ＣＭドライバ１４により駆動される。

【００２２】ヘッドアンプ１２は、データ再生時にはヘ
ッド８から読出したリード信号を増幅して、リード／ラ
イト回路１３に出力する。データ記録時には、リード／
ライト回路１３から出力されるライト信号を増幅して、
ヘッド８に出力する。リード／ライト回路１３は、リー
ド／ライト信号の信号処理を行なうリード／ライトチャ
ネルであり、リード信号から再生データに変換し、また
記録データからライト信号に変換する機能を有する。

【００２３】サーボ回路１５は、ＣＰＵ１０の制御に基
づいて、ＶＣＭドライバ１４を駆動制御して、ヘッド８
を目標位置まで移動して、位置決めするためのサーボ処
理を実行する。サーボ回路１５は、リード／ライト回路
１３のリードチャネルにより再生されたサーボ情報（位
置情報）を、インターフェース制御回路１６を介してＣ
ＰＵ１０に出力する。サーボ情報は、シーク制御時（目
標位置までの移動制御）のトラックアドレスおよび位置
制御時（トラック追従制御）の位置誤差情報からなる。
インターフェース制御回路１６はゲートアレイから構成
されており、データや各種制御信号の転送を制御するた
めの回路群からなる。他のＨＤＤとシリアル信号線４に
より、ＣＰＵ間通信を行なう場合に、インターフェース
制御回路１６を介して接続される。

【００２４】ディスクコントローラ（ＨＤＣ）２０は、
ＡＴＡインターフェースバス２を介してＨＤＤとホスト
コンピュータとのデータ通信を実行するインターフェー
スコントローラ、およびデータの記録再生制御を行なう
データコントローラの各機能を有する。バッファメモリ
１９は、ディスク５に書込むためのライトデータやディ
スク５から再生した再生データを一時的に保存するため
のセクタバッファ機能、およびディスク５上の欠陥（欠
陥セクタ）に関する欠陥情報（ディフェクト情報）を保
持する機能を有するバッファＲＡＭである。

【００２５】ＣＰＵ１０はＨＤＤの制御を行なう制御装
置であり、本実施形態では２重化システムに必要なデー
タ通信を実行する。ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ（リードオン
リメモリ）１８に格納されたプログラムにより動作し、
ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性書込み可能なＲＯＭ）１７に各
種の制御情報を格納する。 （ＨＤＣの構成）本実施形態のＨＤＤ１Ａ，１Ｂは、Ａ
ＴＡ（またはＩＤＥ）インターフェース方式のディスク
ドライブを想定しており、その方式を適用するＨＤＣ２
０を内蔵している。この方式のＨＤＣ２０は、図３に示
すように、ホストバス（ＡＴＡインターフェースバス）
２を介して、ホストコンピュータからのコマンド（リー
ド／ライトコマンド）を実行するために使用するＩ／Ｏ
レジスタ２２と称する各種のレジスタ群を内蔵してい
る。

【００２６】Ｉ／Ｏレジスタ２２は、データレジスタ２
２Ａ、ステータスレジスタ２２Ｂ、ドライブ／ヘッドレ
ジスタ２２Ｃ、エラーレジスタ２２Ｄ、およびコマンド
レジスタ２２Ｅを含む。データレジスタ２２Ａは、ホス
トコンピュータからのライトデータやディスク５から再
生されたデータを格納する。ステータスレジスタ２２Ｂ
はドライブの状態をセットするためのレジスタである。
ドライブの状態とは、データ転送（データ受信）の準備
完了（Ｄａｔａ Ｒｅｑｕｅｓｔ）、ビジー状態（ＢＵ
ＳＹ状態）、レディ状態（ＲＥＡＤＹ状態）等があり、
それぞれＤＲＱビット、ＢＳＹビット、ＤＲＤＹビット
に対応している。

【００２７】ドライブ／ヘッドレジスタ２２Ｃは、ヘッ
ドの選択（ＨＳ０〜ＨＳ３ビット）とドライブの選択
（ＤＲＶビットで、ドライブ０，１を選択）の状態をセ
ットする。エラーレジスタ２２Ｄは、データエラーが発
生したことを示す情報等のエラー関係の情報をセットす
る。コマンドレジスタ２２Ｅは、ホストコンピュータか
らのリードコマンド（Ｒｅａｄ Ｓｅｃｔｏｒ）、ライ
トコマンド（ＷｒｉｔｅＳｅｃｔｏｒ）、シークコマン
ド（Ｓｅｅｋ）等の命令をセットする。

【００２８】ＣＰＵ１０は、前記のＩ／Ｏレジスタ２２
に対して直接リード／ライトして、後述するように、Ｐ
ＩＯ（Ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕ
ｔ）方式のデータ転送を制御する。ＨＤＣ２０は、ディ
スク５から再生したシリアルデータをＥＮＤＥＣ（エン
コーダ／デコーダ）２１により、ＮＲＺデータに復号化
する。また、ＨＤＣ２０は、ホストコンピュータからの
ライトデータをＲＬＬ（Ｒｕｎ Ｌｅｎｇｔｈ Ｌｉｍ
ｉｔｅｄ）データに符号化して、リード／ライト回路１
３に出力する。 （本実施形態の動作）以下図５から図７を参照して本実
施形態の動作を説明する。

【００２９】本実施形態は、図１に示すように、ＡＴＡ
インターフェース２により、２台のＨＤＤ１Ａ，１Ｂが
接続されており、ＨＤＤ１Ａ，１ＢがＣＰＵ間通信の信
号線およびＨＤＣ間通信の信号線により接続されている
構成を想定する。ここで、本発明としては、ＣＰＵ間通
信のみでも良いが、ＣＰＵ間の通信機能と別に、ＨＤＣ
間の通信機能を備えている方が望ましい。ＨＤＣ間の通
信機能は、２台のＨＤＤのアクセスに対してタイミング
を調整するための信号を交換する機能である。例えば、
サブドライブのＨＤＣがタイミングを調整するための信
号を送信し、メインドライブのＨＤＣがその信号を受信
するための１本の信号線である。ＤＲＱ，ＢＳＹという
ステータスレジスタのビット状態の遷移は比較的低速で
同期できれば良いのであるが、データを受け取る際のレ
ジスタアクセスに対する応答の同期はきわめて短時間に
行われる必要がある（具体例としてＤＲＱ，ＢＳＹの同
期時間は１０マイクロ秒以上、信号線のタイミング調整
時間は数ナノ秒である）。このため、ＣＰＵ間の通信機
能とは別に、ＨＤＣ間の通信機能であるタイミングを調
整するための専用信号線を設けた方が望ましい。

【００３０】本実施形態では、ＨＤＤ１Ａ，１Ｂに電源
を投入する前に、ＡＴＡインターフェースバス２にＨＤ
Ｄ１Ａ，１Ｂを接続し、かつＨＤＤ１Ａ，１Ｂ間の通信
信号線を接続する。さらに、初期設定処理として、ＨＤ
Ｄ１Ａ，１Ｂ毎に、メインドライブとサブドライブの設
定処理及び２重化許可／禁止の設定処理を行なう（図５
のステップＳ１）。この設定処理は、ＩＤＥドライブ
（ＩＤＥ方式のＨＤＤ）に設けられているジャンパプラ
グによる選択機能を利用することにより実現する。具体
的には、例えばジャンパプラグを挿入するとメインドラ
イブを選択し、抜去してあればサブドライブを選択す
る。また、別のジャンパプラグを設けて、２重化許可、
不許可の機能を持たせればよい。ここで、ＩＤＥ方式で
は、マスタドライブまたはスレーブドライブに設定する
処理を行なうが、例えば２台のＨＤＤをマスタドライブ
の２重化として使用するときには、２重化を行う両方の
装置をマスタドライブの設定とする。次にどちらかの装
置をメインドライブ、もう片方をサブドライブという設
定とし、両方の装置の２重化許可の設定を行なうことに
なる。

【００３１】このような２重化構成において、ホストコ
ンピュータ３がライトコマンドを発行したとする（ステ
ップＳ２のＹＥＳ）。この場合、ホストコンピュータ３
は、１台のＨＤＤに対してコマンドを出している認識で
ある。これに対して、本実施形態の２重化構成の各ＨＤ
Ｄ１Ａ，１Ｂは、相互に同期を取りながら、同一データ
を同時に書込む動作を実行する。ここで、２重化構成の
各ＨＤＤ１Ａ，１Ｂは、通常では装置パラメータである
シリンダ数、ヘッダ数、セクタ数が同一の論理構成であ
る。従って、仮に各ＨＤＤ１Ａ，１Ｂの記憶容量が異な
る場合に、容量の小さい方のＨＤＤの装置構成に合わせ
た論理構成の２重化構成を行なうことになる。

【００３２】ホストコンピュータ３からのコマンドに対
して、各ＨＤＤ１Ａ，１Ｂは同一装置番号が割り当てら
れているため、その装置番号を指定したアクセスに対し
て同時に反応することになる。しかしながら、サブドラ
イブとして設定されたＨＤＤ１Ｂは、ホストコンピュー
タ３が内容を読出すことができるステータスレジスタ２
２Ｂに対してアクセスがなされた場合でも、応答はしな
い。これは、各ＨＤＤ１Ａ，１Ｂが同時に応答したとき
に、バス上で信号の衝突が発生するためである。

【００３３】メインドライブのＨＤＣは、図６に示すよ
うに、受信準備が完了すると、ステータスレジスタ２２
ＢにＤＲＱビットをセットする（ステップＳ３のＹＥ
Ｓ，Ｓ４）。ＤＲＱビットは、前述したように、データ
転送（データ受信）の準備完了を示すビットである。即
ち、メインドライブとサブドライブとは独立した装置で
あるため、実際上ではホストコンピュータ３からのコマ
ンドに応答できるようになるまでの時間は異なるのが通
常である。一方、２重化システムでは、メインドライブ
とサブドライブは同時にデータを受信する必要があるた
め、応答の遅い装置に合わせた転送タイミングの制御が
必要となる。そこで、図６に示すように、サブドライブ
の方でデータの受信準備が遅れているような場合には、
応答の遅いサブドライブに合わせて、ＤＲＱの状態をセ
ットすることになる。

【００３４】サブドライブは、前記のように、ホストコ
ンピュータ３に対してステータスレジスタの読出し動作
を禁止した状態で、データの受信準備を開始する（ステ
ップＳ３のＮＯ，Ｓ５）。そして、データの受信準備が
完了してＤＲＱビットをセットした時点（図６のＴ１，
Ｔ２）で、サブドライブのＣＰＵはシリアル通信線４Ｂ
を介してメインドライブのＣＰＵにその旨を送信する
（ステップＳ６）。この通信により、メインドライブは
サブドライブの受信準備が完了したことを認識し、デー
タの受信動作を開始するために、ホストコンピュータ３
とのインターフェースのＤＲＱビットをセットする。

【００３５】このようなデータ受信のタイミング調整を
ＣＰＵ間の通信機能により実行した後に、メインとサブ
の各ドライブに対して同時に１セクタ分のデータが転送
される。データ転送の終了は同時であるため、ＤＲＱビ
ットは同時にリセットとなる（図６のＴ３，Ｔ４）。

【００３６】データ転送方式としては、ＰＩＯ（Ｐｒｏ
ｇｒａｍｍｅｄ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）転送方式
（図７を参照）およびＤＭＡ転送方式（図８を参照）が
ある。図７において、ホストコンピュータ３が出力する
ＩＯＷ信号はライト動作を指示する信号である。ＩＯＣ
ＨＲＤＹ信号は、入出力チャネルレディ信号であり、ロ
ーアクティブ信号（論理レベル“Ｌ”でアサート、論理
レベル“Ｈ”でネゲート）である。このＩＯＣＨＲＤＹ
信号がアサートされたときに、メインドライブとサブド
ライブの各ＨＤＣは、ホストコンピュータから転送され
たライトデータを受信する。ここで、メインドライブと
サブドライブの各ＨＤＣ間の通信信号線に、サブドライ
ブ側のＩＯＣＨＲＤＹ信号を出力することにより、各ド
ライブのデータ受信のタイミングを調整してもよい。一
方、ＤＭＡ転送方式では、図８に示すＤＭＡＣＫ信号
が、メインドライブとサブドライブの各ＨＤＣは、ホス
トコンピュータから転送されたライトデータを受信する
準備が完了したことを示す信号となる。

【００３７】以上のようにして、メインドライブとサブ
ドライブの各ＨＤＤ間において、ＣＰＵ間通信機能また
はＨＤＣ間通信機能を利用して、ホストコンピュータ３
からのライトデータの受信タイミングを調整することが
できる。従って、メインドライブとサブドライブは、異
なる独立したＨＤＤであっても、ホストコンピュータ３
から転送されたライトデータを同時に受信して、各ディ
スク上に書込むことができる。これにより、ホストコン
ピュータ３に対して、同一データを同時に複数のＨＤＤ
に記録する２重化システムを実現することができる。即
ち、従来の２重化コントローラを使用することなく、か
つソフトウェアによる方式とは異なり、２台のＨＤＤに
対して同一データを同時に書込み動作することができ
る。 （故障時の動作）このような２重化システムにおいて、
一方のＨＤＤが故障した場合の動作について説明する。
まず、電源の投入した直後の起動時に、ＨＤＤ間の通信
機能により、一方のＨＤＤが故障していることを検知す
る。電源起動時には、通常では各ＨＤＤは自己診断動作
を実行する。この自己診断動作により、故障している方
のＨＤＤからその旨を正常のＨＤＤに通信する。また、
起動時の通信のときに、各ＨＤＤ間で交信が不能であっ
た場合には、正常な方のＨＤＤは一方のＨＤＤが故障し
ており、ホストコンピュータ３からのアクセス要求には
応答できないと判断する。この場合、正常なＨＤＤはメ
インドライブとして動作を開始する。また、故障した方
のＨＤＤは、ホストコンピュータ３からの全ての命令に
対して応答しないように、装置の機能を停止する。

【００３８】次に、２重化システムの動作中において、
一方のＨＤＤのディスクの一部の記憶領域に回復不可能
な損傷が発生した場合には、通常ではそのＨＤＤは欠陥
領域を別の記憶領域に代替する代替処理（ディフェクト
処理）を実行する。ディスク上には、予め代替領域（代
替セクタ）が設けられている。欠陥領域が発生した方の
ＨＤＤは、通信機能により他方のＨＤＤに対してその旨
を通信する。

【００３９】ここで、ホストコンピュータ３からのリー
ドコマンドに応じて、データの読出し動作中に欠陥領域
が発生した場合には、その欠陥領域に記録されたデータ
は破壊されることになる。欠陥領域が発生した方のＨＤ
Ｄは前記の代替処理を実行した後に、通信機能により、
他方のＨＤＤからその欠陥領域に記録されていた同一デ
ータを受信し、代替領域に書込む。そして、ホストコン
ピュータ３からのリードコマンドに応答するために、そ
の代替領域に記録したデータの転送処理を実行する。 （故障時の回復処理）本実施形態の２重化システムにお
いて、一方のＨＤＤが故障した場合に、そのＨＤＤと正
常なＨＤＤとを交換することを想定する。交換されたＨ
ＤＤには、ホストコンピュータ３の必要なデータは何も
記録されていない状態である。このような場合に２重化
システムを回復する方式として、ＨＤＤ間の通信機能を
利用して、非交換のＨＤＤから交換したＨＤＤに対し
て、いわばデータのコピー処理を実行する。また、ホス
トコンピュータ３が介在として、ホストコンピュータ３
が非交換のＨＤＤからデータを読出して、交換したＨＤ
Ｄに書込む方式がある。

【００４０】以下図１０を参照して、例えば装置番号１
（ドライブ１）のメインドライブが故障した場合の２重
化システムの回復処理の具体例を説明する。まず、ＡＴ
Ａインタフェースでは許容される装置番号は０、１の二
つである。従って、同図（Ａ）に示すように、装置番号
０、１が共に２重化された構成が想定される。ここで、
装置番号１のメインドライブが故障すると、このメイン
ドライブを交換して、装置番号１のサブドライブから同
一データをコピーすることになる（同図（Ｂ）を参
照）。

【００４１】ここで、装置番号１のメインドライブが故
障したので、装置番号１のＨＤＤは動作停止の状態とな
る。ＡＴＡインタフェースでは、装置番号１の装置が動
作停止となると、インタフェース上には装置番号０の装
置のみが接続されている状態となる。従って、交換した
メインドライブに対して、データをコピーするために
は、装置番号０のサブドライブからデータを読出して転
送する必要がある。そこで、同図（Ｃ）に示すように、
各ＨＤＤに対して装置番号の再割り当てを実行する。即
ち、コピー元のデータが存在するサブドライブに対して
装置番号０を設定し、コピー先のメインドライブ（交換
ドライブ）に対して装置番号１を設定する。この装置番
号の設定については、各ＨＤＤ間の通信機能により決定
する。

【００４２】このような手順により、同図（Ｄ）に示す
ように、インターフェースにはメインドライブとサブド
ライブの２台にそれぞれ別の装置番号が付いて存在する
ことになる。ホストコンピュータ３はコピー元の装置番
号０のサブドライブからデータを読出して、コピー先で
ある装置番号１のメインドライブ（交換ドライブ）にデ
ータを転送する。この場合、実際のデータのコピー動作
を行なうためのデータ転送は、前記のように各ＨＤＤ間
の通信機能を利用して実行してもよい。

【００４３】以上のようにして、例えば装置番号１のメ
インドライブが故障した場合に、そのメインドライブを
交換した後に、コピー元の装置番号０のサブドライブか
らデータをコピーすることができる。 （本実施形態のＨＤＤ間の通信機能の応用）２重化シス
テムでは、同一データを格納している２台のＨＤＤから
なる構成であるため、データを書込むライト動作時には
動作速度の低速な方のＨＤＤにタイミングを合わせる必
要がある。このタイミング調整用の時間差を小さくする
ために、ＨＤＤ間の通信機能を利用して、各ＨＤＤのデ
ィスクの回転運動を同期させる。これにより、各ＨＤＤ
のタイミングを合わせて、ホストコンピュータからのラ
イトコマンドに対する応答時間の短縮化を図ることがで
きる。

【００４４】また、ディスクからデータを読出すリード
動作では、ホストコンピュータ３の要求に対して、メイ
ンまたはサブのいずれかのドライブが応答すればよい。
このリード動作時には、ヘッドをディスク上の目標位置
まで移動させて、アクセス対象のセクタからデータを読
出すことになる。従って、いずれかのドライブにおい
て、リード要求のデータが記録された目標位置までヘッ
ドが早く到達したドライブからデータを転送すれば、結
果的にホストコンピュータに対する応答速度（アクセス
速度）を高速化することができる。そこで、ＨＤＤ間の
通信機能を利用して、メインまたはサブのいずれかのア
クセスが早い方からデータを転送する。

【００４５】また、前述したように、欠陥セクタが発生
した場合に、代替セクタを設定してアクセスすることに
なるが、ヘッドを代替セクタに移動させるための余計な
時間を要する。２台のＨＤＤにおいて、同一セクタが欠
陥セクタとなる可能性は極めて低い。そこで、ＨＤＤ間
の通信機能を利用して、前記のようにアクセスが早い方
からデータを転送することにより、代替処理による応答
時間の遅れを解消することが可能である。

【００４６】さらに、要求範囲の各セクタからデータを
読出すリード動作において、その要求範囲内でヘッドの
シーク動作（移動）を伴う場合を想定する。この場合
に、ＨＤＤ間の通信機能を利用して、一方のＨＤＤがシ
ークが発生する前のデータを読出し、他方のＨＤＤがシ
ーク動作後のデータを読出すような制御を行なう。これ
により、一方のＨＤＤのリード動作中に、他方のＨＤＤ
ではシーク動作を並行して行なうことが可能であるた
め、見掛け上ではシーク動作に要する時間だけ短縮化す
ることが可能である。よって、結果的にホストコンピュ
ータ３のリードコマンドに対する応答時間の短縮化を図
ることができる。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、第
１に２重化コントローラを使用せずに、２台のディスク
ドライブに同一のデータを同時に書込むことが可能な２
重化システムを実現することができる。従って、結果的
にシステム構成の複雑化やコスト増大を招くこと無く、
データを確実に保護できる２重化システムを提供するこ
とができる。第２に、２台のディスクドライブ間の通信
機能を利用して、各ディスクドライブ間でデータ転送の
タイミングの同期をとることを可能にすることができ
る。また、一方のディスクドライブが故障して機能不全
になった場合に、他方のディスクドライブがそれを認識
したり、データの回復処理を可能にすることができる。
さらに、２台のディスクドライブ間の通信機能を利用し
て、ホストコンピュータのコマンドに対する応答時間の
短縮化を図ることができる。さらに、本発明の目的は、
２台のＨＤＤ間で情報の交換を行なうことを実現して、
２台のＨＤＤ間でデータ転送のタイミングの同期をとる
ことを可能にしたり、相互にデータの回復処理を可能に
することにある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に関係するシステムの基本的
構成を示すブロック図。

【図２】本実施形態に関係するＨＤＤの要部を示すブロ
ック図。

【図３】本実施形態に関係するＨＤＣとその周辺構成を
示すブロック図。

【図４】本実施形態に関係するＣＰＵ間通信の構成を説
明するための図。

【図５】本実施形態の動作を説明するためのフローチャ
ート。

【図６】本実施形態の動作を説明するためのタイミング
チャート。

【図７】本実施形態の動作を説明するためのタイミング
チャート。

【図８】本実施形態の動作を説明するためのタイミング
チャート。

【図９】従来のデータ転送方式を説明するためのタイミ
ングチャート。

【図１０】本実施形態の応用例を説明するための図。

【図１１】従来の２重化システムをを示すブロック図。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ…ディスクドライブ（ＨＤＤ） ２…ＡＴＡインターフェース（ホストインターフェー
ス） ３…ホストコンピュータ ４Ａ．４Ｂ…シリアル通信線 ５…ディスク ６…スピンドルモータ ７…スピンドルモータドライバ（ＳＰＭドライバ） ８…ヘッド ９…ヘッドアクチュエータ １０…ＣＰＵ １１…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ） １２…ヘッドアンプ １３…リード／ライト回路 １４…ＶＣＭドライバ １５…サーボ回路 １６…インターフェース制御回路 １７…不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ） １８…ＲＯＭ １９…バッファメモリ ２０…ディスクコントローラ（ＨＤＣ）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホストインターフェースを介してホスト
   コンピュータに接続されて、前記ホストコンピュータと
   の間で転送された同一のデータを記録する機能を有する
   複数のディスクドライブを備えたディスク記憶システム
   であって、 前記各ディスクドライブは、 前記ホストインターフェースの機能以外に、相互に他の
   ディスクドライブ間と所定の情報を交換するための通信
   機能を備えていることを特徴とするディスク記憶システ
   ム。
2. 【請求項２】 ホストインターフェースを介してホスト
   コンピュータに接続されて、前記ホストコンピュータと
   の間で記録再生データの転送を行なうディスク記憶装置
   であって、 前記ホストインターフェースに接続された他のディスク
   記憶装置との間で所定の情報を交換する通信機能を有す
   ることを特徴とするディスク記憶装置。
3. 【請求項３】 ホストインターフェースを介してホスト
   コンピュータに接続されて、前記ホストコンピュータに
   対して同一装置として動作する複数のディスクドライブ
   を備えたディスク記憶システムであって、 前記各ディスクドライブは、 前記ホストインターフェースの機能以外に、相互に他の
   ディスクドライブ間と所定の情報を交換するための通信
   機能を有し、 前記ホストコンピュータからの書込み要求に応じて、前
   記通信機能を使用して相互にデータの受信タイミングの
   同期を調整し、前記ホストコンピュータから転送された
   記録データを同時に受信して記録する機能を備えている
   ことを特徴とするディスク記憶システム。
4. 【請求項４】 前記通信機能は、シリアルデータを転送
   するシリアル通信手段と前記シリアルデータの転送タイ
   ミングを設定するシリアルクロックの送信手段とから構
   成されていることを特徴とする請求項１または請求項３
   記載のディスク記憶システム。
5. 【請求項５】 前記通信機能を利用して相互にデータの
   受信タイミングの同期をとるときに、前記各ディスクド
   ライブのいずれかに主導権を設定する機能および前記通
   信機能を無効にする機能を備えたことを特徴とする請求
   項３記載のディスク記憶システム。
6. 【請求項６】 前記通信機能を利用して、前記各ディス
   クドライブ間の交信が不能である場合に、正常に機能し
   ているディスクドライブは他方のディスクドライブが機
   能不全であることを認識することを特徴とする請求項１
   または請求項３記載のディスク記憶システム。
7. 【請求項７】 前記ホストコンピュータからのデータ読
   出し要求に対して、前記通信機能を利用することによ
   り、前記各ディスクドライブのいずれか一方から応答速
   度が相対的に早いデータ転送を実行する機能を備えたこ
   とを特徴とする請求項１、請求項２、および請求項３の
   いずれか記載のディスク記憶システム。
8. 【請求項８】 前記ホストコンピュータからのデータ読
   出し要求に対して、前記各ディスクドライブのいずれか
   一方において代替処理を必要とした場合に、前記通信機
   能を利用することにより、代替処理の不要なディスクド
   ライブから要求のデータを転送する機能を備えたことを
   特徴とする請求項１、請求項２、および請求項３のいず
   れか記載のディスク記憶システム。
9. 【請求項９】 前記ホストコンピュータからのデータ読
   出し要求の要求範囲において、ヘッドのシーク動作を伴
   う場合に、前記通信機能を利用することにより、前記各
   ディスクドライブの一方からシーク動作が発生する前に
   読出したデータを前記ホストコンピュータに転送し、前
   記各ディスクドライブの他方からシーク動作が発生した
   後に読出したデータを前記ホストコンピュータに転送す
   る機能を備えたことを特徴とする請求項１、請求項２、
   および請求項３のいずれか記載のディスク記憶システ
   ム。
10. 【請求項１０】 前記各ディスクドライブの一方が機能
    不全により正常な新規のディスクドライブと交換された
    場合に、前記通信機能を利用して正常な方の前記各ディ
    スクドライブの他方から前記交換されたディスクドライ
    ブに同一データをコピーする機能を備えたことを特徴と
    する請求項１、請求項２、および請求項３のいずれか記
    載のディスク記憶システム。