JPH10275058A

JPH10275058A - データ記録装置およびデータ記録装置へのアクセス方法

Info

Publication number: JPH10275058A
Application number: JP1426498A
Authority: JP
Inventors: Naohisa Motomura; 直久本村; Yoshihiro Morioka; 芳宏森岡; Yutaka Kase; 裕加瀬; Shinji Hamai; 信二濱井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-02-03
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】映像データのように時間的に連続するデータ
を途切れなく高速に記録する。【解決手段】ホストバス１に接続されたホストアダプ
タ２とそれに接続した記録媒体とよりなる記録ユニット
において、複数組の記録ユニットで一つの記録ユニット
群を構成するようにしておき、入力振り分け手段で記録
すべきデータを所定サイズ単位に分割するとともに、上
記記録ユニット群を構成する複数の記録媒体が一つの論
理記録空間となるように上記所定サイズ単位に分割され
たデータを各記録媒体に振り分ける。このように、振り
分けられた所定サイズのデータを記録手段を用いて、各
記録媒体に転送することを各ホストアダプタに同時に指
示するようにする。これによってホストアダプタに内蔵
されるコントローラ６は上記データを受け取って対応す
るハードディスク４に記録することになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ記録装置に
関し、特に映像データのように時間的に連続するデータ
を記録するデータ記録装置、該データ記録装置へのアク
セス方法および、該データ記録装置への記録または再生
の手順をプログラムとして収納する媒体に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータで扱うデータの量は
マルチメディア化に伴い、非常に大きなデータ量を短時
間で扱う必要性が高まっている。例えば、ファイルサー
バー等に大量のデータの入出力を行う必要がある場合、
また映像などの時間的に連続するアナログ信号をデジタ
ル化して、そのデータストリームをハードディスク等の
記録媒体（以下記録媒体としてはハードディスクを例に
説明する）に記録し、あるいは該ハードディスクから再
生する場合などがある。特に映像を扱う場合にはデータ
が高速かつシームレスに記録あるいは再生されることが
要求され、この観点から種々の提案がなされている。

【０００３】図１５は従来のコンピュータにおけるデー
タ記録装置の構成の例を示す概念図である。コンピュー
タ８のホストバス１にホストアダプタ２が接続されてい
る。近年のホストアダプタ２はより高速転送が可能なバ
スマスタＤＭＡ転送に対応しており、ハードディスク４
に対して、記録、および読み出しの命令が発生した場
合、ホストアダプタ２の内部のコントローラ６がホスト
バス１のバス占有権を取得し、コントローラ６がメモリ
５から任意のデータをホストバス１を介して、ホストア
ダプタ２に内蔵するバッファメモリ７に転送する。この
ようにバッファメモリ７に書き込まれたそのデータを転
送バス３を介してハードディスク４に記録していく。次
いで、データを読み出す場合は、コントローラ６がハー
ドディスク４のデータを転送バス３を介してバッファメ
モリ７に転送し、次にコントローラ６がホストバスの占
有権を取得し、バッファメモリ７の内容をメモリ５の任
意の領域に転送する。

【０００４】図１６はハードディスクへの記録、読み出
しの別の従来例を示すものであり、例えば特願平５−２
６５６６１に開示されているように、記録するデータを
複数のハードディスクに分散して記録し、より高速な処
理ができるようになっている。

【０００５】コンピュータ８のホストバス１に接続され
ているホストアダプタ２は１つまたは複数の転送バス３
を備え、その転送バス３に複数のハードディスク４(1)
〜４(4) を接続している。ただし、当該１１図に示すハ
ードディスク４の個数は１例であって、各転送バス３に
接続されるハードディスクの個数は任意でよい。

【０００６】データの記録命令が発生すると、ホストア
ダプタ２に内蔵するコントローラ６がホストバス１のバ
ス占有権を取得し、コントローラ６がメモリ５から任意
のデータをホストバス１を介して、ホストアダプタ２に
内蔵するバッファメモリ７に転送する。次いでこのよう
にバッファメモリ７に書き込まれたデータをコントロー
ラ６(1),６(2) が各ハードディスク４(1) 〜４(4) に分
散し記録する。尚、コントローラ６(1),６(2) の役割を
コントローラ６が担ってもよいことはもちろんである。
この場合各ハードディスク４(1) 〜４(4) への記録は、
時間的にオーバーラップして行われるため、記録時間は
短縮されることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、ホストアダプタ２内部のコントローラ６
がホストバス１を介してアダプタ２内のキャッシュメモ
リとしてのバッファメモリ７に記録データを一時的に収
納して、ホストアダプタ２の転送バス３を介して各ハー
ドディスク４に転送する方式をとっており、コンピュー
タ上のメモリ５からホストアダプタ２上のバッファメモ
リ７に転送する処理と、そのバッファメモリ７からハー
ドディスク４に転送する処理を並行して処理できないと
いう問題点を有す。

【０００８】また、コンピュータのホストバス１上でバ
スマスタＤＭＡ転送を行う場合、１のデバイス（この場
合コントーラ６）がホストバスの占有権を確保するため
には、アービトレーション制御をするための時間を必要
とし、１つのデバイスが占有できる時間が限られている
ため、ホストバスの高速な転送能力をフルに活用してい
ないという問題も有する。

【０００９】現状、コンピュータ内部のホストバス１と
ホストアダプタ２の転送バス３とでは明らかにコンピュ
ータ内部のホストバス１の方が高速にデータを転送でき
る。例を挙げるとコンピュータの代表的ホストバスであ
るＰＣＩ(Pripherl Component Interconect)バスは133M
byte/secに対し、ホストアダプタの代表であるＳＣＳＩ
バスは最高転送速度のUltraWide 規格で40Mbytes/secで
あり、ホストバスの方が高速に転送できることは明らか
である。

【００１０】本発明は、このホストバスのアイドル時間
を可能な限り、データ転送に割り当て、また、コンピュ
ータ上のメモリからホストアダプタ上のバッファーメモ
リに転送する処理と、該バッファーメモリからハードデ
ィスクに転送する処理を並行して行うことにより、より
高速なデータの記録及び読み出しを可能にし、高ビット
レートなデータストリームを高速で記録、及び読み出し
を行うことができるデータ記録装置および該データ記録
装置へのアクセス方法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】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の手段を採用している。まず、本発
明は、ホストバス１に接続されたホストアダプタ２と該
ホストアダプタ２に接続された記録媒体とよりなる記録
ユニットを備えたデータ記録装置を前提としている。

【００１２】ここで、まず、複数組の上記記録ユニット
で１の記録ユニット群を構成するようにしておき、入力
振り分け手段１７で記録すべきデータを所定サイズ単位
に分割するとともに、上記記録ユニット群を構成する複
数の記録媒体４が１の論理記録空間となるように上記所
定サイズ単位に分割されたデータを各記録媒体４に振り
分ける。このように、振り分けられた所定サイズのデー
タを記録手段を用いて、各記録媒体４に転送することを
各ホストアダプタ２に同時に指示するようにする。

【００１３】これによってホストアダプタ２に内蔵され
るコントローラ６は上記データを受け取って対応するハ
ードディスク４に記録することになる。記録されるべき
データを各記録ユニットに対応して一時的にコンピュー
タ８のメモリ５上に保持するようにすると、上記データ
がＩ／Ｏアダプタ１０を介して高速に入力されるシーム
レスなデータストリームであるような場合にも対応する
ことができる。

【００１４】この場合、上記分割されたデータを上記メ
モリ５上の連続空間に記録するとともに、該メモリ５上
の別の空間に上記データのアドレスを各記録ユニットに
対応して記録するようにするとメモリを効率的に使用す
ることができる。

【００１５】上記入力振り分け処理段階で、上記メモリ
上の連続空間に各ディスクに対応する分割されたデータ
がｎ個（ｎは自然数）になったときに上記転送をするこ
とによって更に転送速度を高めることができる。

【００１６】上記のようにディスク装置に記録されたデ
ータは、読み出し手段２２によって順番に読み出すこと
ができる。このとき、読み出されたデータを一時的に順
次メモリ５に記録し、その後出力手段によって出力する
ようにすると、高速に処理できることになる。

【００１７】尚、本発明は複数の端末機器に対して同時
に命令を出しても処理可能なマルチタスク機能を備えた
オペレーティングシステム（ＯＳ）でのみ実現可能であ
る。また、マルチタスク機能を用いると１の端末機器に
対する複数の命令も処理できる。従って、１のハードデ
ィスクに対応するホストアダプタ２に予め複数の記録命
令を出しておくことによって、更に効率のよいデータ転
送が可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を用いて説明する。〔実施の形態１〕図１は本発明の実施の形態を示すシス
テム構成である。このシステムはコンピュータを用いて
構成されており、コンピュータ８はＣＰＵ９と、メモリ
５と、ホストバスとしてのＰＣＩバス１と、ＰＣＩバス
１に接続されるホストアダプタとしてのＳＣＳＩアダプ
タ２(k) （ｋ：自然数であって、この明細書では１〜４
を用いる）と、それぞれのＳＣＳＩアダプタ２(k) のＳ
ＣＳＩバス３(k) に接続される記録媒体としてのハード
ディスク４(k) と、Ｉ／Ｏアダプタ１０と、上記各ハー
ドディスク４(k) へのアクセス制御をする制御ユニット
１１を備える。

【００１９】上記ＳＣＳＩアダプタ２(1) とハードディ
スク４(1) 〜ＳＣＳＩアダプタ２(4) とハードディスク
４(4) （すなわち、括弧内の数字が同じＳＣＳＩアダプ
タとハードディスクのグループ）はそれぞれ記録ユニッ
トを構成し、該４組の記録ユニットで１の記録ユニット
群を構成している。各ＳＣＳＩアダプタ２(k) はバスマ
スタＤＭＡ転送を可能にしている。すなわち、該ＳＣＳ
Ｉアダプタ２(k) に内蔵するコントローラ６がＰＣＩバ
ス１の占有権を取得し、メモリ５上の任意のデータをＰ
ＣＩバス１を介してＳＣＳＩアダプタ２(k) に内蔵する
バッファ７に転送することが可能である。

【００２０】尚、本実施例ではコンピュータのホストバ
スとして、ＰＣＩバスを用いているが、転送速度条件さ
え満足するようであれば他の種類のデータ転送バスであ
ってもかまわない。また、ホストアダプタはＳＣＳＩア
ダプタを用いているが、バスマスタＤＭＡ転送が可能な
他の種類のホストアダプタであってもかまわない。

【００２１】Ｉ／Ｏアダプタ１０は、高ビットレートの
ストリームデータを上記制御ユニット１１の指示に基づ
いて固定サイズのブロックの単位で入力し、メモリ５の
任意の領域に転送、またはメモリ５の任意の領域に既に
記録されたデータをストリームデータとして出力するこ
とが可能である。

【００２２】制御ユニット１１は以下の記録制御部１１
１と、ファイル管理部１１２と、再生制御１１３で構成
される。記録制御部１１１は、ＣＰＵ９の制御の下、固
定サイズブロックの単位で連続してメモリ５に入力され
るデータストリームを必ず記録が間に合うように、すな
わち、メモリ５がオーバフローしない状態を維持しなが
ら、各ハードディスク４に振り分けて記録する制御を担
当する。ファイル管理部１１２は各ハードディスク４に
記録したデータのハードディスク上での配置管理を行
う。再生制御部１１３は各ハードディスク４に振り分け
て記録したデータを、順に読み出してデータストリーム
を再構築し、Ｉ／Ｏアダプタ１０に出力する制御を行
う。

【００２３】図２はデータストリームを構成する所定サ
イズ（以下固定サイズブロックという）のデータを各ハ
ードディスク４(k) に記録するフォーマットの概念図で
ある。Ｉ／Ｏアダプタ１０から入力されたデータストリ
ームは、固定サイズのブロック、・・に区切られて
メモリ５に転送され、ハードディスク４(1) には、上記
の固定サイズブロックを、ハードディスク４(2) には
固定サイズブロックを、更にハードディスク４(3) に
は固定サイズブロックをという順序で、シリアライズ
に記録されていく。

【００２４】図３は制御ユニット１１の記録制御部１１
１が行う制御手順の概念を示すものである。上記記録制
御部１１１は更に以下に説明する記録バッファマネージ
ャ１６と入力振り分け手段１７と記録手段１８より構成
される。

【００２５】上記入力振り分け手段１７はＩ／Ｏアダプ
タ１０を介して入力されるデータストリームを固定サイ
ズブロック単位でメモリ５の任意の領域に転送するとと
もに、該メモリ５内で上記のように固定サイズ単位に分
割されたデータを上記各ハードディスク４(k) に対応し
て振り分ける処理を受け持つ。

【００２６】また、上記記録手段１８は上記入力振り分
け手段１７によってメモリ５の任意の領域に転送された
ブロック単位のデータを振り分けられた各ハードディス
ク４に記録する処理を受け持つ。尚、この２つの手段に
よる処理は並行して行うことが可能である。

【００２７】記録バッファマネージャ１６は、下記の記
録ストリームバッファ１４と記録管理キュー１５とを管
理する機能を備えている。記録ストリームバッファ１４
は、Ｉ／Ｏアダプタ１０よりメモリ５に入力されるデー
タストリームを固定サイズブロック毎に格納するために
メモリ５内に形成される。また、上記、記録管理キュー
１５は、各ハードディスク４(k) に記録されるべき上記
各ブロックデータが格納された記録ストリームバッファ
１４のアドレスを登録するとともに、上記各ハードディ
スク４(k) のそれぞれに対応した構成となっている。ま
た、上記入力振り分け手段１７および記録手段１８はこ
の記録バッファマネージャ１６から情報を取得すること
により、以下の記録及び再生制御を行うことになる。

【００２８】図４、及び図５は、記録制御における、入
力振り分け手段１７と、記録手段１８のそれぞれの動作
手順を示すフローチャートである。以下、図１、図２、
図３、図４、及び図５を用い、ストリームデータをハー
ドディスク４(k) に記録する記録処理手順を詳細に説明
する。

【００２９】ストリームデータをハードディスク４(k)
に記録する必要が生じた場合、ＣＰＵ９の制御の下、上
記記録制御部１１１の入力振り分け手段１７と記録手段
１８の処理がスタートする。上記必要が生じた場合と
は、オペレータがＩ／Ｏアダプタ１０の外部に設けられ
た該Ｉ／Ｏアダプタ１０に入力する映像を表示するモニ
タを見ながら必要な時点で記録指示をマウス等より出し
た場合等である。

【００３０】これによってまず、入力振り分け手段１７
が固定サイズブロックで入力するデータを記録するため
にメモリ５内に形成される記録ストリームバッファ１４
のアドレスを、記録バッファマネージャ１６より取得す
る（ステップＳ１）。

【００３１】入力振り分け手段１７は、このように取得
したアドレスに上記Ｉ／Ｏアダプタ１０より入力するス
トリームデータを記録するようにＩ／Ｏアダプタ１０に
対して通知し（ステップＳ２）、この通知に基づいて、
Ｉ／Ｏアダプタ１０が１の固定ブロックサイズのデータ
を上記記録ストリームバッファ１４の所定のアドレスに
記録する。尚この記録処理の間上記入力振り分け手段１
７は処理を休止している（ステップＳ３）。

【００３２】上記メモリ５には更に、各ハードディスク
４(k) に対応して記録管理キュー１５が確保されてい
る。この状態で、ストリームデータが固定サイズブロッ
クで記録ストリームバッファ１４の所定のアドレスに入
力されると、入力振り分け手段１７が起床して入力完了
を記録バッファマネージャ１６に通知するとともに、記
録が完了した上記所定のアドレスを該アドレスに記録さ
れた内容を記録すべきハードディスク４(k) に対応する
上記記録管理キュー１５にセットする（ステップＳ
４）。

【００３３】この時点で記録すべきデータが発生したこ
とになるため、入力振り分け手段１７は記録手段１８を
起床させる（ステップＳ５→Ｓ８）とともに、ストリー
ムデータの入力が終了であるならば、入力振り分け手段
１７の動作を終了し、データストリームの入力が継続す
るならば、再び記録バッファマネージャ１６に格納する
記録ストリームバッファ１４のアドレスを取得する手順
（ステップＳ１）に移行する。以上記述したように、入
力振り分け手段１７は格納できる記録ストリームバッフ
ァ１４のアドレスを記録バッファマネージャ１６から確
保しながら、データストリーム入力の処理を続けること
になる。

【００３４】一方、記録手段１８は、ファイル管理部１
１２より、各ハードディスク４(k)の空き領域の先頭ア
ドレスを取得し（ステップＳ７）、ストリームデータが
入力されるまで処理を休止している（ステップＳ８）。

【００３５】上記のように固定サイズブロックのストリ
ームデータが記録ストリームバッファ１４の所定のアド
レスに入力されると、記録手段１８は入力振り分け手段
１７より起床される（ステップＳ５→Ｓ８）。ここで記
録手段１８は記録バッファマネージャ１６に対して、各
ハードディスク４(k) に対して記録すべきデータが存在
するかどうか問い合わせる（ステップＳ９(k) ）。すな
わち、記録管理キュー１５(k) に記録ストリームバッフ
ァ１４のアドレスが書き込まれているか否かを問い合わ
せる、とともに、記録すべきデータが存在するとき（記
録管理キュー１５(k) に記録ストリームバッファ１４の
アドレスが書き込まれているとき）そのアドレスを取得
する（ステップＳ１０(k) ）。

【００３６】記録手段１８は各ハードディスク４(k) に
記録すべきデータに対応する上記アドレスを取得した
後、書き込み対象となるハードディスク４(k) に対応す
るＳＣＳＩアダプタ２(k) のコントローラ６(k) のそれ
ぞれに対し、記録命令を通知する（ステップＳ１１(k)
）。これによって命令を受けた各コントローラ６(k)
が対応する各ハードディスク４(k) へのデータの書き込
みを行うことになる。

【００３７】例としてハードディスク４(k) のすべてに
記録すべき記録ストリームバッファ１４のアドレスが存
在した場合、記録対象である各ハードディスク４(k) に
対応するＳＣＳＩアダプタ２(k) コントローラ６(k) す
べてがＰＣＩバスの占有権を取得をすることを試みる。

【００３８】ここで図示しないＰＣＩバス１のアービト
レーションを制御する伝送コントーラは予め設定された
時間、各コントローラ６(k) がマスタになれる時間を割
り振っており、各コントローラ６(k) はこの割り振られ
た時間（以下に説明する図１０の実線部分）内でＰＣＩ
バスを占有して順次に記録データの転送を行うことにな
る。

【００３９】すなわち、まず図１０に示すように、コン
トローラ６(1) 〜６(4) に対する記録命令が出された場
合を想定する（時刻t1,t2,t3,t4 ）。ここで、まず、コ
ントローラ６(1) がＰＣＩバス１の占有権を確保して上
記予め設定された時間、メモリ５の記録ストリームバッ
ファ１４よりバッファ７(1) にデータ転送する〔図１０
(a) (A1-₁)〕。次いでバッファ７(1) よりハードディス
ク４(1) にデータ転送されることになるが、この時間は
ハードディスク４(1) の性能によって規定され、上記設
定時間の数倍となる〔図１０(a) (B1-₁)〕。この間に図
１０(b),(c),(d) に示すようにコントローラ６(2),６
(3),６(4) が順次占有権を確保して、メモリ５よりバッ
ファ７(2),７(3),７(4) にデータを転送することになる
〔図１０ :(A2-₁),(A3-₁),(A4-₁)〕。以上の処理をメモ
リ５と各コントローラ６(k) 間で繰り返して、記録スト
リームバッファ１４の１固定サイズブロック分（全体と
しては４固定サイズブロック）のデータが転送される
と、記録手段１８は記録完了通知を記録バッファマネー
ジャ１６に発行することになる（時刻t11,t12,t13,t1
4）。

【００４０】尚、上記のように各コントローラ６(k) に
記録命令を発行する処理は図５に示すように、正確には
各コントローラ６(k) に対して順番に実行される（図
５、ステップＳ９(1) 〜９(4) ）。しかしながら、こ
の処理はその後のバッファ７(k) よりハードディスク４
(k) への転送処理〔図１０ :(B1-₁)(B2-₁),(B3
-₁).......〕（ミリ秒単位）に比して著しく短い（ナノ
秒単位）ので、殆ど同時と考えてもよい。更に、特定の
ハードディスク４(k) に対応するデータがメモリ５に蓄
積されていない場合もあり、このときはそのハードディ
スク４(k) に対する記録命令は出されない（図５、ステ
ップＳ９(1) 〜９(4) での否定回答があった場合）こ
とになる。

【００４１】上記のように、メモリ５から各ＳＣＳＩア
ダプタ２(k) のバッファ７(k) への転送処理が時間的に
連続することになるので、ＰＣＩバス１の転送能力を可
能な限り活用することになる。また、各バッファ７(k)
からハードディスク４(k) への記録も並列的に処理でき
ることになり、ホストバスとＳＣＳＩバスの伝送能力の
相違を補償できることになる。

【００４２】各ハードディスク４(k) への記録命令を通
知した後、記録手段１８は、各コントーラ６(k) がハー
ドディスク４(k) への記録処理をしている間は休止状態
となる（ステップＳ１２）。各ハードディスク４(k) の
何れか（以下ハードディスク４(k₀)を例に説明する）の
記録が完了すると、記録手段１８は記録完了により起床
し、記録バッファマネージャ１６にハードディスク４(k
₀)への記録完了を通知するとともに、当該ハードディス
ク４(k₀)に対応する記録管理キュー１５(k₀)の対応する
バッファアドレスの位置に記録完了を示す値を格納して
記録終了とする（ステップＳ１３）。

【００４３】記録手段１８の起床は、上記記録完了時
（ステップＳ１３）だけでなく上記ハードディスク４
(k) のいずれかへの記録中（ステップＳ１２の休止中）
に、上記入力振り分け手段１７側からの命令（ステップ
Ｓ５）によっても発生する可能性がある。このときも、
記録手段１８はいずれかのハードディスク４(k) に対し
て記録するべき記録ストリームバッファ１４のアドレス
が存在するか否かを、記録バッファマネージャ１６に問
い合わせる（ステップＳ９(k) ）。

【００４４】しかしながらこのとき、上記前回のＳ１２
のステップで記録中である特定のハードディスク４(k₀)
への記録は該前回の記録処理が終了するまで休止され、
前回の記録処理が終了すると次のデータの記録命令が出
されるようになっている（後に説明する図１１参照）。
従って、現在記録処理がなされていない、ハードディス
ク４(k) のコントローラ６(k) に対してのみ記録命令を
通知することになる（ステップＳ１１(k) ）。このよう
に、あるハードディスク４(k₀)への記録命令が終了し、
その次のハードディスク４(k₁)に記録すべき領域が存在
する場合、直ちにその記録命令を通知し、そのホストバ
ス１のアイドル時間を極力少なくするようになってい
る。

【００４５】上記の処理によって何らかの原因で、ある
一連の記録処理が中断した場合であっても、記録バッフ
ァマネージャ１６が管理する記録ストリームバッファ１
４の空き容量がなくなるまでの時間にハードディスク４
(k) への記録処理が復活するならば、ストリームデータ
を欠くことなく記録処理を継続できることになる。

【００４６】もし、各ハードディスク４(k) の記録管理
キュー１５(k) に記録すべきアドレス（記録ストリーム
バッファのアドレス）が存在せず、かつ、ストリームデ
ータの入力が終了している場合には（ステップＳ１
４）、発行した命令のすべてが終了していることを確認
した上で、記録されたストリームの記録情報をファイル
管理部１１２に通知して記録処理は終了とする（ステッ
プＳ１５→Ｓ１６→Ｓ１７）。

【００４７】〔実施の形態２〕次に制御ユニット１１の
再生制御部１１３における、データストリームの再生制
御の処理を説明する。再生制御部１１３は更に、以下に
説明する再生バッファマネージャ１９と読み出し手段２
２と、出力手段２３とよりなる。

【００４８】図６はストリーム再生制御処理を示す概念
図である。この再生処理は、データストリームが再生さ
れるように、読み出し手段２２によって各ハードディス
ク４(k) から順次に固定サイズブロックのデータを読み
出してメモリ５の任意の領域に記録する処理と、上記の
ようにメモリ５の任意の領域に格納されたデータを出力
手段２３によって固定サイズブロックの単位を連続させ
てストリームデータとして出力する処理とよりなる。

【００４９】再生バッファマネージャ１９は、固定サイ
ズブロックに区切られたストリームデータを格納するメ
モリ５に確保された再生ストリームバッファ２０と、そ
のバッファのアドレスを登録する読み出し管理キュー２
１を管理する機能を備え、上記読み出し手段２２と出力
手段２３は再生バッファマネージャ１９から情報を取得
することにより再生制御を実行するようになっている。

【００５０】図６、及び図７はストリームデータを再生
する制御において、読み出し手段２２と出力手段２３
の、それぞれのフローチャートを示した図である。以
下、図１、図２、図５、図６、及び図７を用い、高速ス
トリームを再生するまでの制御を詳細に説明する。

【００５１】ストリームの再生を行う必要が発生した場
合（オペレータの指示、あるいはソフト上の再生指示が
各ＳＣＳＩアダプタ２(k) のコントローラ６(k) に出さ
れた場合）、ＣＰＵ９の制御の下、読み出し手段２２と
出力手段２３の処理がスタートする。

【００５２】読み出し手段２２は、ファイル管理部１１
２に対して、再生されるべきデータが格納されている領
域の先頭アドレスを検索しておく。更に、再生バッファ
マネージャ１９に対して再生ストリームバッファ２０の
空き領域を検索する（ステップＳ２０）。ここで再生ス
トリームバッファ２０に空き領域が存在しなかった場合
は該再生ストリームバッファ２０の全領域が読み出され
たデータを貯えている状態であるので、そのデータが出
力されて、空き領域ができるまで、読み出し手段２２は
休止状態となる（ステップＳ２１→Ｓ２５）。

【００５３】読み出し手段２２は再生ストリームバッフ
ァ２０のアドレスが取得できた時点で、制御ユニット１
１のファイル管理部１１２より目的とするデータストリ
ームが格納されている領域の先頭アドレス情報より、読
み出すハードディスク４(k)の順番と領域を算出し、そ
のハードディスク４(k) に対応するコントローラ６(k)
に読み出し命令を通知する（ステップＳ２３）。

【００５４】ストリームデータは図２に示すように固定
サイズブロックの単位で各ハードディスク４(k) に格納
されているので、例として、そのデータストリームの最
初のデータがハードディスク４(1) に格納されていたと
すると、まず、ハードディスク４(1) に対応するコント
ローラ６(1) に読み出し命令を通知し、次いで、ハード
ディスク４(2) 、４(3) 、４(4) に対応するコントロー
ラ６(2) 〜６(4) に読み出し命令を順次通知する（ステ
ップＳ２２は以下で説明する）。

【００５５】次の格納バッファアドレスを取得してハー
ドディスク４(1) に対して読み出し命令を通知する際、
つまりそのハードディスク４(1) にアクセスする２回目
以降からは、そのハードディスク４(1) に対して前回の
読み出し命令が完了しているかどうかを確認する（ステ
ップＳ２２）。ここで前回の読み出しが未だ終了してい
ないときには、読み出し手段２２は当該読み出し処理が
終了する迄休止する（ステップＳ２６）。前回の読み出
しが完了すると、上記同様、当該ハードディスク４(1)
のコントローラ６に読み出し命令を通知する（ステップ
Ｓ２３）。

【００５６】上記のように読み出し命令が出されて各固
定サイズブロックのメモリ５への読み出しが完了する毎
に、読み出し手段２２は再生バッファマネージャ１９に
対して、読み出し完了を通知するとともに、読み出し管
理キュー２１の先頭からそのアドレスをセットしていく
（ステップＳ２４）。同様にハードディスク４(2) 〜４
(4) について同様の処理を行っていく。

【００５７】上記の処理を継続すると、再生バッファマ
ネージャ１９が管理している再生ストリームバッファ２
０の空き領域がなくなり、読み出し手段２２が格納バッ
ファアドレスを取得できなくなる。そこで、再生ストリ
ームバッファ２０が満杯状態になると、出力手段２３を
起床させ、読み出し手段２２は休止状態となる（ステッ
プＳ２５）。また、以下に説明するように、出力手段２
３は１つの固定サイズブロックを出力完了した後、休止
状態になっている読み出し手段２２を起床させる（ステ
ップＳ３５）。

【００５８】次に出力手段２３の処理を説明する。スタ
ート直後、出力手段２３は休止状態になっており、前述
したとおり、再生バッファマネージャ１９の再生ストリ
ームバッファ２０が満杯状態になると、読み出し手段２
２によって起床され（ステップＳ３０）、再生バッファ
マネージャ１９よりアクセスすべき再生ストリームバッ
ファ２０のアドレスを取得する（ステップＳ３１）。次
に該アドレスに格納された固定サイズブロックのデータ
を出力する命令をＩ／Ｏアダプタ１０に通知し（ステッ
プＳ３２）、該固定サイズブロックのデータがストリー
ムデータとして出力されて、該データ出力が完了するま
で出力手段２３を休止状態にする（ステップＳ３３）。

【００５９】出力手段２３は上記固定サイズブロックデ
ータの出力が完了した時点で起床し、再生バッファマネ
ージャ１９に完了を通知するとともに、読み出し管理キ
ュー２１に出力完了を示す値をセットする（ステップＳ
３４）。このとき、１つの固定サイズブロックに対する
出力命令が完了したので、再生ストリームバッファ２０
に１つ空き領域ができる。ここで、出力手段２３は、読
み出し手段２２を起床させ、これによって、読み出し手
段２２は空き領域のアドレスを取得する処理（ステップ
Ｓ２０）を行うことになり、空き領域に対して読み出し
が常に行われることとなる。

【００６０】何らかの原因でハードディスク４(k) から
の読み出し命令が終了しなかった場合、再生バッファマ
ネージャ１９の再生ストリームバッファ２０にセットさ
れている読み出し完了のストリームデータを、出力手段
２３がすべて出力し終えるまでの時間に、読み出し動作
が復活するならば、ストリームデータ出力処理の中断が
発生することはない。また、上記読み出し手段２２と出
力手段２３による再生処理は並行して行われているた
め、ＰＣＩバスの転送能力を有効に活用していることに
なる。

【００６１】以上、ストリームデータの記録処理と、再
生処理とに分けて説明したが、本システムでは上記記録
処理と再生処理が同時に発生するような場合もある。こ
のような場合は、各ハードディスク４(k) に記録するべ
きデータのブロックサイズをできるだけ大きくすること
により、ハードディスク４(k) の回転待ち、及びヘッド
のシーク動作を少なくして転送時間の向上を図る処理を
行うことが可能である。

【００６２】〔実施の形態３〕図９は、記録すべきスト
リームデータを一時的に格納する記録ストリームバッフ
ァ１４において、各ハードディスク４(k) に記録するデ
ータのブロックサイズが固定サイズブロック×２、固定
サイズブロック×３、及び固定サイズブロック×４の場
合のそれぞれについて、ストリームデータを格納する順
番を示した図である。

【００６３】以下、図１、図２、図３、図４、図５、及
び図９を用い、記録、再生の同時処理が発生した場合に
おいて、記録バッファマネージャ１６の処理に、ブロッ
クサイズを可変にする処理を説明する。

【００６４】各ハードディスク４(k) に記録するデータ
のブロックサイズを〔固定ブロックサイズ×ｎ（ｎは自
然数）〕とする。入力振り分け手段１７が記録バッファ
マネージャ１６からバッファアドレスを取得する際（ス
テップＳ１）、入力振り分け手段１７は記録ストリーム
バッファ１４の中で連続して空いているｎ個の領域を検
索し、そのｎ個の先頭の領域のアドレスを取得する。こ
の時点でそのｎ個の領域は予約されたものとし、次の入
力振り分け手段１７によるバッファアドレス取得には、
前回のｎ個の連続の空き領域以外で、ｎ個連続している
領域を検索し、その先頭領域のアドレスを通知する。

【００６５】この処理をハードディスク４(k) の個数分
行う。具体的には、ｎ＝２のとき、図９(1) に示すよう
に、入力振り分け手段１７は連続する２つのブロックデ
ータの第１番目のデータに対応する記録ストリームバッ
ファ１４のアドレスとして、０、２、４、６を順に取得
する。同様にｎ＝３のときは、図９(2) に示すように、
連続する３つのブロックデータの第１番目のデータに対
応する記録ストリームバッファ１４のアドレスとして、
０、３、６、９を、更にｎ＝４のときは、図９(3) に示
すように、連続する４つのブロックデータの第１番目の
データに対応する記録ストリームバッファ１４のアドレ
スとして、０、４、８、１２の順で取得する。

【００６６】更に、振り分け手段１７は、ｎ＝２のと
き、第２番目のブロックデータに対応するアドレスとし
て１、３、５、７を取得する。ｎ＝３のとき、第２番目
のブロックデータに対応するアドレスとして１、４、
７、１０をまた、第３番目のブロックデータに対応する
アドレスとして２、５、８、１１を取得する。更に、ｎ
＝４のとき、第２番目ブロックデータに対応するアドレ
スとして１、５、９、１３を、第３番目のブロックデー
タに対応するアドレスとして２、６、１０、１４を、第
４番目のブロックデータに対応するアドレスとして３、
７、１１、１５のアドレスを取得する。

【００６７】これによって、データストリーム３０は、
ｎ＝２のときは図９(1) 、ｎ＝３のときは図９（２）、
ｎ＝４のときは図９（３）で示すとおりに記録ストリー
ムバッファ１４に格納される。各ハードディスク４(k)
の記録管理キュー１５にはｎ個における最後の領域にス
トリームデータが格納されたことによる入力完了通知
（ステップＳ４）の際に、ｎ個における先頭の領域のア
ドレスを登録し、記録手段１８はブロックサイズとして
（固定ブロックサイズ×ｎ）を取得する（ステップＳ１
０）。これによって、各ハードディスク４(k) に対応す
るコントローラ６には固定ブロックサイズ×ｎのサイズ
の記録命令が通知される（ステップＳ１１）。

【００６８】記録が終了し、記録手段１８が記録完了通
知を記録バッファマネージャ１６に通知すると、その領
域の先頭からｎ個の領域を空き領域とする。これら一連
の処理を行うと、図２で示すフォーマットで各ハードデ
ィスク４(k) に保存されることとなり、再生の読み出し
制御を変更することなく大きなサイズのデータを記録で
きることになる。

【００６９】上記の処理は、必要最小限として、固定ブ
ロックサイズ×ｎ×ハードディスク４(k) の個数×２の
メモリを記録バッファストリーム１４として確保する必
要がある。従って、コンピュータ８で確保できる記録バ
ッファストリーム１４のメモリサイズが、（固定ブロッ
クサイズ×ｎ×ハードディスクの個数×２）より多くな
るように、ｎの値を決定して制御を行う。ここで、（固
定ブロックサイズ×ｎ×ハードディスク）まではｎの単
位で記録バッファストリーム１４に収納したときの１サ
イクルを意味し、最後の乗算数２は少なくとも２サイク
ル分の容量が必要であることを意味している。

【００７０】このような制御により、限定されたメモリ
の容量から、最適なブロックサイズを選択して、効率よ
く転送することが可能である。〔実施の形態４〕以上の記述において複数のＳＣＳＩア
ダプタ２(k) を時間的に並行させて作動させるようにし
ており、このことはマルチタスク方式のＯＳを用いるこ
とを前提としている。すなわち、図１４に示すように、
マルチタスク方式では複数のディバイス（この場合複数
のＳＣＳＩアダプタ２(k) ）に対する命令（記録命令）
が重複して発生したときでも、該複数の命令をＣＰＵ９
のＩ／Ｏマネージャ１０１が整理して、順次に処理でき
るようになっている。

【００７１】しかしながら、上記の記述では、１のハー
ドディスク４(k) に着目すると、図１１に示すように、
上記記録手段１８が記録命令（図５、ステップＳ１１）
をだすと、該記録命令は上記ＣＰＵ９のＩ／Ｏマネージ
ャ１０１を介してＳＣＳＩアダプタ２(k) （ハードディ
スク(4k)）に通知されるようになっている。これによっ
て、ハードディスク４(k) に所定の時間（図１１の黒矢
印）の記録処理が可能となり、記録手段１８が記録完了
通知を出すことによって、次の単位のデータが記録処理
されることになる（図５、ステップＳ１３、図１１、時
刻Ｔ₁→Ｔ₂、Ｔ₃→Ｔ₄・・）。尚、このような処理
手順で複数のＳＣＳＩアダプタ２(k) が稼働している状
態は上記図１０に示した通りである。

【００７２】ところが、上記マルチタスク方式のＯＳを
用いると、ＣＰＵ９のＩ／Ｏマネージャ１０１は１のＳ
ＣＳＩアダプタ２(k) に対する複数の命令を受け付ける
ことができ、該命令を必要なときまで待機させることが
できる。尚、このときに受け付け可能な命令数Ｍは設計
時に任意に定めることができる。

【００７３】この方式を本願発明に適用すると図１３に
示すような手順になる。すなわち、メモリ５上に例えば
ハードディスク４(1) に記録すべきデータが存在すると
き、記録命令を発行することは、上記図５に示した手順
と同じであるが、ここでメモリ５上に上記ハードディス
ク４(1) に存在するデータが複数ｍの固定サイズブロッ
クであると、上記のようにＣＰＵ９が受け付け可能な数
（Ｍ）の記録命令（もしくはｍ＜Ｍのときはｍ）を受け
付けるようにする。また、他のハードディスク４(k) に
対する処理も同様にする（図１３、ステップＳ９(k) →
９１(k) ）。

【００７４】このように記録命令が複数だされると、最
初の記録命令以外の記録命令は、該最初の記録命令に基
づく転送処理が終了する迄、実行されずにＣＰＵ９上で
待機していることになる。そこで、上記ＣＰＵ９が受け
付け可能な数をＭ＝２とし、メモリ５の記録ストリーム
バッファ１４上にハードディスク４(1) に記録すべき固
定サイズブロックが２以上存在すると仮定する。

【００７５】この状況下では、図１２に示すように時刻
Ｔ₁₁にハードディスク４(1) に対する２つの記録命令が
連続して発行され、ここで、最初の記録命令が実行され
ている間、もう１つの記録命令がＩ／Ｏマネージャ１０
１上に待機していることになる。次いで、コントーラ６
(1) （ＳＣＳＩアダプタ２(1) ）より記録完了の通知を
Ｉ／Ｏマネージャ１０１が受けると略同時（時刻Ｔ₂₁）
に、ＣＰＵ９上に待機している次の記録命令がコントロ
ーラ６(1) に通知されるようになっている。

【００７６】また、上記ＳＣＳＩアダプタ２(1) よりの
最初の記録命令に対応する記録完了の通知はそのまま記
録手段１８にも通知され、ここで記録ストリームバッフ
ァ１４にハードディスク４(1) に対応する固定サイズの
データが存在することを条件に、更に新たな記録命令が
発行されることになる（時刻Ｔ₁₂）。

【００７７】図１１と図１２の比較より明らかなよう
に、上記のように処理することによって、更に、効率の
よい転送処理を実現することができることになる。尚、
図１３に示すように、現在実行中の記録命令がある場合
は該記録命令による処理が終了するまで、記録手段１８
は休止する（図１３、ステップＳ９２：Ｙ→Ｓ１２）。
その他の処理は上記図５の処理と同様である。

【００７８】

【発明の効果】本発明によれば、データ（ストリームデ
ータ）源より記録ユュニットを構成する１のバッファへ
のデータ転送と、該バッファよりハードディスクへの記
録処理が交互に熟考されているが、複数の記録ユニット
単位では見掛け上上記２つの処理が同時行われているこ
とになり、飛躍的に記録速度が向上する。また、ホスト
バスの、転送速度が向上すると、記録速度が更に向上
し、高速なストリームデータでも記録することが可能に
なるという効果がある。

【００７９】また、各ハードディスクに対応して、記録
するためのストリームデータを一時的に保存するコンピ
ュータ上のメモリ（記録ストームバッファ）を割り当て
ることによって、あるハードディスクへの記録が中断し
たり、または記録が間に合わない場合にもストリームデ
ータの取りこぼしを防止することができる効果がある。
また、この場合記録命令を複数先出すしすることによっ
て、更に、記録効率を向上させることができる。

【００８０】更に、データを再生出力する場合にも、あ
らかじめ、記録ストームバッファにストリームデータに
格納して出力することにより、あるハードディスクの記
録が、なんらかの原因で中断、または記録が間に合わな
い場合にも、メモリに格納されているストリームデータ
が出力し終えるまでにハードディスクの読み出し処理が
復帰したら、ストリームデータの出力が中断することは
ない。

【００８１】また、データを一時記録した記録ストリー
ムバッファとは別に各ハードディスクに対応した記録管
理キューを設けて、アドレスのみを記録管理することに
よって、コンピュータ上のメモリの使用効率が向上する
効果がある。

【００８２】また、記録単位としてのデータサイズを通
常の伝送単位のｎ倍とすることによって、通知する命令
の数が減少することになり、より高速化に対応すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すシステム構成図であ
る。

【図２】ハードディスクへの記録フォーマットの概念図
である。

【図３】本願発明の振り分け記録処理を示す更に詳しい
機能ブロック図である。

【図４】本願発明の入力振り分け処理を示すフロー図で
ある。

【図５】本願発明の記録処理を示すフロー図である。

【図６】本願発明の再生処理を示す更に詳しい機能ブロ
ック図である。

【図７】本願発明の読み出し処理を示すフロー図であ
る。

【図８】本願発明の出力処理を示すフロー図である。

【図９】本願発明の別の実施形態を示す概念図である。

【図１０】本願発明の１記録サイクルのタイムチャート
である。

【図１１】本願発明のタイムチャートである。

【図１２】本願発明の更に別の実施形態のタイムチャー
トである。

【図１３】本願発明の更に別の実施形態のフロー図であ
る。

【図１４】マルチタスクの概念を示す構成図である。

【図１５】従来のデータ記録装置の１例を示す構成図で
ある。

【図１６】従来のデータ記録装置の他の例を示す構成図
である。

【符号の説明】

１ＰＣＩバス２ＳＣＳＩアダプタ３ＳＣＳＩバス４ハードディスク５メモリ６コントローラ７バッファ８コンピュータ９ＣＰＵ１０Ｉ／Ｏアダプタ１１制御ユニット１１１記録制御部１１２ファイル管理部１１３再生管理部１４記録ストリームバッファ１５記録管理キュー１６記録バッファマネージャ１７入力振り分け手段１８記録手段１９再生バッファマネージャ２０再生ストリームバッファ２１読み込み管理キュー２２読み出し手段２３出力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者濱井信二大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホストバスに接続されたホストアダプタ
と該ホストアダプタに接続された記録媒体とよりなる記
録ユニットを備えたデータ記録装置において、複数組の上記記録ユニットで構成される記録ユニット群
と、記録すべきデータを所定サイズ単位に分割するととも
に、上記記録ユニット群を構成する複数の記録媒体が１
の論理記録空間となるように上記分割されたデータを各
記録媒体に振り分ける入力振り分け手段と、上記振り分けられた所定サイズ単位のデータを各記録媒
体に転送することを各ホストアダプタに同時に指示をす
る記録手段と、を備えたことを特徴とするデータ記録装置。
【請求項２】上記入力振り分け手段が、更に、入力デ
ータを受信する機能を備えた請求項１に記載のデータ記
録装置。
【請求項３】上記入力振り分け手段が上記分割された
データを各記録ユニットに対応して一時的にメモリ上に
保持し、その後上記記録手段が該メモリの記憶状態に基
づいてデータの上記各記録媒体への記録命令を出す請求
項１に記載のデータ記録装置。
【請求項４】上記記録命令が、記録媒体への所定サイ
ズのデータ転送が終了するとともに、メモリ上に次の所
定サイズのデータが保持されていることを条件に１個ず
つ出される請求項３に記載のデータ記録装置。
【請求項５】上記記録命令が、メモリ上に所定サイズ
のデータが保持された時点で、任意に定められた数Ｍも
しくはｍ＜Ｍの範囲でメモリ上に保持されたデータの単
位数ｍと同じ数出される請求項３に記載のデータ記録装
置。
【請求項６】上記入力振り分け手段が上記メモリ上の
連続空間に上記分割されたデータを順次記録するととも
に、上記メモリ上の別の空間に上記データが記録された
連続空間のアドレスを各記録ユニットに対応して記録す
る請求項３に記載のデータ記録装置。
【請求項７】上記分割されたデータの所定サイズが、
伝送単位として使用される固定サイズである請求項１に
記載のデータ記録装置。
【請求項８】ホストバスに接続されたホストアダプタ
と、該ホストアダプタに接続された記録媒体とよりなる
記録ユニットを備えたデータ記録装置において、複数組の上記記録ユニットで構成される記録ユニット群
と、上記記録ユニット群を構成する複数の記録媒体を１の論
理記録空間となるように各記録媒体に分割記録されたデ
ータを、一連のデータとして読み出す読み出し手段と、上記読み出されたデータをそのままの順序で出力する出
力手段とを備えたことを特徴とするデータ記録装置。
【請求項９】上記読み出し手段が上記読み出されたデ
ータを一時的に順次メモリに記録し、その後該データが
出力手段によって出力される請求項８に記載のデータ記
録装置。
【請求項１０】ホストバスに接続されたホストアダプ
タと該ホストアダプタに接続された記録媒体とよりなる
記録ユニットを備えるとともに、複数組の該記録ユニッ
トにより記録ユニット群を構成したデータ記録装置への
アクセス方法において、記録すべきデータを所定サイズ単位に分割するととも
に、上記記録ユニット群を構成する複数の記録媒体が１
の論理記録空間となるように、上記分割されたデータを
各記録媒体に振り分けて、各記録媒体に記録することを
特徴とするデータ記録装置へのアクセス方法。
【請求項１１】上記分割されたデータを各記録ユニッ
トに対応して一時的にメモリ上に保持し、その後該メモ
リの記憶状態に基づいてデータの各記録媒体への記録命
令を出す請求項１０に記載のデータ記録装置へのアクセ
ス方法。
【請求項１２】上記記録命令が、記録媒体への所定サ
イズのデータ転送が終了するとともに、メモリ上に所定
サイズのデータが保持された時点で１個ずつ出される請
求項１０に記載のデータ記録装置へのアクセス方法。
【請求項１３】上記記録命令が、メモリ上に所定サイ
ズのデータが保持された時点で、任意に定められた数Ｍ
もしくはｍ＜Ｍの範囲でメモリ上に保持されたデータの
単位数ｍと同じ数出される請求項１０に記載のデータ記
録装置へのアクセス方法。
【請求項１４】上記分割されたデータが上記メモリ上
の連続空間に記録されるとともに、各記録ユニットに対
応するメモリ上の別の空間に該データが記録された連続
空間のアドレスを上記各データ記録装置に対応して振り
分ける請求項１１に記載のデータ記録装置へのアクセス
方法。
【請求項１５】上記入力振り分け処理段階で、上記メ
モリ上の連続空間に各記録媒体に対応する分割されたデ
ータがｎ個（ｎは自然数）収納されたときに対応する記
録媒体に記録する請求項１１または１４に記載のデータ
記録方法。
【請求項１６】上記データの所定サイズが伝送単位と
して使用される固定サイズである請求項１０に記載のデ
ータ記録装置へのアクセス方法。
【請求項１７】ホストバスに接続されたホストアダプ
タと該ホストアダプタに接続された記録媒体とよりなる
記録ユニットを備えるとともに、複数組の該記録ユニッ
トより記録ユニット群を構成したデータ記録装置へのア
クセス方法において、上記複数の記録媒体を１の論理記録空間となるように各
記録媒体に分割記録されたデータを、一連のデータとし
て読み出すとともに、該読み出されたデータをそのまま
の順序で出力することを特徴とするデータ記録装置への
アクセス方法。
【請求項１８】上記読み出されたデータが一時的にメ
モリに記録され、その後出力される請求項１７に記載の
データ記録装置へのアクセス方法。
【請求項１９】請求項１〜１８に記載の各制御方法の全
部、又は一部の制御方法、又は各手段の全部、又は各手
段の一部の機能をコンピュータで実行させるためのプロ
グラムを記録したことを特徴とする媒体。