JPH11232168A - マルチ・チャネル記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】画像などの大容量データを記録しながら、その
書き込みデータを同時に再生できるようにする。 【解決手段】アクセス・シーケンサ１５は、チャネルＣ
１からの映像データの書き込み時に記憶装置１６、１７
をこの順で交互に切り替え、映像データを固定長のデー
タ単位で記憶装置１６と１７に分散して記憶する。この
書き込み動作と同時に、映像データが記録されている記
憶装置１６と１７それぞれの記憶領域からチャネルＣ２
へのデータ読み出しが行われる。このデータ読み出しに
おいても、データの記録順に、記憶装置１６と１７が交
互に切り替えられる。この場合、同時には同一の記憶装
置が選択されないようにアクセス対象の記憶装置はチャ
ネル間で順次に切り替えられる。よって、データを書き
込みながら、そのデータについて既に書き込みが行われ
た領域からのデータ読み出しを行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマルチ・チャネル記
憶装置に関し、特に画像等の大容量データの読み出しと
書き込みを同時に行えるように改良されたマルチ・チャ
ネル記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像等の大容量データの読み出し
と書き込みを同時に行えるようなシステムが要求され始
めている。例えば、放送されてくる映像を録画しなが
ら、すでに録画された部分を読み出して再生する場合で
ある。このようなシステムにおいては、内部に構成され
る記憶装置に対して読み出しと書き込みを同時に行うこ
とになる。

【０００３】ところが、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の低価格、大
容量の記憶装置は、読み出し／書き込み速度が遅いた
め、転送速度の低下なしに、同時に読み出しと書き込み
を行うことができない。そのため読み出し／書き込み速
度がより速い半導体メモリ、または磁気ディスクを用い
て構成することが必要となる。しかし、半導体メモリや
磁気ディスクは、ＤＶＤ−ＲＡＭ等に比べて、記憶容量
当たりの単価が高く、画像などの大容量データを記憶で
きるだけの容量にするとコスト高となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、低価格
の記憶装置では、アクセス速度が遅いため、要求される
転送速度が実現できず、データの読み出しと書き込みを
同時に行えるようなシステムを実現することは困難であ
った。また、半導体メモリや磁気ディスクを用いて実現
すると、記憶容量当たりの単価が高くなり、コスト高と
なる問題があった。

【０００５】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、読み出し／書き込み速度が遅い記憶装置を複
数台用い、さらに緩衝用の高速バッファを用いて、読み
出し／書き込みが同時に行え、且つ要求される転送速度
を満足できるようにし、低価格で、しかも大容量データ
の読み出しと書き込みを同時に行うことが可能なマルチ
・チャネル記憶装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明のマルチ・チャネル記憶装置は、互いに独
立して書き込み／読み出し動作が可能な複数の記憶装置
と、外部とのデータ授受のための複数のチャネルそれぞ
れに対応して設けられた複数のバッファと、これらバッ
ファと前記複数の記憶装置との間に設けられ、データ読
み出し／書き込み時に前記複数の記憶装置を順番に選択
してアクセス対象の記憶装置を順次切り替えることによ
り、前記複数の記憶装置に跨るデータ書き込み、および
それら複数の記憶装置に跨って書き込まれているデータ
の読み出しを制御するアクセス制御手段とを具備し、前
記複数のチャネル間で同時に同一の記憶装置がアクセス
対象の記憶装置として選択されないように、前記複数の
チャネルそれぞれに対応するアクセス対象の記憶装置が
順次切り替えられるように構成されていることを特徴と
する。

【０００７】このマルチ・チャネル記憶装置において
は、アクセス対象の記憶装置が順次切り替えられること
により、あるチャネルから入力される書き込みデータ
は、複数の記憶装置に分散して書き込まれる。また、読
み出し時においても、アクセス対象の記憶装置が順次切
り替えられて、複数の記憶装置に分散して書き込まれて
いるデータが、あるチャネルに連続的に読み出される。
このように複数の記憶装置を用いてそこに記憶データを
分散させることにより、同時には同一の記憶装置が選択
されないように、アクセス対象の記憶装置をチャネル間
で交互に切り替えることが可能となる。これにより、単
に複数の記憶装置を別々に使用する場合とは異なり、デ
ータを書き込みながら、そのデータについて既に書き込
みが行われた領域からのデータ読み出しを行うことがで
きるので、放送されてくる映像を録画しながら、すでに
録画された部分を読み出して再生するという運用形態の
実現が可能となる。

【０００８】また、複数のチャネルそれぞれに緩衝用の
バッファを設けているので、このバッファだけをデータ
書き込み／読み出しを高速に行うことができる半導体メ
モリなどを用いて実現すれば、複数の記憶装置について
は低速のＤＶＤ−ＲＡＭなどを用いて実現しても、映像
ストリームの記録・再生の同時実行に十分なデータ転送
速度を得ることが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１には、本発明の一実施形態に係
るマルチ・チャネル記憶装置の基本構成が示されてい
る。このマルチ・チャネル記憶装置は、外部からのデー
タ書き込みと読み出しとを同時実行できるように構成さ
れており、外部とのデータ授受のために用いられる複数
のチャネル１（Ｃ１〜Ｃｎ）を備えている。

【００１０】これらチャネル１（Ｃ１〜Ｃｎ）は、それ
ぞれ外部からアクセスするためのバス、ポート、あるい
はコネクタなどのＩ／Ｏインターフェイスであり、これ
らチャネル１（Ｃ１〜Ｃｎ）からは同時に独立してアク
セスすることが可能である。

【００１１】また、マルチ・チャネル記憶装置には、複
数のチャネル１（Ｃ１〜Ｃｎ）それぞれに対応して設け
られた複数のバッファ２（Ｂ１〜Ｂｎ）と、アクセス・
シーケンサ３と、複数の記憶装置４（Ｓ１〜Ｓｍ）とが
設けられている。

【００１２】複数の記憶装置４（Ｓ１〜Ｓｍ）はそれぞ
れ低速の記憶装置であり、互いに独立にデータ読み出し
／書き込み動作可能に構成されている。具体的には、こ
れら各記憶装置４（Ｓ１〜Ｓｍ）としては、ＤＶＤ−Ｒ
ＡＭドライブなどが用いられる。

【００１３】アクセス・シーケンサ３は、複数の記憶装
置４（Ｓ１〜Ｓｍ）それぞれのデータ読み出し／書き込
み動作を制御するためのものであり、データ読み出し／
書き込み時には、各チャネル毎にアクセス対象の記憶装
置を複数の記憶装置４（Ｓ１〜Ｓｍ）間で順次切り替え
る。これにより、データ書き込み時には、あるチャネル
から入力されたデータは所定のデータ長に分割されて複
数の記憶装置４（Ｓ１〜Ｓｍ）に分散して記録されるこ
とになる。また、データ読み出し時には、それら分散さ
れて記録されたデータが複数の記憶装置４（Ｓ１〜Ｓ
ｍ）から順次読み出されて、あるチャネルから連続的に
外部に読み出されることになる。

【００１４】また、アクセス対象の記憶装置が複数のチ
ャネル１（Ｃ１〜Ｃｎ）間で競合しないように、所定の
タイムスロット毎にチャネルと記憶装置との組み合わせ
が更新される。

【００１５】例えば、チャネル（Ｃ１）に対するアクセ
ス対象記憶装置の切り替えを、第１タイムスロットでは
記憶装置（Ｓ１）、第２タイムスロットでは記憶装置
（Ｓ２）、第ｍタイムスロットでは記憶装置（Ｓｍ）と
いうように行う場合には、チャネル（Ｃ２）について
は、第２タイムスロットで記憶装置（Ｓ１）、第３タイ
ムスロットで記憶装置（Ｓ２）、第ｍ＋１タイムスロッ
トで記憶装置（Ｓｍ）というようにアクセス対象の記憶
装置を切り替え、チャネル（Ｃ３）については、第３タ
イムスロットで記憶装置（Ｓ１）、第４タイムスロット
で記憶装置（Ｓ２）、第ｍ＋２タイムスロットで記憶装
置（Ｓｍ）というようにアクセス対象の記憶装置の切り
替えが行われる。

【００１６】これにより、各タイムスロットに着眼する
と、複数のチャネル１（Ｃ１〜Ｃｎ）間で同時には同一
の記憶装置が選択されることなく、互いに異なる記憶装
置へのアクセスが同時実行されることになる。しかも、
データは複数の記憶装置４（Ｓ１〜Ｓｍ）に分散して記
憶されていくので、単にチャネル別に異なる記憶装置を
固定的に使用する場合とは異なり、あるチャネルからデ
ータを書き込みながら、そのデータについて、既に書き
込みが行われた複数の記憶装置４（Ｓ１〜Ｓｍ）それぞ
れの領域から他のチャネルへのデータ読み出しを行うこ
とができるようになり、放送されてくる映像を録画しな
がら、すでに録画された部分を読み出して再生するとい
う運用形態の実現が可能となる。

【００１７】複数のバッファ２（Ｂ１〜Ｂｎ）は、例え
ば半導体メモリのような高速のメモリから構成されてお
り、各チャネルからのアクセスと記憶装置のアクセスの
タイミングのずれを吸収するために用いられる。すなわ
ち、これらバッファ２（Ｂ１〜Ｂｎ）の存在により、ア
クセス対象の記憶装置が切り替えられてもこれによって
データ転送が途絶えることなく、間断なく外部との間で
データの授受を行うことができる。したがって、画像な
どのストリームデータをリアルタイムに記録、再生する
ことができる。

【００１８】次に、動作の具体例を説明するために、図
１において、ｍ＝ｎ＝２の場合について説明する。な
お、通常は、ｍ≧ｎであればよく、この条件の範囲であ
れば、ｍ、ｎが２より大きい場合にも同様の動作とな
る。

【００１９】図２は、ｍ＝ｎ＝２の場合のマルチ・チャ
ネル記憶装置である。ここでは、第１のチャネル（Ｃ
１）１１は例えばＴＶ放送などの映像信号を受信する映
像入力装置に接続されており、また第２のチャネル（Ｃ
２）１２は例えばＴＶなどの映像再生装置に接続されて
いる場合を想定し、チャネル（Ｃ１）１１を介して映像
データストリームの書き込みを行い、同時にチャネル
（Ｃ２）１２を介してその映像データストリームの読み
出しを行う場合について説明する。

【００２０】なお、両方のチャネルとも読み出しの場合
や、両方のチャネルとも書き込みの場合も同様の動作で
あるため説明を省略する。第１および第２の記憶装置
（Ｓ１，Ｓ２）１６，１７には、映像データストリーム
はアクセス・シーケンサ１５の制御によってインターリ
ーブされて書き込まれる。つまり、第１および第２の記
憶装置（Ｓ１，Ｓ２）１６，１７が所定のタイムスロッ
ト毎に交互に書き込み対象の記憶装置として選択される
ことにより、第１のチャネル（Ｃ１）１１からバッファ
（Ｂ１）１３を介して入力される映像データストリーム
は、固定データ長単位で分割されて第１の記憶装置（Ｓ
１）１６と第２の記憶装置（Ｓ２）１７に交互に記録さ
れていく。

【００２１】図３は、記憶装置内でのインターリーブを
説明するための図である。図３に示すように、記憶装置
Ｓ１は、固定長の領域ｂ１１、ｂ１２、…に、記憶装置
Ｓ２は、固定長の記憶領域ｂ２１、ｂ２２、…にそれぞ
れ分割されている。

【００２２】記憶装置に記録される場合には、必ずｂ１
ｋとｂ２ｋ（ｋ＝１、２、…）がこの順でペアで使用さ
れる。例えば、データ１は、ｂ１１、ｂ２１、ｂ１２、
ｂ２２、ｂ３１、ｂ３２の順に書き込まれている。これ
らペアとして使用される記憶領域のアドレスは、同一値
である。アドレスの更新は、アクセス・シーケンサ１５
の制御によって行われ、ペア領域の書き込みが行われる
度に書き込みスタートアドレス値を＋１ずつアップデー
トする。読み出しについても、ｂ１ｋとｂ２ｋ（ｋ＝
１、２、…）がこの順でペアで使用され、ペア領域の読
み出しが行われる度に読み出しスタートアドレス値を＋
１ずつアップデートする。書き込みスタートアドレス値
は空き領域の中のどの記憶領域から映像データストリー
ムの書き込みを行うかによって決まり、また読み出しス
タートアドレス値は、既に映像データストリームの書き
込みが行われた記憶領域の中のどの領域から読み出しを
開始するかによって決定される。

【００２３】図３においてデータ１が既に書き込まれて
いるデータで、その他の領域が空き領域であるものとす
る。このとき図２において、チャネル（Ｃ１）１１に新
規のデータの書き込み要求が発生すると、映像データス
トリームは、先ずバッファＢ１（１３）に書き込まれ
る。最終的な書き込み先は、記憶装置Ｓ１、Ｓ２であ
り、Ｓ１、Ｓ２内の空き領域が選択される。例えば、図
３のｂ１４以降が空き領域であるから、これが選択され
るとする。この選択の方法は、一般のファイル・システ
ムのセクタ管理の方法に準じて行うことができるのでこ
こでは詳細を説明しない。

【００２４】図３でｂ１４以降が選択されたとすると、
最初に書き込まれるブロックはｂ１４で、その次はｂ２
４となる。映像データストリームは、ｂ１４、ｂ２４の
順でが書き込まれると、その次は、ｂ１５、ｂ２５、ｂ
１６、ｂ２６、…の順で書き込みが続けられる。

【００２５】この書き込み処理中にチャネル（Ｃ２）１
２からの読み出し要求が発生したとする。読み出し要求
された映像データストリームの記録位置が図３における
データ１から開始される場合、アクセス・シーケンサ１
５は、書き込みと読み出しの要求を同時に満たすよう
に、バッファＢ１，Ｂ２と記憶装置Ｓ１，Ｓ２間でその
組み合わせを交互に切り替えながら、データ転送および
記憶装置のリード・ライト制御を行う。

【００２６】つまり、映像データストリームを記憶装置
Ｓ２に書き込んでいる期間は記憶装置Ｓ１の該当する記
憶領域からの読み出しを行い、映像データストリームの
書き込み先が記憶装置Ｓ１に移って、映像データストリ
ームを記憶装置Ｓ２に書き込んでいる期間は、記憶装置
Ｓ２の該当する記憶領域からの読み出しを行うことにな
る。

【００２７】図４には、バッファＢ１，Ｂ２と記憶装置
Ｓ１，Ｓ２間のデータ転送経路を切り替えるためにアク
セス・シーケンサ１５内に設けられたデータ切り替え部
の構成例が示されている。

【００２８】バッファＢ１の出力と記憶装置Ｓ１のデー
タ入出力端子間には図示のように転送ゲート１０１が接
続され、バッファＢ１の出力と記憶装置Ｓ２のデータ入
出力端子間には転送ゲート１０２が接続されている。ま
た、バッファＢ２の入力と記憶装置Ｓ１のデータ入出力
端子間には転送ゲート１０３が接続され、バッファＢ２
の入力と記憶装置Ｓ２のデータ入出力端子間には転送ゲ
ート１０４が接続されている。

【００２９】チャネルＣ１，Ｃ２間でアクセス対象の記
憶装置が競合しないように、転送ゲート１０１，１０４
がアクティブ状態に設定される期間中は、転送ゲート１
０２，１０３は共にインアクティブ状態に設定される。
逆に、転送ゲート１０２，１０３がアクティブ状態に設
定される期間中は、転送ゲート１０１，１０４は共にイ
ンアクティブ状態に設定される。このようなゲート制御
は、転送ゲート１０１，１０４を制御するスイッチ信号
ＳＷ１と、転送ゲート１０２，１０３を制御するスイッ
チ信号ＳＷ２、それぞれのハイ，ロウを交互に切り替え
ることによって実現される。この場合、この切り替え間
隔が前述のタイムスロットとなる。

【００３０】図５には、タイムスロット毎に記憶装置Ｓ
１，Ｓ２に与えるアドレスを切り替えるためにアクセス
・シーケンサ１５内に設けられたアドレス切り替え部の
構成例が示されている。

【００３１】Ｃ１用アドレス発生部２１は、チャネルＣ
１からの映像データストリームの書き込みアドレスを指
示するものであり、記憶装置Ｓ１，Ｓ２の記憶領域ペア
に対する書き込みが完了する度に書き込みアドレスの値
を＋１更新する。Ｃ２用アドレス発生部２２は、映像デ
ータストリームの読み出しアドレスを指示するものであ
り、記憶装置Ｓ１，Ｓ２の記憶領域ペアからの読み出し
が完了する度に読み出しアドレスの値を＋１更新する。

【００３２】Ｃ１用アドレス発生部２１と記憶装置Ｓ１
間には図示のように転送ゲート２０１が接続され、Ｃ１
用アドレス発生部２１と記憶装置Ｓ２間には転送ゲート
２０２が接続されている。また、Ｃ２用アドレス発生部
２２と記憶装置Ｓ１間には転送ゲート２０３が接続さ
れ、Ｃ２用アドレス発生部２２と記憶装置Ｓ２間には転
送ゲート２０４が接続されている。

【００３３】転送ゲート２０１，２０４は前述のスイッ
チ信号ＳＷ１によって制御され、また転送ゲート２０
２，２０３はスイッチ信号ＳＷ１によって制御される。
よって、記憶装置Ｓ１に映像データストリームを書き込
む期間にはＣ１用アドレス発生部２１からの書き込みア
ドレスが記憶装置Ｓ１に与えられ、また記憶装置Ｓ１か
ら映像データストリームを読み出す期間にはＣ２用アド
レス発生部２２からの読み出しアドレスが記憶装置Ｓ１
に与えられることになる。

【００３４】同様に、記憶装置Ｓ２についても、そこに
映像データストリームを書き込む期間にはＣ１用アドレ
ス発生部２１からの書き込みアドレスが与えられ、また
映像データストリームを読み出す期間にはＣ２用アドレ
ス発生部２２からの読み出しアドレスが与えられること
になる。

【００３５】次に、図６のタイミングチャートを用い
て、映像データストリームの書き込み・読み出し動作を
具体的に説明する。先ず時刻ｔ０において、チャネルＣ
１にはデータ２の書き込み要求が発生し、同時にチャネ
ルＣ２にはデータ１の読み出し要求が発生する。チャネ
ルＣ１からは、書き込みデータがバッファＢ１に書き込
み始められる。

【００３６】アクセス・シーケンサ１５は、これらの要
求を同時に満足するべく記憶装置のアクセスを開始す
る。先ず読み出し要求されたデータ１がバッファＢ２に
転送される。データ１は、図３に示すように、ブロック
ｂ１１、ｂ２１、ｂ１２、ｂ２２、ｂ１３、ｂ２３の順
に記録されている。図６においてＳ１→Ｂ２とＳ２→Ｂ
２に示した図がこれに対応する。データ読み出しはデー
タの記録順にしたがってＳ１とＳ２から交互に行われ
る。バッファＢ２には順にデータ１の内容が転送されて
いく、バッファＢ２から外部へのデータ読み出しは、例
えば時刻ｔ１から開始される。バッファＢ２から外部へ
のデータ読み出し開始時刻は必ずしもｔ１からでなくて
もよく、ｔ０からでも可能である。

【００３７】次に書き込み動作について説明する。時刻
ｔ１の時点でバッファＢ１から記憶装置への書き込みが
開始される。この時刻に関しても必ずしもｔ１でなくて
もよく、読み出しと書き込みが同時に同一の記憶装置に
発生しなければよい。この動作に対応した図が図６のＢ
１→Ｓ１とＢ１→Ｓ２である。

【００３８】ｔ２は、チャネルＣ２からのデータ１の読
み出しが終了して、続いてデータ２の読み出しが開始さ
れる時刻である。この場合、データ２に関しては、書き
込みと読み出しが同時に行われていることになるが書き
込み動作は全く影響を受けず継続することができる。

【００３９】図６で着目すべき点は、各記憶装置Ｓ１と
Ｓ２のアクセスは同時には、発生していないことであ
る。このため、低速の記憶装置を用いても、同時アクセ
スが可能になるのである。

【００４０】このようなアクセス制御を行うことによ
り、ＴＶ放送番組などの映像データストリームをリアル
タイムに記録しながら、その放送番組の録画の完了を待
つことなく、記録された映像ストリームを最初から再生
することが可能となる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、読み出
し／書き込み速度が遅い記憶装置を複数台用い、さらに
緩衝用の高速バッファを用いて、読み出し／書き込みを
同時に行えるようにしており、低価格でしかも十分なデ
ータ転送速度を実現できる。特に、複数の記憶装置を用
いてそこに記憶データを分散させ、同時には同一の記憶
装置が選択されないようにアクセス対象の記憶装置をチ
ャネル間で交互に切り替えているので、単に複数の記憶
装置を別々に使用する場合とは異なり、データを書き込
みながら、そのデータについて既に書き込みが行われた
領域からのデータ読み出しを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るマルチ・チャネル記
憶装置の基本構成を示すブロック図。

【図２】同実施形態のマルチ・チャネル記憶装置の適用
例を示すブロック図。

【図３】同実施形態のマルチ・チャネル記憶装置内のデ
ータの格納形式を説明するための図。

【図４】同実施形態のマルチ・チャネル記憶装置のアク
セス・シーケンサ内に設けられたデータ切り替え部の構
成を示す図。

【図５】同実施形態のマルチ・チャネル記憶装置のアク
セス・シーケンサ内に設けられたアドレス切り替え部の
構成を示す図。

【図６】同実施形態のマルチ・チャネル記憶装置の動作
を説明するタイミングチャート。

【符号の説明】

１…チャネル ２…バッファ ３…アクセス・シーケンサ ４…記憶装置 １１…アクセス・チャネルＣ１ １２…アクセス・チャネルＣ２ １３…バッファＢ１ １４…バッファＢ２ １５…アクセス・シーケンサ １６…記憶装置Ｓ１ １７…記憶装置Ｓ２

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに独立して書き込み／読み出し動作
   が可能な複数の記憶装置と、 外部とのデータ授受のための複数のチャネルそれぞれに
   対応して設けられた複数のバッファと、 これらバッファと前記複数の記憶装置との間に設けら
   れ、データ読み出し／書き込み時に前記複数の記憶装置
   を順番に選択してアクセス対象の記憶装置を順次切り替
   えることにより、前記複数の記憶装置に跨るデータ書き
   込み、およびそれら複数の記憶装置に跨って書き込まれ
   ているデータの読み出しを制御するアクセス制御手段と
   を具備し、 前記複数のチャネル間で同時に同一の記憶装置がアクセ
   ス対象の記憶装置として選択されないように、前記複数
   のチャネルそれぞれに対応するアクセス対象の記憶装置
   が順次切り替えられるように構成されていることを特徴
   とするマルチ・チャネル記憶装置。
2. 【請求項２】 書き込みデータは固定長に分割されて前
   記複数の記憶装置に分散して書き込まれることを特徴と
   する請求項１記載のマルチ・チャネル記憶装置。
3. 【請求項３】 前記複数のチャネルは、外部からの映像
   データストリームの入力に用いられる第１チャネルと、
   外部への映像データストリームの出力に用いられる第２
   チャネルとを含み、 前記第１チャネルからの前記複数の記憶装置それぞれに
   対する映像データストリームの書き込み動作と、前記第
   １チャネルからの映像データストリームが既に書き込ま
   れている前記複数の記憶装置それぞれの記憶領域から前
   記第２チャネルへの映像データストリームの読み出し動
   作とが同時実行されることを特徴とする請求項１記載の
   マルチ・チャネル記憶装置。