KR100969404B1 - 영상 저장 장치의 디스크 스케줄링 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상 저장 장치의 디스크 스케줄링 방법에 관한 것으로, 특히 영상을 하드디스크에 저장하는 기기에서 타임 시프트 기능과 예약 녹화 기능을 동시에 수행하는 것과 같이 하드디스크에 영상 데이터를 동시에 읽거나 쓸 때 그 동작 성능을 향상시킬 수 있게 하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 복수 개의 읽기, 쓰기 요청을 용도별로 나누는 제1단계; 상기 용도별로 나뉜 데이터를 용도별로 분리된 서로 다른 복수의 하드디스크 중 해당 용도의 하드디스크에 저장하는 제2단계; 및 상기 복수의 하드디스크에 저장된 데이터 중 기설정된 용도에 해당하는 데이터를 해당 하드디스크로부터 읽어 재생하는 제3단계를 포함하며, 여기서, 상기 용도별로 나뉜 데이터는, 읽기와 쓰기 동작이 동시에 필요한 데이터 및 쓰기 동작만 필요한 데이터이고, 상기 기설정된 용도에 해당하는 데이터는, 상기 읽기와 쓰기 동작이 동시에 필요한 데이터인 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 복수 개의 읽기/쓰기 동작에서 하드디스크의 헤더의 이동 거리를 감소시켜 시크 타임을 줄일 수 있으므로 동시에 읽기/쓰기 동작을 제공할 수 있는 스트림의 개수를 증가시키는 효과가 있다.

Description

영상 저장 장치의 디스크 스케줄링 방법{DISK SCHEDULING METHOD FOR IMAGE RECORDING APPARATUS}

도 1은 종래 하드디스크를 한 개 사용하는 경우 타임 시프트와 예약 녹화에 따른 읽기와 쓰기 동작을 보인 예시도.

도 2는 도 1의 시간 T1에서의 읽기1, 쓰기1 및 쓰기2의 위치를 보인 예시도.

도 3은 도 1의 시간 T2에서의 읽기1, 쓰기1 및 쓰기2의 위치를 보인 예시도.

도 4는 본 발명 영상 저장 장치의 디스크 스케줄링 방법의 동작 흐름을 보인 순서도.

도 5는 도 4에서 하드디스크를 두 개 사용하는 경우 타임 시프트와 예약 녹화에 따른 읽기와 쓰기 동작을 보인 예시도.

도 6은 도 4의 시간 T1에서의 읽기1, 쓰기1 및 쓰기2의 위치를 보인 예시도.

도 7은 도 4의 시간 T2에서의 읽기1, 쓰기1 및 쓰기2의 위치를 보인 예시도.

본 발명은 영상 저장 장치의 디스크 스케줄링 방법에 관한 것으로, 특히 영상을 하드디스크에 저장하는 기기에서 타임 시프트 기능과 예약 녹화 기능을 동시에 수행하는 것과 같이 하드디스크에 영상 데이터를 동시에 읽거나 쓸 때 그 동작 성능을 향상시킬 수 있게 한 영상 저장 장치의 디스크 스케줄링 방법에 관한 것이다.

일반적으로 퍼스널 비디오 레코더(PVR: Personal Video Recorder)는 공중파 티브이 신호를 디지털 데이터로 하드디스크 등의 저장 장치에 저장하여 마치 VCR을 사용할 때와 같은 VCR-Like 기능과 녹화 기능을 실시간으로 제공하는 장치이다.

상기 퍼스널 비디오 레코더는 보통 한 개의 하드디스크를 이용하게 되는데 이러한 시스템에서 타임 시프트 기능과 같이 동시에 한 시점에 한 번의 읽기와 한 번의 쓰기만을 지원하는 경우에는 무리가 없으나 시간 시프트와 예약 녹화가 동시에 수행되는 기능이 필요한 경우 즉, 복수 개의 읽기와 쓰기를 동시에 진행하기는 기술적으로 매우 어렵다.

하드디스크에서 데이터를 읽거나 쓰는데 필요한 주소를 찾는데 걸리는 시간은 하드디스크의 헤드가 트랙을 찾는데 걸리는 시간인 시크 타임(Seek time)과 트랙 내에서 섹터를 찾는데 걸리는 시간인 로테이션 타임(Rotation time)에 의해서 결정된다.

이 중에서 특히 시크 타임은 헤드의 기계적인 동작에 소요되는 시간으로 총 응답시간에서 가장 큰 비중을 차지하며 퍼스널 비디오 레코더 기능에서 가장 중요한 요소이다.

퍼스널 비디오 레코더에서 한 개의 하드디스크를 사용할 경우 동시에 수행되는 읽기 및 쓰기의 개수가 증가할수록 시크 타임이 급격히 증가하게 되어 실시간 저장과 재생을 지원하기 어렵게 한다.

또한, 하나의 하드디스크의 데이터 전송 대역폭이 한정되어 있으므로 영상 저장물이 HD급의 고해상도인 경우에는 읽거나 저장되는 데이터의 양이 급증하게 되므로 다수의 하드디스크를 이용한 병렬 처리 방법은 매우 유용하게 된다.

도 1은 종래 하드디스크를 한 개 사용하는 경우 타임 시프트와 예약 녹화에 따른 읽기와 쓰기 동작을 보인 예시도로서, 타임 시프트 중인 스트림에 대한 읽기와 쓰기는 읽기1, 쓰기1으로 표기하고 예약 녹화 중인 스트림에 대한 쓰기는 쓰기2로 표기함을 가정한다.

하드디스크에 저장되는 데이터는 모두 연속되어 저장된다고 가정하고 매번 하드디스크에 읽거나 쓰여지게 되는 데이터의 양이 동일하다고 가정하자.

이때 하드디스크에 기록되는 데이터는 블록 단위로 저장되며 각 블록간의 거리는 "d"이다.

읽기/쓰기의 스케줄링은 쓰기1 -> 쓰기2 -> 읽기1의 순으로 반복된다고 가정한다.

도 2 와 도 3은 각각 T1, T2에서의 읽기1, 쓰기1 및 쓰기2의 위치를 보인 예시도로서, 시간은 T1에서 T2로 흐르고 블록 내에 표기된 읽기1-(n), 쓰기1-(m) 및 쓰기2-(l)에서 n, m. l은 읽기/쓰기의 순서를 나타낸다.

블록의 오른편에 화살표와 함께 표기된 읽기1, 쓰기1, 쓰기2는 각 시간에서 읽기1, 쓰기1, 쓰기2의 마지막 읽기/쓰기의 위치를 나타낸다.

이를 상세히 설명하면, 도 2는 시각 T1에서 읽기1(타임 시프트), 쓰기1(타임 시프트)와 쓰기2(예약녹화)가 동시에 진행되는 상황이며 읽기1은 블록 1을 읽고 쓰기1은 블록 5에 쓰고 쓰기2는 블록 6에 데이터를 기록함을 설명하고 있다.

도 3은 시간이 시각 T1에서 시각 T2로 진행되어 시각 T2에 도달했을 때의 읽기1, 쓰기1 및 쓰기2의 마지막 읽기/쓰기의 위치를 설명한다.

하드디스크를 한 개 사용한 경우 시간이 시각 T1에서 시각 T2로 진행되어 시각 T2에 이르기까지 소모된 블록간의 이동한 거리를 계산해 보면 아래와 같다. (단, 블록 크기는 동일하고 각 블록간의 간격은 "d"이다.)

(쓰기1을 위해 이동한 거리)+(쓰기2를 위해 이동한 거리)+(읽기1을 위해 이동한 거리)

={쓰기1-(4)을 위해 이동한 거리}+{쓰기2-(4)를 위해 이동한 거리}+{읽기1-(1)을 위해 이동한 거리}+

{쓰기1-(5)을 위해 이동한 거리}+{쓰기2-(5)를 위해 이동한 거리}+{읽기1-(2)을 위해 이동한 거리}+

{쓰기1-(6)을 위해 이동한 거리}+{쓰기2-(6)를 위해 이동한 거리}+{읽기1-(3)을 위해 이동한 거리}...

=6d+d+6d+

7d+d+7d+

8d+d+8d+...

즉, 매번 쓰기1 -> 쓰기2 -> 읽기1을 수행하기 위해서 (2n+1)*d (n>=6인 정수)만큼의 이동거리가 필요하다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 하나의 하드디스크에 다수의 읽기, 쓰기 동작이 수행되면 하드디스크의 헤더가 파일을 찾는 시크 타임이 시간이 흐를수록 증가하므로 이에 따라 영상 저장 장치의 성능이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 영상 저장 장치의 성능을 높이기 위해 복수 개의 하드디스크에 영상물을 구별해 저장하여 각각의 하드디스크의 헤더가 이동하는 거리를 줄임으로써 시크 타임을 일정하게 유지하게 한 영상 저장 장치의 디스크 스케줄링 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 퍼스널 비디오 레코더와 같은 영상 저장 장치에서 보다 많은 수의 동시 읽기/쓰기 동작을 지원하게 한 영상 저장 장치의 디스크 스케줄링 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수 개의 읽기, 쓰기 요청을 용도별로 나누는 제1단계; 상기 용도별로 나뉜 데이터를 용도별로 분리된 서로 다른 복수의 하드디스크 중 해당 용도의 하드디스크에 저장하는 제2단계; 및 상기 복수의 하드디스크에 저장된 데이터 중 기설정된 용도에 해당하는 데이터를 해당 하드디스크로부터 읽어 재생하는 제3단계를 포함하며, 여기서, 상기 용도별로 나뉜 데이터는, 읽기와 쓰기 동작이 동시에 필요한 데이터 및 쓰기 동작만 필요한 데이터이고, 상기 기설정된 용도에 해당하는 데이터는, 상기 읽기와 쓰기 동작이 동시에 필요한 데이터인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명 영상 저장 장치의 디스크 스케줄링 방법에 대한 동작 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 복수 개의 읽기, 쓰기 요청이 있으면 이를 용도별로 나누는 제1단계(S1, S2)와; 상기 제1단계(S1, S2) 실행 후, 읽기와 쓰기 동작이 동시에 필요한 데이터와 쓰기 동작만 필요한 데이터를 용도별로 서로 다른 하드디스크에 분리하여 저장하는 제2단계(S3)와; 상기 제2단계(S3) 실행 후, 하드디스크에 저장된 데이터를 읽어 재생하는 제3단계(S4)로 이루어진 것으로 본 발명의 일실시예를 설명한다.

본 발명은 읽기, 쓰기에 동시에 사용되는 데이터와 쓰기에만 사용되는 데이터를 서로 다른 하드디스크에 분리하여 저장한다.

도 5는 하드디스크를 두 개 사용하는 경우 타임 시프트와 예약 녹화에 따른 읽기와 쓰기 동작을 보인 예시도로서, 퍼스널 비디오 레코더에서 타임 시프트 중인 스트림에 대한 읽기와 쓰기가 동시에 수행되는 하드디스크(2)와 예약 녹화 중인 스트림에 대한 쓰기가 수행되는 하드디스크(3)를 도시하고 있으며 타임 시프트에 대응한 읽기와 쓰기를 읽기1과 쓰기1로 표기하고 예약 녹화에 대응한 쓰기를 쓰기2로 표기한다.

두 개의 하드디스크를 이용하여 퍼스널 비디오 레코더를 구동하는 경우에 퍼 스널 비디오 레코더가 타임 시프트 중일 때는 하드디스크에서 읽기와 쓰기가 동시에 수행되고 예약 녹화 중일 때는 하드디스크에서 쓰기가 수행된다.

퍼스널 비디오 레코더가 타임 시프트 실행 중에 예약 녹화가 시작되면 한 개의 읽기 동작과 두 개의 쓰기 동작이 동시에 수행되어야 하는 경우가 일어날 수 있다.

각 하드디스크에 저장되는 데이터는 모두 연속되어 저장된다고 가정하고 매번 읽기 또는 쓰기 동작이 수행될 때의 데이터의 양이 동일하다고 가정하자. 또한, 이때 기록되는 데이터는 블록 단위로 저장되며 각 블록간의 거리는 "d"이다.

읽기/쓰기의 스케줄링은 쓰기1 -> 쓰기2 -> 읽기1의 순으로 반복된다고 가정하자.

도 6과 도 7은 각각 T1, T2에서의 읽기1, 쓰기1 및 쓰기2의 위치를 보인 예시도로서, 시간은 T1에서 T2로 흐르고 블록 내에 표기된 읽기1-(n), 쓰기1-(m) 및 쓰기2-(l)에서 n, m, l은 읽기/쓰기의 순서를 나타낸다.

블록의 오른편에 화살표와 함께 표기된 읽기1, 쓰기1, 쓰기2는 각 시간에서 읽기1, 쓰기1, 쓰기2의 마지막 읽기/쓰기의 위치를 나타낸다.

시크 타임은 읽기/쓰기를 위해 하드디스크의 헤더가 이동한 거리에 의해 좌우되므로 하드디스크를 2개 이용한 경우의 시크 타임을 구하면 다음과 같다.

먼저, 시각 T1에서 시각 T2까지 하드디스크의 헤더가 이동한 거리를 계산하면 아래와 같다.

(쓰기1을 위해 이동한 거리)+(쓰기2를 위해 이동한 거리)+(읽기1을 위해 이 동한 거리)

={쓰기1-(4)를 위해 이동한 거리}+{쓰기2-(4)를 위해 이동한 거리}+{읽기1-(1)을 위해 이동한 거리}+

{쓰기1-(5)를 위해 이동한 거리}+{쓰기2-(5)를 위해 이동한 거리}+{읽기1-(2)을 위해 이동한 거리}+

{쓰기1-(6)를 위해 이동한 거리}+{쓰기2-(6)를 위해 이동한 거리}+{읽기1-(3)을 위해 이동한 거리}

=3d+d+3d+

3d+d+3d+

3d+d+3d

즉, 매번 쓰기1 -> 쓰기2 -> 읽기1을 수행하기 위해서 하드디스크의 헤더는 7*d 만큼의 거리를 이동하고 있다.

여기서, 종래의 하드디스크의 이동 거리와 본 발명에서 하드디스크의 이동 거리를 비교하면 (2n+1)*d > 7*d (n>=6인 정수 )가 성립됨을 알 수 있고, 하드디스크를 두 개 이용한 경우의 이동거리가 하드디스크를 한 개 이용한 경우보다 항상 작으므로 시크 타임의 감소를 예측할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 복수 개의 읽기/쓰기 동작에서 하드디스크의 헤더의 이동 거리를 감소시켜 시크 타임을 줄일 수 있으므로 동시에 읽기/쓰기 동작을 제공할 수 있는 스트림의 개수를 증가시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 퍼스널 비디오 레코더에서 타임 시프트와 예약 녹화가 동시에 수행될 때 복수 개의 예약 녹화를 동시에 지원할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 복수 개의 읽기, 쓰기 요청을 용도별로 나누는 제1단계;

   상기 용도별로 나뉜 데이터를 용도별로 분리된 서로 다른 복수의 하드디스크 중 해당 용도의 하드디스크에 저장하는 제2단계; 및

   상기 복수의 하드디스크에 저장된 데이터 중 기설정된 용도에 해당하는 데이터를 해당 하드디스크로부터 읽어 재생하는 제3단계를 포함하며,

   여기서, 상기 용도별로 나뉜 데이터는, 읽기와 쓰기 동작이 동시에 필요한 데이터 및 쓰기 동작만 필요한 데이터이고,

   상기 기설정된 용도에 해당하는 데이터는, 상기 읽기와 쓰기 동작이 동시에 필요한 데이터인 것을 특징으로 하는 영상 저장 장치의 디스크 스케줄링 방법.
2. 삭제
3. 삭제

Images