WO2005124529A1

WO2005124529A1 - ストレージディスクに対するデータリード方法、データライト方法、及びストレージディスク制御装置

Info

Publication number: WO2005124529A1
Application number: PCT/JP2005/011394
Authority: WO
Inventors: Hidemichi Mizuno; Shiro Eshita
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
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Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2005-12-29
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Abstract

セクタに対して対応するバッファ領域がどれかを示すバッファ管理用テーブルを設ける。このテーブルによって、バッファ手段（ＲＡＭ）に、複数のセクタが同じバッファ領域を使用する共有バッファ領域と、セクタが個々に対応する個別のバッファ領域とを設定する。そして、各セクタにデータの処理状況を示すフラグを設ける。これにより、ＵＳＢ−ＦＤＤのリード／ライトを使用状況に合わせて高速に行うと共に、ＲＡＭバッファの容量を少なくする。また、そのデータのリード／ライトに使用するＲＡＭバッファの領域を、使用状況や他用途の必要度に合わせて、調節可能にする。

Description

明細書ストレージディスクに対するデータリード方法、データライト方法、及びストレージディスク制御装置技術分野

本発明は、 U S B (ユニバーサル ' シリアル ' バス）等のシリアルデータ転送手段を用いた FDD (フレキシブル 'ディスク ' ドライブ）等のストレ一ジディスク駆動装置におけるデータリード方法、データライト方法、及びそのストレージディスクドライブ装置に関する。背景技術

従来から、 FD (フレキシブル · ディスク）のデータの読み取り（以下、リード）や書き込み（以下、ライト）には、 U S B接続の FDD (フレキシブル ' デイスク · ドライブ）装置（以下、 US B— FDD装置）が多く用いられている。この US B— FDD装置では、データのリード /ライトを行う場合は、まず、 FDの目標とするトラックにへッドを移動させる。

そして、データ · リードを行う場合には、当該トラックの先頭のセクタ（セクタ番号 1) から最終のセクタ（セクタ番号 N) までの N個のセクタのデ一タをセクタ順に読みとり、 U S Bを通してデータをセクタ順に送出する。この場合に、 F Dの回転位置は、先頭セクタのデータからリ一ドできるへッドの位置にあることは希である。従って、通常は、先頭セクタのデータが読み出せる位置に FDが回転してくるまで、回転待ち時間が発生する。

先頭セクタのデータが読み出せる位置に F Dが回転してきた時から、当該トラックのセクタ番号 1からセクタ番号 Nまでのデータを順次読み出す。読み出されたデータは、 US B— FDD装置内のバッファ RAMに一時記憶され、その後 U S Bを介して外部のホスト · コンピュータ等に送出される。

また、データ · ライトを行う場合には、先頭セクタにデータが書き込める位置まで F Dが回転してくるのを待つ。そして、その位置まで F Dが回転すると、外部のホスト - コンピュータ等から送られて U S B- F DD装置内のバッファ R A Mに一時記憶されているデータを、当該トラックの先頭のセクタ（セクタ番号 1 ) から最終のセクタ（セクタ番号 N) までの N個のセクタへセクタ順に書き込む。このデータのリード /ライト方法では、トラックの先頭セクタからリードし、またライトするから、先頭セクタのデータ処理が可能になるまで回転待ちが発生してしまう。従って、リード Zライト処理にその回転待ちの分だけ時間遅延が発生してしまう。

この回転待ちに伴う時間遅延を解消するために、へッド上に位置する FDのセクタ番号をリード/ライト処理に先行して読み取り、そのセクタ番号の次のセクタからリ一ド /ライトを行うようにする方法が、特許文献 1 ：特開 2 004 _ 1 0 3 1 0 3号公報、に提案されている。

特許文献 1のリード/ライト方法では、リード/ライト処理に要する時間は短くなるが、実際にリ一ドライト処理するセクタ順が、 FDの回転位置に依存して、番号順にはならず前後してしまう。一方、 US B— FDD装置とデータのやり取りを行うホストコンピュータは常に、セクタ番号順のデータを要求する。したがって、基本的に 1 トラック分（FD 1回転分）のデータを格納する記憶容量を持っている RAMがバッファとして必要となる。 U S B— FDD装置は、高速化と同時に小型化、低価格が求められているので、 RAMバッファの容量が大きくなることは好ましくなレ、。

そこで、本発明は、 US B等のシリアルデータ転送手段を用いた FDD等のストレージディスク駆動装置におけるデータリード方法、データライト方法、及びそのストレージディスクドライブ装置において、そのリード/ライトを使用状況に合わせて高速に行うと共に、 RAMバッファの容量を少なくすることを目的とする。また、そのデータのリード/ライトに使用する R AMバッファの領域を、使用状況や他用途の必要度に合わせて、調節可能にすることを目的とする。発明の開示

本発明のストレ一ジディスクのデータリード方法は、シリアルデータ転送手段とバッファ手段を含むストレ一ジディスク駆動装置を用いてストレージディスクの複数 N個のセクタのデータをリ一ドするデ一タリ一ド方法において、

先頭のセクタから所定 K番目（K < N ) のセクタに対して前記バッファ手段のうちの共有のバッファ領域が対応し、 K + 1番目乃至 N番目のセクタに対して前記バッファ手段のうちの個別のバッファ領域がそれぞれ対応するように設定し、リ一ド要求に応じて次の処理 i乃至処理 iv、

処理 i ；ストレージディスクの回転位置に基づいて次にリ一ドするセクタを決定する、

処理 i i ；決定されたセクタのデータをリ一ドする、

処理 i i i ；リ一ドされたセクタのデータを対応するバッファ領域へ格納する、処理 iv；データが格納されたセクタに対して、データ未処理を示すフラグをセットする、

を繰り返して実行すると共に、

同じくリ一ド要求に応じて次のステップ V乃至ステップ v i、

処理 V；先頭セクタからセクタ番号順に、前記フラグがセットされていることを条件に当該セクタからのデータを該当するバッファ領域から前記シリアルデータ転送手段を介して外部へ転送する、

処理 v i ；データが転送されたセクタのフラグをクリアする、

を繰り返して実行することを特徴とする。

また、そのストレージディスクのデータリード方法において、前記処理 iにおける次にリードするセクタは、データリードの当初においては、ストレ一ジディスクの回転位置がセクタ 1番目乃至セクタ K番目にあるときはセクタ K + 1番目であり、その回転位置がセクタ K番目以降にあるときは当該セクタの次の順番のセクタであることを特徴とする。

また、そのストレージディスクのデータリード方法において、前記処理 i i i におけるセクタのデータをバッファ領域へ格納するに際し、データリードの当初においては、リードされたセクタのデータが、セクタ 1番目乃至セクタ K番目のセクタのデータであるときにはバッファ領域に格納せず、 K + 1番目以降のセクタデータから対応するバッファ領域に順次格納することを特徴とする。

また、そのストレージディスクのデータリード方法において、前記処理 i における次のリードセクタは、データリードの当初においては、ストレ一ジディスクの回転位置のセクタ番号に関わらず、当該セクタの次の順番のセクタであり、且つ前記処理 i i i におけるセクタのデータをバッファ領域へ格納するに際し、データリードの当初においては、リードされたセクタのセクタ番号に関わらず、対応するバッファ領域に順次格納することを特徴とする。

また、そのストレ一ジディスクのデータリード方法において、前記処理 iにおける次にリ一ドするセクタは、ストレージディスクの回転位置のセクタの次の順番のセクタであり、前記処理 ivにおけるフラグをセットする際に、そのセクタが先頭のセクタから所定 K番目までのセクタである場合には、同じバッファ領域に対応する他のセクタのフラグをクリアすることを特徴とする。

また、そのストレ一ジディスクのデータリード方法において、前記共有のバッファ領域は、リングバッファとして使用される 2つ以上のバッファ領域であることを特徴とする。

本発明のストレージディスクのデータライト方法は、シリアルデータ転送手段とバッファ手段を含むストレ一ジディスク駆動装置を用いてストレージディスクの複数 N個のセクタへデータをライ卜するデータライト方法において、

先頭のセクタから所定 J番目（ Jく N ) のセクタに対して前記バッファ手段のうちの個別のバッファ領域がそれぞれ対応し、 J + 1番目乃至 N番目のセクタに対して前記バッファ手段のうちの共有のバッファ領域が対応するように設定し、ライト要求に応じて次の処理 Vi i乃至処理 Vi i i、

処理 Vi i；先頭セクタからセクタ番号順に、データ未処理を示すフラグがクリアされていることを条件に、前記シリアルデータ転送手段を介して外部から転送されたデータを該当するバッファ領域へ格納する、

処理 Vi i i ；データが格納されたセクタに対して、データ未処理を示すフラグをセッ卜する、

を繰り返して実行すると共に、

同じくライト要求に応じて次の処理 ix乃至処理 xi、

処理 ix；ストレージディスクの回転位置に基づいて次にライトするセクタを決定する、

処理 X；決定されたセクタの前記フラグがセッ卜されていることを条件に、ストレ

—ジディスクの当該セクタにデータをライトする、

処理 xi ；データがライ卜されたセクタに対する前記フラグをクリアする、を繰り返して実行することを特徴とする。

また、そのストレージディスクのデータライト方法において、前記処理 ixにおける次にライ卜するセクタは、ストレ一ジディスクの回転位置にあるセクタの次の順番のセクタであることを特徴とする。

また、そのストレ一ジディスクのデータライト方法において、前記共有のバッファ領域は、リングバッファとして使用される 2つ以上のバッファ領域であることを特徴とする。

本発明のストレ一ジディスク制御装置は、シリアルデータ転送手段 U S B C 1 1 と、ノくッファ手段 1 5と、ストレ一ジディスク制御手段 F D C 1 6、 F D D 1 7と、複数 N個のセクタからなるセクタ群と共有及び個別対応のバッファ領域からなるバッファ領域群とを対応させるバッファ管理テーブルと、これらのシリアルデータ転送手段 U S B C 1 1乃至バッファ管理テーブルの各々と結合され且つそれらの制御を司る C P U 1 4を含み、

データリード時には、前記バッファ管理テーブルを、先頭のセクタから所定 K 番目（K < N ) のセクタに対して前記バッファ手段のうちの共有のバッファ領域が対応し、 K + 1番目乃至 N番目のセクタに対して前記バッファ手段のうちの個別のバッファ領域がそれぞれ対応するように設定し、

リ一ド要求に応じて、ストレ一ジディスクの回転位置に基づいて次にリ一ドするセクタを決定し（処理 i )、決定されたセクタのデータをリードし（処理 i i；)、リードされたセクタのデータを対応するバッファ領域へ格納し（処理 i i i)、デ一タが格納されたセクタに対してデータ未処理を示すフラグをセッ卜する（処理 iv) 処理を、繰り返して実行すると共に、

同じくリード要求に応じて、先頭セクタからセクタ番号順に、前記フラグがセットされていることを条件に当該セクタからのデータを該当するバッファ領域から前記シリアルデータ転送手段を介して外部へ転送し（処理 v)、データが転送されたセクタのフラグをクリアする（処理 V) 処理を、繰り返して実行し、

デ一タライト時には、前記バッファ管理テーブルを、先頭のセクタから所定 J 番目（ Jく N ) のセクタに対して前記バッファ手段のうちの個別のバッファ領域がそれぞれ対応し、 J + 1番目乃至 N番目のセクタに対して前記バッファ手段のうちの共有のバッファ領域が対応するように設定し、

ライト要求に応じて、先頭セクタからセクタ番号順に、データ未処理を示すフラグがクリアされていることを条件に、前記シリアルデータ転送手段を介して外部から転送されたデータを該当するバッファ領域へ格納し（処理 Vi i：)、データが格納されたセクタに対して、データ未処理を示すフラグをセットする（処理 Vi i i)、処理を繰り返して実行すると共に、

同じくライト要求に応じて、ストレージディスクの回転位置に基づいて次にラィ卜するセクタを決定し（処理 ix)、決定されたセクタの前記フラグがセッ卜されていることを条件に、ストレ一ジディスクの当該セクタにデータをライトし（処理 x)、データがライトされたセクタに対する前記フラグをクリァする（処理 xi；)、処理を繰り返して実行することを特徴とする。

また、そのストレージディスク制御装置において、前記 K番目、前記 J番目及び前記複数 N個は、 J = N— K、になるように、設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、データリード時、データライト時のデータ転送に用いるバッファ手段のバッファ領域（数）を伸縮することができるので、ハードウェア構成を変えることなく、バッファ手段（R A Mバッファ）の記憶容量と速度性能のトレードオフを考慮したシステムを構築できる。

また、シリアルデータ転送手段の転送速度や、他装置の使用状況にもよるが、全セクタ分のバッファ領域を持つ特許文献 1のものと比して、実質的に同程度の速度性能を得ることも期待できる。

また、一般に U S B一 F D D装置に代表される本発明のストレ一ジディスク制御装置は、種々のフォーマットのストレージディスクに対応できるようになっており、各フォーマットによって要求される速度性能も、使用されるバッファ容量も異なる。本発明では、各フォーマットに対して最大の性能が出せるようにバッファ手段の管理を適応的に変えていくことができる。

使用できるバッファ領域（数）が制限される場合に、制限された容量まで一杯に使用して限られたバッファ資源で最大の性能を引き出せる。また、速度性能がさほど要求されない場合には、バッファ手段として使用するバッファ領域（数）を少なくし、残余のバッファ領域は他の用途に使用できる。また、バッファ資源 (ハードウェア R AM) を節約できる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係る U S B - F D D装置 1 0の構成を示す図である。図 2は、リード時に使用するバッファ管理テーブルの構造を示す図である図 3は、図 2のバッファ領域番号とセクタ番号との対応関係を示す図である。図 4は、リード時の処理を説明するフローチャートである。

図 5は、ライト時に使用するバッファ管理テーブルの構造を示す図である。図 6は、図 5のバッファ領域番号とセクタ番号との対応関係を示す図である。図 7は、ライト時の処理を説明するフローチャートである。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の U S B (ユニバーサル ' シリアル 'バス）等のシリアルデータ転送手段を用いた FDD (フレキシブル · ディスク - ドライブ）等のストレ一ジディスク駆動装置におけるデータリード方法、データライト方法、及びそのストレ一ジディスクドライブ装置の実施例について、図を参照して説明する。この実施例では、シリアルデータ転送手段として U S Bを、ストレ一ジディスクとして FDを、且つバッファ手段として所要のバッファ領域を持つ RAMを、それぞれ用いた場合について説明する。この例示に限らず、これらのものと同等のものが使用できる。

図 1は、本発明に係る U S B— F DD装置 1 0の構成を示す図である。本発明の U S B— F DD装置 1 0は、 U S Bバス 1 2を介して U S B通信を行う U S B コントローラ（以下、 U S B C) 1 1 と、 FDのリード · ライトを行う FD制御手段である FDコントロ一ラ（以下、 FDC) 1 6及び FDD 1 7と、プロダラムを格納するファームウェア ROM 1 3と、バッファ手段としての複数のバッファ領域を有する RAM 1 5と、これらの各構成要素の制御を司り、プログラムを実行する C PU 1 4を有している。

本発明では、 FDのデータのリード/ライトを使用状況に合わせて高速に行うと共に、そのデータのリ一ド Zライトに使用するバッファ手段として必要な RA M 1 5の容量を少なくする。また、その RAM 1 5のバッファ領域を、使用状況や他用途の必要度に合わせて、調節可能にする。このような処理を行うために、バッファ管理用テーブルを設けている。

このバッファ管理用テーブルは、セクタに対して対応するバッファ領域がどれかを示すこと、複数のセクタが同じバッファ領域を使用する場合があること（共有バッファ領域となる）、各セクタに対して未処理のデータがあることを示すフラグを設けること、共有バッファ領域を使用するセクタ数は、バッファ手段として使用できる R A M容量に応じて変え得ること、 R A M容量のうちのバッファ手段として用いる容量を変更可能であること等の機能の一部あるいは全部を有している。

このバッファ管理用テーブルは、例えば、ファームウェア R O M 1 3に格納されており、 C P U 1 4の制御の元に R AM 1 5に読み出される。また、このバッファ管理用テーブルは、例えば、別のデバイスを用いて、ハードウェアで実現する構成でもよい。

まず、図 2〜図 4を参照して、 F Dのデータをリードして U S Bバス 1 2側へ送信する場合（以下、リード時）について説明する。

図 2は、リード時に使用するバッファ管理テーブルの構造を示す図である。図 2において、複数 N個のセクタに対して 1〜Nのセクタ番号が付されている。各セクタ 1〜Nに対応するバッファ領域の番号 A〜Rが付されている。複数 N個は例えば 2 5 6であり、バッファ領域数は例えば N個の 5 0 %〜9 0 %、好適には 7 5 %程度の比率に設定される。この複数 N個の数及びそれに対するバッファ領域数の比率は、それぞれ必要に応じて、変更される。

先頭のセクタ 1から所定 K番目（Kく N ) のセクタ（この例では、セクタ 6 ) に対してバッファ手段である R A M I 5のうちの共有のバッファ領域 A、 Bが対応するように設定されている。また、 K + 1番目（この例では、セクタ 7 ) 乃至 N番目のセクタに対して R A M 1 5のうちの個別のバッファ領域がそれぞれ対応するように設定されている。共有のバッファ領域 A、 Bは、 2セクタ分のバッファ領域を用いてリングバッファとして動作させる。即ち、 FDC 1 6のリードしたデータをバッファ領域 A に格納し、同時にバッファ領域 Bに格納されているデータを U S B C 1 1で送信する。この動作を共有のバッファ領域 A、 Bを交換しながら、セクタ 1〜 6のデータを送出する。なお、共有のバッファ領域として、 2つの領域を用いることとして説明するが、 3つ以上のバッファ領域を、共有のバッファ領域として使用してもよい。

未処理フラグは、 F DC 1 6がデータをリ一ドしたが、 U S B C 1 1がそのデータをまだ送信していない場合に、セットされる。即ち、フラグ「 1」が立てられる。なお、図 2に示した未処理フラグは、個別のバッファ領域 C〜Rに対応するセクタ 7〜Nにフラグがセットされ、共有のバッファ領域 A、 Bに対応するセクタ 1〜6のフラグがクリァされている状況を、例示している。

図 3は、図 2のセクタ番号 1〜Nとバッファ領域番号 A〜Rの関係を、バッファ領域番号 A〜Rから見た図である。バッファ領域 A、 Bはセクタ 1〜6で共用され、バッファ領域 C〜Rは、個別にセクタ 7〜Nに対応している。

図 4は、リード時の処理を説明するフローチャートである。図 4において、リード要求が発生される（ステップ S 1 0 0) と、まず、 FDの目標とするトラックにヘッドを移動させる。そして、 FDC処理が開始される（ステップ S 1 1 0) と同時に、 US BC処理が開始される（ステップ S 1 2 0)。

F DC処理では、ステップ S 1 1 1において、 F DD 1 7のヘッド位置に対する F Dの回転位置を例えば I Dコマンドを発行することにより得る。この FDの回転位置に基づいて次にリードするセクタを決定する。「次にリ一ドするセクタ」は、セクタの頭からのデータを漏れなく読みとるために、 FDの回転位置のセクタの次の順番のセクタである。

ステップ S 1 1 2において、決定されたセクタのデータをリードする。ステツプ S 1 1 3において、リ一ドされたセクタのデータを対応するバッファ領域へ格納する。格納先のバッファ領域は図 2のバッファ管理テーブルにしたがう。

ステップ S 1 1 4において、データが格納されたセクタに対して、デ一タ未処理を示すフラグをセットする。このフラグをセットする際に、そのセクタが先頭のセクタから所定 K番目までのセクタである場合には、同じバッファ領域に対応する他のセクタのフラグをクリアする。即ち、そのセクタのデータが格納されたバッファ領域が共有バッファ領域 A (または B ) である場合には、その共有バッファ領域 A (または B ) にはそれ以前のデータにそのセクタのデータが上書きして格納される。したがって、上書きされたそれ以前のデータ（他のセクタのデ一タ）は送信されないことになつてしまうので、他のセクタのデータに対するフラグはクリアされる。

個別のバッファ領域 K + 1 (図 2の例では、セクタ 7 ) から Nでは、データが上書きされることはないから、ステップ S 1 1 4でのフラグのセットだけが行われる。

このステップ S 1 1 1〜ステップ S 1 1 4の F D C処理が、ステップ S 1 1 5 で U S B C処理が完了したことが確認されるまで、繰り返して行われる。

なお、ステップ S 1 1 1における「次にリ一ドするセクタ」は、データリ一ドの当初においては、 F Dの回転位置がセクタ 1番目乃至セクタ K番目にあるときはセクタ K + 1番目とし、その回転位置がセクタ K番目以降にあるときは当該セクタの次の順番のセクタとしてもよレ、。

また、ステップ 1 1 3において、リードされたセクタのデータを対応するバッファ領域に格納するに際し、データリードの当初においては、リードされたセクタのデータが、セクタ 1番目乃至セクタ K番目のセクタのデータであるときにはバッファ領域に格納せず、 K + 1番目以降のセクタデータから対応するバッファ領域に順次格納するようにしてもよレ、。

即ち、 F D C処理が開始された当初（データリードの当初）の F Dの回転位置がセクタ 1番目乃至セクタ K番目にあるときは、そのセクタのデータは読み出されてバッファ領域 A Bに格納されても、処理の進行とともに上書きされてしまうから、セクタ 1番目乃至セクタ K番目のデータの読み出しやバッファ領域への格納を省略する。これにより、データリードの当初における無駄な処理を省くことができる。

U S B C処理では、ステップ S 1 2 1において、セクタ番号を示すセクタ変数 Iを「 1」にセットする。これは U S B C 1 1から U S B 1 2 転送するセクタデータは、セクタ番号の若い順、即ちセクタ 1からセクタ番号順に転送する必要があることによる。以下、セクタ変数 Iのセクタを、単にセクタ I という。

ステップ S 1 2 2において、セクタ Iのフラグが「 1」かどうか判定し、フラグが「 1」でない場合には「 1」がセットされるまで、待機する。フラグが「 1」と判定されると、そのセクタのデータが F D C 1 6によってリードされたが、未だ U S B C 1 1が送信していないことを意味する。

そこで、ステップ S 1 2 3にてセクタ Iのデータを送信するとともに、セクタ Iのフラグをクリア（即ち「0」）する（ステップ S 1 2 4)。引き続いて、ステップ S 1 2 5で、セクタ変数 Iを「 I + 1」にセッ卜する。

ステップ S 1 2 6にて、セクタ変数 Iカ「N + 1」になったかどうかを判定する。セクタ変数 I が「N+ 1」になるまで、ステップ S 1 2 2〜ステップ S 1 2 5の処理を、繰り返して行う。セクタ変数 Iが「N+ 1」になると、当該トラックの全てのセクタ 1 Nのデータが U S B 1 2に転送されたことになり、 U S B C処理が終了する（ステップ S 1 2 7)。また、ステップ S 1 1 5でも U S B C処理完了により、 F DC処理が終了する（ステップ S 1 1 6)。

以上のように、リード時に、 F D C処理では、 F Dの回転位置に基づいて次にリ一ドするセクタを決定し、当該セクタに対応するバッファ領域にデータを格納してゆく。ただ、データリードの当初においては、 F Dの回転位置がセクタ 1番目乃至セクタ K番目（即ち、共有のバッファ領域に対応する）にあるときは、その間のセクタのデータを 2回読みする力、あるいは 1回目は読みとらない。また、 US B C処理では、特許文献 1等と同じく、先頭セクタのデータから U S B 1 2 に転送する。したがって、特許文献 1に比して原理的には若干の時間遅延が生じることになる。しかし、他装置との共用などの条件を含めた US Bのデータ転送速度と、処理速度（他装置との共用などの条件）や、共有バッファ領域に対応するセクタ数を適切に設定することによって、本発明は、リード時に全セクタ分のバッファ領域を持つ特許文献 1のものと比して、実質的に同程度の速度性能を得ることも期待できる。

つぎに、図 5〜図 7を参照して、 U S Bバス 1 2側からのデータを受信して F Dの該当するトラックの各セクタにデータをライトする場合（以下、ライト時）について説明する。

図 5は、ライト時に使用するバッファ管理テーブルの構造を示す図であり、基本的には図 2のリ一ド時に使用するバッファ管理テーブルと同様である。

この図 5では、 U S B Cからは該当するトラックのセクタデータが、先頭セクタのデータから送信されてくるから、これを効率よく受信できるような構造とされている。

先頭のセクタ 1から所定 J番目（ J <N) のセクタ（この例では、セクタ N— 6) に対してバッファ手段である RAMI 5のうちの個別のバッファ領域がそれぞれ対応するように設定されており、 N— 5番目〜 N番目のセクタに対して R A Ml 5のうちの共有のバッファ領域 Q、 Rが対応するように設定されている。共有のバッファ領域 Q、 Rは、 2セクタ分のバッファ領域を用いてリングバッファとして動作させる。即ち、 U S B C 1 1の受信したデータをバッファ領域 Q に格納し、同時にバッファ領域 Rに格納されているデータを FDC 1 6、 FDD 1 7で FDにライ卜する。この動作を共有のバッファ領域 Q、 Rを交換しながら、セクタ N— 5〜Nのデータをライ卜する。

未処理フラグは、 U S B C 1 1が受信したが、 F D C 1 6、 F DD 1 7がまだライトしていない場合に、セットされる。即ち、フラグ「 1」が立てられる。なお、図 5に示した未処理フラグは、個別のバッファ領域 A〜Pに対応するセクタ 1〜.N— 6及び共有のバッファ領域 Q、 Rに対応するセクタ N— 5〜N— 4にフラグがセットされ、共有のバッファ領域 A、 Bに対応するセクタ N— 3〜Nのフラグがクリアされている状況を、例示している。

なお、図 5で、セクタ番号とバッファ領域番号との対応は、図 2のその対応と比較するといずれかの番号を逆にした形となる。したがって、図 5のバッファ領域番号の欄に括弧書きで示したように、図 2の対応関係を倒立した形とすることがよい。このように、対応関係を倒立した形とすることによって、データリード時とデータライト時とでバッファ管理テーブルの管理が、容易になる。

図 6は、図 5のセクタ番号 1〜Nとバッファ領域番号 A〜Rの関係を、バッファ領域番号 A〜Rから見た図である。バッファ領域 Q、 Rはセクタ N〜N— 5で共用され、ノくッファ領域 A〜Pは、個別にセクタ 1〜N— 6に対応している。図 7は、ライト時の処理を説明するフローチャートである。図 7において、ライト要求が発生される（ステップ S 2 0 0 ) と、まず、 F Dの目標とするトラックにヘッドを移動させる。そして、 U S B C処理が開始される（ステップ S 2 1 0 ) と同時に、 F D C処理が開始される（ステップ S 2 2 0 )。

U S B C処理では、ステップ S 2 1 1において、セクタ番号を示すセクタ変数 I を「 1」にセッ卜する。これは U S B 1 2から U S B C 1 1へ転送され受信されるセクタデータは、セクタ番号の若い順、即ちセクタ 1からセクタ番号順に受信される。この転送、受信を速やかに、効率よく行うためである。以下、セクタ変数 Iのセクタを、単にセクタ I という。

ステップ S 2 1 2において、セクタ Iの共有バッファのフラグが「0」かどうか判定し、フラグが「0」の時には、ステップ S 2 1 3に進む。フラグが「0」でない場合には「0」にクリアされるまで待機することになる。しカゝし、バッファ管理テーブルが図 5の構造を持つので、セクタ番号 1〜N _ 4までは、待機することはない。セクタ番号 N— 3以降で、フラグが「 1」と判定されることがあるので、その場合には「待機」することになる。

ステップ S 2 1 3にてセクタ Iのデータを受信し、対応するバッファ領域に格納する。そして、ステップ S 2 1 4で、セクタ Iのフラグをセット（即ち「 1」）する。引き続いて、ステップ S 2 1 5で、セクタ変数 I を「 1 + 1」にセットする。

ステップ S 2 1 6にて、セクタ変数 I力 S 「N+ 1」になったかどうかを判定する。セクタ変数 I力；「N+ 1」になるまで、ステップ S 2 1 2〜ステップ S 2 1 5の処理を、繰り返して行う。セクタ変数 I力；「N+ 1」になると、当該トラックの全てのセクタ 1〜Nのデータが対応するバッファ領域に格納されたことになり、 U S B C処理が終了する（ステップ S 2 1 7)。

F DC処理では、ステップ S 2 2 1において、 F DD 1 7のヘッド位置に対する F Dの回転位置を例えば I Dコマンドを発行することにより得る。この F Dの回転位置に基づいて次にライ卜するセクタを決定する。「次にライ卜するセクタ」は、受信したデータを全て書き込むために、 FDの回転位置のあるセクタの次の順番のセクタである。

ステップ S 2 2 2において、決定されたセクタのフラグが「 1」であるかどうかを判定する。そのセクタのフラグが「 1」でなければ、ステップ S 2 2 1に戻り、 FDの回転に伴って進行（更新）する次にライトするセクタのフラグ「 1」を判定する。

ステップ S 2 2 2において、フラグ「 1」と判定されると、ステップ S 2 2 3 で当該セクタへデータをライ卜する。そして、ステップ S 2 24において、ライ卜されたセクタが対応するバッファ領域のフラグをクリア「0」する。

このステップ S 2 2 1〜ステップ S 2 2 4の F DC処理が、ステップ S 2 2 5 で全セクタへのデータライト処理が完了したことが確認されるまで、繰り返して行われる。全セクタへのデータライト処理が完了すると、 FDC処理は終了する (ステップ S 2 2 6 )。なお、 U S B C処理の処理速度と F D C処理の処理速度との関係などによって、 F D C処理が U S B C処理に追いついてしまうことも予想される。この場合には、 U S B Cで受信したデータを、バッファ手段である R A M 1 5に格納することなく、 F D Cに直接転送するようにしてもよい。これにより、ライト処理に要する時間が短縮される。

以上のようにライト時に、また、 U S B C処理では、特許文献 1等と同じく、 U S B 1 2からは先頭セクタのデータからセクタの順番に受信される。 F D C処理は、 U S B C処理と同時に開始されるが、「次にライトするセクタ」には F Dの回転位置によっては、未だそのセクタへのデータが受信できていない、即ち対応するバッファ領域に格納されていない場合が存在する。したがって、特許文献 1 に比して原理的には若干の時間遅延が生じることになる。しカゝし、他装置との共用などの条件を含めた U S Bのデータ転送速度と処理速度（他装置との共用などの条件）や、共有バッファ領域に対応するセクタ数を適切に設定することによつて、本発明は、ライト時にも全セクタ分のバッファ領域を持つ特許文献 1のものと比して、実質的に同程度の速度性能を得ることも期待できる。

そして、本発明では、データリード時、データライト時のデータ転送に用いるバッファ手段 1 5のバッファ領域（数）を伸縮する。これにより、ハ一ドウエア構成を変えることなく、バッファ手段（R A Mバッファ）の記憶容量と速度性能のトレ一ドオフを考慮したシステムを構築できる。

また、一般に U S B— F D D装置 1 0は、種々のフォーマットの F Dに対応するので、そのフォーマットによって要求される速度性能も、使用されるバッファ容量も異なる。本発明では、各フォーマットに対して最大の性能が出せるようにバッファ手段 1 5の管理を適応的に変えていく。これにより、例えば、使用できるバッファ領域（数 N ) が制限される場合に、制限された容量まで一杯に使用して限られたバッファ資源で最大の性能を引き出せる。また、速度性能がさほど要求されない場合には、バッファ手段として使用するバッファ領域（数 N ) を少なくし、残余のバッファ領域（RAM容量のうちバッファ手段として使用しない領域）は他の用途に使用できる。また、バッファ資源（ハードウェア RAM) を節約できる。産業上の利用可能性

本発明に係るス卜レ一ジディスクに対するデータリード方法、データライト方法、及びストレージディスク制御装置は、 U S B等のシリアルデータ転送手段を用いた FDD等のストレージディスク駆動装置のリードノライトを使用状況に合わせて高速に行うと共に、 RAMバッファの容量を少なくすることが可能である。

Claims

請求の範囲

1 . シリアルデータ転送手段とバッファ手段を含むストレ一ジディスク駆動装置を用いてストレージディスクの複数 N個のセクタのデータをリ一ドするデータリード方法において、

処理 i ；ストレ一ジディスクの回転位置に基づいて次にリードするセクタを決定する、

処理 i i ；決定されたセクタのデータをリ一ドする、

処理 i i i ；リードされたセクタのデータを対応するバッファ領域へ格納する、処理 iv；データが格納されたセクタに対して、データ未処理を示すフラグをセットする、

を繰り返して実行すると共に、

同じくリ一ド要求に応じて次のステップ V乃至ステップ vi、

処理 vi ；データが転送されたセクタのフラグをクリァする、

を繰り返して実行することを特徴とする、ストレ一ジディスクのデータリ一ド方法。

2 . 前記処理 iにおける次にリードするセクタは、データリードの当初においては、ストレージディスクの回転位置がセクタ 1番目乃至セクタ K番目にあるときはセクタ K + 1番目であり、その回転位置がセクタ Κ番目以降にあるときは当該セクタの次の順番のセクタであることを特徴とする、請求項 1に記載のストレ

—ジディスクのデータリ一ド方法。

3 . 前記処理 i i i におけるセクタのデータをバッファ領域へ格納するに際し、データリードの当初においては、リードされたセクタのデータが、セクタ 1番目乃至セクタ K番目のセクタのデータであるときにはバッファ領域に格納せず、 K + 1番目以降のセクタデータから対応するバッファ領域に順次格納することを特徴とする、請求項 1に記載のストレ一ジディスクのデータリ一ド方法。

4 . 前記処理 i における次のリ一ドセクタは、データリ―ドの当初においては、ストレ一ジディスクの回転位置のセクタ番号に関わらず、当該セクタの次の順番のセクタであり、

且つ前記処理 i i i におけるセクタのデータをバッファ領域へ格納するに際し、データリードの当初においては、リードされたセクタのセクタ番号に関わらず、対応するバッファ領域に順次格納することを特徴とする、請求項 1に記載のストレージディスクのデータリ一ド方法。

5 . 前記処理 i における次にリードするセクタは、ストレージディスクの回転位置のセクタの次の順番のセクタであり、

前記処理 ivにおけるフラグをセッ卜する際に、そのセクタが先頭のセクタから所定 K番目までのセクタである場合には、同じバッファ領域に対応する他のセクタのフラグをクリアすることを特徴とする、請求項 1に記載のストレ一ジデイスクのデ一タリ一ド方法。

6 . 前記共有のバッファ領域は、リングバッファとして使用される 2つ以上のバッファ領域であることを特徴とする、請求項 1に記載のストレージディスクのデ一タリード方法。

7 . シリアルデータ転送手段とバッファ手段を含むストレ一ジディスク駆動装置を用いてストレージディスクの複数 N個のセクタへデータをライトするデータライト方法において、

先頭のセクタから所定 J番目（Jく N ) のセクタに対して前記バッファ手段のうちの個別のバッファ領域がそれぞれ対応し、 J + 1番目乃至 N番目のセクタに対して前記バッファ手段のうちの共有のバッファ領域が対応するように設定し、ライト要求に応じて次の処理 Vi i乃至処理 Vi i i、

処理 Vi i i ；データが格納されたセクタに対して、データ未処理を示すフラグをセットする、

を繰り返して実行すると共に、

同じくライ卜要求に応じて次の処理 ix乃至処理 xi、

処理 ix；ストレージディスクの回転位置に基づいて次にライ卜するセクタを決定する、

処理 X；決定されたセクタの前記フラグがセットされていることを条件に、ストレージディスクの当該セクタにデータをライ卜する、

処理 x i ；データがライ卜されたセクタに対する前記フラグをクリアする、を繰り返して実行することを特徴とする、ストレ一ジディスクのデータライト方法。

8 . 前記処理 ixにおける次にライトするセクタは、ストレージディスクの回転位置にあるセクタの次の順番のセクタであることを特徴とする、請求項 7に記載のストレージディスクのデータライト方法。

9 . 前記共有のバッファ領域は、リングバッファとして使用される 2つ以上のバッファ領域であることを特徴とする、請求項 7に記載のストレ一ジディスクのデータライト方法。

1 0 . シリアルデータ転送手段と、バッファ手段と、ストレ一ジディスク制御手段と、複数 N個のセクタからなるセクタ群と共有及び個別対応のバッファ領域からなるバッファ領域群とを対応させるバッファ管理テーブルと、これらのシリアルデータ転送手段乃至バッファ管理テーブルの各々と結合され且つそれらの制御を司る C P Uを含み、

リ一ド要求に応じて、ストレ一ジディスクの回転位置に基づいて次にリ一ドするセクタを決定し（処理 i )、決定されたセクタのデータをリードし（処理 i i )、リードされたセクタのデータを対応するバッファ領域へ格納し（処理 i i i：)、デ一タが格納されたセクタに対してデータ未処理を示すフラグをセッ卜する（処理 iv) 処理を、繰り返して実行すると共に、

同じくリード要求に応じて、先頭セクタからセクタ番号順に、前記フラグがセッ卜されていることを条件に当該セクタからのデータを該当するバッファ領域から前記シリアルデータ転送手段を介して外部へ転送し（処理 V：)、データが転送されたセクタのフラグをクリアする（処理 V) 処理を、繰り返して実行し、

データライト時には、前記バッファ管理テーブルを、先頭のセクタから所定 J 番目（ Jく N ) のセクタに対して前記バッファ手段のうちの個別のバッファ領域がそれぞれ対応し、 J + 1番目乃至 N番目のセクタに対して前記バッファ手段のうちの共有のバッファ領域が対応するように設定し、

ライト要求に応じて、先頭セクタからセクタ番号順に、データ未処理を示すフラグがクリアされていることを条件に、前記シリアルデータ転送手段を介して外部から転送されたデータを該当するバッファ領域へ格納し（処理 Vi i：)、データが格納されたセクタに対して、データ未処理を示すフラグをセットする（処理 Vi i i )、処理を繰り返して実行すると共に、

同じくライト要求に応じて、ストレ一ジディスクの回転位置に基づいて次にラィトするセクタを決定し（処理 ix)、決定されたセクタの前記フラグがセットされていることを条件に、ストレ一ジディスクの当該セクタにデータをライトし（処理 x)、データがライトされたセクタに対する前記フラグをクリアする（処理 xi；)、処理を繰り返して実行することを特徴とする、ストレージディスク制御装置。

1 1 . 前記 K番目、前記 J番目及び前記複数 N個は、 J = N— K：、になるように、設定されていることを特徴とする、請求項 1 0に記載のストレ一ジディスク制御装置。