JP3743018B2 - データ記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数のＡＶデータを同時的に入出力することが可能なデータ記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまでの、たとえばデジタル化されたオーディオデータおよびビデオデータのいずれかまたは両方を含むＡＶデータのような、大容量のデータを記録することのできるデータ記録装置としては、図９および図１０に示すような構成のデータ記録装置がある。
図９は、そのようなデータ記録装置の構成を示すブロック図であり、データ記録装置８００は、ＣＰＵバス８１１に、ＣＰＵ８０１、ＲＯＭ８０２、ＲＡＭ８０３、モニタ８０５、キーボード８０７、記録部、および、Ｉ／Ｏ部が接続された構成である。モニタ８０５はビデオＩ／Ｆ８０４を介して、キーボード８０７はキーボードＩ／Ｆ８０６を介して、各々ＣＰＵバス８１１に接続されている。また記録部は、図示のごとく、ディスクアレイ制御部８０８、ｐ個のハードディスク装置８０９-1〜８０９-pからなる構成である。またＩ／Ｏ部は、ｑ個のＩ／Ｏチャネル８１０-1〜８１０-qを有する。
【０００３】
このような構成のデータ記録装置においては、Ｉ／Ｏチャネル８１０-i（ｉ＝１〜ｑ）から入力されたデータは、ＣＰＵバス８１１を介してディスクアレイ制御部８０８に入力され、このディスクアレイ制御部８０８により制御されてハードディスク装置８０９-1〜８０９-pに記録される。また、ハードディスク装置８０９-1〜８０９-pから読み出されたデータは、ディスクアレイ制御部８０８からＣＰＵバス８１１を介してＩ／Ｏチャネル８１０-i（ｉ＝１〜ｑ）に入力され、外部に出力される。
この時、書き込みまたや読み出しのためのファイル名などのデータは、キーボード８０７より入力される。また、データをハードディスク装置８０９-i〜８０９-pのどの番地に記録するか、またはどの番地から再生するかなどの管理、および制御は、ＲＯＭ８０２またはＲＡＭ８０３に記録されているプログラムおよび管理データに従ってＣＰＵ８０１で行われる。
【０００４】
そのようなデータを記録することのできるこれまでのデータ記録装置の他の例を図１０に示す。
図１０は、そのデータ記録装置の構成を示すブロック図である。基本的な構成部は、図９に構成を示したデータ記録装置８００と同じであるが、図１０のデータ記録装置８２０においては、ＣＰＵバス８１１とは別のサブバス８１３を介して入出力されるデータの転送を行うようにしている。そしてＣＰＵバス８１１とサブバス８１３の間には入出力制御部８１２が設けられ、両バス間のデータの転送を制御している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述したようなデータ記録装置においては、特にＡＶデータのようなデータ量の多いデータの入出力処理を、複数のＩ／Ｏチャネルを利用して複数同時的に行おうとすると、十分効率よく行えないという問題があった。
【０００６】
具体的には、図９に構成を示したようなこれまでのデータ記録装置においては、入出力を行うデータがＣＰＵバスを介して転送されるため、バスの容量により転送可能なデータ量が制限を受けてしまい、複数の入出力処理を十分高速に行うことができなかった。また、このデータ記録装置のＣＰＵには、ファイルシステムの管理、リアルタイムの入出力制御、同時書き込み時の排他制御、アドレス計算、空き領域管理などの種々の処理が集中しており、制御のために複雑なプログラムが必要な上に、非常に高性能なＣＰＵを用いる必要があった。さらにそれでも、場合によっては適切に処理を行うことができなかった。
【０００７】
また、図１０に構成を示したようなデータ記録装置においては、バスが分割されているため図９のデータ記録装置に比べればバスによる制限は緩和されているものの、依然各Ｉ／Ｏチャネルとハードディスク装置の間は共通バスを使用しているため、バスによる前記転送量の制限は存在する。また、前記ＣＰＵへの処理の集中は同じであり、制御のために複雑なプログラムが必要な上に、非常に高性能なＣＰＵを用いる必要があった。さらにそれでも、場合によっては適切に処理を行うことができないという問題も同じく存在した。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、ＡＶデータなどの大容量のデータの転送を複数、同時に行える程度に、効率よくデータの入出力が行えるようなデータ記録装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、たとえばバスやＣＰＵなどの、一部の手段に処理やデータが集中するのを防ぐようにした。すなわち、Ｉ／Ｏチャネル自体がＣＰＵを備え、高度な管理や制御の処理を行えるようにした。またこれにより、全体を制御するＣＰＵへの負担を少なくするようにした。そして、一元的な管理が必要な各Ｉ／Ｏチャネルの排他的な制御は、各Ｉ／Ｏチャネルごとの記憶領域のアクセス手段に所定の手段を適用し、確実にしかも効率的に行えるようにした。
【００１０】
したがって、本発明のデータ記録装置は、複数の部分領域に分割される記録領域を有するデータ記録手段と、前記データ記録手段の分割された部分領域各々に対応して設けられ、前記データ記録手段へのデータの書き込みは当該対応部分領域のみを対象として行い、前記データ記録手段に記録されているデータの読み出しは全記録領域を対象として行う複数のデータ入出力手段と、入力される制御信号に基づいて前記各データ入出力手段に少なくともデータの書き込みおよび読み出しを指示する入出力管理手段とを有する。
【００１１】
好適には、前記複数のデータ入出力手段は、前記データ記録手段の全記録領域に記録されているデータの管理データを各々有し、前記入出力管理手段は、前記データ記録手段のいずれかの前記部分領域の記録内容が更新された場合に、前記複数のデータ入出力手段各々に対して、前記データが更新された領域に対応する前記データ入出力手段の管理データに基づいた管理データの更新を指示する。
【００１２】
また好適には、前記データ記録手段は、複数のデータ記録装置と、前記複数のデータ記録装置を論理的に１つのアドレス空間で管理可能なように制御するディスクアレイ制御手段とを有するディスクアレイ装置である。
【００１３】
特定的には、前記データ記録手段は、オーディオデータおよびビデオデータのいずれかまたは両方を含むＡＶデータを記録するＡＶデータ記録手段であり、前記データ入出力手段は、前記ＡＶデータの入力および出力を同時的に行う。
【００１４】
【作用】
本発明のデータ記録装置によれば、データ記録時は、入出力管理手段から所定のデータ入出力手段にデータの書き込みが指示され、そのデータ入出力手段によりデータ記録手段に対するデータの書き込みが行われる。この時には、データ記録手段の複数の部分領域の中の、そのデータ入出力手段に対応付けられた所定の領域中にそのデータの書き込みが行われる。
データ再生時には、入出力管理手段から所定のデータ入出力手段にデータの読み出しが指示され、そのデータ入出力手段によりデータ記録手段からのデータの読み出しが行われる。この時には、データ記録手段の全ての記録領域をアクセス対象としてデータの読み出しが行われる。
これらのデータ記録および再生の処理は、複数のデータ入出力手段において、各々独立して同時的に行われる。
【００１５】
【実施例】
本発明のデータ記録装置の一実施例を図１〜図８を参照して説明する。
本実施例のデータ記録装置は、複数のデジタルＡＶデータを記録する大容量のデータ記録装置であり、さらに、複数の入出力チャネルを介して複数系列のＡＶデータを同時的に入出力可能なＡＶデータ用のデータ記録装置である。
図１は、本発明のデータ記録装置の構成を示すブロック図である。
データ記録装置１００は、入出力管理部１１０、ｎ個のデータ入出力部１２０-1〜１２０-n、ディスクアレイ制御部１３０、および、ｍ個のハードディスク装置１５０-1〜１５０-mを有する。
【００１６】
まず、各部の構成について説明する。
まず、入出力管理部１１０の構成について図２を参照して説明する。
図２は、入出力管理部１１０の構成を示すブロック図である。
入出力管理部１１０は、データ記録装置１００の全体を制御するメイン回路であり、通常の演算処理装置により構成される。
入出力管理部１１０は、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３、ビデオＩ／Ｆ１１４、モニタ１１５、キーボードＩ／Ｆ１１６、キーボード１１７、および、ｎ個のシリアル入出力Ｉ／Ｆ１１８-1〜１１８-nを有し、これらがＣＰＵバス１１９を介して図示のごとく接続されている。
【００１７】
ＣＰＵ１１１は通常のプロセッサであり、ＲＯＭ１１２またはＲＡＭ１１３に格納されているプログラムに従って動作する。このＣＰＵ１１１においては、ファイル管理およびファイルの入出力の制御を行うプログラムが通常は実行され、その環境下で作業者はモニタ１１５およびキーボード１１７を介してデータの記録、および、再生の作業を行う。
ＲＯＭ１１２およびＲＡＭ１１３には前記プログラムの他に、シリアル入出力Ｉ／Ｆ１１８の数ｎなどの装置構成のデータや、記録されるＡＶデータの管理データなども記録される。
【００１８】
モニタ１１５は、作業者への入力要求や状態表示、あるいは管理データの表示などを行う表示手段であり、ビデオＩ／Ｆ１１４を介してＣＰＵバス１１９に接続されている。また、モニタ１１５においては、ＡＶデータの表示も行うことができる。
キーボード１１７は、作業者が作業の指示やファイル名の入力などを行う入力手段であり、キーボードＩ／Ｆ１１６を介してＣＰＵバス１１９に接続されている。
ｎ個のシリアル入出力Ｉ／Ｆ１１８-1〜１１８-nは、データ入出力部１２０との間でＡＶデータの入出力を指示するためのインターフェイス手段であり、ｎ個のデータ入出力部１２０-1〜１２０-nに対して１対１に接続されている。
【００１９】
次に、データ入出力部１２０の構成について図３を参照して説明する。
図３は、データ入出力部１２０の構成を示すブロック図である。
データ入出力部１２０は、ＣＰＵ１２１、ＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２３、シリアル入出力Ｉ／Ｆ１２４、ビデオＩ／Ｆ１２５、および、ＳＣＳＩコントローラ１２６を有し、これらがバス１２７を介して図示のごとく接続されている。
【００２０】
ＣＰＵ１２１は通常のプロセッサであり、ＲＯＭ１２２またはＲＡＭ１２３に格納されているプログラムに従って動作する。このＣＰＵ１２１が、入出力管理部１１０、ディスクアレイ制御部１３０および外部との間のデータの入出力のリアルタイム制御、ファイルシステムの管理、ディスクアレイ制御部１３０のアドレス計算や空き領域管理などを行う。
ＲＡＭ１１３には前記プログラムの他に、ハードディスク装置１５０に記録されているデータの管理データも記録される。
【００２１】
シリアル入出力Ｉ／Ｆ１２４は、入出力管理部１１０とのインターフェイスであり、入出力管理部１１０との制御信号の入出力を行う。また、入出力管理部１１０からの要求に応じて再生ＡＶデータを出力する場合もある。
ビデオＩ／Ｆ１２５は、外部とのデジタルＡＶデータの入出力を行うインターフェイスである。
ＳＣＳＩコントローラ１２６は、ディスクアレイ制御部１３０を介してハードディスク装置１５０-1〜１５０-mとデータの入出力を行うためのインターフェイスである。なお、データ入出力部１２０から見ると、ｍ個のハードディスク装置からなるハードディスク装置１５０-1〜１５０-mは、１つの連続した論理アドレス空間としてアクセス可能になっている。
【００２２】
次に、ディスクアレイ制御部１３０の構成について図４を参照して説明する。図４は、データ記録装置１００のディスクアレイ制御部１３０の構成を示すブロック図である。
ディスクアレイ制御部１３０は、ＣＰＵ１３１、第１のＳＣＳＩコントローラ１３２-1〜１３２-n、第１のアドレスジェネレータ１３３、第２のアドレスジェネレータ１３４、第１のクロスバスイッチ１３５、第１のデータメモリ１３６、第２のデータメモリ１３７、第２のクロスバスイッチ１３８、および、第２のＳＣＳＩコントローラ１３９-1〜１３９-mを有する。
【００２３】
ＣＰＵ１３１は、ディスクアレイ制御部１３０を構成する各部を制御するプロセッサである。
第１のＳＣＳＩコントローラ１３２は、データ入出力部１２０とのデータの入出力を行うためのインターフェイスであり、ｎ個のデータ入出力部１２０-1〜１２０-nに対応してｎ個設けられている。
第１のアドレスジェネレータ１３３は、データ入出力部１２０-1〜１２０-nとの間で入出力が行われるデータについて、第１のデータメモリ１３６または第２のデータメモリ１３７にリードまたはライトするためのアドレスを発生する。
【００２４】
第２のアドレスジェネレータ１３４は、ハードディスク装置１５０-1〜１５０-mとの間で入出力が行われるデータについて、第１のデータメモリ１３６または第２のデータメモリ１３７にリードまたはライトするためのアドレスを発生する。
第１のクロスバスイッチ１３５および第２のクロスバスイッチ１３８は、入力される切換信号に基づいて、入力側と出力側の接続状態を切り換えるスイッチである。すなわち、入力される切換信号に応じて、ａ−ｃ，ｂ−ｄが各々接続されている状態と、ａ−ｄ，ｂ−ｃが各々接続されている状態が適宜切り換えられる。
【００２５】
第１のデータメモリ１３６および第２のデータメモリ１３７は、入出力されるデータを所定単位ごとに一時的にバッファリングしておくためのメモリである。各メモリには、第１のアドレスジェネレータ１３３または第２のアドレスジェネレータ１３４で発生されたアドレスが第１のクロスバスイッチ１３５により選択され入力される。
第２のＳＣＳＩコントローラ１３９は、ハードディスク装置１５０とのデータの入出力を行うためのインターフェイスであり、ｍ個のハードディスク装置１５０-1〜１５０-mに対応してｍ個設けられている。
【００２６】
次に、このような構成のデータ記録装置１００の基本的な動作について説明する。
まず、ディスクアレイ制御部１３０の内部の動作について説明する。
データ入出力部１２０とハードディスク装置１５０の間のデータの転送を行う場合には、まず、第１のクロスバスイッチ１３５および第２のクロスバスイッチ１３８の両方をａ−ｃ，ｂ−ｄが各々接続されるように切り換えておく。この状態においては、データ入出力部１２０と第１のデータメモリ１３６が接続され、ハードディスク装置１５０と第２のデータメモリ１３７が接続される。したがって、データ入出力部１２０から入力されたデータは、第１のアドレスジェネレータ１３３で発生されるアドレスに基づいて第１のデータメモリ１３６に格納され、ハードディスク装置１５０から読み出されたデータは、第２のアドレスジェネレータ１３４で発生されるアドレスに基づいて第２のデータメモリ１３７に格納される。
【００２７】
次に、第１のクロスバスイッチ１３５および第２のクロスバスイッチ１３８の両方をａ−ｄ，ｂ−ｃが各々接続されるように切り換えると、データ入出力部１２０と第２のデータメモリ１３７が接続され、ハードディスク装置１５０と第１のデータメモリ１３６が接続される。したがって、この状態では、第２のアドレスジェネレータ１３４で発生されるアドレスに基づいて第１のデータメモリ１３６から読み出されたデータは、第２のＳＣＳＩコントローラ１３９を介してハードディスク装置１５０に記録される。また、第１のアドレスジェネレータ１３３で発生されるアドレスに基づいて第２のデータメモリ１３７から読み出されたデータは、第１のＳＣＳＩコントローラ１３２を介してデータ入出力部１２０に出力される。
【００２８】
このように、ディスクアレイ制御部１３０においては、第１のクロスバスイッチ１３５および第２のクロスバスイッチ１３８を適宜切り換えることにより、データ入出力部１２０とディスクアレイ制御部１３０との間のデータ転送と、ハードディスク装置１５０とディスクアレイ制御部１３０との間のデータ転送、すなわち、データ入出力部１２０とハードディスク装置１５０との間のデータの入力と出力を同時に行うことができる。
【００２９】
次に、ディスクアレイ制御部１３０におけるハードディスク装置１５０へのデータの記録動作について図５および図６を参照して説明する。
図５は、データ入出力部１２０からディスクアレイ制御部１３０の第１のデータメモリ１３６にデータを書き込む状態を示す図である。
図６は、ディスクアレイ制御部１３０の第１のデータメモリ１３６からハードディスク装置１５０-1〜１５０-mにデータを転送する状態を示す図である。
なお、ここでは説明のために、データ入出力部１２０は４個のデータ入出力部１２０-1〜１２０-4より構成され、また、ハードディスク装置１５０は８個のハードディスク装置１５０-1〜１５０-8より構成されるものとする。
【００３０】
４個のデータ入出力部１２０-1〜１２０-4が同時にデータの書き込みを行う場合、図５に示すように、時間Ｔｓの間でデータ入出力部１２０-1〜１２０-4は同時に第１のデータメモリ１３６のBlock1〜Block4にデータを書き込む。時間Ｔｓが経過すると、前述したように第１のクロスバスイッチ１３５および第２のクロスバスイッチ１３８が切り換えられ、第１のデータメモリ１３６は図６に示すように、ハードディスク装置１５０-1〜１５０-8に接続される。
第１のデータメモリ１３６からハードディスク装置１５０-1〜１５０-8にデータの転送を行う際には、４回に分けて書き込まれる。最初の時間Ｔｓ／４でデータＤ11〜Ｄ81をハードディスク装置１５０-1〜１５０-8に同時に書き込む。そして、次の時間Ｔｓ／４でデータＤ12〜Ｄ82をハードディスク装置１５０-1〜１５０-8に同時に書き込み、以後同様に時間Ｔｓ／４ごとにデータＤ13〜Ｄ83，Ｄ14〜Ｄ84をハードディスク装置１５０-1〜１５０-8に同時に書き込む。
【００３１】
本実施例のデータ記録装置１００のディスクアレイ制御部１３０においては、このように１チャネル分のデータを分割して複数のディスク装置に記録している。以後、この処理をストライピング処理と言う。
データ記録装置１００において、外部からデータ入出力部１２０へ、および、データ入出力部１２０からディスクアレイ制御部１３０へのＡＶデータの転送は比較的に高速に行われるが、ハードディスク装置１５０へのデータの書き込み速度、および、読み出し速度は比較的遅く、効率のよいデータの転送が行えない可能性がある。そこで、本実施例のディスクアレイ制御部１３０においては、第１のデータメモリ１３６および第２のデータメモリ１３７を用いてこのようなストライピング処理を行い、ハードディスク装置１５０と効率よくデータの転送が行えるようにしている。
【００３２】
次に、このようなデータ記録装置１００に記録されているデータの管理方法について図７および図８を参照して説明する。
本実施例のデータ記録装置１００においては、ディスクアレイ制御部１３０に管理されている複数のハードディスク装置１５０-1〜１５０-mからなる記録部は、全体として１つの論理アドレス空間を形成する。しかし、この記録部は、データ入出力部１２０の数ｎと同じ数のパーティションに区切られている。そして、各パーティションは各々１つのデータ入出力部１２０に対応付けられている。
なお、この時、各パーティションのサイズは異なっていてもよいが、重複する領域があってはならない。
【００３３】
そして、各データ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜ｎ）は、対応するパーティションに対してのみデータの書き込みが可能であり、そのデータ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜ｎ）に対応していない他のパーティションへのデータの書き込みを行うことはできない。
また、各データ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜ｎ）でデータの書き込みが行われた際には、全てのデータ入出力部１２０-i〜１２０-nの管理データが更新される。これにより、各データ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜ｎ）は、全論理空間よりデータの読み出しが可能となる。
【００３４】
具体的に、図７を参照して説明する。
図７に示す例において、ディスクアレイ制御部１３０で管理される記録領域は、００００ｈ番地からＦＦＦＦｈ番地までの論理空間を有し、００００ｈ〜３ＦＦＦｈ番地、４０００ｈ番地〜７ＦＦＦｈ番地、８０００ｈ番地〜ＢＦＦＦｈ番地、および、Ｃ０００ｈ番地〜ＦＦＦＦｈ番地の４つのパーティションＰ１〜Ｐ４に区切られている。さらに、前記各パーティションは、各々データ入出力部１２０-1、データ入出力装置１２０-2、データ入出力装置１２０-3、および、データ入出力装置１２０-4に対応付けられている。
【００３５】
図７に示すような構成においては、図７（Ａ）に示すように、データライト時には、各データ入出力部１２０-1〜１２０-4は各々対応する領域にのみ書き込みが可能である。すなわち、データ入出力部１２０-1は第１のパーティションＰ１に、データ入出力装置１２０-2は第２のパーティションＰ２に、データ入出力装置１２０-3は第３のパーティションＰ３に、データ入出力装置１２０-4は第４のパーティションＰ４にデータの書き込みが可能である。そして、各々その他のパーティションにデータを記録することはできない。
またデータのリード時には、図７（Ｂ）に示すように、各データ入出力部１２０-1〜１２０-4は全記録領域のデータを読み出すことができる。すなわち、各データ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜４）に対応するパーティション以外のパーティションに記録されているデータも読み出すことができる。
【００３６】
複数のデータ入出力部１２０-1〜１２０-nが各々独立に動作する本実施例のデータ記録装置１００のような構成において、前述したように、データの書き込みについては対応するパーティションのみを対象とし、データの読み出しに関しては全ての記録領域を対象とする場合には、各データ入出力部１２０-1〜１２０-nの管理データは、そのデータ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜ｎ）以外のデータ入出力部１２０-k（ｋ＝１〜ｎ，ｋ≠ｉ）で記録されたデータに対応して、更新される必要がある。
【００３７】
その管理データの更新の処理について、図８を参照して説明する。
図８は、データの記録時の各部の処理を説明するためのフローチャートである。
なお、図８においては、データ入出力部１２０-1よりデータを書き込む場合を例示して前記処理を説明する。
まず、データの書き込み処理が指示されると、入出力管理部１１０がデータ入出力部１２０-1にデータの書き込み命令を出力する（ステップＳ１）。その命令に基づいて、データ入出力部１２０-1はデータの書き込みを行う（ステップＳ２）。データの書き込みが終了したら、データ入出力部１２０-1はその対応記録領域内の所定の領域に記録されているデータ管理情報を、前記書き込みに基づいて更新する（ステップＳ３）。
【００３８】
そしてデータ入出力部１２０-1は書き込み処理が終了した旨の信号を入出力管理部１１０に入力する（ステップＳ４）。入出力管理部１１０では、前記信号を受け取ったら、前記データの書き込みを行ったデータ入出力部１２０-1以外のデータ入出力部１２０-2〜１２０-4に、データ入出力部１２０-1の管理データを用いて各データ入出力部１２０-i（ｉ＝２〜４）の管理データを更新する命令を出力する（ステップＳ５）。そして、各データ入出力部１２０-i（ｉ＝２〜４）で、データ入出力部１２０-1の記録領域に記録されているデータ入出力装置１２０-1の管理データを読み出し、その管理データに基づいて各データ入出力部１２０-i（ｉ＝２〜４）の管理データを更新する（ステップＳ６）。
【００３９】
このような処理を行うことにより、データの書き込みについては対応するパーティションのみを対象とし、データの読み出しについては全ての記録領域を対象とすることが可能となる。
【００４０】
次に、データ記録装置１００の動作について説明する。
まず、外部から入力されたデジタルビデオ信号をデータ記録装置１００に記録する場合の動作について説明する。
まず、記録するＡＶデータのファイル名、記録時間、使用するデータ入出力部１２０の種類などのデータが、たとえば、入出力管理部１１０のキーボード１１７より入力される。その入力されたデータに基づいて、入出力管理部１１０は、そのデータ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜ｎ）の対応する記録領域に空きがあるか否かを調べる。空きがあった場合には、入出力管理部１１０はそのデータ入出力部１２０-iに対してファイル名と記録時間を指定し、記録を命令する。
【００４１】
データ入出力部１２０-iは、ディスクアレイ制御部１３０に、入力されたデジタルＡＶデータの単位時間（ΔＴ）分のデータを転送し、それを記録する論理的な空間の開始番地とサイズを指示する。ディスクアレイ制御部１３０は、単位時間（ΔＴ）分のデータを前述したストライピング処理し、そのデータをハードディスク装置１５０-1〜１５０-mに書き込むために、各ハードディスク装置１５０-1〜１５０-mに対して開始番地とデータサイズと、書き込みの信号を送る。これらの信号の送出はＳＣＳＩプロトコルに基づいて行われる。
そして、この単位時間（ΔＴ）ずつの処理を繰り返し、書き込みデータを全て記録する。
【００４２】
データの書き込みが終了したら、データの書き込みを行ったデータ入出力部１２０-iはファイル情報（ファイル名、データサイズ、データを記録した位置など）をディスクアレイ制御部１３０を介してハードディスク装置１５０-1〜１５０-mに記録する。また、そのデータ入出力部１２０-iは、入出力管理部１１０に対して、デジタルＡＶデータの記録が終了した旨の信号を出力する。
入出力管理部１１０においては、そのデータ入出力部１２０-i以外のデータ入出力部１２０-k（ｋ＝１〜ｎ，ｋ≠ｉ）に対して、ファイル情報更新の命令を送出する。これにより、各データ入出力部１２０-k（ｋ＝１〜ｎ，ｋ≠ｉ）においては、ディスクアレイ制御部１３０を介してファイル情報を獲得し、管理データを更新する。
【００４３】
次に、データ記録装置１００に記録されているデジタルビデオ信号を再生して外部に出力する場合の動作について説明する。
まず、再生するＡＶデータのファイル名と使用するデータ入出力部１２０の種類などのデータを、たとえば、入出力管理部１１０のキーボード１１７より入力する。入出力管理部１１０は、その指定されたデータ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜ｎ）に、前記ファイル名のＡＶデータの再生命令を送出する。
【００４４】
データ入出力部１２０-iは、単位時間（ΔＴ）分のデータをリードするために、そのデータ入出力部１２０-iの管理データを参照して、ディスクアレイ制御部１３０に対して、論理空間中の読み出し開始番地とサイズを指示する。ディスクアレイ制御部１３０は、ストライピング処理された単位時間（ΔＴ）分のデータをハードディスク装置１５０-1〜１５０-mからリードするために、ハードディスク装置１５０-1〜１５０-m各々に対して開始番地とデータサイズと読み出し命令を送出する。なお、この命令の送出はＳＣＳＩプロトコルに従って行う。
【００４５】
各ハードディスク装置１５０-1〜１５０-mは、ディスクアレイ制御部１３０にデータを出力する。ディスクアレイ制御部１３０はストライピング処理されたデータを１つのデータストリームに戻して、前記データ入出力部１２０-iに出力する。データ入出力部１２０-iはそのデータを適宜外部に出力する。データ入出力部１２０-iは、そのＡＶデータの記録内容が全て出力されるまで、前記単位時間（ΔＴ）ずつの処理を繰り返し、全てのデータを出力したら処理を終了する。
【００４６】
以上説明したように、本実施例のデータ記録装置によれば、ＡＶデータを複数台のディスク装置に適切に記録することができる。また、その際に、複数の入出力チャネルを用いて、複数系統のＡＶデータの入出力を同時的に行うことができる。この時には、各入出力チャネルについて、書き込み処理を行うことのできるディスク上の領域が決定されているので、複数のＡＶデータの書き込みを同時的に行っても、適切に排他制御をすることができる。
したがって、本実施例のデータ記録装置は、ＡＶデータなどの連続的な大容量のデータを記録するのに好適なデータ記録装置である。
【００４７】
なお、本発明のデータ記録装置は、本実施例に限れるものではなく、種々の改変が可能である。
たとえば、各データ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜ｎ）の構成は、本実施例に限られるものではなく、任意好適に変更してよい。
たとえば、データ入出力部１２０と入出力管理部１１０との間のインターフェイスは、本実施例においてはシリアルデータＩ／Ｆを用いるものとした。これは、この間のデータの伝送がほとんどの場合、コマンドとファイル名を示すデータ程度の、少量のデータであると見込んでいるためである。しかし、本実施例において例外的に示したような再生または入力ＡＶデータの一部を入出力管理部１１０のモニタ１１５にサンプル表示するような場合には、より転送データ量の大きいＩ／Ｆ手段を用いた方が好ましく、任意のＩ／Ｆ手段を設けてそのような構成にしてもよい。
【００４８】
また、各データ入出力部１２０において、外部とのＡＶデータの入出力チャネルであるビデオＩ／Ｆ１２５は、各１つずつ設けられている。しかし、これを複数設けるような構成にしてもよい。特に、データ入出力部１２０のＣＰＵ１２１が高性能なＣＰＵであって処理能力が十分であれば、そのような構成にすれることが望ましく、その結果、外部とのビデオＩ／Ｆの個数に対して装置構成を簡単にすることができる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明のデータ記録装置を用いれば、バスやＣＰＵなどの一部の手段への処理の集中によるデータ転送の制限を排除することができるので、複数のＩ／Ｏチャネルで複数のデータの入出力を効率よく行うことができる。その結果、ＡＶデータなどの大容量のデータの転送においても、複数系統のデータ転送を同時的に行えるような、効率よくデータの入出力が行えるデータ記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のデータ記録装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したデータ記録装置の入出力管理部の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示したデータ記録装置のデータ入出力部の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示したデータ記録装置のディスクアレイ制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示したデータ記録装置におけるストライピング処理を説明をする図であり、そのデータ記録装置のデータ入出力部からディスクアレイ制御部の第１のデータメモリにデータを書き込む状態を示す図である。
【図６】図１に示したデータ記録装置におけるストライピング処理を説明をする図であり、そのデータ記録装置のディスクアレイ制御部の第１のデータメモリからハードディスク装置にデータを書き込む状態を示す図である。
【図７】図１に示したデータ記録装置のデータ入出力部各々の、記録領域に対するアクセス範囲を説明するための図であり、（Ａ）はデータ書き込み時のデータ入出力部と記録領域の対応を示す図、（Ｂ）はデータ読み出し時のデータ入出力部と記録領域の対応を示す図である。
【図８】図１に示したデータ記録装置におけるデータ記録時の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】これまでのデータ記録装置の第１の例を示すブロック図である。
【図１０】これまでのデータ記録装置の第２の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００…データ記録装置
１１０…入出力管理部
１１１…ＣＰＵ １１２…ＲＯＭ
１１３…ＲＡＭ １１４…ビデオＩ／Ｆ
１１５…モニタ １１６…キーボードＩ／Ｆ
１１７…キーボード １１８…シリアル入出力Ｉ／Ｆ
１１９…ＣＰＵバス
１２０…データ入出力部
１２１…ＣＰＵ １２２…ＲＯＭ
１２３…ＲＡＭ １２４…シリアル入出力Ｉ／Ｆ
１２５…ビデオＩ／Ｆ １２６…ＳＣＳＩコントローラ
１２７…バス
１３０…ディスクアレイ制御部
１３１…ＣＰＵ
１３２…第１のＳＣＳＩコントローラ
１３３…第１のアドレスジェネレータ
１３４…第２のアドレスジェネレータ
１３５…第１のクロスバスイッチ
１３６…第１のデータメモリ
１３７…第２のデータメモリ
１３８…第２のクロスバスイッチ
１３９…第２のＳＣＳＩコントローラ
１５０…ハードディスク装置
【産業上の利用分野】
本発明は、複数のＡＶデータを同時的に入出力することが可能なデータ記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまでの、たとえばデジタル化されたオーディオデータおよびビデオデータのいずれかまたは両方を含むＡＶデータのような、大容量のデータを記録することのできるデータ記録装置としては、図９および図１０に示すような構成のデータ記録装置がある。
図９は、そのようなデータ記録装置の構成を示すブロック図であり、データ記録装置８００は、ＣＰＵバス８１１に、ＣＰＵ８０１、ＲＯＭ８０２、ＲＡＭ８０３、モニタ８０５、キーボード８０７、記録部、および、Ｉ／Ｏ部が接続された構成である。モニタ８０５はビデオＩ／Ｆ８０４を介して、キーボード８０７はキーボードＩ／Ｆ８０６を介して、各々ＣＰＵバス８１１に接続されている。また記録部は、図示のごとく、ディスクアレイ制御部８０８、ｐ個のハードディスク装置８０９-1〜８０９-pからなる構成である。またＩ／Ｏ部は、ｑ個のＩ／Ｏチャネル８１０-1〜８１０-qを有する。
【０００３】
このような構成のデータ記録装置においては、Ｉ／Ｏチャネル８１０-i（ｉ＝１〜ｑ）から入力されたデータは、ＣＰＵバス８１１を介してディスクアレイ制御部８０８に入力され、このディスクアレイ制御部８０８により制御されてハードディスク装置８０９-1〜８０９-pに記録される。また、ハードディスク装置８０９-1〜８０９-pから読み出されたデータは、ディスクアレイ制御部８０８からＣＰＵバス８１１を介してＩ／Ｏチャネル８１０-i（ｉ＝１〜ｑ）に入力され、外部に出力される。
この時、書き込みまたや読み出しのためのファイル名などのデータは、キーボード８０７より入力される。また、データをハードディスク装置８０９-i〜８０９-pのどの番地に記録するか、またはどの番地から再生するかなどの管理、および制御は、ＲＯＭ８０２またはＲＡＭ８０３に記録されているプログラムおよび管理データに従ってＣＰＵ８０１で行われる。
【０００４】
そのようなデータを記録することのできるこれまでのデータ記録装置の他の例を図１０に示す。
図１０は、そのデータ記録装置の構成を示すブロック図である。基本的な構成部は、図９に構成を示したデータ記録装置８００と同じであるが、図１０のデータ記録装置８２０においては、ＣＰＵバス８１１とは別のサブバス８１３を介して入出力されるデータの転送を行うようにしている。そしてＣＰＵバス８１１とサブバス８１３の間には入出力制御部８１２が設けられ、両バス間のデータの転送を制御している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述したようなデータ記録装置においては、特にＡＶデータのようなデータ量の多いデータの入出力処理を、複数のＩ／Ｏチャネルを利用して複数同時的に行おうとすると、十分効率よく行えないという問題があった。
【０００６】
具体的には、図９に構成を示したようなこれまでのデータ記録装置においては、入出力を行うデータがＣＰＵバスを介して転送されるため、バスの容量により転送可能なデータ量が制限を受けてしまい、複数の入出力処理を十分高速に行うことができなかった。また、このデータ記録装置のＣＰＵには、ファイルシステムの管理、リアルタイムの入出力制御、同時書き込み時の排他制御、アドレス計算、空き領域管理などの種々の処理が集中しており、制御のために複雑なプログラムが必要な上に、非常に高性能なＣＰＵを用いる必要があった。さらにそれでも、場合によっては適切に処理を行うことができなかった。
【０００７】
また、図１０に構成を示したようなデータ記録装置においては、バスが分割されているため図９のデータ記録装置に比べればバスによる制限は緩和されているものの、依然各Ｉ／Ｏチャネルとハードディスク装置の間は共通バスを使用しているため、バスによる前記転送量の制限は存在する。また、前記ＣＰＵへの処理の集中は同じであり、制御のために複雑なプログラムが必要な上に、非常に高性能なＣＰＵを用いる必要があった。さらにそれでも、場合によっては適切に処理を行うことができないという問題も同じく存在した。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、ＡＶデータなどの大容量のデータの転送を複数、同時に行える程度に、効率よくデータの入出力が行えるようなデータ記録装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、たとえばバスやＣＰＵなどの、一部の手段に処理やデータが集中するのを防ぐようにした。すなわち、Ｉ／Ｏチャネル自体がＣＰＵを備え、高度な管理や制御の処理を行えるようにした。またこれにより、全体を制御するＣＰＵへの負担を少なくするようにした。そして、一元的な管理が必要な各Ｉ／Ｏチャネルの排他的な制御は、各Ｉ／Ｏチャネルごとの記憶領域のアクセス手段に所定の手段を適用し、確実にしかも効率的に行えるようにした。
【００１０】
したがって、本発明のデータ記録装置は、複数の部分領域に分割される記録領域を有するデータ記録手段と、前記データ記録手段の分割された部分領域各々に対応して設けられ、前記データ記録手段へのデータの書き込みは当該対応部分領域のみを対象として行い、前記データ記録手段に記録されているデータの読み出しは全記録領域を対象として行う複数のデータ入出力手段と、入力される制御信号に基づいて前記各データ入出力手段に少なくともデータの書き込みおよび読み出しを指示する入出力管理手段とを有する。
【００１１】
好適には、前記複数のデータ入出力手段は、前記データ記録手段の全記録領域に記録されているデータの管理データを各々有し、前記入出力管理手段は、前記データ記録手段のいずれかの前記部分領域の記録内容が更新された場合に、前記複数のデータ入出力手段各々に対して、前記データが更新された領域に対応する前記データ入出力手段の管理データに基づいた管理データの更新を指示する。
【００１２】
また好適には、前記データ記録手段は、複数のデータ記録装置と、前記複数のデータ記録装置を論理的に１つのアドレス空間で管理可能なように制御するディスクアレイ制御手段とを有するディスクアレイ装置である。
【００１３】
特定的には、前記データ記録手段は、オーディオデータおよびビデオデータのいずれかまたは両方を含むＡＶデータを記録するＡＶデータ記録手段であり、前記データ入出力手段は、前記ＡＶデータの入力および出力を同時的に行う。
【００１４】
【作用】
本発明のデータ記録装置によれば、データ記録時は、入出力管理手段から所定のデータ入出力手段にデータの書き込みが指示され、そのデータ入出力手段によりデータ記録手段に対するデータの書き込みが行われる。この時には、データ記録手段の複数の部分領域の中の、そのデータ入出力手段に対応付けられた所定の領域中にそのデータの書き込みが行われる。
データ再生時には、入出力管理手段から所定のデータ入出力手段にデータの読み出しが指示され、そのデータ入出力手段によりデータ記録手段からのデータの読み出しが行われる。この時には、データ記録手段の全ての記録領域をアクセス対象としてデータの読み出しが行われる。
これらのデータ記録および再生の処理は、複数のデータ入出力手段において、各々独立して同時的に行われる。
【００１５】
【実施例】
本発明のデータ記録装置の一実施例を図１〜図８を参照して説明する。
本実施例のデータ記録装置は、複数のデジタルＡＶデータを記録する大容量のデータ記録装置であり、さらに、複数の入出力チャネルを介して複数系列のＡＶデータを同時的に入出力可能なＡＶデータ用のデータ記録装置である。
図１は、本発明のデータ記録装置の構成を示すブロック図である。
データ記録装置１００は、入出力管理部１１０、ｎ個のデータ入出力部１２０-1〜１２０-n、ディスクアレイ制御部１３０、および、ｍ個のハードディスク装置１５０-1〜１５０-mを有する。
【００１６】
まず、各部の構成について説明する。
まず、入出力管理部１１０の構成について図２を参照して説明する。
図２は、入出力管理部１１０の構成を示すブロック図である。
入出力管理部１１０は、データ記録装置１００の全体を制御するメイン回路であり、通常の演算処理装置により構成される。
入出力管理部１１０は、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３、ビデオＩ／Ｆ１１４、モニタ１１５、キーボードＩ／Ｆ１１６、キーボード１１７、および、ｎ個のシリアル入出力Ｉ／Ｆ１１８-1〜１１８-nを有し、これらがＣＰＵバス１１９を介して図示のごとく接続されている。
【００１７】
ＣＰＵ１１１は通常のプロセッサであり、ＲＯＭ１１２またはＲＡＭ１１３に格納されているプログラムに従って動作する。このＣＰＵ１１１においては、ファイル管理およびファイルの入出力の制御を行うプログラムが通常は実行され、その環境下で作業者はモニタ１１５およびキーボード１１７を介してデータの記録、および、再生の作業を行う。
ＲＯＭ１１２およびＲＡＭ１１３には前記プログラムの他に、シリアル入出力Ｉ／Ｆ１１８の数ｎなどの装置構成のデータや、記録されるＡＶデータの管理データなども記録される。
【００１８】
モニタ１１５は、作業者への入力要求や状態表示、あるいは管理データの表示などを行う表示手段であり、ビデオＩ／Ｆ１１４を介してＣＰＵバス１１９に接続されている。また、モニタ１１５においては、ＡＶデータの表示も行うことができる。
キーボード１１７は、作業者が作業の指示やファイル名の入力などを行う入力手段であり、キーボードＩ／Ｆ１１６を介してＣＰＵバス１１９に接続されている。
ｎ個のシリアル入出力Ｉ／Ｆ１１８-1〜１１８-nは、データ入出力部１２０との間でＡＶデータの入出力を指示するためのインターフェイス手段であり、ｎ個のデータ入出力部１２０-1〜１２０-nに対して１対１に接続されている。
【００１９】
次に、データ入出力部１２０の構成について図３を参照して説明する。
図３は、データ入出力部１２０の構成を示すブロック図である。
データ入出力部１２０は、ＣＰＵ１２１、ＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２３、シリアル入出力Ｉ／Ｆ１２４、ビデオＩ／Ｆ１２５、および、ＳＣＳＩコントローラ１２６を有し、これらがバス１２７を介して図示のごとく接続されている。
【００２０】
ＣＰＵ１２１は通常のプロセッサであり、ＲＯＭ１２２またはＲＡＭ１２３に格納されているプログラムに従って動作する。このＣＰＵ１２１が、入出力管理部１１０、ディスクアレイ制御部１３０および外部との間のデータの入出力のリアルタイム制御、ファイルシステムの管理、ディスクアレイ制御部１３０のアドレス計算や空き領域管理などを行う。
ＲＡＭ１１３には前記プログラムの他に、ハードディスク装置１５０に記録されているデータの管理データも記録される。
【００２１】
シリアル入出力Ｉ／Ｆ１２４は、入出力管理部１１０とのインターフェイスであり、入出力管理部１１０との制御信号の入出力を行う。また、入出力管理部１１０からの要求に応じて再生ＡＶデータを出力する場合もある。
ビデオＩ／Ｆ１２５は、外部とのデジタルＡＶデータの入出力を行うインターフェイスである。
ＳＣＳＩコントローラ１２６は、ディスクアレイ制御部１３０を介してハードディスク装置１５０-1〜１５０-mとデータの入出力を行うためのインターフェイスである。なお、データ入出力部１２０から見ると、ｍ個のハードディスク装置からなるハードディスク装置１５０-1〜１５０-mは、１つの連続した論理アドレス空間としてアクセス可能になっている。
【００２２】
次に、ディスクアレイ制御部１３０の構成について図４を参照して説明する。図４は、データ記録装置１００のディスクアレイ制御部１３０の構成を示すブロック図である。
ディスクアレイ制御部１３０は、ＣＰＵ１３１、第１のＳＣＳＩコントローラ１３２-1〜１３２-n、第１のアドレスジェネレータ１３３、第２のアドレスジェネレータ１３４、第１のクロスバスイッチ１３５、第１のデータメモリ１３６、第２のデータメモリ１３７、第２のクロスバスイッチ１３８、および、第２のＳＣＳＩコントローラ１３９-1〜１３９-mを有する。
【００２３】
ＣＰＵ１３１は、ディスクアレイ制御部１３０を構成する各部を制御するプロセッサである。
第１のＳＣＳＩコントローラ１３２は、データ入出力部１２０とのデータの入出力を行うためのインターフェイスであり、ｎ個のデータ入出力部１２０-1〜１２０-nに対応してｎ個設けられている。
第１のアドレスジェネレータ１３３は、データ入出力部１２０-1〜１２０-nとの間で入出力が行われるデータについて、第１のデータメモリ１３６または第２のデータメモリ１３７にリードまたはライトするためのアドレスを発生する。
【００２４】
第２のアドレスジェネレータ１３４は、ハードディスク装置１５０-1〜１５０-mとの間で入出力が行われるデータについて、第１のデータメモリ１３６または第２のデータメモリ１３７にリードまたはライトするためのアドレスを発生する。
第１のクロスバスイッチ１３５および第２のクロスバスイッチ１３８は、入力される切換信号に基づいて、入力側と出力側の接続状態を切り換えるスイッチである。すなわち、入力される切換信号に応じて、ａ−ｃ，ｂ−ｄが各々接続されている状態と、ａ−ｄ，ｂ−ｃが各々接続されている状態が適宜切り換えられる。
【００２５】
第１のデータメモリ１３６および第２のデータメモリ１３７は、入出力されるデータを所定単位ごとに一時的にバッファリングしておくためのメモリである。各メモリには、第１のアドレスジェネレータ１３３または第２のアドレスジェネレータ１３４で発生されたアドレスが第１のクロスバスイッチ１３５により選択され入力される。
第２のＳＣＳＩコントローラ１３９は、ハードディスク装置１５０とのデータの入出力を行うためのインターフェイスであり、ｍ個のハードディスク装置１５０-1〜１５０-mに対応してｍ個設けられている。
【００２６】
次に、このような構成のデータ記録装置１００の基本的な動作について説明する。
まず、ディスクアレイ制御部１３０の内部の動作について説明する。
データ入出力部１２０とハードディスク装置１５０の間のデータの転送を行う場合には、まず、第１のクロスバスイッチ１３５および第２のクロスバスイッチ１３８の両方をａ−ｃ，ｂ−ｄが各々接続されるように切り換えておく。この状態においては、データ入出力部１２０と第１のデータメモリ１３６が接続され、ハードディスク装置１５０と第２のデータメモリ１３７が接続される。したがって、データ入出力部１２０から入力されたデータは、第１のアドレスジェネレータ１３３で発生されるアドレスに基づいて第１のデータメモリ１３６に格納され、ハードディスク装置１５０から読み出されたデータは、第２のアドレスジェネレータ１３４で発生されるアドレスに基づいて第２のデータメモリ１３７に格納される。
【００２７】
次に、第１のクロスバスイッチ１３５および第２のクロスバスイッチ１３８の両方をａ−ｄ，ｂ−ｃが各々接続されるように切り換えると、データ入出力部１２０と第２のデータメモリ１３７が接続され、ハードディスク装置１５０と第１のデータメモリ１３６が接続される。したがって、この状態では、第２のアドレスジェネレータ１３４で発生されるアドレスに基づいて第１のデータメモリ１３６から読み出されたデータは、第２のＳＣＳＩコントローラ１３９を介してハードディスク装置１５０に記録される。また、第１のアドレスジェネレータ１３３で発生されるアドレスに基づいて第２のデータメモリ１３７から読み出されたデータは、第１のＳＣＳＩコントローラ１３２を介してデータ入出力部１２０に出力される。
【００２８】
このように、ディスクアレイ制御部１３０においては、第１のクロスバスイッチ１３５および第２のクロスバスイッチ１３８を適宜切り換えることにより、データ入出力部１２０とディスクアレイ制御部１３０との間のデータ転送と、ハードディスク装置１５０とディスクアレイ制御部１３０との間のデータ転送、すなわち、データ入出力部１２０とハードディスク装置１５０との間のデータの入力と出力を同時に行うことができる。
【００２９】
次に、ディスクアレイ制御部１３０におけるハードディスク装置１５０へのデータの記録動作について図５および図６を参照して説明する。
図５は、データ入出力部１２０からディスクアレイ制御部１３０の第１のデータメモリ１３６にデータを書き込む状態を示す図である。
図６は、ディスクアレイ制御部１３０の第１のデータメモリ１３６からハードディスク装置１５０-1〜１５０-mにデータを転送する状態を示す図である。
なお、ここでは説明のために、データ入出力部１２０は４個のデータ入出力部１２０-1〜１２０-4より構成され、また、ハードディスク装置１５０は８個のハードディスク装置１５０-1〜１５０-8より構成されるものとする。
【００３０】
４個のデータ入出力部１２０-1〜１２０-4が同時にデータの書き込みを行う場合、図５に示すように、時間Ｔｓの間でデータ入出力部１２０-1〜１２０-4は同時に第１のデータメモリ１３６のBlock1〜Block4にデータを書き込む。時間Ｔｓが経過すると、前述したように第１のクロスバスイッチ１３５および第２のクロスバスイッチ１３８が切り換えられ、第１のデータメモリ１３６は図６に示すように、ハードディスク装置１５０-1〜１５０-8に接続される。
第１のデータメモリ１３６からハードディスク装置１５０-1〜１５０-8にデータの転送を行う際には、４回に分けて書き込まれる。最初の時間Ｔｓ／４でデータＤ11〜Ｄ81をハードディスク装置１５０-1〜１５０-8に同時に書き込む。そして、次の時間Ｔｓ／４でデータＤ12〜Ｄ82をハードディスク装置１５０-1〜１５０-8に同時に書き込み、以後同様に時間Ｔｓ／４ごとにデータＤ13〜Ｄ83，Ｄ14〜Ｄ84をハードディスク装置１５０-1〜１５０-8に同時に書き込む。
【００３１】
本実施例のデータ記録装置１００のディスクアレイ制御部１３０においては、このように１チャネル分のデータを分割して複数のディスク装置に記録している。以後、この処理をストライピング処理と言う。
データ記録装置１００において、外部からデータ入出力部１２０へ、および、データ入出力部１２０からディスクアレイ制御部１３０へのＡＶデータの転送は比較的に高速に行われるが、ハードディスク装置１５０へのデータの書き込み速度、および、読み出し速度は比較的遅く、効率のよいデータの転送が行えない可能性がある。そこで、本実施例のディスクアレイ制御部１３０においては、第１のデータメモリ１３６および第２のデータメモリ１３７を用いてこのようなストライピング処理を行い、ハードディスク装置１５０と効率よくデータの転送が行えるようにしている。
【００３２】
次に、このようなデータ記録装置１００に記録されているデータの管理方法について図７および図８を参照して説明する。
本実施例のデータ記録装置１００においては、ディスクアレイ制御部１３０に管理されている複数のハードディスク装置１５０-1〜１５０-mからなる記録部は、全体として１つの論理アドレス空間を形成する。しかし、この記録部は、データ入出力部１２０の数ｎと同じ数のパーティションに区切られている。そして、各パーティションは各々１つのデータ入出力部１２０に対応付けられている。
なお、この時、各パーティションのサイズは異なっていてもよいが、重複する領域があってはならない。
【００３３】
そして、各データ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜ｎ）は、対応するパーティションに対してのみデータの書き込みが可能であり、そのデータ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜ｎ）に対応していない他のパーティションへのデータの書き込みを行うことはできない。
また、各データ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜ｎ）でデータの書き込みが行われた際には、全てのデータ入出力部１２０-i〜１２０-nの管理データが更新される。これにより、各データ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜ｎ）は、全論理空間よりデータの読み出しが可能となる。
【００３４】
具体的に、図７を参照して説明する。
図７に示す例において、ディスクアレイ制御部１３０で管理される記録領域は、００００ｈ番地からＦＦＦＦｈ番地までの論理空間を有し、００００ｈ〜３ＦＦＦｈ番地、４０００ｈ番地〜７ＦＦＦｈ番地、８０００ｈ番地〜ＢＦＦＦｈ番地、および、Ｃ０００ｈ番地〜ＦＦＦＦｈ番地の４つのパーティションＰ１〜Ｐ４に区切られている。さらに、前記各パーティションは、各々データ入出力部１２０-1、データ入出力装置１２０-2、データ入出力装置１２０-3、および、データ入出力装置１２０-4に対応付けられている。
【００３５】
図７に示すような構成においては、図７（Ａ）に示すように、データライト時には、各データ入出力部１２０-1〜１２０-4は各々対応する領域にのみ書き込みが可能である。すなわち、データ入出力部１２０-1は第１のパーティションＰ１に、データ入出力装置１２０-2は第２のパーティションＰ２に、データ入出力装置１２０-3は第３のパーティションＰ３に、データ入出力装置１２０-4は第４のパーティションＰ４にデータの書き込みが可能である。そして、各々その他のパーティションにデータを記録することはできない。
またデータのリード時には、図７（Ｂ）に示すように、各データ入出力部１２０-1〜１２０-4は全記録領域のデータを読み出すことができる。すなわち、各データ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜４）に対応するパーティション以外のパーティションに記録されているデータも読み出すことができる。
【００３６】
複数のデータ入出力部１２０-1〜１２０-nが各々独立に動作する本実施例のデータ記録装置１００のような構成において、前述したように、データの書き込みについては対応するパーティションのみを対象とし、データの読み出しに関しては全ての記録領域を対象とする場合には、各データ入出力部１２０-1〜１２０-nの管理データは、そのデータ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜ｎ）以外のデータ入出力部１２０-k（ｋ＝１〜ｎ，ｋ≠ｉ）で記録されたデータに対応して、更新される必要がある。
【００３７】
その管理データの更新の処理について、図８を参照して説明する。
図８は、データの記録時の各部の処理を説明するためのフローチャートである。
なお、図８においては、データ入出力部１２０-1よりデータを書き込む場合を例示して前記処理を説明する。
まず、データの書き込み処理が指示されると、入出力管理部１１０がデータ入出力部１２０-1にデータの書き込み命令を出力する（ステップＳ１）。その命令に基づいて、データ入出力部１２０-1はデータの書き込みを行う（ステップＳ２）。データの書き込みが終了したら、データ入出力部１２０-1はその対応記録領域内の所定の領域に記録されているデータ管理情報を、前記書き込みに基づいて更新する（ステップＳ３）。
【００３８】
そしてデータ入出力部１２０-1は書き込み処理が終了した旨の信号を入出力管理部１１０に入力する（ステップＳ４）。入出力管理部１１０では、前記信号を受け取ったら、前記データの書き込みを行ったデータ入出力部１２０-1以外のデータ入出力部１２０-2〜１２０-4に、データ入出力部１２０-1の管理データを用いて各データ入出力部１２０-i（ｉ＝２〜４）の管理データを更新する命令を出力する（ステップＳ５）。そして、各データ入出力部１２０-i（ｉ＝２〜４）で、データ入出力部１２０-1の記録領域に記録されているデータ入出力装置１２０-1の管理データを読み出し、その管理データに基づいて各データ入出力部１２０-i（ｉ＝２〜４）の管理データを更新する（ステップＳ６）。
【００３９】
このような処理を行うことにより、データの書き込みについては対応するパーティションのみを対象とし、データの読み出しについては全ての記録領域を対象とすることが可能となる。
【００４０】
次に、データ記録装置１００の動作について説明する。
まず、外部から入力されたデジタルビデオ信号をデータ記録装置１００に記録する場合の動作について説明する。
まず、記録するＡＶデータのファイル名、記録時間、使用するデータ入出力部１２０の種類などのデータが、たとえば、入出力管理部１１０のキーボード１１７より入力される。その入力されたデータに基づいて、入出力管理部１１０は、そのデータ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜ｎ）の対応する記録領域に空きがあるか否かを調べる。空きがあった場合には、入出力管理部１１０はそのデータ入出力部１２０-iに対してファイル名と記録時間を指定し、記録を命令する。
【００４１】
データ入出力部１２０-iは、ディスクアレイ制御部１３０に、入力されたデジタルＡＶデータの単位時間（ΔＴ）分のデータを転送し、それを記録する論理的な空間の開始番地とサイズを指示する。ディスクアレイ制御部１３０は、単位時間（ΔＴ）分のデータを前述したストライピング処理し、そのデータをハードディスク装置１５０-1〜１５０-mに書き込むために、各ハードディスク装置１５０-1〜１５０-mに対して開始番地とデータサイズと、書き込みの信号を送る。これらの信号の送出はＳＣＳＩプロトコルに基づいて行われる。
そして、この単位時間（ΔＴ）ずつの処理を繰り返し、書き込みデータを全て記録する。
【００４２】
データの書き込みが終了したら、データの書き込みを行ったデータ入出力部１２０-iはファイル情報（ファイル名、データサイズ、データを記録した位置など）をディスクアレイ制御部１３０を介してハードディスク装置１５０-1〜１５０-mに記録する。また、そのデータ入出力部１２０-iは、入出力管理部１１０に対して、デジタルＡＶデータの記録が終了した旨の信号を出力する。
入出力管理部１１０においては、そのデータ入出力部１２０-i以外のデータ入出力部１２０-k（ｋ＝１〜ｎ，ｋ≠ｉ）に対して、ファイル情報更新の命令を送出する。これにより、各データ入出力部１２０-k（ｋ＝１〜ｎ，ｋ≠ｉ）においては、ディスクアレイ制御部１３０を介してファイル情報を獲得し、管理データを更新する。
【００４３】
次に、データ記録装置１００に記録されているデジタルビデオ信号を再生して外部に出力する場合の動作について説明する。
まず、再生するＡＶデータのファイル名と使用するデータ入出力部１２０の種類などのデータを、たとえば、入出力管理部１１０のキーボード１１７より入力する。入出力管理部１１０は、その指定されたデータ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜ｎ）に、前記ファイル名のＡＶデータの再生命令を送出する。
【００４４】
データ入出力部１２０-iは、単位時間（ΔＴ）分のデータをリードするために、そのデータ入出力部１２０-iの管理データを参照して、ディスクアレイ制御部１３０に対して、論理空間中の読み出し開始番地とサイズを指示する。ディスクアレイ制御部１３０は、ストライピング処理された単位時間（ΔＴ）分のデータをハードディスク装置１５０-1〜１５０-mからリードするために、ハードディスク装置１５０-1〜１５０-m各々に対して開始番地とデータサイズと読み出し命令を送出する。なお、この命令の送出はＳＣＳＩプロトコルに従って行う。
【００４５】
各ハードディスク装置１５０-1〜１５０-mは、ディスクアレイ制御部１３０にデータを出力する。ディスクアレイ制御部１３０はストライピング処理されたデータを１つのデータストリームに戻して、前記データ入出力部１２０-iに出力する。データ入出力部１２０-iはそのデータを適宜外部に出力する。データ入出力部１２０-iは、そのＡＶデータの記録内容が全て出力されるまで、前記単位時間（ΔＴ）ずつの処理を繰り返し、全てのデータを出力したら処理を終了する。
【００４６】
以上説明したように、本実施例のデータ記録装置によれば、ＡＶデータを複数台のディスク装置に適切に記録することができる。また、その際に、複数の入出力チャネルを用いて、複数系統のＡＶデータの入出力を同時的に行うことができる。この時には、各入出力チャネルについて、書き込み処理を行うことのできるディスク上の領域が決定されているので、複数のＡＶデータの書き込みを同時的に行っても、適切に排他制御をすることができる。
したがって、本実施例のデータ記録装置は、ＡＶデータなどの連続的な大容量のデータを記録するのに好適なデータ記録装置である。
【００４７】
なお、本発明のデータ記録装置は、本実施例に限れるものではなく、種々の改変が可能である。
たとえば、各データ入出力部１２０-i（ｉ＝１〜ｎ）の構成は、本実施例に限られるものではなく、任意好適に変更してよい。
たとえば、データ入出力部１２０と入出力管理部１１０との間のインターフェイスは、本実施例においてはシリアルデータＩ／Ｆを用いるものとした。これは、この間のデータの伝送がほとんどの場合、コマンドとファイル名を示すデータ程度の、少量のデータであると見込んでいるためである。しかし、本実施例において例外的に示したような再生または入力ＡＶデータの一部を入出力管理部１１０のモニタ１１５にサンプル表示するような場合には、より転送データ量の大きいＩ／Ｆ手段を用いた方が好ましく、任意のＩ／Ｆ手段を設けてそのような構成にしてもよい。
【００４８】
また、各データ入出力部１２０において、外部とのＡＶデータの入出力チャネルであるビデオＩ／Ｆ１２５は、各１つずつ設けられている。しかし、これを複数設けるような構成にしてもよい。特に、データ入出力部１２０のＣＰＵ１２１が高性能なＣＰＵであって処理能力が十分であれば、そのような構成にすれることが望ましく、その結果、外部とのビデオＩ／Ｆの個数に対して装置構成を簡単にすることができる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明のデータ記録装置を用いれば、バスやＣＰＵなどの一部の手段への処理の集中によるデータ転送の制限を排除することができるので、複数のＩ／Ｏチャネルで複数のデータの入出力を効率よく行うことができる。その結果、ＡＶデータなどの大容量のデータの転送においても、複数系統のデータ転送を同時的に行えるような、効率よくデータの入出力が行えるデータ記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のデータ記録装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したデータ記録装置の入出力管理部の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示したデータ記録装置のデータ入出力部の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示したデータ記録装置のディスクアレイ制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示したデータ記録装置におけるストライピング処理を説明をする図であり、そのデータ記録装置のデータ入出力部からディスクアレイ制御部の第１のデータメモリにデータを書き込む状態を示す図である。
【図６】図１に示したデータ記録装置におけるストライピング処理を説明をする図であり、そのデータ記録装置のディスクアレイ制御部の第１のデータメモリからハードディスク装置にデータを書き込む状態を示す図である。
【図７】図１に示したデータ記録装置のデータ入出力部各々の、記録領域に対するアクセス範囲を説明するための図であり、（Ａ）はデータ書き込み時のデータ入出力部と記録領域の対応を示す図、（Ｂ）はデータ読み出し時のデータ入出力部と記録領域の対応を示す図である。
【図８】図１に示したデータ記録装置におけるデータ記録時の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】これまでのデータ記録装置の第１の例を示すブロック図である。
【図１０】これまでのデータ記録装置の第２の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００…データ記録装置
１１０…入出力管理部
１１１…ＣＰＵ １１２…ＲＯＭ
１１３…ＲＡＭ １１４…ビデオＩ／Ｆ
１１５…モニタ １１６…キーボードＩ／Ｆ
１１７…キーボード １１８…シリアル入出力Ｉ／Ｆ
１１９…ＣＰＵバス
１２０…データ入出力部
１２１…ＣＰＵ １２２…ＲＯＭ
１２３…ＲＡＭ １２４…シリアル入出力Ｉ／Ｆ
１２５…ビデオＩ／Ｆ １２６…ＳＣＳＩコントローラ
１２７…バス
１３０…ディスクアレイ制御部
１３１…ＣＰＵ
１３２…第１のＳＣＳＩコントローラ
１３３…第１のアドレスジェネレータ
１３４…第２のアドレスジェネレータ
１３５…第１のクロスバスイッチ
１３６…第１のデータメモリ
１３７…第２のデータメモリ
１３８…第２のクロスバスイッチ
１３９…第２のＳＣＳＩコントローラ
１５０…ハードディスク装置
Claims (4)
- 複数の部分領域に分割される記録領域を有するデータ記録手段と、
前記データ記録手段の分割された部分領域各々に対応して設けられ、前記データ記録手段へのデータの書き込みは当該対応部分領域のみを対象として行い、前記データ記録手段に記録されているデータの読み出しは全記録領域を対象として行う複数のデータ入出力手段と、
入力される制御信号に基づいて前記各データ入出力手段に少なくともデータの書き込みおよび読み出しを指示する入出力管理手段と
を有するデータ記録装置。 - 前記複数のデータ入出力手段は、前記データ記録手段の全記録領域に記録されているデータの管理データを各々有し、
前記入出力管理手段は、前記データ記録手段のいずれかの前記部分領域の記録内容が更新された場合に、前記複数のデータ入出力手段各々に対して、前記データが更新された領域に対応する前記データ入出力手段の管理データに基づい管理データの更新を指示する
請求項１記載のデータ記録装置。 - 前記データ記録手段は、
複数のデータ記録装置と、
前記複数のデータ記録装置を論理的に１つのアドレス空間で管理可能なように制御するディスクアレイ制御手段と
を有するディスクアレイ装置である請求項２記載のデータ記録装置。 - 前記データ記録手段は、オーディオデータおよびビデオデータのいずれかまたは両方を含むＡＶデータを記録するＡＶデータ記録手段であり、
前記データ入出力手段は、前記ＡＶデータの入力および出力を同時的に行う
請求項３記載のデータ記録装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10149495A JP3743018B2 (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | データ記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP10149495A JP3743018B2 (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | データ記録装置 |
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| JPH08297916A JPH08297916A (ja) | 1996-11-12 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3743018B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO1999008272A1 (en) * | 1997-08-07 | 1999-02-18 | Sony Corporation | Data recording/reproducing method and data recorder/reproducer |
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- 1995-04-25 JP JP10149495A patent/JP3743018B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH08297916A (ja) | 1996-11-12 |
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