JP2002271740A - データ入出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録用バッファがオーバーフローして記録デ
ータの欠落が生じることを未然に防止することができ、
記録データの連続性を保証することができるデータ入出
力装置を提供する。 【解決手段】 データ入出力装置は、記録処理部１、記
録用バッファメモリ２、映像音声データを記録するディ
スク３、ディスク３を制御するディスク制御部４、シス
テムコントローラ８から発行されたコマンドキューによ
り記録用バッファメモリ２及び再生用バッファメモリ６
のデータ転送を制御するバッファ制御部５、再生用バッ
ファメモリ６、再生処理部７、及び割込み信号に従って
記録用バッファメモリ２及び再生用バッファメモリ６へ
の転送開始アドレス及び転送長さを設定するコマンドキ
ューを発行するシステムコントローラ８を備え、システ
ムコントローラ８は、記録用バッファメモリ２への入出
力アドレス及び転送長さを前もって設定できるコマンド
キューを有し、バッファ制御部５は、各転送終了毎に割
込みを発生するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体へのデー
タ書き込み読み出しを行うデータ入出力装置に関し、特
に、ディスク等の記録メディアを用いたデータ書き込み
読み出しを行うデータ入出力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】動画像、特に、蓄積メディア用の動画像
符号化の国際標準としては、ＭＰＥＧ（Moving Picture
Expert Group）がある。

【０００３】ＭＰＥＧは、ＭＰＥＧ１，ＭＰＥＧ２，Ｍ
ＰＥＧ４の３レベルの規格案が検討されている。ＭＰＥ
Ｇ１では、１．５Ｍｂｐｓの通信回線で伝送できる動画
像圧縮を目的としており、おもにテレビ電話やテレビ会
議などで使用することが考えられている。ＭＰＥＧ１で
は、現行のＮＴＳＣ方式のビデオ画像を３２０×２４０
ピクセルの解像度として扱い、１フレームを構成する２
フィールドのうち１フィールドのみのデータを用いる。
ＭＰＥＧ２では、１０Ｍｂｐｓを超える通信回線で伝送
できる圧縮が目標で、ＩＳＤＮなどによる動画像伝送や
ディジタル・ビデオがターゲットとされている。そし
て、ＭＰＥＧ４は、低ビットレートを対象としている。

【０００４】ＭＰＥＧの特徴は、静止画圧縮では不要で
あった「動き補償（ＭＣ：MotionCompensation）」を行
うこと、及び動画像圧縮の前提条件としてフレームのラ
ンダム・アクセスができること、早送りによる再生や巻
戻し再生（逆方向）ができることがあげられている。

【０００５】また、ＭＰＥＧでは、上述のように、早送
り、巻き戻し、途中からの再生が基本となっているた
め、ある単位の動画像をまとめてＧＯＰ（Group of Pic
tures）を形成し、その単位での独立再生ができるよう
にしている。上記ＧＯＰ内の画面の予測構造として、動
画のフレームを意味する１枚１枚の画像（ピクチャ）、
Ｉ、Ｂ、Ｐピクチャを用いる。上記ピクチャは、符号化
される方式に従って以下のタイプに分類される。

【０００６】(1)Ｉピクチャ（Intra-coded picture：Ｉ
ＮＴＲＡ符号化画像） 符号化されるときその画像１枚の中だけで閉じた情報の
みを使う。換言すれば、復号化するときＩピクチャ自身
の情報のみで画像が再構成できる。実際には、他の画像
との差分をとらずそのままＤＣＴ（Discrete Cosine Tr
ansform）して符号化する。この符号化方式は、一般に
効率が悪いが、これを随所に入れてＩピクチャだけを復
号すればランダムアクセスや高速再生が可能となる。さ
らに、Ｉピクチャを復号してメモリに蓄え、逆方向に読
み出すことを繰り返せば逆転再生をも可能となる。

【０００７】(2)Ｐピクチャ（Predictive-coded pictur
e：前方予測符号化画像） Ｐピクチャは、予測画像（差分をとる基準となる画像）
として、入力で時間的に前に位置し既に復号化されたＩ
ピクチャまたはＰピクチャを使う。すなわち、過去から
現在の一方向に予測されるフレームである。実際には動
き補償された予測画像との差を符号化するか差分をとら
ずに符号化する（ＩＮＴＲＡ符号化）か効率のよい方を
マクロブロック単位で選択できる。

【０００８】(3)Ｂピクチャ（Bidirectionally predict
ive-coded picture：両方向予測符号化画像） Ｂピクチャは、予測画像として時間的に前に位置し既に
復号化されＩピクチャまたはＰピクチャ、時間的に後ろ
に位置するすでに復号化されたＩピクチャまたはＰピク
チャ、及びその両方から作られた補間画像の３種類を使
う。上記３種類の動き補償後の差分の符号化とＩＮＴＲ
Ａ符号化の中で一番効率のよいものをマクロブロック単
位に選択できる。

【０００９】そして、ＧＯＰにおいて、Ｂピクチャを符
号化または復号化するには、その予測画像となる時間的
には後方にあるＩピクチャまたはＰピクチャが先に符号
化されていなくてはならないため、ＧＯＰを構成するに
はＩピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャは所定の順序が
必要であるが、Ｉピクチャの間隔、及びＰピクチャの間
隔は自由でＧＯＰの内部でも変わってもよい。

【００１０】ところで、ＭＰＥＧビデオやＭＰＥＧオー
ディオの符号化されたストリーム（ビット列）、さらに
他の符号化ストリームも含めて実際のアプリケーション
に適用する場合には、同期を含めて統合し１本化すると
ともに、そのストリームを蓄積メディアやネットワーク
等が持つ、固有の物理フォーマットやプロトコルに適合
したデータ形式にする必要がある。

【００１１】ＭＰＥＧ２システムには、ＭＰＥＧ１と同
様に１つのプログラムを構成するプログラム・ストリー
ム（ＭＰＥＧ２−ＰＳ，ＰＳ：Program Stream）と、複
数のプログラムを構成できるトランスポート・ストリー
ム（ＭＰＥＧ２−ＴＳ，ＴＳ：Transport Stream）とが
ある。

【００１２】ＭＰＥＧストリームは、１ビットのフラグ
も多数あるがヘッダなどの各単位ごとにバイト整列され
たバイト・ストリームである。ＭＰＥＧシステム全体に
共通した構造として固定長でないデータ部分には、長さ
を示す情報が先行して置かれ、不要な場合はその部分を
スキップしたり、次のデータ群の先頭を確認して信頼性
の高い分離処理ができるデータ構造となっている。

【００１３】ＭＰＥＧ２符号化方式に準拠し、圧縮され
た映像、音声信号を受信する装置は、復号化側において
映像、音声データのオーバーフロー、アンダーフローの
防止するために、符号化側での映像、音声サンプリング
周波数と、復号化側での映像、音声サンプリング周波数
またはＳＴＣ（System Time Clock）を一致させる必要
がある。

【００１４】そのため、復号化装置ではＭＰＥＧ２シス
テム規格（ＩＳＯ／ＩＥＣ規格１３８１８−１）で規定
されたＰＣＲ（Program Clock Reference：プログラム
時刻基準参照値）またはＳＣＲ（System Clock Referen
ce：システム時刻基準参照値）を用いることにより、符
号化側の映像、音声サンプリング周波数と復号化側の映
像、音声サンプリング周波数を一致させていた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のディ
スクを記録媒体とする記録装置では、映像音声データ等
のデータの読み出しや書き込みを行うとき、所定の転送
データサイズのデータがバッファメモリに蓄積されたと
ころで、上記記録装置よりデータ転送を行っていた。

【００１６】しかし、ＭＰＥＧ２などの高ビットレート
の動画データを同時録画再生する場合、記録装置のデー
タシーク時間やエラー処理などにより、バッファメモリ
から記録媒体へのデータ転送が中断され、最終的にはバ
ッファメモリがオーバーフローして記録データが欠落す
ることがあった。デジタル放送テレビ番組を録画する
際、データの取りこぼしが発生すると、再生時にデータ
の連続性が損なわれるだけでなく、使用者が見たかった
場面等が欠落してしまうことになる。

【００１７】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであって、ディスクを記録媒体とする記録装置に
おいて、同時録画再生を行った際、ディスクのシークや
エラー処理により、記録用バッファがオーバーフローし
て記録データの欠落が生じることを未然に防止すること
ができ、記録データの連続性を保証することができるデ
ータ入出力装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明のデータ入出力装
置は、入力されるデータストリームをバッファメモリへ
転送し、該バッファメモリから前記データストリームを
読み出して記録媒体に出力するデータ入出力装置であっ
て、前記バッファメモリへの転送開始アドレス及びデー
タ量を設定するコマンドキューを発行するシステムコン
トローラと、前記コマンドキューにより前記バッファメ
モリを制御するバッファ制御手段とを備え、前記バッフ
ァ制御手段は、前記バッファメモリに蓄積されたデータ
が前記コマンドキューで指定されたデータ量になるまで
データ転送し、データ転送終了毎に割込み信号を発生
し、前記システムコントローラは、前記割込み信号に従
って前記コマンドキューを発行することを特徴とする。

【００１９】また、設定時間を計測すると割込み信号を
発生するタイマを備え、前記タイマには、所定時間当た
りのデータ転送回数で示されるデータ転送容量に対応す
る時間を設定するものであってもよい。また、設定時間
を計測すると割込み信号を発生するタイマを備え、前記
システムコントローラは、１回のデータ転送あたりに要
する時間を検出して、データ転送終了までに要するデー
タ転送回数の予測値を算出し、該予測値をタイマへの割
込み周期として設定することで、データの入出力結果に
応じてバッファメモリから出力されるデータ転送を動的
に変化させることができる。

【００２０】また、より好ましくは、前記システムコン
トローラは、前記予測値を所定値と比較し、前記比較結
果を基に前記コマンドキューに設定するデータ量を変え
ることで、バッファメモリのオーバーフローを未然に防
ぐことができる。また、より好ましくは、前記システム
コントローラは、前記予測値を所定値と比較し、前記比
較結果を基に前記バッファメモリがオーバーフローを起
こすと予測する場合、前記バッファメモリへのデータ転
送を一時中断し、該バッファメモリからのデータ読み出
しのみを行うコマンドキューを発行することで、バッフ
ァメモリのオーバーフローを防ぎ、記録データの連続性
を保証することができる。

【００２１】また、より好ましい具体的な態様として
は、前記システムコントローラは、前記予測値を所定値
と比較し、前記比較結果を基に前記バッファメモリがオ
ーバーフローを起こすと予測する場合、前記バッファメ
モリへＭＰＥＧストリームのＩピクチャのみ転送するコ
マンドキューを発行することで、バッファメモリのオー
バーフローを防ぎ、記録データの連続性を保証すること
ができる。

【００２２】さらに、本発明のデータ入出力装置は、前
記バッファメモリへのデータ転送動作が、該バッファメ
モリからのデータ読み出し動作よりも優先する動作であ
ることを使用者に報知する報知手段を備えることで、記
録データ優先で動作していることを使用者に報知するこ
とができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の好適なデータ入出力装置の実施の形態について詳
細に説明する。 第１の実施の形態 図１は、本発明の第１の実施の形態のデータ入出力装置
の構成を示す図である。データ入出力装置として、デー
タをバッファメモリへ転送若しくは、バッファメモリか
らデコーダへＭＰＥＧストリームを出力するデジタルデ
ータ記録再生装置に適用した例である。

【００２４】図１において、１は記録処理部、２は記録
用バッファメモリ、３は映像音声データを記録するハー
ドディスク又はＤＶＤ等のディスク（記録媒体）、４は
ディスク３を制御するディスク制御部、５はバッファメ
モリ２，６を制御するバッファ制御部（バッファ制御手
段）、６は再生用バッファメモリ、７は再生処理部、８
はＣＰＵ等から構成され装置全体を制御するシステムコ
ントローラである。システムコントローラ８は、割込み
信号に従って記録用バッファメモリ２及び再生用バッフ
ァメモリ６への転送開始アドレス及び転送長さを設定す
るコマンドキューを発行する。

【００２５】バッファ制御部５は、システムコントロー
ラ８から発行されたコマンドキューにより記録用バッフ
ァメモリ２及び再生用バッファメモリ６のデータ転送を
制御する。バッファ制御部５は、記録用バッファメモリ
２に蓄積されたデータがコマンドキューで指定されたデ
ータ量になるまでデータ転送し、データ転送終了毎に割
込み信号を発生する。以下、上述のように構成されたデ
ータ入出力装置の動作を説明する。まず、記録時の動作
について説明する。

【００２６】システムコントローラ８では、使用者から
の記録指示を受け付ける。使用者からの記録指示に従っ
て、システムコントローラ８は記録処理部１を制御す
る。記録処理部１では、ＢＳチューナなどから入力され
たＭＰＥＧ２ストリームが入力され、システムコントロ
ーラ８によって指示された番組を構成するデータをセレ
クトする。記録処理部１でセレクトされたデータは、シ
ステムコントローラ８により制御されるバッファ制御部
５によりアドレスが指定され、記録用バッファメモリ２
へ格納される。記録用バッファメモリ２に格納されたデ
ータは、ディスク制御部４を介してディスク３へ書き込
まれる。

【００２７】システムコントローラ８は、記録用バッフ
ァメモリ２へ格納された記録データの出力転送開始アド
レスと転送するデータを設定可能な記録コマンドキュー
と再生用バッファメモリ６へ格納する再生データの入力
の転送開始アドレスと転送するデータ量を設定可能な再
生コマンドキューを有している。記録コマンドキューを
発行することにより、記録用バッファメモリ２からディ
スク３への記録データの転送の制御を行い、再生コマン
ドキューを発行することによりディスク３から再生用バ
ッファメモリ６へのデータ転送制御を行う。

【００２８】システムコントローラ８は、使用者からの
記録指示を受け付けると、バッファ制御部５へ記録コマ
ンドキューを発行する。バッファ制御部５では、記録用
バッファメモリ２に蓄積されたデータ量を監視してお
り、記録用バッファメモリ２に蓄積されたデータが記録
コマンドキューで指定されたデータ量になったところ
で、ディスク制御部４へデータ転送要求を出す。

【００２９】ディスク制御部４では、バッファ制御部５
からのデータ転送要求を受け付けるとシステムコントロ
ーラ８へ記録用バッファメモリ２からディスク３へのデ
ータ転送許可を求める。システムコントローラ８では、
ディスク３へ書き込み可能な状態であれば、ディスク制
御部４へデータ転送許可を出す。ディスク制御部４は、
この許可信号によりバッファ制御部５へ記録用バッファ
からのデータ転送許可信号を出す。この許可信号によ
り、記録用バッファメモリ２から記録データを読み出
し、ディスク制御部４を介して記録データをディスク３
へ格納する。１回に転送するデータ量はシステムコント
ローラ８が発行する記録コマンドキューで指定されてい
る。バッファ制御部５では、データ転送が終了するとシ
ステムコントローラ８へ割込み信号を出す。

【００３０】バッファ制御部５では、新たな記録コマン
ドキューをシステムコントローラ８から設定されない限
り、記録用バッファメモリ２からディスク３へのデータ
転送量の変更を行わない。また、システムコントローラ
８からバッファ制御部５へ発行する記録コマンドキュー
はバッファ制御部５からシステムコントローラ８への割
込み信号を検知した時に行う。次に、再生時の動作につ
いて説明する。

【００３１】システムコントローラ８では、使用者から
の再生指示を受け付ける。使用者からの再生指示によ
り、システムコントローラ８からバッファ制御部５へ再
生コマンドキューが発行される。バッファ制御部５では
再生コマンドキューを受け取ると、ディスク制御部４へ
再生データの転送要求を出す。ディスク制御部４では、
ディスク３から再生データの読み出しが可能であれば、
ディスク３からデータを読み出す。

【００３２】読み出したデータは、バッファ制御部５に
よりアドレスが指定され、再生用バッファメモリ６へ格
納される。バッファ制御部５により指定されるアドレス
は、システムコントローラ８から発行された再生コマン
ドキューで指定されたアドレスを開始アドレスとしてい
る。また、転送されるデータ量も再生コマンドキューに
より指定されている。

【００３３】バッファ制御部５では、再生コマンドキュ
ーで指定されたデータ量の転送が終了したとき、再生用
バッファメモリ６に蓄積された再生データ量を確認し、
一定量以下であればシステムコントローラ８へ割込み要
求信号を出す。システムコントローラ８で割込みを検知
すると、新たな再生コマンドキューを発行し、再生デー
タのデータ転送を制御する。

【００３４】デジタル放送では、予め決められたビット
レートで圧縮されたＭＰＥＧ２ストリームを転送する。
そのため、タイマを使用してある特定の時間当たりのデ
ータ転送回数を予測することが可能であり、その予測回
数を上回っていれば、記録用バッファメモリがオーバー
フローすることなくシステムが動作していることが分か
る。逆に、予測回数を下回っていれば、記録用バッファ
メモリ２に蓄積されるデータが増加し、オーバーフロー
する可能性があることが分る。

【００３５】以上のように、第１の実施の形態のデータ
入出力装置は、記録処理部１、記録用バッファメモリ
２、映像音声データを記録するディスク３、ディスク３
を制御するディスク制御部４、システムコントローラ８
から発行されたコマンドキューにより記録用バッファメ
モリ２及び再生用バッファメモリ６のデータ転送を制御
するバッファ制御部５、再生用バッファメモリ６、再生
処理部７、及び割込み信号に従って記録用バッファメモ
リ２及び再生用バッファメモリ６への転送開始アドレス
及び転送長さを設定するコマンドキューを発行するシス
テムコントローラ８を備え、システムコントローラ８
は、記録用バッファメモリ２への入出力アドレス及び転
送長さを前もって設定できるコマンドキューを有し、バ
ッファ制御部５は、各転送終了毎に割込みを発生するよ
うに構成したので、記録用バッファメモリ２からディス
ク３へのデータ転送容量を記録用バッファメモリ２の使
用状況により変化させることができ、記録用バッファメ
モリ２のオーバーフローを防ぐことができる。

【００３６】第２の実施の形態 図２は、本発明の第２の実施の形態のデータ入出力装置
の構成を示す図である。図１と同一構成部分には同一符
号を付して重複箇所の説明を省略する。本実施の形態の
デジタルデータ記録再生装置は、図２に示すように、図
１のデジタルデータ記録装置に、タイマ９を付加した構
成になっている。タイマ９を利用し、バッファメモリの
コントロールを行うことで記録用バッファメモリ２のオ
ーバーフローを回避するものである。

【００３７】以下、上述のように構成されたデータ入出
力装置の動作を説明する。本実施の形態のデジタルデー
タ記録再生装置の基本動作は、第１の実施の形態のデー
タ入出力装置と同様である。ここでは、第１の実施の形
態のデータ入出力装置と動作の異なる部分のみ説明す
る。

【００３８】システムコントローラ８によって設定され
た時間経過すると、システムコントローラ８に割り込み
を発生する。タイマは、設定された時間が経過する毎に
割込み信号を発生するモード（モード１）と、設定され
た時間が経過すると１度だけ割込み信号発生するモード
（モード２）を有している。

【００３９】システムコントローラ８では、使用者から
の記録指示を受け付けると、選局されたチャンネルを認
識し、記録命令を各ブロックへ出す。その後、タイマ９
へ割り込みをかける時間（Ｔｓ）の設定を行う。このと
き、タイマ９をモード２で動作させる。タイマ９は、設
定された時間が経過したところで、システムコントロー
ラ８へ割り込みを発生する。

【００４０】システムコントローラ８では、記録を開始
してからタイマ割込み発生までに行われた記録用バッフ
ァメモリ２からディスク３へのデータ転送回数（Ｚ）を
カウントしており、タイマ割込みを検知すると、ある一
定時間（Ｔｌ）あたりのデータ転送回数（Ｃ）を算出す
る。データ転送回数（Ｃ）は、次式（１）で求めること
ができる。

【００４１】 Ｃ＝ＺｘＴｌ／Ｔｓ …（１）

【００４２】ここで算出したＣは、一定時間Ｔｌあたり
に行われるべきデータ転送回数の予測値である。例え
ば、Ｔｓが１００ｓのときＸが６００回であった場合、
１秒あたりのデータ転送回数は、６００／１００＝６
（回／ｓ）で求めることができる。予測値を求めると、
システムコントローラ８からタイマ９へ割込み周期とし
てＴｌを設定する。このとき、タイマ９はモード１で動
作させ、定期的にタイマ割込みを発生させる。

【００４３】例えば、タイマ割込みが発生してから次の
タイマ割込み発生までに行われたデータ転送回数（Ｘ）
≧Ｃであれば、記録用バッファメモリ２はオーバーフロ
ーを起こすことなくデータ転送が行われていることが分
かる。しかし、タイマ割込み発生までにＸ＜Ｃの場合、
記録バッファメモリ２には（Ｘ−Ｃ）×１回のデータ転
送容量（Ｄ）だけ余分にデータが蓄積されていると考え
られる。

【００４４】そこで、Ｘ＜Ｃの場合、バッファ制御部５
からの割込みをシステムコントローラ８で検知すると、
Ｄ＋（Ｘ−Ｃ）×Ｄ（今までのデータ転送容量に、デー
タ転送されなかったと予測したデータ量の和を取ったも
の）のデータ転送容量をコマンドキューで指定し、バッ
ファ制御部５に記録コマンドキューを発行する。次のバ
ッファ制御部５からシステムコントローラ８へ割込み信
号を出した時には、記録用バッファメモリ２に蓄積され
ていたデータは１回のデータ転送容量を増加させること
で、減少している。そのため、システムコントローラ８
では割込みを検知すると、記録コマンドキューで指定す
るデータ転送容量を元のデータ転送容量Ｄに戻して発行
する。上記、タイマ９を利用したバッファメモリコント
ロール方法について図３のフローチャートを用いてさら
に詳細に説明する。

【００４５】図３は、デジタルデータ入出力装置の動作
を示すフローチャートであり、図中、Ｓはフローの各ス
テップを示す。まず、ステップＳ１で１回目のタイマ割
込みを検知し、ステップＳ２で一定時間（Ｔｌ）あたり
のデータ転送回数（Ｃ）を算出する。次いで、ステップ
Ｓ３でタイマ９へ割込み周期Ｔｌを設定する。

【００４６】ステップＳ４でタイマ割込みがあるか否か
を判別し、タイマ割込みがあればステップＳ５でタイマ
割込みが発生してから次のタイマ割込み発生までに行わ
れたデータ転送回数（Ｘ）が一定時間（Ｔｌ）あたりの
データ転送回数（Ｃ）より少ないか（Ｘ＜Ｃか）否かを
判別する。Ｘ＜Ｃのときは、ステップＳ６でバッファ制
御部５からの割込みがあるか否かを判別し、バッファ制
御部５からの割込みがあるまで待つ。

【００４７】バッファ制御部５からの割込みがあると、
ステップＳ７で現在のデータ転送容量Ｄに、（Ｘ−Ｃ）
×Ｄを加算したデータ転送容量を記録コマンドキューと
してバッファ制御部５に設定し、ステップＳ８でバッフ
ァ制御部５からの割込みがあるか否かを判別し、バッフ
ァ制御部５からの割込みを待つ。バッファ制御部５から
の割込みがあると、ステップＳ９でバッファ制御部５へ
データ転送容量Ｄを設定し、タイマ９をリセットして上
記ステップＳ４に戻る。上記ステップＳ４でタイマ割込
みがないとき、又は上記ステップＳ５でＸ≧Ｃのときは
ステップＳ４に戻り、タイマ割込みを待つ。

【００４８】このように、一定時間Ｔｌあたりのデータ
転送回数が予測した回数より少なかった場合は、バッフ
ァ制御部５へ発行する記録コマンドキューで設定する１
回のデータ転送容量を一時的に増加させることにより、
記録用バッファメモリ２のデータ蓄積量を減少させる。

【００４９】以上のように、第２の実施の形態のデータ
入出力装置は、さらに、設定された時間を計測し、該設
定時間を計測すると割込み信号を発生するタイマ９を備
え、タイマ９には、一定時間当たりのデータ転送回数で
示されるデータ転送容量に対応する時間を設定する構成
としたので、データの入出力結果に応じて記録用バッフ
ァメモリ２からディスク３へのデータ転送を動的に変化
させることができ、記録用バッファメモリ２のオーバー
フローを未然に防ぐことができる。

【００５０】第３の実施の形態 本発明の第３の実施の形態のデータ入出力装置の構成
は、図２の構成と同様である。但し、タイマ９は、複数
の時刻計測を行うカウンタを有しており、システムコン
トローラ８へ割込みを発生するための時間計測以外に、
記録データのデータ転送が終了してから次のデータ転送
が終了するまでの時間も計測している。

【００５１】図４は、本実施の形態のデータ入出力装置
の動作を示すフローチャートである。システムコントロ
ーラ８では、使用者からの記録指示を受け付けると、選
局されたチャンネルを認識し、記録命令を各ブロックへ
出す。その後、タイマ９へ割り込みをかける時間（Ｔ
ｓ）の設定を行う。このとき、タイマ９をモード２で動
作させる。タイマ９は設定された時間が経過したところ
で、システムコントローラ８へ割り込みを発生する。

【００５２】システムコントローラ８では、記録を開始
してからタイマ割込み発生までに行われた記録用バッフ
ァメモリ２からディスク３へのデータ転送回数（Ｚ）を
カウントしており、タイマ割込みを検知すると、１回の
データ転送あたりに要する時間（Ｔｒ）を算出する。Ｔ
ｒ＝Ｔｓ／Ｚで求めることができる。ここで算出したＴ
ｒは１回のデータ転送終了から次のデータ転送終了する
までに要する時間の予測値である。

【００５３】この予測値Ｔｒをタイマ９の割り込み周期
として設定する。記録用バッファメモリ２からディスク
３へデータ転送が行われると、バッファ制御部５はタイ
マ９のリセットを行うと共に、システムコントローラ８
へ割込みを発生する。システムコントローラ８では、タ
イマ９からの割り込み要求が発生していた場合、記録デ
ータのデータ転送が、予測時間Ｔｒを超えて終了したこ
とになる。システムコントローラ８でバッファ制御部５
からの割込みを検知した時には、記録用バッファメモリ
２には、（実際に１回のデータ転送が終了するまでにか
かった時間Ｔｔ−予測時間Ｔｒ）×１回のデータ転送容
量Ｄだけ、余分にデータが蓄積されていると考えられ
る。ここで、タイマ９には複数の時刻計測を行うカウン
タを有しており、システムコントローラ８へ割込みを発
生するための時間計測以外に、記録データのデータ転送
が終了してから次のデータ転送が終了するまでの時間も
計測している。その時間をシステムコントローラ８では
取得することができるようになっており、タイマ割込み
が発生した時は、バッファ制御部５の割込みを検知する
と、タイマ９からデータ転送に実際に掛かった時間Ｔｔ
を取得する。

【００５４】システムコントローラ８では、記録用コマ
ンドキューにＤ＋Ｄｘ（Ｔｔ−Ｔｒ）のデータ転送容量
を設定し、バッファ制御部５へ発行する。この値は、記
録用バッファメモリ２へ余分に蓄積されていると予測し
たデータ量を、現在設定しているデータ転送容量に足し
たものである。また、同時にタイマ９をリセットしてタ
イマ９を一時停止する。データ転送が終了し、バッファ
制御部５からの割込み検知すると、システムコントロー
ラ８では、再度タイマ９をスタートさせ、データ転送容
量を元のデータ転送容量Ｄに設定した記録コマンドキュ
ーを転送してバッファ制御部５の制御を行う。上記動作
を、図４のフローによりさらに詳細に説明する。

【００５５】まず、ステップＳ１１でタイマ割込みを検
知し、ステップＳ１２でデータ転送がなかった場合に記
録用バッファメモリがオーバーフローするまでの時間Ｔ
ｒを予測する。この予測値Ｔｒは、１回のデータ転送終
了から次のデータ転送終了するまでに要する時間により
求めることができる。

【００５６】次いで、ステップＳ１３でこの予測値Ｔｒ
をタイマ９の割り込み周期として設定し、ステップＳ１
４でタイマ割込みがあるか否かを判別し、タイマ割込み
がなければタイマ割込みが発生するまで待つ。記録用バ
ッファメモリ２からディスク３へデータ転送が行われる
と、バッファ制御部５からの割込みが発生し、ステップ
Ｓ１６でバッファ制御部５からの割込みが発生するまで
の時間Ｔｔを取得する。

【００５７】次いで、ステップＳ１７で（Ｔｔ−Ｔｒ）
×Ｄ＋Ｄのデータ転送容量を記録コマンドキューに設定
し、バッファ制御部５へ発行し、ステップＳ１８でバッ
ファ制御部５からの割込みがあるか否かを判別し、バッ
ファ制御部５からの割込みを待つ。バッファ制御部５か
らの割込みがあると、ステップＳ１９でバッファ制御部
５へデータ転送容量Ｄを再設定し、上記ステップＳ１４
に戻る。

【００５８】以上のように、第３の実施の形態のデータ
入出力装置は、１回のデータ転送あたりに要する時間を
検出して、データ転送終了までに要するデータ転送回数
の予測値を算出し、該予測値をタイマ９への割込み周期
として設定することで、データの入出力結果に応じて記
録用バッファメモリ２から出力されるデータ転送を動的
に変化させることができる。

【００５９】第４の実施の形態 本発明の第４の実施の形態のデータ入出力装置の構成
は、図２の構成と同様である。システムコントローラ８
では、ある一定時間Ｔｌあたりのデータ転送回数の予測
値Ｃを算出する。これは、第２の実施の形態と同様の手
順で行う。

【００６０】図５は、本実施の形態のデータ入出力装置
の動作を示すフローチャートである。図３のフローと同
様の処理を行っている部分は省略しており、タイマ９へ
割込み周期Ｔｌを設定した後からのシステムコントロー
ラ８の動作について図示している。システムコントロー
ラ８は、タイマ９の割込み周期としてＴｌを設定し、タ
イマの割込みを検知する度に記録用バッファメモリ２に
蓄積されているデータ量を予測する。この予測値Ｐは、
ｉ回目の割込みが発生した時のデータ転送回数をＸｉと
すると、予測値Ｐは次式（２）により算出できる。

【００６１】 Ｐ＝（Σ（Ｘｉ−Ｃ））×１回のデータ転送容量Ｄ …（２）

【００６２】この値がバッファメモリの上限の閾値Ｍｕ
を超えていた場合、記録優先フラグＦｒを１にし、そう
でなければ、上記動作を繰り返す。バッファメモリの上
限の閾値Ｍｕを超えていた場合、再生データの転送中あ
るいは再生データ転送待ち状態であるかを確認し、そう
であれば再生データの転送を中断し、記録データ転送を
行うようにシステムコントローラ８からディスク制御部
４へ指示が出される。ディスク制御部４では、バッファ
制御部５の要求により、記録データの転送のみを行うよ
うにする。１回の記録データの転送が終了すると、記録
用バッファメモリ２の蓄積データの予測値Ｐを算出す
る。そして、記録フラグＦｒが１であれば、予測値Ｐが
記録用バッファメモリ２の下限の閾値Ｍｌより小さいか
を判断する。もし小さければ、通常の転送状態に戻し、
記録フラグＦｒを０にして再生データの転送も行うよう
にする。Ｐ≧Ｍｌの場合は、再度記録データの転送を行
うよう指示を出す。

【００６３】また、バッファメモリの上限の閾値Ｍｕ超
えていて、再生データの転送中でない場合は、バッファ
制御部５からの割込みを検知すると、再度記録データの
転送を行うようディスク制御部４へ指示を出す。１回の
記録データの転送が終了すると同様に予測値Ｐを算出
し、Ｍｌと比較して上記動作を繰り返す。上記動作を、
図５のフローによりさらに詳細に説明する。

【００６４】まず、ステップＳ２１でタイマ割込みを検
知し、ステップＳ２２でｉ回目の割込み時の記録用バッ
ファメモリ２に蓄積されているデータ量の予測値Ｐを上
記式（２）に従って算出する。次いで、ステップＳ２３
で記録優先フラグＦｒに１が設定されているか否かを判
別し、Ｆｒ＝１でなければステップＳ２４で予測値Ｐが
記録用バッファメモリ２の上限値（Ｍｕ）より大きいか
（Ｐ＞Ｍｕか）否かを判別する。Ｐ＞Ｍｕのときは、ス
テップＳ２５で記録優先フラグＦｒに１を設定してステ
ップＳ２６に進み、Ｐ≦Ｍｕのときは上記ステップＳ２
１に戻る。

【００６５】ステップＳ２６では、再生データの転送中
あるいは再生データ転送待ち状態であるかを確認し、そ
うであればステップＳ２７で再生データの転送を中断
し、記録データ転送を行うようにシステムコントローラ
８からディスク制御部４へ指示を出して上記ステップＳ
２１に戻る。ディスク制御部４では、バッファ制御部５
の要求により、記録データの転送のみを行うようにす
る。１回の記録データの転送が終了すると、記録用バッ
ファメモリ２の蓄積データの予測値Ｐを算出することに
なる。

【００６６】また、上記ステップＳ２６で再生データの
転送中あるいは再生データ転送待ち状態でなければ、バ
ッファメモリの上限の閾値Ｍｕ超えていて再生データの
転送中でない場合であり、ステップＳ２８でバッファ制
御部５からの割込みを検知し、ステップＳ２９で再度記
録データの転送を行うようディスク制御部４へ指示を出
して上記ステップＳ２１に戻る。このように、１回の記
録データの転送が終了すると、予測値Ｐを算出し、Ｍｌ
と比較して上記動作を繰り返す。

【００６７】一方、上記ステップＳ２３で記録フラグＦ
ｒが１であれば、ステップＳ３０で予測値Ｐが記録用バ
ッファメモリ２の下限値（Ｍｌ）より小さいか（Ｐ＜Ｍ
ｌか）否かを判別する。Ｐ＜Ｍｌのときは、ステップＳ
３１で通常の転送状態に戻し、記録フラグＦｒを０にし
て上記ステップＳ２１に戻り再生データの転送も行うよ
うにする。Ｐ≧Ｍｌの場合は、そのまま上記ステップＳ
２１に戻って再度記録データの転送を行うよう指示を出
す。

【００６８】以上のように、第４の実施の形態のデータ
入出力装置は、システムコントローラ８が、予測値を所
定値と比較し、比較結果を基に記録用バッファメモリ２
がオーバーフローを起こすと予測する場合、記録用バッ
ファメモリ２へのデータ転送を一時中断し、記録用バッ
ファメモリ２からのデータ読み出しのみを行うコマンド
キューを発行するように構成したので、記録用バッファ
メモリ２のオーバーフローを防ぎ、記録データの連続性
を保証することができる。

【００６９】ここで、記録用バッファメモリ２がオーバ
ーフローを起こすと予測される場合としては、例えばデ
ィスク制御部４から、所定時間を超えるデータシーク時
間やリトライ発生、エラー処理等による通知を受けるこ
とによりシステムコントローラ８が判断する。

【００７０】第５の実施の形態 本発明の第５の実施の形態のデータ入出力装置の構成
は、図２の構成と同様である。システムコントローラ８
では、ある一定時間Ｔｌあたりのデータ転送回数の予測
値Ｃを算出する。これは、第２の実施の形態と同様の手
順で行う。

【００７１】図６は、本実施の形態のデータ入出力装置
の動作を示すフローチャートである。図５のフローと同
一処理を行うステップについては同一番号を付して重複
部分の説明を省略する。記録用バッファメモリ２の予測
値Ｐを算出し、バッファの上限の閾値Ｍｕと比較すると
ころまでは第５の実施の形態と同様である。上記ステッ
プＳ２４でＰ≦Ｍｕの場合は、ステップＳ２１に戻りタ
イマ割込みを検知する度に予測値Ｐを算出し、Ｍｕとの
比較を行う。

【００７２】また、Ｐ＞Ｍｕの場合は、ステップＳ２５
で記録フラグＦｒを１にし、ステップＳ４１で再生デー
タ転送には、ＭＰＥＧ２ストリームのＩピクチャのみを
転送するように指示を出して上記ステップＳ２１に戻
る。また、ステップＳ３０でＰ≧Ｍｌの場合について
も、ステップＳ４１で再生データ転送には、ＭＰＥＧ２
ストリームのＩピクチャのみを転送するように指示を出
す。

【００７３】ここで、ＭＰＥＧ２ストリームの映像は、
Ｉピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャという３つのピク
チャで構成されている。その中でもＩピクチャは、ある
画像の情報だけから符号化されたもので、フレーム間予
測を使用せずに生成される。そのため、前後のフレーム
とは独立にデコードが行われる。したがって、Ｉピクチ
ャだけを送り続けていれば、映像はフレーム落ちしたよ
うになりスムーズな再生は行えなくなるが、映像が激し
く乱れることはない。また、その他のピクチャの転送を
行わないため、一定時間あたりの再生データの転送回数
を減らすことが可能である。そこで、通常時では再生デ
ータの転送をしていたところを記録データの転送に使用
することで、記録用バッファメモリ２の蓄積データを減
少させることが可能となる。これを記録用バッファメモ
リ２の蓄積データが記録用バッファメモリ２の下限の閾
値Ｍｌより小さくなるまで行う。Ｐ＜Ｍｌになったら記
録優先フラグＦｒを０にし、再生データの転送も通常通
り行うように戻す。

【００７４】以上のように、第５の実施の形態のデータ
入出力装置は、システムコントローラ８が、予測値を所
定値と比較し、比較結果を基に記録用バッファメモリ２
がオーバーフローを起こすと予測する場合、記録用バッ
ファメモリ２へＭＰＥＧ２ストリームのＩピクチャのみ
転送するコマンドキューを発行するように構成したの
で、記録用バッファメモリ２のオーバーフローを防ぎ、
記録データの連続性を保証することができる。

【００７５】ここで、第１乃至第５の実施の形態におい
て、記録用バッファメモリ２へのデータ転送動作が、該
バッファメモリ２からのデータ読み出し動作よりも優先
する動作であることを使用者に報知する報知手段を備え
ることが好ましい。報知手段としては、例えば、同時録
画再生時に記録優先でデータ転送を行っている際に、表
示モニタに記録優先でデータ転送を行っている旨のメッ
セージを表示するようにする。

【００７６】なお、上記各実施の形態では、ＭＰＥＧ２
システムにおいて映像、音声信号を入出力するデータ入
出力装置に適用しているが、ＭＰＥＧ２システムに限る
ものでなく、他の装置、例えばＭＰＥＧ１に適用でき
る。また、バッファメモリに転送するデータストリーム
は、どのような形式のものでもよい。

【００７７】また、本実施の形態ではＭＰＥＧ２システ
ムを、例えばコンピュータ本体により行うことができ
る、ＭＰＥＧアルゴリズムに基づく動画像符号化装置に
はすべて適用でき、例えばこの手法を実現するために必
要な環境としてはワークステーションやパーソナルコン
ピュータ以外にＭＰＥＧデコーダなどを外付けにした専
用マシンでもよい。

【００７８】また、記録装置の種類や記録方法等は限定
されず、全ての装置に適用可能である。例えば、記録装
置として、ＨＤＤのほかＤＶＤ（Digital Video Disc）
やＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＭＤ（Mini Disc）に記録するもの
でもよい。特に、データ転送速度やランダム・アクセス
性能が高く、高速アクセスが可能なＨＤＤを記録媒体に
用いれば、長時間記録した番組の中から所望の番組を瞬
時に検索し、直ぐに利用することが可能になる。また、
光磁気ディスク等ＨＤＤ以外の記録装置を用いてもよ
く、同様の効果を得ることができる。さらに、上記デー
タ入出力装置を構成する回路や部材の数、種類などは前
述した実施の形態に限られないことは言うまでもなく、
ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。

【００７９】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、ディスクを記録媒体とする記録装置において、同時
録画再生を行った際、ディスクのシークやエラー処理に
より、記録用バッファがオーバーフローして記録データ
の欠落が生じることを未然に防止することができる。具
体的には、以下のような効果を得ることができる。

【００８０】請求項１及び２記載の発明では、データ転
送容量を可変にするコマンドキューにより、バッファメ
モリとディスク間の１回のデータ転送容量を可変にする
ことができるため、記録用バッファメモリと再生用バッ
ファメモリの使用状況に応じたデータ転送が可能とな
る。記録用バッファメモリがオーバーフロー気味であれ
ば、バッファメモリからディスクへの１回のデータ転送
容量を多くすれば、記録用バッファメモリエリアのデー
タ蓄積量を減少させることができ、記録用バッファメモ
リエリアのオーバーフローを防ぐことができる。

【００８１】また、逆に再生用バッファメモリがアンダ
ーフロー気味であれば、再生データの１回のデータ転送
容量を多くすれば、再生用バッファメモリエリアのアン
ダーフローを防ぐことが可能になる。このように、シス
テムの状況に応じて記録データと再生データのデータ転
送制御を容易に行うことができる。また、本データ入出
力装置のデータ転送制御を用いることにより、従来のデ
ジタルデータ記録再生装置で起こっていたバッファメモ
リの破綻を防ぐことが可能になる。

【００８２】請求項３記載の発明では、ある一定の時間
あたりのデータ転送回数を予測し、タイマ割り込みが発
生した際に、予測したデータ転送回数が少なかった場
合、一時的に記録用バッファメモリからディスクへの１
回のデータ転送容量を増加させることにより、記録用バ
ッファメモリのオーバーフローを未然に防ぐことが可能
である。

【００８３】請求項４記載の発明では、ある一定時間内
にデータ転送が終了しなかった場合、一時的に記録用バ
ッファメモリからディスクへのデータ転送容量を大きく
することで、記録用バッファメモリに蓄積されるデータ
量を減少させることができ、記録用バッファメモリのオ
ーバーフローを未然に防ぐことができる。

【００８４】請求項５記載の発明では、同時録画再生時
に記録用バッファメモリのデータ蓄積量を予測し、オー
バーフロー気味であれば、再生データの転送を一時中断
し、記録データの転送を優先するようにしたので、再生
データは一旦停止することがあるものの、記録用バッフ
ァメモリのオーバーフローを未然に防ぐことができ、記
録データの連続性を保証することができる。

【００８５】請求項６記載の発明では、再生データの転
送をＩピクチャのみにし、再生データの転送を行うの
で、記録用バッファメモリのオーバーフローを未然に防
ぎ、記録データのデータ転送容量を増加させることによ
り記録データの連続性を確保することができる。

【００８６】請求項７記載の発明では、例えば同時録画
再生時に記録優先でデータ転送を行っている旨のメッセ
ージをモニタに表示することで、いきなり再生映像が一
時停止したり、フレーム飛びが発生しても装置の故障で
はないことを使用者に知らせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のデータ入出力装置
の構成を示す図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態のデータ入出力装置
の構成を示す図である。

【図３】本実施の形態のデータ入出力装置の動作を示す
フローチャートである。

【図４】本発明の第３の実施の形態のデータ入出力装置
の動作を示すフローチャートである。

【図５】本発明の第４の実施の形態のデータ入出力装置
の動作を示すフローチャートである。

【図６】本発明の第５の実施の形態のデータ入出力装置
の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 記録処理部 ２ 記録用バッファメモリ ３ ディスク（記録媒体） ４ ディスク制御部 ５ バッファ制御部（バッファ制御手段） ６ 再生用バッファメモリ ７ 再生処理部 ８ システムコントローラ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力されるデータストリームをバッファ
   メモリへ転送し、該バッファメモリから前記データスト
   リームを読み出して記録媒体に出力するデータ入出力装
   置であって、 前記バッファメモリへの転送開始アドレス及びデータ量
   を設定するコマンドキューを発行するシステムコントロ
   ーラと、 前記コマンドキューにより前記バッファメモリを制御す
   るバッファ制御手段とを備え、 前記バッファ制御手段は、前記バッファメモリに蓄積さ
   れたデータが前記コマンドキューで指定されたデータ量
   になるまでデータ転送し、データ転送終了毎に割込み信
   号を発生し、 前記システムコントローラは、前記割込み信号に従って
   前記コマンドキューを発行することを特徴とするデータ
   入出力装置。
2. 【請求項２】 設定時間を計測すると割込み信号を発生
   するタイマを備え、 前記タイマには、所定時間当たりのデータ転送回数で示
   されるデータ転送容量に対応する時間を設定することを
   特徴とする請求項１記載のデータ入出力装置。
3. 【請求項３】 設定時間を計測すると割込み信号を発生
   するタイマを備え、 前記システムコントローラは、１回のデータ転送あたり
   に要する時間を検出して、データ転送終了までに要する
   データ転送回数の予測値を算出し、 該予測値をタイマへの割込み周期として設定することを
   特徴とする請求項１記載のデータ入出力装置。
4. 【請求項４】 前記システムコントローラは、前記予測
   値を所定値と比較し、 前記比較結果を基に前記コマンドキューに設定するデー
   タ量を変えることを特徴とする請求項３記載のデータ入
   出力装置。
5. 【請求項５】 前記システムコントローラは、前記予測
   値を所定値と比較し、 前記比較結果を基に前記バッファメモリがオーバーフロ
   ーを起こすと予測する場合、前記バッファメモリへのデ
   ータ転送を一時中断し、該バッファメモリからのデータ
   読み出しのみを行うコマンドキューを発行することを特
   徴とする請求項３記載のデータ入出力装置。
6. 【請求項６】 前記システムコントローラは、前記予測
   値を所定値と比較し、 前記比較結果を基に前記バッファメモリがオーバーフロ
   ーを起こすと予測する場合、前記バッファメモリへＭＰ
   ＥＧストリームのＩピクチャのみ転送するコマンドキュ
   ーを発行することを特徴とする請求項３記載のデータ入
   出力装置。
7. 【請求項７】 さらに、前記バッファメモリへのデータ
   転送動作が、該バッファメモリからのデータ読み出し動
   作よりも優先する動作であることを使用者に報知する報
   知手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいず
   れか一項に記載のデータ入出力装置。