JP2005322308A - 記録再生装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】
本発明は、ストレージデバイスとしてのデータの転送速度を向上し得る記録再生装置を提案するものである。
【解決手段】
データを一時記憶する一時記憶手段を有し、外部機器から送信されたデータを一時記憶手段を介して記録媒体に記録し、又は記録媒体から再生されたデータを一時記憶手段を介して外部機器に送信する記録再生装置において、外部機器からの書込み又は読出し要求が与えられると、一時記憶手段内の空き記憶領域を検出し、空き記憶領域が所定の閾値以下のときには、一時記憶手段内の空き記憶領域を確保するように一時記憶手段及び又は記録再生手段を制御すると共に、外部機器からの書込み又は読出し要求に対して、予め外部機器に設定された当該書込み又は読出し要求に対する応答の待ち時間経過直前に外部機器に応答するようにした。
【選択図】 図1
本発明は、ストレージデバイスとしてのデータの転送速度を向上し得る記録再生装置を提案するものである。
【解決手段】
データを一時記憶する一時記憶手段を有し、外部機器から送信されたデータを一時記憶手段を介して記録媒体に記録し、又は記録媒体から再生されたデータを一時記憶手段を介して外部機器に送信する記録再生装置において、外部機器からの書込み又は読出し要求が与えられると、一時記憶手段内の空き記憶領域を検出し、空き記憶領域が所定の閾値以下のときには、一時記憶手段内の空き記憶領域を確保するように一時記憶手段及び又は記録再生手段を制御すると共に、外部機器からの書込み又は読出し要求に対して、予め外部機器に設定された当該書込み又は読出し要求に対する応答の待ち時間経過直前に外部機器に応答するようにした。
【選択図】 図1
Description
本発明は、記録再生装置及び方法に関し、特に外部機器から与えられるデータをバッファリングするためのキャッシュメモリを有する記録再生装置に適用して好適なものである。
近年、CD(Compact Disc)、MD(Mini Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)及びブルーレイディスク(Blue-Ray Disc)などの種々のディスクメディアが開発され、オーディオデータや、ビデオデータ又はその他のコンピュータデータなどの記録媒体として広く普及している。
これらディスクメディアに対応する記録再生装置としては、例えば単体の機器として用いられ、CDやMD等に対してオーディオデータ等を記録再生する装置や、コンピュータ周辺機器としてパーソナルコンピュータ等のホスト機器に接続され、ホスト機器からのコマンドに応じて各種データの記録再生を行うストレージ機器が知られている。
さらに近年に至っては、単体としてもコンピュータ周辺機器としても使用できる記録再生装置が本願特許出願人により開発されている(例えば特許文献1参照)。この記録再生装置は、MDを記録媒体とするもので、単体でMDプレーヤとして利用でき、ホスト機器と接続することでデータストレージ機器としても利用できるものである。
特開2003−100018公報
ところで、一般的にディスクメディアを記録媒体とするコンピュータのデータストレージ機器においては、パーソナルコンピュータから転送されるデータをバッファリングするためのキャッシュメモリがその内部に設けられ、かかるコンピュータからのデータをこのキャッシュメモリに一旦蓄積してから、その後所定のタイミングでディスクメディアに記録する手法が採用されている。
そしてこのようなデータストレージ機器においては、パーソナルコンピュータからの書込み要求及び読出し要求に対しては、可能な限り早く応答することが望ましいとされている。
この場合データストレージ機器は、パーソナルコンピュータのホストからの書込み要求及び読出し要求に対して可能な限り早く応答して、当該データストレージ機器内のキャッシュメモリ内への書込み又はキャッシュメモリ内からの読み出しを行うことで、パーソナルコンピュータ及びデータストレージ機器間のスループットを向上させることによって、ストレージデバイスとしてのデータ転送速度を向上し得るようになされている。
しかしながらキャッシュメモリ内にデータが大量に蓄積されている場合においては、データストレージ機器は、パーソナルコンピュータからの新たな書込み要求又は読出し要求の際に、それらを処理するための記憶領域をキャッシュメモリ内に確保できないことがある。
そのためデータストレージ機器は、このような場合にはパーソナルコンピュータからの要求を処理するための記憶領域を確保するため、キャッシュメモリ内の記録すべきデータをディスクメディアに記録する処理を先に行なわなければならない。
このときキャッシュメモリ及びディスクメディア間のデータ転送速度が遅い場合には、この記録処理を行っている最中に、パーソナルコンピュータが設定するデータストレージ機器が応答すべき応答時間を過ぎる場合がある。
そしてデータストレージ機器がパーソナルコンピュータからの要求に対して、当該パーソナルコンピュータが設定する時間までに応答しない場合には、パーソナルコンピュータは、データストレージ機器に対してタイムアウトによるリセットコマンドを発行する。
この場合データストレージ機器は、リセットコマンドに基づいてキャッシュメモリ上のデータをすべて消去させる等の処理や、ディスクメディアを一旦停止し、また当該ディスクメディアに再アクセスさせる等の処理をしなければならず、再び起動するまでに膨大な時間がかかり、この結果データ転送速度が格段に悪くなる問題がある。
このようにデータストレージ機器は、パーソナルコンピュータからの書込み要求又は読出し要求に対して、可能な限り早く応答したとしても、パーソナルコンピュータからリセットコマンドを発行されると、最終的なデータ転送速度が低下するという結果となる。
このためデータストレージ機器は、パーソナルコンピュータからタイムアウトによりリセットコマンドが発行されるのを可能な限り防止しなければならないこととなる。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、ストレージデバイスとしてのデータの転送速度を向上し得る記録再生装置及び方法を提案するものである。
かかる課題を解決するために本発明においては、データを一時記憶する一時記憶手段を有し、外部機器から送信されたデータを一時記憶手段を介して記録媒体に記録し、又は記録媒体から再生されたデータを一時記憶手段を介して外部機器に送信する記録再生装置において、一時記憶手段から読み出されるデータを記録媒体に記録し、又は記録媒体から再生されるデータを一時記憶手段を介して外部機器に読み出す記録再生手段と、一時記憶手段及び又は記録再生手段を制御すると共に、外部機器からの書込み又は読出し要求に対して応答する制御手段とを設け、当該制御手段は、外部機器からの書込み又は読出し要求が与えられると、一時記憶手段内の空き記憶領域を検出し、空き記憶領域が所定の閾値以下のときには、一時記憶手段内の空き記憶領域を確保するように一時記憶手段及び又は記録再生手段を制御すると共に、外部機器からの書込み又は読出し要求に対して、予め外部機器に設定された当該書込み又は読出し要求に対する応答の待ち時間経過直前に外部機器に応答するようにした。
これにより、当該書込み又は読出し要求に対する応答の待ち時間を引き延ばし、その間に一時記憶手段内の記憶領域に格納されている記録すべきデータを記録媒体に記録し、当該一時記憶手段内の記憶領域を確保することによって、外部機器からリセットコマンドが発行される頻度を格段的に低減することができる。
またかかる課題を解決するために本発明においては、データを一時記憶する一時記憶手段を有し、外部機器から送信されたデータを一時記憶手段を介して記録媒体に記録し、又は記録媒体から再生されたデータを一時記憶手段を介して外部機器に送信する記録再生方法において、外部機器からの書込み又は読出し要求が与えられると、一時記憶手段内の空き記憶領域を検出する第1のステップと、空き記憶領域が所定の閾値以下のときには、一時記憶手段内の空き記憶領域を確保するように一時記憶手段及び又は記録再生手段を制御すると共に、外部機器からの書込み又は読出し要求に対して、予め外部機器に設定された当該書込み又は読出し要求に対する応答の待ち時間経過直前に外部機器に応答する第2のステップとを設けるようにした。
これにより、当該書込み又は読出し要求に対する応答の待ち時間を引き延ばし、その間に一時記憶手段内の記憶領域に格納されている記録すべきデータを記録媒体に記録し、当該一時記憶手段内の記憶領域を確保することによって、外部機器からリセットコマンドが発行される頻度を格段的に低減することができる。
さらにかかる課題を解決するために本発明においては、データを一時記憶する一時記憶手段を有し、外部機器から送信されたデータを一時記憶手段を介して記録媒体に記録し、又は記録媒体から再生されたデータを一時記憶手段を介して外部機器に送信する記録再生装置において、一時記憶手段から読み出されるデータを記録媒体に記録し、又は記録媒体から再生されるデータを一時記憶手段を介して外部機器に読み出す記録再生手段と、一時記憶手段及び又は記録再生手段を制御すると共に、外部機器からの書込み又は読出し要求に対して応答する制御手段とを設け、当該制御手段は、外部機器からの読出し要求が与えられると、読出し要求が与えられたデータの連続性を検出し、当該読出し要求が与えられたデータの連続長があるデータ長を越えたときには、新たに連続するデータを読出し要求が与えられたときに、読出し要求が与えられたデータよりも所定のデータ長だけ長いデータを記録媒体から再生させるように上記記録再生手段を制御するようにした。
これにより、さらに新たに連続したデータを読出し要求されたときに、読出し要求されたデータを記録媒体から読み出すことなく、一時記憶手段内から当該データを外部機器に送信することができる。
以上のように本発明によれば、データを一時記憶する一時記憶手段を有し、外部機器から送信されたデータを一時記憶手段を介して記録媒体に記録し、又は記録媒体から再生されたデータを一時記憶手段を介して外部機器に送信する記録再生装置において、一時記憶手段から読み出されるデータを記録媒体に記録し、又は記録媒体から再生されるデータを一時記憶手段を介して外部機器に読み出す記録再生手段と、一時記憶手段及び又は記録再生手段を制御すると共に、外部機器からの書込み又は読出し要求に対して応答する制御手段とを設け、当該制御手段は、外部機器からの書込み又は読出し要求が与えられると、一時記憶手段内の空き記憶領域を検出し、空き記憶領域が所定の閾値以下のときには、一時記憶手段内の空き記憶領域を確保するように一時記憶手段及び又は記録再生手段を制御すると共に、外部機器からの書込み又は読出し要求に対して、予め外部機器に設定された当該書込み又は読出し要求に対する応答の待ち時間経過直前に外部機器に応答するようにしたことにより、当該書込み又は読出し要求に対する応答の待ち時間を引き延ばし、その間に一時記憶手段内の記憶領域に格納されている記録すべきデータを記録媒体に記録し、当該一時記憶手段内の記憶領域を確保することによって、外部機器からリセットコマンドが発行される頻度を格段的に低減することができ、かくしてストレージデバイスとしてのデータの転送速度を向上し得る記録再生装置が実現できる。
また以上のように本発明によれば、データを一時記憶する一時記憶手段を有し、外部機器から送信されたデータを一時記憶手段を介して記録媒体に記録し、又は記録媒体から再生されたデータを一時記憶手段を介して外部機器に送信する記録再生方法において、外部機器からの書込み又は読出し要求が与えられると、一時記憶手段内の空き記憶領域を検出する第1のステップと、空き記憶領域が所定の閾値以下のときには、一時記憶手段内の空き記憶領域を確保するように一時記憶手段及び又は記録再生手段を制御すると共に、外部機器からの書込み又は読出し要求に対して、予め外部機器に設定された当該書込み又は読出し要求に対する応答の待ち時間経過直前に外部機器に応答する第2のステップとを設けるようにしたようにしたことにより、当該書込み又は読出し要求に対する応答の待ち時間を引き延ばし、その間に一時記憶手段内の記憶領域に格納されている記録すべきデータを記録媒体に記録し、当該一時記憶手段内の記憶領域を確保することによって、外部機器からリセットコマンドが発行される頻度を格段的に低減することができ、かくしてストレージデバイスとしてのデータの転送速度を向上し得る記録再生方法が実現できる。
さらに以上のように本発明によれば、データを一時記憶する一時記憶手段を有し、外部機器から送信されたデータを一時記憶手段を介して記録媒体に記録し、又は記録媒体から再生されたデータを一時記憶手段を介して外部機器に送信する記録再生装置において、一時記憶手段から読み出されるデータを記録媒体に記録し、又は記録媒体から再生されるデータを一時記憶手段を介して外部機器に読み出す記録再生手段と、一時記憶手段及び又は記録再生手段を制御すると共に、外部機器からの書込み又は読出し要求に対して応答する制御手段とを設け、当該制御手段は、外部機器からの読出し要求が与えられると、読出し要求が与えられたデータの連続性を検出し、当該読出し要求が与えられたデータの連続長があるデータ長を越えたときには、新たに連続するデータを読出し要求が与えられたときに、読出し要求が与えられたデータよりも所定のデータ長だけ長いデータを記録媒体から再生させるように上記記録再生手段を制御するようにしたことにより、さらに新たに連続したデータを読出し要求されたときに、読出し要求されたデータを記録媒体から読み出すことなく、一時記憶手段内から当該データを外部機器に送信することができ、これにより記録媒体にアクセスする時間を短縮することができ、かくしてストレージデバイスとしてのデータの転送速度を向上し得る記録再生装置が実現できる。
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
(1)本実施の形態による記録再生装置の構成
図1において、1は全体として本実施の形態による記録再生装置を示し、ミニディスク(MD)方式のディスクを記録媒体として、データの記録再生を行い得るようになされている。ただし、この記録再生装置1は、既に普及している音楽用途のミニディスクのみではなく、より高密度記録を可能とし、コンピュータユースの各種データのストレージに利用できる高密度ディスク(次世代ディスクとも言う)についても対応し得るようになされている。
図1において、1は全体として本実施の形態による記録再生装置を示し、ミニディスク(MD)方式のディスクを記録媒体として、データの記録再生を行い得るようになされている。ただし、この記録再生装置1は、既に普及している音楽用途のミニディスクのみではなく、より高密度記録を可能とし、コンピュータユースの各種データのストレージに利用できる高密度ディスク(次世代ディスクとも言う)についても対応し得るようになされている。
また本実施の形態による記録再生装置1は、外部機器(以下、パーソナルコンピュータとする)2とUSBケーブル3を介して接続することで、パーソナルコンピュータ2に対する外部ストレージ機器として機能し得るようになされている。また、パーソナルコンピュータ2を介したり、或いは直接ネットワークと接続できる機能を搭載するなどしてネットワーク接続することで、音楽や各種データをダウンロードし、これをディスク4に保存できるものともなる。
一方、この記録再生装置1はパーソナルコンピュータ2等に接続しなくとも、例えばオーディオ機器として機能する。例えば他のオーディオ機器等から入力された音楽データをディスクに記録したり、ディスク4に記録された音楽データ等を再生出力することができる。
すなわち本実施の形態による記録再生装置1は、パーソナルコンピュータ2等に接続することで汎用的なデータストレージ機器として利用でき、かつ単体でもオーディオ記録再生機器としても利用できる装置である。
なお以下においては、パーソナルコンピュータ2の被接続機器とされてデータ記録再生がおこなわれる動作状態を「ストレージモード」、パーソナルコンピュータ2と接続されずに単体でオーディオ記録再生を行う動作状態を「オーディオモード」と呼ぶこととする。
ここで、本実施の形態による記録再生装置1の構成の説明に先立って、この記録再生装置1が対応する、光磁気記録による次世代ディスクの概要について説明しておく。
まず、このような次世代ディスクは、現行のパーソナルコンピュータとの親和性が図れるように、ファイル管理システムとしてFAT(File Allocation Table)システムを使って、オーディオデータのようなコンテンツデータを記録再生するものである。また、現行のMDシステムに対して、エラー訂正方式や変調方式等の改善を行うことで、データの記録容量の増大を図るとともにデータの信頼性を高めている。
次世代ディスクの記録再生のフォーマットとしては、現在2種類の仕様が開発されている。説明上、これらを第1の次世代MD、第2の次世代MDと呼ぶこととする。
第1の次世代MDは、現行のMDシステムで用いられているディスクと全く同様のディスクを用いるようにした仕様であり、第2の次世代MDは、現行のMDシステムで用いられているディスクと外形は同様であるが、磁気超解像(MSR)技術を使うことにより、線記録方向の記録密度を上げて、記録容量をより増大した仕様である。
現行のMDシステム(オーディオ用MDやMD−DATA)では、カートリッジに収納された直径64mmの光磁気ディスクが記録媒体として用いられている。ディスクの厚みは1.2mmであり、その中央に11mmの径のセンターホールが設けられている。カートリッジの形状は、長さ68mm、幅72mm、厚さ5mmである。
第1及び第2の次世代MDの仕様でも、これらディスクの形状やカートリッジの形状は、すべて同じである。リードイン領域の開始位置についても、第1及び第2の次世代MDのディスクも、半径位置29mmから始まり、現行のMDシステムで使用されているディスクと同様である。つまり、従来のMDシステムとの外形上での互換性が確保されているものである。
トラックピッチについては、第2の次世代MDでは、1.25μmとされ、現行のMDシステムのディスクを流用する第1の次世代MDでは、トラックピッチは1.6μmとされている。ビット長は、第1の次世代MDが0.44μm/ビットとされ、第2の次世代MDが0.16μm/ビットとされる。冗長度は、第1及び第2の次世代MDともに、20.50%である。
第2の次世代MD仕様のディスクでは、磁気超解像技術を使うことにより、線密度方向の記録容量を向上するようにしている。磁気超解像技術は、所定の温度になると、切断層が磁気的にニュートラルな状態になり、記録層に転写されていた磁壁が転写されることで、微少なマークがビームスポットの中に見えるようになることを利用したものである。
具体的に、第2の次世代MD仕様のディスクでは、透明基板上に、少なくとも情報を記録する記録層となる磁性層と、切断層と、情報再生用の磁性層とが積層される。切断層は、交換結合力調整用層となる。所定の温度になると、切断層が磁気的にニュートラルな状態になり、記録層に転写されていた磁壁が再生用の磁性層に転写される。これにより、微少なマークがビームスポットの中に見えるようになる。なお、記録時には、レーザパルス磁界変調技術を使うことで、微少なマークを生成することができる。
また、第2の次世代MD仕様のディスクでは、デトラックマージン、ランドからのクロストーク、ウォブル信号のクロストーク、フォーカスの漏れを改善するために、グルーブを深くし、グルーブの傾斜を鋭くしている。即ち第2の次世代MD仕様のディスクでは、グルーブの深さは例えば160nmから180nmであり、グルーブの傾斜は例えば60度から70度であり、グルーブの幅は例えば600nmから700nmである。
光学的仕様については、第1の次世代MDの仕様では、レーザ波長λが780nmとされ、光学ヘッドの対物レンズの開口率NAが0.45とされている。第2の次世代MDの仕様も同様に、レーザ波長λが780nmとされ、光学ヘッドの開口率NAが0.45とされている。
また記録方式としては、第1の次世代MDでは、グルーブ(ディスクの盤面上の溝)をトラックとして記録再生に用いるグルーブ記録方式が採用され、第2の次世代MDではグルーブ記録方式及び磁壁移動検出(DWDD)方式が採用されている。
さらに、エラー訂正符号化方式としては、現行のMDシステムでは、ACIRC(Advanced Cross Interleave Reed-Solomon Code)による畳み込み符号が用いられていたが、第1及び第2の次世代MDの仕様では、RS−LDC(Reed Solomon−Long Distance Code)とBIS(Burst Indicator Subcode)とを組み合わせたブロック完結型の符号が用いられている。このブロック完結型のエラー訂正符号を採用することにより、リンキングセクタが不要になる。LDCとBISとを組み合わせたエラー訂正方式では、バーストエラーが発生したときに、BISによりエラーロケーションが検出できる。このエラーロケーションを使って、LDCコードにより、イレージャ訂正を行うことができる。
アドレス方式としては、シングルスパイラルによるグルーブを形成したうえで、このグルーブの両側に対してアドレス情報としてのウォブルを形成したウォブルドグルーブ方式が採用されている。このようなアドレス方式は、ADIP(Address in Pregroove)と呼ばれている。
ADIPの仕様については、現行のMDシステムと同様であるが、現行のMDシステムでは、2352バイトからなるセクタを記録再生のアクセス単位としているのに対して、第1及び第2の次世代MDの仕様では、64Kバイトを記録再生のアクセス単位(レコーディングブロック)としている。
また、現行のMDシステムでは、エラー訂正符号としてACIRCと呼ばれる畳み込み符号が用いられているのに対して、第1及び第2の次世代MDの仕様では、LDCとBISとを組み合わせたブロック完結型の符号が用いられている。
そこで、現行のMDシステムのディスクを流用する第1の次世代MDの仕様では、ADIP信号の扱いを、現行のMDシステムのときとは異なるようにしている。また、第2の次世代MDでは、第2の次世代MDの仕様により合致するように、ADIP信号の仕様に変更を加えている。
変調方式については、現行のMDシステムでは、EFM(8 to 14 Modulation)が用いられているのに対して、第1及び第2の次世代MDの仕様では、RLL(1,7)PP(RLL;Run Length Limited ,PP;Parity Preserve/Prohibit rmtr(repeated minimum transtion runlength))(以下、1−7pp変調と称する)が採用されている。また、データの検出方式は、第1の次世代MDではパーシャルレスポンスPR(1,2,1)MLを用い、第2の次世代MDではパーシャルレスポンスPR(1,−1)MLを用いたビタビ復号方式とされている。
また、ディスク駆動方式はCLV(Constant Linear Verocity)で、その線速度は、第1の次世代MDの仕様では、2.7m/秒とされ、第2の次世代MDの仕様では、1.98m/秒とされる。なお、現行のMDシステムの仕様では、60分ディスクで1.2m/秒、74分ディスクで1.4m/秒とされている。
現行のMDシステムで用いられるディスクをそのまま流用する第1の次世代MDの仕様では、ディスク1枚当たりのデータ総記録容量は約300Mバイト(80分ディスクを用いた場合)になる。変調方式がEFM変調から1−7pp変調とされることで、ウィンドウマージンが0.5から0.666となり、この点で、1.33倍の高密度化が実現できる。
また、エラー訂正方式として、ACIRC方式からBISとLDCを組み合わせたものとしたことで、データ効率が上がり、この点で、1.48倍の高密度化が実現できる。総合的には、全く同様のディスクを使って、現行のMDシステムに比べて、約2倍のデータ容量が実現されたことになる。
これに対し磁気超解像を利用した第2の次世代MDの仕様のディスクでは、更に線密度方向の高密度化が図られ、データ総記録容量は、約1Gバイトになる。なお、データレートは第1の次世代MDでは4.4Mビット/秒であり、第2の次世代MDでは、9.8Mビット/秒である。
図2(A)は、第1の次世代MDのディスクの構成を示すものである。第1の次世代MDのディスクは、現行のMDシステムのディスクをそのまま流用したものである。すなわち、透明のポリカーボネート基板上に、誘電体膜と、磁性膜と、誘電体膜と、反射膜とを積層して構成される。さらに、その上に保護膜が積層される。
第1の次世代MDのディスクでは、この図2(A)に示すようにディスクの内周のリードイン領域に、P−TOC(プリマスタードTOC(Table Of Contents))領域が設けられる。ここは、物理的な構造としてはプリマスタード領域となり、エンボスピットによりコントロール情報等がP−TOC情報として記録されていることになる。
そして、このようにP−TOC領域が設けられるリードイン領域の外周は、レコーダブル領域(光磁気記録可能な領域)とされ、記録トラックの案内溝としてグルーブが形成された記録再生可能領域となっている。このレコーダブル領域の内周には、U−TOC(ユーザTOC)が設けられる。
この場合のU−TOCは、現行のMDシステムでディスクの管理情報を記録するために用いられているU−TOCと同様の構成のものである。確認のために述べておくと、U−TOCは、現行のMDシステムにおいては、トラック(オーディオトラック/データトラック)の曲順、記録、消去などに応じて書き換えられる管理情報であり、各トラック(トラックを構成するパーツ)について、開始位置、終了位置や、モードを管理するものである。
また、U−TOCの外周には、アラートトラックが設けられる。アラートトラックは、このディスクが第1の次世代MD方式で使用され、現行のMDシステムのプレーヤでは再生できないことを示す警告音が記録された警告トラックである。
図2(B)は、第1の次世代MDの仕様のディスクのレコーダブル領域の構成を示すものである。この図2(B)からも明らかなように、レコーダブル領域の先頭(内周側)には、U−TOCおよびアラートトラックが設けられる。U−TOCおよびアラートトラックが含まれる領域は、現行のMDシステムのプレーヤでも再生できるように、EFMでデータが変調されて記録される。
そして、このEFM変調でデータが変調されて記録される領域の外周には、次世代MD1方式の1−7pp変調によりデータが変調されて記録される領域が設けられる。EFM変調によりデータが変調されて記録される領域と、1−7pp変調によりデータが変調されて記録される領域との間は所定の距離の間だけ離間されており、ガードバンドが設けられている。このようなガードバンドが設けられるため、現行のMDプレーヤに第1の次世代MDの仕様のディスクが装着されて、不具合が発生されることが防止される。
1−7pp変調によりデータが変調されて記録される領域の先頭(内周側)には、DDT(Disc Description Table)領域と、セキュアトラックが設けられる。DDT領域には、物理的に欠陥のあるセクタ(レコーディングブロック)に対する交替セクタ処理をするために設けられる。DDT領域には、さらに、ディスクIDが記録される。ディスクIDは、記録媒体毎に固有の識別コードであって、例えば所定に発生された乱数に基づく。
また、スクラッチパッドとしての領域や、SRB(Serial Recording Bitmap)と呼ばれる、記録したクラスタに対応したビットを「1」とするビットマップが記録される。セキュアトラックは、コンテンツの保護を図るための情報が格納される。
さらに、1−7pp変調でデータが変調されて記録される領域には、FAT(File Allocation Table)領域が設けられる。このFAT領域は、FATシステムでデータを管理するための領域である。
FATシステムは、汎用のパーソナルコンピュータで使用されているFATシステムに準拠したデータ管理を行うものである。FATシステムは、ルートにあるファイルやディレクトリのエントリポイントを示すディレクトリと、FATクラスタの連結情報が記述されたFATテーブルとを用いて、FATチェーンによりファイル管理を行うものである。
このような第1の次世代MDの仕様のディスクにおいて、上述のU−TOC領域には、アラートトラックの開始位置の情報と、1−7pp変調でデータが変調されて記録される領域の開始位置の情報が記録されるものとなる。
ここで、現行のMDシステムのプレーヤに、上述の構成による第1の次世代MDのディスクが装着されると、U−TOC領域が読み取られ、U−TOCの情報から、アラートトラックの位置が分かり、アラートトラックがアクセスされ、アラートトラックの再生が開始される。
アラートトラックには、このディスクが第1の次世代MD方式で使用され、現行のMDシステムのプレーヤでは再生できないことを示す警告音が記録されている。この警告音から、このディスクが現行のMDシステムのプレーヤでは使用できないことが通知される。なお、この場合の警告音としては、「このプレーヤでは使用できません」というような言語による警告とすることができる。勿論、ブザー音とするようにしても良い。
一方、第1の次世代MDに準拠したプレーヤに対し、第1の次世代MDのディスクが装着された場合、U−TOC領域が読み取られ、U−TOCの情報から1−7pp変調でデータが記録された領域の開始位置が分かり、上述したDDT、セキュアトラック、FAT領域が読み取られる。上述のように1−7pp変調のデータの領域では、U−TOCではなくFATシステムによるデータ管理が行われる。
図3(A)は、第2の次世代MDのディスクの構成を示すものである。この場合もディスクは、透明のポリカーボネート基板上に誘電体膜、磁性膜、誘電体膜、反射膜、さらにその上層に保護膜を積層してなる。
そして、第2の次世代MDのディスクの場合では、図示するようにディスクの内周のリードイン領域には、ADIP信号により、コントロール情報が記録されるものとなる。
第2の次世代MDのディスクには、リードイン領域にはエンボスピットによるP−TOCは設けられておらず、その代わりに、ADIP信号によるコントロール情報が用いられる。リードイン領域の外周からレコーダブル領域が開始され、記録トラックの案内溝としてグルーブが形成された記録再生可能領域となっている。このレコーダブル領域には、1−7pp変調方式によりデータが変調されて記録される。
あるディスクが第1の次世代MDであるか第2の次世代MDであるかは、リードインの情報から判断できる。すなわち、リードインにエンボスピットによるP−TOCが検出されれば、現行のMDまたは第1の次世代MDのディスクであると判断できる。リードインにADIP信号によるコントロール情報が検出され、エンボスピットによるP−TOCが検出されなければ、第2の次世代MDであると判断できる。
なお第1及び第2の次世代MDの判別は、このような方法に限定されるものではない。オントラックのときとオフトラックのときとのトラッキングエラー信号の位相から判別することも可能である。勿論、カートリッジ等にディスク識別用の検出孔等を設けるようにしても良い。
第2の次世代MDの仕様のディスクのレコーダブル領域の構成としては、図3(B)に示すように、全て1−7pp変調方式によりデータが変調されて記録される領域が形成される。そして、この1−7pp変調方式によりデータが変調されて記録される領域の先頭(内周側)には、DDT領域及びセキュアトラックが設けられる。
この場合も上述のDDT領域には、物理的に欠陥のあるセクタ(レコーディングブロック)に対する交替セクタ処理を行うための領域とされる。またDDT領域には、上述したディスクIDが記録される。また上述したスクラッチパッド領域やSRBが設けられる。さらにセキュアトラックには、この場合もコンテンツの保護を図るための情報が格納される。
また、1−7pp変調でデータが変調されて記録される領域には、FAT領域も設けられる。FAT領域は、FATシステムでデータを管理するための領域である。FATシステムは、汎用のパーソナルコンピュータで使用されているFATシステムに準拠したデータ管理を行うものである。
そして、このような第2の次世代MDのディスクにおいては、この図3(B)からも明らかなように、U−TOC領域は設けられていない。つまり第2の次世代MDのディスクについては、次世代MDに準拠したプレーヤのみでの使用が想定されているものである。
次世代MDに準拠したプレーヤでは、第2の次世代MDのディスクが装着されると、所定の位置にあるDDT領域、セキュアトラック及びFAT領域が読み取られ、FATシステムを使ってデータの管理が行われることになる。
FATシステムで管理され、図2(B)及び図3(B)のデータ領域に記録されるデータとしては、データファイル、トラックインフォメーションファイル(TIF)、鍵情報ファイル、MACリストファイルなどがある。
データファイルは、例えばオーディオデータやコンピュータユースのデータなどのデータファイルである。
またトラックインフォメーションファイル(TIF)は、オーディオデータファイルに納められた音楽データを管理するための各種の情報が記述されたファイルである。トラックインフォメーションファイルには、楽曲の再生順を示すプレイオーダテーブル、ユーザーが指定した再生順を管理するプログラムドプレイオーダテーブル、楽曲のアルバム単位等のグループかを管理するグループインフォメーションテーブル、各トラック(楽曲)に関する情報が記述されるトラックインフォメーションテーブル、各トラックのパーツを管理するパーツインフォメーションテーブル、各トラックに付加される文字情報を管理するネームテーブルを有する。
さらに鍵情報ファイルは、暗号化方式における鍵のバージョン情報を示すデータが記述される。さらにMACリストファイルは、改竄チェックのためのMAC値が記述される。
説明を図1に戻し、本実施の形態による記録再生装置1内部の全体構成について説明する。
図1において、USBインターフェース10は、ホスト機器として接続されたパーソナルコンピュータ2とUSBケーブル3で接続された際のデータ伝送のための処理を行う。
またキャッシュメモリ11は、例えばD−RAM(Dynamic-RAM(Random Access Memory))より構成され、ストレージ部12に装填されたディスク4に書き込むデータ、或いはストレージ部12によってディスク4から読み出されたデータについてのバッファリングを行う。
ストレージ部12は、現行MDと、上述した第1及び第2の次世代MDとに対応した記録再生手段であり、記録モード時には、キャッシュメモリ11から転送されるデータに対してEFM変調方式又は1−7pp変調方式で変調してディスク4に書き込む(記録する)。またストレージ部12は、再生モード時には、ディスク4から読み出した(再生した)データをEFM復調方式又は1−7pp復調方式で復調してキャッシュメモリ11に転送する。
システムコントローラ13は、USBインターフェース10を介してパーソナルコンピュータ2からの書込み要求や読出し要求などの各種コマンドを受信し、このコマンドに応じてキャッシュメモリ11及びストレージ部12を制御するなどの各種制御処理を実行する。
例えばシステムコントローラ13は、パーソナルコンピュータ13から送信されるアドレス及びデータ長を指定したデータの書込み要求をUSBインターフェース10を介して受信すると、これに応じてUSBインターフェース10及びキャッシュメモリ11を制御することにより、その後パーソナルコンピュータ13から送信されるそのデータをUSBインターフェース10を介してキャッシュメモリ11に入力して一時記憶させる。そしてシステムコントローラ13は、この後キャッシュメモリ11及びストレージ部12を制御することにより、このキャッシュメモリ11に一時記憶されたデータをストレージ部12に転送させてディスク4上の指定されたアドレス位置に書き込ませる。
またシステムコントローラ13は、パーソナルコンピュータ13から送信されるアドレス及びデータ長を指定したデータの読出し要求をUSBインターフェース10を介して受信すると、これに応じてストレージ部12及びキャッシュメモリ11を制御することにより、指定されたデータをディスク4から読み出させてキャッシュメモリ11に転送させ、これを当該キャッシュメモリ11に一時記憶させる。そしてシステムコントローラ13は、この後キャッシュメモリ11及びUSBインターフェース10を制御することにより、このキャッシュメモリ11に一時記憶されたデータをUSBインターフェース10を介してパーソナルコンピュータ2に送信させる。
入出力処理部14は、例えば記録再生装置1が単体でオーディオ機器として機能する場合に記録再生データの入出力のための処理を行う。
この入出力処理部14は、例えば入力系として、ライン入力回路/マイクロホン入力回路等のアナログ音声信号入力部、アナログ/ディジタル変換器や、デジタルオーディオデータ入力部及びATRAC圧縮エンコーダ/デコーダを有する。ATRAC圧縮エンコーダ/デコーダは、ATRAC方式によるオーディオデータの圧縮/伸長処理を実行するための回路である。なお、もちろんのこと、本実施の形態の記録再生装置1としては、例えばMP3などの他のフォーマットによる圧縮オーディオデータが記録再生可能な構成を採ってもよく、この場合には、これらの圧縮オーディオデータのフォーマットに対応したエンコーダ/デコーダを設ければよい。
また本実施の形態としては、ビデオデータに関しては特に記録再生可能なフォーマットの限定は行わないが、例えばMPEG(Moving Pictures Experts Group)4などが考えられる。そして、入出力処理部14としては、このようなフォーマットに対応したエンコーダ/デコーダを設ければよいこととなる。
さらに入出力処理部14は、出力系として、デジタルオーディオデータ出力部や、ディジタル/アナログ変換器及びライン出力回路/ヘッドホン出力回路等のアナログ音声信号出力部を有する。
そして、この場合の入出力処理部14内には、暗号処理部(図示せず)が設けられる。暗号処理部においては、例えばディスクに書込むべきAVデータについて、所定のアルゴリズムによる暗号化処理を施すようにされる。また、例えばディスクから読み出されたAVデータについて暗号化が施されている場合には、必要に応じて暗号解読のための復号処理を実行するようにもされている。
入出力処理部14を介した処理として、ディスクにオーディオデータが記録されるのは、例えば入力TINとして入出力処理部14にデジタルオーディオデータ(又はアナログ音声信号)が入力される場合である。入力されたリニアPCMデジタルオーディオデータ、或いはアナログ音声信号で入力されアナログ/ディジタル変換器で変換されて得られたリニアPCMオーディオデータは、必要に応じてATRAC圧縮エンコードされてキャッシュメモリ11に蓄積される。そして所定タイミング(ADIPクラスタ相当のデータ単位)でキャッシュメモリ11から読み出されてストレージ部12に転送される。ストレージ部12では、転送されてくる圧縮データを所定の変調方式で変調してディスク4に書き込む。
ディスク4からミニディスク方式のオーディオデータが再生される場合は、ストレージ部12は再生データをATRAC圧縮データ状態に復調してキャッシュメモリ11に転送する。そしてキャッシュメモリ11から読み出されて入出力処理部14に転送される。入出力処理部14は、供給されてくる圧縮オーディオデータに対してATRAC圧縮デコードを行ってリニアPCMオーディオデータとし、デジタルオーディオデータ出力部から出力する。或いはディジタル/アナログ変換器によりアナログ音声信号としてライン出力/ヘッドホン出力を行う。
ROM(Read Only Memory)15Aには、システムコントローラ13の動作プログラムや固定パラメータ等が記憶される。またRAM15Bは、システムコントローラ13によるワーク領域として用いられ、また各種必要な情報の格納領域とされる。例えばストレージ部12によってディスク4から読み出された各種管理情報や特殊情報、例えば上述したP−TOCデータ、U−TOCデータ、FATデータ等、楽曲トラックの管理情報については、キャッシュメモリ11に取り込まれ、ストレージモード時にはその後パーソナルコンピュータに転送されるが、システムコントローラ13は、それらの管理情報のうち、必要な情報をRAM15Bに取り込んで処理することが行われる。
キャッシュ管理メモリ16は、例えばS−RAM(Static-RAM)で構成され、キャッシュメモリ11の状態を管理する情報が格納される。システムコントローラ13はキャッシュ管理メモリ16を参照しながらデータキャッシュ処理の制御を行う。
表示部17は、システムコントローラ13の制御に基づいて、ユーザーに対して提示すべき各種情報の表示を行う。例えば動作状態、モード状態、楽曲等の名称などの文字データ、トラックナンバー、時間情報、その他の情報表示を行う。
また本実施の形態において、例えばディスク4が次世代ディスクである場合には、このディスク4に対し楽曲データに対応づけて画像データが記憶されていることが想定されているが、表示部17は、ディスク4のロード時や再生時等においてシステムコントローラ13の制御に基づき、このように対応づけられた画像データの表示を行うようにすることも考えられる。
操作部18には、ユーザーの操作のための各種操作子として、各種操作ボタンやジョグダイヤルなどが形成される。ユーザーは、この操作部18に対する操作により記録再生装置1に対する所要の動作指示を行う。システムコントローラ13は操作部18によって入力された操作情報に基づいて所定の制御処理を行う。
なお、これまでに説明した記録再生装置1の構成はあくまでも一例であり、例えば入出力処理部14に、オーディオデータだけでなく、ビデオデータに対応する入出力処理系を設けるようにしてもよい。またパーソナルコンピュータ2との接続はUSBでなく、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)1394等の他の外部インターフェースが用いられても良い。さらに操作部18としては、リモートコントローラ上に先に例示したものと同様の操作子を設けるようにすることも可能である。
(2)キャッシュメモリの書込み及び読出し制御
次に、この記録再生装置1における記録モード時のキャッシュメモリ11の書込み及び読出し制御について説明する。
次に、この記録再生装置1における記録モード時のキャッシュメモリ11の書込み及び読出し制御について説明する。
この記録再生装置1では、データの書込み及び読出しは、すべてクラスタ単位で行われる。これは、上述のように第1及び第2の次世代MDの仕様では、1クラスタ分のデータ量である64Kバイトを記録再生のアクセス単位(レコーディングブロック)としているからである。従って、パーソナルコンピュータ2、キャッシュメモリ11及びストレージ部12間でのデータのやり取りや、キャッシュメモリ11におけるデータの管理単位もこのクラスタ単位で行われることとなる。
ここで、キャッシュメモリ11内の構成は図4に示すようになり、パーソナルコンピュータ2からディスク4上のアドレス(address)及びデータ長(length)を指定してクラスタ単位で送信されるデータは、キャッシュメモリ11内の36クラスタ分のデータの記憶容量を有する記憶領域(以下、これをキャッシュと呼ぶ)19のうち所定の位置に格納される。
また、このようなキャッシュメモリ11へのデータの書込みが行われると、その後そのデータは、キャッシュメモリ11からクラスタ単位で読み出されてストレージ部12に転送され、当該クラスタ単位でディスク4に書き込まれる。
実際上システムコントローラ13は、図5に示すように、パーソナルコンピュータ2から11番のクラスタから1クラスタ分のデータ長(address 11,length 1)のデータの書込み要求(WRITE)が与えられた場合には、キャッシュメモリ11内に要求されたクラスタ分のキャッシュ19を確保し、パーソナルコンピュータ2に応答を返すことによって、パーソナルコンピュータ2から送信される11番のクラスタのデータをキャッシュメモリ11内に格納させる。
またシステムコントローラ13は、図5のように続いてパーソナルコンピュータ2から12〜15番のクラスタを1クラスタ分のデータ長(address 12,length 1/address 13,length 1/address 14,length 1/address 15,length 1)のデータで順次書込み要求(WRITE)が与えられた場合には、同様にパーソナルコンピュータ2に応答を返すことによって、パーソナルコンピュータ2から送信される12〜15番のクラスタのデータをキャッシュメモリ11内に順次格納させる。
一方、ディスク4からクラスタ単位で読み出されるデータは、ストレージ部12を介してキャッシュメモリ11に転送されて、キャッシュメモリ11内のキャッシュ19のうち所定の位置に格納される。
また、このようなキャッシュメモリ11へのデータの読出しが行われると、その後そのデータはキャッシュメモリ11からクラスタ単位でパーソナルコンピュータ2に読み出される。
このときシステムコントローラ13には、パーソナルコンピュータ2からディスク4上のアドレス(address)及びデータ長(length)を指定して読出し要求が与えられたときに、読出し要求されたデータがある一定のデータ長を越えて連続する場合には、要求されるアドレスからのデータ長よりも所定のクラスタ分だけ余分にキャッシュメモリ11内に読み出すクラスタ先読み機能が搭載されている。
そしてシステムコントローラ13は、このようなキャッシュメモリ11のクラスタ先読み機能制御を行うための手段として、図6に示すように、パーソナルコンピュータ2からの読出し要求格納欄20A、ディスク4からの読出し格納欄20B及び連続データ長格納欄20Cが設けられた連続データ長管理テープル20をキャッシュ管理メモリ16(図1)内に有している。
システムコントローラ13は、読出し要求されるアドレス(address)とデータ長(length)を連続データ長管理テープル20のパーソナルコンピュータ2からの読出し要求格納欄20Aに書き込んで管理すると共に、パーソナルコンピュータ2から読出し要求が与えられた場合には、そのアドレス(address)とデータ長(length)から読出し要求されたデータの連続性(連続データ長)を検出し、その連続データ長を連続データ長管理テープル20の連続データ長格納欄20Cに書き込んで連続データ長が予め設定された閾値を越えていないかを管理する。
またシステムコントローラ13は、その後ディスク4から読み出すアドレス(address)とデータ長(length)を連続データ長管理テープル20のディスク4からの読出し格納欄20Bに書き込んで管理する。
かくしてシステムコントローラ13は、パーソナルコンピュータ2からの読出し要求が与えられた場合、この連続データ長管理テーブル20を参照して、連続データ長が予め設定された閾値を越えていないか否かを判断する。そしてシステムコントローラ13は、要求された連続データ長が閾値を越えた場合には、今後も連続したデータの読出し要求が与えられるであろうと仮定し、要求されるアドレス(クラスタ)からのデータ長よりも所定のクラスタ分だけ先読みしてキャッシュメモリ11内に読み出す。
例えば、システムコントローラ13は、クラスタ先読み機能を行う閾値を10クラスタ分のデータ長のデータに設定し、また閾値を越えた場合には要求されるデータ長のデータよりも5クラスタ分だけ先読みさせる。
このとき、図6に示すように、パーソナルコンピュータ2から20番のクラスタから5クラスタ分のデータ長(address 20,length 5)のデータの読出し要求(READ)が与えられたときに、連続データ長が15となり閾値を越えるので、20番のクラスタから5クラスタ分のデータ長よりも5クラスタ分だけ先読みし、20番のクラスタから10クラスタ分のデータ長(address 20,length 10)のデータをディスク4からキャッシュメモリ11内に読み出す。
ここで、パーソナルコンピュータ2から読出し要求されているのは20番のクラスタから5クラスタ分のデータ長のデータのみであるので、実際には20番のクラスタから10クラスタ分のデータ長のデータがキャッシュメモリ11内に格納されているが、ここではパーソナルコンピュータ2には当該20番のクラスタから5クラスタ分のデータ長のデータのみを読み出すようになされている。
そして、この後パーソナルコンピュータ2から25番のクラスタから5クラスタ分のデータ長(address 20,length 5)のデータの読出し要求(READ)が与えられたときには、当該データは既に先読みされてキャッシュメモリ11内に格納されているので、ディスク4にアクセスしてディスク4から当該データを読み出させることなくキャッシュメモリ11からパーソナルコンピュータ2に25番のクラスタから5クラスタ分のデータ長のデータを読み出すようになされている。
このようにして、読出し要求されるアドレス(address)とデータ長(length)から連続データ長を検出し、その連続データ長が閾値を越えた場合には、要求されるアドレス(クラスタ)からのデータ長よりも所定のクラスタ分だけ先読みしてキャッシュメモリ11内に読み出すことによって、その後連続したデータを要求された場合にディスク4にアクセスして当該ディスク4から読み出させることなくキャッシュメモリ11からパーソナルコンピュータ2に要求されるアドレス(クラスタ)からのデータ長のデータを読み出させることができる。
ここで本実施の形態においては、システムコントローラ13は、かかる原理に基づいてクラスタ先読み機能を行う閾値を0に設定し、また閾値を越えた場合には要求されるアドレス(クラスタ)からのデータ長のデータよりも4クラスタ分のデータ長のデータだけ先読みさせる。
すなわちシステムコントローラ13は、パーソナルコンピュータ2から読出し要求が与えられると、要求されるアドレス(クラスタ)からのデータ長のデータよりも4クラスタ分のデータ長のデータだけ先読みして、当該データをキャッシュメモリ11内に読み出すようになされている。
実際上システムコントローラ13は、図7に示すように、パーソナルコンピュータ2から11番のクラスタから1クラスタ分のデータ長(address 11,length 1)のデータの読出し要求(READ)が与えられた場合には、11〜15番のクラスタのデータをディスク4からキャッシュメモリ11内に読み出させ、パーソナルコンピュータ2に応答を返すことによって、11番のクラスタのデータをパーソナルコンピュータ2に送信させる。
またシステムコントローラ13は、続いてパーソナルコンピュータ2から12〜15番のクラスタを1クラスタ分のデータ長(address 12,length 1/address 13,length 1/address 14,length 1/address 15,length 1)のデータで順次読出し要求が与えられた場合には、ディスク4にアクセスして当該ディスク4から読み出させることなく、パーソナルコンピュータ2に順次応答を返すことによって、12〜15番のクラスタのデータを順次パーソナルコンピュータ2に送信させる。
他方、システムコントローラ13は、キャッシュメモリ11内に格納されているクラスタのデータをディスク4に書き込ませているときに、パーソナルコンピュータ2から読出し要求が与えられた場合には、ディスク4への書込みを中断してパーソナルコンピュータ2からの読出し要求に優先して応答し得るようになされている。
このときシステムコントローラ13は、図8に示すように、キャッシュメモリ11内に格納されている11番〜15番のクラスタのデータをディスク4に書き込ませているときに、パーソナルコンピュータ2から16番のクラスタから1クラスタ分のデータ長(address 11,length 1)のデータの読出し要求(READ)が与えられた場合には、11番〜15番のクラスタのデータの転送を中断する。
そしてシステムコントローラ13は、この後16〜20番のクラスタのデータをディスク4からキャッシュメモリ11内に読み出させ、パーソナルコンピュータ2に応答を返すことによって、11番のクラスタのデータをパーソナルコンピュータ2に送信させる。
このようにしてシステムコントローラ13は、パーソナルコンピュータ2からの読出し要求に対して、当該パーソナルコンピュータ2を待たせることなく応答を返し、読出し要求されたデータをパーソナルコンピュータ2に送信させることによって、パーソナルコンピュータ2及びキャッシュメモリ11間のスループットを向上させることができる。
(3)逼迫モード時におけるキャッシュメモリの書込み及び読出し制御
ところで、キャッシュメモリ11内のキャッシュ19にデータが大量に格納されている場合には、パーソナルコンピュータ2からの新たな書込み要求又は読出し要求があっても、キャッシュメモリ11内の空きキャッシュ19’が確保できないことがある。そしてこの場合、当該書込み要求又は読出し要求に対して応答できずに、パーソナルコンピュータ2からの書込み又は読出し要求を待たすこととなり、ついにはパーソナルコンピュータ2からタイムアウトによるリセットコマンドが発行されることとなる。
ところで、キャッシュメモリ11内のキャッシュ19にデータが大量に格納されている場合には、パーソナルコンピュータ2からの新たな書込み要求又は読出し要求があっても、キャッシュメモリ11内の空きキャッシュ19’が確保できないことがある。そしてこの場合、当該書込み要求又は読出し要求に対して応答できずに、パーソナルコンピュータ2からの書込み又は読出し要求を待たすこととなり、ついにはパーソナルコンピュータ2からタイムアウトによるリセットコマンドが発行されることとなる。
そこでこの記録再生装置1には、上述のような書込み及び読出し制御を「通常モード」とすると、キャッシュメモリ11内の空きキャッシュ19’に応じて、当該空きキャッシュ19’がある所定のキャッシュ値になった場合には、書込み及び読出し制御を「逼迫モード」に切り替えるようになされている。
このとき、この「逼迫モード」に切り替えるための手段として、システムコントローラ13は、キャッシュメモリ11内の空きキャッシュ19’を検出するようになされている。そしてシステムコントローラ13は、当該空きキャッシュ19’がある所定の閾値以下になった場合には、パーソナルコンピュータ2からの書込み又は読出し要求に対して、タイムアウトが発生する直前まで応答を返さずに、その間にキャッシュメモリ11内に格納されている書込むべきクラスタのデータをディスク4に書き込ませる。
また、その場合の閾値は、一度に書込むべきデータのうち最大の連続データ長のデータをディスク4に書込む時間と、逼迫モード時にパーソナルコンピュータ2からの書込み要求又は読出し要求に対して応答を返す時間とによって設定される。
そこで、一度に書込むべきデータのうち最大の連続データ長のデータをディスク4に書込む時間をXとし、逼迫モード時にパーソナルコンピュータ2からの書込み要求又は読出し要求に対して応答を返す時間をYとすると、閾値Zは、割り切れる場合には、次式
により算出され、割り切れない場合には、XをYで割ったときの値に対して、小数点以下の部分を切り捨て、整数部分のみを解とする次式
により算出できることから、キャッシュメモリ11内の空きキャッシュ19’がこの閾値Zに達した場合に逼迫モードに切り替えることが分かる。
なお、逼迫モード時においては、上述のようにキャッシュメモリ11内に格納されているクラスタのデータをディスク4に書き込ませているときに、パーソナルコンピュータ2から読出し要求が与えられた場合にも、ディスク4への書込みを中断せずに記録させる。
例えば、本実施の形態の場合には、一度に書込むべきデータのうち最大の連続データ長のデータは12クラスタ分のデータであり、そのときの時間は20秒である。
また、パーソナルコンピュータ2が設定する記録再生装置1が応答すべき応答時間は通常5秒と設定されているので、安全をみて逼迫モード時にシステムコントローラ13がパーソナルコンピュータ2からの書込み要求又は読出し要求に対して応答を返す時間を4秒と設定する。
このような場合には、X=20、Y=4であることから、上述の(2)式に基づいて、閾値Zは4となる。従ってキャッシュメモリ11内の空きキャッシュ19’が4キャッシュ以下になった場合に逼迫モードに切り替えるようになされている。
実際上システムコントローラ13は、図9に示すように、パーソナルコンピュータ2から11番のクラスタから1クラスタ分のデータ長(address 11,length 1)のデータの書込み要求(WRITE)が与えられた場合には、キャッシュメモリ11内に要求されたクラスタ分のキャッシュ19を確保し、パーソナルコンピュータ2に応答を返すことによって、パーソナルコンピュータ2から送信される11番のクラスタのデータをキャッシュメモリ11内に格納させる。
このときシステムコントローラ13は、キャッシュメモリ11内の空きキャッシュ19’が4キャッシュ以下になったことを検出して、逼迫モードに切り替え、例えば、一度に書込むべきデータのうちの最大の連続データ長のデータである12クラスタ分のデータのディスク4への書き込みを開始させる。
またシステムコントローラ13は、続いてパーソナルコンピュータ2から12番のクラスタから1クラスタ分のデータ長(address 12,length 1)のデータの書込み要求(WRITE)が与えられた場合には、パーソナルコンピュータ2に4秒後に応答を返すことによって、パーソナルコンピュータ2から送信される12番のクラスタのデータをキャッシュメモリ11内に格納させる。
さらにシステムコントローラ13は、パーソナルコンピュータ2から13〜15番のクラスタを1クラスタ分のデータ長(address 13,length 1/address 14,length 1/address 15,length 1)のデータで書込み要求(WRITE)が順次与えられた場合には、同様にパーソナルコンピュータ2に順次4秒後に応答を返すことによって、パーソナルコンピュータ2から送信される13〜15番のクラスタのデータをキャッシュメモリ11内に順次格納させる。
そしてシステムコントローラ13は、図10に示すように、続いてパーソナルコンピュータ2から16番のクラスタから1クラスタ分のデータ長(address 16,length 1)のデータの書込み要求(WRITE)が与えられた場合には、パーソナルコンピュータ2に4秒後に応答を返す。
この時点で、ディスク4への書込みを開始した12クラスタ分のデータの書込みが終了するので、かくしてシステムコントローラ13は、パーソナルコンピュータ2から送信される16番のクラスタのデータを、ディスク4に書き込まれて上書き可能となった、例えば、101番のクラスタのデータが格納されているキャッシュ19に上書きして格納させることができる。
一方、システムコントローラ13は、図11に示すように、パーソナルコンピュータ2から11番のクラスタから1クラスタ分のデータ長(address 11,length 1)のデータの読出し要求(READ)が与えられた場合には、11〜15番のクラスタのデータをディスク4からキャッシュメモリ11内に読み出す。
このときシステムコントローラ13は、キャッシュメモリ11内の空きキャッシュ19’が4キャッシュ以下になったことを検出して、逼迫モードに切り替え、上述と同様に12クラスタ分のデータ長のデータのディスク4への書込みを開始させる。
この後システムコントローラ13は、パーソナルコンピュータ2に4秒後に応答を返すことによって、11番のクラスタのデータをパーソナルコンピュータ2に送信させる。
またシステムコントローラ13は、図11のように続いてパーソナルコンピュータ2から12〜15番のクラスタを1クラスタ分のデータ長(address 12,length 1/address 13,length 1/address 14,length 1/address 15,length 1)のデータで読出し要求(READ)が順次与えられた場合には、同様にパーソナルコンピュータ2に順次4秒後に応答を返すことによって、12〜15番のクラスタのデータをパーソナルコンピュータ2に順次送信させる。
この時点で、ディスク4への書込みを開始した12クラスタ分のデータの書込みが終了するので、かくしてシステムコントローラ13は、図12に示すように、続いてパーソナルコンピュータ2から16番のクラスタを1クラスタ分のデータ長(address 16,length 1)のデータの読出し要求(READ)が与えられた場合には、16〜20番のクラスタのデータをディスク4からキャッシュメモリ11内に読み出させ、パーソナルコンピュータ2に応答を返すことによって、16番のクラスタのデータをパーソナルコンピュータ2に送信させることができる。
(4)書込み及び読出し要求応答処理手順
ここで、上述のようなシステムコントローラ13による書込み要求応答処理手順は、ROM内に格納された制御プログラムに基づき、図13に示す書込み要求応答処理手順RT1に従って行われる。
ここで、上述のようなシステムコントローラ13による書込み要求応答処理手順は、ROM内に格納された制御プログラムに基づき、図13に示す書込み要求応答処理手順RT1に従って行われる。
すなわちシステムコントローラ13は、パーソナルコンピュータ2から書込み要求が与えられると、書込み要求応答処理手順RT1をステップSP0において開始し、続くステップSP1においてキャッシュメモリ11内に空きキャッシュ19’があるか否かを判断する。そしてシステムコントローラ13は、このステップSP1において肯定結果を得るとステップSP5に進み、これに対して否定結果を得るとステップSP2に進んで、書込むべきクラスタのデータをディスク4に書込み中であるか否かを判断する。
そしてシステムコントローラ13は、このステップSP2において肯定結果を得るとステップSP3に進んで、そのままの状態で待機させた後、ステップSP1に戻り、これに対して否定結果を得るとステップSP4に進んで、書込むべきクラスタのデータのディスク4への書込みを開始させて、ステップSP1に戻る。
またシステムコントローラ13は、この後ステップSP5に進んで、逼迫モードであるか否かを判断する。そしてシステムコントローラ13は、このステップSP5において肯定結果を得るとステップSP10に進み、これに対して肯定結果を得るとステップSP6に進んで、書込むべきクラスタのデータをディスク4に書込み中であるか否かを判断する。
そしてシステムコントローラ13は、このステップSP6において否定結果を得るとステップSP7に進んで、そのままの状態で待機させ、これに対して肯定結果を得るとステップSP4に進んで、書込むべきクラスタのデータのディスク4への書込みを開始させる。
さらにシステムコントローラ13は、この後ステップSP9に進んで、パーソナルコンピュータ2から書込み要求が与えられてから、4秒以内であるか否かを判断する。そしてシステムコントローラ13は、このステップSP9において肯定結果を得るとステップSP5に戻り、これに対して否定結果を得るとステップSP10に進んで、パーソナルコンピュータ2に応答を返して、パーソナルコンピュータ2から送信されるデータをキャッシュメモリ11内に格納させる。そしてシステムコントローラ13は、この後ステップSP11に進んで、この書込み要求応答処理手順RT1を終了する。
一方、上述のようなシステムコントローラ13による読出し要求応答処理手順は、ROM内に格納された制御プログラムに基づき、図14に示す読出し要求応答処理手順RT2に従って行われる。
すなわちシステムコントローラ13は、パーソナルコンピュータ2から読出し要求が与えられると、読出し要求応答処理手順RT2をステップSP12において開始し、続くステップSP13において要求されたデータがキャッシュメモリ11内のキャッシュ19に格納されているか否かを判断する。そしてシステムコントローラ13は、このステップSP13において肯定結果を得るとステップSP19に進み、これに対して否定結果を得るとステップSP14に進んで、書込むべきクラスタのデータをディスク4に書込み中であるか否かを判断する。
そしてシステムコントローラ13は、このステップSP14において否定結果を得るとステップSP18に進み、これに対して肯定結果を得るとステップSP15に進んで、逼迫モードであるか否かを判断する。そしてシステムコントローラ13は、このステップSP15において肯定結果を得るとステップSP16に進んで、そのままの状態で待機させた後、ステップSP13に戻り、これに対してこのステップSP13において否定結果を得るとステップSP17に進んで、書込むべきクラスタのデータのディスク4への書込みを中断させた後、ステップSP13に戻る。
またシステムコントローラ13は、この後ステップSP18に進んで、要求されたデータ及び先読みさせるデータをディスク4からキャッシュメモリ11内に読み出した後、ステップSP13に戻る。
さらにシステムコントローラ13は、この後ステップSP19〜ステップSP24において、上述の書込み要求応答処理手順RT1におけるステップSP5〜ステップSP10と同様の処理を行う。そしてシステムコントローラ13は、この後ステップSP25に進んで、この読出し要求応答処理手順RT2を終了する。
このようにしてシステムコントローラ13は、キャッシュメモリ11及びディスク4を制御して、パーソナルコンピュータ2からの書込み要求及び読出し要求に対して応答し得るようになされている。
(5)本実施の形態による動作及び効果
以上の構成において、パーソナルコンピュータ2からの書込み又は読出し要求が与えられると、キャッシュメモリ11内の空きキャッシュ19’を検出し、その空きキャッシュ19’があるキャッシュ値に達したか否かの判定を行い、該当する場合には、パーソナルコンピュータ2からの書込み又は読出し要求に対して、リセットコマンドを発行するために設定された応答時間直前に応答を返す。
以上の構成において、パーソナルコンピュータ2からの書込み又は読出し要求が与えられると、キャッシュメモリ11内の空きキャッシュ19’を検出し、その空きキャッシュ19’があるキャッシュ値に達したか否かの判定を行い、該当する場合には、パーソナルコンピュータ2からの書込み又は読出し要求に対して、リセットコマンドを発行するために設定された応答時間直前に応答を返す。
従って、パーソナルコンピュータ2に応答する時間を引き延ばし、その間にキャッシュメモリ11内に格納されている書込むべきデータをディスク4に書き込ませて、キャッシュメモリ11内の空きキャッシュ19’を確保することによって、パーソナルコンピュータ2からリセットコマンドが発行される頻度を格段的に低減することができる。
また、パーソナルコンピュータ2から読出し要求されるデータの連続性を検出し、そのデータがある一定以上のデータ長になったか否かの判定を行い、該当する場合には、新たに連続したデータを読出し要求されたときに、読出し要求されるデータよりも長いデータ長のデータをディスク4からストレージ部12を介してキャッシュメモリ11内に転送する。
従って、さらに新たに連続したデータを読出し要求されたときに、読出し要求されたデータをディスク4から読み出すことなくキャッシュメモリ11からパーソナルコンピュータ2に読み出すことができる。
以上の構成によれば、パーソナルコンピュータ2からの書込み又は読出し要求が与えられると、キャッシュメモリ11内の空きキャッシュ19’を検出し、その空きキャッシュ19’があるキャッシュ値に達したか否かの判定を行い、該当する場合には、パーソナルコンピュータ2からの書込み又は読出し要求に対して、リセットコマンドを発行するために設定された応答時間直前に応答を返すことにより、パーソナルコンピュータに応答する時間を引き延ばし、その間にキャッシュメモリ11内に格納されている書込むべきデータをディスク4に書き込ませて、キャッシュメモリ11内の空きキャッシュ19’を確保することによって、パーソナルコンピュータ2からリセットコマンドが発行される頻度を格段的に低減することができ、かくして記録再生装置1のストレージデバイスとしてのデータ転送速度を向上させることができる。
また、パーソナルコンピュータ2から読出し要求されるデータの連続性を検出し、そのデータがある一定以上のデータ長になったか否かの判定を行い、該当する場合には、新たに連続したデータを読出し要求されたときに、読出し要求されるデータよりも長いデータ長のデータをディスク4からストレージ部12を介してキャッシュメモリ11内に転送することにより、さらに新たに連続したデータを読出し要求されたときに、読出し要求されたデータをディスク4から読み出すことなくキャッシュメモリ11からパーソナルコンピュータ2に読み出すことができ、これによりディスク4にアクセスする時間を短縮することができ、かくして記録再生装置1のストレージデバイスとしてのデータ転送速度を向上させることができる。
(6)他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、本発明を現行MDと、上述した第1及び第2の次世代MDとに対応した記録再生装置に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これ以外の種々の記録媒体に対応した記録再生装置に広く適用することができる。
なお上述の実施の形態においては、本発明を現行MDと、上述した第1及び第2の次世代MDとに対応した記録再生装置に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これ以外の種々の記録媒体に対応した記録再生装置に広く適用することができる。
また上述の実施の形態においては、外部機器としてのパーソナルコンピュータから転送されるデータを一時記憶する一時記憶手段としてD−RAMからなるキャッシュメモリ11を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、キャッシュメモリ11以外の種々のデバイスを広く適用することができる。
さらに上述の実施の形態においては、パーソナルコンピュータ2からの書込み又は読出し要求が与えられると、キャッシュメモリ11内の空きキャッシュ19’を検出し、当該空きキャッシュ19’が所定の閾値以下のときに「逼迫モード」と判定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、書込み又は読出し要求が与えられたときに、キャッシュメモリ11内に格納されているクラスタのデータや、書込み又は読出し要求が与えられる時間間隔や、単位時間当たりの空きキャッシュ19’のキャッシュ値を検出するようにしても良く、かかる「逼迫モード」の判定基準としてこれ以外の判定基準を適用するようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、閾値は一度に書込むべきデータのうち最大の連続データ長のデータをディスク4に書込む時間と、逼迫モード時にパーソナルコンピュータ2からの要求に対して応答を返す時間とによって設定される場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、一度に書込むべきデータのうち最大の連続データ長のデータをディスク4に書込む時間を、ディスク4の振動による音飛びやレーザパワー調整等によりディスク4が使用不能となることによってディスク4が待たせる最長の時間に設定し、当該時間に基づいて閾値を設定するようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、システムコントローラ13は、要求された連続データ長が閾値を越えた場合には、要求されるアドレス(クラスタ)からのデータ長よりも所定のクラスタ分だけ先読みしてキャッシュメモリ11内に読み出し、そのデータ長は逼迫モードに切り替える閾値と同じ値にした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
当該逼迫モードに切り替える閾値以下のデータ長を先読みするようにしても良い
当該逼迫モードに切り替える閾値以下のデータ長を先読みするようにしても良い
さらに上述の実施の形態においては、パーソナルコンピュータ2が設定する記録再生装置1が応答すべき応答時間は通常5秒と設定されているので、安全をみて逼迫モード時にシステムコントローラ13がパーソナルコンピュータ2からの要求に対して応答を返す時間を4秒と設定した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この種々のエラー等を加味した上でパーソナルコンピュータ2からの書込み及び読込み要求に対して応答を返す時間を設定するようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、パーソナルコンピュータ2、キャッシュメモリ11及びストレージ部12間でのデータのやり取りや、キャッシュメモリ11におけるデータの管理単位もこのクラスタ単位で行われる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、パーソナルコンピュータ2、キャッシュメモリ11及びストレージ部12間で管理単位の違なったデータのやり取り等、この他種々のデータのやり取りやデータの管理単位に適用するようにしても良い。
本発明は、光磁気ディスクにデータを記録再生する記録再生装置の他、種々のディスクメディアにデータを記録再生する記録再生装置に適用することができる。
1……記録再生装置、2……パーソナルコンピュータ、4……ディスク、11……キャッシュメモリ、12……ストレージ部、13……システムコントローラ、16……キャッシュ管理メモリ、19……キャッシュ、20……連続データ長管理テーブル、RT1……書込み要求応答処理手順、RT2……読出し要求応答処理手順。
Claims (11)
- データを一時記憶する一時記憶手段を有し、外部機器から送信された上記データを上記一時記憶手段を介して記録媒体に記録し、又は上記記録媒体から再生された上記データを上記一時記憶手段を介して上記外部機器に送信する記録再生装置において、
上記一時記憶手段から読み出される上記データを上記記録媒体に記録し、又は上記記録媒体から再生される上記データを上記一時記憶手段を介して上記外部機器に読み出す記録再生手段と、
上記一時記憶手段及び又は上記記録再生手段を制御すると共に、上記外部機器からの書込み又は読出し要求に対して応答する制御手段と
を具え、
上記制御手段は、
上記外部機器からの書込み又は読出し要求が与えられると、上記一時記憶手段内の空き記憶領域を検出し、上記空き記憶領域が所定の閾値以下のときには、上記一時記憶手段内の空き記憶領域を確保するように上記一時記憶手段及び又は上記記録再生手段を制御すると共に、上記外部機器からの書込み又は読出し要求に対して、予め上記外部機器に設定された当該書込み又は読出し要求に対する応答の待ち時間経過直前に上記外部機器に応答する
ことを特徴とする記録再生装置。 - 上記制御手段は、
上記記録媒体が使用不能となる最長の時間と、上記外部機器からの書込み又は読出し要求に対する応答の待ち時間とに基づいて算出される空き記憶領域を閾値とする
ことを特徴とする請求項1に記載の記録再生装置。 - 上記制御手段は、
上記外部機器から書き込まれた上記記録媒体に記録すべきデータを当該記録媒体に記録させており、かつ上記空き記憶領域が所定の閾値より大きいときに、上記外部機器からの読出し要求が与えられると、上記記録媒体に記録すべきデータの上記記録媒体への記録を中断し、読出し要求が与えられたデータを上記記録媒体から再生させて上記一時記憶手段に一時記憶し、当該読出し要求に対して応答する
ことを特徴とする請求項1に記載の記録再生装置。 - 上記制御手段は、
上記外部機器からの読出し要求が与えられると、読出し要求が与えられたデータの連続性を検出し、上記読出し要求が与えられたデータの連続長があるデータ長を越えたときには、新たに連続するデータを読出し要求が与えられたときに、上記読出し要求が与えられたデータよりも所定のデータ長だけ長いデータを上記記録媒体から再生させるように上記記録再生手段を制御する
ことを特徴とする請求項2に記載の記録再生装置。 - 上記制御手段は、
上記読出し要求が与えられたデータよりも、上記算出される空き記憶領域以下のデータ長だけ長いデータを上記記録媒体から再生させるように上記記録再生手段を制御する
ことを特徴とする請求項4に記載の記録再生装置。 - データを一時記憶する一時記憶手段を有し、外部機器から送信された上記データを上記一時記憶手段を介して記録媒体に記録し、又は記録媒体から再生された上記データを上記一時記憶手段を介して上記外部機器に送信する記録再生方法において、
上記外部機器からの書込み又は読出し要求が与えられると、上記一時記憶手段内の空き記憶領域を検出する第1のステップと、
上記空き記憶領域が所定の閾値以下のときには、上記一時記憶手段内の空き記憶領域を確保するように上記一時記憶手段及び又は上記記録再生手段を制御すると共に、上記外部機器からの書込み又は読出し要求に対して、予め上記外部機器に設定された当該書込み又は読出し要求に対する応答の待ち時間経過直前に上記外部機器に応答する第2のステップと
を具えることを特徴とする記録再生方法。 - 上記第2のステップでは、
上記記録媒体が使用不能となる最長の時間と、上記外部機器からの書込み又は読出し要求に対する応答の待ち時間とに基づいて算出される空き記憶領域を閾値とする
ことを特徴とする請求項6に記載の記録再生方法。 - 上記第2のステップでは、
上記外部機器から書き込まれた上記記録媒体に記録すべきデータを当該記録媒体に記録させており、かつ上記空き記憶領域が所定の閾値より大きいときに、上記外部機器からの読出し要求が与えられると、上記記録媒体に記録すべきデータの上記記録媒体への記録を中断し、読出し要求が与えられたデータを上記記録媒体から再生させて上記一時記憶手段に一時記憶し、当該読出し要求に対して応答する
ことを特徴とする請求項6に記載の記録再生方法。 - 上記第2のステップでは、
上記外部機器からの読出し要求が与えられると、読出し要求が与えられたデータの連続性を検出し、上記読出し要求が与えられたデータの連続長があるデータ長を越えたときには、新たに連続するデータを読出し要求が与えられたときに、上記読出し要求が与えられたデータよりも所定のデータ長だけ長いデータを上記記録媒体から再生する
ことを特徴とする請求項7に記載の記録再生方法。 - 上記第2のステップでは、
上記読出し要求が与えられたデータよりも、上記算出される空き記憶領域以下のデータ長だけ長いデータを上記記録媒体から再生する
ことを特徴とする請求項9に記載の記録再生方法。 - データを一時記憶する一時記憶手段を有し、外部機器から送信された上記データを上記一時記憶手段を介して記録媒体に記録し、又は記録媒体から再生された上記データを上記一時記憶手段を介して上記外部機器に送信する記録再生装置において、
上記一時記憶手段から読み出される上記データを上記記録媒体に記録し、又は上記記録媒体から再生される上記データを上記一時記憶手段を介して上記外部機器に読み出す記録再生手段と、
上記一時記憶手段及び又は上記記録再生手段を制御すると共に、上記外部機器からの書込み又は読出し要求に対して応答する制御手段と
を具え、
上記制御手段は、
上記外部機器からの読出し要求が与えられると、読出し要求が与えられたデータの連続性を検出し、上記読出し要求が与えられたデータの連続長があるデータ長を越えたときには、新たに連続するデータを読出し要求が与えられたときに、上記読出し要求が与えられたデータよりも所定のデータ長だけ長いデータを上記記録媒体から再生させるように上記記録再生手段を制御する
ことを特徴とする記録再生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004139259A JP2005322308A (ja) | 2004-05-07 | 2004-05-07 | 記録再生装置及び方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7721026B2 (en) | 2006-12-12 | 2010-05-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Interface controller, method for controlling read access, and information processing apparatus provided with the interface controller |
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-
2004
- 2004-05-07 JP JP2004139259A patent/JP2005322308A/ja active Pending
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