JP2008097107A - データ記録装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リングバッファを用いて、大容量のデータを容易に情報検索可能な形式で記憶できるデータ記録装置を提供すること。
【解決手段】第１の不揮発記憶部１０と、第１の不揮発記憶部１０より記憶容量の小さな第２の不揮発記憶部２０と、受け取ったデータを前記第１の不揮発記憶部１０に１次元的に配列されたデータエリアの先頭から末尾にむかって順次書き込み、末尾に達したら再び先頭から末尾にむかって順次書き込む巡回書き込み制御を行う第１の書き込み制御部と、受け取ったデータに関連して取得した所与の情報をインデックス情報として、インデックス情報と受け取ったデータの書き込み先のアドレス情報と関連させて、第２の不揮発記憶部２０の１次元的に配列されたデータエリアの先頭から末尾にむかって順次書き込み、末尾に達したら再び先頭から末尾にむかって順次書き込む巡回書き込み制御を行う第２の書き込み制御部と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、データ記録装置及びその制御方法に関する。

温度や、振動、明るさ、音、画像などのデータを連続的に取得して記録するデータ記録装置（データログ装置）が知られており、例えば食品の温度管理や、ドライブレコーダやフライトレコーダ、ボイスレコーダ、地震計などに利用されている。

故障や事故などの突発的なイベントが発生した際に、そうしたイベントが発生するまでのデータログを残すためには、常時、一定期間前からのデータを蓄積していなくてはならない。イベントが発生する直前の一定期間のデータのみ蓄積しておけばよく、過去の古いデータは順次上書きすることができるので、このような用途に使用される記憶装置はリングバッファとして構成することができる。
特開２００５−２５９０４１号公報

単純なデータログ装置では記憶する情報量が少ないので問題ないが、電話の通信履歴を残す等のデータ量が多い場合はその取扱いが難しい。全データをリングバッファに入れようとすると大容量のメモリーを使用しなければならない。また、ログデータの中から必要なデータを抽出する際も大容量のデータを扱う必要があり効率的でないという問題点があった。

本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、リングバッファを用いて、大容量のデータを容易に情報検索可能な形式で記憶できるデータ記録装置を提供することにある。

（１）本発明は、
データ記録装置であって、
第１の不揮発記憶部と、
第１の不揮発記憶部より記憶容量の小さな第２の不揮発記憶部と、
受け取ったデータを前記第１の不揮発記憶部に１次元的に配列されたデータエリアの先頭から末尾にむかって順次書き込み、末尾に達したら再び先頭から末尾にむかって順次書き込む巡回書き込み制御を行う第１の書き込み制御部と、
受け取ったデータに関連して取得した所与の情報をインデックス情報として、インデックス情報と受け取ったデータの書き込み先のアドレス情報と関連させて、第２の不揮発記憶部の１次元的に配列されたデータエリアの先頭から末尾にむかって順次書き込み、末尾に達したら再び先頭から末尾にむかって順次書き込む巡回書き込み制御を行う第２の書き込み制御部と、
を含むことを特徴とする。

インデックス情報は、第１の不揮発記憶部に格納されたデータ本体（受け取ったデータ）を検索するための情報であればよく、データ本体から抽出された情報でもよいし、データ本体には含まれていないがデータ本体を検索するために生成した情報でもよい。

本発明によれば比較的容量の小さい第２の不揮発性記憶部を検索することで、大容量の第１の不揮発性記憶部に格納されているデータの抽出を行うことが可能となる。従って、リングバッファを用いて、大容量のデータを容易に情報検索可能な形式で記憶できるデータ記録装置を提供することができる。

（２）本発明のデータ記録装置は、
インデックス位置情報に基づき、受け取ったデータからインデックス情報となる所与の情報を抽出するインデックス情報抽出部をさらに含み、
前記第２の書き込み制御部は、
受け取ったデータから抽出された所与の情報をインデックス情報として書き込み制御を行うことを特徴とする。

（３）本発明のデータ記録装置は、
第２の不揮発記憶部は、強誘電体メモリで構成されていることを特徴とする。

（４）本発明は、
第１の不揮発記憶部と、第１の不揮発記憶部より記憶容量の小さな第２の不揮発記憶部とを備えたデータ記録装置の制御方法であって、
受け取ったデータを前記第１の不揮発記憶部に１次元的に配列されたデータエリアの先頭から末尾にむかって順次書き込み、末尾に達したら再び先頭から末尾にむかって順次書き込む巡回書き込み制御を行うステップと、
受け取ったデータに関連して取得した所与の情報をインデックス情報として、インデックス情報と受け取ったデータの書き込み先のアドレス情報と関連させて、第２の不揮発記憶部の１次元的に配列されたデータエリアの先頭から末尾にむかって順次書き込み、末尾に達したら再び先頭から末尾にむかって順次書き込む巡回書き込み制御を行うステップと、
を含むことを特徴とする。

以下、本発明を適用した実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、本発明は、以下の内容を自由に組み合わせたものを含むものとする。

図１〜図５は、本発明を適用した実施の形態に係るデータ記録装置（データログ装置）について説明するための図である。

図１は本実施の形態のデータ記録装置の機能ブロック図である。

本実施の形態に係るデータ記録装置１は、第１の不揮発記憶部１０を含む。

不揮発性メモリとは、電源を切っても記憶した情報が消失しない記憶装置、すなわち、情報を保持するためのエネルギーを外部から供給する必要のない記憶装置である。不揮発性メモリを利用すれば、電源の供給がストップした場合でも、取得した情報を保持することができる。不揮発性メモリは、例えば、電気ヒステリシスを応用したキャパシタを利用して実現することができる。

第１の不揮発記憶部１０は、例えばフラッシュＥＥＰＲＯＭ等の低コストで大容量の不揮発メモリーで実現することが可能である。これらの不揮発メモリーは非破壊読み出しのため、読出し回数に制約がない一方、書換え回数は１Ｅ５回程度しかなく、また書換え速度が遅いので、読出し動作で使用するのに適した不揮発メモリーと言える。

本実施の形態に係るデータ記録装置１は、第２の不揮発記憶部２０を含む。

第２の不揮発記憶部２０は、第１の不揮発記憶部より記憶容量の小さな不揮発記憶部であり、強誘電体メモリで構成することができる。ここで、強誘電体メモリとは、記憶素子に強誘電体物質を含んだメモリであり、例えばＦｅＲＡＭ等でもよい。強誘電体メモリは、強誘電体物質を有するキャパシタ（強誘電体キャパシタ）を含む構造をなしていてもよい。なお、強誘電体キャパシタは、対向電極と、当該対向電極の間に設けられた強誘電体物質とを含む構造をなしていてもよい。本発明に適用可能な強誘電体物質は特に限定されるものではないが、例えばＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉを構成元素として含む酸化物からなるＰＺＴ系強誘電体材料であってもよい。あるいは、強誘電体物質として、ＳＢＴ系、ＢＳＴ系、ＢＩＴ系、ＢＬＴ系などのいずれかの材料を適用してもよい。

なお、強誘電体メモリも、その特性から、不揮発性メモリの一種ととらえることができる。

強誘電体メモリの１つであるＦｅＲＡＭは破壊読出しであることから読出し回数に制限があるものの、書換え回数＞１Ｅ１０回以上かつ高速書換えが可能であり、書換え動作の多い用途に適した不揮発メモリーである。また、ＦｅＲＡＭはフラッシュＥＥＰＲＯＭに比べ高集積化が困難かつコスト的にもフラッシュＥＥＰＲＯＭより高くなる。

そのため、本実施の形態ではデータサイズが小さいインデックス情報を記憶させる第２の不揮発記憶部にＦｅＲＡＭを使用し、大容量のデータ本体を記憶させる第１の不揮発記憶部を大容量のフラッシュＥＥＰＲＯＭで実現するようにしてもよい。この場合、フラッシュＥＥＰＲＯＭはＦＲＡＭに比べはるかに大容量とすることで書換え回数の上限を気にしないで済むデータ記録装置を実現することができる。

本実施の形態に係るデータ記録装置１は、第１の書き込み制御部３０を含む。第１の書き込み制御部３０は、受け取ったデータを前記第１の不揮発記憶部に１次元的に配列されたデータエリアの先頭から末尾にむかって順次書き込み、末尾に達したら再び先頭から末尾にむかって順次書き込む巡回書き込み制御を行う。かかる制御を行う事により第１の不揮発記憶部をリングバッファとして機能させることができる。

また本実施の形態に係るデータ記録装置１は、第２の書き込み制御部４０を含む。第２の書き込み制御部４０は、受け取ったデータに関連して取得した所与の情報をインデックス情報として、インデックス情報５２と受け取ったデータの書き込み先のアドレス情報と関連させて、第２の不揮発記憶部の１次元的に配列されたデータエリアの先頭から末尾にむかって順次書き込み、末尾に達したら再び先頭から末尾にむかって順次書き込む巡回書き込み制御を行う。かかる制御を行う事により第２の不揮発記憶部をリングバッファとして機能させることができる。

インデックス情報５２は、第１の不揮発記憶部１０に格納されたデータ本体（受け取ったデータ）を検索するための情報であればよく、データ本体から抽出された情報でもよいし、データ本体には含まれていないがデータ本体を検索するために生成した情報でもよい。

本実施の形態に係るデータ記録装置１は、インデックス情報抽出部５０を含む。インデックス情報抽出部５０は、インデックス位置情報に基づき、受け取ったデータからインデックス情報となる所与の情報を抽出する処理を行う。

データの中の、その重要性や継続保管の要否を判断するための情報をインデックス情報とする事ができる。そしてデータの中のインデックス情報の位置をインデックス位置情報として設定しておきくことで、当該インデックス位置情報にデータの中からインデックス情報を抽出するようにしてもよい。

第２の書き込み制御部４０は、受け取ったデータから抽出された所与の情報をインデックス情報として書き込み制御を行う。

本実施の形態のように、インデックス情報のメモリーエリアをリングバッファとして使用するＦｅＲＡＭと組み合わせた場合には、読み込んでから時間が経ち一時保管の必要がなくなったインデックス情報は次々に上書きされていくので、書換え回数は増えるものの、比較的小さなメモリーエリアで足りるため、容易に情報検索を実施することが出来るデータ記録装置を実現することができる。

なお第１の書き込み制御部３０、第２の書き込み制御部４０、インデックス情報抽出部５０の機能は例えばＣＰＵに所定の制御プログラムを実行させることによりソフトウエア的に実現する構成でもよいし、第１の書き込み制御部３０、第２の書き込み制御部４０、インデックス情報抽出部５０の機能を実現するための専用の回路を用いて実現してもよい。

図２は本実施の形態の第１の不揮発性記憶部と第２の不揮発性記憶部の構成について説明するための図である。また図３（Ａ）（Ｂ）は、データ本体とインデックス情報について説明するための図である。

図２に示すように、第１の不揮発性記憶部１０及び第２の不揮発性記憶部２０はリングバッファとして構成されている。

第１の不揮発性記憶部１０の１次元的に配列されたデータ本体用のデータエリア１２−１、１２−２、１２−３、・・・には、受け取ったデータがデータエリアの先頭から末尾にむかって順次書き込まれる。そして末尾に達したら再び先頭に戻って順時に上書きされることになる。ここでデータエリアの先頭位置は論理アドレスにもとづいて適宜設定することができ、物理的な先頭位置に限られない。

第２の不揮発性記憶部２０の１次元的に配列されたインデックス用のデータエリア２２−１、２２−２、２２−３、・・・には、受け取ったデータに関連して取得した所与の情報をインデックス情報２４として、図３（Ｂ）に示すようにインデックス情報２４と受け取ったデータの書き込み先のアドレス情報２６とがセットで記憶される。

すなわち、第２の不揮発性記憶部２０のデータエリア２２−１、２２−２、２２−３には、第１の不揮発性記憶部１０のデータエリア１２−１、１２−２、１２−３、・・・に対応するインデックス情報が格納されている。

図３（Ａ）（Ｂ）に示すようにインデックス位置情報（ａ、ｂ）に基づき、受け取ったデータ１４からインデックス情報となる所与の情報１６を抽出して、インデックス情報２４を生成する構成にしてもよい。インデックス位置情報（ａ、ｂ）は、受け取ったデータ１中における所与の情報（インデックス情報として抽出する情報）を特定するための位置情報である。なおインデックス位置情報は（先頭位置、終了位置）の組み合わせで与えてもよいし、（先頭位置、データサイズ）の組み合わせで与えても良い。

本実施の形態では受け取ったデータの中から、その重要性や継続保管の要否を判断するためのインデックス情報を抽出して第２の不揮発性記憶部（リングバッファ）２０に記憶し、データ本体はより容量の大きな第１の不揮発性記憶部（リングバッファ）１０に記憶させる。すなわち第２の不揮発性記憶部（リングバッファ）２０にはインデックス情報と対応するデータ本体のアドレス情報のみ記憶する。

この第２の不揮発性記憶部（リングバッファ）２０に書換え寿命に優れたＦｅＲＡＭを使用するようにしてもよい。

本実施の形態では、第１の不揮発性記憶部１０に記憶されているログデータから必要なデータを抽出する場合には、第２の不揮発性記憶部（リングバッファ）２０に記憶されたインデックス情報よりデータの要否を判断し、必要と判断されたデータのみ不揮発データメモリーから読み出す。

例えば抽出条件をインデックス情報に関連して設定し、当該抽出条件に基づき第２の不揮発性記憶部２０のインデックス情報を検索して、抽出条件を満たすインデックス情報を抽出する。そして、当該インデックス情報２４に関連づけて記憶されている（当該インデックス情報とセットで記憶されている）アドレス情報２６に基づき第１の不揮発性記憶部１０から対応するデータを読み出すようにしてもよい（この場合にはランダムアクセス読み出しを行う）。

従って一般にデータ本体のサイズが大きい場合には大容量の記憶部が必要であるが、本実施の形態によれば比較的容量の小さい第２の不揮発性記憶部２０を検索することで、大容量の第１の不揮発性記憶部１０に格納されているデータの抽出を行うことが可能となる。

データ記録装置（データログ装置等）にデータを取込む場合、多くのデータはそれを取込んだ時点ではそのデータの重要性、継続保管の要否は決まっていない。一定期間保管して外部状況が確定して初めてそうした判断が可能となるのである。電話の通話記録を例にとると、通話時の記憶に従って行動してみて初めて記憶していた情報のあいまいな点や情報不足が分かり通話記録を再生する、すなわち保管の必要な情報であったことが確定するのである。データ保管の要否が確定するまでの間、暫定的に記憶しておくという用途は、今後、デジタルデータが増大するのに伴い、益々拡大していくものと予想される。さらに、暫定記憶しておいたデータの要否判定も重要な問題である。大容量のデータを端から端まで見直してその必要性を判定していたのでは処理が間に合わない。要否判定を効率的に進めるには、データからその重要性を判断できるインデックスを抽出し、それにより判断する必要がある。具体的には、電話の通話記録を例にとれば、通話相手、時刻、通話時間等をインデックスと考えることが出来る。こうしたインデックスを使い、「後から」恒常的に保管し続ける必要のある通話記録を選別し、必要に応じ暫定記憶（ここでは第１の不揮発性記憶部１０）から恒常記憶用媒体にデータ転送するようにしてもよい。

次に、本実施の形態に係るデータ記録装置１の具体的な装置構成について説明する。図４は、データ記録装置１の具体的な装置構成の一例を示すブロック図である。

本実施の形態に係るデータ記録装置２００は、フラッシュＥＥＰＲＯＭ１２０を含む。フラッシュＥＥＰＲＯＭ１２０は第１の不揮発性記憶部として機能し、例えば１回のデータ量が多くその量も決まっていない電話の受信記録のようなデータや、データ自体が大容量で不規則に取り込まれる計測データ等に基づき生成されるデータ本体が記憶されている。

本実施の形態に係るデータ記録装置２００は、ＦｅＲＡＭ１１０を含む。ＦｅＲＡＭ１１０は第２の不揮発性記憶部として機能し、データ本体に対応するインデックス情報とデータ本体アドレス情報が記憶されている。

本実施の形態に係るデータ記録装置２００は、ＲＡＭ１４０を含む。ＲＡＭ１４０は、例えば、計測パラメータを保存するために使用される。ＲＡＭ１４０は、ＥＥＰＲＯＭやＦｅＲＡＭで構成してもよい。

本実施の形態に係るデータ記録装置２００は、例えば１回のデータ量が多くその量も決まっていない電話の受信記録のようなデータや、データ自体が大容量で不規則に取り込まれる計測データ等を計測する計測機器１６０はからのデータを受け取るＩ／Ｏインターフェース１５０を含む。

本実施の形態に係るデータ記録装置２００は、ＲＯＭ１３０を含む。ＲＯＭ１３０には、計測を制御するプログラムが格納される。

本実施の形態に係るデータ記録装置２００は、ＣＰＵ１００を含む。ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１３０に格納された制御プログラムに従い、キー１８０により入力される計測パラメータを使用し、計測機器１６０が不定期に出力する計測データを入出力インターフェース１５０を介して受け取り、フラッシュＥＥＰＲＯＭ１２０で構成されるリングバッファ領域にデータを格納する制御や、計測データからインデックス情報を抽出して、インデックス情報と当該計測データの書き込みアドレスを含むインデックスデータをＦｅＲＡＭ１１０で構成されるリングバッファ領域にデータを格納する制御等を行う。また、ＣＰＵ１４０はタイマー１７０やディスプレー１９０の制御を行う。

すなわち、ＣＰＵ１００は、第１の書き込み制御部３０、第２の書き込み制御部４０、インデックス情報抽出部５０として機能する。

データ記録装置１では、ＣＰＵ１００、ＦｅＲＡＭ１１０、フラッシュＥＥＰＲＯＭ１２０、ＲＯＭ１３０、ＲＡＭ１４０及びＩ／Ｆ１５０は、１つの集積回路装置（例えば半導体チップ）として構成されていてもよい。そして、データ記録装置１は、当該集積回路装置で、計測機器を制御し、ディスプレーに画像を表示させるための表示画像データを生成する制御を行ってもよい。

図５は、データ記録装置の動作の一例を説明するためのフローチャート図である。

まず受け取ったデータの第１の不揮発記憶部への書き込みアドレスを生成して、第１の不揮発記憶部に受け取ったデータを書き込む（ステップＳ１０）。

例えば前回の測定データのデータ格納先のアドレス＋測定データのデータサイズ（必要であれば＋αしてもよい）で、今回の測定データの格納先のアドレスデータを生成するようにしてもよい。ここで生成したアドレスデータはＣＰＵ内（例えばレジスタ等）に記憶させておくようにして、次回の測定データの格納先アドレスデータを生成する際に、前回の測定データのデータ格納先のアドレスとしてもちいるようにしてもよい。

次にインデックス位置情報に基づき、受け取ったデータからインデックス情報となる所与の情報を抽出する（ステップＳ２０）。インデックス位置情報は外部から変更可能に設定できるようにしてもよい。

次に受け取ったデータのインデックス情報及び第１の不揮発記憶部への書き込みアドレスを含むインデックスデータの第２の不揮発記憶部への書き込みアドレスを生成して、第２の不揮発記憶部にインデックスデータを書き込む（ステップＳ３０）。

本実施の形態によれば、リングバッファを用いて、大容量のデータを容易に情報検索可能な形式で記憶できるデータ記録装置を提供することができる。

また、本発明では、第２の不揮発記憶部を強誘電体メモリで構成することにより、書き込んでから時間が経ち一時保管の必要がなくなったインデックス情報は次々に上書きされていくので、書換え回数は増えるものの、比較的小さなメモリーエリアで足りるため、容易に情報検索を実施することが出来る。

なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

本実施の形態のデータ記録装置の機能ブロック図。 本実施の形態の第１の不揮発性記憶部と第２の不揮発性記憶部の構成について説明するための図。 図３（Ａ）（Ｂ）は、データ本体とインデックス情報について説明するための図。 データ記録装置の具体的な装置構成の一例を示すブロック図。 データ記録装置の動作の一例を説明するためのフローチャート図。

符号の説明

１ データ記録装置、１０ 第１の不揮発記憶部記憶部、２０ 第２の不揮発記憶部記憶部、３０ 第１の書き込み制御部、３２ データアドレス、４０ 第２の書き込み制御部、５０ インデックス情報抽出部、６０ データ、第２の記憶領域（ランダムアクセス領域）、４０ 巡回書き込み制御部、５０ 最終書き込みアドレス記録処理部、５２ インデックス情報、６０ 測定データ、１００ ＣＰＵ、１１０ ＦｅＲＡＭ、１２０ フラッシュＥＥＰＲＯＭ、１３０ ＲＯＭ、１４０ ＲＡＭ

Claims (4)

1. データ記録装置であって、
   第１の不揮発記憶部と、
   第１の不揮発記憶部より記憶容量の小さな第２の不揮発記憶部と、
   受け取ったデータを前記第１の不揮発記憶部に１次元的に配列されたデータエリアの先頭から末尾にむかって順次書き込み、末尾に達したら再び先頭から末尾にむかって順次書き込む巡回書き込み制御を行う第１の書き込み制御部と、
   受け取ったデータに関連して取得した所与の情報をインデックス情報として、インデックス情報と受け取ったデータの書き込み先のアドレス情報と関連させて、第２の不揮発記憶部の１次元的に配列されたデータエリアの先頭から末尾にむかって順次書き込み、末尾に達したら再び先頭から末尾にむかって順次書き込む巡回書き込み制御を行う第２の書き込み制御部と、
   を含むことを特徴とするデータ記録装置。
2. 請求項１において、
   インデックス位置情報に基づき、受け取ったデータからインデックス情報となる所与の情報を抽出するインデックス情報抽出部をさらに含み、
   前記第２の書き込み制御部は、
   受け取ったデータから抽出された所与の情報をインデックス情報として書き込み制御を行うことを特徴とするデータ記録装置。
3. 請求項１乃至２のいずれかにおいて、
   第２の不揮発記憶部は、強誘電体メモリで構成されていることを特徴とするデータ記録装置。
4. 第１の不揮発記憶部と、第１の不揮発記憶部より記憶容量の小さな第２の不揮発記憶部とを備えたデータ記録装置の制御方法であって、
   受け取ったデータを前記第１の不揮発記憶部に１次元的に配列されたデータエリアの先頭から末尾にむかって順次書き込み、末尾に達したら再び先頭から末尾にむかって順次書き込む巡回書き込み制御を行うステップと、
   受け取ったデータに関連して取得した所与の情報をインデックス情報として、インデックス情報と受け取ったデータの書き込み先のアドレス情報と関連させて、第２の不揮発記憶部の１次元的に配列されたデータエリアの先頭から末尾にむかって順次書き込み、末尾に達したら再び先頭から末尾にむかって順次書き込む巡回書き込み制御を行うステップと、
   を含むことを特徴とするデータ記録装置の制御方法。

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