JP3528394B2 - データ記録再生装置 - Google Patents

データ記録再生装置

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JP3528394B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、データ記録再生
装置に関し、特に、高画質のビデオデータを同時に多チ
ャンネル入出力するデータ記録再生装置に適用して好適
なものである。
【0002】
【従来の技術】一般的にハードディスクなどのランダム
アクセスが可能なデータ記録再生装置におけるデータの
転送は非同期で行われている。このようなデータ記録再
生装置においては、再生信号は回転するディスクから再
生されたクロック信号を使用して処理されているが、デ
ィスクの回転そのものが基準となる信号に同期している
わけではない。最近では、このディスクの回転自体が外
部からの信号に同期する構造を有しているものもある
が、データの入出力を行うインターフェース(例えば一
般的にSCSIなど)はコマンドとデータとの転送は共
通のラインを使用して行われるため、イニシエータとタ
ーゲットの間のやり取りによっていつデータの転送が開
始されるかは一定ではない。
【0003】また、記録密度を向上させるため、記録す
る位置によってデータの記録周波数を切り替えているの
で、複数のハードディスクを並列に動作させようとして
も、再生信号には同期関係がないことがある。
【0004】したがって、このような装置を複数台使用
することによってデータの転送レートを高速化したり、
大容量化しようとする場合には、個々の装置からのデー
タを同期化するために一度メモリーなどに蓄積し、ある
程度の量がたまったところで、メモリーに蓄積されたデ
ータを同一のクロックで読み出す必要がある。
【0005】しかしながら、高画質を要求されるような
データ記録再生装置において、同様な処理を行う場合に
は、データの転送レートが高い上に、長時間のデータを
記録するためには大容量である必要があるため、並列に
動作させるハードディスクの数が増えてしまう。
【0006】例えばD2ベースバンドの映像データでは
1チャンネル当たり約120Mbpsの転送レートが必
要で、一台あたりのハードディスクの実行転送レートを
24Mbps程度であるとするとハードディスクは5台
必要になる。従って、例えばチャンネル数が6チャンネ
ル必要だとすると30台のハードディスクが必要とな
る。
【0007】ここで、実行転送レートとは、一定量のデ
ータを読み出したり、書き込んだりするために必要とす
るトータルの時間でデータ量を割ったものであり、ハー
ドディスク内部の転送レートやインターフェース部分で
の瞬間的な転送レートの事ではない。また、各チャンネ
ルは同一の記録再生装置から同時に複数または同一の映
像を再生もしくは記録するという前提である。
【0008】しかし、30台ものハードディスクを並列
動作させることは一般的ではない。これは、多数のハー
ドディスクを同時に一斉に動作させようとすると、コマ
ンドを発行したり、それぞれのハードディスクを管理し
たりする側の負担が大きくなり、余計な時間がかかるこ
とにより実行転送レートが低下したり、故障に対する信
頼性の確保が困難になってしまうためである。
【0009】そこで、従来は、ディスクアレイと呼ばれ
る構造に分割し、複数のハードディスクを一塊にしてデ
ータをそれぞれのハードディスクに振り分けて記録し、
それらのデータから演算されるパリティだけを記録する
ハードディスクと組み合わせることにより冗長性を確保
し、さらに、このディスクアレイ装置を複数台並列に動
作させることにより転送レートの高速化が図られてい
た。
【0010】図1は、この従来のディスクアレイ装置を
示す。図1に示すように、この従来のディスクアレイ装
置においては、ディスクアレイコントローラ101に、
複数(この例では6台)のハードディスク110〜11
5が接続されている。これらのハードディスク110〜
115のうち、ハードディスク110〜114はデータ
記録用のものであり、ディスクアレイコントローラ10
1に入力データが振り分けられて記録されている。ま
た、ハードディスク115は、各入力データから演算さ
れるパリティーだけを記録するためのものである。
【0011】また、この従来のディスクアレイ装置を複
数台並列運転することによって高転送レート化、大容量
化したデータ記録再生装置が知られている。図2は、こ
の従来のデータ記録再生装置の構成例を示す。
【0012】図2に示すように、この従来のデータ記録
再生装置においては、チャンネル毎にビデオデータコン
トローラ201が設けられている。これらのビデオデー
タコントローラ201のそれぞれには、接続されるディ
スクアレイ装置に対応したバッファメモリ210〜21
5が接続されている。それぞれのチャンネルのバッファ
メモリ210〜215は、SCSIインターフェースに
より対応するディスクアレイ装置220〜225と接続
されている。これらのディスクアレイ装置220〜22
5は、図1に示した従来のディスクアレイ装置と同様に
構成されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように構成された従来のデータ記録再生装置において
は、ビデオデータコントローラ201がディスクアレイ
装置220〜225に対して再生の要求を出しても、そ
れぞれのディスクアレイ装置220〜225から得られ
るデータには時間的な同期関係がない。このため、これ
らのデータを同期化して1チャンネルのデータに戻すた
めに、各チャンネル毎にディスクアレイ装置220〜2
25の台数分のバッファメモリ210〜215と、これ
らのバッファメモリ210〜215のメモリコントロー
ル回路(図示せず)を設ける必要がある。また、ビデオ
データコントローラ201側では、映像データが不連続
になってしまうのを防止するためにバッファメモリ21
0〜215内のデータ量を常に監視し、所定量以下にな
るとディスクアレイ装置220〜225に対してデータ
の転送要求を発行するような制御が必要になる。したが
って、データ記録再生装置の構成が複雑であり、コスト
が高いという問題を有する。
【0014】さらに、複数のビデオデータコントローラ
201が、同時にディスクアレイ装置220〜225に
対してコマンドを発行したりしないように調停作業をす
る必要が生じるため、バスの使用効率が落ち実行転送レ
ートを上げるのは容易でない。また、ディスクアレイ装
置220〜225側とビデオデータコントローラ201
側との接続には、ハードディスクの標準的なインターフ
ェースとして普及しているSCSIインターフェースが
用いられるが、このSCSIインターフェースは基本的
に入出力兼用であるため、実際に記録と再生との要求
が、異なるチャンネルのビデオデータコントローラ20
1から同時に発生すると、転送方向を切り替えるための
時間が必要であり、このため転送レートが低下する。
【0015】さらに、通常この接続には68ピンのケー
ブル(規格によって異なるが最低でも50ピン)が必要
となり、大規模なシステムを構築しようとするとケーブ
ル数が多くなってしまう上に、コネクターでの接点数が
多くなることで信頼性の確保が困難になってしまった
り、コネクターの実装面積を確保するためにキャビネッ
トを大きくする必要がある。また、パラレルデータを長
距離伝送するためには多くのドライバーが必要となるの
で、回路上で素子数が増えてしまい、このため、これら
の素子を実装するための面積が大きくなってしまうとい
う問題を有する。
【0016】したがって、この発明の目的は、データ転
送の高効率化が可能で、また、簡略化、小型化、低価格
化することができるデータ記録再生装置を提供すること
にある。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、ディスクアレイを用いて複数チャンネ
ルのデータを入出力するようにしたデータ記録再生装置
において、データ処理ブロックと記録再生ブロックとの
間のデータ転送路に設けられたシリアル/パラレル変換
部およびパラレル/シリアル変換部によって、コマンド
とデータとが同時に転送できるとともにコマンドおよび
データの送受信のために独立した2本のシリアル転送ラ
インを有するシリアルインターフェースを設け、インタ
ーフェースを介されるデータ形式は同期信号を有し、同
期信号はタイムスロットに同期するようになされ、シス
テム全体は同期信号を基準として動作するようにしたこ
とを特徴とするデータ記録再生装置である。
【0018】上述のように構成された、この発明による
データ記録再生装置によれば、コマンドおよびデータの
送受信が独立した2本のシリアル転送ラインにより行わ
れ、また、タイムスロット信号を基準として動作し、複
数のデータ処理ブロックが同時に共通の記録再生ブロッ
クに対してデータの読み出し、書き込みの要求を行わな
いようにされているので、データ転送を効率よく行うこ
とができる。
【0019】また、この発明によるデータ記録再生装置
によれば、データに同期信号が設けられているので、従
来のようにデータを同期化するためのバッファメモリな
どが不要であるので、装置構成を簡略化、低価格化する
ことができる。
【0020】また、この発明によるデータ記録再生装置
によれば、データ処理ブロックと記録再生ブロックとが
シリアルインターフェースにより接続され、必要となる
コネクターの実装面積が少ないので、装置を小型化する
ことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。図3は、この発明によ
るデータ記録再生装置の構成の一例を示す。この一実施
例によるデータ記録再生装置は、高画質の映像データを
同時に多チャンネル入出力することができるように構成
されている。
【0022】すなわち、図3に示すように、この一実施
例によるデータ記録再生装置においては、ビデオデータ
コントローラ1〜6が設けられ、これらのビデオデータ
コントローラ1〜6それぞれに1チャンネルのビデオデ
ータが入出力されようなっている。ここで、このビデオ
データはMPEGなどにより圧縮されたデータである。
また、接続されるディスクアレイ装置に対応したパラレ
ル/シリアル(P/S)変換器10〜15およびシリア
ル/パラレル(S/P)変換器20〜25が設けられ、
これらのビデオデータコントローラ1〜6、P/S変換
器10〜15およびS/P変換器20〜25によりデー
タ処理ブロックが構成されている。また、この一実施例
によるデータ記録再生装置においては、複数のディスク
アレイ装置30〜35が設けられ、これらにより記録再
生ブロックが構成されている。
【0023】ここで、ビデオデータコントローラ1〜6
は入力と出力とで独立した48ビットのデータバスを共
有している。ビデオデータコントローラ1〜6からのビ
デオデータは、コマンドデータなどとともに48ビット
のパラレルデータとして出力データバスに供給され、こ
の出力データバスにおいて8ビット毎に分割され、P/
S変換器10〜15に供給された後、シリアルデータに
変換されシリアル転送ラインS−INを通してディスク
アレイ装置30〜35に供給される。また、ディスクア
レイ装置30〜35からのビデオデータは、ステータス
データなどとともにシリアルデータとしてシリアル転送
ラインS−OUTを通してS/P変換器20〜25に供
給され、8ビットのパラレルデータに変換された後、合
成されて48ビットのパラレルデータとなり入力データ
バスを通してビデオデータコントローラ1〜6に供給さ
れる。
【0024】ここで、シリアル転送ラインS−INおよ
びシリアル転送ラインS−OUTは独立しているため、
ディスクアレイ装置30〜35から見るとある瞬間では
シリアル転送ラインS−INからデータを受信し、シリ
アル転送ラインS−OUTからデータを送信するという
同時動作が可能となっている。
【0025】図4は、図3に示したシリアル転送ライン
S−IN、S−OUTにより転送されるデータのフォー
マットを示す。各データの先頭にはタイミングをとるた
めの同期信号が設けられている。この同期信号に続いて
一定量のコマンドデータまたはステータスデータが転送
される。ビデオデータコントローラ1〜6はこの部分に
ディスクアレイ装置30〜35に対するコマンドを挿入
して転送する。また、ディスクアレイ装置30〜35は
この部分にコマンドに対するステータスや現在の状況を
示すステータスを挿入してビデオデータコントローラ1
〜6側に転送する。
【0026】このコマンド/ステータスデータに続い
て、1.01秒(30フレーム)分のビデオデータをデ
ィスクアレイ装置30〜35の台数(6台)で等分した
量のビデオデータが、ビデオデータコントローラ1〜6
からディスクアレイ装置30〜35に転送されたり、デ
ィスクアレイ装置30〜35からビデオデータコントロ
ーラ1〜6に転送されたりする。
【0027】図5は、この発明のデータ記録再生装置に
用いられるディスクアレイ装置の構成の一例を示す。こ
の一実施例によるディスクアレイ装置において、データ
の記録を行う場合には、所定のビデオデータコントロー
ラからの入力データがシリアル転送ラインS−INを通
してS/P変換器41に供給される。ここで、この入力
データは図4に示したフォーマットに従い、同期信号、
コマンドデータおよびビデオデータにより構成されてい
る。この入力データはS/P変換器41によりパラレル
データに変換され記録用データコントローラ42に供給
される。この記録用データコントローラ42により入力
データの先頭の同期信号が検出されると、この同期信号
に続く一定量のコマンドデータがコマンド用FIFO4
3に供給され蓄積される。
【0028】一方、コマンドデータに続くビデオデータ
は、記録用データコントローラ42からデータマルチプ
レクサ44に供給される。このデータマルチプレクサ4
4にはSCSIプロトコルコントローラ(SPC)50
〜54を介してビデオデータ記録用のハードディスク6
0〜64が接続されている。また、このデータマルチプ
レクサ44にはパリティ演算回路45が接続され、この
パリティー演算回路45にはSPC55を介してパリテ
ィデータ記録用のハードディスク65が接続されてい
る。また、SPC50〜55は直列に接続され、その一
端がCPU46と接続されている。データマルチプレク
サ44はビデオデータを分配し、この分配されたビデオ
データがハードディスク60〜64に記録される。ま
た、このときパリティ演算回路45で演算されたパリテ
ィデータはハードディスク65に記録される。
【0029】これらの一連の記録動作が正常に終了する
と、CPU46において正常終了に対応するステータス
データが発行される。このステータスデータはステータ
ス用FIFO47に蓄積された後、所定のタイミングで
再生用データコントローラ48に供給される。再生用デ
ータコントローラ48においては、同期信号が生成さ
れ、この同期信号にステータスデータが付加され、これ
らのデータがP/S変換器49に供給される。そして、
これらの同期信号およびステータスデータはP/S変換
器49によりシリアルデータに変換され、シリアル転送
ラインS−OUTを通して、記録完了の情報が対応する
ビデオデータコントローラ側に送信される。
【0030】また、この一実施例によるディスクアレイ
装置からデータが再生される場合には、まず、所定のビ
デオデータコントローラからシリアル転送ラインS−I
Nを通して再生を要求するコマンドデータが供給され
る。このコマンドデータの要求にしたがって、ハードデ
ィスク60〜64に記録されているビデオデータおよび
ハードディスク65に記録されたパリティデータが読み
出され、データマルチプレクサ44によりビデオデータ
が合成される。このビデオデータは再生データコントロ
ーラ48に供給される。また、CPU46により再生動
作に対応するステータスデータが生成される。このステ
ータスデータはステータスFIFO47に蓄積された
後、所定のタイミングで再生用データコントローラ48
に供給される。再生用データコントローラ48において
は、同期信号が生成され、この同期信号にステータスデ
ータおよびビデオデータが付加され、このデータがP/
S変換器49に供給される。そして、これらの同期信
号、ステータスデータおよびビデオデータはP/S変換
器49によりシリアルデータに変換され、シリアル転送
ラインS−OUTを通して出力データが送信される。
【0031】図6は、この発明の一実施例によるデータ
記録再生装置におけるビデオデータコントローラ1〜6
が、ディスクアレイ装置30〜35にデータを送るタイ
ミングを表わしたものである。図6に示すように、この
一実施例においては、ビデオデータ30フレーム分の時
間1.01秒は、接続されるビデオデータコントローラ
の数に対応したタイムスロットに分割され、それぞれの
タイムスロットに一つのビデオデータコントローラが割
り当てられている。これにより、ディスクアレイ装置3
0〜35に、ビデオデータコントローラ1〜6が同時に
データの記録/再生の要求を行わないように制御されて
いる。
【0032】例えば、ビデオデータコントローラ1がビ
デオデータを記録する場合には、割り当てられたタイム
スロットで、それ以前にメモリーに蓄積されていた1.
01秒(30フレーム分)のビデオデータをシリアル転
送ラインS−INを通してディスクアレイ装置30〜3
5側に送信する。このとき、それぞれのディスクアレイ
装置30〜35には、同期信号およびコマンドC1に続
いて、1.01秒分のビデオデータをディスクアレイ装
置の台数(この場合6台)で等分した量のビデオデータ
W1がシリアル転送ラインS−INを通して転送され
る。ここでコマンドC1は、このコマンドC1に続いて
転送されてくるビデオデータをディスクアレイ装置10
〜15内でハードディスク上に記録することを要求する
コマンドである。
【0033】ディスクアレイ装置10〜15の内部で
は、すでに述べたように、このコマンドC1を受け取る
と、続くビデオデータW1がデータマルチプレクサ44
によりそれぞれのハードディスク60〜64に分配され
て記録されると同時にパリティ演算回路45により生成
されたパリティデータをハードディスク65に記録され
る。これらの動作が正常に終了すると正常終了を示すス
テータスS1が、同期信号に付加されてシリアル転送ラ
インS−OUTを通してビデオデータコントローラ1に
知らせる事により一連の動作が完了する。
【0034】一方、ビデオデータコントローラ4がディ
スクアレイ装置30〜35内に記録されているビデオデ
ータR4を再生する場合には、このビデオデータコント
ローラ4はディスクアレイ装置30〜35に対して、コ
マンドC4でもってビデオデータR4の再生を要求す
る。この要求があると、各ディスクアレイ装置30〜3
5の側では、すでに説明したように、それぞれのディス
クアレイ装置30〜35のハードディスク60〜64に
分配して記録されているビデオデータR4が読み出さ
れ、記録時とは逆にデータマルチプレクサにより一本化
され、同期信号およびステータスS4にこのビデオデー
タR4が付加され、続いて、再生用データコントローラ
48経由でシリアル転送ラインS−OUTを通して転送
する。転送されたデータは「S/P」によってパラレル
データに変換され、ビデオデータコントローラ4が受信
する。
【0035】このビデオデータR4の読み出し動作は、
各ディスクアレイ装置30〜35内でほぼ同時に行わ
れ、シリアル転送ラインS−OUT上では同期のとれた
信号となっている。従って、ビデオデータコントローラ
4側から見ると、高速のデータバスを使ってビデオデー
タが転送されてきているだけで、複数のディスクアレイ
装置を意識する必要はなく、複雑な処理も必要ない。
【0036】この一実施例によるデータ記録再生装置に
おいて、独立したシリアル転送ラインS−IN、S−O
UTを用いているのは、次のような理由による。すわな
ち、単一のシリアル転送ラインを用いて上述のような動
作を行う場合、コマンドC4に対するビデオデータR4
の転送は、次にビデオデータコントローラ4に割り当て
られたタイムスロットで行われるため、一時データを蓄
積するためにバッファメモリを設けなければならない。
また、それを制御するための回路が必要となる。これに
より装置構成が複雑となるからである。
【0037】また、シリアル転送ラインでの転送時間に
対して、十分に短い時間で高速な記録/再生動作を行う
ことによって発生する余裕時間を使用して、単一のシリ
アル転送ラインを時分割で使用することによってデータ
の転送を行う方法も考えられるが、これではせっかくデ
ィスクアレイ構造にすることによって高速化した転送レ
ートを有効に使用しているとは言えなくなる。
【0038】以上のように、この一実施例によるデータ
記録再生装置によれば、ディスクアレイ装置30〜35
から再生されたデータが同期化されているので、従来の
ように同期化するための制御が不要であり、また、ディ
スクアレイ装置30〜35の内部では、ビデオデータコ
ントローラ1〜6からのコマンドに従って、連続的にデ
ータを記録または再生すればよいので、余分なバッファ
メモリやその制御が不要であるので、装置を簡略化、低
価格化することができる。
【0039】また、コマンドとデータを固定のフォーマ
ットで同時に伝送しているため、インターフェース部分
の回路が簡単であるうえに、ビデオデータコントローラ
1〜6のビデオデータ/コマンド/ステータスのやりと
りは、タイムスロットで割り当てられた時間で行われる
ため、複数のビデオデータコントローラ1〜6が同時に
コマンドを発行したり、ビデオデータコントローラ1〜
6のうちの特定に一つが集中的にディスクアレイ装置3
0〜35をアクセスすることによるデータの不連続化を
防止するための調停作業が不要で制御も簡略化できるた
め、データ転送を効率よく行うことができる。
【0040】また、それぞれのディスクアレイ装置30
〜35はシリアル転送ラインS−INにより送られる同
期信号を基準として動作できるため、タイムスロットを
知らせるために余計な配線を行う必要はない。
【0041】また、独立したシリアル転送ラインS−I
N、S−OUTのシリアルインターフェースによりビデ
オデータコントローラ1〜6とディスクアレイ装置30
〜35が接続されているので、接続が容易な上に、多数
のケーブルを使用した場合に比べて必要となるコネクタ
ーの実装面積が少なく、保守点検も容易でトラブルの発
生を抑えることができる。更にケーブルのコストも抑え
られる。
【0042】以上、この発明の一実施例について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施例に限定される
ものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変
形が可能である。
【0043】例えば、上述の一実施例においては、記録
再生ブロックは複数のディスクアレイ装置30〜35に
より構成さたものであるが、これは一つのディスクアレ
イ装置で構成されたものであってもよい。
【0044】また、上述の一実施例において、記録再生
されるデータはビデオデータおよびオーディオデータが
混在したものであってもよい。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によるデ
ータ記録再生装置によれば、コマンドおよびデータの送
受信が独立した2本のシリアル転送ラインにより行わ
れ、また、同期信号(タイムスロット信号を基準とし
て動作し、複数のデータ処理ブロックが同時に記録再生
ブロックに対してデータの読み出し、書き込みの要求を
行わないようにされているので、データ転送を効率よく
行うことができる。
【0046】また、この発明によるデータ記録再生装置
によれば、データに同期信号が設けられているので、従
来のようにデータを同期化するためのバッファメモリな
どが不要であるので、装置構成を簡略化、低価格化する
ことができる。
【0047】また、この発明によるデータ記録再生装置
によれば、データ処理ブロックと記録再生ブロックとが
シリアルインターフェースにより接続され、必要となる
コネクターの実装面積が少ないので、装置を小型化する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のディスクアレイ装置の構成を示す略線図
である。
【図2】従来のデータ記録再生装置の構成例を示す略線
図である。
【図3】この発明によるデータ記録再生装置の構成例を
示す略線図である。
【図4】この発明によるデータ記録再生装置のデータの
フォーマットを示す略線図である。
【図5】この発明によるデータ記録再生装置に用いられ
るディスクアレイ装置の構成例を示す略線図である。
【図6】この発明によるデータ記録再生装置の動作例を
示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1〜6 ビデオデータコントローラ 10〜15 P/S変換器 20〜25 S/P変換器 30〜35 ディスクアレイ装置 S−IN、S−OUT シリアル転送ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 油谷 聡 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−220453(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/76 - 5/956 G06F 3/06 301 G06F 3/06 540 G11B 20/10 - 20/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディスクアレイを用いて複数チャンネル
    のデータを入出力するようにしたデータ記録再生装置に
    おいて、 データ処理ブロックと記録再生ブロックとの間のデータ
    転送路に設けられたシリアル/パラレル変換部およびパ
    ラレル/シリアル変換部によって、コマンドとデータと
    が同時に転送できるとともに上記コマンドおよび上記デ
    ータの送受信のために独立した2本のシリアル転送ライ
    ンを有するシリアルインターフェースを設け、 上記インターフェースを介されるデータ形式は同期信号
    を有し、 上記同期信号はタイムスロットに同期するようになさ
    れ、 システム全体は上記同期信号を基準として動作するよう
    にした ことを特徴とするデータ記録再生装置。
  2. 【請求項2】 上記記録再生ブロックは複数のディスク
    アレイからなることを特徴とする請求項1記載のデータ
    記録再生装置。
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