JP4196491B2

JP4196491B2 - ディスクドライブ装置、ビデオカメラ装置およびディスクドライブ装置におけるデータ処理方法

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Publication number: JP4196491B2
Application number: JP22037399A
Authority: JP
Inventors: 博昭矢田; 啓太郎山下
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 1999-08-03
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2019-08-03
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ・データを始めとする各種のデータを記録再生するディスクドライブ装置、ビデオカメラ装置およびディスクドライブ装置におけるデータ処理方法に係り、特に、ランダム・アクセス可能なディスクドライブ装置に関する。更に詳しくは、本発明は、コンピュータ・システム、携帯型ビデオカメラ等のホストに搭載して利用に供されるタイプのディスクドライブ装置に係り、特に、データの信頼性が要求されるコンピュータ・データの他に、実時間性が要求される映像データや音響データを記録再生するディスクドライブ装置、ビデオカメラ装置およびディスクドライブ装置におけるデータ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
汎用コンピュータを始めとする各種の情報処理システムには、大規模アプリケーションや大容量のデータを不揮発的に蓄積するためのデータ記録再生装置が搭載されている。データ記録再生装置は、回転型ディスク上にデータを担持するディスク型のものや、巻き込み式テープ上にデータを担持するテープ型のものなど様々ある。このうち、ディスク型のデータ記録再生装置は、ランダム・アクセス可能な点などで優れている。
【０００３】
代表的なディスク装置は、ハード・ディスク装置（ＨＤＤ：ＨａｒｄＤｉｓｃＤｒｉｖｅ）である。磁気ヘッド技術や信号処理技術等の進歩により、ＨＤＤの大容量化は目覚しい。例えば、１９９０年頃から現在までの間、年率約６０％の割合で面記録密度が向上し続けている。２０００年過ぎには３．５インチ径ディスク１枚当り１０ＧＢより２０ＧＢのデータが記録できると予想されている。すなわち、複数枚のディスクを持つ１台のＨＤＤが１００ＧＢを越える以上の記録容量を持つようになると考えられる。
【０００４】
このようにＨＤＤは大容量であるため、デジタル画像情報の記録に適している。一方、近年の画像圧縮技術は進歩により、その記録に必要な平均データレートは低下する傾向にある。例えば、今後、パーソナルコンピュータやデジタル衛星放送でのさらなる利用が予測されるＭＰＥＧ２（ＭｏｖｉｎｇＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐＰｈａｓｅ２）規格の場合、４Ｍｂｉｔ／ｓ〜８Ｍｂｉｔ／ｓ程度の平均データレートにて十分な品質の動画像が記録再生可能である。
【０００５】
一方、一般にコンピュータ用途のＨＤＤは、より高速のデータアクセスを実現する構成が求められている。このようなコンピュータ用途を想定して設計されたＨＤＤで圧縮動画データを記録あるいは再生する場合、同心円状の記録トラック間のヘッド移動時間を考慮してもデータレートが必要以上に高い状況にある。言い換えれば、コンピュータ用途のＨＤＤにおいて圧縮動画データを記録再生するには、ディスク回転速度が必要以上に速い状況であり、かえってスピンドルモータの消費電力が大きい、あるいは高速回転を原因とする回転騒音等の問題を発生させている。
【０００６】
動画像記録システムの代表的形態の一つとして携帯型ビデオカメラがあるが、ビデオカメラのような携帯機器は電池駆動されるものであり、長時間の使用を達成するため消費電力をいかに低減させるかが重要な課題となっている。
【０００７】
携帯使用時の低消費電力性を確保しながら、コンピュータとの接続時の高速性をも両立させる従来の方法として、低速モードと高速モードの少なくとも２つ以上の異なる複数の動作モードを持つ磁気ディスク再生方式が、本出願と同一出願人による特許出願である特開平１０−１６２４８３に記載されている。また複数の回転速度を実現するために好適なヘッド位置決めサーボ方式として同期サーボ方式を用い、特に低速モードでは画像音響情報を記録するディスク装置について、やはり本出願と同一出願人による特許出願である特願平１０−２６１３５７に開示されている。
【０００８】
ところで、一般にＨＤＤでは一つのデータファイルはデータセクタと呼ばれるパケット単位に分割されて離散的に記録／再生され、記録／再生時のエラー処理もデータセクタ毎に行なわれる。ＨＤＤのディスクは一般にＣＡＶ（ＣｏｎｓｔａｎｔＡｎｇｕｌａｒＶｅｌｏｃｉｔｙ）、すなわち等角速度回転であるので、データ記録半径によってデータレートが異なる。従って、画像・音響情報の記録／再生における実時間連続性の確保にはデータセクタの離散的な記録／再生における平均的なデータレートが画像／音響情報のデータレートよりも高いことが必要である。
【０００９】
一つのデータセクタの記録／再生におけるエラー処理に長時間を費やすと、平均データレートが必要値を下回ってしまい、画像・音響情報の連続性が失われる恐れがある。特に、低消費電力化のためにディスク回転数を低速にした場合は、データレートに余裕が無くなるため、この問題が生じ易くなる。しかし、各種エラーの生起は確率事象であり、かつＨＤＤの使用状況や経過によって変化するため、設計時に完全に把握することは困難である。さらに、従来のＨＤＤでは、一旦エラーが発生すると誤り訂正符号による訂正や再読み出しなど、できる限りの手法を駆使して正しい読み出しに勤めるため、エラー処理時間が長くなる場合があり、よって、設計時に実時間性を保証することは難しいという問題があった。
【００１０】
実時間性の確保を阻害する要因であるエラー処理態様の１つとして、リトライ（再試行）という処理動作が挙げられる。ＨＤＤにおけるデータの記録／再生は、通信技術におけるパケットに相当する短いデータ・セクタ単位（例えば５１２バイト単位）で行なわれる。リトライは、ホストから与えられたデータ・セクタの記録や再生などの命令の実行過程において、エラーが生じた場合に同じ動作を再実行する動作のことである。
【００１１】
リトライを招来するエラーの原因には各種ある。まず、目標セクタへのヘッド移動（シーク）におけるエラーが挙げられる。シーク・エラーを救済するためには、当該目標セクタの記録再生を諦めて飛ばしてしまうか、リトライを行う必要がある。１回のリトライには数ｍｓｅｃ〜数１０ｍｓｅｃ程度の無駄時間を要するので、実時間性の阻害要因になる。
【００１２】
次に、データ記録時のリトライ（ライト・リトライ）がある。１つのデータ・セクタの記録中に、例えばＨＤＤ外部から加わった機械的衝撃等によってデータ・トラックからのヘッドの位置ずれが許容量を越えたことが検出された場合、記録動作は中止される。この後、ヘッド位置ずれの正常状態への復帰と、ディスク回転により当該セクターがヘッド直下に再来することを待って、当該データ・セクタに対するデータ記録動作が再度実行（ライト・リトライ）される。
【００１３】
さらに、データ再生時のリトライ（リード・リトライ）において、１つのデータ・セクタの再生時に、セクタに付加されたＥＣＣ（ＥｒｒｏｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎＣｏｄｅ）による訂正能力を越えた量のエラーが発生して訂正不能と判定された場合には、ディスク回転により当該セクタがヘッド直下に再来することを待って、当該論理セクターの再生動作が再度実行（リード・リトライ）される。さらに、１度リード・リトライしても再度訂正不能と判定された場合には、２回目のリード・リトライが実行される。エラーが、ノイズなどのランダムな原因によるソフトエラーでなく、ディスクの磁性膜の傷付きなどの確定的な原因によるハードエラーである場合には、例えば１０回以上リード・リトライを行なっても正しく読めず、１００ｍｓｅｃ以上もの無駄時間が必要となり、実時間性確保にとって致命的な障害となる。
【００１４】
以上の各種リトライの最大実行回数や他のエラー処理方法は、従来はＨＤＤの設計によって固定されているので、ディスク・レコーダ全体の状況に応じて適切に制御することはできなかった。
【００１５】
また、従来からリトライの実行を全面的に許可する、あるいは禁止する手段は提供されているが（例えば、ＡＮＳＩ（ＡｍｅｒｉｃａｎＮａｔｉｏｎａｌＳｔａｎｄａｒｄＩｎｓｔｉｔｕｔｅ：米国規格協会）で策定したＡＴＡ（ＡＴ−Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）インターフェース規格の一部）、エラー処理に要する最大許容時間を適切に設定する手段や、記録や再生の緊急度（すなわち実時間性への要求）に応じて動的に制御する手段は提供されていない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ＨＤＤは一般にコンピュータ用途では高速アクセスと正確な記録再生処理が要求され、一方、動画像データ処理においては実時間性が重要となる。さらに、携帯型のビデオカメラ等を用いた動画像データ処理においては消費電力の低減という課題がある。ＨＤＤの回転速度を低下させることによって消費電力の低減は実現されるが、ディスク回転数を低速にしてエラー処理に長時間を費やすと、画像・音響情報の連続性が失われることになる。
【００１７】
本発明は、このような従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、電池使用時などのポータブル・オーディオビジュアル（ＰｏｒｔａｂｌｅＡｕｄｉｏＶｉｓｕａｌ）機器にＨＤＤを使用する場合に最適な動作モードとしてポータブルＡＶモード（ＰＡＶ：ＰｏｒｔａｂｌｅＡＶＭｏｄｅ）、また、商用電源使用時などにおいてコンピュータ・データのように高い信頼性が要求されるデータを取り扱うのに適したモードとしてホームＩＴモード（ＨＩＴ：ＨｏｍｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭｏｄｅ）の少なくとも２以上の複数の動作モードを設け、モード間の切り替えにより、ディスクの回転速度のみならず、データ記録／再生時のエラー処理態様も変更するように構成することにより、コンピュータ・データの処理時には高速アクセスと高い信頼性を実現し、電池使用時の動画像データ処理においては、実時間性を保証するとともに、かつ低消費電力を実現するディスクドライブ装置、ビデオカメラ装置およびディスクドライブ装置におけるデータ処理方法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】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、ディスクを回転駆動する駆動部と、前記ディスクに対してデータの記録または再生を行う記録再生部と、
ホストから発行されたコマンドに含まれる動作モード指定に基づいて動作モードの選択を行い、選択した動作モードに応じて前記駆動部と前記記録再生部の動作を制御する制御部を備え、前記ホストからは、前記ホストが電池駆動時に実時間連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第１の動作モードを指定し、前記ホストが商用電源を用いた駆動時に非連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第２の動作モードを指定し、前記ホストが商用電源を用いた駆動時に実時間連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第３の動作モードを指定し、前記ホストが電池駆動時に非連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第４の動作モードを指定するコマンドが発行されて、前記制御部は、前記コマンドに基づき前記第１の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させることにより低消費電力で動作して実時間連続性を担保するためにエラー処理時間上限を定めたエラー処理を行い、前記第２の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させないことにより高速データレートを確保して前記エラー処理時間上限よりも長いエラー処理時間を許容したエラー処理を行い、前記第３の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させないことにより高速データレートを確保して前記エラー処理時間上限を定めたエラー処理を行い、前記第４の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させることにより低消費電力で動作して前記エラー処理時間上限よりも長いエラー処理時間を許容したエラー処理を行うことを特徴とするディスクドライブ装置にある。
【００２１】
さらに、本発明のディスクドライブ装置の一実施態様は、前記第１の動作モードにおいて、前記エラー処理時間上限内にエラー処理が完了しない場合には、当該エラー処理を中止して後続データの記録または再生処理を実行する構成を有することを特徴とする。
【００２２】
さらに、本発明のディスクドライブ装置の一実施態様は、前記エラー処理時間の上限を設定可能な構成を有することを特徴とする。
【００２５】
さらに、本発明のディスクドライブ装置の一実施態様は、電池駆動可能な構成を有し、前記ディスクドライブ装置が電池駆動される場合には、ディスク回転速度を低速とした動作モードで動作する構成であることを特徴とする。
【００２７】
さらに、本発明のディスクドライブ装置の一実施態様において、前記動作モード指定を含むコマンドは、ＡＮＳＩ（ＡｍｅｒｉｃａｎＮａｔｉｏｎａｌＳｔａｎｄａｒｄｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅ）が策定したＡＴＡ（ＡＴ−Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）規格に従って追加されたコマンドであることを特徴とする。
【００２８】
さらに、本発明のディスクドライブ装置の一実施態様において、前記動作モード指定を含むコマンドは、ＰＣＭＣＩＡ／ＪＥＩＤＡ（日本電子工業振興協会）が定めたＰＣカード規格のＰＣカードＡＴＡ（ＡＴ−Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）規格に従って追加されたコマンドであることを特徴とする。
【００２９】
さらに、本発明のディスクドライブ装置の一実施態様は、装着されるディスクが取り外し可能なリムーバブルディスク装置であることを特徴とする。
【００３０】
さらに、本発明のディスクドライブ装置の一実施態様において、前記ディスクドライブ装置の外形寸法およびコネクタ構成は、ＰＣＭＣＩＡ／ＪＥＩＤＡ（日本電子工業振興協会）が定めたＰＣカード規格に準拠した構成であることを特徴とする。
【００３１】
さらに、本発明のディスクドライブ装置の一実施態様は、ディスクのデータ記録面を寸断して放射状に設けたセクタサーボ方式に従ったサーボ情報によって、ヘッドのディスクに対する位置決め制御を実行する構成を有することを特徴とする。
【００３２】
さらに、本発明のディスクドライブ装置の一実施態様は、前記サーボ情報記録領域に基づいてサーボクロックを生成し、生成するクロックを参照しながらヘッド位置情報を検出する同期式ヘッド位置検出構成を有することを特徴とする。
【００３３】
さらに、本発明のディスクドライブ装置の一実施態様は、情報を圧縮する情報圧縮器と、圧縮情報を伸長する情報伸長器を有し、前記ディスクドライブ装置に装着されたディスクには、前記情報圧縮器において圧縮された情報を記録し、該ディスクからの圧縮情報の再生時には前記情報伸長器において情報の伸長処理を実行する構成を有することを特徴とする。
【００３４】
さらに、本発明のディスクドライブ装置の一実施態様において、前記情報圧縮器によって圧縮される情報には動画像情報を含むことを特徴とする。
【００３５】
さらに、本発明のディスクドライブ装置の一実施態様において、動画像情報は、ＭＰＥＧ２（ＭｏｔｉｏｎＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐｐｈａｓｅ２）方式で圧縮された連続画像情報であることを特徴とする。
【００３６】
さらに、本発明のディスクドライブ装置の一実施態様は、画像を撮像するカメラを有し、該カメラによって取り込まれた画像情報を前記ディスクドライブ装置に装着されたディスクに記録する構成を有することを特徴とする。
【００３７】
さらに、本発明の第２の側面は、複数の動作モードを有するディスクドライブ装置を備えたビデオカメラ装置であり、前記ディスクドライブ装置は、ディスクを回転駆動する駆動部と、前記ディスクに対してデータの記録または再生を行う記録再生部と、ホストから発行されたコマンドに含まれる動作モード指定に基づいて動作モードの選択を行い、選択した動作モードに応じて前記駆動部と前記記録再生部の動作を制御する制御部を備え、前記ホストからは、前記ホストが電池駆動時に実時間連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第１の動作モードを指定し、前記ホストが商用電源を用いた駆動時に非連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第２の動作モードを指定し、前記ホストが商用電源を用いた駆動時に実時間連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第３の動作モードを指定し、前記ホストが電池駆動時に非連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第４の動作モードを指定するコマンドが発行されて、前記制御部は、前記コマンドに基づき前記第１の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させることにより低消費電力で動作して実時間連続性を担保するためにエラー処理時間上限を定めたエラー処理を行い、前記第２の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させないことにより高速データレートを確保して前記エラー処理時間上限よりも長いエラー処理時間を許容したエラー処理を行い、前記第３の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させないことにより高速データレートを確保して前記エラー処理時間上限を定めたエラー処理を行い、前記第４の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させることにより低消費電力で動作して前記エラー処理時間上限よりも長いエラー処理時間を許容したエラー処理を行うことを特徴とするビデオカメラ装置にある。
【００３９】
さらに、本発明の第３の側面は、複数の動作モードを有するディスクドライブ装置におけるデータ処理方法において、ホストから発行されたコマンドを前記ディスクドライブ装置が受領し、前記ホストからは、前記ホストが電池駆動時に実時間連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第１の動作モードを指定し、前記ホストが商用電源を用いた駆動時に非連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第２の動作モードを指定し、前記ホストが商用電源を用いた駆動時に実時間連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第３の動作モードを指定し、前記ホストが電池駆動時に非連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第４の動作モードを指定するコマンドが発行されて、前記ディスクドライブ装置は、受領するコマンドに含まれる動作モード指定に基づき、第１の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させることにより低消費電力で動作して実時間連続性を担保するためにエラー処理時間上限を定めたエラー処理を行い、前記第２の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させないことにより高速データレートを確保して前記エラー処理時間上限よりも長いエラー処理時間を許容したエラー処理を行い、前記第３の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させないことにより高速データレートを確保して前記エラー処理時間上限を定めたエラー処理を行い、前記第４の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させることにより低消費電力で動作して前記エラー処理時間上限よりも長いエラー処理時間を許容したエラー処理を行うステップと、ディスクに対するデータの記録または再生時に発生したエラーについてのエラー処理の時間を計測し、前記コマンドに含まれる上限時間内に終了しない場合、前記第１または第３の動作モードでは、該エラー処理を中止して後続データの記録または再生処理を実行するステップとを有することを特徴とするディスクドライブ装置におけるデータ処理方法にある。
【００４０】
本発明の各側面に係るディスクドライブ装置は、例えば、ＰＣＭＣＩＡ／ＪＥＩＤＡ（日本電子工業振興協会）が定めたＰＣカード規格に準拠したＰＣカードインタフェース、またはＡＮＳＩ（ＡｍｅｒｉｃａｎＮａｔｉｏｎａｌＳｔａｎｄａｒｄｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅ）が策定したＡＴＡ（ＡＴ−Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）インターフェース規格に準拠するホスト・インターフェースを経由して、装置外部のホスト・システムに接続されて用いられる。ホスト・システムの一例は、該ディスク装置に対して映像や音響などのデータ・ストリームを記録再生するデジタル動画ディスク・レコーダとしての例えば携帯型ビデオカメラであり、他の例は、汎用コンピュータ・システムである。ホスト・システムは、エラー処理時間が所定の許容値未満に制限された動作モード下で該ディスク装置が処理可能なコマンド・セットを用意しておくことが好ましい。
【００４１】
【作用】
本発明は、ＨＤＤが扱うデータの種類に応じてデータの信頼性や実時間性に対する要求が変動する点に着眼してなされたものである。
【００４２】
例えば、ＨＤＤがコンピュータ・データを扱うためには、データの信頼性保証は必須である。エラーを含んだコンピュータ・データはコンピュータ処理にとって全く意味をなさず、処理時間を要してもエラーを補償すべきである。
【００４３】
これに対し、ＨＤＤがＡＶデータを扱う場合には、実時間でデータを記録再生することが第一であり、データの信頼性をある程度は犠牲にし得る。何故ならば、データ中に多少のエラーの混在して映像や音声の再生内容が多少歪んでも、人間の視覚や聴覚はこれを無視しあるいは補間することができるが、実時間性が維持されず映像や音響が途切れてしまうと無視したり補間することは不能であり、サービス品質は著しく低下する。
【００４４】
本発明に係るディスクドライブ装置（以下、単に「ディスク装置」とも言う）は、非連続的（すなわち離散的な）情報の記録あるいは再生に適した動作モードの他に、連続的情報の記録あるいは再生に適した動作モードを備えている。前者の動作モードは、コンピュータ・データのように高い信頼性が要求されるデータを取り扱うのに適しており、以下ではＩＴ（ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）モードと呼ぶことにする。また、後者の動作モードは、動画データや音響データなどのように実時間性が要求されるデータを取り扱うのに適しており、以下ではＡＶ（ＡｕｄｉｏＶｉｓｕａｌ）モードと呼ぶことにする。
【００４５】
さらに本発明のディスク装置は、ディスク回転速度の異なるＨｏｍｅモードとＰｏｒｔａｂｌｅモードとを有する。Ｈｏｍｅモードは、ディスク回転速度を高く設定したモードであり、高速のデータレートの確保が可能で、商用電源使用時のコンピュータデータ処理に適したモードである。Ｐｏｒｔａｂｌｅモードはディスク回転速度を低下させたモードであり、電池駆動のように消費電力を低減させたいときの使用に適する。また、低いデータ転送速度で十分な処理が可能な画像音響情報の記録／再生処理に適したモードである。本発明のディスク装置はこれらＨｏｍｅモード、Ｐｏｒｔａｂｌｅモードに、上述のＩＴモード、ＡＶモードを組み合わせた動作モードによって駆動する構成である。
【００４６】
本発明に係るディスク装置は、ＰＣカード・インターフェース経由で、汎用コンピュータやデジタル・ディスクカメラとしての携帯型デジタルビデオカメラのような「ホスト」に接続することが可能である。さらに、本ディスク装置は、このＰＣカード・インターフェース経由で、動作モード切り替えを行う手段と、この動作モードの切り替えに応じて、ディスクの回転速度の変更、および記録又は再生時におけるエラー処理時間許容値を設定する手段を設けている。したがって、ディスク装置が、高信頼性が要求される離散的情報に適したＩＴモードか、あるいは、実時間性が要求される連続的情報に適したＡＶモードかに応じて、エラー処理時間許容値が動的に設定される。
【００４７】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を適用したディスクドライブ装置、ビデオカメラ装置およびディスクドライブ装置におけるデータ処理方法の実施例を説明する。なお、以下の実施例では、典型的な例としてＰＣカード規格の形状を持つ固定型ハード・ディスク装置（ＨＤＤ）について説明するが、本発明は、必ずしもこの種のタイプに限定されない。例えば、記録媒体としてのディスクが交換可能なリムーバブルＨＤＤ、フロッピー・ディスク装置（ＦＤＤ）などの他の磁気ディスク装置、あるいは光ディスク装置においても本発明が同様に成立することは言うまでもない。また、光ディスクに浮上スライダを組み合わせた光ハード・ディスク装置においても、本発明は同様に成立すると理解されたい。
【００４９】
図１は、本発明の実施例として、記録媒体としてのＰＣカード型ＨＤＤ２００を搭載したデジタル・ディスクカメラのハードウェア構成を模式的に示した図である。デジタル・ディスクカメラは、静止画像や動画像などの映像情報と音響情報を記録あるいは再生することができる。以下、図１に示すデジタル・ディスクカメラの構成および信号の流れについて説明する。
【００５０】
まず、図１に示すＰＣカード型ＨＤＤ２００を用いたデジタル・ディスクカメラにおいてカメラ１０３を使用したデータ記録時の信号の流れについて説明する。カメラ１０３により電気信号に変換された映像情報はデジタル化された後、画像情報圧縮器１０７によりデータレートが１／５程度まで圧縮される。画像情報圧縮の方式としては、ＤＶやＭＰＥＧ２などが実用化されている。この種の圧縮方式では、元のデジタル映像情報に対して、離散コサイン変換やフレーム間動き検出、再量子化、２次元ハフマン符号化などを行うことにより、情報量が圧縮される。画像信号と同時にマイク１０４から収録された音響信号も、デジタル化され、音響情報圧縮器１０８によりデータレートが圧縮される。圧縮された映像情報と音響情報は、ＭＵＸ１１１でマルチプレクスされ、ＡＶデータ・ストリームとして組まれる。
【００５１】
図１に示すデジタル・ディスクカメラにおいてシステム全体の動作は、ＣＰＵ−Ａ１１５により統括的に管理されている。ＣＰＵ−Ａ１１５は、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１１７に恒久的に格納されたファームウエアに従って動作し、書き換え可能なメモリであるＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１１６を作業領域として用いる。
【００５２】
また、デジタル動画ディスク・レコーダは、該レコーダに対するユーザーからの動作指示を受容するためのユーザ・インターフェース機構（図示しない）を備えている。ユーザ・インターフェース機構は、例えば、操作スイッチ／ボタン、リモート・コントローラ、キーボード、液晶表示装置などで構成される。
【００５３】
ユーザ・インターフェース機構を介したユーザ入出力は、ＣＰＵ−Ａ１１５（より具体的には、ＣＰＵ−Ａ１１５において実行されるファームウェア）が管理する。ユーザ入出力は、ＨＤＤ２００による動画や音響データの記録又は再生の指示を含む。ＨＤＤ２００に対するユーザ指示入力は、ＣＰＵ−Ａ１１５が、ＣＰＵ−Ａバス１２０及びＡＶ／Ｉ／Ｆ１１４を介してＰＣカード・インターフェース１５０に向かって命令を発行することによって実現される。また、ホストとＨＤＤ２００間のデータ転送は、ＣＰＵ−Ａ１１５がメモリ制御回路１０とＡＶ−Ｉ／Ｆ１２に指示コマンドを発行することにより実行される。ホスト側では、転送データは、ＨＤＤ２００との間で直接交換されず、ホスト・メモリ１１に一旦格納される。
【００５４】
図２には、ＲＯＭ１６に格納されているＣＰＵ−Ａ１１５のソフトウェア体系の一例を示す。全体を統括するのはシステム管理ソフトウェアである。システム管理ソフトウェアは記録や再生動作の指示と管理、ＰＣカード型ＨＤＤ（以下ＨＤＤと称する）２００やホスト・メモリ１１２などの各ハードウエア資源の稼働状況の把握と管理など、レコーダに必要な機能のうち、下層に含まれない全てが含まれる。
【００５５】
図２の下層に示すＭＰＥＧ２エンコーダ・デコーダ動作管理ソフトウェアは、画像情報圧縮器１０７、音響情報圧縮器１０８、ＭＵＸ１１１、および画像情報伸長器１０５、音響情報伸長器１０６、ＤＥＭＵＸ１１０を制御し、動画データ及び音響データの各情報に対する圧縮とＡＶデータストリームの組み立て、あるいはＡＶデータストリームからの動画、音響情報への伸長などの処理を制御する。なお、ここでは映像情報圧縮方式としてＭＰＥＧ２方式を採用した例について説明する。
【００５６】
ホスト・メモリ管理ソフトウェアは、メモリ制御回路１１３に指示してホスト・メモリ１１２に対するデータ書き込み、読み出しを制御し、記録するＡＶデータ・ストリームを後述するクラスタ単位に分割してＨＤＤ２００に送り出す操作を行ない、また再生時にはＨＤＤ２００からクラスタ単位に読み出されたデータをＡＶストリームに組み立ててデコーダ群に送り出す操作を制御する。
【００５７】
ＨＤＤデバイスドライバはＰＣカードインタフェース１５０を介してＨＤＤ２００に実際に各種命令を発行してデータ記録や再生を制御するためのソフトウェアである。ユーザＩ／Ｆ部は、ユーザ・インターフェース機構における入出力操作を行なう。
【００５８】
さて、上記のＡＶデータストリームのデータレートは、映像圧縮方式としてＭＰＥＧ２方式を用いる場合、４〜８Ｍｂｉｔ／ｓ程度である。
【００５９】
図３に、ＨＤＤ２００に対するデータ記録及び再生の単位であるクラスタと、ＭＰＥＧ２のデータ・ストリームとして定義されているＧＯＰ（ＧｒｏｕｐｏｆＰｉｃｔｕｒｅ）の関係を模式的に示す。
【００６０】
図３に示すように、このＡＶデータストリームは画像１５フレームからなる完結したＧＯＰ（ＧｒｏｕｐｏｆＰｉｃｔｕｒｅ）から構成されている。ホスト・メモリ１１２に蓄積された一つのＧＯＰはさらにＣＰＵ−Ａ１１５によってクラスタと呼ばれる一定量のデータ単位に区切られ、ＰＣカードインタフェースを介してＨＤＤ２００に記録される。
【００６１】
１つのＧＯＰは、図３に示すように、Ｉピクチャ、Ｂピクチャ、及びＰピクチャからなる連続する１５フレームの画像で構成される。図３に示す例では、クラスタは、ＧＯＰを４分割して得たデータの塊である。１フレームは３０分の１秒に相当するので、１つのＧＯＰは０．５秒に相当する。また、ＧＯＰのデータ量は４Ｍｂｉｔであるので、１秒分のデータ・ストリームを８分割して得たクラスタ・サイズは１Ｍｂｉｔということになる。
【００６２】
コンピュータ業界において一般的なＨＤＤのセクタ・サイズは５１２Ｂｙｔｅ（すなわち４，０９６ｂｉｔ）なので、１つのクラスタは約２４５セクタ分のデータ量に相当する。すなわち、ＨＤＤは、ホストから記録コマンドを受ける度に、約２４５セクタを連続的に記録することになる。
【００６３】
記録動作の流れは以下のようにをまとめられる。すなわち、ＡＶデータ・ストリームは、メモリ制御回路１１３を経て、一旦ホスト・メモリ１１２に順次記録される。ＣＰＵ−Ａ１１５は、ファームウエアのうちのホスト・メモリ管理ソフトウェアのコントロールに従って、メモリ制御回路１１３に指示を出し、ホスト・メモリ１１２からＨＤＤ２００に記録すべきデータ、すなわちクラスタを読み出し、ＡＶ−Ｉ／Ｆ１２及びＰＣカードインタフェース１５０を介して、ＨＤＤ２００に送信する。
【００６４】
記録動作の詳細を説明する。ＣＰＵ−Ａ１１５は、記録すべき１つのクラスタが、ある所定長のデータ・ブロックとして、ディスク２１６上のある論理ブロック・アドレス（ＬＢＡ）から記録が開始されるように、ＨＤＤ２００に対してホスト・コマンド（この場合は記録コマンド）を送る。
【００６５】
ＨＤＤ２００内部のハード・ディスク・コントローラ（以下、「ＨＤＣ」とする）２０３は、記録再生部を構成するものであり、ホストとの間でデータやコマンドを受信するための入力レジスタと、ホストに対してデータやＨＤＤ２００内のステータス等を返すための出力レジスタを備えている。ＨＤＣ２０３は、ホストから記録コマンドを受信すると、ＣＰＵ−Ｂ２０４との協働的動作によって、該記録コマンドが指定する論理ブロック・アドレス（ＬＢＡ）を、ＨＤＤ２００内部の物理アドレス（物理アドレスは、例えばディスク面番号、トラック番号、セクター番号等によって指定される）に変換する。なお、記録再生部は、ＨＤＣ２０３だけでなく、後述する記録チャネル２０６や再生チャネル２０７、サーボ制御回路（サーボＤＳＰ）２０８等で構成される。
【００６６】
続いて、ホスト・メモリ１１２から送出されたクラスタは、ＰＣカード・インタフェース１５０を介してＨＤＣ２０３の入力レジスタに受信され、バッファ・メモリ２０２に一旦蓄積される。１つのクラスタは、例えば２４５セクタ分のデータ量を持つ（前述）。ＨＤＣ２０３は、この受信データをディスク２１６のトラック上に設定された論理データ・セクタの長さ（５１２Ｂｙｔｅ）に分割し、さらにその前後に、読み出し時にビット同期を取るためのプリアンブル・パターンや誤り訂正符号を付加してデータ・セクタを形成した後、ディスク回転に同期しながら、記録チャネル回路２０６に送り出す。
【００６７】
記録チャネル回路２０６は、データ・セクタにチャネル符号化を施し、ヘッド２１５とディスク２１６からなる磁気記録チャネルの特性に適合した２値系列に変換する。この２値系列は、記録アンプ２０９により、矩形状の記録電流波形に対応付けられ、ヘッド２１５によって、磁気ディスク２１６上の磁化反転パターンとして記録される。
【００６８】
ここで、あらかじめ記録対象となる目標トラックにヘッド２１５を位置決めしておく必要があるので、ＨＤＣ２０３とＣＰＵ−Ｂ２０４から目標トラック番号を受け取ったサーボ制御回路（サーボＤＳＰ）２０８は、ディスク２１６面上のトラック番号を再生チャネル回路２０７から受け取りながら、ヘッド２１５をその物理アドレスに移動させ、位置決めを行う。
【００６９】
図４に１本のＡＶデータストリームをＨＤＤに記録する場合のＨＤＤの動作例を示す。図４に示すように、１つのクラスタの記録に使用可能な時間は１２５ｍｓｅｃである。ＨＤＤ２００のシークと回転待ち動作（Ｓ１）と記録動作（Ｗ１）に要する時間は、ＨＤＤの速度性能にもよるが、３０ｍｓｅｃ程度である。残りの時間（１２５−Ｓ１−Ｗ１）が余り時間（Ｅ）となる。なお、図４の中段に示した各クラスタ（ｋ，ｎ）記録時のＨＤＤの動作は本発明のディスク装置における後述するＰＡＶモードにおける動作例であり、この動作の詳細については後述する。
【００７０】
次に、再生時の信号の流れについて説明する。まず、システム管理ソフトウエア（前述）は、ファームウェアのユーザＩ／Ｆ部からのユーザ入力情報に従って、再生すべきＡＶデータ・ストリーム名を特定し、そのストリームを構成する各クラスタが記録されている論理ブロック・アドレス（ＬＢＡ）を求め、当該クラスタの読み出しを行うべく、ＨＤＤデバイス・ドライバに対して読み出し命令を発行させる。また、この命令発行と同時に、ホスト・メモリ管理ソフトウェアは、メモリ制御回路１１３を通じて、ホスト・メモリ１１２上に、読み出したクラスタを再構成するための記憶領域を確保させる。
【００７１】
上記の読み出し命令は、ＨＤＣ２０３を介してＨＤＤ２００内部のＣＰＵ−Ｂ２０４に与えられる。このＣＰＵ−Ｂ２０４は、当該クラスタの論理ブロック・アドレス（ＬＢＡ）を、ＨＤＤ２００内部の物理アドレス（物理アドレスは、例えばディスク面番号、トラック番号、及び、セクター番号等によって指定される）に変換し、サーボＤＳＰ２０８に命じてヘッド２１５をその物理アドレスに移動させて、要求データの読み出しを開始する。すなわち、磁気ディスク２１６上に記録された磁化反転パターンは、ヘッド２１５により読み出され再生アンプ２１０で増幅された後、再生チャネル信号処理回路２０７によりビット同期が取られた後、２値データ系列として検出され、記録時に施されたチャネル符号化の逆変換としての復号化が行われ、データ・セクタとして再生される。
【００７２】
再生されたデータ・セクタは、ＨＤＣ２０３に送られ、誤り訂正復号化を経て、５１２Ｂｙｔｅ単位の論理データとして、バッファ・メモリ２０２に順次蓄積される。その後、バッファリングされたデータは、ＰＣカードインタフェース１５０とメモリ制御回路１１３を介して、ホスト・メモリ１１２に順次転送され、１つのクラスタが形成される。そして、１つのクラスタの読み出しが完了すると、前述と同様に、後続するクラスタの読み出しが命令され、ＨＤＤ２００よりデータ・セクタ群が読み出され、ホスト・メモリ１１上に後続のクラスタが形成される。
【００７３】
形成されたクラスタは、ホスト・メモリ１１２から順次送り出され、このＡＶデータ・ストリームは、デマルチプレクサ１１０により映像データと音響データとに分離される。データにエラーが存在した場合には、補間回路１０９において前後のデータに基づいて補間処理される。そして、画像データは画像情報伸長器１０５により、通常のデジタル画像情報に伸長されて外部出力される。外部出力される画像情報は、Ｄ／Ａ変換器などによりＮＴＳＣアナログ映像信号に変換され、モニタ１０１などに与えられる。音響データは音響情報伸長器１０６により、伸長されてスピーカ等の音響信号出力器１０２によって外部出力される。
【００７４】
ＰＣカードインタフェース１５０は、ＰＣＭＣＩＡとＪＥＩＤＡ（日本電子工業振興協会）が定めたＰＣカード規格を物理層とし、その上に定義された各種のプロトコル（ＰＣＣａｒｄＡＴＡ，６８ｐｉｎＡＴＡ，ＴｒｕｅＩＤＥ）などを用いる。これらのプロトコルは、ほぼＡＮＳＩのＡＴＡ（ＡＴＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ）規格と同じであるので、以下では代表例として、ＡＴＡ規格と同一である６８ｐｉｎＡＴＡを用いた例について説明する。
【００７５】
本発明のディスクドライブ装置のモード態様、モード遷移の概要について４つの動作モードを持つＰＣカードＨＤＤを例として説明し、その後、４つのモードについて個別に説明する。
【００７６】
［４つの動作モードを持つＰＣカードＨＤＤ］
図１におけるＨＤＤ２００は、外形寸法やインタフェースがＰＣカード規格を満たすＰＣカードＨＤＤであり、図１にはその内部構成ブロックが示されている。
【００７７】
このＨＤＤ２００はアイドル、スリープ等の従来の動作に加え、以下に説明する複数の動作モードを有する。このＨＤＤ２００は高いトラック密度を得るため、ヘッド位置決め制御のためのサーボ情報領域をデータ記録トラックを寸断してディスク面上に略放射状に設け、記録／再生ヘッド自身により記録トラックとの相対位置を計測する、いわゆるセクタサーボ方式を用いている。
【００７８】
また、後述するようにＨＤＤ２００の有する複数の動作モードにはディスク回転速度を低下させた低速回転モードが含まれる。よって、サーボ情報領域の中のクロック情報に基づいて常時サーボクロックを生成して、そのサーボクロックを参照しながらヘッド位置情報などを同期検出する同期サーボ方式を用いると好都合である。何故なら、このサーボクロック方式はディスク１周当たりのサーボ領域数を例えば１００箇所以上の高密度に設定できるので、高いヘッド位置決め精度が得られるからである。
【００７９】
次いで、ＨＤＤ２００の動作について詳解する。
【００８０】
本実施例に係るＨＤＤ２００は、処理データ対象に応じたＩＴ（ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）モードとＡＶ（ＡｕｄｉｏＶｉｓｕａｌ）モードという２種類の動作モードに加え、さらに使用態様に応じたＨｏｍｅモードとＰｏｒｔａｂｌｅモードの２種類の動作モードを有し、計２×２＝４の４種類の動作モードを備えている。
【００８１】
ＩＴモードは、非連続的（すなわち離散的な）情報の記録あるいは再生に適した動作モードである。より具体的には、ＩＴモードは、コンピュータ・データの記録・再生用にデザインされた従来のＨＤＤと略同一の動作を行うモードであり、記録再生の実時間連続性よりも、データの信頼性を重視し、エラー処理には時間制限を設けない。すなわち、ＩＴモードは、コンピュータ・データのように高い信頼性が要求されるデータを取り扱うのに適している。
【００８２】
他方、後者のＡＶモードは、連続的情報の記録あるいは再生に適した動作モードである。より具体的には、ＡＶモードは、映像情報や音響情報からなるＡＶデータ・ストリームを扱うために、記録再生動作において、データの信頼性よりも実時間連続性を重視した動作モードであり、エラー処理の時間制限を設けている。すなわち、ＡＶモードは、動画データや音響データなどのように実時間性が要求されるデータを取り扱うのに適している。
【００８３】
Ｈｏｍｅモードは、ディスク回転速度を高く設定したモードであり、高速のデータレートの確保が可能で、商用電源使用時のコンピュータデータ処理に適したモードである。
【００８４】
Ｐｏｒｔａｂｌｅモードはディスク回転速度を低下させたモードであり、電池駆動のように消費電力を低減させたいときの使用に適する。また、低いデータ転送速度で十分な処理が可能な画像音響情報の記録／再生処理に適したモードである。
【００８５】
本発明のディスク装置の有する４つの各モードについてまとめると、以下のようになる。
【００８６】
（１）ＨＩＴモード（ＨｏｍｅＩＴモード）
高いディスク回転速度により高速データレートを確保し、所要時間に関わらずデータ信頼性を重視したエラー処理を行なう。
（２）ＰＩＴモード（ＰｏｒｔａｂｌｅＩＴモード）
低いディスク回転速度により低消費電力で動作し、所要時間に関わらずデータ信頼性を重視したエラー処理を行なう。
（３）ＨＡＶモード（ＨｏｍｅＡＶモード）
高いディスク回転速度により高速データレートを確保し、実時間連続記録／再生に適したエラー処理を行なう。
（４）ＰＡＶモード（ＰｏｒｔａｂｌｅＡＶモード）
低いディスク回転速度により低消費電力で動作し、実時間連続記録／再生に適したエラー処理を行なう。
【００８７】
上述の（１）〜（４）の各モードにおける使用形態例を図５に示す。図５左に示すのは電池駆動による携帯可能なカメラによるＨＤＤの使用形態であり、上述の（４）ＰＡＶモード（ＰｏｒｔａｂｌｅＡＶモード）に相当する使用形態である。また、図５右に示すのは、商用電源ＡＣ１００Ｖを使用した画像編集処理をコンピュータにおいて行なうＨＤＤの使用形態であり、上述の（１）ＨＩＴモード（ＨｏｍｅＩＴモード）に相当する使用形態である。
【００８８】
ＨＤＤのモードの切り替えは、ホストが発行する”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドを受けることにより行われる。このコマンドは、例えばＡＴＡ規格のベンダーユニークコマンドの一つとして命令番号８０ｈに定義される。
【００８９】
以下の［表１］、［表２］に”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンド発行時におけるＨＤＣ２０３内部の入力レジスタと、該コマンドのパラメータ・データである”ＳｅｔＡＶＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＤａｔａ”の各々のデータ構造を模式的に示す。モードの指示は以下の［表２］に示すデータのうち「ワード０」の“Ｂｉｔ０”と、“Ｂｉｔ１”で行われる。
【００９０】
【表１】

【００９１】
【表２】

【００９２】
”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドの命令コードは８０ｈであり、［表１］に示すように、入力レジスタ中のコマンド・レジスタに該命令コード８０ｈが書き込まれる。
【００９３】
表２の”ＳｅｔＡＶＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＤａｔａ”に示すように「ワード０」の“Ｂｉｔ１”は、ＨＤＤ２００がＨｏｍｅモードで動作するか、Ｐｏｒｔａｂｌｅモードで動作するかを指示するビットである。ホストから発行された”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドは、ＰＣカードインタフェース１５０を介して、ＣＰＵ−Ｂ２０４に受け取られる。ＣＰＵ−Ｂ２０４は、そのコマンドの「ワード０」の“Ｂｉｔ１”の指示に従って、ＳＰＭ制御部２１２にディスク回転速度を設定し、記録チャネル２０６および再生チャネル２０７に前記ディスク回転数に応じたデータレートを設定する。なお、ＳＰＭ制御部２１２およびＳＰＭ２１４によって、ディスク２１６を回転駆動する駆動部が構成されている。
【００９４】
“Ｂｉｔ１＝０”のときは、Ｈｏｍｅモードであり、従来のＨＤＤと同様にディスク回転速度は高く設定され高いデータ転送速度が確保される。
【００９５】
“Ｂｉｔ１＝１”のときは、Ｐｏｒｔａｂｌｅモードであり、ディスク回転速度は低く設定され、低い消費電力で動作可能となる。すなわちこのＰｏｒｔａｂｌｅモードにおいては、Ｈｏｍｅモードに比べてディスクの回転速度が低下するので、ディスクを回転駆動するスピンドルモータ（ＳＰＭ）に供給される電力が小さくてすむ。回転速度の速い従来型のＨＤＤにおいて、全消費電力のうち、スピンドルモータが占める消費電力割合は１／３程度に達するが、一般的に、このＳＰＭの消費電力は回転速度の関数として増大する。
【００９６】
図６にスピンドルモータ（ＳＰＭ）の消費電力と回転速度との関係を示す。図６から理解されるようにディスク回転数を高速回転の５４００ｒｐｍから低速回転の２７００ｒｐｍに低下させることにより、大幅な消費電力の削減が達成される。
【００９７】
磁気ディスク装置における他の電力消費要素として、数十Ｍｂｉｔ／ｓ以上のデータの処理を連続的に行なう回路がある。この回路の主要部分は通常ＣＭＯＳ論理回路により実現されるので、その消費電力は動作周波数に比例する。よってディスク回転数を下げ、データレートを低下させることによって、これらの回路の消費電力も低下させることができる。
【００９８】
このようにディスクの回転速度の低下により、スピンドルモータ（ＳＰＭ）の消費電力のみならず、ＣＭＯＳ論理回路の消費電力の低下が実現されるので、本構成によれば、従来型の高速ディスク回転ＨＤＤを用いた場合には連続したデータ記録あるいは再生時の消費電力が２Ｗを越えるために実用化が困難であった電池駆動型携帯動画ディスクカメラ装置を実用化することが可能となる。さらに、別の効果として、ディスク回転速度の低下により回転騒音の低減がはかれるので、携帯型動画ディスクカメラに本構成を適用することにより、音の記録の際、背景ノイズ量を下げることができ、Ｓ／Ｎの良い音を記録することが可能となる。
【００９９】
なお、駆動電源が電池によるかＡＣ１００Ｖ等の商用電源によるかを自動的に識別する構成として、電池による駆動である場合には”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドのワード０のＢｉｔ１を１としてコマンドを発行することにより低消費電力を実現する低速モードに移行することができる。この電源識別構成とした場合は、電源の切り替えに応じて、”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドのワード０のＢｉｔ１を商用電源使用時は０、電池使用時は１としてコマンドを発行する構成とする。
【０１００】
次に本発明のＨＤＤ各動作モードにおけるエラー処理について説明する。“ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドの「ワード０」の“Ｂｉｔ０”は、ＨＤＤのエラー処理やデータフロー制御等の動作が、ＩＴモードであるか、ＡＶモードであるかを指示するビットとして機能する。ＨＤＤは、ＰＣカードインタフェース１５０を介してホストから”Ｓｅｔ−ＡＶ−Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ”コマンドを受け取り、ＣＰＵ−Ｂ２０４が解釈をする。ＣＰＵ−Ｂ２０４は、そのコマンドの「ワード０」の“Ｂｉｔ０”の指示に従って、ＨＤＤの各部に指示を与え、適切なエラー処理を実行する。
【０１０１】
Ｂｉｔ０＝０のときはＩＴモードであり、従来のＨＤＤと同じく実時間性よりもデータ信頼性を重視した十分なエラー処理を行なう。ＩＴモードにおけるデータの記録／再生には、ＡＴＡ規格が定める通常の書き込みコマンドであるＷｒｉｔｅコマンドと、再生コマンドであるＲｅａｄコマンドが用いられる。ＩＴモードにおいて、例えばデータ再生エラーが生じた場合には、まずＨＤＣ２０３の誤り訂正符号復号器が訂正不能エラーを検出し、ＣＰＵ−Ｂ２０４がＨＤＣ２０３や再生チャネル２０７に再生動作の再試行を命じ、エラーなく再生終了するまで、再試行すなわちリトライが繰り返される。従って、再生データの信頼性は高いが再試行が完了するまで後続セクタの再生ができないため、実時間連続性が保証できず、動画像の再生には適さない。
【０１０２】
一方、Ｂｉｔ０＝１のときは、ＡＶモードであり、従来のＨＤＤと異なり、実時間連続性を重視したエラー処理を行なう。具体的には、上記した［表２］のデータにおいて、「ワード４」と「ワード５」により、それぞれ一度の再生／記録に許される最大エラー処理時間を指示し、エラー処理に要する時間がその指示時間を越える場合には再試行等のエラー処理を中止して後続のセクタの再生／記録動作に移行する。
【０１０３】
上述のエラー処理時間制限構成により、一つの記録／再生動作に要する時間をホストが予め推定することが可能になるので、動画・音響情報の実時間連続記録／再生が可能となる。特に再生時には、さらに“ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドの「ワード１」において“Ｂｉｔ０＝１”に設定することにより、エラー処理が設定時間内に完了しなかったセクタのデータもホストに転送する“ＲｅａｄＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓ”動作が行われるように設定することができる。
【０１０４】
図７〜９に、本実施例に係るＨＤＤ２００の動作モード遷移図を示す。図７は上述の４つの動作モードを有するシステムにおける動作モード遷移図、図８は、ＰＩＴモードを除く３つの動作モードを有するシステムにおける動作モード遷移図、図９は、ＨＩＴモードとＰＡＶモードのみを有するシステムにおける動作モード遷移図である。以下、４つの動作モードを有するシステムにおける動作モード遷移について図７を参照しながら、ＨＤＤ２００の動作について説明する。
【０１０５】
電源投入時には、ＨＤＤ２００は、まずＨＩＴモードにて始動する。ホスト（より厳密にはＨＤＤドライバを実行するＣＰＵ−Ａ１１５）は、ＨＤＤ２００に対して、“ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドを発行してモード切り替えを行なう。モードの指示は［表２］に示すデータのうち「ワード０」の“Ｂｉｔ０”と、“Ｂｉｔ１”の値に基づいて行われる。
【０１０６】
ＨＩＴおよびＰＩＴモードでは、従来のＡＴＡ規格に定められた通常のＲｅａｄコマンドやＷｒｉｔｅコマンドを用いて、ＨＤＤ２００に対するコンピュータ・データの記録及び再生が指示される。
【０１０７】
これに対し、ＨＡＶおよびＰＡＶモード下では、”ＲｅａｄＡＶｓｔｒｅａｍ”コマンド、及び”ＷｒｉｔｅＡＶｓｔｒｅａｍ”コマンドの各々を用いて、ＨＤＤ２００に対するＡＶデータ・ストリームの記録及び再生が指示される。
【０１０８】
ＨＡＶおよびＰＡＶモードにおけるこれら２つの記録／再生コマンドの実行に必要な静的パラメータ群は、［表２］に示した”ＳｅｔＡＶＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＤａｔａ”により設定される。すなわち、同データ・コンテンツのワード４は、ＡＶモード下での”ＲｅａｄＡＶｓｔｒｅａｍ”コマンド実行時におけるエラー処理時間の最大許容値をミリ秒単位でＨＤＤ２００に指示するものである。同様に、該データ・コンテンツ中のワード５は、”ＷｒｉｔｅＡＶｓｔｒｅａｍ”コマンド実行時におけるエラー処理時間の最大許容値をミリ秒単位でＨＤＤ２００に指示する。
【０１０９】
ホスト（より厳密には、ＨＤＤドライバを実行するＣＰＵ−Ａ１１５）がＨＤＤ２００をＡＶモードに設定すると、ＨＤＤ２００内部のＨＤＣ２０並びにＣＰＵ−Ｂ２０４は、”ＳｅｔＡＶＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＤａｔａ”コンテンツのワード５の内容に従って、１回の”ＷｒｉｔｅＡＶｓｔｒｅａｍ”コマンドを実行する場合の最大エラー処理時間を記憶する。
【０１１０】
記録コマンドすなわち”ＷｒｉｔｅＡＶｓｔｒｅａｍ”の実行時におけるエラーの原因には、記録対象セクタが存在するトラックへのシーク・エラーや、記録中の振動衝撃などによるヘッドのオフトラック、記録中の記録ヘッドの異常などが挙げられる。シーク・エラーの場合、例えば誤って到着したトラックから本来の目標トラックへの再シークが必要になるので、数ミリ秒のエラー処理時間を要する。また、オフトラックやヘッド異常などの場合には、ヘッド２１５が当該セクタに再来まで回転待ちしてからデータ記録を再試行するため、回転待ち時間（例えば回転周波数が９０Ｈｚの場合には１１．１ｍｓｅｃ）を含むエラー処理時間が必要である。
【０１１１】
記録コマンド実行中にこのようなエラーが生起して回復処理を行う場合には、ＣＰＵ−Ｂ２０４は、これらのエラー処理が完了するまでの時間をタイマーで計測する。そして、”ＳｅｔＡＶＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＤａｔａ”で指定された最大エラー処理時間を超した場合には、当該エラー処理を中止し、後続の記録又は再生コマンドの実行に移る。この結果、後続の記録又は再生データに関する実時間連続性が担保される。
【０１１２】
また、ホストがＨＤＤ２００をＡＶモードに設定した際には、ＨＤＤ２００内部のＨＤＣ２０並びにＣＰＵ−Ｂ２０４は、同様に、”ＳｅｔＡＶＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＤａｔａ”コンテンツのワード４の内容に従って、１回の”ＲｅａｄＡＶｓｔｒｅａｍ”コマンドを実行する場合の最大エラー処理時間を記憶する。
【０１１３】
また、再生コマンドすなわち”ＲｅａｄＡＶｓｔｒｅａｍ”コマンドの実行中に発生するエラーとして、再生対象セクターが存在するトラックへのシーク誤りや、再生時のデータ検出エラーなどが挙げられる。ＣＰＵ−Ｂ２０４は、これらのエラーが生じてから処理が完了するまでの時間をタイマーで計測する。そして、”ＳｅｔＡＶＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＤａｔａ”で指定された最大エラー処理時間を超した場合には、当該エラー処理を中止し、後続の記録あるいは再生コマンドの実行に移る。この結果、後続の記録又は再生データに関する実時間連続性が担保される。
【０１１４】
上述したように、エラー処理時間の上限を設けるにより、１つのエラー処理が長引き、後続の命令実行が遅れ、ＡＶデータ・ストリームの実時間連続性に障害が起きるという事態を好適に防止することができる。
【０１１５】
なお、上述の説明では、ＡＶモード設定コマンドのパラメータ”ＳｅｔＡＶＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＤａｔａ”は記録及び再生の各々についてのエラー処理の最大許容時間をミリ秒単位で指定する構成としたが、他の単位（例えばマイクロ秒）で時間を指定及び計測するとしても同様の作用効果が得られることは言うまでもない。
【０１１６】
ＨＤＤ２００に”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドが発行され、ＡＶデータ・ストリームの記録又は再生動作が開始した後に、何らかの原因によって実時間連続性の維持が厳しくなった場合の措置について説明する。
【０１１７】
例えば、連続する記録又は再生コマンドを実行中に、ホストの想定以上にエラーが連続して生起し、各エラー処理に最大許容時間を費やしてしまう状況がある。このような状況では、ＨＤＤ２００のバッファ・メモリ２０２とホスト・メモリ１１２に蓄積された再生データ量がゼロになって、要求する平均データレートが満足できなくなり、再生する動画像品質が劣化する。
【０１１８】
このような状況を改善する簡便な方策として、新たに”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドを発行することはせず、個別のＡＶ記録コマンドとＡＶ再生コマンドにおいて、その命令の実行の緊急度を指示する手段を設けている。
【０１１９】
以下の［表３］には、”ＲｅａｄＡＶｓｔｒｅａｍ”コマンド発行時における、ＨＤＣ２０３内部の入力レジスタのデータ構造を模式的に示している。
【０１２０】
【表３】

【０１２１】
”ＲｅａｄＡＶｓｔｒｅａｍ”コマンドの命令コードは８１ｈであり、［表３］に示すように、入力レジスタ中のコマンド・レジスタに該命令コード８１ｈが書き込まれる。
【０１２２】
また、該入力レジスタ中のＦｅａｔｕｒｅレジスタのビット位置７（ＵＲＧ）は、コマンド処理の緊急度を示すＵｒｇｅｎｔビットとして定義されている。該ビットＵＲＧが１の場合には、そのコマンドの実行は緊急度が高いことを示す。この場合には、ＨＤＤ２００は、”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”のコマンド・パラメータで設定された最大エラー処理許容時間を一時的に無視して、当該コマンドの再生動作におけるエラー処理時間をできるだけ短縮する。具体的には、処理時間を殆ど要しない誤り訂正符号による訂正処理のみを行い、リトライなど時間を要する処理は行わない。これにより、再生動作の実行時間を短縮することで、ＡＶデータ・ストリームの実時間連続性が破綻する緊急事態を免れることができる。
【０１２３】
ホスト・メモリ１１２に蓄積された再生データが十分な量に達し、緊急事態が解消されたら、ホストは後続の”ＲｅａｄＡＶｓｔｒｅａｍ”コマンド発行の際に、このＵｒｇｅｎｔビット（ＵＲＧ）を０にする。これにより、ＨＤＤ２００に許容されるエラー処理時間は、以前に”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドのパラメータ”ＳｅｔＡＶＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＤａｔａ”で設定された最大許容値に復帰する。
【０１２４】
また、以下の［表４］には、”ＷｒｉｔｅＡＶｓｔｒｅａｍ”コマンド発行時における、ＨＤＣ２０３内部の入力レジスタのデータ構造を模式的に示している。
【０１２５】
【表４】

【０１２６】
”ＷｒｉｔｅＡＶｓｔｒｅａｍ”コマンドの命令コードは８２ｈであり、［表４］に示すように、入力レジスタ中のコマンド・レジスタに該命令コード８２ｈが書き込まれる。
【０１２７】
また、該入力レジスタ中のＦｅａｔｕｒｅレジスタのビット位置７（ＵＲＧ）は、コマンド処理の緊急度を示すＵｒｇｅｎｔビットとして定義されている。該ビットＵＲＧが１の場合には、そのコマンドの実行は緊急度が高いことを示す。ディスク・レコーダの記録時における緊急度は、ホスト・メモリ１１に蓄積されたＡＶエンコーダの出力データが蓄積可能量を超えてオーバーフローしつつある場合に、高くなる。ＵＲＧ＝１の場合、ＨＤＤ２００は、時間を要するリトライなどのエラー処理を行わない。これによって、ホスト・メモリ１１に蓄積されたデータは、迅速にＨＤＤ２００に記録されて行き、データ・ストリームの連続性が中断するという緊急事態は解消される。
【０１２８】
次に本発明のディスクドライブ装置における４つの動作モードについて個別に説明する。
【０１２９】
［ＰＡＶモードの動作概略］
本発明のディスクドライブ装置における第１の代表的な動作モードとして、ＰＡＶモードについて説明する。
【０１３０】
ディスクカメラを電池駆動する場合には、以下に述べる理由により、ホストはＨＤＤ２００に”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドを発行して、ＨＤＤ２００をＰＡＶモードで動作させる。
【０１３１】
ＨＤＤは、ＰＡＶモードに設定されると、ディスク回転速度を例えば高速回転時の５４００ｒｐｍから２７００ｒｐｍに下げることにより、前述のようにスピンドルモータ等の消費電力を下げる。この場合、ディスク面上のデータの線記録密度が同じならば、同一半径におけるデータレートも低下してしまうが、静止画あるいは圧縮動画像および圧縮音響の情報を記録するに必要な速度は十分確保できる。図１０は、横軸にデイスクの回転速度（ｒｐｍ）を示し、縦軸に各回転速度で達成可能なＭＰＥＧ−ＡＶデータストリームの最大データレート（Ｍｂｉｔ／ｓ）を示した図である。条件として、ＰＣカード型ＨＤＤに適したディスク直径として１．８ｉｎｃｈを想定し、その線記録密度は現在のヘッド・ディスクにより可能な値として２５０ｋｂｐｉを仮定した。また、トラック間ヘッド移動時間は一般的な値である３ｍｓと仮定し、ヘッド移動や再生動作におけるエラーの発生は想定していない。
【０１３２】
図１０から、例えば代表的なデジタル動画圧縮方式であるＭＰＥＧ２方式の平均データレート４〜８Ｍｂｉｔ／ｓの達成は、１０００ｒｐｍ程度の低い回転速度でも可能であることが判る。勿論、回転速度を下げ過ぎた場合には、ヘッドとディスクの相対速度が遅くなり過ぎて、ＨＤＤの特徴であるスライダーを用いたヘッド浮上が不安定になるなどの問題が生じる場合があるが、上記の例にあげた回転速度２７００ｒｐｍであれば、１．８ｉｎｃｈ径ディスクであっても安定なヘッド浮上が確保できる。本実施例では低速回転を２７００ｒｐｍとしているが、ヘッドの安定浮上が可能でデータの記録再生が安定して実行可能な速度であり、データの記録再生に支障のない速度であれば、さらに低速回転としてもよい。
【０１３３】
ヘッド移動や記録動作において、エラーが発生した場合には、その処理に時間が必要であるため、エラー処理に長時間を許していると、平均データレートがＭＰＥＧ２再生に必要な値よりも低下してしまい、後続の動画像が記録されないという問題が生じる。先述した図４のＡＶモードでのデータ記録動作例を用いてこの問題について説明する。
【０１３４】
図４の中段に示すＨＤＤの動作は、データレートが低いＰＡＶモードに設定されたＨＤＤに、１本のＡＶデータストリームを記録する場合のＨＤＤ動作例である。各クラスタは２４５セクタ分のデータ量を持つが、簡単のために、一つのクラスタはディスク上の１本のトラックに連続的に記録され、ヘッドシーク動作は必要ないとする。
【０１３５】
クラスタ（ｋ，１）については、ホストがＨＤＤに対して”Ｗｒｉｔｅ−ＡＶ−Ｓｔｒｅａｍ”コマンドを発行すると、ＨＤＤはそれを受けて目標トラックまでヘッドをシーク（Ｓ１）させ、目標先頭セクターの到来を待ち、クラスタ（ｋ，１）の２４５セクターの記録を行なう（Ｗ１）。
【０１３６】
記録が正常に完了後、ＨＤＤはホストに終了メッセージを返すが、次のクラスタの記録開始予定時刻までは空時間（Ｅ１）が存在する。
【０１３７】
クラスタ（ｋ，２）については、最初に目標トラックへのシーク（Ｓ２Ａ）に失敗し、シークを再試行（Ｓ２Ｂ）するため時間を浪費する。その後２４５セクターを連続記録し、空時間（Ｅ２）はほとんどないものの、記録は完了できた。
【０１３８】
クラスタ（ｋ，３）については、記録動作がヘッド位置決め誤差が過大などの原因によって記録途中で中断したため、位置決めの正常化を待ち、さらに後続セクタ先頭部を回転待ち（Ｓ３Ｂ）する必要があったが、”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドのワード５によって与えられた最大エラー処理時間を超えたため、エラー処理は打ち切られ、後続のクラスタ（ｋ，４）の記録動作に移る。このように、Ｐｏｒｔａｂｌｅモードにおいてはデータレートが低く、正常終了であっても空時間が短いため、長引くエラー処理は与えれた最大時間で打ち切り、後続のクラスタの記録動作を開始しないと、動画などに必要な実時間連続性を確保できない場合がある。
【０１３９】
クラスタ（ｋ，４）についてはクラスタ（ｋ，１）と同様に正常に完了した。よって、ＡＶモードの持つエラー処理時間制限機能によって、実時間性が失われることなく後続のクラスタの記録が行なわれた。
【０１４０】
”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドにおいて与える最大許容エラー処理時間は、ＨＤＤの各種設計パラメータや、ＡＶデータストリームの連続平均データレート等によって、決められる。今、必要な連続平均データレートを［Ｒａｔｅ］、ＨＤＤの最内周半径を［Ｒｉｄ］、線記録密度を［Ｌｄ］、トラック利用効率を［ｅ］、隣接トラック間のヘッド移動時間を［Ｔｊｍｐ］、回転速度を［ｆｒ］と表すと、エラー処理時間の最大許容値［Ｔｅｒｒ］は、次式の［数１］で与えられる。ここで、［π］は円周率である。
【０１４１】
【数１】

【０１４２】
典型的な例として、１．８ｉｎｃｈ−ＨＤＤの最内周の半径Ｒｉｄ＝１１ｍｍにおいて、線記録密度Ｌｄ＝２５０ｋｂｉｔ／ｉｎｃｈ、トラック利用効率ｅ＝０．７５、Ｔｊｍｐ＝３ｍｓを条件として、エラー処理時間の最大許容値を、回転速度ｆｒの関数としてプロットした結果を図１１に示す。例えば、ＡＶデータストリームの平均レートが８Ｍｂｉｔ／ｓの場合には、回転速度ｆｒ＝２７００ｒｐｍならばエラー処理時間の最大許容値は３８．５ｍｓになる。よって、隣接トラック間でのヘッド移動のエラーの救済や、記録中のエラーを１周だけ回転待ちして再度記録するなどのエラー処理は可能である。
【０１４３】
このように、ドライブの設計パラメータや動作速度などの条件が判れば、エラー処理時間の最大許容値をあらかじめ算出しておくことが出来る。ホストは、”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンド（［表２］参照）のワード４とワード５に、その値を指示することによって、連続平均データレートを確保できる範囲で、可能な限りのエラー処理を許可することができる。
【０１４４】
以上ではＰＡＶモードでの記録動作を説明したが、ＰＡＶモードで再生を行なう場合にも、低いディスク回転数への設定、及びエラー処理時間の制限などが、記録時と同様に行なわれる。このＰＡＶモードの使用例としては、電池駆動されるディスクカメラの内臓モニターで動画像などの再生を行なう場合や、記録済みのＰＣカードＨＤＤを電池駆動されるノートブック型パーソナルコンピュータに挿入して動画像を再生する場合などがある。
【０１４５】
従って、ＰＡＶモードでは、低いディスク回転数によって消費電力が低くなると同時に、時間制限をしたエラー処理等によってＡＶに必要な実時間連続性が保証されるので、電池駆動されたカメラなどに好適なモードと言える。
【０１４６】
［ＨＩＴモードの動作概略］
本発明のディスクドライブ装置における第２の代表的な動作モードとして、ＨＩＴモードについて説明する。
【０１４７】
ＨＩＴモードは、本発明の構成を適用したディスクカメラ携帯時に撮影した動画像を、例えばパーソナルコンピュータをＡＣ１００Ｖ等の商用電源で駆動させて画像編集する場合に最適なモードである。例えば図５に示すようにディスクカメラに着脱可能なＰＣカードＨＤＤに撮影画像を記録後、ＰＣカードＨＤＤを取り出して、商用電源で駆動可能なデスクトップ型コンピュータのＰＣカードスロットに挿入して記録画像を読み出して編集したり、あるいは他の記憶装置に転送したりする場合に最適なモードである。
【０１４８】
ＡＣ１００Ｖ電源による電源供給を受けてパーソナルコンピュータで画像編集処理を行なうような場合は、消費電力を下げることよりも、高いデータ転送速度による転送時間や編集時間の短縮が重要になる。また、データ信頼性も高いことが望ましい。このような場合、ホストはＨＤＤ２００に対して”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドを発行して、ＨＤＤ２００をＨＩＴモードで動作させる。図７〜９に示す動作モード遷移図から理解されるようにＨＩＴモードへの遷移は”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドの「ワード０」のビットを”Ｂｉｔ０＝０，Ｂｉｔ１＝０”とした”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドを発行することによって実行される。
【０１４９】
例えばＰＡＶモードの低速回転モードからＨＩＴモードに遷移すると、ＨＤＤは、ディスク回転速度を例えば５４００ｒｐｍに上げてＰＡＶモードの２倍のデータ転送レートを実現する。ＨＩＴモードにおけるエラー処理は、通常のＨＤＤと同様、記録／再生動作が正しく完了するまで出来る限りの再試行などが行われるので高いデータ信頼性を確保できる。よって、編集作業などにおいて、例えば動画像のダビング処理を繰り返す処理を行なったとしても画質の劣化を発生させるようなことがない。このＰＡＶモードでは表２に示した”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドのワード４、ワード５のエラーリカバリタイムリミットは適用されず、記録／再生動作が正しく完了するまで出来る限りの再試行などが行われる。
【０１５０】
このＨＩＴモードにおけるデータレートの高速化により、例えば以下のような利点が生まれる。
【０１５１】
例えば、ディスクカメラのＨＤＤ記録容量が２ＧＢである場合、圧縮方式を平均データレート８Ｍｂｉｔ／ｓのＭＰＥＧ２方式とすれば、２０００秒の動画像がＨＤＤに記録可能であるが、これをそのままコンピュータに転送するには２０００秒の時間が必要となる。これに対してＨＤＤを高速モードとしてディスク回転数を上げ、平均転送レートとして例えば５０Ｍｂｉｔ／ｓを確保すれば１６０秒で転送を完了することができ、コンピュータ上での編集などのデータ加工あるいはファイルサーバへの長期保存などの処理が短時間で完了可能となる。
【０１５２】
もちろんＨＩＴモードでの各動作は、通常のＨＤＤと同様であるので、動画・音響用情報のみでなく、テキストデータ等の記録／再生、編集処理にも好適である。
【０１５３】
［ＨＡＶモードの動作概略］
本発明のディスクドライブ装置における第３の動作モードとして、ＨＡＶモードについて説明する。
【０１５４】
商用電源による駆動が可能でディスク回転数を高く設定できる場合であっても、記録／再生時に実時間性を保証したい場合にはＨＡＶモードとしての動作が好適である。
【０１５５】
ホストはＨＤＤ２００に対して”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドを発行して、ＨＤＤ２００をＨＡＶモードで動作させる。図７〜８に示す動作モード遷移図から理解されるようにＨＡＶモードへの遷移は”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドの「ワード０」のビットを”Ｂｉｔ０＝１，Ｂｉｔ１＝０”とした”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドを発行することによって実行される。
【０１５６】
ＨＡＶモードでは、ディスクの回転速度は、５４００ｒｐｍの高速回転モードとなる。しかし、”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドのワード４，５のエラーリカバリタイムの上限の適用がなされ、記録／再生時の実時間性の保証がなされる。従って、ＰＡＶモードと同様、エラー処理時のＨＤＤの動作は図４に示すものと同様の手順となり、エラー処理時にタイムアウトが発生すると、エラー処理は打ち切られ、後続のクラスタの記録あるいは再生動作に移るという処理がなされる。
【０１５７】
たとえばＰＣカード型ＨＤＤに記録されている２本のＡＶデータストリームを同時に再生する場合等は、回転数がＰｏｒｔａｂｌｅモードの２倍であっても、やはり長時間のエラー処理を許容することはできない。この場合は、あらかじめエラー処理時間に最大値を設定し、その値を超える場合は、エラー処理を打ち切るようにする構成、すなわち、このＨＡＶ動作モード構成とすることによって実時間連続性を保証することができる。
【０１５８】
［ＰＩＴモードの動作概略］
本発明のディスクドライブ装置における第４の動作モードとして、ＰＩＴモードについて説明する。
【０１５９】
ＰＩＴモードへのモード変更において、ホストはＨＤＤ２００に対して”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドを発行して、ＨＤＤ２００をＰＩＴモードとする。図７に示す動作モード遷移図から理解されるようにＰＩＴモードへの遷移は「ワード０」のビットを”Ｂｉｔ０＝０，Ｂｉｔ１＝１”とした”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドを発行することによって実行される。
【０１６０】
電池駆動され、データとして動画像などの実時間連続性が必要な情報ではなく、通常の情報を記録／再生する場合には、ＰＩＴモードが好適である。例えばＰＣカード型ＨＤＤをノートブック型コンピュータに挿入して使用する場合に好適なモードである。
【０１６１】
このＰＩＴモードは、ディスクの回転速度が低速回転、すなわち通常回転時の５４００ｒｐｍの半分の２７００ｒｐｍに設定される。従って、電力消費量は削減される。ただし、”ＳＥＴＡＶＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドのワード４、ワード５のエラーリカバリタイムリミットは適用されず、記録／再生動作が正しく完了するまで出来る限りの再試行などが行われる。このＰＩＴモードにおいてはデータの記録再生時の信頼性は高いものとなり、動画像の記録再生等以外の一般のデータ処理等を電池駆動によって行なう場合に最適なモードとなる。
【０１６２】
以上、説明したように本発明の構成により、各種の使用形態に応じて４つの動作モードを適宜選択することが可能となり、消費電力と記録再生の実時間連続性の２つの点において、ＨＤＤに最適な動作を行なわせることができる。
【０１６３】
なお、図７〜９に示した動作モード遷移図から理解されるように、４つのモードすべてを使用しない場合には３つ、あるいは２つのモード間でのみモード変更が可能な構成としてもよい。少なくとも２つの動作モードにおいてディスク回転速度が異なるとともに、エラー処理態様が異なるように構成することにより、動画や音響情報などの連続情報の記録／再生、電池駆動による携帯使用、あるいは高いデータ信頼性を要するデータ処理など、様々な使用形態において好適な性能を確保することができる。
【０１６４】
以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１６５】
例えば、本明細書では、ディスクドライブ装置をデジタル・ディスクカメラに適用した例に従って本発明の実施の形態を説明したが、本発明の要旨はこれに限定されない。例えば、拡張ＩＤＥやＳＣＳＩその他のインターフェースによって汎用コンピュータ・システムに接続されるタイプのディスクドライブ装置に対しても本発明を好適に適用することができる。またディスクの回転速度についても上述の実施例では、５４００ｒｐｍと２７００ｒｐｍの２つの態様のみについて説明したが、さらに低速でのディスク回転、あるいはさらに高速でのディスク回転モードを設けてもよい。
【０１６６】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【０１６７】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明によれば、実時間性が要求されるＡＶデータ・ストリームの記録／再生に適した処理を行なえる、優れたディスクドライブ装置、ビデオカメラ装置およびディスクドライブ装置におけるデータ処理方法を提供することができる。
【０１６８】
また、本発明によれば、携帯型システムのように電池駆動を行なうＨＤＤ搭載システムにおいてディスク回転速度を低減させる構成としたので低消費電力とすることが可能となり、長時間の使用を実現することができる。
【０１６９】
また、本発明によれば、ビデオ・レコーダとしての実時間連続性を確保し、同時に記録／再生できるＡＶデータ・ストリーム数や平均データ・レートなどを改善し、高品質なＡＶデータの高速記録／再生を可能にする、優れたディスクドライブ装置、ビデオカメラ装置およびディスクドライブ装置におけるデータ処理方法を提供することができる。
【０１７０】
また、本発明によれば、ディスク装置は、エラー処理時間の制限を可能とすることにより、実時間連続性を要する動画データや音響データの記録や再生に適した動作モードを持つことができる。したがって、ディスク装置を搭載するホストは、実時間連続性の管理が容易になる。
【０１７１】
本発明に係るディスク装置は、コンピュータ用途における離散的なデータを扱う場合においても、動画や音響情報などの実時間連続情報を扱う場合においても、その態様に応じたモードによってデータ処理を実行するディスク装置とすることができる。したがって、本発明に係るディスク装置によれば、どちらの使用態様においても最適な動作を実行する優れたディスクドライブ装置、ビデオカメラ装置およびディスクドライブ装置におけるデータ処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディスクドライブ装置の実施例として、記録媒体としてＨＤＤ２００を搭載したデジタル動画ディスクシステムのハードウェア構成を模式的に示した図である。
【図２】図１に示すＣＰＵ−Ａ１１５において実行されるファームウエアの階層的構成を模式的に示した図である。
【図３】図１に示すＨＤＤ２００に対するデータ記録及び再生の単位であるクラスタと、ＭＰＥＧ２のデータ・ストリームとして定義されているＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐｏｆｐｉｃｔｕｒｅ）の関係を模式的に示した図である。
【図４】１本のＡＶデータ・ストリームを記録する場合のＨＤＤ２００の動作例を示したタイミング・チャートである。
【図５】本発明のディスクドライブ装置の使用態様について説明する図である。
【図６】ディスクの回転速度とスピンドルモータの消費電力との対応関係を示した図である。
【図７】本発明のディスクドライブ装置の動作モード遷移図（その１）を示した図である。
【図８】本発明のディスクドライブ装置の動作モード遷移図（その２）を示した図である。
【図９】本発明のディスクドライブ装置の動作モード遷移図（その３）を示した図である。
【図１０】ディスクの回転速度と、ＭＰＥＧＡＶデータストリームのデータレートとの対応について説明する図である。
【図１１】ディスクの回転速度と、最大エラーリカバリタイムとの対応について説明する図である。
【符号の説明】
１０１モニタ
１０２音響信号出力器
１０３カメラ
１０４マイク
１０５画像情報伸長器
１０６音響情報伸長器
１０７画像情報圧縮器
１０８音響情報圧縮器
１０９補間回路
１１０デマルチプレクサ
１１１マルチプレクサ
１１２ホストメモリ
１１３メモリ制御回路
１１４ＡＶ−Ｉ／Ｆ
１１５ＣＰＵ−Ａ
１１６ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）
１１７ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）
１２０ＣＰＵ−Ａバス
１５０ＰＣカードインタフェース
２００ＰＣカード型ＨＤＤ
２０１ＨＤＤ−Ｉ／Ｆ
２０２バッファメモリ
２０３ＨＤＣ（ハード・ディスク・コントローラ）
２０４ＣＰＵ−Ｂ
２０５ＣＰＵ−Ｂバス
２０６記録チャルネル
２０７再生チャネル
２０８サーボ制御器（ＤＳＰ）
２０９記録アンプ
２１０再生アンプ
２１１ＶＣＭアクチュエータ駆動アンプ
２１２ＳＰＭ（スピンドル・モータ）制御器
２１３ＶＣＭアクチュエータ
２１４ＳＰＭ（スピンドル・モータ）
２１５ヘッド
２１６ディスク

Claims

ディスクを回転駆動する駆動部と、
前記ディスクに対してデータの記録または再生を行う記録再生部と、
ホストから発行されたコマンドに含まれる動作モード指定に基づいて動作モードの選択を行い、選択した動作モードに応じて前記駆動部と前記記録再生部の動作を制御する制御部を備え、
前記ホストからは、前記ホストが電池駆動時に実時間連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第１の動作モードを指定し、前記ホストが商用電源を用いた駆動時に非連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第２の動作モードを指定し、前記ホストが商用電源を用いた駆動時に実時間連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第３の動作モードを指定し、前記ホストが電池駆動時に非連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第４の動作モードを指定するコマンドが発行されて、
前記制御部は、前記コマンドに基づき前記第１の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させることにより低消費電力で動作して実時間連続性を担保するためにエラー処理時間上限を定めたエラー処理を行い、前記第２の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させないことにより高速データレートを確保して前記エラー処理時間上限よりも長いエラー処理時間を許容したエラー処理を行い、前記第３の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させないことにより高速データレートを確保して前記エラー処理時間上限を定めたエラー処理を行い、前記第４の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させることにより低消費電力で動作して前記エラー処理時間上限よりも長いエラー処理時間を許容したエラー処理を行う
ことを特徴とするディスクドライブ装置。
前記エラー処理時間上限を定めたエラー処理では、前記エラー処理時間上限内にエラー処理が完了しない場合には、当該エラー処理を中止して後続データの記録または再生処理を実行することを特徴とする請求項１に記載のディスクドライブ装置。
前記制御部は、前記コマンドによって前記エラー処理時間の上限を設定可能とすることを特徴とする請求項１に記載のディスクドライブ装置。
前記ディスクドライブ装置は、電池駆動可能な構成を有し、
前記ホストからは、前記ディスクドライブ装置が電池駆動時に実時間連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第１の動作モードを指定し、前記ディスクドライブ装置が電池駆動時に非連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第４の動作モードを指定するコマンドが発行されて、
前記ディスクドライブ装置が電池駆動される場合、前記制御部は前記コマンドで指定された第１または第４の動作モードで動作する構成であることを特徴とする請求項１に記載のディスクドライブ装置。
前記動作モード指定を含むコマンドは、ＡＮＳＩ（ＡｍｅｒｉｃａｎＮａｔｉｏｎａｌＳｔａｎｄａｒｄｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅ）が策定したＡＴＡ（ＡＴ−Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）規格に従って追加されたコマンドであることを特徴とする請求項１に記載のディスクドライブ装置。
前記動作モード指定を含むコマンドは、ＰＣＭＣＩＡ／ＪＥＩＤＡ（日本電子工業振興協会）が定めたＰＣカード規格のＰＣカードＡＴＡ（ＡＴ−Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）規格に従って追加されたコマンドであることを特徴とする請求項１に記載のディスクドライブ装置。
前記ディスクドライブ装置は、装着されるディスクが取り外し可能なリムーバブルディスク装置であることを特徴とする請求項１に記載のディスクドライブ装置。
前記ディスクドライブ装置の外形寸法およびコネクタ構成は、ＰＣＭＣＩＡ／ＪＥＩＤＡ（日本電子工業振興協会）が定めたＰＣカード規格に準拠した構成であることを特徴とする請求項１に記載のディスクドライブ装置。
前記ディスクドライブ装置は、ディスクのデータ記録面を寸断して放射状に設けたセクタサーボ方式に従ったサーボ情報によって、ヘッドのディスクに対する位置決め制御を実行する構成を有することを特徴とする請求項１に記載のディスクドライブ装置。
前記ディスクドライブ装置は、前記サーボ情報記録領域に基づいてサーボクロックを生成し、生成するクロックを参照しながらヘッド位置情報を検出する同期式ヘッド位置検出構成を有することを特徴とする請求項９に記載のディスクドライブ装置。
前記ディスクドライブ装置は、情報を圧縮する情報圧縮器と、圧縮情報を伸長する情報伸長器を有し、前記ディスクドライブ装置に装着されたディスクには、前記情報圧縮器において圧縮された情報を記録し、該ディスクからの圧縮情報の再生時には前記情報伸長器において情報の伸長処理を実行する構成を有することを特徴とする請求項１に記載のディスクドライブ装置。
前記情報圧縮器によって圧縮される情報には動画像情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載のディスクドライブ装置。
動画像情報は、ＭＰＥＧ２（ＭｏｔｉｏｎＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐｐｈａｓｅ２）方式で圧縮された動画像情報であることを特徴とする請求項１２に記載のディスクドライブ装置。
前記ディスクドライブ装置は、画像を撮像するカメラを有し、該カメラによって取り込まれた画像情報を前記ディスクドライブ装置に装着されたディスクに記録する構成を有することを特徴とする請求項１に記載のディスクドライブ装置。
複数の動作モードを有するディスクドライブ装置を備えたビデオカメラ装置であり、
前記ディスクドライブ装置は、
ディスクを回転駆動する駆動部と、
前記ディスクに対してデータの記録または再生を行う記録再生部と、
ホストから発行されたコマンドに含まれる動作モード指定に基づいて動作モードの選択を行い、選択した動作モードに応じて前記駆動部と前記記録再生部の動作を制御する制御部を備え、
前記ホストからは、前記ホストが電池駆動時に実時間連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第１の動作モードを指定し、前記ホストが商用電源を用いた駆動時に非連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第２の動作モードを指定し、前記ホストが商用電源を用いた駆動時に実時間連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第３の動作モードを指定し、前記ホストが電池駆動時に非連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第４の動作モードを指定するコマンドが発行されて、
前記制御部は、前記コマンドに基づき前記第１の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させることにより低消費電力で動作して実時間連続性を担保するためにエラー処理時間上限を定めたエラー処理を行い、前記第２の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させないことにより高速データレートを確保して前記エラー処理時間上限よりも長いエラー処理時間を許容したエラー処理を行い、前記第３の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させないことにより高速データレートを確保して前記エラー処理時間上限を定めたエラー処理を行い、前記第４の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させることにより低消費電力で動作して前記エラー処理時間上限よりも長いエラー処理時間を許容したエラー処理を行う
ことを特徴とするビデオカメラ装置。
複数の動作モードを有するディスクドライブ装置におけるデータ処理方法において、
ホストから発行されたコマンドを前記ディスクドライブ装置が受領し、
前記ホストからは、前記ホストが電池駆動時に実時間連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第１の動作モードを指定し、前記ホストが商用電源を用いた駆動時に非連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第２の動作モードを指定し、前記ホストが商用電源を用いた駆動時に実時間連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第３の動作モードを指定し、前記ホストが電池駆動時に非連続情報の記録あるいは再生を行う場合に第４の動作モードを指定するコマンドが発行されて、
前記ディスクドライブ装置は、受領するコマンドに含まれる動作モード指定に基づき、第１の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させることにより低消費電力で動作して実時間連続性を担保するためにエラー処理時間上限を定めたエラー処理を行い、前記第２の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させないことにより高速データレートを確保して前記エラー処理時間上限よりも長いエラー処理時間を許容したエラー処理を行い、前記第３の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させないことにより高速データレートを確保して前記エラー処理時間上限を定めたエラー処理を行い、前記第４の動作モードを選択したとき、ディスク回転速度を低下させることにより低消費電力で動作して前記エラー処理時間上限よりも長いエラー処理時間を許容したエラー処理を行うステップと、
ディスクに対するデータの記録または再生時に発生したエラーについてのエラー処理の時間を計測し、前記コマンドに含まれる上限時間内に終了しない場合、前記第１または第３の動作モードでは、該エラー処理を中止して後続データの記録または再生処理を実行するステップとを有することを特徴とするディスクドライブ装置におけるデータ処理方法。