JPWO2004109676A1 - 情報記録再生装置および方法 - Google Patents
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Abstract
第1の転送モードと第1の転送モードより低速な第2の転送モードとを有するインタフェースを介してホスト装置と通信しながら、ディスク媒体への情報の書き込みとディスク媒体からの情報の読み取りを行う情報記録再生装置において、第2の転送モードが指定されたとき、第1の転送モードより高速な回転数またはシークタイムを設定して、ディスク媒体への書き込み動作を制御する。
Description
本発明は、転送速度の異なる複数の転送モードをサポートするインタフェースを介してホスト装置と通信しながら、ディスク媒体への情報の書き込みとディスク媒体からの情報の読み取りを行う情報記録再生装置と、そのような情報記録再生装置における情報記録方法に関する。
ユニバーサル・シリアル・バス・インタフェース(USBインタフェース)は、ホスト装置であるパーソナルコンピュータ(PC)の電源を入れたままで抜き差しできる等の接続性の良さから、近年、PC周辺装置のインタフェースとして定着している。
今日、周辺装置におけるUSB採用の動きは、当初のマウス、キーボード、プリンタ、スキャナ等のような低中速周辺装置から、フレキシブルディスクドライブ(FDD)、ハードディスクドライブ(HDD)、光磁気ディスクドライブ(MOD)、CD−ROM(Compact Disk−Read Only Memory)、AV(Audio and Visual)機器等の中高速周辺装置にまで広がってきている。USBケーブルは電源線を有し、PCから周辺装置に電源(USBバスパワー)を供給することができる。
今日のUSB規格には、データの転送モード(理論上の最大転送速度)によって、Low Speed(1.5Mbps)、Full Speed(12Mbps)、およびHigh Speed(480Mbps)の3種類がある。しかしながら、High Speedの転送モードが指定された場合であっても、USB規格に唱われている消費電流の制限から、実際にはFull Speedの最大転送速度より低い転送速度しか得られない場合がある。
例えば、USBバスパワーで駆動されるHigh Speed対応の光ディスクドライブにおいては、USB Specification Rev2.0に定められている、許容消費電流が最大500mAという制限から、ドライブのネイティブな転送速度を所定値より上げることができない。その結果、ドライブのネイティブな転送速度がFull Speedの最大転送速度より低くなってしまうという問題が生じる。
この場合、データの書き込み時および読み取り時におけるドライブのネイティブな転送速度と、Full SpeedおよびHigh Speedの最大転送速度との大小関係は、以下のようになる。
書き込み時:
ドライブ転送速度<Full Speed<High Speed
読み取り時:
Full Speed<ドライブ転送速度<High Speed
したがって、読み取りの転送速度は、High Speed指定時にはドライブのネイティブな転送速度により決定され、Full Speed指定時にはその最大転送速度である12Mbpsとなる。
これに対して、書き込みの転送速度は、Full SpeedとHigh Speedのいずれが指定された場合であってもドライブのネイティブな転送速度により決定され、High Speed指定時の許容消費電流により制限された速度を超えることはない。そこで、この書き込みの転送速度を改善することが望まれる。
ホスト装置がインタフェースを介して接続されたHDDとの間で性能パラメータを送受信して、システムの最適化を図る方法としては、例えば、特許文献1に記載されたような技術が知られている。
日本特許出願 特開2001−222380号公報
今日、周辺装置におけるUSB採用の動きは、当初のマウス、キーボード、プリンタ、スキャナ等のような低中速周辺装置から、フレキシブルディスクドライブ(FDD)、ハードディスクドライブ(HDD)、光磁気ディスクドライブ(MOD)、CD−ROM(Compact Disk−Read Only Memory)、AV(Audio and Visual)機器等の中高速周辺装置にまで広がってきている。USBケーブルは電源線を有し、PCから周辺装置に電源(USBバスパワー)を供給することができる。
今日のUSB規格には、データの転送モード(理論上の最大転送速度)によって、Low Speed(1.5Mbps)、Full Speed(12Mbps)、およびHigh Speed(480Mbps)の3種類がある。しかしながら、High Speedの転送モードが指定された場合であっても、USB規格に唱われている消費電流の制限から、実際にはFull Speedの最大転送速度より低い転送速度しか得られない場合がある。
例えば、USBバスパワーで駆動されるHigh Speed対応の光ディスクドライブにおいては、USB Specification Rev2.0に定められている、許容消費電流が最大500mAという制限から、ドライブのネイティブな転送速度を所定値より上げることができない。その結果、ドライブのネイティブな転送速度がFull Speedの最大転送速度より低くなってしまうという問題が生じる。
この場合、データの書き込み時および読み取り時におけるドライブのネイティブな転送速度と、Full SpeedおよびHigh Speedの最大転送速度との大小関係は、以下のようになる。
書き込み時:
ドライブ転送速度<Full Speed<High Speed
読み取り時:
Full Speed<ドライブ転送速度<High Speed
したがって、読み取りの転送速度は、High Speed指定時にはドライブのネイティブな転送速度により決定され、Full Speed指定時にはその最大転送速度である12Mbpsとなる。
これに対して、書き込みの転送速度は、Full SpeedとHigh Speedのいずれが指定された場合であってもドライブのネイティブな転送速度により決定され、High Speed指定時の許容消費電流により制限された速度を超えることはない。そこで、この書き込みの転送速度を改善することが望まれる。
ホスト装置がインタフェースを介して接続されたHDDとの間で性能パラメータを送受信して、システムの最適化を図る方法としては、例えば、特許文献1に記載されたような技術が知られている。
本発明の課題は、光ディスクドライブのように、転送速度の異なる複数の転送モードをサポートする、USBのようなインタフェースを介してホスト装置と通信しながら、ディスク媒体への情報の書き込みとディスク媒体からの情報の読み取りを行う情報記録再生装置において、所定の条件の下でデータ書き込み時の転送速度を改善することである。
本発明の第1の局面における情報記録再生装置は、ディスク媒体を回転させるモータ部と、処理部および制御部を有し、第1の転送モードと第1の転送モードより低速な第2の転送モードとを有するインタフェースを介してホスト装置と通信しながら、ディスク媒体への情報の書き込みとディスク媒体からの情報の読み取りを行う。処理部は、第1の転送モードが指定されたとき、所定の回転数をディスク媒体の回転数として指定し、第2の転送モードが指定されたとき、所定の回転数より高速な回転数をディスク媒体の回転数として指定する。そして、制御部は、処理部により指定された回転数に応じてモータ部を制御する。
本発明の第2の局面において、上記インタフェースは電源線を有し、上記情報記録再生装置は、電源線を介してホスト装置から電源供給を受けて動作し、上記所定の回転数は、第1の転送モードにおける情報記録再生装置の消費電流に基づいて決定され、処理部は、第2の転送モードが指定されたとき、ホスト装置から供給される電流の許容範囲内で、ディスクの回転数を所定の回転数より高速にする。
本発明の第3の局面における情報記録再生装置は、ディスク媒体への情報の書き込みとディスク媒体からの情報の読み取りを行うヘッド部と、処理部および制御部を有し、第1の転送モードと第1の転送モードより低速な第2の転送モードとを有するインタフェースを介してホスト装置と通信する。処理部は、第1の転送モードが指定されたとき、所定のシークタイムをヘッド部のシークタイムとして指定し、第2の転送モードが指定されたとき、所定のシークタイムより短いシークタイムをヘッド部のシークタイムとして指定する。そして、制御部は、処理部により指定されたシークタイムに応じてヘッド部を制御する。
本発明の第4の局面において、上記インタフェースは電源線を有し、上記情報記録再生装置は、電源線を介してホスト装置から電源供給を受けて動作し、上記所定のシークタイムは、第1の転送モードにおける情報記録再生装置の消費電流に基づいて決定され、処理部は、第2の転送モードが指定されたとき、ホスト装置から供給される電流の許容範囲内で、ヘッド部のシークタイムを所定のシークタイムより短くする。
本発明の第1の局面における情報記録再生装置は、ディスク媒体を回転させるモータ部と、処理部および制御部を有し、第1の転送モードと第1の転送モードより低速な第2の転送モードとを有するインタフェースを介してホスト装置と通信しながら、ディスク媒体への情報の書き込みとディスク媒体からの情報の読み取りを行う。処理部は、第1の転送モードが指定されたとき、所定の回転数をディスク媒体の回転数として指定し、第2の転送モードが指定されたとき、所定の回転数より高速な回転数をディスク媒体の回転数として指定する。そして、制御部は、処理部により指定された回転数に応じてモータ部を制御する。
本発明の第2の局面において、上記インタフェースは電源線を有し、上記情報記録再生装置は、電源線を介してホスト装置から電源供給を受けて動作し、上記所定の回転数は、第1の転送モードにおける情報記録再生装置の消費電流に基づいて決定され、処理部は、第2の転送モードが指定されたとき、ホスト装置から供給される電流の許容範囲内で、ディスクの回転数を所定の回転数より高速にする。
本発明の第3の局面における情報記録再生装置は、ディスク媒体への情報の書き込みとディスク媒体からの情報の読み取りを行うヘッド部と、処理部および制御部を有し、第1の転送モードと第1の転送モードより低速な第2の転送モードとを有するインタフェースを介してホスト装置と通信する。処理部は、第1の転送モードが指定されたとき、所定のシークタイムをヘッド部のシークタイムとして指定し、第2の転送モードが指定されたとき、所定のシークタイムより短いシークタイムをヘッド部のシークタイムとして指定する。そして、制御部は、処理部により指定されたシークタイムに応じてヘッド部を制御する。
本発明の第4の局面において、上記インタフェースは電源線を有し、上記情報記録再生装置は、電源線を介してホスト装置から電源供給を受けて動作し、上記所定のシークタイムは、第1の転送モードにおける情報記録再生装置の消費電流に基づいて決定され、処理部は、第2の転送モードが指定されたとき、ホスト装置から供給される電流の許容範囲内で、ヘッド部のシークタイムを所定のシークタイムより短くする。
図1は、PCと光ディスクドライブの接続構成図である。
図2は、光ディスクドライブのブロック構成図である。
図3は、エンクロージャ内部の概略構成図である。
図4は、High Speed転送モードにおける消費電流波形を示す図である。
図5は、Full Speed転送モードにおける第1の消費電流波形を示す図である。
図6は、Full Speed転送モードにおける第2の消費電流波形を示す図である。
図7は、光ディスクドライブの動作のフローチャートである。
図8は、PCの処理のフローチャートである。
図9は、正面から見た光ディスクドライブの概略図である。
図10は、第1のLED回路の構成図である。
図11は、第1のLED回路の表示モードを示す図である。
図12は、第2のLED回路の構成図である。
図13は、第2のLED回路の表示モードを示す図である。
図2は、光ディスクドライブのブロック構成図である。
図3は、エンクロージャ内部の概略構成図である。
図4は、High Speed転送モードにおける消費電流波形を示す図である。
図5は、Full Speed転送モードにおける第1の消費電流波形を示す図である。
図6は、Full Speed転送モードにおける第2の消費電流波形を示す図である。
図7は、光ディスクドライブの動作のフローチャートである。
図8は、PCの処理のフローチャートである。
図9は、正面から見た光ディスクドライブの概略図である。
図10は、第1のLED回路の構成図である。
図11は、第1のLED回路の表示モードを示す図である。
図12は、第2のLED回路の構成図である。
図13は、第2のLED回路の表示モードを示す図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本実施形態では、USBインタフェースから電源供給を受けて動作する情報記録再生装置において、上位のホスト装置との通信結果に基づいて装置の動作モードを切り換えることにより、情報記録再生装置のパフォーマンスを向上させる。
図1は、ホスト装置であるPCと情報記録再生装置(USBデバイス)である光ディスクドライブがUSBケーブルで接続された構成を示している。USBケーブル102は、PC101のUSBコネクタ111と光ディスクドライブ103のUSBコネクタ112に接続され、電源線(VBUS)121、信号線(D+)122、信号線(D−)123、および電源線(GND)124を有する。PC101は、電源線121および124を介して光ディスクドライブ103に電源(USBバスパワー)を供給することができる。
図2は、光ディスクドライブ103の一例を示すブロック構成図である。図2の光ディスクドライブ103は、コントロールユニット201およびエンクロージャ202から構成され、光磁気ディスク(MO)媒体に対する情報の記録・再生を行う。
コントロールユニット201は、インタフェースコントローラ211、バッファメモリ212、MPU(Micro Processing Unit)213、光ディスクコントローラ(Optical Disk Controller,ODC)214、ライトLSI(Large−Scale Integration)215、リードLSI216、DSP(Digital Signal Processor)/ユーザロジック217、フォーカスエラー信号(FES)検出回路218、トラッキングエラー信号(TES)検出回路219、トラックゼロクロス(TZC)検出回路220、ドライバ221〜225、および発光ダイオード(Light−Emitting Diode,LED)回路226から構成される。
また、エンクロージャ202は、レーザダイオードユニット231、ID/MO用ディテクタ232、ヘッドアンプ233、温度センサ234、スピンドルモータ235、磁場印加部236、多分割ディテクタ237、フォーカスアクチュエータ238、レンズアクチュエータ239、およびボイスコイルモータ(VCM)240から構成される。
インタフェースコントローラ211は、USBインタフェースを制御し、PC101との間でコマンドおよびデータのやり取りを行う。バッファメモリ212は、インタフェースコントローラ211、MPU213、および光ディスクコントローラ214により共用され、作業用記憶領域として用いられる。MPU213は、光ディスクドライブ103の全体的な制御を行う。
光ディスクコントローラ214は、MO媒体に対するデータのリード・ライトに必要な処理を行う。ライトLSI215は、ライト変調回路およびレーザダイオード制御回路を内蔵し、光ディスクコントローラ214からのライトデータを、媒体種別に応じてPPM(Pit Position Modulation)記録データまたはPWM(Pulse Width Modulation)記録データに変換し、エンクロージャ202のレーザダイオードユニット231に供給する。
レーザダイオードユニット231は、レーザダイオード231aとモニタ用ディテクタ231bを内蔵する。レーザダイオード231aは、ライトLSI215からのデータに基づいて発光する。モニタ用ディテクタ231bは、レーザダイオード231aの発光量を検出して、ライトLSI215に供給する。
リードLSI216は、リード復調回路および周波数シンセサイザを内蔵し、エンクロージャ202からのID信号およびMO信号からリードクロックとリードデータを作成し、元のデータを復調する。
DSP217は、エンクロージャ202の温度センサ234からの温度信号、フォーカスエラー信号検出回路218からのフォーカスエラー信号E1、トラッキングエラー信号検出回路219からのトラッキングエラー信号E2、およびトラックゼロクロス検出回路220からのゼロクロス信号E3に基づいて各種サーボ制御を行う。
フォーカスエラー信号検出回路218は、エンクロージャ202の多分割ディテクタ237の検出信号に基づいてフォーカスエラー信号E1を検出する。トラッキングエラー信号検出回路219は、エンクロージャ202の多分割ディテクタ237の検出信号に基づいてトラッキングエラー信号E2を検出する。トラックゼロクロス検出回路220は、トラッキングエラー信号E2に基づいてゼロクロス信号E3を検出する。
ドライバ221は、DSP217からの駆動信号に応じてスピンドルモータ235を駆動し、MO媒体を回転させる。ドライバ222は、DSP217からの磁場発生信号に応じて磁場印加部236を駆動する。磁場印加部236は、電磁石から構成され、MO媒体に印加する磁場をドライバ222からの駆動信号に応じて変化させることができるように構成されている。この磁場印加部236は、磁極にコイルが巻線された磁気ヘッドにより媒体に対して浮上する浮上型であってもよく、媒体に対して接触する接触型であってもよい。
ドライバ223は、DSP217からのフォーカス制御信号に応じてフォーカスアクチュエータ238を駆動する。ドライバ224は、DSP217からのトラッキング制御信号に応じてレンズアクチュエータ239を駆動する。ドライバ225は、DSP217からのVCM制御信号に応じてVCM240を駆動する。
LED回路226は、コントロールユニット201の表面に設けられたLEDを含み、DSP217からのLED制御信号に応じてLEDを発光させることで、装置の動作モード(転送モード)を表示する。
図3は、エンクロージャ202内部の概略構成図である。MO媒体301が収納されたMOカートリッジ302は、挿入口303よりハウジング304内部に装着される。MO媒体301は、ハウジング304内部でスピンドルモータ235と係合される。
また、ハウジング304内部では、MOカートリッジ302のシャッタが開放され、MO媒体301が露出するようになっている。MO媒体301は、ハウジング304の内部で、光学ヘッドを構成するキャリッジ305と磁場印加部236に挟持される。
キャリッジ305は、VCM240によりMO媒体301の半径方向(矢印Aの方向)に移動可能となっており、キャリッジ305には、プリズム306および対物レンズ307が搭載されている。
プリズム306は、固定光学系308からのレーザビームをMO媒体301方向に折曲させ、対物レンズ307は、プリズム306からのレーザビームをMO媒体301上に集光させる。キャリッジ305上に設けられたフォーカスアクチュエータ238により対物レンズ307を矢印Bの方向に揺動することにより、対物レンズ307のフォーカス制御が行われる。また、キャリッジ305上に設けられたレンズアクチュエータ239により対物レンズ307を矢印Aの方向に揺動することにより、トラッキング制御が行われる。
なお、本実施形態では、VCM240およびレンズアクチュエータ239によりトラッキング制御を行っているが、レンズアクチュエータ239を持たない構成を採用して、VCM240のみでトラッキング制御を行うようにしてもよい。
転送モードがFull Speedの場合、High Speedに比べて、ドライブ103のインタフェースコントローラ211の消費する電流が小さいため、全体としてドライブ103の消費電流が減少し、許容消費電流500mAに対して余裕が生じる。
図4は、High Speedの場合の消費電流波形の例を示している。横軸は時間を示し、縦軸は電流値を示している。この例では、消費電流波形402の電流値は許容消費電流(500mA)401以下となっており、対応するディスク媒体(MO媒体)の回転数は4000rpmである。
一方、Full Speedの場合、回転数が同じであれば、消費電流波形は図5のようになる。図5の消費電流波形501の電流値は、図4の消費電流波形402の電流値よりも若干小さく、許容消費電流401に達していない。この電流値の差分を有効に利用すれば、ドライブ103のパフォーマンスを向上させることができる。
そこで、High Speedの場合は通常の回転数で動作させ、Full Speedの場合は、電流値の余裕を利用して通常より回転数を上げることにする。例えば、Full Speedの場合の回転数を、4000rpmより大きい4500rpmに設定した場合、消費電流波形は図6のようになり、消費電流波形601の電流値を許容消費電流401に近づけることができる。
図7は、このような回転数制御を行う場合の光ディスクドライブ103の動作を示すフローチャートである。
まず、PC101と光ディスクドライブ103がUSBケーブル102で接続されると、光ディスクドライブ103に電源が供給され(パワーオン)(ステップ701)、光ディスクドライブ103は、パワーオンシーケンスにより、バッファメモリ212の初期化を行う(ステップ702)。
次に、光ディスクドライブ103は、初期化動作が正常に終了したか否かをチェックし(ステップ703)、正常に終了しなかった場合はエラー処理を行う(ステップ704)。初期化動作が正常に終了すれば、ファームウェア(MPU213)がD+信号をプルアップし(ステップ705)、PC101との通信が開始される(ステップ706)。
図8は、ステップ706においてPC101が行う処理のフローチャートである。PC101は、D+信号がプルアップされたことでデバイスが接続されたことを認識し(ステップ801)、光ディスクドライブ103に対してバス・リセット・コマンドを送る(ステップ802)。
バス・リセット・コマンドが発行されると、インタフェースコントローラ211とPC101がやり取りを行い、インタフェースの転送モードがHigh SpeedかFull Speedかが決定される。このとき、PC101がHigh Speed対応(USB2.0対応)であれば、Chirp handshakeにより転送モードが識別される。PC101がFull Speed対応(USB1.1対応)の場合は、D+信号がプルアップされたことで転送モードはFull Speedであると識別される。
また、バス・リセットに続いて、PC101は、デバイスの識別(Enumeration)を行って、アドレスの割り付けや各種設定を行う(ステップ803)。これにより、光ディスクドライブ103がUSBバスパワードデバイスであることが設定され、Enumerationの終了後、光ディスクドライブ103は電流を最大500mAまで消費可能となる。
次に、光ディスクドライブ103のMPU213は、決定された転送モードを判定し(ステップ707)、High Speedの場合は、通常の回転数に合わせて制御情報を設定する(ステップ708)。一方、転送モードがFull Speedの場合は、High Speedの場合の回転数より高速な回転数に合わせて制御情報を設定する(ステップ709)。ただし、この回転数は、ドライブ全体としての消費電流が許容消費電流を超えない範囲内で決められる。
回転数に依存する制御情報は、光ディスクコントローラ214内のレジスタおよびDSP217内のレジスタに設定され、リード/ライトのクロック制御およびスピンドルモータ235の駆動制御に用いられる。
次に、光ディスクドライブ103は、ハードウェアを初期化して(ステップ710)、カートリッジセンスを行う(ステップ711)。そして、MO媒体301が挿入されると、ロードシーケンスを実行し(ステップ712)、レディ状態となる(ステップ713)。
このような回転数制御によれば、転送モードがFull Speedの場合に、High Speedの場合より高速な回転数で光ディスクドライブ103を駆動することが可能となる。したがって、許容消費電流の制限の下で、データ書き込み時の転送速度を向上させることができる。
本実施形態では、USBバスパワードデバイスを例にとって説明したが、本発明は、USBバスパワードデバイスに限らず、専用電源によって動作する装置に対しても同様に適用可能である。また、ホスト装置としては、PCに限らず、USBデバイスと通信可能な任意の上位装置を用いることができる。
また、転送モードに応じて回転数を切り換える代わりに、ヘッドポジショナ(キャリッジ305)のシークタイムを切り換えることも可能である。シークタイムとは、ディスク媒体上でヘッドが目的の書き込み(または読み取り)位置に到達するまでの所要時間を指す。シークタイムが短いほどVCM240の消費電流は大きくなる。
この場合、MPU213は、図7のステップ708において(High Speedの場合)、通常のシークタイムに合わせて制御情報を設定し、ステップ709において(Full Speedの場合)、High Speedの場合のシークタイムより短いシークタイムに合わせて制御情報を設定する。ただし、このシークタイムは、ドライブ全体としての消費電流が許容消費電流を超えない範囲内で決められる。
シークタイムに依存する制御情報は、DSP217内のレジスタに設定され、VCM240の駆動制御に用いられる。
このようなシークタイム制御によれば、転送モードがFull Speedの場合に、High Speedの場合より短いシークタイムで光ディスクドライブ103を駆動することが可能となる。したがって、許容消費電流の制限の下で、データ書き込み時の転送速度を向上させることができる。
さらに、上述した回転数制御とシークタイム制御を併用することも可能である。
この場合、MPU213は、図7のステップ708において(High Speedの場合)、通常の回転数およびシークタイムに合わせて制御情報を設定し、ステップ709において(Full Speedの場合)、High Speedの場合より高速な回転数および短いシークタイムに合わせて制御情報を設定する。ただし、この回転数とシークタイムは、ドライブ全体としての消費電流が許容消費電流を超えない範囲内で決められる。
PC101と光ディスクドライブ103の通信により決定された転送モードがHigh SpeedとFull Speedのいずれであるかは、コントロールユニット201に設けられたLEDの色、点滅の周期、輝度等で表示することができる。このようなLEDを設けることで、光ディスクドライブ103をユーザフレンドリな装置として提供することができる。
図9は、正面から見た光ディスクドライブ103の概略図であり、ディスク挿入口901、媒体排出(イジェクト)用のボタン902、およびマニュアルイジェクトホール903を示している。イジェクトボタン902は、パワーLED/Busy(アクセス)LEDの表示窓を兼用している。
まず、LEDの点滅周期を転送モードに応じて変更する構成について説明する。この場合、LED回路226の構成は図10のようになり、LEDの点灯および点滅周期で、インタフェースの転送モードおよび処理状況をオペレータに通知する。LED表示モードと転送モードおよび動作内容との関係は、図11の通りである。
MPU213は、転送モードがFull Speedの場合、DSP217内の点滅周期を設定するレジスタに250msの間隔を設定し、High Speedの場合は、そのレジスタに50msの間隔を設定する。LED1001は、DSP217に設定された点滅周期で点滅する。したがって、High Speedの場合はFull Speedの場合より短い周期でLED1001が点滅し、オペレータは、光ディスクドライブ103の転送モードを容易に認識することができる。
次に、LEDの色を転送モードに応じて変更する構成について説明する。この場合、LED回路226の構成は図12のようになり、LEDの色でインタフェースの転送モードをオペレータに通知し、LEDの点灯および点滅周期で処理状況をオペレータに通知する。LED表示モードと転送モードおよび動作内容との関係は、図13の通りである。
DSP217は、転送モードがFull Speedの場合、FS_LED信号によって緑色LED1201を駆動し、High Speedの場合は、HS_LED信号によって青色LED1202を駆動する。LEDの色の違いにより、オペレータは、光ディスクドライブ103の転送モードを容易に認識することができる。もちろん、LEDの色として他の色を用いてもよい。
なお、図7のPC101と光ディスクドライブ103のやり取りにおいて、USBコネクタ接続(プラグイン)から転送モード決定までの間は、PC101は光ディスクドライブ103の転送モードをFull Speedとして識別する。そこで、光ディスクドライブ103は、最初は緑色LED1201を点灯し、その後、転送モードがHigh Speedに決定された時点で、もしくはEnumeration終了後に、青色LED1202の点灯に切り換える。あるいは、Enumeration終了までどちらのLEDも点灯しない方法をとってもよい。
さらに、図10の場合と同様にして、青色LED1202の点滅周期を緑色LED1201の点滅周期より短く設定してもよい。
本実施形態では、USBインタフェースから電源供給を受けて動作する情報記録再生装置において、上位のホスト装置との通信結果に基づいて装置の動作モードを切り換えることにより、情報記録再生装置のパフォーマンスを向上させる。
図1は、ホスト装置であるPCと情報記録再生装置(USBデバイス)である光ディスクドライブがUSBケーブルで接続された構成を示している。USBケーブル102は、PC101のUSBコネクタ111と光ディスクドライブ103のUSBコネクタ112に接続され、電源線(VBUS)121、信号線(D+)122、信号線(D−)123、および電源線(GND)124を有する。PC101は、電源線121および124を介して光ディスクドライブ103に電源(USBバスパワー)を供給することができる。
図2は、光ディスクドライブ103の一例を示すブロック構成図である。図2の光ディスクドライブ103は、コントロールユニット201およびエンクロージャ202から構成され、光磁気ディスク(MO)媒体に対する情報の記録・再生を行う。
コントロールユニット201は、インタフェースコントローラ211、バッファメモリ212、MPU(Micro Processing Unit)213、光ディスクコントローラ(Optical Disk Controller,ODC)214、ライトLSI(Large−Scale Integration)215、リードLSI216、DSP(Digital Signal Processor)/ユーザロジック217、フォーカスエラー信号(FES)検出回路218、トラッキングエラー信号(TES)検出回路219、トラックゼロクロス(TZC)検出回路220、ドライバ221〜225、および発光ダイオード(Light−Emitting Diode,LED)回路226から構成される。
また、エンクロージャ202は、レーザダイオードユニット231、ID/MO用ディテクタ232、ヘッドアンプ233、温度センサ234、スピンドルモータ235、磁場印加部236、多分割ディテクタ237、フォーカスアクチュエータ238、レンズアクチュエータ239、およびボイスコイルモータ(VCM)240から構成される。
インタフェースコントローラ211は、USBインタフェースを制御し、PC101との間でコマンドおよびデータのやり取りを行う。バッファメモリ212は、インタフェースコントローラ211、MPU213、および光ディスクコントローラ214により共用され、作業用記憶領域として用いられる。MPU213は、光ディスクドライブ103の全体的な制御を行う。
光ディスクコントローラ214は、MO媒体に対するデータのリード・ライトに必要な処理を行う。ライトLSI215は、ライト変調回路およびレーザダイオード制御回路を内蔵し、光ディスクコントローラ214からのライトデータを、媒体種別に応じてPPM(Pit Position Modulation)記録データまたはPWM(Pulse Width Modulation)記録データに変換し、エンクロージャ202のレーザダイオードユニット231に供給する。
レーザダイオードユニット231は、レーザダイオード231aとモニタ用ディテクタ231bを内蔵する。レーザダイオード231aは、ライトLSI215からのデータに基づいて発光する。モニタ用ディテクタ231bは、レーザダイオード231aの発光量を検出して、ライトLSI215に供給する。
リードLSI216は、リード復調回路および周波数シンセサイザを内蔵し、エンクロージャ202からのID信号およびMO信号からリードクロックとリードデータを作成し、元のデータを復調する。
DSP217は、エンクロージャ202の温度センサ234からの温度信号、フォーカスエラー信号検出回路218からのフォーカスエラー信号E1、トラッキングエラー信号検出回路219からのトラッキングエラー信号E2、およびトラックゼロクロス検出回路220からのゼロクロス信号E3に基づいて各種サーボ制御を行う。
フォーカスエラー信号検出回路218は、エンクロージャ202の多分割ディテクタ237の検出信号に基づいてフォーカスエラー信号E1を検出する。トラッキングエラー信号検出回路219は、エンクロージャ202の多分割ディテクタ237の検出信号に基づいてトラッキングエラー信号E2を検出する。トラックゼロクロス検出回路220は、トラッキングエラー信号E2に基づいてゼロクロス信号E3を検出する。
ドライバ221は、DSP217からの駆動信号に応じてスピンドルモータ235を駆動し、MO媒体を回転させる。ドライバ222は、DSP217からの磁場発生信号に応じて磁場印加部236を駆動する。磁場印加部236は、電磁石から構成され、MO媒体に印加する磁場をドライバ222からの駆動信号に応じて変化させることができるように構成されている。この磁場印加部236は、磁極にコイルが巻線された磁気ヘッドにより媒体に対して浮上する浮上型であってもよく、媒体に対して接触する接触型であってもよい。
ドライバ223は、DSP217からのフォーカス制御信号に応じてフォーカスアクチュエータ238を駆動する。ドライバ224は、DSP217からのトラッキング制御信号に応じてレンズアクチュエータ239を駆動する。ドライバ225は、DSP217からのVCM制御信号に応じてVCM240を駆動する。
LED回路226は、コントロールユニット201の表面に設けられたLEDを含み、DSP217からのLED制御信号に応じてLEDを発光させることで、装置の動作モード(転送モード)を表示する。
図3は、エンクロージャ202内部の概略構成図である。MO媒体301が収納されたMOカートリッジ302は、挿入口303よりハウジング304内部に装着される。MO媒体301は、ハウジング304内部でスピンドルモータ235と係合される。
また、ハウジング304内部では、MOカートリッジ302のシャッタが開放され、MO媒体301が露出するようになっている。MO媒体301は、ハウジング304の内部で、光学ヘッドを構成するキャリッジ305と磁場印加部236に挟持される。
キャリッジ305は、VCM240によりMO媒体301の半径方向(矢印Aの方向)に移動可能となっており、キャリッジ305には、プリズム306および対物レンズ307が搭載されている。
プリズム306は、固定光学系308からのレーザビームをMO媒体301方向に折曲させ、対物レンズ307は、プリズム306からのレーザビームをMO媒体301上に集光させる。キャリッジ305上に設けられたフォーカスアクチュエータ238により対物レンズ307を矢印Bの方向に揺動することにより、対物レンズ307のフォーカス制御が行われる。また、キャリッジ305上に設けられたレンズアクチュエータ239により対物レンズ307を矢印Aの方向に揺動することにより、トラッキング制御が行われる。
なお、本実施形態では、VCM240およびレンズアクチュエータ239によりトラッキング制御を行っているが、レンズアクチュエータ239を持たない構成を採用して、VCM240のみでトラッキング制御を行うようにしてもよい。
転送モードがFull Speedの場合、High Speedに比べて、ドライブ103のインタフェースコントローラ211の消費する電流が小さいため、全体としてドライブ103の消費電流が減少し、許容消費電流500mAに対して余裕が生じる。
図4は、High Speedの場合の消費電流波形の例を示している。横軸は時間を示し、縦軸は電流値を示している。この例では、消費電流波形402の電流値は許容消費電流(500mA)401以下となっており、対応するディスク媒体(MO媒体)の回転数は4000rpmである。
一方、Full Speedの場合、回転数が同じであれば、消費電流波形は図5のようになる。図5の消費電流波形501の電流値は、図4の消費電流波形402の電流値よりも若干小さく、許容消費電流401に達していない。この電流値の差分を有効に利用すれば、ドライブ103のパフォーマンスを向上させることができる。
そこで、High Speedの場合は通常の回転数で動作させ、Full Speedの場合は、電流値の余裕を利用して通常より回転数を上げることにする。例えば、Full Speedの場合の回転数を、4000rpmより大きい4500rpmに設定した場合、消費電流波形は図6のようになり、消費電流波形601の電流値を許容消費電流401に近づけることができる。
図7は、このような回転数制御を行う場合の光ディスクドライブ103の動作を示すフローチャートである。
まず、PC101と光ディスクドライブ103がUSBケーブル102で接続されると、光ディスクドライブ103に電源が供給され(パワーオン)(ステップ701)、光ディスクドライブ103は、パワーオンシーケンスにより、バッファメモリ212の初期化を行う(ステップ702)。
次に、光ディスクドライブ103は、初期化動作が正常に終了したか否かをチェックし(ステップ703)、正常に終了しなかった場合はエラー処理を行う(ステップ704)。初期化動作が正常に終了すれば、ファームウェア(MPU213)がD+信号をプルアップし(ステップ705)、PC101との通信が開始される(ステップ706)。
図8は、ステップ706においてPC101が行う処理のフローチャートである。PC101は、D+信号がプルアップされたことでデバイスが接続されたことを認識し(ステップ801)、光ディスクドライブ103に対してバス・リセット・コマンドを送る(ステップ802)。
バス・リセット・コマンドが発行されると、インタフェースコントローラ211とPC101がやり取りを行い、インタフェースの転送モードがHigh SpeedかFull Speedかが決定される。このとき、PC101がHigh Speed対応(USB2.0対応)であれば、Chirp handshakeにより転送モードが識別される。PC101がFull Speed対応(USB1.1対応)の場合は、D+信号がプルアップされたことで転送モードはFull Speedであると識別される。
また、バス・リセットに続いて、PC101は、デバイスの識別(Enumeration)を行って、アドレスの割り付けや各種設定を行う(ステップ803)。これにより、光ディスクドライブ103がUSBバスパワードデバイスであることが設定され、Enumerationの終了後、光ディスクドライブ103は電流を最大500mAまで消費可能となる。
次に、光ディスクドライブ103のMPU213は、決定された転送モードを判定し(ステップ707)、High Speedの場合は、通常の回転数に合わせて制御情報を設定する(ステップ708)。一方、転送モードがFull Speedの場合は、High Speedの場合の回転数より高速な回転数に合わせて制御情報を設定する(ステップ709)。ただし、この回転数は、ドライブ全体としての消費電流が許容消費電流を超えない範囲内で決められる。
回転数に依存する制御情報は、光ディスクコントローラ214内のレジスタおよびDSP217内のレジスタに設定され、リード/ライトのクロック制御およびスピンドルモータ235の駆動制御に用いられる。
次に、光ディスクドライブ103は、ハードウェアを初期化して(ステップ710)、カートリッジセンスを行う(ステップ711)。そして、MO媒体301が挿入されると、ロードシーケンスを実行し(ステップ712)、レディ状態となる(ステップ713)。
このような回転数制御によれば、転送モードがFull Speedの場合に、High Speedの場合より高速な回転数で光ディスクドライブ103を駆動することが可能となる。したがって、許容消費電流の制限の下で、データ書き込み時の転送速度を向上させることができる。
本実施形態では、USBバスパワードデバイスを例にとって説明したが、本発明は、USBバスパワードデバイスに限らず、専用電源によって動作する装置に対しても同様に適用可能である。また、ホスト装置としては、PCに限らず、USBデバイスと通信可能な任意の上位装置を用いることができる。
また、転送モードに応じて回転数を切り換える代わりに、ヘッドポジショナ(キャリッジ305)のシークタイムを切り換えることも可能である。シークタイムとは、ディスク媒体上でヘッドが目的の書き込み(または読み取り)位置に到達するまでの所要時間を指す。シークタイムが短いほどVCM240の消費電流は大きくなる。
この場合、MPU213は、図7のステップ708において(High Speedの場合)、通常のシークタイムに合わせて制御情報を設定し、ステップ709において(Full Speedの場合)、High Speedの場合のシークタイムより短いシークタイムに合わせて制御情報を設定する。ただし、このシークタイムは、ドライブ全体としての消費電流が許容消費電流を超えない範囲内で決められる。
シークタイムに依存する制御情報は、DSP217内のレジスタに設定され、VCM240の駆動制御に用いられる。
このようなシークタイム制御によれば、転送モードがFull Speedの場合に、High Speedの場合より短いシークタイムで光ディスクドライブ103を駆動することが可能となる。したがって、許容消費電流の制限の下で、データ書き込み時の転送速度を向上させることができる。
さらに、上述した回転数制御とシークタイム制御を併用することも可能である。
この場合、MPU213は、図7のステップ708において(High Speedの場合)、通常の回転数およびシークタイムに合わせて制御情報を設定し、ステップ709において(Full Speedの場合)、High Speedの場合より高速な回転数および短いシークタイムに合わせて制御情報を設定する。ただし、この回転数とシークタイムは、ドライブ全体としての消費電流が許容消費電流を超えない範囲内で決められる。
PC101と光ディスクドライブ103の通信により決定された転送モードがHigh SpeedとFull Speedのいずれであるかは、コントロールユニット201に設けられたLEDの色、点滅の周期、輝度等で表示することができる。このようなLEDを設けることで、光ディスクドライブ103をユーザフレンドリな装置として提供することができる。
図9は、正面から見た光ディスクドライブ103の概略図であり、ディスク挿入口901、媒体排出(イジェクト)用のボタン902、およびマニュアルイジェクトホール903を示している。イジェクトボタン902は、パワーLED/Busy(アクセス)LEDの表示窓を兼用している。
まず、LEDの点滅周期を転送モードに応じて変更する構成について説明する。この場合、LED回路226の構成は図10のようになり、LEDの点灯および点滅周期で、インタフェースの転送モードおよび処理状況をオペレータに通知する。LED表示モードと転送モードおよび動作内容との関係は、図11の通りである。
MPU213は、転送モードがFull Speedの場合、DSP217内の点滅周期を設定するレジスタに250msの間隔を設定し、High Speedの場合は、そのレジスタに50msの間隔を設定する。LED1001は、DSP217に設定された点滅周期で点滅する。したがって、High Speedの場合はFull Speedの場合より短い周期でLED1001が点滅し、オペレータは、光ディスクドライブ103の転送モードを容易に認識することができる。
次に、LEDの色を転送モードに応じて変更する構成について説明する。この場合、LED回路226の構成は図12のようになり、LEDの色でインタフェースの転送モードをオペレータに通知し、LEDの点灯および点滅周期で処理状況をオペレータに通知する。LED表示モードと転送モードおよび動作内容との関係は、図13の通りである。
DSP217は、転送モードがFull Speedの場合、FS_LED信号によって緑色LED1201を駆動し、High Speedの場合は、HS_LED信号によって青色LED1202を駆動する。LEDの色の違いにより、オペレータは、光ディスクドライブ103の転送モードを容易に認識することができる。もちろん、LEDの色として他の色を用いてもよい。
なお、図7のPC101と光ディスクドライブ103のやり取りにおいて、USBコネクタ接続(プラグイン)から転送モード決定までの間は、PC101は光ディスクドライブ103の転送モードをFull Speedとして識別する。そこで、光ディスクドライブ103は、最初は緑色LED1201を点灯し、その後、転送モードがHigh Speedに決定された時点で、もしくはEnumeration終了後に、青色LED1202の点灯に切り換える。あるいは、Enumeration終了までどちらのLEDも点灯しない方法をとってもよい。
さらに、図10の場合と同様にして、青色LED1202の点滅周期を緑色LED1201の点滅周期より短く設定してもよい。
本発明によれば、光ディスクドライブのように、転送速度の異なる複数の転送モードをサポートするインタフェースを介してホスト装置と通信しながら、ディスク媒体への情報の書き込みとディスク媒体からの情報の読み取りを行う情報記録再生装置において、電源の許容範囲内においてデータ書き込み時の転送速度を改善し、装置のパフォーマンスを向上させることができる。
特に、USBインタフェースを介してホスト装置と通信する情報記録再生装置の場合、電源の許容範囲内において、Full Speedの転送モードにおけるデータ書き込み時の転送速度を向上させることができる。
特に、USBインタフェースを介してホスト装置と通信する情報記録再生装置の場合、電源の許容範囲内において、Full Speedの転送モードにおけるデータ書き込み時の転送速度を向上させることができる。
Claims (10)
- ディスク媒体を回転させるモータ部を有し、第1の転送モードと該第1の転送モードより低速な第2の転送モードとを有するインタフェースを介してホスト装置と通信しながら、該ディスク媒体への情報の書き込みと該ディスク媒体からの情報の読み取りを行う情報記録再生装置であって、
前記第1の転送モードが指定されたとき、所定の回転数を前記ディスク媒体の回転数として指定し、前記第2の転送モードが指定されたとき、該所定の回転数より高速な回転数を該ディスク媒体の回転数として指定する処理部と、
前記処理部により指定された回転数に応じて前記モータ部を制御する制御部と
を備えることを特徴とする情報記録再生装置。 - 前記インタフェースは電源線を有し、前記情報記録再生装置は、該電源線を介して前記ホスト装置から電源供給を受けて動作し、前記所定の回転数は、前記第1の転送モードにおける該情報記録再生装置の消費電流に基づいて決定され、前記処理部は、前記第2の転送モードが指定されたとき、該ホスト装置から供給される電流の許容範囲内で、前記ディスクの回転数を該所定の回転数より高速にすることを特徴とする請求項1記載の情報記録再生装置。
- 前記情報記録再生装置の現在の転送モードが前記第1の転送モードおよび第2の転送モードのいずれであるかを表示する発光ダイオード回路をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の情報記録再生装置。
- ディスク媒体への情報の書き込みと該ディスク媒体からの情報の読み取りを行うヘッド部を有し、第1の転送モードと該第1の転送モードより低速な第2の転送モードとを有するインタフェースを介してホスト装置と通信する情報記録再生装置であって、
前記第1の転送モードが指定されたとき、所定のシークタイムを前記ヘッド部のシークタイムとして指定し、前記第2の転送モードが指定されたとき、該所定のシークタイムより短いシークタイムを該ヘッド部のシークタイムとして指定する処理部と、
前記処理部により指定されたシークタイムに応じて前記ヘッド部を制御する制御部と
を備えることを特徴とする情報記録再生装置。 - 前記インタフェースは電源線を有し、前記情報記録再生装置は、該電源線を介して前記ホスト装置から電源供給を受けて動作し、前記所定のシークタイムは、前記第1の転送モードにおける該情報記録再生装置の消費電流に基づいて決定され、前記処理部は、前記第2の転送モードが指定されたとき、該ホスト装置から供給される電流の許容範囲内で、前記ヘッド部のシークタイムを該所定のシークタイムより短くすることを特徴とする請求項4記載の情報記録再生装置。
- 前記情報記録再生装置の現在の転送モードが前記第1の転送モードおよび第2の転送モードのいずれであるかを表示する発光ダイオード回路をさらに備えることを特徴とする請求項4記載の情報記録再生装置。
- ディスク媒体を回転させるモータ部を有し、High Speed転送モードと該High Speed転送モードより低速なFull Speed転送モードとを有するユニバーサル・シリアル・バス・インタフェースを介してホスト装置と通信しながら、該ディスク媒体への情報の書き込みと該ディスク媒体からの情報の読み取りを行う情報記録再生装置であって、
前記High Speed転送モードが指定されたとき、所定の回転数を前記ディスク媒体の回転数として指定し、前記Full Speed転送モードが指定されたとき、該所定の回転数より高速な回転数を該ディスク媒体の回転数として指定する処理部と、
前記処理部により指定された回転数に応じて前記モータ部を制御する制御部と
を備えることを特徴とする情報記録再生装置。 - ディスク媒体への情報の書き込みと該ディスク媒体からの情報の読み取りを行うヘッド部を有し、High Speed転送モードと該High Speed転送モードより低速なFull Speed転送モードとを有するインタフェースを介してホスト装置と通信する情報記録再生装置であって、
前記High Speed転送モードが指定されたとき、所定のシークタイムを前記ヘッド部のシークタイムとして指定し、前記Full Speed転送モードが指定されたとき、該所定のシークタイムより短いシークタイムを該ヘッド部のシークタイムとして指定する処理部と、
前記処理部により指定されたシークタイムに応じて前記ヘッド部を制御する制御部と
を備えることを特徴とする情報記録再生装置。 - 第1の転送モードと該第1の転送モードより低速な第2の転送モードとを有するインタフェースを介してホスト装置と通信しながら、ディスク媒体への情報の書き込みと該ディスク媒体からの情報の読み取りを行う情報記録再生装置による、情報記録方法であって、
前記第2の転送モードが指定されたとき、前記第1の転送モードが指定されたときに用いられる所定の回転数より高速な回転数を、前記ディスク媒体の回転数として指定し、
指定された回転数で前記ディスク媒体を回転させて情報を書き込む
ことを特徴とする情報記録方法。 - ディスク媒体への情報の書き込みと該ディスク媒体からの情報の読み取りを行うヘッド部を有し、第1の転送モードと該第1の転送モードより低速な第2の転送モードとを有するインタフェースを介してホスト装置と通信する情報記録再生装置による、情報記録方法であって、
前記第2の転送モードが指定されたとき、前記第1の転送モードが指定されたときに用いられる所定のシークタイムより短いシークタイムを、前記ヘッド部のシークタイムとして指定し、
指定されたシークタイムで前記ヘッド部を動作させて情報を書き込む
ことを特徴とする情報記録方法。
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