(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを格納するランダムアクセス可能な記録装置と、
前記記録装置へ入力データを転送するための入力経路と、
前記入力経路上にあって前記入力データを一時的に蓄積する入力バッファと、
前記記録装置に格納された出力データを転送するための、前記入力経路とは異なる出力経路と、
前記出力経路を経て転送される出力データを一時的に蓄積する出力バッファと、
前記入力バッファから前記記録装置への書き込みまたは前記記録装置から前記出力バッファへの読み出しと並行して、前記入力データの前記入力バッファへの蓄積および前記出力データの前記出力バッファからの転送を同時に実行するコントローラとを備え、
前記入力バッファおよび前記出力バッファはそれぞれ第１および第２のメモリ領域を有し、前記入力バッファの第１または第２のメモリ領域を満たす量のデータを前記記録装置に書き込むために要する時間をｔ1、前記入力バッファの第１または第２のメモリ領域をデータが満たすのに要する時間をＴ1、前記出力バッァの第１または第２のメモリ領域を満たす量のデータを前記記録装置から読み出すために要する時間をｔ2、前記出力バッファの第１または第２のメモリ領域に満たされたデータの全てを出力するのに要する時間をＴ2とすると、
ｔ1＋ｔ2＜Ｔ1  および  ｔ1＋ｔ2＜Ｔ2
を満足することを特徴とするデータ記録・再生装置。
【請求項２】
独立した入力バッファおよび出力バッファを有するランダムアクセス可能な記録装置に対して映像データを記録し、または前記記録装置に記録された映像データを再生する映像データの記録・再生方法であって、
外部からの映像データを前記入力バッファに蓄積するステップと、
前記入力バッファに蓄積された映像データを前記記録装置に書き込むステップと、
前記記録装置に記録されている映像データを前記出力バ ッファに読み出すステップと、
前記蓄積するステップと同時に実行され、前記出力バッファに読み出された映像データを外部へ転送するステップとを備え、
前記入力バッファから前記記録装置への書き込みまたは前記記録装置から前記出力バッファへの読み出しと並行して、前記入力データの前記入力バッファへの蓄積および前記出力データの前記出力バッファからの転送を同時に実行するコントローラとを備え、
前記入力バッファおよび前記出力バッファはそれぞれ第１および第２のメモリ領域を有し、前記入力バッファの第１または第２のメモリ領域を満たす量の映像データを前記記録装置に書き込むために要する時間をｔ1、前記入力バッファの第１または第２のメモリ領域を映像データが満たすのに要する時間をＴ1、前記出力バッァの第１または第２のメモリ領域を満たす量の映像データを前記記録装置から読み出すために要する時間をｔ2、前記出力バッファの第１または第２のメモリ領域に満たされた映像データの全てを出力するのに要する時間をＴ2とすると、
ｔ1＋ｔ2＜Ｔ1  および  ｔ1＋ｔ2＜Ｔ2
を満足することを特徴とする映像データの記録・再生方法。
【請求項３】
データを格納するハードディスクと、
前記ハードディスクへ入力データを転送するための入力経路と、
前記ハードディスクに格納されたデータを出力しかつ前記入力経路と異なる出力経路と、
前記入力経路および前記出力経路と前記記録装置との間に位置し、前記ハードディスク内に格納されるデータを管理するファイルシステムとを備え、
前記入力経路上に入力バッファを、また前記出力経路上に出力バッファを配置し、前記入力バッファおよび出力バッファと前記ハードディスクとの間に介在するとともに、前記入力バッファおよび出力バッファを制御するコントローラを設け、
前記コントローラは、前記入力バッファから前記ハードディスクへの書き込みまたは前記ハードディスクから前記出力バッファへの読み出しと並行して、前記入力バッファへのデータの蓄積および前記出力バッファからのデータの転送を同時に実行し、
前記入力バッファから前記記録装置への書き込みまたは前記記録装置から前記出力バッファへの読み出しと並行して、前記入力データの前記入力バッファへの蓄積および前記出力データの前記出力バッファからの転送を同時に実行するコントローラとを備え、
前記入力バッファおよび前記出力バッファはそれぞれ第１および第２のメモリ領域を有し、前記入力バッファの第１または第２のメモリ領域を満たす量のデータを前記記録装置に書き込むために要する時間をｔ1、前記入力バッファの第１または第２のメモリ領域をデータが満たすのに要する時間をＴ1、前記出力バッァの第１または第２のメモリ領域を満たす量のデータを前記記録装置から読み出すために要する時間をｔ2、前記出力バッファの第１または第２のメモリ領域に満たされたデータの全てを出力するのに要する時間をＴ2とすると、
ｔ1＋ｔ2＜Ｔ1  および  ｔ1＋ｔ2＜Ｔ2
を満足することを特徴とするディスクドライブユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えばディスクドライブ装置に適用することのできるデータ記録・再生装置および方法に関し、特に、映像データを録画しながら、当該または他の映像データを再生することができる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＶ番組等の映像データを記録する代表的な記録媒体は磁気テープであり、この磁気テープに映像データを記録するビデオ・カセット・レコーダ（以下、ＶＴＲ）は高い普及率を誇っている。ＶＴＲはＴＶ番組を記録するだけでなく、映画その他のプログラム（以下、ＴＶ番組を含め単にプログラムということがある）を記録したビデオテープを再生することにも使用されている。
以上のＶＴＲにおいて、以下のような問題、要求がある。まず、１つのビデオテープに複数のプログラムが記録されている場合、再生したいプログラムの頭出しのためのテープの早送りまたは巻戻しに相当の時間が費やされる。磁気テープは所謂ランダムアクセスに不向きな記録媒体だからである。また、例えば、ＴＶプログラムを録画しながら録画された当該プログラムを任意の時点から視聴したい、あるいは、あるＴＶプログラムを録画しながら先に録画された別のプログラムを視聴したいという視聴者の要望がある。この要望は、同時記録・再生機能を有するビデオ・レコーダの出現を望むものであるが、従来のＶＴＲはこのような機能を備えていない。
【０００３】
以上のような問題に対して有効であろうデジタル・ビデオ・ユニットの１例が特表平１１−５０４１７５号公報に記載されている。このデジタル・ビデオ・ユニットは、デジタル・ビデオ・テープとハードディスクドライブとを併せ持ち、データ記録時にはハードディスク（または磁気ディスク）にデータを一旦記録した後にそのデータをデジタル・ビデオ・テープに転送・コピーし、再生時にはデジタル・ビデオ・テープに記録されたデータをハードディスクに一旦記録した後にディスプレイに転送することを要旨とするものである。特表平１１−５０４１７５号公報の記載によれば、ランダムアクセス性に優れたハードディスクを用いることにより任意の時点からの迅速な再生を可能とし、また、デジタル・ビデオ・テープに記憶されたプログラムを再生しながら別のプログラムを録画する同時記録・再生が可能であるとされている。  したがって、特表平１１−５０４１７５号公報に記載のデジタル・ビデオ・ユニットは前記視聴者の要望を満足する有効なものということができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の通りこのデジタル・ビデオ・ユニットはデジタル・ビデオ・テープの記録・再生装置とハードディスクドライブの２つの機能を必要としており、その分コストが高くなる。現在主流のアナログＶＴＲと比較して機能的に優れているものであっても、アナログＶＴＲの価格が低いことを考慮すると、高いコストがその普及の障害となる。したがって、単一種の記録媒体でランダムアクセスを可能とし、また、同時記録・再生が可能な装置の出現が望まれる。
そこで本発明は、単一種の記録媒体でランダムアクセスが可能であるとともに、同時記録・再生することができるデータ記録・再生装置および方法の提供を課題とする。
また本発明は、そのようなデータ記録・再生に適したディスクドライブユニットの提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
ランダムアクセスの観点からすると、本発明の課題を解決するための記録装置としてはハードディスクドライブが望ましい。ところが、現行のハードディスクドライブはデータの入力経路と出力経路とを共有していること、さらにはデータの読み出し、書き込みのための磁気ヘッドアセンブリが１つしかないことに起因して、同一時間帯にはデータの読み出し、書き込みのいずれか一方しか実行することができない。このことは、現行のハードディスクドライブでは同時記録・再生を達成することができないことを示唆している。デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）のような、ランダムアクセス可能な他の記録装置についても同じことが言える。そこで本発明では、従来のランダムアクセス可能な記録装置では共用されていたデータの入力経路と出力経路をそれぞれ独立に設けることとし、独立に設けたデータの入力経路および出力経路に各々入力バッファおよび出力バッファを設け、詳しくは後述するような処理を行うことにより、同時記録・再生を可能とした。
【０００６】
すなわち、本発明のデータ記録・再生装置は、データを格納するランダムアクセス可能な記録装置と、前記記録装置へ入力データを転送するための入力経路と、前記入力経路上にあって前記入力データを一時的に蓄積する入力バッファと、前記記録装置に格納された出力データを転送するための出力経路と、前記出力経路を経て転送される出力データを一時的に蓄積する出力バッファと、前記入力バッファから前記記録装置への書き込みまたは前記記録装置から前記出力バッファへの読み出しと並行して、前記入力データの前記入力バッファへの蓄積および前記出力データの前記出力バッファからの転送を同時に実行するコントローラと、を備えたことを特徴とする。
本発明のデータ記録・再生装置は同時記録・再生を可能とするものであるが、これは記録装置に対して同時に読み出しおよび書き込みができることを意味するものではない。もちろん同時読み出し、書き込みができれば同時記録・再生が可能となるが、磁気ヘッドアセンブリが１つしかないハードディスクでは同時読み出し、書き込みを実現することはできない。なお、例えば、あるプログラムを断片的に録画しながら、他のプログラムを断片的に再生することは現行のハードディスクでも可能であるが、これでは録画・再生の意味をなさない。したがって、本発明の同時記録・再生とはこのような断片的なものではなく、プログラムを連続的にかつ同時記録・再生ができることを意味している。磁気ヘッドアセンブリを複数設ければ同時読み出し、書き込みも可能であろうが、構造が複雑化するとともにコストが上昇する。そこで本発明は、記録装置自体の同時読み出し、書き込みが実現できなくても、データを一時的に蓄積するバッファを活用することにより同時記録・再生を実現した。なお、本発明のデータ記録・再生装置における記録装置（例えばハードディスク）はデータを格納するものであり、前記特表平１１−５０４１７５号公報に記載のハードディスクのようにバッファとして位置付けられるものと相違している。
本発明のデータ記録・再生装置において、前記入力バッファおよび前記出力バッファは、基本的にはＦｉｒｓｔ  ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  ｏｕｔ（以下、ＦｉＦｏと記す）機能を有するバッファであればよいが、各々、ダブルバッファとして機能するように、第１のメモリ領域および第２のメモリ領域の２つのメモリ領域を備えたものとすることが望ましい。そして、前記入力バッファの第１または第２のメモリ領域を満たす量のデータを前記記録装置に書き込むために要する時間をｔ１、前記入力バッファの第１または第２のメモリ領域をデータが満たすのに要する時間をＴ１、前記出力バッァの第１または第２のメモリ領域を満たす量のデータを前記記録装置から読み出すために要する時間をｔ２、前記出力バッファの第１または第２のメモリ領域に満たされたデータの全てを出力するのに要する時間をＴ２すると、
ｔ１＋ｔ２＜Ｔ１  および  ｔ１＋ｔ２＜Ｔ２
を満足していれば、同時記録・再生が可能である。
また、本発明のデータ記録・再生装置において、コマンド入力およびステータス出力に用いられる経路（以下、コマンド入力／ステータス出力経路と記す）を接続することができる。このコマンド入力／ステータス出力経路は、前記入力経路および前記出力経路と独立に存在することになる。したがって、コマンド入力またはステータス出力によってデータ入力またはデータ出力を中断することがない。つまり、連続的な映像の同時記録・再生を保証することができる。
【０００７】
本発明の前記データ記録・再生装置は、ハードディスクのようなランダムアクセス可能な記録装置を使用するとともに、独立に設けたデータの入力経路および出力経路に各々入力バッファおよび出力バッファを設けたので、映像データを連続的に視聴しながら映像データを連続的に記録媒体に録画する同時記録・再生を可能とした。この同時記録・再生の方法を以下説明する。
まず、この同時記録・再生の方法において、映像データ記録のための経路と映像データ再生のための経路は独立に存在することが前提となる。これは、映像データ記録のための経路と映像データ再生のための経路が共用であると、その経路が映像データ記録に使われている間は再生のために映像データを転送することができないか、またはその経路が映像データの再生に使われている間は記録のために映像データを転送することができないことになり、同時記録・再生が実現できないからである。本発明では、これらの経路に入力バッファおよび出力バッファをそれぞれ独立して設けている。
次に、本発明では、外部からの映像データを前記入力バッファに蓄積するステップと、前記入力バッファに蓄積された映像データを前記記録装置に書き込むステップと、前記記録装置に記録されている映像データを前記出力バッファに読み出すステップと、前記蓄積するステップと同時に実行され、前記出力バッファに読み出された映像データを外部へ転送するステップとが実行される。
入力バッファおよび出力バッファは、前述のように、それぞれ第１および第２のメモリ領域を有しているのが好ましい。このように、バッファを利用し、さらに映像データの読み出しおよび書き込みを操作することにより、映像データを連続的に再生しながら映像データを連続的に記録することを可能とした。本発明の映像データの記録・再生方法において、連続的に再生される前記映像データと、連続的に記録される前記映像データとは同一のプログラムであることもできるし、異なるプログラムであることもできる。
【０００８】
本発明にかかるデータ記録・再生装置は、ディスクドライブユニットとして提供することができる。つまり、本発明によれば、データを格納するハードディスクと、前記ハードディスクへ入力データを転送するための入力経路と、前記ハードディスクに格納されたデータを転送しかつ前記入力経路とは異なる出力経路と、前記入力経路および前記出力経路と前記ハードディスクとの間に位置し、前記ハードディスク内に格納されるデータを管理するファイルシステムと、を備えたことを特徴とするディスクドライブユニットが提供される。このディスクドライブユニットは、ハードディスク内に格納されるデータを管理するファイルシステムを備えているため、同時記録・再生に要求されるハードディスクへのデータの読み出し、書き込みを迅速に処理することができる。
以上のディスクドライブユニットにおいて、前記入力経路上に入力バッファを、また前記出力経路上に出力バッファを配置し、前記入力バッファおよび出力バッファと前記ハードディスクとの間に介在するとともに前記入力バッファおよび出力バッファを制御するコントローラを設け、さらにこのコントローラに前記ファイルシステムを内蔵することにより、その機能を充実させることができる。
【０００９】
また、本発明のデータ記録・再生装置は、ランダムアクセス可能な記録装置（例えばハードディスク）、入・出力バッファおよびコントローラが一体化された形態として提供することができるが、記録装置を除いた形態としてユニット化することもできる。つまり本発明では、ランダムアクセス可能な記録装置に格納されるデータを一時的に蓄積する入力バッファと、前記記録装置に格納されたデータを転送するにあたり当該データを一時的に蓄積する出力バッファと、前記入力バッファおよび前記出力バッファにおけるデータの蓄積および出力を制御するとともに、前記記録装置に格納されるデータを管理するファイルシステム機能を有するコントローラと、を備えたことを特徴とするデータ記録・再生装置の制御ユニットが提供される。
【００１０】
本発明のデータ記録・再生装置はテレビ放送用のデジタルビデオレコーダシステムに適用できる。テレビ放送がアナログ放送の場合は、放送電波を受信するチューナと、前記チューナで受信したアナログ映像データをデジタル化するとともに当該映像データ圧縮するための手段と、本発明のデータ記録・再生装置から転送されてきたデータを伸張するとともにアナログ化する手段とを設ければよい。テレビ放送がデジタル放送の場合は、圧縮されたデジタル映像信号が送られてくるので、圧縮手段は不要である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の実施形態にかかるデータ記録・再生装置１０を示すブロック図、図２はそのコントローラ１４の詳細を示す図である。
本実施の形態にかかるデータ記録・再生装置１０は、ハードディスクドライブに適用した例であり、このハードディスクドライブ１０は、磁気ディスク１５と、入力経路１１上に位置する入力バッファ１２と、出力経路１７上に位置する出力バッファ１６と、入力バッファ１２および出力バッファ１６と磁気ディスク１５との間に位置するコントローラ１４とからなり、ユニットを構成している。ただし、先に説明したように、磁気ディスク１５の部分を従来の、例えばＩＤＥタイプのハードディスクドライブ１０とすることも可能である。その場合は、残りの入力バッファ１２、出力バッファ１６およびコントローラ１４がそのようなハードディスクドライブ１０の制御ユニットを構成することになる。
入力経路１１を転送してきた入力データは入力バッファ１２に一時的に蓄積され、その後コントローラ１４の指示により磁気ディスク１５に転送、格納される。
【００１２】
入力バッファ１２の実装例を説明すると以下の通りである。入力バッファ１２のデータ蓄積領域、つまりメモリ領域は２ページに分割されている。初期状態において第１ページ（以下、Ｐａｇｅ０と記す）の先頭アドレスから映像データである入力データの蓄積を始める。Ｐａｇｅ０が当該データで満たされたならば、そのことをコントローラ１４に通知する。コントローラ１４が満たされたデータの引取りを要求したならば、速やかにＰａｇｅ０の当該データを引き渡す。同時に、継続して転送される映像データを第２ページ（以下、Ｐａｇｅ１）の先頭アドレスから蓄積する。Ｐａｇｅ１が当該データで満たされたならば、そのことをコントローラ１４に通知する。コントローラ１４がＰａｇｅ１を満たされたデータの引取りを要求したならば、速やかに当該データを引き渡す。同時に、転送される映像データをＰａｇｅ０の先頭アドレスから格納する。以後、この操作を繰り返す。
【００１３】
以上の入力バッファ１２の動作手順の実現は、ハードウェアで実現することもできるし、コントローラ１４に内蔵するソフトウェアによって実現することもできる。また、入力バッファ１２の実装については、環状バッファを用いる方法など等価の機能を実装する手段が存在し、それらの実装手段を用いたものも本発明の対象となる。以上のことは、次に説明する出力バッファ１６についても同様に適用することができる。
【００１４】
次に出力バッファ１６について説明する。出力バッファ１６は、コントローラ１４からの指示により、磁気ディスク１５からの映像データである出力データを一時的に蓄積し、出力経路１７を経て転送する。出力バッファ１６は基本的にはＦｉＦｏのバッファ機能を有していればよいことは前記入力バッファ１２と同様である。また、入力バッファ１２に一時的に蓄積されたデータがコントローラ１４の指示により出力要求の対象となった場合には、入力バッファ１２からの映像データである出力データを一時的に蓄積する。
出力バッファ１６の実装例を説明すると以下の通りである。出力バッファ１６のデータ蓄積領域、つまりメモリ領域は２ページに分割されている。初期状態においてＰａｇｅ０の先頭アドレスからコントローラ１４からの指示により磁気ディスク１５から転送されてくる映像データとしての出力データの蓄積を始める。Ｐａｇｅ０が当該データで満たされたならば、Ｐａｇｅ０の先頭アドレスから出力経路１７への転送を開始するとともに、コントローラ１４へ出力データの受け取りが完了したことを通知する。同時に、継続して転送される映像データをＰａｇｅ１の先頭アドレスより順次蓄積する。Ｐａｇｅ１が映像データで満たされたならば、Ｐａｇｅ０のデータが全て出力経路１７に転送されるのを待って、この満たされた映像データを出力経路１７へ転送する。これと同時にコントローラ１４に出力データの受け取りが可能であることを通知し、次に送られてくる映像データをＰａｇｅ０の先頭アドレスから順次蓄積していく。以後、各ページ毎の映像データの出力経路１７への転送完了毎に、Ｐａｇｅ０とＰａｇｅ１とを切替えながら映像データの受け取りと転送を繰り返す。
【００１５】
以上の入力バッファ１２および出力バッファ１６の実装例の前提として以下の条件を満足する必要がある。すなわち、入力バッファ１２のＰａｇｅ０（またはＰａｇｅ１）を満たす量の映像データを磁気ディスク１５に書き込むために要する時間をｔ１、入力バッファ１２のＰａｇｅ０（またはＰａｇｅ１）を映像データが満たすのに要する時間をＴ１、出力バッファ１６のＰａｇｅ０（またはＰａｇｅ１）を満たす量の映像データを磁気ディスク１５から読み込むために要する時間をｔ２、出力バッファ１６のＰａｇｅ０（またはＰａｇｅ１）に満たされた映像データを出力経路１７に全て転送が完了するのに要する時間をＴ２すると、ｔ１＋ｔ２＜Ｔ１およびｔ１＋ｔ２＜Ｔ２を満足する必要がある。つまり、ｔ１＋ｔ２＜Ｔ１は、入力バッファ１２のＰａｇｅ０（またはＰａｇｅ１）を映像データが満たす間に、入力バッファ１２の１ページ分のデータの磁気ディスク１５への書き込みと出力バッファ１６の１ページ分のデータの磁気ディスク１５からの読み込みが完了することを意味している。また、ｔ１＋ｔ２＜Ｔ２は、出力バッファ１６のＰａｇｅ０（またはＰａｇｅ１）に満たされた映像データが転送を完了する間に、入力バッファ１２の１ページ分のデータの磁気ディスク１５への書き込みと出力バッファ１６の１ページ分のデータを磁気ディスク１５からの読み込みが完了することを意味している。
【００１６】
コマンド入力／ステータス出力経路１３は、外部からコントローラ１４へのコマンドの転送、当該コマンドに対するコントローラ１４から外部へのステータスおよびデータ管理データを提供することを目的とした外部との通信経路である。
【００１７】
次にコントローラ１４の機能について説明する。
コントローラ１４は、図２に示すように、コマンド受領およびステータス発信機能、ファイルシステム機能および入力管理・出力管理・ディスク管理機能を備えている。以上の機能を備えたコントローラ１４は、コマンド入力／ステータス出力経路１３を通じて外部から与えられるコマンドに基づき、磁気ディスク１５、入力バッファ１２、出力バッファ１６を制御する。また、コントローラ１４はそのファイルシステム機能により、磁気ディスク１５に格納するデータの管理を実行する。具体的には、磁気ディスク１５に格納される個々のデータの塊に対して名前付け、格納領域の割り当て、格納されているデータの削除と格納領域の開放、ファイル削除禁止などのデータ管理を実行する。
コマンド入力／ステータス出力経路１３からコントローラ１４に与えられるコマンドの例を図１１の図表に示す。これらコマンドによる具体的な動作例を以下説明する。
外部からのコマンド”Ｒｅａｄ”に対して、指定されたファイルが物理的に磁気ディスク１５のどの部分に格納されているかをファィルシステム機能により特定し、特定されたファイルを磁気ディスク１５から読み出し、出力バッファ１６および出力経路１７で構成される出力系を制御して連続的に転送する。
また、外部からの”Ｗｒｉｔｅ”のコマンドに対しては、ファイルシステム機能により磁気ディスク１５に書き込み領域を確保し、入力バッファ１２および入力経路１１で構成される入力系を制御して、連続的に転送される入力データを磁気ディスク１５の当該書き込み領域に順次格納する。
さらに、外部からの”Ｄｉｒｅｃｔｏｒｙ”のコマンドに対しては、現在磁気ディスク１５に格納されているファイル名、大きさ、格納した日時、等のデータをリストにしてステータスデータとして外部に転送する。
【００１８】
次に、図３〜図７に示すタイミングチャートに基づき、同時記録・再生のための読み出し、書き込み処理の具体例を説明する。なお、説明するのは、読み出し、書き込み処理の定常状態（図３）、書き込み処理が先行しその後に読み出し処理を開始する場合（図４）、読み出し処理が先行しその後に書き込み処理を開始する場合（図５）、定常状態から書き込み処理を終了する場合（図６）、定常状態から読み出し処理を終了する場合（図７）の５つのケースについてである。
【００１９】
図３は読み出し、書き込み処理が定常状態にあるときのタイミングチャートである。なお、図３において、読み出される映像データＲはＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４…から構成され、書き込まれる映像データＷはＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４…から構成されるものとする。
まず読み出し処理について説明すると、図３において、映像データＲが格納されている磁気ディスク１５に対してコントローラ１４から読み出し要求が発せられ、映像データＲ１が出力バッファ１６のＰａｇｅ０に一時的に蓄積される。先行する出力バッファ１６のＰａｇｅ１からの出力経路１７への出力が完了すると出力バッファ１６のＰａｇｅ０から映像データＲ１を出力経路１７に対して出力開始し映像データＲ２が磁気ディスク１５から読み出され出力バッファ１６のＰａｇｅ１に一時的に蓄積する。映像データＲ１が全て出力されると、映像データＲ２は出力経路１７に対して出力が開始され磁気ディスク１５から映像データＲ３を読み出し出力バッファ１６のＰａｇｅ０に一時的に蓄積し、映像データＲ２が全て出力された後に、映像データＲ３を出力経路１７に対して出力する。以後、この処理を映像データＲ４以降についても繰り返し、磁気ディスク１５に記録されている映像データＲをＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４…というように所定単位に分割して順次読み出すことにより、映像データＲを連続的に漏れなく再生することができる。
【００２０】
次に書き込み処理について説明すると、入力バッファ１２のＰａｇｅ１に映像データＷ１が蓄積されてＰａｇｅ１が当該データで満たされると磁気ディスク１５への書き込みが行われる。同時に、継続して送られてくる映像データＷ２を入力バッファ１２のＰａｇｅ０に蓄積する。そして入力バッファ１２のＰａｇｅ０が映像データＷ２で満たされたならば、映像データＷ２を磁気ディスク１５に対して格納する。以後、この処理を映像データＷ３以降についても繰り返し、１つのプログラムを構成する映像データＷをＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４…というように所定単位に分割して順次磁気ディスク１５に記録することにより、映像データＷを連続的に漏れなく録画することができる。
次に、読み出し処理と書き込み処理とを対比して説明すると、磁気ディスク１５から読み出して出力バッファ１６のＰａｇｅ０に一時的に蓄積された映像データＲ１を出力している間および入力データを入力バッファ１２のＰａｇｅ０に蓄積している間に、入力バッファ１２のＰａｇｅ１に蓄積された映像データＷ１を磁気ディスク１５に書き込み、映像データＲ２を磁気ディスク１５から読み出して出力バッファ１６のＰａｇｅ１に一時的に蓄積する。引き続いて、出力バッファ１６のＰａｇｅ１に一時的に蓄積された映像データＲ２を出力している間および入力データを入力バッファ１２のＰａｇｅ１に蓄積している間に、入力バッファ１２のＰａｇｅ０に蓄積された映像データＷ２を磁気ディスク１５に書き込み、映像データＲ３を磁気ディスク１５から読み出し出力バッファ１６のＰａｇｅ１に一時的に蓄積する。以上のように、出力バッファ１６の一方のＰａｇｅからの出力中および、入力バッファ１２の一方のＰａｇｅへのデータの蓄積中にそれぞれの他方のＰａｇｅを使用して磁気ディスク１５に対する読み出しと書き込みを実施し、その読み出しと書き込みとが重複しないように制御することにより、映像データＲを連続的に再生しながら映像データＷを録画することができる。なお、読み出しと書き込みとは必ずしも交互に行われる必要はない。これは図３のＲ３、Ｒ４で示した磁気ディスク１５からの読み出しとＷ３で示した磁気ディスク１５への書き込みの順序から理解できる。つまり、出力バッファ１６のＰａｇｅ０領域の映像データＲ３が出力されている間に映像データＲ４の読み出しを完了すればよい。一方、書き込みについては、入力バッファ１２のＰａｇｅ０領域へ映像データＷ４が一時的に蓄積されている間に映像データＷ３の書き込みを完了すればよい。そして、読み出しと書き込みとが重複しなければ、同時記録・再生が可能となる。また、入力バッファ１２のＰａｇｅ切替と出力バッファ１６のＰａｇｅ切替が同時におこる必要はない。入力バッファ１２のＰａｇｅ０（またはＰａｇｅ１）を満たす量の映像データを磁気ディスク１５に書き込むために要する時間をｔ１、入力バッファ１２のＰａｇｅ０（またはＰａｇｅ１）を映像データが満たすのに要する時間をＴ１、出力バッファ１６のＰａｇｅ０（またはＰａｇｅ１）を満たす量の映像データを磁気ディスク１５から読み込むために要する時間をｔ２、出力バッファ１６のＰａｇｅ０（またはＰａｇｅ１）に満たされた映像データを出力経路１７に全て転送が完了するのに要する時間をＴ２とすると、ｔ１＋ｔ２＜Ｔ１およびｔ１＋ｔ２＜Ｔ２を常に満足していればよい。つまり、ｔ１＋ｔ２＜Ｔ１は、入力バッファ１２のＰａｇｅ０（またはＰａｇｅ１）を映像データが満たす間に、入力バッファ１２の１ページ分のデータの磁気ディスク１５への書き込みと出力バッファ１６の１ページ分のデータの磁気ディスク１５からの読み込みが完了することを意味している。また、ｔ１＋ｔ２＜Ｔ２は、出力バッファ１６のＰａｇｅ０（またはＰａｇｅ１）に満たされた映像データが転送を完了する間に、入力バッファ１２の１ページ分のデータの磁気ディスク１５への書き込みと出力バッファ１６の１ページ分のデータを磁気ディスク１５からの読み込みが完了することを意味している。
【００２１】
次に、図４に基づき書き込み処理が先行しその後に読み出し処理を開始する場合について説明する。
書き込み処理が先行している場合、磁気ディスク１５への読み出しと書き込みとが重複しないように読み出し処理は磁気ディスク１５への１の書き込みが終了後、次の書き込み要求までの間に起動する。つまり、入力バッファ１２のＰａｇｅ０に格納された映像データＷｎが全て磁気ディスク１５へ書き込まれた後、入力バッファ１２のＰａｇｅ１に格納された映像データＷｎ＋１が磁気ディスク１５への書き込み開始がなされるまでの間に、磁気ディスク１５に格納されていた映像データＲのうちのＲ１を読み出して出力バッファ１６のＰａｇｅ０へ一時的に蓄積する。
読み出し処理開始前は、無出力でもよいが、コントローラ１４から出力バッファ１６に定型データを供給することによりテスト・パターン、ロゴなどのダミーデータを出力してもよい。
【００２２】
次に、図５に基づき読み出し処理が先行しその後に書き込み処理を開始する場合について説明する。
読み出し処理が先行している場合、磁気ディスク１５への読み出しと書き込みとが重複しないように磁気ディスク１５への書き込み処理は磁気ディスク１５への１の読み出しが終了後、次の読み出し要求までの間に起動する。つまり、磁気ディスク１５に書き込まれている映像データＲのうちＲｎを全て読み出した後であって次の映像データＲｎ＋１の読み出しが開始される前に、入力バッファ１２のＰａｇｅ０に格納された映像データＷｎの磁気ディスク１５への書き込みを開始する。
次に、図６に基づき書き込み処理を終了する場合について説明する。
書き込みの終了は任意の時点で発生する。したがって、書き込みデータの最後尾が入力バッファ１２のＰａｇｅ０（またはＰａｇｅ１）の最後尾に一致することはほとんどない。よって、最後に書き込まれる映像データに加えて、磁気ディスク１５の書き込み単位（セクタ・サイズ、例えば５１２バイト、４０９６バイトなど）または入力バッファ１２のＰａｇｅ０（またはＰａｇｅ１）を満たすためのダミーのデータを付加する所謂パディング（Ｐａｄｄｉｎｇ）を行う必要がある。図６の映像データＷｅｎｄで示す矢印は、パディングを行った後に磁気ディスク１５への書き込みが行われたことを意味している。付加するダミーのデータ量を磁気ディスク１５の書き込み単位とするか、または入力バッファ１２のＰａｇｅ０（またはＰａｇｅ１）のサイズとするかは、コントローラ１４のファイルシステムの実装に依存する。
【００２３】
最後に、図７に基づき読み出し処理を終了する場合について説明する。
読み出しデータの最後尾が出力バッファ１６のＰａｇｅ０（またはＰａｇｅ１）の最後尾と一致することはほとんどないと考えてよい。したがって、図７に示すように、入力バッファ１２のＰａｇｅ０から磁気ディスク１５へ映像データＷｎを書き込んだ後に、磁気ディスク１５に格納されていたデータＲのうち最後の映像データＲｅｎｄを出力バッファ１６のＰａｇｅ０に転送した後は、無出力とするか、またはコントローラ１４から出力バッファ１６に定型データを供給することによりテスト・パターン、ロゴなどのダミーデータを出力してもよい。
【００２４】
図８〜図１０は、各々、コントローラ１４の制御フローチャート、書き込み処理を説明するフローチャート、読み出し処理を説明するフローチャートであり、以下このフローチャートの内容を説明する。
まず、図８に示すように、コントローラ１４では、ＳＴＥＰ１０１（図中ではＳ１０１と記す、以下同様）において制御コマンドが初期化コマンドか否かを判断し、初期化コマンドであれば磁気ディスク１５を初期化する。初期化コマンドでなければ、ＳＴＥＰ１０２においてファイル作成コマンドか否かを判断し、ファイル作成コマンドであれば磁気ディスク１５に新たなファイルを作成する。ファイル作成コマンドでなければ、ＳＴＥＰ１０３に進み、ファイルの削除コマンドか否かを判断する。ファイルの削除コマンドであれば、該当するファイルを削除する処理を行う。ファイルの削除コマンドでなければ、次のＳＴＥＰ１０４においてファイルの読み出しコマンドか否かを判断し、読み出しコマンドであれば読み出しプロセスを起動する。読み出しコマンドでなければ、次のＳＴＥＰ１０５においてファイルの書き込みコマンドか否かを判断し、書き込みコマンドであれば書き込み処理を起動する。次に、ファイルの書き込みコマンドでなければ、次のＳＴＥＰ１０６において終了コマンドか否かを判断する。終了コマンドであれば、指定されたファイルの読み出しまたは書き込みを終了し、書き込みの場合は入力バッファ１２に残っているデータを磁気ディスク１５に格納する等、当該プロセスに終了コマンドを送出する。終了コマンドでないときは、次のＳＴＥＰ１０７において、ディレクトリコマンドか否かを判断する。ディレクトリコマンドのときは、ファイル名、ファイルサイズ、記録日時、付加情報などディレクトリ情報をステータスとして返す。
【００２５】
図９において、書き込みプロセスは、開始後にＳＴＥＰ２０１においてコントローラ１４に内蔵されるファイルシステムにより磁気ディスク１５における書き込み領域の取得をした後に、ＳＴＥＰ２０２において入力バッファ１２への映像データ入力が開始される。入力が開始された後には、ＳＴＥＰ２０３において磁気ディスク１５に対する書き込み要求または書き込み終了コマンドを待ち、ＳＴＥＰ２０４においてコマンドが書き込み終了か否かを判断し、書き込み終了コマンドでなければ、ＳＴＥＰ２０５において磁気ディスク１５が要求処理中、つまり読み出し要求から読み出しの終了までの間にあるか否かを確認し、要求処理中でなければ、ＳＴＥＰ２０６において磁気ディスク１５への書き込み処理を実行する。要求処理中であれば、再度要求処理中か否かを確認する。一方、ＳＴＥＰ２０４においてコマンドが書き込み終了と判断されたときには、ＳＴＥＰ２０７において入力バッファ１２への映像データ入力を停止するとともにダミーデータを付加、充填する処理を行う。次いで、ＳＴＥＰ２０８にて磁気ディスク１５が前記要求処理中か否かを確認し、要求処理中でなければ、ＳＴＥＰ２０９にて磁気ディスク１５への書き込み処理を実行する。その後、ＳＴＥＰ２１０にてファイルシステムにより書き込み完了処理がなされ、一連の書き込み処理は終了する。
【００２６】
図１０において、読み出し処理は、開始後にＳＴＥＰ３０１においてコントローラ１４に内蔵されるファイルシステムにより磁気ディスク１５における読み出すファイルに関する情報を取得する。次に、ＳＴＥＰ３０２において磁気ディスク１５が要求処理中、つまり書き込み処理の要求から書き込み終了までの間にあるか否かを確認し、要求処理中でなければ、ＳＴＥＰ３０３において磁気ディスク１５から前記ファィル情報に基づき読み出し処理を実行し、ＳＴＥＰ３０４において読み出されたデータを出力バッファ１６から出力する。次いで、ＳＴＥＰ３０５において磁気ディスク１５が前記要求処理中か否かを確認し、要求処理中であれば待機し、一方要求処理中でなければ、ＳＴＥＰ３０６において磁気ディスク１５からの読み出し処理を実行し、その後ＳＴＥＰ３０７において読み出し要求、読み出し終了コマンドまたは読み出し完了通知を待つ。次に、ＳＴＥＰ３０８において読み出し終了コマンドか否かを判断し、読み出し終了コマンドでなければＳＴＥＰ３０５へ戻り、読み出し終了コマンドであれば、ＳＴＥＰ３０９において出力バッファ１６からの映像データの出力を停止する。その後、ＳＴＥＰ３１０にてファイルシステムにより読み出し完了処理を行い、一連の読み出し処理は終了する。
【００２７】
次に、ハードディスクドライブ１０をデジタルビデオレコーダシステムに適用した例を図１２に基づき説明する。なお、ハードディスクドライブ１０についてはすでに詳細に説明してあるので、ここではハードディスクドライブ１０以外の部分について説明する。
図１２に示すように、デジタルビデオレコーダシステム１は、入力経路１１上のチューナ２およびＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）エンコーダ３と、出力経路１７上のビデオコントローラ４およびＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）デコーダ５と、ハードディスクドライブ１０と、モデム６と、メインコントローラ７と、テレビジョン８と、リモコン９とからから構成される。
チューナ２は例えばＴＶ放送（プログラム）を受信する。ＴＶプログラムとしてはアナログ放送およびデジタル放送があり、本実施の形態ではアナログ放送の例を説明するが、本発明はデジタル放送についても適用できる。デジタル放送の場合は、圧縮された信号が送られてくるので、ＭＰＥＧエンコーダ３は不要である。
ＭＰＥＧエンコーダ３は、アナログ信号をデジタル化するとともに圧縮する機能を有している。また、ＭＰＥＧデコーダ５は、圧縮された映像データを伸張処理する機能を有し、ビデオコントローラ４は通常のビデオコントローラとしての機能の他にデジタルデータをアナログ化する機能を有している。
メインコントローラ７は、チューナ２、ＭＰＥＧエンコーダ３、ビデオコントローラ４、ＭＰＥＧデコーダ５およびハードディスクドライブ１０のコントローラ１４を制御する。このメインコントローラ７にはモデム６が接続されている。このモデム６を介して、例えばインターネット上に電子番組ガイドを設けておけばその番組ガイドに基づき視聴者の好みの番組を自動録画することを可能とする。メインコントローラ７は、リモコン９の操作により所定の制御を実行する。
【００２８】
チューナ２は例えばＴＶ放送を受信する。本実施の形態においてこのＴＶプログラム、つまり音声を含む映像データは、前述の通り、アナログ信号からなるものとする。視聴者が当該ＴＶプログラムを録画するためにリモコン９を操作すると以下の録画処理が実行される。つまり、ＭＰＥＧエンコーダ３がこのアナログ信号をデジタル化するとともに圧縮する。デジタル化された映像データは入力経路１１を転送し、入力バッファ１２に一時的に蓄積され、一時的に蓄積された入力データはコントローラ１４の指示により磁気ディスク１５に転送、格納される。つまり、ＴＶプログラムが録画される。入力バッファ１２における入力データの一時的な蓄積、磁気ディスク１５への転送、格納の具体的処理内容はすでに説明した通りである。
また、視聴者が磁気ディスク１５に録画されたＴＶまたは他のプログラムを再生するためにリモコン９を操作すると、メインコントローラ７およびハードディスクドライブ１０のコントローラ１４の制御により磁気ディスク１５へ録画された映像データは出力バッファ１６に対して出力される。出力バッファ１６に一時的に蓄積された映像データは、ＭＰＥＧデコーダ５により伸張処理が施された後にビデオコントローラ４に転送される。ビデオコントローラ４にて当該映像データはアナログ化された後、ビデオコントローラ４の制御にしたがって、テレビジョン８に再生される。磁気ディスク１５から出力バッファ１６への映像データの転送、および出力バッファ１６における映像データの一時的な蓄積および出力の具体的な処理内容はすでに説明した通りである。
以上のデジタルビデオレコーダシステム１は、同時記録・再生が可能なハードディスクドライブ１０を備えているため、ＴＶプログラムを録画しながら録画された当該プログラムを任意の時点から視聴することができる。また、ＴＶプログラムを録画しながら磁気ディスク１５に記録された別のプログラムを視聴することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明のように、本発明によれば、ランダムアクセスが可能な磁気ディスク等の記録装置を用いて同時記録・再生することができるデータ記録・再生装置を提供することができる。また本発明は、そのようなデータ記録・再生装置に適した映像データの記録・再生方法を提供することができるので、再生したいプログラムを短時間で確実に見つけ出すことができ、さらにＴＶプログラムを録画しながら録画された当該プログラムを任意の時点から視聴したい、あるいは、ＴＶプログラムを録画しながら先に録画された別のプログラムを視聴したいという視聴者の要望に答えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかるデータ記録・再生装置を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態にかかるハードディスクドライブ１０中のコントローラ１４の内容を示す図である。
【図３】読み出し、書き込み処理の定常状態を説明するタイミングチャートである。
【図４】書き込み処理が先行しその後に読み出し処理を開始する場合の同時読み出し、書き込み処理のタイミングチャートである。
【図５】読み出し処理が先行しその後に書き込み処理を開始する場合の同時読み出し、書き込み処理のタイミングチャートである。
【図６】読み出し、書き込み処理の定常状態から書き込み処理を処理を終了する場合のタイミングチャートである。
【図７】読み出し、書き込み処理の定常状態から読み出し処理を終了する場合のタイミングチャートである。
【図８】コントローラ１４における制御フローチャートである。
【図９】書き込み処理を説明するフローチャートである。
【図１０】読み出し処理を説明するフローチャートである。
【図１１】コマンド入力／ステータス出力経路１３からコントローラ１４に与えられるコマンドの例を示す図表である。
【図１２】本発明を適用し得るデジタルビデオレコーダシステムを示すブロック図である。
【符号の説明】
１０…ハードディスクドライブ（データ記録・再生装置）、１１…入力経路、１２…入力バッファ、１３…コマンド入力／ステータス出力経路、１４…コントローラ、１５…磁気ディスク、１６…出力バッファ、１７…出力経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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