(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノンリニアアクセス可能な複数の記録媒体にタイムスロットを単位としてデータを記録するようになされたデータ記録再生装置において、
上記データを上記複数の記録媒体に記録及び再生を行う記録再生部と、
所定の間隔で配置され、上位から管理のためのコマンドが配されるシステム管理用のタイムスロットを利用するシステム管理用コントローラと、
上記複数の記録媒体のうちでいずれかの記録媒体に記録されているデータの再生ができないことが検出されたとき、
再生可能な上記記録媒体から上記データとエラー訂正用データとを再生するように上記記録再生部を制御し、上記管理のためのコマンドがないことが検出された上記システム管理用のタイムスロットにおいて、再生可能な上記記録媒体からのデータと上記エラー訂正用データとから上記再生できないデータを再構築するようになされた制御部とを有することを特徴とするデータ記録再生装置。
【請求項２】
ノンリニアアクセス可能な複数の記録媒体にタイムスロットを単位としてデータを記録するようになされたデータ記録再生方法において、
記録再生部によって、上記データを上記複数の記録媒体に記録及び再生を行い、
システム管理用コントローラによって、所定の間隔で配置され、上位から管理のためのコマンドが配されるシステム管理用のタイムスロットが利用され、
上記複数の記録媒体のうちでいずれかの記録媒体に記録されているデータの再生ができないことが検出されたとき、
再生可能な上記記録媒体から上記データとエラー訂正用データとを再生するように上記記録再生部を制御し、上記管理のためのコマンドがないことが検出された上記システム管理用のタイムスロットにおいて、再生可能な上記記録媒体からのデータと上記エラー訂正用データとから上記再生できないデータを再構築することを特徴とするデータ記録再生方法。
【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およびその方法に関し、特に、データの再構築中でも、データの連続性を確保することが可能なデータ記録再生装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、テープのようにシーケンシャルアクセスの記録再生メディアに代わって、ハードディスクなどのランダムアクセスが可能な記録再生メディアを使用して、映像音声データを記録再生する装置が普及しつつある。
【０００３】
一般的には、高画質を必要とされるような映像記録再生装置においては、要求される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、ハードディスクを複数台並列運転して転送レートを高速化し、さらにパリティデータを記録しておくことにより、万一いずれかのハードディスクが故障しても、元のデータを復元（再構築）できるようにすることにより信頼性を確保した装置が使用されている。
【０００４】
このようなデータの記録再生装置は、ディスクアレイと呼ばれている。ディスクアレイ装置についての詳細は、Ａ  Ｃａｓｅ  ｆｏｒ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ  Ａｒｒａｙｓ  ｏｆ  ＩｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅＤｉｓｋｓ（ＲＡＩＤ）（ＡＣＭＳＩＧＭＯＤ  （Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ），Ｊｕｎｅ  （１９８８）で論じられているため、ここではその詳細を省略する。上記の文献において、ディスクアレイ装置は、ＲＡＩＤと呼ばれ、ＲＡＩＤ１〜５までの５つのクラスに分類されている。図１に示されるディスクアレイ装置は、分類されたクラスの内のＲＡＩＤ３
に相当している。すなわち、図１のディスクアレイ装置において、８ビット、１６ビット等の所定のビット幅を有する入出力データ１が供給されるディスクアレイコントローラ２に、複数（この例では５台）の並列に動作するハードディスク３、４、５、６、７が接続されている。これらのハードディスクのうち、ハードディスク３、４、５、６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２により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７は、各入力データから演算されるパリティだけを記録するためのものである。
【０００５】
図２は、パリティ例えば奇数パリティの生成動作を説明するものである。４個のデータＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４がエクスクルーシブＯＲゲート３６に供給され、パリティデータＤＰが生成される。すなわち、各ビット位置で、奇数個の｀１’  が存在するように、パリティデータＤＰが生成される。なお、データＤ１〜Ｄ４は、ハードディスク３、４、５、６のそれぞれのデータを意味する。そして、このパリティデータＤＰが図１のディスクアレイ装置のハードディスク７に記録される。
【０００６】
若し、いずれかのハードディスクが故障した場合、残されたデータとパリティＤＰの演算により、オリジナルのデータを復元することができるので、この復元されたデータを故障が解消されたハードディスクに記録し直すことによって、データの再構築が可能である。通常、故障したハードディスクは、新たなものに交換される。一例として、図３に示すように、４個のデータＤ１〜Ｄ４の中で、例えばＤ３（ハードディスク３のデータ）が誤りとなった場合、データＤ３が誤りであることが分かれば、エクスクルーシブＯＲゲート３６に対して、誤りでないデータＤ１、Ｄ２、Ｄ４およびＤＰを入力することによって、オリジナルのデータＤ３復元することができる。なお、ハードディスク３、４、５、６、７がそれぞれエラー訂正符号によるエラー訂正動作を行っており、訂正不可能なエラーが発生した場合に、上述したパリティによる誤り訂正がなされる。
【０００７】
一方、このような映像・音声データ記録装置を放送業務用として用いようとした場合には、例えば入力される映像データがＤ２ベースバンド信号である場合には約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効転送レートを３０Ｍｂｐｓ程度であるとすると、ディスクアレイ内部のハードディスクは４台必要になる。更に、例えばチャンネル数が６チャンネル必要だとすると２４台のハードディスクが必要となる。
【０００８】
ここで、実効転送レートとは、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ことではない。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。
【０００９】
しかしながら、２４台ものハードディスクを一度に並列動作させることは一般的ではない。すなわち、多数のハードディスクを同時的に一斉に動作させようとすると、コマンドを発行したり、それそ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、余計な時間がかかってしまい、その結果、実効転送レートが落ちたり、故障に対する信頼性の確保が困難になってしまう。そこで、従来は、上述したような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を図っていた。
【００１０】
【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ィスクアレイを用いた映像記録再生装置においては、万一いずれかのハードディスクに故障が発生し、データの再構築が必要となっても、オペレータの要求に応じて一定時間内に要求された量のデータが返せないと、つまり、転送レートが極端に低下するような動作を行ってしまうと、データが途切れ動画の再生や音声の再生が中断する問題が生じる。この点から、再構築動作を勝手に行うことができないという問題を有する。
【００１１】
一方で、再構築動作の起動をオペレータに任せ、性能低下が許容される場合にのみ再構築動作を起動するようにしても、再構築動作が起動されるまでの期間では、冗長性のない状態の使用を余儀無くされる。
【００１２】
また、ハードディスクは一般的にＳＣＳＩインターフェースを採用しているが、この規格では、一旦ハードディスクに対してデータの再生、記録などのコマンドを発行してしまうと、その動作を中断させ、新たなコマンドを発行して次の動作に移行させるためには時間がかかる。従って、ディスクアレイが勝手に再構築動作を開始し、オペレータからの要求が発生したら、その時点で再構築動作を強制的に中断させて、要求されたデータの再生、もしくは記録を行うという方法では、要求を受け取ってから実際に動作を開始するまでに時間がかかり、全体としての動作時間が延びてしまう。この方法でも、データの連続性が確保できず動画あるいは音声の連続再生ができなくなる可能性が生じる。
【００１３】
さらに、予め、実際に動作を開始するまでの遅延を予測して構成されたシステムでは、動作の遅延が生じた場合に、データの連続性を確保することによって、動画や音声の連続再生を続けるために、余分なデータを蓄積しておくためのメモリ、並びにその制御回路も必要とする。その結果、コストアップが生じる。
【００１４】
このように、データの再構築を行う機能を有することによって信頼性を確保する構造をもつディスクアレイを使用して、映像・音声等のデータ記録再生装置を構成した場合、ハードディスクの故障によってデータの一部に再構築の必要性が生じると、性能の一部を犠牲にしなければ冗長性を元の状態に戻せないという問題があった。
【００１５】
従って、この発明の目的は、ハードディスクに障害が発生した時に、データの記録・再生要求に対して、性能を低下させることなく、再構築動作を行うことが可能なデータ記録再生装置およびその方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、ノンリニアアクセス可能な複数の記録媒体にタイムスロットを単位としてデータを記録するようになされたデータ記録再生装置において、
データを複数の記録媒体に記録及び再生を行う記録再生部と、
所定の間隔で配置され、上位から管理のためのコマンドが配されるシステム管理用のタイムスロットを利用するシステム管理用コントローラと、
複数の記録媒体のうちでいずれかの記録媒体に記録されているデータの再生ができないことが検出されたとき、
再生可能な記録媒体からデータとエラー訂正用データとを再生するように記録再生部を制御し、管理のためのコマンドがないことが検出されたシステム管理用のタイムスロットにおいて、再生可能な記録媒体からのデータとエラー訂正用データとから再生できないデータを再構築するようになされた制御部とを有することを特徴とするデータ記録再生装置である。
【００１７】
請求項２の発明は、ノンリニアアクセス可能な複数の記録媒体にタイムスロットを単位としてデータを記録するようになされたデータ記録再生方法において、
記録再生部によって、データを複数の記録媒体に記録及び再生を行い、
システム管理用コントローラによって、所定の間隔で配置され、上位から管理のためのコマンドが配されるシステム管理用のタイムスロットが利用され、
複数の記録媒体のうちでいずれかの記録媒体に記録されているデータの再生ができないことが検出されたとき、
再生可能な記録媒体からデータとエラー訂正用データとを再生するように記録再生部を制御し、管理のためのコマンドがないことが検出されたシステム管理用のタイムスロットにおいて、再生可能な記録媒体からのデータとエラー訂正用データとから再生できないデータを再構築することを特徴とするデータ記録再生方法である。
【００２４】
上述のように構成された、この発明によれば、複数のディスアレイを並列運転することによって信頼性を確保し、記録再生時の転送レートを高速化した映像・音声データの記録再生装置において、データの処理ブロックとディスクアレイのデータ転送方式を、コマンドとデータが同時に転送でき、複数の伝送路が同期的に動作するインターフェースを用い、あらかじめ決められたスケジュールで装置全体が動作している。それによって、万一、ディスクアレイ内で使用しているハードディスクに障害が発生し、データの再構築動作が必要になったとしても、非同期的に発生する映像・音声データの処理ブロックからのデータ記録・再生要求に対して、性能を低下させることなく再構築動作を続けることができる。
【００２５】
また、この発明によれば、あらかじめ準備されたシステム用のタイムスロット以外のスロットにおいても、空き時間を算出し、許容される量だけのデータ再構築動作を行うことにより、再構築動作にかかる時間を短縮することができる。
【００２６】
【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４は、この発明によるディスクアレイを用いて構成されたデータ記録再生装置の構成の一例を示す。この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（例えばチャンネル１〜チャンネル６）で、入出力することができるように構成されている。図４では６台のシリアル入出力を装備したディスクアレイ装置３８、３９、４０、４１、４２、４３を並列に運転する構成とされている。各ディスクアレイ装置３８、３９、４０、４１、４２、４３は、複数台のデータ記録用ハードディスクと、１台のパリティデータ記録用ハードディスクとから構成されている。
【００２７】
このデータ記録再生装置においては、６個のビデオデータコントローラ５８、・・・、５９が設けられ、これらのビデオデータコントローラ５８、・・・、５９のそれぞれに１チャンネルのビデオデータが入出力される構成とされている。本実施例では、このビデオデータはＭＰＥＧなどにより圧縮されたデータとして説明するが、圧縮されていないビデオデータであっても構わない。また、圧縮方法は、フレーム間相関を用いたＭＰＥＧに限定されるものではなく、各種圧縮方法により圧縮されたデータでも構わない。また、接続されるディスクアレイ装置に対応したパシリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器４６、４８、５０、５２、５４、５６と、パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器４７、４９、５１、５３、５５、５７が設けられている。
【００２８】
ディスクアレイ装置３８〜４３のそれぞれのシリアル出力６０、６２、６４、６６、６８、７０は、Ｓ／Ｐ変換器４６、４８、５０、５２、５４、５６を介して高速のデータバス４４に接続される。ディスクアレイ装置３８〜４３のそれぞれのシリアル入力６１、６３、６５、６７、６９、７１は、Ｐ／Ｓ変換器４７、４９、５１、５３、５５、５７を介して高速のデータバス４５に接続される。さらに、上位の管理者とネットワーク７３を介して通信できるようにされたシステム管理用のコントローラ７２が設けられている。これらのビデオデータコントローラ５８、・・・、５９、Ｐ／Ｓ変換器４７、４９、５１、５３、５５、５７、Ｓ／Ｐ変換器４６、４８、５０、５２、５４、５６、システム管理用のコントローラ７２によりデータ処理ブロック３７が構成されている。また、本実施例では、６個のディスクアレイ装置３８〜４３により記録再生ブロックが構成されている。
【００２９】
上述したように、ビデオデータコントローラ５８、・・・、５９は入力と出力とで独立した４８ビットのデータバス４４、４５を共有している。ビデオデータコントローラ５８、・・・、５９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データバス４５に供給され、データバス４５において８ビット毎に分割され、Ｐ／Ｓ変換器４７、・・・、５７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６１、・・・、７１を通してディスクアレイ装置３８〜４３に供給される。また、ディスクアレイ装置３８〜４３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６０、・・・、７０を通してＳ／Ｐ変換器４６、・・・、５６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、データバス４４を通してビデオデータコントローラ５８、・・・、５９に供給される。
【００３０】
ここで、シリアル転送ライン６０、・・・、７０およびシリアル転送ライン６１、・・・、７１が独立しているため、ディスクアレイ装置３８〜４３から見るとある瞬間ではシリアル転送ラインからデータを受信し、シリアル転送ライン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。
【００３１】
図５は、図４に示すシリアル転送ライン６０、・・・、７０および６１、・・・、７１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３３が設けられている。この同期信号３３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３５が転送される。ビデオデータコントローラ５８、・・・、５９は、この部分にディスクアレイ装置３８〜４３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３８〜４３はこの部分にコマンドに対するステータスや、ディスクアレイ装置３８〜４３の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５８、・・・、５９側に転送する。
【００３２】
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３５をディスクアレイ装置３８〜４３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５８、・・・、５９からディスクアレイ装置３８〜４３に転送されたり、ディスクアレイ装置３８〜４３からビデオデータコントローラ５８、・・・、５９に転送される。
【００３３】
上述したディスクアレイ装置３８〜４３のそれぞれは、図６に示すような構成とされている。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を通してＳ／Ｐ変換器１４に供給される。ここで、この入力データは図５に示す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１４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１５に供給される。この記録用データコントローラ１５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ＦＩＦＯ１１に供給され蓄積される。
【００３４】
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１５からデータマルチプレクサ１６に供給される。このデータマルチプレクサ１６には、メモリコントローラ１８、１９、２０、２１およびＳＣＳＩプロトコルコントローラ（ＳＰＣ）２３、２４、２５、２６を介してビデオデータ記録用のハードディスク２８、２９、３０、３１が接続されている。また、このデータマルチプレクサ１６にはパリティ演算回路１７が接続され、このパリティ演算回路１７には、メモリコントローラ２２およびＳＰＣ２７を介してパリティデータ記録用のハードディスク３２が接続されている。また、ＳＰＣ２３〜２７は直列に接続され、その一端がＣＰＵ９と接続されている。データマルチプレクサ１６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２８〜３１に記録される。また、このときパリティ演算回路１７で演算されたパリティデータはハードディスク３２に記録される。
【００３５】
一連の記録動作が正常に終了すると、ＣＰＵ９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ＦＩＦＯ１０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１２に供給される。再生用データコントローラ１２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１３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１３によりシリアルデータに変換され、シリアル転送ラインを通して、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。
【００３６】
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２８〜３１に記録されているビデオデータおよびハードディスク３２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１６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１２に供給される。また、ＣＰＵ９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ＦＩＦＯ１０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１２に供給される。再生用データコントローラ１２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１３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１３によりシリアルデータに変換され、シリアル転送ラインを通して出力データが送信される。
【００３７】
図７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５８、・・・、５９が、ディスクアレイ装置３８〜４３にデータを送るタイミングを表わしたものである。図７に示すように、この一実施例においては、時間Ｔ秒例えばビデオデータ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３８〜４３に、ビデオデータコントローラ５８、・・・、５９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。
【００３８】
例えば、ビデオデータコントローラ１（６個のビデオコントローラ５８、・・・、５９を順にビデオコントローラ１、ビデオコントローラ２、・・・、ビデオコントローラ６と称する）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（６１、６３、・・・、７１）を通してディスクアレイ装置３８〜４３側に送信する。このとき、それぞれのディスクアレイ装置３８〜４３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３８〜４３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。
【００３９】
ディスクアレイ装置３８〜４３の内部では、Ｓ／Ｐ変換器１４により入力データがパラレルデータに変換されたあと、先頭のＳＹＮＣ信号３３（図５参照）を検出し、続くコマンドＣ１を記録用データコントローラ１５で選択して、コマンド用ＦＩＦＯ１１に蓄積する。さらに、続くビデオデータＷ１は、データマルチプレクサ１６で各ハードディスク２８〜３１に分配され記録されると同時に、パリティ演算回路１７で演算されたパリティデータをハードディスク３２に記録する。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（６０、６２、・・・、７０）を通してビデオデータコントローラ１に知らせることにより一連の動作が完了する。
【００４０】
また、ビデオデータコントローラからのデータ再生要求があると、それぞれのハードディスク２８〜３１からデータを読み出し、書き込み時とは逆にデータマルチプレクサ１６によって一本化し、ＳＹＮＣ信号３３と、ステータスデータ３４に続いて再生用データコントローラ１２を介してＰ／Ｓ変換器１３でシリアルデータに変換した後、転送ライン６０、６２、６４、６６、６８、７０で転送する。
【００４１】
例えばビデオデータコントローラ４がディスクアレイ装置３８〜４３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３８〜４３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３８〜４３の側では、それぞれのディスクアレイ装置３８〜４３のハードディスク２８〜３１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１６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１２およびＰ／Ｓ変換器１３を通って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変換器４６、４８、・・・、５６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。
【００４２】
上述した構成では、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５８、・・・、５９とディスクアレイ装置３８〜４３間の、ビデオデータ／コマンド／ステータスのやりとりは、前述のタイムスロットで割り当てられた時間で行われる。従って、複数のコントローラが同時に、もしくは特定のコントローラが集中的にコマンドを発行したりすることがないようにするための調停作業が不要で、制御も簡略化できるうえに、あらかじめ決められたスケジュールで動作しているため、ディスクアレイ装置内の空き時間を管理することができる。
【００４３】
この発明の一実施例では、この空き時間を検出し、実行可能な再構築データ量を決定し、分割的に再構築動作を行うことによって、性能劣化を最小限に抑えたまま再構築動作を終了する。データの再構築動作とは、前述のように残されたデータからオリジナルのデータを再計算し、それをデータの失われたハードディスクに対して記録する作業である。従って、残されたデータをハードディスクがシークするための時間Ｘａと、このデータを読み出すための時間Ｘｂと、パリティ演算回路１７によって再構築データを計算する時間Ｘｃと、ＳＰＣに対してステータスを送る時間Ｘｄとを合計した時間（Ｘａ＋Ｘｂ＋Ｘｃ＋Ｘｄ）が再構築データの計算のために必要とされる。さらに、再構築データをメモリコントローラ１８〜２２に蓄積し、再構築対象のハードディスクにこのデータを記録することが必要である。例えばハードディスク３１にデータを再構築するときは、メモリコントローラ２１に再構築データを蓄積し、その後、残された時間でデータをハードディスク３１に記録する。
【００４４】
図８、図９および図１０は、この発明におけるデータの再構築動作の第１、第２および第３の動作タイミングの例を示している。これらのタイミング図は、ハードディスク２８〜３２の内部の動作と、ハードディスクおよびＳＰＣ２３〜２７間のＳＣＳＩバスの状態とを示す。図８に示す第１の例は、システム管理用コントローラ７２のために設けられている、システム用のタイムスロットＴｓを使用してデータの再構築動作を行うものである。このタイムスロットＴｓは、一定間隔で配置されている。タイムスロットＴｓにおいて、データの再構築動作および再構築データの記録動作がなされる。
【００４５】
例えばハードディスク３１に支障が生じた場合、ＳＰＣ２６とハードディスク３１との通信が不能となり、ＣＰＵ９がこれを検出し、ハードディスク３１を切り離す。そして、図８に拡大して示すように、ＳＰＣ２３、２４、２５および２７がコマンドを送り、ハードディスク２８、２９、３０および３２のそれぞれがコマンドを解釈し、コマンドを実行する。その後に、シーク動作がなされ、回転待ちの状態となる。この状態になるまでに、時間Ｘａが必要とされる。次の時間Ｘｂにおいて、データが再生される。再生データが時間Ｘｃにおいて、ＳＰＣ２３、２４、２５および２７に転送され、この時間Ｘｃにおいて、パリティ演算回路１７によって、パリティが計算される。次の時間Ｘｄにおいて、ステータスがＳＰＣ２３、２４、２５および２７に送られる。Ｘａ＋Ｘｂ＋Ｘｃ＋Ｘｄの時間によって、データの再構築がなされる。
【００４６】
次に、再構築データがハードディスク３１に対して記録される。この記録動作も、データの再構築動作と同様に、ＳＰＣ２６からハードディスク３１へのコマンドの送信、シーク、回転待ち、データの記録、ＳＰＣ２６へのデータ転送、ＳＰＣ２６へのステータスの送信からなるシーケンスによってなされる。
【００４７】
この図８に示すシステム用のタイムスロットを利用する方法は、各ビデオコントローラからみた性能の低下はなく、データの記録再生要求に応えながら、データの再構築を行っていくことが可能である。この場合はシステムスロットであること、並びに、上位から管理のためのコマンドがないことを検出し、１タイムスロットの時間内で再構築可能なデータ量を再構築する。ＣＰＵ９は、空き時間を管理しており、上記の条件を満たすシステム用スロットにおいて自動的に再構築動作を起動するように構成されている。それによって、障害が生じた全領域のデータを再構築するための時間を短縮できる。
【００４８】
図９に示す第２の例は、１タイムスロット中で、上位システム（具体的にはビデオデータコントローラ）からのコマンドを実行した後の、残り時間Ｘｅを使用してデータの再構築動作を行うものである。すなわち、ＳＰＣ２３〜２７に対して各ハードディスクが動作終了のステータスを返してきた時点で、ディスクアレイ内部のＣＰＵ９がタイムスロット内の残り時間Ｘｅを算出し、その間に実行できる再構築データ数を計算し実行する。この計算は残された時間とデータの転送レート、アクセスに必要な時間から可能である。第１の例と同様に、データの再構築と再構築データの記録により、再構築動作がなされる。また、ＣＰＵ９が空き時間を管理し、自動的に再構築動作を起動するようになされている。
【００４９】
図１０に示す第３の例は、割り当てられたタイムスロットでビデオデータコントローラからコマンドがこなかった場合をディスクアレイ内部のＣＰＵ９が検出して、タイムスロット内に実行できる再構築データ数を計算し実行するものである。この計算は、１タイムスロット内でアクセスできるデータの量とアクセスに必要な時間から可能であり、システムスロットの場合と同様に、あらかじめ決められたデータ量として設定できる。また、第１および第２の例と同様に、ＣＰＵ９が空き時間において、自動的に再構築動作を起動するようになされている。
【００５０】
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。例えば、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。また、エラー訂正用冗長データとしては、パリティ以外のエラー訂正符号を使用しても良い。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、複数のディスアレイを並列運転することによって信頼性を確保し、記録再生時の転送レートを高速化したビデオ・音声データの記録再生装置において、データの処理ブロックとディスクアレイのデータ転送方式を、コマンドとデータが同時に転送でき、複数の伝送路が同期的に動作するインターフェースを用い、あらかじめ決められたスケジュールで装置全体が動作している。そして、若し、ディスクアレイ内で使用しているハードディスクに障害が発生し、データの再構築動作が必要になったとしても、非同期的に発生するデータの処理ブロックからのデータ記録・再生要求に対して、性能を低下させることなく再構築動作を続けることができる。
【００５２】
また、この発明によれば、あらかじめ準備されたシステム用のタイムスロット以外のスロットにおいても、空き時間を算出し、その空き時間内で許容される量だけのデータ再構築動作を行うことにより、再構築動作にかかる時間を短縮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】パリティ生成動作の説明のための略線図である。
【図３】パリティによるオリジナルデータの復元動作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一実施例を示すブロック図である。
【図５】この発明の一実施例におけるシリアル転送のデータフォーマットを示す略線図である。
【図６】この発明の一実施例に用いられるディスクアレイ装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】この発明の一実施例の動作例を示すタイミングチャートである。
【図８】この発明の一実施例におけるデータ再構築動作の第１の例を示すタイミングチャートである。
【図９】この発明の一実施例におけるデータ再構築動作の第２の例を示すタイミングチャートである。
【図１０】この発明の一実施例におけるデータ再構築動作の第３の例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
９・・・ＣＰＵ、１６・・・データマルチプレクサ、１７・・・パリティ演算回路、１８〜２２・・・メモリコントローラ、３８〜４３・・・ディスクアレイ装置、５８、・・・、５９・・・ビデオデータコントローラ
【図１】
0003552471.tif 000002
【図２】
0003552471.tif 000003
【図３】
0003552471.tif 000004
【図４】
0003552471.tif 000005
【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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