(57)【要約】【課題】ネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置上に搭載したＭＰＵのネットワーク処理と磁気ディスクへの記録・再生処理を軽減すること。【解決手段】ネットワークに接続するインタフェース部１０２と、単一のＭＰＵ１０４と、メモリ１０３と、磁気ディスク媒体に記録・再生するための信号処理回路１０５，１０６と、磁気ヘッド及び磁気ディスク媒体を内蔵したＨＤＡ１０７と、を備えた磁気ディスク装置であって、インタフェース部、ＭＰＵ、メモリ、信号処理回路は共通基板に搭載され、インタフェース部に入力されるイーサネットフレームは、ＨＤＡの磁気ディスク媒体にデータ分割されることなく入力された通りの形態で記録・再生されること。また、磁気ディスク媒体がイーサネットフレーム長をデータサイズとするセクタフォーマットを有する構成とする。【選択図】        図１
2004241079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに接続するインタフェース部と、単一のＭＰＵと、メモリと、磁気ディスク媒体に記録・再生するための信号処理回路と、磁気ヘッド及び磁気ディスク媒体を内蔵したＨＤＡ（Ｈｅａｄ  Ｄｉｓｋ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）と、を備えた磁気ディスク装置であって、
前記インタフェース部、前記ＭＰＵ、前記メモリ、前記信号処理回路は共通基板に搭載され、
前記インタフェース部に入力されるイーサネット（登録商標）フレームは、前記ＨＤＡの磁気ディスク媒体にデータ分割されることなく入力された通りの形態で記録・再生される
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記磁気ディスク媒体がイーサネットフレーム長をデータサイズとするセクタフォーマットを有することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記メモリは、プログラム及びネットワーク設定を格納するとともにイーサネットフレームのバッファリングを行うものであり、
前記インタフェース部と前記メモリの間にＣＲＣを介在させ、
前記ＣＲＣは、イーサネットフレームの記録時にはＣＲＣ演算を行いエラーをチェックして前記メモリに出力し、再生時にはＣＲＣ演算を行ってＦＣＳ付加し前記ネットワーク部に出力する
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３において、
ユーザデータ量が大であって前記インタフェース部への入力が分割された複数のイーサネットフレームである場合に、前記ＭＰＵは、記録時には入来したイーサネットフレームの順番通りに前記ＨＤＡに記録するように制御し、再生時にはイーサネットフレームのヘッダ情報を検出して前記ユーザデータの作成順に並べ替えて出力するように制御する
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つの請求項において、
前記イーサネットフレームは、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルとＵＤＰ／ＩＰプロトコルを含むことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記ＭＰＵは、前記イーサネットフレームが前記ＴＣＰ／ＩＰプロトコルであるかＵＤＰ／ＩＰプロトコルであるかを検出し、ＵＤＰプロトコルである場合は磁気ディスク媒体に記録又は再生するデータのエラー訂正及び検出機能を停止することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項７】
請求項５において、
前記ＭＰＵは、ＩＰヘッダ長と、ＴＣＰ又はＵＤＰヘッダ長を検出してイーサネットフレーム中のデータ部のみを切り出し、前記データ部を記録又は再生することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記磁気ディスク媒体に前記イーサネットフレームと前記データ部とを記録又は再生する領域を設けることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記イーサネットフレームと前記データ部との領域は、磁気ヘッド毎又はトラック範囲毎に区分けすることを特徴とする磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置に関し、特に、ＭＰＵ、メモリ、ネットワークインタフェース、磁気ディスク媒体に記録・再生する信号処理回路、ＨＤＡを一体化して実装した磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体技術の微細化によるプロセッサ性能の向上、計算機システムやインターネット、イントラネットに代表されるネットワークの普及・高速化により、大容量のデータが蓄積され、通信されるようになってきた。データ記録・再生装置として、大容量で、高速のランダムアクセスができ、容量当たりの単価が低い磁気ディスク装置が主に使用されている。
【０００３】
ネットワークを経由したデータを磁気ディスク装置に記録・再生するには、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）やＷＳ（Ｗｏｒｋ  Ｓｔａｔｉｏｎ）等の計算機システムに接続し、ネットワークやファイル管理の処理を計算機システムが行うサーバ接続型ストレージ（ＤＡＳ：Ｄｉｒｅｃｔ  Ａｔｔａｃｈｅｄ  Ｓｔｏｒａｇｅ）がある。また別形態として、ネットワーク処理やファイル管理を行うＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を搭載したネットワーク／磁気ディスク制御基板と磁気ディスク装置とを組み合わせた、ネットワークを接続インタフェースにしたストレージ（ＮＡＳ：Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｔｔａｃｈｅｄ  Ｓｔｏｒａｇｅ）等がある。
【０００４】
図６は、ＮＡＳのブロック構成例を示す図である。ＮＡＳは、大きく磁気ディスク装置６０１とネットワーク／磁気ディスク装置制御基板６０２から構成される。磁気ディスク装置６０１は、主にＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  ＣｏｍｐｕｔｅｒＳｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）やＡＴＡ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）等の外部インタフェース部（Ｄｉｓｋ  Ｉ／Ｆ）６０３、データの記録・再生制御を行うＨＤＣ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）６０４、ドライブのサーボ制御や各ＬＳＩ制御を行うＭＰＵ６０５、磁気ディスク装置のファームウェア・プログラムの格納やデータのバッファリング／キャッシングを行うメモリ（Ｍｅｍｏｒｙ）６０６、磁気ヘッドや磁気ディスク媒体に適した信号処理を行うＲ／Ｗ  Ｃｈ．（Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅ  Ｃｈａｎｎｅｌ）６０７、磁気ヘッドと磁気ディスク媒体を内蔵したＨＤＡ６０８、から構成される。
【０００５】
また、ネットワーク／磁気ディスク装置制御基板６０２は、主にネットワークに接続する外部インタフェース部（ＮＷ  Ｉ／Ｆ）６０９、ネットワーク処理や磁気ディスク装置のファイル管理を行うＭＰＵ６１０、プログラムの格納やデータのバッファリングを行うメモリ（Ｍｅｍｏｒｙ）６１１、ＳＣＳＩやＡＴＡ等の磁気ディスク装置とのインタフェース部（Ｄｉｓｋ  Ｉ／Ｆ）６１２、から構成される。ネットワーク／磁気ディスク装置制御基板６０２はＤＡＳの計算機システムをネットワーク制御と磁気ディスク制御に特化したものと言える。
【０００６】
ＤＡＳやＮＡＳに使用される磁気ディスク装置は、主にＳＣＳＩやＡＴＡ等の汎用インタフェースを持ち、データの入出力は固定セクタサイズを持つブロック単位で行うものであった。従って、ネットワークに入出力されるデータを磁気ディスク装置で取り扱うデータに変更する必要があった。例えば、従来技術として、ＳＣＳＩインタフェースを持つ磁気ディスク装置に、光ケーブルのネットワークに接続するファイバチャネルインタフェース、ＳＣＳＩとＴＣＰ／ＩＰのプロトコルを判別・処理する機能を付加することで、どちらのプロトコルでもデータを記録・再生できる共有ディスク装置が開示されている（特許文献１を参照）。
【０００７】
また、他の従来技術として、磁気ディスク装置自体にネットワークインタフェースを設け、一部のネットワーク処理用プログラムを磁気ディスク装置上で実行する装置が提案されている（特許文献２を参照）。この特許文献２によれば、クライアントからのデータ要求を解析・変換し、記録媒体に適したデータに変換後データを記録し、再生時には記録媒体から読み出したデータを逆変換して出力している。そして、これらの処理を磁気ディスク装置上に搭載された１個以上のＭＰＵでプログラムを実行して行うアクティブ記憶装置が開示されている。
【０００８】
また、磁気ディスク装置の従来の使用法として、静止画ビデオ信号の記録・再生をフレーム単位で行う方法が提案されている（特許文献３を参照）。特許文献４によれば、１フレーム分の画像信号を輝度信号と色差信号の２フィールドにデコードし、メモリに一時記憶保持することで、磁気ディスク装置の１トラックに１フィールドずつ、２トラックで１フレームとして記録・再生する電子スチルビデオレコーダが開示されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１４８６５１
【００１０】
【特許文献２】
特開２０００−２６７９０７
【００１１】
【特許文献３】
特開平６−２２２７１
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術のＮＡＳ（図６の構成例を参照）や特許文献１では、ネットワークインタフェースを搭載する基板は、磁気ディスク装置の基板とは別基板であり、それぞれの基板にＭＰＵやメモリが設置されて複数個必要になり、部品点数の削減、消費電力の削減、装置の小型化が困難になるという課題があった。
【００１３】
また、特許文献２では、装置の汎用性を高めるために磁気記録媒体へのデータアクセス部やデータ変換処理も含めて、全ての処理をプログラムとしてソフトウェアで記述し、磁気ディスク装置上に搭載したＭＰＵで実行するため、ＭＰＵは高い処理能力が必要になる。これによって、消費電力の削減、装置を小型化した場合の放熱が困難になるという課題があった。
【００１４】
また、特許文献３では、１トラックに１フールドを記録するので、１フィールドの最大データ容量が磁気ディスクで最も記録容量の小さい最内周トラックの容量に制限され、かつ磁気ディスク外周側に記録するほど記録容量の使用効率が悪くなり無駄が生じるという課題があった。
【００１５】
本発明の目的は、上述した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、ネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置において、磁気ディスク装置上に搭載したＭＰＵにおけるネットワーク処理や磁気ディスクへの記録・再生処理を軽減することで処理の高速化を図り、より性能が低く低価格なＭＰＵでも処理を可能にすることで、低消費電力化と小型化が可能な磁気ディスク装置を提供することにある。また、本発明では、１トラックに１フィールドを記録するという特殊な記録方式の磁気ディスク装置を用いることなく、磁気ディスク媒体への信号形態を特定することによって、効率良く記録・再生を行う方法及び装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
ネットワークに接続するインタフェース部と、単一のＭＰＵと、メモリと、磁気ディスク媒体に記録・再生するための信号処理回路と、磁気ヘッド及び磁気ディスク媒体を内蔵したＨＤＡ（Ｈｅａｄ  Ｄｉｓｋ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）と、を備えた磁気ディスク装置であって、
前記インタフェース部、前記ＭＰＵ、前記メモリ、前記信号処理回路は共通基板に搭載され、
前記インタフェース部に入力されるイーサネットフレームは、前記ＨＤＡの磁気ディスク媒体にデータ分割されることなく入力された通りの形態で記録・再生される構成とする。
【００１７】
また、前記磁気ディスク装置において、前記磁気ディスク媒体がイーサネットフレーム長をデータサイズとするセクタフォーマットを有する構成とする。
【００１８】
また、前記磁気ディスク装置において、前記メモリは、プログラム及びネットワーク設定を格納するとともにイーサネットフレームのバッファリングを行うものであり、
前記インタフェース部と前記メモリの間にＣＲＣを介在させ、
前記ＣＲＣは、イーサネットフレームの記録時にはＣＲＣ演算を行いエラーをチェックして前記メモリに出力し、再生時にはＣＲＣ演算を行ってＦＣＳ付加し前記ネットワーク部に出力する構成とする。
【００１９】
このような構成を採用することにより、本発明は磁気ディスク装置上に搭載したＭＰＵのネットワーク処理や磁気ディスクへの記録・再生処理を軽減することができるものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置について、図面を参照しながら以下詳細に説明する。まず最初に、イーサネットフレームの基本的構成について説明する。図４はＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のイーサネットフレームを表した図である。
【００２１】
図４において、ネットワーク上を流れるイーサネットフレームの前には、同期をとるための７バイトのＰｒｅａｍｂｌｅ（プリアンブル）４０３と、フレームの先頭であることを示す１バイトのＳＦＤ（Ｓｔａｒｔ  ｏｆ  Ｆｒａｍｅ  Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）４０４が付加されている。イーサネットフレーム４０１は、送信先ＭＡＣアドレスである６バイトのＤＡ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  Ａｄｄｒｅｓｓ）４０５と、送信元ＭＡＣアドレスである６バイトのＳＡ（Ｓｏｕｒｃｅ  Ａｄｄｒｅｓｓ）４０６と、プロトコルタイプを表す２バイトのＴｙｐｅ４０７と、データの識別・分割・ＩＰアドレス情報等を付加した２０バイト以上のＩＰ  Ｈｅａｄｅｒ４０８と、ポート番号・シーケンス番号等を付加した２０バイト以上のＴＣＰ  Ｈｅａｄｅｒ４０９と、アプリケーションすなわちユーザのデータであるＤａｔａ４１０と、ＤＡ４０５の先頭からＤａｔａ４１０の終わりまでのＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）を付加した４バイトのＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ  Ｃｈｅｃｋ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）４１１と、から構成される。また、ＩＰ  Ｈｅａｄｅｒ４０８の先頭からＤａｔａ４１０の終わりまでがＩＰパケット４０２である。
【００２２】
なお、ＵＤＰ／ＩＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／ＩＰ）の場合は、ＴＣＰ  Ｈｅａｄｅｒ４０９がポート番号・ＵＤＰデータ長・チェックサムから構成される８バイト以上のＵＤＰ  Ｈｅａｄｅｒに変わるだけであり、ＩＰパケット長も４６バイトから１５００バイトであり、フォーマットは変わらないので、その説明は省略する。
【００２３】
図１は本発明の実施形態に係るネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置のブロック構成を示す図である。ネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置１０１は、ネットワークに接続する外部インタフェース部（ＮＷ  Ｉ／Ｆ）１０２と、磁気ディスク装置のファームウェア・プログラムとネットワーク設定等の格納やイーサネットフレームのバッファリング／キャッシングを行うメモリ（Ｍｅｍｏｒｙ）１０３と、ネットワークの入出力とファイル管理と磁気ディスク媒体の記録・再生のデータフローやサーボの位置決め等の全てを制御するＭＰＵ１０４と、磁気ディスク媒体からの再生データのエラー訂正・検出機能を持つＥＣＣ／ＣＲＣ１０５と、磁気ヘッドや磁気ディスク媒体に適した信号処理を行うＲ／Ｗ  Ｃｈ．１０６と、磁気ヘッドと磁気ディスク媒体を内蔵したＨＤＡ１０７と、から構成される。
【００２４】
以下、ネットワークを流れるデータがＴＣＰ／ＩＰプロトコルのイーサネットフレーム（図４参照）である場合、ネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置１０１の内部のデータフローとその制御について説明する。まず、ネットワークを流れるデータはＮＷ  Ｉ／Ｆ１０２に入力される。ＮＷ  Ｉ／Ｆ１０２ではネットワークスピードの自動認識（１０／１００／１０００Ｍｂｐｓ等）と各スピードの規格に沿ったコードの復号化変換とシリアル／パラレル変換を行う。このように復号化されたイーサネットフレームはＭｅｍｏｒｙ１０３に格納される。ＭＰＵ１０４はＭｅｍｏｒｙ１０３から当該イーサネットフレームを読み出し、ＭＡＣアドレスのチェック、ＩＰアドレスのチェック、ＦＣＳのチェックを行い、エラーがある場合はそのまま何もしないで次の送信を待つ。エラーがない場合はコネクションを確立し、ポート番号から対応するアプリケーションのコマンドを解析する。
【００２５】
コマンドがデータの書き込み要求であった場合、送られてきたイーサネットフレームはＮＷ  Ｉ／Ｆ１０２でコードの復号化変換とシリアル／パラレル変換を行った後、Ｍｅｍｏｒｙ１０３に格納される。ＭＰＵ１０４はＴＣＰヘッダ４０９の情報よりイーサネットフレーム長、すなわち磁気ディスク媒体に記録するデータ長を算出し、ファイル名と磁気ディスク媒体に記録するアドレスを表すＬＢＡ（Ｌｏｇｉｃａｌ  Ｂｌｏｃｋ  Ａｄｄｒｅｓｓ）を対応づけるファイル管理を行い、ＨＤＡ１０７内の磁気ヘッドをシークさせ、当該のＬＢＡに対応するＰＢＡ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｂｌｏｃｋ  Ａｄｄｒｅｓｓ）のあるトラック上にフォローイングさせる。
【００２６】
また、ＭＰＵ１０４は、当該イーサネットフレームをＭｅｍｏｒｙ１０３から読み出し、ＥＣＣ／ＣＲＣ１０５に入力する。ＥＣＣ／ＣＲＣ１０５では、ＬＢＡと、再生時に誤訂正エラーをチェックするためのＣＲＣと、エラー訂正用のＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ  Ｃｏｄｅ、例えばＲｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号）を付加し、Ｒ／Ｗ  Ｃｈ．１０６に出力する。Ｒ／Ｗ  Ｃｈ．１０６では入力されたデータを磁気ヘッドや磁気ディスク媒体に適したコードに変換し、再生時に同期を取るためのプリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）とデータの最初を表すＳＢ（Ｓｙｎｃ  Ｂｙｔｅ）を付加し、ＨＤＡ１０７に出力し、ＨＤＡ１０７内の磁気ディスク媒体に記録する。
【００２７】
図５は、上述のようにして磁気ディスク媒体に記録されるデータのフォーマットを表す図である。データのフォーマットは、Ｐｒｅａｍｂｌｅ５０１と、ＳＢ５０２と、ＬＢＡ５０３と、データであるイーサネットフレーム５０４と、ＣＲＣ５０５と、ＥＣＣ５０６と、磁気ディスク媒体を回転させるモータの回転変動を吸収するためのマージンであるＰｏｓｔａｍｂｌｅ（ポストアンブル）５０７と、から構成される。ＣＲＣ５０５はＬＢＡ５０３の先頭からイーサネットフレーム５０４の終わりまでのデータから生成する。また、ＥＣＣ５０６はＬＢＡ５０３の先頭からＣＲＣ５０５の終わりまでのデータから生成する。
【００２８】
図１に戻って、コマンドがデータの読み出し要求であった場合、送られてきたイーサネットフレームはＮＷ  Ｉ／Ｆ１０２でコードの復号化変換とシリアル／パラレル変換を行った後、Ｍｅｍｏｒｙ１０３に格納される。ＭＰＵ１０４はＭｅｍｏｒｙ１０３から読み出したＤａｔａ４１０からファイル名を検出し、対応するＬＢＡを取り出すファイル管理を行い、ＨＤＡ１０７内の磁気ヘッドをシークさせ、当該のＬＢＡに対応するＰＢＡのあるトラック上にフォローイングさせる。こうしてＨＤＡ１０７から読み出された当該セクタのアナログ信号波形は、Ｒ／Ｗ  Ｃｈ．１０６に入力される。Ｒ／Ｗ  Ｃｈ．１０６では入力されたアナログ信号波形の信号処理・弁別を行い、ＳＢ５０２を検出して（図５参照）、ディジタルデータを再生し、ＥＣＣ／ＣＲＣ１０５に出力する。
【００２９】
ＥＣＣ／ＣＲＣ１０５ではＥＣＣによるエラー訂正とＣＲＣによる誤訂正エラーの検出とＬＢＡのチェックを行い、Ｍｅｍｏｒｙ１０３にイーサネットフレームのみを出力する。ＬＢＡエラーもしくは誤訂正エラーが発生した場合、ＭＰＵ１０４にエラーを報告し、ＭＰＵ１０４はリトライコマンドを発行し、当該セクタの再読み出しを行う。エラーが発生しなかった場合、ＭＰＵ１０４はＴＣＰヘッダ、ＩＰヘッダを生成し直し、送信先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスを付け替え、ＣＲＣ演算を行ってＦＣＳを付加し、ＮＷ  Ｉ／Ｆ１０２に出力する。ＮＷ  Ｉ／Ｆ１０２ではパラレル／シリアル変換とコードの符号化変換を行った後、ネットワークに出力する。
【００３０】
以上のようにして、ネットワークインタフェースを通して磁気ディスク媒体にイーサネットフレームを記録・再生することを可能にすることができる。イーサネットフレームが磁気ディスク媒体に記録されることにより、再生したイーサネットフレームがどのＩＰアドレスの装置より記録されたかの解析も可能であり、記録されたデータの素性を後から知ることが可能になる。即ち、イーサネットフレームには、送信元アドレスを示すＳＡ４０６やＩＰアドレス情報の付加されたＩＰ  Ｈｅａｄｅｒ４０８が含まれており、これらからデータの履歴を知ることができる。
【００３１】
また、図１に示す本実施形態の構成例は、図６に示す従来技術の構成例と比較して、ＮＷ／ＩＦ１０２、１個のＭＰＵ、１個のメモリ１０３、信号処理回路１０５，１０６を共通基板上に搭載した構造であり、ＭＰＵやメモリ数を減少することができる。その理由について説明すると、図６の従来構成例では、ネットワークとの接続においてＳＣＳＩ等の汎用インタフェースを備え、データの入出力は例えば５１２バイトの固定セクタサイズのブロック単位で行うものであり、ネットワークに入出力されるデータを制御基板６０２のＭＰＵ６１０で５１２バイトに区切り、且つその区切られたファイル管理をＭＰＵ６１０で実行するものであった。
【００３２】
これに対し、図１に示す構成例では、ネットワークからのイーサネットフレームを５１２バイトで区切ることなく、磁気ディスク媒体にイーサネットフレーム長をデータサイズとするセクタフォーマットでそのまま記録するものであり、ＭＰＵのネットワーク処理やディスクへの記録・再生処理を軽減することができる（ネットワークからのイーサネットフレームを５１２バイトで区切るという処理を要せず、また、区切ったことによる互いのファイル管理も必要としない）。換言すると、本実施形態では、磁気ディスク媒体にイーサネットフレームを記録・再生することと、ＭＰＵやメモリの数を減少することができ且つその処理負担も軽減することができることとが有機的に関連しているのである。
【００３３】
次に、図２には、本発明の他の実施形態に係るネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置のブロック構成を示す。図２のブロック構成において、図１のブロック構成例との違いは、ネットワークインタフェースとメモリ間にイーサネットフレームのＦＣＳを追加又はチェックするＣＲＣ２１０を追加したことである。図２に示すＮＷ  Ｉ／Ｆ２０２、Ｍｅｍｏｒｙ２０３、ＭＰＵ２０４、ＥＣＣ／ＣＲＣ２０５、Ｒ／Ｗ  Ｃｈ．２０６、ＨＤＡ２０７は、その構成やデータフロー等において図１で説明したものと変わらないので説明は省略する。以下、図１との変更点について説明する。
【００３４】
図２において、ＣＲＣ２１０は、イーサネットフレームの記録時には、ＤＡ４０５の先頭からＦＣＳ４１１の終わりまでのＣＲＣ演算を行いエラーをチェックする。このＣＲＣ演算と同時にイーサネットフレームをＭｅｍｏｒｙ２０３に出力する。エラーを検出した場合はＭＰＵ２０４にエラーを報告する。エラーを検出しなかった場合は、ＭＰＵ２０４は磁気ディスク媒体へ当該イーサネットフレームの書き込みを行う。
【００３５】
また、再生時には磁気ディスク媒体から読み出され、Ｍｅｍｏｒｙ２０３に格納されたイーサネットフレームに対して、ＭＰＵ２０４はＴＣＰヘッダ、ＩＰヘッダを生成し直し、送信先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスを付け替え、ＣＲＣ２１０に出力する。ＣＲＣ２１０では、ＤＡ４０５の先頭からＤａｔａ４１０の終わりまでのＣＲＣ演算を行ってＦＣＳ４１１を付加（追加）し（図４参照）、ＮＷ  Ｉ／Ｆ２０２に出力する。
【００３６】
以上のように、ＣＲＣ２１０を追加することで、記録時にデータをＭｅｍｏｒｙ２０３に出力しながらＦＣＳのチェックが可能となる。また、再生時にはデータをＮＷ  Ｉ／Ｆ２０２に出力しながらＦＣＳの追加が可能となる。これによりＭＰＵ２０４がＦＣＳのチェック、追加を行う必要がなくなるので、ＭＰＵ２０４の処理が軽減できる。同時にＭＰＵ２０４がＦＣＳのチェック、追加を行う場合に必要なＭｅｍｏｒｙ２０３から読み出すデータ量、すなわち記録時にはイーサネットフレーム全部、再生時にはＤＡ４０５の先頭からＤａｔａ４１０の終わりまでのデータ量を削減することが可能となり、ＭＰＵ２０４の処理が軽減できる。また、再生時にはＣＲＣ演算結果をＦＣＳとして追加するためにＭｅｍｏｒｙ２０３へ書き込む必要がなくなり、アクセス回数を削減することが可能となり、ＭＰＵ２０４の処理が軽減できる。
【００３７】
次に、図３には、本発明の更に他の実施形態に係るネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置のブロック構成を示す。上述した図２のブロック構成との違いは、ＮＷ  Ｉ／Ｆ３０８とＣＲＣ３０９を追加して、ネットワークインタフェースを２系統にしたことである。ＮＷ  Ｉ／Ｆ３０２，３０８、ＣＲＣ３０９，３１０、Ｍｅｍｏｒｙ３０３、ＭＰＵ３０４、ＥＣＣ／ＣＲＣ３０５、Ｒ／Ｗ  Ｃｈ．３０６、ＨＤＡ３０７は、個々の構成やデータフロー等において、図１と図２で説明したものと変わらないので説明は省略する。以下、ネットワークインタフェースを２系統にしたことによる変更点について説明する。
【００３８】
図３において、ＮＷ  Ｉ／Ｆ３０２と３０８は同時に２系統のイーサネットフレームを入出力できるように、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスが別々に用意され、ＭＰＵ３０４で認識されている。しかし、磁気ディスク媒体への記録・再生系は１系統であるため、ＭＰＵ３０４はＮＷ  Ｉ／Ｆ３０２と３０８から同時に入出力のコマンドを受け取った場合は、ある時間毎や処理単位毎に一方の処理に切り替える排他制御処理を行う。ＣＲＣ３０９と３１０はイーサネットフレームの記録時には、ＤＡ４０５の先頭からＦＣＳ４１１の終わりまでのＣＲＣ演算を行い（図４参照）、エラーをチェックする。このＣＲＣ演算と同時にイーサネットフレームをＭｅｍｏｒｙ３０３に出力する。エラーを検出した場合はＭＰＵ３０４にエラーを報告する。エラーを検出しなかった場合は、ＭＰＵ３０４は磁気ディスク媒体へ当該イーサネットフレームの書き込みを行う。
【００３９】
また、再生時には磁気ディスク媒体から読み出され、Ｍｅｍｏｒｙ３０３に格納されたイーサネットフレームに対して、ＭＰＵ３０４はＴＣＰヘッダ、ＩＰヘッダを生成し直し、送信先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスを付け替え、ＣＲＣ３０９又は３１０の対応する方に出力する。ＣＲＣ３０９又は３１０ではＤＡ４０５の先頭からＤａｔａ４１０の終わりまでのＣＲＣ演算を行ってＦＣＳ４１１を付加し、ＮＷ  Ｉ／Ｆ３０８又は３０２に出力する。以上のようにして２系統のネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置が実現できる。ここで、２系統のＮＷ  Ｉ／Ｆを説明したが、２系統に限らず複数系統であっても良い。
【００４０】
ところで、ネットワークを流れるイーサネットフレーム中のＩＰパケット長は、最大１５００バイトであるので、ＩＰ  Ｈｅａｄｅｒ４０８とＴＣＰ  Ｈｅａｄｅｒ４０９を除くと、ユーザデータＤａｔａ４１０は最大１４６０バイトとなる。アプリケーションが取り扱うユーザデータが１４６０バイトを越える場合、ユーザデータは１４６０バイト毎に分割され、複数のイーサネットフレームが送信元から送信される。このときイーサネットフレームは送信元では順番通りに送信されるが、通過する経路によって受信側では必ずしも順番通りに到着しない。順番が入れ替わったユーザデータを記録・再生する場合、従来はファイル管理を行うＭＰＵが５１２バイト毎に更に分割して磁気ディスク装置に記録・再生する必要があり、ファイル管理を複雑にしないために、受信時にＩＰ  Ｈｅａｄｅｒ４０８に含まれるデータの識別番号と分割情報から判断し、順番を入れ直す必要があった。
【００４１】
しかし、図１、図２、図３に示した本実施形態のネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置では、イーサネットフレームをヘッダ情報も含めてそのまま記録でき、分割の順番情報を後からでも得ることが可能であり、記録時に順番を入れ替える必要がなくなる。更に、イーサネットフレームとセクタ（ディスク上での書き込み単位）が１対１に対応するため（ディスクのセクタフォーマットをイーサネットフレーム長に対応させる）、ファイル管理の処理が簡単になりＭＰＵの負荷が低減される効果もある。
【００４２】
また、再生時には記録した順番で読み出し、そのまま要求元のクライアントに送信し、クライアント側に順番の入れ替え処理を任せても良い。しかし、図１、図２、図３に示した本実施形態のネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置では、再生時にイーサネットフレームをヘッダ情報も含めて再生できるので、再生したイーサネットフレームをメモリにバッファリングしておき、ＭＰＵがＩＰ  Ｈｅａｄｅｒ４０８に含まれるデータの識別番号と分割情報から出力順番を判断して、メモリの読み出しアドレスを変えるだけで、出力順番を入れ直すことが可能になる。即ち、ユーザデータが１４６０バイトを超える場合には、１４６０バイト毎に分割されるが、その分割されたデータはイーサネットフレームとして形成され、そのＩＰヘッダには、分割されたデータ群が同一情報源であること（識別番号）と分割データの順番（分割情報）とが含まれているので、これらを用いることでネットワークへの出力をデータの分割順に並び替えて送出することができる。これにより、クライアント側のネットワーク処理の負担を軽減することができる。
【００４３】
ここで、図１、図２、図３に示した本実施形態のネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置は、ＮＡＳとしてのファイルサーバ用途の他に、一時的なバッファリング／キャッシング用途にも使用可能である。後者の場合、磁気ディスク装置内で発生したデータエラーも通信路で発生したエラーと見なすことが可能であり、磁気ディスク媒体に記録・再生したイーサネットフレームのエラー訂正・検出機能を停止することを選択しても良い。
【００４４】
ネットワークの通信プロトコルには主に、クライアントとサーバ間でコネクションを確立してから信頼性の高いデータ通信を行うＴＣＰ／ＩＰプロトコルと、コネクションの確立なしにデータを送信し、受信側が正しくデータを受け取ったかを確認しない、信頼性は低いがヘッダのオーバヘッドが小さいＵＤＰ／ＩＰプロトコルがある。
【００４５】
そこで、ＭＰＵはＩＰヘッダ内のプロトコル番号からＴＣＰ／ＵＤＰを識別し、ＵＤＰの場合はＥＣＣ／ＣＲＣ１０５，２０５，３０５の機能を停止するように制御する。また、プログラムによってこのエラー訂正・検出機能の動作／停止を切り替えられるようにすることも可能である。ファイル管理時にエラー訂正・検出機能の動作／停止情報も記録しておけば、個別のイーサネットフレームに対して、切り替えることも可能である。以上により、信頼性に対するより細かな設定と、エラー訂正・検出機能の停止による消費電力の削減がはかれる。
【００４６】
更に、記録時にはイーサネットフレームがメモリに格納されるために、ＭＰＵはＩＰヘッダ４０８とＴＣＰ／ＵＤＰヘッダ４０９から各々のヘッダ長を検出し、イーサネットフレーム４０１からデータ４１０のみを切り出すことが可能である。このときのデータ長はＴＣＰの場合は最大１４６０バイト、ＵＤＰの場合は最大１４７２バイト（ＵＤＰヘッダ長は８バイト以上であるため）である。
【００４７】
図５において、データ長５０４を両者のデータ長の大きい方の１４７２バイト（ＵＤＰ）とするセクタフォーマットもサポートするようにし、ＴＣＰプロトコルとＵＤＰプロトコルのどちらのデータ４１０であっても記録・再生できるようにする。すなわち、イーサネットフレーム４０１若しくはデータ４１０を記録・再生するために、データ長５０４が１５１８バイトと１４７２バイトのセクタフォーマットの両方を持つネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置を実現できる。
【００４８】
換言すると、１５１８バイトのセクタフォーマットは、図４に示すイーサネットフレームを磁気ディスクに記録する場合のフォーマットであり、これに対して、１４７２バイトのセクタフォーマットは、ＴＣＰプロトコルやＵＤＯプロトコルの如何に関わらず、データ４１０（図４）のみを取り出して（ヘッダ情報からデータのみを取り出すことができる）、データのみを磁気ディスクに記録する場合のフォーマットである。この際、ＵＤＰではデータ長は最大で１４７２バイトであり、ＴＣＰではデータ長は最大で１４６０バイトであるから、両プロトコルのデータを１４７２バイトセクタフォーマットに記録できるのである。
【００４９】
ただし、この場合、２つのセクタフォーマットを１トラック内で自由に切り替えることは、セクタフォーマット管理の処理が複雑になりＭＰＵの負荷が高くなる。従って、２つのセクタフォーマットの領域を区切ることで、セクタフォーマット管理を行う。具体的には、磁気ディスク媒体の内周／外周等のトラックの範囲で領域を区切るか、磁気ヘッド毎にセクタフォーマットを変えるようにする（例えば、偶数番号と奇数番号の磁気ヘッドでセクタフォーマットを変えるようにする）。磁気ディスク装置には磁気ヘッドの選択信号があるため、後者の方がよりセクタフォーマット管理の処理が簡単になる。以上により、イーサネットフレームとユーザデータの両方を共有することが可能になり、ＭＰＵ処理を軽減してデータの転送速度向上を重視したい場合や、ネットワーク転送用ヘッダを記録せずにユーザデータの記録容量を重視したい場合等の、用途に合ったデータの記録・再生が可能になる。
【００５０】
以上説明したように、本発明の主たる特徴は、ネットワークに接続するインタフェース部と、単一のＭＰＵと、単一のメモリと、磁気ディスク媒体に記録・再生するための信号処理回路と、を基板上に搭載し、ＨＤＡに接続する。そして、磁気ディスク媒体にイーサネットフレームをデータとして記録・再生することによって、ネットワーク処理や磁気ディスクへの記録・再生処理を軽減する。また、イーサネットフレーム長の例えば、１５１８バイトをデータサイズとするセクタフォーマットにして、イーサネットフレームと格納するセクタを１対１に対応させることによってデータ管理を簡単化し、処理を軽減するものである。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、ネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置において、磁気ディスク装置上に搭載したＭＰＵのネットワーク処理や磁気ディスクへの記録・再生処理を軽減することが可能になる。これにより、処理の高速化が図れ、より性能が低く低価格なＭＰＵでも処理が可能になり、低消費電力で小型なネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置のブロック構成を示す図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係るネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置のブロック構成を示す図である。
【図３】本発明の更に他の実施形態に係るネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置のブロック構成を示す図である。
【図４】本実施形態に関するイーサネットフレームを示す図である。
【図５】本実施形態に関する磁気ディスク媒体のセクタフーマットを示す図である。
【図６】従来技術に関するＮＡＳ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０１，２０１，３０１  ネットワークインタフェースを有する磁気ディスク装置
１０２，２０２，３０２，３０８  ＮＷ  Ｉ／Ｆ
１０３，２０３，３０３  メモリ
１０４，２０４，３０４  ＭＰＵ
１０５，２０５，３０５  ＥＣＣ／ＣＲＣ
１０６，２０６，３０６  Ｒ／Ｗ  Ｃｈ．
１０７，２０７，３０７  ＨＤＡ
２１０，３０９，３１０  ＣＲＣ
４０１  イーサネットフッレーム
４０２  ＩＰパケット
４０３  プリアンブル
４０４  ＳＦＤ
４０５  ＤＡ
４０６  ＳＡ
４０７  Ｔｙｐｅ
４０８  ＩＰ  Ｈｅａｄｅｒ
４０９  ＴＣＰ  Ｈｅａｄｅｒ
４１０  Ｄａｔａ
４１１  ＦＣＳ
５０１  プリアンブル
５０２  ＳＢ
５０３  ＬＢＡ
５０４  イーサネットフレーム
５０５  ＣＲＣ
５０６  ＥＣＣ
５０７  ポストアンブル
【図１】
2004241079.tif 000003
【図２】
2004241079.tif 000004
【図３】
2004241079.tif 000005
【図４】
2004241079.tif 000006
【図５】
2004241079.tif 000007
【図６】
2004241079.tif 000008