(57)【要約】【課題】デジタル映像音声データのような大容量で連続するデータの、記録媒体への記録・再生処理を、要求される実時間で実行する。【解決手段】ＣＰＵ１からの出力データは、ホストメモリ４内でブロック化され、最終的に記録媒体６１１上の記録領域に書き込まれる。しかし、記録媒体６１１上に欠陥セクタが存在して、前記ブロック化されたデータの任意の１ブロック分のデータに記録できない部分が生じると、例えば、この記録できない部分だけが退避用メモリ５に退避される。その後、記録媒体６１１へのアクセスが無い時間に、前記記録時に正常に記録された部分のデータが読み出され、該読み出されたデータと、前記退避用メモリ５に退避されていたデータとで、前記１ブロック分のデータを再構築し、これを前記記録媒体６１１上の前記記録領域とは異なる他の正常な記録領域に再記録する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録・再生用ヘッドにより位置決めがなされる記録媒体上の記録領域に対してデータの記録または再生を行うデータ記録再生装置において、
前記記録媒体上の記録領域に対して、書き込むべきデータを、連続した論理ブロックにブロック化して記録する記録手段と、
前記記録媒体に記録するデータを一時的に保持する退避メモリと、
前記ブロック化されたデータの任意のブロックの記録時に、前記記録媒体上の所定の記録領域への記録が正常に行われなかった部分のデータを、前記退避メモリに一時的に記録する退避手段と、
前記正常に記録された部分の前記記録媒体上のデータと、前記退避手段により退避されていたデータとから再構築される前記ブロック内のデータと同じデータを、前記記録領域とは異なる他の書き込み可能な記録領域に記録する再記録手段と、
を備えたことを特徴とするデータ記録再生装置。
【請求項２】
記録・再生用ヘッドにより位置決めがなされる記録媒体上の記録領域に対してデータの記録または再生を行うデータ記録再生装置において、
前記記録媒体上の記録領域に対して、書き込むべきデータを、連続した論理ブロックにブロック化して記録する記録手段と、
前記記録媒体に記録するデータを一時的に保持する退避メモリと、
前記ブロック化されたデータの任意のブロックの記録時に、前記記録媒体上の所定の記録領域への書き込みが正常に行われなかった部分のデータ及び前記データに継続する前記ブロック内の全てのデータを、前記退避メモリに一時的に記録する退避手段と、
前記正常に記録された部分の前記記録媒体上のデータと、前記退避手段により退避されていたデータとから再構築される前記ブロック内のデータと同じデータを、前記記録領域とは異なる他の書き込み可能な記録領域に記録する再記録手段と、
を備えたことを特徴とするデータ記録再生装置。
【請求項３】
記録・再生用ヘッドにより位置決めがなされる記録媒体上の記録領域に対してデータの記録または再生を行うデータ記録再生装置において、
前記記録媒体上の記録領域に対して、書き込むべきデータを、連続した論理ブロックにブロック化して記録する記録手段と、
前記記録媒体に記録するデータを一時的に保持する退避メモリと、
前記ブロック化されたデータの任意のブロックの記録時に、前記記録媒体上の所定の記録領域への記録が正常に行われなかった部分のデータから、前記データに継続する前記ブロック内の最後に正常に行われなかった部分のデータに至るまでの全てのデータを、前記退避メモリに一時的に記録する退避手段と、
前記正常に記録された部分の前記記録媒体上のデータと、前記退避手段により退避されていたデータとから再構築される前記ブロック内のデータと同じデータを、前記記録領域とは異なる他の書き込み可能な記録領域に記録する再記録手段と、
を備えたことを特徴とするデータ記録再生装置。
【請求項４】
前記再記録手段は、前記記録媒体への記録または再生がなされていない時間に、前記記録媒体上の所定の記録領域に正常に記録されたデータを読み出すと共に、前記読み出したデータと、前記退避手段により退避されていたデータとから再構築される前記ブロック内のデータと同じデータを、前記記録媒体上の前記記録領域とは異なる他の書き込み可能な記録領域に記録することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデータ記録再生装置。
【請求項５】
前記再記録手段は、前記記録媒体への記録または再生がなされていない時間に、前記記録媒体上の所定の記録領域に正常に記録されたデータを読み出すと共に、前記読み出したデータを前記記録媒体上の前記記録領域とは異なる他の書き込み可能な記録領域に記録し、その後、前記退避手段により退避されていたデータを、前記他の書き込み可能な記録領域に記録することにより、前記ブロック内のデータと同じデータを前記他の書き込み可能な記録領域に記録することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデータ記録再生装置。
【請求項６】
前記ブロック内のデータの前記記録媒体への記録単位は、前記記録媒体上のセクタに対応していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のデータ記録再生装置。
【請求項７】
記録・再生用ヘッドにより位置決めがなされる記録媒体上の記録領域に対してデータの記録または再生を行うデータ記録再生方法において、
前記記録媒体上の記録領域に対して、書き込むべきデータを、連続した論理ブロックにブロック化して記録する記録ステップと、
前記記録媒体に記録するデータを一時的に保持する退避メモリステップと、
前記ブロック化されたデータの任意のブロックの記録時に、前記記録媒体上の所定の記録領域への記録が正常に行われなかった部分のデータを、前記退避メモリステップにより一時的に記録する退避ステップと、
前記正常に記録された部分の前記記録媒体上のデータと、前記退避ステップにより退避されていたデータとから再構築される前記ブロック内のデータと同じデータを、前記記録領域とは異なる他の書き込み可能な記録領域に記録する再記録ステップと、
を備えたことを特徴とするデータ記録再生方法。
【請求項８】
記録・再生用ヘッドにより位置決めがなされる記録媒体上の記録領域に対してデータの記録または再生を行うデータ記録再生方法において、
前記記録媒体上の記録領域に対して、書き込むべきデータを、連続した論理ブロックにブロック化して記録する記録ステップと、
前記記録媒体に記録するデータを一時的に保持する退避メモリステップと、
前記ブロック化されたデータの任意のブロックの記録時に、前記記録媒体上の所定の記録領域への書き込みが正常に行われなかった部分のデータ及び前記データに継続する前記ブロック内の全てのデータを、前記退避メモリステップにより一時的に記録する退避ステップと、
前記正常に記録された部分の前記記録媒体上のデータと、前記退避ステップにより退避されていたデータとから再構築される前記ブロック内のデータと同じデータを、前記記録領域とは異なる他の書き込み可能な記録領域に記録する再記録ステップと、
を備えたことを特徴とするデータ記録再生方法。
【請求項９】
記録・再生用ヘッドにより位置決めがなされる記録媒体上の記録領域に対してデータの記録または再生を行うデータ記録再生方法において、
前記記録媒体上の記録領域に対して、書き込むべきデータを、連続した論理ブロックにブロック化して記録する記録ステップと、
前記記録媒体に記録するデータを一時的に保持する退避メモリステップと、
前記ブロック化されたデータの任意のブロックの記録時に、前記記録媒体上の所定の記録領域への記録が正常に行われなかった部分のデータから、前記データに継続する前記ブロック内の最後に正常に行われなかった部分のデータに至るまでの全てのデータを、前記退避メモリステップにより一時的に記録する退避ステップと、
前記正常に記録された部分の前記記録媒体上のデータと、前記退避ステップにより退避されていたデータとから再構築される前記ブロック内のデータと同じデータを、前記記録領域とは異なる他の書き込み可能な記録領域に記録する再記録ステップと、
を備えたことを特徴とするデータ記録再生方法。
【請求項１０】
前記再記録ステップは、前記記録媒体への記録または再生がなされていない時間に、前記記録媒体上の所定の記録領域に正常に記録されたデータを読み出すと共に、前記読み出したデータと、前記退避ステップにより退避されていたデータとからとから再構築される前記ブロック内のデータと同じデータを、前記記録媒体上の前記記録領域とは異なる他の書き込み可能な記録領域に記録することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のデータ記録再生方法。
【請求項１１】
前記再記録ステップは、前記記録媒体への記録または再生がなされていない時間に、前記記録媒体上の所定の記録領域に正常に記録されたデータを読み出すと共に、前記読み出したデータを前記記録媒体上の前記記録領域とは異なる他の書き込み可能な記録領域に記録し、その後、前記退避ステップにより退避されていたデータを、前記他の書き込み可能な記録領域に記録することにより、前記ブロック内のデータと同じデータを前記他の書き込み可能な記録領域に記録することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の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】
本発明はデータ記録再生装置、及びデータ記録再生方法に係り、特に、ヘッドにより記録領域の位置決めがなされる記録媒体上の欠陥セクタの交替処理を、必要とされる実時間で行う機能を備え、従って、ＡＶ（オーディオ・ビデオ）データの記録媒体への記録を実時間で行うのに最適なデータ記録再生装置、及びデータ記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、データ記録再生装置は、データ記録再生技術の進展と共に、より高速化、大容量化が進んでいる。また、近年、このデータ記録再生技術の分野では、例えば、ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２等、デジタル圧縮技術の標準化が進展している。
【０００３】
一方、ハードウェアとしては、高性能なＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、メモリ及びデータ蓄積媒体等が、一層の低価格で入手できるようになってきている。また、近年、このような背景の下に、映像データや音声データをデジタル化して記録媒体（記憶媒体）に蓄積するデータ記録再生技術が、大容量のデジタルデータを処理するマルチメディア技術の一分野として発展し、現在までに、数多くの機器が開発されてきている。なお、このような機器で取り扱われる記録媒体には、大容量性と高速性の両面を満たす記録媒体として、ハードディスク装置（以下、「ＨＤＤと略称する）が数多く用いられることが多い。
【０００４】
ところで、このＨＤＤは、コンピュータの二次記憶装置として発展してきた歴史的経緯から、いわゆる離散テキスト型データを、信頼性良く、できるだけ速くランダムにアクセスする方向での技術向上がなされてきた。そのため、ＨＤＤの動作は時間軸上で離散的である。即ち、ホストからＨＤＤに供給される記録や再生などの命令は、１つずつ独立した離散的動作として実行され、従って、所定時間以内に記録動作または再生動作が完了することの保証（実時間性の保証）はなされていないといった問題点がある。
【０００５】
このような問題点は、前述の実時間性、即ち実時間での連続処理が要求される画像音声データ（以下、ＡＶデータ）の場合には、該データの記録媒体へのデータ記録／再生処理において、致命的な障害になりかねない。この実時間性の確保を阻害する主たる要因として、データ記録／再生時における再実行（リトライ）、欠陥セクタの自動交替処理、欠陥状況診断などのためのパトロールシーク、さらにヘッド位置決め制御系のためのサーマルキャリブレーション（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）等の処理が挙げられる。
【０００６】
以下では、欠陥セクタの自動交替処理について簡単に説明する。
デジタル化された映像データや音声データを、記録媒体に書込んだり、記録媒体から読出したりする際には、コンピュータでコアメモリ内のデータを読み書きするのと同様に、ファイルシステムと呼ばれるファイル管理装置が、記録媒体におけるブロックのアロケート、未使用ブロックの管理及びデータの一覧情報の管理等を行なっている。
【０００７】
このファイルシステムでは、記録媒体のデータ領域を、ある定められたサイズの領域（ブロック）に分割している。このブロックの各々が、当該ブロックの使用状況を管理するためのブロック管理テーブルを備えている。このブロックの大きさは、一般的なコンピュータの場合、５１２バイトや２Ｋバイトに設定されている。
【０００８】
一般に、ファイルシステムは、前述のブロックを単位に、記録媒体に対して記録・再生を行なう際、記録媒体上のセクタと称する単位を元に記録再生を行なう。このセクタは、記録媒体毎に定められた固定長の記録再生の単位であり、ハードディスクの場合は、５１２バイトであることが多い。このセクタへのアクセスは、物理的なセクタに対応する番号に基づき行なわれる（よって、直接アクセスも可能である）。
【０００９】
一方、代表的な記録媒体であるハードディスクでは、データの記録・再生を行なう時の開始位置となるセクタ番号が指定され、また記録・再生されるセクタ数が指定されることによって、記録媒体上でデータが連続している限り、連続的にデータの転送を行なうことができるように構成されている。
【００１０】
しかしながら、記録すべきデータが画像音声データ（以下、「ＡＶデータ」と略称する）の場合、１つの画像音声データ（以下、ＡＶデータ）が複数のセクタに対応する場合には、必ずしも１つのトラック内や、隣接するトラック内に、そのＡＶデータを記録できるようなセクタが連続して存在しているとは限らない。即ち、１つのＡＶデータが連続していないセクタに記録される場合が生じる。何故なら、ハードディスク等の記録媒体は、製造時または使用時に、ディスク表面の傷や異物などに起因してデータ記録が部分的に不能になる箇所が生じる場合があるからである。
【００１１】
より具体的には、通常、ハードディスクでは、データを記録・再生する際に、欠陥セクタが検出された場合には、通常のデータを記録する領域とは別に、交替領域と呼ばれる領域に用意されたセクタと交換される処理が行われる。このような処理は、交替処理と呼ばれている。この交替処理は、内部的に処理されるため、ファイルシステム等の記録媒体の外部においては、データの記録・再生に際して、そのセクタが交替されたセクタであるか否かを意識する必要がない。
【００１２】
なお、前述の交替処理をハードディスク上で行う場合のパフォーマンスの低下（アクセス速度の低下）を回避する技術として、この交替処理をファイルシステムにおいて行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１１−２５０５９２号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のデータ記録再生装置にあっては、前述の交替処理（セクタの交換処理）において、２つの問題点がある。問題点の１つは、交替処理に要する処理時間であり、他の１つは、パフォーマンスの低下、即ち、記録時に交替処理がなされる場合には、記録・再生時において記録媒体のパフォーマンスが低下するということである。
【００１５】
この交替処理に要する処理時間は、数百ミリ〜１秒であり、その間、外部からディスクへのアクセスはできなくなる。この問題点は、ファイルシステム内、またはファイルシステムを操作するプログラム上にバッファを設けることにより、交替処理の負荷を吸収せしめて解決することはできるが、デジタル放送のように、高いビットレートで、データがリアルタイム伝送される場合においては、前述のバッファの容量は大きいものとなる。より具体的には、２４Ｍｂｐｓのように高ビットレートのデータを１つ扱う場合には、交替処理の発生に備えて、３Ｍバイトのバッファを用意する必要がある。また、追っかけ再生時のように、記録と再生とを同時に行なう場合には、６Ｍバイトのバッファを用意しなければならない。
【００１６】
また、この交替処理の結果、セクタの配置が不連続になってしまい、次回、交替処理を含む領域のデータの記録再生を行なう場合、まず、ヘッドを交替領域に動かすためのシーク時間が必要となり、また、シーク後の回転待ち時間が消費される、さらに、後続するセクタを記録再生するために元の領域に戻るためのシーク時間と回転待ち時間とが発生する。このため、連続的に配置されたセクタをアクセスする場合と比べて、そのパフォーマンスが著しく低下し、ストリームデータをリアルタイムで処理することができなくなる。
【００１７】
なお、この交替処理は、確率的に発生するため、連続的に記録しなければならない最小単位内で複数の欠陥セクタが発生することも有り得るので、このような場合には、交替処理回数に比例してシーク時間と回転待ち時間が増大し、パフォーマンスは、さらに低下することになる。
【００１８】
このような問題点を解消するため、前述の特許文献１に開示された技術では、交替処理を記録媒体の内部処理として行なうのではなく、ファイルシステム上で、欠陥を有するセクタの管理を行ない、欠陥を有するセクタが存在する場合は、時間的に連続する次のセクタに記録を行なっている。この方法では、セクタが不連続となっても、ヘッドを交替領域に動かすシーク時間が必要でないために、パフォーマンスがそれほど低下しないという効果がある。但し、前述の時間的に連続する次のセクタが、必ずしも空き領域となっているとは限らず、複数のデータを記録しておきたい場合には、この方法は役に立たない。
【００１９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、デジタル映像音声データのような大容量で連続するデータの、記録媒体への記録・再生処理を、要求される実時間で実行することができるデータ記録再生装置を提供することを目的としている。
【００２０】
本発明の他の目的は、デジタル映像音声データのような大容量で連続するデータの、記録媒体への記録・再生処理を、要求される実時間で実行することができるデータ記録再生方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るデータ記録再生装置は、記録・再生用ヘッドにより位置決めがなされる記録媒体上の記録領域に対してデータの記録または再生を行うデータ記録再生装置において、前記記録媒体上の記録領域に対して、書き込むべきデータを、連続した論理ブロックにブロック化して記録する記録手段と、前記記録媒体に記録するデータを一時的に保持する退避メモリと、前記ブロック化されたデータの任意のブロックの記録時に、前記記録媒体上の所定の記録領域への記録が正常に行われなかった部分のデータを、前記退避メモリに一時的に記録する退避手段と、前記正常に記録された部分の前記記録媒体上のデータと、前記退避手段により退避されていたデータとから再構築される前記ブロック内のデータと同じデータを、前記記録領域とは異なる他の書き込み可能な記録領域に記録する再記録手段とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
このような構成により、デジタル映像音声データのような大容量で連続するデータの、記録媒体への記録・再生処理を、前記記録媒体への記録が正常に行われなかった場合も含めて、要求される実時間で実行することができるデータ記録再生装置を実現している。
【００２３】
また、本発明に係るデータ記録再生装置は、記録・再生用ヘッドにより位置決めがなされる記録媒体上の記録領域に対してデータの記録または再生を行うデータ記録再生装置において、前記記録媒体上の記録領域に対して、書き込むべきデータを、連続した論理ブロックにブロック化して記録する記録手段と、前記記録媒体に記録するデータを一時的に保持する退避メモリと、前記ブロック化されたデータの任意のブロックの記録時に、前記記録媒体上の所定の記録領域への書き込みが正常に行われなかった部分のデータ及び前記データに継続する前記ブロック内の全てのデータを、前記退避メモリに一時的に記録する退避手段と、前記正常に記録された部分の前記記録媒体上のデータと、前記退避手段により退避されていたデータとから再構築される前記ブロック内のデータと同じデータを、前記記録領域とは異なる他の書き込み可能な記録領域に記録する再記録手段とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
このような構成により、デジタル映像音声データのような大容量で連続するデータの、記録媒体への記録・再生処理を、前記記録媒体への記録が正常に行われなかった場合も含めて、要求される実時間で実行することができるデータ記録再生装置を実現している。特に、前記記録媒体への記録が正常に行われなかった場合には、この部分のデータ及び継続する前記ブロック内の全てのデータを退避し、後で他の正常な記録領域に記録するので、書き込まれるブロックに対応する記録領域内に欠陥セクタが多発している場合にも、このような記録領域から迅速に切り抜けて、他の正常な記録領域への記録を試みることができる。
【００２５】
さらに、本発明に係るデータ記録再生装置は、記録・再生用ヘッドにより位置決めがなされる記録媒体上の記録領域に対してデータの記録または再生を行うデータ記録再生装置において、前記記録媒体上の記録領域に対して、書き込むべきデータを、連続した論理ブロックにブロック化して記録する記録手段と、前記記録媒体に記録するデータを一時的に保持する退避メモリと、前記ブロック化されたデータの任意のブロックの記録時に、前記記録媒体上の所定の記録領域への記録が正常に行われなかった部分のデータから、前記データに継続する前記ブロック内の最後に正常に行われなかった部分のデータに至るまでの全てのデータを、前記退避メモリに一時的に記録する退避手段と、前記正常に記録された部分の前記記録媒体上のデータと、前記退避手段により退避されていたデータとから再構築される前記ブロック内のデータと同じデータを、前記記録領域とは異なる他の書き込み可能な記録領域に記録する再記録手段とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
このような構成により、デジタル映像音声データのような大容量で連続するデータの、記録媒体への記録・再生処理を、前記記録媒体への記録が正常に行われなかった場合も含めて、要求される実時間で実行することができるデータ記録再生装置を実現している。特に、書き込まれるブロックに対応する記録領域内に欠陥セクタが多発している場合にも、この記録領域内の欠陥セクタの存在を実時間で確認しながら記録を進行せしめ、この部分のデータについては確実に退避を行い、後で他の正常な記録領域に記録するので、実時間で、確実に正常な記録を行うことができる。
【００２７】
また、本発明に係る前記データ記録再生装置において、前記再記録手段は、前記記録媒体への記録または再生がなされていない時間に、前記記録媒体上の所定の記録領域に正常に記録されたデータを読み出すと共に、前記読み出したデータと、前記退避手段により退避されていたデータとから再構築される前記ブロック内のデータと同じデータを、前記記録媒体上の前記記録領域とは異なる他の書き込み可能な記録領域に記録することを特徴とする。
【００２８】
このような構成により、記録媒体上に欠陥セクタが存在して、任意の１ブロック内のデータの一部が正常に記録されない場合にも、該データ部分の退避と、該退避されたデータ部分の書き戻しとを高速に行うことにより、デジタル映像音声データのような大容量で連続するデータに対しても、該１ブロックの記録に要求される時間内で処理できるデータ記録再生装置を実現している。
【００２９】
また、本発明に係る前記データ記録再生装置において、前記再記録手段は、前記記録媒体への記録または再生がなされていない時間に、前記記録媒体上の所定の記録領域に正常に記録されたデータを読み出すと共に、前記読み出したデータを前記記録媒体上の前記記録領域とは異なる他の書き込み可能な記録領域に記録し、その後、前記退避手段により退避されていたデータを、前記他の書き込み可能な記録領域に記録することにより、前記ブロック内のデータと同じデータを前記他の書き込み可能な記録領域に記録することを特徴とする。
【００３０】
このような構成により、記録媒体上に欠陥セクタが存在して、任意の１ブロック内のデータの一部が正常に記録されない場合にも、該データ部分を退避し、該退避されたデータ部分の書き戻しを、確実に、かつ実時間で行うことにより、デジタル映像音声データのような大容量で連続するデータに対しても、該１ブロックの記録に要求される時間内で処理できるデータ記録再生装置を実現している。
【００３１】
また、本発明に係る前記データ記録再生装置において、前記ブロック内のデータの前記記録媒体への記録単位は、前記記録媒体上のセクタに対応していることを特徴とする。
【００３２】
このような構成により、記録媒体上の基本的な記録単位（即ち、記録媒体毎に定まる固定長の記録領域）を有するセクタクに対応したデータ記録再生装置を実現している。
【００３３】
なお、前記再記録手段は、作業用メモリとして、前記記録媒体を制御する入出力装置が備えているキャッシュメモリを使用したり、前記記録手段を制御するホスト側のＣＰＵが備えているキャッシュメモリを使用したりすることができる。
【００３４】
また、本発明に係るデータ記録再生装置の動作を実行できる方データ記録再生方法も実現できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のデータ記録再生装置の実施の形態について、〔第１の実施形態〕〜〔第４の実施形態〕の順に図面を参照して詳細に説明する。なお、それぞれの実施形態の説明では、本発明に係るデータ記録再生装置について詳述するが、本発明に係るデータ記録再生方法については、データ記録再生装置に含まれる各構成要素として実現する方法であることから、当該方法に関する説明は以下の説明に含まれる。
【００３６】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明に係る第１の実施形態のデータ記録再生装置の全体構成を示す構成図である。
同図において、本実施形態のデータ記録再生装置は、全体を制御すると共に、データ記録再生に必要な処理を行うＣＰＵ１と、高速メモリ（後述するホストメモリ４と退避用メモリ５）の制御を行うメモリ制御回路２と、ＣＰＵ１と後述するＨＤＤ６とのインターフェースを司るＡＶ−Ｉ／Ｆ３と、ＣＰＵ１と後述するＨＤＤ６との間で入出力されるデータのバッファ領域となるホストメモリ４と、欠陥セクタにより記録できないデータを一時記憶する退避用メモリ５（退避メモリ）と、大容量性と高速性の両面を満たす記録媒体であるＨＤＤ６（ハードディスク装置）とを備える。
【００３７】
ＨＤＤ６は、装置に常に固定された記録媒体６１１（ハードディスク）を含む記録部６１と、後述するバッファメモリ６３を制御するＨＤＣ６２（ハードディスクコントローラ）と、ホストインタフェースバスを介して記録部６１に記録されるデータまたは記録部６１から再生されるデータのバッファとなるバッファメモリ６３とを備える。メモリ制御回路２には、ホストメモリ４と、退避用メモリ５とが接続されている。
【００３８】
図２は、記録媒体上に記録または再生される記録単位であるセクタの集合から成るクラスタと、該クラスタを１ブロックとしてブロック化されるホストメモリ内のデータとの対応関係を示す説明図である。
【００３９】
ホストメモリ４は、１ＭＢのブロッキングサイズを備える。この１ＭＢのホストメモリには、図２に示すように、記録媒体６１１に記録または再生される最小記録単位であるセクタの集合から成るクラスタ（ここでは、８クラスタ（２０４８セクタに相当））分のデータが、少なくとも１ブロック分のデータとして記憶できるものとする。
【００４０】
ホストインタフェースバスとしては、例えば、ＡＮＳＩ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）における拡張ＩＤＥ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）規格（ＡＴＡ（ＡＴ  Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）規格）を用いることができる。前記の各構成要素の他に、ユーザから装置へ動作指示を与え、また装置からユーザに動作状況を知らせるためのユーザインタフェース機構として、図示しないスイッチ、リモートコントローラ、キーボード、液晶表示装置等が設置されている。また、それらの構成要素との入出力動作はＣＰＵ１が管理する。
【００４１】
装置の各構成要素の動作は、ＣＰＵ１により管理されており、また、そのためのファームウエアは、図示しないＲＯＭに記憶されている。さらに、図示しないＲＡＭが存在し、ＣＰＵ５１の作業領域として用いられる。
【００４２】
以下、本実施形態に係るデータ記録再生装置の動作を説明する。
メモリ制御回路２は、ＣＰＵ１からＣＰＵバスを介して入力される映像音響データをホストメモリ４に送出し、ホストメモリ４に該映像音響データを記憶せしめた後、この映像音響データをＡＶ−Ｉ／Ｆ３からホストインタフェースバスを介してＨＤＤ６に送出する（記録手段）。また、メモリ制御回路２は、ＨＤＤ６からホストインタフェースバスとＡＶ−Ｉ／Ｆ３とを介して入力された再生データをホストメモリ４に一旦記憶させた後、適宜それを読み出し、出力する（即ち、ＣＰＵバスを介してＣＰＵ１に送出する）。
【００４３】
ＨＤＤ６への記録の指示またはＨＤＤ６が記録するデータの再生の指示は、ＣＰＵ１がＣＰＵバスを介してＡＶ−Ｉ／Ｆ３から拡張ＩＤＥ規格に定義されているライトコマンドまたはリードコマンドを発行させることにより行われる。また、ホスト（ＣＰＵ１）とＨＤＤ６との間のデータの転送は、ＣＰＵ１がメモリ制御回路２とＡＶ−Ｉ／Ｆ３に指示することにより実行される。
【００４４】
ＨＤＤ６のＨＤＣ６２は、ホストインタフェースバスを介して入力されたデータを、一旦バッファメモリ６３に記録せしめた後、適宜これを読み出して、記録部６１の図示しない記録チャンネル信号処理回路に送出すると共に、記録部６１の図示しない再生チャンネル信号処理回路より送出された再生データをバッファメモリ６３に一旦記憶せしめた後、適宜これを読み出して、ホストインタフェースバスを介して出力する。
【００４５】
この記録チャンネル信号処理回路は、入力されたデータを所定の変調方式で変調した後、記録部６１の図示しない増幅器を介して、記録部６１の図示しない磁気ヘッド（以下、単に、「ヘッド」と略称する）に送出し、記録媒体６１１に記録する。また、前述のヘッドは、記録媒体６１１に記録されているデータを再生し、前述の増幅器を介して再生チャンネル信号処理回路に出力する。さらに、再生チャンネル信号処理回路は、入力されたデータを前記記録チャンネル信号処理回路の変調方式に対応する復調方式でもって復調し、その結果をＨＤＣ６２に出力する。
【００４６】
以下、本実施形態に係るデータ記録再生装置の記録時の信号の流れを説明する。
前述のホストからＣＰＵ１を介して入力されたＡＶデータストリームは、メモリ制御回路２を経て、一旦ホストメモリ４に順次記録される。ＣＰＵ１は、図示しないホストメモリ管理部（ファームウエア）による制御に従って、メモリ制御回路２に指示を出し、ホストメモリ４からＨＤＤ６に記録すべきひと纏まりのデータであるクラスタを読み出し、このクラスタを、ＡＶ−Ｉ／Ｆ３とホストインタフェースバスとを介してＨＤＤ６に送出し、記録部６１の記録媒体６１１に記録せしめる。この場合、８つのライトコマンド（記録命令）を連続で実行せしめるように制御するので、ホストメモリ４内にある８クラスタ分のデータが連続でＨＤＤ６に送出され、記録媒体６１１に記録される。
【００４７】
以下、本実施形態に係るデータ記録再生装置の記録時のＨＤＤ６の動作を説明する。
ＣＰＵ１は、記録すべき８つのクラスタが、ＨＤＤ６の所定の論理ブロックアドレスから所定の長さのデータブロックとして記録されるように、ＨＤＤ６にコマンドを送出する。ＨＤＤ６のＨＤＣ６２は、このコマンドを受け、ＣＰＵ１と共同して、前述の論理ブロックアドレスを、ＨＤＤ６内部の物理アドレス（具体的には、ディスク面番号、トラック番号、セクタ番号等）に変換する。その後、ホストメモリ４から送出された前述の８クラスタ分のデータ（例えば、２０４８セクタ分のデータ）が、ホストインタフェースバスを介してＨＤＣ６２で受け取られて、バッファメモリ６３に一旦蓄積される。
【００４８】
ＨＤＣ６２は、このバッファメモリ６３に蓄積されたデータを、ＨＤＤ６のトラック上に設定された論理データセクタの長さ（５１２  バイト）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（記録媒体６１１）の回転に同期しながら、記録チャンネル信号処理回路に送り出す。
【００４９】
前述の記録チャンネル信号処理回路は、そのデータセクタにチャンネル符号化を施し、前述のヘッドとディスクから成る磁気記録チャン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、前述の増幅器により、矩形状の記録電流波形に対応付けられ、前記ヘッドによって、記録媒体６１１（磁気ディスク）上の磁化反転パターンとして記録される。
【００５０】
ここで、予め記録対象となる目標トラックに前記ヘッドを位置決めしておく必要があるので、ＨＤＣ６２とＣＰＵ１とから目標トラック番号を受け取った記録部６１の図示しないサーボＤＳＰは、前記ディスク面上のトラック番号を再生チャンネル信号処理回路から受け取りながら、前記ヘッドを対応する前述の物理アドレスに移動させ、位置決めを行う。
【００５１】
ここで、１つのクラスタの記録に使用可能な時間は、記録するＡＶデータのビットレートに依存する。また、ＨＤＤ６のシークと回転待ち動作と記録動作とに要する時間の残りの時間が余り時間（ＨＤＤ６の空き時間）となる。ＣＰＵ１を制御するシステム管理ソフトウエアは、装置の動作状況を把握しているので、このＨＤＤ６の空き時間及び休止時間の状況も把握できる。
【００５２】
通常、ＨＤＤ６の動作にはかなりの空き時間及び休止時間が存在しているので、この空き時間または休止時間を利用することで複数のチャンネルを記録したり、記録と同時に再生を行ったりすることもできる。そこで本発明では、データ記録再生装置において、ＨＤＤ１に空き時間または休止時間が存在し、かつホスト（ＣＰＵ１）を制御するシステム管理ソフトウエアは、この空き時間及び休止時間の状況を把握していることから、記録媒体６１１上の本来の記録領域への記録が正常に行われなかったデータを、前記ＨＤＤ６の空き時間または休止時間を利用して、他の正常な記録領域に再記録するように制御している。
【００５３】
この発明では、後述するように、ＨＤＤ６の空き時間または休止時間を使って、本来の記録領域への記録が正常に行われなかったデータの再記録を行うため、前記ホストが、ＨＤＤ６に対して連続するＡＶデータを送出し、これらを記録せしめようとしている場合に、ＨＤＤ６が、不良セクタの存在によりリトライを繰り返すことで前記ＡＶデータを記録することができなくなってしまうような事態、即ち、装置の実時間性が阻害されるような事態は防止することができる。
【００５４】
図３は、本実施形態に係るデータ記録再生装置の記録時におけるデータの退避方法を示す説明図である。
また、図６は、本実施形態に係るデータ記録再生装置の記録時におけるデータの書き戻し方法を示す説明図である。
以下、図１，３，６を参照して、本実施形態に係るデータ記録再生装置において記録時に欠陥セクタが存在する場合の動作について説明する。
【００５５】
ホストメモリ４からＨＤＤ６に送出され、最終的にＨＤＤ６のＨＤＣ６２から記録部６１に送出されたデータが、欠陥セクタの存在により記録できなかった場合（即ち、記録できなかった旨の応答が、ＨＤＤ６からＣＰＵ１に返された場合）、ＣＰＵ１は、ファームウエアのホストメモリ管理部に従って、メモリ制御回路２に指示を出し、図３に示すように、前記ホストメモリ４内の記録すべきデータのうち、前記欠陥セクタに記録されるべきであったデータを、全て退避用メモリ５に記録せしめる（退避手段）。
【００５６】
一方、ＨＤＤ６の記録部６１では、前記欠陥セクタに記録されるべきであった１セクタ分のデータの記録は行わず、前記データの次に記録されるべき１セクタ分のデータを、該欠陥セクタに隣接するセクタへの記録を行うことにより、前記ホストメモリ４から記録部６１に送出された前記データの記録を継続する。
【００５７】
その後、ホスト（ＣＰＵ１）のシステム管理ソフトウエアは、ＨＤＤ６の空き時間または休止時間を検出すると、図６に示すように、記録できずに退避用メモリ５へ退避しておいたデータを含む一連のブロッキングされたデータのうち、支障なく記録できたデータに関してはディスク（記録媒体６１１）から読み出す。この読み出されたデータは、ホストインタフェースバス、ＡＶ−Ｉ／Ｆ３、及びメモリ制御部２を介してホストメモリ４に一旦記憶される。
【００５８】
次に、メモリ制御回路２は、このブロッキングされたデータ、即ち、所定のブロッキングサイズ（通常は１ＭＢ）を有するデータを補完するデータとして、先に退避用メモリ５に記憶させていたデータを読み出し、前記ホストメモリ４に送出することで、前述の一連のブロッキングサイズを有するデータの全体を再構築する。
【００５９】
次に、前記再構築された所定のブロッキングサイズ（通常は１ＭＢ）を有するデータは、通常記録時と同じように、ＡＶ−Ｉ／Ｆ３からホストインタフェースバスを介してＨＤＤ６に送出されディスク（記録媒体６１１）に記録される（再記録手段）。この際、必ずしも従来の交替領域に記録される必要はなく、欠陥セクタを含む記録領域以外であればディスク（記録媒体６１１）上のどの記録領域でも構わない。
【００６０】
なお、前記ディスク（記録媒体６１１）とホストメモリ４との間のデータの入出力に際しては、図６に示すように、その作業に必要な作業用メモリ（ワーキングメモリ）として、ＨＤＤ６に内蔵のキャッシュメモリを使用することができる。また、前記作業用メモリとして、ＣＰＵ１用のキャッシュメモリを使用することもできる。
【００６１】
ちなみに、ホストメモリ４の内容は、ＨＤＤ６が空き時間または休止時間でない時間帯においては、ＣＰＵ１からの次の書き込みデータにより変化しており、よって、ディスク（記録媒体６１１）に記録できなかったデータや、このデータに対応する正常に記録できたデータは、最早やホストメモリ４には記憶されていない。従って、前述のデータの再構築が必要となる。また、通常は、１ブロックのデータの記録が完了するまでは、この１ブロックに対応する記録領域へのアクセスが禁止されるように制御される。
【００６２】
〔第２の実施形態〕
本実施形態は、前記第１の実施形態に比べて、データの退避方法が異なるだけであり、装置構成並びにデータの書き戻し方法については、前記第１の実施形態と同じであるので、以下では、本実施形態に係るデータの退避方法について説明する。図４は、本実施形態に係るデータ記録再生装置の記録時におけるデータの退避方法を示す説明図である。
【００６３】
以下、図１，４，６を参照して、本実施形態に係るデータ記録再生装置において記録時に欠陥セクタが存在する場合の動作について説明する。
ホストメモリ４からＨＤＤ６に送出され、最終的にＨＤＤ６のＨＤＣ６２から記録部６１に送出されたデータが、欠陥セクタの存在により記録できなかった場合（即ち、記録できなかった旨の応答が、ＨＤＤ６からＣＰＵ１に返された場合）、ＣＰＵ１は、ファームウエアのホストメモリ管理部に従って、メモリ制御回路２に指示を出し、ホストメモリ４内の記録すべきデータのうち、該欠陥セクタに記録すべきであったデータと、該データ以降に続くデータとを含む、一連のブロッキングサイズ内のデータを、全て退避用メモリ部５に記録せしめる。
【００６４】
一方、ＨＤＤ６の記録部６１では、欠陥セクタを検出した時点で記録動作を終了する。
以下、退避用メモリ５に退避したデータを、他の正常な記録領域に書き戻す動作については、前記第１の実施形態に係るデータ記録再生装置と同じである。
【００６５】
〔第３の実施形態〕
本実施形態も、前記第１の実施形態に比べて、データの退避方法が異なるだけであり、装置構成並びにデータの書き戻し方法については、前記第１の実施形態と同じであるので、以下では、本実施形態に係るデータの退避方法について説明する。
【００６６】
図５は、本実施形態に係るデータ記録再生装置の記録時におけるデータの退避方法を示す説明図である。
以下、図１，５，６を参照して、本実施形態に係るデータ記録再生装置において記録時に欠陥セクタが存在する場合の動作について説明する。
ホストメモリ４からＨＤＤ６に送出され、最終的にＨＤＤ６のＨＤＣ６２から記録部６１に送出されたデータが、欠陥セクタの存在により記録できなかった場合（即ち、記録できなかった旨の応答が、ＨＤＤ６からＣＰＵ１に返された場合）、ＣＰＵ１は、ファームウエアのホストメモリ管理部に従って、メモリ制御回路２に指示を出し、ホストメモリ４内の記録すべきデータのうち、最初に記録できなかったセクタから最後に記録できなかったセクタの間のブロッキングサイズ内のデータを、全て退避用メモリ５に記録せしめる。
【００６７】
一方、ＨＤＤ６の記録部６１では、前記欠陥セクタに記録されるべきであった１セクタ分のデータの記録は行わず、前記データの次に記録されるべき１セクタ分のデータを、該欠陥セクタに隣接するセクタへの記録を行うことにより、前記ホストメモリ４から記録部６１に送出された前記データの記録を継続する。
以下、退避用メモリ５に退避したデータを、他の正常な記録領域に書き戻す動作については、前記第１の実施形態に係るデータ記録再生装置と同じである。
【００６８】
〔第４の実施形態〕
本実施形態は、前記第１乃至第３の実施形態に比べて、データの書き戻し方法が異なるだけであり、装置構成並びにデータの退避方法については、前記第１乃至第３の実施形態と同じであるので、以下では、本実施形態に係るデータの書き戻し方法について説明する。
【００６９】
図７は、本実施形態に係るデータ記録再生装置の記録時におけるデータの他の書き戻し方法を示す説明図である。
ホスト（ＣＰＵ１）のシステム管理ソフトウエアは、ＨＤＤ６の空き時間または休止時間を検出すると、図７に示すように、記録できずに退避用メモリ５に退避したデータを含む一連のブロッキングデータのうち、ディスク（記録媒体６１１）に記録できたデータに関しては該ディスク（記録媒体６１１）から読み出す。この読み出されたデータは、ＡＶ−Ｉ／Ｆ３及びホストインタフェースバスを介してホストメモリ４に一旦記憶される。
【００７０】
その後、このホストメモリ４に記憶されたデータは、通常記録時と同じように、ＡＶ−Ｉ／Ｆ３からホストインタフェースバスを介してＨＤＤ６に送出され、前記ディスク（記録媒体６１１）上の、前記読み出した箇所とは異なる他の適当な領域に記録される。この際、最初の記録時に欠陥セクタであった箇所については、当然ながらデータが欠落したままとなっているが、差し支えない。即ち、このデータが欠落している箇所（セクタ）については記録を行わず次のセクタから記録を行うか、または仮のデータを記録しておいても構わない（図７参照）。
【００７１】
次に、メモリ制御回路２は、先に退避用メモリ５に記憶させていたデータ（欠陥セクタに記録しようとしていた１セクタ分のデータ）を読み出し、このデータをＡＶ−Ｉ／Ｆ３からホストインタフェースバスを介してＨＤＤ６に送出し、前述の他の領域において、データが欠落したままとなっている（または前記仮のデータを記録していた）セクタに、該１セクタ分のデータを記録し、これにより、前述の一連のブロッキングデータが、ＨＤＤ６の記録媒体６２上で、一連のデータとして記録されるようにする。
【００７２】
なお、前記ディスク（記録媒体６１１）とホストメモリ４との間のデータの入出力に際しては、図７に示すように、その作業に必要な作業用メモリとして、ＨＤＤ６に内蔵のキャッシュメモリを使用することができる。また、前記作業用メモリとして、ＣＰＵ１用のキャッシュメモリを使用することもできる。
【００７３】
なお、本発明の前記第１〜第４の実施形態に係るデータ記録再生装置の各構成要素の処理の少なくとも一部をコンピュータ制御により実行するものとし、かつ、上記コンピュータ制御を、コンピュータに実行せしめるプログラムは、半導体メモリを始め、ＣＤ−ＲＯＭや磁気テープなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配付してもよい。そして、少なくともマイクロコンピュータ，パーソナルコンピュータ，汎用コンピュータを範疇に含むコンピュータが、上記の記録媒体から上記プログラムを読み出して、実行するものとしてもよい。
【００７４】
また、前記第１〜第４の実施形態では、固定型ＨＤＤの場合を示したが、ディスクが交換可能なリムーバブルＨＤＤ、またはその他の磁気ディスク装置に対しても本発明を適用することが容易に可能である。また、前記退避用メモリ５として、記録部６が備える図示しないキャッシュメモリを使用することが可能である。さらに、前記退避用メモリ５として、ホスト（ＣＰＵ１）が備える図示しないキャッシュメモリを使用することが可能である。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のデータ記録再生装置によれば、欠陥セクタが存在することにより、任意の１ブロック分のデータの記録媒体への記録が正常に行われない場合、当該欠陥セクタに記録される予定であったデータをホスト側の退避用メモリに一時的に退避させ、次のセクタへの記録を継続させると共に、その後、ＨＤＤの空き時間または休止時間を利用して、記録が可能であった部分の記録媒体上のデータを読み出し、該読み出されたデータと、前記退避用メモリに一時的に退避させていた退避データとにより、前記元の１ブロック分のデータを再構築して他の正常な領域への再記録を行うので、デジタル映像音声データのような大容量で連続するデータの、記録媒体への記録・再生処理を、要求される実時間で実行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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態のデータ記録再生装置の全体構成を示す構成図である。
【図２】記録媒体上に記録または再生される記録単位であるセクタの集合から成るクラスタと、該クラスタを１ブロックとしてブロック化されるホストメモリ内のデータを示す説明図である。
【図３】本実施形態に係るデータ記録再生装置の記録時におけるデータの退避方法を示す説明図である。
【図４】本実施形態に係るデータ記録再生装置の記録時におけるデータの退避方法を示す説明図である。
【図５】本実施形態に係るデータ記録再生装置の記録時におけるデータの退避方法を示す説明図である。
【図６】本実施形態に係るデータ記録再生装置の記録時におけるデータの書き戻し方法を示す説明図である。
【図７】本実施形態に係るデータ記録再生装置の記録時におけるデータの他の書き戻し方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ＣＰＵ（ホスト側）
２  メモリ制御回路
３  ＡＶ−Ｉ／Ｆ（インターフェース）
４  ホストメモリ
５  退避用メモリ（退避メモリ）
６  ＨＤＤ（ハードディスク装置）
６１  記録部
６２  ＨＤＣ（ハードディスクコントローラ）
６３  バッファメモリ
６１１  記録媒体（ハードディスク）
【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】
2005038484.tif 000007
【図６】
2005038484.tif 000008
【図７】
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