(57)【要約】記録担体を走査する装置は、情報を読み取る及び／又は書き込むためのトラックを走査するためのヘッドを持つ。ディスクスケジューラが、前記記録担体にアクセスする要求の受信を制御する。前記要求は、リアルタイムの情報に関するストリーミング要求と、補助情報に関する補助要求（４４）とを含む。前記ディスクスケジューラは、待ち状態にある要求がない場合に、前記走査装置をスタンバイモードに切り換え、要求が実行される必要がある場合に、前記走査装置を動作モードに切り換えることにより、前記装置のパワー消費を低減させる。前記補助要求は、前記ストリーミング要求のうちの選択された１つとの組み合わせで処理間隔（４５）の間に実行される。それ故、前記記録担体の回転立ち上げの回数が減少させられる。
2006513521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を担持するためのトラックを持つ記録担体を走査する装置であって、前記装置は、
前記記録担体を回転させるための駆動手段、及び前記情報を読み取る及び／又は書き込むために前記トラックを走査するためのヘッドを含む走査手段と、
ディスクスケジューラを含む、前記走査を制御するための制御手段とを有し、前記ディスクスケジューラは、
前記記録担体にアクセスするための要求を受信し、前記要求は、リアルタイムの情報に関するストリーミング要求と、補助情報に関する補助要求とを含み、前記ディスクスケジューラは更に、
待ち状態の要求がない場合に、前記走査手段をスタンバイモードに切り換え、要求が実行される必要がある場合に、前記走査手段を動作モードに切り換えることにより、パワー消費を低減させ、
前記ストリーミング要求のうちの選択された１つとの組み合わせで前記補助要求を実行する装置。
【請求項２】
前記情報を一時的に保存するためのバッファを有し、
前記制御手段は、前記バッファ中に存在するストリーミング情報の充填レベルに基づいて前記ストリーミング要求を生成するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ディスクスケジューラは、補助要求を実行し、その直後に前記充填レベルにかかわらずストリーミング要求を生成及び実行することにより、前記組み合わせを行うように構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ディスクスケジューラは、ストリーミング要求の実行の直後まで補助要求の実行を延期することにより、前記組み合わせを行うように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ディスクスケジューラは、受信された補助要求について予想される実行期間を決定し、次のストリーミング要求を実行するための開始時間を決定し、及び前記開始時間から前記期間を引いた時間まで前記受信された補助要求の実行を延期し、又は前記期間が前記開始時間を超えた場合には、前記受信された補助要求の第１の部分の実行を開始し、若しくは前記ストリーミング要求を実行する後まで前記受信された補助要求の実行を延期することにより、前記組み合わせを行うように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ディスクスケジューラは、受信された補助要求を、優先度の高い要求又は優先度の低い要求に区別し、優先度の高い要求の場合には、前記優先度の高い要求を即座に実行するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ディスクスケジューラは、前記優先度の高い要求の前記実行の直後に前記優先度の低い要求を実行するように構成される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ディスクスケジューラは、要求されたデータの直後に後続する付加データを読み取り、前記付加データを保存し、次の補助要求が前記付加データを必要とする場合に、前記保存された付加データを供給するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記ディスクスケジューラは、受信された補助要求を、サイズの大きなデータ要求とサイズの小さなデータ要求とに区別し、前記サイズの小さな要求の場合にのみ、前記付加データを読み取るように構成される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ディスクスケジューラは、補助要求を実行するためストリーミング要求の実行を中断し、及び／又はストリーミング要求を実行するため補助要求の実行を中断するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
情報を担持するためのトラックを持つ記録担体の走査を制御する方法であって、前記方法は、
前記記録担体にアクセスするための要求を受信するステップを有し、前記要求は、リアルタイムの情報に関するストリーミング要求と、補助情報に関する補助要求とを含み、前記方法は更に、
待ち状態の要求がない場合に、前記走査手段をスタンバイモードに切り換え、要求が実行されるべき場合に、前記走査手段を動作モードに切り換えることにより、パワー消費を低減させるステップと、
前記ストリーミング要求のうちの選択された１つとの組み合わせで前記補助要求を実行するステップと、
を有する方法。
【請求項１２】
記録担体へのアクセスを制御するコンピュータプログラムであって、請求項１１に記載の方法をプロセッサに実行させるように動作可能な、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報を担持するためのトラックを持つ記録担体を走査するための装置であって、前記記録担体を回転させるための駆動手段及び前記情報を読み取る及び／又は書き込むためにトラックを走査するためのヘッドを含む走査装置を有する装置に関する。
【０００２】
本発明は更に、情報を担持するためのトラックを持つ記録担体の走査を制御する方法に関する。
【０００３】
とりわけ本発明は、磁気及び光（磁気）記憶装置のパワー管理に関する。
【背景技術】
【０００４】
パワー管理のための記憶装置及び方法は、国際特許出願公開WO01/82301より知られている。バースト読み取りモードの間、前記記憶装置は、記録担体から高速でバッファにデータを読み取る。前記バッファからのデータは、低速でホスト装置に転送される。前記バッファが十分なデータを含む場合には、前記装置は読み取り／書き込み素子をスタンバイモードへとパワーダウンする。前記バッファが所定のレベルにまで内容を空けられた場合、前記装置は前記素子を前記スタンバイモードから動作モードに切り換え、新たなバースト読み取りモードのサイクルが開始される。バースト書き込みモードについても同様の処理が記載されている。書き込み素子がスタンバイモードである間、ホスト装置からのデータは低いレートで受信されバッファに保存される。前記バッファが所定のレベルまで満たされると、バースト書き込みモードが開始される。該モードにおいては、前記書き込み素子が動作状態に切り換えられ、前記バッファが空になるまでデータが高速で前記記録担体に書き込まれる。この知られた装置の問題は、パワー効率の良い方法で補助データアクセス要求に対処する選択肢がないことである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それ故本発明の目的は、データアクセス要求に対処するための、より用途の広い、情報を保存及び取得する装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、本目的は、最初のパラグラフにおいて定義されたような装置であって、前記記録担体を回転させるための駆動手段、及び前記情報を読み取る及び／又は書き込むための前記トラックを走査するためのヘッドを含む走査手段と、ディスクスケジューラを含む、前記走査を制御するための制御手段とを有し、前記ディスクスケジューラは、前記記録担体にアクセスするための要求を受信し、前記要求は、リアルタイムの情報に関するストリーミング要求と、補助情報に関する補助要求とを含み、前記ディスクスケジューラは更に待ち状態の要求がない場合に、前記走査手段をスタンバイモードに切り換え、要求が実行される必要がある場合に、前記走査手段を動作モードに切り換えることにより、パワー消費を低減させ、前記ストリーミング要求のうちの選択された１つとの組み合わせで前記補助要求を実行する装置を用いて達成される。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、本目的は、最初のパラグラフにおいて定義されたような方法であって、前記記録担体にアクセスするための要求を受信するステップを有し、前記要求は、リアルタイムの情報に関するストリーミング要求と、補助情報に関する補助要求とを含み、前記方法は更に、待ち状態の要求がない場合に、前記走査手段をスタンバイモードに切り換え、要求が実行されるべき場合に、前記走査手段を動作モードに切り換えることにより、パワー消費を低減させるステップと、前記ストリーミング要求のうちの選択された１つとの組み合わせで前記補助要求を実行するステップとを有する方法を用いて達成される。
【０００８】
本発明の第３の態様によれば、本目的は、プロセッサに前記方法を実行させるように動作可能な、情報を保存するためのコンピュータプログラムを用いて達成される。
【０００９】
ストリーミング要求と少なくとも１つの補助要求との実行を組み合わせることの効果は、前記走査装置が１度だけ起動させられるべきであるという点である。スタンバイモードから動作モードへのパワー切り換えの間、前記ディスクは読み取り及び／又は書き込みに適した回転速度まで駆動される必要があり、前記組み合わせられた実行を終了した後にパワーダウンさせられる必要がある。所謂回転立ち上げ（spin-up）サイクル（又はロード及びアンロード処理）の数は、前記組み合わせによって制限される。このことは、パワー消費及び前記装置の磨耗が低減されるという利点を持つ。
【００１０】
本発明はまた以下の認識にも基づく。前記ストリーミング要求は略一定の間隔で到着し処理される必要がある。なぜならストリーミングアプリケーションは時間が重要であるからである。本発明者は、前記補助要求は時間がより重要ではないとみなされ得ること、及び所謂ベストエフォート（best-effort）型の要求であることを見出した。パワーを低減するために、かようなベストエフォート型の要求は、前記ストリーミング要求と組み合わせて実行されることができる。（バックグラウンドのアプリケーションのような）時間が重要ではない補助データについては、性能の不利益は全く無い。反応時間が重要なアプリケーションは性能の僅かな低下を被り得るが、このことは以下の実施例において説明されるように更に低減させられる。
【００１１】
前記装置の実施例においては、前記装置は、前記情報を一時的に保存するためのバッファを有し、前記制御手段は、前記バッファ中に存在するストリーミング情報の充填レベルに基づいて前記ストリーミング要求を生成するように構成される。このことは、前記ディスクスケジューラが前記ストリーミング要求について容易に通知されるという利点を持つ。
【００１２】
前記装置の実施例においては、前記ディスクスケジューラは、補助要求を実行し、その直後に前記充填レベルにかかわらずストリーミング要求を生成及び実行することにより、前記組み合わせを行うように構成される。このことは、中間の補助要求の後に、回転立ち上げサイクルの完全なスタンバイ期間が後続するという効果を持つ。このことは、回転立ち上げサイクルの数が減少させられるという利点を持つ。
【００１３】
前記装置の実施例においては、前記ディスクスケジューラは、ストリーミング要求の実行の直後まで補助要求の実行を延期することにより、前記組み合わせを行うように構成される。前記補助要求のための別個の回転立ち上げサイクルが必要とされない。このことは、回転立ち上げサイクルの数が減少させられるという利点を持つ。
【００１４】
前記装置の実施例においては、前記ディスクスケジューラは、受信された補助要求について予想される実行期間を決定し、次のストリーミング要求を実行するための開始時間を決定し、及び前記開始時間から前記期間を引いた時間まで前記受信された補助要求の実行を延期し、又は前記期間が前記開始時間を超えた場合には、前記受信された補助要求の第１の部分の実行を開始し、若しくは前記ストリーミング要求を実行する後まで前記受信された補助要求の実行を延期することにより、前記組み合わせを行うように構成される。前記補助要求のための別個の回転立ち上げサイクルが必要とされない。このことは、回転立ち上げサイクルの数が減少させられ、前記補助要求がより早く処理されるという利点を持つ。
【００１５】
前記装置の実施例においては、前記ディスクスケジューラは、受信された補助要求を、優先度の高い要求又は優先度の低い要求に区別し、優先度の高い要求の場合には、前記優先度の高い要求を即座に実行するように構成される。このことは、優先度の高い要求が遅延なく処理され、一方で優先度の低い要求は別個の回転立ち上げサイクルなしで処理されるという利点を持つ。
【００１６】
前記装置の実施例においては、前記ディスクスケジューラは、要求されたデータの直後に後続する付加データを読み取り、前記付加データを保存し、次の補助要求が前記付加データを必要とする場合に、前記保存された付加データを供給するように構成される。このことは、前記次の要求が少量のデータしか必要としない場合、前記次の要求は別個の回転立ち上げサイクルなしで実行されるという利点を持つ。前記装置の更なる実施例においては、前記ディスクスケジューラは、受信された補助要求を、サイズの大きなデータ要求とサイズの小さなデータ要求とに区別し、前記サイズの小さな要求の場合にのみ、前記付加データを読み取るように構成される。このことは、小さいサイズのデータ要求の場合には、次の要求もまた小さいサイズの要求であり、別個の回転立ち上げサイクルなしで保存された付加データに基づいて実行され得るという高い確率が存在するという利点を持つ。
【００１７】
前記装置の実施例においては、前記ディスクスケジューラは、補助要求を実行するためストリーミング要求の実行を中断し、及び／又はストリーミング要求を実行するため補助要求の実行を中断するように構成される。このことは、前記補助要求が、少なくとも部分的に可能な限り早くに処理され、例えばバッファの充填度が前記補助要求の処理が終わるまで残存するのに十分な場合には、前記ストリーミング要求が必要に応じて処理されるという利点を持つ。
【００１８】
本発明による装置及び方法の更なる好適な実施例は請求項において与えられる。
【００１９】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下の説明において例として記載された実施例を参照しながら、及び添付する図を参照しながら更に説明され、明らかとなるであろう。図において、既に説明された構成要素に対応する構成要素は、同一の参照番号を持つ。図３乃至６における時間は定縮尺で描かれていないことは留意されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１ａは記録担体を示す。ディスク型の記録担体１１は、トラック９及び中央穴１０を持つ。トラック９は、情報を表す記録された（されるべき）マークの連続の位置であり、情報層において略平行なトラックを構成する、巻の螺旋パターンに従って配置される。前記記録担体は、光ディスクと呼ばれる光読み取り可能なものであっても良く、読み取り専用又は記録可能なタイプの情報層を持つ。読み取り専用タイプの例はＣＤであり、記録可能なディスクの例はＣＤ−Ｒ及びＣＤ−ＲＷ、読み取り専用ＤＶＤ及びＤＶＤ＋ＲＷのようなＤＶＤの書き込み可能なバージョン、並びにＢｌｕ−ｒａｙディスク（ＢＤ）と呼ばれる青色レーザを用いた書き込み可能な高密度光ディスクである。ＤＶＤディスクについての更なる詳細は、参考文献「ECMA-267: 120mm DVD -Read-Only Disc- (3rd Edition、2001年４月)」において見出される。前記情報は、前記トラックに沿って光検出可能なマークを記録することによって、前記情報層において表される。前記マークは例えば、相変化物質における結晶又は非結晶のマークである。記録可能なタイプの記録担体におけるトラック９は、ブランクの記録担体の製造の間に備えられた、予めエンボスされたトラック構造によって示される。前記トラック構造は、通常情報セクタ又はブロックと呼ばれる、情報の単位の位置を示すための、例えばアドレスのような位置情報を有する。前記位置情報は、かような情報ブロックの先頭を探すための特定の同期マークを含む。
【００２１】
図１ｂは、記録可能なタイプの記録担体１１の、線ｂ−ｂに沿ってとられた断面図である。ここでは、透明な基板１５が、記録層１６及び保護層１７を備える。保護層１７は、例えば前記記録層が０．６ｍｍの基板上にあり、０．６ｍｍの更なる基板が該記録層の逆側に接着されるＤＶＤにおけるように、更なる基板層を有しても良い。プリグルーブ１４は、読み取り／書き込みヘッドが、走査の間前記トラックを追従できるようにする。前記プリグルーブが例えば前記トラック構造を構成する。プリグルーブ１４は、基板１５の物質の窪み又は隆起として実装されても良いし、又は周囲と逸脱した物質特性として実装されても良い。
【００２２】
代替としては、記録担体１１は、コンピュータ用途から良く知られたハードディスクのような磁気記録担体である。かような記録担体は、円形のトラックの同心円のパターンを持ち、磁気記録層を持つ。前記ハードディスクは通常、所謂ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）として書き込む及び読み取るための装置と組み合わせて製造される。ＨＤＤはまた、オーディオ及びビデオプレイヤのような消費者向け用途にも適し、以下に説明されるようにパワー消費が制御される場合には、ポータブルな用途にも適する。
【００２３】
記録担体１１は、例えばＬＰＣＭ、ＭＰ３又はＭＰＥＧ２のような標準化されたフォーマットに従うビデオのようなディジタルに符号化されたリアルタイム情報を表すファイルで、いずれかのタイプのディジタル情報を担持するように意図される。ディスク上の情報は、例えばＣＤの場合には２０４８ユーザバイトのサイズを持つ、ブロック又はセクタに保存される。かようなセクタは、アドレス指定可能で取得可能な情報の単位であり、通常ブロックと呼ばれ、エラー訂正符号を備えられる。一般にデータは、例えばリアルタイムプロセッサ又はホストシステムによって、データブロックの量及び該ブロックの論理アドレスを規定する要求の形で、前記記録担体から要求される。ビデオ又はオーディオのようなリアルタイムのデータについては、連続的な再生を実現するためにデータストリームは必要とされるレートに維持される必要がある。かようなリアルタイムのデータについての要求は、厳格な応答時間の制限内の処理を必要とし、ストリーミング要求と呼ばれる。他のデータは、ホストシステムによって、データブロックの量及び該ブロックの論理アドレスを規定する要求の形で、前記記録担体から要求される。かような要求は補助要求と呼ばれる。補助要求は、例えばタイミング要求のないバックグラウンドのタスクは低い優先度を持ち、又はユーザインタラクティブなアプリケーションは高い優先度を持つというように、必要とされる応答時間に応じた優先度の示唆を含んでも良い。前記ホストシステムと前記記録担体にアクセスするための装置との間の通信のためのＡＰＩ（application programmer’s interface）は、かような優先度の示唆を含み規定される。
【００２４】
図２は、記録担体にアクセスするための走査装置を示す。走査は、装置のタイプ、即ち読み取り専用であるか又は読み取り／書き込みタイプであるかに依存して、前記記録担体のトラックにおけるマークを読み取ること又は該トラックにマークを書き込むことを含むことに留意されたい。前記装置は、記録担体１１上のトラックを走査するための手段を備える。該手段は、記録担体１１を回転させるための駆動ユニット２１、ヘッド２２、及びヘッド２２を前記トラックに対して位置させるためのサーボユニット２５を含む。ヘッド２２は、放射ビーム２４を生成するための知られたタイプの光学系を有する。放射ビーム２４は、光学素子を通って誘導され、前記記録担体の情報層のトラック上の放射スポット２３にフォーカスされる。放射ビーム２４は、例えばレーザダイオードのような放射源によって生成される。前記ヘッドは更に、（図示されていないが）放射ビーム２４のフォーカスを前記ビームの光軸に沿って移動させるためのフォーカスアクチュエータと、スポット２３の径方向における前記トラックの中心への詳細な位置決めのためのトラッキングアクチュエータとを有する。前記トラッキングアクチュエータは、光学素子を径方向に移動させるためのコイルを有しても良く、又は代替として反射素子の角度を変化させるように構成されても良い。前記フォーカスアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータは、サーボユニット２５からのアクチュエータ信号によって駆動される。読み取りについては、主走査信号３３並びにトラッキング及びフォーカシングのためのエラー信号３５を含む種々の走査信号を生成するため、フロントエンドユニット３１に結合された検出器信号を生成するための、例えば４象限ダイオードのような通常のタイプのヘッド２２中の検出器によって、前記情報層によって反射された放射が検出される。エラー信号３５は、前記トラッキングアクチュエータ及びフォーカスアクチュエータを制御するため、サーボユニット２５に結合される。主走査信号３３は、復調器、デフォーマッタ及び出力ユニットを含む、通常のタイプの読み取り処理ユニット３０によって、前記マークから主ディジタル情報を検出するために処理される。
【００２５】
前記装置は、前記走査及び情報の取得を制御するための制御ユニット２０を持つ。制御ユニット２０は、例えばユーザからの又はホストコンピュータからのコマンドのような、リアルタイムのデータのためのストリーミング要求及び他のデータのための補助要求のような、前記ディスクにアクセスするための要求を受信するためのディスクスケジューラ３６を含む。制御ユニット２０は、例えばシステムバスのような制御線２６を介して、前記装置中の他のユニットに接続される。制御ユニット２０は、以下に説明されるような手順及び機能を実行するための、例えばマイクロプロセッサのような制御回路、プログラムメモリ及びインタフェースを有する。制御ユニット２０はまた、論理回路における状態機械として実装されても良い。ディスクスケジューラ３６は、前記記録担体にアクセスするための要求を受信及び処理する機能を実行する。前記要求は、リアルタイムの情報に関するストリーミング要求及び補助情報に関する補助要求を含む。更に前記スケジューラは、待ち状態の要求がない場合には走査素子をスタンバイモードに切り換え、要求が実行されるべき場合には前記走査素子を動作モードに切り換えることにより、パワー消費を低減させる機能を持つ。前記スケジューラは更に、以下に説明されるように、前記ストリーミング要求のうちの選択された１つとの組み合わせで前記補助要求を実行する機能を持つ。
【００２６】
実施例においては、前記装置は、例えばＣＤ−Ｒ若しくはＣＤ−ＲＷ、又はＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ若しくはＢＤのような、書き込み可能又は再書き込み可能なタイプの記録担体に情報を記録するための手段を備えた記録装置である。前記記録装置は、ヘッド２２を駆動するための書き込み信号を生成するために入力情報を処理する処理手段を有し、該処理手段は入力ユニット２７、フォーマッタ２８及び変調器２９を有する。変調器２９は、情報を書き込むために放射を制御するフロンドエンドユニット３１に結合される。前記ビームの放射は、前記記録層に光検出可能なマークを生成するように制御される。前記マークはいずれの光読み取り可能な形態であっても良い。例えば前記マークは、色素、合金又は相変化物質のような物質に記録する場合に得られるような、周囲とは異なる反射係数を持つエリアの形態をとっても良い。又は前記マークは、光磁気物質に記録する場合に得られるような、周囲とは異なる極性の方向を持つエリアの形態をとっても良い。実施例においては、入力ユニット２７は、アナログ及び／又はビデオ、又はディジタルの圧縮されていないオーディオ／ビデオのような入力信号のための圧縮手段を有する。適切な圧縮手段はＭＰＥＧ規格においてビデオについて記載されており、ＭＰＥＧ−１はISO/IEC11172において規定され、ＭＰＥＧ−２はISO/IEC13818において規定されている。代替として、入力信号はかような規格に従って既に符号化されていても良い。
【００２７】
前記装置の実施例においては、前記記録担体は磁気記録担体であり、前記ヘッドは磁気マークを読み取る及び書き込むための磁気ヘッドである。かような磁気ディスク装置は、通常ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）と呼ばれる。説明されるような光装置用の対応する構成要素、とりわけディスクスケジューラ３６が含まれる。
【００２８】
実施例においては、前記装置は、前記記録担体から取得されるリアルタイムのデータストリームのデータブロックを一時的に保存するためのバッファユニット３２を有する。リアルタイムのデータは、前記走査素子がスタンバイモードである間に、バッファユニット３２から読み取られる。バッファユニット３２における充填度が検出され、制御線２６を介して前記制御ユニットに結合される。制御ユニット２０は、前記バッファユニット中に存在するストリーミング情報の充填レベルに基づいてストリーミング要求を生成するように構成される。とりわけ、前記充填レベルが所定のレベルより低い場合、前記走査素子は動作状態へと起動される。即ち前記モータが前記記録担体を回転させるために駆動され、ヘッド２２が所望のデータにアクセスするために必要な位置に配置される。
【００２９】
実施例においては、前記記録装置は、前記記録担体に記録されるべきリアルタイムのデータストリームのデータブロックを一時的に保存するための書き込みバッファユニット３４を有する。リアルタイムのデータは、前記走査素子がスタンバイモードである間に、書き込みバッファユニット３４に書き込まれる。書き込みバッファユニット３４における充填度が検出され、制御線２６を介して前記制御ユニットに結合される。制御ユニット２０は、前記バッファユニット中に存在するストリーミング情報の充填レベルに基づいてストリーミング要求を生成するように構成される。とりわけ、前記充填レベルが所定のレベルよりも高い場合、前記走査素子は動作状態へと起動される。即ち前記モータが前記記録担体を回転させるために駆動され、ヘッド２２が所望のトラックに前記保存されたデータを書き込むために必要な位置に配置される。
【００３０】
ポータブルのオーディオ／ビデオプレイヤのような、ポータブルディスクベースのストリーミング装置については、総再生時間（即ちバッテリ寿命）が重要な特徴の１つである。例えばスモールフォームファクタ光ユニット（ＳＦＦＯ）又はハードディスクドライブ（ＨＤＤ）のような保存モジュールよって消費されるパワーがそれだけで通常損失される総パワーのかなりの部分であるため、特別な対策がとられるべきである。ディスクアクセスのためのリアルタイムの保証を提供するため、ディスクアクセススケジューラが含まれる。前記ディスクスケジューラは、リアルタイムのディスク性能を保証するためにアプリケーションからのディスクアクセス要求を順序付けし、前記装置のパワー消費を最小化する。
【００３１】
図３は、リアルタイムのデータストリームの保存サイクルを示す。線４０は、前記記憶媒体から読み取る場合の、単一のストリームのバッファの充填を示す。矢印４１は、１サイクルの継続時間Ｔｃｙｃｌｅを示す。矢印４２は、データがストリーミングアプリケーションのためにディスクから読み取られる時間Ｔａｃｔｉｖｅを示す。矢印４３は、パワー消費を低減させるために前記ディスク装置がスタンバイモードにされる時間ｔｓｔａｎｄｂｙを示す。例えばホスト装置又はバッファユニット３２におけるストリームバッファは、ｔａｃｔｉｖｅの間充填される。この時間の間、データが前記ディスク装置から読み取られ、前記ストリームバッファに供給される。前記ストリームバッファが一杯になると、前記ディスク装置はｔｓｔａｎｄｂｙと等しい時間の間、スタンバイモードにされる。この時間の間、前記データを要求するアプリケーションが、前記バッファから前記データを消費することができる。ｒｓｔｒｅａｍを前記アプリケーションのストリームのビットレートとする。ｒｄｉｓｋを前記ディスク装置の最大サステインド（sustained）ビットレートとする。Ｂを前記ストリームバッファのサイズとする。このとき、以下の関数が利用され得る。
ｔａｃｔｉｖｅ＝Ｂ／（ｒｄｉｓｋ−ｒｓｔｒｅａｍ）
ｔｓｔａｎｂｙ＝Ｂ／ｒｓｔｒｅａｍ
前記バッファが充填されるビットレートは、前記ディスク装置の最大サステインドビットレートｒｄｉｓｋに等しくても良い。前記アプリケーションが前記ストリームバッファから内容を取り出すビットレートは、ストリームビットレートｒｓｔｒｅａｍと等しくても良い。前記バッファの実質的な充填レートは、ｒｄｉｓｋ−ｒｓｔｒｅａｍに等しいことに留意されたい。なぜなら前記バッファは充填の間に内容を取り出されもするからである。
【００３２】
図３に示され以上に説明された保存サイクルは、リアルタイムの保証を必要としないディスクアクセスがあり得ることを考慮に入れたものではない。かようなディスクアクセスは、ベストエフォート型のディスクアクセスと呼ばれる。典型的にベストエフォート型のディスクアクセスは、非決定論的な性質を持つ。ベストエフォート型のディスクアクセス要求が、スタンバイ時間ｔｓｔａｎｄｂｙの間に前記スケジューラに発行されたと仮定する。前記ディスク装置が再びアクティブにされない限り、前記ディスク装置はスタンバイモードであり、保存／取得されるデータはない。従って、前記ディスク装置をスタンバイモードにすることの利点が危うくされる。前記ディスク装置をアクティブにする前に再びスタンバイモードにすること及びベストエフォート型の要求を実行することは、エネルギー効率の高いものではない（なぜなら、前記装置の回転を立ち上げる及び立ち下げることは、かなりの量のエネルギーを費やすからである）。それ故、前記ディスクスケジューラは、前記ベストエフォート型要求をストリーミング要求と組み合わせ、ベストエフォート型の要求に対処するパワーの効率が高い方法を提供する機能を備える。前記組み合わせは例えば、何としても実行される必要のあるストリーミング要求を処理した直後又は処理する直前に前記ベストエフォート型の要求を処理することにより達成される。更にベストエフォート型の要求は、保存サイクルの新たな開始点として利用されても良く、又はベストエフォート型の要求は組み合わせられ若しくは並べ替えられても良い。
【００３３】
図４は、ストリーミング要求を処理した直後にベストエフォート型のディスクアクセスの実行を示す。ベストエフォート型の要求４４は、前記サイクルのどこかで到着するが、矢印４６によって示されたｔｂｅと名付けられた期間４５の間、前記バッファを再充填した直後に処理される。ベストエフォート型の要求を処理することは、ストリーミングアクセスのために利用可能な時間を減少させる。前記ストリームが依然として実行され得ることを仮定すると、幾つかの特別な対策がとられるべきである。前記ベストエフォート型の要求は、リアルタイムのバッファを再充填した直後にスケジューリングされる。なぜならこのことは、前記スケジューラの複雑さを簡単化し、ベストエフォート型の要求が前記ドライブのスタンバイ時間を超えないのであればバッファのアンダーランが生じ得ないからである。前記ベストエフォート型の要求がｔａｃｔｉｖｅの間に到着した場合には、前記ベストエフォート要求に対して応答時間の僅かな減少、即ち最大でｔａｃｔｉｖｅに等しい減少が生じる。ストリーミング要求よりも低い優先度を持つベストエフォート型の要求を議論しているので、このことは問題とはならない。
【００３４】
実施例においては、優先度の低いベストエフォート型ディスクアクセスと、優先度の高いベストエフォート型ディスクアクセスとの間で区別が為される。例えばシステムとのユーザインタラクションは典型的に優先度の高いベストエフォート型ディスクアクセスをもたらす。なぜなら、前記システムのユーザは、前記システムの応答のために何秒間か待つことを望まないからである。データ管理又はバックグラウンドのタスクは、典型的に優先度の低いベストエフォート型ディスクアクセスをもたらす。優先度の低いベストエフォート型ディスクアクセスと、優先度の高いベストエフォート型ディスクアクセスとの両方に対処するため、以下の方法が与えられる。優先度の低いベストエフォート型ディスクアクセスは、各サイクルの先頭、即ち前記バッファの再充填の直後に集められ実行される。このことは、再充填の間のリアルタイムバッファのアンダーランを除去する。前記集められたベストエフォート型の要求は、シークするために最適化されることができ、更に、優先度の高いベストエフォート型の要求に勝るに十分なリアルタイムデータが前記バッファ中にある場合に限り、再充填の間のベストエフォート型の要求が可能であることに留意されたい。
【００３５】
実施例においては、ベストエフォート型の要求は、ストリーミング要求を処理するために必要とされる場合に中断される。ベストエフォート型の要求の処理（又は待ち状態のベストエフォート型の要求の全体）がスタンバイ時間を超える場合、前記ベストエフォート型の要求は、別のサイクルで実行される、別個の部分に分割される必要がある。例えば、前記要求の第１の部分が、ストリーミング要求が処理される必要のある時間まで第１のサイクル中で処理され、次いで中断される。前記中断されたベストエフォート型の要求の残りの部分は、前記バッファの再充填の直後に処理される。それ故、バッファのアンダーランが発生せず、エネルギーが削減される。なぜなら、前記ドライブは、サイクル毎に最大で１回のみ回転を立ち上げる及び立ち下げる必要があるのみだからである。
【００３６】
代替として又は加えて、ベストエフォート型のディスクアクセスは、サイクルのスタンバイ期間の最後に、即ちストリーミング要求を処理する直前に実行される。この組み合わせは、受信された補助要求に対して予想される実行時間を決定し、次のストリーミング要求を実行するための開始時間を決定し、前記開始時間から前記時間を引いた時間まで受信された補助要求を実行することを延期することにより実行される。前記決定された実行時間が前記開始時間を超えた場合、前記受信された補助要求の実行は、前記ストリーミング要求の実行の後まで延期されるか、又は上述したように開始され続いて中断される。
【００３７】
図５は、優先度の高い補助要求の処理を示す。ストリーミングサイクルは図３において示されている。ｔａｃｔｉｖｅの間のストリーミング要求の処理の後、前記記録担体はスタンバイモードにされる。該モードは実際には、例えば前記記録担体の回転を下げ、ヘッドを安全な位置に移動させるための、ｔｕｎｌｏａｄと名付けられたパワーダウン期間５１を含む。優先度の高い要求５２は、スタンバイ期間の間に到着する。前記走査素子が起動され、ｔｌｏａｄと名付けられた起動期間５３を含む。ｔｌｏａｄの間、前記ディスク装置は再びアクティブになる。前記ディスク装置がアクティブとなる間、アプリケーションは前記ストリーミングバッファの内容を取り出し続けることができる。前記ベストエフォート型の要求は、高優先度期間ｂｅｈｐの間に処理される。前記ディスク装置がｂｅｈｐの間前記ベストエフォート型の要求を実行する間、前記アプリケーションは、前記ストリーミングバッファから読み取り続けることができる。優先度の高いベストエフォート型のディスクアクセスは集められず又は延期されない。なぜなら、これらのアクセスは即座に実行される必要があるからである。これらのアクセスは、前記スケジューラに到着したときに実行される。前記ディスク装置はアクティブにされ、前記ベストエフォート型の要求が実行される。前記ディスク装置がスタンバイモードにある間に受信された、前記ディスク装置に対する優先度の高いベストエフォート型のアクセスは、前記ディスク装置を再びアクティブにし、前記ベストエフォート型のディスクアクセスを実行することにより処理される。ストリーミング要求との組み合わせは、線５５によって示されるように、前記ストリーミングバッファを再び充填させることにより、新たな保存サイクルを早く開始することにより達成される。
【００３８】
実施例においては、いずれの待ち状態の優先度の低いベストエフォート型の要求も、優先度の高い要求を処理した直後に処理される。優先度の低い要求の処理は、前記サイクルの非アクティブ期間の終了まで、即ち次のストリーミング要求の処理の開始まで継続し得る。必要であれば、優先度の低い処理は中断され、ストリーミング要求を処理した後に再開される。しかしながら、前記優先度の低い処理がより早く完了した場合、前記装置はスタンバイモードに切り換えられ、又は次のサイクルがより早く開始され、上述したように前記バッファを再充填しても良い。
【００３９】
図６は、要求の到着についての幾つかの異なる状況を示す。本図において、新たなベストエフォート型の要求が到着した時点でスケジューラがとり得る２つの異なるフェーズが区別されている。即ち、前記ストリーミングバッファの再充填線６１を持つフェーズＩと、前記ストリーミングバッファの内容を取り出している場合の線６２を持つフェーズＩＩとである。実行されているベストエフォート型の要求（の一群）の推定される期間ｔｂｅによって、４つの異なる場合を区別する。
【００４０】
Ａ：ベストエフォート型の要求６３が完全にフェーズＩ内に入る。
【００４１】
Ｂ：ベストエフォート型の要求６４がフェーズＩ内で開始し、フェーズＩＩまで渡る。
【００４２】
Ｃ：ベストエフォート型の要求６５が完全にフェーズＩＩ内に入る。
【００４３】
Ｄ：ベストエフォート型の要求６６がフェーズＩＩ内で開始し、次のサイクルのフェーズＩにまで渡る。
前記ストリーミングバッファを再充填することは、図５を用いて以上に説明されたように早くに、即ち前記ベストエフォート型の要求が実行された直後に開始されても良い。並行して、前記アプリケーションは、前記ストリーミングバッファからの読み取りを継続しても良い。このことは、読み取られていないバッファされたデータが上書きされることを防ぐためのバッファ管理を必要とする。前記４つの種々の場合についての結果は、以下のとおりである。場合Ａ及びＢにおいては、前記ベストエフォート型の要求は単に、前記ストリーミングバッファが前記ベストエフォート型の要求が終わるまで残存するのに十分なデータを含む場合にはすぐに開始する。そうでない場合には、前記ベストエフォート型の要求は、前記ストリーミングバッファが十分なデータを持つまで、（短い間）延期される必要がある。このことは実質的に、前記ベストエフォート型の要求の継続時間の間、前記ストリーミングバッファの再充填に優先する。そうでなければ、前記ベストエフォート型の要求は即座に開始され得る。場合Ｃにおいては、前記ベストエフォート型の要求は前記ストリーミングバッファについてのいずれの結果をも用いずに対処され得る。場合Ｄにおいては、前記ベストエフォート型の要求は、ストリーミングバッファのアンダーランを防止するために中断される必要がある。なぜなら、前記ストリーミングバッファの内容は、前記ベストエフォート型の要求が終わるまで残存しないであろうからである。前記再充填は、前記ベストエフォート型の要求が終わるまで残存するのにちょうど十分なデータを前記バッファが含むまで為されても良いし、又は前記ベストエフォート型の要求の応答時間を犠牲にして前記バッファを完全に充填することにより為されても良い。
【００４４】
上述の４つの場合全てにおいて、前記ベストエフォート型の要求が対処された後、前記ストリーミングバッファを再充填することにより、新たなサイクルが開始される。実質的に、この戦略は、前記ベストエフォート型の要求が到着するとすぐに新たなサイクルを開始し、これにより余分な開始−停止サイクルを除去することにより、前記サイクルを短縮している。このことは、前記ドライブの減少された数の回転立ち上げ及び回転立ち下げの数をもたらし、それ故前記ドライブの低いパワー消費及び増大させられた寿命をもたらす。
【００４５】
実施例においては、複数の待ち状態のベストエフォート型の要求がある場合には、その優先度が高い場合であっても低い場合であっても、これらの要求を実行するために必要とされる時間が現在のサイクル時間を超えない限り、これらの要求が実行される。そうでなければ、これらの要求は分割され、複数のサイクルに渡って割り振られる。このことは、前記ストリーミングバッファが空になるであろう時間に比べた、必要とされる全体の時間の計算に基づき決定される。前記ベストエフォート型のディスクアクセス要求は、サイクルＴｃｙｃｌｅの終了までの残りの時間よりも長い時間を要しない場合もある。要する場合には、前記ディスクアクセス要求は分割され、残りは他のサイクルにおいて実行されるべきである。
【００４６】
実施例においては、上述のことは、読み取りストリームの代わりに書き込み又は両方の組み合わせ、及び複数のストリームの場合に、同様に適用される。書き込みについても、区別され得る４つの異なる状況がある。バッファの充填度の図は同様の形となる。記録のための書き込みの場合についての実施例においては、前記バッファの内容を前記記憶媒体にフラッシュすることは、キャッシュ手法を利用して、サイクルの終了まで延期される。書き込みはベストエフォートキャッシュが一杯になるまで延期され、その後データが記録担体に書きこまれ（フラッシュされ）、新たなストリーミングサイクルが開始する。以降の段階において未だフラッシュされていないデータを読み取る後続するベストエフォート型の要求は、ディスクからデータを取得することによって処理されず、代わりに内部キャッシュから読み取ることによって処理される。
【００４７】
更に、実施例においては、リアルタイムのストリームは、可変ビットレート（ＶＢＲ）を持ち、サイクル時間は一定の期間とはならない。このとき前記スケジューラは前記バッファの充填を定期的に監視し、前記ストリーミングバッファの再充填（又は書き込みの場合には内容を取り出すこと）は、パワー効率及びドライブの寿命を増大させるために、可能な限り延期される。
【００４８】
更に、実施例においては、優先度の低いベストエフォート型の要求は、データの整合性の問題を避けるために同期させられる。このことは、前記ベストエフォート型の要求が対処されるまで前記要求を発行するスレッド又はプロセスをストールさせ、このことは何十秒かにまで及び得る。更に、前記ドライブによって起動されるエラー回復動作が、バッファのアンダーラン及びオーバフローを克服するために、分離され又は延期されるものとする。
【００４９】
実施例においては、前記補助要求の優先度についての情報は、前記要求を発行したファイルシステムインタフェースから利用可能ではない。例えばレガシーファイルシステムについては、当該情報は利用可能ではない。このことは、レガシーファイルシステム要求は常に優先度の高いものとして対処される必要があることを意味する。このことは、高いパワー消費に導くため望ましくない。要求を読み取るために、以下が適用される。レガシーファイルシステムが例えばｎセクタの読み取り要求を発行した場合、前記スケジューラはｎ＋ｍ個のセクタをプリフェッチするべきである。追加のｍ個のセクタは、プリフェッチキャッシュに保存されるべきである。図６においてフェーズＩとして示されたアクティブ期間は、ハードディスクの最小サステインドビットレートｒｄｉｓｋ，ｍｉｎ及びストリームの最大ビットレートｒｓｔｒｅａｍ，ｍａｘに依存する。前記バッファは、ｒｄｉｓｋ，ｍｉｎ−ｒｓｔｒｅａｍ，ｍａｘのビットレートで充填される。なぜなら、アプリケーションは、前記バッファが充填されている間に、前記バッファから同時にデータを読み取ることが可能であるべきであるからである。スタンバイ期間の継続時間は、前記ストリームの最大ビットレートに依存し、前記バッファはｒｓｔｒｅａｍ，ｍａｘのビットレートで内容を取り出される。実際の例においては、前記アクティブ期間は５秒を費やし、前記スタンバイ期間は５０秒を費やす。当該５０秒の間にレガシーファイルシステムが前記ハードディスクにアクセスすることを望む、適度な可能性がある。読み取り要求のための不要な回転立ち上げの数を削減するため、前記スケジューラは前記ハードディスクからデータをプリフェッチするべきである。アプリケーションがファイルの次の部分を要求するであろう見込みが非常に高い。代替として、他のデータが、前記アプリケーションのタイプの発見的方法又は知識に基づいてプリフェッチされても良い。前記ファイルシステムにおける割り当て戦略及び割り当て単位のサイズに依存して、次の要求されるデータが前の要求によって要求されたデータと隣接する、適度な可能性がある。割り当て単位は、前記ファイルシステムによって定義された、前記ハードディスク上の、アドレス可能な最小のデータの隣接するブロックである。データをプリフェッチすることにより、要求に従うためのデータがプリフェッチキャッシュから取得され得る適度な見込みがある。従って、前記ハードディスクは前記スタンバイ期間の間に回転立ち上げさせられる必要がない。それ故この戦略を適用することはパワーを節約する。
【００５０】
優先度情報がない書き込み要求については、以下のような別の戦略がとられる。前記スケジューラは、前記サイクルのスタンバイ期間の間、全ての書き込み要求をキューに入れ、前記要求が実行されたことを前記ファイルシステムに通知のみする。前記キューに入れられた書き込み要求は、ハードディスクが後続するサイクルのために回転を立ち上げるとすぐに実行され、いずれにしてもアクティブになる必要がある。アプリケーションが前記スタンバイ期間の間に書き込まれているべきデータを前記スタンバイ期間の間に読み取ることを要求する場合は、前記スケジューラは前記キューに入れられた書き込み要求から前記データを直接返す。
【００５１】
本発明は、光ディスクを利用した実施例によって主に説明されたが、本発明はカード又は磁気ディスク及び対応する装置のような他の記録担体にも適している。本明細書において、動詞「有する（comprise）」及びその語形変化は、列記されたもの以外の要素又はステップの存在を除外するものではなく、要素に先行する語「１つの（a又はan）」は、かような要素の複数の存在を除外するものではなく、いずれの参照記号も、請求の範囲を限定するものではなく、本発明はハードウェア及びソフトウェアの両方によって実装されても良く、幾つかの「手段」又は「ユニット」は、ハードウェア又はソフトウェアの同一のアイテムによって表現され得ることに留意されたい。更に、本発明の範囲は前記実施例に限定されるものではなく、本発明は上述した新規な特徴のそれぞれ及び全て又は前記特徴の組み合わせに存する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１（ａ）】記録担体（上面図）を示す。
【図１（ｂ）】記録担体（断面図）を示す。
【図２】記録担体にアクセスするための走査装置を示す。
【図３】リアルタイムのデータストリームの保存サイクルを示す。
【図４】ストリーミング要求を処理した直後のベストエフォート型のディスクアクセスの実行を示す。
【図５】優先度の高い補助要求の処理を示す。
【図６】要求の到着についての幾つかの異なる状況を示す。
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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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【国際調査報告】
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