(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを蓄積するデータ蓄積手段と、
一定時間間隔を複数に分割してなる時間的区切りであるタイムスロット単位で、前記データ蓄積手段に対するデータの記録または再生のためのアクセスを時分割的に実行可能な複数のデータ入出力手段と、
前記各データ入出力手段からの申請に応じて、前記データ蓄積手段にアクセスするためのタイムスロットの使用権をいずれか１のデータ入出力手段に割り当てるタイムスロット割当手段と
を備え、
前記タイムスロット割当手段は、
各タイムスロットに対し各データ入出力手段に対応した番号を割りつけると共に、
申請をしているデータ入出力手段のうち、申請が行われたときのタイムスロットの番号と同一の番号をもつデータ入出力手段を最優先し、
申請をしているデータ入出力手段の中に、前記申請が行われたときのタイムスロットの番号と同一の番号をもつデータ入出力手段が含まれていないときは、申請をしているデータ入出力手段のうち、一定期間過去まで遡って最も過去にタイムスロットの使用をしたデータ入出力手段を優先し、
申請をしているデータ入出力手段の中に、前記一定期間過去まで遡ってもタイムスロットの使用をしたデータ入出力手段が含まれていないときは、申請をしているデータ入出力手段のうち最も若い番号をもつデータ入出力手段を優先する
というアルゴリズムに従って各データ入出力手段へのタイムスロット割当を行う
ことを特徴とするデータ記録再生装置。
【請求項２】
前記データ蓄積手段は、少なくともビデオデータを蓄積するための装置である
ことを特徴とする請求項１記載のデータ記録再生装置。
【請求項３】
データを蓄積するデータ蓄積手段と、一定時間間隔を複数に分割してなる時間的区切りであるタイムスロット単位で前記データ蓄積手段に対するデータの記録または再生のためのアクセスを時分割的に実行可能な複数のデータ入出力手段と、を備えたデータ記録再生装置において、
前記各データ入出力手段からの申請に応じて、前記データ蓄積手段にアクセスするためのタイムスロットの使用権をいずれか１のデータ入出力手段に割り当てるようにし、
このタイムスロットの割り当ての際に、
各タイムスロットに対し各データ入出力手段に対応した番号を割りつけると共に、
申請をしているデータ入出力手段のうち、申請が行われたときのタイムスロットの番号と同一の番号をもつデータ入出力手段を最優先し、
申請をしているデータ入出力手段の中に、前記申請が行われたときのタイムスロットの番号と同一の番号をもつデータ入出力手段が含まれていないときは、申請をしているデータ入出力手段のうち、一定期間過去まで遡って最も過去にタイムスロットの使用をしたデータ入出力手段を優先し、
申請をしているデータ入出力手段の中に、前記一定期間過去まで遡ってもタイムスロットの使用をしたデータ入出力手段が含まれていないときは、申請をしているデータ入出力手段のうち最も若い番号をもつデータ入出力手段を優先する
というアルゴリズムに従って各データ入出力手段へのタイムスロット割当を行う
ことを特徴とするデータ記録再生装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオデータやオーディオデータ等を記録、再生するデータ記録再生装置およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＡＴＶ（ケーブル・テレビジョン）等の普及による情報提供の多チャネル化に伴い、従来のＶＴＲ（ビデオ・テープ・レコーダ）とは異なり、１台の映像・音声データ記録再生装置から複数の映像・音声データを同時に再生するという要求が高まりつつある。そして、この要求を満たすために、ハードディスク等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ビデオサーバと呼ばれる装置が普及しつつある。
【０００３】
一般的に、例えば放送局内におけるビデオサーバにおいては、画質・音質に対する要求から、必要と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大容量である必要がある。そこで、映像・音声データを蓄積すると共に並列運転可能な複数のハードディスクドライブからなるディスクアレイ装置等を用いることによりデータ転送レートの高速化と大容量化を図る試みや、各ハードディスク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ドライブが故障しても信頼性を確保できるようにする試みがなされている。これにより、放送局が提供しようとしている番組の内容や放送形態により要求されるチャネル数が異なる場合であっても、複数の素材データを分散的に記録しておいて多チャネルの送出を同時に行ったり、同一の素材データを再生時間をずらして多チャネルで再生することによりニア・ビデオ・オン・デマンド（ＮＶＯＤ）システムを構築する等、多様な使用形態に対応し得るマルチチャネルビデオサーバを実現することができる。
【０００４】
図９は従来のマルチチャネルビデオサーバの概略構成を表すものである。このビデオサーバは、ビデオ（映像）データおよびオーディオ（音声）データを蓄積するためのデータ蓄積装置７０と、一定時間間隔を複数に分割した時間的区切りであるタイムスロット単位でデータ蓄積装置７０に対するデータの記録または再生のためのアクセスを時分割的に実行する複数のデータ入出力装置６０−１〜６０−５と、データ蓄積装置７０とデータ入出力装置６０−１〜６０−５との間を共通に接続する下りデータバス９４および上りデータバス９５と、各データ入出力装置６０−１〜６０−５に対しタイムスロット識別用のタイムスロット信号９７を供給するタイムスロット発生装置８０とを備えている。なお、ここでは、便宜上、データ転送方式は上りバスと下りバスとを完全に分けた全二重型とし、データ入出力装置６０−１〜６０−５からデータ蓄積装置７０に向かう方向を下り方向、その逆を上り方向として説明する。
【０００５】
データ入出力装置６０−１〜６０−５は、それぞれ、上位アプリケーションプログラムからのコマンドに応じて、外部からのオーディオおよびビデオ入力信号（以下、両者を合わせてＡＶ入力信号という。）９８を入力し、これを所定形式のオーディオおよびビデオデータ（以下、両者を合わせてＡＶデータという。）に変換したうえで下りデータバス９４を介してデータ蓄積装置７０に記録したり、データ蓄積装置７０から再生されたＡＶデータをＡＶ信号に変換したうえでオーディオおよびビデオ出力信号（以下、両者を合わせてＡＶ出力信号という。）９９として外部に出力するという動作を行うようになっている。データ蓄積装置７０は、並列運転可能な複数のハードディスクからなるディスクアレイ装置として構成されている。そして、複数のデータ入出力装置６０−１〜６０−５がタイムスロット方式によってデータ蓄積装置７０を共有するようになっている。
【０００６】
次に、図１０を参照して、このような従来のマルチチャネルビデオサーバの動作を説明する。なおこの図で、データ入出力装置はＩＯＰ(Input Output Processor)と略記し、タイムスロットはＴＳと略記する。
【０００７】
図１０に示したように、このマルチチャネルビデオサーバは巡回型タイムスロット割当方式で動作する。この図の（ａ）に示したように、タイムスロットの周期は、データ入出力装置６０−１〜６０−５の数と同数の５タイムスロットとし、各タイムスロットにはデータ入出力装置６０−１〜６０−５に対応した符号ＴＳ１〜ＴＳ５が対応している。また、１つのタイムスロットは２つの映像フレーム（以下、単にフレームという。）からなるものとする。
【０００８】
このビデオサーバでは、タイムスロット発生装置８０からのタイムスロット信号９７によって巡回的に指定される各タイムスロットの期間内に、そのタイムスロット番号に対応するデータ入出力装置のみがデータ蓄積装置７０にアクセスできるようにすることで、時分割多重アクセスを可能としている。すなわち、この巡回型タイムスロット割当方式では、あるタイムスロットＴＳｎ（ｎ＝１〜５）は、固定的に、データ入出力装置６０−ｎ（ｎ＝１〜５）によってのみ使用されるようになっており、他のデータ入出力装置は使用することができない。例えば、タイムスロットＴＳ１はデータ入出力装置６０−１のみが使用でき、他のデータ入出力装置６０−２〜６０−５は使用できない。言い換えると、例えばデータ入出力装置６０−１は、タイムスロットＴＳ１のみを使用して下りバス９４経由でデータ蓄積装置７０にアクセスすることができ、他のタイムスロットＴＳ２〜ＴＳ５においては下りデータバス９４を使用してデータ蓄積装置７０にアクセスすることができない。他のタイムスロットについても同様である。
【０００９】
ここで、図１０（ｂ）に示したように、例えばタイムスロットＴＳ２の先頭において上位アプリケーションプログラムからデータ入出力装置６０−１に対して２倍速シャトルコマンド９６−１が入力されると共に、タイムスロットＴＳ２の中間時点において上位アプリケーションプログラムからデータ入出力装置６０−２に対して４倍速シャトルコマンド９６−２が入力されたとする。ここで、２倍速シャトル(Shuttle) コマンドまたは４倍速シャトルコマンドとは、それぞれ、通常の２倍または４倍の速度で画像再生を行うためのコマンドである。
【００１０】
上位アプリケーションプログラムから２倍速シャトルコマンド９６−１を受けたデータ入出力装置６０−１は、次に巡回してくる自分用のタイムスロットＴＳ１を使用して下りデータバス９４経由でデータ蓄積装置７０に２倍速シャトルコマンドを転送する（同図（ｃ）；Ｓ５０１）。この２倍速シャトルコマンドは、続くタイムスロットＴＳ２においてデータ蓄積装置７０で内部処理され（同図（ｄ）；Ｓ５０２）、さらにその次のタイムスロットＴＳ３において上りデータバス９５上に送出される（同図（ｅ）；Ｓ５０３）。データ入出力装置６０−１は、このタイムスロットＴＳ３における上りデータバス９５上のデータを自分宛のデータとして取り込み、続くタイムスロットＴＳ４において２倍速シャトル再生を開始する（同図（ｆ）；Ｓ５０４）。
【００１１】
一方、上位アプリケーションプログラムから４倍速シャトルコマンド９６−２を受けたデータ入出力装置６０−２は、次に巡回してくる自分用のタイムスロットＴＳ２を使用して下りデータバス９４経由でデータ蓄積装置７０に４倍速シャトルコマンドを転送する（同図（ｃ）；Ｓ５０５）。この４倍速シャトルコマンドは、続くタイムスロットＴＳ３においてデータ蓄積装置７０で内部処理され（同図（ｄ）；Ｓ５０６）、さらにその次のタイムスロットＴＳ４において上りデータバス９５上に送出される（同図（ｅ）；Ｓ５０７）。データ入出力装置６０−１は、このタイムスロットＴＳ４における上りデータバス９５上のデータを自分宛のデータとして取り込み、続くタイムスロットＴＳ５において４倍速シャトル再生を開始する（同図（ｆ）；Ｓ５０８）。
【００１２】
結局、データ入出力装置６０−１が上位アプリケーションプログラムから２倍速シャトルコマンド９６−１を受けてから実際に２倍速シャトル再生が開始するまでの時間は１４フレームとなり、データ入出力装置６０−２が上位アプリケーションプログラムから４倍速シャトルコマンド９６−２を受けてから実際に４倍速シャトル再生が開始するまでの時間は１５フレームとなる。なお、ここでは、２倍速または４倍速シャトルコマンドについて説明したが、その他、コマ送りやスロー再生等の任意変速再生を可能とするジョグ(Jog) コマンドが上位アプリケーションプログラムから入力された場合も同様のシーケンスで処理が行われる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のマルチチャネルビデオサーバにおいては、各データ入出力装置６０−１〜６０−５が下りデータバス９４経由でデータ蓄積装置７０にアクセスできるタイムスロットを予め各データ入出力装置６０−１〜６０−５に固定しておき、このタイムスロットを一定周期で巡回させることで時分割多重アクセスを可能としていた。このため、あるデータ入出力装置が上位アプリケーションプログラムからコマンドを受け、これに対応した内部コマンドをデータ蓄積装置７０に送るためには、次の自分のタイムスロットが巡回するまで待たなければならない。この待ち時間は、上位アプリケーションプログラムからコマンドを受けたタイミングと、自分の次のタイムスロットが巡回するタイミングとによって変わってくるが、場合によってはその待ち時間が相当長くなり、ユーザから見ると、画像を早く見るために高速再生を要求しているにもかかわらず、１テンポ遅れて２倍速または４倍速シャトル再生が開始されることとなり、操作性において違和感が生ずるという問題があった。なお、このような反応速度の遅さは、再生の場合のみならず、データ記録を行う場合にも存在するが、特に、高速再生を行う場合にそれによる不都合が大きい。
【００１４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ユーザによる操作に対する反応速度を向上させ、違和感なくスムースにデータ記録および再生を行うことができるデータ記録再生装置およびその制御方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るデータ記録再生装置は、データを蓄積するデータ蓄積手段と、一定時間間隔を複数に分割してなる時間的区切りであるタイムスロット単位で、データ蓄積手段に対するデータの記録または再生のためのアクセスを時分割的に実行可能な複数のデータ入出力手段と、各データ入出力手段からの申請に応じて、前記データ蓄積手段にアクセスするためのタイムスロットの使用権をいずれか１のデータ入出力手段に割り当てるタイムスロット割当手段とを備え、このタイムスロット割当手段が、各タイムスロットに対し各データ入出力手段に対応した番号を割りつけると共に、申請をしているデータ入出力手段のうち、申請が行われたときのタイムスロットの番号と同一の番号をもつデータ入出力手段を最優先し、申請をしているデータ入出力手段の中に、申請が行われたときのタイムスロットの番号と同一の番号をもつデータ入出力手段が含まれていないときは、申請をしているデータ入出力手段のうち、一定期間過去まで遡って最も過去にタイムスロットの使用をしたデータ入出力手段を優先し、申請をしているデータ入出力手段の中に、一定期間過去まで遡ってもタイムスロットの使用をしたデータ入出力手段が含まれていないときは、申請をしているデータ入出力手段のうち最も若い番号をもつデータ入出力手段を優先する、というアルゴリズムに従って各データ入出力手段へのタイムスロット割当を行うようにしたものである。本発明は、データ蓄積手段に蓄積されるデータが例えばビデオデータである場合に好適に適用可能である。
【００１６】
本発明に係るデータ記録再生装置の制御方法は、データを蓄積するデータ蓄積手段と、一定時間間隔を複数に分割してなる時間的区切りであるタイムスロット単位でデータ蓄積手段に対するデータの記録または再生のためのアクセスを時分割的に実行可能な複数のデータ入出力手段と、を備えたデータ記録再生装置において、各データ入出力手段からの申請に応じて、前記データ蓄積手段にアクセスするためのタイムスロットの使用権をいずれか１のデータ入出力手段に割り当てるようにし、このタイムスロットの割り当ての際に、各タイムスロットに対し各データ入出力手段に対応した番号を割りつけると共に、申請をしているデータ入出力手段のうち、申請が行われたときのタイムスロットの番号と同一の番号をもつデータ入出力手段を最優先し、申請をしているデータ入出力手段の中に、申請が行われたときのタイムスロットの番号と同一の番号をもつデータ入出力手段が含まれていないときは、申請をしているデータ入出力手段のうち、一定期間過去まで遡って最も過去にタイムスロットの使用をしたデータ入出力手段を優先し、申請をしているデータ入出力手段の中に、一定期間過去まで遡ってもタイムスロットの使用をしたデータ入出力手段が含まれていないときは、申請をしているデータ入出力手段のうち最も若い番号をもつデータ入出力手段を優先する、というアルゴリズムに従って各データ入出力手段へのタイムスロット割当を行うようにしたものである。
【００１７】
本発明に係るデータ記録再生装置およびデータ記録再生装置の制御方法では、複数のデータ入出力手段からのタイムスロット使用許可申請が競合した場合に、所定のアルゴリズムに従って１のデータ入出力手段にタイムスロットが割り当てられ、この割り当てられたデータ入出力手段からデータ蓄積手段に対し、その割り当てられたタイムスロットを利用してアクセスが行われる。具体的には、タイムスロットの割り当ての際には、各タイムスロットに対し、各データ入出力手段に対応した番号が割りつけられると共に、申請をしているデータ入出力手段のうち、申請が行われたときのタイムスロットの番号と同一の番号をもつデータ入出力手段が最優先され、申請をしているデータ入出力手段の中に、申請が行われたときのタイムスロットの番号と同一の番号をもつデータ入出力手段が含まれていないときは、申請をしているデータ入出力手段のうち、一定期間過去まで遡って最も過去にタイムスロットの使用をしたデータ入出力手段が優先され、申請をしているデータ入出力手段の中に、一定期間過去まで遡ってもタイムスロットの使用をしたデータ入出力手段が含まれていないときは、申請をしているデータ入出力手段のうち最も若い番号をもつデータ入出力手段が優先される、というアルゴリズムに従って各データ入出力手段へのタイムスロット割当が行われる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の一実施の形態に係るデータ記録再生装置の全体構成を表すものである。なお、本発明に係るデータ記録再生装置の制御方法は、図１のデータ記録再生装置により具現化されるので、以下、併せて説明するものとする。このデータ記録再生装置は、マルチチャネルビデオサーバとして使用されるものである。このデータ記録再生装置は、ビデオデータおよびオーディオデータを蓄積するためのデータ蓄積装置２０と、一定時間間隔を複数に分割した時間的区切りであるタイムスロット単位でデータ蓄積装置２０に対するデータの記録または再生のためのアクセスを時分割的に実行する複数のデータ入出力装置１０−１〜１０−５と、データ蓄積装置２０とデータ入出力装置１０−１〜１０−５との間を共通に接続する下りデータバス４４および上りデータバス４５と、各データ入出力装置１０−１〜１０−５に対しタイムスロット識別用のタイムスロット信号４７を供給すると共に、データ入出力装置１０−１〜１０−５からの申請に応じていずれか１つのデータ入出力装置に対し、下りデータバス４４経由でデータ蓄積装置２０にアクセスするためのタイムスロットを割り当てる処理を行うタイムスロット発生割当装置３０とを備えている。なお、ここでは、便宜上、データ転送方式は上りバスと下りバスとを完全に分けた全二重型とし、データ入出力装置１０−１〜１０−５からデータ蓄積装置２０に向かう方向を下り方向、その逆を上り方向として説明する。
【００２０】
データ入出力装置１０−１〜１０−５は、それぞれ、上位アプリケーションプログラムからのコマンドに応じて、外部からのＡＶ入力信号４８を入力し、これを所定形式のＡＶデータに変換したうえで下りデータバス４４を介してデータ蓄積装置２０に転送して記録したり、データ蓄積装置２０から再生されたＡＶデータをＡＶ信号に変換したうえでＡＶ出力信号４９として外部に出力するという動作を行うようになっている。データ蓄積装置２０は、並列運転可能な複数のハードディスクからなるディスクアレイ装置として構成されている。そして、複数のデータ入出力装置１０−１〜１０−５がタイムスロット方式によってデータ蓄積装置２０を共有するようになっている。
【００２１】
データ入出力装置１０−１〜１０−５はまた、専用のタイムスロット制御バス４３によってタイムスロット発生割当装置３０に接続されている。このタイムスロット制御バス４３を介して送受される申請コマンドと許可コマンド（後述）とを用いて、タイムスロット発生割当装置３０によりデータ入出力装置１０−１〜１０−５のタイムスロット割り当てが行われるようになっている。この点が本発明の１つの特徴をなしている。なお、図１において、データ入出力装置１０−１〜１０−５が本発明におけるデータ入出力手段に対応し、データ蓄積装置２０が本発明におけるデータ蓄積手段に対応し、タイムスロット発生割当装置３０が本発明におけるタイムスロット割当手段に対応している。
【００２２】
図２は、図１におけるデータ入出力装置１０−１の概略構成を表すものである。なお、他のデータ入出力装置１０−２〜１０−５の構成は、データ入出力装置１０−１と同様であるので、それらの構成の説明は省略する。
【００２３】
このデータ入出力装置１０−１は、外部から入力されたＡＶ入力信号４８を記録用のフォーマットに変換するためのエンコーダ部１１と、データ蓄積装置２０からの再生ＡＶデータを外部へのＡＶ出力信号４９に変換するためのデコーダ部１２と、データ入出力装置１０−１全体の制御を行うＣＰＵ１３と、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成されたメモリ１４とを備えている。ＣＰＵ１３はバスインタフェイス（バスＩ／Ｆ）１５を介してタイムスロット制御バス４３に接続されると共に、メモリ１４に接続されている。ＣＰＵ１３にはまた、タイムスロット発生割当装置３０から入出力部（Ｉ／Ｏ）１６を介してタイムスロット信号４７が入力されると共に、出力部１８を介して上位アプリケーションプログラムからコマンド４６が入力されるようになっている。
【００２４】
エンコーダ部１１は、外部からのビデオ入力信号を入力するためのビデオインタフェイス１１１と、外部からのオーディオ入力信号を入力するためのオーディオインタフェイス１１２と、ビデオインタフェイス１１１で入力したビデオ信号とオーディオインタフェイス１１２で入力したオーディオ信号とを圧縮処理（エンコード）して圧縮データを生成するエンコーダ１１３と、このエンコーダ１１３の出力データを一時的に記憶するためのバッファメモリ１１４と、このバッファメモリ１１４と下りデータバス４４とを接続するためのバスインタフェイス１１５とを備えている。
【００２５】
デコーダ部１２は、上りデータバス４５から入力される再生ＡＶデータを一時的に記憶するためのバッファメモリ１２４と、上りデータバス４５とバッファメモリ１２４とを接続するためのバスインタフェイス１２５と、バッファメモリ１２４からの出力データをビデオ信号とオーディオ信号とに伸長・分離するデコーダ１２３と、外部へビデオ出力信号を出力するためのビデオインタフェイス１２１と、外部へオーディオ出力信号を出力するためのオーディオインタフェイス１２２とを備えている。
【００２６】
ＣＰＵ１３は、上位アプリケーションプログラムからのコマンド４６に応じて、タイムスロット制御バス４３を介してタイムスロット発生割当装置３０にタイムスロットの使用を申請するための申請コマンドを送出すると共に、タイムスロット発生割当装置３０からタイムスロット制御バス４３上に送出されるタイムスロットの使用を許可するための許可コマンドを受け取るようになっている。ＣＰＵ１３はまた、タイムスロット発生割当装置３０から入力されるタイムスロット信号４７により、時々刻々巡回的に変化するタイムスロット番号を監視する。さらに、ＣＰＵ１３は、制御信号１７によってエンコーダ部１１およびデコーダ部１２内の各部を制御するようになっている。
【００２７】
メモリ１４は、許可フラグ１４ａを有する。ＣＰＵ１３は、各タイムスロットごとに許可フラグ１４ａをリセットする（データ“０”を書き込む）と共に、タイムスロット発生割当装置３０から許可コマンドが送られてくると、この許可フラグ１４ａをセットする（データ“１”を書き込む）ようになっている。
【００２８】
図３は、データ蓄積装置２０の概略構成を表すものである。このデータ蓄積装置２０は、複数のＨＤＤ２１と、これらのＨＤＤ２１を制御する分割・単一化部２２と、この分割・単一化部２２と下りデータバス４４とを接続するためのバスインタフェイス２３と、分割・単一化部２２と上りデータバス４５とを接続するためのバスインタフェイス２４とを備え、冗長性の確保、記録再生時の転送レートの高速化および大容量化を可能としたいわゆるＲＡＩＤ(Redundant Array of Inexpensive Disks)として構成されている。ＨＤＤ２１にはビデオおよびオーディオデータを圧縮した圧縮データが記録されるようになっている。なお、複数のＨＤＤ２１のうちの１台はパリティデータ専用になっている。
【００２９】
分割・単一化部２２は、データ記録の際は、データを複数のハードディスクに分割して記録するストライピング(striping)処理を行う。具体的には、入力されたデータを所定の単位（例えば１バイト）のデータに分割して各ＨＤＤ２１に順に書き込むと共に、各ＨＤＤ２１に書き込まれるデータのパリティデータを計算し、このパリティデータを専用のハードディスクＨＤＤ２１に書き込む。一方、各ＨＤＤ２１に記録されたデータを再生する際には、分割・単一化部２２は、複数のハードディスクに分割して記録されたデータを単一化するユニフィケイション(unification) 処理を行う。具体的には、各ＨＤＤ２１よりデータを再生させ、この再生された各データを、入力時と同じように並べて、単一化して出力する。その際、分割・単一化部２２は、ＨＤＤ２１よりパリティデータを再生させ、このパリティデータに基づいてエラー検出およびエラー訂正を行う。このようなディスクアレイ型のデータ蓄積装置では、ＨＤＤ２１のうちのいずれかが故障した場合には、他の正常なＨＤＤ２１に記録されているデータとパリティデータとに基づいてオリジナルのデータを再構築することが可能であり、データ記録再生装置としての信頼性を確保している。
【００３０】
図４はタイムスロット発生割当装置３０の概略構成を表すものである。このタイムスロット発生割当装置３０は、このタイムスロット発生割当装置３０全体を制御するＣＰＵ３１と、タイムスロット割当アルゴリズムを含むタイムスロット割当制御プログラム等を格納したＲＯＭ(Read Only Memory)３２と、ＲＡＭ等からなるメモリ３３と、タイムスロット信号４７を発生するタイムスロット信号発生部３４とを備えている。これらは相互に接続されている。ＣＰＵ３１はバスインタフェイス３５を介してタイムスロット制御バス４３に接続されている。メモリ３３には、データ入出力装置１０−１〜１０−５の各々からのタイムスロット使用申請に応じてそれぞれ申請状態にセットされる申請フラグ３３−１〜３３−５が設けられている。
【００３１】
次に、図５ないし図８を参照して、以上のような構成のデータ記録再生装置の動作を説明する。なおこれらの図で、データ入出力装置はＩＯＰ(Input Output Processor)と略記し、タイムスロットは必要に応じてＴＳと略記する。
【００３２】
まず、図５を参照して、データ入出力装置１０−１側の概略動作を説明する。ここでは、一例としてデータ再生時の動作を説明する。なお、他のデータ入出力装置１０−２〜１０−５の動作もこれと同様であるので説明を省略する。データ入出力装置１０−１のＣＰＵ１３は上位アプリケーションプログラムから再生のためのコマンド４６を受け取ると（ステップＳ１０１）、タイムスロット制御バス４３を介しタイムスロット発生割当装置３０に申請コマンドを送出してタイムスロット使用許可を申請すると共に、メモリ１４の許可フラグ１４ａ（図２）をリセットする（ステップＳ１０２）。タイムスロット発生割当装置３０からタイムスロット使用の許可コマンドが返送されてきたときは（ステップＳ１０３；Ｙ）、メモリ１４の許可フラグ１４ａを許可状態にセットすると共に、下りデータバス４４を使用してデータ蓄積装置２０に対して、上位アプリケーションプログラムからのコマンド４６に対応する再生コマンドを送出する（ステップＳ１０４）。許可されないときは（ステップＳ１０３；Ｎ）、次のタイムスロットにおいて再度申請コマンドを送出する（ステップＳ１０２）。以下、許可されるまでこれを繰り返す。
【００３３】
データ入出力装置１０−１のＣＰＵ１３は、使用を許可されたタイムスロットにおいてデータ蓄積装置２０に再生コマンドを送出したのち、そのタイムスロットから２つ目のタイムスロットが巡回してくるまで待機する。そして、２つ目のタイムスロットが巡回してきた時点で、そのときの上りデータバス４５上のデータが自分宛のデータと解釈してこれを取り込む（ステップＳ１０６）。そして、それに続くタイムスロットにおいて、そのデータを実際の映像として再生する処理を行う（ステップＳ１０７）。
【００３４】
次に、図６を参照して、タイムスロット発生割当装置３０側の動作を説明する。タイムスロット発生割当装置３０のＣＰＵ３１は、メモリ３３内の申請フラグ３３−１〜３３−５をすべてチェックし、データ入出力装置１０−１〜１０−５のいずれかからのタイムスロット使用申請の有無を調べる（ステップＳ２０１）。この結果、タイムスロット使用申請が１つのみであったときは（ステップＳ２０２；Ｙ，ステップＳ２０３；Ｎ）、その申請をしているデータ入出力装置にタイムスロット使用を許可し（ステップＳ２０４）、申請が複数あったときは（ステップＳ２０２；Ｙ，ステップＳ２０３；Ｙ）、所定のアルゴリズムに従って１つのデータ入出力装置にタイムスロットの使用を許可する（ステップＳ２０５）。こののち、タイムスロット発生割当装置３０のＣＰＵ３１は、メモリ３３内の申請フラグ３３−１〜３３−５をすべてリセットし（ステップＳ２０６）、次のタイムスロットにおける申請・許可処理に備える。
【００３５】
次に、タイムスロット発生割当装置３０のＣＰＵ３１が図６ステップＳ２０
５において複数の使用申請の中から１つを選択してタイムスロット使用許可を与える際のアルゴリズムの一例を説明する。ここに示すアルゴリズムは、次の３つの優先条件に従うものである。
▲１▼申請をしているデータ入出力装置のうち、そのときのタイムスロット番号と同一の番号をもつデータ入出力装置を最優先とする。
▲２▼申請をしているデータ入出力装置の中に、申請が行われたときのタイムスロットの番号と同一の番号をもつデータ入出力装置が含まれていないときは、申請をしているデータ入出力装置のうち、一定期間（例えば１０タイムスロット）過去まで遡って最も過去に（旧く）タイムスロットの使用をしたデータ入出力装置を優先する。
▲３▼申請をしているデータ入出力装置の中に、一定期間過去まで遡ってもタイムスロットの使用をしたデータ入出力装置が含まれていないときは、申請をしているデータ入出力装置のうち最も若い番号をもつデータ入出力装置を優先する。
【００３６】
このようなアルゴリズムを用いた場合には、各データ入出力装置にとって最低限の使用権を保証されているタイムスロットが存在すること、および特定のデータ入出力装置に使用権が集中しないことという利点がある。
【００３７】
次に、図７および図８を参照して、図１のデータ記録再生装置の動作をより具体的に説明する。ここで、図７は横方向に時間軸をとったときの各部の動作状態の変化の様子を表すものであり、図８はデータ入出力装置１０−１のメモリ１４の許可フラグ１４ａの状態と、タイムスロット発生割当装置３０のメモリ３３の申請フラグ３３−１〜３３−５の状態とを表すものである。
【００３８】
図７に示したように、このデータ記録再生装置は巡回型タイムスロットを基本としつつも、タイムスロット発生割当装置３０によるタイムスロットの競合制御の下で動作する。この図の（ａ）に示したように、タイムスロットの巡回周期は、データ入出力装置１０−１〜１０−５の数と同数の５タイムスロットとし、各タイムスロットにはデータ入出力装置１０−１〜１０−５に対応した番号ＴＳ１〜ＴＳ５が付されている。また、１つのタイムスロットは２つの映像フレームからなるものとする。
【００３９】
このデータ記録再生装置では、タイムスロット発生割当装置３０からのタイムスロット信号４７によってタイムスロットが巡回的に変化するが、その巡回してきたタイムスロット番号に対応するデータ入出力装置のみがデータ蓄積装置２０にアクセスできるというものではなく、いずれのデータ入出力装置でも申請して使用許可が得られれば、自分の番号と異なる番号のタイムスロットを使用することができるようになっており、これによって時分割多重アクセスを可能になっている。
【００４０】
ここで、図７（ｂ）に示したように、例えばタイムスロットＴＳ２の先頭において上位アプリケーションプログラムからデータ入出力装置１０−１に対して２倍速シャトルコマンド４６−１が入力されると共に、タイムスロットＴＳ２の中間時点において上位アプリケーションプログラムからデータ入出力装置１０−２に対して４倍速シャトルコマンド４６−２が入力されたとする。
【００４１】
この場合、データ入出力装置１０−１および１０−２は、それぞれ、続くタイムスロットＴＳ３の前半フレームにおいて、それぞれ自己のメモリ１４の許可フラグ１４ａをリセットする（データ“０”を書き込む）と共に、タイムスロット発生割当装置３０に対して下りデータバス４４の使用許可申請を行う（図７（ｃ）；ステップＳ３０１，図７（ｄ）；Ｓ３０２）。タイムスロット発生割当装置３０はこの申請を受け付けて（図７（ｅ）；Ｓ３０３）、図８（ａ）に示したように、自己のメモリ３３内の申請フラグ３３−１および３３−２に共にデータ“１”をセットする。このとき、データ入出力装置１０−１，１０−２のメモリ１４の許可フラグ１４ａは“０”にリセットされて許可待ち状態となる。もちろん、他のデータ入出力装置１０−２〜１０−５の許可フラグ１４ａも“０”にリセットされている。
【００４２】
タイムスロットＴＳ３における後半フレームでは、タイムスロット発生割当装置３０が、上記したアルゴリズムに従ってデータ入出力装置１０−１または１０−２のいずれかにタイムスロット使用の割り当てを行う（図７（ｅ）；Ｓ３０４）。ここでは、データ入出力装置１０−１および１０−２が申請をしたタイムスロットＴＳ３はいずれのデータ入出力装置の番号とも異なり、かつ一定期間過去に遡っても両者による使用履歴はない。したがって、この場合は、番号の若い方のデータ入出力装置１０−１を優先して使用許可がなされ（図７（ｃ）；Ｓ３０５）、図８（ｂ）に示したように、データ入出力装置１０−１内の許可フラグ１４ａのみがセットされる。一方、データ入出力装置１０−２は拒否され（図７（ｄ）；Ｓ３０６）、データ入出力装置１０−２の許可フラグ１４ａはセットされない。
【００４３】
拒否されたデータ入出力装置１０−２は、続くタイムスロットＴＳ４の前半フレームにおいて、自己のメモリ１４内の許可フラグ１４ａをリセットすると共に、再度、タイムスロット発生割当装置３０に対して下りデータバス４４の使用を申請する（図７（ｄ）；Ｓ３０７）。タイムスロット発生割当装置３０はこの申請を受け付けて（図７（ｅ）；Ｓ３０８）、図８（ｃ）に示したように、自己のメモリ３３内の申請フラグ３３−２にデータ“１”をセットする。
【００４４】
タイムスロットＴＳ４における後半フレームでは、タイムスロット発生割当装置３０が、所定のアルゴリズムに従ってタイムスロット使用の割り当てを行う（図７（ｅ）；Ｓ３０９）。ここでは、データ入出力装置１０−２のみが申請をしているので、データ入出力装置１０−２に対して使用が許可される（図７（ｄ）；Ｓ３１０）。したがって、このときの各フラグの状態は図８（ｄ）のようになる。
【００４５】
さて、タイムスロットＴＳ３において下りデータバス４４の使用を許可されたデータ入出力装置１０−１は、続くタイムスロットＴＳ４を利用して、下りデータバス４４経由でデータ蓄積装置２０に対して２倍速シャトルコマンドを送る（図７（ｆ）；Ｓ３１１）。この２倍速シャトルコマンドは、続くタイムスロットＴＳ５においてデータ蓄積装置２０で内部処理され（図７（ｇ）；Ｓ３１２）、さらに次のタイムスロットＴＳ１において上りデータバス４５上に送出される（図７（ｅ）；Ｓ３１３）。データ入出力装置１０−１は、このタイムスロットＴＳ１における上りデータバス４５上のデータを自分宛のデータとみなして取り込み、続くタイムスロットＴＳ２において２倍速シャトル再生を開始する（図７（ｉ）；Ｓ３１４）。
【００４６】
一方、タイムスロットＴＳ４において下りデータバス４４の使用許可を得たデータ入出力装置１０−２は、続くタイムスロットＴＳ５を使用して下りデータバス４４経由でデータ蓄積装置２０に４倍速シャトルコマンドを転送する（図７（ｆ）；Ｓ３１５）。この４倍速シャトルコマンドは、続くタイムスロットＴＳ１においてデータ蓄積装置２０で内部処理され（図７（ｇ）；Ｓ３１６）、さらにその次のタイムスロットＴＳ２において上りデータバス４５上に送出される（図７（ｈ）；Ｓ３１７）。データ入出力装置１０−２は、このタイムスロットＴＳ２における上りデータバス４５上のデータを自分宛のデータとみなして取り込み、続くタイムスロットＴＳ３において４倍速シャトル再生を開始する（図７（ｊ）；Ｓ３１８）。
【００４７】
結局、データ入出力装置１０−１が上位アプリケーションプログラムから２倍速シャトルコマンド４６−１を受けてから実際に２倍速シャトル再生が開始するまでの時間は１０フレームとなり、データ入出力装置１０−２が上位アプリケーションプログラムから４倍速シャトルコマンド４６−２を受けてから実際に４倍速シャトル再生が開始するまでの時間は１１フレームとなる。したがって、従来の巡回型タイムスロット方式（図１０）に比べると、それぞれ４フレームずつ時間短縮がなされていることになる。
【００４８】
なお、ここでは、２倍速または４倍速シャトルコマンドについて説明したが、その他、コマ送りやスロー再生等の任意変速再生を可能とするジョグコマンドや外部映像の記録コマンド等が上位アプリケーションプログラムから入力された場合も同様のシーケンスで処理が行われる。
【００４９】
このように、本実施の形態に係るデータ記録再生装置では、巡回型タイムスロットを基本としつつも、データ入出力装置１０−１〜１０−５からのタイムスロット使用申請に応じてタイムスロット発生割当装置３０がタイムスロットの競合制御を行うようにしたので、上位アプリケーションプログラムからのコマンド４６の入力から応答（コマンド実行）までの時間を従来よりも短縮することができ、ユーザの操作上の違和感を少なくすることができる。また、上記した所定のアルゴリズムによって競合制御を行うようにしたので、各データ入出力装置にとって最低限のタイムスロット使用権が保証され、かつ特定のデータ入出力装置に使用権が集中するのを回避することができる。したがって、応答速度が向上すると同時に、すべてのデータ入出力手段に対する平等なタイムスロット割り当てが可能となる。
【００５０】
以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では、データ入出力装置１０−１〜１０−５とタイムスロット発生割当装置３０との間の申請および許可の手続きは、これらの相互間を接続するタイムスロット制御バス４３を用いて申請コマンドと許可コマンドにより行うと共に、それぞれに設けたメモリ１４またはメモリ３３内の許可フラグ１４ａまたは申請フラグ３３−１に対するセットおよびリセットはそれぞれのＣＰＵ１３またはＣＰＵ３１が行うこととしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、メモリ１４，３３としてデュアルポートＲＡＭを用いると共に、これらの各デュアルポートＲＡＭの一方のポートをＣＰＵ１３に接続すると共に、他方のポートをＣＰＵ３１に接続し、相手側のフラグのセットを直接行うようにしてもよい。
【００５１】
また、上記実施の形態では、データ入出力装置１０−１〜１０−５とタイムスロット発生割当装置３０との間を共通バスであるタイムスロット制御バス４３で接続するようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、データ入出力装置１０−１〜１０−５とタイムスロット発生割当装置３０との間を個別のデータ線で接続するような構成においても同様に適用可能である。
【００５２】
また、上記実施の形態では、データ蓄積装置２０としてＲＡＩＤ等のディスクアレイ装置を用いることとしたが、大容量、高速性および信頼性を担保できるものであれば、他のタイプの記憶装置を用いるようにしてもよい。さらに、上記実施の形態は、例えば放送局等においてビデオ・オーディオデータの記録・再生に使用されるマルチチャネルビデオサーバを想定して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の種類のデータの記録・再生等に使用される装置にも適用することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１もしくは請求項２に記載のデータ記録再生装置または請求項３記載のデータ記録再生装置の制御方法によれば、複数のデータ入出力手段からのタイムスロット使用許可申請が競合した場合に、所定のアルゴリズムに従って１のデータ入出力手段にタイムスロットを割り当て、割り当てられたデータ入出力手段が、その割り当てられたタイムスロットを利用してデータ蓄積手段にアクセスするようにしたので、上位アプリケーションプログラムからのコマンド入力時から応答時までに要する時間を従来よりも短縮することができる。したがって、請求項２に記載のデータ記録再生装置のように、データ記録再生装置を例えばマルチチャネルビデオサーバとして用いた場合には、高速再生や変速再生等の特殊コマンドに対する応答速度が向上し、ユーザの操作上の違和感が少なくなるという効果がある。
また、各タイムスロットに対し各データ入出力手段に対応した番号を割りつけると共に、申請をしているデータ入出力手段のうち、申請が行われたときのタイムスロットの番号と同一の番号をもつデータ入出力手段を最優先し、申請をしているデータ入出力手段の中に、申請が行われたときのタイムスロットの番号と同一の番号をもつデータ入出力手段が含まれていないときは、申請をしているデータ入出力手段のうち、一定期間過去まで遡って最も過去にタイムスロットの使用をしたデータ入出力手段を優先し、申請をしているデータ入出力手段の中に、一定期間過去まで遡ってもタイムスロットの使用をしたデータ入出力手段が含まれていないときは、申請をしているデータ入出力手段のうち最も若い番号をもつデータ入出力手段を優先するというアルゴリズムに従って各データ入出力手段間の競合制御を行うようにしたので、各データ入出力装置にとって最低限のタイムスロット使用権が保証され、かつ特定のデータ入出力装置に使用権が集中するのを回避することができる。したがって、応答速度を向上させることができると同時に、すべてのデータ入出力手段のデータ蓄積装置に対するアクセス権を平等化することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るデータ記録再生装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１におけるデータ入出力装置の概略構成を表すブロック図である。
【図３】図１におけるデータ蓄積装置の概略構成を表すブロック図である。
【図４】図１におけるタイムスロット発生割当装置の概略構成を表すブロック図である。
【図５】図２に示したデータ入出力装置の概略動作を説明するための流れ図である。
流れ図である。
【図６】図４に示したタイムスロット発生割当装置の概略動作を説明するための流れ図である。
【図７】図１のデータ記録再生装置の全体動作を説明するためのタイミング図である。
【図８】データ入出力装置内の許可フラグおよびタイムスロット発生割当装置内の申請フラグの状態変化を説明するための説明図である。
【図９】従来のデータ記録再生装置の概略構成を表すブロック図である。
【図１０】従来のデータ記録再生装置の概略動作を表すタイミング図である。
【符号の説明】
１０−１〜１０−５…データ入出力装置、１３，３１…ＣＰＵ、１４，３３…メモリ、１４ａ…許可フラグ、２０…データ蓄積装置、２１…ＨＤＤ、２２…分割・単一化部、３０…タイムスロット発生割当装置、３２…ＲＯＭ、３３−１〜３３−５…申請フラグ、３４…タイムスロット信号発生部、４３…タイムスロット制御バス、４４…下りデータバス、４５…上りデータバス、４６…上位アプリケーションプログラムからのコマンド、４７…タイムスロット信号
【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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