(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体としてのディスクに対するデータの記録再生処理を行なうディスク型データ記録再生装置であって、
ホスト・システムに接続するためのホスト・インターフェースと、
該ホスト・インターフェース経由で受信する記録又は再生コマンドに従って該ディスクに対する記録再生を行う記録再生部と、
該ディスクに対する記録時又は再生時に発生したエラーを回復するためのエラー処理部と、
前記エラー処理部によるエラー処理時間の最大許容値を設定する最大許容値設定手段と、
該ホスト・インターフェース経由で受信した記録又は再生コマンドが示すコマンド実行の緊急度に応じて、前記最大許容値設定手段において許容されるエラー処理時間に拘らずエラー処理手順を動的に変更する手段と、
を具備することを特徴とするディスク型データ記録再生装置。
【請求項２】
記録媒体としてのディスクに対するデータの記録再生処理を行なうディスク型データ記録再生装置であって、
ホスト・システムに接続するためのホスト・インターフェースと、
該ホスト・インターフェース経由で受信する記録又は再生コマンドに従って該ディスクに対する記録再生を行う記録再生部と、
該ディスクに対する記録時又は再生時に発生したエラーを回復するためのエラー処理部と、
該ホスト・インターフェース経由で受信する状態変更指示コマンドに従って、同時に記録又は再生するデータ・ストリームのチャネル数に応じた前記エラー処理部によるエラー処理時間の最大許容値を設定する最大許容値設定手段と、
を具備することを特徴とするディスク型データ記録再生装置。
【請求項３】
前記最大許容値設定手段は、記録時における前記エラー処理部によるエラー処理時間の最大許容値、又は再生時における前記エラー処理部によるエラー処理時間の最大許容値のうち少なくとも一方を設定可能である、
ことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のディスク型データ記録再生装置。
【請求項４】
請求項１に記載のディスク型データ記録再生装置を前記ホスト・インターフェース経由で接続可能で、前記ディスク型データ記録再生装置に対してディスクへの記録又は再生を指示するコマンドに、コマンド実行の緊急度に関する記述を含めることを特徴とする情報処理システム。
【請求項５】
請求項２に記載のディスク型データ記録再生装置を前記ホスト・インターフェース経由で接続可能で、同時に記録又は再生するデータ・ストリームのチャネル数が変化したときに、該チャネル数に応じて前記エラー処理部によるエラー処理時間の最大許容値を設定し、該エラー処理時間の最大許容値を記述した状態変更指示コマンドを前記ディスク型データ記録再生装置に発行することを特徴とする情報処理システム。
【請求項６】
ＭＰＥＧ２（Motion Picture Experts Groupphase 2）方式で圧縮された連続画像情報に関する記録再生処理を行なうことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のディスク型データ記録再生装置。
【請求項７】
前記ホスト・インターフェースは、ＡＮＳＩ（American NationalStandards Institute）が策定したＡＴＡ（AT-Attachment）インターフェース規格に準拠することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のディスク型データ記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ・データを始めとする各種のデータを記録再生するデータ記録再生装置に係り、特に、ランダム・アクセス可能なディスク型データ記録再生装置に関する。更に詳しくは、本発明は、コンピュータ・システム等のホストに搭載して利用に供されるタイプのディスク型データ記録再生装置に係り、特に、データの信頼性が要求されるコンピュータ・データの他に、実時間性が要求される映像データや音響データを記録再生するディスク型データ記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
汎用コンピュータを始めとする各種の情報処理システムには、大規模アプリケーションや大容量のデータを不揮発的に蓄積するためのデータ記録再生装置が搭載されている。データ記録再生装置は、回転型ディスク上にデータを担持するディスク型のものや、巻き込み式テープ上にデータを担持するテープ型のものなど様々ある。このうち、ディスク型のデータ記録再生装置は、ランダム・アクセス可能な点などで優れている。
【０００３】
代表的なディスク装置は、ハード・ディスク装置（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）である。磁気ヘッド技術や信号処理技術等の進歩により、ＨＤＤの大容量化は目覚しい。例えば、１９９０年頃から現在までの間、年率約６０％の割合で面記録密度が向上し続けている。２０００年過ぎには３．５インチ径ディスク１枚当り１０ＧＢより２０ＧＢのデータが記録できると予想されている。すなわち、複数枚のディスクを持つ１台のＨＤＤが１００ＧＢを越える以上の記録容量を持つようになると考えられる。
【０００４】
したがって、近年実用化されてきたＤＶ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｉｄｅｏ）やＭＰＥＧ２（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ  Ｐｈａｓｅ  ２）などの高効率デジタル動画像圧縮技術を用いることにより、  ＨＤＤに複数チャネルの動画像情報を同時に記録あるいは再生することが可能になり、ＨＤＤを記録媒体として活用したマルチチャネル・ビデオ・レコーダの実用化が可能になる。
【０００５】
しかしながら、ＨＤＤは、コンピュータ用の外部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よく、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。すなわち、ＨＤＤ
の動作は、時間軸上で離散的である。
【０００６】
ＨＤＤは、ＨＤＤを搭載するコンピュータ・システム（以下、「ホスト」とも言う）からデータの記録や再生を指示する命令（以下、「ホスト・コマンド」とも言う）に従って駆動するが、ホストからの各命令に対する動作は、１つずつ独立した離散的動作として実行される。言い換えれば、ＨＤＤは、データの高い信頼性を保証するが、所定時間以内に記録／再生動作が完了することの保証（実時間性の保証）はしていない。
【０００７】
この実時間性の確保を阻害する要因の１つとして、リトライ（再試行）という処理動作が挙げられる。ＨＤＤにおけるデータの記録／再生は、通信技術におけるパケットに相当する短いデータ・セクタ単位（例えば５１２バイト単位）で行なわれる。リトライは、ホストから与えられたデータ・セクタの記録や再生などの命令の実行過程において、エラーが生じた場合に同じ動作を再実行する動作のことである。
【０００８】
リトライを招来するエラーの原因には各種ある。まず、目標セクタへのヘッド移動（シーク）におけるエラーが挙げられる。シーク・エラーを救済するためには、当該目標セクタの記録再生を諦めて飛ばしてしまうか、リトライを行う必要がある。１回のリトライには数ｍｓｅｃ〜数１０ｍｓｅｃ程度の無駄時間を要するので、実時間性の阻害要因になる。次に、データ記録時のリトライ（ライト・リトライ）がある。１つのデータ・セクタの記録中に、例えばＨＤＤ外部から加わった機械的衝撃等によってデータ・トラックからのヘッドの位置ずれが許容量を越えたことが検出された場合、記録動作は中止される。この後、ヘッド位置ずれの正常状態への復帰と、ディスク回転により当該セクターがヘッド直下に再来することを待って、当該データ・セクタに対するデータ記録動作が再度実行（ライト・リトライ）される。
【０００９】
第３の阻害要因は、データ再生時のリトライ（リード・リトライ）である。１つのデータ・セクタの再生時に、セクタに付加されたＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  Ｃｏｄｅ）による訂正能力を越えた量のエラーが発生して訂正不能と判定された場合には、ディスク回転により当該セクタがヘッド直下に再来することを待って、当該論理セクターの再生動作が再度実行（リード・リトライ）される。さらに、１度リード・リトライしても再度訂正不能と判定された場合には、２回目のリード・リトライが実行される。エラーが、ノイズなどのランダムな原因によるソフトエラーでなく、ディスクの磁性膜の傷付きなどの確定的な原因によるハードエラーである場合には、例えば１０回以上リード・リトライを行なっても正しく読めず、１００ｍｓｅｃ以上もの無駄時間が必要となり、実時間性確保にとって致命的な障害となる。
【００１０】
以上の各種リトライの最大実行回数や他のエラー処理方法は、従来はＨＤＤの設計によって固定されているので、ディスク・レコーダ全体の状況に応じて適切に制御することはできなかった。また、従来からリトライの実行を全面的に許可する、あるいは禁止する手段は提供されているが（例えば、ＡＮＳＩ（American National Standards Institute：米国規格協会）で策定したＡＴＡ（AT-Attachment）インターフェース規格の一部）、エラー処理に要する最大許容時間を適切に設定する手段や、記録や再生の緊急度（すなわち実時間性への要求）に応じて動的に制御する手段は提供されていない。
【００１１】
また、従来のディスク型データ記録再生装置は、主に離散的なデータ・ファイルを扱うことを想定しているため、個々のデータ・セクタの記録あるいは再生命令は、相互に無関係なものとして扱われる。よって、ＨＤＤをマルチチャネル・ビデオ・レコーダなどの用途において、少数本の長大なＡＶデータ・ストリームを記録／再生する場合においても、個々の記録／再生命令の対象データがどのデータ・ストリームに属するかという情報は利用されていない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来は、ディスク型記録再生装置を搭載するホスト側には、該ディスク装置のエラー処理時間などを管理する簡便な手段がなかった。このため、動画や音響情報などを記録あるいは再生する場合に必要な実時間連続性の確保がしにくいという問題があった。
【００１３】
また、従来のディスク型記録再生装置では、個々の記録や再生動作が、相互に関係付けられずに実行されるため、スループットが必ずしも高くないという問題があった。
【００１４】
本発明はこのような技術的課題を鑑みたものであり、実時間性が要求されるＡＶデータ・ストリームの記録／再生に適した処理を行なえる、優れたディスク型記録再生装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の更なる目的は、ビデオ・レコーダとしての実時間連続性を確保し、同時に記録／再生できるＡＶデータ・ストリーム数や平均データ・レートなどを改善し、高品質なＡＶデータの高速記録／再生を可能にする、優れたディスク型記録再生装置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】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、非連続的な情報の記録又は再生に適した第１の動作モードと、連続的情報の記録又は再生に適した第２の動作モードを有することを特徴とするディスク型データ記録再生装置である。
【００１７】
ここで言う連続的情報の一例は、ＭＰＥＧ２（Ｍｏｔｉｏｎ  ＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ  ｐｈａｓｅ  ２）方式で圧縮された連続画像情報である。
【００１８】
また、本発明の第２の側面は、記録再生の実時間連続性よりもデータの信頼性を重視した第１の動作モードと、データの信頼性よりも実時間連続性を重視した第２の動作モードを有することを特徴とするディスク型データ記録再生装置である。
【００１９】
また、本発明の第３の側面は、記録媒体としてのディスクと、該ディスクに対する記録再生を行う記録再生部と、該ディスクに対する記録時及び／又は再生時に発生したエラーを回復するためのエラー処理部を含んだディスク型データ記録再生装置であって、
前記エラー処理部によるエラー処理時間の最大許容値が所定値以上である第１の動作モードと、前記エラー処理部によるエラー処理時間の最大許容値が所定値未満である第２の動作モードとを有することを特徴とするディスク型データ記録再生装置である。
【００２０】
本発明の第３の側面に係るディスク型データ記録再生装置は、ホスト・インターフェース経由でホスト・システムに接続されて用いられ、
該ホスト・インターフェース経由で受信する記録又は再生コマンドに従って前記ディスクに対する記録又は再生動作を行うとともに、
該ホスト・インターフェース経由で受信する状態変更指示コマンドに従って前記第１又は第２の動作モードの間を遷移するようにしてもよい。
【００２１】
また、該ディスク型データ記録再生装置は、該ホスト・インターフェース経由で受信した記録又は再生コマンドが示すコマンド実行の緊急度に応じて、現動作モードにおいて許容されるエラー処理時間に拘らずエラー処理手順を動的に変更する手段を含んでもよい。
【００２２】
また、該ディスク型データ記録再生装置は、前記状態変更指示コマンドによって、同時記録又は再生可能なチャネルの最大数を設定するようにしてもよい。
【００２３】
また、本発明の第４の側面は、記録媒体としてのディスクと、該ディスクに対する記録再生を行う記録再生部と、該ディスクに対する記録時及び／又は再生時に発生したエラーを回復するためのエラー処理部を含んだディスク型データ記録再生装置であって、
記録時における前記エラー処理部によるエラー処理時間の最大許容値、又は再生時における前記エラー処理部によるエラー処理時間の最大許容値のうち少なくとも一方を設定可能であることを特徴とするディスク型データ記録再生装置である。
【００２４】
本発明の第４の側面に係るディスク型データ記録再生装置は、ホスト・インターフェース経由でホスト・システムに接続されて用いられ、
該ホスト・インターフェース経由で受信する記録又は再生コマンドに従って前記ディスクに対する記録又は再生動作を行うとともに、
該ホスト・インターフェース経由で受信する状態変更指示コマンドに従って前記エラー処理部によるエラー処理時間の最大許容値を設定可能であってもよい。
【００２５】
また、該ディスク型データ記録再生装置は、該ホスト・インターフェース経由で受信した記録又は再生コマンドが示すコマンド実行の緊急度に応じて、前記エラー処理時間の最大許容値に拘らずエラー処理手順を動的に変更する手段を含んでもよい。
【００２６】
また、該ディスク型データ記録再生装置は、前記状態変更指示コマンドによって、同時記録又は再生可能なチャネルの最大数を設定するようにしてもよい。
【００２７】
また、本発明の第５の側面は、記録媒体としてのディスクと、該ディスクに対する記録再生を行う記録再生部と、該ディスクに対する記録時及び／又は再生時に発生したエラーを回復するためのエラー処理部と、記録又は再生データを一時格納するバッファ・メモリを備え、ホスト・インターフェース経由で接続されたホスト・システムからのコマンドに従って動作するディスク型データ記録再生装置であって、
ホストからのコマンドに従って同時記録又は再生可能なチャネルの最大数を設定する手段と、
該最大数に従って、前記バッファ・メモリの領域割当てやエラー処理手順などの内部データ処理を変更する手段と、
をさらに含むことを特徴とするディスク型データ記録再生装置である。
【００２８】
また、本発明の第６の側面は、記録媒体としてのディスクと、該ディスクに対する記録再生を行う記録再生部と、記録又は再生データを一時格納するバッファ・メモリを備え、ホスト・インターフェース経由で接続されたホスト・システムからのコマンドに従って動作するディスク型データ記録再生装置であって、
ホストから受信する記録又は再生コマンドには記録又は再生対象のデータが属するデータ・ストリームを示したストリーム識別子が含まれ、
該ストリーム識別子に従って、前記バッファ・メモリに対する参照手順などの内部処理を適応的に制御する手段をさらに含むことを特徴とするディスク型データ記録再生装置である。
【００２９】
本発明の各側面に係るディスク型データ記録再生装置は、例えば、ＡＮＳＩ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）が策定したＡＴＡ（ＡＴ−Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）インターフェース規格に準拠するホスト・インターフェースを経由して、装置外部のホスト・システムに接続されて用いられる。ホスト・システムの一例は、該ディスク装置に対して映像や音響などのデータ・ストリームを記録再生するデジタル動画ディスク・レコーダであり、他の例は、汎用コンピュータ・システムである。ホスト・システムは、エラー処理時間が所定の許容値未満に制限された動作モード下で該ディスク装置が処理可能なコマンド・セットを用意しておくことが好ましい。
【００３０】
【作用】
本発明は、ＨＤＤが扱うデータの種類に応じてデータの信頼性や実時間性に対する要求が変動する点に着眼してなされたものである。
【００３１】
例えば、ＨＤＤがコンピュータ・データを扱うためには、データの信頼性保証は必須である。エラーを含んだコンピュータ・データはコンピュータ処理にとって全く意味をなさず、処理時間を要してもエラーを補償すべきである。
【００３２】
これに対し、ＨＤＤがＡＶデータを扱う場合には、実時間でデータを記録再生することが第一であり、データの信頼性をある程度は犠牲にし得る。何故ならば、データ中に多少のエラーの混在して映像や音声の再生内容が多少歪んでも、人間の視覚や聴覚はこれを無視しあるいは補間することができるが、実時間性が維持されず映像や音響が途切れてしまうと無視したり補間することは不能であり、サービス品質は著しく低下する。
【００３３】
本発明に係るディスク型データ記録再生装置（以下、単に「ディスク装置」とも言う）は、非連続的（すなわち離散的な）情報の記録あるいは再生に適した動作モードの他に、連続的情報の記録あるいは再生に適した動作モードを備えている。前者の動作モードは、コンピュータ・データのように高い信頼性が要求されるデータを取り扱うのに適しており、以下ではＩＴ（ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）モードと呼ぶことにする。また、後者の動作モードは、動画データや音響データなどのように実時間性が要求されるデータを取り扱うのに適しており、以下ではＡＶ（Ａｕｄｉｏ  Ｖｉｓｕａｌ）モードと呼ぶことにする。
【００３４】
本発明に係るディスク装置は、ホスト・インターフェース経由で、汎用コンピュータやデジタル動画レコーダのような「ホスト」に接続することが可能である。さらに、本ディスク装置は、このホスト・インターフェース経由で、動作モード切り替えを行う手段と、この動作モードの切り替えに応じて、記録又は再生時におけるエラー処理時間許容値を設定する手段を設けている。したがって、ディスク装置が、高信頼性が要求される離散的情報に適したＩＴモードか、あるいは、実時間性が要求される連続的情報に適したＡＶモードかに応じて、エラー処理時間許容値が動的に設定される。
【００３５】
本ディスク装置は、さらに、個別の記録あるいは再生コマンドに緊急度を表わす情報を含ませている。また、同時に記録あるいは再生する複数のデータ・ストリームすなわちチャネルの総本数及び個別のデータ・ストリーム番号の情報を与える命令手段と、その情報に従って、ディスク装置内部の動作を変更する手段を設けている。
【００３６】
要するに、本発明によれば、ディスク装置は、エラー処理時間の制限を可能とすることにより、実時間連続性を要する動画データや音響データの記録や再生に適した動作モードを持つことができる。したがって、ディスク装置を搭載するホストは、実時間連続性の管理が容易になる。
【００３７】
さらに、ホストからディスク装置に対し、個別の記録／再生命令において緊急度の指示が行なえるので、実時間連続性の管理をよりきめ細かく動的に行なうことができる。
【００３８】
また、同時に記録あるいは再生する複数のデータ・ストリームすなわちチャネルの総本数及び個別のデータ・ストリーム番号を与える手段を持つことにより、ディスク装置に対してホストが要求するスループットを知らせることが可能になる。これによって、ディスク装置内では、データ・バッファリング管理などの内部処理を最適化することが可能になる。
【００３９】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を用いるディスク装置および情報処理システムの実施例を説明する。なお、以下の実施例では、典型的な例として固定型ハード・ディスク装置（ＨＤＤ）について説明するが、本発明は、必ずしもこの種のタイプに限定されない。例えば、記録媒体としてのディスクが交換可能なリムーバブルＨＤＤ  、フロッピー・ディスク装置（ＦＤＤ）などの他の磁気ディスク装置、あるいは光ディスク装置においても本発明が同様に成立することは言うまでもない。また、光ディスクに浮上スライダーを組み合わせた光ハード・ディスク装置においても、本発明は同様に成立すると理解されたい。
【００４１】
図１には、本発明の実施例として、記録媒体としてのＨＤＤ５５を搭載したデジタル動画ディスク・レコーダのハードウェア構成を模式的に示している。同デジタル動画ディスク・レコーダは、デジタル映像情報と音響情報を記録あるいは再生することができる。以下、各部について説明する。
【００４２】
図１に示す例では、デジタル動画ディスク・レコーダがＨＤＤ５５に対する「ホスト」として機能する。すなわち、１台の  ＨＤＤ５５が、ホスト・インターフェース・バス３０を介して、ホストと相互接続する構成となっている。ホスト・インターフェース・バス３０の仕様としては、例えば、拡張ＩＤＥ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｄｒｉｖｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）規格（ＡＮＳＩのＡＴＡ規格（前述）に相当）を用いることができる。但し、本発明を実現する上で、特定のインターフェース規格に限定されない。例えば、拡張ＩＤＥの代わりにＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）インターフェースを用いても、同様に本発明の効果を奏するものと理解されたい。
【００４３】
このＨＤＤ５５は、圧縮動画データ及び圧縮音響データの記録及び／又は再生動作を同時に３チャネルまで行える構成となっている。このうち、チャネル１（Ｃｈ．１）とチャネル２（Ｃｈ．２）は、圧縮前の状態で動画（画像）データ及び音響データの供給を受けて、これらをＭＰＥＧ２圧縮してＨＤＤ５５に保存するとともに、ＨＤＤ５５から取り出された圧縮動画データ及び圧縮音響データをＭＰＥＧ２伸長処理して排出するチャネルすなわちデータ・ストリームである。これに対し、チャネル３（Ｃｈ．３）は、圧縮後の動画及び音声データを受信してＨＤＤ５５に蓄積するとともに、ＨＤＤ５５から取り出した圧縮データを伸長せずそのまま送信するチャネルすなわちデータ・ストリームである。
【００４４】
このデジタル動画ディスク・レコーダ全体の動作は、ＣＰＵ−Ａ２７により統括的に管理されている。ＣＰＵ−Ａ２７は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２９に恒久的に格納されたファームウエアに従って動作し、書き換え可能なメモリであるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２８を作業領域として用いる。
【００４５】
また、デジタル動画ディスク・レコーダは、該レコーダに対するユーザーからの動作指示を受容するためのユーザ・インターフェース機構（図示しない）を備えている。ユーザ・インターフェース機構は、例えば、操作スイッチ／ボタン、リモート・コントローラ、キーボード、液晶表示装置などで構成される。
【００４６】
ユーザ・インターフェース機構を介したユーザ入出力は、ＣＰＵ−Ａ２７（より具体的には、ＣＰＵ−Ａ２７において実行されるファームウェア）が管理する。ユーザ入出力は、ＨＤＤ５５による動画や音響データの記録又は再生の指示を含む。ＨＤＤ５５に対するユーザ指示入力は、ＣＰＵ−Ａ２７が、ＣＰＵ−Ａバス２６及びＡＶ−Ｉ／Ｆ２５を介してホスト・インターフェース・バス３０に向かって命令を発行することによって実現される。また、ホストとＨＤＤ５５間のデータ転送は、ＣＰＵ−Ａ２７がメモリ制御回路２３とＡＶ−Ｉ／Ｆ２５に指示コマンドを発行することにより実行される。ホスト側では、転送データは、ＨＤＤ５５との間で直接交換されず、ホスト・メモリ２４に一旦格納される。
【００４７】
図２には、ＲＯＭ２９に恒久的に格納されているファームウエアの階層的構成を模式的に示している。上述したように、ファームウェアはＣＰＵ−Ａ２７において実行される。
【００４８】
下位の第１層には、ハードウェア操作を直接実行する機能を有する。この層のうち、ユーザＩ／Ｆ部は、上記のユーザ・インターフェース機構における入出力操作を行なう。また、ＭＰＥＧ２エンコーダ・デコーダ動作管理部は、チャンネル１及び２の各々における動画データ及び音響データに対してＭＰＥＧ２に則ったエンコード及びデコード処理を行う。また、ホスト・メモリ管理部は、メモリ制御回路２３に指示してホスト・メモリ２４に対するＡＶデータ・ストリームやクラスタの書き込みや読み出しを行なう。また、ＨＤＤデバイス・ドライバは、ＨＤＤ５５に対する、ホスト・インターフェース・バス３０を介したデータやコマンド（ホスト・コマンド）の授受を行う。本発明では、特にＡＶデータ・ストリーム処理用のホスト・コマンドを定義しているが、詳細は後述に譲る。
【００４９】
上位の第２層は、これら第１層を管理し、ホストすなわちデジタル動画ディスク・レコーダ全体の動作を司るシステム管理ソフトウエア（所謂「オペレーティング・システム」に相当する）がある。システム管理ソフトウエアの機能としては、各チャネルの記録や再生動作の指示と管理、ＨＤＤ５５やホスト・メモリ２４などの各ハードウエア資源の稼働状況の把握と管理など、レコーダに必要な機能のうち、第１層に含まれない全てのものが含まれる。
【００５０】
次に、デジタル動画ディスク・レコーダ全体における記録時の信号の流れについて説明する。
【００５１】
Ｃｈ．１では、外部から入力されたアナログ画像信号１（例えばＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）信号）はデジタル化された後、画像情報圧縮器３においてデータレートが５分の１程度まで圧縮される。画像情報圧縮の方式としては、ＤＶやＭＰＥＧ２などが実用化されている。この種の圧縮方式では、元のデジタル映像情報に対して、離散コサイン変換やフレーム間動き検出、再量子化、２次元ハフマン符号化などを行うことにより、情報量が圧縮される。以下の説明では、映像情報圧縮方式としてＭＰＥＧ２方式を採用することとし、ＡＶデータ・ストリームのデータレートは８Ｍｂｐｓであるとする。
【００５２】
アナログ画像信号１と同時に外部から入力されたアナログ音響信号２も、デジタル化され、音響情報圧縮器４によりデータレートが圧縮される。圧縮された映像情報と音響情報は、ＭＵＸ５でマルチプレクスされ、ＡＶデータ・ストリームとして組まれる。
【００５３】
同様に、Ｃｈ．２において外部入力されるアナログ画像信号７及びアナログ音響信号８は、それぞれ画像圧縮及び音響圧縮され、さらにマルチプレクスされて、ＡＶデータ・ストリームとして組まれる。
【００５４】
各チャネルＣｈ．１又はＣｈ．２からのＡＶデータ・ストリームは、メモリ制御回路２３を経て、一旦ホスト・メモリ２４に順次記録される。ＣＰＵ−Ａ２７は、ファームウエアのうちのホスト・メモリ管理部のコントロールに従って、メモリ制御回路２３に指示を出し、ホスト・メモリ２４からＨＤＤ５５に記録すべき一塊のデータ（以下では、「クラスタ」とも呼ぶ）を読み出し、ＡＶ−Ｉ／Ｆ２５及びホスト・インターフェース・バス３０を介して、ＨＤＤ５５に送信して、ディスク４９上に記録せしめる。すなわち、ホストは、クラスタ単位でＨＤＤ５５に対する記録及び再生動作を指示する。
【００５５】
図３には、ＨＤＤ５５に対するデータ記録及び再生の単位であるクラスタと、ＭＰＥＧ２のデータ・ストリームとして定義されているＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ  ｏｆ    Ｐｉｃｔｕｒｅ）の関係を模式的に示している。
【００５６】
１つのＧＯＰは、Ｉピクチャ、Ｂピクチャ、及びＰピクチャからなる連続する１５フレームの画像で構成される（周知）。図３に示す例では、クラスタは、ＧＯＰを４分割した得たデータの塊である。１フレームは３０分の１秒に相当するので、１つのＧＯＰは０．５秒に相当する。また、ＧＯＰのデータ量は４Ｍｂｉｔであるので、１秒分のデータ・ストリームを８分割して得たクラスタ・サイズは１Ｍｂｉｔということになる。
【００５７】
コンピュータ業界において一般的なＨＤＤ５５のセクタ・サイズは  ５１２Ｂｙｔｅ（すなわち４，０９６ｂｉｔ）  なので、１つのクラスタは約２４５セクタ分のデータ量に相当する。すなわち、ＨＤＤ５５は、ホスト（すなわち動画ディスク・レコーダ）から記録コマンドを受ける度に、約２４５セクタを連続的に記録することになる。
【００５８】
次いで、記録時におけるＨＤＤ５５の動作について述べる。説明の簡素化のため、図４に示すように、１本のチャネルすなわちＣｈ．１からのデータ・ストリームのみを記録する場合を例に挙げることとする。
【００５９】
ＣＰＵ−Ａ２７は、記録すべき１つのクラスタが、ある所定長のデータ・ブロックとして、ディスク４９上のある論理ブロック・アドレス（ＬＢＡ）から記録が開始されるように、ＨＤＤ５５に対してホスト・コマンド（この場合は記録コマンド）を送る。
【００６０】
ＨＤＤ５５内部のハード・ディスク・コントローラ（以下、「ＨＤＣ」とする）４０は、ホストとの間でデータやコマンドを受信するための入力レジスタと、ホストに対してデータやＨＤＤ５５内のステータス等を返すための出力レジスタを備えている。ＨＤＣ４０は、ホストから記録コマンドを受信すると、ＣＰＵ−Ｂ４２との協働的動作によって、該記録コマンドが指定する論理ブロック・アドレス（ＬＢＡ）を、ＨＤＤ５５内部の物理アドレス（物理アドレスは、例えばディスク面番号、トラック番号、セクター番号等によって指定される）に変換する。
【００６１】
続いて、ホスト・メモリ２４から送出されたクラスタは、ホスト・インターフェース・バス３０を介してＨＤＣ４０の入力レジスタに受信され、バッファ・メモリ４１に一旦蓄積される。１つのクラスタは、例えば２４５セクタ分のデータ量を持つ（前述）。ＨＤＣ４０は、この受信データをディスク４９のトラック上に設定された論理データ・セクタの長さ（５１２Ｂｙｔｅ）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、ディスク回転に同期しながら、記録チャネル回路５１に送り出す。
【００６２】
記録チャネル回路５１は、データ・セクタにチャネル符号化を施し、ヘッド５０とディスク４９からなる磁気記録チャ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、記録アンプ５２により、矩形状の記録電流波形に対応付けられ、ヘッド５０によって、磁気ディスク４９上の磁化反転パターンとして記録される。
【００６３】
ここで、あらかじめ記録対象となる目標トラックにヘッド５０を位置決めしておく必要があるので、ＨＤＣ４０とＣＰＵ−Ｂ４２から目標トラック番号を受け取ったサーボ制御回路（サーボＤＳＰ）４４は、ディスク４９面上のトラック番号を再生チャネル回路５３から受け取りながら、ヘッド５０をその物理アドレスに移動させ、位置決めを行う。
【００６４】
以上の説明では、図４に示すように、１つのクラスタの記録に使用可能な時間は１２５ｍｓｅｃである。ＨＤＤ５５のシークと回転待ち動作（Ｓ１）と記録動作（Ｗ１）に要する時間は、ＨＤＤの速度性能にもよるが、３０ｍｓｅｃ程度である。残りの時間（１２５−Ｓ１−Ｗ１）が余り時間（Ｅ）となる。
【００６５】
次に、デジタル動画ディスク・レコーダ全体における再生時の信号の流れについて説明する。
【００６６】
まず、システム管理ソフトウエア（前述）は、ファームウェアのユーザＩ／Ｆ  部からのユーザ入力情報に従って、再生すべきＡＶデータ・ストリーム名を特定し、そのストリームを構成する各クラスタが記録されている論理ブロック・アドレス（ＬＢＡ）を求め、当該クラスタの読み出しを行うべく、ＨＤＤデバイス・ドライバに対して読み出し命令を発行させる。ＨＤＤデバイス・ドライバが発行する命令は、ホスト・インターフェース・バス３０（本実施例では拡張ＩＤＥインターフェース）上に定義されたホスト・コマンドであるとする。また、この命令発行と同時に、ホスト・メモリ管理部は、メモリ制御回路２３を通じて、ホスト・メモリ２４上に、読み出したクラスタを再構成するための記憶領域を確保させる。
【００６７】
上記のホスト・インターフェース・バス３０上に発行された読み出し命令、すなわち拡張ＩＤＥインターフェースで規定された記録コマンドは、ＨＤＣ４０を介してＨＤＤ５５内部のＣＰＵ−Ｂ４２に与えられる。このＣＰＵ−Ｂ４２は、当該クラスタの論理ブロック・アドレス（ＬＢＡ）を、ＨＤＤ５５内部の物理アドレス（物理アドレスは、例えばディスク面番号、トラック番号、及び、セクター番号等によって指定される）に変換し、サーボＤＳＰ４４に命じてヘッド５０をその物理アドレスに移動させて、要求データの読み出しを開始する。すなわち、磁気ディスク４９上に記録された磁化反転パターンは、ヘッド５０により読み出され再生アンプ５４で増幅された後、再生チャネル信号処理回路５３によりビット同期が取られた後、２値データ系列として検出され、記録時に施されたチャネル符号化の逆変換としての復号化が行われ、データ・セクタとして再生される。
【００６８】
再生されたデータ・セクタは、ＨＤＣ４０に送られ、誤り訂正復号化を経て、５１２Ｂｙｔｅ単位の論理データとして、バッファ・メモリ４１に順次蓄積される。その後、バッファリングされたデータは、ホスト・インターフェース・バス３０とメモリ制御回路２３を介して、ホスト・メモリ２４に順次転送され、１つのクラスタが形成される。そして、１つのクラスタの読み出しが完了すると、前述と同様に、後続するクラスタの読み出しが命令され、ＨＤＤ５５よりデータ・セクタ群が読み出され、ホスト・メモリ２４上に後続のクラスタが形成される。
【００６９】
形成されたクラスタは、ホスト・メモリ２４から順次送り出され、ＡＶデータ・ストリームとして、例えばＣｈ．１用のＡＶデコーダ１８に与えられる。このＡＶデータ・ストリームは、デマルチプレクサ１７により映像データと音響データとに分離される。映像データにエラーが存在した場合には、補間器１５において前後のデータに基づいて補間処理される。そして、映像情報伸長器１３により、通常のデジタル画像情報に伸長されて外部出力される。外部出力される画像情報は、Ｄ／Ａ変換器などによりＮＴＳＣアナログ映像信号１１に変換され、外部のモニタなどに与えられる。
【００７０】
以上では、Ｃｈ．１のみを使用した場合における、圧縮画像データの記録と再生の信号の流れについて説明してきたが、以下ではさらにＣｈ．２やＣｈ．３のデータを含めた複数のデータ・ストリームを記録／再生する場合について説明する。
【００７１】
図５には、Ｃｈ．１のデータ・ストリームを記録すると同時に、Ｃｈ．２のデータ・ストリームの再生を行なう場合のタイミング・チャートの例を模式的に示している。
【００７２】
ＨＤＤ５５は、同時には１つのヘッド５０しか動作しないので、一度に１つのクラスタしか記録あるいは再生できない。よって、これら２チャネル分のクラスタを交互に記録／再生することになる。例えば、まず、Ｃｈ．１のクラスタ（ｋ，１）を記録すべき領域にアクセスするため、シークと回転待ち（Ｓ１）を行ない、クラスタ（ｋ，１）を記録（Ｗ１）する。次に、空き時間（Ｅ）を挟んで、Ｃｈ．２のクラスタを再生するためシークと回転待ち（Ｓ２）を行なう。このシーク動作は、これら異なるチャネルのクラスタが、ディスク面上で全く異なる半径のトラックに存在する場合が普通であるために必要である。次に、クラスタ（ｋ，１） を再生（Ｒ２）する。その後、これら一連の動作が繰り返される。図５の例では、１台のＨＤＤ５５に２チャネルを同時に記録／再生させても、余裕時間（Ｅ）が残る。
【００７３】
図６には、３チャネル（すなわちＣｈ．１、Ｃｈ．２、及びＣｈ．３）を同時に記録する場合のタイミング・チャートを例示している。ホスト側からは、Ｃｈ．１用ＡＶエンコーダが生成するデータ・ストリームと、Ｃｈ．２用エンコーダが生成するデータ・ストリームと、Ｃｈ．３入力のデータ・ストリームの３本の各々が、メモリ制御回路２３を経てホスト・メモリ２４に順次記憶される。これら３本のデータ・ストリームは、それぞれクラスタに分割され、交互に、ホスト・インターフェース・バス３０上の書き込み命令によって、ＨＤＤ５５への記録が行われる。書き込み命令は、ホスト・インターフェースとしての拡張ＩＤＥインターフェースで規定されたホスト・コマンドであるとする。
【００７４】
ＨＤＤ５５は、上述した図５の２チャネル同時動作の場合と同様に、一度には１チャネルのクラスタのみしかアクセスできないので、交互に３チャネルの記録を進めて行くことになる。
【００７５】
この例では、図６に示すように、ＨＤＤ５５は、処理時間のほとんどはシークや記録あるいは再生動作で忙しく、空き時間（Ｅ）は極めて短くなる。このように、ＨＤＤ５５の速度性能が許す最大のチャネル数において、デジタル動画ディスク・レコーダが同時に記録及び／又は再生する場合には、長時間の空き時間を確保することは難しいと言える。
【００７６】
以上、デジタル動画ディスク・レコーダの記録・再生動作について説明してきた。上記の説明から判るように、ＨＤＤ５５の動作状況は、その時点でデジタル動画ディスク・レコーダが扱っているチャネル数に依存して変化する。すなわち、上記の最大３チャネル同時記録／再生が可能なレコーダの例では、３チャネル同時動作をしている時には、ＨＤＤ５５はわずかな空き時間しか持たないのに対して、１チャネル動作のみの場合には、かなりの空き時間が存在する。また、実際の使用状況では、ディスク・レコーダが最大可能チャネル数で、常時動作し続けることは皆無に等しく、必ず動作チャネル数が少なくなる場合が存在する。デジタル動画ディスク・レコーダのシステム管理ソフトウエアは、同時に動作しているチャネル数を把握しているので、ＨＤＤ５５の空き時間の状況を推定することができる点を理解されたい。
【００７７】
次いで、ＨＤＤ５５をＡＶ向けの動作に適用した場合について詳解する。
【００７８】
以下の［表１］には、本発明における各種ＡＶ向け動作の設定に用いられるホスト・インターフェース・コマンド体系を例示している。このコマンド体系は、ＡＮＳＩのＡＴＡ（ＡＴ  Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）規格（拡張ＩＤＥ規格に相当する）に従って、そのベンダ・ニーク命令として定義することができる。この命令体系を、以下ではＡＶコマンド・セットと呼ぶことにする。
【００７９】
【表１】
0003867447.tif 000002
【００８０】
例えば、ホスト側（より具体的にはＨＤＤデバイス・ドライバを実行するＣＰＵ−Ａ２７）が、ホスト・インターフェース・バス３０経由で”Ｓｅｔ  ＡＶ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ”コマンドを投じると、ＨＤＣ４０の内部レジスタに所定のパラメータ値がセットされ、ディスク装置をＡＶモード（後述）に遷移させることができる。また、”Ｒｅａｄ  ＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”と”ＷｒｉｔｅＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”は、それぞれ、ＡＶデータ・ストリームの再生及び記録を要求する専用コマンドである。
【００８１】
なお、本実施例では、ＡＶコマンド・セットはＡＴＡ規格のベンダ・ユニークコマンドとしたが、正規のコマンドとして規格化した場合は、コマンド番号が変更になるものの、その機能など本発明の本質の部分は略同一と考えてよい。また、ＡＴＡ規格以外の他のホスト・インターフェース規格においても、同機能を持つＡＶコマンド・セットを定義することができる。すなわち、本発明を具現化する上でインターフェース規格に依存しないことは言うまでもない。
【００８２】
本実施例に係るＨＤＤ５５は、ＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）モードとＡＶ（Ａｕｄｉｏ  Ｖｉｓｕａｌ）モードという２種類の動作モードを備えている。
【００８３】
前者のＩＴモードは、非連続的（すなわち離散的な）情報の記録あるいは再生に適した動作モードである。より具体的には、ＩＴモードは、コンピュータ・データの記録・再生用にデザインされた従来のＨＤＤと略同一の動作を行うモードであり、記録再生の実時間連続性よりも、データの信頼性を重視し、エラー処理には時間制限を設けない。すなわち、ＩＴモードは、コンピュータ・データのように高い信頼性が要求されるデータを取り扱うのに適している。
【００８４】
他方、後者のＡＶモードは、連続的情報の記録あるいは再生に適した動作モードである。より具体的には、ＡＶモードは、映像情報や音響情報からなるＡＶデータ・ストリームを扱うために、記録再生動作において、データの信頼性よりも実時間連続性を重視した動作モードであり、エラー処理の時間制限を設けている。すなわち、ＡＶモードは、動画データや音響データなどのように実時間性が要求されるデータを取り扱うのに適している。
【００８５】
図７及び図８には、本実施例に係るＨＤＤ５５の動作モード遷移図を示している。以下、この遷移図を参照しながら、ＨＤＤ５５の動作特性について説明する。
【００８６】
電源投入時には、ＨＤＤ５５は、まずＩＴモードにて始動する。ホスト（より厳密にはＨＤＤドライバを実行するＣＰＵ−Ａ２７）は、ＨＤＤ５５に対して、”ＳＥＴ  ＡＶ  ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンド（命令コード８０ｈ）を発行するとともに、”Ｓｅｔ  ＡＶ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｄａｔａ”を送信することで、ＡＶモードへの遷移を指示することができる（図７を参照のこと）。また、一旦ＡＶモードに遷移した後は、”Ｒｅａｄ  ＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”や”Ｗｒｉｔｅ  ＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”のようなＡＶコマンド・セットを使用し続けている限り、ＨＤＤ５５はＡＶモードを保つ（図８を参照のこと）。
【００８７】
以下の［表２］及び［表３］には、”ＳＥＴ  ＡＶ  ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンド発行時におけるＨＤＣ４０内部の入力レジスタと、該コマンドのパラメータ・データである”Ｓｅｔ  ＡＶ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｄａｔａ”の各々のデータ構造を模式的に示している。
【００８８】
【表２】
0003867447.tif 000003
【００８９】
【表３】
0003867447.tif 000004
【００９０】
”ＳＥＴ  ＡＶ  ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドの命令コードは８０ｈであり、［表２］に示すように、入力レジスタ中のコマンド・レジスタに該命令コード８０ｈが書き込まれる。また、ＡＶモード設定のためのコンフィギュレーション・データである”Ｓｅｔ  ＡＶ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｄａｔａ”のワード０のビット位置０に１が書き込まれていることに応答して、ＨＤＤ５５はＡＶモードに切り替わる（該ビット位置０が０であればＩＴモード）。”ＳＥＴ  ＡＶ  ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドが発行される度に、該ビット位置０が１であるか０であるかに従って、ＨＤＤ５５は２つの動作モードの間を遷移する。
【００９１】
ＩＴモードでは、従来のＡＴＡ規格に定められた通常のＲｅａｄコマンドやＷｒｉｔｅコマンドを用いて、ＨＤＤ５５に対するコンピュータ・データの記録及び再生が指示される。
【００９２】
これに対し、ＡＶモード下では、［表１］で示した”Ｒｅａｄ  ＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”コマンド、及び”Ｗｒｉｔｅ  ＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”コマンドの各々を用いて、ＨＤＤ５５に対するＡＶデータ・ストリームの記録及び再生が指示される。
【００９３】
ＡＶモードにおけるこれら２つの記録／再生コマンドの実行に必要な静的パラメータ群は、［表３］に示した”Ｓｅｔ  ＡＶ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｄａｔａ”により設定される。すなわち、同データ・コンテンツのワード４は、ＡＶモード下での”Ｒｅａｄ  ＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”コマンド実行時におけるエラー処理時間の最大許容値をミリ秒単位でＨＤＤ５５に指示するものである。同様に、該データ・コンテンツ中のワード５は、”Ｗｒｉｔｅ  ＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”コマンド実行時におけるエラー処理時間の最大許容値をミリ秒単位でＨＤＤ５５に指示する。また、該データ・コンテンツ中のワード６は、そのビット位置０〜３の４ビットを用いて、同時に記録あるいは再生されるＡＶデータ・ストリームの最大数を示している。
【００９４】
ホスト（より厳密には、ＨＤＤドライバを実行するＣＰＵ−Ａ２７）がＨＤＤ５５をＡＶモードに設定すると、ＨＤＤ５５内部のＨＤＣ４０並びにＣＰＵ−Ｂ４２は、”Ｓｅｔ  ＡＶ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｄａｔａ”コンテンツのワード５の内容に従って、１回の”Ｗｒｉｔｅ  ＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”コマンドを実行する場合の最大エラー処理時間を記憶する。
【００９５】
記録コマンドすなわち”Ｗｒｉｔｅ  ＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”の実行時におけるエラーの原因には、記録対象セクタが存在するトラックへのシーク・エラーや、記録中の振動衝撃などによるヘッドのオフトラック、記録中の記録ヘッドの異常などが挙げられる。シーク・エラーの場合、例えば誤って到着したトラックから本来の目標トラックへの再シークが必要になるので、数ミリ秒のエラー処理時間を要する。また、オフトラックやヘッド異常などの場合には、ヘッド５０が当該セクタに再来まで回転待ちしてからデータ記録を再試行するため、回転待ち時間（例えば回転周波数が９０Ｈｚの場合には１１．１ｍｓｅｃ）を含むエラー処理時間が必要である。
【００９６】
記録コマンド実行中にこのようなエラーが生起して回復処理を行う場合には、ＣＰＵ−Ｂ４２は、これらのエラー処理が完了するまでの時間をタイマーで計測する。そして、”Ｓｅｔ  ＡＶ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｄａｔａ”で指定された最大エラー処理時間を超した場合には、当該エラー処理を中止し、後続の記録又は再生コマンドの実行に移る。この結果、後続の記録又は再生データに関する実時間連続性が担保される。
【００９７】
また、ホストがＨＤＤ５５をＡＶモードに設定した際には、ＨＤＤ５５内部のＨＤＣ４０並びにＣＰＵ−Ｂ４２は、同様に、”Ｓｅｔ  ＡＶ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｄａｔａ”コンテンツのワード４の内容に従って、１回の”Ｒｅａｄ  ＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”コマンドを実行する場合の最大エラー処理時間を記憶する。
【００９８】
また、再生コマンドすなわち”Ｒｅａｄ  ＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”コマンドの実行中に発生するエラーとして、再生対象セクターが存在するトラックへのシーク誤りや、再生時のデータ検出エラーなどが挙げられる。ＣＰＵ−Ｂ４２は、これらのエラーが生じてから処理が完了するまでの時間をタイマーで計測する。そして、”Ｓｅｔ  ＡＶ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｄａｔａ”で指定された最大エラー処理時間を超した場合には、当該エラー処理を中止し、後続の記録あるいは再生コマンドの実行に移る。この結果、後続の記録又は再生データに関する実時間連続性が担保される。
【００９９】
上述したように、エラー処理時間の上限を設けるにより、１つのエラー処理が長引き、後続の命令実行が遅れ、ＡＶデータ・ストリームの実時間連続性に障害が起きる、という事態を好適に防止することができる。
【０１００】
デジタル動画ディスク・レコーダのＨＤＤ５５の動作における空き時間（Ｅ）は、図４、図５、及び図６に示したように、同時に記録又は再生するデータ・ストリーム数すなわちチャネル数に応じて大きく変動する。ホスト側のＣＰＵ−Ａ２７は、ユーザの指示により、同時記録再生チャネル数を知っている。したがって、同時記録再生チャネル数が変化したときは、ＨＤＤ５５に対して”ＳＥＴ  ＡＶ  ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドを発行し、該チャネル数に応じた最大エラー処理時間をＨＤＤ５５に設定し直すことができる。
【０１０１】
例えば、同時記録再生チャネル数が多い場合は、最大エラー処理時間を短くし、逆に、該チャネル数が少ない場合は最大エラー処理時間を長くすることことによって、ＨＤＤ５５は実時間連続性を確保しながら最善のエラー処理を行うことができる。
【０１０２】
なお、上述の説明では、ＡＶモード設定コマンドのパラメータ”Ｓｅｔ  ＡＶ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｄａｔａ”は記録及び再生の各々についてのエラー処理の最大許容時間をミリ秒単位で指定するとしたが、他の単位（例えばマイクロ秒）で時間を指定及び計測するとしても同様の作用効果が得られることは言うまでもない。
【０１０３】
次に、同時記録再生チャネル数など、デジタル動画ディスク・レコーダの当面の動作条件が決まり、ＨＤＤ５５に”ＳＥＴ  ＡＶ  ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドが発行され、ＡＶデータ・ストリームの記録又は再生動作が開始した後に、何らかの原因によって実時間連続性の維持が厳しくなった場合の措置について説明する。
【０１０４】
例えば、連続する記録又は再生コマンドを実行中に、ホストの想定以上にエラーが連続して生起し、各エラー処理に最大許容時間を費やしてしまう状況がある。このような状況では、ＨＤＤ５５のバッファ・メモリ４１とホスト・メモリ２４に蓄積された再生データ量がゼロになって、ＡＶデコーダ１８などが要求する平均データレートが満足できなくなり、再生する動画像品質が劣化する。
【０１０５】
このような状況を改善する簡便な方策として、新たに”ＳＥＴ  ＡＶ  ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドを発行することはせず、個別のＡＶ記録コマンドとＡＶ再生コマンドにおいて、その命令の実行の緊急度を指示する手段を設けている。
【０１０６】
以下の［表４］には、”Ｒｅａｄ  ＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”コマンド発行時における、ＨＤＣ４０内部の入力レジスタのデータ構造を模式的に示している。
【０１０７】
【表４】
0003867447.tif 000005
【０１０８】
”Ｒｅａｄ  ＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”コマンドの命令コードは８１ｈであり、［表４］に示すように、入力レジスタ中のコマンド・レジスタに該命令コード８１ｈが書き込まれる。
【０１０９】
また、該入力レジスタ中のＦｅａｔｕｒｅｓレジスタのビット位置７（ＵＲＧ）は、コマンド処理の緊急度を示すＵｒｇｅｎｔビットとして定義されている。該ビットＵＲＧが１の場合には、そのコマンドの実行は緊急度が高いことを示す。この場合には、ＨＤＤ５５は、"SET AV CONFIGURATION"のコマンド・パラメータで設定された最大エラー処理許容時間を一時的に無視して、当該コマンドの再生動作におけるエラー処理時間をできるだけ短縮する。具体的には、処理時間を殆ど要しない誤り訂正符号による訂正処理のみを行い、リトライなど時間を要する処理は行わない。これにより、再生動作の実行時間を短縮することで、ＡＶデータ・ストリームの実時間連続性が破綻する緊急事態を免れることができる。
【０１１０】
ホスト・メモリ２４に蓄積された再生データが十分な量に達し、緊急事態が解消されたら、ホストは後続の”Ｒｅａｄ  ＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”コマンド発行の際に、このＵｒｇｅｎｔビット（ＵＲＧ）を０にする。これにより、ＨＤＤ５５に許容されるエラー処理時間は、以前に”ＳＥＴ  ＡＶ  ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ”コマンドのパラメータ”Ｓｅｔ  ＡＶ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｄａｔａ”で設定された最大許容値に復帰する。
【０１１１】
また、以下の［表５］には、”Ｗｒｉｔｅ  ＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”コマンド発行時における、ＨＤＣ４０内部の入力レジスタのデータ構造を模式的に示している。
【０１１２】
【表５】
0003867447.tif 000006
【０１１３】
”Ｗｒｉｔｅ  ＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”コマンドの命令コードは８２ｈであり、［表５］に示すように、入力レジスタ中のコマンド・レジスタに該命令コード８２ｈが書き込まれる。
【０１１４】
また、該入力レジスタ中のＦｅａｔｕｒｅレジスタのビット位置７（ＵＲＧ）は、コマンド処理の緊急度を示すＵｒｇｅｎｔビットとして定義されている。該ビットＵＲＧが１の場合には、そのコマンドの実行は緊急度が高いことを示す。ディスク・レコーダの記録時における緊急度は、ホスト・メモリ２４に蓄積されたＡＶエンコーダの出力データが蓄積可能量を超えてオーバーフローしつつある場合に、高くなる。ＵＲＧ＝１の場合、ＨＤＤ５５は、時間を要するリトライなどのエラー処理を行わない。これによって、ホスト・メモリ２４に蓄積されたデータは、迅速にＨＤＤ５５に記録されて行き、データ・ストリームの連続性が中断するという緊急事態は解消される。
【０１１５】
”Ｓｅｔ  ＡＶ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ”コマンドは、［表３］に示すフォーマットを持つパラメータ”Ｓｅｔ  ＡＶ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｄａｔａ”をＨＤＤ５５に送信する。既に述べたように、該パラメータは、そのワード６のビット位置０〜３の４ビットを用いて、同時に記録又は再生されるＡＶデータ・ストリームすなわちチャネルの最大本数を示すようになっている。ＨＤＤ５５は、ホストからこの最大総チャネル本数を受け取ることによって、バッファ・メモリ４１内部の記憶領域を、各チャネルに予め可能な限り大きく割り当てることができる。このバッファの容量が大きいほど、ＡＶデータ・ストリームの実時間連続性を確保し易いので、チャネル１本当たり
のバッファ容量はできる限り大きくしたい。
【０１１６】
ホストが最大総チャネル本数を通知できない場合には、ＨＤＤ５５側ではバッファ・メモリ領域の最適分割を行うことができない。このため、折角のメモリ領域が有効に使われなかったり、あるいは分割領域数がチャネル総数よりも小さいために専用領域が割り当てられないデータ・ストリームが存在し、ホストとのデータのやりとりの効率が落ちるといった不都合が生じる。言い換えれば、本実施例に係るＨＤＤ５５は、最大総チャネル本数を知らせる手段を設けることによって、このような技術的課題を解決することができる訳である。
【０１１７】
上記の［表４］及び［表５］で示したように、"Read AV stream"コマンド、及び、"Write AV stream"コマンドを発行したとき、ホストは、入出力レジスタ中のＦｅａｔｕｒｅｓレジスタのビット位置０〜２に、ストリーム識別子（StreamID）を書き込むようになっている。このストリーム識別子は、記録又は再生するデータ・ストリームの固有番号である。
【０１１８】
ＨＤＤ５５は、このストリーム識別子によって、記録又は再生する対象セクタが、どのデータ・ストリームすなわちチャネルに属するのかを知ることができる。したがって、データ・ストリーム毎に分割されたバッファ・メモリ４１の各記憶領域に対し、正しい領域に再生データ又は記録データを記憶させることができる。
【０１１９】
また、ＨＤＤ５５内のＣＰＵ−Ｂ４２は、コマンドで指示されたデータが、バッファ・メモリ４１上に既に存在するか否かを調査する。データがバッファ・メモリ４１上に存在する場合、ＡＶ再生コマンドであればディスク４９から当該データを読み込まずにバッファ・メモリ４１上のデータをホストに転送する。また、ＡＶ記録コマンドであれば、ディスク４９への当該データの書き込みを最適化するなど、いわゆるキャッシュ処理を行う。ストリーム識別子が与えられない場合、には、ＣＰＵ−Ｂ４２におけるこの調査はバッファ・メモリ４１の全てのメモリ空間に対して行われるので、コマンド処理のオーバーヘッドが大きくなる。
【０１２０】
本発明では、”Ｒｅａｄ  ＡＶ  ｓｔｒｅａｍ”コマンドの発行に伴なってストリーム識別子を通知するようにしたので、与えられたストリーム識別子に対応する記憶領域やこの記憶領域と関連する領域内に限ってバッファ・メモリ４１上の調査を実施することができるので、バッファ・メモリ４１のメモリ空間全体を調査する場合よりも処理のオーバヘッドを大幅に削減することが可能である。
【０１２１】
［追補］
以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１２２】
例えば、本明細書では、ディスク型データ記録再生装置をデジタル動画レコーダに適用した例に従って本発明の実施の形態を説明したが、本発明の要旨はこれに限定されない。例えば、拡張ＩＤＥやＳＣＳＩその他のインターフェースによって汎用コンピュータ・システムに接続されるタイプのディスク型データ記録再生装置に対しても本発明を好適に適用することができる。
【０１２３】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【０１２４】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明によれば、実時間性が要求されるＡＶデータ・ストリームの記録／再生に適した処理を行なえる、優れたディスク型記録再生装置装置を提供することができる。
【０１２５】
また、本発明によれば、ビデオ・レコーダとしての実時間連続性を確保し、同時に記録／再生できるＡＶデータ・ストリーム数や平均データ・レートなどを改善し、高品質なＡＶデータの高速記録／再生を可能にする、優れたディスク型記録再生装置装置を提供することができる。
【０１２６】
本発明によれば、ディスク装置は、エラー処理時間の制限を可能とすることにより、実時間連続性を要する動画データや音響データの記録や再生に適した動作モードを持つことができる。したがって、ディスク装置を搭載するホストは、実時間連続性の管理が容易になる。
【０１２７】
さらに、ホストからディスク装置に対し、個別の記録／再生命令において緊急度の指示が行なえるので、実時間連続性の管理をよりきめ細かく動的に行なうことができる。
【０１２８】
また、同時に記録あるいは再生する複数のデータ・ストリームの総数及び個別のデータ・ストリーム番号を与える手段を持つことにより、ディスク装置に対してホストが要求するスループットを知らせることが可能になる。これによって、ディスク装置内では、データ・バッファリング管理などの内部処理を最適化することが可能になる。
【０１２９】
本発明に係るディスク装置は、従来のコンピュータ用途における離散的なデータを扱うように設計されたディスク装置と異なって、動画や音響情報などの実時間連続情報を適切に扱えるディスク装置とすることができる。したがって、本発明に係るディスク装置をビデオ記録装置等の記録媒体として適用することによって、記録再生の実時間連続性を確保することができる。さらに、ディスク装置のデータ記録再生におけるスループットが向上するので、ビデオ記録装置等が同時に扱えるデータストリームの本数が増加する、あるいはデータ・ストリームの平均データレートの向上による画質改善などの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例として、記録媒体としてのＨＤＤ５５を搭載したデジタル動画ディスク・レコーダのハードウェア構成を模式的に示した図である。
【図２】ＣＰＵ−Ａ２７において実行されるファームウエアの階層的構成を模式的に示した図である。
【図３】ＨＤＤ５５に対するデータ記録及び再生の単位であるクラスタと、ＭＰＥＧ２のデータ・ストリームとして定義されているＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ  ｏｆ    ｐｉｃｔｕｒｅ）の関係を模式的に示した図である。
【図４】１本のデータ・ストリームのみを記録する場合のＨＤＤ５５の動作例を示したタイミング・チャートである。
【図５】Ｃｈ．１のデータ・ストリームを記録すると同時に、Ｃｈ．２のデータ・ストリームの再生を行なう場合のＨＤＤ５５の動作例を示したタイミング・チャートである。
【図６】３本のチャネル（すなわち、Ｃｈ．１，Ｃｈ．２，Ｃｈ．３）のデータ・ストリームを同時に記録する場合のＨＤＤ５５の動作例を示したタイミング・チャートである。
【図７】本実施例に係るＨＤＤ５５の動作モード遷移図を示した図である。
【図８】本実施例に係るＨＤＤ５５の動作モード遷移図を示した図である。
【符号の説明】
１  画像信号入力
２  音響信号入力
３  画像情報圧縮器
４  音響情報圧縮器
５，１７  ＭＵＸ（マルチプレクサ）
６，９  ＡＶエンコーダ
７  画像信号入力
８  音響信号入力
１０  圧縮映像音響データ入力
１１  画像信号出力
１２  音響信号出力
１３  音響情報伸長器
１４  画像情報伸長器
１５  補間回路
１６  補間回路
１８，２１  ＡＶデコーダ
１９  画像信号出力
２０  音響信号出力
２２  圧縮映像音響データ出力
２３  メモリ制御回路
２４  ホスト・メモリ
２５  ＡＶ−Ｉ／Ｆ
２６  ＣＰＵ−Ａバス
２７  ＣＰＵ−Ａ
２８  ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）
２９  ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）
３０  ホスト・インターフェース
４０  ＨＤＣ（ハード・ディスク・コントローラ）
４１  バッファ・メモリ
４２  ＣＰＵ−Ｂ
４３  ＣＰＵ−Ｂバス
４４  サーボ制御器（ＤＳＰ）
４５  ＶＣＭアクチュエータ駆動アンプ
４６  ＶＣＭアクチュエータ
４７  ＳＰＭ（スピンドル・モータ）制御器
４８  ＳＰＭ（スピンドル・モータ）
４９  ディスク
５０  ヘッド
５１  記録チャネル
５２  記録アンプ
５３  再生チャネル
５４  再生アンプ
５５  ＨＤＤ
【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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