(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力データを所定単位で分割して得られる複数の分割データを複数の第１のノンリニアアクセス可能な記録媒体にそれぞれ記録するとともに、前記第１の記録媒体に記録された前記分割データを再生する分割データ記録再生手段と、
前記分割データの複数の誤り訂正符号データを生成して、複数の第２のノンリニアアクセス可能な記録媒体にそれぞれ前記誤り訂正符号データを記録するとともに、前記第２の記録媒体に記録された前記誤り訂正符号データを再生する誤り訂正符号データ記録再生手段と、
前記誤り訂正符号データ記録再生手段で再生された前記誤り訂正符号データを用いて、前記分割データ記録再生手段から再生された前記分割データに対する誤り訂正処理を行う誤り訂正処理手段と、
前記第１の記録媒体の記録領域における論理アドレスと物理アドレスとの対応関係を変更する再割付け処理を行うべき第１の記録媒体について、他の第１の記録媒体から除外して記録再生動作を一時的に停止させた状態で前記再割付け処理を行わせると共に、その再割付け処理中は、前記他の第１の記録媒体および前記複数の第２の記録媒体については記録再生動作を続行させるよう前記分割データ記録再生手段および前記誤り訂正符号データ記録再生手段を制御する再割付け処理制御手段と
を備え、
前記再割付け処理制御手段は、
記録動作時には、前記他の第１の記録媒体に分割データを記録させるよう前記分割データ記録再生手段を制御し、
再生動作時には、前記他の第１の記録媒体に記録された分割データを再生させるよう前記分割データ記録再生手段を制御すると共に、前記再割付け処理を行うべき第１の記録媒体からの分割データを無効として前記誤り訂正処理を行うよう前記誤り訂正処理手段を制御する
ことを特徴とするデータ記録再生装置。
【請求項２】
さらに、
前記入力データを所定単位に分割し、複数の前記分割データを生成する分割データ生成手段と、
前記分割データ生成手段で生成された前記分割データに基づいて前記誤り訂正符号データを生成する誤り訂正符号データ生成手段と、
前記誤り訂正処理手段から出力された前記各分割データを多重化して出力する多重化手段と
を備えた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】
前記誤り訂正処理手段は、前記分割データ記録再生手段から再生されるべき前記分割データが得られないときに、他の前記分割データ記録再生手段から再生された前記分割データと前記誤り訂正符号データ記録再生手段から再生された前記誤り訂正符号データとから得られない前記分割データを誤り訂正して復元することを特徴とする請求項２記載のデータ記録再生装置。
【請求項４】
前記誤り訂正符号データは、リードソロモン符号データ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５】
前記第１および第２のノンリニアアクセス可能な記録媒体は、ハードディスク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６】
さらに、
前記第１の記録媒体と前記第２の記録媒体とにそれぞれ記録された、互いに対応する複数の前記分割データと前記誤り訂正符号データとのうち修復対象となる分割データ以外のデータを前記分割データ記録再生手段と前記誤り訂正符号データ記録再生手段とを制御して再生させ、再生された前記分割データと前記誤り訂正符号データとに基づいて前記分割データに対する前記誤り訂正処理を行うよう前記誤り訂正処理手段を制御し、前記誤り訂正された前記修復対象の前記分割データを前記第１の記録媒体に記録させるよう前記分割データ記録再生手段を制御することで、前記分割データの修復処理を行うデータ修復処理制御手段と
を備えた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７】
前記データ修復処理制御手段は、前記分割データの前記第１の記録媒体への記録または前記第１の記録媒体からの再生が行われないときに前記分割データの修復処理を行うことを特徴とする請求項６記載のデータ記録再生装置。
【請求項８】
外部から入力された映像および音声データを含むデータを、ノンリニアアクセス可能な記録媒体に記録可能なデータに変換して出力するとともに、前記記録媒体から出力された前記データを外部に出力可能なフォーマットに変換して出力する複数の入出力処理手段と、
前記複数の入出力処理手段のそれぞれから出力された前記データを所定単位に分割して得られる複数の分割データを複数の第１のノンリニアアクセス可能な記録媒体に記録させるとともに、前記第１の記録媒体に記録された前記分割データを再生する分割データ記録再生手段と、
前記誤り訂正符号データ記録再生手段で再生された前記誤り訂正符号データを用いて、前記分割データ記録再生手段から再生された前記分割データに対する誤り訂正処理を行う誤り訂正処理手段と、
前記分割データの複数の誤り訂正符号データを生成して、複数の第２のノンリニアアクセス可能な記録媒体にそれぞれ前記誤り訂正符号データを記録させるとともに、前記第２の記録媒体に記録された前記誤り訂正符号データを再生する誤り訂正符号データ記録再生手段と、
前記第１の記録媒体の記録領域における論理アドレスと物理アドレスとの対応関係を変更する再割付け処理を行うべき第１の記録媒体について、他の第１の記録媒体から除外して記録再生動作を一時的に停止させた状態で前記再割付け処理を行わせると共に、その再割付け処理中は前記他の第１の記録媒体および前記複数の第２の記録媒体については記録再生動作を続行させるよう前記分割データ記録再生手段および前記誤り訂正符号データ記録再生手段を制御する再割付け処理制御手段と
を備え、
前記再割付け処理制御手段は、
記録動作時には、前記他の第１の記録媒体に分割データを記録させるよう前記分割データ記録再生手段を制御し、
再生動作時には、前記他の第１の記録媒体に記録された分割データを再生させるよう前記分割データ記録再生手段を制御すると共に、前記再割付け処理を行うべき第１の記録媒体からの分割データを無効として前記誤り訂正処理を行うよう前記誤り訂正処理手段を制御する
ことを特徴とするＡＶサーバ。
【請求項９】
入力データを所定単位に分割して得られる複数の分割データを複数の第１のノンリニアアクセス可能な記録媒体に記録するとともに、前記分割データに対する複数の誤り訂正符号データを生成して複数の第２のノンリニアアクセス可能な記録媒体に記録する第１のステップと、
前記第１のステップで前記第１の記録媒体に記録された前記分割データを再生するとともに、前記第２の記録媒体に記録された前記誤り訂正符号データを再生する第２のステップと、
前記第１の記録媒体の記録領域における論理アドレスと物理アドレスとの対応関係を変更する再割付け処理を行うとき、前記第１のステップおよび第２のステップにおいて記録再生を行う他の第１の記録媒体から除外して記録再生動作を一時的に停止させた状態で前記再割付け処理を行うと共に、その再割付け処理中は前記他の第１の記録媒体および前記複数の第２の記録媒体については記録再生動作を続行する第３のステップと、
前記第２のステップで再生された前記誤り訂正符号データから、前記第２のステップで再生された前記複数の分割データに対する誤り訂正処理を行う第４のステップと
を備え、
前記第３および第４のステップにおいて、
記録動作時には、前記他の第１の記録媒体に分割データを記録し、
再生動作時には、前記他の第１の記録媒体に記録された分割データを再生すると共に、前記再割付け処理を行うべき第１の記録媒体からの分割データを無効として前記第４のステップにおける前記誤り訂正処理を行わせる制御を行う
ことを特徴とするデータ記録再生方法。
【請求項１０】
さらに、
前記第４のステップから出力された前記分割データが入力されて、各前記分割データを多重化して出力する第５のステップを備えてたことを特徴とする請求項９記載のデータ記録再生方法。
【請求項１１】
前記誤り訂正符号データは、リードソロモン符号データであることを特徴とする請求項９記載のデータ記録再生方法。
【請求項１２】
前記第１および第２のノンリニアアクセス可能な記録媒体は、ハードディスクであることを特徴とする請求項９記載のデータ記録再生方法。
【請求項１３】
さらに、
前記第１および第２の記録媒体にそれぞれ記録された、互いに対応する前記分割データと前記誤り訂正符号データとのうち修復対象となる前記分割データ以外の前記分割データと前記誤り訂正符号データとをそれぞれ前記第１の記録媒体と前記第２の記録媒体とから再生させ、再生された前記分割データと前記誤り訂正符号データとから少なくとも前記修復対象となる前記分割データに対して誤り訂正処理を行い、誤り訂正された前記修復対象の前記分割データを前記第１の記録媒体に記録することで前記分割データの修復処理を行う修復処理ステップを備えたことを特徴とする請求項９記載のデータ記録再生方法。
【請求項１４】
前記修復処理は、前記分割データの前記第１の記録媒体への記録または前記第１の記録媒体に記録された前記分割データの再生が行われないときに行われることを特徴とする請求項１３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、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方法ならびにＡＶ（オーディオ・ビデオ）サーバに関する。
【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装置を含むデータ記録再生装置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、更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装置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】
このようなマルチチャネルビデオサーバに用いられるデータ記録再生装置には、１９８８年にPatterson 等により発表された論文の中で提唱されているＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks ）技術が使用されている。上記論文の中では、ＲＡＩＤはＲＡＩＤ−１からＲＡＩＤ−５まで５つに分類されている。このうち、代表的なものはＲＡＩＤ−１、ＲＡＩＤ−３およびＲＡＩＤ−５である。ＲＡＩＤ−１は、２つのハードディスクに同じ内容を書き込む方式である。
【０００５】
ＲＡＩＤ−３は、入力データを一定の長さに分割して、複数のハードディスク装置に記録すると共に、パリティデータを生成して、他の１台のハードディスク装置に書き込む方式である。
【０００６】
図１１は、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置の構成の一例を示すブロック図である。このデータ記録再生装置１０１は、入力データを記録するための複数のハードディスク装置（以下、ＨＤＤと言う。）１０２1 〜１０２N と（Ｎは２以上の整数値）と、冗長符号としてパリティデータＰを記録するためのＨＤＤ１０９と、入力データＤI を一定の長さに分割して複数の分割データを生成し、各分割データを各ＨＤＤ１０２1 〜１０２N に分配するデータ分配器１０６と、データ分配器１０６より出力される分割データからパリティデータＰを生成するためのパリティ生成器１０７と、データ分配器１０６より出力される各分割データを一時的に保持する入力メモリ１０４1 〜１０４N と、パリティ生成器１０７より出力されるパリティデータＰを一時的に保持する入力メモリ１０８と、それぞれＨＤＤ１０２1 〜１０２N ，１０９に接続され、入力メモリ１０４1 〜１０４N ，１０８によって保持されたデータのＨＤＤ１０２1 〜１０２N ，１０９への記録とＨＤＤ１０２1 〜１０２N ，１０９からのデータの再生とを制御するコントローラ１０３1 〜１０３N ，１１０と、各ＨＤＤ１０２1 〜１０２N ，１０９から読み出されたデータを一時的に保持する出力メモリ１０５1 〜１０５N ，１１１と、出力メモリ１０５1 〜１０５N ，１１１によって保持されたデータと後述するエラー情報とに基づいてエラー検出およびエラー訂正を行って分割データの修復を行うエラー訂正器１１２と、エラー訂正器１１２の出力データを多重化して、出力データＤo として出力するデータ多重器１１３と、これら装置全体を制御するＣＰＵ１１４とを備えている。
【０００７】
次に、データ記録再生装置１０１のデータの書き込み動作について説明する。入力データＤI は、データ分配器１０６に入力されて複数の分割データが生成され、各分割データは、入力メモリ１０４1 〜１０４N に分配されて一旦記録されると共に、パリティ生成器１０７に入力される。このとき、データの分配方法としては、例えば、ビット単位あるいはバイト単位でデータ列Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，…のように並んでいるとして、データＤ１を１台目のＨＤＤ１０２1 に分配し、データＤ２を２台目のＨＤＤ１０２2 に分配するというように、データを順番に分配していき、データＤＮを最後のＮ台目のＨＤＤ１０２N に分配し終えたら、再度、最初のＨＤＤ１０２1 から順にデータを分配していく方法がある。
【０００８】
パリティ生成器１０７は、データ分配器１０６から出力される分割データに基づいて、パリティデータＰを生成して出力する。入力メモリ１０８は、このパリティデータＰを一旦記録する。その後、各ＨＤＤ１０２1 〜１０２N ，１０９のコントローラ１０３1 〜１０３N ，１１０は、ＣＰＵ１１４の制御に基づいて、入力メモリ１０４1 〜１０４N ，１０８から分割データおよびパリティデータＰを読み出して、各ＨＤＤ１０２1 〜１０２N ，１０９に書き込む。
【０００９】
次に、データ記録再生装置１０１のデータの読み出し動作について説明する。各コントローラ１０３1 〜１０３N ，１１０は、各ＨＤＤ１０２1 〜１０２N ，１０９から分割データおよびパリティデータＰを読み出し、それぞれ出力メモリ１０５1 〜１０５N ，１１１に書き込む。このとき、ＨＤＤ１０２1 〜１０２N ，１０９におけるデータの読み出し動作にエラー（以下、読み出しエラーと言う。）が発生した場合には、その旨を表すエラー情報が、ＨＤＤ１０２1 〜１０２N ，１０９内の制御部より、ステータスデータとしてコントローラ１０３1 〜１０３N ，１１０に送られ、更に、コントローラ１０３1 〜１０３N ，１１０からＣＰＵ１１４へ、エラー情報Ｅｒ1 〜ＥｒN ，Ｅｒp として送られる。
【００１０】
出力メモリ１０５1 〜１０５N ，１１１に記録された各データは、同期がとられてエラー訂正器１１２に出力される。このとき、読み出しエラーが発生していた場合には、その旨を表すエラー情報が、ＣＰＵ１１４よりエラー訂正器１１２に送られる。このエラー情報は、読み出しエラーが発生したＨＤＤを特定する情報を含んでいる。エラー訂正器１１２は、エラー情報とパリティデータＰとを用いて、分割データを修復して、データ多重器１１３に出力する。なお、エラー訂正器１１２によってデータを修復できるのは、１台のＨＤＤで読み出しエラーがあった場合のみである。複数のＨＤＤで読み出しエラーがあった場合には、エラー訂正器１１２は、エラーの検出はできるが、データの修復はできない。データ多重器１１３は、エラー訂正器１１２から出力された分割データを元のデータ列に並べ替えて、出力データＤo として外部へ出力する。
【００１１】
一方、ＲＡＩＤ−５は、データの分割の単位（ブロック）を大きくして、１つの分割データをデータブロックとして１つのＨＤＤに記録すると共に、各ＨＤＤの互いに対応するデータブロックの排他的論理和をとった結果（パリティデータ）をパリティブロックとして他のＨＤＤに記録すると共に、パリティブロックを全ＨＤＤに分散する方式である。
【００１２】
図１２は、ＲＡＩＤ−５を用いたデータ記録再生装置の構成の一例を示すブロック図である。このデータ記録再生装置２０１は、入力データを記録するための複数のＨＤＤ２０２1 〜２０２N （Ｎは２以上の整数値）と、入力データＤI とＨＤＤ２０２1 〜２０２N に記録されたデータとに基づいてパリティデータを生成すると共に、各ＨＤＤ２０２1 〜２０２N から読み出されたデータとエラー情報とに基づいてエラー訂正を行ってデータの修復を行うパリティ生成・エラー訂正器２１２と、パリティ生成・エラー訂正器２１２の出力データを一時的に保持する入力メモリ２０４1 〜２０４N と、それぞれＨＤＤ２０２1 〜２０２N に接続され、入力メモリ２０４1 〜２０４N によって保持されたデータのＨＤＤ２０２1 〜２０２N への記録とＨＤＤ２０２1 〜２０２N からのデータの再生とを制御するコントローラ２０３1 〜２０３N と、各ＨＤＤ２０２1 〜２０２N から読み出されたデータを一時的に保持する出力メモリ２０５1 〜２０５N と、これら装置全体を制御するＣＰＵ２１４とを備えている。なお、ＨＤＤ２０２1 〜２０２N において読み出しエラーが発生した場合には、その旨を表すエラー情報が、ＨＤＤ２０２1 〜２０２N 内の制御部より、ステータスデータとしてコントローラ２０３1 〜２０３N に送られ、更に、コントローラ２０３1 〜２０３N からＣＰＵ２１４へ、エラー情報Ｅｒ1 〜ＥｒN として送られる。
【００１３】
次に、データ記録再生装置２０１のデータの書き込み動作について説明する。例えばＨＤＤ２０２1 にあるアドレスＡにデータＤを書き込む場合に、データＤに対応するパリティデータＰがＨＤＤ２０２2 に記録されていたとすると、ＣＰＵ２１４はＨＤＤ２０２1 から既に記録されているデータＤ1 を読み出し、ＨＤＤ２０２2 からパリティデータＰを読み出すようにコントローラ２０３1 ，２０３2 を制御する。このとき、パリティ生成・エラー訂正器２１２は、データＤ1 とパリティデータＰの排他的論理和を計算して、データＤ1 がない状態のパリティデータＰ1 を復元する。その後、パリティ生成・エラー訂正器２１２は、データＤとパリティデータＰ1 との排他的論理和を計算して、新たなパリティデータＰ2 を求める。ＣＰＵ２１４は、データＤをＨＤＤ２０２1 に書き込み、パリティデータＰ2 をＨＤＤ２０２2 に書き込むようにコントローラ２０３1 ，２０３2 を制御する。
【００１４】
次に、データ記録再生装置２０１のデータの読み出し動作について説明する。例えばＨＤＤ２０２1 にあるアドレスＡからデータＤを読み出す場合は、ＣＰＵ２１４は、ＨＤＤ２０２1 からデータＤを読み出すようにコントローラ２０３1 を制御し、このとき、読み出しエラーが発生しなければ、ＨＤＤ２０２1 から読み出したデータＤを、出力メモリ２０５1 およびパリティ生成・エラー訂正器２１２を経て出力データＤo として出力するようにパリティ生成・エラー訂正器２１２を制御する。このとき、パリティ生成・エラー訂正器２１２では特に処理を行わない。
【００１５】
一方、データ記録再生装置２０１のデータの読み出しが正常に行われなかった場合、例えばＨＤＤ２０２1 にあるアドレスＡからデータＤを読み出そうとしたが、欠陥セクタ等によりデータＤを読み出すことができなかった場合には、ＣＰＵ２１４は、コントローラ２０３1 よりエラー情報Ｅｒ1 を受ける。この場合、ＣＰＵ２１４は、他のＨＤＤ２０２2 〜２０２N の対応するアドレスからデータを読み出して、パリティ生成・エラー訂正器２１２に送り、これらのデータに基づいてパリティ生成・エラー訂正器２１２によってデータＤを再生し、出力データＤo として出力するようにパリティ生成・エラー訂正器２１２を制御する。
【００１６】
このように、ＲＡＩＤ−５を用いたデータ記録再生装置２０１では、入力データの書き込みの際には、データブロックの読み出しおよび書き込み、パリティブロックの読み出しおよび書き込みを行う必要があるため、アクセス回数が多くなる。また、データの読み出しの際にエラーが発生したときには、他のＨＤＤよりデータを読み出してデータを復元するため、やはりアクセス回数が多くなる。従って、ＲＡＩＤ−５を用いたデータ記録再生装置２０１は、決まった大きさの論理ブロックをランダムにアクセスする処理には適しているが、リアルタイム性が要求される処理には適さない。
【００１７】
一方、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置１０１は、入力データの書き込みは、１回のアクセスで可能であり、データの読み出し後のエラー訂正も即座に行うことができる。そのため、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置１０１は、データを高速に記録、再生する処理に適している。従って、マルチチャネルビデオサーバ等のリアルタイム性が要求される装置では、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置が適している。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ハードディスク上には、同心円状に複数のトラックが設定され、トラックは放射状に区切られて、データの記録単位である複数のセクタが設定される。これらのセクタには、データの書き込みや読み出しの際に、常にエラーが発生するようなセクタが存在する場合がある。このようなセクタは、欠陥セクタと呼ばれ、物理的な傷等により正しくデータの読み出しあるいは書き込みができない状態となっていると考えられる。このような欠陥セクタの発生に備えて、ハードディスク上に予備のセクタを予め確保しておき、必要に応じて、欠陥セクタの代わりに予備のセクタにデータを記録する方法がある。このような予備のセクタは代替セクタと呼ばれる。この代替セクタを有するＨＤＤでは、ＨＤＤ内の制御部は、欠陥セクタの代わりに代替セクタが用いられても、上位からは同じセクタ番号で参照できるように、論理的なセクタ番号（ＬＢＡ）と物理的なセクタ番号を対応付ける対応表を内部で持っており、欠陥セクタが発生した場合には、ＬＢＡとハードディスク上の記録領域における物理的なセクタ番号との対応関係を変える再割り付け処理（Reassign）を行うようになっている。
【００１９】
上述のような再割り付け処理は、比較的長い時間（数秒）を要し、従来、一般的には、データ記録再生装置の運用中には行われなかった。しかしながら、マルチチャネルビデオサーバ等のリアルタイム性が要求される装置では、再割り付け処理によって装置の運用が中断するのは好ましくないため、装置の運用中でも再割り付け処理を行うことができることが望まれる。
【００２０】
そこで、以下で説明するように、データ記録再生装置の運用中に再割り付け処理を行うことも考えられる。以下、図１１に示したＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置１０１において、運用中に再割り付け処理を行うようにした場合の再割り付け処理の動作について説明する。
【００２１】
ここでは、データ記録再生装置１０１に対して、上位の装置から再割り付け処理を行うよう指示があったとする。ＣＰＵ１１４は、この指示を受けると、再割り付けを行うＨＤＤにおける書き込み動作および読み出し動作を停止する。次に、ＣＰＵ１１４は、再割り付けを行うＨＤＤに対して、再割り付けを行うセクタを指定して、再割り付け処理を開始させる。再割り付け処理は、前述のように、ＬＢＡと物理的なセクタ番号との対応関係を変えることである。ＣＰＵ１１４は、再割り付け処理中に、書き込みを指示するコマンドを受信した場合には、再割り付けを行うＨＤＤ以外のＨＤＤにおいて書き込み動作を行わせると共に、再割り付けを行うＨＤＤと書き込みが指示されたＬＢＡとを記憶しておく。ＣＰＵ１１４は、再割り付け処理中に、読み出しを指示するコマンドを受信した場合には、再割り付けを行うＨＤＤ以外のＨＤＤにおいて読み出し動作を行わせると共に、エラー訂正器１１２に対して、再割り付けを行うＨＤＤからのデータを無効としてエラー訂正を行うように指示を与える。ＣＰＵ１１４は、再割り付け処理が終了したら、再割り付けを行うＨＤＤにおける書き込み動作および読み出し動作の停止を解除する。
【００２２】
このように、再割り付け処理を行った後には、再割り付け処理を行ったＨＤＤおよびアドレスと、再割り付け処理における書き込み動作停止中に記憶しておいたＨＤＤおよびアドレスについて、データを修復する必要がある。このような記録媒体（ハードディスク）における記録領域の一部についてのデータの修復処理を、本出願において部分再構築処理（部分Rebuild ）と呼ぶ。
【００２３】
以下、部分再構築処理の動作について説明する。ここでは、ＣＰＵ１１４が、部分再構築処理を行うべきＨＤＤおよびアドレス（セクタ）を記憶しており、そのＨＤＤおよびアドレスについて部分再構築処理を行うものとする。この部分再構築処理では、まず、ＣＰＵ１１４は、部分再構築処理を行うべきアドレスを指定して、各コントローラ１０３1 〜１０３N ，１１０に対して読み出し動作を行わせる。これに応じて、各コントローラ１０３1 〜１０３N ，１１０は、各ＨＤＤ１０２1 〜１０２N ，１０９より、指定されたアドレスのデータを読み出す。読み出された各データは、出力メモリ１０５1 〜１０５N ，１１１を経て、エラー訂正器１１２に入力される。このとき、ＣＰＵ１１４は、エラー訂正器１１２に対して、部分再構築処理を行うべきＨＤＤから読み出されたデータは使用しないように指示を与えておく。エラー訂正器１１２は、出力メモリ１０５1 〜１０５N ，１１１より出力されるデータのうち、部分再構築処理を行うべきＨＤＤから読み出されたデータ以外のデータを用いて、分割データの修復を行い、修復後の分割データをデータ多重器１１３に出力する。データ多重器１１３は、エラー訂正器１１２から出力された分割データを元のデータ列に並べ替えて、出力データＤo として出力する。次に、ＣＰＵ１１４の制御により、データ多重器１１３からの出力データＤo をデータ分配器１０６に入力し、入力データＤI の書き込み時と同様の書き込み動作を行って、部分再構築処理を行うべきＨＤＤに対して、修復された分割データを書き込んで、部分再構築処理を終了する。
【００２４】
しかしながら、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置１０１では、再割り付け処理中は、データの誤り検出および訂正の能力のない装置になってしまうため、運用中に再割り付け処理を行うことは、信頼性を著しく低下させることになるため、実現が困難であった。
【００２５】
また、部分再構築処理においても、再構築処理中にデータを修復できるのは、再構築処理を行うべきＨＤＤ以外の全てのＨＤＤにおいて正しいデータが読み出せた場合のみであり、もし、再構築処理を行うべきＨＤＤ以外のＨＤＤで、１台でも読み出しエラーがあった場合には、エラー訂正器１１２では、エラーの検出はできるが、データの修復はできない。すなわち、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置１０１では、再構築処理中は、データの誤り検出および訂正の能力のない装置になってしまうため、新たな障害が発生するとデータを修復することができなくなるという問題点があった。
【００２６】
なお、文献「喜連川：最近の二次記憶装置：ディスアレイ」（情報処理,Vol.34,No5,pp.642-651（May 1993））に示されるように、ＲＡＩＤ−５を拡張した方式も提案されている。この方式は、リードソロモン符号化に基づいたパリティブロックを２つ用意して、パリティグループ内で最大２個のＨＤＤの障害に対応可能としたものである。
【００２７】
しかしながら、このＲＡＩＤ−５を拡張した方式では、入力データの書き込み時や、データの読み出し時にエラーが発生したときには、ＲＡＩＤ−５よりもアクセス回数が増えるため、ＲＡＩＤ−５以上に、リアルタイム性が要求される処理には適さない。従って、マルチチャネルビデオサーバ等のリアルタイム性が要求される装置では、上述のＲＡＩＤ−５を拡張した方式を用いることは困難である。
【００２８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、再割り付け処理中でもデータの誤り検出および訂正を可能として、データ記録再生の運用を中断することなく再割り付け処理を行うことを可能とし、且つ、リアルタイム性が要求される処理に適したデータ記録再生装置および方法ならびにＡＶサーバを提供することにある。
【００２９】
本発明の第２の目的は、上記第１の目的に加え、再割り付け処理後におけるデータの修復処理においてもデータの誤り検出および訂正を可能としたデータ記録再生装置および方法ならびにＡＶサーバを提供することにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のデータ記録再生装置は、入力データを所定単位で分割して得られる複数の分割データを複数の第１のノンリニアアクセス可能な記録媒体にそれぞれ記録するとともに、第１の記録媒体に記録された分割データを再生する分割データ記録再生手段と、分割データの複数の誤り訂正符号データを生成して、複数の第２のノンリニアアクセス可能な記録媒体にそれぞれ誤り訂正符号データを記録するとともに、第２の記録媒体に記録された誤り訂正符号データを再生する誤り訂正符号データ記録再生手段と、誤り訂正符号データ記録再生手段で再生された誤り訂正符号データを用いて、分割データ記録再生手段から再生された分割データに対する誤り訂正処理を行う誤り訂正処理手段と、第１の記録媒体の記録領域における論理アドレスと物理アドレスとの対応関係を変更する再割付け処理を行うべき第１の記録媒体について、他の第１の記録媒体から除外して記録再生動作を一時的に停止させた状態で再割付け処理を行わせると共に、その再割付け処理中は、他の第１の記録媒体および複数の第２の記録媒体については記録再生動作を続行させるよう分割データ記録再生手段および誤り訂正符号データ記録再生手段を制御する再割付け処理制御手段とを備えたものである。そして、再割付け処理制御手段が、記録動作時には、他の第１の記録媒体に分割データを記録させるよう分割データ記録再生手段を制御し、再生動作時には、他の第１の記録媒体に記録された分割データを再生させるよう分割データ記録再生手段を制御すると共に、再割付け処理を行うべき第１の記録媒体からの分割データを無効として誤り訂正処理を行うよう誤り訂正処理手段を制御するようにしたものである。
【００３１】
請求項８記載のＡＶサーバは、外部から入力された映像および音声データを含むデータを、ノンリニアアクセス可能な記録媒体に記録可能なデータに変換して出力するとともに、記録媒体から出力されたデータを外部に出力可能なフォーマットに変換して出力する複数の入出力処理手段と、複数の入出力処理手段のそれぞれから出力されたデータを所定単位に分割して得られる複数の分割データを複数の第１のノンリニアアクセス可能な記録媒体に記録させるとともに、第１の記録媒体に記録された分割データを再生する分割データ記録再生手段と、分割データの複数の誤り訂正符号データを生成して複数の第２のノンリニアアクセス可能な記録媒体にそれぞれ誤り訂正符号データを記録させるとともに、第２の記録媒体に記録された誤り訂正符号データを再生する誤り訂正符号データ記録再生手段と、誤り訂正符号データ記録再生手段で再生された誤り訂正符号データを用いて、分割データ記録再生手段から再生された分割データに対する誤り訂正処理を行う誤り訂正処理手段と、第１の記録媒体の記録領域における論理アドレスと物理アドレスとの対応関係を変更する再割付け処理を行うべき第１の記録媒体について、他の第１の記録媒体から除外して記録再生動作を一時的に停止させた状態で再割付け処理を行わせると共に、その再割付け処理中は、他の第１の記録媒体および複数の第２の記録媒体については記録再生動作を続行させるよう分割データ記録再生手段および誤り訂正符号データ記録再生手段を制御する再割付け処理制御手段とを備えたものである。そして、再割付け処理制御手段が、記録動作時には、他の第１の記録媒体に分割データを記録させるよう分割データ記録再生手段を制御し、再生動作時には、他の第１の記録媒体に記録された分割データを再生させるよう分割データ記録再生手段を制御すると共に、再割付け処理を行うべき第１の記録媒体からの分割データを無効として誤り訂正処理を行うよう誤り訂正処理手段を制御するようにしたものである。
【００３２】
請求項９記載のデータ記録再生方法は、入力データを所定単位に分割して得られる複数の分割データを複数の第１のノンリニアアクセス可能な記録媒体に記録するとともに、分割データに対する複数の誤り訂正符号データを生成して複数の第２のノンリニアアクセス可能な記録媒体に記録する第１のステップと、第１のステップで第１の記録媒体に記録された分割データを再生するとともに、第２の記録媒体に記録された誤り訂正符号データを再生する第２のステップと、第１の記録媒体の記録領域における論理アドレスと物理アドレスとの対応関係を変更する再割付け処理を行うとき、第１のステップおよび第２のステップにおいて記録再生を行う他の第１の記録媒体から除外して記録再生動作を一時的に停止させた状態で再割付け処理を行うと共に、その再割付け処理中は他の第１の記録媒体については記録再生動作を続行する第３のステップと、第２のステップで再生された誤り訂正符号データから、第２のステップで再生された複数の分割データに対する誤り訂正処理を行う第４のステップとを備えたものである。そして、第３および第４のステップにおいて、記録動作時には、他の第１の記録媒体に分割データを記録し、再生動作時には、他の第１の記録媒体に記録された分割データを再生すると共に、再割付け処理を行うべき第１の記録媒体からの分割データを無効として第４のステップにおける誤り訂正処理を行わせる制御を行うようにしたものである。
【００３３】
請求項１記載のデータ記録再生装置では、分割データ記録再生手段によって、入力データを所定単位で分割して得られる複数の分割データが複数の第１のノンリニアアクセス可能な記録媒体にそれぞれ記録されるとともに、第１の記録媒体に記録された分割データが再生される。また、誤り訂正符号データ記録再生手段によって、分割データの複数の誤り訂正符号データが生成され、複数の第２のノンリニアアクセス可能な記録媒体にそれぞれ誤り訂正符号データが記録されるとともに、第２の記録媒体に記録された誤り訂正符号データが再生される。再割付け処理制御手段によって、第１の記録媒体の記録領域における論理アドレスと物理アドレスとの対応関係を変更する再割付け処理を行うべき第１の記録媒体について、分割データ記録再生手段において記録再生を行う他の第１の記録媒体から除外して、再割付け処理を行わせるよう分割データ記録再生手段が制御される。
【００３４】
請求項８記載のＡＶサーバでは、複数の入出力処理手段によって、外部から入力された映像および音声データを含むデータが、ノンリニアアクセス可能な記録媒体に記録可能なデータに変換して出力されるとともに、記録媒体から出力されたデータが外部に出力可能なフォーマットに変換されて出力される。また、分割データ記録再生手段によって、複数の入出力処理手段のそれぞれから出力されたデータを所定単位に分割して得られる複数の分割データが複数の第１のノンリニアアクセス可能な記録媒体に記録されるとともに、第１の記録媒体に記録された分割データが再生される。また、誤り訂正符号データ記録再生手段によって、分割データの複数の誤り訂正符号データが生成されて複数の第２のノンリニアアクセス可能な記録媒体にそれぞれ誤り訂正符号データが記録されるとともに、第２の記録媒体に記録された誤り訂正符号データが再生される。また、再割付け処理制御手段によって、第１の記録媒体の記録領域における論理アドレスと物理アドレスとの対応関係を変更する再割付け処理を行うべき第１の記録媒体について、分割データ記録再生手段において記録再生を行う他の第１の記録媒体から除外して、再割付け処理を行わせるよう分割データ記録再生手段が制御される。
【００３５】
請求項９記載のデータ記録再生方法では、第１のステップによって、入力データを所定単位に分割して得られる複数の分割データが複数の第１のノンリニアアクセス可能な記録媒体に記録されるとともに、分割データに対する複数の誤り訂正符号データが生成されて複数の第２のノンリニアアクセス可能な記録媒体に記録される。また、第２のステップによって、第１のステップで第１の記録媒体に記録された分割データが再生されるとともに、第２の記録媒体に記録された誤り訂正符号データが再生される。また、第３のステップによって、第１の記録媒体の記録領域における論理アドレスと物理アドレスとの対応関係を変更する再割付け処理を行うとき、第１のステップおよび第２のステップにおいて記録再生を行う他の第１の記録媒体から除外して、再割付け処理が行われる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
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を含むビデオサーバの構成の一例を示すブロック図である。このビデオサーバ１０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。このビデオサーバ１０は、ビデオデータを含むデータの記録と再生を行う、本実施の形態に係る複数のデータ記録再生装置（図では、ＲＡＩＤと記す。）１１1 〜１１n （ｎは２以上の整数値）と、各データ記録再生装置１１1 〜１１n に記録するデータの入力および各データ記録再生装置１１1 〜１１n より再生したデータの出力を行う入出力プロセッサ部１２とを備えている。
【００３８】
入出力プロセッサ部１２は、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各データ記録再生装置１１1 〜１１n 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入出力プロセッサ装置（図ではＩＯＰと記す。）１３1 〜１３m （ｍは２以上の整数値）と、素材情報等を管理する管理装置１４と、入出力プロセッサ装置１３1 〜１３m および管理装置１４とデータ記録再生装置１１1 〜１１n との間を接続する上りデータバス１５および下りデータバス１６とを有している。なお、上りデータバス１５および下りデータバス１６は、データ記録再生装置１１1 〜１１n の台数分存在し、１つの上りデータバス１５および１つの下りデータバス１６には、１つのデータ記録再生装置１１i （ｉは１以上ｎ以下の任意の整数値）と入出力プロセッサ装置１３1 〜１３m および管理装置１４が接続されている。すなわち、１つの入出力プロセッサ装置１３j （ｊは１以上ｍ以下の任意の整数値）および管理装置１４は、複数の上りデータバス１５および複数の下りデータバス１６に接続されている。なお、本実施の形態では、下りデータバス１６は、入出力プロセッサ装置１３1 〜１３m および管理装置１４からデータ記録再生装置１１1 〜１１n に向かう方向のデータを転送するためのバスとし、その逆方向のデータを転送するためのバスを上りデータバス１５とする。
【００３９】
各入出力プロセッサ装置１３j は、データの記録の際には、ビデオ信号等の入力信号ＳＩj を所定の形式のデータに変換し、このデータおよびこのデータの記録を指示するコマンドを、下りデータバス１６を介して、各データ記録再生装置１１1 〜１１n に送信するようになっている。また、各入出力プロセッサ装置１３j は、データの再生の際には、データの再生を指示するコマンドを、下りデータバス１６を介して、各データ記録再生装置１１1 〜１１n に送信して、各データ記録再生装置１１1 〜１１n より再生され、上りデータバス１５を介して転送されたデータを所定の信号に変換して、出力信号ＳＯj として外部に出力するようになっている。
【００４０】
各データ記録再生装置１１i は、入力データおよび冗長符号データを記録するための複数のＨＤＤを備えている。各データ記録再生装置１１i は、データの記録の際には、下りデータバス１６を介して、入出力プロセッサ装置１３j より入力データおよびコマンドを受信し、入力データを所定単位で分割して複数の分割データを生成すると共に、入力データに基づいて冗長符号データを生成し、コマンドに従って、分割データおよび冗長符号データを複数のＨＤＤに記録するようになっている。また、各データ記録再生装置１１i は、データの再生の際には、下りデータバス１６を介して、入出力プロセッサ装置１３j よりコマンドを受信し、このコマンドに従って複数のＨＤＤを制御して、分割データおよび冗長符号データを再生し、冗長符号データを用いて分割データに対して誤り訂正処理を行い、この誤り訂正処理後の分割データを多重化して、出力データとして、上りデータバス１５を介して入出力プロセッサ装置１３j に対して出力するようになっている。
【００４１】
図２は、本実施の形態に係るデータ記録再生装置の構成を示すブロック図である。このデータ記録再生装置１１（１１1 〜１１n を代表する。）は、入力データを記録するための複数のＨＤＤ２１1 〜２１K と（Ｋは２以上の整数値）と、誤り訂正符号データとしての冗長符号データを記録するための２つのＨＤＤ２８1 ，２８2 と、入力データＤI を一定の長さに分割して複数の分割データを生成し、各分割データを各ＨＤＤ２１1 〜２１K に分配するデータ分配器２２と、データ分配器２２より出力される分割データから冗長符号データＰ１，Ｐ２を生成し、出力するための冗長符号生成器２６と、データ分配器２２より出力される各分割データを一時的に保持する入力メモリ２３1 〜２３K と、冗長符号生成器２６より出力される冗長符号データＰ１，Ｐ２を一時的に保持する入力メモリ２７1 ，２７2 と、それぞれＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 に接続され、入力メモリ２３1 〜２３K ，２７1 ，２７2 によって保持されたデータのＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 への記録（以下、書き込みとも言う。）とＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 からのデータの再生（以下、読み出しとも言う。）とを制御するコントローラ２４1 〜２４K ，２９1 ，２９2 と、各ＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 から読み出されたデータを一時的に保持する出力メモリ２５1 〜２５K ，３０1 ，３０2 と、出力メモリ２５1 〜２５K ，３０1 ，３０2 によって保持されたデータと後述するエラー情報とを用いてエラー検出およびエラー訂正を行って分割データの修復を行うエラー訂正器３１と、エラー訂正器３１の出力データを多重化して、出力データＤo として出力するデータ多重器３２と、これら装置全体を制御するＣＰＵ３３とを備えている。なお、データ多重器３２の出力データは、ＣＰＵ３３の制御により、データ分配器２２に入力することも可能となっている。また、ＣＰＵ３３は、プログラムが格納されたＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）とワーキングエリアとなるＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）とを含んでいる。
【００４２】
ＨＤＤ２１1 〜２１k ，２８1 ，２８2 は、ランダムアクセス可能な記録媒体であるハードディスク（磁気ディスク）における任意の記録領域にアクセスして、ハードディスクに対するデータの記録動作またはデータの再生動作を行うようになっている。また、ＨＤＤ２１1 〜２１k ，２８1 ，２８2 内の図示しない制御部は、データの読み出しエラーが発生した場合には、その旨を表すエラー情報を、ステータスデータとしてコントローラ２４1 〜２４K ，２９1 ，２９2 に送るようになっている。このエラー情報は、更に、コントローラ２４1 〜２４K ，２９1 ，２９2 からＣＰＵ３３へ、エラー情報ＥＲ1 〜ＥＲK ，ＥＲP1，ＥＲP2として送られるようになっている。
【００４３】
ここで、図８を参照して、ハードディスク上のフォーマットについて説明する。ハードディスク上には、同心円状に複数のトラックが設定される。図８では、１つのトラックのみを示している。トラックは放射状に区切られて、データの記録単位である複数のセクタが設定される。これらのセクタには、データの書き込みや読み出しの際に、常にエラーが発生するようなセクタが存在する場合がある。このようなセクタは、欠陥セクタと呼ばれ、物理的な傷等により正しくデータの読み出しあるいは書き込みができない状態となっていると考えられる。このような欠陥セクタの発生に備えて、ハードディスク上に予備のセクタを予め確保しておき、必要に応じて、欠陥セクタの代わりに予備のセクタにデータを記録する方法がある。このような予備のセクタは代替セクタと呼ばれる。この代替セクタを有するＨＤＤでは、ＨＤＤ内の制御部は、欠陥セクタの代わりに代替セクタが用いられても、上位からは同じセクタ番号で参照できるように、論理的なセクタ番号（ＬＢＡ）と物理的なセクタ番号を対応付ける対応表を内部で持っている。
【００４４】
図８に示した例では、１つのトラックに対して、Ｎ個のセクタ（Sector-1〜Sector-N）が物理的に割り付けられ、更に、２つの代替セクタ（Spare-1 ，Spare-2 ）が用意されている。図９は、上述の対応表で表されるＬＢＡと物理的なセクタ番号との対応関係を示したものである。欠陥セクタがない正常な場合には、図９（ａ）に示したように、ＬＢＡと物理的なセクタ番号は一致している。正常な場合には、ＨＤＤ内の制御部は、図９（ａ）に示した対応関係の対表表に基づいてハードディスク上の記録領域を管理している。これに対し、例えば、セクタSector-5に欠陥がある場合には、セクタSector-5の代わりに、代替セクタSpare-1 が使用される。この場合、図９（ｂ）に示したように、ＬＢＡにおける“５”に対して、代替セクタSpare-1 が対応付けられ、ＨＤＤ内の制御部は、図９（ｂ）に示した対応関係の対表表に基づいてハードディスク上の記録領域を管理することになる。このように、欠陥セクタの発生に応じて、ＬＢＡと物理的なセクタ番号との対応関係を変えることを、再割り付け処理（Reassign）と呼ぶ。
【００４５】
ＣＰＵ３３は、下りデータバス１６を介して、入出力プロセッサ装置１３j よりコマンドを受信し、このコマンドに従って、コントローラ２４1 〜２４k ，２９1 ，２９2 に指示を与えて、各ＨＤＤ２１1 〜２１k ，２８1 ，２８2 を制御するようになっている。また、ＣＰＵ３３は、データの読み出しエラーが発生していた場合には、その旨を表すエラー情報を、エラー訂正器３１に送るようになっている。このエラー情報は、読み出しエラーが発生したＨＤＤを特定する情報を含んでいる。
【００４６】
エラー訂正器３１は、必要に応じて、ＣＰＵ３３からのエラー情報と出力メモリ２５1 〜２５K ，３０1 ，３０2 によって保持されたデータとを用いて、エラー検出およびエラー訂正を行って分割データの修復を行って、修復後の分割データをデータ多重器３２に出力するようになっている。データ多重器３２は、エラー訂正器３１より出力される分割データを元のデータ列に並べ替えて、出力データＤO として出力するようになっている。
【００４７】
ＨＤＤ２１1 〜２１K は、本発明における分割データ記録再生手段に対応し、ＨＤＤ２８1 ，２８2 は、本発明における誤り訂正符号データ記録再生手段に対応し、データ分配器２２は、本発明における分割手段に対応し、冗長符号生成器２６は、本発明における誤り訂正符号データ生成手段に対応し、エラー訂正器３１は、本発明における誤り訂正手段に対応し、データ多重器３２は、本発明における多重化手段に対応する。
【００４８】
本実施の形態では、誤り訂正符号として、複数の分割データの誤り訂正が可能な符号を用いる。このような符号としてＢＣＨ符号がある。本実施の形態では、誤り訂正符号として、特に、ＢＣＨ符号の一種であるリードソロモン符号を用いる。ここで、リードソロモン符号について簡単に説明する。
【００４９】
まず、リードソロモン符号では、１バイトすなわち８ビットを１つの数として扱い、００ｈからＦＦｈ（ｈは１６進数を表す。）までの２５６個の数が用いられ、また、四則演算に関しても整数の世界とは異なる演算法則が用いられる。
【００５０】
リードソロモン符号では、符号多項式や生成多項式と呼ばれる多項式が用いられる。ここでは、１４バイトのデータバイトに対して、２バイトのパリティバイトを用いる場合を例にとって説明する。この場合、１４バイトのデータバイトと２バイトのパリティバイトの合計１６バイトをまとめて処理する。そこで、１４バイトのデータバイトを、それぞれＷ15，Ｗ14，…，Ｗ2 とし、２バイトのパリティバイトを、それぞれＷ1 ，Ｗ0 とする。なお、Ｗi （ｉは０から１５までの整数値）は、すべてバイトという形式の００ｈからＦＦｈまでのいずれかの数である。
【００５１】
符号多項式Ｗ（Ｘ）は次の式（１）のように定義される。
【００５２】
Ｗ（Ｘ）＝Ｗ15×Ｘ15＋Ｗ14×Ｘ14＋…＋Ｗ2 ×Ｘ2 ＋Ｗ1 ×Ｘ＋Ｗ0 
…（１）
【００５３】
なお、Ｘもバイトという形式の００ｈからＦＦｈまでのいずれかの数である。
【００５４】
ここで、式（１）のＷ（Ｘ）において、Ｗ1 ×Ｘ＋Ｗ0 は、Ｗ15×Ｘ15＋Ｗ14×Ｘ14＋…＋Ｗ2 ×Ｘ2 を、次の式（２）で表される生成多項式Ｇ（Ｘ）で割った余りとして求められる。
【００５５】
Ｇ（Ｘ）＝（Ｘ−０２ｈ）×（Ｘ−０１ｈ）    …（２）
【００５６】
従って、次の式（３）および式（４）が成り立つように、パリティバイトＷ1 ，Ｗ0 の値を定める。
【００５７】
Ｗ（０２ｈ）＝００ｈ      …（３）
Ｗ（０１ｈ）＝００ｈ      …（４）
【００５８】
リードソロモン符号における符号化では、このような関係に基づいて、データバイトからパリティバイトを求める。
【００５９】
次に、リードソロモン符号における誤り訂正について説明する。まず、データバイトＷ15，Ｗ14，…，Ｗ2 およびパリティバイトＷ1 ，Ｗ0 に対応するデータが、それぞれＨＤＤ（１５），ＨＤＤ（１４），…，ＨＤＤ（１），ＨＤＤ（０）からＶ15，Ｖ14，…，Ｖ1 ，Ｖ0 として読み出されたとする。ここで、ＨＤＤ（ｉ）の読み出しデータＶi における誤りの有無により、読み出しデータＶi は次の式（５），（６）によって表される。なお、Ｅi は誤りの大きさを表す。
【００６０】
ＨＤＤ（ｉ）に誤りがない場合：Ｖi ＝Ｗi           …（５）
ＨＤＤ（ｉ）に誤りがある場合：Ｖi ＝Ｗi ＋Ｅi     …（６）
【００６１】
次に、符号多項式Ｗ（Ｘ）に対して、Ｖ（Ｘ）を次の式（７）のように定義する。
【００６２】
Ｖ（Ｘ）＝Ｖ15×Ｘ15＋Ｖ14×Ｘ14＋…＋Ｖ2 ×Ｘ2 ＋Ｖ1 ×Ｘ＋Ｖ0 
…（７）
【００６３】
更に、シンドロームと呼ばれる値Ｓ1 ，Ｓ0 を、次の式（８），（９）のように定義する。
【００６４】
Ｓ1 ＝Ｖ（０２ｈ）    …（８）
Ｓ0 ＝Ｖ（０１ｈ）    …（９）
【００６５】
ここで、どのＨＤＤの読み出しデータにも誤りがない場合には、Ｖ（Ｘ）＝Ｗ（Ｘ）なので、シンドロームは次の式（１０），（１１）のようになる。
【００６６】
Ｓ1 ＝００ｈ      …（１０）
Ｓ0 ＝００ｈ      …（１１）
【００６７】
次に、ＨＤＤ（ｉ）の読み出しデータに誤りがあるが、ＨＤＤ（ｉ）からはエラー情報の通知がない場合には、式（６），（７）に基づいて、Ｖ（Ｘ）＝Ｗ（Ｘ）＋Ｅi ×Ｘi となり、シンドロームは次の式（１２），（１３）のようになる。
【００６８】
Ｓ1 ＝Ｅi ×０２ｈi           …（１２）
Ｓ0 ＝Ｅi ×０１ｈi ＝Ｅi     …（１３）
【００６９】
従って、式（１３）により、誤りの大きさＥi が求まり、この誤りの大きさＥi と式（１２）とによって、どのＨＤＤ（ｉ）の読み出しデータが誤りかを示す添え字ｉが求まり、これにより、読み出しデータの誤り訂正が可能となる。これを１誤り訂正と呼ぶ。
【００７０】
次に、２つのＨＤＤ（ｉ）とＨＤＤ（ｊ）（ｊは０から１５までの整数値）の読み出しデータに誤りがあり、ＨＤＤ（ｉ）とＨＤＤ（ｊ）からエラー情報の通知があった場合には、式（６），（７）に基づいて、Ｖ（Ｘ）＝Ｗ（Ｘ）＋Ｅi ×Ｘi ＋Ｅj ×Ｘj となるので、シンドロームは次の式（１４），（１５）のようになる。
【００７１】
Ｓ1 ＝Ｅi ×０２ｈi ＋Ｅj ×０２ｈj               …（１４）
Ｓ0 ＝Ｅi ×０１ｈi ＋Ｅj ×０１ｈj ＝Ｅi ＋Ｅj   …（１５）
【００７２】
ここでは、ＨＤＤ（ｉ）とＨＤＤ（ｊ）からエラー情報の通知があったものとしているので、添え字ｉ，ｊの値は既知である。従って、式（１４）における０２ｈi と０２ｈj の値を計算することができ、Ｅi とＥj の値は、２元連立方程式により求まり、これにより、読み出しデータの誤り訂正が可能となる。これを２誤り消失訂正と呼ぶ。
【００７３】
リードソロモン符号における復号化では、このようにしてシンドロームの値を求めて、このシンドロームの値を用いて、誤りの位置や大きさを求めるようになっている。
【００７４】
なお、以上のリードソロモン符号の説明におけるデータバイトＷ15，Ｗ14，…，Ｗ2 は、本実施の形態における分割データに対応し、パリティバイトＷ1 ，Ｗ0 は、本実施の形態における冗長符号データＰ１，Ｐ２に対応する。
【００７５】
次に、本実施の形態に係るデータ記録再生装置１１の動作について説明する。なお、以下の説明は、本実施の形態に係るデータ記録再生方法の説明を兼ねている。
【００７６】
まず、データ記録再生装置１１の書き込み動作について説明する。入力データＤI は、データ分配器２２に入力されて複数の分割データが生成され、各分割データは、入力メモリ２３1 〜２３K に分配されて一旦記録されると共に、冗長符号生成器２６に入力される。このとき、データの分配方法としては、例えば、ビット単位あるいはバイト単位でデータ列Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，…のように並んでいるとして、データＤ１を１台目のＨＤＤ２１1 に分配し、データＤ２を２台目のＨＤＤ２１2 に分配するというように、データを順番に分配していき、データＤＫを最後のＫ台目のＨＤＤ２１K に分配し終えたら、再度、最初のＨＤＤ２１1 から順にデータを分配していく方法がある。
【００７７】
冗長符号生成器２６は、データ分配器２２から出力される分割データに基づいて、リードソロモン符号における冗長符号データＰ１，Ｐ２を生成して出力する。入力メモリ２７1 ，２７2 は、この冗長符号データＰ１，Ｐ２を一旦記録する。その後、各ＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 のコントローラ２４1 〜２４K ，２９1 ，２９2 は、ＣＰＵ３３の制御に基づいて、入力メモリ２３1 〜２３K ，２７1 ，２７2 から分割データおよび冗長符号データＰ１，Ｐ２を読み出して、各ＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 に書き込む。
【００７８】
次に、データ記録再生装置１１のデータの読み出し動作について説明する。ＣＰＵ３３の制御の下で、各コントローラ２４1 〜２４K ，２９1 ，２９2 は、各ＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 から分割データおよび冗長符号データＰ１，Ｐ２を読み出し、それぞれ出力メモリ２５1 〜２５K ，３０1 ，３０2 に書き込む。このとき、ＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 において読み出しエラーが発生した場合には、その旨を表すエラー情報が、ＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 内の制御部より、ステータスデータとしてコントローラ２４1 〜２４K ，２９1 ，２９2 に送られ、更に、コントローラ２４1 〜２４K ，２９1 ，２９2 からＣＰＵ３３へ、エラー情報ＥＲ1 〜ＥＲK ，ＥＲP1，ＥＲP2として送られる。
【００７９】
出力メモリ２５1 〜２５K ，３０1 ，３０2 に記録された各データは、同期がとられてエラー訂正器３１に出力される。このとき、読み出しエラーが発生していた場合には、その旨を表すエラー情報が、ＣＰＵ３３よりエラー訂正器３１に送られる。このエラー情報は、読み出しエラーが発生したＨＤＤを特定する情報を含んでいる。エラー訂正器３１は、必要に応じて、エラー情報と冗長符号データＰ１，Ｐ２とに基づいて、分割データを修復して、データ多重器３２に出力する。データ多重器３２は、エラー訂正器３１から出力された分割データを元のデータ列に並べ替えて、出力データＤo として外部へ出力する。
【００８０】
本実施の形態では、誤り訂正符号として、複数の分割データの誤り訂正が可能なリードソロモン符号を用いているので、以下のような場合に、分割データの修復が可能である。
【００８１】
（１）１台のＨＤＤの読み出しデータに誤りがある場合
この場合は、そのＨＤＤで読み出しエラーが発生した旨のエラー情報の通知があった場合はもちろん、エラー情報の通知がなかった場合でも、分割データの修復が可能である。
（２）２台のＨＤＤの読み出しデータに誤りがあり、且つそれらのＨＤＤで読み出しエラーが発生した旨のエラー情報の通知があった場合
【００８２】
ところで、いずれかのＨＤＤにおいて、書き込み動作においてエラー（以下、書き込みエラーと言う。）が発生した場合、書き込みエラーが発生したデータを修復する必要がある。このような記録媒体（ハードディスク）における記録領域の一部についてのデータの修復処理を、本実施の形態において部分再構築処理（部分Rebuild ）と呼ぶ。また、書き込み動作や読み出し動作において、いつもエラーとなってしまうような欠陥セクタが発生した場合には、前述のように、ＬＢＡと物理的なセクタ番号との対応関係を変える再割り付け処理（Reassign）を行う必要がある。更に、いずれかのＨＤＤが交換された場合には、新しいＨＤＤに元のデータを再構築していく必要がある。このような記録媒体（ハードディスク）における記録領域全体についてのデータの修復処理を、本実施の形態において全体再構築処理（全体Rebuild ）と呼ぶ。
【００８３】
以下、上述の部分再構築処理、再割り付け処理および全体再構築処理を含むデータ記録再生装置１１の全体的な動作の一例について説明する。以下の例では、データ記録再生装置１１の動作モードには、通常モードと、再割り付け処理モードと、全体再構築処理モードとがある。通常モードから再割り付け処理モードへの移行は、通常モードにおいて所定の条件が満たされた場合や、データ記録再生装置１１に対して上位の装置、すなわち図１における入出力プロセッサ部１２からの指示があった場合に発生する。再割り付け処理モードにおける処理が完了したら、通常モードへ移行する。また、通常モードから全体再構築処理モードへの移行は、データ記録再生装置１１に対して上位の装置、すなわち図１における入出力プロセッサ部１２からの指示があった場合や、データ記録再生装置１１自身が、いずれかのＨＤＤが交換されたことを検知した場合に発生する。全体再構築処理モードにおける処理が完了したら、通常モードへ移行する。
【００８４】
図３および図４は、通常モードの１タイムスロットにおけるデータ記録再生装置１１の動作を示す流れ図である。この動作では、まず、ＣＰＵ３３は、書き込みを指示するコマンドを受信したか否かを判断し（ステップＳ１０１）、書き込みを指示するコマンドを受信した場合（Ｙ）は、前述の書き込み動作を行う（ステップＳ１０２）。ＣＰＵ３３が書き込み指示コマンドを受信したか否かの判断は、例えば、上位入出力プロセッサ部１３1 〜１３6 からバス１６を介して転送されたコマンドをＣＰＵ３３が受信して、このコマンドが書き込み指示のコマンドであるか否かを判断することによって行うことができる。書き込み動作の終了後、ＣＰＵ３３は、各ＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 からの情報に基づいて、データの書き込みが成功したか否かを判断する（ステップＳ１０３）。データの書き込みが成功した場合（Ｙ）には、１タイムスロットにおける動作を終了する。データの書き込みが失敗した場合（ステップＳ１０３；Ｎ）には、ＣＰＵ３３は、書き込みが失敗したＨＤＤおよびアドレスを記憶して（ステップＳ１０４）、１タイムスロットにおける動作を終了する。
【００８５】
ＣＰＵ３３は、書き込みを指示するコマンドを受信していない場合（ステップＳ１０１；Ｎ）は、読み出しを指示するコマンドを受信したか否かを判断し（ステップＳ１０５）、読み出しを指示するコマンドを受信した場合（Ｙ）は、前述の読み出し動作を行う（ステップＳ１０６）。この読み出しコマンドを受信したか否かの判断も、上位入出力プロセッサ部１３1 〜１３6 からバス１６を介して転送されたコマンドをＣＰＵ３３が受信することで行うことができる。読み出し動作の終了後、ＣＰＵ３３は、各ＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 からのエラー情報ＥＲ1 〜ＥＲK ，ＥＲP1，ＥＲP2の有無に基づいて、データの読み出しが成功したか否かを判断する（ステップＳ１０７）。データの読み出しが成功した場合（Ｙ）には、１タイムスロットにおける動作を終了する。データの読み出しが失敗した場合（ステップＳ１０７；Ｎ）には、ＣＰＵ３３は、読み出しが失敗したＨＤＤおよびアドレスと、そのＨＤＤおよびアドレスにおける読み出し失敗の回数を記憶する（ステップＳ１０８）。次に、ＣＰＵ３３は、ステップＳ１０８で記憶した読み出し失敗の回数が所定値Ｎ１（Ｎ１は１以上の任意の整数値）以上か否かを判断し（ステップＳ１０９）、読み出し失敗の回数が所定値Ｎ１以上でなければ（Ｎ）、１タイムスロットにおける動作を終了する。読み出し失敗の回数が所定値Ｎ１以上の場合（Ｙ）、ＣＰＵ３３は、後述する再割り付け処理モードへ移行する（ステップＳ１１５）。
【００８６】
ＣＰＵ３３は、書き込みを指示するコマンドも読み出しを指示するコマンドも受信しなかった場合（ステップＳ１０５；Ｎ）には、部分再構築処理を行うべきＨＤＤおよびアドレスがあるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。ここで、部分再構築処理を行うべきＨＤＤおよびアドレスには、次の３種類がある。すなわち、第１は、ステップＳ１０４で記憶した書き込みが失敗したＨＤＤおよびアドレスである。第２は、再割り付け処理を行ったＨＤＤおよびアドレスである。第３は、後で詳しく説明するが、再割り付け処理における書き込み動作停止中に記憶しておいたＨＤＤおよびアドレスである。部分再構築処理を行うべきＨＤＤおよびアドレスは、ＣＰＵ３３が記憶している。なお、部分再構築処理を行うべきＨＤＤおよびアドレスを、データ記録再生装置１１に対して上位の装置、すなわち図１における入出力プロセッサ部１２が記憶するようにしてもよい。ちなみに、書き込み指示がなく（ステップＳ１０１；Ｎ）、かつ読み出し指示もない（ステップＳ１０５；Ｎ）ときは、上位プロセッサ１２側からは動作の指示がないときである。つまり、割り当てられたタイムスロットで上位プロセッサ１２側が動作するのは、上位からデータの書き込み指示やデータの読み出し指示があるときで、これらの指示がないときは、割り当てられたタイムスロットでの動作がすでに終了しているときである。
【００８７】
部分再構築処理を行うべきＨＤＤおよびアドレスがない場合（ステップＳ１１０；Ｎ）は、処理を終了させる。部分再構築処理を行うべきＨＤＤおよびアドレスがある場合（ステップＳ１１０；Ｙ）は、部分再構築処理を行う（ステップＳ１１１）。この部分再構築処理については、後で詳しく説明する。
【００８８】
ＣＰＵ３３は、部分再構築処理の終了後、部分再構築処理が成功したか否かを判断する（ステップＳ１１２）。部分再構築処理が成功した場合（Ｙ）は、処理動作を終了する。部分再構築処理が失敗した場合（Ｎ）には、ＣＰＵ３３は、部分再構築処理が失敗したＨＤＤ、アドレスおよび部分再構築処理が失敗した回数を記憶する（ステップＳ１１３）。次に、ＣＰＵ３３は、ステップＳ１１３で記憶した部分再構築処理の失敗の回数が所定値Ｎ２（Ｎ２は１以上の任意の整数値）以上か否かを判断し（ステップＳ１１４）、部分再構築処理の失敗の回数が所定値Ｎ２以上でなければ（Ｎ）、１タイムスロットにおける動作を終了する。部分再構築処理の失敗の回数が所定値Ｎ２以上の場合（Ｙ）、ＣＰＵ３３は、後述する再割り付け処理モードへ移行する（ステップＳ１１５）。
【００８９】
このように、本実施の形態では、部分再構築処理は、上位側から転送されたデータに対する書き込み動作や上位側に出力すべき記録されたデータの読み出し動作を中断することなく、上位からの書き込み指示や読み出し指示のないタイムスロット、すなわち空き動作時間において実行される。
【００９０】
次に、図５の流れ図を参照して、部分再構築処理（ステップＳ１１１）について、詳しく説明する。この部分再構築処理は、セクタ単位で行われる。この部分再構築処理では、まず、ＣＰＵ３３は、部分再構築処理を行うべきアドレス（セクタ）を指定して、各コントローラ２４1 〜２４K ，２９1 ，２９2 に対して読み出し動作を行わせる。これに応じて、各コントローラ２４1 〜２４K ，２９1 ，２９2 は、各ＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 より、指定されたアドレスのデータを読み出す（ステップＳ２０１）。読み出された各データは、出力メモリ２５1 〜２５K ，３０1 ，３０2 を経て、エラー訂正器３１に入力される。このとき、ＣＰＵ３３は、エラー訂正器３１に対して、部分再構築処理を行うべきＨＤＤから読み出されたデータは使用しないように指示を与えておく。エラー訂正器３１は、出力メモリ２５1 〜２５K ，３０1 ，３０2 より出力されるデータのうち、部分再構築処理を行うべきＨＤＤから読み出されたデータ以外のデータを用いて、部分データの修復を行い（ステップＳ２０２）、修復後の部分データをデータ多重器３２に出力する。データ多重器３２は、エラー訂正器３１から出力された分割データを元のデータ列に並べ替えて、出力データＤo として出力する。
【００９１】
次に、ＣＰＵ３３の制御により、データ多重器３２からの出力データＤo をデータ分配器２２に入力し、入力データＤI の書き込み時と同様の書き込み動作を行って、部分再構築処理を行うべきＨＤＤに対して、修復された部分データを書き込んで（ステップＳ２０３）、部分再構築処理を終了する。なお、書き込み動作では、部分再構築処理を行うべきＨＤＤのみにおいてデータの書き込みを行えばよいが、簡易的には、全てのＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 において書き込みを行ってもよい。
【００９２】
本実施の形態では、誤り訂正符号として、複数の分割データの誤り訂正が可能なリードソロモン符号を用いているので、部分再構築処理中であっても、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置と同様のデータの誤り検出および訂正の能力を保つことができる。すなわち、部分再構築処理中に、部分再構築処理を行うべきＨＤＤ以外のもう１台のＨＤＤにおいて読み出しエラーが発生しても、データを正しく修復することが可能である。
【００９３】
なお、上記説明では、部分再構築処理において、データ多重器３２の出力データＤo をデータ分配器２２に送って書き込み処理を行うようにしたが、エラー訂正器３１より出力される各分割データを各入力メモリ２３1 〜２３K および冗長符号生成器２６に送って書き込み処理を行うようにしてもよい。
【００９４】
また、上記説明では、部分再構築処理を行うべきＨＤＤおよびアドレスを、ＣＰＵ３３が検知し、記憶しておくようにしたが、データ記録再生装置１１に対して上位の装置、すなわち図１における入出力プロセッサ部１２が、部分再構築処理を行うべきＨＤＤおよびアドレスを記憶し、データ記録再生装置１１に対して、部分再構築処理を行うべきＨＤＤおよびアドレスを指定して部分再構築処理の指示を送り、この指示に応じてデータ記録再生装置１１が部分再構築処理を行うようにしてもよい。この場合も、部分再構築処理は、書き込み指示や読み出し指示のないタイムスロットにおいて実行するようにする。
【００９５】
次に、図６の流れ図を参照して、再割り付け処理モード時の動作について説明する。なお、通常モードから再割り付け処理モードへの移行は、図３および図４に示した通常モードにおいて所定の条件が満たされた場合（ステップＳ１１５）や、データ記録再生装置１１に対して上位の装置、すなわち図１における入出力プロセッサ部１２からの指示があった場合に発生する。
【００９６】
再割り付け処理モードの動作では、まず、ＣＰＵ３３は、再割り付けを行うＨＤＤにおける書き込み動作および読み出し動作を停止して（ステップＳ３０１）、再割り付けを行うＨＤＤを分割データの記録再生対象から除外する。次に、ＣＰＵ３３は、再割り付けを行うＨＤＤに対して、再割り付けを行うセクタを指定して、再割り付け処理を開始させる（ステップＳ３０２）。なお、再割り付けを行うセクタは、読み出しの失敗回数がＮ１以上となったセクタおよび部分再構築処理の失敗回数がＮ２以上となったセクタである。再割り付け処理は、前述のように、ＬＢＡと物理的なセクタ番号との対応関係を変えることである。ＣＰＵ３３は、再割り付け処理中に、書き込みを指示するコマンドを受信した場合には、再割り付けを行うＨＤＤ以外のＨＤＤにおいて書き込み動作を行わせると共に、再割り付けを行うＨＤＤと書き込みが指示されたＬＢＡとを記憶しておく。ＣＰＵ３３は、再割り付け処理中に、読み出しを指示するコマンドを受信した場合には、再割り付けを行うＨＤＤ以外のＨＤＤにおいて読み出し動作を行わせると共に、エラー訂正器３１に対して、再割り付けを行うＨＤＤからのデータを無効としてエラー訂正を行うように指示を与える。
【００９７】
次に、ＣＰＵ３３は、再割り付け処理が終了したか否かを判断し（ステップＳ３０３）、終了していなければ（Ｎ）、この判断を繰り返す。再割り付け処理が終了したら（Ｙ）、再割り付けを行うＨＤＤにおける書き込み動作および読み出し動作の停止を解除し（ステップＳ３０４）、通常モードへ移行する（ステップＳ３０５）。
【００９８】
このように、本実施の形態では、再割り付け処理中であっても、書き込み動作や読み出し動作は中断することなく実行される。しかも、本実施の形態では、誤り訂正符号として、複数の分割データの誤り訂正が可能なリードソロモン符号を用いているので、再割り付け処理中であっても、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置と同様のデータの誤り検出および訂正の能力を保つことができる。すなわち、再割り付け処理中の読み出し動作において、再割り付け処理を行っているＨＤＤ以外のもう１台のＨＤＤにおいて読み出しエラーが発生しても、データを正しく修復することが可能である。
【００９９】
次に、全体再構築処理について説明する。全体再構築処理は、いずれかのＨＤＤが交換された場合に実行される。通常モードから全体再構築処理モードへの移行は、前述のように、データ記録再生装置１１に対して上位の装置、すなわち図１における入出力プロセッサ部１２からの指示があった場合や、データ記録再生装置１１自身が、いずれかのＨＤＤが交換されたことを検知した場合に発生する。入出力プロセッサ部１２からの指示には、全体再構築処理を行うべきＨＤＤを特定する情報が含まれる。データ記録再生装置１１自身が、いずれかのＨＤＤが交換されたことを検知する方法としては、次のような方法が用いられる。すなわち、まず、検知動作は、データ記録再生装置１１が起動するときやＨＤＤを抜き差しするときに、ＣＰＵ３３によって行われる。ＨＤＤの抜き差しがあったことは、コントローラ２４1 〜２４K ，２９1 ，２９2 が検知し、ＣＰＵ３３に伝える。ＨＤＤが交換されたか否かの判断は、コントローラ２４1 〜２４K ，２９1 ，２９2 によって検知されるＨＤＤのシリアル番号を用いて、あるいはＨＤＤの所定の領域にＨＤＤの固有の情報を記録しておいて、その情報を用いて行う。
【０１００】
次に、図７の流れ図を参照して、全体再構築処理モード時の１タイムスロットにおける動作について説明する。この動作では、まず、ＣＰＵ３３は、書き込みを指示するコマンドを受信したか否かを判断し（ステップＳ４０１）、書き込みを指示するコマンドを受信した場合（Ｙ）は、書き込み動作を行う（ステップＳ４０２）。このときの書き込み動作は、通常モード時と同様である。書き込み動作の終了後、ＣＰＵ３３は、各ＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 からの情報に基づいて、データの書き込みが成功したか否かを判断する（ステップＳ４０３）。データの書き込みが成功した場合（Ｙ）には、１タイムスロットにおける動作を終了する。データの書き込みが失敗した場合（ステップＳ４０３；Ｎ）には、ＣＰＵ３３は、書き込みが失敗したＨＤＤおよびアドレスを記憶して（ステップＳ４０４）、１タイムスロットにおける動作を終了する。
【０１０１】
ＣＰＵ３３は、書き込みを指示するコマンドを受信していない場合（ステップＳ４０１；Ｎ）は、読み出しを指示するコマンドを受信したか否かを判断し（ステップＳ４０５）、読み出しを指示するコマンドを受信した場合（Ｙ）は、読み出し動作を行う（ステップＳ４０６）。ただし、このときの読み出し動作では、ＣＰＵ３３は、エラー訂正器３１に対して、全体再構築処理を行うべきＨＤＤから読み出されたデータは使用しないように指示を与えておく。エラー訂正器３１は、出力メモリ２５1 〜２５K ，３０1 ，３０2 より出力されるデータのうち、全体再構築処理を行うべきＨＤＤから読み出されたデータ以外のデータを用いて、部分データの修復を行い、修復後の部分データをデータ多重器３２に出力する。読み出し動作の終了後、ＣＰＵ３３は、各ＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 からのエラー情報ＥＲ1 〜ＥＲK ，ＥＲP1，ＥＲP2の有無に基づいて、データの読み出しが成功したか否かを判断する（ステップＳ４０７）。データの読み出しが成功した場合（Ｙ）には、１タイムスロットにおける動作を終了する。データの読み出しが失敗した場合（ステップＳ４０７；Ｎ）には、ＣＰＵ３３は、読み出しが失敗したＨＤＤおよびアドレスと、そのＨＤＤおよびアドレスにおける読み出し失敗の回数を記憶して（ステップＳ４０８）、１タイムスロットにおける動作を終了する。
【０１０２】
ＣＰＵ３３は、書き込みを指示するコマンドも読み出しを指示するコマンドも受信しなかった場合（ステップＳ４０５；Ｎ）には、全体再構築処理を行う（ステップＳ４０９）。全体再構築処理は、部分再構築処理と同様の処理を、ハードディスクの記録領域全体について行うものである。次に、ＣＰＵ３３は、全体再構築処理が全て終了したか否かを判断し（ステップＳ４１０）、全体再構築処理が全て終了していなければ（Ｎ）、１タイムスロットにおける動作を終了する。全体再構築処理が全て終了したら（Ｙ）、通常モードへ移行する（ステップＳ４１１）。
【０１０３】
このように、本実施の形態では、全体再構築処理は、書き込み動作や読み出し動作を中断することなく、書き込み指示や読み出し指示のないタイムスロットにおいて実行される。
【０１０４】
また、本実施の形態では、誤り訂正符号として、複数の分割データの誤り訂正が可能なリードソロモン符号を用いているので、全体再構築処理モード中であっても、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置と同様のデータの誤り検出および訂正の能力を保つことができる。すなわち、全体再構築処理中に、全体再構築処理を行うべきＨＤＤ以外のもう１台のＨＤＤにおいて読み出しエラーが発生しても、データを正しく修復することが可能である。また、全体再構築処理モード中における読み出し動作において、全体再構築処理を行うべきＨＤＤ以外のもう１台のＨＤＤにおいて読み出しエラーが発生した場合も、データを正しく修復することが可能である。
【０１０５】
なお、全体再構築処理においても、部分再構築処理と同様に、修復後のデータの書き込み動作では、全体再構築処理を行うべきＨＤＤのみにおいてデータの書き込みを行えばよいが、簡易的には、全てのＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 において書き込みを行ってもよい。
【０１０６】
また、上記説明では、全体再構築処理において、データ多重器３２の出力データＤo をデータ分配器２２に送って書き込み処理を行うようにしたが、エラー訂正器３１より出力される各分割データを各入力メモリ２３1 〜２３K および冗長符号生成器２６に送って書き込み処理を行うようにしてもよい。
【０１０７】
以上説明したように、本実施の形態に係るデータ記録再生装置１１では、データの記録時には、入力データを所定単位で分割して、複数の分割データを生成すると共に、入力データに基づいて、入力データに対して複数の分割データの誤り訂正が可能な誤り訂正符号（リードソロモン符号）による誤り訂正符号データ（冗長符号データＰ１，Ｐ２）を生成し、これら複数の分割データおよび誤り訂正符号データをそれぞれ別個のＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 によって記録し、データの再生時には、各ＨＤＤ２１1 〜２１K ，２８1 ，２８2 から、複数の分割データと誤り訂正符号データとを再生し、再生された誤り訂正符号データを用いて、再生された複数の分割データに対する誤り訂正処理を行い、この誤り訂正処理後の各分割データを多重化して出力するようにしている。従って、本実施の形態に係るデータ記録再生装置１１は、ＲＡＩＤ−３やＲＡＩＤ−５を用いたデータ記録再生装置に比べてデータの誤り検出および訂正の能力に優れ、システムの信頼性を向上させることができ、且つ、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置と同様に、入力データの書き込みは、１回のアクセスで可能であり、データの読み出し後のエラー訂正も即座に行うことができ、リアルタイム性が要求される処理に適し、マルチチャネルビデオサーバ等のリアルタイム性が要求される装置に適している。
【０１０８】
具体的には、本実施の形態に係るデータ記録再生装置１１では、２つの分割データの誤り訂正が可能な冗長符号データＰ１，Ｐ２を生成するようにしたので、１台のＨＤＤが故障しても、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置と同様のデータの誤り検出および訂正の能力を保つことができる。また、読み出しエラーが発生せずに、１台のＨＤＤが不正なデータを読み出した場合でも、それを検知して、データを修復することができる。更に、２台のＨＤＤが不正なデータを読み出した場合でも、各ＨＤＤにおける読み出しエラーが検出されれば、データを修復することができる。
【０１０９】
また、本実施の形態に係るデータ記録再生装置１１によれば、部分再構築処理中であっても、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置と同様のデータの誤り検出および訂正の能力を保つことができ、システムの信頼性、保守性を向上させることができる。
【０１１０】
更に、本実施の形態に係るデータ記録再生装置１１によれば、部分再構築処理を、書き込み指示や読み出し指示のないタイムスロットにおいて実行するようにしたので、マルチチャネルビデオサーバ等のリアルタイム性が要求される装置を運用しながら、部分再構築処理を行うことができる。
【０１１１】
また、本実施の形態に係るデータ記録再生装置１１によれば、全体再構築処理中であっても、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置と同様のデータの誤り検出および訂正の能力を保つことができ、システムの信頼性、保守性を向上させることができる。
【０１１２】
更に、本実施の形態に係るデータ記録再生装置１１によれば、全体再構築処理を、書き込み指示や読み出し指示のないタイムスロットにおいて実行するようにしたので、マルチチャネルビデオサーバ等のリアルタイム性が要求される装置を運用しながら、全体再構築処理を行うことができる。
【０１１３】
また、本実施の形態に係るデータ記録再生装置１１によれば、再割り付け処理中であっても、書き込み動作や読み出し動作を中断することなく実行するようにしたので、マルチチャネルビデオサーバ等のリアルタイム性が要求される装置を運用しながら、再割り付け処理を行うことができる。
【０１１４】
更に、本実施の形態に係るデータ記録再生装置１１によれば、再割り付け処理中であっても、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置と同様のデータの誤り検出および訂正の能力を保つことができ、システムの信頼性、保守性を向上させることができる。
【０１１５】
最後に、図１０を参照して、本実施の形態に係るデータ記録再生装置とＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置とで信頼性を比較した結果の一例について説明する。この例では、本実施の形態に係るデータ記録再生装置は、１４台の分割データ記録用のＨＤＤと２台のリードソロモン符号による冗長符号データ記録用のＨＤＤとを備えた構成としている。これに対し、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置は、７台の分割データ記録用のＨＤＤと１台のパリティデータ記録用のＨＤＤとを１組とし、この組み合わせを２組設けた構成としている。この例では、本実施の形態に係るデータ記録再生装置とＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置とは、共に１６台のＨＤＤを使用しておりハードウェアの規模が同等であり、且つ冗長度も共に８分の１で等しくなっている。
【０１１６】
図１０において、横軸は、ＨＤＤ単体でのエラー発生確率ＰU を表し、縦軸はデータ記録再生装置全体でのエラー発生確率ＰS を表している。また、図１０において、符号Ｒ６で示した線は、本実施の形態に係るデータ記録再生装置におけるＨＤＤ単体でのエラー発生確率ＰU と装置全体でのエラー発生確率ＰS との関係を表し、符号Ｒ３で示した線は、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置におけるＨＤＤ単体でのエラー発生確率ＰU と装置全体でのエラー発生確率ＰS との関係を表している。
【０１１７】
なお、符号Ｒ６で示した線は、以下の式で表される。
ＰS ＝16Ｃ3 ＰU 3 （１−ＰU ）13
【０１１８】
同様に、符号Ｒ３で示した線は、以下の式で表される。
ＰS ＝２× 8Ｃ2 ＰU 2 （１−ＰU ）6 
【０１１９】
図１０において、符号Ｄは、本実施の形態に係るデータ記録再生装置とＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置との間での、同じＨＤＤ単体でのエラー発生確率ＰU に対する装置全体でのエラー発生確率ＰS の差を表している。このような差Ｄから分かるように、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置に比べて本実施の形態に係るデータ記録再生装置の方が、同じＨＤＤ単体でのエラー発生確率ＰU に対する装置全体でのエラー発生確率ＰS が小さくなっており、信頼性が高いと言える。
【０１２０】
また、図１０において、符号Ｃで示した線は、ＲＡＩＤを用いない場合のＰU ＝ＰS となる関係を表している。この線Ｃよりも下側の領域では、ＲＡＩＤを用いない場合に比べて、同じＨＤＤ単体でのエラー発生確率ＰU に対するデータ記録再生装置全体でのエラー発生確率ＰS が小さくなって、信頼性が向上する。線Ｒ６，Ｒ３が線Ｃと交差する点は、ＲＡＩＤを用いない場合に比べて信頼性が向上し始める分岐点となる。線Ｒ６，Ｒ３が線Ｃと交差する点、すなわち分岐点をそれぞれＡ，Ｂとすると、本実施の形態に係るデータ記録再生装置は、分岐点Ａよりも確率ＰU が小さいときに、ＲＡＩＤを用いない場合に比べて信頼性が向上し、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置は、分岐点Ｂよりも確率ＰU が小さいときに、ＲＡＩＤを用いない場合に比べて信頼性が向上する。
【０１２１】
分岐点Ｂにおける確率ＰU に比べて分岐点Ａにおける確率ＰU の方が大きいことから、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置に比べて本実施の形態に係るデータ記録再生装置の方が、非定常誤り（ランダムエラー）に対する耐性が大きく、信頼性が高いことが分かる。
【０１２２】
以上の比較結果より、本実施の形態に係るデータ記録再生装置によれば、ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置に比べて、同等のハードウェアの規模および冗長度としながら、信頼性を向上させることができる。
【０１２３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、例えば、上記実施の形態では、分割データおよび誤り訂正符号データを記録する記録媒体としてハードディスクを用いたが、記録媒体は、これに限らず、光磁気ディスクや半導体メモリ等でもよい。
【０１２４】
また、誤り訂正符号データは、リードソロモン符号によるデータに限らず、複数の分割データの誤り訂正が可能なものであれば他の誤り訂正符号によるデータでもよい。
【０１２５】
また、上記実施の形態では、誤り訂正符号データ（冗長符号データ）を２バイトとして、２台のＨＤＤに記録する例を挙げたが、誤り訂正符号データを３バイト以上として、３台以上のＨＤＤに記録するようにしてもよい。誤り訂正符号データのバイト数を多くするほど、冗長度は大きくなるが、誤り訂正が可能な分割データの数が増え、信頼性は向上する。
【０１２６】
また、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および再生に使用される装置にも適用することが可能である。
【０１２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし７のいずれかに記載のデータ記録再生装置によれば、入力データを所定単位で分割して得られる複数の分割データを複数の第１のノンリニアアクセス可能な記録媒体にそれぞれ記録するとともに、第１の記録媒体に記録された分割データを再生する分割データ記録再生手段と、分割データの複数の誤り訂正符号データを生成して、複数の第２のノンリニアアクセス可能な記録媒体にそれぞれ誤り訂正符号データを記録するとともに、第２の記録媒体に記録された誤り訂正符号データを再生する誤り訂正符号データ記録再生手段と、誤り訂正符号データ記録再生手段で再生された誤り訂正符号データを用いて、分割データ記録再生手段から再生された分割データに対する誤り訂正処理を行う誤り訂正処理手段と、第１の記録媒体の記録領域における論理アドレスと物理アドレスとの対応関係を変更する再割付け処理を行うべき第１の記録媒体について、他の第１の記録媒体から除外して記録再生動作を一時的に停止させた状態で再割付け処理を行わせると共に、その再割付け処理中は、他の第１の記録媒体および複数の第２の記録媒体については記録再生動作を続行させるよう分割データ記録再生手段および誤り訂正符号データ記録再生手段を制御する再割付け処理制御手段とを備えたので、再割り付け処理中でもデータの誤り検出および訂正が可能であり、その結果、データ記録再生の運用を中断することなく再割り付け処理を行うことが可能で、且つ、リアルタイム性が要求される処理に適したデータ記録再生装置を実現することが可能となるという効果を奏する。
【０１２８】
また、請求項６または７記載のデータ記録再生装置によれば、更に、誤り訂正符号データ記録再生手段で再生された誤り訂正符号データを用いて、分割データ記録再生手段から再生された分割データに対する誤り訂正処理を行う誤り訂正処理手段と、第１の記録媒体と第２の記録媒体とにそれぞれ記録された、互いに対応する複数の分割データと誤り訂正符号データとのうち修復対象となる分割データ以外のデータを分割データ記録再生手段と誤り訂正符号データ記録再生手段とを制御して再生させ、再生された分割データと誤り訂正符号データとに基づいて分割データに対する誤り訂正処理を行うよう誤り訂正処理手段を制御し、誤り訂正された修復対象の分割データを第１の記録媒体に記録させるよう分割データ記録再生手段を制御することで、分割データの修復処理を行うデータ修復処理制御手段とを備えたので、更に、再割り付け処理後におけるデータの修復処理においてもデータの誤り検出および訂正が可能となるという効果を奏する。
【０１２９】
また、請求項７記載のデータ記録再生装置によれば、分割データの記録媒体への記録または記録媒体からの再生が行われないときに、データの修復処理を行うようにしたので、更に、データ記録再生装置の運用を中断することなく、データの修復処理を行うことが可能となるという効果を奏する。
【０１３０】
また、請求項８記載のＡＶサーバによれば、外部から入力された映像および音声データを含むデータを、ノンリニアアクセス可能な記録媒体に記録可能なデータに変換して出力するとともに、記録媒体から出力されたデータを外部に出力可能なフォーマットに変換して出力する複数の入出力処理手段と、複数の入出力処理手段のそれぞれから出力されたデータを所定単位に分割して得られる複数の分割データを複数の第１のノンリニアアクセス可能な記録媒体に記録させるとともに、第１の記録媒体に記録された分割データを再生する分割データ記録再生手段と、分割データの複数の誤り訂正符号データを生成して複数の第２のノンリニアアクセス可能な記録媒体にそれぞれ誤り訂正符号データを記録させるとともに、第２の記録媒体に記録された誤り訂正符号データを再生する誤り訂正符号データ記録再生手段と、誤り訂正符号データ記録再生手段で再生された誤り訂正符号データを用いて、分割データ記録再生手段から再生された分割データに対する誤り訂正処理を行う誤り訂正処理手段と、第１の記録媒体の記録領域における論理アドレスと物理アドレスとの対応関係を変更する再割付け処理を行うべき第１の記録媒体について、他の第１の記録媒体から除外して記録再生動作を一時的に停止させた状態で再割付け処理を行わせると共に、その再割付け処理中は、他の第１の記録媒体および複数の第２の記録媒体については記録再生動作を続行させるよう分割データ記録再生手段および誤り訂正符号データ記録再生手段を制御する再割付け処理制御手段とを備えたので、再割り付け処理中でもデータの誤り検出および訂正が可能であり、その結果、データ記録再生の運用を中断することなく再割り付け処理を行うことが可能で、且つ、リアルタイム性が要求される処理に適したＡＶサーバを実現することが可能となるという効果を奏する。
【０１３１】
また、請求項９ないし１４のいずれかに記載のデータ記録再生方法によれば、入力データを所定単位に分割して得られる複数の分割データを複数の第１のノンリニアアクセス可能な記録媒体に記録するとともに、分割データに対する複数の誤り訂正符号データを生成して複数の第２のノンリニアアクセス可能な記録媒体に記録する第１のステップと、第１のステップで第１の記録媒体に記録された分割データを再生するとともに、第２の記録媒体に記録された誤り訂正符号データを再生する第２のステップと、第１の記録媒体の記録領域における論理アドレスと物理アドレスとの対応関係を変更する再割付け処理を行うとき、第１のステップおよび第２のステップにおいて記録再生を行う他の第１の記録媒体から除外して記録再生動作を一時的に停止させた状態で再割付け処理を行うと共に、その再割付け処理中は他の第１の記録媒体および複数の第２の記録媒体については記録再生動作を続行する第３のステップと、第２のステップで再生された誤り訂正符号データから、第２のステップで再生された複数の分割データに対する誤り訂正処理を行う第４のステップとを備えたので、再割り付け処理中でもデータの誤り検出および訂正が可能となり、その結果、データ記録再生の運用を中断することなく再割り付け処理を行うことが可能となり、且つ、リアルタイム性が要求される処理に適したデータ記録再生処理を実現することが可能となるという効果を奏する。
【０１３２】
また、請求項１３または１４記載のデータ記録再生方法によれば、更に、第１および第２の記録媒体にそれぞれ記録された、互いに対応する分割データと誤り訂正符号データとのうち修復対象となる分割データ以外の分割データと誤り訂正符号データとをそれぞれ第１の記録媒体と第２の記録媒体とから再生させ、再生された分割データと誤り訂正符号データとから少なくとも修復対象となる分割データに対して誤り訂正処理を行い、誤り訂正された修復対象の分割データを第１の記録媒体に記録することで分割データの修復処理を行う修復処理ステップを備えたので、更に、再割り付け処理後におけるデータの修復処理においてもデータの誤り検出および訂正が可能となるという効果を奏する。
【０１３３】
また、請求項１４記載のデータ記録再生方法によれば、分割データの記録媒体への記録または記録媒体からの再生が行われないときに、データの修復処理を行うようにしたので、更に、データ記録再生の運用を中断することなく、データの修復処理を行うことが可能となるという効果を奏する。
【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を含むビデオサーバの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るデータ記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るデータ記録再生装置の通常モード時の１タイムスロットにおける動作を示す流れ図である。
【図４】図３に続く流れ図である。
【図５】図４における部分再構築処理の動作を示す流れ図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係るデータ記録再生装置の再割り付け処理モード時の動作を示す流れ図である。
【図７】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再構築処理モード時の１タイムスロットにおける動作を示す流れ図である。
【図８】本発明の一実施の形態におけるハードディスク上のフォーマットについて説明するための説明図である。
【図９】論理アドレスと物理的なセクタ番号との対応関係を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係るデータ記録再生装置とＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置とで信頼性を比較した結果の一例を示す特性図である。
【図１１】ＲＡＩＤ−３を用いたデータ記録再生装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】ＲＡＩＤ−５を用いたデータ記録再生装置の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０…ビデオサーバ、１１…データ記録再生装置、１２…入出力プロセッサ部、２１1 〜２１k ，２８1 ，２８2 …ＨＤＤ、２２…データ分配器、２３1 〜２３k ，２７1 ，２７2 …入力メモリ、２４1 〜２４k ，２９1 ，２９2 …コントローラ、２５1 〜２５k ，３０1 ，３０2 …出力メモリ、２６…冗長符号生成器、３１…エラー訂正器、３２…データ多重器、３３…ＣＰＵ。
【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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【図１１】
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【図１２】
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