WO2001078076A1 - Systeme pour disques durs, support et collecte d'informations - Google Patents

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WO2001078076A1
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access unit
transfer
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Yoshiki Kuno
Toshikazu Koudo
Yoshitaka Yaguchi
Noriaki Kubo
Kenichiro Yamauchi
Ryuichiro Tanaka
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a hard disk device for recording and reproducing AV data, a medium, and an information aggregate.
  • Hard disk devices that take advantage of their high speed and large capacity are being used not only for computers but also for digital AV equipment that records and reproduces video and audio by applying digital technology. There is a demand for a large-capacity hard disk device for recording and reproducing digital AV information.
  • FIG. 13 shows the configuration of a conventional hard disk drive, HDD 10 and PC 60.
  • the PC 60 is a personal computer capable of real-time processing of AV data.
  • the magnetic disk 23 is a magnetic recording medium for recording data.
  • the magnetic head 24 is means for recording and reproducing information on and from the magnetic disk 23.
  • the actuator 25 is means for mounting the magnetic head 24 on the tip and positioning the magnetic head 24 at an arbitrary radial position on the magnetic disk 23.
  • the actuator 25 includes a carriage 25a, a suspension 25b, a drive coil 25c, a permanent magnet 25d, and the like.
  • the carriage 25a is means for swinging about the point c as the center of rotation.
  • the suspension 25b is mounted on the carriage 25a, and is a means for causing the magnetic head 24 to float at a distance of several tens of nanometers from the surface of the magnetic disk 23 by a floating mechanism called a slider.
  • the driving coil 25c is a means for generating a driving force by a permanent magnet 25d provided opposite thereto, and as a result, rotating the actuator 25.
  • the permanent magnet 25 d is means for generating a driving force by the driving coil 25 c and rotating the actuator 25.
  • the head amplifier 27 is means for detecting and amplifying the reproduction signal of the air head 24 and amplifying the recording signal.
  • the controller 26 detects the relative position of the magnetic head 24 with respect to the magnetic disk 23 from the output of the head amplifier 27, and positions the actuator 25 at a predetermined position on the magnetic disk 23.
  • a control signal is output to the driver 28, a signal read from the output of the head amplifier 27 is converted into digital data, and digital data to be recorded is converted into a signal to be written, and supplied to the head amplifier 27. is there.
  • the driver 28 is a means for supplying a current corresponding to the control signal to the actuator 25.
  • the interface 29 is a means for exchanging digital information with the PC 60.
  • the buffer cache 30 is a means for storing such information and efficiently recording / reproducing on / from the magnetic disk 23.
  • a spindle motor ⁇ ⁇ for driving the magnetic disk 23 to rotate, a buffer control unit for controlling the buffer cache 30, and an information recording / reproducing circuit are provided.
  • FIG. 14 shows the magnetic disk 23.
  • Tracks 62 are formed on the magnetic disk 23 as sections for recording data on concentric circles.
  • the track 62 is divided into sectors 63.
  • Tracks 62 are given track numbers sequentially from the inside or the outside, and the storage area on the magnetic disk 23 can be uniquely specified by specifying the track number and the sector number. . Since the HDD 10 can be accessed in units of sector 63, if one piece of AV data is composed of a plurality of sectors 63, it is not necessarily included in one track 62 or in an adjacent track 62. It is not always the case that the sectors 63 constituting the AV data exist. That is, one AV data may be recorded in the non-consecutive sector 63.
  • the magnetic disk 23 is provided with an area called a spare area separately from an area for recording AV data, and a sector belonging to the spare area is called a spare sector.
  • the replacement area is provided, for example, on the inner peripheral side of the magnetic disk 23.
  • the replacement sector is used for recording or reproduction on the magnetic disk 23. This sector is used in place of a defective sector when a defective sector cannot be performed normally.
  • the magnetic head 24 moves (seeks) to the track on which the AV data is recorded, and then the magnetic disk 23 rotates and the magnetic head 24 Wait until there is a sector to be recorded or reproduced under, and then record or reproduce AV data.
  • adjacent sectors can be read continuously without moving the magnetic head 24 or waiting for rotation.
  • the next recording / reproduction can be started within the above-mentioned time, but the operation to settle the residual vibration after the track jump is often performed. (Tring; sett 1 ing) passes over the next recording / reproducing position after prolonged operation, so that there may be a case where it waits for one more rotation. In this case, the transfer performance is further reduced.
  • the PC 60 transfers the data to the HDD 10 for each GOP (Group fp ct tur e).
  • the PC 60 sequentially stores the AV data sent from an external device at a rate of 30 frames per second in the buffer 76 provided in its own main memory.
  • Fig. 15 (a) shows one GOP, one GOP 64.
  • GOP is a unit of AV data editing, and always includes one I-frame.
  • 1GOP64 has frames arranged in the order of I, ⁇ , ⁇ , ⁇ , ⁇ , ''.
  • One GOP is composed of about 0.5 seconds worth of AV data. That is, when displaying AV data at 30 frames per second, one G0P is composed of 15 frames.
  • its size Is usually about 512K bytes to about 1M bytes for images for high definition television. In the case of images for high-definition television, the size is from 1.5 MB to 2 MB.
  • the size of the fixed block 66 is set to, for example, 1 Mbyte.
  • the size of the fixed block 66 is set to, for example, 2 Mbytes.
  • the controller 26 Upon receiving the recording command issued by the PC 60 from the interface 29, the controller 26 records the data of the fixed block 66 on the magnetic disk 23.
  • the PC 60 issues a read command to the interface 29.
  • the controller 26 When the controller 26 receives the read command issued by the PC 60 from the interface 29, the controller 26 reads the fixed block 66 having a fixed length at the time of recording from the magnetic disk 23 as shown in FIG.
  • the PC 60 receives the data read by the controller 26 from the interface 29. Then, in the fixed block 66, the dummy data 65 and one GOP 64 are stored in the buffer 76. Then, only the AV data of 1 GOP 64 stored in the buffer 76 is divided by about 30 frames per second. AV decoding and display on the monitor connected to PC60.
  • FIG. 15 (c) shows a time chart when recording and reproducing simultaneously a fixed block 66 obtained by adding dummy data 65 to one GOP 64.
  • time is divided into T (T is a predetermined number) time periods.
  • the PC 60 controls the HDD 10 to perform the recording and the reproducing operation once every time in the cycle of the T time. That is, as shown in (c) of FIG. 15, the PC 60 controls to record the fixed block 66a during the period T and read the fixed block 66b.
  • Figure 16 shows the operation during playback.
  • the PC 60 controls to read out the AV data stored in the magnetic disk 23 of the HDD 10 for each fixed block 66.
  • the data in the fixed block 66 is read out only once during the period T and read out as shown by 68 a and stored in the buffer 76.
  • the data is read out only once during the next cycle, and the data in the fixed block 66 is read out as shown by 68 b and stored in the buffer 76. Further, during the next cycle T, the data in the fixed block 66 is read out once and stored in the buffer 76 as shown by readout 68c.
  • the PC 60 sequentially reads and decodes the AV data stored in the buffer 76. That is, as shown in the output 69a, the output 69b, and the output 69c, the data is sequentially read and decoded in units of 1 GOP (in the case of the conventional example, 15 frames of AV data).
  • the PC 60 guarantees that the recording or the reading is performed on the HDD 10 in the unit of the fixed block 66 at every time of the period T.
  • PC60 and HDD10 Even when performing multi-channel processing, such as playing back AV data on two channels while recording AV data on the channel, the PC 60 must always record, read, or read data on each channel every time period T. Guarantee.
  • the order of the processes for each channel is cyclically performed by the PC 60 in a predetermined order. This will be described in the case of simultaneous processing on four channels as multi-channel processing.
  • processing D Processing of recording (or playback) of AV data 1 A, Processing of recording (or playback) of AV data 2 B, Processing of recording (or playback) of AV data 3 C, Recording (or playback) of AV data 4
  • the processing is called processing D.
  • the PC 60 performs the recording (or reading) processing on the HDD 10 in units of the fixed block 66 in the order of the processing A, B, C, and D during the cycle T. Then, during the next cycle T, the PC 60 performs the recording (or reading) processing for the HDD 10 in the order of the processing A, B, C, and D in units of the fixed blocks 66. Further, during the next cycle T, the PC 60 performs the processes A, B, C, and D in this order.
  • the processing order for each channel is performed cyclically while observing the predetermined order for each cycle T.
  • PC60 always records or re-records once during cycle T.
  • the control is performed so that the generated AV data is written to or read from the HDD 10 in fixed block 66 units.However, when recording or reading from the magnetic disk 23 in the normal case It may happen that the recording or reading of the fixed block 66 cannot be completed at the time of the cycle T because it took longer. Such a situation may occur, for example, when a defective sector is encountered during recording or reading of the magnetic disk 23 of the HDD 10 and the HDD 10 performs a retry process.
  • FIG. 18 shows the operation at the time of reproduction when the processing is delayed as described above.
  • AV data of fixed block 66 As shown in read 73, it is necessary to output AV data of fixed block 66 as shown in output 74 . Therefore, the AV data output from the PC 60 is missing. Therefore, the recording or reading operation on the magnetic disk 23 If is not completed during the period T, data will be lost when recording or reproducing AV data, and continuous transfer of AV data cannot be ensured. Further, as briefly described in the above description, while the HDD 10 is used, a defective area is generated on the magnetic disk 23 due to aging or the like.
  • the PC 60 and HDD 10 incorporate an error recovery function to improve the reliability of recording or reading.
  • the error recovery function includes a retry process for re-recording or reading data in the area where the error occurred, and allocating the LBA allocated to the area where the error occurred to another area, Replacement processing to stop use, LBA reallocation processing, etc.
  • the controller 26 moves the position of the magnetic head 24 slightly, and then performs recording or reading again. . Such a retry process is repeated a predetermined number of times until recording or reading can be performed normally.
  • the controller 26 regards the sector as a defective sector and performs a replacement process described below.
  • the replacement process is performed by the HDD 10.
  • the replacement process will be described with reference to FIG. In Fig. 19 (a), the replacement process is performed. This shows how the LBA before the recording corresponds to the area of the magnetic disk 23. (B) shows how the LBA corresponds to the area of the magnetic disk 23 after the replacement process is performed. (C) is a magnetic disk 23.
  • the PC 60 When recording or reproducing the AV data on the HDD 10, the PC 60 notifies the HDD 10 of the LBA to be recorded or reproduced.
  • the controller 26 of the HDD 10 records or reproduces data in the sector corresponding to the designated LBA. That is, the controller 26 has a list that associates the LBA with the magnetic disk 23.
  • LBAs 1 to 6 sequentially correspond to sectors in the area A of the magnetic disk 23.
  • the LBA 7 corresponds to the sector B of the magnetic disk 23.
  • LBAs 8 to 12 sequentially correspond to sectors in the area C of the magnetic disk 23.
  • the controller 26 determines that sector B of the magnetic disk 23 is a defective area, and writes the above list so as to use the replacement sector B in the replacement area instead of the sector B. Replace.
  • the magnetic disk 23 is provided with a predetermined area used for the replacement processing in advance, and the sector included in this area is used for the replacement processing. Used as a replacement sector to use.
  • the controller 26 when the replacement process is performed, when the controller 26 encounters a defective sector, the controller 26 rewrites a list that associates the LBA with the sector of the magnetic disk 23, and thereafter, replaces the defective sector with the replacement sector in the replacement area. This is the process to be used.
  • discontinuous sectors such as B 'in Fig. 19 (b) are allocated to the LBA, so that a seek operation occurs even when accessing a continuous LBA. And the continuous transfer performance of the hard disk drive decreases.
  • FIG. 20 shows a process of reallocating the LBA by the PC 60.
  • the function of the replacement process of the HDD 10 is turned off.
  • FIG. 20 (a) shows the result of LBA reassignment processing performed when the sector corresponding to LBA 7 is a defective sector, similarly to FIG. 19 (b). . That is, the PC 60 holds the LBA correspondence table as shown in FIG. This is a table that associates the LBA used by the PC 60 with the LBA used by the HDD 10.
  • the LBA Since the sector corresponding to LBA 7 is a defective sector, an access error occurs when trying to access LBA 7. When the number of such defective sectors reaches a certain number, the LBA is reallocated. Defective sector B is not used by LBA reallocation processing. That is, the LBA used in the PC 60 is associated with the LBA used in the HDD 10 as shown in FIG. That is, the defective sector B is not used. In addition, the LBA correspondence table is created so that the LBAs used in the PC 60 correspond to the sectors in the order of rotation of the disk. Therefore, if the LBA used in the PC 60 is accessed continuously, the defective area is skipped and the sector is accessed in the order of rotation of the disk, so that the seek operation does not occur.
  • the buffer cannot be absorbed, and the AV data to be recorded or reproduced has a problem.
  • the LBA reassignment process is performed on the PC side as described above.
  • this process is very time-consuming, because in order to reassign LBA, data already recorded in a sector must be re-recorded in another sector. That is, there is a problem that the reallocation process takes time. Disclosure of the invention
  • the present invention considers the problem that when recording in GOP units, dummy data is inserted and then recorded, so that the data capacity is increased and the transfer time is wasted, and the hard disk drive with no wasted transfer time is considered. , Media and information aggregates.
  • the present invention considers the problem that if the recording operation or the reading operation is not completed within a predetermined period, the buffer cannot be absorbed and the AV data to be recorded or reproduced will be missing, and It is an object of the present invention to provide a hard disk drive, a medium, and an information aggregate in which even if recording or reading operation is delayed, the delay is recovered and AV data is not lost.
  • the present invention also considers the problem that, when managing a defective area, performing a replacement process reduces the recording or reading speed of a hard disk device. It is an object of the present invention to provide a hard disk drive, a medium, and an information aggregate in which the recording and reading speeds do not decrease even if a replacement process is performed when managing areas.
  • the present invention considers the problem that it takes time to reassign an LBA when managing a defective area, and provides a hard disk drive and a medium that do not need to reassign an LBA when managing a defective area.
  • the purpose is to provide an information aggregate.
  • a first present invention (corresponding to claim 1) comprises: a recording unit that records AV data on a hard disk;
  • Stream control means connected to the recording means for signal processing of the AV data sent from the interface or the AV data sent to the interface
  • a hard disk drive capable of recording and / or reproducing AV data
  • a disk access unit which is the minimum unit for continuously accessing the hard disk and has a size that guarantees real-time transfer of AV data, is not completed normally, the disk access unit is replaced.
  • This is a hard disk device that performs replacement processing for each disk access unit so that another disk access unit can be used later.
  • the case where the transfer is not completed normally means that the number of times that the transfer of AV data to the disk access unit is not completed within a predetermined time
  • the first invention which is the case where a predetermined number of times has been exceeded, It is a hard disk device as described.
  • a third aspect of the present invention when the transfer of the AV data to the sector of the hard disk is not completed normally, the transfer is completed normally.
  • the hard disk device according to the first or second aspect of the present invention which performs a sector-by-sector replacement process in which another sector is used instead of the previous sector.
  • a fourth invention is a recording means for recording AV data on a hard disk
  • Stream control means connected to the recording means for signal processing of the AV data sent from the interface or the AV data sent to the interface
  • a hard disk drive capable of recording and / or reproducing AV data with a multi-channel
  • the stream control unit executes the predetermined size stored in the buffer. Generating a write request to transfer the data to the recording unit, the recording unit writes the data of the predetermined size,
  • the stream control means At the time of reproduction, at a timing when the data of the predetermined size is read from the buffer of the stream control means to the interface, the stream control means generates a read request for transfer from the recording means,
  • the recording unit is a hard disk device that reads the data of the predetermined size and stores the data in the buffer.
  • the stream control means executes a transfer command to the recording means in the order in which the write request and the read request are received.
  • a hard disk drive according to a fourth aspect of the present invention.
  • the stream control means executes a transfer command to the recording means in an order according to a predetermined priority order of the write request and the read request.
  • a hard disk drive according to a fourth aspect of the present invention.
  • a seventh invention is the hard disk device according to any one of the fourth to sixth inventions, wherein the data of the predetermined size has a fixed length.
  • An eighth invention is the hard disk device according to the seventh invention, wherein the fixed length is an integral multiple of the number of bytes in one sector.
  • a ninth aspect of the present invention is that the AV data is an MPEG transport stream,
  • the data of the predetermined size is obtained by adding a header to data obtained by collecting a predetermined number of time-stamped packet data obtained by adding a time stamp to the transport packet of the AV data, and adding a header to the data.
  • a tenth aspect of the present invention provides all or a part of the functions of all or part of the hard disk device according to any one of the first to ninth aspects of the present invention.
  • a medium that stores a program and / or data to be executed by a computer is a medium that can be processed by a computer.
  • the eleventh invention provides all or a part of the functions of all or a part of the invention according to any one of the first to ninth inventions.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the HDD device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the IE 1394 I / F and the stream control means according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of the HDD according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining each operation of seek, settling, and tracking according to the first embodiment of the present invention. '
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a transfer rate per channel for each recording size according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating that (a) the recording unit in the first embodiment of the present invention is a transport packet and a time stamp.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating a recording format of a disk access unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a data transfer method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 shows recording and reproduction of AV data according to the first embodiment of the present invention. It is a time chart figure in the case of performing simultaneously.
  • FIG. 9 is a time chart when recording and reproducing AV data simultaneously according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing a recording format of the disk access unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing a table in which LBAs, tracks, and sectors are associated with each other in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 shows (a) a DAU management table according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a conventional HDD device.
  • FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a conventional magnetic disk.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating (a) the GOP structure.
  • B) is a diagram for explaining that a conventional HDD device records data in GOP units.
  • C A time chart when the conventional HDD device simultaneously performs a recording operation and a reproducing operation.
  • -FIG. 16 is a diagram for explaining a reproduction operation of the conventional HDD device.
  • FIG. 17 is a time chart when (a) a delay occurs in a recording or reading process for a magnetic disk in a conventional HDD device. (B) Another time chart when a delay occurs in the recording or reading processing for the magnetic disk in the conventional HDD device.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining a reproducing operation in a conventional HDD device when a recording or reading process for a magnetic disk has a delay.
  • Fig. 19 shows (a) the conventional HDD device, the LBA and the magnetic disk before the replacement process. It is a figure showing correspondence with a field of a mark.
  • (B) is a diagram showing the correspondence between the LBA after the replacement process and the area of the magnetic disk in the conventional HDD device.
  • (C) is a diagram showing an area of a magnetic disk.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating (a) a conventional HDD device, which is an allocation process at the time of LBA.
  • FIG. 3B is a diagram showing an area of the magnetic disk. Explanation of reference numerals
  • FIG. 1 shows a configuration of a system including an HDD device 2 which is an embodiment of the hard disk device of the present invention.
  • HDD device 2 is connected to IEEE 1394 path 1.
  • STB 3 is also connected to IEEE 1394 bus 1.
  • an antenna 4 and a monitor 5 are connected to STB3.
  • the IEEE 1394 path 1 is an IEEE Standard for High-Performance Serial Bus described in IEEE 1394—1995, which relays the transfer of AV data and the exchange of commands.
  • the HDD device 2 is a device that records, records, or reproduces AV data while exchanging AV data with the STB 3 via the IEEE1394 path 1.
  • STB3 After receiving the broadcast wave transmitted from the broadcasting station, STB3 displays the received AV data on the moeta 5, transfers the received AV data to the IEEE 1394 path 1, and executes the IEEE 1394 path 1.
  • This is a Set Top Box (satellite receiver) that displays the AV data transferred from the PC on the monitor 5.
  • FIG. 2 shows a detailed configuration of the stream control unit 8 of the HDD device 2.
  • the IEEE 1394 I / F 7 has a recording / reproducing port 21.
  • the stream control means 8 includes a recording signal processing means 16, a reproduction signal processing means 17
  • Transfer control means 18 Transfer control means 18, buffer RAMI 9, and microprocessor 20.
  • FIG. 3 shows a detailed configuration of the HDD 10.
  • the HDD 10 includes a controller 26, a head amplifier 27, a driver 28, an interface 29, a buffer cache 30, a magnetic disk 23, a magnetic head 24, and an actuator 25.
  • the HDD 10 is the same as that described in the related art.
  • the STB 3 includes a tuner 11, a transport decoder 15, an AV decoder 13, and an IEEE 1394 IZF 14.
  • an IEEE 1394 I / F 7 constituting the HDf) device 2 is an interface for exchanging commands and AV data with an external device via the IEEE 1394 bus 1.
  • the recording / reproducing port 21 is a port connected to the IEEE 1394 path 1.
  • the stream control means 8 is a means having an ability to access the magnetic disk 23 by designating LBA (logicalbloccdres ss) and simultaneously process AV data of two or more channels.
  • LBA logicalbloccdres ss
  • the recording signal processing means 16 constituting the stream control means 8 analyzes the input MPEG2 transport stream to create information for performing special reproduction, and also creates a transport path for the MPEG2 transport stream. This is a means for adding a time stamp for accumulation to the packet and transferring the packet to the transfer control means 18.
  • the reproduction signal processing means 17 separates the storage timestamp added to the transport bucket of the MPEG2 transport stream transferred from the transfer control means 18, and outputs the time interval indicated by the timestamp.
  • the transport packet is transferred to the IEEE 1394 IZF 7 by using, and at the time of trick play, the MPEG-2 transport stream transferred from the transfer control means 18 is reconstructed to conform to the MPEG2 grammar. This is a means to create special playback data.
  • the transfer control means 18 When recording the AV data, the transfer control means 18 The MPEG2 transport stream and the information for trick play sent from it are stored in the buffer RAMI 9, and when data is stored in the buffer RAMI 9 for the access unit, a command is issued and written to the HDD 10. This is a means for instructing the start LBA of the disk access unit to be used and the number of sectors for the disk access unit, and transferring the data to the HDD 10 by the size of the data disk access unit stored in the buffer RAMI9.
  • a command is issued to the HDD 10. This is a means to indicate the start LBA of the disk access unit to be read and the number of sectors for the disk access unit, and store the data of the disk access unit size read by the HDD 10 in the buffer RAMI 9. .
  • the buffer RAMI 9 is a synchronous dynamic RAM for temporarily storing data.
  • the microprocessor 20 is a means for controlling the execution of the processing of the IEEE 1394 / / 7 stream control means 8, the recording signal processing means 16, and the reproduction signal processing means 17.
  • the controller 26 that configures the HDD 10 associates the specified LBA with the head and sector, controls the actuator 25 and the spindle motor, positions the magnetic head 24, and moves the magnetic head 24 to the magnetic disk 23.
  • This is a means for controlling to perform recording or reading for. That is, the controller 26 detects the relative position of the magnetic head 24 with respect to the magnetic disk 23 from the output of the head amplifier 27, and controls the actuator 25 on the magnetic disk 23.
  • a control signal for positioning at a predetermined position is output to the driver 28, a signal read from an output of the head amplifier 27 is converted into digital data, and a digital data to be recorded is converted into a signal to be written. This is a means for supplying to the head amplifier 27.
  • the head amplifier 27 is means for detecting and amplifying a reproduction signal of the magnetic head 24 and amplifying the recording signal.
  • the driver 28 is means for supplying a current corresponding to the control signal to the actuator 25.
  • the interface 29 is a means for exchanging information such as command data which is an operation instruction from the transfer control means 18.
  • the buffer cache 30 is a means for storing such information and efficiently recording / reproducing on / from the magnetic disk 23.
  • the magnetic disk 23 is a magnetic recording medium for recording data.
  • the magnetic head 24 is means for recording and reproducing information on and from the magnetic disk 23.
  • the actuator 25 is means for mounting the magnetic head 24 on the tip and performing a positioning operation at an arbitrary radial position on the magnetic disk 23.
  • a spindle motor 2 for driving the magnetic disk 23 to rotate, a buffer control unit for controlling the buffer cache 30 and the like are provided.
  • the IEEE 1394 IZF 14 constituting the STB 3 communicates with an external device connected to the IEEE 1394 path 1 via the IEEE 1394 bus 1.
  • the tuner 11 is a means for receiving and demodulating a BS broadcast.
  • the transport decoder 15 is a means for separating the MPEG2 transport stream.
  • the AV decoder 13 is a means for expanding the compression of the separated AV data and converting it into an analog signal.
  • the sector constituting the magnetic disk 23 has a length of 512 bytes, and the stream control means 8 reads / writes data from / to the magnetic disk 23 in, for example, continuous 4096 sectors at a time. .
  • an area where the stream control means 8 reads and writes the magnetic disk 23 at one time is called a disk access unit.
  • the HDD device 2 of the present embodiment is an example of the hard disk device of the present invention
  • the HDD 10 of the present embodiment is an example of the recording means of the present invention.
  • 39 4 I ZF 7 is an example of the interface of the present invention. Next, the operation of the present embodiment will be described.
  • the magnetic disk 23 is driven to rotate at a constant rotation speed by a spindle motor (not shown).
  • the magnetic head 24 is positioned by the actuator 25.
  • position information (b in the figure) is recorded in advance on concentric tracks (one track is shown by a broken line in a in the figure).
  • the position information b is recorded at regular intervals on each track, and the magnetic head 24 reproduces the position information at regular time intervals as the magnetic disk 23 rotates.
  • the reproduced signal of the magnetic head 24 is detected and amplified by the head amplifier 27. Is input to the controller 26.
  • the controller 26 determines that the information is position information based on the input signal, calculates the position error of the magnetic head 23 with respect to the target track a at that time, and reduces the position error so as to reduce the position error. Calculate the control amount necessary to drive the motor 25 and output the control signal.
  • the driver 28 supplies a necessary current to the drive coil 25 c of the actuator 25 based on the input control signal.
  • a driving force is generated by the driving coil 25c and the permanent magnet 25d provided opposite thereto, and the actuator 25 rotates around the point c and constantly magnetizes on the target track a.
  • Head 2 4. Position. In this state, information is recorded and reproduced in the data area by the magnetic head 24.
  • seek 31 is an operation of moving between tracks as shown in FIG.
  • the head moves from the current position (the position of the magnetic head 35 a) to the vicinity of the target track in as short a time as possible.
  • the settling 32 is performed, which is an operation of setting the swing to the center of the target track (the position of the magnetic head 35b). After settling 32, the magnetic head 35b is precisely positioned. After that, data recording or reproduction is performed. It is necessary to control so that the magnetic head 35b is correctly positioned on the target track even during data recording and reproduction. Since the rotating disk generates various vibrations and the magnetic head 35b also vibrates, the operation of the tracking 33, which is the operation following the track, is necessary. Thus, the positioning operation of the magnetic head 35b is roughly divided into three modes: seek, settling, and tracking. Data cannot be recorded or read during seek and settling operations, and data can be recorded or read only during tracking operations.
  • the magnetic head 24 moves (seeks) to a track on which the AV data is recorded, and then the magnetic disk 23 is moved. After rotating and waiting until a sector for recording or reading comes under the magnetic head 24, the AV data is recorded and reproduced. Further, adjacent sectors can be continuously read without moving the magnetic head 24 or waiting for rotation. However, in order to read a plurality of non-consecutive sectors, it is necessary to repeat the three steps of moving the magnetic head 24, waiting for rotation, and reading data. It takes extra time to move the data and wait for rotation as time during which data cannot be read.
  • the length of the disk access unit which is the minimum unit for continuously recording or reading AV data, is increased to some extent, and the above-described seek settling operation is performed. Needs to be reduced in frequency. It is also necessary to consider the time required for processing such as retries.
  • the size of the disk access unit is determined by the following equation (1). Number 1D
  • Equation 1 indicates that when the size of the disk access unit is D, the transfer rate becomes Rch.
  • the required transfer rate is about 15 Mbps
  • the required transfer rate is about 30 Mbps. Therefore, if the Rch obtained by Equation 1 is 30 Mbps or more, both high-definition television images and normal-definition images can be transferred continuously. D at this time may be the size of the disk access unit.
  • T1 is the processing time required to record or read the data of transfer size D to the inner circumference of the magnetic disk 23, and D is the transfer size.
  • R i is the recording or reading rate on the inner circumference of the magnetic disk 23
  • C is the number of channels during multi-channel processing
  • S st is the time required for one settling
  • W is the rotation waiting time.
  • T2 is the processing time required to record or read the data of the transfer size D on the outer and inner circumferences of the magnetic disk 23
  • D is the transfer size
  • R is the transfer size
  • i is the recording or reading rate on the inner circumference of the magnetic disk 23
  • Ro is the recording or reading rate on the outer circumference of the magnetic disk 23
  • C is the channel during multi-channel processing.
  • S st is the time required for settling
  • S fsk is the time required for full-stroke
  • W is the time waiting for rotation.
  • the arithmetic operator 10 used in Equation 3 represents only the quotient of the quotient and the remainder obtained as a result of performing the division.
  • the arithmetic operator% represents only the remainder of the quotient and remainder obtained as a result of performing the division.
  • Fig. 5 shows the relationship between D tRCh and R i assuming that R i is 70 Mbps and Ro is 108 Mbps.
  • the size of the disk access unit of the HDD device 2 of the present embodiment is set to 2 Mbytes.
  • the HDD device 2 Since the HDD device 2 has the size of the disk access unit obtained in this way, the AV data is used for both the normal definition television image and the high definition television image. AV data during channel processing Can be guaranteed.
  • An MPEG2 transport stream is sent from a BS broadcast station on a broadcast wave.
  • the antenna 4 converts this broadcast wave into an electric signal.
  • the tuner 11 receives and demodulates the electric signal.
  • the transport decoder 15 separates the MPEG2 transport stream.
  • the IEEE 1394 I / F 14 creates an isochronous packet from the separated MPEG 2 transport stream and transmits it to the 1 £££ 1394 bus 1.
  • the IEEE 1394 I / F 7 receives the asynchronous bucket transferred to the IEEE1394 bus 1 from the recording / reproducing port 21 by identifying its channel number. Further, the received iso-nasal bucket is converted into a MEPG2 transport stream. Then, the transport packets are sequentially transferred to the recording signal processing means 16 at the timing indicated by the transmission time stamp.
  • the recording signal processing means 16 adds a storage time stamp to the transport packet sent from the IEEE 1394 I / F 7. Further, the MPEG2 transport stream is analyzed to create special reproduction information indicating a position at which each frame used in the special reproduction is included. Special created The transport bucket to which the reproduction information and the time stamp are added is output to the transfer control means 18.
  • the transfer control unit 18 arbitrates the data transfer of the recording signal processing unit 16, the reproduction signal processing unit 17, and the HDD 10. When the transport bucket to which the time stamp is added and the special reproduction information are transferred from the recording signal processing means 16, they are received and stored in the buffer RAM 9.
  • the transfer control means 18 calculates the sum of the size of the transport packet added with the time stamp stored in the buffer RAM I 9 and the size of the header information storing information for special reproduction etc. as the size of the disk access unit. That is, at the timing of 2 Mbytes, the transport bucket with the header information and the time stamp added to the buffer RAM I9 is transferred to the HDD 10 and the recording start LBA And the number of sectors to be written, and issues a command to write data to the magnetic disk 23.
  • the number of sectors to be written specifies the number of sectors that make up the disk access unit. That is, since the size of the disk access unit is 2 Mbytes and one sector is 5 12 bytes, the number of sectors is designated as 409.
  • the controller 26 controls the rotation speed of the spindle motor and also controls the actuator 25.
  • the controller 26 performs signal processing for recording on the transferred data according to an instruction from the transfer control means 18, amplifies the data to a predetermined magnification, and sends the amplified data to the magnetic head 24.
  • the controller 26 controls the actuator 25 to position the magnetic head 24 at the next write position on the magnetic disk 23.
  • magnetic head 2 4 records this signal on the magnetic disk 23.
  • the controller 26 notifies the interface 29 that the recording has been completed.
  • the interface 29 notifies the transfer control means 18 that the recording has been completed.
  • the length of data written at one time by the controller 26 is performed in units of a fixed-length disk access unit.
  • the transfer control unit 18 When the transfer control unit 18 knows that the HDD 10 has completed the data recording, it performs arbitration with the playback, the recording signal processing unit 16, the reproduction signal processing unit 17, and the interface 29.
  • the STB 3 receives the AV data transmitted from the BS broadcasting station, and the HDD device 2 records the AV data.
  • the transfer control means 18 issues a read command to the HDD 10 by specifying the start LBA of the AV data to be read and the number of sectors to be read. However, as the number of sectors to be read, specify 4096 which is the number of sectors of the disk access unit.
  • the controller 26 of the HDD 10 controls the spindle motor and the actuator 25 based on the LBA and the number of sectors specified by the transfer control means 18 to position the head 24 at the next reading position of the AV data on the magnetic disk 23. I do.
  • the head 24 reads a signal recorded on the magnetic disk 23.
  • Head amplifier 27 Amplifies this signal by a predetermined factor, and controller 26 The amplified signal is converted into digital data.
  • the interface 29 transfers the read data to the transfer control means 18.
  • the transfer control means 18 temporarily stores the AV data for the capacity of the disk access unit from the interface 29 in the buffer RAMI 9.
  • the AV data stored in the buffer RAMI 9 is composed of a transport packet to which header information and a series of time stamps are added. Then, the transfer control means 18 sequentially transfers the AV data from the buffer RAMI 9 to the reproduction signal processing means 16.
  • the transfer control means 1 ⁇ instructs the read HDD 10 to read at the timing when the AV data stored in the buffer RAMI 9 is transferred to the reproduction signal processing means 17 by the size of the disk access unit, that is, by 2M bits. Issue a command.
  • the reproduction signal processing means 16 separates the time stamp added to the MPEG2 transport bucket of the AV data sent from the transfer control means 18, and removes the time stamp at the time indicated by the time stamp. Transfer the transport bucket to IEEE 1394 IZF 7.
  • the IEEE 1394 I / F 7 transmits the AV data as an isochronous bucket from the recording / reproducing port 21 to the IEEE 1394 bus 1.
  • the IEEE1394 I / F 14 of the STB 3 identifies the channel number and receives the isochronous bucket sent from the IEEE 1394 I / F 7. Then, the IEEE 1394 IZF 14 converts the received asynchronous packet into an MPEG2 transport stream. Then, it outputs to the transport decoder 15.
  • the transport decoder 15 converts the MPEG2 transport stream. Separate and convert to packetized elementary stream (PES).
  • PES packetized elementary stream
  • the AV decoder 13 decompresses the PES, converts it into an analog signal, and outputs it to the monitor 5.
  • Monitor 5 displays AV data on the screen.
  • the HDD device 2 displays the recorded AV data on the monitor 5 connected to the STB 3 via the IEEE1394 bus 1.
  • the STB 3 receives AV data transmitted from a BS broadcast station, and the HDD device 2 records the AV data.
  • the operation of recording the AV data and playing back the recorded AV data to the monitor 5 connected to the STB 3 via the IEEE 1394 path 1 at the same time as recording the AV data will be described.
  • the IEEE 1394 IZF 7 receives the recording isochronous packet from the recording / reproducing port 21 by identifying the channel number. Then, the recording signal processing means 16 adds a time stamp for accumulation to the transport packet, analyzes the MEPG2 transport stream, and creates special reproduction information. Then, the recording signal processing unit 16 transfers the transport packet to which the time stamp is added and the special reproduction information to the transfer control unit 18. Further, the transfer control means 18 stores the AV data and the special reproduction information sent from the recording signal processing means 16 in the buffer RAM I9.
  • the transfer control means 18 transfers 2 megabytes of data from the buffer RAM I 9 to the interface 29 of the HDD 10, and starts recording with the LBA and the number of sectors to be recorded, ie, 4 0 9 6 And issue a command to instruct HDD 10 to record.
  • the HDD 10 is already in the process of transferring data, issue a command to instruct recording after the transfer of the HDD 10 is completed.
  • the controller 26 When the controller 26 receives this command via the interface 29 of the HDD 10, the controller 26 records the data on the magnetic disk 23.
  • the AV data recorded on the magnetic disk 23 in this way is reproduced simultaneously.
  • the transfer control means 18 issues a command for instructing the HDD 10 to read by specifying the start LBA of the AV data to be read and the number of sectors to be read, ie, 4096.
  • the HDD 10 is already transferring data, it issues a read command after the transfer is completed.
  • the controller 26 controls the spindle motor and the actuator 25 based on the start LBA specified by the transfer control means 18 and the number of sectors to be read, and reads AV data from the magnetic head 24.
  • the read AV data is transferred to the interface 29.
  • the transfer control means 18 is a disk access unit from the interface 29. Then, the data for each bit is stored in the buffer RAMI9. Then, the AV data is sequentially transferred to the reproduction signal processing means 17. At the timing when the AV data stored in the buffer RAMI 9 has been transferred to the reproduction signal processing means 17 by the size of the disk access unit, the transfer control means 18 again issues a command for instructing the HDD 10 to read. However, if the HDD 10 is already transferring, issue a read command after the transfer is completed.
  • the reproduction signal processing means 17 separates the time stamp added to the transport packet and transfers the transport bucket to the IEEE 1394 IZF 7 at the timing indicated by the time stamp.
  • the IEEE 1394 I / F 7 transmits the MPEG 2 transport stream as an isochronous bucket from the recording / reproduction port 21 to the IEEE 1394 4 bus 1.
  • the transfer control means 18 issues a command while queuing the transmission of data for recording and the transfer of data for reproduction to the HDD 10. It also performs arbitration such as recording signal processing means 16, playback signal processing means 17, and transfer of data to AMI9. That is, the HDD device 2 can simultaneously process data of two or more channels. Next, how the stream control means 8 and the HDD 10 simultaneously record and reproduce AV data when performing the above operation will be described in detail.
  • (B) in Fig. 6 is a collection of N 194 bytes of data (N is a positive integer) and the addition of a header, resulting in a total of (194 XN + header size) bytes of data. .
  • FIG. 7 shows the AV data transfer method.
  • the buffer RAMI 9 is provided with a recording buffer 41 and a reproduction buffer 42.
  • transport packets are sequentially input to the recording signal processing means 14 of the IEEEE 1394 I / F 7 and the stream control means 8.
  • As input 43 about 2 Mbytes of data are input in 0.5 seconds.
  • the recording signal processing means 14 adds a time stamp for storage to the transport bucket, creates 194 bytes of data, creates special reproduction information, and controls the transfer of 194 bits of data and special reproduction information. Transfer to means 18.
  • the transfer control means 18 temporarily stores the data sent from the recording signal processing means 14 in the recording buffer 41. Further, the transfer control means 18 creates the header information of the disk access unit storing the information for trick play and the like, and stores the header information in the recording buffer 41. The header information of the disk access unit will be described later.
  • Data for the capacity of the disk access unit is stored in the recording buffer 41. Then, at that timing, the transfer control means 18 transfers the data of the disk access unit of the recording buffer 41 to the HDD 10 and issues a recording command. If HDD 10 is already being transferred, the transfer control unit 18 receives a request for a new data transfer to queue 1 f ing. The queued transfer request issues a command to the HDD 10 so as to be executed immediately after the transfer of the HDD 10 is completed.
  • Figure 7 shows the case where the capacity of the disk access unit is 2 Mbytes. .
  • the interface 29 Upon receiving the data to be recorded and the recording command, the interface 29 temporarily stores the data in the buffer cache 30 and sequentially transfers the data from the buffer cache 30 to the controller 26. In this way, upon receiving the recording command from the transfer control means 18, the controller 26 records the data for the disk access unit on the magnetic disk 23 as indicated by write 44.
  • the time required for one write 44 is about 150 ms to 25 Oms.
  • the data is sequentially transferred from the reproduction buffer 42 to the reproduction signal processing means 17. Then, the reproduction signal processing means 17 outputs the transport bucket to the IEEE1394 IZF 7 at the timing indicated by the time stamp added to the transport bucket, as indicated by the output 46.
  • the data amount of output 46 is about 2 JV [bytes] for 0.5 seconds.
  • the transfer control means 18 issues a read command to the HDD 10 at the timing when the data in the reproduction buffer 42 has been output by the capacity of the disk access unit. If the HDD 10 is already transferring data, the transfer control means 18 queues a new transfer request. The queued transfer request is As soon as the transfer of the HDD 10 is completed, a read command is issued to execute the transfer.
  • the interface 29 When receiving the read command, the interface 29 reads the data of the disk access unit from the magnetic disk 23 and stores it in the buffer cache 30. Then, the data is sequentially transferred from the buffer cache 30 to the interface 29. In this way, upon receiving the read command from the transfer control means 18, the controller 26 transfers the data from the magnetic disk 23 to the interface 29, as indicated by read 45. The transfer control means 18 stores the data read in this way in the reproduction buffer 42.
  • the recording of the AV data and the reproduction of the AV data are performed by the transfer control means 18 while queuing the transfer requests to the HDDs 10 by each other.
  • Figure 8 shows the time chart.
  • a transport packet with a time stamp attached thereto, such as input 47 a, is sequentially input to the recording buffer 41, and when the data corresponding to the capacity of the disk access unit is stored together with the header, the data is transmitted. At the timing, the data for the disk access cut is written to the HDD 10 like W (W rite) 48a.
  • transport packets with time stamps are sequentially output, and when data corresponding to the capacity of the disk access unit is output, the data is output at that timing.
  • Data for the disk access unit is read from the HDD 2 as R (Lead) 49a and stored in the playback buffer 42.
  • the arrows in the figure indicate that the transfer is performed. This is a representation of the trigger.
  • the transfer control means 18 issues a recording or reading command to the HDDI 0 while performing queuing in the order in which the recording or reading request is issued each time the recording or reading request is issued to the HDD 10. .
  • the interface 29 performs data transfer via the buffer cache 30.
  • the controller 26 records the data stored in the buffer cache 30 to the magnetic disk 23 when the recording command is executed, and reads the data from the magnetic disk 23 when the read command is executed.
  • FIG. 9 shows a time chart when the reading from the HDD 10 is delayed.
  • R
  • the data corresponding to the capacity of the fixed-length disk access unit is recorded or read from / to the HDD 10 when the data is stored and output to the buffer RAM I9. Even if there is a delay in recording or reading, the delay can be recovered without any loss of AV data.
  • the HDD device 2 of the present embodiment when a video to be reproduced is viewed on the monitor 5 at the time of simultaneous recording and reproduction, the reproduction can be temporarily stopped due to the requirement. The screen of the monitor 5 is stopped, and the viewing is interrupted. Then, when re-viewing is started on the monitor 5 after completion of the operation, it is possible to check the gist of the program while performing special reproduction such as fast-forwarding, and to follow the scene currently being broadcast. Chasing up to the scene currently being broadcast by performing such special reproduction is called chase reproduction.
  • the transfer control means 18 reads the special reproduction data for performing the chase reproduction by issuing a command instructing the HDD 10 to read, and stores the data in the buffer RAM I9.
  • the transfer control means 18 reads the special reproduction information created at the time of recording for that purpose, and can know which part of the recorded AV data is to be read from the special reproduction information.
  • the transfer control means 18 sends the chase-reproduction data to the reproduction signal processing means 17. Forward.
  • the AV data sent from the transfer control means 18 to the reproduction signal processing means 17 is sent as transport packets, but only a part of the recorded AV data is sent. In other words, a transport packet containing all or part of each frame for special reproduction (for example, only I frames) is sent. Therefore, information necessary for the grammar of MEPG is missing or unnecessary information is added.
  • the reproduction signal processing means 17 reconstructs the transmitted transport packet so as to conform to the MPEG grammar. Then, the reconfigured transport packet is transferred to the IE 1394 IZF 7 as an MPEG2 transport stream.
  • the reproduction signal processing unit 17 reconstructs the MPEG2 transport stream for the special reproduction.
  • the length of the disk access unit is determined so that continuous transfer of AV data can be guaranteed in consideration of performing multi-channel processing.
  • a recording format suitable for recording and reproducing AV data is used.
  • the HDD device 2 transfers the AV data while the AV decoder 13 expands the compression of the AV data, converts it into an analog signal, and displays the analog signal on the monitor 5. None happens in time. Also, when recording AV data, it is received by tuner 11 and IEE The HDD device 2 cannot record the AV data transferred from the E 1394 I / F 14 and the buffer RAM I 9 does not overflow.
  • the AV data recorded on the magnetic disk 23 is deleted when it is no longer needed, but when it is deleted, it is also deleted per disk access unit. Therefore, no matter how many times the AV data is recorded and deleted on the magnetic disk 23, the free area of the magnetic disk 23 always becomes equal to or larger than the size of the disk access unit. That is, since there is no free area smaller than the size of the disk access unit, continuous transfer of AV data can be guaranteed during recording or playback.
  • the length of the disk access unit is determined so that continuous transfer can be guaranteed as described above. I can do it.
  • a recording format employed by the HDD 10 of the present embodiment will be described.
  • FIG. 10 shows a recording format according to the present embodiment.
  • the disk access unit 51 has a fixed length, and the length is determined as described above.
  • a typical disk access unit is 2 megabytes in size. Further, the disk access unit 51 is divided into a header 52 and an MPEG2 transport stream 53.
  • the chain information 54 refers to the next disk access unit 51.
  • the disk access unit number which is the address of the disk access unit is stored.
  • the special reproduction information 55 includes location information for accessing a frame of AV data, information indicating whether the frame is an I, P, or B frame, a frame number, and the like.
  • the MPEG transport stream 53 stores a transport packet 59 to which a time stamp is added as shown in a time stamp header 58.
  • the header 58 of the transport bucket can be obtained by calculation, and the access can be further speeded up.
  • the special reproduction information 55 is provided in the header 52 of the disk access unit 51, so that the special reproduction can be performed efficiently even during simultaneous recording and reproduction.
  • the stream control means 8 performs the transfer to the HDD 10 in the order in which the transfer requests are generated.
  • the transfer may be performed with respect to the HDD 10 in a prioritized manner. For example, it is possible to give priority to recording by giving a higher priority to a request for recording than to a request for reading.
  • the HDD device 2 has been described as having the stream control means 8, the present invention is not limited to this.
  • the HDD device 2 does not have the stream control means 8 and is constituted by the HDD 10, and the function of the stream control means 8 may be executed by a personal computer.
  • the HDD device of the present embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • the HDD 10 holds the table shown in FIG. This is a table that maps LBAs to physical addresses. Also, the HDD 10 performs the replacement process in sector units when a defective sector is encountered, as described in FIG. 19 of the conventional technology. The replacement process is performed by rewriting the physical address in the table in Fig. 11 with the physical address of the sector in the replacement area.
  • the buffer RAMI 9 stores a DAU management table 80 shown in FIG. 12A and a DAU conversion table 84 shown in FIG. 12B.
  • the DAU management table 80 is a table for managing the area of the magnetic disk 23 on a disk access unit basis, and is a table in which a DAU number 81, a DAU number 82 after replacement processing, and an error counter 83 are grouped. is there.
  • the DAU number 81 is a number for dividing the area of the magnetic disk 23 into disk access units and identifying the disk access unit of the magnetic disk 23.
  • the error counter 83 counts the number of times data could not be recorded or reproduced on the disk access unit within a predetermined time.
  • the DAU number 82 after the replacement processing is a column for writing the number of the disk access unit to be used instead of the disk access unit when the number indicated by the error counter 83 exceeds a predetermined number. is there.
  • the DAU conversion table 84 is a table for obtaining the first LBA constituting the disk access unit from the number of the disk access unit.
  • DAU number 85 is the number of the disk access unit.
  • the first LB A86 is the first LB A of the disk access unit. Further, the disk access unit is previously distinguished into a disk access unit used for normal recording or reproduction and a disk access unit used for replacement processing. For example, disk access units with disk access unit numbers 1 to 10000 are disk access units used for normal recording or playback, and disk access units 10001 to 10500 are used for replacement processing. It is assumed that this is a disk access unit to perform.
  • the transfer control unit 18 designates the LBA and the number of sectors in the HDD 10, and instructs the recording or reading of the AV data. That is, when the transfer control means 18 determines the number of the disk access unit to be written (or read) next, it refers to the DAU management table 80 and converts the DAU number 81 into the DAU number 82 after the replacement processing.
  • the DAU number 81 is the DAU number 82 after the replacement process in the 4th column. Read. This is the number of the converted disk access unit.
  • the disc access unit number after conversion is 4, which is the same as before the conversion.
  • the transfer control means 18 refers to the DAU conversion table 84 and obtains the first LBA of the converted disk access unit number.
  • the leading LBA 86 of the fourth DAU number 85 is 12289.
  • the head LBA and the number of sectors of the disk access unit thus obtained are notified to the HDD 10.
  • the number of sectors in this case is 409 6 sectors.
  • the HDD 10 converts the LBA into a physical address using a table as shown in FIG. 11 in which the LBA is associated with a track number and a sector number. That is, when the LBA and the number of sectors are notified from the transfer control unit 18, the controller 26 of the HDD 10 uses the table shown in FIG. 11 to determine the sector of the track of the magnetic disk 23. And recording or reading of AV data.
  • the controller 26 performs a retry process. Also, when data cannot be read normally from a certain sector when reading data, the controller 26 performs a retry process.
  • the retry processing exceeds a predetermined number of times, for example, 10 times, the replacement processing is performed for each sector in the same manner as the defective area management operation described with reference to FIG.
  • the replacement process is performed by rewriting the physical address in FIG. 11 with a physical address that specifies a replacement sector in the replacement area. As described above, the HDD 10 performs the replacement process in the same manner as the conventional technology.
  • the transfer control means 18 measures the processing time of the disk access unit currently writing (or reading). If the write (or read) time exceeds a predetermined time, the error counter 83 in FIG. 12 is incremented by one.
  • the processing time of writing (or reading) of the disk access unit with the disk access unit number 4 exceeds a predetermined time, Since the error counter 8 3 in the column 4 of the D AU number 81 is 5, the value is increased by 1 to 6.
  • the transfer control means 18 When the count of the error counter exceeds a predetermined number of times, for example, 10 times, the transfer control means 18 performs a replacement process for each disk unit using another disk access unit instead of the disk access unit. I do.
  • the D AU number 82 after the replacement process in the column of D AU number 81 is rewritten from 4 to 100 1.
  • the replacement processing is performed by changing the DAU number 82 after the replacement processing to the number of the disk access unit used for the replacement processing.
  • the data is copied to the first disk access unit in the first disk access unit.
  • the DAU number 81 initializes the error counter 83 in the fourth column, that is, rewrites it to 0.
  • the D AU management table 80 Since the D AU management table 80 has been rewritten in this way, when the D AU number 81 accesses the fourth disk access unit for recording or reading processing, the D AU number 81 is actually The disk access unit area will be accessed. In this way, the area of the disk access unit in which the error has occurred is no longer used by the replacement processing for each disk access unit.
  • the transfer control unit 18 performs the replacement process in units of disk access units. Conventionally, when the replacement process is performed for each sector, Then, the disk access unit will be composed of non-consecutive sectors. When recording or reading data to or from such a disk access unit, a seek operation occurs during one transfer to the disk access unit. In other words, in the past, by performing the replacement process, the transfer rate at which the data was transferred was reduced, and continuous transfer of AV data could not be guaranteed.
  • the HDD 10 performs the replacement processing by the sector as described in the background art. For this reason, the sectors that make up the disk access unit may not be continuous because the HDD 10 has been replaced. That is, a case where a seek operation occurs while data is being recorded or read from the disk access unit may occur.
  • the transfer control means 18 measures the time required to record or read AV data for the disk access unit. Therefore, even if up to four sectors out of the sectors constituting the disk access unit are replaced by the HDD 10, for example, the time required for recording or reading the disk access unit is within a predetermined time. Suppose. When five sectors are replaced by the HDD 10 in sector units, it is assumed that the time required for recording or reading data to or from the disk access unit exceeds a predetermined time. In such a case, the transfer control means 18 does not increment the error counter 83 when the four sectors have been subjected to the replacement processing, but only when the five sectors have been subjected to the replacement processing. The transfer control means 18 increases the error counter of the disk access unit when performing recording or reading.
  • the transfer control means 18 performs a replacement process for each disk access unit.
  • the sectors that make up the disk access unit do not necessarily need to be completely contiguous, and some degree of discontinuity in the sectors, such as the four above, can be tolerated.
  • an area in which the number of defective sectors is equal to or less than a predetermined number, for example, 3 or less, can be used.
  • the seek operation since the replacement processing is performed in units of disk access units, the seek operation does not increase due to the replacement processing. Therefore, it is not necessary to perform the time-consuming LBA reassignment process as described in the related art.
  • the D AU management table 80 and the D AU conversion tape holder 84 are provided in the buffer RAM 9, and the transfer control means 18 performs the replacement process for each disk access unit.
  • the present invention is not limited to this.
  • a memory is provided inside the HDD 10 and the D AU management table 80 and the D AU conversion table 84 are stored in this memory, and the HDD 10 is replaced in units of disk access units. Processing may be performed.
  • the D AU management table 80 and the D AU conversion table 84 are stored in the buffer RAM I 9 and at some point Data is recorded on the magnetic disk 23 of DD 10.
  • the D AU management table 80 and the D AU conversion table 84 are used to manage the disk access unit, but the present invention is not limited to this.
  • the head LBA can also be calculated from the disk access unit according to the rules for which LBA the disk access unit corresponds to.
  • An example of such a rule is that if LBAs with smaller values are assigned in ascending order of disk access unit number, the size of the disk access unit is fixed, so that it is easy to use.
  • the first LBA of the disk access unit can be calculated by calculation.
  • a configuration that does not use both the D AU management table 80 and the D AU conversion table may be used. In this case, in the table for associating LBAs with physical addresses shown in Fig. 11, the physical address of the sectors that make up the disk access unit is changed to a continuous replacement sector, thereby performing the replacement process in units of disk access units. I do.
  • an area including a predetermined number or less of defective sectors may be replaced as a disk access unit for replacement processing.
  • the present invention is not limited to this.
  • an area that does not include any defective sectors may be allocated.
  • the disk access unit is counted in units of disk access
  • a predetermined value such as 5, 15 or 20 times
  • a program for causing a computer to execute all or a part of the functions of all or part of the hard disk device of the present invention and a medium carrying Z or data, which can be processed by the computer is also belongs to the present invention.
  • the present invention also includes an information aggregate characterized by being a program and / or data for causing a computer to execute all or a part of the functions of all or part of the hard disk device of the present invention. Belong.
  • the data of the present invention includes a data structure, a data format, a type of data, and the like.
  • the medium of the present invention includes a recording medium such as a ROM, a transmission medium such as the Internet, and a transmission medium such as light, radio waves, and sound waves.
  • the medium carried by the present invention includes, for example, a recording medium on which a program and Z or data are recorded, a transmission medium for transmitting the program and Z or data, and the like.
  • the term "processable by the computer of the present invention” means that the program can be read by a computer in the case of a recording medium such as a ROM, and the program to be transmitted in the case of a transmission medium.
  • a program for causing a computer to execute all or a part of the functions of all or a part of the hard disk device of the above-described embodiment and a program recording medium on which Z or data is recorded can be read by a computer.
  • the read program and Z or data may be a program recording medium that executes the function in cooperation with the computer.
  • the information aggregate of the present invention includes, for example, programs and software such as Z or data.
  • the present invention can provide a hard disk drive and a program recording medium with no waste in transfer time. Further, the present invention can provide a hard disk device, a medium, and an information aggregate in which even if the recording or reading operation of the AV data is delayed, the delay is recovered and the AV data is not lost.
  • the present invention can provide a hard disk device, a medium, and an information aggregate that can guarantee a certain transfer rate or more in recording and reading even when a replacement process is performed when a defective area is managed.
  • the present invention can provide a hard disk device, a medium, and an information aggregate that do not require reassignment of LBA when managing a defective area.

Description

明 細 書. ハードディスク装置、 媒体及び情報集合体
技術分野
本発明は、 A Vデータを記録再生するハードディスク装置、 媒体及び情報 集合体に関するものである。
背景技術
近年パーソナルコンピュータの普及と進歩に伴い、 外部記憶装置としてそ の大容量性、 高速性からハードディスク装置が数多く用いられるようになつ てきている。.コンピュータのソフトウエアの肥大化や扱うデータの大容量ィ匕 に伴い、 これら外部記憶装置としてのハードディスク装置もますます大容量 化が求められている。
またコンピュータのみならず、 デジタル技術を応用して映像、 音声を記録 再生するデジタル A V機器などにもその高速性、 大容量性を生かしたハード ディスク装置が用いられつつあるが、 膨大なデータ量となるデジタル AV情 報を記録再生するために大容量なハードディスク装置が望まれている。
以下に、 従来の A Vデータを記録再生するシステムについて説明する。 図 1 3に、 従来のハードディスク装置である HD D 1 0と P C 6 0の構成 を示す。 ここで、 P C 6 0は、 A Vデータをリアルタイム処理することが 出来るパーソナルコンピ ータである。 磁気ディスク 2 3は、 データを記録する磁気記録媒体である。
磁気へッド 2 4は、 磁気ディスク 2 3に対して情報の記録再生を行う手段 である。
ァクチユエータ 2 5は、 磁気ヘッド 2 4を先端に搭載し、 磁気ヘッド 2 4 を磁気ディスク 2 3の任意の半径位置に位置決めする手段である。
また、 ァクチユエータ 2 5は、 キャリッジ 2 5 a、 サスペンション 2 5 b 、 駆動コイル 2 5 c、 永久磁石 2 5 d等から構成される。
キャリッジ 2 5 aは、 点 cを回転中心として揺動運動する手段である。 サスペンション 2 5 bは、 キャリッジ 2 5 aに取り付けられ、 磁気ヘッド 2 4をスライダと呼ばれる浮上機構によって磁気ディスク 2 3の表面から数 十ナノメートルの距離を保って浮上させる手段である。
駆動コイル 2 5 cは、 これと対向して設けられた永久磁石 2 5 dによって 駆動力を発生しその結果ァクチユエータ 2 5を回転させる手段である。
永久磁石 2 5 dは、 駆動コイル 2 5 cとによって駆動力を発生しァクチュ エータ 2 5を回転させる手段である。
へッドアンプ 2 7は、 ^気ヘッド 2 4の再生信号を検出、 増幅し、 また記 録信号を増幅する手段である。
コントローラ 2 6は、 へッドアンプ 2 7の出力から磁気ディスク 2 3に対 する磁気へッド 2 4の相対位置を検出し、 ァクチユエータ 2 5を磁気ディス ク 2 3上の所定の位置に位置決めするための制御信号をドライバ 2 8に出力 し、 へッドアンプ 2 7の出力から読み取った信号をデジタルデータに変換し 、 また記録するデジタルデータを書き込むべき信号に変換し、 ヘッドアンプ 2 7に供給する手段である。 ドライバ 2 8は、 制御信号に対応する電流をァクチユエータ 2 5へ供給す る手段である。
インターフヱース 2 9は、 P C 6 0とディジタル情報のやりとりを行う手 段である。
バッファキャッシュ 3 0は、 それらの情報を蓄えて効率よく磁気ディスク 2 3に記録再生を行う手段である。
また図示していないが、 磁気ディスク 2 3を回転駆動するスピンドルモー タゃ、 バッファキャッシュ 3 0を制御するバッファ制御部、 また情報の記録 再生回路等が備えられている。
図 1 4に磁気ディスク 2 3を示す。 磁気ディスク 2 3上には、 同心円上に データを記録するための区画としてトラック 6 2が作成されている。 また.ト ラック 6 2は、 セクタ 6 3に分割されている。 トラック 6 2は、 トラック番 号が内側からあるいは外側から順番に付されており、 磁気ディスク 2 3上の 記憶領域は、 トラック番号とセクタ番号を指定することによつて一意に特定 することが出来る。 HD D 1 0では、 セクタ 6 3単位でアクセス可能である ので、 一つの AVデータが複数のセクタ 6 3から構成される場合、 必ずしも 1つのトラック 6 2内や、 隣り合うトラック 6 2内にその AVデータを構成 するセクタ 6 3が存在するとは、 限らない。 すなわち、 一つの AVデータが 連続していないセクタ 6 3に記録される場合が生じる。
また、 磁気ディスク 2 3には、 A Vデータを記録する領域とは別に、 交替 領域と呼ばれる領域が設けられており、 交替領域に属するセクタは交替セク タと呼ばれてレヽる。 交替領域は例えば磁気デイスク 2 3の内周側に設けられ ている。 また、 交替セクタは、 磁気ディスク 2 3のうち、 記録ま は再生が 正常に行えない欠陥セクタが生じた際にその欠陥セクタの替わりに用いられ るセクタである。
乙、 従来の A Vデータを記録再生するシステムの動作を説明する。 ま 、 HDD 1 0が磁気ディスク 2 3に対して記録及び再生する際の動作 について説明する。
AVデータを記録または再生するためには、 磁気へッド 2 4が AVデータ が記録されているトラックに移動 （シーク） し、 次に、 磁気ディスク 2 3が 回転して磁気へッド 2 4の下に記録または再生するべきセクタが来るまで待 つた後、 A Vデータを記録または再生する。
さらに、 隣接したセクタは磁気へッド 2 4の移動も回転待ちもなく続けて 読み込むことが出来る。 ところが、 連続しない複数のセクタを読み込むため には、 磁気ヘッド 2 4の移動、 回転待ち、 データ読み出しという 3つの工程 を繰り返し行う必要があり、 連続したセクタを読み込む場合に較べて、 磁気 へッド 2 4の移動する時間と回転待ちの時間がデータを読むことの出来ない 時間として余分に必要になる。
すなわち、 映像、 音声などの大量の時間的に継続して転送されるデータを 記録再生する場合、 データが複数のトラックにまたがって記録されるため、 記録あるいは再生中にトラックから別のトラックへのトラックジャンプ動作
(シーク ； s e e k ) や、 回転待ちが必要となる。 当然この間はデータの記 録再生は一切行われないため大量の時間的に継続して転送されるデータの記 録再生においては非常に効率が悪くなり転送性能が低下する。
また、 正常にトラックジャンプした場合は上記時間内に次の記録再生を開 始できるが、 往々にしてトラックジャンプ後の残留振動を整定する動作 （セ トリング； s e t t 1 i ng) が長引き次の記録再生位置を過ぎてしまうた め、 さらに 1回転待つ場合も生ずる。 この場合の転送性能低下はさらに大き くなる。
従って、 映像、 音声データの記録または再生中は連続転送性能を確保する 事が非常に重要である。 上記状況に陥った場合、 映像、 音声が一部停止した り （コマ落ち） してしまう場合があるからである。
このように、 A Vデータの連続転送を確保する例として、 次に、 PC 60 が HDD 10に AVデータを記録しながら、 同時に HDD 10が記録してい る A Vデータを再生する場合の動作を説明する。
A Vデータが MP EG 2トランスポートストリームとして記録再生される 場合、. PC60は GOP (Gr oup o f p i c t u r e) 毎に HDD 10に対して転送する。
すなわち、 AVデータを記録する際、 外部の機器から 1秒間に 30フレー ムの割合で送られてきた AVデータを、 PC 60は自らのメインメモリに設 けたバッファ 76に逐次格納していく。
そして、 ノ ッファ 76に一^ 3の GOPがすべて格納されると、 その GOP を HDD10のインターフェース 29に転送し、 記録コマンドを発行する。 図 15の （a) に一つの GOPである 1 GOP 64を示す。 GOPは、 A Vデータの編集の単位であり、 Iフレームを必ず 1枚含んでいる。 図 15の (a) の例では、 1GOP64には、 I、 Β、 Β、 Ρ、 Β · · 'の順にフレ ームがならんでいることがわかる。 一つの GOPは、 0. 5秒分程度の AV データから構成される。 すなわち、 A Vデータを毎秒 30フレームで表示す る場合、 15フレームから一つの G0Pが構成される。 そして、 そのサイズ は通常精細度テレビ用の画像の場合、 512Kバイトから 1Mバイト程度に なる。 また、 高精細度テレビ用の画像の場合、 1. 5Mバイトから 2Mパイ ト程度になる。
GO Pのサイズは可変長であるので、 PC60が 1GOP64分の A Vデ ータを HDD 10に転送する際に、 図 15の （b) の固定プロック 66に示 すように、 1 GOP 64にダミーデータ 65を挿入し、 固定長のデータにす る。 PC 60は、 このようなデータである固定ブロック 66をインターフエ ース 29に転送する。
A Vデータが通常精細度画像の場合、 固定プロック 66のサイズを例えば 1Mバイトとする。 また、 A Vデータが高精細度画像の場合、 固定ブロック 66のサイズを例えば 2 Mバイトとする。
コントローラ 26は、 インターフェース 29から PC 60によって発せら れた記録コマンドを受け取ると、 磁気ディスク 23に固定ブロック 66のデ ータを記録する。
一方、 AVデータを再生する際、 PC60は、 インターフェース 29に読 み出しコマンドを発行する。
コントローラ 26は、 インターフェース 29から PC 60によって発せら れた読み出しコマンドを受け取ると、 磁気ディスク 23から図 15の （b) のように記録時に固定長にした固定プロック 66を読み取る。
PC 60は、 インターフェース 29からコントローラ 26が読み取ったデ ータを受け取る。 そして、 固定ブロック 66においてダミーデータ 65と、 1 GOP 64をー且バッファ 76に格納する。 そしてバッファ 76に格納さ れている 1GOP 64の部分の A Vデータのみを毎秒 30フレーム程度の割 合で AVデコードして PC 60に接続されているモニタに表示する。
図 15の （c) に 1 GOP 64にダミーデータ 65を付カ卩した固定ブロッ ク 66を同時に記録及ぴ再生する際のタイムチャートを示す。
従来のシステムでは、 時間を T (Tは所定の数） 時間毎の周期に区切る。 そして、 PC 60は、 T時間の周期で、 HDD 10が記録及び再生動作をそ れぞれ必ず 1回行うように制御する。 すなわち、 図 15の （c) に示すよう に PC 60は周期 Tの間に固定ブロック 66 aを記録し、 固定ブロック 66 bを読み取るように制御している。
図 16に再生時の動作を示す。 再生の際には、 PC 60は、 HDD 10の 磁気ディスク 23に格納されている AVデータを固定プロック 66毎に読み 出すよう制御する。 周期 Tの間に 1回だけ固定ブロック 66のデータを読み 出し 68 aで示すように読み出し、 バッファ 76に格納する。 次の周期丁の 間に 1回だけ読み出し 68 bで示すように固定ブロック 66のデータを読み 出し、 バッファ 76に格納する。 さらに次の周期 Tの間にも 1回だけ、 読み 出し 68 cで示すように固定ブロック 66のデータを読み出し、 バッファ 7 6に格納する。
一方、 PC 60は、 バッファ 76に格納された AVデータを逐次読み出し てデコードしていく。 すなわち出力 69 a、 出力 69 b、 出力 69 cに示す ように、 1GOP単位 （本従来例の場合、 15フレーム分の AVデータ） で 逐次読み出してデコードしていく。
このように、 PC 60は、 周期 Tの時間毎に必ず 1回固定ブロック 66の 単位で HDD 10に対して記録または読み取ることを保証する。
さらに、 一般的な場合、 すなわち PC60と HDD10が同時に 2チャン ネルで A Vデータを記録しながら 2チヤンネルで A Vデータを再生するなど 、 マルチチャンネル処理を行う場合にも、 PC 60は周期 Tの時間毎に必ず 各チャンネルのデータを記録及ぴ Zまたは読み出しすることを保証する。
このように、 PC60がマルチチヤンネル処理を行う場合、 チヤンネル毎 の処理の順番は、 PC 60が予め決めた順番で巡回的に行う。 このことにつ いて、 マルチチャンネル処理として 4チャンネルで同時に処理を行う場合に ついて説明する。
AVデータ 1の記録 （または再生） 処理を処理 A、 AVデータ 2の記録 （ または再生） 処理を処理 B、 AVデータ 3の記録 （または再生） 処理を処理 C、 AVデータ 4の記録 （または再生） 処理を処理 Dとする。
そうすると、 PC 60は固定プロック 66単位で HDD 10に対する記録 (または読み取り） 処理を、 周期 Tの間に、 処理 A、 B、 C、 Dの順番で行 う。 そして、 次の周期 Tの間にも、 PC 60は固定ブロック 66単位で HD D 10に対する記録 （または読み取り） 処理を、 処理 A、 B、 C、 Dの順番 で行う。 さらに、 その次の周期 Tの間にも、 PC 60は処理 A、 B、 C、 D の順番で行う。
このように、 PC60がマルチチヤンネル処理を行う場合、 チャンネル毎 の処理の順番は、 周期 T毎に予め決めた順番を守つて巡回的に行う。
このように PC60と HDD10がマルチチヤンネルで記録再生を行う場 合にも、 周期 Tの間に全てのチャンネルの HDD 10に対する記録または再 生を 1回だけ予め決めた順番で行うことによって各チャンネルの AVデータ の連続転送を保証している。.
ところで、 上記のように PC60は、 周期 Tの間に必ず 1回記録または再 生している AVデータを固定ブロック 6 6の単位で HD D 1 0に書き込みま たは読み出しを行うように制御するが、 磁気ディスク 2 3に記録または磁気 ディスク 2 3から読み込む際に通常の場合よりも長い時間がかかったため、 周期 Tの時間に固定プロック 6 6の記録または読み込みを完了することが出 来ないことが起こりうる。 このような事は、 例えば、 HD D 1 0の磁気ディ スク 2 3に対する記録または読み出し時に、 欠陥セクタに遭遇し、 そのため HD D 1 0がリ トライ処理を行った場合などに起こりうる。
このような場合、 図 1 7の （a ) のタイムチャートに示すように、 仮に周 期 Tの時間が過ぎても HD D 1 0に対する記録または読み出しの処理を継続 したとする。 その結果、 遅れた区間 7 0の処理が周期 Tより長い時間である T'で完了したとする。 そうすると、 それ以後の記録または読み出し処理に上 記の遅れが伝搬したままになる。
また、 図 1 7の （b ) のタイムチャートに示すように、 遅れた区間 7 1に おいて記録するのが遅れたため、 周期 Tの間にデータを読み込むことが出来 ず欠落 7 2に示すように読み込むべきデータに欠落が生じてしまう。
いずれにせよ、 周期 Tの間に記録または読み込み処理が完了しなかった場 合には、 データの欠落が生じるかあるいは、 読み出しまたは記録処理に遅れ が生じたままになる。
図 1 8に上記のように処理が遅れた場合の再生時の動作を示す。 読み出し 7 3に示すように HD D 1 0から固定ブロック 6 6のデータを読み込んでな いにもかかわらず、 出力 7 4に示すようにその固定ブロック 6 6の AVデー タを出力する必要が生じる。 従って、 P C 6 0から出力される AVデータに 欠落が生じてしまう。 従って磁気ディスク 2 3への記録または読み出し動作 が周期 Tの間に完了しない場合には AVデータの記録または再生する際にデ ータの欠落が生じることになり、 A Vデータの連続転送を確保出来なくなる。 また、 上記の説明でも簡単に触れたが、 HD D 1 0を使用しているうちに 、 経時変化等により磁気ディスク 2 3に欠陥領域が発生する。
次に、 P C 6 0、 HD D 1 0がこのような欠陥領域を管理する動作につい て、 説明する。
P C 6 0、 HD D 1 0には、 記録または読み出しの信頼性向上のために、 エラー回復機能が組み込まれている。
エラー回復機能としては、 エラーが発生した領域に再度記録または読み出 しを実行するリ トライ処理や、 エラーが発生した領域に割り振られていた L B Aを他の領域に割り当て、 エラーが発生した領域の使用を中止する交替処 理、 L B Aの再割り当て処理などがある。
まず、 HD D 1 0によるリ トライ処理について説明する。
P C 6 0が L B Aで指定したセクタの記録または読み出しを行うときにェ ラーが発生した場合に、 コントローラ 2 6は、 磁気ヘッド 2 4の位置を少し だけ移動させたのち、 記録または読み出しを再度行う。 このようなリ トライ 処理は、 正常に記録または読み出しができるまで所定の回数だけ繰り返され る。
ところが、 所定の回数だけリ トライ処理を繰り返しても、 正常に記録また は読み出しが行えない場合、 コントローラ 2 6は、 そのセクタを欠陥セクタ とみなし、 次に説明する交替処理を行う。 交替処理は HD D 1 0により行わ れる。
図 1 9を用いて交替処理を説明する。 図 1 9の （a ) は、 交替処理が行わ れる前の LB Aがどのように磁気ディスク 23の領域に対応しているかを示 すものである。 （b) は交替処理が行われた後に、 LBAがどのように磁気 ディスク 23の領域に対応しているかを示すものである。 （c) は、 磁気デ イスク 23である。
PC60は、 AVデータを HDD 10に記録または再生する際に、 記録ま たは再生する LB Aを HDD 10に通知する。 HD D 10のコントローラ 2 6は、 指定された LB Aに対応するセクタに対してデータを記録または再生 する。 すなわち、 コントローラ 26は、 LB Aを磁気ディスク 23に対応付 ける一覧表をもっている。
通常の記録または読み出しの際、 この一覧表は、 図 19の （a) のように なっている。 すなわち、 LBAが 1から 6までは、 磁気ディスク 23の Aの 領域のセクタに順次対応している。 また LBA7は、 磁気ディスク 23のセ クタ Bに対応している。 また、 LB Aが 8から 12までは、 磁気ディスク 2 3の Cの領域のセクタに順次対応している。
ここで、 LB A 7に記録する際、 エラーが起こったとする。 すなわち、 セ クタ Bに記録する際、 所定の回数リ トライ処理を行ってもデータが正常に記 録することが出来なかったとする。 あるいは、 セクタ Bの読み出しの際、 所 定の回数以上のリ トライが行われたとする。
このような場合、 コントローラ 26は、 磁気ディスク 23のセクタ Bが欠 陥領域であると判断し、 セクタ Bの替わりに、 交替領域にある交替セクタ B ，を使用するように上記の一覧表を書き替える。
先に説明したように、 磁気ディスク 23には、 交替処理に使用する所定の 領域が予め確保されており、 この領域に含まれるセクタが、 交替処理の際に 使用する交替セクタとして用いられる。
すなわち、 （c) に示すように LBA7には、 セクタ B'が対 するように 一覧表を書き替える。
以後、 PC 60から LB A 7に記録または読み出しするように指示される と、 コントローラは、 セクタ Bではなくセクタ B，に記録または読み出しを行 うようになる。
このように、 交替処理は、 欠陥セクタに遭遇した際、 コントローラ 26が 、 LBAと磁気ディスク 23のセクタを対応付ける一覧表を書き替えること によって、 以後、 欠陥セクタの替わりに交替領域にある交替セクタを使用す るようにする処理である。
このように交替処理を行うことによって、 図 19の （b) の B'などのよう に不連続なセクタが L B Aに割り当てられるので、 連続した L B Aにァクセ スする際にもシーク動作が発生するようになり、 ハードディスク装置の連続 転送性能が低下する。
図 20に、 PC 60による LBAの再割り当て処理を示す。 再割り当て処 理を行う場合は、 HDD 10の交替処理の機能をオフにしておく。 図 20の (a) は、 図 19の （b) と同様に、 LB A 7に対応するセクタが欠陥セク タである場合に、 LB Aの再割り当て処理が行われた結果を示すものである。 すなわち、 PC60は、 図 20の （a) に示すように LB A対応表を保持 している。 これは、 PC 60が用いる LBAを HDD 10が用いる LBAに 対応付ける表である。
LB A 7に対応するセクタは欠陥セクタであるので、 LB A 7にアクセス しょうとするとアクセスエラーが生じる。 このような欠陥セクタの数がある程度の数になったら、 LB Aの再割り当 てを行う。 LBAの再割り当て処理によって欠陥セクタ Bを使用しないよう にする。 すなわち、 PC60で使用する LBAを HDD10で使用する LB Aに図 20の （a) のように対応付ける。 すなわち、 欠陥セクタ Bは使用さ れなくなる。 しかも、 PC 60で使用する LBAは、 ディスクの回転する順 番にセクタに対応するように、 LBA対応表が作成される。 従って、 PC6 0で使用する LBAを連続してアクセスすると、 欠陥領域をスキップし、 か つディスクの回転順にセクタにアクセスすることになるので、 シーク動作が 起こらなくなる。
しかしながら、 従来の AVデータを記録または再生するシステムでは、 G O P単位で記録する場合、 GOPにダミーデータを挿入して一定のサイズの データにしてから記録するので、 GO Pだけを記録する場合に比較してデー タの容量が大きくなり転送時間に無駄が生じる。
すなわち、 GOP単位で記録すると、 ダミーデータを挿入してから記録す るので、 データの容量が大きくなり転送時間に無駄が生じるという課題があ る。
また、 予め定めた一定の周期の間に記録動作または読み出し動作が完了し ないと、 バッファ吸収出来ず、 記録または再生する AVデータに欠落が生じ るという課題がある。
また、 欠陥領域を管理する場合には、 交替処理を行うことによって、 図 1 9の （b) の LB A7に示したように、 LB Aが連続していないセクタに割 り当てられることになり、 連続した LBAにアクセスする際にもシーク動作 が生じることになる。 すなわち、 交替処理が何度も行われると、 その分シー ク動作が増えるので、 ハードディスク装置の記録及び読み出し速度が低下す る。
すなわち、 交替処理を行うことによって、 ハードディスク装置の記録及ぴ 読み出し速度が低下するという課題がある。
また、 また上記の課題を解決するために、 上述したように P C側で L B A の再割り当て処理が行われる。 しかしこの処理は、 L B Aを再割り当てする ためには、 すでにセクタに記録されているデータを別のセクタに記録し直す などの処理をもおこなわなければならないので、 非常に時間がかかる。 すな わち、 再割り当て処理は時間がかかるという課題がある。 発明の開示
本発明は、 GO P単位で記録すると、 ダミーデータを挿入してから記録す るので、 データの容量が大きくなり転送時間に無駄が生じるという課題を考 慮し、 転送時間に無駄がないハードディスク装置、 媒体及び情報集合体を提 供することを目的とするものである。
また、 本発明は、 予め定めた一定の周期の間に記録動作または読み出し動 作が完了しないと、 バッファ吸収出来ず、 記録または再生する AVデータに 欠落が生じるという課題を考慮し、 A Vデータの記録または読み出し動作が 遅れても、 その遅れを回復し、 AVデータに欠落が生じないハードディスク 装置、 媒体及び情報集合体を提供することを目的とするものである。
また、 本発明は、 欠陥領域を管理する場合に、 交替処理を行うとハードデ イスク装置の記録または読み出し速度が低下するという課題を考慮し、 欠陥 領域を管理する場合交替処理を行つても記録及び読み出し速度が低下しない ハードディスク装置、 媒体及ぴ情報集合体を提供することを目的とするもの である。
また、 本発明は、 欠陥領域を管理する場合に、 L B Aを再割り当てするの に時間がかかるという課題を考慮し、 欠陥領域を管理する場合に、 L B Aを 再割り当てする必要がないハードディスク装置、 媒体及び情報集合体を提供 することを目的とするものである。
上述した課題を解決するために、 第 1の本発明 （請求項 1に対応） は、 A Vデータをハードディスクに記録する記録手段と、
その記録手段に接続され、 インターフェースから送られてくる AVデータ または前記インターフェースに送られる AVデータを信号処理するストリー ム制御手段とを備え、
A Vデータを記録及ぴ Zまたは再生することが出来るハードディスク装置 であって、
前記ハードディスクに連続してアクセスする最小単位であり、 A Vデータ のリアルタイム転送を保証するサイズを有するディスクアクセスユニットに 対して A Vデータの転送が正常に完了しなかつた場合、 そのディスクァクセ スュニットの替わりに別のディスクアクセスュニットを以後使用するように するディスクアクセスュニット単位の交替処理を行うハードディスク装置で ある。
また、 第 2の本発明 （請求項 2に対応） は、 前記正常に完了しなかった場 合とは、 前記ディスクアクセスュニットに対して所定の時間内に AVデータ の転送が完了しない回数が、 所定の回数を超えた場合である第 1の本発明に 記載のハードディスク装置である。
また、 第 3の本発明 （請求項 3に対応） は、 前記記録手段は、 前記ハード ディスクのセクタに対して前記 A Vデータの転送が正常に完了しなかった場 合、 前記転送が正常に完了しなかつたセクタの替わりに別のセクタを以後使 用するようにするセクタ単位の交替処理を行う第 1または 2の本発明に記載 のハードディスク装置である。
また、 第 4の本発明 （請求項 4に対応） は、 AVデータをハードディスク に記録する記録手段と、
その記録手段に接続され、 インターフェースから送られてくる AVデータ または前記インターフェースに送られる AVデータを信号処理するストリー ム制御手段とを備え、
A Vデータをマルチチヤンネルで記録及び/または再生することが出来る ハードディスク装置であって、
記録する際、 前記ストリーム制御手段のバッファに前記インターフェース 力 ^送られてきた AVデータが所定のサイズだけ格納されたタイミングで、 前記ストリーム制御手段は、 前記バッファに格納されている前記所定のサイ ズのデ一タを前記記録手段に転送するための書き込み要求を生成し、 前記記 録手段は、 前記所定のサイズのデータを書き込み、
再生の際、 前記ストリーム制御手段のバッファから前記インターフェース に前記所定のサイズのデータが読み出されたタイミングで、 前記ストリーム 制御手段は、 前記記録手段から転送するための読み取りの要求を生成し、 前 記記録手段は前記所定のサイズのデータを読み出し、 前記パッファに格納す るハードディスク装置である。 また、 第 5の本発明 （請求項 5に対応） は、 前記ストリーム制御手段は、 前記書き込みの要求及ぴ前記読み取りの要求をその要求を受け取った順番に 前記記録手段に対して転送命令を実行する第 4の本発明に記載のハードディ スク装置である。
また、 第 6の本発明 （請求項 6に対応） は、 前記ストリーム制御手段は、 前記書き込み要求及び前記読み取り要求を所定の優先順位に従った順番で、 前記記録手段に対して転送命令を実行する第 4の本発明に記載のハードディ スク装置である。
また、 第 7の本発明 （請求項 7に対応） は、 前記所定のサイズのデータは 固定長である第 4〜 6の本発明のいずれかに記載のハードディスク装置であ る。
また、 第 8の本発明 （請求項 8に対応） は、 前記固定長とは、 1セクタの バイト数の整数倍である第 7の本発明に記載のハードディスク装置である。 また、 第 9の本発明 （請求項 9に対応） は、 前記 AVデータは MP E Gト ランスポートストリームであり、
前記所定のサイズのデータとは、 前記 A Vデータのトランスポートパケッ トにタイムスタンプを付加したタイムスタンプ付きパケットデータを所定の 個数集めたデータにヘッダを付加したものである第 7または 8の本発明に記 載のハードディスク装置である。
また、 第 1 0の本発明 （請求項 1 0に対応） は、 第 1〜9の本発明のいず れかに記載のハードディスク装置の全部または一部の手段の全部または一部 の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラム及び/またはデー タを担持した媒体であって、 コンピュータにより処理可能な媒体である。 また、 第 1 1の本発明 （請求項 1 1に対応） は、 第 1〜9の本発明のいず れかに記載の本発明の全部または一部の手段の全部または一部の機能をコン ピュータにより実行させるためのプログラム及ぴ Zまたはデータである情報 集合体である。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1の実施の形態における HD D装置の構成を示すプロ ック図である。
図 2は、 本発明の第 1の実施の形態における I E E E 1 3 9 4 I / Fとス トリーム制御手段の詳細な構成を示すプロック図である。
図 3は、 本発明の第 1の実施の形態における HD Dの詳細な構成を示す図 である。
図 4は、 本発明の第 1の実施の形態におけるシーク、 セトリング、 トラッ キングの各動作を説明する図である。 '
図 5は、 本発明の第 1の実施の形態における記録サイズ毎の 1チヤンネル あたりの転送レートを示す図である。
図 6は、 （ a ) 本発明の第 1の実施の形態における記録単位がトランスポ ートパケットとタイムスタンプであることを説明する図である。 （b ) 本発 明の第 1の実施の形態におけるディスクアクセスュニットの記録フォーマツ トを示す図である。
図 7は、 本発明の第 1の実施の形態におけるデータ転送方法を説明する図 である。
図 8は、 本発明の第 1の実施の形態における AVデータを記録及び再生を 同時に行う場合のタイムチャート図である。
図 9は、 本発明の第 1の実施の形態における A Vデータを記録及ぴ再生を 同時に行う場合のタイムチャート図である。
図 10は、 本発明の第 1の実施の形態におけるディスクアクセスュニット の記録フォーマツトを示す図である。
図 11は、 本発明の第 2の実施の形態における LBAとトラック、 セクタ を対応つける表を示す図である。
図 12は、 （a) 本発明の第 2の実施の形態における DAU管理テーブル を示す図である。 （b) 本発明の第 2の実施の形態における DAU変換テー ブルを示す図である。
図 13は、 従来の HDD装置の構成を示す図である。
図 14は、 従来の磁気ディスクの構成を示す図である。
図 15は、 （a) GOP構造を説明する図である。 （b) 従来の HDD装 置が GO P単位で記録することを説明する図である。 （c) 従来の HDD装 置が同時に記録動作及ぴ再生動作を行う際のタイムチャート図である。 - 図 16は、 従来の HDD装置の再生動作を説明する図である。
図 17は、 （a) 従来の HDD装置で磁気ディスクに対して記録または読 み出し処理に遅延が発生した場合のタイムチャート図である。 （b) 従来の HD D装置で磁気ディスクに対して記録または読み出し処理に遅延が発生し た場合のもう一つのタイムチャート図である。
図 18は、 従来の HDD装置で、 磁気ディスクに対して記録または読み出 し処理に遅延が発生した場合の再生動作を説明する図である。
図 19は、 （a) 従来の HDD装置で、 交替処理前の L B Aと磁気ディス クの領域との対応を示す図である。 （b) 従来の HDD装置で、 交替処理後 の LB Aと磁気ディスクの領域との対応を示す図である。 （c) 磁気ディス クの領域を示す図である。
図 20は、 （a) 従来の HDD装置で、 L B Aの際割り当て処理を説明す る図である。 （b) 磁気ディスクの領域を示す図である。 符号の説明
1 I EEE 1394バス
2 HDD装置 '
3 S TB
4 アンテナ
5 モニタ
7 I EEE1394 I/F
8 ストリーム制御手段
10 HDD
11 チューナ
13 A Vデコーダ
14 I EEE 1394 I/F
15 トランスポートデコーダ
16 記録信号処理手段
17 再生信号処理手段
18 転送制御手段
19 ノ ッファ RAM 20 マイクロプロセッサー
21 記録再生用ポート
23 磁気ディスク
24 磁気ヘッド
25 ァクチユエータ
26 コントローラ
27 ヘッドアンプ
28 ドライノ
29 ィンターフェース
30 ノ ッファキヤッシュ
36 a〜c 回転待ち時間
37 一台の最悪処理時間 発明を実施するための最良の形態
以下に、 本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
(第 1の実施の形態）
まず、 第 1の実施の形態について説明する。
図 1に本発明のハードディスク装置の一実施の形態である HDD装置 2を 含むシステムの構成を示す。
HDD装置 2は I EEE 1394パス 1に接続されている。 また、 STB 3も I EEE 1394バス 1に接続されている。 さらに、 STB3には、 ァ ンテナ 4、 モニタ 5が接続されている。 I EEE 1394パス 1は、 AVデータの転送ゃコマンドのやり取りを中 継する I EEE1394— 1995に記述されている I EEE s t a nd a r d f o r Hi gh p e r r o rman c e S e r i a l Bu sである。
HDD装置 2は、 I EEE1394パス 1を介して STB3と A Vデータ をやり取りしながら、 A Vデータを記録及び Zまたは再生する装置である。
STB3は、 放送局から送られてくる放送波を受信した後、 受信した AV データをモエタ 5に表示したり、 受信した A Vデータを I EEE1394パ ス 1に転送したり、 また I EEE 1394パス 1から転送されてきた AVデ ータをモニタ 5に表示する S e t To p Bo x (衛星放送受信器） であ る。
H£)D装置 2は、 I EEE 1394 IZF 7、 ストリーム制御手段 8、 H
DD 10力 ら構成される。
図 2に、 HDD装置 2のストリーム制御手段 8の部分の詳細な構成を示す。 I EEE 1394 I/F7は、 記録再生ポート 21を有する。
ストリーム制御手段 8は、 記録信号処理手段 16、 再生信号処理手段 17
、 転送制御手段 18、 ノ ッファ RAMI 9、 マイクロプロセッサ 20から構 成される。
図 3に HDD 10の詳細な構成を示す。
HDD 10は、 コントローラ 26、 ヘッドアンプ 27、 ドライバ 28、 ィ ンターフェース 29、 バッファキヤッシュ 30、 磁気ディスク 23、 磁気へ ッド 24、 ァクチユエータ 25から構成される。 HDD 10は、 従来の技術 で説明レたものと同一である。 図 1に戻って、 STB 3は、 チューナ 11、 トランスポートデコーダ 15 、 AVデコーダ 13、 I EEE 1394 IZF 14から構成される。
図 2において、 HDf)装置 2を構成する I EEE 1394 I/F 7は、 I EEE 1394バス 1を介して、 外部の機器とコマンドや AVデータをやり とりするインターフェースである。
記録再生用ポート 21は、 I EEE 1394パス 1に接続しているポート である。
ストリーム制御手段 8は、 LBA (l o g i c a l b l o c k a d d r e s s) を指定して磁気ディスク 23へアクセスし、 同時に 2チャンネル 以上の AVデータを処理する能力を持つ手段である。
ストリーム制御手段 8を構成する記録信号処理手段 16は、 入力されてく る MPEG2トランスポー'トストリームを解析して特殊再生を行う際の情報 を作成し、 また、 MPEG 2トランスポートストリームのトランスポートパ ケットに蓄積用のタイムスタンプを付加し、 転送制御手段 18に転送する手 段である。
再生信号処理手段 17は、 転送制御手段 18から転送されてくる MP EG 2トランスポートストリームのトランスポートバケツトに付加されている蓄 積用のタイムスタンプを分離し、 タイムスタンプに示された時間間隔でトラ ンスポートパケットを I EEE 1394 IZF 7に転送し、 また特殊再生時 には、 転送制御手段 18から転送されてくる MPEG 2トランスポートスト リームを MPEG2の文法に合致するように再構成して特殊再生用データを 作成する手段である。
転送制御手段 18は、 A Vデータを記録する際、 記録信号処理手段 16か ら送られてくる MPEG2トランスポートストリームや特殊再生用の情報を —且バッファ RAMI 9に格納し、 バッファ RAMI 9にデータがディスァ クセスユニット分貯まったとき、 コマンドを発行して、 HDD 10に書き込 むべきディスクアクセスュニットの開始 LB Aとディスクアクセスュニット 分のセクタ数をを指示して、 バッファ RAMI 9に蓄積されたデータデイス クアクセスユニットのサイズ分 HDD 10に転送する手段である。 また、 A Vデータを再生する際、 バッファ RAMI 9に格納されていたデータがディ スクアクセスュュットのサイズ分だけ再生信号処理手段 17に転送されたと き、 コマンドを発行して、 HDD 10に読み出すべきディスクアクセスュニ ットの開始 LBAとディスクアクセスュニット分のセクタ数を指示し、 HD D 10が読み出したディスクアクセスュニットのサイズ分のデータをバッフ ァ RAMI 9に格納する手段である。
バッファ RAMI 9は、 データを一時記憶するシンクロナスダイナミック ラムである。
マイクロプロセッサ 20は、 I EEE1394 I /¥ 7ゃストリーム制御 手段 8、 記録信号処理手段 16、 再生信号処理手段 17の処理の実行を制御 するための手段である。
HDD 10を構成するコントローラ 26は、 指定された LBAをヘッド、 セクタに対応付け、 ァクチユエータ 25、 スピンドルモータを制御して、 磁 気へッド 24を位置決めし、 磁気へッド 24から磁気ディスク 23に対して 記録または読み出しを行うために制御する手段である。 すなわち、 コント口 ーラ 26は、 へッドアンプ 27の出力から磁気ディスク 23に対する磁気へ ッド 24の相対位置を検出し、 ァクチユエータ 25を磁気ディスク 23上の 所定の位置に位置決めするための制御信号をドライバ 2 8に出力し、 へッド アンプ 2 7の出力から読み取った信号をデジタルデータに変換し、 また記録 するデジタルデータを書き込むべき信号に変換し、 へッドアンプ 2 7に供給 する手段である。
ヘッドアンプ 2 7は、 磁気ヘッド 2 4の再生信号を検出、 増幅し、 また記 録信号を増幅する手段である。
ドライバ 2 8は、 制御信号に対 する電流をァクチユエータ 2 5へ供給す る手段である。
インターフェース 2 9は、 転送制御手段 1 8からの動作指示であるコマン ドゃデータなどの情報をやりとりする手段である。
バッファキャッシュ 3 0は、 それらの情報を蓄えて効率よく磁気ディスク 2 3に記録再生を行う手段である。
磁気ディスク 2 3は、 データを記録する磁気記録媒体である。
磁気へッド 2 4は、 磁気ディスク 2 3に対して情報の記録再生を行う手段 である。
ァクチユエータ 2 5は、 磁気へッド 2 4を先端に搭載し磁気ディスク 2 3 の任意の半径位置に位置決め動作を行う手段である。
また図示していないが、 磁気ディスク 2 3を回転駆動するスピンドルモー タゃ、 バッファキャッシュ 3 0を制御するバッファ制御部等が備えられてい る。
また、 図 1において、 S T B 3を構成する I E E E 1 3 9 4 I ZF 1 4は 、 I E E E 1 3 9 4バス 1を介して、 I E E E 1 3 9 4パス 1に接続されて いる外部の機器と AVデータやコマンドのやり取りを行う手段である。 チューナ 1 1は、 B S放送を受信し、 復調する手段である。
トランスポートデコーダ 1 5は、 MP E G 2 トランスポートストリームを 分離する手段である。
AVデコーダ 1 3は、 分離された A Vデータの圧縮を伸長し、 アナログ信 号に変換する手段である。
磁気ディスク 2 3を構成するセクタは、 その長さが 5 1 2パイトであり、 ストリーム制御手段 8は、 磁気ディスク 2 3に対して例えば一度に連続した 4 0 9 6セクタにデータの読み書きを行う。 このように、 本実施の形態では 、 ストリーム制御手段 8が磁気ディスク 2 3に対して一回で読み書きを行う 領域をディスクアクセスュニットと言う。
なお、 本実施の形態の HD D装置 2は本発明のハードディスク装置の例で あり、 本実施の形態の HD D 1 0は本発明の記録手段の例であり、 本実施の 形態の' I E E E 1 3 9 4 I ZF 7は本発明のインターフェースの例である。 次にこのような本実施の形態の動作を説明する。
まず、 磁気ヘッド 2 4を位置決めする際の動作を説明する。
磁気ディスク 2 3は A Vデータの記録再生を行う場合、 図示しないスピン ドルモータによつて一定回転数で回転駆動されている。
この時磁気へッド 2 4はァクチユエータ 2 5によって位置決めされる。 磁気ディスク 2 3にはあらかじめ同心円状の各トラック上 （図中 aにひと つのトラックを破線で示す） に位置情報 （図中 b ) が記録されている。 位置 情報 bは各トラック上に一定間隔で記録され、 磁気へッド 2 4は磁気ディス ク 2 3の回転に伴って一定時間ごとに位置情報を再生する。
磁気へッド 2 4の再生信号はへッドアンプ 2 7によって検出、 増幅するこ とでコントローラ 2 6に入力される。 コントローラ 2 6では入力された信号 をもとに位置情報であることを判別し、 その時の磁気へッド 2 3の目標トラ ック aに対する位置誤差を演算しその位置誤差を低減するようにァクチユエ ータ 2 5を駆動するのに必要な制御量を演算して制御信号を出力する。
ドライバ 2 8は入力された制御信号をもとに必要な電流をァクチユエータ 2 5の駆動コイル 2 5 cに供給する。 これによつて駆動コイル 2 5 cとこれ と対向して設けられた永久磁石 2 5 dによって駆動力を発生し、 ァクチユエ ータ 2 5は点 cを中心として回転し目標トラック a上に常に磁気へッド 2 4. を位置決めする。 この状態のままデータ領域に磁気へッド 2 4によって情報 の記録再生が行われる。
このように A Vデータを記録再生する場合、 図 4に示すようにトラック間 を移動する動作であるシーク 3 1の動作を行う必要がある。 シーク 3 1の動 作によって、 現在位置 （磁気ヘッド 3 5 aの位置） から目標トラック近傍ま で出来るだけ短い時間で移動する。
しかしシーク動作のあとも磁気へッド 2 4は揺動するので、 この揺動を目 標トラック （磁気ヘッド 3 5 bの位置） 中心に整定する動作であるセトリン グ 3 2を行う。 セトリング 3 2が行われた後、 磁気へッド 3 5 bは精密に位 置決めされる。 その後、 データの記録または再生が行われる。 データの記 録再生中にも磁気へッド 3 5 bを目標トラックに正しく位置決めされるよう に制御する必要がある。 回転しているディスクは種々の振動を生じ、 また磁 気へッド 3 5 bも振動するので、 トラックに追従する動作であるトラツキン グ 3 3の動作が必要である。 このように磁気へッド 3 5 bの位置決め動作は 大きく分けてシーク、 セトリング、 トラッキングの三つのモードからなる。 シーク動作及びセトリング動作を行っているときはデータの記録または赣み 出しを行うことが出来ず、 トラツキング動作を行っている時のみデータの記 録または読み出しを行うことが出来る。 つまり、 従来の技術でも説明したように、 AVデータを記録再生するため には、 磁気ヘッド 2 4が AVデータが記録されているトラックに移動 （シー ク） し、 次に、 磁気ディスク 2 3が回転して磁気ヘッド 2 4の下に記録また は読み込みを行うセクタが来るまで待った後、 A Vデータを記録再生する。 さらに、 隣接したセクタは磁気ヘッド 2 4の移動も回転待ちもなく続けて 読み込むことが出来る。 ところが、 連続しない複数のセクタを読み込むため には、 磁気ヘッド 2 4の移動、 回転待ち、 データ読み出しという 3つの工程 を繰り返し行う必要があり、 連続したセクタを読み込む場合に較べて、 磁気 ヘッド 2 4の移動する時間と回転待ちの時間がデータを読むことの出来ない 時間として余分に必要になる。 従って、 A Vデータの連続転送を保証するた めには、 AVデータを連続して記録または読み出しする最小単位であるディ スクアクセスュエツトの長さをある程度長くして、 上述したシークゃセトリ ング動作が発生する頻度を少なくする必要がある。 また、 リ トライなどの処 理に要する時間も考慮する必要がある。
以下に、 マルチチャンネル処理を行う場合に、 A Vデータを連続して記録 または読み出しする最小単位であるディスクアクセスユニットのサイズを決 '定する方法について説明する。 ディスクアクセスユニットのサイズは、 次の数 1で決定する。 数 1 D
Rch =
T すなわち、 数 1において、 R c hは 1チャンネルあたりの転送レートであ り、 Dは決定すべきディスクアクセスユニットのサイズであり、 Tは Dのサ ィズのデータを記録または読み出しするのに必要な処理時間である。 従って、 数 1は、 ディスクアクセスユニットのサイズが Dであるとき転送 レートが R c hになることを示している。 例えば、 通常精細度テレビ画像の場合、 必要な転送レートは 1 5 M b p s 程度であり、 高精細度テレビ画像の場合、 必要な転送レートは 3 0 M b p s 程度である。 従って、 数 1で求めた R c hが 3 0 M b p s以上であれば、 高 精細度テレビ画像も通常精細度画像も連続転送することが出来る。 このとき の Dをディスクアクセスュニットのサイズとすればよい。 次に、 数 1の Tの算出方法について説明する。 Tは、 次に示す数 2で求め た T 1及ぴ数 3で求めた T 2のうち値の大きい方を Tの値とする。 数 2 D
Τι = -— XC+WXC+SstXC
Ri ただし、 数 2.において、 T 1は、 磁気ディスク 2 3の内周に対して転送サ ィズ Dのデータを記録または読み出しするのに必要な処理時間であり、 Dは 、 転送サイズであり、 R iは、 磁気ディスク 2 3の内周での記録または読み 出しのレートであり、 Cは、 マルチチャンネル処理時のチャンネル数であり 、 S s tは、 1回のセトリングに要する時間であり、 Wは、 回転待ちの時間 である。 ° D D λ Π
Τ2 = (C÷2) -ΗΓ + ^ +(C%2)
Ri ' Roノ ' '^' Ri
+WXC+(Sfsk+Sst)XC ただし、 数 3において、 T2は、 磁気ディスク 23の外周と内周に転送サ ィズ Dのデータをそれぞれ記録または読み出しするのに必要な処理時間であ り、 Dは、 転送サイズであり、 R iは、 磁気ディスク 23の内周での記録ま たは読み出しのレートであり、 Roは、 磁気ディスク 23の外周での記録ま たは読み出しのレートであり、 Cは、 マルチチヤンネル処理時のチヤンネル 数であり、 S s tはセトリングに要する時間であり、 S f s kはフルスト口 ークに要する時間であり、 Wは、 回転待ちの時間である。 また数 3で用いて いる算術演算子十は、 割り算を実行した結果得られた商と余りのうち、 その 商のみを表すものとする。 また、 算術演算子％は、 割り算を実行した結果得 られた商と余りのうち、 その余りのみを表すものとする。
今、 2チャンネル処理を行うとする。 すなわち、 Cの値は 2である。 また 、 Wが 11msであり、 S s tが 2ms、 S f s kが 18msであったとす る。 このような値を用いて、 T1及ぴ T2を求め、 それらの値のうち大きい 方を Tとして、 数 1から R c hを求めることが出来る。
いま、 一例として、 図 5に R iが 70Mb p s、 Roが 108Mb p sで あると仮定した場合の D tRc hの関係を示す。
図 5から明らかなように、 高精細度テレビ用画像で必要な転送レートであ る 30Mp b sを確保出来る Dの値として 2048Kパイトとなることがわ カ る。 従って、 本実施の形態の HDD装置 2のディスクアクセスュニッのサ ィズを 2 Mパイトとした。
HDD装置 2は、 このようにして求めたディスクアクセスュエツトのサイ ズを有するので、 AVデータが通常精細度テレビ用の画像であっても高精細 度テレビ用の画像であってもともに、 マルチチャンネル処理時に A Vデータ の連続転送を保証することが出来る。
次にこのような、 連続転送を保証するようなディスクアクセスュ-ットの サイズを有する HDD装置 2が記録または再生する動作を説明する。
まず、 BS放送の放送局から送られてきた AVデータを STB 3が受信し 、 HDD装置 2が記録する際の動作を説明する。
B S放送の放送局から放送波にのせて MP EG 2トランスポートストリー ムが送られてくる。 アンテナ 4は、 この放送波を電気信号に変換する。
チューナ 11は、 この電気信号を受信し、 復調する。
さらにトランスポートデコーダ 15が MP EG 2トランスポートストリー ムを分離する。
I E EE 1394 I /F 14は、 分離した MP EG 2トランスポートスト リームから、 ァイソクロナスパケットを作成し、 1 £££1394バス1に 伝送する。
一方、 HDD装置 2において、 I EEE 1394 I /F 7は、 I EEE1 394バス 1に転送されたァイソクロナスバケツトを、 記録再生用ポート 2 1からそのチャンネル番号を識別して受信する。 さらに、 受信したアイソク 口ナスバケツトを MEPG2トランスポートストリームに変換する。 そして 、 伝送用タイムスタンプが示すタイミングでトランスポートパケットを逐次 記録信号処理手段 16に転送する。
記録信号処理手段 16は、 I EEE 1394 I/F 7から送られてくるト ランスポートパケットに蓄積用のタイムスタンプを付加する。 さらに、 MP EG 2トランスポートストリームを角析して、 特殊再生の際に用いる各フレ ームが含まれている位置を示す特殊再生用情報を作成する。 作成された特殊 再生用情報と、 タイムスタンプを付加したトランスポートバケツトは転送制 御手段 1 8に出力される。
転送制御手段 1 8は、 記録信号処理手段 1 6、 再生信号処理手段 1 7、 H D D 1 0の各データ転送を調停している。 そして、 記録信号処理手段 1 6か らタイムスタンプが付カ卩されたトランスポートバケツトと特殊再生用情報が 転送されてきた場合、 これを受信し、 ー且バッファ R AM I 9に格納する。
さらに、 転送制御手段 1 8は、 バッファ RAM I 9に格納されたタイムス タンプが付加されたトランスポートパケットのサイズと特殊再生用情報など を格納するヘッダ情報のサイズとの和がディスクアクセスユニットのサイズ すなわち 2 Mバイトになったタイミングで、 HD D 1 0に対して、 バッファ RAM I 9に格納されているへッダ情報とタイムスタンプが付加されたトラ ンスポートバケツトを転送し、 記録開始 L B Aと書き込むべきセクタ数を指 定するとともに、 データを磁気ディスク 2 3に書き込むことを指示するコマ ンドを発行する。 ただし、 書き込むべきセクタ数はディスクアクセスュニッ トを構成するセクタ数を指定する。 すなわち、 ディスクアクセスユエットの サイズが 2 Mパイトであり、 1セクタは 5 1 2パイトであるので、 セクタ数 として 4 0 9 6を指定する。
一方、 コントローラ 2 6は、 スピンドルモータの回転速度を制御し、 また 、 ァクチユエータ 2 5を制御している。 コントローラ 2 6は、 転送制御手段 1 8からの指示に従って、 転送されてきたデータを記録用の信号処理を行い 、 所定の倍率に増幅したのち、 磁気ヘッド 2 4に送る。
コントローラ 2 6は、 ァクチユエータ 2 5を制御し、 磁気ディスク 2 3の 次の書き込み位置へ磁気ヘッド 2 4を位置決めする。 さらに、 磁気ヘッド 2 4は、 磁気ディスク 23にこの信号を記録する。 磁気ディスク 23への記録 が完了すると、 コントローラ 26は、 記録が完了したことをインターフエ一 ス 29に通知する。 これを受けてインターフェース 29は、 転送制御手段 1 8に記録が完了したことを通知する。
このように、 コントローラ 26が 1回に書き込むデータの長さは固定長で あるディスクアクセスュニット単位で行う。
転送制御手段 18は、 HDD10がデータの記録を完了したことを知ると 、 再ぴ、 記録信号処理手段 16、 再生信号処理手段 17、 インターフェース 29との調停を行う。
このようにして、 B S放送の放送局から送られてきた A Vデータを STB 3が受信し、 HDD装置 2が AVデータを記録する。
次に、 HDD装置 2が記録済みの A Vデータを、 I EEE1394バス 1 を介して、 S T B 3に接続されているモニタ 5に再生する際の動作を説明す る。
まず、 転送制御手段 18は、 読み取るべき AVデータの開始 LBAと読み 取るべきセクタ数を指定して、 HDD 10に読み取りコマンドを発行する。 ただし、 読み取るべきセクタ数は、 ディスクアクセスユエットのセクタ数で ある 4096を指定する。
HDD 10のコントローラ 26は、 転送制御手段 18が指定した LBAと セクタ数に基づいて、 スピンドルモータ、 ァクチユエータ 25を制御し、 へ ッド 24を、 磁気ディスク 23の A Vデータの次の読み取り位置へ位置決め する。 ヘッド 24は、 磁気ディスク 23に記録されている信号を読み取る。 へッドアンプ 27この信号を所定の倍率だけ増幅し、 コントローラ 26は、 増幅された信号をディジタルデータに変換する。 インターフェース 29は、 読み取ったデータを転送制御手段 18に転送する。
転送制御手段 18は、 インターフェース 29からのディスクアクセスュニ ットの容量分の AVデータを一旦バッファ RAMI 9に格納する。 バッファ RAMI 9に格納されている AVデータは、 ヘッダ情報と一連のタイムスタ ンプが付加されたトランスポートパケットから構成される。 そして、 転送制 御手段 18は、 AVデータをバッファ RAMI 9から、 再生信号処理手段 1 6に順次転送する。 転送制御手段 1 δは、 バッファ RAMI 9に格納されて いる AVデータをディスクアクセスュニットのサイズすなわち 2Mパイトだ け再生信号処理手段 17に転送したタイミングで、 再ぴ HDD 10に読み取 りを指示するコマンドを発行する。
再生信号処理手段 16は、 転送制御手段 18から送られてきた AVデータ の MP EG 2トランスポートバケツトに付加されているタイムスタンプを分 離し、 タイムスタンプの示すタイミングで、 タイムスタンプを除去したトラ ンスポートバケツトを I EEE 1394 IZF 7に転送する。
I EEE 1394 I /F 7は、 A Vデータをァイソクロナスバケツトとし て、 記録再生用ポート 21から、 I EEE 1394バス 1に伝送する。
STB3の、 I EEE1394 I/F14は、 チヤンネル番号を識別して 、 I EEE 1394 I/F 7から送られてくるァイソクロナスバケツトを受 信する。 そして、 I EEE 1394 I ZF 14は、 受信したァイソクロナス パケットを MP EG 2トランスポートストリームに変換する。 そして、 トラ ンスポートデコーダ 15に出力する。
トランスポートデコーダ 15は、 MPEG2トランスポートストリームを 分離し、 パケタイズドエレメンタリーストリーム （PES) に変換する。 AVデコーダ 13は、 PESの圧縮を伸長し、 アナログ信号に変換して、 モニタ 5に出力する。
モニタ 5は、 画面に A Vデータを表示する。
このようにして、 HDD装置 2が記録済みの AVデータを、 I EEE 13 94バス 1を介して、 STB 3に接続されているモニタ 5に表示する。
以上、 HD D装置 2が A Vデータの記録と再生を行う動作を詳細に説明し た。
次に、 マルチチャンネル処理の例として、 AVデータを記録しながら通常 の速度で再生する動作と A Vデータを記録しながら特殊再生を行う動作を説 明する。
まず、 B S放送の放送局から送られてきた AVデータを STB 3が受信し 、 HDD装置 2が記録する。 そして、 その A Vデータを記録すると同時に、 HDD装置 2が記録済みの A Vデータを、 I EEE 1394パス 1を介して 、 STB 3に接続されているモユタ 5に再生する動作を説明する。
HDD装置 2が AVデータを記録する動作は、 上述した動作と同様である。 すなわち、 I EEE 1394 IZF 7は、 記録再生用ポート 21から、 チヤ ンネル番号を識別して、 記録用のアイソクロナスパケットを受信する。 そし て記録信号処理手段 16がトランスポートパケットに蓄積用のタイムスタン プを付加し、 MEPG2トランスポートストリームを解析して、 特殊再生用 情報を作成する。 そして、 記録信号処理手段 16は、 転送制御手段 18に、 タイムスタンプを付加したトランスポートパケットと特殊再生用情報を転送 する。 さらに転送制御手段 1 8は、 記録信号処理手段 1 6から送られてきた AV データと特殊再生用情報をー且バッファ RAM I 9に格納する。 バッファ R AM I 9にタイムスタンプが付加された一連のトランスポートバケツトが所 定のバケツト数分たまると、 特殊再生用情報等が格納されたヘッダ情報との サイズの和がディスクアクセスュニットの容量分つまり 2メガバイトになる。 このタイミングで、 転送制御手段 1 8は、 2メガバイト分のデータをパッフ ァ RAM I 9から HD D 1 0のインターフエ ス 2 9に転送し、 記録開始 L B Aと記録するセクタ数すなわち 4 0 9 6を指定して、 HD D 1 0に記録を 指示するコマンドを発行する。 ただし、 HD D 1 0がすでにデータ転送処理 中である場合、 HD D 1 0の転送処理が終了してから、 記録を指示するコマ ンドを発行する。
HD D 1 0のインターフェース 2 9を介して、 コントローラ 2 6は、 この コマンドを受け取ると、 データを磁気ディスク 2 3に記録する。
このようにして磁気ディスク 2 3に記録された AVデータは、 同時に再生 される。 再生に際して、 転送制御手段 1 8は、 読み取るべき AVデータの開 始 L B Aと読み取るセクタ数すなわち 4 0 9 6を指定して HD D 1 0に読み 取りを指示するコマンドを発行する。 ただし、 HD D 1 0がすでに転送処理 中である場合、 転送が終了してから読み取りを指示するコマンドを発行する。 コントローラ 2 6は、 転送制御手段 1 8が指定した開始 L B Aと読み取る セクタ数に基づいて、 スピンドルモータ、 ァクチユエータ 2 5を制御し、 磁 気へッド 2 4から AVデータを読み取る。 読み取られた AVデータはインタ 一フェース 2 9に転送される。
転送制御手段 1 8は、 インターフェース 2 9からのディスクアクセスュニ ット分のデータを、 ー且バッファ RAMI 9に格納する。 そして、 順次 AV データを再生信号処理手段 17に転送する。 バッファ RAMI 9に格納され ていた A Vデータがディスクアクセスュニットのサイズ分だけ再生信号処理 手段 17に転送されたタイミングで再び、 転送制御手段 18は、 HDD10 に読み取りを指示するコマンドを発行する。 ただし、 HDD10がすでに転 送中である場合、 その転送が終了してから読み取りコマンドを発行する。 再生信号処理手段 17は、 トランスポートパケットに付加されているタイ ムスタンプを分離し、 タイムスタンプが示すタイミングで、 トランスポート バケツトを I EEE1394 IZF 7に転送する。
I EEE 1394 I /F 7は、 MPEG 2トランスポートストリームをァ イソクロナスバケツトとして、 記録再生用ポート 21から、 I EEE139 4バス 1に伝送する。
このように、 同時記録再生を行う場合。 転送制御手段 18は、 HDD 10 に対し記録用のデータの伝送と再生用のデータの転送をキューイングしなが らコマンド発行を行う。 また記録信号処理手段 16、 再生信号処理手段 17 、 ノ ッファ： AMI 9へのデータの転送などの調停も行う。 すなわち、 HD D装置 2は、 2チヤンネル以上のデータの処理を同時に行う事が出来る。 次に、 上記の動作を行う際にストリーム制御手段 8、 HDD10でどのよ うにして A Vデータを同時に記録及び再生を行うかを詳細に説明する。
従来の技術では、 A Vデータを G O Pにダミ一データを挿入してから固定 長のデータを作成し、 GOP毎に HDD 10に記録した。 これに対して本実 施の形態では、 図 6の （a) に示すように 188バイトのトランスポートパ ケット 40に 6バイトのタイムスタンプ 39を付加した 194パイトのデ一 タ単位で HDD 10に記録する。
図 6の （b) は、 194バイト分のデータを N個 （Nは正の整数） 集め、 さらにヘッダを付加したものであり、 全部で （194 XN+ヘッダのサイズ ) バイトのデータになっている。 本実施の形態では、 ヘッダのサイズを調整 することによって、 このサイズがディスクアクセスュニットのサイズである 2Mバイトに等しくなるようにした。 すなわち、 バッファ RAMI 9に格納 されている AVデータは、 図 6の （b) に示すように一回の読み込みまたは 書き込みで、 （194バイト XN+ヘッダのサイズ） バイト =2Mバイトの データが HDD 10に対して転送される。
図 7に AVデータの転送方法を示す。 バッファ RAMI 9には記録用パッ ファ 41と再生用バッファ 42が設けられている。
I EEE 1394 I/F 7力、らストリーム制御手段 8の記録信号処理手段 14に入力 43に示すようにトランスポートパケットが順次入力される。 入 力 43として、 0. 5秒で 2Mバイト程度のデータが入力される。
記録信号処理手段 14は、 トランスポートバケツトに蓄積用のタイムスタ ンプを付カ卩し、 194バイトのデータとし、 また特殊再生用情報を作成し、 194パイトのデータと特殊再生用情報を転送制御手段 18に転送する。 転 送制御手段 18は記録信号処理手段 14から送られてきたデータを一旦記録 用バッファ 41に格納する。 さらに転送制御手段 18は、 特殊再生用情報な どを格納したディスクアクセスュニットのヘッダ情報を作成し、 記録用パッ ファ 41に格納する。 なお、 ディスクアクセスユエットのヘッダ情報につい ては後述する。
記録用バッファ 41にディスクアクセスュニットの容量分のデータが貯ま つたら、 そのタイミングで、 転送制御手段 18は、 HDD10に記録用バッ ファ 41のディスクアクセスュニット分のデータを転送し、 記録コマンドを 発行する。 もし、 HDD 10がすでに転送中である場合、 転送制御手段 18 は、 新たなデータ転送の要求を受け取ると、 キュ1 fングする。 キューイン グされた転送要求は、 HDD10の転送が終了したら直ちに実行するように HDD 10にコマンドを発行する。 図 7では、 ディスクアクセスユニットの 容量が 2 Mバイトの場合を示している。 .
インターフェース 29は、 記録するデータと記録コマンドを受け取ると、 一旦パッファキャッシュ 30に格納し、 バッファキヤッシュ 30から逐次デ ータをコントローラ 26に転送する。 このようにして、 転送制御手段 18か らの記録コマンドを受け取るとコントローラ 26は、 ディスクアクセスュニ ット分のデータを書き込み 44に示すように磁気ディスク 23に記録する。 このように一回の書き込み 44に要する時間は 150m秒から 25 Om秒程 度である。
また、 再生用バッファ 42からは順次再生信号処理手段 17にデータが転 送される。 そして再生信号処理手段 17は、 出力 46に示すように、 トラン スポートバケツトに付加されているタイムスタンプが示すタイミングでトラ ンスポートバケツトを IEEE1394 IZF 7に出力する。 出力 46のデ ータ量は、 0. 5秒間で 2JV [バイト程度になる。
転送制御手段 18は、 再生用バッファ 42のデータをディスクアクセスュ ニット分の容量だけ出力したタイミングで、 HDD10に読み込みコマンド を発行する。 もし、 HDD 10がすでに転送中である場合、 転送制御手段 1 8は、 新たな転送要求をキューイングする。 キューイングされた転送要求は 、 HD D 1 0の転送が終了次第、 実行するように読み込みコマンドを発行す る。
インタフェース 2 9は、 読み込みコマンドを受け取ると、 磁気ディスク 2 3からディスクアクセスュニット分のデータを読み込み、 ー且バッファキヤ ッシュ 3 0に格納する。 そして、 バッファキャッシュ 3 0から逐次データを インターフェース 2 9に転送する。 このようにして、 転送制御手段 1 8から の読み込みコマンドを受け取ると、 コントローラ 2 6は、 読み込み 4 5に示 すように、 磁気ディスク 2 3からインターフェース 2 9に転送する。 転送制 御手段 1 8は、 このようにして読み込まれたデータをー且再生用バッファ 4 2に格納する。
上記で A Vデータの記録と A Vデータの再生は、 転送制御手段 1 8によつ て互いの HD D 1 0に対する転送要求をキューイングしながら行われる。 そ のタイムチャートを図 8に示す。
記録用バッファ 4 1に入力 4 7 aのようにタイムスタンプが付カロされたト ランスポートパケヅトが順次入力されていき、 ヘッダと併せてディスクァク セスュエツトの容量分データが格納されると、 そのタイミングで HD D 1 0 にディスクアクセスュ-ット分のデータが W (W r i t e ) 4 8 aのように 書き込まれる。
一方、 再生用バッファ 4 2から出力 5 0 aのように、 タイムスタンプが付 加されたトランスポートパケットが順次出力され、 ディスクアクセスュニッ トの容量分のデータが出力されると、 そのタイミングで HD D 2からディス クアクセスユニット分のデータが R (R e a d ) 4 9 aのように読み込まれ 再生用バッファ 4 2に格納される。 なお、 図中の矢印は転送が行われるため のトリガを表現しているものである。
このように転送制御手段 1 8は、 HD D 1 0対して記録または読み出しの 要求が発生する毎にその要求が発生した順番でキューイングを行いながら H D D I 0に対して記録または読み出しコマンドを発行する。
転送制御手段 1 8からの記録及び読み出しコマンドは、 インターフェース
2 9が受け取る。 そして、 インターフェース 2 9は、 バッファキャッシュ 3 0を経由してデータ転送を行う。 コントローラ 2 6は、 記録コマンド実行時 はバッファキャッシュ 3 0に格納されているデータを磁気ディスク 2 3に記 録し、 読み出しコマンド実行時は磁気ディスク 2 3からバッファキャッシュ
3 0へデータを格納する。
入力 4 7 aや出力 5 0 aの処理時間に較べて、 W4 8 aや R 4 9 aの処理 は短い時間で完了する。
ところで、 仮に HD D 1 0からのディスクアクセスュニットの容量分のデ ータの読み込みがリ トライの発生などで予定より遅れたとする。 図 9に HD D 1 0からの読み込みが遅れた場合のタイムチャートを示す。 図 9では、 R
4 9 bで予定より処理が遅れたとする。
そうすると、 記録用バッファ 4 1に入力 4 7 cのようにディスクアクセス ュニットの容量分のデータが格納されたタイミングで、 ディスクアクセスュ ニットの容量分のデータを W4 8 cのように HD D 1 0に書き込み、 続けて R 4 9 cのように HD D 1 0からデータを読み込む。
前述したように、 入力 4 7 bや出力 5 0 bの処理より、 W4 8 bや R 4 9 の処理の方が短時間で処理が完了する。 従来の技術では、 このような遅延が 発生した場合、 AVデータが欠落したが、 本実施の形態では図 9から明らか なように R 4 9 bで発生した遅延を回復することが出来る。
以上のように固定長のディスクアクセスュニットの容量分のデータがパッ ファ RAM I 9に格納及び出力されたタイミングで HD D 1 0への記録また は読み込みを行うので、 HD D 1 0への記録または読み込みに遅延が生じて も A Vデータの欠落が生じることなく、 遅延を回復することが出来る。 また、 本実施の形態の HD D装置 2は、 同時記録再生時に、 再生される映 像をモニタ 5で視聴している場合、 所用が出来たために一時的に再生を中止 することも出来る。 モニタ 5の画面を静止させて、 視聴をー且中断する。 そして、 所用を済ませてモニタ 5で再視聴を始めた場合、 早送りなどの特 殊再生をしながら番組の要点を確認して、 現在放送中の場面まで追いかける ことが出来る。 このような特殊再生をすることによって現在放送中の場面ま で追いかけることを追いかけ再生と呼ぶことにする。
次に、 このような追いかけ再生を行う場合の動作について説明する。 現在放送中の番組を記録する動作はすでに述べたものと同一であるので、 説 明を省略する。
追いかけ再生を行うための特殊再生用データを転送制御手段 1 8は、 HD D 1 0に読み出しを指示するコマンドを発行することによって、 読み出し、 ー且バッファ RAM I 9に格納する。
転送制御手段 1 8は、 そのために記録時に作成された特殊再生用情報を読 み出し、 この特殊再生用情報から、 記録されている AVデータのどの部分を 読み出すかを知ることが出来る。
追いかけ再生するデータがパッファ RAM 1 9に数フレーム分貯まつたら 、 転送制御手段 1 8は、 追いかけ再生するデータを再生信号処理手段 1 7に 転送する。
転送制御手段 1 8から再生信号処理手段 1 7に送られてきた AVデータは 、 トランスポートパケットとして送られてくるが、 記録された AVデータの 一部のトランスポートパケットのみ送られてくる。 すなわち、 特殊再生を行 う各フレームの全部または一部 （例えば Iフレームのみ） を含むトランスポ ートパケットが送られてくる。 従って、 ME P Gの文法に必要な情報が欠落 していたり、 不要な情報が付カ卩されていたりする。
そこで、 再生信号処理手段 1 7は、 送られてきたトランスポートパケット を MP E Gの文法に合致するように再構成する。 そして、 再構成したトラン スポートパケットを MP E G 2 トランスポートストリームとして、 I E E E 1 3 9 4 I ZF 7に転送する。
これ以降の動作は、 上述した再生の際の動作を同一であるので、 説明を省 略する。
このように、 追いかけ再生を行う場合に、 再生信号処理手段 1 7は特殊再 生用の MP E G 2 トランスポートストリームを再構成する。
また、 前述したように、 本実施の形態の HD D装置 2では、 マルチチャン ネル処理を行う 合をも考慮して、 A Vデータの連続転送を保証できるよう にディスクアクセスユニットの長さを決めたが、 これに加えて、 AVデータ の記録再生に適した記録用フォーマツトを使用している。
従って、 AVデータを再生する際に、 AVデコーダ 1 3が AVデータの圧 縮を伸長し、 アナログ信号に変換してモユタ 5に表示するのに、 HD D装置 2が AVデータを転送するのが間に合わなくなるというようなことが起こら ない。 また、 AVデータを記録する際に、 チューナ 1 1で受信され、 I E E E 1 3 9 4 I /F 1 4から転送されてくる AVデータを HD D装置 2が記録 しきれず、 バッファ RAM I 9がオーバーフローしてしまうというようなこ とは起こらない。
また、 磁気ディスク 2 3に記録されている AVデータは、 不要になった場 合削除されるが、 削除する場合もディスクアクセスュニット単位で削除する。 従って、 磁気ディスク 2 3に AVデータの記録、 削賒を何度繰り返しても 、 磁気ディスク 2 3の空き領域は、 必ずディスクアクセスユニットの大きさ と等しいかまたは大きくなる。 すなわち、 ディスクアクセスュニットの大き さより小さい空き領域は生じないので、 記録時または再生時に A Vデータの 連続転送を必ず保証することが出来る。
また、 ハイビジョン （高精細度画像） などの転送レートの高い AVデータ についても上記で説明したようにして連続転送を保証出来るようにディスク アクセスュニットの長さを決めたので、 同時記録再生を行うことが出来る。 最後に、 本実施の形態の HD D 1 0が採用している記録用フォーマツトに ついて説明する。
図 1 0に本実施の形態の記録用フォーマツトを示す。
ディスクアクセスユニット 5 1は、 固定長であり、 その長さは上記のよう にして決定する。 典型なディスクアクセスュニットの大きさは 2メガバイト である。 さらにディスクアクセスュエツト 5 1は、 ヘッダ 5 2と MP E G 2 トランスポートストリーム 5 3に区別されている。
ヘッダ 5 2には、 チェーン情報 5 4、 特殊再生用情報 5 5が記録されてい る。
チェーン情報 5 4は、 次のディスクアクセスュニット 5 1を参照するため のデァドレスであるディスクアクセスュニット番号が格納されている。 特殊 再生用情報 5 5は、 AVデータのフレームをアクセスするためのロケーショ ン情報、 そのフレームが I、 P、 Bフレームのいずれであるかを示す情報、 フレームの番号などである。
MP E Gトランスポートストリーム 5 3には、 タイムスタンプヘッダ 5 8 に示すようにタイムスタンプが付加されたトランスポートパケット 5 9が格 納さている。
ディスクアクセスュニット 5 1を固定長としたので、 '計算で、 トランスポ ートバケツトのヘッダ 5 8を取得することが出来、 さらにアクセスを高速ィ匕 することが出来る。
さらにディスクアクセスュ-ット 5 1のヘッダ 5 2に特殊再生用情報 5 5 を持たしたので、 同時記録再生中にも効率良く特殊再生を行うことが出来る。 なお、 本実施の形態ではストリーム制御手段 8は、 転送要求が発生した順 に HD D 1 0に対して転送を行った例を説明したが、 これに限らず、 転送要 求に対してある優先順位をつけて HD D 1 0に対して転送を行ってもよい。 例えば記録の要求を読み出しの要求より優先順位を高くするなどして、 記録 を優先させることも可能である。
さらに、 本実施の形態の HD D装置 2は、 ストリーム制御手段 8を持つと して説明したが、 これに限らない。 HD D装置 2は、 ストリーム制御手段 8 を持たず、 HD D 1 0から構成し、 ストリーム制御手段 8の機能をパーソナ ルコンピュータが実行する構成でも構わない。
(第 2の実施の形態） ； 次に、 第 2の実施の形態について説明する。 本実施の形態では、 HDD装置が欠陥領域管理のために、 記録または再生時 に生じたエラーを処理する場合について説明する。
本実施の形態の HD D装置は第 1の実施の形態と同一である。
HDD 10は、 図 1 1に示すテーブルを保持している。 これは LBAを物 理アドレスに対応付けるテーブルである。 また、 HDD 10は、 従来の技術 の図 19で説明したのと同様に、 欠陥セクタに遭遇した場合セクタ単位で交 替処理を行う。 交替処理を行う場合は、 図 1 1のテーブルの物理アドレスを 交替領域のセクタの物理ァドレスに書き替えることによって行う。
さらに、 バッファ RAMI 9には、 図 12の （a) 示す DAU管理テープ ル 80と図 12の （b) に示す DAU変換テーブル 84が格納されている。
DAU管理テーブル 80は、 磁気ディスク 23の領域をディスクアクセス ユニット単位で管理するためのテーブルであり、 DAU番号 81と、 交替処 理後の DAU番号 82と、 エラーカウンタ 83が組になったテーブルである。
DAU番号 81は、 磁気ディスク 23の領域をディスクアクセスュニット 単位で分割し、 磁気ディスク 23のディスクアクセスュニットを識別するた めの番号である。
エラーカウンタ 83は、 所定の時間内にディスクアクセスュニットにデ一 タを記録または再生することが出来なかった回数をカウントするものである。 交替処理後の DAU番号 82は、 エラーカウンタ 83が示す回数が所定の 回数を超えた場合、 以後そのディスクアクセスュ-ットの替わりに使用する ディスクアクセスュニットの番号を記載するための欄である。
また、 DAU変換テーブル 84は、 ディスクアクセスユニットの番号から ディスクアクセスュニットを構成する先頭の LB Aを求めるテーブルである。 DAU番号 85は、 ディスクアクセスュニットの番号である。
先頭 LB A86は、 ディスクアクセスュニットの先頭の LB Aである。 また、 ディスクアクセスユニットは、 通常の記録または再生に使用するディ スクアクセスュニットと、 交替処理に使用するディスクアクセスュ-ットと に予め区別されている。 例えばディスクアクセスュニット番号が 1番から 1 0000番までのディスクアクセスュニットは通常の記録または再生に使用 するディスクアクセスュニットであり、 10001番から 10500番まで のディスクアクセスユニットは交替処理に使用するディスクアクセスュニッ トであるとする。
次に、 このような本実施の形態の動作を説明する。
第 1の実施の形態で説明したように、 転送制御手段 18は、 HDD 10に LB Aとセクタ数を指定して、 A Vデータの記録または読み出しを指示する。 すなわち、 転送制御手段 18は、 次に書き込むべき （または読み込むべき ) ディスクアクセスユニットの番号を決めると、 DAU管理テーブル 80を 参照して、 DAU番号 81を交替処理後の DAU番号 82に変換する。
例えば、 図 12の （a) において、 次に書き込むべき （または読み込むベ き） ディスクアクセスユニットの番号が 4番であるとすると、 DAU番号 8 1の 4番の欄の交替処理後の DAU番号 82を読み取る。 これが変換後のデ イスクアクセスユニットの番号である。 図 12の （a) では、 変換後のディ スクアクセスュニットの番号は変換前と同じ 4番である。
さらに、 転送制御手段 18は、 DAU変換テーブル 84を参照して、 変換 後のディスクアクセスユニットの番号の先頭 LB Aを求める。 図 12の （b ) では、 DAU番号 85の 4番の先頭 LBA86は、 12289である。 このようにして求めた先頭 L B Aとディスクアクセスュニットのセクタ数 を HD D 1 0に通知する。 ただし、 この場合のセクタ数は、 4 0 9 6セクタ である。
HD D 1 0は、 図 1 1に示すような L B Aをトラック番号とセクタ番号に 対応させる表を用いて、 L B Aを物理アドレスに変換する。 すなわち、 転送 制御手段 1 8から L B Aとセクタ数が通知されると、 HD D 1 0のコント口 ーラ 2 6は、 図 1 1に示す表を用いて、 磁気ディスク 2 3のトラックのセク タを特定して AVデータの記録または読み出しを行う。
ところで、 データを記録する際にあるセクタにデータを正常に書き込めな かった場合、 コントローラ 2 6は、 リ トライ処理を行う。 また、 データを読 み出す際にあるセクタから正常にデータを読み出せなかった場合にも、 コン トローラ 2 6はリ トライ処理を行う。 そしてリ トライ処理が、 所定の回数例 えば 1 0回を超えた場合、 従来の技術の図 1 9を用いて説明した欠陥領域の 管理の動作と同様にしてセクタ毎に交替処理を行う。 交替処理は図 1 1の物 理ァドレスを交替領域にある交替セクタを特定する物理ァドレスに書き替え ることによって行う。 このように HD D 1 0は従来の技術と同様に交替処理 を行っている。
一方、 転送制御手段 1 8は、 現在書き込んでいる （または読み込んでいる ) ディスクアクセスユニットの処理時間を計測している。 そして、 書き込み (または読み込み） 時間が所定の時間を超えた場合、 図 1 2のエラーカウン タ 8 3を 1だけ増加させる。
例えば、 ディスクアクセスュニットの番号が 4番のディスクアクセスュニ ットの書き込み （または読み込み） の処理時間が所定の時間を超えた場合、 D AU番号 8 1が 4の欄のエラーカウンタ 8 3が 5になっているので、 これ を 1だけ増加させて、 6にする。
そして、 エラーカウンタのカウント数が所定の回数例えば 1 0回を超えた 場合、 転送制御手段 1 8は、 そのディスクアクセスユニットの替わりに別の ディスクアクセスュニットを使用するディスクュニット単位の交替処理を行 う。
例えば、 D AU番号 8 1が 4番のディスクアクセスュニットのエラーカウ ンタ 8 3は図 1 2では 5であるが、 これが 1 1になったとする。 そうすると 、 D AU番号 8 1が 4の欄の交替処理後の D AU番号 8 2を 4番から 1 0 0 0 1番に書き替える。 このように交替処理後の D AU番号 8 2を交替処理に 使用するディスクアクセスユニットの番号に変更することによつて交替処理 を行う。 さらに、 ディスクアクセスユニット単位の交替処理の前に、 4番の ディスクアクセスュニットにデータが格納されていた場合は、 そのデータを 1 0 0 0 1番にディスクアクセスユニットにコピーする。 そして、 D AU番 号 8 1が 4番の欄のエラーカウンタ 8 3を初期化すなわち 0に書き替える。
このように D AU管理テーブル 8 0を書き替えたので、 以後 D AU番号 8 1が 4番のディスクアクセスュニットに、 記録または読み出し処理のために アクセスすると、 実際は、 1 0 0 0 1番のディスクアクセスユニットの領域 をアクセスすることになる。 このように、 エラーを起こしたディスクァクセ スュニットの領域は、 ディスクアクセスュニット単位の交替処理によって以 後使用されなくなる。
このように、 転送制御手段 1 8は、 ディスクアクセスユニット単位で交替 処理を行う。 従来は、 セクタ毎に交替処理を行った場合、 交替処理によって 、 ディスクアクセスユニットが、 連続していないセクタから構成されるよう になる。 このようなディスクアクセスュニットに対してデータの記録または 読み出しを行うと、 ディスクアクセスュニットに対する 1回の転送の最中に シーク動作が生じてしまう。 つまり、 従来は交替処理を行うことによって、 データを転送する転送レートが小さくなってしまい、 AVデータの連続転送 を保証出来なくなる場合も起こりうる。
し力 しながら、 転送制御手段 1 8は、 ディスクアクセスュニット単位で交 替処理を行うので、 上記のような問題を避けることが出来る。
ところで、 転送制御手段 1 8によるディスクアクセスュニット単位の交替 処理とは独立して、 HD D 1 0は、 従来の技術で説明したようにセクタ単位 で交替処理を行っている。 このため、 ディスクアクセスユエットを構成する セクタが、 HD D 1 0が交替処理を行ったため、 連続しなくなる場合が生じ る。 すなわち、 ディスクアクセスユニットにデータを記録または読み出して いる最中にシーク動作が発生する場合が起こりうる。
ところが、 転送制御手段 1 8は、 ディスクアクセスユニット分の AVデー タの記録または読み出しに係った時間を計測している。 従って、 ディスクァ クセスュニットを構成するセクタのうち例えば 4個までのセクタが HD D 1 0によって交替処理を施されても、 ディスクアクセスュニットに対して記録 または読み出しに要する時間が所定の時間内であったとする。 そして、 5個 のセクタが HD D 1 0によってセクタ単位の交替処理を施された場合、 その ディスクアクセスュニットに対する記録または読み出しに要する時間が所定 の時間を超えてしまったとする. このような場合、 4個のセクタが交替処理を施された時点では、 転送制御 手段 1 8は、 エラーカウンタ 8 3を増加させないが、 5個のセクタが交替処 理を施された時点ではじめて転送制御手段 1 8は、 記録または読み込みを行 う際に、 そのヂイスクアクセスュニットのエラーカウンタを増加させる。 や がて、 エラーカウンタの値が 1 0を超えると、 転送制御手段 1 8はディスク アクセスユニット単位で交替処理を行う。 つまり、 ディスクアクセスュニッ を構成するセクタは必ずしも完全に連続したセクタである必要はなく、 上記 の 4個のようにある程度のセクタの不連続は許容することが出来る。
従って、 交替処理用のディスクアクセスユニットとして、 欠陥セクタの数 が例えば 3個以下など所定の個数以下の領域を用いることも出来る。
また、 本実施の形態では、 ディスクアクセスユニット単位で交替処理を行 うので、 この交替処理によってシーク動作が増加することがない。 従って、 従来の技術で説明したような時間のかかる L B Aの再割り当て処理を行う必 要もない。
従って、 本実施の形態では、 交替処理を行っても、 AVデータの連続転送 を保証することが出来る。
なお、 本実施の形態では、 D AU管理テーブル 8 0や D AU変換テープノレ 8 4をバッファ R AM I 9に設け、 転送制御手段 1 8がディスクアクセスュ ニット単位の交替処理を行うとして説明したが、 これに限らず、 HD D 1 0 の内部にメモリを設け、 このメモリに D AU管理テーブル 8 0や D AU変換 テーブル 8 4を格納し、 HD D 1 0が、 ディスクアクセスユニット単位の交 替処理を行っても構わない。 また、 D AU管理テーブル 8 0や D AU変換テ 一ブル 8 4はバッファ RAM I 9上に記憶しているとともに、 ある時点で H D D 1 0の磁気ディスク 2 3に記録する。 これにより、 電源を切り、 再ぴ投 入されたときに、 もう一度磁気ディスク 2 3からバッファ RAM I 9上に読 み出すことにより、 電源を切ったあとでも、 D AU管理テープノレや D AU変 換テーブル 8 4が失われることがなくなる。
なお、 本実施の形態では、 ディスクアクセスユニットを管理するために D AU管理テーブル 8 0と D AU変換テーブル 8 4を用いたが、 これに限らな い。 D AU変換テーブル 8 4を用いず、 ディスクアクセスユニットがどの L B Aに対応しているかの規則によって、 ディスクアクセスュニットから先頭 L B Aを計算で求めることも出来る。 そのような規則の例としては、 デイス クアクセスュ ットの番号が小さいものから順に値が小さい L B Aを割り付 けていくようにすれば、 ディスクアクセスュニットのサイズは固定長である ので、 容易に計算でディスクアクセスュニットの先頭 L B Aを計算すること が出来る。 また、 D AU管理テーブル 8 0と D AU変換テーブルの両方を用 いない構成でも構わない。 この場合、 図 1 1に示した L B Aを物理アドレス に対応付けるテーブルで、 ディスクアクセスュニットを構成するセクタの物 理ァドレスを全て連続した交替セクタに変更することによってディスクァク セスュ-ット単位で交替処理を行う。
さらに、 本実施の形態では、 交替処理用のディスクアクセスユニットとし て所定の数以下の欠陥セクタを含む領域をわりあてても構わないとして説明 したが、 これに限らず、 交替処理用のディスクアクセスユニットとして、 全 く欠陥セクタを含まない領域を割り当てるようにしても構わない。
さらに、 本実施の形態では、 エラーカウンタのカウント値が 1 0を超えた 場合に、 そのディスクアクセスュニットをディスクアクセスュュット単位で 交替処理するとして説明したが、 これに限らない。 5回、 1 5回、 2 0回な ど、 要するにエラーカウンタのカウント値が予め決めておいた値を超えた場 合に、 ディスクアクセスュニットをディスクアクセスュニット単位で交替処 理しさえすればよい。
さらに、 本発明のハードディスク装置を構成する全部または一部の手段の 全部または一部の機能を専用のハードウエアを用いて実現しても構わないし
、 コンピュータにより実行させるためのプログラム及び Zまたはデータによ りソフトウェア的に実現しても構わない。
さらに、 本発明のハードディスク装置の全部または一部の手段の全部また は一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラム及ぴ Zまた はデータを担持した媒体であって、 コンピュータにより処理可能なことを特 徴とする媒体も本発明に属する。
さらに、 本発明のハードディスク装置の全部または一部の手段の全部また は一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラム及ぴ zまた はデータであることを特徴とする情報集合体も本発明に属する。
さらに、 本発明のデータとは、 データ構造、 データフォーマット、 データ の種類などを含む。 また、 本発明の媒体とは、 R OM等の記録媒体、 インタ ーネット等の伝送媒体、 光 ·電波 ·音波等の伝送媒体を含む。 また、 本発明 の担持した媒体とは、 例えば、 プログラム及び Zまたはデータを記録した記 録媒体、 やプログラム及び Zまたはデータを伝送する伝送媒体等を含む。 ま た、 本発明のコンピュータにより処理可能とは、 例えば、 R OMなどの記録 媒体の場合であれば、 コンピュータにより読みとり可能であることであり、 伝送媒体の場合であれば、 伝送対象となるプログラム及び Zまたはデータが 伝送の結果として、 コンピュータにより取り扱えることであることを含む。 さらに、 上記実施の形態のハードディスク装置の全部または一部の手段の 全部または一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラム及 び Zまたはデータを記録したプログラム記録媒体は、 コンピュータにより読 み取り可能であり、 読み取られた前記プログラム及び Zまたはデータが前記 コンピュータと協動して前記機能を実行するプログラム記録媒体であっても 良い。
さらに、 本発明の情報集合体とは、 例えば、 プログラム及び Zまたはデー タ等のソフトウェアを含むものである。
産業上の利用可能性
以上説明したところから明らかなように、 本発明は、 転送時間に無駄がな いハードディスク装置及びプログラム記録媒体を提供することが出来る。 また、 本発明は、 AVデータの記録または読み出し動作が遅れても、 その 遅れを回復し、 AVデータに欠落が生じないハードディスク装置、 媒体及び 情報集合体を提供することが出来る。
また、 本発明は、 欠陥領域を管理する場合交替処理を行っても記録及び読 み出しにおいて一定の転送レート以上を保証できるハードディスク装置、 媒 体及び情報集合体を提供することが出来る。
また、 本発明は、 欠陥領域を管理する場合に、 L B Aを再割り当てする必 要がないハードディスク装置、 媒体及び情報集合体を提供することが出来る。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . A Vデータをハードディスクに記録する記録手段と、
その記録手段に接続され、 インターフェースから送られてくる AVデータ または前記インターフェースに送られる AVデータを信号処理するストリー ム制御手段とを備え、
A Vデータを記録及び/または再生することが出来るハードディスク装置 であって、
前記ハードディスクに連続してアクセスする最小単位であり、 A Vデータ のリアルタイム転送を保証するサイズを有するディスクアクセスュニットに 対して A Vデータの転送が正常に完了しなかった場合、 そのディスクァクセ スュニットの替わりに別のディスクアクセスュニットを以後使用するように するディスクアクセスユニット単位の交替処理を行うハードディスク装置。
2 . 前記正常に完了しなかった場合とは、 前記ディスクアクセスュニッ トに対して所定の時間内に AVデータの転送が完了しない回数が、 所定の回 数を超えた場合である請求項 1記載のハードディスク装置。
3 . 前記記録手段は、 前記ハードディスクのセクタに対して前記 AVデ ータの転送が正常に完了しなかった場合、 前記転送が正常に完了しなかった セクタの替わりに別のセクタを以後使用するようにするセクタ単位の交替処 理を行う請求項 1または 2に記載のハードディスク装置。
4 . A Vデータをハードディスクに記録する記録手段と、
その記録手段に接続され、 インターフェースから送られてくる AVデータ または前記インターフェースに送られる AVデータを信号処理するストリー ム制御手段とを備え、
A Vデータをマルチチヤンネルで記録及ぴ Zまたは再生することが出来る ハードディスク装置であって、
記録する際、 '前記ストリーム制御手段のバッファに前記インターフェース 力 ら送られてきた AVデータが所定のサイズだけ格納されたタイミングで、 前記ストリーム制御手段は、 前記バッファに格納されている前記所定のサイ ズのデータを前記記録手段に転送するための書き込み要求を生成し、 前記記 録手段は、 前記所定のサイズのデータを書き込み、
再生の際、 前記ストリーム制御手段のバッファから前記インターフェース に前記所定のサイズのデ一タが読み出されたタイミングで、 前記ストリーム 制御手段は、 前記記録手段から転送するための読み取りの要求を生成し、 前 記記録手段は前記所定のサイズのデータを読み出し、 前記バッファに格納す るハードディスク装置。
5 . 前記ストリーム制御手段は、 前記書き込みの要求及ぴ前記読み取り の要求をその要求を受け取った順番に前記記録手段に対して転送命令を実行 する請求項 4記載のハードディスク装置。
6 . 前記ストリーム制御手段は、 前記書き込み要求及び前記読み取り要 求を所定の優先順位に従った順番で、 前記記録手段に対して転送命令を実行 する請求項 4記載のハードディスク装置。
7 . 前記所定のサイズのデータは固定長である請求項 4〜 6のいずれか に記載のハードディスク装置。
8 . 前記固定長とは、 1セクタのバイト数の整数倍である請求項 7記載 のハードディスク装置。
9 . 前記 A Vデータは MP E Gトランスポートストリームであり、 前記所定のサイズのデータとは、 前記 A Vデータのトランスポートバケツ トにタイムスタンプを付加したタイムスタンプ付きパケットデータを所定の 個数集めたデータにへッダを付加したものである請求項 7または 8に記載の ハードディスク装置。
1 0 . 請求項 1〜9のいずれかに記載のハードディスク装置の全部また は一部の手段の全部または一部の機能をコンピュータにより実行させるため のプログラム及ぴ Zまたはデータを担持した媒体であって、 コンピュータに より処理可能な媒体。
1 1 . 請求項 1〜 9のいずれかに記載の本発明の全部または一部の手段 の全部または一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラム 及ぴ Zまたはデータである情報集合体。
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