データ記録再生システム及び方法
【課題】光ディスクドライブを複数制御する場合には、従来のATAPIなどのコマンド応答では対応できない場合がある。また、１台のドライブが故障したときなど、残りのドライブで記録が出来るように適切に切り替える必要がある。
【解決手段】ホストからコマンドを受けて複数のドライブに分配する中間のコマンド処理部を設け、ホストからは通常のコマンドのやり取りのままで、各ドライブとは、ユニークなコマンドを用いるて個別の通信が可能となる。また、故障検出時にも、正常なドライブでの記録に切り替えることで、安定してデータを記録することが可能となる。
【解決手段】ホストからコマンドを受けて複数のドライブに分配する中間のコマンド処理部を設け、ホストからは通常のコマンドのやり取りのままで、各ドライブとは、ユニークなコマンドを用いるて個別の通信が可能となる。また、故障検出時にも、正常なドライブでの記録に切り替えることで、安定してデータを記録することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光ディスクに記録再生を行う光ディスク装置および光ディスク記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関連する技術として、例えば、特許文献１（特開平8-263924号公報）がある。特許文献１の要約には、「複数台を組み合わせたシステムによるデータの読み書き（ＲＡＩＤ等）を行えることを目的」とし、「読み書き可能な光ディスクの読み書きを行う複数の記録再生手段と、前記複数の記録再生手段に対し同時に複数の光ディスクを搬送する搬送機構とを有する光ディスクチェンジャー装置において、決められた組み合わせにより記録再生手段により複数の光ディスクへの記録再生を行うディスク制御方法を有することを特徴とする。また、搬送機構の移動方向と、光ディスクを格納する格納部への光ディスクの移動方向が直交していることを特徴とする。」ことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平8-263924号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
PC（Personal Computer）を始めとしてデータのディジタル化が進み、映像データもアナログからディジタルへと移行しており、取り扱うデータの大容量化が進んでいる。大容量になったデータを蓄えるためのシステムが要求されており、様々な方法が検討されている。
【０００５】
その方法の一つとして、光ディスクを用いたアーカイブシステムがある。光ディスクは、大容量の記録媒体であり、Blu-rayディスク（以下ＢＤと略す）は、１層で２５GB、２層で５０GBの容量があり、今後に大容量化が見込まれる。
【０００６】
このような容量を持つ光ディスクを複数枚備えて、記録再生を行うことにより、更に大容量のデータを保存することが出来る。
【０００７】
しかしながら、大容量のデータを保存する媒体としては、HDD（Hard Disk Drive）や磁気テープを用いることが多く、記録型の光ディスクを複数枚用いた記録再生システムは少ない。光ディスクは、ポリカーボネイトのカバー層によりデータ記録層が保護されており、ピックアップから非接触でデータを読み出すため、記録媒体としての寿命は長い。
【０００８】
よって、長寿命の特徴を活かした光ディスクによる長期保存のためのアーカイブ装置を検討した。光ディスクのシステムでも、複数のディスクに、同じデータを記録したり、分散させてデータを記録したりすることで信頼性を向上させることが考えられる。このようなシステムの一例として特許文献１に示すものがあり、上記特許文献１の図２には、特定の組合せの光ディスクが光ディスクドライブにロードされる装置が記されている。
【０００９】
また、図２は、光ディスクドライブの構成を示したものである。２１はＢＤなどの光ディスク、２２はレーザー光を照射して光ディスクにデータを書き込み／読み出しするピックアップ、２３はディスクを回転させるモータ、２４はメモリ、２５は信号処理回路、２６はマイコン、２７は外部とのインターフェイスである。ホストコンピュータ（図示しない）から、記録や再生のコマンドが発行されると、インターフェイス２７にて、コマンドを受け取り解釈して処理される。記録の場合には、ホストコンピュータより記録データが転送され、インターフェイス２７を介して、メモリ２４に蓄えられ、信号処理回路２５にて記録のための信号処理が行われる。準備された記録データは、ピックアップ２２により、光ディスク２１に書き込まれる。これらの記録処理の制御や、ディスクの回転制御などは、マイコン２６により行われる。再生の場合には、光ディスク２１からピックアップ２２により読み出された再生信号を、信号処理回路２５にて再生処理し、メモリ２４に蓄え、インターフェイス２７からホストコンピュータに出力する。インターフェイス２７は、ホストコンピュータとのコマンドのやり取りと、記録再生データの受け渡しを行うＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）のコマンドに対応するものである。
【００１０】
データを保存するためのシステムとして、複数のHDDを用いたRAID（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）システムが一般的である。RAIDには、いくつか方式があり、図９はRAID０であり、複数のHDDにデータを分散して読み書きし、高速化を図ったものである。図１０はRAID１であり、複数のHDDに同時に同じデータを書き込むものである。図１１はRAID５であり、複数のHDDに誤り訂正符号と共に分散してデータを記録するものである。ここで、通常HDDでは、４台の場合には、記録データの1／4の割合でパリティを付加するようにしている。このような場合には、１台のHDDの故障でもデータの復元が可能である。図１２はRAID６であり、RAID５より更に誤り訂正能力を強化したものであり、任意の２つのHDDに障害が発生しても、データの復元が可能な方式である。
【００１１】
しかし、このような方式は、HDDに適応したものであり、光ディスクとして、最適な制御が出来るものではなかった。例えば、複数のドライブに同時に同じデータを記録するためには、ホスト側から来る一つの記録命令に対し、複数のドライブに、同じデータを記録する記録命令を展開して記録させるようにすることが必要である。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、光ディスクに情報を記録するシステムにおいて、複数のドライブを備えたシステムにおいて、RAIDのようなの処理を実現し、信頼性や高速データ転送を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は、例えば、特許請求の範囲に記載の発明により達成できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光ディスクに情報を記録するシステムにおいて、記録時間を短縮すると共に、信頼性の高いデータの記録を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の１実施形態に係る、複数の光ディスクドライブを用いた記録再生システムのブロック図でる。
【図２】光ディスクドライブの構成を示す図である。
【図３】PRML回路の構成例を示す図である。
【図４】コマンドの受け渡しの例を示した図である。
【図５】光ディスクにおける記録データの構成を示した図である。
【図６】光ディスクにおける記録データの別の構成を示した図である。
【図７】光ディスクにおける記録データの別の構成を示した図である。
【図８】光ディスクにおける記録データの別の構成を示した図である。
【図９】HDDを用いたRAID０のデータ構成を示した図である。
【図１０】HDDを用いたRAID１のデータ構成を示した図である。
【図１１】HDDを用いたRAID５のデータ構成を示した図である。
【図１２】HDDを用いたRAID６のデータ構成を示した図である。
【図１３】コマンド変換処理の例を示した図である。
【図１４】光ディスクにおける記録データの別の構成を示した図である。
【図１５】光ディスクにおける記録データの別の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のデータ記録再生システムの実施の形態について説明する。本発明のデータ記録再生システムは、複数の記録媒体にデータを記録し、記録されたデータを読み出す、記録再生システムであって、複数の記録再生装置と、データの記録再生の命令を出す、ホスト側からのコマンドを受け取って解釈するコマンド処理部と、解釈したコマンドに応じて、複数の記録装置に対してデータの記録再生の命令を出すコマンド変換部と、前記複数の記録再生装置と記録再生のデータを受け渡すインターフェイス部とを備え、前記複数の記録再生装置のうちの一部に不具合が発生した場合には、その装置には、記録データを送らないようにし、残りの記録再生装置に記録データを送り、不具合の発生していない記録再生装置の記録媒体にデータを記録することができる。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例である光ディスク記録再生システムについて示したものである。図中、１１はネットワーク、１２はチェンジャー制御装置、１３はネットワークとのインターフェイス、１４は制御回路、１５は記憶回路、１６はドライブとのインターフェイス、１７は光ディスクドライブAであり、１８は光ディスクドライブBであり、１９は光ディスクドライブCであり、２０は光ディスクドライブDである。ホストコンピュータ（図示しない）は、ネットワーク１１を介して繋がっているものとする。ここでは、ホストからは、複数のドライブが認識されるわけではなく、大きな容量のディスクを備えた、一つの記録装置として認識されている。
【００１８】
ホストコンピュータに蓄えられたデータを、光ディスクドライブA,B,C,Dに記録する場合について図４を用いて説明する。ホストコンピュータはまず、記録を開始する前に、記録可能な状態かどうか状態確認コマンドを発行する。インターフェイス１３は、ホストからの状態確認のコマンドを受け、それを制御回路１４に伝える。制御回路１４では、ホストからのコマンドを解釈し、各ドライブの状態を確認するためのコマンドを発行する。この場合は、ドライブA〜Dに同じ状態確認コマンドをインターフェイス１６を介して転送する。各ドライブは、状態確認コマンドを受けて、それぞれの状態をインターフェイス１６を介して、制御回路１４に伝える。制御回路１４は、全てのドライブから記録可能な状態であることを示すコマンドが戻ってきたことにより、インターフェイス１３を介して、ホストに記録可能な状態であることを戻す。このようなコマンドのやり取りは、記録を開始するときだけでなく、ホストから状態を確認する際には、いつも行われる。
【００１９】
記録可能な状態であることを確認したホストは、記録命令により記録データを転送する。インターフェイス１３で受けた記録データは、制御回路１４を介して記憶回路１５に一旦蓄える。制御回路１４は、記憶回路１５からデータを読み出して、インターフェイス１６を介して、各ドライブに記録するアドレスと記録データを送る。全てのデータを記録し終えて、ドライブA〜Dから、記録終了コマンドをインターフェイス１６を介して制御回路１５が受信し、それをホストコンピュータに伝えたところで、記録動作が終了する。
【００２０】
このとき、制御回路１４は、ディスクに記録するフォーマットにしたがって、各ドライブに記録コマンドを発行し、記録データを送る。図５は、HDDでのRAID０に相当する方法で記録を行う場合である。ホスト側からは、仮想的な大容量の一つのディスクに見えるが、実際には、データを分割し４枚のディスクに記録する例である。このように記録するために、制御回路１４は記録データを記憶回路１５から読み出しながら、所定の単位で分割して、各ドライブに記録するディスク上のアドレスを指定して記録データを送る。例えば、最初にドライブAに記録データA1を送り、次にドライブBに記録データA2を送る。このように記録データを複数のドライブに振り分けることで、見かけ上、記録する速度を早くすることが可能となる。また、連続で記録されているデータのうち、１枚のディスクを除いただけで、データを復元できなくなる。このような使用方法は、取り外し可能な媒体である場合には、セキュリティの強化につながるため有用である。
【００２１】
図６はRAID１に相当し、同じデータを複数のディスクに記録する例を示したものである。ここでは、ディスクA〜Dまでの４枚に、全く同じデータを記録する例を示している。複数のディスクにデータを記録することで、仮にディスクの欠陥や記録不良により、データが読めない部分があっても、他のディスクによって、そのデータの欠落部を補うことが可能である。
【００２２】
図７は、RAID５の構成に相当するものである。RAID０のように複数のディスクに分散してデータを記録しつつ、パリティを付加することにより、読み出しエラーが発生しても、データの誤りを訂正して、正しいデータとすることができる。パリティを付加することで、データに対しての冗長度が高くなるが、信頼性がより高い状態で読み出すことが可能となる。
【００２３】
なお、ここでは、図示していないが、RAID６に相当する構成も同様に可能である。
【００２４】
図８は、RAID５に近いが、データに対するパリティの比率を少なくし、冗長度を低くした例である。HDDは、装置が故障してしまった場合には、そのHDDに記録されている全てのデータが読み取れなくなるが、光ディスクの場合は、ディスク上の一部が欠陥で読み取れなくなることはあっても、ディスク全面の全てのデータが読めなくなることは考えにくい。よって、光ディスクの特性に応じたパリティの付加の方式とすることで、冗長度を抑えつつ、必要な信頼性を確保することが出来る。
【００２５】
図１４は、データを記録する順序やアドレスは変更しないが、記録するディスクを所定の単位で切り替える例を示したものである。通常、ディスクが1枚のシステムの場合には、A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9‥のデータを、１枚のディスクの連続したアドレスに記録していくが、このデータを複数のディスクに分散して記録する場合に、あたかも1枚のディスクに記録するようにアドレスを進めながら、記録するディスクを切り替えていくようにしたものである。このようにすることで、アドレス変換を簡易にしつつ、複数のディスクにデータを分散して記録することが可能となる。
【００２６】
また図１５は、図７の例を用いて、データを記録する領域をディスクごとに変更した例を示したものである。光ディスク上のデータは、線速度一定で記録されるため、ディスクの内周と外周では、記録可能な情報量が異なる。それは、半径位置に応じて、円周の長さに対応する。光ディスクでは、回転数を一定に制御すると、ディスク回転の制定までの時間が不要なため、別のアドレスに移動するアクセス時間が短くなる場合が多い。また、ディスクモータを急な回転数の変化に対応させる必要が無く、電力の面でも有利である。しかし、回転数を一定に制御すると、内周でのデータの書込みと読み出しの速度が遅いため、データ転送レートの面で不利である。図１５では、ディスクごとに書き始める半径位置をずらして記録をスタートさせる。例えば、この例では、ディスクを半径位置によって４分割し、それぞれの位置から記録を開始するようにする。外周まで書き終えたら、内周から記録するようにする。このように記録位置をずらすと、ディスクAが内周を記録しているときには、ディスクDは、外周を記録していることになる。このとき内周では、半径位置に応じた少ないデータの記録を行い、外周では、半径位置に応じて多いデータの記録を行うため、記録速度に応じた記録データを受け渡すようにする。このような制御をすることで、４台のドライブの記録データの総転送レートは概ね一定となる。
【００２７】
図１３は、ホストからのコマンドを変換して各ドライブに転送する動作を模式的に示したものである。例えば、ホストから、まだ全く記録していないディスクに対して、データを記録する命令を受けた場合とする。記録データは、一旦、メモリ１５にデータを蓄え、各ドライブに記録データを転送する。RAID０の場合には、ドライブAに対するコマンドAとして、記録データA1を記録するように命令を出す。ドライブBには、コマンドBとして、次の記録データA2を記録するように命令を送る。ドライブCにも、コマンドCとして、更に次の記録データA3を記録するように命令を送る。このように、アドレスと記録データを配分して、RAID０のデータ記録を行う。
【００２８】
RAID１の場合には、ドライブAに対するコマンドAとして、記録データA1を記録するように命令を出す。ドライブBには、コマンドBとして、同じ記録データA1を記録するように命令を送る。ドライブCにも、コマンドCとして、同じ記録データA1を記録するように命令を送る。このように、同じ記録データを４台に記録指定して、RAID１のデータ記録を行う。
【００２９】
このように、チェンジャー制御装置１２では、ホストからのコマンドを各ドライブへのコマンドに変換して記録再生の制御を行うようにする。このようなコマンド変換処理を行うことで、ホスト側からは通常のコマンドでデータの記録再生を行うことが出来、また、チェンジャー制御装置側では、各ドライブを個別に制御することが可能となる。
【００３０】
指定したアドレス部のディスク上に欠陥があり、ディスクに記録できない場合には、別のディスクに記録してもよい。このような処理を行うことで、欠陥があるディスクにデータを記録しないようにし、記録データの信頼性を確保することが出来る。
【００３１】
また、指定したアドレスに欠陥があり、ディスクに記録できない場合には、LOW(logical Over write)を用いて、実際は別のアドレスに記録しながら、仮想的には、指定したアドレスに記録したように見せることも出来る。
【００３２】
ここで、ドライブの１台に不具合が生じた状態を考える。例えば、４台のうちドライブAが何らかの理由で故障し、記録再生が出来ない状態になったとする。その場合は、記録するドライブを３台として、記録データを振り分ける必要がある。例えば、RAID０では、記録データの分散を３台として、記録する。RAID１では、３台のドライブに同じデータを書き込むようにする。RAID５では、２台にデータを記録し、１台にパリティを記録するようにする。
【００３３】
更に、ドライブがもう一台故障したときには、２台のドライブにデータを記録するように処理を切り替える。このように適切に記録するドライブを切り替えることで、メモリのオーバーフローを発生させることなく、安定してデータを記録することが出来る。
【００３４】
このようにドライブが不具合を生じた場合、もしくは、不具合を生じる可能性が高まった場合をチェンジャー制御装置側に伝えることが必要である。これは、通常用いられるコマンドでは、複数のドライブからのコマンド応答が重なってしまい、判別が出来なくなってしまうため、チェンジャー制御装置とドライブ間で決めた固有のものであれば良い。このようなユニークなコマンドを使用することで、通常の動作では使用しない情報を送受信することが出来、また、そのコマンドを判別できない装置では、何もやり取りを行わないような動作となる。
【００３５】
ドライブの不具合を検出するためには、例えば、同じ電流を流したときのレーザ発行のパワーを比較し、減衰してきた場合には、レーザの出力が下がっていて、寿命に近づいた事を判別することができる。また、図３では、不揮発性メモリ３１を備えており、ディスクを挿入したときに、いくつかの調整処理が行われるが、その処理の値を不揮発性メモリ３１に蓄えておき、調整値が使用を開始した初期の値と大きく異なったり、バラつきが大きくなってきたことで、何か不具合が生じたと判定することも可能である。その他、セットアップ処理が正常終了しないとか、記録再生が出来ないなどの通常の不具合も併せて、不具合発生もしくは、寿命に近づいたための交換時期を知らせるコマンドを備えることで、チェンジャー制御装置として、ドライブの不具合を把握し、それを外部に出力することで、ユーザは、ドライブの１台に不具合が生じていること知ることが出来る。これにより、ユーザは、記録エラーが発生する前に、不具合が置きそうなドライブを交換することが可能となる。
【００３６】
ここで、ホストコンピュータは、ネットワーク１１を介して繋がっているとして示したが、インターフェイス１３に直接繋がっている場合もある。その場合、接続は、SCSI（Small Computer System Interface）やＡＴＡＰＩなどにより接続される。
また、光ディスクを例にRAIDの構成を示したが、半導体メモリやその他の記録媒体を複数用いて記録する場合にも適用できる。
【００３７】
また、ここでは４台のドライブによる構成例にて示したが、ドライブ１台の場合でも、ディスクを取り替えながら記録することで、同様に信頼性の高いデータを記録することができる。
【００３８】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００３９】
また、上記の各構成は、それらの一部又は全部が、ハードウェアで構成されても、プロセッサでプログラムが実行されることにより実現されるように構成されてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１１‥ネットワーク、１２‥チェンジャー制御装置、１３‥ネットワークとのインターフェイス、１４‥制御回路、１５‥記憶回路、１６‥ドライブとのインターフェイス、１７‥光ディスクドライブA、１８‥光ディスクドライブB、１９‥光ディスクドライブC、２０‥光ディスクドライブD
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光ディスクに記録再生を行う光ディスク装置および光ディスク記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関連する技術として、例えば、特許文献１（特開平8-263924号公報）がある。特許文献１の要約には、「複数台を組み合わせたシステムによるデータの読み書き（ＲＡＩＤ等）を行えることを目的」とし、「読み書き可能な光ディスクの読み書きを行う複数の記録再生手段と、前記複数の記録再生手段に対し同時に複数の光ディスクを搬送する搬送機構とを有する光ディスクチェンジャー装置において、決められた組み合わせにより記録再生手段により複数の光ディスクへの記録再生を行うディスク制御方法を有することを特徴とする。また、搬送機構の移動方向と、光ディスクを格納する格納部への光ディスクの移動方向が直交していることを特徴とする。」ことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平8-263924号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
PC（Personal Computer）を始めとしてデータのディジタル化が進み、映像データもアナログからディジタルへと移行しており、取り扱うデータの大容量化が進んでいる。大容量になったデータを蓄えるためのシステムが要求されており、様々な方法が検討されている。
【０００５】
その方法の一つとして、光ディスクを用いたアーカイブシステムがある。光ディスクは、大容量の記録媒体であり、Blu-rayディスク（以下ＢＤと略す）は、１層で２５GB、２層で５０GBの容量があり、今後に大容量化が見込まれる。
【０００６】
このような容量を持つ光ディスクを複数枚備えて、記録再生を行うことにより、更に大容量のデータを保存することが出来る。
【０００７】
しかしながら、大容量のデータを保存する媒体としては、HDD（Hard Disk Drive）や磁気テープを用いることが多く、記録型の光ディスクを複数枚用いた記録再生システムは少ない。光ディスクは、ポリカーボネイトのカバー層によりデータ記録層が保護されており、ピックアップから非接触でデータを読み出すため、記録媒体としての寿命は長い。
【０００８】
よって、長寿命の特徴を活かした光ディスクによる長期保存のためのアーカイブ装置を検討した。光ディスクのシステムでも、複数のディスクに、同じデータを記録したり、分散させてデータを記録したりすることで信頼性を向上させることが考えられる。このようなシステムの一例として特許文献１に示すものがあり、上記特許文献１の図２には、特定の組合せの光ディスクが光ディスクドライブにロードされる装置が記されている。
【０００９】
また、図２は、光ディスクドライブの構成を示したものである。２１はＢＤなどの光ディスク、２２はレーザー光を照射して光ディスクにデータを書き込み／読み出しするピックアップ、２３はディスクを回転させるモータ、２４はメモリ、２５は信号処理回路、２６はマイコン、２７は外部とのインターフェイスである。ホストコンピュータ（図示しない）から、記録や再生のコマンドが発行されると、インターフェイス２７にて、コマンドを受け取り解釈して処理される。記録の場合には、ホストコンピュータより記録データが転送され、インターフェイス２７を介して、メモリ２４に蓄えられ、信号処理回路２５にて記録のための信号処理が行われる。準備された記録データは、ピックアップ２２により、光ディスク２１に書き込まれる。これらの記録処理の制御や、ディスクの回転制御などは、マイコン２６により行われる。再生の場合には、光ディスク２１からピックアップ２２により読み出された再生信号を、信号処理回路２５にて再生処理し、メモリ２４に蓄え、インターフェイス２７からホストコンピュータに出力する。インターフェイス２７は、ホストコンピュータとのコマンドのやり取りと、記録再生データの受け渡しを行うＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）のコマンドに対応するものである。
【００１０】
データを保存するためのシステムとして、複数のHDDを用いたRAID（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）システムが一般的である。RAIDには、いくつか方式があり、図９はRAID０であり、複数のHDDにデータを分散して読み書きし、高速化を図ったものである。図１０はRAID１であり、複数のHDDに同時に同じデータを書き込むものである。図１１はRAID５であり、複数のHDDに誤り訂正符号と共に分散してデータを記録するものである。ここで、通常HDDでは、４台の場合には、記録データの1／4の割合でパリティを付加するようにしている。このような場合には、１台のHDDの故障でもデータの復元が可能である。図１２はRAID６であり、RAID５より更に誤り訂正能力を強化したものであり、任意の２つのHDDに障害が発生しても、データの復元が可能な方式である。
【００１１】
しかし、このような方式は、HDDに適応したものであり、光ディスクとして、最適な制御が出来るものではなかった。例えば、複数のドライブに同時に同じデータを記録するためには、ホスト側から来る一つの記録命令に対し、複数のドライブに、同じデータを記録する記録命令を展開して記録させるようにすることが必要である。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、光ディスクに情報を記録するシステムにおいて、複数のドライブを備えたシステムにおいて、RAIDのようなの処理を実現し、信頼性や高速データ転送を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は、例えば、特許請求の範囲に記載の発明により達成できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光ディスクに情報を記録するシステムにおいて、記録時間を短縮すると共に、信頼性の高いデータの記録を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の１実施形態に係る、複数の光ディスクドライブを用いた記録再生システムのブロック図でる。
【図２】光ディスクドライブの構成を示す図である。
【図３】PRML回路の構成例を示す図である。
【図４】コマンドの受け渡しの例を示した図である。
【図５】光ディスクにおける記録データの構成を示した図である。
【図６】光ディスクにおける記録データの別の構成を示した図である。
【図７】光ディスクにおける記録データの別の構成を示した図である。
【図８】光ディスクにおける記録データの別の構成を示した図である。
【図９】HDDを用いたRAID０のデータ構成を示した図である。
【図１０】HDDを用いたRAID１のデータ構成を示した図である。
【図１１】HDDを用いたRAID５のデータ構成を示した図である。
【図１２】HDDを用いたRAID６のデータ構成を示した図である。
【図１３】コマンド変換処理の例を示した図である。
【図１４】光ディスクにおける記録データの別の構成を示した図である。
【図１５】光ディスクにおける記録データの別の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のデータ記録再生システムの実施の形態について説明する。本発明のデータ記録再生システムは、複数の記録媒体にデータを記録し、記録されたデータを読み出す、記録再生システムであって、複数の記録再生装置と、データの記録再生の命令を出す、ホスト側からのコマンドを受け取って解釈するコマンド処理部と、解釈したコマンドに応じて、複数の記録装置に対してデータの記録再生の命令を出すコマンド変換部と、前記複数の記録再生装置と記録再生のデータを受け渡すインターフェイス部とを備え、前記複数の記録再生装置のうちの一部に不具合が発生した場合には、その装置には、記録データを送らないようにし、残りの記録再生装置に記録データを送り、不具合の発生していない記録再生装置の記録媒体にデータを記録することができる。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例である光ディスク記録再生システムについて示したものである。図中、１１はネットワーク、１２はチェンジャー制御装置、１３はネットワークとのインターフェイス、１４は制御回路、１５は記憶回路、１６はドライブとのインターフェイス、１７は光ディスクドライブAであり、１８は光ディスクドライブBであり、１９は光ディスクドライブCであり、２０は光ディスクドライブDである。ホストコンピュータ（図示しない）は、ネットワーク１１を介して繋がっているものとする。ここでは、ホストからは、複数のドライブが認識されるわけではなく、大きな容量のディスクを備えた、一つの記録装置として認識されている。
【００１８】
ホストコンピュータに蓄えられたデータを、光ディスクドライブA,B,C,Dに記録する場合について図４を用いて説明する。ホストコンピュータはまず、記録を開始する前に、記録可能な状態かどうか状態確認コマンドを発行する。インターフェイス１３は、ホストからの状態確認のコマンドを受け、それを制御回路１４に伝える。制御回路１４では、ホストからのコマンドを解釈し、各ドライブの状態を確認するためのコマンドを発行する。この場合は、ドライブA〜Dに同じ状態確認コマンドをインターフェイス１６を介して転送する。各ドライブは、状態確認コマンドを受けて、それぞれの状態をインターフェイス１６を介して、制御回路１４に伝える。制御回路１４は、全てのドライブから記録可能な状態であることを示すコマンドが戻ってきたことにより、インターフェイス１３を介して、ホストに記録可能な状態であることを戻す。このようなコマンドのやり取りは、記録を開始するときだけでなく、ホストから状態を確認する際には、いつも行われる。
【００１９】
記録可能な状態であることを確認したホストは、記録命令により記録データを転送する。インターフェイス１３で受けた記録データは、制御回路１４を介して記憶回路１５に一旦蓄える。制御回路１４は、記憶回路１５からデータを読み出して、インターフェイス１６を介して、各ドライブに記録するアドレスと記録データを送る。全てのデータを記録し終えて、ドライブA〜Dから、記録終了コマンドをインターフェイス１６を介して制御回路１５が受信し、それをホストコンピュータに伝えたところで、記録動作が終了する。
【００２０】
このとき、制御回路１４は、ディスクに記録するフォーマットにしたがって、各ドライブに記録コマンドを発行し、記録データを送る。図５は、HDDでのRAID０に相当する方法で記録を行う場合である。ホスト側からは、仮想的な大容量の一つのディスクに見えるが、実際には、データを分割し４枚のディスクに記録する例である。このように記録するために、制御回路１４は記録データを記憶回路１５から読み出しながら、所定の単位で分割して、各ドライブに記録するディスク上のアドレスを指定して記録データを送る。例えば、最初にドライブAに記録データA1を送り、次にドライブBに記録データA2を送る。このように記録データを複数のドライブに振り分けることで、見かけ上、記録する速度を早くすることが可能となる。また、連続で記録されているデータのうち、１枚のディスクを除いただけで、データを復元できなくなる。このような使用方法は、取り外し可能な媒体である場合には、セキュリティの強化につながるため有用である。
【００２１】
図６はRAID１に相当し、同じデータを複数のディスクに記録する例を示したものである。ここでは、ディスクA〜Dまでの４枚に、全く同じデータを記録する例を示している。複数のディスクにデータを記録することで、仮にディスクの欠陥や記録不良により、データが読めない部分があっても、他のディスクによって、そのデータの欠落部を補うことが可能である。
【００２２】
図７は、RAID５の構成に相当するものである。RAID０のように複数のディスクに分散してデータを記録しつつ、パリティを付加することにより、読み出しエラーが発生しても、データの誤りを訂正して、正しいデータとすることができる。パリティを付加することで、データに対しての冗長度が高くなるが、信頼性がより高い状態で読み出すことが可能となる。
【００２３】
なお、ここでは、図示していないが、RAID６に相当する構成も同様に可能である。
【００２４】
図８は、RAID５に近いが、データに対するパリティの比率を少なくし、冗長度を低くした例である。HDDは、装置が故障してしまった場合には、そのHDDに記録されている全てのデータが読み取れなくなるが、光ディスクの場合は、ディスク上の一部が欠陥で読み取れなくなることはあっても、ディスク全面の全てのデータが読めなくなることは考えにくい。よって、光ディスクの特性に応じたパリティの付加の方式とすることで、冗長度を抑えつつ、必要な信頼性を確保することが出来る。
【００２５】
図１４は、データを記録する順序やアドレスは変更しないが、記録するディスクを所定の単位で切り替える例を示したものである。通常、ディスクが1枚のシステムの場合には、A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9‥のデータを、１枚のディスクの連続したアドレスに記録していくが、このデータを複数のディスクに分散して記録する場合に、あたかも1枚のディスクに記録するようにアドレスを進めながら、記録するディスクを切り替えていくようにしたものである。このようにすることで、アドレス変換を簡易にしつつ、複数のディスクにデータを分散して記録することが可能となる。
【００２６】
また図１５は、図７の例を用いて、データを記録する領域をディスクごとに変更した例を示したものである。光ディスク上のデータは、線速度一定で記録されるため、ディスクの内周と外周では、記録可能な情報量が異なる。それは、半径位置に応じて、円周の長さに対応する。光ディスクでは、回転数を一定に制御すると、ディスク回転の制定までの時間が不要なため、別のアドレスに移動するアクセス時間が短くなる場合が多い。また、ディスクモータを急な回転数の変化に対応させる必要が無く、電力の面でも有利である。しかし、回転数を一定に制御すると、内周でのデータの書込みと読み出しの速度が遅いため、データ転送レートの面で不利である。図１５では、ディスクごとに書き始める半径位置をずらして記録をスタートさせる。例えば、この例では、ディスクを半径位置によって４分割し、それぞれの位置から記録を開始するようにする。外周まで書き終えたら、内周から記録するようにする。このように記録位置をずらすと、ディスクAが内周を記録しているときには、ディスクDは、外周を記録していることになる。このとき内周では、半径位置に応じた少ないデータの記録を行い、外周では、半径位置に応じて多いデータの記録を行うため、記録速度に応じた記録データを受け渡すようにする。このような制御をすることで、４台のドライブの記録データの総転送レートは概ね一定となる。
【００２７】
図１３は、ホストからのコマンドを変換して各ドライブに転送する動作を模式的に示したものである。例えば、ホストから、まだ全く記録していないディスクに対して、データを記録する命令を受けた場合とする。記録データは、一旦、メモリ１５にデータを蓄え、各ドライブに記録データを転送する。RAID０の場合には、ドライブAに対するコマンドAとして、記録データA1を記録するように命令を出す。ドライブBには、コマンドBとして、次の記録データA2を記録するように命令を送る。ドライブCにも、コマンドCとして、更に次の記録データA3を記録するように命令を送る。このように、アドレスと記録データを配分して、RAID０のデータ記録を行う。
【００２８】
RAID１の場合には、ドライブAに対するコマンドAとして、記録データA1を記録するように命令を出す。ドライブBには、コマンドBとして、同じ記録データA1を記録するように命令を送る。ドライブCにも、コマンドCとして、同じ記録データA1を記録するように命令を送る。このように、同じ記録データを４台に記録指定して、RAID１のデータ記録を行う。
【００２９】
このように、チェンジャー制御装置１２では、ホストからのコマンドを各ドライブへのコマンドに変換して記録再生の制御を行うようにする。このようなコマンド変換処理を行うことで、ホスト側からは通常のコマンドでデータの記録再生を行うことが出来、また、チェンジャー制御装置側では、各ドライブを個別に制御することが可能となる。
【００３０】
指定したアドレス部のディスク上に欠陥があり、ディスクに記録できない場合には、別のディスクに記録してもよい。このような処理を行うことで、欠陥があるディスクにデータを記録しないようにし、記録データの信頼性を確保することが出来る。
【００３１】
また、指定したアドレスに欠陥があり、ディスクに記録できない場合には、LOW(logical Over write)を用いて、実際は別のアドレスに記録しながら、仮想的には、指定したアドレスに記録したように見せることも出来る。
【００３２】
ここで、ドライブの１台に不具合が生じた状態を考える。例えば、４台のうちドライブAが何らかの理由で故障し、記録再生が出来ない状態になったとする。その場合は、記録するドライブを３台として、記録データを振り分ける必要がある。例えば、RAID０では、記録データの分散を３台として、記録する。RAID１では、３台のドライブに同じデータを書き込むようにする。RAID５では、２台にデータを記録し、１台にパリティを記録するようにする。
【００３３】
更に、ドライブがもう一台故障したときには、２台のドライブにデータを記録するように処理を切り替える。このように適切に記録するドライブを切り替えることで、メモリのオーバーフローを発生させることなく、安定してデータを記録することが出来る。
【００３４】
このようにドライブが不具合を生じた場合、もしくは、不具合を生じる可能性が高まった場合をチェンジャー制御装置側に伝えることが必要である。これは、通常用いられるコマンドでは、複数のドライブからのコマンド応答が重なってしまい、判別が出来なくなってしまうため、チェンジャー制御装置とドライブ間で決めた固有のものであれば良い。このようなユニークなコマンドを使用することで、通常の動作では使用しない情報を送受信することが出来、また、そのコマンドを判別できない装置では、何もやり取りを行わないような動作となる。
【００３５】
ドライブの不具合を検出するためには、例えば、同じ電流を流したときのレーザ発行のパワーを比較し、減衰してきた場合には、レーザの出力が下がっていて、寿命に近づいた事を判別することができる。また、図３では、不揮発性メモリ３１を備えており、ディスクを挿入したときに、いくつかの調整処理が行われるが、その処理の値を不揮発性メモリ３１に蓄えておき、調整値が使用を開始した初期の値と大きく異なったり、バラつきが大きくなってきたことで、何か不具合が生じたと判定することも可能である。その他、セットアップ処理が正常終了しないとか、記録再生が出来ないなどの通常の不具合も併せて、不具合発生もしくは、寿命に近づいたための交換時期を知らせるコマンドを備えることで、チェンジャー制御装置として、ドライブの不具合を把握し、それを外部に出力することで、ユーザは、ドライブの１台に不具合が生じていること知ることが出来る。これにより、ユーザは、記録エラーが発生する前に、不具合が置きそうなドライブを交換することが可能となる。
【００３６】
ここで、ホストコンピュータは、ネットワーク１１を介して繋がっているとして示したが、インターフェイス１３に直接繋がっている場合もある。その場合、接続は、SCSI（Small Computer System Interface）やＡＴＡＰＩなどにより接続される。
また、光ディスクを例にRAIDの構成を示したが、半導体メモリやその他の記録媒体を複数用いて記録する場合にも適用できる。
【００３７】
また、ここでは４台のドライブによる構成例にて示したが、ドライブ１台の場合でも、ディスクを取り替えながら記録することで、同様に信頼性の高いデータを記録することができる。
【００３８】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００３９】
また、上記の各構成は、それらの一部又は全部が、ハードウェアで構成されても、プロセッサでプログラムが実行されることにより実現されるように構成されてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１１‥ネットワーク、１２‥チェンジャー制御装置、１３‥ネットワークとのインターフェイス、１４‥制御回路、１５‥記憶回路、１６‥ドライブとのインターフェイス、１７‥光ディスクドライブA、１８‥光ディスクドライブB、１９‥光ディスクドライブC、２０‥光ディスクドライブD
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録媒体にデータを記録し、記録されたデータを読み出す、記録再生システムにおいて、
前記記録再生システムは、複数の記録再生装置と、
データの記録再生の命令を出す、ホスト側からのコマンドを受け取って解釈するコマンド処理部と、
解釈したコマンドに応じて、複数の記録装置に対してデータの記録再生の命令を出すコマンド変換部と、
前記複数の記録再生装置と記録再生のデータを受け渡すインターフェイス部とを備え、
前記複数の記録再生装置のうちの一部に不具合が発生した場合には、その装置には、記録データを送らないようにし、
残りの記録再生装置に記録データを送り、
不具合の発生していない記録再生装置の記録媒体にデータを記録するようにした
ことを特徴とするデータ記録再生システム。
【請求項２】
請求項１記載のデータ記録再生システムにおいて、
不具合が発生した記録再生装置から、不具合を伝えるためのコマンドを出力するし、
記録再生システムでは、その不具合の記録再生装置の状態を判定し、
記録再生システムから、その状態を外部に出力するようにした
ことを特徴とするデータ記録再生システム。
【請求項３】
複数の記録媒体にデータを記録し、記録されたデータを読み出す、記録再生システムにおいて、
前記記録再生システムは、複数の記録再生装置と、
データの記録再生の命令を出す、ホスト側からのコマンドを受け取って解釈するコマンド処理部と、
解釈したコマンドに応じて、複数の記録媒体に対してデータの記録再生の命令を出すコマンド変換部と、
前記複数の記録再生装置と記録再生のデータを受け渡すインターフェイス部とを備え、
前記複数の記録媒体の異なる位置から記録を開始し、
記録位置に応じた記録データ量を各記録再生装置に受け渡すようにし、
各記録装置に受け渡すデータ量の合計が概ね等しくなるように、複数の記録媒体の記録開始位置を制御してデータを記録するようにした
ことを特徴とするデータ記録再生システム。
【請求項４】
ｎ枚の記録媒体にデータを記録し、記録されたデータを読み出す、記録再生方法において、
記録するデータに対して、記録するデータの1/nより少ない割合でパリティを付加して記録データとし、
前記記録データを所定の単位で分割し、
複数の記録媒体に分割した記録データを記録し、
データの読み出し時には、分割した記録データを結合し、
データの欠落が発生した場合には、パリティを用いてデータを復号し、
複数の記録媒体からのデータの記録再生を行う
ことを特徴とするデータ記録再生方法。
【請求項１】
複数の記録媒体にデータを記録し、記録されたデータを読み出す、記録再生システムにおいて、
前記記録再生システムは、複数の記録再生装置と、
データの記録再生の命令を出す、ホスト側からのコマンドを受け取って解釈するコマンド処理部と、
解釈したコマンドに応じて、複数の記録装置に対してデータの記録再生の命令を出すコマンド変換部と、
前記複数の記録再生装置と記録再生のデータを受け渡すインターフェイス部とを備え、
前記複数の記録再生装置のうちの一部に不具合が発生した場合には、その装置には、記録データを送らないようにし、
残りの記録再生装置に記録データを送り、
不具合の発生していない記録再生装置の記録媒体にデータを記録するようにした
ことを特徴とするデータ記録再生システム。
【請求項２】
請求項１記載のデータ記録再生システムにおいて、
不具合が発生した記録再生装置から、不具合を伝えるためのコマンドを出力するし、
記録再生システムでは、その不具合の記録再生装置の状態を判定し、
記録再生システムから、その状態を外部に出力するようにした
ことを特徴とするデータ記録再生システム。
【請求項３】
複数の記録媒体にデータを記録し、記録されたデータを読み出す、記録再生システムにおいて、
前記記録再生システムは、複数の記録再生装置と、
データの記録再生の命令を出す、ホスト側からのコマンドを受け取って解釈するコマンド処理部と、
解釈したコマンドに応じて、複数の記録媒体に対してデータの記録再生の命令を出すコマンド変換部と、
前記複数の記録再生装置と記録再生のデータを受け渡すインターフェイス部とを備え、
前記複数の記録媒体の異なる位置から記録を開始し、
記録位置に応じた記録データ量を各記録再生装置に受け渡すようにし、
各記録装置に受け渡すデータ量の合計が概ね等しくなるように、複数の記録媒体の記録開始位置を制御してデータを記録するようにした
ことを特徴とするデータ記録再生システム。
【請求項４】
ｎ枚の記録媒体にデータを記録し、記録されたデータを読み出す、記録再生方法において、
記録するデータに対して、記録するデータの1/nより少ない割合でパリティを付加して記録データとし、
前記記録データを所定の単位で分割し、
複数の記録媒体に分割した記録データを記録し、
データの読み出し時には、分割した記録データを結合し、
データの欠落が発生した場合には、パリティを用いてデータを復号し、
複数の記録媒体からのデータの記録再生を行う
ことを特徴とするデータ記録再生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−２４８９５６（Ｐ２０１１−２４８９５６Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１９９９９（Ｐ２０１０−１１９９９９）
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（５０１００９８４９）株式会社日立エルジーデータストレージ (646)
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（５０１００９８４９）株式会社日立エルジーデータストレージ (646)
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
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