专利名称：存储装置和信息处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有数据可读/可写存储介质的存储装置，以及信息处理系统。
背景技术：
信息处理设备，例如个人计算机和PDA(个人数字助手)一般具有用于保存各项数据的存储装置，例如HDD(硬盘驱动器)，所述各项数据例如包括文件系统和安全数据。另外，信息处理设备使用可卸除的存储装置。
在上述类型的存储装置的领域中，迄今为止提出了各种技术。例如，日本专利申请KOKAI公布No.6-282386描述一种高度可靠的磁盘存储系统。在该磁盘存储系统中，非易失性存储器被用作磁盘的高速缓冲存储器，其中在由于瞬时电源故障而发生故障之后重新启动系统的情况下，保存在非易失性存储器中的高速缓存数据被用于恢复或更新保存在磁盘中的数据的内容。
但是，在上述这种磁盘存储系统中，虽然存储容量相当大，但是存在由于称为“等待时间”的延迟时间，寻道时间等的缘故，平均开销时间被增大的问题。另外，出现的另一问题是能耗高。
在这些情况下，需要减少平均开销时间，并且有效控制数据的技术。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种存储装置，包括数据可读/可写存储介质；数据可读/可写非易失性存储器；和控制器，所述控制器管理作为逻辑存储区的存储介质和非易失性存储器的相应物理存储区之一，并响应来自外部源的访问请求，执行对存储介质和非易失性存储器之一或者这两者的访问。
根据本发明的另一方面，提供一种信息处理系统，包括信息处理单元；和可与信息处理单元连接的存储装置，信息处理单元能够产生对存储装置的数据访问请求，存储装置包括数据可读/可写存储介质，数据可读/可写非易失性存储器和控制器，所述控制器管理作为逻辑存储区的存储介质和非易失性存储器的相应物理存储区之一，并响应来自信息处理单元的访问请求，执行对存储介质和非易失性存储器之一或者这两者的访问。
图1是表示根据本发明的一个实施例的存储装置的结构的方框图；图2是表示存储装置与之连接的主机方信息处理设备的结构的方框图；图3表示图1中所示的地址管理表的例证内容；图4是表示响应从主机方发出的访问请求而运行的进程的流程图；图5是详细表示图4中所示的步骤A9的流程图；图6是表示执行从非易失性存储单元到磁盘存储单元的数据传送的进程的流程图；图7是表示执行从磁盘存储单元到非易失性存储单元的数据传送的进程的流程图；图8是表示数据传送控制器和电源控制器进行的电源控制进程的流程图。
具体实施例方式
下面参考
本发明的实施例。
图1是表示根据本发明的实施例的存储装置的结构的方框图。
存储装置1是具有数据可读/可写存储介质的磁盘存储装置，以例如HDD(硬盘驱动器)或者DVD(数字通用视盘)驱动器的形式实现。存储装置1具有磁盘存储单元11，非易失性存储单元12，地址管理表13，选择基准时间数据保持单元14，数据传送控制器15和电源控制器16。
磁盘存储单元11是包括可读/可写存储盘，例如磁盘或者光盘，并通过把头移动到存储盘上的目标扇区进行数据读/写的装置单元。各项数据被保存在存储盘中，包括诸如FAT(文件分配表)之类的文件系统数据和安全数据。
非易失性存储单元12是包括多个可读/可写非易失性存储器(例如，快速存储器)，并对非易失性存储器进行数据读/写的装置单元。
地址管理表13管理与快速存储器的存储区对应的逻辑地址，并由数据传送控制器15使用。后面提供了地址管理表13的详细描述。
选择基准时间数据保持单元14保持当确定是否把写请求的数据写入磁盘存储单元11时，数据传送控制器15使用的基准值。基准值被用于与磁盘存储单元11中的头移动时间(计算值)的比较。
数据传送控制器15管理磁盘存储单元11(存储盘)和非易失性存储单元12(多个非易失性存储器)的各个物理存储区之一作为逻辑存储区。同时，响应来自外部装置的访问请求(例如，写请求或读请求)，数据传送控制器15访问磁盘存储单元11(存储盘)和非易失性存储单元12(多个非易失性存储器)之一或者这两者。
另外，数据传送控制器15通过查阅地址管理表13，能够确定磁盘存储单元11(存储盘)和非易失性存储单元12(多个非易失性存储器)中的哪一个将被访问。此外，当从主机方发出了对数据的写请求时，作为响应，数据传送控制器15计算把数据写入磁盘存储单元11中的存储盘所需的时间。如果计算结果大于或等于选择基准时间数据保持单元14保持的基准值，那么数据传送控制器15决定对相应的非易失性存储器执行写操作。
此外，当需要时(在诸如存储介质发生故障之类的故障情况下)，数据传送控制器15能够实现磁盘存储单元11(存储盘)和非易失性存储单元12(多个非易失性存储器)之间的数据的传递。此外，在数据传送的执行期间，数据传送控制器15完成例如保存在地址管理表13中的信息的更新。
此外，在对磁盘存储单元11(存储盘)和非易失性存储单元12(多个非易失性存储器)之一进行访问的情况下，在进行访问之前，数据传送控制器15向电源控制器16发出对访问目标装置单元(磁盘存储单元11和非易失性存储单元12之一)供电的指令。此外，当终止访问时，数据传送控制器15向电源控制器16发出终止对访问目标装置单元的供电的指令。
电源控制器16通过响应数据传送控制器15发出的指令，执行或者终止对相应磁盘存储单元11和非易失性存储单元12的供电，对存储装置1中的操作实现节能。安排可以是不进行非易失性存储单元12的控制，而只进行磁盘存储单元11的控制。即使在这种情况下，也能够实现明显的节能。
主机接口控制器17通过总线18，实现关于数据传送控制器15和主机方装置单元之间的通信的接口进程。总线18用于主机方装置单元和存储装置1(主机接口控制器17)之间的连接。例如，访问请求从主机一方被传送给存储装置1一方，数据从存储装置1一方被传送给主机一方。
图2是表示存储装置1与之连接的主机方信息处理设备的结构的方框图。在该结构中，存储装置1对应于图2中所示的HDD 27(或者多驱动器28)。
信息处理单元20是便携式个人计算机(“PC”)或者PDA。信息处理设备20具有例如CPU(中央处理器)21，北桥(North bridge)22，主存储器23，视频控制器24，显示单元25，南桥(South bridge)26，HDD 27，多驱动器28，PCI(外设部件互连)装置29，USB(通用串行总线)装置30，BIOS-ROM(基本输入/输出系统ROM)33，EC/KBC(嵌入式控制器/键盘控制器)34，电源控制器35(“PSC”)，电池36，键盘37(“KB”)，鼠标接口(“I/F”)38，鼠标39和I/O控制器40。
CPU 21管理整个PC的控制，并通过使用主存储器23作为工作区，执行例如各种应用程序。例如，响应来自用户的指令，CPU 21能够控制将在显示单元25上显示的信息等，或者通过南桥26控制对于HDD 27将要执行的各种信息处理。
北桥22具有实现例如CPU 21和南桥26之间的桥接处理，主存储器23的控制，以及视频控制器24的控制的各种控制器。
主存储器23保持由CPU 21运行的操作系统(“OS”)，各种应用和各种驱动程序，并用作CPU 21的工作区。
视频控制器24通过AGP(加速图形端口)与北桥22耦接，实现将显示在显示单元25上的数据的控制。
显示单元25把从视频控制器24发送的数据显示在屏幕上，并且具有LCD(液晶显示器)。
南桥26通过集线器链路与北桥22耦接，具有用于控制例如LPC(少引脚数)总线上的各种装置(例如EC/KBC 34和I/O控制器)；PCI(外设部件互连)总线上的各种装置PCI装置(例如PCI装置29)，及USB装置30；和控制服从IDE(集成驱动电子器件)的HDD 27的IDE控制器260，及多驱动器28的各种控制器。
响应从例如CPU 21接收的指令，IDE控制器260执行各种处理，例如向HDD 27发出对数据的访问请求，和把从HDD 27获得的数据传送给不同的装置单元。
作为服从主IDE的装置的HDD 27与南桥26连接，从而包含例如OS和各种程序的内部硬盘被驱动。
作为服从副IDE的装置的多驱动器28与南桥26连接，从而可拆卸介质DVD-RAM、CD-RW等可被驱动。
BIOS-ROM 33与LPC总线连接，包含在开机时对PC中的硬件执行各种处理，例如设置处理的BIOS。
EC/KBC 34与LPC总线连接，完成关于电源开关(“SW”)的加电操作的检测，和对诸如电源控制器35和键盘37之类输入装置的控制。EC/KBC 34是由EC(嵌入式控制器)和键盘控制器形成的集成装置单元，EC(嵌入式控制器)和键盘控制器是内置控制器。
电源控制器35通过I2C总线与EC/KBC 34连接，从而控制将向PC内的各个单元供给的电压。
电池36用作当外部电源不可用时(例如在移动PC的情况下)，向PC内的各个单元供电的电源。
键盘37与EC/KBC 34连接，从而与各个按键操作对应的输入信号被发送给KBC。
鼠标接口38起鼠标39和EC/KBC 34之间的信号的接口的作用。
鼠标39与鼠标接口38连接，用于通过例如点击操作完成输入操作。
I/O控制器40与LPC总线连接，完成对与外部装置的诸如串行信号和并行信号之类信号的传递的I/O控制。
图3表示了图1中所示的地址管理表13的例证内容。
地址管理表13被用于控制与位于非易失性存储单元12中的非易失性存储器的存储区对应的逻辑地址。通过查阅地址管理表13，数据传送控制器15能够确定磁盘存储单元11(存储盘)和非易失性存储单元12(多个非易失性存储器)中的哪一个将被访问。
如图3中所示，地址管理表13具有“索引”字段，“逻辑起始扇区地址”字段，“逻辑结束扇区地址”字段，“非易失性存储器逻辑起始地址”字段，“非易失性存储器逻辑结束地址”字段，“冗余信息”字段和“有效/无效信息”字段。
“索引”字段是登记在地址管理表13中的数据的查阅字段。存在相应索引的一行由数据传送控制器15控制，从而是可添加的(用于登记)和可删除的。
“逻辑起始扇区地址”和“逻辑结束扇区地址”分别表示出来自主机的逻辑扇区地址区的起始地址和结束地址。
“非易失性存储器逻辑起始地址”和“非易失性存储器逻辑结束地址”分别表示出与来自主机的逻辑扇区地址区对应的起始地址和结束地址。
“冗余信息”由关于数据是否冗余保存在磁盘存储单元11(存储盘)和非易失性存储单元12(多个非易失性存储器)中的“1”和“0”表示。考虑到故障事件，高度重要的数据，例如FAT数据被冗余保存。
“有效/无效信息”由关于是否允许对非易失性存储单元12(多个非易失性存储器)的访问的“1”(有效性)或“0”(无效性)表示。
例如，当从逻辑扇区地址的20h访问2Fh时，主机一方从非易失性存储器的40020h访问40002Fh。
参考图4，图4是表示响应从主机方发出的访问请求而运行的进程的流程图。
数据传送控制器15通过主机接口控制器17接收来自主机方的访问请求(步骤A1)。随后，当获得访问目标逻辑扇区地址时，数据传送控制器15确定访问请求指示读访问还是写访问(步骤A2)。
如果访问请求指示写访问，那么数据传送控制器15获得磁盘存储单元11中的当前头物理位置X的信息(步骤A3)。随后，数据传送控制器15获得指示磁盘存储单元11中的哪个物理位置Y对应于从主机方读出的逻辑扇区地址的信息(步骤A4)。
随后，数据传送控制器15计算从位置X到位置Y的移动时间Z(步骤A5)。之后，数据传送控制器15比较获得的移动时间Z和选择基准时间数据保持单元14保持的基准值(步骤A6)。如果移动时间Z大于或等于基准值，那么数据传送控制器15把数据传送给非易失性存储单元12，从而控制非易失性存储单元12把数据写入非易失性存储器(步骤A7)。随后，数据传送控制器15把从主机方接收的逻辑扇区地址和与之对应的非易失性存储单元12的逻辑扇区地址登记到地址管理表13中(步骤A8)。
另一方面，在步骤A2中，如果确定访问请求表示读访问，或者如果在步骤A6中，确定移动时间Z小于基准值，那么数据传送控制器15参考地址管理表13，从而执行对应的访问处理(步骤A9)。下面将参考图5详细说明步骤A9的处理。
为了识别地址管理表13中的目标索引，数据传送控制器15通过利用预定的存储区对索引值n计数。首先，索引值n被初始化为“0”(步骤B1)。
数据传送控制器15确定对应于当前索引的有效/无效信息是否指示有效性(步骤B2)。如果指示有效性，那么数据传送控制器15确定来自主机的逻辑地址是否包括在与索引值n对应的扇区地址区中(步骤B3)。如果未包括在其中，那么数据传送控制器15向当前索引值加“1”，随后返回步骤B2。如果包括在扇区地址区中，那么数据传送控制器15访问非易失性存储器(步骤B5)。
随后，数据传送控制器15确定在地址管理表13中是否指示了数据的冗余，同时确定当前事件是否是写访问事件(步骤B6)。如果不合适，那么数据传送控制器15以该状态终止，而如果合适，那么数据传送控制器15在所述逻辑扇区地址访问磁盘存储单元11(步骤B7)。
另外在步骤B2中，在有效/无效信息指示无效性的情况下，数据传送控制器15在逻辑地址访问磁盘存储单元11(步骤B7)。
参考图6和7，下面说明数据传送控制器15进行磁盘存储单元11(存储盘)和非易失性存储单元12(多个非易失性存储器)之间的数据传送的过程的情况。该情况被假定为FAT数据被预先冗余保存在存储单元11和12两者之中。
图6表示从非易失性存储单元12(多个非易失性存储器)到磁盘存储单元11(存储盘)的数据传送的过程的流程。
参考图6，当检测到某一故障时(步骤C1)，数据传送控制器15确定是否需要从非易失性存储单元12到磁盘存储单元11进行数据传送(步骤C2)。例如，在存储盘上的FAT数据被破坏的情况下，数据传送控制器15确定数据传送是必要的，并执行从非易失性存储单元12到磁盘存储单元11的数据传送(步骤C3)。
数据传送控制器15重新确定数据的冗余是否可被维持(步骤C4)。如果冗余可被维持，那么通过把冗余信息加入到地址管理表13中，更新数据的冗余信息(步骤C5)。另一方面，如果不能维持冗余，那么从地址管理表13中删除移动目标数据(步骤C6)。
图7表示从磁盘存储单元11(存储盘)到非易失性存储单元12(多个非易失性存储器)的数据传送的过程的流程。
参考图7，当检测到某一故障时(步骤D1)，数据传送控制器15确定是否需要从磁盘存储单元11到非易失性存储单元12进行数据传送(步骤D2)。例如，在非易失性存储器上的FAT数据被破坏的情况下，数据传送控制器15确定数据传送是必要的，并执行从磁盘存储单元11到非易失性存储单元12的数据传送(步骤D3)。
数据传送控制器15重新确定数据的冗余是否可被维持(步骤D4)。如果冗余可被维持，那么通过把冗余信息加入到地址管理表13中，更新数据的冗余信息(步骤D5)。另一方面，如果不能维持冗余，那么把移动目标数据登记在地址管理表13中(步骤D6)。
现在参见图8，说明数据传送控制器15和电源控制器16进行的电源控制进程的流程。
在进行对磁盘存储单元11(存储盘)和非易失性存储单元12(多个非易失性存储器)之一的访问的情况下，在进行访问之前，数据传送控制器15向电源控制器16发出向对应的一个装置单元供电的指令(步骤E1)。作为响应，电源控制器16向对应的一方供电(步骤E2)。数据传送控制器15随后进行所述访问(步骤E3)。如果留有另一访问目标(步骤E4)，那么执行访问。
当访问结束时，数据传送控制器15向电源控制器16发出终止向对应的装置单元供电的指令。作为响应，电源控制器16终止向对应一方的供电。
从而，根据本发明，写目标可被有选择地确定为磁盘存储单元11(存储盘)和非易失性存储单元12(多个非易失性存储器)之一或者这两者。另外，作为结果，能够减少由等待时间和寻道时间增大的开销时间的平均值。此外，能够有效地实现节能。
根据本发明，就具有数据可读/可写存储介质的存储装置以及信息处理系统来说，能够减少平均开销时间，并且能够有效地控制数据。
权利要求
1.一种存储装置，包括数据可读/可写存储介质(11)；数据可读/可写非易失性存储器(12)；和控制器(15)，所述控制器(15)管理作为逻辑存储区的存储介质(11)和非易失性存储器(12)的相应物理存储区之一，并响应来自外部源的访问请求，执行对存储介质(11)和非易失性存储器(12)之一或者这两者的访问。
2.按照权利要求1所述的存储装置，还包括管理与非易失性存储器(12)的存储区对应的逻辑地址的地址管理表(13)，其中通过查阅地址管理表(13)，控制器(15)能够确定存储介质(11)和非易失性存储器(12)中的哪一个将被访问。
3.按照权利要求2所述的存储装置，其中地址管理表(13)具有指示冗余保存在存储介质(11)和非易失性存储器(12)两者中的数据的存在与否的信息。
4.按照权利要求1所述的存储装置，其中当存在来自外部源的对数据的写请求时，控制器(15)计算把数据写入存储介质(11)所需的时间，并且如果计算结果大于或等于预定值，那么对非易失性存储器(12)进行写操作。
5.按照权利要求1所述的存储装置，其中控制器(15)能够在存储介质(11)和非易失性存储器(12)之间传送数据。
6.按照权利要求1所述的存储装置，还包括当存储介质(11)未被访问时，终止对存储介质(11)的供电的电源控制器(16)。
7.按照权利要求1所述的存储装置，其中非易失性存储器(12)是快速存储器。
8.按照权利要求1所述的存储装置，其中存储介质(11)是硬盘。
9.一种信息处理系统，包括信息处理单元(20)；和可与信息处理单元(20)连接的存储装置(1)，信息处理单元(20)能够进行对存储装置(1)的数据访问请求，存储装置(1)包括数据可读/可写存储介质(11)，数据可读/可写非易失性存储器(12)，和控制器(15)，所述控制器(15)管理作为逻辑存储区的存储介质(11)和非易失性存储器(12)的相应物理存储区之一，并响应来自信息处理单元(20)的访问请求，执行对存储介质(11)和非易失性存储器(12)之一或者这两者的访问。
10.按照权利要求9所述的信息处理系统，其中存储装置(1)还包括管理与非易失性存储器(12)的存储区对应的逻辑地址的地址管理表(13)，并且通过查阅地址管理表(13)，控制器(15)能够确定存储介质(11)和非易失性存储器(12)中的哪一个将被访问。
11.按照权利要求10所述的信息处理系统，其中地址管理表(13)具有指示冗余保存在存储介质(11)和非易失性存储器(12)两者中的数据的存在与否的信息。
12.按照权利要求9所述的信息处理系统，其中当存在来自外部源的对数据的写请求时，控制器(15)计算把数据写入存储介质(11)所需的时间，并且如果计算结果大于或等于预定值，那么对非易失性存储器(12)进行写操作。
13.按照权利要求9所述的信息处理系统，其中控制器(15)能够在存储介质(11)和非易失性存储器(12)之间传送数据。
14.按照权利要求9所述的信息处理系统，还包括当存储介质(11)未被访问时，终止对存储介质(11)的供电的电源控制器(16)。
全文摘要
一种存储装置，包括数据可读/可写存储介质(11)，数据可读/可写非易失性存储器(12)，和控制器(15)，所述控制器(15)管理作为逻辑存储区的存储介质(11)和非易失性存储器(12)的相应物理存储区之一，并响应来自外部源的访问请求，执行对存储介质(11)和非易失性存储器(12)之一或者这两者的访问。
文档编号G06F12/00GK1748198SQ200480004009
公开日2006年3月15日 申请日期2004年12月17日 优先权日2003年12月25日
发明者木下忠明 申请人:株式会社东芝