可变数据传输速率光带驱动系统和方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及光带驱动系统。
【背景技术】
[0002] 光带（optical tape)是一种数据存储介质。在某些示例中，它可以采取可以在其 上写图案并且可以从其读图案的长且窄的条状的形式。相对于磁带来说，光带可以有助于 更高的数据传输速率、更大的存储容量和减少的存取时间（times)。此外，因为使用不接触 带的记录表面的光拾取单元来对光带进行写和读，所以光带可以比磁带更耐用。
【发明内容】
[0003] -种光带驱动系统包括控制器和总共η个光拾取单元。每个光拾取单元具有相同 的固定单元数据速率并且被校准为以特定的光带速度操作。控制器以该特定的光带速度经 由至少一些光拾取单元、以若干可获得的系统数据速率中选择的一个以逻辑卷（wrap)向 光带写入可读数据，从而使得对于包含可读数据的每个逻辑卷，该逻辑卷中所有的物理轨 道含有可读数据。每个可获得的系统数据速率小于η与该固定单元数据速率的乘积。控制 器可以使一定数量的光拾取单元不活动从而实现选择的系统数据速率，该一定数量等于选 择的系统数据速率与固定单元数据速率的商的补（complement)。控制器可以使相邻的光拾 取单元不活动。控制器可以使相邻的光拾取单元不活动从而使得所有活动的光拾取单元彼 此相邻。每个逻辑卷内的物理轨道的数量可以等于活动的光拾取单元的数量。控制器可以 使不同数量的光拾取单元不活动以实现每个可获得的系统数据速率。
[0004] 一种光带驱动系统包括控制器和总共η个光拾取单元。该控制器经由至少一些光 拾取单元以逻辑卷向光带写可读数据，从而使得对于包含可读数据的每个逻辑卷，该逻辑 卷内的所有物理轨道包含可读数据，并且每个逻辑卷具有少于η条物理轨道。每个光拾取 单元可以具有相同的固定单元数据速率并且控制器可以以小于η与固定单元数据速率的 乘积的选择的系统数据速率写可读数据。每个逻辑卷内的物理轨道的数量可以基于选择的 系统数据速率。每个逻辑卷内物理轨道的数量可以基于固定单元数据速率。控制器可以使 一定数量的光拾取单元不活动以实现选择的系统数据速率，该一定数量等于选择的系统数 据速率与固定单元数据速率的商的补。控制器可以使相邻的光拾取单元不活动。控制器可 以使相邻的光拾取单元不活动从而使得所有活动的光拾取单元彼此相邻。每个逻辑卷内的 物理轨道的数量可以等于活动的光拾取单元的数量。
[0005] 利用光带驱动系统通过以下方式向光带写数据，其中所述光带驱动系统具有总共 η个各自具有相同的固定单元数据速率的光拾取单元：接收小于η与固定单元数据速率的 乘积的选择的系统数据速率，基于选择的系统数据速率和固定单元数据速率使一定数量的 光拾取单元不活动，并且经由活动的光拾取单元以选择的系统数据速率以逻辑卷向光带写 可读数据，使得每个逻辑卷内的物理轨道的数量等于活动的光拾取单元的数量。可使一定 数量的光拾取单元不活动从而使得活动的光拾取单元彼此相邻。对于包含可读数据的每个 逻辑卷，该逻辑卷内的所有物理轨道可以包含可读数据。活动的光拾取单元的数量可以等 于选择的系统数据速率与固定单元数据速率的商。
【附图说明】
[0006] 图1是光带系统的部分的示意图。
[0007] 图2和图3是各自用4个卷写、每个卷具有8条物理轨道的光带的示意图。
[0008] 图4是用8个卷写、每个卷具有4条物理轨道的光带的示意图。
【具体实施方式】
[0009] 此处描述本公开的实施例。然而应当理解，所公开的实施例仅仅是示例并且其它 实施例可以采取各种可选的形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可以被放大或缩小以 示出特定组件的细节。因此，此处公开的具体结构和功能细节不应被解读为限制性的，而仅 仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。如本领域普通技术 人员将理解地，参考任一附图所图示和描述的各种特征可以与一或多个其它附图中图示的 特征结合，从而产生未被明确图示或描述的实施例。图示的特征的组合提供用于典型应用 的代表性实施例。然而，针对特定的应用或实现可以期望与本公开的教导一致的特征的各 种结合和修改。
[0010] 参考图1，如本领域中所熟知的，光带驱动系统Iio可以包括控制器114以及多个 光拾取单元112n(例如，112a-112h)等。每个光拾取单元112η可以生成光束，当该光束聚 焦在光带的物理轨道时，其可以在控制器114的控制下向物理轨道写数据或从物理轨道读 数据。在图1的示例中，光带驱动系统110包括8个光拾取单元112η。其它示例中光拾取 单元的数量当然可以不同。例如，一种可选的光带驱动系统可以只包括6个光拾取单元等。
[0011] 光拾取单元典型地被调整为以特定的光带速度操作。即，光拾取单元的激光二极 管根据期望的带速度被校准。因此，与磁带驱动系统不同，不可以通过简单地改变带速度来 改变系统数据传输速率。这种行为将导致激光二极管针对带速度被误校准、以及会写入不 可读的数据或者所写入的数据会不可读。因此带速度的改变需要激光二极管的耗时的再校 准，这可能是不希望的。
[0012] 如上所述，光带驱动系统最大数据传输速率可能相对较高。例如，如果光拾取单元 112η中的每一个具有30兆位每秒（MB/s)的数据速率，那么光带驱动系统110的最大数据 传输速率会是240MB/s。然而，诸如备份与归档（backup and archive)解决方案之类的某 些光带应用不能够维持这种高持续吞吐速度。并且，与数据欠载（underrun)(写）和数据溢 出（overruns)(读）相关联的带停止和带开始的数量可能随着应用吞吐速度和系统数据传 输速率之间差异的增加而增加。因此，在不调整带速度（从而避免激光二极管的耗时的再 校准）的情况下降低系统数据传输速率从而匹配应用吞吐速度可以提高整体的系统性能。
[0013] 参考图1和图2,光带116可以包括32条物理轨道（轨道0-轨道31)。本示例中 所有的轨道将以4个卷被写，每个卷具有8条物理轨道。即，在本示例中，每个卷中物理轨道 的数量由光带驱动系统110的光拾取单元112η的总数定义。为了写逻辑卷0,控制器114在 带的开始处将光拾取单元112a定位在轨道15上、将光拾取单元112b定位在轨道14上、将 光拾取单元112c定位在轨道13上、…、并且将光拾取单元112h定位在轨道8上。带116 随后在前进方向上移动从而经由光拾取单元112η向轨道8到15写数据，直到到达带的末 尾。为了写逻辑卷1，控制器114在带的末尾处将光拾取单元112a定位在轨道23上、将光 拾取单元112b定位在轨道22上、将光拾取单元112c定位在轨道21上、…、并且将光拾取 单元112h定位在轨道16上。带116随后在后退方向上移动从而经由光拾取单元112η向轨 道16到23写数据，直到到达带的开始。为了写逻辑卷2,控制器114在带的开始处将光拾 取单元112a定位在轨道7上、将光拾取单元112b定位在轨道6上、将光拾取单元112c定 位在轨道5上、…、并且将光拾取单元112h定位在轨道O上。带16随后在前进方向上移 动从而经由光拾取单元112η向轨道O到7写数据，直到到达带的末尾。最后为了写逻辑卷 3,控制器114在带的末尾处将光拾取单元112a定位在轨道31上、将光拾取单元112b定位 在轨道30上、将光拾取单元112c定位在轨道29上、…、并且将光拾取单元112h定位在轨 道24上。带116随后在后退方向上移动从而经由拾取单元112η向轨道24到31写数据， 直到到达带的开始。本示例带格式被设计为使得在完成全带写入时，该带位于带的开始处， 从而有助于容易卸载。
[0014] 参考图1和图3,另一个光带118可以包括32条轨道（轨道0-轨道31)。本示例 中所有的轨道还是以4个卷被写，每个卷具有8条物理轨道。在本示例中，当逻辑卷2被写 时，数据吞吐量将被降低50%。控制器114如上所述地将光拾取单元112η定位在与将被写 的特定卷相关联的合适物理轨道上。然而，当逻辑卷2被写时，分别与轨道7、5、3、1相关联 的光拾取单元112a、112c、112e、112g被关闭。然后当逻辑卷3被写时，光拾取单元112a、 112c、112e、112g保持关闭。假设每个光拾取单元112η如上所述具有30MB/s的数据速率， 那么当写逻辑卷〇、1以及逻辑卷2的前半部时数据吞吐量将为240MB/S。然后当写逻辑卷 2的后半部以及逻辑卷3时数据吞吐量将为120MB/S。在其它示例中，可以关闭额外的光拾 取单元以进一步降低数据吞吐量。类似地，可以关闭更少的光拾取单元以提高数据吞吐量。
[0015] 轨道1、3、5、7的部分以及轨道25、27、29、31的全部缺少数据。将带格式设计为允 许在不覆写（overwrite)其它轨道中的现有数据的情况下再利用（reclaim)这些未写过的 轨道是很难的甚至不可能的。因此，参考图3描述的策略以带容量为代价实现了期望的数 据吞吐量：数据吞吐量降低越多，损失的容量增加越大。
[0016] 图2和图3的示例中的每个卷具有8条物理轨道。即，不管是否关闭光拾取单元 以实现小于最大的数据吞吐量，定义逻辑卷的物理轨道的数量等于与光带驱动系统相关联 的光拾取单元的总数。例如，如果给定的光带驱动系统具有总共η个光拾取单元，那么由光 带驱动系统使用类似参考图2和图3描述的算法来写的逻辑卷将各自具有η条物理轨道， 这在光拾取单元被关闭以降低数据吞吐量时会导致损失带容量。
[0017] 此处描述的某些策略可能试图通过根据实现期望的数据传输速率所需的活动 (avtive)光拾取单元的数量、而不是根据光拾取单元的总数来定义逻辑卷，从而解决该吞 吐量与容量的权衡。可以如上所述地关闭光拾取单元以实现是光拾取单元数据速率的倍 数的数据