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JP2006515445A - 特にビデオ/オーディオアプリケーションなどのネットワーク同報通信アプリケーション用のメモリーシステム、および、メモリーシステムの操作方法 - Google Patents

特にビデオ/オーディオアプリケーションなどのネットワーク同報通信アプリケーション用のメモリーシステム、および、メモリーシステムの操作方法 Download PDF

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JP2006515445A JP2004552377A JP2004552377A JP2006515445A JP 2006515445 A JP2006515445 A JP 2006515445A JP 2004552377 A JP2004552377 A JP 2004552377A JP 2004552377 A JP2004552377 A JP 2004552377A JP 2006515445 A JP2006515445 A JP 2006515445A
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Abstract

本発明は、特にビデオ/オーディオアプリケーションなどのネットワーク同報通信アプリケーション用のメモリーシステムに関する。上記システムは、少なくとも1つのメモリー(PM、PM1〜PMi)を有し、メモリー(PM、PM1〜PMi)は、アドレス可能な複数のメモリーユニット(M1〜Mx)に分割されており、メモリーユニット(M1〜Mx)は、データ交換用の独自の出力部(A1〜Ax)をそれぞれ有している。マトリックス切替部の各入力部(I1〜Ix)は、異なるメモリーユニットの各出力部(A1〜Ax)とそれぞれ接続されている。マトリックス切替部は、以下のように操作される。すなわち、メモリーユニット(M1〜Mx)の複数が、連続した順序で、マトリックス切替部の出力部(OP1〜OPy)と接続され、メモリーユニットの第1配列と、メモリーユニットの第2配列とが、独立してマトリックス切替部の出力部と接続されるように操作される。従って、本発明により、同じサーバーに対する複数の検索に対して、時間をずらせて対応でき、個々のメモリーユニット(M1〜Mx)とマトリックス切替部(MS)との相互作用により、データ処理量を増し、アクセス時間を短縮できる。

Description

発明の詳細な説明
本発明は、特にビデオ/オーディオアプリケーションなどのネットワーク同報通信アプリケーション用のメモリーシステム、および、このようなメモリーシステムの操作方法に関する。
ネットワーク同報通信アプリケーションの分野に、メモリーシステムは利用されている。このメモリーシステムでは、例えばビデオフィルムまたは音楽作品などのデータセットが、それぞれのメモリーに格納されている。これに関しては、従来、比較的多数のハードディスクメモリー(いわゆるハードディスククラスタ)を有するメモリーシステムが備えられているのが一般的である。なお、ハードディスクメモリーとは、大きいデータ量を比較的低コストで格納できるものである。複数の使用者は、特にネットワーク接続を介して、様々なデータセットまたは同じデータセットを呼び出せる。このために、対応するハードディスクメモリーがアドレスされる。この場合、ネットワーク同報通信アプリケーション独特の特徴点は、(例えば、ビデオフィルムまたは音楽作品の形態で)同じデータセットが、安定して所定の順序で呼び出される、ということである(「ビデオ−オーディオオンデマンド」)。従って、メモリーシステムに対する自由選択アクセス(いわゆるランダムアクセス)は行われない。
このように、メモリーシステムでは、データセットを格納するために多数のハードディスクメモリーを使用している。このようなメモリーシステムの欠点は、ハードディスクメモリーのデータ処理量が比較的少なくなり、データアクセス時間が制限されていることである。その結果、例えば、例えば同じビデオフィルムまたは同じ音楽作品を、時間をずらせて呼び出す複数の使用者から同時に問い合わせされると、該当するデータセットが格納されているハードディスクメモリーは、時間をずらせて検索されたデータセットを個々の使用者に対して連続的に提供するために、持続的に様々な記憶域をジャンプする必要がある。その結果、特に、このようなメモリーシステムは、データ処理量およびデータアクセス時間が大幅に制限されることとなる。
本発明の目的は、データ処理量をより多くし、かつアクセス時間をより短くできる、(特にビデオ/オーディオアプリケーションなどの)ネットワーク同報通信アプリケーション用のメモリーシステムを提供することである。
さらに、本発明の目的は、このようなメモリーシステムに適切な操作方法を提供することである。
この目的は、特許請求項1に記載のメモリーシステムおよび特許請求項9に記載のメモリーシステムの操作方法によって達成される。
本発明のメモリーシステムの核心部分は、それぞれにデータ交換用の専用出力部を備えたアドレス可能な複数のメモリーユニットに分割されたメモリー、及び、複数の入力部と少なくとも1つの出力部と制御入力部とを有するマトリックス切替部(いわゆるマルチスイッチ)である。マトリックス切替部は、以下のように設計されている。すなわち、マトリックス切替部の各入力部がマトリックス切替部の出力部と接続可能になるように設計されている。マトリックス切替部の入力部は、異なるメモリーユニットの出力部とそれぞれ接続されている。マトリックス切替部の少なくとも1つの制御入力部は、マトリックス切替部の複数の入力部のどの入力部を、マトリックス切替部の出力部と接続するかを設定するために用いられる。マトリックス切替部を、以下のように操作する。すなわち、メモリーユニットの複数が、連続した順序で、マトリックス切替部の出力部と接続されるように動作する。この場合、メモリーユニットの第1配列とメモリーユニットの第2配列とが、独立してマトリックス切替部の出力部と接続される。その結果、メモリーシステムでは、特にビデオ/オーディオアプリケーションなどのネットワーク同報通信アプリケーションの必要条件で、同じメモリーに対する複数の問い合わせに対して時間をずらせて対応可能になる。このとき、個々のメモリーユニットがマトリックス切替部と相互作用することにより、データ処理量を多くし、アクセス時間を短くできる。この場合、メモリーが、揮発性または不揮発性のSRAM,DRAM,MRAMまたはフラッシュメモリーとして設計されていれば特に有利である。
特に、メモリーの個々のメモリーユニットに、全体で、アプリケーション(特にビデオ/オーディオアプリケーション)のまとまったデータセットを生成するそれぞれのデータセットが格納されている。例えば、メモリーに、ビデオフィルムが格納されている。この場合、個々のメモリーユニットには、特定の長さのフィルム配列がそれぞれ格納されており、このフィルム連続は、全体として、まとまったビデオフィルムとなる。その結果、離散した間隔で、つまり、該当するメモリーニットをアドレスすることによって、データ連続を開始する可能性が出てくる。純粋に自由選択、または、純粋に連続したアクセス(例えば、上記のようなまたはビデオカセットなどのハードディスクメモリーシステム)を提供する従来使用されているメモリーシステムに対して、本発明のメモリーシステムを使用すると、今日のアプリケーション需要を考慮した2つの変形型を混合したものが得られる。個々のメモリーユニットへの離散およびマトリックス切替部の使用により自由選択アクセスをある程度制限すると、メモリー媒体のデータ率ではなく、原則的にマトリックス切替部の出力部の数だけが限定要素となる。しかしながら、出力部の数は、比較的低コストで増やせる。
本発明のメモリーシステムの操作時に、各メモリーユニットに1つのデータセットが格納される。上記メモリーユニットにおける異なる各メモリーユニットはそれぞれ、逐次的にアドレスされる。そして、該当するデータセットはそれぞれ、マトリックス切替部を介し、順序通りに入力される。詳細には、メモリーユニットの1つがそれぞれ、出力配列用にアドレスされる。そして、アドレスされたメモリーユニットで開始する出力対象となる配列ごとに、このメモリーユニットとそれに続く逐次的にアドレスされたメモリーユニットとからの、1つの完全なデータセットがマトリックス切替部の各出力部に入力される。この際、特に、それぞれのメモリーユニットに格納されているデータが、該当するメモリーユニットの出力部に連続的に入力されれば有利である。
特に有利な実施形態として、本発明のメモリーシステムには、複数のメモリーが備えられている。複数のメモリーは、性能が異なっており、特にデータアクセス時間が異なっている。例えば、本発明のメモリーは、比較的速度の速いメモリーとして実施されており、特に、SRAM,DRAM,MRAMまたはフラッシュメモリーとして実施されている。メモリーシステムが、高速メモリーのデータアクセス時間よりも遅いデータアクセス時間を利用できる少なくとも1つのほかのメモリーを備えていることが有利である。特に、上記他のメモリーは、比較的低コストであり、比較的大きいデータ量を格納できるハードディスクメモリーとして設計されている。
このように設計されたメモリーシステムは、ネットワーク同報通信アプリケーション用に最適化可能である。例えば、高速メモリーには、比較的最近のアプリケーション(例えば、最近のビデオフィルム)のデータセットが格納されている。これに対し、より遅いハードディスクメモリーには、より古いアプリケーション(例えば、古いビデオフィルム)のデータセットが格納されている。このデータセットは、高速メモリーに格納されている第1アプリケーションよりも作成日が古い。このような方法は、より古いアプリケーション(特に、より古いビデオフィルム)が同時に複数の使用者から検索されることは比較的稀および非常に稀である、という認識に基づくものである。このためには、このようなデータセットを格納するための従来のいわゆるハードディスククラスタなどを有するメモリーシステムが適している。これに対し、より新しいビデオフィルムのような比較的最近のアプリケーションは、より頻繁におよび非常に頻繁に要求される。上述のように、本発明のメモリーシステムは、要求されるデータ率の上昇に適している
本発明のほかの好ましい実施形態および発展形態を、従属請求項に示す。
本発明を、図面に示す図を参考にして、以下に詳しく説明する。図1は、従来技術の特にネットワーク同報通信アプリケーション用のメモリーシステムを示す図である。図2は、本発明のメモリーシステムの一実施形態を示す図である。図3は、本発明のメモリーシステムの他の実施形態を示す図である。図4は、本発明のメモリーシステムに対する複数の使用者のデータアクセスについての経過パターンを示す図である。
図1に、いわゆるハードディスククラスタで構成されている従来技術のメモリーシステムを示す。このようなメモリーシステムは、特にビデオ/オーディオアプリケーションなどのネットワーク同報通信アプリケーション用に使用される。ネットワーク同報通信アプリケーションでは、特にビデオフィルムまたは音楽作品の形態のデータセットが、異なる使用者から要求される可能性がある。このため、従来では、大きなデータ量をかなり低いコストで格納できる複数のハードディスクメモリーHD1〜HDnを有するメモリーシステムを使用していた。複数の使用者は、様々なデータセットまたは同じデータセットを、時間をずらして呼び出せる。とりわけ、複数のハードディスククラスタを有するこのようなメモリーシステムでは、冒頭部分に記載したように、比較的少ないデータ処理量および比較的遅いアクセス時間によって制限されている。
図2に、本発明のメモリーシステムの有利な一実施形態を示す。このメモリーシステムは、一方側に複数のハードディスクメモリーHD1〜HDnのアレイを有し、他方側に、より速度の速いメモリーPM1〜PMiのアレイを有している。メモリーPM1〜PMiの構造および操作方法を、図3および図4を参考にしてより詳しく説明する。ハードディスクメモリーHD1〜HDnとより速度の速いメモリーPM1〜PMiとの双方は、それぞれのデータ線を介して、AW1およびAW2などの異なる使用者と接続可能である。
図3に、本発明のメモリーシステムの有利な実施形態を示す。図2に示すメモリーPM1〜PMiの1つの構成および接続を、図3を参考にして詳しく説明する。図3のメモリーシステムは、メモリーPMを備えている。このメモリーPMは、アドレス可能な複数のメモリーユニットM1〜Mxに分割されている。これらのメモリーユニットM1〜Mxは、データ交換用の専用出力部A1〜Axをそれぞれ備えている。マトリックス切替部(いわゆるマルチスイッチ)は、複数の入力部I1〜Ixと、複数の出力部OP1〜OPyと、1つの制御入力部CTLとを備えている。マトリックス切替部MSの入力部I1〜Ixは、異なるメモリーユニットM1〜Mxの出力部A1〜Axとそれぞれ接続されている。
メモリーユニットM1〜Mxには、それぞれのデータセットが格納されている。それぞれのデータセットは、全体で、アプリケーション(特に、ビデオ/オーディオアプリケーション)のまとまったデータセットを生成する。例えば、メモリーユニットM1〜Mxの各々に、ビデオフィルムの一部(特に、例えば5秒のビデオフィルムになるデータセット)がそれぞれ格納されている。例えば長さが120分のフィルムを生成するためには、本実施例では、各出力部を介してマトリックス切替部MSに入力される1440個のメモリーユニットM1〜Mxが必要である。
マトリックス切替部MSの制御入力部CTLを介して、「マトリックス切替部MSの入力部I1〜Ixのどの入力部を、マトリックス切替部MSの出力部OP1〜OPyの1つと接続するか」を設定できる。なお、出力部OP1〜POyの数は、この例では、使用者の数によって決定されている。この場合、マトリックス切替部MSを、以下のように操作する。すなわち、メモリーユニットM1〜Mxの複数が、連続した順序で、相当する出力部OP1〜OPyと接続されるように操作する。この場合、メモリーユニットの第1配列とメモリーユニットの第2配列とが、独立して、該当する出力部に接続される。すなわち、本実施例では、出力部OP1・OP2と接続されている使用者AW1・AW2を、相互に独立して、メモリーユニットの異なる配列と接続する。言い換えると、独立してメモリーにアクセスする2人の異なる使用者AW1・AW2が、マトリックス切替部MSに存在している。
複数の使用者のデータアクセスについての経過パターンを示す図4に関連して、図3の本発明のメモリーシステムの操作を以下で詳しく説明する。
時点t1のとき、使用者#1は、開始アドレスADR#0によって、図3のメモリーPMにアクセスする。すなわち、例えば出力部OP1と接続されている使用者#1は、マトリックス切替部MSを介して、ビデオフィルムの開始部が格納されているメモリーユニットM1と接続される。次に、逐次的な順序で、後続のメモリーユニットM2〜Mxがアドレスされる。そして、該当するデータセットが、マトリックス切替部MSを介して、各配列の出力部OP1に入力される。このとき、アドレスされたメモリーユニットM1で始まり、このアドレスされたメモリーユニットM1とそれに続く逐次的にアドレスされたメモリーユニットM2〜Mxとからの、1つの完全なデータセットが、マトリックス切替部MSの出力部OP1にそれぞれ入力される。このとき、それぞれのメモリーユニットM1〜Mxに格納されたデータが、クロック信号CKを用いて、該当するメモリーユニットの出力部A1〜Axに逐次的に入力される。
時点t2のときに、使用者#2は、アドレスADR#7によって、データセットにアクセスする。このデータセットは、メモリーユニットM2に格納されている。その結果、マトリックス切替部MSの入力部I2が、例えば使用者#2が存在している出力部OP2と接続される。使用者#1と同じく、マトリックス切替部MSは、使用者#2に関して、以下のように操作される。すなわち、メモリーユニットM2〜Mxが、連続した順序で、出力部OP2と接続されるように操作される。このとき、使用者#1に関する配列は、使用者#2に関する配列から独立している。
時点t3のときに、例えばOP3と接続されている使用者#3は、アドレス#3FFFCによって、データセットにアクセスする。その結果、例えばマトリックス切替部MSの入力部Ix−2が、出力部OP3と接続される。このアクセス配列も、使用者#1・#2に関するアクセスから独立して行われる。
つまり、原則的に、各使用者は、マトリックス切替部MSを介して、データを得たいメモリーユニットM1〜Mxの1つを検索できる。5秒毎に、アドレスが自動的に上昇される。その結果、後続のメモリーユニットが、該当する出力部OP1〜OPyと接続される。その結果、個々のメモリーユニットM1〜Mxのデータセットは、絶え間なく1つのアプリケーション(例えば、ビデオフィルム)にまとまる。このとき、問い合わせられたデータセットの連続的な順序をいつでも中断でき、メモリーユニットの各々のデータセットの出力により継続できる。従って、手動で先または後へジャンプすることにより、フィルムの「先送りおよび巻き戻し」が可能である。全てのメモリーユニットM1〜Mxは、同時にそのデータセットを切替部MSに連続的に入力するので、原則的に、任意の数の使用者が、ほぼ自由選択で(この例では5秒ラスターで)メモリーPMにアクセスできる。使用者の数は、マトリックス切替部MSの利用可能な出力部OP1〜OPyの数のみによって制限されている。ビデオフィルムの粒度は、メモリーユニットの数(すなわち、メモリー総量によるフィルムの最大の長さ)によって決定されている。マトリックス切替部MSの出力部の数を出来るだけ少なくするためには、例えば、いわゆる多重化システムを使用することができる。その結果、複数の使用者は、唯一の出力部を介してアクセスできる。有利な実施形態では、メモリーユニットは、異なるアプリケーションに対して柔軟に適応できるように、その大きさを動的に設定できる。
図2のメモリーシステムの実施形態では、データアクセス時間および準備コストの最適化された、ネットワーク同報通信アプリケーション用メモリーシステムを提供できる。例えばビデオフィルムの格納について説明したように、ハードディスクメモリーHD1〜HDnは、より古い/あまり人気のない多数のフィルム(大きなデータ量)を格納するために適している。しかしながら、一般的に、より古い/あまり人気のない多数のフィルムが同時に検索されることは非常に稀またはごく稀である(少ないデータ率)。これに対し、人気のある/最近のビデオフィルムを、高速メモリーPM1〜PMiに格納する。高速メモリーPM1〜PMiは、例えばSRAM,DRAMまたはフラッシュメモリーとして実施されている。メモリーPM1〜PMiは、ハードディスクメモリーHD1〜HDnよりも速いデータアクセス時間を有している。この構想では、人気のある/最近のフィルムが比較的頻繁に、および、非常に頻繁に同時に要求されるということを考慮する(少ないデータ量、大きなデータ率)。
従来技術の特にネットワーク同報通信アプリケーション用のメモリーシステムを示す図である。 本発明のメモリーシステムの一実施形態を示す図である。 本発明のメモリーシステムの他の実施形態を示す図である。 本発明のメモリーシステムに対する複数の使用者のデータアクセスについての経過パターンを示す図である。
符号の説明
HD1〜HDn ハードディスクメモリー
PM、PM1〜PMi メモリー
MS マトリックス切替部
A1〜Ax 出力部
I1〜Ix 入力部
OP1〜OPy 出力部
AW1、AW2 使用者
ADR アドレス
CTL 制御入力部
M1〜Mx メモリーユニット
CK クロック信号
t、t1、t2、t3 時間

Claims (12)

  1. 特にビデオ/オーディオアプリケーションなどのネットワーク同報通信アプリケーション用のメモリーシステムであって、
    少なくとも1つのメモリー(PM、PM1〜MPi)と、
    マトリックス切替部(MS)とを備え、
    上記少なくとも1つのメモリー(PM、PM1〜MPi)は、アドレス可能な複数のメモリーユニット(M1〜Mx)に分割されており、各メモリーユニット(M1〜Mx)が、データ交換用の専用出力部(A1〜Ax)を有し、
    上記マトリックス切替部(MS)は、複数の入力部(I1〜Ix)と、少なくとも1つの出力部(OP1〜OPy)と、少なくとも1つの制御入力部(CTL)とを備えると共に、マトリックス切替部(MS)の各入力部がマトリックス切替部(MS)の出力部と接続可能になるように設計されており、
    マトリックス切替部の入力部(I1〜Ix)はそれぞれ、異なるメモリーユニットの出力部(A1〜Ax)と接続されており、
    マトリックス切替部の制御入力部(CTL)を介して、マトリックス切替部の入力部(I1〜Ix)のどの入力部をマトリックス切替部の出力部(OP1〜OPy)と接続するのかを設定可能になっており、
    マトリックス切替部は、複数のメモリーユニット(M1〜Mx)が、逐次的な順序で、マトリックス切替部の出力部(OP1〜OPy)と接続されるように操作可能になっているとともに、上記メモリーユニットの第1配列と上記メモリーユニットの第2配列とが、独立してマトリックス切替部の出力部と接続されている、メモリーシステム。
  2. メモリーユニット(M1〜Mx)にはそれぞれ、データセットが格納されており、
    これらデータセットが、全体で、アプリケーション、特にビデオ/オーディオアプリケーションのまとまったデータセットを生成することを特徴とする、請求項1に記載のメモリーシステム。
  3. 上記マトリックス切替部の出力部(OP1〜OPy)には、独立してメモリーにアクセスする少なくとも2人の異なる使用者(AW1,AW2)が接続していることを特徴とする、請求項1または2に記載のメモリーシステム。
  4. 上記メモリーは、各メモリーユニット(M1〜Mx)に蓄積されているデータが、該当するメモリーユニットの出力部(A1〜Ax)に逐次的に入力されるように駆動されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のメモリーシステム。
  5. 上記メモリーユニット(M1〜Mx)の大きさが動的に設定可能になっていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のメモリーシステム。
  6. 上記メモリーシステムが、さらに、他のメモリー(HD1〜HDn)を有し、上記他のメモリー(HD1〜HDn)は、少なくとも1つのメモリー(PM1〜PMi)のデータアクセス時間よりも遅いデータアクセス時間を有し、
    上記メモリー(HD1〜HDn、PM1〜PMi)はそれぞれ、独立して、各使用者(AW1,AW2)と接続可能になっていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のメモリーシステム。
  7. 上記少なくとも1つのメモリー(PM、PM1〜PMi)が、SRAM、DRAM、MRAMまたはフラッシュメモリーとして設計されており、
    上記他のメモリー(HD1〜HDn)が、ハードディスクメモリーとして設計されていることを特徴とする、請求項6に記載のメモリーシステム。
  8. 上記少なくとも1つのメモリー(PM1〜PMi)に、第1アプリケーション、特に、ビデオ/オーディオアプリケーションのデータセットが格納されており、
    上記他のメモリー(HD1〜HDn)に、第2アプリケーション、特にビデオ/オーディオアプリケーションのデータセットが格納されており、上記第2アプリケーションの作成日が、第1アプリケーションよりも古いことを特徴とする、請求項6または7に記載のメモリーシステム。
  9. 請求項1〜8の何れか1項に記載のメモリーシステムの操作方法であって、
    上記各メモリーユニット(M1〜Mx)に1つのデータセットを格納し、
    少なくとも2つの出力対象となる配列のために、逐次的な順序で、メモリーユニットの異なる1つのメモリーユニットをそれぞれアドレスし、
    該当するデータセットを、マトリックス切替部(MS)を介して、各配列の出力部(OP1〜OPy)に入力することを特徴とする、方法。
  10. 出力対象となる各配列のために、メモリーユニット(M1〜Mx)の1つをアドレスし、
    アドレスされたメモリーユニットで開始する出力対象となる配列ごとに、このアドレスされたメモリーユニットとそれに続く逐次的にアドレスされたメモリーユニットとからの完全なデータセットを、各マトリックス切替部の出力部(OP1〜OPy)に入力することを特徴とする、請求項9に記載の方法。
  11. 各メモリーユニット(M1〜Mx)に格納されているデータを、該当するメモリーユニットの出力部(A1〜Ax)に逐次的に入力することを特徴とする、請求項9または10に記載の方法。
  12. 上記逐次的な順序を中断可能であり、メモリーユニットの各データセットの出力によって継続できることを特徴とする、請求項9〜11のいずれか1項に記載の方法。
JP2004552377A 2002-11-19 2003-10-28 特にビデオ/オーディオアプリケーションなどのネットワーク同報通信アプリケーション用のメモリーシステム、および、メモリーシステムの操作方法 Pending JP2006515445A (ja)

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DE10253918A DE10253918A1 (de) 2002-11-19 2002-11-19 Speichersystem, insbesondere für Netzwerk-Broadcasting-Anwendungen wie Video-/Audio-Anwendungen, sowie Verfahren zum Betrieb eines Speichersystems
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