CN105278869A - 磁盘装置、控制器及数据处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及磁盘装置、控制器及数据处理方法。该磁盘装置具有：磁盘；读/写(RW)通道部，其对相对于所述磁盘读写的数据进行处理并具有内部存储器；传送控制器，其控制在主机装置与所述RW通道部之间的数据传送；和处理器，其控制所述RW通道部与所述传送控制器。所述处理器构成为：从所述磁盘读出包括被改写的数据的预定区域数据，并在所述RW通道部内对该读出的预定区域数据实施纠错处理而后将其存储于所述内部存储器；通过由来自所述主机装置的改写用数据来改写所述内部存储器中存有的所述预定区域数据内的所述改写的数据，从而更新所述预定区域数据；并在RW通道内对所述更新了的预定区域数据附加纠错码并将其写入于所述磁盘。

Description

磁盘装置、控制器及数据处理方法
技术领域
本发明的实施方式主要涉及磁盘装置、用于该磁盘装置的控制器及该控制器的数据处理方法。
背景技术
现有，在磁盘驱动器(HDD：HardDiskDrive)中，相对于从主机传送的数据大小而言基于磁盘格式的数据大小要大得多的情况很多。该所谓基于磁盘格式的数据大小表示相对于磁盘(以下，有时也称为介质)的写入或者读出的单位，并且例如在进行纠错码(ECC：ErrorCorrectionCode)处理的情况下，ECC处理单位也成为一个基准。在此以外，该基于磁盘格式的数据大小的单位也根据介质的使用效率和/或记录密度等而变化。虽然这样的数据大小的单位越大、基本上介质的使用效率越高，但是相应于大小的增大处理少量数据也需要一定时间。通过如此的折衷，也能够确定该数据大小的单位。
在这样的HDD中，在主机欲写(欲改写)的数据大小比基于磁盘格式的1个单位的数据大小小时，将包括欲改写的数据的上述1个单位的数据暂时从介质读出，并将其存储于同步动态随机存取存储器(SDRAM：SynchronousDynamicRandomAccessMemory)等的数据缓存区。此时一般地，为了保护所存储的上述1个单位的数据，在进行了ECC及奇偶校验等的处理之后，数据被存储于数据缓存区。此后，上述1个单位的数据的一部分在数据缓存区上被改写为从主机送来的改写用的数据。一部分被改写了的上述1个单位的磁盘格式的数据，再次被进行ECC及奇偶校验等的处理并被写入于磁盘。
发明内容
本发明的实施方式提供能够在部分改写数据时削减改写时间的磁盘装置、用于该磁盘装置的控制器及该控制器的数据处理方法。
实施方式的磁盘装置具有：磁盘，读/写即RW通道部，其对相对于所述磁盘读写的数据进行处理并具有内部存储器，传送控制器，其控制主机装置与所述RW通道部之间的数据传送，和处理器，其控制所述RW通道部与所述传送控制器，其中，所述处理器构成为：从所述磁盘中读出包括被改写的数据的预定区域数据，并在所述RW通道部内对该读出的预定区域数据实施纠错处理而后将其存入于所述内部存储器，通过经由所述传送控制器将来自所述主机装置的改写用数据传送到所述RW通道部，由所述改写用数据来改写所述内部存储器中存有的所述预定区域数据内的所述被改写的数据，从而更新所述预定区域数据，在RW通道内对所述更新了的预定区域数据附加纠错码并将其写入于所述磁盘。
附图说明
图1是表示实施方式涉及的磁盘装置的要部的框图。
图2A～2D是提取并表示实施方式涉及的构成并且表示实施方式的工作的图。
图3是表示实施方式涉及的RW通道的变形例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本实施方式涉及的HDD即磁盘装置的要部的框图。
如图1所示，HDD包括磁头·磁盘组件(head-diskassembly：HDA)3、前置放大集成电路(以下称为前置放大IC)11、片上系统(Systemonachip：SoC)15和作为缓冲存储器的SDRAM16。HDA3具有作为存储介质的磁盘1、主轴马达2和头10。磁盘1通过主轴马达2而旋转。
头10由包括音圈马达(VCM)的致动器(未图示)的驱动来控制，移动直到磁盘1上的目标位置为止。头10以滑块为主体，具有安装于该滑块的写头10W及读头10R。读头10R从磁盘1上的伺服区域读出伺服信息(位置信息)，并从数据区域读出用户数据。写头10W在磁盘1的数据区域写入用户数据。
前置放大IC11具有读放大器及写驱动器。读放大器对由读头10R读出的读信号进行放大，并将其传送于读/写(RW)通道12。另一方面，写驱动器将相应于从RW通道12输出的写数据的写电流传送于写头10W。
SoC15包括1个芯片的集成电路，该1个芯片的集成电路包括RW通道12、硬盘控制器(HDC)13和微处理器(MPU)14。RW通道12对通过前置放大IC11从读头10R读出的读信号进行处理并对伺服信息和/或用户数据进行解码。并且，RW通道12对从HDC13传送的写数据进行编码。
HDC13包括对在主机17、SDRAM16与RW通道12之间的数据传送进行控制的接口控制器和用户逻辑电路。接口控制器通过对SDRAM16进行控制而将读数据及写数据暂时存入SDRAM16，从而执行数据传送控制。用户逻辑电路为由硬件构成的各种运算电路，高速地运算比MPU14低级别的处理。
MPU14为HDD的主控制器，具有执行伺服控制处理的伺服控制系统。伺服控制系统对将头10定位于目标位置的头定位机构进行控制。头定位机构为用于对头10进行驱动的致动器(包括VCM)及VCM驱动器。而且，MPU14通过RW通道12及HDC13对数据的记录再现进行控制。
以下，关于用从主机17送来的改写用数据改写记录于磁盘1的数据的一部分的本实施方式涉及的改写处理进行说明。
图2A～2D是用于表示本实施方式涉及的构成并且说明本实施方式的工作的图。对与图1所示的构成要素相同的构成要素标注同一附图标记，并省略详细的说明。
RW通道12内的内部存储器12a为用于存储基于磁盘格式的1个单位以上的数据的存储器、例如为SRAM。第1ECC处理部12c对从内部存储器12a传送的数据附加ECC处理的错误码(errorcode)并将其提供到磁盘1。并且，第1ECC处理部12c对从磁盘1读出的数据进行纠错并将其提供到内部存储器12a。也就是说，第1ECC处理部12c为针对磁盘1的数据保护用的纠错部。RLL处理部12b对从内部存储器12a提供的数据进行运行长度限制(RLL：RunLengthLimited)解码，并将其提供到第4ECC处理部24。并且，RLL处理部12b对从第4ECC处理部24提供的数据进行RLL编码并将其提供到内部存储器12a。
SRAM23为用于取得SDRAM16的处理与RW通道12的处理的同步的缓冲存储器。第3及第4ECC处理部22及24为针对SRAM23的数据保护用的纠错部。第2ECC处理部21为针对SDRAM16的数据保护用的纠错部。
接下来，对本实施方式涉及的工作详细地进行说明。在以下说明的工作通过对HDD综合性地进行控制的MPU14对RW通道12、HDC13等进行控制而达到。
在本实施方式中，关于在主机装置17中以512字节为单位、在磁盘1中以4096字节为单位进行处理的情况进行说明。该4096字节为基于磁盘格式的1个单位的数据大小。并且，在本实施方式中，对如下例子进行说明：在RW通道12中，在通过第1ECC处理部12c进行ECC纠错后，将进行RLL解码之前的数据保持于RW通道内，并改写所保持的数据的一部分。
首先，如图2A所示，从主机装置17传送512字节的写数据(改写用数据)。为了保护SDRAM内数据，该写数据被附加有ECC处理的错误码，512字节全为用户数据的容量。并且，该写数据实际上如图1所示，在MPU14的控制之下，从主机装置17通过HDC13传送到并存入SDRAM16。如此地在图2A中以虚线表示的信号线，为了便于说明，省略示出介于中途的HDC13。
接下来，如图2B所示，4096字节的数据在从磁盘1传送到RW通道12、并通过第1ECC处理部12c进行了纠错的基础上，存入内部存储器12a。该4096字节数据的磁盘上的记录区域为包括要由图2A所示的512字节的改写用数据来改写的512字节的记录区域的区域。还有，存在内部存储器12a中的4096字节数据为去除ECC处理的错误码并进行了RLL编码的用户数据。作为该内部存储器12a，例如应用控制及构成简单的SRAM。还有，参照图2A及图2B进行了说明的处理可以并行执行。
接下来，如图2C所示，从主机装置17传送的改写用的512字节数据、存在内部存储器12a内的4096字节中的相应部位(要改写的数据的起始地址)和长度(512字节)的信息，在MPU14的控制之下传送到RW通道。
此时，存在SDRAM16内的改写用512字节数据通过第2ECC处理部21、HDC13、第3ECC处理部22、SRAM23、第4ECC处理部24而被进行处理。即，存在SDRAM16内的改写用512字节数据，在MPU14的控制之下如下这样被处理。(1)在第2ECC处理部21被纠错后的用户数据通过HDC13，(2)在第3ECC处理部22被附加了ECC处理的错误码，(3)附加有错误码的数据存储于SRAM23，(4)该存储的数据在第4ECC处理部24被纠错，(5)纠错后的用户数据在RLL处理部12b中被RLL编码，(6)存储于内部存储器12a的4096字节数据中的相应区域(要改写的区域)的数据被改写为上述RLL编码后的数据。这样一来，通过由改写用数据来改写数据的一部分(512字节)，从而将存在内部存储器12a内的4096字节数据更新。
接下来，如图2D所示，RW通道12通过第1ECC处理部12c对在内部存储器12a中更新了的4096字节的用户数据附加错误码，并将其写入于磁盘1。
还有，在改写磁盘上的一部分数据的比较例中，在基于磁盘格式的1个单位的数据中，实际欲改写的部分以外的数据也从磁盘向数据缓冲区、从该数据缓冲区向磁盘传送。因此，必然会浪费时间。并且，在比较例中，在所述1个单位的数据中，关于实际欲改写的部分以外的数据部分，例如也通过第2～第4ECC处理部21、22、24等进行检查。因此，如果在欲改写的部分以外的数据部分产生错误，则需要进行本来不用的纠错。在这样的比较例中，构成为，无法从RW通道外对RW通道内的存储器进行操作，例如仅可以对于4096字节数据进行RLL处理及ECC处理。即，这样的比较例未构成为，确定RW通道内存储器的一部分区域并仅改写该区域。
例如在比较例中，在用从主机装置传送来的512字节的改写用数据来改写记录于磁盘1的数据的一部分(例如512字节)的情况下。首先，从磁盘读出包括要改写的区域的例如4096字节数据。而且，在RW通道中被RCC纠错及RLL解码。在RW通道中处理后的4096字节数据通过第4ECC处理部24、SRAM23、第3ECC处理部22、HDC13、第2ECC处理部21并存入于SDRAM16。在SDRAM16中，所存由的4096字节数据的一部分由从主机装置17传送来的改写用数据改写。这样比较例中，在SDRAM16中进行一部分数据的改写。改写一部分数据，更新后的4096字节数据通过上述路径的相反路径即第2ECC处理部21、HDC13、第3ECC处理部22、SRAM23、第4ECC处理部24、RW通道的路径，而记录于磁盘1。
通过进行上述本实施例的处理，不用将磁盘上的例如4096字节数据传送直到SDRAM为止，也能够在RW通道内仅改写必要的部分。
还有，虽然在此对在RW通道12内保持在RW通道12中被ECC纠错后的数据的例子进行了说明，但是也可以构成为，保持RLL解码后的数据。将该情况下的构成例示于图3。在该例中，在数据改写用内部存储器中存储由第1ECC处理部12c进行了纠错及由RLL处理部12b进行了RLL解码后的4096字节数据。所存有的4096字节数据之中的一部分(512字节数据)由来自主机装置的改写用数据(512字节数据)改写。该情况下，内部存储器12a用作RLL处理与ECC处理的同步用缓存区。进行ECC的纠错，只要保证为正确的数据之后，在任何阶段保持包括改写部的4096字节数据都可以。即。RW通道的改写用内部存储器只要配置于可最高效地进行数据的改写的位置即可。
并且，通过将作为高速存储器发挥作用的NAND型闪速存储器连接于HDC13，能够构成混合HDD。当然，在混合HDD中也能够应用本实施方式。
如以上说明地根据本实施方式，在改写磁盘上的数据的一部分时，与比较例不同，因为不必将基于磁盘格式的1个单位的数据(例如4096字节)全部传送到作为数据缓存区的SDRAM16为止，所以可缩短传送时间，整体上可削减改写时间。
并且，因为传送基于磁盘格式的1个单位的数据(例如4096字节)的数据路径变短，所以数据路径中的错误产生量会减少。一般地在改写所述1个单位的数据的一部分的情况下，因为在SDRAM16中进行数据的改写，所以所述1个单位的数据在设置于SDRAM与RW间的例如第2ECC处理部21、HDC13、第3ECC处理部22、SRAM23、第4ECC处理部24的路径往返1次。但是，在本实施方式中，因为如图2C所示来自主机装置17的改写用数据(512字节)仅在该路径通过1次，所以SDRAM与RW通道间的传送错误产生量大体成为比较例的1/16。
并且，因为相对于作为数据缓存区的SDRAM16的数据传送量相对地变少，所以SDRAM16的使用效率会提高。SDRAM16通过主机装置17及MPU14或者其他的处理器等，除了在实施方式中说明了的数据的改写时以外，还在向磁盘装置写入以及从磁盘装置读出用户数据时、各种表的写入及读出时等频繁地进行访问。在比较例中，在改写存储于磁盘的数据的一部分的情况下，进行相对于SDRAM16的所述1个单位的数据(例如4096字节)及来自主机装置17的改写用数据(例如512字节)的写入及更新的所述1个单位的数据的读出。但是，在所述实施方式中，在数据的改写时，仅进行相对于SDRAM16的来自主机装置17的改写用数据的写入及读出。从而SDRAM16的使用时间，如果简单计算则减少至约1/16。其结果，因为SDRAM16能够用于其他的处理而使用，所以能够有效地使用SDRAM16，SDRAM16的使用效率提高。
虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但是这些实施方式提示为例，并非意图要对发明的范围进行限定。这些新的实施方式可以在其他的各种方式下实施，在不脱离发明要旨的范围，能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式和/或其变形包括于发明的范围和/或要旨，并且包括于与记载于技术方案的范围的发明及其等同的范围。

Claims (16)

1.一种磁盘装置，具有：
磁盘，
读/写即RW通道部，其对相对于所述磁盘读写的数据进行处理并具有内部存储器，
传送控制器，其控制主机装置与所述RW通道部之间的数据传送，和
处理器，其控制所述RW通道部与所述传送控制器，
其中，所述处理器构成为：
从所述磁盘中读出包括被改写的数据的预定区域数据，并在所述RW通道部内对该读出的预定区域数据实施纠错处理而后将其存入于所述内部存储器，
通过经由所述传送控制器将来自所述主机装置的改写用数据传送到所述RW通道部，由所述改写用数据来改写所述内部存储器中存有的所述预定区域数据内的所述被改写的数据，从而更新所述预定区域数据，
在RW通道内对所述更新了的预定区域数据附加纠错码并将其写入于所述磁盘。
2.根据权利要求1所述的磁盘装置，其中，
进一步具有暂时存入读数据及写数据的缓冲存储器；
所述传送控制器控制所述主机装置、所述RW通道部与所述缓冲存储器之间的数据传送，
所述处理器进一步构成为：
将来自所述主机装置的改写用数据经由所述传送控制器存入于所述缓冲存储器，
将所述缓冲存储器中存有的所述改写用数据传送到所述RW通道部，
在所述RW通道部中，用所述改写用数据来更新所述内部存储器中存有的所述预定区域数据。
3.根据权利要求2所述的磁盘装置，其中，
在所述缓冲存储器与所述RW通道之间设置有第1纠错处理部、所述缓冲存储器与所述RW通道的同步用存储器、和第2纠错处理部；
来自所述缓冲存储器的数据在所述第1纠错处理部中被附加纠错码并被存入于所述同步用存储器，所述存有的数据在所述第2纠错处理部中被纠错。
4.根据权利要求2所述的磁盘装置，其中，
所述缓冲存储器中存有的改写用数据被附加有第1纠错码；
在所述缓冲存储器与所述RW通道之间设置有第1纠错处理部、第2纠错处理部、所述缓冲存储器与所述RW通道的同步用存储器、和第3纠错处理部；
所述缓冲存储器中存有的改写用数据在所述第1纠错处理部中通过所述第1纠错码被纠错，在所述第2纠错处理部中被附加第2纠错码并被存入于所述同步用存储器，所述存有的数据在所述第3纠错处理部中通过所述第2纠错码被纠错。
5.根据权利要求1所述的磁盘装置，其中，
所述处理器在所述RW通道部内，将被实施了所述纠错处理的预定区域数据进一步RLL编码而后将其存入于所述内部存储器。
6.根据权利要求2所述的磁盘装置，其中，
所述处理器在所述RW通道部内，将被实施了所述纠错处理的预定区域数据进一步RLL编码而后将其存入于所述内部存储器。
7.根据权利要求3所述的磁盘装置，其中，
所述处理器在所述RW通道部内，将被实施了所述纠错处理的预定区域数据进一步RLL编码而后将其存入于所述内部存储器。
8.根据权利要求4所述的磁盘装置，其中，
所述处理器在所述RW通道部内，将被实施了所述纠错处理的预定区域数据进一步RLL编码而后将其存入于所述内部存储器。
9.一种控制器，是对相对于磁盘读写的数据进行控制的控制器，具有：
读/写即RW通道部，其对相对于所述磁盘读写的数据进行处理并具有内部存储器，
传送控制器，其控制主机装置与所述RW通道部之间的数据传送，和
处理器，其控制所述RW通道部与所述传送控制器，
其中，所述处理器构成为：
从所述磁盘中读出包括被改写的数据的预定区域数据，并在所述RW通道部内对其实施纠错处理而后将其存入于所述内部存储器，
通过经由所述传送控制器将来自所述主机装置的改写用数据传送到所述RW通道部，由所述改写用数据来改写所述内部存储器中存有的所述预定区域数据内的所述被改写的数据，从而更新所述预定区域数据，
在RW通道内对所述更新了的预定区域数据附加纠错码并将其写入于所述磁盘。
10.根据权利要求9所述的控制器，其中，
所述传送控制器控制暂时存储读数据及写数据的缓冲存储器、所述主机装置与所述RW通道部之间的数据传送；
所述处理器进一步构成为：
将来自所述主机装置的改写用数据经由所述传送控制器存入于所述缓冲存储器，
将所述缓冲存储器中存有的所述改写用数据传送到所述RW通道部，
在所述RW通道部中，用所述改写用数据来更新所述内部存储器中存有的所述预定区域数据。
11.根据权利要求9所述的控制器，其中，
所述处理器在所述RW通道部内，将被实施了所述纠错处理的预定区域数据进一步RLL编码而后将其存入于所述内部存储器。
12.根据权利要求10所述的控制器，其中，
所述处理器在所述RW通道部内，将被实施了所述纠错处理的预定区域数据进一步RLL编码而后将其存入于所述内部存储器。
13.一种控制器的数据处理方法，所述控制器是对相对于磁盘读写的数据进行控制的控制器，该控制器的数据处理方法包括：
利用具有内部存储器的读/写即RW通道部对相对于所述磁盘读写的数据进行处理，和
对主机装置、所述RW通道部与所述磁盘之间的数据传送进行控制，
其中，对所述数据传送进行控制包括：
将所述磁盘中包括被改写的数据的预定区域数据从所述磁盘读出，并在所述RW通道部内对其实施纠错处理而后将其存储于所述内部存储器，
通过将来自所述主机装置的改写用数据传送到所述RW通道部，并由所述改写用数据来改写所述内部存储器中存有的所述预定区域数据内的所述被改写的数据，从而更新所述预定区域数据，和
在RW通道内对所述更新了的预定区域数据附加纠错码并将其写入于所述磁盘。
14.根据权利要求13所述的控制器的数据处理方法，其中，
对所述数据传送进行控制还包括：
控制暂时存储读数据及写数据的缓冲存储器、所述主机装置与所述RW通道部之间的数据传送；
将来自所述主机装置的改写用数据存入于所述缓冲存储器；
将所述缓冲存储器中存有的所述改写用数据传送到所述RW通道部；和
在所述RW通道部中，用所述改写用数据来更新所述内部存储器中存有的所述预定区域数据。
15.根据权利要求13所述的控制器的数据处理方法，其中，
存入于所述内部存储器包括：在所述RW通道部内，将被实施了所述纠错处理的预定区域数据进一步RLL编码而后将其存入于所述内部存储器。
16.根据权利要求14所述的控制器的数据处理方法，其中，
存入于所述内部存储器包括：在所述RW通道部内，将被实施了所述纠错处理的预定区域数据进一步RLL编码而后将其存入于所述内部存储器。
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