CN1061485A - 多磁头组件存储器中恢复数据的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在多磁头存储器中检测哪个磁头有错 误和或许为错位的系统和方法，它能校准该错位，使 数据得以恢复，这些特征使多磁头存储器的被恢复数 据以一种有效的方式，使多磁头存储器的其它未错位 磁头读出的数据不会遭受破坏。

Description

本发明涉及多磁头存储器中检测和改正错误的系统和方法，更具体地，涉及检测由于多磁头存储器的一个或多个磁头错位而产生的错误并控制这些磁头以恢复因错位而造成的不可识别数据的系统和方法。

近年来，计算机的运行速度和总能力已有了极大的提高。人们为了解决更大、更复杂问题的愿望极大地促进了这一方面的进展。鉴于这些问题的规模和它们要求的原始数据的量，为了使高性能的计算机得到充分利用，计算机外设（例如海量存储器）的速度和能力就显得非常重要。

一般来说，海量存储器的速度明显赶不上目前技术水平的计算机。这主要由于，与计算机的运算部件不同，海量存储器含有运动部分。因此，需要更快的数据存储器，使之能与当今高速的计算机一起进行有效的工作。

目前，与计算机的运算部件（也称作主计算机部分）连在一起用于存储数据的计算机存储设备一般有一个或多个读/写或只读磁头，这些磁头多存有数据的介质之上通过。这些介质的存储能力通常取决于磁或光学原理。使用这种介质的较快速度存储器典型地为磁盘或光盘。

在大多数情况下，磁头及其有关的控制机构是固定的，所以每一磁头将只能在一个存储介质的某些部分上读出或写入。这些部分称为磁道。在一种磁盘或光盘存储器上，这些磁道是同心的，在各磁道之间具有一定量同心的非使用间隔。当一个主存储器或主计算机请求驻留于一条或更多磁道上的数据发送给它时，为了读出所需的数据，该磁头便被驱动到这些磁道之上。

使用上述存储介质的磁道的个数和间隔通常受某些硬件和软件组合的控制，这些硬件和软件的组合对磁头进行直接或间接的控制。而磁道自身的宽度是磁头的函数。在任何情况下，首要的是磁头必须能使自身恰好定向于“目标”磁道上，以保证精确地读出数据。由于在不增加存储介质尺寸的情况下，对更快速存储或检索更多数据的需要增加，已使这个问题变得更加困难。解决的办法是开发新的存储器，在这种存储器中数据包被打得更紧密，并且磁头在介质上通过速度更快。

就任一给定的方面而言，目前技术允许数据打包的密度是有限的，并且磁头读出数据的速度也是有限的。另外，就数据密度和磁头在介质上通过的速度而言，目前水平的存储器是昂贵的。因此，为了提高速度（即信息吞吐量）-以此速度，主计算机能够向某一单独存储器写入数据或接收其发出的数据-拥有多个磁头的存储器业已开发。这里设定的多磁头存储器属于这样一类，即存储器中所有的磁头同步地读出数据，或同步地写入数据。

典型地，当数据从一台主计算机被送给这些多磁头存储器中的某一个时，它在此存储器的各磁头之间被分散或“分段”成为数据段。例如，在三磁头存储器中，该数据可被分散成前两个字节到磁头1，下两个字节到磁头2，再下两个字节到磁头3，此后的两个字节再到磁头1。在此例中，每一段是两个字节。在这一步骤中，每个磁头被定位在一个不同的磁道上。（每个磁道可能是也可能不是驻留在不同种存储介质上，在下面关于图1和图2的介绍中将给以解释）。这种分段操作一直延续到主计算机发出的全部数据都被写入该存储器为止。

当主计算机请求从这种三磁头存储器中读出数据时，所有磁头同步地读出数据并将其再组合或“交织”还原，使之与主计算机最初发送给存储器时的形式完全相同。因此，就主计算机而言，多磁头存储器仅仅使用一个磁头。

通常存储器中出现的问题是，有时磁头与磁道错位。这种错位造成磁头读出无用的或“不可识别的”数据。一种重新对准磁头的方法是退回磁头，然后再以微小的增量前进，直到磁头再次与磁道对准为止，从而使从该磁道读出的数据成为可识别的数据，使数据得以恢复。磁头以微小的增量按此种方案移动，使得它能够找到目标磁道而不偏离目标磁道太远（或距另一条磁道太近）。根据该存储器的条件判断，该存储器将继续被使用，或仅恢复数据，而将该存储器更换掉。

在多磁头存储器中，由于要考虑一个以上的磁头，所以错位的问题变得更为突出。为了最大限度减小这一问题，典型地，多磁头存储器中的磁头被封装在一起，组成一个多磁头组件，使它们全部同步运动。在这种方案中，错位一般影响到所有磁头，因此进行的改正测量可以按照只有一个单一磁头来考虑。

即使在磁头被封装成一个多磁头组件的多磁头存储器中，多磁头组件中的一个或多个磁头仍可能出现错位。当此情况发生时，必须将错位磁头管辖的磁道中数据加以恢复。所以，这种恢复过程比存储器只有一个单一磁头时困难得多。

图1用来表示上述多磁头存储器中可能发生的错误检测和数据恢复问题。参考图1，该图表示拥有三个分离磁盘、一个磁头负责一个磁盘的多磁头存储器104的一个例子。在此例中，磁头组合在一起形成多磁头组件106，组件106强制所有磁头同步移动。

虽然图1所示的例子中磁头最初可能彼此以正确距离设置，以保证它们正确地在其指定磁道上读出或写入，但是仍然可能出现一个或多个磁头错位。在此例中，磁头3被表示成错位的情况。

一个有关判断哪个磁头错位并正在造成不可识别数据的问题是，在向多磁头存储器104存入数据之前，错误检测和改正系统产生某种类型的错误改正码（ECC）。因此，每个ECC就是某些预分段数据的函数。当主计算机发出一个从多磁头存储器104读出数据的请求时，多磁头存储器104组合这些数据，检查ECC以确认读出的数据与写入多磁头存储器的数据完全相同（即，无错误数据）。由于ECC通常被用于检测某些数量的预分段数据（即被用于检测组合之后的数据），所以要判断不可识别数据中检测到的错误，特别是哪个磁头造成的错误，可能是困难的。

另一问题是，通过在多磁头存储器104中以微小增量移动磁头3，来改正磁头3的错位，这一般也将造成磁头1和2的错位。这将导致从磁头1和磁头2读出的任何数据变成不可识别数据。因此，在多磁头组件106以微小增量移动之前或之后，对来自这些其它磁头的数据必须加以注意，因为从所有磁头来的数据在其被送给主计算机102之前，必须被组合。当至少有一个磁头错位时，所有磁头不能同步读出可识别数据的情况将使数据的组合过程更加困难。

图2表示多磁头存储器的另一个例子。在此类多磁头存储器中，每个磁盘使用一个以上的磁头。图2所示的这个例子表示拥有三个磁头和n个磁道的多磁头存储器104，其中n是可被3除的整数。

因此，需要的一种系统或方法以区分多磁头存储器中哪一个（或几个）磁头错位，并在有效情形下恢复该存储器中的数据。

本发明通过提供一个用于检测和改正多磁头存储器中磁头错位的系统和方法，克服了上述有关的先有技术的缺陷。

在实施本系统和方法中，本发明的一个实施例首先分析一个从多磁头存储器中接收的已组合数据块，并判明是否存在任何表明多磁头存储器中的一个或更多磁头错位的错误（即，不可识别数据）。另外，如果检测到一个错误，本发明判断哪一个磁头错位。

当关于是否存在磁头错位的判断作出之后，已组合的数据块被送给数据缓冲器，错误检测信号被送给状态位。状态位用作为特征位，指明是否存在任何错位的磁头，并指出哪个磁头是错位的。

数据恢复控制逻辑分析状态位，以检查是否有错位磁头存在。如果没有，数据缓冲器中已组合的数据被送入主计算机，被再写入多磁头存储器，或被送给其它设备。

但是，如果状态位指出已发现了错误，则数据恢复控制逻辑向多磁头存储器发出控制信号，指出多磁头存储器应以微小增量移动错位的磁头，并将来自错位磁头的数据送给本发明的系统。这种过程一直延续到状态位表明无错误出现（即错位磁头已被校准，并且从该磁头来的数据已可识别）时为止。

一旦错位磁头被校准完毕，来自该校准磁头的读出数据与数据缓冲器中已组合的数据块组合。这种组合使得已从错位磁头中读出的已组合数据块的这部分被来自校准后磁头的读出数据所取代。然后该数据可以被送入上述任何一种设备中。

因此，本发明能够从多磁头存储器中读出的已组合数据块中检测到错位磁头的存在，还能够在已组合数据被送给主计算机之前，重新对准磁头和将不可识别的数据加以恢复。

结合附图参阅本发明的详细介绍，本发明的各种目的、特征、和附带产生的优点将能被更充分地理解。在图中：

图1是拥有3个磁盘并且每一磁盘对应一个磁头的多磁头存储器的框图，其中磁头3表示为错位情况。

图2是拥有多个磁道和3个磁头的多磁头存储器的俯视图，其中磁头3被表示成错位情况。

图3是本发明一个实施例的高级方框图。

图4是本发明的一个具有暂存数据缓冲器的实施例的方框图。

图5是本发明的具有独立的若干错误检测装置和一个错误控制机构的实施例的方框图。

图6是本发明的拥有独立的若干错误检测装置并指出数据流向的实施例的方框图。

图7是具有暂存数据缓冲器的一个替换实施例的方框图。

图8是本发明的一个实施例的操作流程图。

图9是本发明具有重新读出功能的一个实施例的操作流程图。

首先通观本发明。

本发明是一个在多磁头存储器中检测和改正错误的系统和方法，更具体地，本发明涉及多磁头存储器中，当有一个或更多磁头错位时，用于检测错误和恢复数据系统和方法。本发明通过下列步骤来完成：检测哪个（些）磁头与其目标磁道错位，使来自未错位磁头的读出读据进入缓冲器，微移错位磁头直到它与其目标磁道对准为止，使得它能读出可识别的数据，并将来自各校准磁头的可识别数据组合，送入数据缓冲器，从而产生一个可用于，例如，主计算机的数据块。

总而言之，本发明在一个多磁头存储器中的一个或更多磁头错位造成已组合数据块中检测错误，并恢复来自这些磁头的目标磁道上的数据。已恢复的数据一般被送给主计算机。一旦数据被恢复多磁头存储器就能够被替换，并且数据能被写入一个新的多磁头存储器中。

另一种办法是，主计算机接收的数据可以被重新写入原来的多磁头存储器，因为该数据将被写入相对于这些磁头位置的存储介质的各存储元上。换句话说，当数据被重新写给一个已从其原始位置位移了一定量的一个错位磁头时，重新写入目标磁道的位置将也从其原始磁道位置位移一个相应的量。因此，只要在数据重新写入后错位的磁头不再位移，那么该数据仍能以普通方式读出。

另外，值得注意的是，本发明设定已组合的数据块能够被重新写入原来的多磁头存储器，而没有首先将它们送给主计算机。

本发明的主要概念能够结合图3给以最好的描述。在图3所示的实施例和本发明设定的其它实施例中，使用拥有两个或更多磁头的多磁头存储器104来同步地读出数据或写入数据。还进一步设定，当数据从一个主设备，例如主计算机102，发送给多磁头存储器104时，它自动地将数据分裂（分段）成若干数据段。反之，当数据从多磁头存储器104读出时，设定多磁头存储器104能将数据组合还原成与主计算机102原来发送的数据完全相同的形式。

上述设定的几种多磁头存储器104的例子如图1和2所示。此种多磁头存储器104的更专业化实例是纽约Armonk的IBM公司的3370多磁盘DASD。然而，应当理解到，本发明也设定与数据分段和组合均不自动完成的多磁头存储器104一起工作。

在从多磁头存储器104读出一个已组合数据块正常过程期间，本发明接收一个已组合数据块，该数据沿数据线306送给错误检测器302，用于在检测数据中因一个或多个磁头错位引起的错误。不管错误检测器302是否检测到错误，已组合数据块均被自动地经数据线310送给数据缓冲器304。在本发明的一个实施例中，这种数据块，例如，是4K字节，尽管任意长短的数据块都可以使用。

为了图示清楚起见，在图3中，数据缓冲器304被分为若干段，以便指明来自多磁头存储器104哪一磁头读那一特定的数据段。例如，数据缓冲器304中含1的这些段表示已被从磁头1读出的数据。类似地，2表示被从磁头2读出的数据。当数据的第n段已被从第n个磁头读出后，整个序列重新开始。实际上，数据缓冲器304表示已组合数据块的每一段相对读出数据磁头的源。

当数据经数据线310被送给数据缓冲器304之后，错误检测信号308被从错误检测器302送到状态位318。这些状态位318被用作一种特征机构，用来指示多磁头存储器104中的哪些磁头错位。如果状态位318指示没有磁头错位，则在数据缓冲器304中的数据能够经数据线316被送给主计算机102。

如果状态位指出一个或更多磁头错位，从多磁头存储器104中接收的已组合数据块仍被送给数据缓冲器304。但除此之外，状态位318将指出哪个磁头错位。例如，如果检测到多磁头存储器104的磁头2有一错误，则错误检测器302将发出一个信号给状态位318的状态位S2，并将该位置成指示磁头2错位的状态。

为了说明问题，继续磁头2错位的例子，如果磁头2错位，并且状态位S2已被置成指示错位的状态，则存在数据缓冲器304中的已组合数据块将不送给主计算机102。这是因为从磁头2读出的数据是不可识别的，而来自磁头2的可识别数据必须首先被恢复。由于来自其它磁头的读入缓冲器304的数据是可识别的，所以本发明将这些可识别的数据预存在数据缓冲器304中，使得来自磁头2的已恢复数据能够与可识别数据相组合。

为了恢复错位造成的不可识别数据，当状态位318指示某一磁头错位后，数据恢复控制逻辑320便响应状态位318。这个指示信号经控制线312发出。因此，状态位S2被置位的事实告诉数据恢复控制逻辑320磁头2错位。

根据接到状态位318指示磁头2错位的信号，从错误恢复控制逻辑320经控制线314向多磁头存储器104发出控制信号，使多磁头组件106（见图1和2）以微小增量横向移过目标磁道的长度。在一个实施例中，多磁头存储器104中的所有磁头都读数据，并且多磁头存储器104经数据线306向错误检测器302发出新的已组合数据块。

然后，数据恢复控制逻辑320检查状态位S2，判断是否来自多磁头存储104的磁头2的读数据仍是不可识别的。如果数据仍为不可识别，则数据恢复控制逻辑320将再次使多磁头组件106以微小增量位移，而另一组合数据块将被送给错误检测器302。

在状态位318的状态位S2指示来自磁头2的数据可识别即指示磁头2已校准之前，数据恢复周期将自己重复下去。在此方面，来自磁头2的可识别数据被组合进其在数据缓冲器316内已组合数据块中的相应存储元中。在此例中，数据缓冲器316中标有“2”的这些数据段将被从新校准的磁头2读出的可识别数据重写。本发明设定这种组合能够被数据恢复控制逻辑320控制，或者也能通过某些独立的组合装置来控制。在任何情况下，都应注意，因为多磁头组件106的增量位移将驱使原来对准的磁头读出不可识别数据，所以不允许将数据恢复周期内读出的任何不可识别数据重写在数据缓冲器304的可识别数据之上，否则将造成已写入数据缓冲器304中的可识别数据的破坏。

数据组合完成之后，数据缓冲器304中的数据能够作为一个数据块送给主计算机102。如果一个以上的磁头错位，则在数据缓冲器304中的数据被送给主计算机102之前，有多少磁头错位，数据恢复周期便重复多少次。

尽管在以上介绍中设定，带有多磁头组件106的多磁头存储器104中，所有磁头都在多磁头组件106上，因而同步运动，但应该理解到，本发明还设定多磁头存储器104中的每个磁头是可以分别控制的。在这种情况下，数据恢复控制逻辑320将只对那些已发现错位的磁头施行控制。

还应当理解到，本发明设定与多磁头存储器104一起使用，其中需要外设用以执行分段和组合操作。此外，当本发明的一个实施例设定本发明存在一个位于多磁头存储器104和主计算机102之间的中介设备，本发明还能够集装在已开发了错误检测和数据恢复的多磁头存储器104之中。进一步讲，本明设定可与各种类型的读/写和只读盘存储器（包括磁盘和光盘）一起使用。

还应该理解到，本发明考虑使用的数据缓冲器304和相应的状态位318，它们均大到足以容纳多个已组合的数据块，因而允许同时从多磁头存储器104读出一个以上数据块。以这种方法，可以同时对一个以上连续的已组合数据块检测错误，并送到主计算机102。

下面解释双缓冲器的实施例。

图4是为完成上述恢复多磁头存储器中错位磁头数据的目的，使用双缓冲器的本发明的详细工作过程。为清楚起见，仍采用，例如，多磁头存储器104中磁头2错位的例子，对图4如以说明。

参阅图4，数据缓冲器304中的X部分表示从磁头2读入数据缓冲器304的数据是不可识别的。象前述图3那样，将状态位318中的状态位S2置为指示磁头2错位。数据恢复控制逻辑320检测到已置位的状态位S2，然后至少驱使磁头2以微小增量位移，试图使其重新对准于它的目标磁道之上，并使该磁道的数据得以恢复。

如上所述，由于所有的磁头都由一个多磁头组件106组装在一起，错位磁头（例如磁头2）的位移一般将造成其余磁头变得错位。如果从磁头存储器组件106读出的全部数据在上述数据恢复时序期间，被读入数据缓冲器304，那么先前由其余无错位磁头读进的好的可识别数据可能被破坏。

本发明解决此问题的方案之一，是只允许错位磁头（在此例中为磁头2）读出的数据被读入数据缓冲器304。执行本方案要求仅仅从数据线310上已组合的数据中抽出磁头2读出的部分。然后，来自磁头2的数据在数据缓冲器304中被组合，存进它们相应的存储单元（在此例中，即存入标有X的存储单元）。在恢复过程中，这种抽出和组合对每个从多磁头存储器104的读出操作都需执行，并一直执行到状态位318指明磁头2对准为止。

图4所示的另一个实施例包括使用暂存状态位406和暂存数据缓冲器402，与状态位318指示一个或更多的多磁头存储器104的磁头错位时，暂存数据缓冲器402读入一个已组合数据块。因此，只是在上述数据恢复周期已开始之后，已组合数据块才被读入暂存数据缓冲器402。此外，此周期开始之后，错误检测信号308被送给暂存状态位406。数据恢复控制逻辑320检测暂存状态位406，而不是状态位318，已判断错位磁头是否已对准。

当暂存状态位406指明磁头2对准，来自磁头2的已读入暂存数据缓冲器402中的数据成为可识别数据后，数据恢复控制逻辑320经控制线404发出控制信号，使来自已校准磁头2的读入到暂存数据缓冲器402中的数据组合到数据缓冲器304的相应段内（即图4中，标有X的单元）中。这个步骤导致数据缓冲器304中原先由磁2读出的数据被顺序重写。而在数据恢复周期内被读进暂存数据缓冲器402中的其它数据不予考虑。

当来自磁头2的数据的组合完成之后，在数据缓冲器304中已组合的整个数据块就是可识别的。这个已组合的数据块能够被送给主计算机102。

使用上述暂存数据缓冲器402的优点是，在数据恢复过程中，允许数据被直接读入暂存数据缓冲器402。这点与在数据恢复周期内，每次从多磁头存储器104中发出已组合数据块时，都必须在将其组合进数据缓冲器304之前仔细地将错位磁头读出的数据与已组合的剩余数据块内的数据分开的情况形成对比。

使用暂存数据存储器的另一个优点是，允许本发明直接用暂存数据缓冲器402中的可识别数据取代数据缓冲器304中的不可识别数据，而不要求当暂存状态位406指示错位磁头已校准之后，多磁头存储器104再读数据。换言之，如果通过错误检测器302的数据未被存入，则当错误检测器302最终指示磁头已校准后，多磁头存储器104必须再次读来自刚校准磁头的数据。

上述有关暂存数据缓冲器402的介绍表明，来自全部磁头的数据（即，整个已组合数据块），被读入暂存数据缓冲器402，尽管在数据恢复周期内只有来自错位磁头的数据受到关注。然而，应当理解，本发明还考虑在一个实施例中，暂存数据缓冲器402只允许来自错位磁头的数据被读入。

总而言之，示于图4的本实施例允许采用一种有效的方法，在数据被送给一种诸如主计算机102这样的设备之前，对数据进行恢复，并改善数据缓冲器304中已组合数据块的整体性。

下面介绍带有错误检测设计的增强型双缓冲器的实施例。

图5表示本发明的另一个实施例。参考图5，状态位318和暂存状态位406分别被表示成数据缓冲器304和暂存数据缓冲器402的一部分。这样一来，状态位318和暂存状态位406可由错误检测器302产生的状态数据来置位，并经数据线310将该数据送至状态位318和暂存状态位406。在一个已组合数据块被分别送给数据缓冲器304或暂存数据缓冲器402之后，该状态数据被或者送给状态位318或者送给暂存状态位406。实际上，数据缓冲器304和暂存数据缓冲器402分别被用于存储来自多磁头存储器的数据和存储状态位318与暂存状态位406。

图5还表示本发明设定使用一个以上错误检测器302的设计。一个错误检测器302能够供多磁头存储器104中存在的每个磁头使用，或者一个错误检测器302可供任意数目的磁头使用。无论在哪一种情形中，每个错误检测器302产生一个错误检测信号308，该号受相应的状态位检测。

首先介绍采用独立的若干错误检测器的方案。使用一个以上错误检测器302的优点是，它允许将错误检测的负担分散在几个不同的部件上。当多磁头存储器104能够以非常高的速度发送数据时，该优点就显得很重要。因此，一个以上错误检测器302的使用，允许每个错误检测器302以其被单独使用时速度的若干分之一运行。

在使用一个以上错误检测器302的场合，每一错误检测器302运行需要的实际速度，由磁头个数和使用的错误检测器个数来决定。例如，如果在一个多磁头存储器104中有三个磁头和三个错误检测器302，三个错误检测器302中的每一个将以其单独使用时速度的三分之一运行。这个优点可用于设计较简易和较便宜的错误检测器302。

如图5所示，为了使用一个以上的错误检测器，对于已被多磁头存储器104分段并被写入其中的每一数据段需要先前已经产生一个ECC。换言之，被多磁头存储器104的各磁头写入的每个已分段数据段需要有自己的ECC。做到本发明设定的这一点的办法是，在发送数据给多磁头存储器104之前，将数据分成数据段，其个数和长度与多磁头存储器104接收到该数据时将要将其分段的数据段个数和数据段长度完全相同。然后，为每一数据段产生一个ECC，将数据组合，并将其送给多磁头存储器104存储。

当数据从多磁头存储器104读出后，相同的产生ECC逻辑（例如，相同的ECC算法）能够供本发明的错误检测器302使用，反过来检查ECC，并判断是否有任何错误出现。这种同一ECC逻辑的双向使用如图6所示。用作产生和检测ECC的逻辑芯片一般是现成的，一种典型的例子出自美国加洲塔斯汀（Tustin）的Simulex公司。

下面介绍另一种暂存缓冲器的设计。

图7表示暂存数据缓冲器702和相应状态位704的一种可替换实施例。本实施例为在多磁头存储器104中使用的每一磁头提供一个暂存数据缓冲器空间数据块。这种方案允许在已恢复的数据被组合进入数据缓冲器304之前，有一个以上的磁头错位的情况下，恢复数据。

图7中的暂存数据缓冲器可通过例子给以很好的说明。如果多磁头存储器104中的磁头1和磁头3均错位，本发明可利用上述数据恢复周期首先恢复磁头1的数据。因此，磁头1将以微小增量位移，直到磁头1数据块706在为特定磁头指定的存储单元（即标1的存储区）中含有可识别数据为止。

一旦对应于磁头1数据块706的状态位指示错位磁头1的数据是可识别的之后，本发明开始数据恢复周期，以恢复来自错位磁头3的数据，而不是立即将来自磁头1数据块706的数据与数据缓冲器304中的数据相组合。因此，本发明然后将向磁头3数据块710发送数据，直到磁头3的数据变成可识别数据为止。这一点由对应于磁头3数据块710的暂存状态位704来指示。

当暂存状态位704指示从磁头1和磁头3读出的数据均可识别后，数据才被组合进入数据缓冲器304的相应存储元中。因此，当一个以上的磁头错位时，使用图7所示的暂存数据缓冲器，允许本发明一次完成所有必要的数据恢复，然后再一次完成所有必要的将数据组合进入数据缓冲器304的操作。

图7所示的暂存数据缓冲器702表明，供每个磁头使用的数据块拥有可供从所有磁头读入的数据使用的空间，还表明每个对应的状态位拥有针对每个磁头的一个比特。这样做以后，数据的每相对部分就不需要被抽出。因此，数据恢复控制逻辑320只集中控制数据和暂存数据状态位704，此二者是相关的。在上述例子中，在磁头1数据块706中仅仅从磁头1读出的数据将是相关的，如同仅仅对应于状态位S1一样。类似地，在磁头3数据块710中，只有从磁头3读出的数据是相关的，如同仅仅相应于状态位S3。这种方案有助于改善全部发明的速度。然而应该理解到，本发明设定暂存缓冲器702中，只有相关的数据才能读入。

具体实施例如下。

回过来再参考图5，在本发明的一个实施例中，错误检测器存在CMOS上。再者，数据缓冲顺304和暂存数据缓冲器402使用256K字节的SRAM。还有，在本发明的一个实施例中，数据缓冲器304一次从多磁头存储器104的每个磁头读入两个字节的数据。因此，示于图5的代表由每个磁头写入的数据段的数字（即1，2，等）都表示两字节。当然，任何量的数据都可用于每一数据段。

应该注意，本发明的一个实施例设定存在两种情况，其中能够指明“错位”磁头（即，产生不可识别数据的磁头）。第一种情况前面已经介绍过，其中一个磁头没有与其目标磁头对准。第二种情况是因与磁头的物理位置无关的原因读出不可识别数据。这些原因包括在磁头与目标磁道之间存在灰尘颗粒。

为了判断哪种情况导致所指示磁头“错位”，在本发明的一个实施例中，数据恢复逻辑320首先向多磁头存储器104发出控制信号，重读来自被检测到错误的磁头的数据。做这一步时，磁头不进行增量位移。在本发明的上述实施例中指出的错误检测和缓冲方案可在上述重读期间被使用。

如果这种数据的重读产生可识别数据，则认为错位磁头为已被校准磁头，没有再进行数据恢复的必要。如果它不产生可识别数据，则数据恢复控制逻辑320向多磁头存储器104发出控制信号，使磁头进行微小增量位移，并且上述数据恢复周期开始。

如果磁头的重读和位移都不在数据变为可识别的意义上使磁头变为“校准”，则在本发明的一个实施例中，向主计算机给出一个已有严重错误出现的指示。

图8表示本发明的操作情形。首先，将一个已组合数据块读入数据缓冲器304，如方框802所示。然后，检查指示数据中是否出现错误的状态位318，如方框806所示。如果未发现错误，将已组合数据块送给主计算机102，如判断方框808和804所示。将另一个已组合数据块读入数据缓冲器304，如方框802所示。

如果按照判断框808时发现已出现一个错误，则下一步便是判断哪个磁头错位，如方框810所示。一旦确定之后，错位的磁头便以某个微小增量位移（要么自身位移，要么与其连接的或受影响的多磁头存储器104中的磁头一起位移），并且读出来自错位磁头的数据，如方框812所示。这一步的完成不会影响从剩余磁头读出的可识别数据。然后检查状态位，观察数据是否含有错误，如方框814所示。

如果仍有错误，则错位磁头再次以某一微小增量位移，如判断方框816所示和812所示。如果状态位318指明错位磁头已校准，来自新校准磁头的数据被组合，进入数据缓冲器304中已组合的数据块，如判断方框816和818所示。已组合数据块然后被送给主计算机，如方框820所示。

图9表示具有读功能的本发明的操作。这个实施例设定关于图8讨论的操作再加上包括从重读来自一个错位磁头数据（如方框902所示）的几个步骤。执行该重读步骤时不对错位磁头进行移动。

当来自错位磁头的数据被重读之后，检查状态位318，观察是否磁头仍错位，如方框904所示。如果没有发现指示错位磁头存在的错误出现，如方框906所示，则数据按照图8中的方框818进行组合。但如果判断方框816指明已经出现了一个错误，此外，如果错位磁头已重读的重复次数少于某一设定的重读次数，那么错位磁头就再次被重读，如判断方框908和902所示。

如果错位磁头被重读的次数已超过设定的次数，此外当本发明前进到判断方框908所指的步骤时，错位磁头将以微小增量位移，如图8中方框812所示。因此，在本实施例中，图9所示的操作步骤可被插入图8中。

可以理解，本发明能够在软件实施例中执行。在这种实施例中，各部件和步骤都能够在完成本发明功能的软件内实施。任何现有的或今后开发的计算机软件语言都能应用于本发明的这种软件实施例中。

还应当理解，发明不局限于上述实施例，并且上述提供的实施例的目的仅在于阐述本发明。因而本发明的范围可以用上述附图和文本所定义的下列权利要求来解释。

Claims (37)

1、一个用于在拥有能同步地读数据的两个或更多磁头的多磁头存储器中校准错位磁头的系统，其特征在于：

存储从多磁头存储器中读出的已组合数据块的数据缓冲装置；

从已组合数据块中判断多磁头存储器的两个或更多磁头中(如果有的话)哪个磁头错位的错误检测装置；

状态位，响应所述错误检测装置，用于指明两个或更多磁头中哪个磁头错位；

数据恢复控制逻辑装置，响应所述状态位，用于向多磁头存储器发送控制信号，使错位磁头以微小增量移动其位置并读数据，直至所述状态位指示错位磁头已被校准为止；和

组合装置，响应所述状态位，用于将从该校准磁头读入的数据与在所述缓冲器中的已组合数据的所述数据块进行组合，使得存储在所述数据缓冲器中存储的从错位磁头读入的任何数据都被从所述校准磁头读入的数据重写。

2、根据权利要求1的系统，其特征在于：所述数据缓冲器能存储数个已组合数据块，并且其中每个与其有关的数据块拥有一个所述状态位的对应位置。

3、根据权利要求1的系统，其特征在于存入所述数据缓冲器装置中的所述组合数据块能够被送给主计算机和/或重写入多磁头存储器。

4、根据权利要求1的系统，其特征在于所述错误检测装置包括两个或更多错误检测器，其中已组合数据块被在所述错误检测器中平均分段。

5、根据权利要求1的系统，其特征在于所述错误检测装置包括的错误检测器的数目与多磁头存储器中磁头的数目相同。

6、根据权利要求1的系统，其特征在于所述状态位是所述数据缓冲器的一部分。

7、根据权利要求1的系统，其特征在于所述数据恢复控制逻辑进一步包括重读装置，用于向多磁头存储器发出控制信号，对来自错位磁头的数据进行重读，其中所述恢复控制逻辑装置仅当所述状态位指示在所述重读装置使用之后还存在一个错位磁头时，向多磁头存储器发出另外的控制信号，使该磁头以微小增量位移。

8、根据权利要求1的系统，其特征在于所述数据恢复控制逻辑装置进一步包括用于向多磁头存储器发出控制信号，仅使多磁头存储器中的一个磁头以微小增量位移的装置。

9、一个用于在拥有能够同步读数据的两个或更多磁头的多磁头存储器中，校准错位磁头的系统，其特征在于：

存储从多磁头存储器读出的已组合数据块的数据缓冲装置;

从已组合数据块中判断多磁头存储器的两个或更多磁头中（如果有的话）哪个磁头错位的错误检测装置;

状态位，响应所述错误检测装置，用于指明两个或更多磁头中哪个磁头错位;

暂存状态位，响应所述错误检测装置，用于指明是否错位磁头已经变为已校准磁头;

数据恢复控制逻辑装置，响应所述状态位和所述暂存状态位，用于当检测到一个错位磁头时向多磁头存储器发出控制信号，使得该错位磁头以微小增量位移，并读出数据直至所述暂存状态位指示错位磁头已经校准为止;

暂存数据缓冲器装置，当所述控制信号被送给所述多磁头存储器后，用于存储从多磁头存储器读出的已组合数据块;和

组合装置，响应所述暂存状态位，用于在所述暂存数据缓冲器装置中将校准磁头读出的数据与所述数据缓冲器装置中已组合的所述数据块进行组合，使得任何存于所述数据缓冲器装置中从错位磁头读出的数据被在所述暂存数据缓冲器装置中的校准磁头读出的数据重写。

10、根据权利要求9的系统，其特征在于所述数据缓冲器装置能存储多个已组合数据块，其中每个数据块拥有与其有关的一个所述状态位的一个对应位置。

11、根据权利要求9的系统，其特征在于存储于所述数据缓冲器装置中的已组合数据能够被送给主计算机和/或重写给多磁头存储器。

12、根据权利要求9的系统，其特征在于所述错误检测装置包括两个或更多个错误检测器，其中所述已组合数据块被在所述错误检测器中平均分段。

13、根据权利要求9的系统，其特征在于所述错误检测器装置包括的错误检测器的数目与多磁头存储器中磁头的数目相等。

14、根据权利要求9的系统，其中所述状态位是所述数据缓冲器的一部分。

15、根据权利要求9的系统，其特征在于所述数据恢复控制逻辑进一步包括重读装置，用于向多磁头存储器发出控制信号，重读来自错位磁头的数据，其中仅当所述重读装置使用之后，暂存状态位指示仍存在错位磁头时，所述恢复控制逻辑装置向多磁头存储器发出另外的控制信号，使该磁头以微小增量位移。

16、根据权利要求9的系统，其特征在于所述数据恢复控制逻辑装置进一步包括用于向多磁头存储器发出控制信号，仅使多磁头存储器中的一个磁头以微小增量位移的装置。

17、根据权利要求9的系统，其特征在于只有来自错位磁头的数据被读入所述的暂存数据缓冲器装置。

18、根据权利要求9的系统，其特征在于所述暂存器装置能够接收一个以上已组合数据块，其中所述数据恢复控制逻辑装置能够检测一个以上错位磁头的存在，并能在将数据组合进入所述数据缓冲器装置中的已组合数据块中之前，对来自每一错位磁头的数据进行恢复。

19、根据权利要求18的系统，其特征在于只有来自错位磁头的数据被读入所述暂存数据缓冲器。

20、根据权利要求18的系统，其特征在于所述暂存状态位是所述暂存数据缓冲器装置的一部分。

21、一种用于在拥有两个或更多的能同步读出数据的多磁头存储器中校准错位磁头的方法，其特征在于以下步骤：

（1）从多磁头存储器读出一个已组合数据块，并将所述的已组合数据块送给一个数据缓冲器;

（2）检测错位磁头的存在，并从所述已组合数据块中检测多磁头存储器的哪一个磁头错位;

（3）响应步骤（2）产生错误检测信号，指出哪个磁头错位;

（4）响应所述步骤（3）的错误检测信号，置状态位;

（5）响应所述步骤（4）的状态位，向多磁头存储器发出控制信号，使错位磁头以微小增量位移，并从该错头中读数据;

（6）重复步骤（1）-（5），直到所述状态位指示该错位磁头已经变为被校准磁头为止;

（7）将从校准磁头读出的数据与在所述步骤（1）的数据缓冲器中已组合的所述数据块相组合;使得原存于所述数据缓冲器装置中的错位磁头读出的数据均被校准后的磁头所重写。

22、根据权利要求21的方法，其特征在于所述步骤（1）包括接收来自多磁头存储器的一个以上的已组合数据块的步骤。

23、根据权利要求21的方法，其特征在于一个步骤（8），将所述已组合数据块送给主设备，和/或将所述已组合数据块重写进多磁头存储器。

24、根据权利要求21的方法，其特征在于所述步骤（2）包括使用两个或更多错误检测器的步骤，其中所述已组合数据块在所述错误检测器之间被平均分段。

25、根据权利要求21的方法，其特征在于所述步骤（5）还包括步骤：向多磁头存储器发送控制信号以重读来自错位磁头的数据，和仅当发送所述控制信号以进行数据重读之后所述状态位仍指示存在错位磁头时，向多磁头存储器发送另外的控制信号，使该磁头以微小增量位移。

26、一种用于拥有两个或更多能同步读数据的多磁头存储器中校准错位磁头的方法，其特征在于以下步骤：

（1）从多磁头存储器中读出一个已组合数据块，并将所述已组合数据块送给一个数据缓冲器;

（2）检测错位磁头的存在，并从所述已组合数据块中检测多磁头存储器的哪一个磁头错位;

（3）响应步骤（2）产生错误检测信号，指示哪一个磁头错位;

（4）响应所述步骤（3）的所述错误检测信号，置状态位;

（5）响应所述步骤（4）的所述状态位，向多磁头存储器发出控制信号，使该错位磁头以微小增量位移并从该错位磁头中读出数据;

（6）将来自该错位磁头的数据送进一个暂存数据缓冲器;

（7）响应步骤（5）产生错误检测信号，指示哪一个磁头错位;

（8）响应所述步骤（7）的所述错误检测信号，置状态位;

（9）重复所述步骤（5）-（8），直到所述状态位指示错位磁头已被校准为止;

（10）在所述步骤（6）的所述暂存数据缓冲器中，将从错位磁头读出的数据与在所述步骤（1）的数据缓冲器中已组合数据块相组合，使得存在所述数据缓冲器装置内的错位磁头读出的数据被存在所述暂存数据缓冲器中从校准磁头读出的数据重写。

27、根据权利要求26的方法，其特征在于所述步骤（1）包括接收来自多磁头存储器的一个以上的已组合数据块的步骤。

28、根据权利要求26的方法，其特征在于一个步骤（11），将所述已组合数据块发送给主设备，和/或将所述已组合数据块重写到多磁头存储器中。

29、根据权利要求26的方法，其特征在于所述步骤（2）包括使用两个或更多错误检测器的步骤，其中所述已组合数据块在所述错误检测器中间被平均分段。

30、根据权利要求26的方法，其特征在于所述步骤（5）还包括步骤：向多磁头存储器发出控制信号，重读来自错位磁头的数据，并仅当发送控制信号进行重读之后暂存状态位仍指示存在错位磁头时，才向多磁头存储器发出另外的控制信号，使该磁头以微小增量位移。

31、根据权利要求26的方法，其特征在于所述步骤（6）进一步包括接收一个以上已组合数据块的步骤，并且所述步骤（6）进一步包括检测一个以上错位磁头的存在，并在允许所述步骤（10）在所述数据缓冲器中将任何数据组合进已组合数据块之前，恢复来自每一个错位磁头的数据。

32、一种用于检测拥有n个磁头的多磁头存储器的错位磁头的系统，其特征在于：

用于将从多磁头存储器读入的已组合数据块分成至少两段和最多n段的分段装置;

错误检测装置，拥有至少一个和最多n个独立错误检测器，所述检测器拥有检测磁头错位的错误检测逻辑，所述错误检测装置能够指示多磁头存储器中哪一个磁头错位;

组合装置，用于组合来自所述错误检测装置的数据，并将该已组合数据块送给一个数据恢复设备。

33、根据权利要求32的系统，其特征在于所述检测装置包含与多磁头存储器中磁头的数目相等的错误检测器。

34、根据权利要求33的系统，其特征在于在所述错误检测器中使用的相同一错误检测逻辑被用于产生错误改正码，错误改正码在最初被写进多磁头存储器时与已组合数据块存在一起。

35、一种用于在有n个磁头的多磁头存储器中检测错位磁头的方法，其特征在于以下步骤：

（1）将从多磁头存储器读入的已组合数据块分成至少两段和最多n段;

（2）检测错位磁头的存在，使用至少一个和最多n个拥有检测数据中错误的错误检测逻辑的独立错误检测器，所述至少一个和最多n个错误检测器能够指示多磁头存储器中哪个磁头错位;

（3）组合从错误检测装置接到的数据，并将已组合数据送给一个数据恢复设备。

36、根据权利要求35的方法，其特征在于所述步骤（2）包括使用其数目与多磁头存储器中磁头个数相等的错误检测器的步骤。

37、根据权利要求35的方法，其特征在于所述步骤（2）包括使用所述错误检测器中使用的相同的错误检测逻辑来产生错误改正码的步骤，错误改正码在其最初被写进多磁头存储器时与已组合数据块存在一起。

Images