CN1275226C - 磁盘装置的数据的更新方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在磁盘装置中防止某些磁道上的数据因反复书写而发生相邻磁道数据的消除而引起的数据消失的技术。本发明可提供一种即使发生漏磁将相邻磁道上的数据逐渐消除的状况，也能将其补偿且不发生数据错误的磁盘装置。在具有磁盘、磁头、进行数据的书写或读出处理的记录再生电路，在磁盘的磁道上记录或再生数据的磁盘装置中，求得某磁道上书写数据的书写次数，检测书写次数达到规定次数，根据检测、临时读出某磁道相邻的磁道的数据，在相邻磁道上重写数据。此外，在向磁道书写数据时，每隔1道物理性磁道跳过地书写，在书写全部磁道的半数磁道后再在上述跳过的磁道上书写。

Description

磁盘装置的数据的更新方法

技术领域

本发明涉及一种在磁盘装置中防止某些磁道上的数据因反复书写而发生相邻磁道数据的消除而引起的数据消失的技术。

背景技术

近年来，磁盘装置不仅在计算机领域，而且在取代录像机的硬盘记录器等装置中被广泛地利用。作为可随机存取的大容量的存储装置越发要求存储容量的扩大。

图2表示一般的磁盘装置的机构部。具有在玻璃等非磁性圆板上层叠磁性层的磁盘201和用于在该磁盘上书写数据的书写头及用于从磁盘上读出数据的读出头。书写头与读出头通常为做成一体的磁头结构202。磁盘201安装在一根心轴203上，磁头202以与磁盘的面数对应的数量安装在臂204上的状态设置。臂204通过VCM(音圈电机)205成为能向盘面活动的结构。

在磁盘装置中，数据的写-读在磁盘上处于同心圆状的区域进行，该同心圆称为磁道。图3表示磁盘301上磁道302的配置状况。磁道302以通常为等间隔的磁道间距303的间隔设置，由写有磁头定位时所需要的信息的伺服区域和使用者能够读-写的数据区域构成。此外，数据区域能够分割为称为扇区的访问最小单位。

图4中表示磁盘装置的数据读-写所必要的基本的构成要素。在书写数据时，来自主计算机401的数据被送到硬盘控制器(HDC)402中，HDC402决定书写的地址，即磁头、磁道、扇区编号，向伺服控制器404发出将书写头407移动到指定的扇区位置的命令。伺服控制器404根据通过R/W放大器406、R/W通道405得到的书写在磁盘409上的伺服信息，将书写头移动到存在所希望扇区的磁道上。

HDC402与回转的磁盘409的磁道上指定的扇区的时间相配合，将书写数据向R/W通道405输出。书写数据在由R/W通道405、R/W放大器406编码为适于书写的数据后，由书写头407写入到磁盘409上。此外，通常来自主机的数据暂时储存在数据缓冲器403中，在完成书写准备后从数据缓冲器403送到R/W通道。

在读取数据时，将磁头定位于存在所希望的扇区的磁道上的步骤与书写时相同。磁头的定位结束后，与指定的扇区的时间相配合，由读出头408从磁盘409读出，读出的波形由R/W放大器406、R/W通道405解码为原数据，解码后的数据被送向HDC402。最后，HDC402将数据向主计算机输出。

通过以上的步骤进行数据的写-读，但主计算机在磁盘装置上存取时所指定的地址称为逻辑地址，实际上与磁盘上的地址即物理地址不一定一致。MPU401从主计算机401指定的逻辑地址计算物理地址，相对于该地址进行实际的写-读动作。在磁盘装置上顺序地存取的情况下，写-读数据的顺序为逻辑地址的顺序。

在由上述结构构成的磁盘装置中，为了满足存储容量大容量化的要求，尝试进行通过例如提高磁盘的线记录密度，即磁道圆周方向的密度以提高记录密度，或通过减小磁道的宽度、使磁道间距变窄来提高磁道密度以提高记录密度的方法。

图5表示书写头的结构示意图。当电流流过线圈503时，在上部磁极502磁头的凸出面部504与下部磁极501之间产生磁场，通过由该磁场将磁盘面上磁化以书写数据。如前所述，为了提高记录密度要减小磁道的宽度，但如果书写头的前端部变窄，由于前端部磁通饱合，会产生不仅在本来应该发生的凸出面部504而且还会从侧面505漏磁的现象。而且，在磁道间距狭小的场合，能引起从该侧面泄漏的磁场扩散到相邻的磁道的问题。由于漏磁与用于书写数据的本来的书写磁场相比极微弱，即使该磁场扩散到相邻的磁道，也不会直接地影响相邻磁道的数据，但在多次反复地受到漏磁影响时，会逐渐地消除相邻磁道的数据，最终造成不能读出数据。

作为避免因该漏磁造成相邻磁道的数据消失的方法，从构成磁盘装置的部件方面的观点看，可列举以下方法，(1)提高磁盘的矫顽力，使得即使有来自相邻磁道的漏磁，也难于将数据消除，(2)使书写头具有不易发生漏磁的结构。

此外，在通过装置的使用方面抑制因该漏磁造成相邻磁道的数据消除的观点看，可列举以下方法，(3)通过加宽磁道间距来减少相邻磁道受到漏磁影响的量，(4)调整书写数据时向书写头施加的电流的大小及该书写电流波形的过调节量来抑制漏磁的发生量。

此外，作为现有技术，提出了一种为了提高对记录媒体的记录密度而要求提高磁道密度TIP，并且因该高TPI可在记录媒体的单位存储区域中产生新旧书写数据共存的状态，从而抑制源于读出旧数据而发生数据的不正确问题的改善方案(例如，参照专利文献1：日本特开2001-338468)。

此外，作为另一个现有技术，提出了一种针对存储装置的故障频率相对于存取次数及总计通电时间的相关性高的问题，每次在主存储装置中进行一定操作时，都向主存储装置作为操作履历存储，根据该操作履历判断有无发生主存储装置的故障的可能性的方案(例如，参照专利文献2：日本特开2001-350596)。

为了抑制由漏磁造成的相邻磁道的数据消失，尽管存在前述的方法，但如(1)中所述，提高圆板的矫顽力时，虽然不易消除相邻磁道的数据，但因本来应该书写的数据自身也不易书写，从而使盖写特性恶化，成为本来应该书写的数据错误率恶化的原因。对于(2)来说，现状是还不十分清楚能有效地抑制漏磁的书写头的构造，仍为需要解决的课题。

此外，在作为(3)的方法的场合，为了确保每个圆板的存储容量，需要提高相对于加宽磁道间距份额的线记录密度，但如果提高线记录密度，就会导致再生波形分解能力的降低及S/N的降低，造成错误率的提高。再者，虽有(4)的调整书写电流值的设定及书写电流的过调节量的方法，但如果向不产生漏磁的方向调整，即将书写电流设定得较小或抑制电流的过调节量，则与(1)同样，有造成数据自身的写入不充分，错误率提高的可能。

再者，在上述专利文献1、2中，提出了对向记录媒体写入的数据的故障加以改善的方案，但不是要对由漏磁造成的相邻磁道的数据消失进行改善，此外，在这些改善方案中，更未对写入数据的更新处理予以考虑。

发明内容

本发明的目的为，即使发生漏磁将相邻磁道上的数据逐渐消除的状况，也能对其补偿，实施数据的数据更新使作为磁盘装置不发生数据错误。

为了解决前述问题，本发明主要采用以下的构成。

在具有用于记录数据的磁盘、对于前述磁盘进行数据的书写及读出的磁头、与前述磁头连接并进行数据的书写或读出处理的记录再生回路，在位于磁盘上的多个同心圆状的磁道上记录或再生前述记录的磁盘装置中，求得某磁道上书写数据的次数，检测前述书写次数达到规定次数，根据前述检测临时读出前述某磁道相邻的磁道的数据，在前述相邻磁道上将前述数据重写的构成。

此外，在具有用于记录数据的磁盘、对于前述磁盘进行数据的书写及读出的磁头、与前述磁头连接并进行数据的书写或读出处理的记录再生回路，在位于磁盘上的多个同心圆状的磁道上记录或再生前述记录的磁盘装置中，将前述磁盘上的全部磁道划分为多个区域，求得前述被划分的区域内的物理性偶数磁道上书写数据的次数，检测前述书写次数达到规定次数，根据前述检测临时读出前述区域内的物理性奇数磁道的数据，在前述奇数磁道上将前述数据重写的构成。

此外，在具有用于记录数据的磁盘、对于前述磁盘进行数据的书写及读出的磁头、与前述磁头连接并进行数据的书写或读出处理的记录再生回路，在位于磁盘上的多个同心圆状的磁道上记录或再生前述记录的磁盘装置中，将前述磁盘上的全部磁道划分为多个区域，求得前述被划分的区域内的物理性奇数磁道上书写数据的次数，检测前述书写次数达到规定次数，根据前述检测临时读出前述区域内的物理性偶数磁道的数据，在前述奇数磁道上将前述数据重写。

此外，在前述磁盘装置中，在书写前述磁道数据的场合，每隔1道物理性磁道地跳过地书写，在全部磁道的半数磁道书写后再在前述跳过的磁道上书写的构成。

通过采用这些构成，本发明作为即使发生漏磁将相邻磁道上的数据逐渐消除的状况，也能将其补偿的磁盘装置，能够不发生数据错误。

附图说明

图1为表示在本发明实施例的磁盘装置的、属于磁盘面的区域y的磁道x上书写数据时的数据更新的处理步骤的流程图。

图2为表示通常磁盘装置的机构部的概要图。

图3为表示通常磁盘上的磁道设置状况的概念图。

图4为表示通常磁盘装置的数据的读-写所必要的构成图。

图5为表示通常磁盘装置的书写头的构造的概略图。

图6为表示磁盘上的物理性磁道编号与逻辑磁道编号的对应关系的一个例子图。

图7为表示磁盘上的物理性磁道编号与逻辑磁道编号的对应关系另一例子图。

图8为有关本实施例的、表示将磁盘面上分割为多个区域的结构例图。

图9为有关本实施例的、表示对于某些磁盘面上将物理偶数磁道与物理奇数磁道的书写次数记录在每个区域的存储器上的状况图。

具体实施方式

首先对本发明实施例的磁盘装置、特别是对于由漏磁造成的相邻磁道的数据消失的对策的概要进行说明。如上所述，由于抑制由漏磁造成的相邻磁道的数据消失现象发生的方法有限，因此在本发明的实施例中，为一种即使发生漏磁，并且即使发生该磁场将相邻磁道上的数据逐渐消除的状况也能对其补偿，使得作为磁盘装置不会发生数据错误的装置。

因此，在向磁盘面上书写数据的次数达到某设定的次数时，则认为存在着该磁道的相邻磁道的数据因漏磁被消除的可能性，进行数据的更新，即将写在磁盘面上的数据临时读出，再在相同的磁道上进行重写。

图6为表示磁盘上的物理性磁道编号与逻辑磁道编号的对应关系的一个例子图。图7为表示磁盘上的物理性磁道编号与逻辑磁道编号的对应关系的另一例子图。在本实施例中，在磁盘面上书写数据时，预先将其顺序设置成每隔一道物理性磁道。即，物理性的磁道编号与表示磁盘装置实际使用时顺序的逻辑磁道编号如图6所示地相对应。

通过如图6所示地使物理性磁道编号与逻辑的磁道编号相对应，数据在磁盘面上书写的顺序为物理磁道编号的0、2、4…。在图6中虽表示全部磁道数为2n道的情况，但在此情况下，一半以下的容量，即使用的磁道道数为n道以下的场合，由于相邻磁道上不书写数据，即使进行反复书写，也不用担心因漏磁消除相邻磁道数据的问题，不需要进行数据的更新处理。

作为每隔一道地分配逻辑磁道编号的其他方法，如图7所示的分配方法本实施例也能采用。此外，在每个磁盘面上用物理性的偶数磁道与奇数磁道分别地记录书写的次数，通过这样的方法，例如在物理性的偶数磁道的书写次数达到规定的次数的场合，可以只进行物理性的奇数磁道的数据更新，相反在物理性的奇数磁道的书写次数达到规定的次数的场合，可以只进行物理性的偶数磁道的数据更新，就能缩短数据更新所需要的时间。

数据的更新必须在不进行根据来自主机的命令动作的期间内进行。因而，要将整个磁盘一次更新，从来自主机的命令动作的观点上看，在时间上是困难的。因此，本实施例中，如图8所示，在每个圆板面上将磁盘面分割为数个区域，在各区域中分别记录书写数据的次数，以判断在各自区域中是否需要进行更新动作。

详细地说，本发明的思路是管理每一道磁道的书写次数，进行该磁道的相邻磁道的数据的重写，再者，采用在物理磁道的每隔一道的磁道上进行记录，在全部半数磁道记录后，在跳过的磁道上书写的方法。作为更具体的结构，是考虑到按上述思路要管理的磁道对象数相当大，在存储管理上不实际，为此将磁盘面分割为区域，在每个区域中进行书写次数的计数及重写。这样一来，由于能够限定更新数据的磁道数，能够减少对本来还不必更新的区域的更新而导致的浪费，能够缩短更新所需要的时间。

图9为有关本实施例的、表示对于某些磁盘面上将物理偶数磁道与物理奇数磁道的书写次数记录在每个区域存储器上的状况图。此外，在以下的说明中即使磁道编号未特别明示，也表示的是物理性磁道编号。举出图8和图9所示的具体的一例时，某磁盘面的区域分割数可以为10个左右，如果某磁盘面的磁道的总数为4～5万道，则每个区域包含的磁道数为4～5千道。在图9中，所谓even[1]为表示存在于区域编号1中的物理磁道的偶数磁道的书写次数的变数，在存储器上被记录成例如，为even[1]900的书写次数。在此，在区域编号1内的全部偶数磁道上虽不一定都被书写相同的次数，但可以记录区域编号1内磁道的书写次数的最大值。

在具有多个磁盘面的磁盘装置的情况下，图9所示的表格仅具有磁盘的面数。将区域y的偶数磁道的书写次数储存在even[y]中，将奇数磁道的书写次数储存在odd[y]中。磁盘装置出厂时这些值全部为0。

图9所示表格的值由于在磁盘装置的电源没有接通期间也必须被保持，因此被记录在非易失性存储器，例如Flash存储器或磁盘面上。但是，由于磁盘装置在动作中，这些书写次数值被频繁地读出或更新，因而希望将书写次数置于RAM等能够高速地读写的存储器上。

这时，在磁盘装置起动时，读出记录在非易失性存储器上的直到前次的书写次数记录，并将该值置于RAM上，在磁盘装置的动作中读出或更新RAM上的值。并且采取如下步骤，在切断磁盘装置的电源前，将RAM上的值回写到非易失性存储器中。由于磁盘装置的电源有突然断开的可能性，因而不仅在磁盘装置的电源断开的瞬间，而且希望随时将RAM上的值保存在非易失性存储器上。

以下，对有关本发明实施例的数据的更新的处理步骤进行说明。在图1中表示的是磁道x被书写时判断是否需要数据更新处理的步骤及进行更新处理后的处理步骤。此外，假定磁道x属于区域Y来进行以下说明。

首先，在步骤101中判断磁道x为偶数磁道还是奇数磁道。以下，进到假定磁道x为偶数磁道。接着，在步骤102中判断相邻磁道是否已经书写。如果在odd[y]＝0，即在区域y的奇数磁道一次也未书写的场合，即使偶数磁道被书写任何次也不需要考虑会因漏磁造成相邻磁道的消除，由于书写偶数磁道的次数不成为问题，处理进入步骤103，even[y]的数通常为1。如果在odd[y]不为0的场合，即已经在奇数磁道上书写了数据的场合，进入步骤104，even[y]的值被增加1(区域y的偶数磁道的书写次数增加1次)。

由于在更新了even[y]的值的场合，偶数磁道的书写次数有达到需要更新的次数的可能性，因此在步骤105中，对该次数进行判断。在此，通过是否达到阈值p来判断是否需要更新。在even[y]的值小于阈值p时，判断为不需要更新而结束处理(106)。但在even[y]的值大于p时，由于具有需要更新的可能性，继续进行处理。

在对区域y的偶数磁道的书写次数达到阈值p时，可立即进行更新动作，但也可采用如步骤107所示的(参照图1的点划线框)，为了更新数据，临时读出目前已书写的区域y的奇数磁道数据(108)，在达到某次以上试读动作的场合判断为实际上数据被消除(109)，可以采取重写数据的方法。在一般的磁盘装置中，在第一次的读出动作不能正确地读出数据时，对相同部分的数据可实施反复读最大数十次至百次左右的试读动作直到正确读出为止，只要不是数据完全损坏，通过试读动作往往可读出数据。

在图1中读出该区域y的奇数磁道时，在发生试读q次以上次数时，通过步骤109判断为实际上该区域的数据难以读出。并且，如判断为需要重写，在步骤110中进行重写(重写区域y的全部奇数磁道)。如果在试读动作的发生次数少，判断为还没有必要更新时，不进行数据的重写。在不进行该重写时，判断为实际上需要书写时(例如在步骤105中达到p时)，为了不需要将先前读出的该区域数据再次读出(为了不重复步骤108)，希望将一度读出的数据临时保存在RAM等的高速存储器中，直到判断出是否需要重写为止。

在不进行步骤107所示的处理时，不是将更新的区域的数据全部读出后再将数据重写，而是以小的程序块单位(例如以100磁道/程序块替代4～5千磁道/区域)进行读出，并通过立即采用反复重写的方法，所以不必准备用于将读出的数据临时储存到重写为止的大容量的存储器，在成本上有利。

在步骤109中，判断为必须数据的更新、实际上在步骤110中进行重写时，偶数磁道的书写次数能够回到1次(111)。

此外，尽管书写的次数超过阈值p，但在步骤109中判断为还不需要更新、而不进行重写的动作时，在下次该区域y的偶数磁道被书写的情况下，则再次判断是否需要更新。在此，在进行步骤107所示的通过重写前的读出来确认的步骤时，即尽管书写次数p达到阈值但并不立即进行更新动作，采用通过读取数据并确认之后判断是否需要更新的方法时，如果将even[y]的值定为原值，则直到该区域的数据被更新为止，总是为even[y]≥p，该区域的偶数磁道的书写即使进行一次时，每次都要进行判断是否需要更新的读出确认步骤。

由于到此为止没有问题地能读出的磁道的数据，通过一次相邻磁道的书写，突然变成数据无法读出的情况通常不会发生，因而在一旦试读确认(通过步骤109)后，一定次数可以认为，即使不进行判断是否需要更新动作的步骤也没有问题。

因此，在步骤108、109中一旦确认了是否需要更新时，则下一个可设定为，直到只发生r次书写动作为止，不进行用于确认是否需要再次更新的读出动作。该步骤为112。如步骤112所示，通过从even[y]的值中减去r，区域y的偶数磁道直到r次书写为止，在条件105中由于even[y]≥p不成立，其间不进行用于判断是否需要再次更新的读出确认。由此，抑制了过于频繁地进行用于判断是否需要更新的读出确认动作(108)。以具体例子来说，如果设定步骤105的p为1000，步骤112的r为100，在步骤112的处理中为even[y]＝1000-100＝900，由于步骤104的even[y]＝900，在向偶数磁道100次的书写中，在步骤105中不会为yes，不需要读出区域y的奇数磁道(步骤108)。

由于可以认为到此为止所述的p、q、r的值根据实际上使用的磁盘及磁头的组合或书写电流值等最佳值不同，所以希望对各圆板面、每个区域取独立的、可变的参数。

在图1中，如果磁道x为奇数磁道时，处理从步骤101开始进到步骤113，以下的处理为将前述说明中奇数磁道与偶数磁道置换，与图1所示左侧的线路同样地处理。

正如上述，本发明的基本特征为，具有以下的结构、功能及作用。即，将书写的次数计数，在书写次数超过预定的次数时，临时读出数据，进行重写的更新动作。在此，将逻辑的磁道编号预先分配为物理性磁道编号的每隔一道磁道，计算书写次数时，分别对物理性偶数磁道的书写次数与物理性奇数磁道的书写次数进行计数。

通过采用这种结构，能够将需要更新的磁道限定为物理的偶数磁道或奇数磁道，能够减少更新时间。此外，通过每隔1道磁道地分配，直到使用到整个磁盘的一半容量为止，也不会发生消除相邻磁道的现象。

再者，将记录媒体的圆板面划分为多个区域，计算每个区域中在该区域内进行书写的次数，由此来限定需要更新的数据，能够节约更新时间。

根据本发明，直到使用磁盘的全容量的一半为止，能够防止由于书写头侧面部的漏磁造成的数据被消除的现象。

此外，在使用全容量的一半以上后，在产生更新数据的需要时，也能够在较短时间以有效的方法将数据恢复。

Claims (7)

1.一种磁盘装置的数据的更新方法，其特征为在于：求得磁盘上的多个同心圆状的磁道的某磁道上书写数据的书写次数，检测所述书写次数达到规定次数，根据所述检测、临时读出所述某磁道相邻的磁道的数据，在所述相邻磁道上重写所述数据。

2.一种磁盘装置的数据的更新方法，其特征为在于：将具有多个同心圆状的磁道的磁盘上的全部磁道划分为多个区域，求得所述被划分的区域内的物理性偶数磁道上书写数据的书写次数，检测所述书写次数达到规定次数，根据所述检测、临时读出所述区域内的物理性奇数磁道的数据，在所述奇数磁道上重写所述数据。

3.一种磁盘装置的数据的更新方法，其特征为在于：将具有多个同心圆状的磁道的磁盘上的全部磁道划分为多个区域，求得所述被划分的区域内的物理性奇数磁道上书写数据的书写次数，检测所述书写次数达到规定次数，根据所述检测、临时读出所述区域内的物理性偶数磁道的数据，在所述偶数磁道上重写所述数据。

4.按照权利要求2所述的磁盘装置的数据的更新方法，其特征在于：在所述奇数磁道上重写所述数据时，将所述物理性偶数磁道上的书写次数消除。

5.按照权利要求3所述的磁盘装置的数据的更新方法，其特征在于：在所述偶数磁道上重写所述数据时，将所述物理性奇数磁道上的书写次数消除。

6.按照权利要求1所述的磁盘装置的数据的更新方法，其特征在于：在向所述磁道书写数据时，每隔1道物理性磁道跳过地书写，在书写全部磁道的半数磁道后再在所述跳过的磁道上书写。

7.按照权利要求1所述的磁盘装置的数据的更新方法，其特征在于：在检测所述书写次数已达到规定次数时，读出所述应予重写的数据，在所述数据的试读发生数达到一定值时进行所述数据的重写。

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