DE3617189C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnetplatteneinheit, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 im einzelnen angegeben ist.

Eine Steuereinrichtung für eine ähnlich aufgebaute Magnetplatteneinheit ist aus JP 58-122689 A bekannt. Bei dieser bekannten Steuereinrichtung wird eine Verminderung der Belastung der Software durch Umwandlung einer logischen Adresse eines Datenspeichergebiets eines Magnetplattenspeichers in eine physikalische Adresse dieses Speichers eine Adressenumwandlungstabelle verwendet. Dabei wird in der Software eine logische Adresse eingestellt, und die Adressenumwandlung erfolgt in einer externen Steuerung. Das Ergebnis wird an einen externen Speicher abgegeben und einer objektiven Adresse zugeführt. Auf diese Weise erfolgt die Adressenumwandlung in der Hardware, und die Umwandlungstabelle wird aus dem Hauptspeicher eliminiert, so daß sich die Belastung der Software vermindert.

Ziel der Erfindung ist eine Magnetplatteneinheit, die es gestattet, im Bedarfsfalle Zylinderadressen auf einer Magnetscheibe zu ändern, ohne eine komplette Umprogrammierung des Suchvorgangs für die Magnetköpfe vornehmen zu müssen. Dabei liegt der Erfindung speziell die Aufgabe zugrunde, eine Magnetplatteneinheit der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die Zugriffszeit bei der Adressenänderung verkürzt und damit der Systemdurchsatz erhöht wird.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Magnetplatteneinheit, wie sie im Patentanspruch 1 definiert ist; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Für die weitere Erläuterung der Erfindung wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen; in dieser zeigen:

Fig. 1 ein Schema für die bisher übliche Art der Zylinderadressenzuordnung zu einer Magnetplatte,

Fig. 2 ein Flußschema für den Ablauf der Suchprozedur bei einer Magnetplatteneinheit bisher üblicher Art,

Fig. 3 ein Blockschaltbild für ein Gesamtsystem mit einer Magnetplatteneinheit,

Fig. 4 ein Diagramm für die Zylinderadressen/Positions-Zuordnung bei einem System nach Fig. 3,

Fig. 5 ein Flußdiagramm für den Ablauf der Einzelvorgänge in dem System von Fig. 3 und

Fig. 6A und 6B Diagramme zur Erläuterung von Korrespondenztafeln für die Zylinderadressen/Positions-Zuordnung.

Die in Fig. 1 dargestellte Magnetplatteneinheit weist eine Vielzahl von vertikal übereinander gestapelten Magnetplatten 41 auf. Jede dieser Magnetplatten 41 hat eine Oberfläche, die in ein inneres Schutzband (IGB), ein äußeres Schutzband (OGB) und einen dazwischen liegenden Bereich unterteilt ist, dem Zylinderadressen 0, 1, 2, . . ., N-3, N-2 und N-1 (N ist ganzzahlig) zugeordnet sind, die aufeinanderfolgend von außen nach innen numieriert sind. Die Magnetplatteneinheit enthält weiter einen Zugriffsmechanismus, der auf eine von einer Verarbeitungseinheit angegebene Zylinderadresse anspricht und darauf einen Magnetkopf auf eine der Zylinderadresse entsprechende Position einstellt, um einen Datenlese/Schreib-Vorgang durchzuführen.

Im folgenden wird anhand eines in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramms die Prozedur, durch die der Magnetkopf bewegt wird, d. h. eine Suchoperation, erläutert. In einem Schritt 101 wird die Stromversorgung der Magnetplatteneinheit eingeschaltet und eine erste Initialisierung durchgeführt.

In einem Schritt 102 wird eine Rücksetzoperation auf Null verwirklicht, die den Magnetkopf an eine Position, die der Zylinderadresse "0" entspricht, setzt. Darauf wird in einem Schritt 103 der Wert "000", der der Zylinderadresse der vorhandenen Position entspricht, in ein internes Register A_Reg gesetzt.

Die Rücksetzoperation auf Null wird auf das Einschalten der Stromversorgung oder auf eine Adressen-Nichtübereinstimmung durchgeführt. Bei der Rücksetzoperation auf Null wird die vorhandene Kopfposition erfaßt, indem der Kopf zum äußeren Bereich der Zylinderadresse bewegt und die Schutzbandinformation, die im inneren Schutzband IGB und im äußeren Schutzband OGB für die Zylinderadressen 0∼(N-1) aufgezeichnet ist, gelesen wird, so daß der Magnetkopf an der Grenze zwischen OGB und dem Zylinderadressenbereich positioniert wird. Das ist die Zylinderadresse "0". Sobald die Rücksetzoperation auf Null beendet ist, wird eine Suchoperation ermöglicht, so daß die Anzahl der Zylinder, durch die der Magnetkopf gegangen ist, eine Endzylinderadresse für den Kopf wiedergeben kann.

In ein inneres Register B_Reg wird abhängig von einem Suchbefehl von der Verarbeitungseinheit eine Zylinderadresse gesetzt, die eine Zieladresse angibt; eine Adressendifferenz wird aus dem Wert und daraus die Bewegungsrichtung und eine Bewegungsstrecke des Magnetkopfs bestimmt. Die Ergebnisse werden in ein internes Register C_Reg gesetzt. Abhängig vom Inhalt dieses Registers C_Reg wird dann der Magnetkopf durch den Zugriffsmechanismus zur Zielposition (Ziel-Zylinderadresse) bewegt (Schritte 104 bis 107).

Nach den obigen Ausführungen wird die Suchoperation üblicherweise unter Verwendung der Magnetplatte 41 fest zugeordneter sequentieller Zylinderadressen gesteuert. Daraus resultiert, daß die Verarbeitungseinheit ihr Programm für den Suchvorgang ändern muß, falls nämlich die Korrespondenz der Zylinderadresse mit der physikalischen Position des Magnetkopfs, beispielsweise wegen des Auftretens defekter Zylinderadressen geändert werden muß.

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems, das eine Magnetplatteneinheit enthält. Dabei ist die Magnetplatteneinheit mit der Ziffer 40 bezeichnet und enthält einen Satz von Magnetplatten 41 zum Speichern verschiedener Arten von Daten, einen Satz Magnetköpfe 42 zum Lesen/Schreiben von im Plattenstapel 41 gespeicherten bzw. zu speichernden Daten, ein Stellglied 43, das den Magnetkopfsatz 42 bewegt, eine Kopfpositionssteuerschaltung 44, die das Stellglied 43 ansteuert und eine Zylinderadressen/Positionszuordnungs- Wählschaltung 45, mit der die Zylinderadressenzuordnung in einer weiter unten beschriebenen Art wahlweise änderbar ist, eine Verarbeitungseinheit 20, die als externer Speicher der Magnetplatteneinheit 40 dient und eine Magnetplattensteuerung 30, die die Magnetplatteneinheit 40 steuert. Die Zylinderadressen/Positionszuordnungs-Wählschaltung 45 weist einen programmierbaren Nurlesespeicher (P-ROM) zum Speichern einer Korrespondenztafel zwischen physikalischen Zylinderpositionen und geänderten Zylinderadressen auf und enthält außerdem ein Register CYL A_Reg und ein Register CYL B_Reg, die später beschrieben werden.

Normalerweise antwortet die Magnetplatteneinheit 40 auf ein von der Verarbeitungseinheit 20 über die Magnetplattensteuerung 30 angegebene Zylinderadresse und steuert das Stellglied 43 so an, daß dieses den Magnetkopfsatz 42 (weiterhin als Magnetkopf 42 bezeichnet) an eine Position, d. h. eine physikalische Zylinderposition, die mit der von der Verarbeitungseinheit 20 angegebenen Zylinderadresse korrespondiert, und ermöglicht dadurch eine Daten-Lese/ Schreib-Prozedur für in dem Magnetplattensatz 41 (der weiterhin einfach Magnetplatte 41 heißt) gespeicherte bzw. zu speichernde Daten. Falls beispielsweise eine defekte Zylinderadresse auftritt, kann die Zuordnung zwischen Zylinderadresse und Zylinderposition erfindungsgemäß geändert werden.

Es wird nun angenommen, daß die Verarbeitungseinheit zu Anfang eine Zielposition "0" befiehlt und daß die ursprünglichen Zylinderadressen "0" und "8" für Zylinderpositionen "0" und "8", wie Fig. 4 zeigt, vertauscht werden müssen. In diesem Fall führt auf das Einschalten der Stromversorgung die Kopfpositionssteuerschaltung 44 zunächst eine Initialisierung so durch, daß sie geänderte Zylinderadressen von der Zylinderadressen/Positionszuordnungs-Wählschaltung 45 ausliest. In einem in Fig. 5 gezeigten Schritt 113 werden die Zylinderadressen durch das Setzen der Art der Vertauschung von "0" in "8" und "8" in "0" jeweils in die internen Register CYL A_Reg und CYL B_Reg neu zugeordnet (Schritte 111 bis 113). Bei dieser Neuzuordnung werden beide interne Register so gesetzt, daß die obere Adresse Inhalte gemäß einer physikalischen Zylinderposition und die untere Adresse Inhalte gemäß einer geänderten Zylinderadresse repräsentieren.

Danach wird eine Rücksetzoperation auf Null durchgeführt, wie dies schon anhand des Schrittes 102 in Fig. 2 beschrieben wurde und der Magnetkopf 42 zur Zylinderposition "0" bewegt. Darauf werden in Register A_Reg und B_Reg, die die gleichen sind wie sie anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben wurden, Werte "000" gesetzt, die Adressen entsprechend der vorliegenden Position und der gewünschten Position darstellen (Schritte 114 und 115).

Darauffolgend wird kontrolliert, ob die Zuordnung der Adresse zur Position für die physikalische Zylinderposition "0" geändert wurde. Das geschieht durch Wiederauffinden des Inhalts des Registers B_Reg, das mit den oberen Andreßinhalten eines der Register CYL A_Reg und CYL B_Reg übereinstimmt.

In diesem Beispiel wird, weil der Anfangsbefehl durch die Verarbeitungseinheit die Bewegung des Kopfs zur "0"- Position betrifft und die Zuordnung geändert wird und damit der Inhalt "000" des Registers B_Reg mit den oberen Adreßinhalten "000" des Registers CYL B_Reg übereinstimmt, der untere Adreßinhalt "008" des Registers CYL A_Reg, zwischen den Registern CYL A _Reg und CYL B_Reg, in das Register B_Reg gesetzt und damit angegeben, daß die Zieladresse für die Neuzuordnung "8" ist. Auf diese Weise wird der Magnetkopf 42 durch die Prozedurschritte 105 bis 107, die anhand der Fig. 1 und 2 erläutert wurden, zur physikalischen Zylinderposition "8" bewegt, die nun durch die erneuerte Zylinderadresse "0" angewiesen wird oder dieser entspricht (Schritte 116 bis 119 und 121).

Die folgende Steuerprozedur gestattet, daß in das Register B_Reg eine Zylinderadresse von der Verarbeitungseinheit gesetzt wird und daß in derselben Weise wie zuvor die Notwendigkeit einer Neuzuordnung geprüft wird (in diesem Beispiel ist keine Neuzuordnung bis zur physikalischen Zylinderposition "8" nötig), so daß das Stellglied auf die Prüfergebnisse anspricht und den Magnetkopf 42 zu einer Zylinder-Zielposition bewegt (Schritte 120 und 122). Wieder wird im Beispiel von Fig. 4 eine Zylinderadresse für die Zylinderposition "8" von der Verarbeitungseinheit neu zugeordnet, so daß der Magnetkopf zur Position "0" durch diese Zylinderadressen-Anweisung bewegt wird. Auf diese Weise wird der Magnetkopf 42 zur physikalischen Zylinderposition "0" bewegt, wenn die Steuerung 30 die Zylinderadresse "8" anweist und zur physikalischen Zylinderposition "8" nach Maßgabe der von der Steuerung 30 angewiesenen Zylinderadresse "0" bewegt.

Dabei wird, wie Fig. 4 zeigt, die Suchzeit für die Versetzungsbewegung des Kopfs abhängig von den Zylinderbewegungsanweisungen "0" ↔ "1", "7" ↔ "8" und "8" ↔ "9" verlängert, kann jedoch vorteilhaft für Neuzuordnungsanweisungen "0" ↔ "9", "0" ↔ "7" und "1" ↔ "8" minimiert werden.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsart der Neuzuordnung ist eine in Fig. 6A dargestellte Korrespondenztabelle für Zylinderadressen/Positionszuordnungen in dem in der Zylinderadressen/Positionszuordnungs-Wählschaltung 45 enthaltenen P-ROM gespeichert, und die Neuzuordnung wird nach Maßgabe der gespeicherten Korrespondenztabelle durchgeführt. Im Gegensatz zum einfachen Austausch zwischen den Zylinderadressen "0" und "8" in Fig. 4, wird die Zuordnung der Zylinderadresse in der Korrespondenztabelle so geändert, daß, wie eine zwei Spuren (Zylinder) von "0" entfernte "1" angibt, Zylinderadressen 0, 1, 2, . . . (N-1) in Intervallen von zwei Spuren (Zylinder) zugeordnet werden. Wie eine in Fig. 6B gezeigte schematische Darstellung der Kopfbewegungsstrecken angibt, kann eine auf eine Anweisung zur sequentiellen Zylinderbewegung durch alle Zylinderpositionen, d. h. von "0" bis "10" ansprechende Suchoperation einfach dadurch vervollständigt werden, indem der Magnetkopf zwischen der inneren und äußeren Umfangslinie der Magnetplatte eine Rückfahrt ausführt. Dies führt zu einer vorteilhaften Erhöhung des Durchsatzes des Systems.

Somit kann der Magnetkopf 42 erfindungsgemäß durch gewünschtes Setzen der Zylinderadressen/Positionszuordnungs- Wählschaltung 45 oder durch Bezugnahme auf eine wunschgemäß vorbestimmte Adressen/Positions-Korrespondenztabelle, die in der Wählschaltung 45 enthalten ist, an eine gewünschte zur Magnetplatte 41 gehörige Zylinderposition bewegt und dort positioniert werden. Dies geschieht unter der Anweisung einer von der Verarbeitungseinheit befohlenen Zylinderadresse. Dies bewirkt:

• I) Die Zylinderadressen/Positionsneuzuordnung kann, falls sich Zylinderspur, die die Verarbeitungseinheit 20 mittels einer Zylinderadresse befohlen hat, als defekt erweist, leicht wie gewünscht durchgeführt werden, ohne Magnetplatten im Magnetplattensatz 41 oder die gesamte Magnetplatteneinheit 40 auszuwechseln;
• II) die Zugriffszeit für den Zugriff zum substituierten Zylinder kann, wenn die Zylinderadressen/Positionsneuzuordnung so erfolgt, daß der innerste Zylinder als Ersatz für die defekte Spur verwendet wird, minimiert und dadurch der Durchsatz des Systems erhöht werden;
  und
• III) wenn die Kommunikation zwischen der Verarbeitungseinheit 20 und der Magnetplattensteuerung 30 mittels logischer Adressen erfolgt, darf die Verarbeitungseinheit 20 keine Adressenänderung durchführen. Dies darf lediglich durch die Magnetplattensteuerung 30 bewirkt werden, mit dem Ergebnis, daß eine Erhöhung des Systemdurchsatzes nicht erwartet werden kann. Auch in einem solchen Fall kann der Durchsatz des Systems vorteilhafterweise durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Korrespondenztabelle verbessert werden.

Falls das in der Zylinderadressen/Positionszuordnungs- Wählschaltung 45 enthaltene P-ROM gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel mit vier zusätzlichen Schaltern kombiniert wird, lassen sich bis zu sechzehn Arten von veränderlichen Mustern (Korrespondenztafeln) erzielen. Falls darüber hinaus Adressen des P-ROM in Übereinstimmung mit physikalischen Zylinderpositionen numeriert werden, können physikalischen Zylinderadressen in der Korrespondenz- Tafel weggelassen werden.

Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Magnetkopf durch eine wunschgemäße Einstellung der Zylinderadressen/Positionszuordnungs-Wählschaltung oder durch Bezugnahme auf eine Korrespondenztafel für Zylinderadressen/ Positionszuordnung, die in der Wählschaltung enthalten ist, auf eine gewünschte zur Magnetplatte gehörige Zylinderposition nach Maßgabe einer durch die Verarbeitungseinheit befohlenen Zylinderadresse gesetzt werden.

Claims (5)

1. Magnetplatteneinheit mit Betrieb durch eine Verarbeitungseinheit und

• - mindestens einer Magnetplatte (41), der eine Vielzahl von Zylinderadressen (0, 1, . . . (N-1)) zugeteilt sind, die eine Vielzahl von zur Magnetplatte gehörenden Zylinderpositionen darstellen,
• - mindestens einem Magnetkopf (42), der auf eine der Magnetplatte zugehörige Zylinderposition einstellbar ist, um in der Magnetplatte unter der entsprechenden Zylinderadresse gespeicherte Daten zu lesen oder in die Magnetplatte unter der entsprechenden Zylinderadresse Daten einzuschreiben,
• - einem Stellglied (43), das abhängig von einer durch die Verarbeitungseinheit (20) befohlenen Zylinderadresse den Magnetkopf auf eine der befohlenen Zylinderadresse entsprechende Zylinderposition der Magnetplatte einstellt,
• - einer Zylinderadressen/Zylinderpositions-Zuordnungs-Wählschaltung (45), die eine von der Verarbeitungseinheit befohlene Zylinderadresse in eine neue Zylinderadresse umändern kann und damit eine gewünschte Änderung der Zylinderadressen/Zylinderpositions-Zuordnung bewirkt, und
• - einer Magnetkopfstellungs-Steuerschaltung (4), die das Stellglied (43) abhängig von der neuen Zylinderadresse so ansteuert, daß der Magnetkopf auf eine der neuen Zylinderadresse entsprechende Zylinderposition der Magnetplatte eingestellt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderadressen/Zylinderpositions-Zuordnungs-Wählschaltung (45) zum Reduzieren der Bewegungsstrecke der Magnetkopfes (42) beim Suchvorgang die Erneuerung der Zylinderadressen so vornimmt, daß der Magnetkopf durch alle von den Zylinderadressen angegebenen Zylinderpositionen geht, indem er eine Rückwärtsbewegung zwischen einer inneren Umfangslinie und einer äußeren Umfangslinie der Magnetplatte (41) ausführt.

2. Magnetplatteneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderadressen/Zylinderpositions-Zuordnungs-Wählschaltung (45) die Erneuerung der Zylinderadressen so vornimmt, daß der Vielzahl von Zylinderadressen entsprechende Zylinderpositionen sequentiell fortgesetzt angenommen werden, wenn die durch die Verarbeitungseinheit angewiesene Vielzahl von Zylinderadressen in diesen Nummern verschieden sind.

3. Magnetplatteneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderadressen/Zylinderpositions-Zuordnungs-Wählschaltung (45) einen Speicher aufweist, der eine Korrespondenztabelle für die Zuordnung von Zylinderadressen zu Zylinderpositionen aufweist.

4. Magnetplatteneinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher ein P-ROM ist.