DE69030938T2

DE69030938T2 - Netzwerkplattensystem und Verfahren zum Schreiben und Lesen in einem Netzwerkplattensystem

Info

Publication number: DE69030938T2
Application number: DE69030938T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Ishibashi; Tomohisa Ohyama
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-08-02
Filing date: 1990-08-02
Publication date: 1997-10-09
Anticipated expiration: 2010-08-03
Also published as: JPH0363971A; DE69030938D1; US5793727A; EP0416968A2; EP0416968B1; EP0416968A3; JP3057498B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Arrayplattensysteme, und im besonderen ein Arrayplattensystem, das Daten parallel auf eine Vielzahl von Platteneinheiten schreibt und von ihnen liest. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Schreiben und Lesen von Daten in solch einem Arrayplattensystem.
Um die hohen Datenverarbeitungsgeschwindigkeiten von neuen Informationsverarbeitungssystemen zu bewältigen, ist es notwendig, Daten mit hoher Geschwindigkeit auf eine Platteneinheit zu schreiben und von ihr zu lesen. Ein in FIG. 1 gezeigtes Arrayplattensystem wurde vorgeschlagen, um dieser Notwendigkeit gerecht zu werden. Dieses vorgeschlagene Arrayplattensystem enthält eine Vielzahl von Magnetplatteneinheiten, die parallel gekoppelt sind.
Das Arrayplattensystem enthält zum Beispiel N Magnetplatteneinheiten 10-11 bis 10-1N zum Schreiben von Daten und eine Magnetplatteneinheit 10-1N+1 zum Schreiben von Paritätsdaten, und einen Arrayplattencontroller 11. Wie in FIG. 2 gezeigt, werden Daten DATA1 bis DATAN, die von einer Hosteinheit (nicht gezeigt) seriell übertragen werden, durch den Arrayplattencontroller 11 parallel in die Magnetplatteneinheiten 10-11 bis 10-1N geschrieben. Der Arrayplattencontroller 11 erzeugt die Paritätsdaten, die zum Ausführen einer Paritätsprüfung an den Daten verwendet werden, und schreibt die Paritätsdaten in die Magnetplatteneinheit 10- 1N+1.
In FIG. 1 betrachtet die Hosteinheit die N+1 Magnetplatteneinheiten wie z. B. die Magnetplatteneinheiten 10-11 bis 10-1N+1 als ein Satz und verwendet eine Kombination von n solchen Sätzen.
Gemäß dem in FIG. 1 gezeigten Arrayplattensystem ist es möglich, Daten mit hoher Geschwindigkeit auf die Magnetplatteneinheiten zu schreiben und von ihnen zu lesen, verglichen mit dem herkömmlichen System, bei dem das Schreiben und Lesen von Daten bezüglich einer einzelnen Magnetplatteneinheit erfolgt. In FIG. 1 wird der Einfachheit halber angenommen, daß der Arrayplattencontroller 11 mit einer Vielzahl von Eingabe/Ausgabekanälen der Hosteinheit gekoppelt ist. In dem oben beschriebenen vorgeschlagenen Arrayplattensystem gibt es Fälle, wo auf einer magnetischen Oberfläche der Magnetplatte ein defekter Block existiert, und in solchen Fällen können keine Daten in den defekten Block geschrieben werden. Der defekte Block der Magnetplatte wird gefunden, wenn das Formatieren der Magnetplatte erfolgt. Daher werden die Daten, die in den defekten Block zu schreiben sind, in einen alternierenden Bereich geschrieben, der in einem sekundären Bereich derselben Magnetplatte vorgesehen ist, das heißt, es erfolgt die sogenannte Zuordnung eines alternierenden Bereiches.
Wenn jedoch die Zuordnung eines alternierenden Bereiches erfolgt, sind mechanische Operationen wie das Bewegen eines Magnetkopfes zu dem alternierenden Bereich und das Positionieren des Magnetkopfes erforderlich, und es erfordert Zeit, für die Datenübertragung Vorbereitungen zu treffen. Wie in FIG. 3 gezeigt, wird Zeit benötigt, um die Datenübertragung entsprechend der Zuordnung des alternierenden Bereiches vorzunehmen. Bei dem in FIG. 3 gezeigten Beispiel wird der Einfachheit halber angenommen, daß ein zweiter Block einer zweiten Magnetplatteneinheit DISK2 der defekte Block ist. In diesem Fall wird eine Zeit T1 benötigt, um den Magnetkopf der zweiten Platteneinheit DISK2 zu einem alternierenden Bereich zu bewegen, der die Daten, die ursprünglich in dem zweiten Block gespeichert werden sollten, tatsächlich speichert, und wird eine Zeit T2 benötigt, um danach den Magnetkopf von dem alternierenden Bereich zu einem dritten Block zu bewegen. Mit anderen Worten, eine Zeit T1+T2 ist zusätzlich erforderlich, wenn die Zuordnung des alternierenden Bereiches erfolgt. Die Zeitverzögerung, die durch die Zuordnung des alternierenden Bereiches verursacht wird, tritt nicht nur auf, wenn Daten von der Magnetplatteneinheit gelesen werden, sondern auch, wenn Daten auf die Magnetplatteneinheit geschrieben werden.
Obwohl das vorgeschlagene Arrayplattensystem die Daten mit einer hohen Geschwindigkeit übertragen kann, besteht ein Problem darin, daß es unmöglich ist, die Leistung des Arrayplattensystems an seine Grenze zu bringen, wenn die Zuordnung des alternierenden Bereiches erfolgt.
Bezüglich eines Beispiels für ein Arrayplattensystem mit einer Speichersicherung für das Schreiben von Daten, das der Präambel von Anspruch 1 entspricht, kann EP-A-0 073 330 konsultiert werden.
Ein Einzelplattensystem, das mit einem Halbleiterspeicher versehen ist, zum Zugreifen auf Daten, die ungültigen Abschnitten der Platte entsprechen, ist in US-A-4 558 446 erläutert.
Schließlich ist in EP-A-0 156 724 ein Speichersystem mit mehreren Platten mit Parallelzugriff ohne jede Form einer Speichersicherung offenbart.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dementsprechend ist es eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues und nützliches Arrayplattensystem vorzusehen, bei dem die oben beschriebenen Probleme eliminiert sind.
Ein anderes und spezifischeres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Arrayplattensystem vorzusehen, wie es in Anspruch 1 definiert ist.
Gemäß dem Arrayplattensystem der vorliegenden Erfindung ist es nicht nötwendig, einen Magnetkopf während der normalen Schreiboperation zu dem alternierenden Block der Platteneinheit zu bewegen, und dadurch wird keine Zeitverzögerung erzeugt.
Die vorliegende Erfindung hat auch ein Verfahren zum parallelen Schreiben von Daten zum Ziel, wie in Anspruch 12 definiert, wodurch das obige System implementiert wird.
Andere Ziele und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

FIG. 1 ist ein Systemblockdiagramm, das ein früher vorgeschlagenes Arrayplattensystem zeigt;
FIG. 2 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Schreiboperation des in FIG. 1 gezeigten Arrayplattensystems;
FIG. 3 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern einer Leseoperation des Arrayplattensystems von FIG. 1, wenn eine Zuordnung eines alternierenden Bereiches erfolgt;
FIG. 4A ist ein Systemblockdiagramm zum Erläutern eines Aspektes eines Arrayplattensystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
FIG. 4B ist ein Flußdiagramm zum Erläutern des Arrayplattensystems von FIG. 4A;
FIG. 5A ist ein Systemblockdiagramm zum Erläutern eines anderen Aspektes des Arrayplattensystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
FIG. 5B ist ein Flußdiagramm zum Erläutern des Arrayplattensystems von FIG. 5A;
FIG. 6 ist ein.Systemblockdiagramm, das einen wesentlichen Teil einer Ausführungsform des Arrayplattensystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
FIG. 7 ist ein Diagramm zum Erläutern des Inhaltes eines nichtflüchtigen Speichers, der in FIG. 6 gezeigt ist;
FIG. 8 ist ein Systemblockdiagramm, das einen wesentlichen Teil der Ausführungsform zum Erläutern einer Schreiboperation zeigt;
FIG. 9 ist ein Flußdiagramm zum Erläutern der Schreiboperation;
FIG. 10 ist ein Flußdiagramm zum Erläutern der Schreiboperation in einen alternierenden Block einer Platteneinheit;
FIG. 11 ist ein Systemblockdiagramm, das einen wesentlichen Teil der Ausführungsform zum Erläutern einer Leseoperation zeigt;
FIG. 12 ist ein Flußdiagramm zum Erläutern der Leseoperation;
FIG. 13 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern der Leseoperation, wenn ein defekter Block in einem nichtflüchtigen Speicher schon registriert ist; und
FIG. 14 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern der Leseoperation, wenn ein defekter Block in dem nichtflüchtigen Speicher nicht registriert ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Zuerst erfolgt unter Bezugnahme auf FIG. 4A und 4B eine Beschreibung eines Aspektes eines Plattenarraysystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in FIG. 4A gezeigt, enthält das Arrayplattensystem Platteneinheiten 1-1 bis 1-N+1, einen Arraydatencontroller 2 und nichtflüchtige Speicher 4-1 bis 4-N+1, die wie gezeigt gekoppelt sind. Der Arraydatencontroller 2 verteilt Daten von einer Hosteinheit (nicht gezeigt) parallel auf die Platteneinheiten 1-1 bis 1-N, um in sie geschrieben zu werden. Der Arraydatencontroller 2 enthält einen Paritätsdatenerzeugungsteil 3 zum Erzeugen von Paritätsdaten bezüglich der Daten, die den Platteneinheiten 1-1 bis 1-N parallel zugeführt werden, und die Paritätsdaten werden in der Platteneinheit 1-N+1 gespeichert. Die nichtflüchtigen Speicher 4-1 bis 4-N+1 sind in Entsprechung zu den Platteneinheiten 1-1 bis 1-N+1 vorgesehen.
FIG. 4B ist ein Flußdiagramm zum Erläutern einer Operation des in FIG. 4A gezeigten Arraydatencontrollers 2. Wenn eine Schreiboperation beginnt, wird bei Schritt ST1 beurteilt, ob ein defekter Block auf einer Aufzeichnungsoberfläche der Platteneinheit 1-i existiert oder nicht, der die Daten speichern soll. Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST1 NEIN lautet, werden bei Schritt ST2 die Daten in die Platteneinheit 1-i geschrieben, und der Prozeß endet.
Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST1 andererseits JA lautet, werden bei Schritt ST3 die Daten, die ursprünglich in den defekten Block der Platteneinheit 1-i geschrieben werden sollten, in den entsprechenden nichtflüchtigen Speicher 4-i geschrieben und werden die Daten in die Platteneinheit 1-i geschrieben, die in den nichtdefekten Block der Platteneinheit 1-i zu schreiben sind. Dann wird bei Schritt ST4 beurteilt, ob die Platteneinheit 1-i frei ist oder nicht, und bei Schritt ST5 werden die Daten, die ursprünglich in den defekten Block der Platteneinheit 1-i geschrieben werden sollten, während einer freien Zeit der Platteneinheit 1-i, wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST4 JA lautet, von dem nichtflüchtigen Speicher 4-i in einen alternierenden Bereich der Platteneinheit 1-i geschrieben. Der Prozeß endet nach Schritt ST5.
Der in FIG. 4A gezeigte Prozeß wird für i = 1, 2, ..., N, N+1 ausgeführt.
Daher werden, selbst wenn auf der Aufzeichnungsoberfläche der Platteneinheit ein defekter Block existiert, wenn eine Schreiboperation ausgeführt wird, die Daten, die ursprünglich in den defekten Block geschrieben werden sollten, temporar in dem nichtflüchtigen Speicher gespeichert. Die Daten, die in dem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, werden während einer freien Zeit der Platteneinheit in einen alternierenden Bereich der Platteneinheit geschrieben, um die Zeitverzögerung zu verhindern, die auftreten würde, falls der Aufzeichnungskopf während der normalen Schreiboperation zu dem alternierenden Bereich zu bewegen wäre. Deshalb wird die Hochgeschwindigkeitsschreiboperation des Arrayplattensystems durch die Zuordnung eines alternierenden Bereiches nicht verschlechtert.
Als nächstes erfolgt unter Bezugnahme auf FIG. 5A und 5B eine Beschreibung eines anderen Aspektes eines Arrayplattensystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in FIG. 5A gezeigt, enthält das Arrayplattensystem die Platteneinheiten 1-1 bis 1-N+1, den Arraydatencontroller 2 und die nichtflüchtigen Speicher 4-1 bis 4-N+1, die wie gezeigt gekoppelt sind. Die Platteneinheiten 1-1 bis 1-N sind schon mit den parallelen Daten beschrieben, und die Platteneinheit 1-N+1 ist schon mit den Paritätsdaten beschrieben. Der Arraydatencontroller 2 enthält einen Datenwiederherstellungsteil 5 zum Wiederherstellen von Daten, die nicht in einen defekten Block einer Platteneinheit geschrieben wurden, auf der Basis der Paritätsdaten und der Daten, die in andere Platteneinheiten geschrieben wurden. Die nichtflüchtigen Speicher 4-1 bis 4-N+1 sind in Entsprechung zu den Platteneinheiten 1-1 bis 1-N+1 vorgesehen, zum Speichern der Daten, die in defekten Blöcken der Platteneinheiten 1-1 bis 1-N+1 zu speichern sind. Der Arraydatencontroller 2 überträgt die parallelen Daten, die von den Platteneinheiten 1-1 bis 1-N gelesen werden, in der Form von seriellen Daten zu der Hosteinheit (nicht gezeigt).
FIG. 5B ist ein Flußdiagramm zum Erläutern einer Operation des Arraydatencontrollers 2, der in FIG. 5A gezeigt ist. Wenn eine Leseoperation beginnt, wird bei Schritt St11 beurteilt, ob ein defekter Block auf einer Aufzeichnungsoberfläche der Platteneinheit 1-i, von der Daten zu lesen sind, existiert oder nicht. Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt St11 NEIN lautet, werden bei Schritt ST12 die Daten von der Platteneinheit 1-i gelesen, und der Prozeß endet.
Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt St11 andererseits JA lautet, wird bei Schritt ST13 beurteilt, ob die Daten, die ursprünglich in dem defekten Block zu speichern waren, in dem nichtflüchtigen Speicher 4-i vorgespeichert sind oder nicht. Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST13 JA lautet, werden die Daten bei Schritt ST14 aus dem nichtflüchtigen Speicher 4-i gelesen. Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST13 andererseits NEIN lautet, werden bei Schritt ST15 die Daten, die weder in den defekten Block der Platteneinheit 1-i noch in den entsprechenden nichtflüchtigen Speicher 4-i geschrieben wurden, auf der Basis der Paritätsdaten und der Daten, die in andere Platteneinheiten geschrieben wurden, wiederhergestellt. Der Prozeß endet nach Schritt ST14 oder ST15.
Der in FIG. 5A gezeigte Prozeß wird für i = 1, 2, ..., N, N+1 ausgeführt.
Daher können, wenn die Daten, die ursprünglich in den defekten Block der Platteneinheit zu schreiben waren, in dem nichtflüchtigen Speicher vorgespeichert wurden, die Daten aus dem nichtflüchtigen Speicher statt aus dem alternierenden Bereich der Platteneinheit ausgelesen werden. Als Resultat ist es möglich, die Zeit zu reduzieren, die erforderlich ist, um die Leseoperation auszuführen. Wenn andererseits die Daten, die ursprünglich in den defekten Block der Platteneinheit zu schreiben waren, nicht in dem nichtflüchtigen Speicher vorgespeichert sind, werden die Daten aus anderen Daten und Paritätsdaten wiederhergestellt, die in andere Platteneinheiten geschrieben wurden. Aus diesem Grund wird keine Zeitverzögerung hereingebracht, da es nicht notwendig ist, den Magnetkopf zu dem alternierenden Bereich der Platteneinheit zu bewegen, und die Hochgeschwindigkeitsleseoperation des Arrayplattensystems wird durch die Zuordnung des alternierenden Bereiches nicht verschlechtert.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung einer Ausführungsform des Arrayplattensystems gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Schreiben von Daten in das Arrayplattensystem gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
FIG. 6 zeigt einen wesentlichen Teil der Ausführungsform des Arrayplattensystems. Ein Direktor 200, der in FIG. 6 gezeigt ist, ist mit einer Vielzahl von Eingabe/Ausgabekanälen einer Hosteinheit (nicht gezeigt) und einer Vielzahl von Platteneinheiten DISK1 bis DISKN+1 (nicht gezeigt) gekoppelt. Der Direktor 200 enthält eine Kanalschnittstellenschaltung 21, einen Kanalcontroller 22, eine Mikroprozessoreinheit (MPU) 23, einen Steuerspeicher 24, eine Fehlerprüf- und -korrektur-(ECC)-Schaltung 25, eine Plattenschnittstellenschaltung 26, eine Schaltung 27, die einen Datenkorrektur- und -wiederherstellungsteil und einen Paritätsteil enthält, Datenpuffer 28-1 bis 28-N+1, die jeweilig nichtflüchtige Speicher 29-1 bis 29-N+1 enthalten, und eine Multiplexerschaltung 30, die wie gezeigt gekoppelt sind. Die Schaltung 27 entspricht dem Paritätserzeugungsteil 3 und dem Datenwiederherstellungsteil 5 des Arraydatencontrollers 2 von FIG. 4A und 5A. Die Platteneinheiten DISK1 bis DISKN werden zum Schreiben von Daten verwendet, und die Platteneinheit DISKN+1 wird zum Schreiben von Paritätsdaten verwendet. Die Platteneinheiten DISK1 bis DISKN+1 entsprechen jeweilig den Platteneinheiten 1-1 bis 1-N+1, die in FIG. 4A und 5A gezeigt sind. Ähnlich wie im Fall des Arrayplattensystems von FIG. 1 konvertiert der Direktor 200 serielle Daten von der Hosteinheit in parallele Daten und schreibt die parallelen Daten gleichzeitig in die N Platteneinheiten DISK1 bis DISKN.
Die MPU 23 steuert die gesamte Operation des Direktors 200, und der Steuerspeicher 24 speichert Programme der MPU 23. Die Plattenschnittstellenschaltung 26 führt die Daten von der ECC-Schaltung 25 den Platteneinheiten DISK1 bis DISKN zu und führt die Paritätsdaten der Platteneinheit DISKN+1 zu. Die Schaltung 27 erzeugt die Paritätsdaten in dem Paritätsteil und korrigiert und stellt die Daten eines defekten Blocks in dem Datenkorrektur- und -wiederherstellungsteil auf der Basis der Paritätsdaten wieder her. Die Datenpuffer 28-1 bis 28-N+1 sind in Entsprechung zu den Platteneinheiten DISK1 bis DISKN+1 vorgesehen. Die ECC- Schaltung 25 prüft und korrigiert den Fehler der Daten auf der Basis von ECC-Daten, die zu den Daten hinzugefügt werden.
Bei den nichtflüchtigen Speichern 29-1 bis 29-N+1 wird das Least Recently Used (LRU) System verwendet. Wie in FIG. 7 gezeigt, enthält der nichtflüchtige Speicher 29-i (i = 1, 2, ..., N+1) einen LRU-Informationsspeicherbereich 29a, einen Zeigerspeicherbereich 29b und einen Datenspeicherbereich 29c. Der LRU-Informationsspeicherbereich 29a speichert die LRU-Informationen. Der Zeigerspeicherbereich 29b speichert Zeigerinformationen bezüglich einer Plattennummer, einer Nummer eines defekten Blocks und einer Nummer eines alternierenden Blocks. Der Datenspeicherbereich 29c speichert die Daten, die in dem alternierenden Block zu speichern sind.
Nun wird unter Bezugnahme auf FIG. 8 bis 10 eine Schreiboperation der Ausführungsform beschrieben. FIG. 8 zeigt nur einen Teil des Systems von FIG. 6, der zum Erläutern der Schreiboperation wesentlich ist. Der Einfachheit halber wird angenommen, daß Daten in Blöcke 32-1 bis 32-N+1 der jeweiligen Platteneinheiten DISK1 bis DISKN+1 zu schreiben sind.
Wenn die Schreiboperation in FIG. 9 beginnt, wird bei Schritt ST21 beurteilt, ob ein nächster Block der Platteneinheit DISKi ein defekter Block ist oder nicht. Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST21 NEIN lautet, wird bei Schritt ST22 gewartet, bis das Schreiben von Daten in einen gegenwärtigen Block der Platteneinheit DISKi endet, und bei Schritt ST23 werden die Daten in den nächsten Block geschrieben.
Wenn das Beurteilungsresultat andererseits bei Schritt ST21 JA lautet, wird bei Schritt ST24 beurteilt, ob ein alternierender Block der Platteneinheit DISKi schon in dem nichtflüchtigen Speicher 29-i registriert ist oder nicht. Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST24 JA lautet, wird bei Schritt ST25 gewartet, bis das Schreiben von Daten in den gegenwärtigen Block endet, und bei Schritt ST26 werden die Daten für den alternierenden Block der Platteneinheit DISKi geschrieben.
FIG. 8 zeigt einen Fall, bei dem der Block 32-3 der Platteneinheit DISK3 defekt ist, und die Vollinie kennzeichnet einen Zustand, bei dem die Daten, die für den defekten Block 32-3 bestimmt sind, in dem nichtflüchtigen Speicher 29-3 gespeichert werden. Die anderen Blöcke 32-1, 32-2 und 32-4 bis 32-N+1 sind nicht defekt, und die Daten, die für sie bestimmt sind, werden normal in diese Blöcke geschrieben.
Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST24 NEIN lautet, wird bei Schritt ST27 beurteilt, ob in dem nichtflüchtigen Speicher 29-i ein leerer Bereich existiert oder nicht. Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST27 JA lautet, wird bei Schritt ST28 der alternierende Block der Platteneinheit DISKi in dem nichtflüchtigen Speicher 29-i registriert, und der Prozeß geht zu dem oben beschriebenen Schritt ST25 über.
Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST27 andererseits NEIN lautet, wird bei Schritt ST29 gewartet, bis das Schreiben von Daten in den gegenwärtigen Block der Platteneinheit DISKi endet. Dann wird bei Schritt ST30 ein Magnetkopf H zu dem alternierenden Block der Platteneinheit DISKi bewegt, und bei Schritt ST31 werden die Daten, die für den defekten Block bestimmt sind, in den alternierenden Block der Platteneinheit DISKi geschrieben. Bei Schritt ST32 wird der Magnetkopf H zu einem Block bewegt, der dem defekten Block am nächsten ist.
Nach den Schritten ST23, ST26 und ST32 wird bei Schritt ST33 beurteilt, ob die Schreiboperation enden soll oder nicht, das heißt, daß keine weiteren Daten zu schreiben sind. Der Prozeß endet, wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST33 JA lautet, aber der Prozeß kehrt zu Schritt ST21 zurück, wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST33 NEIN lautet.
Der in FIG. 9 gezeigte Prozeß wird für i = 1, 2, N+1 ausgeführt.
FIG. 10 zeigt eine Routine, die ausgeführt wird, nachdem der alternierende Block in den nichtflüchtigen Speicher 29-i geschrieben ist und die MPU 23 in einem Leerlaufzustand ist. Bei Schritt ST40 wird beurteilt, ob eine Startaufforderung von einer Einheit höherer Ordnung oder eine Unterbrechungsaufforderung von einer Platteneinheit empfangen wurde oder nicht. Der Start- oder Unterbrechungsprozeß wird ausgeführt, wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST40 JA lautet. Wenn aber das Beurteilungsresuitat bei Schritt ST40 NEIN lautet, wird bei Schritt ST41 beurteilt, ob ein ausreichender leerer Bereich in dem nichtflüchtigen Speicher 29-i existiert oder nicht. Der Prozeß kehrt zu Schritt ST40 zurück, wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST41 JA lautet.
Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST41 andererseits NEIN lautet, wird bei Schritt ST42 ein alternierender Block selektiert, der in dem nichtflüchtigen Speicher 29-i registriert ist, und bei Schritt ST43 wird der Magnetkopf H zu dem alternierenden Block der betreffenden Platteneinheit DISKi bewegt. Dann wird bei Schritt ST44 der Dateninhalt des selektierten alternierenden Blocks, der in dem nichtflüchtigen Speicher 29-i gespeichert ist, in den alternierenden Block der Platteneinheit DISKi geschrieben, und bei Schritt ST45 wird der selektierte alternierende Block, der in dem nichtflüchtigen Speicher 29-i registriert ist, gelöscht, um in dem nichtflüchtigen Bereich 29-i einen (leeren) Bereich zur Verfügung zu stellen. Der Prozeß kehrt nach Schritt ST45 zu Schritt ST40 zurück.
FIG. 8 zeigt einen Fall, bei dem der Inhalt des nichtflüchtigen Speichers 29-3 in einen alternierenden Block 34 der Platteneinheit DISK3 geschrieben wird, wie durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet.
Selbst wenn die Platteneinheit einen defekten Block enthält, erfolgt somit kein Schreiben von Daten in den alternierenden Block der Platteneinheit während der Schreiboperation bezüglich der Platteneinheit. Aus diesem Grund ist es nicht notwendig, den Magnetkopf während der Schreiboperation zu dem alternierenden Block zu bewegen. Es ist nicht erforderlich, den Magnetkopf von dem alternierenden Block zu dem nächsten Block nach dem Schreiben der Daten zurückkehren zu lassen, da das Schreiben von Daten in den alternierenden Block nicht während der Schreiboperation bezüglich der Platteneinheit stattfindet. Deshalb können die Daten mit hoher Geschwindigkeit in die Platteneinheiten geschrieben werden, selbst wenn die Zuordnung eines alternierenden Blocks erfolgt.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf FIG. 11 bis 14 eine Leseoperation der Ausführungsform beschrieben. FIG. 11 zeigt nur einen Teil des Systems von FIG. 6, der zum Erläutern der Leseoperation wesentlich ist.
Die Daten, die von der Platteneinheit DISKi gelesen werden, werden der Plattenschnittsteilenschaltung 30 des Direktors 200 zugeführt. In FIG. 11 bilden die Multiplexerteile 30a und 30b den in FIG. 6 gezeigten Multiplexer 30. Zusätzlich bilden Datenwiederherstellungsschaltüngen 5a den Datenwiederherstellungsteii 5. Die in FIG. 6 gezeigte Schaltung 27 enthält die Datenwiederherstellungsschaltungen 5a, die Multiplexer 30a und 30b und ein Pufferregister 43.
Wenn in FIG. 12 eine Leseoperation beginnt, wird bei Schritt ST51 beurteilt, ob ein nächster Block der Platteneinheit DISKi, der zu lesen ist, ein defekter Block ist oder nicht. Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST51 NEIN lautet, wird bei Schritt ST52 gewartet, bis das Lesen von Daten aus einem gegenwärtigen Block der Platteneinheit DISKi endet, und bei Schritt ST53 werden die Daten des nächsten Blocks von der Platteneinheit DISKi gelesen.
Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST51 andererseits JA lautet, wird bei Schritt ST54 beurteilt, ob ein alternierender Block schon in dem nichtflüchtigen Speicher 29-i registriert ist oder nicht. Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST54 JA lautet, wird bei Schritt ST55 gewartet, bis das Lesen von Daten aus dem gegenwärtigen Block der Platteneinheit DISKi endet, und bei Schritt ST56 werden die Daten des nächsten Blocks aus dem nichtflüchtigen Speicher 29-i gelesen.
FIG. 13 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern der Leseoperation. In FIG. 14 wird der Einfachheit halber angenommen, daß ein zweiter Block der Platteneinheit DISK2 ein defekter Block ist, aber der alternierende Block für ihn schon in dem nichtflüchtigen Speicher 29-2 gespeichert ist. Ein Zeichen X in FIG. 13 kennzeichnet die Übertragung dieses defekten Blocks von dem nichtflüchtigen Speicher 29-2.
Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST54 NEIN lautet, wird bei Schritt ST57 beurteilt, ob in den Platteneinheiten außer der Platteneinheit DISKi ein Ausfall vorliegt oder nicht. Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST57 NEIN lautet, wird bei Schritt ST58 gewartet, bis das Lesen von Daten aus dem gegenwärtigen Block der Platteneinheit DISKi endet. Dann wird bei Schritt ST59 bei dem nächsten Block zwangsweise ein Lesefehler erzeugt, und die Daten dieses defekten Blocks werden in dem Datenwiederherstellungsteil 5 auf der Basis der Daten und der Paritätsdaten von den Platteneinheiten außer von der Platteneinheit DISKi wiederhergestellt.
FIG. 14 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern der Leseoperation. In FIG. 14 wird der Einfachheit halber angenommen, daß ein zweiter Block der Platteneinheit DISK2 ein defekter Block ist und der alternierende Block für ihn nicht in dem nichtflüchtigen Speicher 29-2 registriert ist. Ein Zeichen Y in FIG. 14 kennzeichnet die Übertragung dieses defekten Blocks, während die Daten des defekten Blocks aus den Daten und den Paritätsdaten von den anderen Platteneinheiten DISK1 und DISK3 bis DISKN+1 wiederhergestellt werden.
Wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST57 JA lautet, wird bei Schritt ST60 gewartet, bis das Lesen von Daten aus dem gegenwärtigen Block der Platteneinheit DISKi endet. Bei Schritt ST61 wird der Magnetkopf zu dem alternierenden Block der Platteneinheit DISKi bewegt, und bei Schritt ST62 werden die Daten aus dem alternierenden Block der Platteneinheit DISKi gelesen. Bei Schritt ST63 wird der Magnetkopf von dem alternierenden Block zu einem nächsten Block der Platteneinheit DISKi bewegt.
Nach den Schritten ST53, ST56, ST59 und ST63 wird bei Schritt ST64 beurteilt, ob die Leseoperation enden soll oder nicht, das heißt, daß keine weiteren Daten zu lesen sind. Der Prozeß endet, wenn das Beurteiiungsresultat bei Schritt ST64 JA lautet, aber der Prozeß kehrt zu Schritt ST51 zurück, wenn das Beurteilungsresultat bei Schritt ST64 NEIN lautet.
Der in FIG. 12 gezeigte Prozeß wird für i = i, 2, ..., N+1 ausgeführt.
Daher ist es möglich, die Lesezeit zu reduzieren, wenn die Daten von der Platteneinheit gelesen werden, da die Daten aus dem nichtflüchtigen Speicher und nicht von der Platteneinheit gelesen werden, wenn die notwendigen Daten bezüglich des defekten Blocks in dem nichtflüchtigen Speicher vorgespeichert sind. Selbst wenn die notwendigen Daten bezüglich des defekten Block nicht in dem nichtflüchtigen Speicher vorgespeichert sind, werden ferner die Daten nicht aus dem alternierenden Block der Platteneinheit gelesen, wenn in den Platteneinheiten kein Ausfall vorliegt, und es ist nicht erforderlich, den Magnetkopf zu dem alternierenden Block zu bewegen. Statt dessen werden die Daten des defekten Blocks auf der Basis der Daten und der Paritätsdaten, die von anderen Platteneinheiten gelesen werden, wiederhergestellt. Deshalb können die Daten mit hoher Geschwindigkeit von den Platteneinheiten gelesen werden, selbst wenn die Zuordnung eines alternierenden Blocks erfolgt.
In der beschriebenen Ausführungsform sind die Magnetplatteneinheiten in dem Arrayplattensystem parallel gekoppelt. Die vorliegende Erfindung ist natürlich auf andere Arrayplattensysteme anwendbar, wie auf ein System, das eine Vielzahl von optischen Platteneinheiten enthält, die parallel gekoppelt sind.
Zusätzlich sei erwähnt, daß jede Platteneinheit tatsächlich eine Vielzahl von Platten enthält, die koaxial angeordnet sind, und ein Magnetkopf bezüglich jeder Aufzeichnungsoberfläche von jeder Platte vorgesehen ist. Daher muß ein alternierender Block für einen defekten Block, der auf einer Aufzeichnungsoberfläche von einer Platte existiert, nicht unbedingt auf derselben Aufzeichnungsoberfläche oder derselben Platte vorgesehen sein.
Des weiteren ist es natürlich nicht wesentlich, daß eine Vielzahl von nichtflüchtigen Speichern in Entsprechung zu den Platteneinheiten vorgesehen wird. Zum Beispiel können untereinander verschiedene Speicherbereiche eines einzelnen nichtflüchtigen Speichers in Entsprechung zu den Platteneinheiten zugeordnet werden.

Claims

1. Arrayplattensystem mit einer Vielzahl von Platteneinheiten (1-1 bis 1-N+1, DISK1 bis DISKN+1), die jeweilig wenigstens eine Platte und ein Mittel zum Schreiben von Daten auf die Platte haben, wobei jede der wenigstens einen Platte eine Aufzeichnungsoberfläche hat, die in Blöcke geteilt ist und einen alternativen Block für jeden auf ihr existierenden defekten Block enthält; und einem Steuermittel (2, 200) zum Steuern von Schreiboperation, dem externe Daten zugeführt werden, die als parallele Daten zu den Platteneinheiten gesendet werden, welche Platteneinheiten mit dem Steuermittel in Entsprechung zu den parallelen Daten parallel gekoppelt sind, und einem Speichermittel (4-1 bis 4- N+1), das von den Platteneinheiten, die mit dem Steuermittel (2, 200) gekoppelt sind, separat ist, zum Speichern von Daten, die auf die Platten geschrieben werden sollen,

dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (2, 200) in dem Speichermittel nur Daten speichert, die in defekte Blöcke der Platten geschrieben werden sollen, und das Steuermittel das Schreiben der Daten, die in dem Speichermittel gespeichert sind, in die alternativen Blöcke der Platte während einer freien Zeit steuert, wenn dem Steuermittel keine externen Daten zugeführt werden.

2. Arrayplattensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (2, 200) die Daten in serieller Form empfängt und ein Mittel (27) zum Konvertieren der Daten in parallele Form enthält, welche Daten in paralleler Form in die Platteneinheiten (1-1 bis 1-N+1, DISK1 bis DISKN+1) geschrieben werden.

3. Arrayplattensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermittel (4-1 bis 4-N+1) eine Vielzahl von nichtflüchtigen Speichern (4-1 bis 4-N+1) enthält, die in Entsprechung zu den Platteneinheiten (1-1 bis 1-N+1, DISK1 bis DISKN+1) vorgesehen sind.

4. Arrayplattensystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (2, 200) ferner ein Detektionsmittel enthält, zum Detektieren dessen, ob ein leerer Bereich in dem Speichermittel (4-1 bis 4-N+1) zum Speichern der Daten bezüglich des defekten Blocks existiert oder nicht, vor deren Speicherung.

5. Arrayplattensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (2, 200) ferner ein Schreibmittel enthält, das mit dem Detektionsmittel gekoppelt ist, zum Übertragen von Daten, die einen beliebigen defekten Block betreffen und schon in dem Speichermittel (4- 1 bis 4-N+1) gespeichert sind, in den alternierenden Block einer entsprechenden der Platteneinheiten (1-1 bis 1-N+1, DISK1 bis DISKN+1), wenn das Detektionsmittel keinen leeren Bereich in dem Speichermittel detektiert, vor dem Speichern von frischen Daten bezüglich des defekten Blocks in dem Speichermittel.

6. Arrayplattensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (2, 200) ferner ein Löschmittel enthält, das mit dem Schreibmittel gekoppelt ist, zum Löschen der Daten bezüglich des beliebigen defekten Blocks aus dem Speichermittel (4-1 bis 4-N+i) nach dem Schreiben derselben in die entsprechende Platteneinheit durch das Schreibmittel.

7. Arrayplattensystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit einem Mittel zum Lesen von Daten aus den Platteneinheiten, wobei das Steuermittel (2, 200) zum Steuern von Leseoperationen, bei denen die Daten als parallele Daten von den Platteneinheiten gelesen werden, auch mit den Platteneinheiten gekoppelt ist, welches Speichermittel (4-1 bis 4-N+1) zum Speichern der Daten von den alternativen Blöcken vor Beginn der Leseoperationen von der Platteneinheit ausgelegt ist, welches Steuermittel die Daten von entsprechenden Blöcken von jeder der Platteneinheiten gleichzeitig liest, während die Blöcke nicht defekt sind, und gleichzeitig die Daten von dem Speichermittel nur dann liest, wenn der Block, der jenen Daten entspricht, ein defekter Block einer beliebigen der Platteneinheiten ist und die Daten des defekten Blocks in dem Speichermittel gespeichert sind.

8. Arrayplattensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (2, 200) die Daten in paralleler Form von den Platteneinheiten (1-1 bis 1-N+1, DISK1 bis DISKN+1) liest und ein Mittel (27) zum Konvertieren der Daten in serielle Form vor dem Ausgeben der Daten enthält.

9. Arrayplattensystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermittel (4-1 bis 4-N+1) eine Vielzahl von nichtflüchtigen Speichern enthält, die in Entsprechung zu den Platteneinheiten (1-1 bis 1-N+1, DISK1 bis DISKN+1) vorgesehen sind.

10. Arrayplattensystem nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (2, 200) ein Wiederherstellungsmittel enthält, zum Wiederherstellen der Daten des defekten Blocks der beliebigen Platteneinheit auf der Basis der Daten und Paritätsdaten, die von den Platteneinheiten außer der beliebigen Platteneinheit gelesen werden, wenn die beliebige Platteneinheit den defekten Block enthält und die Daten des defekten Blocks nicht schon in dem Speichermittel (4-1 bis 4-N+1) gespeichert sind.

11. Arrayplattensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (2, 200) ferner ein Detektionsmittel enthält, zum Detektieren dessen, ob in den Platteneinheiten (1-1 bis 1-N+1, DISK1 bis DISKN-1) ein Ausfall vorliegt oder nicht, und das Wiederherstellungsmittel mit dem Detektionsmittel gekoppelt ist und die Daten des defekten Blocks der beliebigen Platteneinheit nur dann wiederherstellt, wenn in den Platteneinheiten kein Ausfall vorliegt.

12. Verfahren zum parallelen Schreiben von Daten in ein Arrayplattensystem, das eine Vielzahl von Platteneinheiten (1-1 bis 1-N+1, DISK1 bis DISKN+1) enthält, die jeweilig wenigstens eine Platte und ein Mittel zum Schreiben von Daten auf die wenigstens eine Platte haben, welche wenigstens eine Platte eine Aufzeichnungsoberfläche hat, die in Blöcke geteilt ist und einen alternativen Block für jeden auf ihr existierenden defekten Block enthält, welche Daten in entsprechende Blöcke der Platteneinheiten geschrieben werden, während die Platteneinheiten frei von defekten Blöcken sind;

dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ferner die Schritte umfaßt: Schreiben in das Speichermittel (4-1 bis 4-N+1), das von den Platteneinheiten (1-1 bis 1-N+1, DISK1 bis DISKN+1) separat ist, nur von Daten, die in defekte Blöcke der Platten geschrieben werden sollen; und

Schreiben der Daten, die in das Speichermittel gespeichert wurden, in die alternativen Blöcke der Platten während einer freien Zeit, wenn dem Steuermittel keine externen Daten zugeführt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ferner der Schritt zum Konvertieren von Daten, die in serieller Form empfangen werden, in parallele Form vorgesehen ist, so daß die Daten in paralleler Form in die Platteneinheiten (1-1 bis 1-N+1, DISK1 bis DISKN+1) geschrieben werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermittel (4-1 bis 4-N+1) eine Vielzahl von nichtflüchtigen Speichern (4-1 bis 4-N+1) enthält, die in Entsprechung zu den Platteneinheiten (1-1 bis 1-N+1, DISK1 bis DISKN+1) vorgesehen sind.

15. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ferner der Schritt vorgesehen ist zum Detektieren dessen, ob ein leerer Bereich in dem Speichermittel (4-1 bis 4-N+1) zum Speichern der Daten bezüglich des defekten Blocks existiert oder nicht, vor deren Speicherung.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ferner der Schritt zum Schreiben von Daten, die einen beliebigen defekten Block betreffen und in dem Speichermittel (4-1 bis 4-N+1) vorgespeichert sind, in den alternierenden Block einer entsprechenden der Platteneinheiten (1-1 bis 1-N+1, DISK1 bis DISKN+1) vorgesehen ist, wenn das Detektionsmittel vor dem Speichern der Daten bezüglich des defekten Blocks in das Speichermittel keinen leeren Bereich in dem Speichermittel detektiert.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ferner der Schritt zum Löschen der Daten bezüglich des beliebigen defekten Blocks aus dem Speichermittel (4-1 bis 4-N+1) nach dem Schreiben derselben in die entsprechende Platteneinheit durch das Schreibmittel vorgesehen ist.

18. Verfahren zum parallelen Lesen von Daten aus dem Arrayplattensystem nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 11, mit den Schritten:

Speichern von Daten aus den alternativen Blöcken vor Beginn der Leseoperationen in dem Speichermittel (4-1 bis 4-N+1);

Lesen der Daten aus Blöcken der Platteneinheiten, wenn die Platteneinheiten frei von defekten Blöcken sind; und

Lesen der Daten aus dem Speichermittel, nur wenn der Block, der jenen Daten entspricht, ein defekter Block von einer beliebigen der Platteneinheiten ist und wenn die Daten des defekten Blocks in dem Speichermittel existieren.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ferner der Schritt zum Konvertieren der Daten, die in paralleler Form aus den Platteneinheiten (1-1 bis 1-N+1, DISK1 bis DISKN+1) gelesen werden, in Daten in serieller Form vorgesehen ist, so daß die Daten in der seriellen Form von dem Arrayplattensystem ausgegeben werden.