JP2001195835A - 代替セクタの割付け方法、データ読出し方法、ディスクドライブ装置およびａｖデータの読出し書込み装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 代替セクタ内のデータを読出す際のパフォー
マンスの低下を防止する。 【解決手段】 セクタＡに対してデータａの書込み要求
がなされたが、セクタＡが不良セクタとなっているため
に、当該データは代替セクタ領域Ｘの代替セクタＡ'に
書込まれたとする。次にセクタＢに対してデータｂの書
込み要求がなされた場合に、リアサインを代替セクタＡ
に後続する代替セクタＢ'に対して行う。データｃにつ
いて書込み要求がなされた不良セクタＣも同様に代替セ
クタＣ'にリアサインする。したがって、連続するデー
タａ、ｂおよびｃは、同じ代替セクタ領域Ｘ内の連続す
るセクタＡ'、Ｂ'およびＣ'に書込まれることになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はハードディスクドラ
イブ等のディスクドライブ装置に関し、特に記録媒体の
データトラック上に欠陥セクタが存在したときに代替セ
クタにデータを高速で書込みまたは読出す技術に関し、
特にＡＶ（オーディオ・ビジュアル）データを取り扱う
のに好適な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ハードディスクドライブ装置は最も普及
しているコンピュータの外部記憶装置の一つである。ハ
ードディスクドライブ装置の記憶媒体であるハードディ
スク（磁気ディスクとも呼ばれる）は、周知のようにデ
ィスク表面を木の年輪状に分割したトラックをさらに放
射状に区切ったセクタをデータの記録最小単位としてい
る。ハードディスク外周になるほど線記録密度を高くと
ることができる。そこで現在ハードディスクのデータ記
録方式として主流をなすゾーン・ビット・レコーディン
グ（Zoned Bit Recording）方式では、全てのトラック
をいくつかのゾーンにグループ分けし、各ゾーン内では
線記録密度を一定とする。すると、セクタの長さは通常
５１２バイトであるから、ハードディスクの外周に近い
トラックほどセクタ数は多くなる。このトラックはつね
に正常なわけではなく、ハードディスク表面の外傷、塵
の付着等によりデータの読み書きができない不良セクタ
が存在することがある。ハードディスクの製造過程で不
良セクタが見いだされたときには、当該不良セクタに替
わる代替セクタが割付けられる。不良セクタは製造過程
で発生するとは限らず、製品出荷後の使用中に発生する
こともある。したがって、この場合にも当該不良セクタ
に替わる代替セクタが割付けられる。製品製造過程にお
ける代替セクタの割付けをアサイン（Assign）と呼び、
また、製品出荷後における代替セクタの割付けをリアサ
イン（Re-assign）と呼んでいる。

【０００３】代替セクタとなるべきセクタ群はハードデ
ィスクの特定の領域に配置されている。例えば、前述の
ゾーン・ビット・レコーディング方式の場合、各ゾーン
のディスク半径方向の内周側および外周側のトラック上
の特定領域に代替セクタのためのセクタ領域が設けられ
る。したがって、代替セクタと代替された元の正常なセ
クタとは同一のトラックに存在しないのが普通である。
よって、代替セクタに格納されたデータを読出す場合に
は、前記元のセクタが存在するトラックから同一ゾーン
の内周側または外周側のトラックまで磁気ヘッドアクチ
ュエータがシーク動作を行う必要がある。このシーク動
作はリアサインされた代替セクタからデータを読出す毎
に行われることになるので、データ読出しのために代替
セクタに対して連続的にアクセスする必要がある場合に
は、瞬間的なパフォーマンスの低下が生ずる。また、代
替セクタのリアサインは、不良セクタから最も距離の近
い前記セクタ領域の代替セクタに対して行われる。した
がって、前記ゾーンの半径方向中央部（以下、単にゾー
ンの中央部）に大きな欠陥が生じ、複数のセクタが不良
化したときには、代替セクタのリアサインは、同一ゾー
ン内の内周側および外周側の代替セクタ領域の両方に行
われることがある。そうすると、代替セクタからデータ
を読出す際に、内周側の代替セクタおよび外周側の代替
セクタの両者の間でシーク動作が必要となり、瞬間的な
パフォーマンス低下を助長する。特に、扱うデータがＡ
Ｖデータの場合には、瞬間的なパフォーマンス低下によ
り動画の瞬間的な停止、音飛びにつながるため、パフォ
ーマンスの低下は通常のコンピュータデータに比べて重
要視する必要がある。

【０００４】シーク動作によるパフォーマンスの低下に
対して従来から種々の提案がなされている。例えば、特
開平５−６６９９９号公報では、ハードディスク装置の
キャッシュメモリ内にハードディスクの代替セクタに記
録されているデータを格納して管理することを提案して
いる。このハードディスク装置は、ハードディスクの代
替セクタのデータを高速メモリであるキャッシュメモリ
に格納して管理し、そのデータを読出すときはアクセス
に時間のかかるハードディスクからではなく、当該デー
タを格納するキャッシュメモリにアクセスしようという
ものである。したがって、当該データの読出しを素早く
行うことができる。また、特開平１１−２３２０４６号
公報には、読出すべき代替セクタのデータに加えて当該
代替セクタに続く他の代替セクタに格納されたデータを
読出し、そのデータを代替セクタ用メモリに格納する方
法が開示されている。この方法によれば、複数存在する
代替セクタにその都度アクセスするのではなく、１度の
アクセスで複数の代替セクタに格納されたデータを読出
すのでアクセス回数が低減する。しかも、ハードディス
クはアクセス時間がミリ秒単位であるのに対し、メモリ
はナノ秒単位のアクセスが可能であるから、代替セクタ
からのデータの読出し時間を大幅に低減することができ
る。さらに、主に光磁気ディスクを対象として、不良セ
クタが存在したときに、従来の代替セクタとは別に、一
時的にデータを蓄積する予備記憶として半導体メモリか
らなるバッファ記憶部をドライブ内に設けることによ
り、欠陥救済処理を迅速に行うことのできる装置が特開
平８−１６７２５０号公報に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平５−６６９
９９号公報、特開平１１−２３２０４６号公報および特
開平８−１６７２５０号公報に開示された手法は、代替
セクタからのデータ読出し時間を短縮するのに有効な技
術である。しかし、前記特開平５−６６９９９号公報に
開示された技術は、ハードディスク上の全ての代替セク
タのデータをキャッシュメモリに前もって格納するもの
である。しかるに、近年のハードディスク装置の記憶容
量は非常に大きいため、全ての代替セクタのデータをキ
ャッシュメモリに格納することは現在では現実的な手法
とは言えない。また、特開平１１−２３２０４６号公報
に開示された技術は、メモリ装置が最適化したセクタ数
分だけ読出すことの記載はあるものの、具体的にどのよ
うに最適化して代替セクタからデータを読出すかの提案
がなされていない。さらに、特開平８−１６７２５０号
公報に開示された技術は、バッファ記憶部を別途設ける
必要があるが、このような新たな部品を設けることは製
品コストの上昇を招く。したがって、本発明は特開平８
−１６７２５０号公報のように代替セクタ内のデータを
格納するメモリを新たに設けることなく、つまりハード
ディスクドライブに新たなハード的な構成を付加するこ
となく、代替セクタ内のデータをより早く読出すことの
できる手法の提供を課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】ゾーンの中央部で不良セ
クタが複数発生したときに、例えばその複数の不良セク
タが所定の距離内にある場合には、これら不良セクタに
書込まれるデータは一連の関連性のあるデータである可
能性が強く、各々の不良セクタとゾーンの内周側および
外周側との距離にかかわらず、ゾーン内の内周側または
外周側のいずれか一方の代替セクタ領域の代替セクタに
リアサインすることが有効である。つまり、従来のよう
に不良セクタとゾーンの内周側または外周側までの距離
によって代替セクタをゾーンの内周側の代替セクタまた
は外周側の代替セクタにリアサインする方法によれば、
一連の関連性のあるデータがゾーンの内周側および外周
側の両方の代替セクタにリアサインされるために、その
データを読出す際にゾーンの内周側と外周側間でシーク
動作が必要となっていた。これに対して以上のように複
数の不良セクタ同士が所定の距離内にある場合に、内周
側または外周側の一方の代替セクタ領域内の代替セクタ
にリアサインすることとすれば、一連の関連性のあるデ
ータを代替セクタから読出す際にゾーンの内周側と外周
側をまたぐシーク動作は不要となる。つまり、代替セク
タからのデータ読出し処理を迅速に行うことができる。
以上では複数の不良セクタ同士が所定の距離、換言すれ
ば物理アドレスが隣接する場合に内周側または外周側の
一方側の代替セクタにリアサインする例で説明したが、
時間または論理アドレスを基準とすることもできる。つ
まり、１の代替セクタへのリアサインが発生してから次
の代替セクタへのリアサインが所定の時間内に発生した
ときには、これらリアサインを内周側または外周側の一
方側の代替セクタに行うことができる。また、リアサイ
ンされた不良セクタの論理アドレスと次にリアサインさ
れる不良セクタの論理アドレスとが隣接しているときに
は、これらリアサインを内周側または外周側の一方側の
代替セクタに行うこともできる。

【０００７】したがって本発明は、ゾーン・ビット・レ
コーディング方式の記録ディスクにおける代替セクタの
割付け方法であって、先行する代替セクタの割付けをゾ
ーン内の内周側または外周側のいずれかの代替セクタ領
域に行う第１のステップと、前記先行する代替セクタの
割付けの後に他の代替セクタの割付けが必要になった際
に、前記他の代替セクタが前記先行する代替セクタと所
定の関係を有している場合には、前記先行する代替セク
タの割付けが行われた前記ゾーン内の内周側または外周
側の代替セクタ領域と同一の代替領域に対して前記他の
代替セクタの割付けを行う第２のステップと、を備えて
いることを特徴とする代替セクタの割付け方法により前
記課題を解決する。本発明の代替セクタの割付け方法に
おいて、前記他の代替セクタの代替元のセクタが前記先
行する代替セクタの代替元のセクタの存在するゾーン内
に存在している場合に前記第２のステップを実行するこ
とができる。また本発明において、前記所定の関係を有
しているかは、前記先行する代替セクタの代替元のセク
タのアドレスと前記他の代替セクタの代替元のセクタの
アドレスとを比較することにより判断することができ
る。このアドレスとしては、物理アドレスと論理アドレ
スの両者を用いることができる。また、前記所定の関係
を有しているかは、前記先行する代替セクタの割付けか
ら前記他の代替セクタの割付けが必要になるまでの時間
に基づき判断することができる。つまり、当該データが
一連の関連性を有するデータか否かを見極める指標とし
てアドレスまたは時間を採用している。

【０００８】本発明では、以上の代替セクタの割付けを
より有効に活用するために、代替セクタが集合した代替
セクタ領域および正常セクタを有する記録ディスクから
のデータ読出し方法であって、読出し要求のあったデー
タを格納してある先行代替セクタにアクセスして当該デ
ータを読出す第１のステップと、次に読出し要求のあっ
たデータが格納されている正常セクタにアクセスするた
めの磁気ヘッドの回転待ち時間内に、前記先行代替セク
タに後続する代替セクタからデータを読出す第２のステ
ップと、その後に前記正常セクタにアクセスしてデータ
を読出す第３のステップとを備えたことを特徴とする記
録ディスクからのデータ読出し方法を提供する。本発明
データ読出し方法は、一つの代替セクタからデータの読
出しを行う際に、他の代替セクタからもデータをあらか
じめ読出してしまおうというものである。したがって、
代替セクタからデータを読出す度に代替セクタへのシー
ク動作を行う必要がないために代替セクタからのデータ
読出し速度を向上することができる。また、前述した本
発明代替セクタの割付け方法によって先行する代替セク
タと後続する代替セクタが同一ゾーン内の内周側または
外周側の同一の代替セクタ領域に対して行われている
と、本発明のデータ読出し方法は特に有効となる。つま
り、本発明代替セクタの割付け方法によれば、一群の関
連するデータとみなせるデータを格納する複数の代替セ
クタはゾーン内の内周側または外周側のいずれかに隣接
して存在することになるから、他の代替セクタからのデ
ータの読出しが迅速に行うことができる。本発明におい
て、前記第２のステップは、前記第１のステップでデー
タを読出した前記先行代替セクタから前記次に読出し要
求のあったデータが格納されている正常セクタへの磁気
ヘッドの回転所要時間とシーク時間とを比較し、回転所
要時間とシーク時間が同等でないと判断された場合に、
前記第２のステップを実行することが望ましい。

【０００９】本発明は以上で説明した代替セクタの割付
け方法を実行する以下のディスクドライブ装置を提供す
る。すなわち本発明のディスクドライブ装置は、代替セ
クタの集合である代替セクタ領域を有するランダムアク
セス可能なディスク状記録媒体と、先行して割付けされ
た代替セクタの位置を記憶する記憶部と、前記先行する
代替セクタの割付けに後続する代替セクタの割付けが規
定時間内に必要となるか否か判断する判断部と、前記判
断部で前記後続する代替セクタの割付けが規定時間内に
必要と判断した場合に、前記記憶部に記憶された代替セ
クタが位置する代替セクタ領域と一致する代替セクタ領
域に前記後続する代替セクタを割付けする指令部とを備
えたことを特徴とする。また本発明では、代替セクタを
有するランダムアクセス可能なディスク状記録媒体と、
先行して割付けされた代替セクタのアドレスを記憶する
記憶部と、前記先行する代替セクタの割付けの根拠とな
った第１不良セクタの物理アドレスと、前記先行する代
替セクタの割付けの後に代替セクタの割付けが必要と判
断された第２不良セクタの物理アドレスとが隣接するか
否か判断する判断部と、前記判断部が前記第１不良セク
タの物理アドレスと前記第２不良セクタの物理アドレス
が隣接していると判断した場合に、前記第２不良セクタ
の代替セクタのアドレスを前記記憶部に記憶された前記
アドレスに隣接して割付けする割付け部とを備えたこと
を特徴とするディスクドライブ装置が提供される。

【００１０】さらに本発明では、代替セクタを有するラ
ンダムアクセス可能なディスク状記録媒体と、先行して
割付けされた代替セクタの位置を記憶する記憶部と、前
記先行する代替セクタの代替元不良セクタの論理アドレ
スと、前記先行する代替セクタの後に代替セクタの割付
けが必要と判断された不良セクタの論理アドレスとが近
似しているか否か判断する判断部と、前記代替元不良セ
クタの論理アドレスと、前記代替セクタの割付けが必要
と判断された不良セクタの論理アドレスとが近似してい
ると前記判断部で判断した場合に、前記記憶部に記憶し
た代替セクタの位置の近傍に前記代替セクタの割付けが
必要と判断された不良セクタの代替セクタを割付けする
指令部と、を備えたことを特徴とするディスクドライブ
装置が提供される。以上の本発明ディスクドライブ装置
において、ランダムアクセス可能なディスク状記録媒体
の典型例としてハードディスクやフレキシブルディス
ク、光磁気ディスクがあり、したがって、本発明のディ
スクドライブ装置はハードディスクドライブに適用する
ことができる。ただし、これはあくまで適用例であっ
て、本発明を限定する根拠とはならない。

【００１１】次に本発明では、前述したデータ読出し方
法を実現するのに好適なディスクドライブ装置として、
正常セクタおよび代替セクタを含むランダムアクセス可
能なディスク状記録媒体と、前記ディスク状記録媒体か
らのデータ読出しを制御する読出し制御手段と、前記読
出し制御手段に基づき前記データを読出すヘッドとを備
えたディスクドライブ装置であって、前記読出し制御手
段は、１の代替セクタに格納してあるデータに対して読
出し指令があった場合に、前記１の代替セクタとは異な
る代替セクタからもデータを読出すように制御するとと
もに、前記異なる代替セクタからのデータ読出しは、次
に読出すべきデータが格納されている正常セクタに前記
ヘッドがアクセスするのに許容される時期まで実行させ
ることを特徴とするディスクドライブ装置が提供され
る。このディスクドライブ装置において、前記ディスク
状記録媒体は、円周方向に区切られたゾーン毎にデータ
記憶量が異なるとともに、各ゾーンの内周側および外周
側に代替セクタの集合である代替セクタ領域を有し、前
記異なる代替セクタは前記１の代替セクタが存在する前
記内周側または外周側のいずれかの代替セクタ領域に割
り当てることができる。

【００１２】以上の本発明をＡＶデータの読出しまたは
書込みに適用することが有効である。すなわち、ＡＶデ
ータにおいては瞬間的なパフォーマンスの低下が画像の
停止や音飛びにつながるため、代替セクタからのデータ
読出しの高速化の要求が強い。この要求に答えるＡＶデ
ータの読出し書込み装置として本発明は、ＡＶデータの
読出しまたは書込みの対象となるとともに、ゾーン・ビ
ット・レコーディング方式を採用したハードディスク
と、前記ハードディスクへのＡＶデータの書込みを制御
する書込み制御部と、前記ハードディスクからのＡＶデ
ータの読出しを制御する読出し制御部と、を備えたＡＶ
データの読出し書込み装置であって、前記ハードディス
クは、各ゾーン毎に代替セクタの集合である代替セクタ
領域を有しており、前記書込み制御部は、先行する代替
セクタの割付けとこれに後続する代替セクタの割付けが
発生した際に、前記後続する代替セクタへ書込まれるデ
ータと前記先行する代替セクタへ書込まれるデータとが
一連のＡＶデータ群を構成するデータとみなせるとき
に、前記後続する割付けを前記先行する割付けと同一の
代替セクタ領域に対して行い、前記読出し制御部は、前
記先行する割付けにより代替セクタに格納されたＡＶデ
ータの読出しが要求された場合に前記後続する割付けに
より代替セクタに格納されたＡＶデータも読出すように
指示する、ことを特徴とするＡＶデータの読出し書込み
装置を提案する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図面を参
照しつつ説明する。図１は本発明にかかるリアサイン方
法の１実施形態を説明する図である。図１（ａ）はゾー
ン・ビット・レコーディング方式を採用するハードディ
スクを示している。ハードディスクはゾーン１〜ゾーン
４に区切られている。なお、このゾーンの数は実際のハ
ードディスクを反映したものではない。ゾーン２の一部
拡大図を図１（ｂ）に示す。なお、この拡大図はリング
状のゾーン２を直線的に示している。図１（ｂ）におい
て、ゾーン２内の中央部のセクタＡ，ＢおよびＣに欠陥
があり、これらセクタＡ，ＢおよびＣが不良セクタとな
っているものとする。また、ゾーン２の内周側には複数
の代替セクタからなる代替セクタ領域Ｘが、また、外周
側には複数の代替セクタが集合した代替セクタ領域Ｙが
形成されている。

【００１４】まず、セクタＡに対してデータａの書込み
要求がなされたが、セクタＡが不良セクタとなっている
ために、当該データは代替セクタ領域Ｘの代替セクタ
Ａ'に書込まれたとする。次にセクタＢに対してデータ
ｂの書込み要求がなされた場合に、リアサインを代替セ
クタＡに後続する代替セクタＢ'に対して行う。データ
ｃについて書込み要求がなされた不良セクタＣも同様に
代替セクタＣ'にリアサインされる。したがって、連続
するデータａ、ｂおよびｃは、同じ代替セクタ領域Ｘ内
の連続するセクタＡ'、Ｂ'およびＣ'に書込まれること
になる。従来はシリンダから距離的に近い代替セクタ領
域内の代替セクタに対してリアサインを行うようにして
いるため、セクタＢに対してデータｂの書込み要求がな
された場合に、図１２に示すように、ゾーン２の内周側
の代替セクタ領域Ｙ内の代替セクタＢ"に対してリアサ
インを行うことになる。データｃについても同様に、セ
クタＣから近い代替セクタＣ"にリアサインを行う。し
たがって、連続するデータａ、ｂおよびｃは、データａ
については代替セクタ領域Ｘ内のセクタＡ'に書込ま
れ、データｂおよびｃについては同じ代替セクタ領域Ｙ
内の連続する代替セクタＢ"およびＣ"に書込まれること
になる。以上の本発明および従来のリアサイン方法によ
り書込まれたデータａ、ｂおよびｃを読出す場合の磁気
ヘッドのシーク動作を考える。本発明の図１（ｂ）によ
れば、データａ、ｂおよびｃが外周側の代替セクタ領域
Ｘに書込まれているので、磁気ヘッドのシークは最大で
ゾーン２の幅の１／２である。ところが、図１２の従来
のリアサイン方法によれば、ゾーン２の幅と同等の距離
をシークする必要がある。つまり、本発明によればデー
タ読出し時の磁気ヘッドのシーク距離を短くすることが
できることがわかる。なお、本発明のリアサイン方法の
対象となる複数の不良セクタの配置は図１の例に限らな
い。例えば、図１０に示すように同一トラックにおいて
互いに離れて存在する複数の不良セクタ、あるいは図１
１に示すように異なるトラックに存在する複数の不良セ
クタの配置であってもよい。

【００１５】次に、図２を参照しつつ本発明のデータ読
出し方法の１実施形態を説明する。図２はハードディス
ク上の一つのゾーンを示す図である。図中、Ａはリアサ
インの根拠となった不良セクタ、Ａ'は不良セクタＡに
ついてリアサインされた代替セクタ、Ｃ'およびＤ'は他
の不良セクタＣ、Ｄ（図示せず）についてリアサインさ
れた代替セクタ、およびＢはデータが書込まれている正
常セクタである。代替セクタＡ'、Ｃ'およびＤ'には各
々データａ、ｃおよびｄが書込まれ、セクタＢにはデー
タｂが書込まれている。いま、本来不良セクタＡに書込
まれるべきデータａに対して読出し要求があると、磁気
ヘッドはセクタＡから代替セクタＡ'へシークして書込
まれているデータａを読出す。なお、ハードディスクは
回転している。次に読出すべきデータｂはセクタＢに書
込まれているので、従来の方法によると、磁気ヘッドは
セクタＢの存在するトラックにシークし回転待ちを経た
後にセクタＢにアクセスしてデータｂを読込み、次いで
代替セクタＣ'にアクセスしてデータｃの読出し、代替
セクタＤ'にアクセスしてデータｄの読出しを実行す
る。つまり、データａ〜ｄを読出すためにハードディス
クは約２回転する必要がある。これに対して本発明は、
セクタＡ'へアクセスしてデータａを読出した後に、セ
クタＡ'の後方に位置する代替セクタＣ'およびＤ'から
未だ読出し要求のないデータｃおよびｄをあらかじめ読
出しておく。この読出し要求のない代替セクタに書込ま
れたデータを読出すことを、「先読み」と言うこととす
る。その後、磁気ヘッドは図２に示す軌跡、つまり回転
待ちを経た後にシークすることによってセクタＢにアク
セスしてデータｂを読出す。したがって、本発明のデー
タ読出し方法によれば、ハードディスクが約１回転する
間にデータａ〜ｄを読出すことができるので、従来に比
べてデータ読出しを迅速に行うことができる。

【００１６】以上の図２の例では代替セクタＡ'〜Ｄ'が
連続して配置してある例を示したが、例えば図３に示す
ような例もある。図３はセクタＢおよび代替セクタ
Ｃ'、Ｄ'の位置が異なる点を除けば図２の例と同様であ
る。図３において、はじめにデータａに対して読出し要
求があると、磁気ヘッドはセクタＡから代替セクタＡ'
へアクセスして書込まれているデータａを読出す。次の
読出し要求がセクタＢのデータｂに対してなされた場合
に、磁気ヘッドはセクタＢの存在するトラックにシーク
することなく代替セクタＡ'の存在するトラック上に位
置し、前記トラック上に存在する代替セクタＣ'に書込
まれているデータｃを読出す。データｃを読出した後に
磁気ヘッドはシークしてセクタＢに書込まれているデー
タｂを読出す。

【００１７】ここで、データ読出しについて図２の例と
異なる点は、代替セクタＤ'に書込まれているデータｄ
を読込まないことである。つまり、図３の例では代替セ
クタＤ'に書込まれているデータｄを読出すことにする
と、磁気ヘッドが代替セクタＤ'にアクセスしてデータ
ｄを読出した後にシークしたのではセクタＢへのアクセ
スが間に合わないためである。したがって、代替セクタ
Ｄ'にアクセスしてデータｄを読出すとセクタＢへアク
セスするためにハードディスクが約１回転する間待たな
ければならない。これでは本発明によるデータ読出しの
迅速化に反することになる。したがって、本発明では、
代替セクタに書込まれたデータを先読みするのは、次に
読出し要求のあるデータが書込まれているセクタにアク
セスするのに許容される時間、換言すれば回転待ち時間
内に限ることとしている。

【００１８】以下本発明をハードディスクドライブ装置
に適用した実施形態に基づき図面を参照しつつ説明す
る。図４は本実施形態にかかるハードディスクドライブ
装置を示すブロック図である。図４において、ハードデ
ィスクドライブ装置１（ＨＤＤ）は、ハードディスクコ
ントローラ（ＨＤＣ）とＭＰＵとからなるＨＤＣ／ＭＰ
Ｕ１０と、バッファ（ＢＵＦＦＥＲ）２０と、ディスク
・エンクロージャ（ＤＥ）３０とからなり、ＨＤＣ／Ｍ
ＰＵ１０はインターフェース（Ｉ／Ｆ）４０によりホス
ト５０につながっている。ＨＤＣ／ＭＰＵ１０のうち、
ＨＤＣ１１は、ホスト・インターフェイス・コントロー
ラ（ＨＩＣ）１２と、メモリ・マネージャ（ＭＭ）１３
と、ドライブ・コントローラ（ＤＶ）１４とを備えてい
る。ＨＤＣ１１とＭＰＵ１５とは図４のように接続さ
れ、その間にＲＯＭ１６が介在している。ＤＥ３０内に
は、データを記録するハードディスクおよびハードディ
スクへのデータの書込み、読出しを行う磁気ヘッドが配
置されている。なお、ハードディスクおよび磁気ヘッド
の記載は省略している。このＨＤＤ１は、データの書込
みを行うときは、ホスト５０からＩ／Ｆ４０を介して転
送されてくるデータがＨＩＣ１２、ＭＭ１３を経由して
一旦ＢＵＦＦＥＲ２０に格納される。このＢＵＦＦＥＲ
２０は前記ハードディスクの代替セクタから読出された
データを格納するリアサインデータバッファ２０ａを備
えている。一旦格納されたデータは、その後、ＭＰＵ１
５の指示によりＭＭ１３、ＤＶ１４を経由してＤＥ３０
内の前記ハードディスクに書込まれる。ハードディスク
に格納されたデータを読出すときは、ＭＰＵ１５の指示
により、ＤＶ１４、ＭＭ１３を経由して一旦ＢＵＦＦＥ
Ｒ２０に格納され、その後、ＭＭ１３、ＨＩＣ１２を経
由して、ホスト５０に出力される。したがって、以下説
明する本発明の代替セクタの割付け方法およびデータの
読出し方法は、ＲＯＭ１６に格納されたファームウェア
をＭＰＵ１５が解釈実行することにより実現される。

【００１９】以上のハードディスクドライブ装置１を用
いて本発明のリアサイン方法およびデータの読出し方法
のより具体的な実施形態を説明する。なお、この実施形
態は、初期化処理、リアサイン発生時の処理およびリア
サインされたデータを代替セクタから読出すときの処理
から構成されている。そしてこれら処理の各々流れは、
図５〜図７のフローチャートに示してある。なお、図５
〜図７に用いられている用語を、以下の通り定義してお
く。 ・PDLAR（Previous Defect Logical Address Register) 一つ前のリアサイン元セクタの論理アドレスを示すレジ
スタ。 ・PDPAR (Previous Defect Physical Address Resiste
r) 一つ前のリアサイン元セクタの物理アドレスを示すレジ
スタ。 ・PRTR (Previous Reassign Time Resister) 一つ前のリアサインから現在までの時刻を示すレジス
タ。内部タイマーにより時刻とともに値が増加する。０
を初期値とし、レジスタがオーバーフローすれば最大値
を保持する。あるいは最大値を初期値とし、時刻ととも
に減少するようにしても良い。アンダーフローすれば最
小値を保持する。本実施の形態では前者を採用してい
る。 ・PRAR (Previous Reassign Address Resister) 一つ前のリアサイン先の論理アドレスまたは物理アドレ
スを示すレジスタ。 ・LBA(Logical Block Address) 現在の（この場合エラーが発生した）セクタの論理アド
レス。 ・CHS(Cylinder Head Sector) 現在の（この場合エラーが発生した）セクタの物理アド
レス。

【００２０】＜初期化処理＞図５に示すように、初期化
処理として、ステップ１０１（図５ではＳ１０１、以下
同じ）において、ハードディスク内のレジスタに格納さ
れているPDLAR, PDPAR, PRTR, PRARをクリアする。PRTR
は、クリア時に初期値０となり、その後時刻の経過と
ともに増加することになる。次に、ステップ１０２にお
いて、リアサインデータバッファ２０ａ内に格納されて
いるリアサインデータ（代替セクタから読出されたデー
タ、以下同じ）をクリアする。

【００２１】＜リアサイン発生時の処理＞ハードディス
ク上のセクタに欠陥があるためにリアサインが必要にな
ると、ステップ２０１（図６ではＳ２０１、以下同じ）
において、PDPARが位置するゾーンとCHSが位置するゾー
ンが一致するか否かを判断する。つまり、一つ前のリア
サイン元のセクタと今回エラーが生じてリアサインの対
象となる、つまりリアサイン元のセクタとが同一のゾー
ンにあるか否かを判断する。一つ前のリアサイン元のセ
クタと今回のリアサイン元のセクタとが異なるゾーンに
位置している場合には、それぞれのセクタに書込まれる
べきデータ、例えばＡＶデータに相互の関連性がなく、
本発明のリアサイン方法を適用する意味が少ないからで
ある。同一のゾーンにある場合にはステップ２０２に進
み、同一のゾーン内になければステップ２０５に進む。

【００２２】ステップ２０２では、PRTRが規定値以下か
否かの判断を行う。つまり、一つ前のリアサインから現
在までの時間が規定値以下か否か判断する。規定値以下
であれば一つ前のリアサイン元のセクタに書込まれるべ
きであったデータと今回リアサインの対象となるセクタ
に書込まれるべきデータとの間に関連性がある、つまり
一連のデータ群を構成するものとみなして、本発明のリ
アサイン方法の対象とする。PRTRが規定値以下の場合に
はステップ２０６に進み、規定値を超えている場合には
ステップ２０３に進む。ステップ２０３では、PDLARとL
BAとが近いか否か判断する。つまり、一つ前のリアサイ
ン元のセクタの論理アドレスと今回のリアサイン元のセ
クタの論理アドレスの互いの差が規定値の範囲内か否か
判断する。規定値の範囲内であれば、一つ前にリアサイ
ンの対象となったセクタに書込まれるべきであったデー
タと今回リアサインの対象となるセクタに書込まれるべ
きデータとの間に関連性があるとみなして、本発明リア
サイン方法の対象とする。PDLARとLBAとの相互の差が規
定値以下と判断された場合にはステップ２０６に進み、
規定値を超えていると判断された場合にはステップ２０
４に進む。

【００２３】ステップ２０４では、PDPARとCHSとが近い
か否か判断する。つまり、一つ前にリアサインの対象と
なったセクタと今回リアサインの対象となったセクタの
物理アドレスについて、C（シリンダ番号）,H（ヘッド
番号）,S（セクタ番号）それぞれの互いの差が規定値の
範囲内か否か判断する。規定値の範囲内であれば、ステ
ップ２０３と同様に、一つ前のリアサイン元のセクタに
書込まれるべきであったデータと今回のリアサイン元の
セクタに書込まれるべきデータとの間に関連性があると
みなして、本発明のリアサイン方法の対象とする。PDPA
RとCHSとの相互の差が規定値以下と判断された場合には
ステップ２０６に進み、規定値を超えていると判断され
た場合にはステップ２０５に進む。ステップ２０５では
通常のリアサイン処理が行われる。つまり、不良セクタ
の存在するシリンダが位置するゾーンのうち、内周側か
外周側のどちらか近いほうのリアサイン領域にリアサイ
ンする。リアサインする具体的なアドレスは、アクセス
時間やリアサインのために確保された記憶エリアの空き
状況などにより決定する。

【００２４】ステップ２０６では、PRARから規定範囲内
の後方にアドレスに空きがあるか否か判断する。つま
り、一つ前のリアサイン先の代替セクタの論理アドレス
または物理アドレスに隣接するアドレスに空きがあるか
否か判断する。ここで、後方とは、ハードディスクの回
転の関係で磁気ヘッドが後にアクセスする方向をいう。
また、ここでいう隣接とは、物理的に隣同士の関係に限
定されるものではない。空きがある場合には、ステップ
２０７に進み、リアサイン先のアドレスをPRARの規定範
囲内後方にに割付けし、リアサインする。このリアサイ
ンが本発明のリアサイン方法になる。リアサイン後には
ステップ２０８に進む。一方、空きがない場合には、ス
テップ２０５に進み、通常のリアサイン処理にしたがっ
て、データの書込みが行われる。通常のリアサイン処理
または本発明のリアサイン処理の後には、ステップ２０
８において事後処理が行われる。この事後処理として、
まずPRTRをクリアして、初期値０とする。また、PDLAR
にLBAを、PDPARにCHSをセットする。つまり、一つ前の
リアサインの対象となったセクタの論理アドレスおよび
物理アドレスが、今回リアサインの対象となったセクタ
の論理アドレスおよび物理アドレスに更新される。以上
によりリアサインに関する一連の処理が終了する。

【００２５】＜リアサインデータの読出し処理＞リアサ
インされたデータを代替セクタから読出すときの処理を
図７に基づき説明する。リアサイン先のデータに対して
アクセス要求が発生すると、ステップ３０１（図７では
Ｓ３０１、以下同じ）においてリアサインデータバッフ
ァ２０ａ（図７では単にバッファと記載、以下同じ）に
該当アドレスのデータがあるか否か確認する。該当アド
レスのデータがあると判断した場合にはステップ３０８
において当該データをホスト５０に転送した後に、ステ
ップ３０７に進む。一方、該当アドレスのデータがない
と判断した場合には、ステップ３０２に進み、リアサイ
ン先の代替セクタにアクセスして当該データを読出す。
データ読出しの後に、ステップ３０３に進む。

【００２６】ステップ３０３およびステップ３０４は、
ステップ３０２において代替セクタからデータを読出し
た後に、次に読出し要求のあるデータを該当するセクタ
から読出すか、または前記代替セクタに後続する代替セ
クタからデータを読出すかのいずれを行うか判断するた
めのステップである。ステップ３０３では、ステップ３
０２でアクセスした代替セクタから、次にアクセス要求
のあった物理アドレスが付与されたセクタへシークする
までの予想時間および回転所要時間を算出する。次い
で、ステップ３０４では、算出されたシーク予想時間と
回転所要時間とが同等か否かを判断する。以上のステッ
プ３０３および３０４における処理を図８および図９を
用いて説明する。図８および図９において、αはすでに
データが読出された代替セクタ、βは次に読出し要求の
あるデータが格納されたセクタである。また、代替セク
タαの存在するトラックからセクタβの存在するトラッ
クに磁気ヘッドがシークするための予想時間をＴｓで示
している。さらに、ハードディスクが回転することによ
り当初セクタβが位置していた半径上へ代替セクタαに
位置していた磁気ヘッドが到達するまでの時間、つまり
磁気ヘッドの回転所要時間をＴｒとする。シーク予想時
間Ｔｓ（以下単にシーク時間）は、トラックの間隔およ
び磁気ヘッドのシーク速度により求めることができる。
また、回転所要時間Ｔｒは代替セクタαとセクタβのな
す角度θおよびハードディスクの回転速度から求めるこ
とができる。

【００２７】図８はシーク予想時間と回転所要時間とが
同等の例を示している。この場合、代替セクタαからデ
ータを読出した後に、セクタβにアクセスしてデータを
読出す。図９は同等でない例を示しており、図９（ａ）
はシーク時間に比べて回転所要時間が長い場合を、ま
た、図９（ｂ）はシーク時間に比べて回転所要時間が短
い例を示している。図９（ａ）の場合は、セクタβにア
クセスするまでの時間的余裕があると言えるから、この
時間、つまり回転待ち時間内に他の代替セクタからデー
タを先読みすることができる。また、図９（ｂ）の場合
は、代替セクタαからデータを読出した直後に直接セク
タβにアクセスすることができず、ハードディスクが１
回転経過した後にアクセスすることになる。したがっ
て、この１回転を行っている間、つまり回転待ち時間内
に他の代替セクタからデータを読出すことができる。つ
まり、図９（ａ）、（ｂ）の場合には、無駄な時間を費
やすことなく他の代替セクタからデータを先読みするこ
とができる。これに対して図８の例では、代替セクタα
からデータを読出した後に他の代替データを読出すこと
にすると、セクタβへの磁気ヘッドのアクセスが不必要
に遅れてしまうことになるのである。なお、同等である
か否かは、０≦Ｔｒ−Ｔｓ＜Ｔ₀（Ｔ₀は所定値）を満た
すか否かで判断してもよい。

【００２８】ステップ３０４で、算出されたシーク時間
と回転所要時間とが同等か否かを判断て、同等でないと
判断された場合にはステップ３０５に進む。同等と判断
された場合には、ステップ３０９に進み、次にアクセス
要求のあった物理アドレスが付与されたセクタからデー
タを読出す。ステップ３０５では、リアサインデータバ
ッファ２０ａに空きがあるか否か確認する。空きがない
場合にはステップ３０９に進み、次にアクセス要求のあ
った物理アドレスが付与されたセクタからデータを読出
す。空きがある場合には、後続の代替セクタからデータ
を読出し、リアサインデータバッファ２０ａに格納す
る。ステップ３０７において、代替セクタから後続のリ
アサインデータを読出している過程における回転待ち時
間を連続的に計算する。回転待ち時間がゼロになると代
替セクタからのリアサインデータの読出しを完了し、次
にアクセス要求のあった物理アドレスが付与されたセク
タからデータを読出す。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の不良セクタについて、ゾーンの内周側または外周
側の一方の側の代替セクタにリアサインするので、一連
の関連性のあるデータを代替セクタから読出す際にゾー
ンの内周側と外周側間のシーク動作を行う必要がない。
また、本発明は、一つの代替セクタから読出し要求のあ
ったデータの読出しを行う際に、読出し要求のなされて
いないデータを他の代替セクタから先読みすることとし
たので、後に他の代替セクタへアクセスする必要がなく
なる。したがって、本発明によれば、一連の関連性のあ
るデータを読出す際にパフォーマンスの低下を招くこと
がなく、例えばＡＶデータの読出しにおいて、動画の瞬
間的な停止および音飛びを防止することができる。しか
も本発明は従来のハードディスクドライブ装置に新たな
ハードウェア構成を付加する必要がないため、コスト的
にも有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるリアサイン方法の１実施形態を
示す図である。

【図２】 本発明によるデータ読出し方法の１実施形態
を示す図である。

【図３】 本発明によるデータ読出し方法の１実施形態
を示す図である。

【図４】 本発明によるハードディスクドライブ装置の
１実施形態を示す図である。

【図５】 本発明による初期化処理の１実施形態を示す
フローチャートである。

【図６】 本発明によるリアサイン方法の１実施形態を
示すフローチャートである。

【図７】 本発明によるデータ読出し方法の１実施形態
を示すフローチャートである。

【図８】 シーク時間と回転待ち時間の関係を示す図で
ある。

【図９】 シーク時間と回転待ち時間の関係を示す図で
ある。

【図１０】 本発明によるリアサイン方法の他の実施形
態を示す図である。

【図１１】 本発明によるリアサイン方法の他の実施形
態を示す図である。

【図１２】 従来のリアサイン方法を示す図である。

【符号の説明】

１…ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）、１０…Ｈ
ＤＣ／ＭＰＵ、１１…ＨＤＣ、１２…ホスト・インター
フェイス・コントローラ（ＨＩＣ）、１３…メモリ・マ
ネージャ（ＭＭ）、１４…ドライブ・コントローラ（Ｄ
Ｖ）、１５…ＭＰＵ、１６…ＲＯＭ、２０…バッファ
（ＢＵＦＦＥＲ）、３０…ディスク・エンクロージャ
（ＤＥ）、４０…インターフェース（Ｉ／Ｆ）、５０…
ホスト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 秀夫 神奈川県藤沢市桐原町１番地 日本アイ・ ビー・エム株式会社 藤沢事業所内 (72)発明者 金丸 淳 神奈川県藤沢市桐原町１番地 日本アイ・ ビー・エム株式会社 藤沢事業所内 Ｆターム(参考） 5D044 BC01 CC04 DE03 DE38 DE62 DE64 DE76 DE91

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゾーン・ビット・レコーディング方式の
   記録ディスクにおける代替セクタの割付け方法であっ
   て、 先行する代替セクタの割付けをゾーン内の内周側または
   外周側のいずれかの代替セクタ領域に行う第１のステッ
   プと、 前記先行する代替セクタの割付けの後に他の代替セクタ
   の割付けが必要になった際に、前記他の代替セクタが前
   記先行する代替セクタと所定の関係を有している場合に
   は、前記先行する代替セクタの割付けが行われた前記ゾ
   ーン内の内周側または外周側の代替セクタ領域と同一の
   代替領域に対して前記他の代替セクタの割付けを行う第
   ２のステップとを備えていることを特徴とする代替セク
   タの割付け方法。
2. 【請求項２】 前記他の代替セクタの代替元のセクタが
   前記先行する代替セクタの代替元のセクタの存在するゾ
   ーン内に存在している場合に前記第２のステップを実行
   することを特徴とする請求項１に記載の代替セクタの割
   付け方法。
3. 【請求項３】 前記所定の関係を有しているかは、前記
   先行する代替セクタの代替元のセクタのアドレスと前記
   他の代替セクタの代替元のセクタのアドレスとを比較す
   ることにより判断することを特徴とする請求項１に記載
   の代替セクタの割付け方法。
4. 【請求項４】 前記所定の関係を有しているかは、前記
   先行する代替セクタの割付けから前記他の代替セクタの
   割付けが必要になるまでの時間に基づき判断することを
   特徴とする請求項１に記載の代替セクタの割付け方法。
5. 【請求項５】 代替セクタが集合した代替セクタ領域お
   よび正常セクタを有する記録ディスクからのデータ読出
   し方法であって、 読出し要求のあったデータを格納してある先行代替セク
   タにアクセスして当該データを読出す第１のステップ
   と、 次に読出し要求のあったデータが格納されている正常セ
   クタにアクセスするための磁気ヘッドの回転待ち時間内
   に、前記先行代替セクタに後続する代替セクタからデー
   タを読出す第２のステップと、 その後に前記正常セクタにアクセスしてデータを読出す
   第３のステップとを備えたことを特徴とする記録ディス
   クからのデータ読出し方法。
6. 【請求項６】 前記先行代替セクタと前記後続する代替
   セクタは、同一の代替セクタ領域内に存在することを特
   徴とする請求項５に記載のデータ読出し方法。
7. 【請求項７】 前記第２のステップは、 前記第１のステップでデータを読出した前記先行代替セ
   クタから前記次に読出し要求のあったデータが格納され
   ている正常セクタへの磁気ヘッドの回転所要時間とシー
   ク時間とを比較し、前記回転所要時間と前記シーク時間
   が同等でないと判断された場合に、前記第２のステップ
   を実行することを特徴とする請求項５に記載のデータ読
   出し方法。
8. 【請求項８】 代替セクタの集合である代替セクタ領域
   を有するランダムアクセス可能なディスク状記録媒体
   と、 先行して割付けされた代替セクタの位置を記憶する記憶
   部と、 前記先行する代替セクタの割付けに後続する代替セクタ
   の割付けが規定時間内に必要となるか否か判断する判断
   部と、 前記判断部で前記後続する代替セクタの割付けが規定時
   間内に必要と判断した場合に、前記記憶部に記憶された
   代替セクタが位置する代替セクタ領域と一致する代替セ
   クタ領域に前記後続する代替セクタを割付けする指令部
   とを備えたことを特徴とするディスクドライブ装置。
9. 【請求項９】 代替セクタを有するランダムアクセス可
   能なディスク状記録媒体と、 先行して割付けされた代替セクタのアドレスを記憶する
   記憶部と、 前記先行する代替セクタの割付けの根拠となった第１不
   良セクタの物理アドレスと、前記先行する代替セクタの
   割付けの後に代替セクタの割付けが必要と判断された第
   ２不良セクタの物理アドレスとが隣接するか否か判断す
   る判断部と、 前記判断部が前記第１不良セクタの物理アドレスと前記
   第２不良セクタの物理アドレスが隣接していると判断し
   た場合に、前記第２不良セクタの代替セクタのアドレス
   を前記記憶部に記憶された前記アドレスに隣接して割付
   けする割付け部とを備えたことを特徴とするディスクド
   ライブ装置。
10. 【請求項１０】 代替セクタを有するランダムアクセス
    可能なディスク状記録媒体と、 先行して割付けされた代替セクタの位置を記憶する記憶
    部と、 前記先行する代替セクタの代替元不良セクタの論理アド
    レスと、前記先行する代替セクタの後に代替セクタの割
    付けが必要と判断された不良セクタの論理アドレスとが
    近似しているか否か判断する判断部と、 前記代替元不良セクタの論理アドレスと、前記代替セク
    タの割付けが必要と判断された不良セクタの論理アドレ
    スとが近似していると前記判断部で判断した場合に、前
    記記憶部に記憶した代替セクタの位置の近傍に前記代替
    セクタの割付けが必要と判断された不良セクタの代替セ
    クタを割付けする指令部とを備えたことを特徴とするデ
    ィスクドライブ装置。
11. 【請求項１１】 正常セクタおよび代替セクタを含むラ
    ンダムアクセス可能なディスク状記録媒体と、前記ディ
    スク状記録媒体からのデータ読出しを制御する読出し制
    御手段と、前記読出し制御手段に基づき前記データを読
    出すヘッドとを備えたディスクドライブ装置であって、 前記読出し制御手段は、 １の代替セクタに格納してあるデータに対して読出し指
    令があった場合に、前記１の代替セクタとは異なる代替
    セクタからもデータを読出すように制御するとともに、 前記異なる代替セクタからのデータ読出しは、次に読出
    すべきデータが格納されている正常セクタに前記ヘッド
    がアクセスするのに許容される時期まで実行させること
    を特徴とするディスクドライブ装置。
12. 【請求項１２】 前記ディスク状記録媒体は、円周方向
    に区切られたゾーン毎にデータ記憶量が異なるととも
    に、各ゾーンの内周側および外周側に代替セクタの集合
    である代替セクタ領域を有し、前記異なる代替セクタは
    前記１の代替セクタが存在する前記内周側または外周側
    のいずれかの代替セクタ領域に割り当てられることを特
    徴とする請求項１１に記載のディスクドライブ装置。
13. 【請求項１３】 ＡＶデータの読出しまたは書込みの対
    象となるとともに、ゾーン・ビット・レコーディング方
    式を採用したハードディスクと、前記ハードディスクへ
    のＡＶデータの書込みを制御する書込み制御部と、前記
    ハードディスクからのＡＶデータの読出しを制御する読
    出し制御部と、を備えたＡＶデータの読出し書込み装置
    であって、 前記ハードディスクは、各ゾーン毎に代替セクタの集合
    である代替セクタ領域を有しており、 前記書込み制御部は、先行する代替セクタの割付けとこ
    れに後続する代替セクタの割付けが発生した際に、前記
    後続する代替セクタへ書込まれるデータと前記先行する
    代替セクタへ書込まれるデータとが一連のＡＶデータ群
    を構成するデータとみなせるときに、前記後続する割付
    けを前記先行する割付けと同一の代替セクタ領域に対し
    て行い、 前記読出し制御部は、前記先行する割付けにより代替セ
    クタに格納されたＡＶデータの読出しが要求された場合
    に前記後続する割付けにより代替セクタに格納されたＡ
    Ｖデータも読出すように指示することを特徴とするＡＶ
    データの読出し書込み装置。