JP2003208761A

JP2003208761A - ディスク装置

Info

Publication number: JP2003208761A
Application number: JP2002003622A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ogawa; 仁小川; Tatsuya Hirai; 達哉平井; Seiichi Domyo; 誠一道明
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】ヘッドの移動時間を最小にするようなデータ
セクタ番号生成を行い、ディスク装置の性能向上を図
る。【解決手段】エラー訂正個数が増えてまもなく不良セ
クタになりそうと判定されたセクタを、そのセクタ情報
を交代先セクタにskip処理で割り当てて、しかも、直せ
る限り不良セクタを使い続ける。また、その不良セクタ
に書き込みがきた場合、不良セクタをslip処理に置き換
え、書き込みセクタのslip数に等しい後ろから数えたセ
クタ数分だけ、skip先に格納するようにし、不良セクタ
発生時の交代先セクタ置き換えを、skip処理でデータア
クセス時間が増大することを防いで実現する。これによ
り、読み出し時の読み出し性能、書き込み時のヘッドの
skip先への移動量を削減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスク装置に係
り、特に、ヘッドがデータセクタにアクセスするときに
ヘッドの移動を伴う不良データセクタが含まれる場合
に、ヘッドの移動時間を最小にするようなデータセクタ
番号生成を行うディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスク装置は、近年、小型化、高速
化、高機能化、低価格化が急速に進んでいる。そして、
大容量化により記録媒体の単位面積当たりの記録密度が
向上し、現在１インチ平方当たり１０Gbitを超えるよう
になってきている。このような高密度記録装置は、セク
タとして使用することができない不良セクタ（これをde
fectセクタと呼ぶ）が数多く発生してくる。通常、装置
容量当たりのdefectセクタ数は、最大０．０５％程度以
下である。この不良率を現在売れ筋の３．５インチディ
スク装置の容量である４０ＧＢ程度に当てはめてみる
と、最大defectセクタ数は、４０ＧＢ×０．０５％／５
１２Byte＝約４００００セクタとなる。現在、ディスク
装置の記録密度の容量推移は年２倍のペースのため、１
年後には、defectセクタ数は１０万セクタ弱になる。

【０００３】一般に、ディスク装置は、従来より前述し
たようなdefectセクタの発生を考慮して予備セクタを用
意している。そして、ディスク装置は、defectセクタを
未使用セクタとして避ける処理をしながらホストからの
データの読み書きを行っている。この処理をdefectセク
タ処理という。

【０００４】図１１は従来技術によるdefectセクタを含
んだセクタ配置を説明する図、図１２はdefect管理情報
について説明する図であり、以下、従来技術によるdefe
ctセクタ処理について説明する。

【０００５】ディスク装置は、データを媒体７０１上の
セクタ内に記録する。媒体は、容量を増やすテクニック
として常套手段であるZone bit Recordingを使用するこ
とが普通である。図１１に示す例においても、媒体上
に、Zone0 ７０２、Zone1 ７０３、Zone2 ７０４の３つ
のZoneがあるものとして図示している。これらの各Zone
内には、円周上に複数のセクタからなる複数のトラック
７０６〜７１０が存在する。図１１に示す例では、Zone
1 内の具体的なトラックをトラック７０６〜７１０で示
している。そして、図１１に示す例では、１つのトラッ
クに０〜Ａの（Ａ＋１）個のセクタがあり、Zone1 内１
内には、ｍトラックからｍ＋ｎトラックの（ｎ＋１）個
のトラックが存在するものとして示している。また、ト
ラックＬ７１０は、同じZone1 内のあるdefectセクタを
置き換える交代トラックである。さらに、隣接トラック
間には、ヘッドが現状トラックの最終セクタを処理した
後、次セクタを処理するためにヘッドの移動時間がちょ
うど終わる直後に先頭セクタがくるようにSkewが付けら
れるとして図示している。説明している例の場合、Skew
値が２セクタであるとしている。

【０００６】前述したように、媒体上のセクタに１つず
つ物理セクタ番号が割り当てられるが、セクタには、前
述で説明したように、defectセクタとして使用すること
ができないものがある。このようなセクタは、その番号
を正常な別セクタで置き換える必要がある。この置き換
えの方法には、セクタの位置を１つずらしこむslip処理
７１１と呼ばれる方式と、別領域で置き換えるskip処理
７１２と呼ばれる方式の２つの方式がある。このよう
に、セクタを特定するためには、ディスク装置の先頭か
ら割り付けられたディスク物理番号（ディスク物理ＣＨ
Ｓ番号と呼ぶ）をslip、skip数を考慮して特定する必要
がある。このため、ディスク装置内に設けられているＭ
ＰＵは、ホストが指定してきたホスト論理ＣＨＳ番号
（Logical Block Address：LBAと呼ぶ）からディスク物
理ＣＨＳ番号を求めている。また、該当トラックにヘッ
ドが位置づいた後に、該当トラックのslip、skip処理を
行うためのdefect管理情報を利用してセクタ番号制御が
行われる。

【０００７】例えば、図１１に示したようなセクタ配置
において、ホストの指定してきたセクタがｍ＋ｎトラッ
ク上に存在する場合を考える。ここで、物理的にINDEX
の存在するセクタは、skew値が２であることにより、Ａ
−２ｎ番地になる。図ではＡ−２ｎ＝Ｂとおいて示して
いる。いま、（Ｂ−４）セクタからセクタの読み書きを
するものとし、ヘッドが（Ｂ−４）セクタに到達する
と、（Ｂ−４）セクタの処理を行う。この次に（Ｂ−
３）セクタ以降の処理を行うことになるが、（Ｂ−３）
セクタから２セクタ続けてdefectセクタで、かつ、交代
が割り当ててあるskipセクタであることを、予め装置内
に用意されているdefect管理情報（図１２参照）から知
ることができる。また、前述の（Ｂ−３）セクタは、Ｌ
トラック上に置き換えられていることが判るので、Ｌト
ラックの該当するＣセクタから２セクタ分のアクセスを
することができる。これが終わると、元のｍ＋ｎトラッ
クの（Ｂ−１）セクタ以降のアクセス処理に戻ることに
なる。そして、（Ｂ＋１）セクタまでの処理が終わる
と、図１２に示すdefect管理情報から、（Ｂ＋２）はde
fectセクタで、slip処理であることが判る。従って、こ
のセクタの処理は何も行わず、次の（Ｂ＋３）セクタの
処理に移ることになる。

【０００８】前述のように、defect処理を行うために
は、事前に用意されているdefect管理情報から今回ヘッ
ドがアクセスするトラックの情報を探し出してセクタの
アクセス制御を行う。一般に、slip処理は、ディスク装
置製造時に発見されたdefectセクタを避ける処理であ
る。このslip処理は、アクセスする正常セクタ番号がde
fectセクタの前後でつながっており、ヘッドのトラック
移動等を含まないためアクセス遅延が最小で済む。これ
に対して、skip処理は、ディスク装置をユーザが使用中
に発生したdefectセクタに対する処理で、通常、defect
セクタのみを予備セクタに割り当てるため、ヘッドの移
動を伴うことが多い。この場合、セクタの置き換えは容
易であるが、ヘッドの移動が伴うことになり、アクセス
時間がかかることになる。

【０００９】最初に説明したように、ディスク装置の大
容量化が進むにつれ、装置当たりのdefectセクタ数が増
加し、これをskip処理で対応すると交代先セクタへのヘ
ッドの動きまわりからアクセス性能が劣化が顕著になっ
てくる。この対策に関する従来技術として、例えば、特
開平１１−５３８４２号公報等に記載された技術が知ら
れている。この従来技術は、トラック毎に予備セクタを
設けておき、defectセクタが同一トラック内の予備セク
タで置き換えができない場合、隣接トラックの予備セク
タをも利用してデータセクタの連続性を保とうとするも
のである。この従来技術は、これにより、交代セクタ処
理をslip処理で行うため、ヘッドのトラック間移動によ
る無駄なヘッド移動時間を防ぐことができアクセス時間
の劣化を防ぐことができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述した公報に記載の
従来技術は、ディスク装置の工場出荷後における後発不
良セクタ発生時にもslip処理を行うため、予備セクタを
利用した不良セクタをさけたセクタ番号の振り直しが必
要である。この場合、セクタ番号をふり直すため、正常
セクタに格納されているデータを移動させて、論理的つ
ながりを直さなけらばならないという問題点を生じる。

【００１１】また、最近のディスク装置は、予備セクタ
をトラック毎に確保するよりは、ま．とめてトラック単
位で持つことも多い。このような最近のディスク装置
は、予備セクタの削減や、セクタ単位の交代処理や、不
良セクタの多い、または、サーボセクタ不良でトラック
として使うことが難しいトラックをそのままま置き換え
る交代トラック処理先として使うこともできる。このた
め、前述した公報に記載されたように、slip処理で対応
しようとする従来技術は、多量の正常データセクタの情
報を移動させなければならず、置き換え処理に時間がか
かり現実的という問題点を生じる。とくに、電池駆動で
動作するようなモバイル環境で使われているディスク装
置は、最高性能重視のためにセクタの並べ換えをするの
は現実的ではない。

【００１２】また、前述の従来技術は、ディスク装置が
slip処理を行っている最中に、ホストからのディスク装
置のアクセスコマンドの処理を並行して行わなければな
らず、ディスク装置への発行コマンド間隔が短くなって
きた場合、処理がしきれなくなる可能性があるという問
題点を有している。

【００１３】また、ディスク装置がＡＶ(Audio/Video）
情報を扱うようになってくると、これらのデータは、連
続セクタ番号で応答時間を守るようにアクセスされてく
るので、連続アクセス性能（シーケンシャルアクセス性
能という）が重視されるようになり、従来のＰＣ向けの
場合のように、アクセス時間よりも正しいデータが読み
書きできればよいと言うわけにいかなくなる。

【００１４】また、一方、最近では、ディスク装置にＡ
Ｖ情報をアクセスするための専用コマンドを設けようと
いう機運が高まっている。この専用コマンドとして、例
えば、ＡＮＳＩＴ１３委員会で討議されているディス
ク装置のコマンド仕様において、ＡＴＡ／ＡＴＡＰＩ−
６ revision 1e(２００１／６公開）として決められた
ものが知られている。ここで規定されたＡＶコマンド
は、コマンドに対する処理時間規定があり、たとえ読み
出しエラーが発生した場合でも、従来のようにあらゆる
手段を使って値を復活しようと試みるのではなく、指定
時間以内に訂正処理が間に合わなければそのままエラー
を持つデータをホストに送ってよいとなっている。

【００１５】そこで、本発明の目的は、前述した従来技
術の問題点を解決すると共に、前述した最近の動向に鑑
み、ＡＶ情報を扱うディスク装置において、ユーザの使
用環境で不良セクタが発生した場合、ＰＣ向けの単なる
交代セクタ処理で済ませるのではなく、ＡＶ情報を扱う
ために使用して好適で、しかも、すべてをslip処理で置
き換えるような力技を使用することなく、不良データセ
クタが含まれる場合に、ヘッドの移動時間を最小にする
ようなデータセクタ番号生成を行い、ディスク装置の性
能向上を図ることを可能にしたセクタアドレス生成装置
を有するディスク装置を提供することにある。

【００１６】また、本発明の目的は、モバイル環境にお
いても、少ない消費電力で、また、特別なコストアップ
はもならずに、ディスク装置の性能向上を図ることを可
能にしたディスク装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、データ記録媒体と、前記媒体上にデータを読み書き
するデータ処理を行う制御回路とを有するディスク装置
において、前記制御回路が、ホストからの指示に従い目
的のデータセクタをリードする場合に、前記目的のセク
タに読み出しエラーが発生した場合、交代セクタに前記
エラーが発生したセクタを割り付けると共に、訂正可能
なエラー発生の場合、前記エラーが発生したセクタを使
い続けることを可能に制御を行うことにより達成され
る。

【００１８】また、前記目的は、前記制御回路が、ホス
トからの指示に従い目的のデータセクタに書き込みを行
うデータセクタの中に、交代セクタが割り付けられたエ
ラーセクタが存在する場合、このエラーセクタへの書き
込みを、このエラーセクタの次に続くデータセクタを交
代セクタとして割り付けて行い、交代セクタを次データ
セクタに割り付けたセクタ数分だけ、書き込みデータセ
クタの最後から同じセクタ数分を、目的の書き込み範囲
内に用意されている交代セクタに割り付けることにより
達成される。

【００１９】具体的に言えば、本発明は、ディスク装置
の実際の使用状況に応じて、ＡＶデータ読み出しコマン
ドによるデータ読み出し時、データセクタのエラー訂正
を実現できたが、予め定められていた訂正個数を１セク
タ内で超えた場合、または、訂正不能であった場合、そ
のセクタの交代先セクタを割り当てる。これはskip処理
で行われてよい。そこで、エラー発生したセクタが今後
ともＡＶデータ読み出しコマンドで読み続けられる場
合、この不良セクタを使い続ける。もちろん、非ＡＶコ
マンドの場合は交代先のセクタを使うことにする。本発
明は、次に、skip処理が含まれるセクタにホストから書
き込み要求が来ると、そのskip先をslip処理としてデー
タの書き込みを行い、その書き込みにおいてskip処理か
らslip処理に置き換えた個数分の書き込みセクタをホス
トから指示された最終セクタからその個数セクタ分残
し、このセクタを、先ほどskip先として確保されていた
領域に格納し、あるいは、skip先領域を未使用領域とし
て開放し、新たに物理的にセクタが連続した交代先領域
を確保して格納するようにする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるディスク装置
の実施形態を図面により詳細に説明する。

【００２１】図１は欠陥セクタが存在する場合の本発明
一実施形態でのデータセクタアクセス方法を説明する
図、図２は図１に示すセクタフォーマット状態における
欠陥セクタを管理するためのdefect管理情報について説
明する図、図３はdefect管理情報のskipをslipに置き換
える欠陥セクタ置き換え情報を説明する図であり、ま
ず、これらの図を用いて、記憶装置として磁気ディスク
装置、記憶媒体として磁気ディスクを使用するものとし
て、本発明一実施形態でのデータセクタアクセス方法を
説明する。図１において、１０１はサーボセクタ、１０
２はデータセクタ、１０４はヘッドであり、データ面サ
ーボ方式を採用したものとしている。また、各データセ
クタには、多少の読み込みエラーが発生してもエラー訂
正を行うことができるエラー訂正コードであるＥＣＣ(E
rror Correction Code）が付加されている。通常、現在
のディスク装置は、１セクタのユーザデータ５１２Byte
に対して３０Byte〜４０Byteの誤りを訂正することがで
きる能力を備えている。

【００２２】図１（ａ）において、いま、ヘッド１０４
がTrack ｎデータセクタを読み出すものとし、その物理
データセクタ番号Ａ＋１でＥＣＣによる訂正が規定Byte
数を超えているものとする。この場合、代替えセクタと
して用意されているTrack ｍの物理セクタ番号Ａに、ま
だセクタＡ＋１は読み出せるものとした状態で割り当て
る。この管理情報（defect管理情報という）は、図２に
示すように、欠陥セクタ情報２０１とその交代先である
交代先セクタ情報２０２とのセットで構成されている。
図２に示す欠陥セクタ情報２０１には、図１に示す欠陥
物理データセクタＡ＋１に対して、処理方式がskip、そ
の場所のTrack 番号がTrack ｎ、物理セクタ番号がＡ＋
１からで、連続欠陥セクタ数が１個であることが記述さ
れて管理されている。そして、この代替え先が、トラッ
ク番号Track ｍ、物理セクタ番号Ａであることが、交代
先セクタ情報２０２に記述されて管理されている。

【００２３】いま、ホストから該当領域の読み出しコマ
ンドが来た場合を考え、物理セクタ番号で、Track ｎの
Ａセクタから４セクタを読む場合であるとする。従来の
信頼性重視のREADコマンド（これをＰＣ用途と呼ぶこと
にする）がディスク装置にきた場合、図１に実線で示す
ように、交代先セクタのデータを読み出すことになり、
読み出しの途中にヘッド１０４を移動させる必要があ
る。この場合、読み出し時間はかかるが、信頼性の高い
データを読み出すことができる。これに対し、応答時間
重視のＲＥＡＤコマンド（これをＡＶ用途と呼ぶことに
する）がディスク装置にきた場合、図１に破線で示すよ
うに、交代元のセクタをそのまま読み出すことにより、
アクセス時間重視のアクセス制御を実現することができ
る。

【００２４】このようなＡＶ用途は、欠陥セクタがＥＣ
Ｃ訂正が可能な場合、この訂正をハードによる訂正で行
っていることもあり、ヘッドが１データセクタ通過する
時間程度で演算が終了するので、外部からは読み出し遅
延が全く判らない。また、欠陥セクタ内のデータが訂正
不能であった場合、好きなデータをホストに送ってよい
とのこともあり、読み出しに失敗してもそれほど深刻な
ことにはならない。例えば、前述のＡＴＡ／ＡＴＡＰＩ
−６規格書においても、ＡＶ用のREAD処理は、読み出し
不能セクタが発生した場合、好きなデータをホスト送っ
てよいことになっている。図２に示す例において、欠陥
セクタ情報（SKIP）２０１に、そのセクタの状態を示す
ＡＶ読み出し可を入れているが、これを認識することに
より、無理にＥＣＣ訂正結果を待たずにセクタ情報をカ
ラ読みする等の処理を行うことが可能になる。

【００２５】次に、図１において、現在SKIP処理対象に
しているデータセクタ領域にホストからデータ書き込み
がきた場合を考える。そして、ホストからREADの場合と
同様に、物理セクタ番号でTrack ｎの物理セクタ番号Ａ
から４セクタに書き込む場合を考える。図１（ｂ）のsl
ipアクセス方式に示しているように、従来の場合、図２
のdefect管理情報からはTrack ｎの物理セクタＡ＋１が
代替えセクタへのskip処理をするのだが、本発明の実施
形態の場合、セクタＡ＋１を飛び越してＡ＋２にデータ
を書き込むslip処理を行うことにする。ここで、skip処
理からslip処理に乗せかえる毎に、その処理を行うセク
タ数を加算して保持する。また、skip先の交代先セクタ
情報も保存しておく。そして、ホストからの残り書き込
みセクタ数の残りとslip処理に変更したセクタ数とが一
致した場合、該当トラック（図示例ではTrack ｎ）の書
き込みを終了して、先にslip先でキャプチャした交代セ
クタ番号（図示例の場合、Track ｍ、物理セクタＡ）へ
残りのセクタの書き込みを行う。

【００２６】そして、図３に示すように、処理をskipか
らslipに置き換えたので、欠陥セクタ情報３０１の処理
方式をslipに変更し、また、Track ｎの物理セクタ番号
Ａ＋３のタイミングで、次セクタをアクセスする場合、
skipアクセスが必要ある事を示す情報として、欠陥セク
タ情報（ＳＫＩＰ）３０２とその交代先を示す交代先セ
クタ２０２のデータを生成すればよい。

【００２７】前述したように、図１〜図３で説明した本
発明の実施形態は、ユーザ使用時に欠陥セクタが発生し
ても、データリード時に、従来のＰＣ用途のリードコマ
ンドに対しては代替えセクタを使用することができ、ま
た、ＡＶ用途のリードコマンドに対してはアクセス性能
重視の欠陥セクタを利用するので、使用用途に合わせた
高性能なアクセスを実現することができる。さらに、前
述した本発明の実施形態は、skip処理を含む領域をホス
トからのデータ書き込み時にslip処理に差し替え、書き
込みセクタの後半をskip処理に差し替えるので、ヘッド
の移動が片方向のみでよく、往復する場合に比べて移動
時間を削減することができ、特にＡＶ用途に適用して好
適なアクセス性能の劣化の少ないディスク装置を実現す
ることができる。

【００２８】図４はホストからディスク装置へ発行され
るＡＶコマンドの例を示す図であり、次に、この例につ
いて説明する。この例は、前述したＡＴＡ／ＡＴＡＰＩ
−６の規格を想定したものであるが、別のＩ／Ｆ規格で
あっても同様な概念があれば使用することができる。ま
た、図示例は、＃０、＃１の異なるＡＶデータ（番組）
のストリームに対するコマンドが混在して発行される様
子を示している。

【００２９】まず、STEP１で、ディスク装置の応答時間
の最大値の取り込みを行う。STEP２で、ホストがドライ
ブ装置に指定したい連続データのかたまり（これを通常
ストリームと呼ぶが）、このストリームの指定を行う。
図示している例では、＃０のストリームをこれから使う
ことを宣言し、この応答時間を指定する。同様に、＃１
のストリームの定義も行う。STEP３で、ホストは、＃０
のストリームでＡＶ専用のReadまたはWrite コマンドを
ディスク装置に発行する。ここで、引き続き、ホスト
は、＃０の連続論理アドレスのストリームが続くことも
ディスク装置に教える。＃１のストリームも同様であ
る。これらの連続論理アドレスのストリームである＃０
のストリームと＃１のストリームとに対するコマンド
が、STEPｎの直前まで発行されて処理される。そして、
STEPｎで、＃０のストリームがその次は続かないこと示
すＡＶデータコマンドが発行される。その後のコマンド
の発行は、＃１のストリームに対するものだけとなり、
STEPｍで、＃１のストリームに対する連続論理アドレス
がここで途切れることを示すコマンドが発行される。ST
EPＸで、ストリーム＃０、＃１の扱い終了を宣言してデ
ィスク装置のＡＶアクセスを終了する。

【００３０】前述した例から、ディスク装置は、ホスト
から１つのＡＶデータに対して、何本の連続論理セクタ
アドレスが行われるか、その求められる応答時間、及
び、ＡＶ専用コマンドで、かつ、次コマンドも連続アク
セスになるか否かを教えてもらうことができる。そこ
で、磁気ディスク装置は、これらの情報から、次のコマ
ンドも連続コマンドであることが示されていて、コマン
ドがデータの書き込みであれば、図１により説明したよ
うにホストからの１つの書き込みコマンドで終了するの
ではなく、次に続くコマンド処理も論理アドレスが連続
するのでその結合でslip処理を続けることができる。こ
れにより、ディスク装置は、skip処理を含む領域をホス
トからのデータ書き込み時にslip処理に差し替え、書き
込みセクタの後半をskip処理に差し替える処理を行うこ
とができ、ヘッドの往復による移動時間を削減し、特に
ＡＶ用途に向いたアクセス性能の劣化の少ないディスク
装置を実現することができる。

【００３１】図５はディスク装置の工場出荷後のデータ
セクタの欠陥セクタに対する処理手順について説明する
フローチャートであり、次に、これについて説明する。

【００３２】（１）まず、すでに説明したように、ホス
トからの読み出しセクタにおいて、１セクタ当たりの訂
正個数から欠陥データセクタを見つけ出す基準をあらか
じめ決めておき、規定個数を超えてエラーが発生したか
否かを判定する（ステップ５０１）。

【００３３】（２）ステップ５０１の判定で、エラーの
発生が基準値を超えていた場合、交代セクタ処理（ＳＫ
ＩＰ処理）を行い、ＥＣＣ訂正で訂正することができた
か否かを判定する（ステップ５０２）。

【００３４】（３）ステップ５０２の判定で、ＥＣＣ訂
正で訂正することができていた場合、訂正した正しい値
のデータのＣＯＰＹを交代先セクタに格納する。また、
ＥＣＣ訂正で直らなかった場合、予め決めた値（固定
値、または直らないユーザデータを使用してソフト訂正
等強力なＥＣＣを再計算して格納等）を交代先セクタに
格納する（ステップ５０３）。

【００３５】（４）ステップ５０３の処理後、defect管
理情報に交代元と交代先セクタとの登録を行い、ディス
ク装置のセクタアドレス生成に活用できるようにする。
すなわち、ＡＶコマンドの場合、欠陥発生セクタを読ま
せるが、それ以外の場合、交代先セクタを使用するよう
に、defect管理情報を設定する（ステップ５０４）。

【００３６】前述した処理により、特にＡＶ用途に向い
たアクセス性能の劣化の少ないディスク装置を実現する
ことができる。

【００３７】図６は本発明の実施形態によるセクタアド
レスの生成を行うディスク装置の電子回路構成を示すブ
ロック図、図７は図６におけるセクタアドレス番号（Ｉ
Ｄ）生成部の構成を示すブロック図である。図６、図７
において、１２０１はＲ／Ｗ回路、１２０２はデータ処
理部、１２０３はディスクフォーマッタコントロール部
（ＤＦ）、１２０４はＭＰＵＩ／Ｆコントロール部、
１２０５はＭＰＵ、１２０６はＥＣＣ処理部（ＥＣ
Ｕ）、１２０７はバッファコントロール部（ＢＭ）、１
２０９はデータバッファ、１２１０はホストバスＩ／Ｆ
コントロール部（ＨＩＢ）、１２１１はメカ制御部、１
２１２はディスク装置、１２１３はホストコンピュー
タ、１２１４は機構部、１２１５はＶＣＭ（Voice Coil
Motor）、１２１６はスピンドルモータ、１２２１は媒
体、１２２２はヘッド、１３０１は物理セクタ番号生成
部（ＳＡＩＬ）、１３０２はデフェクト処理部（ＤＭ）
である。

【００３８】以下、図６、図７を参照して、ディスク装
置を構成する電子回路の動作を、標準的なデータリード
時の動作として説明する。そして、ディスク装置１２１
２とホストコンピュータ（以下、単にホストという）１
２１３とが標準的なインターフェースを介して接続され
ているものとする。

【００３９】まず、ホスト１２１３からデータリードの
指示がディスク装置１２１２にインタフェースプロトコ
ルに従って送られてくる。このリードコマンドは、デー
タの信頼性を重視するＰＣ用途コマンド、応答時間を重
視するＡＶ用途コマンドに別れている場合のどちらでも
よい。以下では、ＡＶ用のリードコマンドがきたものと
して説明する。

【００４０】ディスク装置１２１２に転送されてきたコ
マンドは、ディスク装置１２１２のデータ処理部１２０
２内のホストバスＩ／Ｆコントロール部１２１０で受け
取られた後、ＭＰＵＩ／Ｆコントロール部１２０４を介
してＭＰＵ１２０５に送られてコマンドの解釈が行われ
る。これにより、ＭＰＵ１２０５は、ドライブの該当セ
クタのＡＶ用途のデータのリードを行う作業を開始し、
ホスト１２１３から指示された該当セクタの読み出し作
業を開始する。ここで、機構部１２１４は、媒体１２２
１、磁気ヘッド１２２２、前記磁気ヘッドを駆動するた
めのＶＣＭ１２１５、前記媒体を回転するためのスピン
ドルモータ１２１６から構成される。ＭＰＵ１２０５
は、前述の機構部１２１４が該当セクタのデータ読み出
しを行うことができるように、メカ制御部１２１１に指
示を行う。

【００４１】メカ制御部１２１１は、Ｒ／Ｗ回路１２０
１からの位置信号に基づいて、図示しないモータドライ
バに指示を出して機構部１２１４の制御を行い、磁気ヘ
ッドを媒体１２２１の該当トラックに位置付ける。ここ
で、媒体１２２１から読み出されたサーボ領域のデータ
は、Ｒ／Ｗ回路１２０１を経由してシリアルパルスデー
タとしてＩＤ処理部１２２３に取り込まれる。ＩＤ生成
部は、バイトシンク検出を行い、これをもとにシリアル
パラレル変換を行う。そして、サーボＩＤが正しく読み
出されると、ＩＤ処理部１２２３は、従来のＩＤレス処
理を行い、この値から物理セクタ番号の算出、前述で説
明してきたdefect処理後の論理セクタ番号の生成を行
い、ディスクフォーマッタコントロール部１２０３に論
理セクタ番号やslip、skip等の制御情報も渡す。これに
より、ディスクフォーマッタコントロール部１２０３が
該当セクタか否かの判断後、希望セクタの場合、データ
読み出しが行われ、Ｒ／Ｗ回路１２０１でアナログ信号
がＮＲＺ（Non Return to Zero）信号に変換される。こ
の信号がデータ処理部１２０２のディスクフォーマッタ
コントロール部１２０３に取り込まれる。

【００４２】次に、読み出しデータは、読み出しデータ
のエラーチェックを行うためのＥＣＣ処理部１２０６
と、バッファコントロール部（ＢＭ）１２０７を経由し
てデータバッファ１２０９とに送られる。そして、該当
セクタが読み出され、ＥＣＣ処理部でエラー発生無し
（説明している例ではＡＶコマンドであるとしているの
で、ＥＣＣエラーが出てもそのままホストに転送する）
と報告されると、データバッファ１２０９に格納されて
いた読み出しデータが、ホストバスインタフェースコン
トロール部１２１０を経由して、ホスト１２１３に転送
されていく。そして、ＩＤ生成部１２２３で今まで述べ
てきたdefect管理制御を行い、また、ディスクフォーマ
ッタコントロール部１２０３は、これを利用してアクセ
スの判断を行う。これにより、効率的なdefect制御を実
現することができる。

【００４３】ＩＤ生成部１２２３は、図７に示すよう
に、物理セクタ番号生成部１３０１とデフェクト処理部
１３０２とにより構成される。物理セクタ番号生成部１
３０１は、媒体から読み出されたヘッドの位置決めに使
うservo 情報（ＳＧ）、１トラックに１個存在するトラ
ック先頭を表すINDEX PULSE(ＩＤＸＰ）、さらに、ヘッ
ドの位置決め制御が外れたことを緊急に教えるDrive Fa
ult(ＤＦＬＴ）信号をもらい、現在のセクタフォーマッ
ト情報を利用しながら、defectがない場合の物理セクタ
番号を生成する。この物理セクタ番号をもらうデフェク
ト処理部１３０２は、ディスクフォーマッタコントロー
ル部１２０３がヘッドをアクセスしたい目標物理トラッ
ク番号（Target Number)をもらい、これに対応したトラ
ックのdefect情報があるか否かを判断し、ある場合、こ
のdefect情報を利用してセクタ番号生成を行う。

【００４４】このとき、本発明の実施形態は、defect管
理情報がバッファ内に格納されていることを前提にして
おり、defect管理情報をデータbufferの管理を行うバッ
ファコントロール部１２０７へ要求して、予めデータbu
ffer内に格納されているdefect管理情報を使用する。そ
して、物理セクタ番号生成部の物理番号を基に、defect
制御処理を行い、その結果に従って、ディスクフォーマ
ッタコントロール部１２０３に現在ヘッドが通過してい
るセクタがskip処理かslip処理か、何番セクタなのか、
セクタの先頭を表わすセクタパルスか等の必要な制御情
報を与える。これにより、本発明の実施形態は、特に、
ＡＶ用途に向いたアクセス性能の劣化の少ないディスク
装置を実現することができる。

【００４５】図８は２つの欠陥セクタが物理的に連続し
た位置に存在する場合に、本発明を適用したデータセク
タアクセス方法を説明する図である。図８において、図
１に示したものと同じ符号は、同じ役目をするものであ
る。そして、図８に示す例では、欠陥セクタ１００１が
図１に対して追加されていて、トラックｎのＡ＋１セク
タが、トラックｍのＡセクタに、トラックｎのＡ＋２セ
クタがトラックｍのＡ＋３セクタに置き換わっている。
この欠陥セクタは、欠陥がセクタ内のエラー訂正符号で
直せるが、もう訂正能力の限界に近い訂正Byte数の場合
を想定している。もちろん、訂正能力を超えていてもＡ
Ｖ用途で使用可能とホストが判断（またはディスク装置
に指定する）して使用するのはかまわない。

【００４６】この欠陥セクタに移行する訂正能力の境界
Byte数は、予めディスク装置内にも設定されるのが普通
である。このような条件下で、ＡＶ用途としてのデータ
のReadの場合、図８（ａ）に点線で示すように、この欠
陥セクタをそのまま読み出せばよい。また、ＰＣ用途の
場合、図８（ａ）に実線で示すように、交代先であるセ
クタをskip処理で読み出すことにより、セクタの信頼性
をＰＣ用途に対してさらに高めることができる。

【００４７】次に、この欠陥セクタを含む領域にホスト
から書き込みがあった場合について、図８（ｂ）を参照
して説明する。図１の場合と異なり、図示例の場合、欠
陥セクタが連続して２つ含まれているので、交代先を図
８（ａ）に示すように、トラックｍのＡセクタとＡ＋３
とへ分散しておくと、せっかくslip処理でトラックｎを
きれいにデータを並べても、交代先へのヘッドの移動で
アクセス時間が大きくなってしまう。そこで、本発明の
実施形態は、交代先セクタも、まだ交代先として利用さ
れていない物理的セクタに割り当てることとする。すな
わち、図８（ｂ）に示すトラックｏのＡセクタとＡ＋１
セクタとに交代先を割り当てることとする。これによ
り、図１に説明した場合と同様に、効率的なヘッドのセ
クタアクセスを実現することができる。

【００４８】図９は２つの欠陥セクタが物理的に離れた
位置に存在する場合に、本発明を適用したデータセクタ
アクセス方法を説明する図である。図９において、図１
に示したものと同じ符号は、同じ役目をするものであ
る。そして、図９に示す例では、欠陥セクタ１１０１が
図１に対して追加されていて、トラックｎのＡ＋１セク
タがトラックｍのＡセクタに、トラックｎのＡ＋３セク
タがトラックｍのＡ十３セクタに置き換わっている。こ
の欠陥セクタの決め方は、図８で説明した場合と同一で
ある。

【００４９】前述のような条件下で、ＡＶ用途としての
データのReadの場合、図９（ａ）に点線で示すように、
前述の欠陥セクタをそのまま読み出せばよい。また、Ｐ
Ｃ用途の場合、図９（ａ）に実線で示すように、交代先
であるセクタをskip処理で読み出すことにより、セクタ
の信頼性をＰＣ用途に対してさらに高めることができ
る。

【００５０】次に、この欠陥セクタを含む領域をホスト
から書き込みがあった場合について、図９（ｂ）を参照
して説明する。図１の場合と異なり、図示例の場合、欠
陥セクタが２つ含まれているので、交代先を図９（ａ）
に示すように、トラックｍのＡセクタとＡ＋３とへ分散
しておくと、せっかくslip処理でトラックｎをきれいに
データを並べても、交代先へのヘッドの移動でアクセス
時間が大きくなってしまう。そこで、本発明の実施形態
は、交代先セクタも、まだ交代先として利用されていな
い物理的セクタに割り当てることとする。すなわち、図
９（ｂ）に示すトラックｏのＡセクタとＡ＋１セクタと
に交代先を割り当てることとする。これにより、図１に
説明した場合と同様に、効率的なヘッドのセクタアクセ
スを実現することができる。

【００５１】図１０は図４に示したホストからディスク
装置へ発行されるＡＶコマンドの例が書き込みの場合
で、媒体への書き込む順番を説明する図であり、次に、
これについて説明する。図１０には、図の右側にホスト
からくるコマンドの連続性から、媒体に書き込む順番の
例を〜で示している。そして、図示例は、＃０のデ
ータを書き込むとき、＃１のデータは、ディスク装置内
で十分なバッファメモリを持つことにより、媒体への書
き込みを待てる場合である。

【００５２】図４によりすでに説明したように、２種類
のＡＶデータの書き込みをするに当たって、ディスク装
置は、ホストから何本の連続論理セクタアクセスが行わ
れるか、その求められる応答時間、及び、ＡＶ専用コマ
ンドで、かつ、次コマンドも連続アクセスになるかどう
かを教えてもらうことができる。そこで、磁気ディスク
装置は、これらの情報から、次のコマンドも連続コマン
ドなので、もし、データ書き込みならば、図１で説明し
たようにホストの１つの書き込みコマンドで終了するの
ではなく、次に続くコマンド処理も論理アドレスが連続
するのでその結合でslip処理を続けることができる。そ
して、この例では、＃１のデータが、ディスク装置内で
十分なバッファメモリを持つことにより、媒体への書き
込みを待てるものとしているので、ディスク装置は、＃
０、＃１に対する書き込みのコマンドが混在してホスト
から発行されてきたときにも、図１０に〜として示
すように、＃０のデータについてだけ先に連続してslip
処理を続けて処理を行ってしまい、その後に、＃１のデ
ータについて、〜として示すように、連続してslip
処理を続けて処理を行っていくことができる。

【００５３】前述において、ディスク装置のバッファの
大きさに制限がある場合、＃０のＡＶデータが終わる前
にバッファにたまった＃１のＡＶデータを媒体に書き込
むようにすることはもちろん行うことができる。

【００５４】本発明の実施形態は、前述したような処理
を行うことにより、skip処理を含む領域をホストからの
データ書き込み時にslip処理に差し替え、書き込みセク
タの後半をskip処理に差し替えることができるので、ヘ
ッドの往復による移動時間を削減することができ、特に
ＡＶ用途に向いたアクセス性能の劣化の少ないディスク
装置を実現することができる。

【００５５】前述まで説明してきた例では、磁気ディス
ク装置を例にして説明してきたが、本発明は、前述のよ
うな欠陥処理を行う必要がある、光ディスク装置（ＤＶ
Ｄ、ＭＯ等）に代表される回転型記憶装置、また、フラ
ッシュディスク装置等のメモリ記憶装置などに適用する
ことができる。

【００５６】前述した本発明の実施形態によれば、ＡＶ
データ読み出しコマンドによるデータ読み出し時に、デ
ータセクタのエラー訂正は実現できたが、予め定められ
ていた訂正数を超えた、または、訂正不能なセクタに対
して、該当セクタの交代先セクタを割り当てるているの
で、最悪、データの破壊を避けながらＡＶコマンドであ
る限りアクセス性能を維持することができる。また、本
発明の実施形態によれば、書き込み時に、該当欠陥セク
タをskip指示からslip処理に差し替えるため、skip処理
のような交代先に行って戻ってくる往復のヘッド移動時
間を減らすことができる。

【００５７】また、ＡＶコマンドは、同じアクセス単位
でデータ読み出しのアクセスをすることが多いので、本
発明の実施形態により、該当コマンド処理の最後の部分
で、かつ、交代先を連続空間にまとめなおした場合、ヘ
ッド移動が１回で済み、データ読み出し性能を向上させ
ることができる。さらに、本発明の実施形態は、交代セ
クタを全面的にslipさせるわけではなく、必要な場所に
ついてのみslipさせているので効率的である。本発明の
実施形態は、slipの並べかえのためだけのRead/Write処
理を発生させることがないので、特に、モバイル環境で
使用するディスク装置に適用した場合、電力的な観点で
も有効である。また、このslip、skip処理は、ディスク
装置のセクタアドレス生成部でセクタ番号生成を工夫す
ることで実現できるが、特に莫大な管理情報が増大する
わけではなく、実装上も容易であり、大幅なコストアッ
プもない。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ａ
Ｖ情報を扱うディスク装置において、不良データセクタ
が含まれる場合に、ヘッドの移動時間を最小にするよう
なデータセクタ番号生成を行い、ディスク装置の性能向
上を図ることができ、また、モバイル環境においても、
少ない消費電力で、また、特別なコストアップはもなら
ずに、ディスク装置の性能向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】欠陥セクタが存在する場合の本発明一実施形態
でのデータセクタアクセス方法を説明する図である。

【図２】図１に示すセクタフォーマット状態における欠
陥セクタを管理するためのdefect管理情報について説明
する図である。

【図３】defect管理情報のskipをslipに置き換える欠陥
セクタ置き換え情報を説明する図である。

【図４】ホストからディスク装置へ発行されるＡＶコマ
ンドの例を示す図である。

【図５】ディスク装置の工場出荷後のデータセクタの欠
陥セクタに対する処理手順について説明するフローチャ
ートである。

【図６】本発明の実施形態によるセクタアドレスの生成
を行うディスク装置の電子回路構成を示すブロック図で
ある。

【図７】図６におけるセクタアドレス番号（ＩＤ）生成
部の構成を示すブロック図である。

【図８】２つの欠陥セクタが物理的に連続した位置に存
在する場合に、本発明を適用したデータセクタアクセス
方法を説明する図である。

【図９】２つの欠陥セクタが物理的に離れた位置に存在
する場合に、本発明を適用したデータセクタアクセス方
法を説明する図である。

【図１０】図４に示したホストからディスク装置へ発行
されるＡＶコマンドの例が書き込みの場合で、媒体への
書き込む順番を説明する図である。

【図１１】従来技術によるdefectセクタを含んだセクタ
配置を説明する図である。

【図１２】図１１におけるdefect管理情報について説明
する図である。

【符号の説明】

１０１サーボセクタ１０２データセクタ１０３欠陥セクタ１０４ヘッド１２０１Ｒ／Ｗ回路１２０２データ処理部１２０３ディスクフォーマッタコントロール部（Ｄ
Ｆ）１２０４ＭＰＵＩ／Ｆコントロール部１２０５ＭＰＵ１２０６ＥＣＣ処理部（ＥＣＵ）１２０７バッファコントロール部（ＢＭ）１２０９データバッファ１２１０ホストバスＩ／Ｆコントロール部（ＨＩＢ）１２１１メカ制御部１２１２ディスク装置１２１３ホストコンピュータ１２１４機構部１２１５ＶＣＭ（Voice Coil Motor）１２１６スピンドルモータ１２２１媒体１２２２ヘッド１３０１物理セクタ番号生成部（ＳＡＩＬ）１３０２デフェクト処理部（ＤＭ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者道明誠一神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内Ｆターム(参考） 5D031 AA04 FF06 FF08 HH16 5D044 AB02 AB07 BC01 CC04 DE62 GK11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】データ記録媒体と、前記媒体上にデータ
を読み書きするデータ処理を行う制御回路とを有するデ
ィスク装置において、前記制御回路は、ホストからの指
示に従い目的のデータセクタをリードする場合に、前記
目的のセクタに読み出しエラーが発生した場合、交代セ
クタに前記エラーが発生したセクタを割り付けると共
に、訂正可能なエラー発生の場合、前記エラーが発生し
たセクタを使い続けることを特徴とするディスク装置。
【請求項２】データ記録媒体と、前記媒体上にデータ
を読み書きするデータ処理を行う制御回路とを有するデ
ィスク装置において、前記制御回路は、ホストからの指
示に従い目的のデータセクタに書き込みを行うデータセ
クタの中に、交代セクタが割り付けられたエラーセクタ
が存在する場合、このエラーセクタへの書き込みを、こ
のエラーセクタの次に続くデータセクタを交代セクタと
して割り付けて行い、交代セクタを次データセクタに割
り付けたセクタ数分だけ、書き込みデータセクタの最後
から同じセクタ数分を、目的の書き込み範囲のために用
意されている交代セクタに割り付けることを特徴とする
ディスク装置。
【請求項３】データ記録媒体と、前記媒体上にデータ
を読み書きするデータ処理を行う制御回路とを有するデ
ィスク装置において、前記制御回路は、ホストからの指
示に従い目的のデータセクタに書き込みを行うデータセ
クタの中に、交代セクタが割り付けられたエラーセクタ
が存在する場合、このエラーセクタへの書き込みを、こ
のエラーセクタの次に続くデータセクタを交代セクタと
して割り付けて行い、交代セクタを次データセクタに割
り付けたセクタ数分だけ、書き込みデータセクタの最後
から同じセクタ数分の目的の書き込み範囲内に用意され
ている交代セクタを先に解放し、新たに連続した交代セ
クタ先に割り付けることを特徴とするディスク装置。
【請求項４】データ記録媒体と、前記媒体上にデータ
を読み書きするデータ処理を行う制御回路とを有するデ
ィスク装置において、前記制御回路は、ホストからの指
示に従い目的のデータセクタに書き込みを行うデータセ
クタの中に、交代セクタが割り付けられたエラーセクタ
が存在する場合、このエラーセクタへの書き込みを、こ
のエラーセクタの次に続くデータセクタを交代セクタと
して割り付けて行い、ホストからの書き込み指示コマン
ドがデータセクタ番号が連続するシーケンシャルアクセ
スである指示が与えられている場合、交代セクタを次デ
ータセクタに割り付けたセクタ数分だけ書き込みデータ
セクタの最後から同じセクタ数分を、次に続くホストの
シーケンシャル書き込みの先頭セクタから前記同じセク
タ数をはじめに書き込むことを特徴とするディスク装
置。
【請求項５】前記エラーセクタの交代セクタへの割り
付けは、ホストからのコマンドが、連続アクセスをする
ことを前提にしたコマンドの場合であることを特徴とす
る請求項１ないし４のうちいずれか１記載のディスク装
置。
【請求項６】セクタアドレスの生成元になるdefect管
理情報を有し、この管理情報に、欠陥セクタのセクタ番
号を示す情報に加えて、現在この欠陥セクタが読み出せ
るか否かを示す情報を持たせたことを特徴とする請求項
１ないし５のうちいずれか１記載のディスク装置。
【請求項７】請求項１ないし６のうちいずれか１記載
の制御回路が、１つの集積回路として構成されたことを
特徴とするデータ処理ＬＳＩ。