JP2003331527A

JP2003331527A - 磁気ディスク装置およびそのパリティ書き込み方法

Info

Publication number: JP2003331527A
Application number: JP2002138841A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kanda; 博之神田; Hiroshi Nishizawa; 宏西澤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2003-11-21

Abstract

(57)【要約】【課題】安価で小型でしかも高速で信頼性の高い磁気
ディスク装置およびそのパリティ書き込み方法を提供す
る。【解決手段】データ処理部25は、データ入出力部27か
ら受信した複数のセクタデータに対してパリティセクタ
を生成する。次にデータ処理部25は、データバッファ部
24にセクタデータを書き込む。リードライト制御部23
は、データバッファ部24からセクタデータを読み出し、
ディスク10に書き込む。データ処理部25はパリティセク
タをパリティ格納部26に格納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータ（以下、パソコンという）などの外部記憶装置と
して用いられる磁気ディスク装置に関し、特に、データ
転送速度の低下を抑えるとともに、磁気ディスクからデ
ータを読み出す時にデータ領域のエラーレートにかかわ
らずパリティを安定的に読み出すことのできる磁気ディ
スク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような磁気ディスク装置の一
つであるハードディスク装置は、特開平5-35416 号公報
や特開平7-211016号公報などに記載されているように、
セクタデータにパリティセクタを付加して磁気ディスク
に書き込み、磁気ディスクからデータを読み出すとき
に、エラー発生を検出してセクタデータに対応するパリ
ティセクタを用いてエラーの訂正を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
磁気ディスク装置においては、これらのパリティセクタ
とセクタデータとは磁気ディスク上の同じエリア（デー
タ領域）に記録されていた。このため、パリティセクタ
におけるエラーレートはデータセクタのエラーレートと
同様となる。

【０００４】したがって、磁気ディスク上に生じた欠陥
等によりエラー訂正が必要になった場合、パリティセク
タのエラーによりエラー訂正が困難になり、データ読み
出し時にエラー訂正ができないという重大な問題を引き
起こす可能性があるため、磁気ディスク装置の信頼性の
確保が困難であった。

【０００５】また、磁気ディスクに対してパリティセク
タの書き込みおよび読み出しを行うためにデータ転送速
度が低下していた。

【０００６】さらに、複数台の磁気ディスク装置をアレ
ーなどにして冗長度を高めることで信頼性を向上させて
いたため、装置全体が大型化し、コストがかさむなどの
問題があった。

【０００７】本発明は、従来のこのような問題を解決す
るためになされたもので、安価で小型でしかも高速で信
頼性の高い磁気ディスク装置およびそのパリティ書き込
み方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のパリティ書き込
み方法は、磁気ディスクのデータ領域にセクタデータを
書き込む手順と、前記セクタデータの複数個に対応した
パリティセクタを生成する手順と、前記パリティセクタ
を前記磁気ディスク以外の格納手段に書き込む手順とか
らなる。この構成により、パリティセクタを磁気ディス
ク以外に書き込むことが可能となり、磁気ディスク上の
データ領域と異なるエラーレートにてパリティセクタが
格納できる。つまり、磁気ディスクのエラーレートに左
右されずに安定したパリティを容易に得ることが可能に
なるとともに、磁気ディスクに対してパリティセクタの
書き込みおよび読み出しを行う必要がなくなる。これに
よって、転送速度を低下させず、かつ冗長度を高めずに
磁気ディスク装置の信頼性の向上が可能となる。

【０００９】また、本発明のパリティ書き込み方法は、
前記パリティセクタを生成する手順において、前記磁気
ディスクに記録されるデータをインターリーブしてなる
各インターリーブのセクタデータ複数個に対応するパリ
ティセクタを生成することを特徴とする。この構成によ
り、セクタデータがインターリーブされることによっ
て、インターリーブごとにパリティセクタを設けること
ができるので、磁気ディスク上に発生する欠陥に伴い発
生するバースト的なエラーに対する訂正能力が向上す
る。

【００１０】さらに、本発明の磁気ディスク装置は、セ
クタデータに対応したパリティセクタを用いてエラー訂
正を行う磁気ディスク装置であって、前記セクタデータ
がデータ領域に書き込まれる磁気ディスクと、前記パリ
ティセクタが格納される前記磁気ディスク以外の格納手
段とを具備することを特徴とする。この構成により、パ
リティセクタのエラーレートをデータセクタのエラーレ
ートと異なるように設定することが可能となる。つま
り、パリティセクタのエラーレートをデータ領域と比較
して良好にすることが可能となるので、パリティセクタ
のエラーを低減し、エラー訂正の確実性を高めることが
できるとともに、磁気ディスクに対して書き込みおよび
読み出しを行うデータ量を従来装置よりも低減させるこ
とができる。これによって、磁気ディスク装置の信頼性
の確保が転送速度を低下させず、かつ冗長度を高めずに
可能となる。

【００１１】さらに、本発明の磁気ディスク装置は、前
記格納手段は不揮発性メモリであることを特徴とする。
この構成により、電源を切断されてもパリティセクタが
消滅することがなくなるので、不注意による操作ミスで
大切なデータを失う事態を回避することができる。

【００１２】さらに、本発明の磁気ディスク装置は、前
記不揮発性メモリは半導体メモリであることを特徴とす
る。この構成により、消費電力を殆ど増加させずにパリ
ティ格納手段を実現することができる。

【００１３】そして、本発明の磁気ディスク装置は、前
記格納手段は磁気ディスク装置の回路基板上に設けられ
たことを特徴とする。この構成により、格納手段を追加
しても磁気ディスク装置の大きさを同じままに維持する
ことが可能になるとともに、磁気ディスク装置重量の増
加も殆どなくすことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態
の磁気ディスク装置（以下、「磁気ディスク装置」を
「ＨＤＤ」という）の要部平面図、図２は本発明の実施
の形態のＨＤＤのブロック図、図３は本発明の実施の形
態のＨＤＤにおけるパリティの書き込み方法を説明する
ためのフロー図である。

【００１５】まず、図１を用いてＨＤＤの構成を説明す
る。回路部分を除くＨＤＤを以下ＨＤＡ（Head Disk As
sembly）と略す。ＨＤＡ１は、上方が開口した略矩形箱
状をしたアルミニウム製などのシャーシ２と、シャーシ
２の上端開口部を塞ぐカバー（図示せず）とを有してい
る。また、ＨＤＡ１内には、ガラスなどの非磁性基材上
にスパッタリングなどによりＣo-Ｃr 系などの磁性材を
付着させ、所要の潤滑材や保護膜など形成した磁気記録
媒体としての磁気ディスク10（以下、ディスク10と略
す）が配置されている。本実施の形態においては、直径
が約２０ｍｍ（０．８インチ）という小径のディスクが
用いられている。ディスク10の下に配置されたスピンド
ルモータ４は、ディスク10を一定速度で回転させる。ス
ピンドルモータ４の軸受けには流体軸受けを用いてあ
り、モータの形態は周対向型のＤＤモータである。これ
により、ディスク10を高い回転精度で回転できるように
構成してある。ディスク10の半径方向の振れについて
は、ＲＲＯ(Repeatable Run-Out)・ＮＲＲＯ(Non-Repea
table Run-Out)などで規定され、高精度の要求を満たす
ように設計されている。

【００１６】ディスク10に対して情報の書き込みまたは
読み出しを行う磁気ヘッド７は、磁気ヘッド７を支持す
るサスペンション６の先に、ジンバルばね（図示せず）
に取り付けられて、ロードビーム（図示せず）により付
勢力が伝達されるようになされている。磁気ヘッド７
は、スライダー（図示せず）に書き込み用の薄膜ヘッド
と、読み出し用のＧＭＲヘッドとが取り付けられてい
る。また、スライダーは、所要の形状を持たせたＡＢＳ
（Air Bearing Surface ）面を持つ負圧スライダーとし
て構成されている。

【００１７】サスペンション６は、ピボット軸受け５に
よりディスク10のトラック方向（半径方向）に対して回
動自在に支持されている。アクチュエータはサスペンシ
ョン６とコイルアーム８とで構成されている。アクチュ
エータは、ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭという）
により回動および位置決めされ、磁気ヘッド7 を所要の
トラック方向に移動または位置決めするようになされて
いる。ディスク10の外周側には、アクチュエータの待避
位置にランプ12が設けられており、サスペンションの先
端部に設けられたタブ11と協働してＨＤＤの動作停止の
際にアクチュエータを待避位置にアンロードし、ＨＤＤ
の非動作時にアクチュエータを待避位置に保持する。

【００１８】シャーシ２の下面には、図示していない、
モータなどの動作等を制御する駆動回路や、Ｒ／Ｗ（Re
ad／Write ）回路、ＨＤＣ（Hard Disk Controller）な
どが実装された回路基板が固定されＨＤＤとなる。この
ＨＤＤは、ＣＳＳ（ContactStart Stop）でなくロード
／アンロード機構の形態をとっている。

【００１９】ディスク10は、ＨＤＤが動作・非動作のと
き、スピンドルモータ４により回転・停止する。ディス
ク10の表面には、図示していないが、データおよびサー
ボ情報が記録されるトラックが同心円状に配置されてい
る。トラックは、さらに細かな５１２バイト単位などの
セクタに分割されている。また、トラック位置によって
線記録密度がほぼ一定になるようにゾーンビット記録を
行うようになされている。

【００２０】本実施の形態におけるＨＤＡは、１プラッ
ター１ヘッドと称され、ディスク10の上面のみを記録面
とし、１つの磁気ヘッドを用いる形態としている。磁気
ヘッド７は、図示しない回路基板からデータをディスク
10に記録、またディスク10に記録されたデータの読み出
しを行う。記録については、１６−１７の変調方式を用
いてバイト単位でコードの変換を行ない、記憶容量の向
上と記録・再生特性の向上を実現している。これらの信
号は、ヘッドアンプ（図示せず）に接続されているＦＰ
Ｃ（Flexible Printed Circuit）を介して磁気ヘッド７
との間で授受される。

【００２１】磁気ヘッド７は、スライダ−に取り付けら
れ、サスペンション６により与えられる付勢力によりデ
ィスク10に付勢されている。スライダーは、前述のよう
に所要の形状を持たせたＡＢＳ面を持つ負圧スライダー
として構成されており、ディスク10の回転により発生す
る空気流の流入により、所要の正・負圧を生じ、非常に
わずかな浮上量にて安定して浮動するようになされてい
る。

【００２２】ＶＣＭは、コイル９と、図示されていない
上ヨーク、下ヨーク、マグネットなどから構成されてい
る。アクチュエータのコイルアーム８に固定されたコイ
ル９の下端面には、所定の空隙を介してマグネットが対
向配置されている。この構成により磁気回路を形成し、
コイルアーム８を上ヨークとマグネットとに挟まれた空
間（磁気ギャップ）に配置してあり、コイル９が回動可
能となっている。マグネットには、エネルギー積の高い
Ｎｄ- Ｆｅ系の焼結製のもので、表面をＮｉなどによる
防錆処理を施し面内に２極に着磁したものが用いられて
いる。

【００２３】ランプ12は、図示していないが、タブ11に
対応する斜面、平面などから構成される複合平面を有し
ており、アンロード時のサスペンション６の揺動に伴う
タブ11の運動方向、すなわちディスク10の径方向外側に
向けて、上記複合平面が配置されて、シャーシに固定さ
れている。なお、アクチュエータとＶＣＭとランプ12と
で、ロード／アンロード機構を構成している。

【００２４】次にＨＤＤの動作を説明する。回路基板に
より、スピンドルモータ４が駆動され、ディスク10が所
定の回転速度で回転する。本実施の形態においては、５
０Ｓ ^-1（３，０００ｒｐｍ）で回転する。ランプ12に退
避していた磁気ヘッド７がＶＣＭによりピボット軸受け
５を中心に回動し、磁気ヘッド７をディスク面へとロー
ドする。ディスク10の回転により発生した空気流が、ス
ライダーとディスク10との間を通る。ディスク10の回転
により発生した空気流と、サスペンション６の付勢力、
スライダーのＡＢＳの作用によって、ディスク10との間
で非常にわずかな浮上量（１０〜３０ｎｍ程度）にて安
定に浮動する。これにより磁気ヘッド７のロードが完了
する。続いて、トラック情報などを読み取り、アクワイ
ヤーと呼ばれるトラック認識などの一連の動作が行なわ
れる。

【００２５】次にＶＣＭの動作について説明する。ＶＣ
Ｍはコイル９に通電されると、マグネットからの磁束と
コイル９の電流とによってフレミングの左手の法則に従
って推力が発生する。コイル９はマグネットが固定され
ているので、その反作用として推力を発生し、アクチュ
エータをピボット軸受け５に対して回動させる。これに
より、アクチュエータはコイル９への通電量に応じた角
度回動される。サスペンション６に支持された磁気ヘッ
ド７は、ディスク10の半径方向に沿って、ディスク10上
を浮上状態で移動し、所望のトラック上に位置決めさ
れ、ディスク10に対して情報の書き込み、読み出しが行
なわれる。

【００２６】次に図２を参照しながら、本実施の形態の
ＨＤＤのブロック構成と機能を説明する。図２に示され
ているように、ＨＤＤ21はＨＤＡ１と回路部分とから構
成されている。回路部分は、リードライト制御部23、デ
ータバッファ部24、データ処理部25、パリティ格納部2
6、データ入出力部27、および誤り訂正処理部28とから
構成されている。

【００２７】リードライト制御部23は、ディスク10に対
するデータの書き込みおよび読み出しを行う手段であ
る。データバッファ部24は、書き込まれるセクタデータ
および読み出されたセクタデータを一時的に蓄積する手
段である。データ処理部25は、書き込まれるデータのパ
リティセクタ生成と、パリティ格納部26に対するパリテ
ィの書き込みおよび読み出しと、データバッファ部24に
対するセクタデータの書き込みおよび読み出しとを行う
手段である。データ入出力部27は、図示されていないホ
スト装置に対するデータの入出力を行う手段である。誤
り訂正処理部28は、読み出されたセクタデータにエラー
が検出された場合にデータバッファ部24に一時蓄積され
たセクタデータと、データ処理部25により伝送されるパ
リティ収納部26に格納されているパリティセクタとによ
りエラーの発生したセクタデータを復元し、データ入出
力部27へ伝送する手段である。ここで、パリティ格納部
26は半導体メモリで構成された不揮発性メモリであり、
ＨＤＤ21の回路部分の基板上に設けられている。

【００２８】以上のように構成されたＨＤＤの動作につ
いて説明する。まず、データの記録手順を説明する。ホ
スト装置から送信された５１２バイト単位などで分割さ
れたセクタデータは、データ入出力部27を経てデータ処
理部25へ伝送される（ステップ31）。データ処理部25
は、受信したセクタデータをインターリーブする（ステ
ップ32）。そして、それぞれのインターリーブに対応す
る複数のセクタデータに対して演算を行うことでパリテ
ィセクタを生成する（ステップ33）。ここで、演算とは
例えば排他的論理和演算である。次に、データバッファ
部24にセクタデータを書き込む。次いでリードライト制
御部23は、データバッファ部24に書き込まれたセクタデ
ータを読み出し、各々のセクタデータにＥＣＣ符号など
を付加して、ディスク10のデータ領域に書き込む（ステ
ップ34）。次に、データ処理部25は、ステップ33で生成
したパリティセクタをパリティ格納部26に格納する（ス
テップ35）。

【００２９】次に、データの再生手順を説明する。ま
ず、リードライト制御部23はディスク10のデータ領域か
ら、書き込んだときのパリティ演算の組となっているセ
クタデータを読み込み、ＥＣＣ符号などを用いた訂正を
行った後にデータバッファ部24に蓄積する。次にデータ
処理部25は、データバッファ部24に蓄積されたセクタデ
ータにエラーがないか否か判断する。エラーがなけれ
ば、データ入出力部27はホスト装置にセクタデータを伝
送する。エラーがあった場合、データ処理部25はパリテ
ィ収納部26からエラーがあったセクタデータに対応した
パリティセクタを読み出し、誤り訂正処理部28へ伝送す
る。誤り訂正処理部28は、そのパリティセクタとデータ
バッファ部24に蓄積されているセクタデータとに対する
演算を行うことでエラーがあったセクタを復元する。そ
して、その復元したセクタデータと、データバッファ部
24に蓄積されているエラーのないセクタデータとをデー
タ入出力部27へ伝送し、ホスト装置へセクタデータを伝
送する。

【００３０】このように、本発明の実施の形態によれ
ば、ディスク10とは別にパリティ格納部26を設けること
により、パリティセクタをディスク10以外に書き込むこ
とが可能となり、ディスク10上のデータ領域と異なるエ
ラーレートにてパリティセクタを格納することができ
る。つまり、パリティセクタにおけるエラーレートを、
データ領域と比較して良好にすることが可能となるの
で、パリティセクタにおけるエラー発生を少なくし、エ
ラー訂正を確実に行うことが可能となる。したがって、
ＨＤＤの信頼性の確保が可能となる。

【００３１】また、ディスク10上からパリティセクタを
読み出さず、ディスク10とは別のパリティ格納手段26か
ら読み出すので、ディスク10のエラーレートに左右され
ずに安定したパリティを容易に得ることが可能となる。
これによって、ＨＤＤ21の信頼性の向上が可能となる。

【００３２】さらに、ディスク10に対してパリティセク
タを書き込みおよび読み出しする必要がなくなるため、
例えば１０個のセクタデータに対して１個のパリティセ
クタを生成する手順であれば、データ転送速度を１０％
程度向上させることができる。

【００３３】また、データ領域においてセクタデータを
インターリーブすることによって、インターリーブ内の
セクタデータのうち１個に訂正不可能なエラーが発生し
たとしても、エラーが発生しなかったその他のセクタデ
ータとパリティ格納部26に格納されているパリティセク
タとを用いて、例えば排他的論理和演算を行うことでエ
ラーが発生したセクタデータを復元できるので、何ら支
障はない。そして、続くセクタデータは異なるインター
リーブの組であり、それぞれの組においてパリティセク
タが存在するので、インターリーブ数までの連続したセ
クタデータに及ぶバースト的なエラーが発生した場合で
も、ホスト側ではエラーが発生しない。すなわち、バー
スト的なエラーに対する訂正能力が大幅に改善される。

【００３４】また、パリティ格納手段26として不揮発性
メモリを用いたので、不注意などによって電源が切断さ
れてもパリティセクタが消滅しないため、操作ミス等に
よって大切なデータを失う事態を回避することができ
る。

【００３５】さらに、本実施の形態のＨＤＤを用いるこ
とにより、パソコンなどにおける電源処理の手順などに
特段の変更が必要なくなるので、使い勝手が低下するこ
とはない。

【００３６】また、パリティ格納手段26を半導体不揮発
性メモリで構成したので、消費電力が殆ど増加しない。
このため、特にポータブル型のパソコンなどに用いる場
合において、電池の寿命に影響を及ぼすことがないの
で、パソコンのパフォーマンスを低下させることがな
い。

【００３７】さらに、パリティ格納手段26である不揮発
性メモリをＨＤＤ21の回路部分の基板上に設けることに
より、ＨＤＤ21の大きさをパリティ格納手段を具備して
いないＨＤＤと同じ大きさにすることが可能となり、重
量の増加も殆どなしに実現することができる。これによ
り、パソコンなどの装置が大型化したり、重くなったり
することがないので、使い勝手の良いＨＤＤが提供でき
る。

【００３８】なお、本発明は以上説明した実施の形態に
限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内で適宜
変形することが可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁気ディスク以外のパリティ格納手段にパリティを書き
込むことにより、磁気ディスクのエラーレートに左右さ
れずに安定したパリティを容易に得ることでき、しかも
磁気ディスクに対して書き込みおよび読み出しを行うデ
ータ量を増加させないので、安価で小型でしかも高速で
信頼性の高い磁気ディスク装置およびそのパリティ書き
込み方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のＨＤＤの要部平面図、

【図２】本発明の実施の形態のＨＤＤのブロック図、

【図３】本発明の実施の形態のＨＤＤにおけるパリティ
の書き込み方法を説明するためのフロー図である。

【符号の説明】

１ＨＤＡ２シャーシ４スピンドルモータ５ピボット軸受け６サスペンション７磁気ヘッド８コイルアーム９コイル 10 ディスク 11 タブ 12 ランプ 21 磁気ディスク装置 23 リードライト制御部 24 データバッファ部 25 データ処理部 26 パリティ収納部 27 データ入出力部 28 誤り訂正処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１１Ｂ 20/18 Ｇ１１Ｂ 20/18 ５３２Ｈ５７２５７２Ｂ５７２Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ディスクのデータ領域にセクタデー
タを書き込む手順と、前記セクタデータの複数個に対応
したパリティセクタを生成する手順と、前記パリティセ
クタを前記磁気ディスク以外の格納手段に書き込む手順
とからなる磁気ディスク装置のパリティ書き込み方法。
【請求項２】前記パリティセクタを生成する手順は、
前記磁気ディスクに記録されるデータをインターリーブ
してなる各インターリーブのセクタデータ複数個に対応
するパリティセクタを生成することを特徴とする請求項
１記載のパリティ書き込み方法。
【請求項３】セクタデータに対応したパリティセクタ
を用いてエラー訂正を行う磁気ディスク装置であって、
前記セクタデータがデータ領域に書き込まれる磁気ディ
スクと、前記パリティセクタが格納される前記磁気ディ
スク以外の格納手段とを具備することを特徴とする磁気
ディスク装置。
【請求項４】前記格納手段は不揮発性メモリであるこ
とを特徴とする請求項３に記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】前記不揮発性メモリは半導体メモリであ
ることを特徴とする請求項４に記載の磁気ディスク装
置。
【請求項６】前記格納手段は磁気ディスク装置の回路
基板上に設けられたことを特徴とする請求項３ないし５
のいずれかに記載の磁気ディスク装置。