JP2005259340A - データ保存システムでのリトライ制御方法及びそれを利用したデータ保存装置 - Google Patents

データ保存システムでのリトライ制御方法及びそれを利用したデータ保存装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 データ保存システムでのリトライ制御方法及びそれを利用したディスクドライブを提供する。
【解決手段】 (a)データリードリトライプロセスを実行するディスクの目標セクタに相応する位置でのスピンジッタ値を決定する段階と,(b)前記目標セクタのスピンジッタ値によってリードタイミングを調整する段階と,(c)前記調整されたリードタイミングで前記目標セクタでデータリードリトライを実行する段階と,を含むリトライ制御方法を提供する。
【選択図】 図3

Description

本発明は,データ保存システムでのリトライ制御方法,及びそれを利用したデータ保存装置に関する。
本発明と関連した公知の技術文献としては,特許文献1及び2などがある。特許文献1には,復旧されたリード情報を保存し,次のリトライ時にその情報を利用してリトライ数を最小化する技術が提示されている。特許文献2には,記録媒体のデータ位置によってデータリードクロック周波数を変更させる技術が提示されている。
一般的に,データ保存装置の一つであるハードディスクドライブ(Hard Disc Drive:以下,HDDとも称する。)は,磁気ヘッドによってディスクからデータを読み取り,また,ディスクにデータを記録することによって,コンピュータシステムの処理の実行に寄与する。このようなHDDは,次第に高容量化,高密度化及び小型化しつつ,ディスクの回転方向の記録密度(Bit Per Inch:BPI)と回転軸方向の記録密度(Track Per Inch:TPI)とが増大している。それにより,さらに精巧なメカニズムが要求される。
したがって,HDDが高容量化,小型化しつつメカニズムの特性及び回路特性が変化すれば,データリード動作の実行中にエラーが発生することもある。これを改善するために,データのリード実行中にエラーが発生した場合には,リトライプロセスを実行する。
具体的には,リード動作の実行中にエラーが発生した場合には,オフトラックリードやデータリードに関連するパラメータ値を変更させつつ,データリードを所定の最大回数内で反復して実行する。
特開平10−334621号公報 米国特許第6,014,349号明細書
一般的に,HDDに外部から衝撃が加えられた場合には,ディスクがずれてディスクの偏心が発生する場合がある。しかし,ディスクが偏心した状態でデータリードを実行する場合,リードタイミングによっては,過度なリトライが発生するか,またはデータリードに失敗するという問題点があった。
そこで,本発明は,このような問題に鑑みてなされたもので,その目的とするところは,データ保存システムにおいて,ディスクの偏心が発生した場合にリトライ数を最小化させることが可能な,リトライ制御方法及びそれを利用したデータ保存装置を提供することである。
上記課題を解決するために,本発明のある観点によれば,データ保存システムにおけるリトライ制御方法が提供される。上記リトライ制御方法は,(a)データのリードリトライプロセスを実行するディスクの目標セクタに相応する位置における,スピンジッタ値を決定する段階と,(b)前記目標セクタのスピンジッタ値によってリードタイミングを調整する段階と,(c)前記調整されたリードタイミングで前記目標セクタでのリードリトライを実行する段階と,を含む。
上記段階(a),(b)及び(c)は,前記リードリトライプロセスで変更されるリードパラメータが,前記リードタイミングに関連するパラメータである場合にのみ実行されてもよい。
上記リトライ制御方法は,前記目標セクタのトラックに沿って前記スピンジッタを測定する段階と,前記測定されたスピンジッタに基づいて,ディスク偏心が発生したか否かを判定する段階と,前記ディスク偏心が発生した場合にのみ前記段階(a),(b)及び(c)を実行させる段階と,をさらに含んでもよい。
上記リトライ制御方法は,前記目標セクタのトラックに沿った線速度の変化からスピンジッタを測定する段階をさらに含んでもよい。
上記線速度は,前記目標セクタのトラックに沿って検出されたサーボ同期信号のタイミングから決定されてもよい。
上記ディスク偏心が発生したか否かは,測定された前記スピンジッタの最大値と所定の閾値とを比較して判定されてもよい。
上記段階(c)は,前記スピンジッタ値に対応するチャンネルセット値を決定する段階と,前記チャンネルセット値によってリードタイミングを調整する段階と,を含んでもよい。
上記段階(a),(b)及び(c)は,データリードに成功するまで反復して実行されてもよい。
上記段階(a),(b)及び(c)は,最大リトライ数に達するまで反復して実行されてもよい。
上記データ保存システムは,ハードディスクドライブを含んでもよい。
上記課題を解決するために,本発明のある観点によれば,データ保存装置が提供される。上記データ保存装置は,コントローラと,前記コントローラによって,(a)データリードリトライプロセスを実行するディスクの目標セクタに相応する位置でのスピンジッタ値を決定する段階と,(b)前記目標セクタのスピンジッタ値によってリードタイミングを調整する段階と,(c)前記調整されたリードタイミングで前記目標セクタでデータリードリトライを実行する段階と,を含む命令のシーケンスを実行させるプログラムを保存するメモリと,を備える。
以上説明したように本発明によれば,ディスクの偏心が発生したデータ保存システムで,リードタイミングが変更されるリトライ発生時に,リトライするセクタから算出されたスピンジッタ値に応じてリードタイミング値を変化させるように制御することによって,最小のリトライでデータをリードできる。
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
以下では,本発明にかかるデータ保存装置を,その一例であるディスクドライブに適用して説明する。
図1は,本発明が適用されるディスクドライブ10の構成を示す図面である。ドライブ10は,スピンドルモータ14によって回転する少なくとも一つの磁気ディスク12を含んでいる。ディスクドライブ10は,ディスク表面18に隣接するように位置した変換器16をさらに含んでいる。
変換器16は,それぞれのディスク12の磁界を感知して磁化させることによって,回転するディスク12から情報を読み取り,また,ディスク12に情報を記録できる。一般的に,変換器16は,各ディスク表面18に結合されている。たとえ,単一の変換器16として図示されて説明されているとしても,これは,ディスク12を磁化させるための記録用変換器とディスク12の磁界を感知するための分離されたリード用変換器とを含んでいると理解されねばならない。リード用変換器は,磁気抵抗(MR:Magneto−Resistive)素子より構成される。変換器16は,通常,ヘッドとも称する。
変換器16は,スライダ20に統合されうる。スライダ20は,変換器16とディスク表面18との間に空気軸受を生成させる構造になっている。スライダ20は,ヘッドジンバルアセンブリ22(Head Gimbal Assembly:以後,HGA22と称する)に結合されている。HGA 22は,ボイスコイル26を有するアクチュエータアーム24に付着されている。ボイスコイル26は,ボイスコイルモータ30(Voice Coil Motor:以後,VCM30と称する。)を特定するマグネチックアセンブリ28に隣接するように位置している。ボイスコイル26に供給される電流は,軸受アセンブリ32に対してアクチュエータアーム24を回転させるトルクを発生させる。アクチュエータアーム24の回転は,ディスク表面18を横切って変換器16を移動させる。
情報は,一般的に,ディスク12の環状のトラック内に保存される。各トラック34は,一般的に,複数のセクタを含んでいる。図7は,ディスク12のトラック及びセクタの構造の例を示す。図7で,各セクタは,Tx,Syと表記されており,xはトラック番号を表し,yはセクタ番号を表す。図7のディスク12は,説明の便宜のために3個のトラックT1,T2,T3と8個のセクタS1〜S8とを有すると表示した。しかし,一般的に,ディスク12は,これよりはるかに多くのトラック及びセクタを有する。
各セクタは,データフィールドと識別フィールドとを含んでいる。識別フィールドは,セクタ及びトラック(シリンダ)を識別するグレイコードより構成されている。変換器16は,他のトラックにある情報を書き込み/読み取りするためにディスク表面18を横切って移動する。
図2は,本実施形態にかかるディスクドライブ10の電気的な回路を示す図面である。
図2に示されたように,本実施形態にかかるディスクドライブ10は,ディスク12,変換器16,プリアンプ210,書き込み/読み取りチャンネル220,バッファ230,コントローラ240,メモリ250及びホストインターフェース260などを備える。
前記プリアンプ210及び書き込み/読み取りチャンネル220を含む回路構成を書き込み/読み取り回路と称する。
メモリ250には,ディスクドライブを制御するための各種のプログラム及びデータが保存されている。特に,本実施形態にかかるリトライ制御方法についての,図3に例示されているプロセスをコントローラ240によって実行させるための命令のシーケンスを含むプログラム,及び図6に示したようなスピンジッタ値に対応するチャンネルセット値が保存されている。
まず,一般的なディスクドライブの動作を説明すれば,次の通りである。
データリードモードで,ディスクドライブ10は,ディスク12から変換器16(ヘッドともいう)によって感知された電気的な信号をプリアンプ210で信号処理に容易に増幅させる。次いで,書き込み/読み取りチャンネル220では,増幅されたアナログ信号をホスト機器(図示せず)が判読できるデジタル信号に符号化し,ストリームデータに変換してバッファ230に一時保存した後,ホストインターフェース260を通じてホスト機器に伝送する。
逆に,データライトモードで,ディスクドライブ10は,ホストインターフェース260を通じてホスト機器からデータを入力され,そのデータをバッファ230に一時保存する。その後,バッファ230に保存されたデータを順次出力して書き込み/読み取りチャンネル220によって書き込みに適した2進データストリームに変換した後,プリアンプ210によって増幅された記録電流を変換器16を通じてディスク12に記録させる。
コントローラ240は,ディスクドライブを総括的に制御する。特に,データのリードリトライの発生によって変更するパラメータがリードタイミングに関連するパラメータである場合に,スピンジッタ値を測定する。測定の結果,ディスクの偏心が発生したと判断した場合には,リトライしようとするセクタ位置でのスピンジッタ値に対応するチャンネルセット値に基づいてリードタイミングを変更して,データリードを実行するようにリトライプロセスを制御する。
また,コントローラ240は,ボイスコイル26に駆動電流を供給するVCM駆動部270にも結合されており,変換器16の動きを制御するためにVCM駆動部270に駆動制御信号を供給する。それにより,VCM駆動部270は,コントローラ240から印加される駆動制御信号に相応する電流をボイスコイル26に供給して変換器16を移動させる。
図3のフローチャートを参照して,本実施形態によるデータ保存システムでのリトライ制御方法について詳細に説明する。
ディスクドライブ10のコントローラ240は,ホスト機器からホストインターフェース260を経由してデータリード命令が入力されるか否かを判断する(S301)。
S301の判断結果,入力される命令がリード命令である場合に,目標シリンダ及びセクタ位置にシークしてから,ディスク12からデータをリードするように制御する(S302)。
図8は,図3のフローチャートのS302の細部フローチャートを示す。図8に示すように,リード命令が開始すれば,コントローラ240は,リード動作によってアクセスされる目標セクタをシークするための命令を生成させる(S401)。変換器16は,シーク動作で目標セクタを探すためにディスク12上を移動する。コントローラ240は,このようなシーク動作が終了するまで待つ(S402)。そして,シーク動作を完了した後,コントローラ240は,ディスク12からデータをリードするように制御する(S403)。
図8に示されたようなフローチャートによるリード動作を実行した後,コントローラ240は,S302のデータリードを実行する過程でエラーが発生したか否かを判断する(S303)。
S303の判断の結果,エラーが発生した場合には,リトライ最大限度に達するまで,リード関連パラメータを変更しつつ,データリードに成功するまでリトライを反復して実行するが,実行したリトライ数がリトライ限度値を超過するか否かを判断する(S304)。
S304の判断結果,リトライ限度値を超過していない場合には,リトライ順序に対応してリードパラメータを変更させる(S305)。リトライ順序とは,何回目のリトライであるのかを示す。リトライ順序に対応してリードパラメータを変更させるとは,具体的には例えば,何回目のリトライ時にどのパラメータを変更するのかが予め決められており,リトライ順序に対応して,予め対応付けられているパラメータを変更させることにより実施できる。
それにより,S305でリトライによって変更されるリードパラメータがリードタイミングに関連したパラメータに該当するか否かを判断する(S306)。
S306の判断結果,リトライによって変更されるリードパラメータがリードタイミングに関連したパラメータに該当する場合に,リトライを実行するセクタを含むトラックを1回転しつつスピンジッタ値を測定して保存する(S307)。
スピンジッタは,ディスクが一定速度で回転する時,同じトラック内での線速度の変化量と定義される。なお,線速度は,一般に,ヘッドが記録面をなぞる速度をいう。スピンジッタ値は,トラックを回転しつつサーボ同期信号が発生する区間別に時間を測定し,測定された時間に基づいて線速度の変化量を計算することにより算出できる。
図4に示されたように,偏心が発生しておらず,中心軸位置にディスクが正確に置かれている場合には(図4の1),同じトラックで線速度が一定であり,スピンジッタ値はほぼ0に近接する値を有する。しかし,ディスクドライブの外部の衝撃によって,中心軸から離れた位置にディスクが置かれた場合には(図4の2),同じトラックでも位置によって線速度が変化して,図5に示されたようなサイン波形状のスピンジッタを発生させる。
S307で算出されたスピンジッタ値からディスク偏心が発生したか否かを判断する(S308)。ディスク偏心が発生したか否かは,同じトラック内で測定されたスピンジッタの最大値と,設定された閾値とを比較することにより判定する。具体的には,同じトラック内で測定されたスピンジッタの最大値が,設定された閾値を超過する場合に,ディスク偏心が発生したと判定する。本実施形態では,上記閾値を‘1’と設定した。
もし,スピンジッタが図5に示したように算出されたならば,スピンジッタの最大値は,Dポイントで‘4’となるので,閾値‘1’を超過しており,ディスク偏心が発生したと判定される。
ディスク偏心が発生したと判定された場合は,リトライしようとするセクタでのスピンジッタ値を求める(S309)。すなわち,図5に示したように,リトライするトラックを1回転しつつ測定されたスピンジッタ値中で,細部的にリトライするセクタの位置でのスピンジッタ値を抽出する。
S309で求めたリトライするセクタの位置でのスピンジッタ値に対応するチャンネルセット値をメモリ250から読み取る(S310)。
次いで,S310で読み取ったチャンネルセット値でリードタイミングを変更してデータリードを再び実行する(S311)。チャンネルセット値は,図2の書き込み/読み取りチャンネル220にデータの読み込み/書き込み動作を実行させるために必要なパラメータの適用値を示す。ここで,チャンネルセット値とリードタイミングの関係を詳細に説明する。図6は上述のように,スピンジッタ値に対応するチャンネルセット値が保存されている。ここで,チャンネルセット値は,リードタイミングを決定するパラメータ値を意味する。リードタイミングを決定するパラメータとしては,例えば,サーボゲートパルスの発生タイミングを調整するパラメータを例示できる。書き込み/読み取りチャンネル220では,サーボゲートパルスを利用してサーボアドレスマーク信号を検出し,その信号に基づいてデータを読み取る。しかし,スピンジッタ値によってサーボゲートアドレスマーク信号が発生する周期が変更される。それを補正するためにサーボゲートパルス発生周期をスピンジッタ値によって調整する必要がある。本実施形態によれば,図6のテーブルに示したように,スピンジッタ値が−1〜1の場合にはリードタイミングに関連するチャンネルセット値に該当するパラメータ(サーボゲートパルス発生周期)の値を変更する必要がない。一方,例えばスピンジッタ値が−5の場合いは,サーボゲートパルス発生タイミングを調整するパラメータ値をAに変更して正確にサーボゲートアドレスマーク信号を検出するようにリードタイミングを調整する。
目標セクタへのシーク処理は,ディスク12の偏心の修正を含む。偏心の修正は,ディスク12の偏心の程度が高いほど,長い時間がかかる。高い程度に偏心したディスクに対するシーク処理を行っている間の長い待機時間(図8のS402)に,図3のS311に示したリードタイミングの調整が行われる。
上述した図3で,S301〜S311は,リード動作が失敗する場合,所定の最大回数内でエラーなしにデータリードに成功するまで反復して実行される。
以上説明したように本実施形態によれば,ディスクの偏心が発生したディスクドライブで,リードタイミングが変更されるリトライ発生時に,リトライするセクタから算出されたスピンジッタ値に応じてリードタイミング値を変化させるように制御することによって,最小のリトライでデータをリードできる。特に,ディスク偏心がひどく発生し,ディスクの偏心の程度が高い場合にも,データリードに成功できる。
本発明は,方法,装置,システムとして実行されうる。ソフトウェアとして実行される時,本発明の構成手段は,必然的に必要な作業を実行するコードセグメントである。プログラムまたはコードセグメントは,プロセッサが読み取り可能な記録媒体に保存されうるか,または伝送媒体または通信網で搬送波と結合されたコンピュータデータ信号によって伝送されうる。プロセッサで読み取り可能な記録媒体は,情報を保存または伝送できるいかなる媒体も含む。その例としては,電子回路,半導体メモリ素子,ROM,フラッシュメモリ,EROM(Erasable ROM),フロッピー(登録商標)ディスク,光ディスク,ハードディスク,光ファイバ媒体,無線周波数(RF)網などがある。コンピュータデータ信号は,電子網チャンネル,光ファイバ,空気,電磁界,RF網のような伝送媒体上に伝播されうるいかなる信号も含まれる。
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
上記では,本発明にかかるデータ保存装置をディスクドライブに適用して説明したが,本発明はかかる例には限定されず,多様な形態のデータ保存装置に適用可能である。なお特に,本発明をHDDに適用する場合にディスク偏心が発生しても安定的にデータをリードできる。
本発明は,データ保存システムでのリトライ制御方法,及びそれを利用したデータ保存装置に適用可能である。
本発明の実施形態にかかるディスクドライブの構成を示す平面図である。 同実施形態にかかるリトライ制御方法が適用されるディスクドライブの電気的な回路構成図である。 同実施形態にかかるディスクドライブで実行されるリトライ制御方法を示すフローチャートである。 同実施形態にかかるディスクドライブでのディスクの偏心を説明するための説明図である。 同実施形態にかかるディスクドライブにおいてディスクの偏心が発生した場合に算出されたスピンジッタ値を表すグラフである。 同実施の形態にかかるディスクドライブにおける,スピンジッタ値に対応するチャンネルセット値のテーブルを表す説明図である。 同実施の形態におけるディスク上でのトラック及びセクタの構造を説明するための説明図である。 同実施形態にかかるディスクドライブで実行されるデータリード動作段階の詳細な処理を示すフローチャートである。
符号の説明
240 コントローラ
250 メモリ

Claims (20)

  1. データ保存システムにおけるリトライ制御方法において:
    (a)データのリードリトライプロセスを実行するディスクの目標セクタに相応する位置における,スピンジッタ値を決定する段階と;
    (b)前記目標セクタのスピンジッタ値によってリードタイミングを調整する段階と;
    (c)前記調整されたリードタイミングで前記目標セクタでのリードリトライを実行する段階と;
    を含むことを特徴とするリトライ制御方法。
  2. 前記段階(a),(b)及び(c)は,前記リードリトライプロセスで変更されるリードパラメータが,前記リードタイミングに関連するパラメータである場合にのみ実行されることを特徴とする請求項1に記載のリトライ制御方法。
  3. 前記目標セクタのトラックに沿って前記スピンジッタを測定する段階と;
    前記測定されたスピンジッタに基づいて,ディスク偏心が発生したか否かを判定する段階と;
    前記ディスク偏心が発生した場合にのみ前記段階(a),(b)及び(c)を実行させる段階と;
    をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のリトライ制御方法。
  4. 前記目標セクタのトラックに沿った線速度の変化からスピンジッタを測定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載のリトライ制御方法。
  5. 前記線速度は,前記目標セクタのトラックに沿って検出されたサーボ同期信号のタイミングから決定することを特徴とする請求項4に記載のリトライ制御方法。
  6. 前記ディスク偏心が発生したか否かは,測定された前記スピンジッタの最大値と所定の閾値とを比較して判定することを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載のリトライ制御方法。
  7. 前記段階(c)は,
    前記スピンジッタ値に対応するチャンネルセット値を決定する段階と;
    前記チャンネルセット値によってリードタイミングを調整する段階と;
    を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のリトライ制御方法。
  8. 前記段階(a),(b)及び(c)は,データリードに成功するまで反復して実行することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のリトライ制御方法。
  9. 前記段階(a),(b)及び(c)は,最大リトライ数に達するまで反復して実行することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のデータ保存システムでのリトライ制御方法。
  10. 前記データ保存システムは,ハードディスクドライブを含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のデータ保存システムでのリトライ制御方法。
  11. コントローラと;
    前記コントローラによって,(a)データリードリトライプロセスを実行するディスクの目標セクタに相応する位置でのスピンジッタ値を決定する段階と,(b)前記目標セクタのスピンジッタ値によってリードタイミングを調整する段階と,(c)前記調整されたリードタイミングで前記目標セクタでデータリードリトライを実行する段階と,を含む命令のシーケンスを実行させるプログラムを保存するメモリと;
    を備えることを特徴とするデータ保存装置。
  12. 前記コントローラによって実行される前記段階(a),(b)及び(c)は,前記リードリトライプロセスで変更されるリードパラメータがリードタイミングに関連するパラメータである場合にのみ実行されることを特徴とする請求項11に記載のデータ保存装置。
  13. 前記コントローラによって実行される命令のシーケンスは,
    前記目標セクタのトラックに沿ってスピンジッタを測定する段階と;
    前記測定されたスピンジッタからディスク偏心が発生したか否かを判定する段階と;
    前記ディスク偏心が発生した場合にのみ前記段階(a),(b)及び(c)を実行させる段階と;
    をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載のデータ保存装置。
  14. 前記コントローラによって実行される命令のシーケンスは,前記目標セクタのトラックに沿って,線速度の変化からスピンジッタを測定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のデータ保存装置。
  15. 前記線速度は,前記目標セクタのトラックに沿って検出されたサーボ同期信号のタイミングから決定することを特徴とする請求項14に記載のデータ保存装置。
  16. 前記ディスク偏心が発生したか否かは,測定されたスピンジッタの最大値と所定の閾値とを比較して判定することを特徴とする請求項13〜15のいずれか1項に記載のデータ保存装置。
  17. 前記コントローラによって実行される命令のシーケンスは,
    前記スピンジッタ値に対応するチャンネルセット値を決定する段階と;
    前記チャンネルセット値によってリードタイミングを調整する段階と;
    をさらに含むことを特徴とする請求項11〜16のいずれか1項に記載のデータ保存装置。
  18. 前記段階(a),(b)及び(c)は,データリードに成功するまで反復して実行することを特徴とする請求項11〜17のいずれか1項に記載のデータ保存装置。
  19. 前記段階(a),(b)及び(c)は,最大リトライ数に達するまで反復して実行することを特徴とする請求項11〜18のいずれか1項に記載のデータ保存装置。
  20. ハードディスクドライブであることを特徴とする請求項11〜19のいずれか1項に記載のデータ保存装置。

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