JP2006179102A - 磁気ディスク装置及データの記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接するデータ・トラックに対する高頻度の書き込みによるデータの消失を防止する。
【解決手段】複数の隣接するデータ・トラックに対して１本おきに使用を禁止するデータ・トラックを設定してオルタネート・ゾーンを形成する。更新頻度の高いデータと更新頻度の低いデータをオルタネート・ゾーンに記録する。更新頻度の高いデータを記録するデータ・トラックと更新頻度の低いデータを記録するデータ・トラックは、１本のシリンダ分だけ間隔があいているので、漏れ磁束によるデータ消失を防止することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、磁気ディスクのデータ・トラックに記録されたデータが隣接するデータ・トラックに対するデータの書き込みにより消失していく現象を防止する技術に関する。

磁気ディスク装置の記録媒体である磁気ディスクは、各記録面に同心円状に複数のデータ・トラックがサーボ・データにより設定され、各データ・トラックには円周方向に複数のデータ・セクタ（以下、単にセクタという。）が設定されている。セクタは磁気ディスクにデータを記録するときの最小単位となり、たとえば５１２バイトの記憶ブロックとして設定される。各データ・トラックは、所定のトラック・ピッチで磁気ディスクの半径方向に配置されており、ホスト装置からコマンドを受け取ると磁気ディスク装置は、指定されたアドレスのセクタを含むデータ・トラックに磁気ヘッドを位置づける。

近年、磁気ディスクの記録密度の向上にともなって、トラック・ピッチ密度（ＴＰＩ）がますます狭小になり、あるデータ・トラックにデータを記録する際に、記録ヘッドから漏れた磁束が隣接するデータ・トラックに記録されたデータに影響を与え、記録されたデータの更新頻度が多くなるとついに隣接するデータ・トラックに記録されていたデータが消失または再生不能に陥ってしまうという現象が特定の用途の磁気ディスク装置で起こっている。この現象は、隣接データ・トラック干渉（Ａｄｊａｃｅｎｔ Ｔｒａｃｋ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ（以後、ＡＴＩという。））として知られている。特許文献１は、その要約に記載しているように、漏れ磁界が隣接データ・トラック上のデータを少しずつ消去していく状況が発生しても、それを補償して磁気ディスク装置としてデータ・エラーが発生しないようにする技術を開示する。

特許文献１に記載する技術は、あるデータ・トラック上にデータをライトしたときのライト回数を求めてライト回数が規定回数に達したことを検知し、検知結果に基づいてあるデータ・トラックの隣接データ・トラックのデータを一旦読み出して隣接データ・トラックにデータを再ライトする。また、データ・トラックへデータをライトする場合に、物理的なデータ・トラックの１本おきにスキップしてライトし、全データ・トラックの半数データ・トラックをライトしたあとにスキップしたデータ・トラックにライトする。

また、特許文献２は、磁気ディスクは周速度に起因してインナー側に比べてアウター側のＴＰＩマージンが低いため、高記録密度化を図るために、磁気ディスク全体に渡ってＴＰＩマージンを一定にする技術を開示する。具体的には、インナー側からアウター側に向かってデータ・トラック・ピッチが広くなるように、連続的にデータ・トラック・ピッチが変化するようにサーボ信号を書き込む。
特開２００４−２７３０６０号公報 特開平３−２０３０７１号公報

近年、磁気ディスク装置の用途が拡大しホスト装置のデータ記録の形態も多様化してきている。ある種のホスト装置では、磁気ディスクに記録された大部分のデータが長期間更新されることなく再生の対象としてだけ使用され、特定のデータ・トラックに記録された極一部のデータだけに対して高い頻度で書き換えが行われている。たとえば、カー・ナビゲーション・システムに搭載される磁気ディスク装置では、磁気ディスクの記憶領域を大部分のデータが更新されない地図情報で占めるが、目的地や経由地を登録するために一部のデータ・トラックにはデータが頻繁に書き込まれ更新される。また、監視カメラ・システムでは、磁気ディスクに長期間更新されない静止画像のデータと頻繁に更新されるタイム・スタンプのデータが記録され、静止画像のデータがＡＴＩの影響を受けることがある。さらに、ＰＯＳ（Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｓａｌｅ）に使用される磁気ディスク装置でも、長期間更新されない商品のデータと頻繁に更新される購入時データとが記録され同様な現象が起こる。

これらの、ホスト装置では更新頻度の高いデータの書き込みおよび更新のために同一のデータ・トラックを使用し続ける傾向があり、またそのデータ・トラックは更新頻度の低いデータ・トラックに隣接することが多いため、更新頻度の低いデータに対してＡＴＩが発生して地図情報などを再生する時のソフト・エラー・レート（以下、ＳＥＲという。）が徐々に増大しついに再生不能に陥る。

このような特殊な記録形態のホスト装置に対応できる磁気ディスク装置は、できるだけ一般的な用途の磁気ディスク装置からの設計変更を少なくした方がコスト面で有利である。また、上記のような特殊な記録形態のホスト装置の間でも、更新頻度の高いデータを記録するデータ・トラックと更新頻度の低いデータを記録するデータ・トラックとが隣接している磁気ディスク上の領域は様々であり、これに対してできるだけ柔軟に対応できることが望ましい。そこで本発明の目的は、磁気ディスクのデータ・トラックに記録されたデータが隣接するデータ・トラックへのデータの書き込みにより消失していく現象を防止することができる磁気ディスク装置を提供することにある。さらに本発明の目的は、磁気ディスクのデータ・トラックに記録されたデータが隣接するデータ・トラックへのデータの書き込みにより消失していく現象を防止するためのデータの記録方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、そのような磁気ディスク装置および記録方法を簡単かつ柔軟に実現することにある。

本発明の第１の態様は、更新頻度の低いデータと更新頻度の高いデータを記録するホスト装置で使用する磁気ディスク装置であって、最内周データ・トラックから最外周データ・トラックまで隣接して配置された複数のデータ・トラックからなるデータ・トラック群を備える磁気ディスクと、前記データ・トラック群から選択した複数の隣接するデータ・トラックに対して１本おきに使用を禁止する設定をして前記磁気ディスクに対してオルタネート・ゾーンを形成したルックアップ・テーブルと、前記ルックアップ・テーブルを参照し、前記ホスト装置から送られた前記更新頻度の低いデータを記録するためのライト・コマンドと前記更新頻度の高いデータを記録するためのライト・コマンドとを実行して前記使用が禁止されたデータ・トラックをスキップして前記オルタネート・ゾーンのデータ・トラックに前記更新頻度の低いデータと前記更新頻度の高いデータを書き込むプロセッサとを有する磁気ディスク装置を提供する。

オルタネート・ゾーンは、ルックアップ・テーブルのフラグ設定で形成される。ルックアップ・テーブルは、オルタネート・シリンダ・テーブルで構成することができる。オルタネート・ゾーンは隣接する複数のデータ・トラックで構成され、内部ではデータ・トラックが１本おきに使用されることが禁止されている。オルタネート・ゾーンに更新頻度の高いデータと更新頻度の低いデータを記録しても、使用を禁止されたデータ・トラックにはデータが記録されないので、更新頻度の高いデータが記録されたデータ・トラックと更新頻度の低いデータが記録されたデータ・トラックが隣接することはない。ホスト装置は、更新頻度の高いデータはオルタネート・ゾーンに記録するように記録データの磁気ディスク上でのアドレスを管理するが、更新頻度の低いデータはオルタネート・ゾーンに記録したり、それ以外のデータ・トラックに記録したりしてよくアドレスを管理する必要はない。

オルタネート・ゾーンを最外周データ・トラックまたは最内周データ・トラック近辺に設定しておくと、上述の特殊な記録形態のホスト装置に適合しやすい。オルタネート・ゾーンは複数の隣接するデータ・トラックとして構成しても複数の隣接するシリンダとして構成してもよい。本発明が効果を奏するホスト装置としては、カー・ナビゲーション・システム、ＰＯＳ、または監視カメラ・システムなどがある。

本発明の第２の態様は、更新頻度の低いデータと更新頻度の高いデータを記録するホスト装置で使用する磁気ディスク装置であって、物理的な配置の順番で絶対アドレスが割り付けられた複数のデータ・トラックを備える磁気ディスクと、前記データ・トラックの絶対アドレスに対して１本おきにフラグを設定してブラインド・トラックを生成したオルタネート・シリンダ・テーブルと、前記オルタネート・シリンダ・テーブルを格納する記録媒体と、前記オルタネート・シリンダ・テーブルで設定されたフラグを参照し、前記ホスト装置から送られた前記更新頻度の低いデータを記録するためのライト・コマンドと前記更新頻度の高いデータを記録するためのライト・コマンドとを実行して前記ブラインド・トラックをスキップして前記オルタネート・ゾーンのデータ・トラックに前記更新頻度の低いデータと前記更新頻度の高いデータを書き込むプロセッサとを有する磁気ディスク装置を提供する。

本発明の第３の態様は、ホスト装置が磁気ディスク装置に更新頻度の低いデータと更新頻度の高いデータを記録する方法であって、前記磁気ディスク装置の磁気ディスクの記憶領域の一部にデータを記録するためのデータ・トラックとデータを記録しないブラインド・トラックとを１本ずつ交互に配置したオルタネート・ゾーンを設定するステップと、前記ホスト装置から送られた更新頻度の低いデータを記録するライト・コマンドを実行し、前記ブラインド・トラックをスキップしながら前記オルタネート・ゾーンのデータ・トラックに前記更新頻度の低いデータを書き込む第１の記録ステップと、前記ホスト装置から送られた更新頻度の高いデータを記録するライト・コマンドを実行し、前記ブラインド・トラックをスキップして前記オルタネート・ゾーンのデータ・トラックに前記更新頻度の高いデータを書き込む第２の記録ステップとを有する記録方法を提供する。

本発明により、磁気ディスクのデータ・トラックに記録されたデータが隣接するデータ・トラックへのデータの書き込みにより消失していく現象を防止することができる磁気ディスク装置を提供することができた。さらに本発明により、磁気ディスクのデータ・トラックに記録されたデータが隣接するデータ・トラックへのデータの書き込みにより消失していく現象を防止するためのデータの記録方法を提供することができた。さらに本発明により、そのような磁気ディスク装置および記録方法を簡単かつ柔軟に実現することができた。

［ＡＴＩの発生原理］
図１を参照してＡＴＩの発生原理を説明する。本明細書の全体を通じて、同一要素には同一参照番号を付して説明する。図１は、スライダに形成された誘導型記録ヘッドを模式的に示した図である。図１（Ａ）は、スライダが磁気ディスク上を浮上するときに、左右方向が磁気ディスクの円周方向または同一データ・トラック上でのデータ記録の方向である。図１（Ｂ）は図１（Ａ）の側面図であり、スライダが磁気ディスク上を浮上するときに、左右方向が磁気ディスクの半径方向またはデータ・トラックが同心円状に隣接して配列している方向である。

記録ヘッドは、上部磁極１、下部磁極３、およびコイル２で構成されスライダに形成されている。上部磁極１と下部磁極３は磁性体で形成されている。コイル２に記録電流を流すと上部磁極１、下部磁極３で形成される磁路に磁束が流れる。磁束は、上部磁極１の端部４と下部磁極３の端部５との間では空間を流れ、この磁束が流れる空間に磁気ディスクのデータ・トラックが配置されて磁性層が磁化されデータが記録される。図１（Ｂ）に示した上部磁極１の端部４の幅Ｗは、データ・トラックの幅の中にデータを記録できるように選択されている。データ・トラック・ピッチが狭小化してくると端部４の幅Ｗが狭くなる一方、磁性層にデータを書き込むための記録電流はさほど低減できないため上部磁極の端部４の近辺では磁束が飽和して、上部磁極１の側端部７および側端部８から漏れて空間に放出されるいわゆる漏れ磁束の量が増加する。

漏れ磁束は、記録ヘッドがデータ記録のために位置づけられているデータ・トラックに隣接するデータ・トラックにも作用して、隣接するデータ・トラックの端の部分の磁化状態に変化を与える。ただし、この漏れ磁束の量は端部４と端部５の間を流れるデータ記録に利用される主磁束の量に比べて小さかったり、データ・トラック間にガード・バンドを設けたり、磁性層の保磁力を適切に選定したりして対処しているために、磁気ディスク装置の通常の使用状態でＡＴＩが問題になることは少ない。また、影響を受けるデータ・トラックに記録されたデータが適当な頻度で更新されるならば、更新の時点でそれまでの漏れ磁束の影響をリセットできるので、ホスト装置がパーソナル・コンピュータなどの一般的な用途であれば問題になることがほとんどない。

しかし、隣接するデータ・トラックの一方には頻繁に更新されるデータが記録され、他方には長期間更新されないデータが記録されるような特殊な記録形態のホスト装置で磁気ディスク装置が使用される場合は、一方のデータ・トラックに記録するデータを更新するたびに他方のデータ・トラックのデータは漏れ磁束の影響を受ける。そして、一方のデータ・トラックの更新回数が増加するに従って、他方のデータ・トラックから再生するデータのＳＥＲが増大し、一方のデータ・トラックの更新回数が約百万回程度に達するまで他方のデータ・トラックに記録されたデータが更新されないときは、他方のデータ・トラックに記録されたデータを実用上再生できないという状況が発生する。

［磁気ディスク装置のブロック図］
図２を参照して、本発明の実施の形態に係る磁気ディスク装置１０の概略構成を説明する。磁気記録媒体としての磁気ディスク１１は、磁性層が形成された記録面１２ａ、１２ｂを両面に備えており、スピンドル・ハブに取り付けられ、スピンドル・モータ１３により回転する。図３（Ａ）に磁気ディスク１１の記録面１２ａのフォーマット構成を示す。磁気ディスクの記録面１２ａには、図３（Ａ）に示すように同心円状に複数のデータ・トラック１０１がサーボ・データにより定義されている。

磁気ディスク装置１０は、データ面サーボ方式を採用しており、磁気ディスクの記録面が複数存在している場合は各記録面が同様な構成となる。内周側データ・トラックから外周側データ・トラックに渡って放射状にフォーマットされた複数のサーボ・セクタ１０３のそれぞれにはサーボ・データが書き込まれている。各データ・トラック１０１には、図３（Ｂ）に示すように磁気ディスク１１の円周方向にサーボ・セクタ１０３に隣接する複数のデータ領域１０５が設けられ、サーボ・セクタ１０３とデータ領域１０５とは磁気ディスク１１の円周方向に交互に配置されている。

各データ領域１０５には、ｎ個のセクタがフォーマットされている。各セクタには、ユーザ・データの記録領域であって読み書きの単位となる５１２バイトのデータ・ブロックが設けられている。各セクタには、ユーザ・データの記録時にリード・ライト・チャネル（以下、Ｒ／Ｗチャネルという。）が利得調整したり同期をとったりするためのプリアンブル、再生時にユーザ・データの先頭を見つけるためのコードであるＳＹＮＣパターン、およびデータの読み取りエラーを補償するＥＣＣコードなどが書き込まれる。

磁気ディスク１１の記録面の中には、ユーザがアクセスできないシステム領域が定義されている。システム領域には、二次欠陥セクタを代替セクタにマッピングするためのエントリーを記録する再配置欠陥マップ（以後、ＲＤＭという。）を格納している。さらに、データ・トラックを１本おきに使用禁止にするように構成したオルタネート・ゾーンを形成するための、オルタネート・シリンダ・テーブルが格納されている。オルタネート・ゾーンは、磁気ディスク１１の記録面の一部に複数の隣接するデータ・トラックまたは複数の隣接するシリンダで構成された領域であり詳細は後述する。

図２に戻ると、磁気ヘッド１５ａ、１５ｂは、それぞれ記録面１２ａ、１２ｂに対応して設けられており、誘導型の記録ヘッドとＧＭＲを採用した再生ヘッドで構成されている。ヘッド支持機構１７は、スライダに形成された磁気ヘッド１５ａ、１５ｂを支持しながら回動し、磁気ヘッド１５ａ、１５ｂを記録面１２ａ、１２ｂの所定のデータ・トラック上に位置づける。ヘッド支持機構１７により磁気ヘッド１５ａ、１５ｂが磁気ディスク上のあるデータ・トラックに位置づけられたときの２つのデータ・トラックが形成する円柱状の記憶領域をシリンダという。シリンダは、記録面の数とそれに対応する磁気ヘッドの数がさらに増えても同様に定義される。

ボイス・コイル・モータ（以後、ＶＣＭという。）１９は、ヘッド支持機構１７が搭載するボイス・コイルならびに磁気ディスク装置１０のベースに取り付けられたボイス・コイル・マグネットおよびボイス・コイル・ヨークで構成され、ボイス・コイルに流す電流で、ヘッド支持機構１７を駆動する。ＶＣＭドライバ２１は、デジタル・アナログ・コンバータ（以後、ＤＡＣという。）２３から受けた電圧信号をＶＣＭ１９の駆動電流に変換する。ＤＡＣ２３はマイクロ・プロセッシング・ユニット（以後、ＭＰＵという。）２５から受け取った磁気ヘッド１５ａ、１５ｂの位置決めのためのデジタル信号をアナログの電圧信号に変換する。

スピンドル・モータ・ドライバ２７はＡＤコンバータを備え、ＭＰＵ２５から受け取ったデジタル信号からスピンドル・モータ１３の駆動電流を生成する。ヘッド・アンプ２９は、再生時に磁気ヘッド１５ａ、５ｂが再生した微弱なアナログの再生信号を増幅してリード／ライト・チャネル（以後、Ｒ／Ｗチャネルという。）３１に送る。さらにヘッド・アンプ２９は記録時にＲ／Ｗチャネル３１から受け取った信号を増幅して磁気ヘッド１５ａ、１５ｂに送る。

Ｒ／Ｗチャネル３１は、記録または再生のためにデータ処理を行う。ホスト装置５５から送られた書き込み用デジタル・データは、ハード・ディスク・コントローラ（以後、ＨＤＣという。）３３を経由してＲ／Ｗチャネル３１に送られる。Ｒ／Ｗチャネル３１は、受け取ったデジタル・データを書き込み電流に変換してヘッド・アンプ２９に送る。さらに、ヘッド・アンプ２９から送られた磁気ヘッド１５ａ、１５ｂの再生信号は、Ｒ／Ｗチャネル３１がデジタル・データに変換しＨＤＣ３３を経由してホスト装置５５に送られる。サーボ・コントローラ３７は、Ｒ／Ｗチャネル３１が出力する読み出しデータの中からヘッドの位置情報を抽出してＭＰＵ２５およびＨＤＣ３３に送る。

ＨＤＣ３３は、ホスト装置５５との通信を行うインターフェースとしての機能を果たし、ホスト装置５５との間でのデータ転送速度と磁気ディスク１０の内部におけるデータ処理速度の調整を図る。ＨＤＣ３３は、ホスト・コンピュータ５５から送られた転送データを一時的にバッファ３５に蓄え、ＭＰＵ２５の指令に基づいてＲ／Ｗチャネル３１に送る。ＨＤＣ３３はまた、Ｒ／Ｗチャネル３１から送られた転送データを一時的にバッファ３５に蓄え、ＭＰＵ２５の指令に基づいてホスト・コンピュータ５５に送る。さらにＨＤＣ３３は、ＥＣＣコードを利用したデータ・エラー訂正回路やアドレス・マーク検出回路等を備えている。ＨＤＣ３３は、ホスト・コンピュータ５５との間でデータ通信を行うためのレジスタを備える。

ＭＰＵ２５は、ＨＤＣ３３と協働して磁気ディスク装置１０全体の動作を制御する。ＭＰＵ２５は、ＨＤＣ３３の各種レジスタに直接アクセスして、ホスト装置５５と磁気ディスク装置１０の間でのデータ転送を制御する。ＭＰＵ２５は、ホスト・コンピュータ５５から送られた磁気ディスク１１の論理ブロック・アドレス（以下、ＬＢＡという。）を、オルタネート・シリンダ・テーブルを参照してシリンダ番号、ヘッド番号、およびセクタ番号からなるＣＨＳパラメータに変換する。ＭＰＵ２５はまた、ＲＤＭを参照して二次的欠陥セクタに対する代替セクタのアドレスを計算する。

ＭＰＵ２５は、サーボ・コントローラ３７から送られたサーボ情報に基づいて磁気ヘッド１５の現在位置を判断し、ホスト・コンピュータ５５から指示されたアドレスから計算したターゲット位置との差に基づいて磁気ヘッド１５ａ、１５ｂをターゲット位置に位置決めするためのデジタル信号をデジタル・アナログ変換器（以下、ＤＡＣという。）２３に送る。

読み出し専用半導体メモリ（以後、ＲＯＭという。）４１は、磁気ディスク装置１０のシステムに関するプログラムを格納する。ＲＯＭ４１には、ＲＤＭやオルタネート・シリンダ・テーブルを格納してもよい。ランダム・アクセス・メモリ（以後、ＲＡＭという。）３９は、ＭＰＵ２５が実行する各種プログラムを一時的に記憶したり、ＭＰＵ２５の作業領域として使用したりする主記憶装置である。ＲＡＭ３９は、磁気ディスク装置が動作する間、ＬＢＡからＣＨＳパラメータを変換するテーブルやＲＤＭを一時的に記憶する。ＲＡＭ３９はまた、オルタネート・シリンダ・テーブルを一時的に記憶して、ＭＰＵ２５が参照できるようにする。

ホスト装置５５は、磁気ディスク装置１０を外部記憶装置または補助記憶装置として使用する電子機器であり、ＡＴＡ（ＡＴ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）やＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などの規格に従うインターフェース方式でインターフェース・コネクタ４７に接続して磁気ディスク装置１０との間でデータ転送をする。本実施の形態にかかるホスト装置５５は、カー・ナビゲーション・システムやＰＯＳといった磁気ディスク装置に対する特殊な記録形態を有しているものである。具体的にホスト装置５５は、長期間更新されないデータと頻繁に更新されるデータをともに磁気ディスク装置１０に記憶する。

以上、本発明の実施の形態に係る磁気ディスク装置１０のブロック図の一例を示したが、図面を参照して説明した各ブロックの名称、機能、相互関係等は一例であって、本発明の思想はこれに限定されるものではなく、他の機能を付加したり、異なるブロックで同一機能を実現したり、ブロック同士の分割や統合をすることは当業者が本明細書を参照して行うことができる限り本発明の範囲に含んでいる。

［磁気ディスクの構成］
図４は図３に示した磁気ディスク１１のフォーマットを部分的に拡大した図である。図４には、データ領域１０５に定義したデータ・トラックＮ−１、データ・トラックＮ、データ・トラックＮ＋１、およびデータ・トラックＮ＋２とそれらに磁気ディスク１１の円周方向において隣接するサーボ・セクタ１０３を示している。サーボ・セクタ１０３は、識別情報領域１０４と、バースト・パターン領域１０６とにより構成されている。バースト・パターン領域１０６には、磁気ディスク１１の半径方向に沿ってそれぞれ配列されたメイン・バースト・パターン列１０６Ａ、１０６Ｂ、およびサブ・バースト・パターン列１０６Ｃ、１０６Ｄが設けられている。各バースト・パターン列１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃおよび１０６Ｄは、磁気ディスク１１の半径方向の寸法が同一になるように書き込まれたパターンＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤで構成されている。

メイン・バースト・パターン列１０６Ａと１０６Ｂは、磁気ヘッドを磁気ディスク１１の半径方向に移動したとき再生信号の位相が相互に１８０度シフトした位置に書き込まれており、メイン・バースト・パターンを構成している。また、サブ・バースト・パターン列１０６Ｃと１０６Ｄは、磁気ヘッドを磁気ディスクの半径方向に移動したとき再生信号の位相が相互に１８０度シフトした位置に書き込まれており、サブ・バースト・パターンを構成している。

メイン・バースト・パターンとサブ・バースト・パターンとは、再生信号の位相が相互に９０度シフトした関係となるように書き込まれている。各バースト・パターンのディスク半径方向の寸法すなわちバースト・パターンのピッチはデータ・トラック・ピッチＰに等しくまたデータ・トラック１０１の幅にほぼ等しい。識別情報領域１０４の先頭には、サーボ・セクタ開始コードが記録されている。また、識別情報領域１０４には、サーボ・セクタの識別情報としてデータ・トラック識別番号を示すグレイコード（ｃｙｃｌｉｃ ｂｉｎａｒｙ ｃｏｄｅ：巡回２進符号）、およびサーボ・セクタ１０３の物理的識別番号を示すコード等が記録されている。

このように磁気ディスク１１の各記録面には、最内周データ・トラックと最外周データ・トラックとの間に、同心円状に複数の隣接したデータ・トラック１０５からなるデータ・トラック群がデータの記録領域としてサーボ・データにより定義されている。本実施の形態においてサーボ・データで定義されるデータ・トラックのピッチまたはデータ・トラックの幅は、最内周データ・トラックから最外周データ・トラックまですべて一定であっても、磁気ディスクの半径方向にゾーンを区切って変化させても、あるいは、最内周データ・トラックから最外周データ・トラックまで徐々に変化するものであってもよい。本実施の形態では、このように初期に定義されたデータ・トラックのフォーマットに対して、使用するデータ・トラックと使用を禁止にするデータ・トラックからなるオルタネート・ゾーンを設定する。

サーボ・データは、磁気ディスク装置１０の製造段階において周知の方法で磁気ディスク１１に書き込まれる。磁気ディスク１１の各記録面のセクタに欠陥がない場合は、すべてのデータ・トラックに含まれるすべてのセクタをデータの記録に使用することができる。そのときのデータ・トラックに対して配置の順番に割り振ったアドレスを絶対アドレスということにする。絶対アドレスは、製造段階でフォーマットされたデータ・トラックの配置で定まる。

しかし、磁気ディスク装置の検査工程において記録媒体の欠陥検査が行われ、トラック単位での欠陥が発見されたときは、そのデータ・トラックの絶対アドレスを一次欠陥マップ（以後、ＰＤＭという。）に登録して使用しないように構成している。トラック単位での欠陥は、主としてサーボ・データの欠陥に起因している。トラック単位での欠陥が検出されたときは、シリンダ単位で欠陥登録する場合もある。本実施の形態では、これらの思想とは別に、オルタネート・シリンダ・テーブルを磁気ディスクの専用領域に用意してエントリーを記録し、磁気ディスク装置１０が動作するときにＲＡＭ３９に読み出してＭＰＵ２５がアドレス計算のために参照する。

［オルタネート・ゾーンの構成］
図５にオルタネート・シリンダ・テーブルの構成例を示す。ここではデータ・トラックに代えて複数のデータ・トラックからなるシリンダで説明するが、オルタネート・シリンダ・テーブルはオルタネート・トラック・テーブルとしてトラックを対象にした構成にすることもできる。オルタネート・シリンダ・テーブルは、シリンダの絶対アドレスと論理アドレスをマッピングするためのテーブルであり、磁気ディスク１１に対してオルタネート・ゾーンを形成するために使用する。オルタネート・ゾーンは、特別なデータ記録の態様を示すホスト装置のために磁気ディスク１１に設定された記憶領域である。また、オルタネート・ゾーンは更新頻度の低いデータと更新頻度の高いデータを記憶するために設定した記憶領域である。

シリンダの絶対アドレスは、サーボ・データによって定義されたシリンダの配置に対して順番に割り付けたアドレスである。一方、シリンダの論理アドレスは、実際にデータの記憶に利用するシリンダの配置に基づいて順番に割り付けたアドレスである。図５には、順番に並んだ１０個のシリンダに＃０番から＃９番までの絶対アドレスが付与され、各絶対アドレスにフラグが設定できるようになっている。フラグは、絶対アドレスで定義されたシリンダを論理アドレスから外す目的で使用する。図５のオルタネート・シリンダ・テーブルでは、磁気ディスク１１のシリンダ＃０から＃９までの範囲にオルタネート・ゾーンを形成するために、シリンダの絶対アドレス＃１、＃３、＃５、＃７、＃９にフラグを設定している。

この場合、磁気ディスク装置の内部ではＭＰＵ２５が、フラグが設定されたシリンダをスキップしてシリンダに論理アドレスを順番に割り付けるようにプログラムが構成されている。したがって、絶対アドレスと論理アドレスの対応は、＃２−＃１、＃４−＃２、＃６−＃３、＃８−＃４となり絶対アドレスで配置されたシリンダが実際には１本おきに使用されることになる。つまり、スキップされたシリンダ＃１、＃３、＃５、＃７、＃９は、磁気ディスク１１にはフォーマットされているが、磁気ディスク１１の記憶領域としては使用されない。具体的には、ＭＰＵ２５が磁気ディスク１１の各記録面に配置された各セクタにＬＢＡを割り当てるときに、フラグが設定されたシリンダを無視することでこれらの使用が禁止されてることになる。スキップされたシリンダ＃１、＃３、＃５、＃７、＃９をブラインド・シリンダということにする。ブラインド・シリンダをトラック単位でいえばブラインド・トラックということになる。

なお、オルタネート・シリンダ・テーブルは、磁気ディスク１１の検査工程で検知した欠陥シリンダを登録するためのテーブルと共用してもよい。この場合は、オルタネート・ゾーンを形成するためにすでに欠陥登録されているシリンダを利用することができる。たとえば、絶対アドレス＃３のシリンダが検査工程で検知された欠陥シリンダであってオルタネート・シリンダ・テーブルにすでにシリンダ＃３をフラグ設定して登録していれば、それをそのままオルタネート・ゾーンの形成に利用してもよい。あるいは、絶対アドレス＃４のシリンダが検査工程で検知された欠陥シリンダであって、オルタネート・シリンダ・テーブルにすでにフラグ設定して登録していれば、絶対アドレス＃０、＃２、＃６、＃８のシリンダに対して追加的にフラグ設定してこれらをブラインド・シリンダにしてもよい。

オルタネート・ゾーンは、少なくとも高頻度で更新するデータを記録するための１本の有効なデータ・トラックまたは有効なシリンダとその両側に隣接する合計２本のブラインド・トラックまたはブラインド・シリンダで構成することができる。あるいは、最外周シリンダまたは最内周シリンダに高頻度で更新するデータを記憶するとすれば、その内側または外側に隣接する１本のブラインド・シリンダで構成することができる。しかし、高頻度で更新するデータの記憶領域となるデータ・トラックまたはシリンダを一つに固定するよりも本実施の形態に示したように複数の隣接するデータ・トラックまたはシリンダからなるオルタネート・ゾーンを構成すると、ホスト装置におけるアプリケーション・プログラムの開発の自由度を制約することが少ないので都合がよい。

また、ホスト装置のアプリケーション・プログラムが更新頻度の高いデータと更新頻度の低いデータを明確に区分して磁気ディスク装置に記録できれば、磁気ディスクの記録領域を更新頻度の高いデータを記録するデータ・トラックからなる記録領域と記録頻度の低いデータを記録するデータ・トラックからなる記録領域に区分して、その間に１トラックだけブラインド・トラックまたはブラインド・シリンダを設ければよい。しかし、実際にはアプリケーション・プログラムが各データ・トラックに記録されたデータの更新頻度を完全に設定することは難しい場合があり、更新頻度の低いデータ・トラック領域に更新頻度の高いデータが記録されたり、更新頻度の高いデータ・トラック領域に更新頻度の低いデータが記録されたりしてしまう。その結果、隣接するデータ・トラックに更新頻度の高いデータと更新頻度の低いデータが記録されることになりＡＴＩが発生する。この点、オルタネート・ゾーンは、更新頻度の高いデータと更新頻度の低いデータが混在して記録されてもＡＴＩが発生しない記録領域であり、この点においてもアプリケーション・プログラムは対応しやすい。

図６はオルタネート・ゾーンのデータ・トラックのフォーマットを説明する図である。図６（Ａ）は隣接しているシリンダに対してオルタネート・シリンダ・テーブルで１本おきにフラグ設定して形成したオルタネート・ゾーンのデータ・トラックのフォーマットを示す。最外周データ・トラック１５１から、データ・トラック１５３まで物理的に隣接する複数のデータ・トラックで構成された領域がオルタネート・ゾーンである。点線で示したデータ・トラック１５２はブラインド・トラックである。オルタネート・ゾーンに含まれるデータ・トラックは、データ記録に使用する有効なデータ・トラック１５１とブラインド・トラック１５２が交互に配置されている。

データ・トラック１５５から最内周データ・トラック１５７までは一般ゾーンである。一般ゾーンでは、欠陥シリンダまたは欠陥セクタは使用禁止になっているがそれ以外はすべてデータ記録に利用する有効なデータ・トラックである。一般ゾーンでは、オルタネート・ゾーンのように交互に有効なデータ・トラックとブラインド・トラックが配置される構成にはならない。

図６（Ｂ）の例では、最外周トラック１５９からデータ・トラック１６５までの隣接する複数のデータ・トラックでオルタネート・ゾーンを形成している。この場合は、隣接する２本のデータ・トラック１６０、１６２に対してオルタネート・シリンダ・テーブルでフラグ設定してブラインド・シリンダ・セットを形成し、ブラインド・シリンダ・セットを有効なデータ・トラック１５９、１６３の間に配置している。ブラインド・シリンダ・セットは隣接する３本以上のシリンダで構成してもよい。２本以上のブラインド・シリンダ・セットを形成して有効なシリンダ間の間隔を広げることで、より高い頻度でデータが更新される記録形態にも対応できるようにすることができる。データ・トラック１６７から最内周データ・トラック１６９までは、図６（Ａ）と同様の一般ゾーンとなる。

オルタネート・ゾーンとして必要な記憶容量は、現在知られているホスト装置の利用形態によれば、磁気ディスク１１の全体の記憶容量の０．０５％程度であるが、ホスト装置の記録形態に応じて変更することができる。現在の特殊な記録形態を備えるホスト装置では、磁気ディスクの最外周データ・トラック近辺または最外周データ・トラック近辺にオルタネート・ゾーンを必要とすることが多い。したがって、オルタネート・ゾーンは、磁気ディスク１１の最外周データ・トラックまたは最内周データ・トラックから所定のシリンダ数で画定される範囲に設定するとよい。オルタネート・ゾーンを形成するためにオルタネート・シリンダ・テーブルでは使用禁止にするデータ・トラックにフラグを設定したが、使用するデータ・トラックにフラグを設定してもよい。

このような磁気ディスク装置はカー・ナビゲーション・システム、ＰＯＳ、監視カメラ・システムなどのホスト装置への利用に適する。これらのホスト装置において、更新頻度の高いデータがあらかじめ磁気ディスク上のどのデータ・トラックまたはシリンダに記録するかわかっていれば、磁気ディスク装置の製造段階でその領域をオルタネート・ゾーンに設定すればよい。

ホスト装置は、更新頻度の高いデータを記録するときには、オルタネート・ゾーンのデータ・トラックまたはシリンダの論理アドレスを指定するようにライト・コマンドを磁気ディスク装置に送る。また、ホスト装置は、更新頻度の低いデータを記録するときには、オルタネート・ゾーンと一般ゾーンを区別しないで、それらのデータ・トラックまたはシリンダの論理アドレスを指定することができる。オルタネート・ゾーンのいずれかのシリンダに更新頻度の高いデータが記録され、オルタネート・ゾーンの他のシリンダに更新頻度の低いデータが記録される場合には、有効なシリンダ間は必ず１本のシリンダの間隔分だけスペースが空いているので、データの更新頻度が高くても隣接するデータ・トラックに対してＡＴＩによりデータ消失をもたらすことはない。

オルタネート・ゾーンを形成すると磁気ディスクの記憶容量の減少をもたらすが、オルタネート・ゾーンはオルタネート・シリンダ・テーブルのフラグ設定だけで簡単に形成することができるので、出荷直前に特殊記録形態のホスト装置に対応できるようにすることができる。したがって、フラグを設定しなければ、磁気ディスク装置に記憶容量の減少を招来することなしにパーソナル・コンピュータなどの一般用途向けとして出荷することができる。本実施の形態にかかるＡＴＩの防止方法は、ガード・バンドを広げたりデータ・トラック・ピッチを広げたりする方法に比べて簡単に実現でき、かつ、一般用途と特殊用途へ柔軟に対応することができる。

ＡＴＩの発生原理を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る磁気ディスク装置１０の概略構成を示すブロック図である。 磁気ディスクのフォーマット構成を説明する図である。 磁気ディスクのフォーマットを拡大した図である。 オルタネート・シリンダ・テーブルの構成例を示す図である。 オルタネート・ゾーンのデータ・トラックのフォーマットを説明する図である。

符号の説明

１０１ データ・トラック
１０３ サーボ・セクタ
１０４ 識別情報領域
１０５ データ領域
１０６ バースト・パターン領域

Claims (17)

1. 更新頻度の低いデータと更新頻度の高いデータを記録するホスト装置で使用する磁気ディスク装置であって、
   最内周データ・トラックから最外周データ・トラックまで隣接して配置された複数のデータ・トラックからなるデータ・トラック群を備える磁気ディスクと、
   前記データ・トラック群から選択した複数の隣接するデータ・トラックに対して１本おきに使用を禁止する設定をして前記磁気ディスクに対してオルタネート・ゾーンを形成したルックアップ・テーブルと、
   前記ルックアップ・テーブルを参照し、前記ホスト装置から送られた前記更新頻度の低いデータを記録するためのライト・コマンドと前記更新頻度の高いデータを記録するためのライト・コマンドとを実行して前記使用が禁止されたデータ・トラックをスキップして前記オルタネート・ゾーンのデータ・トラックに前記更新頻度の低いデータと前記更新頻度の高いデータを書き込むプロセッサと
   を有する磁気ディスク装置。
2. 前記プロセッサは、前記更新頻度の低いデータを記録するためのライト・コマンドを実行して前記磁気ディスクの前記オルタネート・ゾーン以外の前記データ・トラック群に含まれるデータ・トラックに書き込む請求項１記載の磁気ディスク装置。
3. 前記オルタネート・ゾーンが前記磁気ディスクの最外周データ・トラックから最内周データ・トラックに向かって隣接して配置された所定の数のデータ・トラックで形成される請求項１記載の磁気ディスク装置。
4. 前記オルタネート・ゾーンが前記磁気ディスクの最内周データ・トラックから最外周データ・トラックに向かって隣接して配置された所定数のデータ・トラックで形成される請求項１記載の磁気ディスク装置。
5. 前記磁気ディスクが複数の記録面を備え、前記オルタネート・ゾーンを各記録面のデータ・トラックで構成されたシリンダとして形成した請求項１記載の磁気ディスク装置。
6. 前記ホスト装置が、カー・ナビゲーション・システム、ＰＯＳ、及び監視カメラ・システムで構成されるグループの中から選択されたいずれか一つである請求項１記載の磁気ディスク装置。
7. 更新頻度の低いデータと更新頻度の高いデータを記録するホスト装置で使用する磁気ディスク装置であって、
   物理的な配置の順番で絶対アドレスが割り付けられた複数のデータ・トラックを備える磁気ディスクと、
   前記データ・トラックの絶対アドレスに対して１本おきにフラグを設定してブラインド・トラックを生成したオルタネート・シリンダ・テーブルと、
   前記オルタネート・シリンダ・テーブルを格納する記録媒体と、
   前記オルタネート・シリンダ・テーブルで設定されたフラグを参照し、前記ホスト装置から送られた前記更新頻度の低いデータを記録するためのライト・コマンドと前記更新頻度の高いデータを記録するためのライト・コマンドとを実行して前記ブラインド・トラックをスキップして前記オルタネート・ゾーンのデータ・トラックに前記更新頻度の低いデータと前記更新頻度の高いデータを書き込むプロセッサと
   を有する磁気ディスク装置。
8. 前記オルタネート・ゾーンの隣接する２本のデータ・トラックに前記フラグを設定してブラインド・トラック・セットを複数形成し、該各ブラインド・トラック・セット間に１本の前記フラグを設定しないデータ・トラックを設けた請求項７記載の磁気ディスク装置。
9. 前記オルタネート・シリンダ・テーブルが欠陥データ・トラックをブラインド・トラックに設定するフラグを備える請求項７記載の磁気ディスク装置。
10. 前記磁気ディスクが複数の記録面を備え、前記オルタネート・ゾーンを各記録面のブラインド・トラックで構成したブラインド・シリンダとして形成した請求項７記載の磁気ディスク装置。
11. 前記オルタネート・シリンダ・テーブルが欠陥シリンダをブラインド・シリンダに設定するフラグを備える請求項１０記載の磁気ディスク装置。
12. 前記プロセッサは、前記オルタネート・シリンダ・テーブルに前記フラグが設定されたデータ・トラックをスキップしながら前記複数のデータ・トラックに順番に論理アドレスを割り付ける請求項７記載の磁気ディスク装置。
13. ホスト装置が磁気ディスク装置に更新頻度の低いデータと更新頻度の高いデータを記録する方法であって、
    前記磁気ディスク装置の磁気ディスクの記憶領域の一部にデータを記録するためのデータ・トラックとデータを記録しないブラインド・トラックとを１本ずつ交互に配置したオルタネート・ゾーンを設定するステップと、
    前記ホスト装置から送られた更新頻度の低いデータを記録するライト・コマンドを実行し、前記ブラインド・トラックをスキップして前記オルタネート・ゾーンのデータ・トラックに前記更新頻度の低いデータを書き込む第１の記録ステップと、
    前記ホスト装置から送られた更新頻度の高いデータを記録するライト・コマンドを実行し、前記ブラインド・トラックをスキップして前記オルタネート・ゾーンのデータ・トラックに前記更新頻度の高いデータを書き込む第２の記録ステップと
    を有する記録方法。
14. 前記第１の記録ステップが、前記更新頻度の低いデータを前記オルタネート・ゾーン以外のデータ・トラックに書き込むステップを含む請求項１３記載の記録方法。
15. 前記オルタネート・ゾーンを設定するステップが、欠陥データ・トラックをブラインド・トラックに設定するステップを含む請求項１３記載の記録方法。
16. 更新頻度の低いデータと更新頻度の高いデータを記録するホスト装置で使用する磁気ディスク装置であって、
    磁気ディスクと、
    前記磁気ディスクの記憶領域の一部にデータを記録するためのデータ・トラックとデータを記録しないブラインド・トラックを１本ずつ交互に配置するように設定したルックアップ・テーブルと、
    前記ルックアップ・テーブルを格納する記録媒体と、
    前記磁気ディスク装置を制御するプロセッサと、
    前記磁気ディスク又は前記記録媒体に格納された前記プロセッサによる読み取り可能なプログラムであって、該プログラムが前記プロセッサに、
    前記ホスト装置から送られた更新頻度の低いデータを記録するライト・コマンドを実行し、前記ブラインド・トラックをスキップして前記オルタネート・ゾーンのデータ・トラックに前記更新頻度の低いデータを書き込む第１の記録ステップと、
    前記ホスト装置から送られた更新頻度の高いデータを記録するライト・コマンドを実行し、前記ブラインド・トラックをスキップして前記オルタネート・ゾーンのデータ・トラックに前記更新頻度の高いデータを書き込む第２の記録ステップと
    を実行させる磁気ディスク装置。
17. 磁気ディスク装置を搭載し更新頻度の低いデータと更新頻度の高いデータを記録するホスト装置であって、
    前記磁気ディスク装置が請求項１〜請求項１６のいずれか一つに記載された磁気ディスク装置であるホスト装置。

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