JP2023127528A - 磁気ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ライト性能を向上させることのできる磁気ディスク装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、前記磁気ディスクのトラックにデータをライトする磁気ヘッドと、磁気ヘッドの位置決めを行い前記データがライトされたセクタのアドレスと前記アドレスでの前記ヘッドの位置決め誤差とを登録するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記データをライトする第1セクタの2トラック先の第2セクタの位置決め誤差が登録されているか否かを判断し、前記第2セクタの位置決め誤差が登録されている場合に、前記第2セクタの位置決め誤差を基に前記第1セクタの位置決め誤差についてライト動作を許容する第1閾値を設定し、前記第1セクタの位置決め誤差が前記第1閾値を超過しているか否かを判断し、前記第1セクタの位置決め誤差が前記第1閾値を超過している場合に前記ライト動作を停止する。
【選択図】 図1
【解決手段】実施形態によれば、磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、前記磁気ディスクのトラックにデータをライトする磁気ヘッドと、磁気ヘッドの位置決めを行い前記データがライトされたセクタのアドレスと前記アドレスでの前記ヘッドの位置決め誤差とを登録するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記データをライトする第1セクタの2トラック先の第2セクタの位置決め誤差が登録されているか否かを判断し、前記第2セクタの位置決め誤差が登録されている場合に、前記第2セクタの位置決め誤差を基に前記第1セクタの位置決め誤差についてライト動作を許容する第1閾値を設定し、前記第1セクタの位置決め誤差が前記第1閾値を超過しているか否かを判断し、前記第1セクタの位置決め誤差が前記第1閾値を超過している場合に前記ライト動作を停止する。
【選択図】 図1
Description
本発明の実施形態は、磁気ディスク装置に関する。
磁気ディスク装置は、磁気ディスク(以下、ディスクとも称する)、ディスクにデータをライトする磁気再生ヘッド(以下、ヘッドとも称する)、システムコントローラ(以下、コントローラとも称する)等を備えている。
コントローラは、ディスク上に概同心円状に形成された複数のトラックに対するヘッドの位置決め制御(以下、単に「位置決め」とも称する)を行う。ヘッドは、トラックに対してディスクの半径方向へオフトラックして位置決めされる場合がある。オフトラック量が大きいと隣接するトラックに記録されているデータを消去する危険性が高まるため、コントローラは、オフトラック量に一定の静的な閾値を設け、オフトラック量が上記の閾値を超過した場合にライト動作を停止する。データ消去の危険性を定量化するため、リードエラーレートが許容されるトラック幅狭窄量を定義し、これをTPIマージンと称する。
コントローラは、ディスク上に概同心円状に形成された複数のトラックに対するヘッドの位置決め制御(以下、単に「位置決め」とも称する)を行う。ヘッドは、トラックに対してディスクの半径方向へオフトラックして位置決めされる場合がある。オフトラック量が大きいと隣接するトラックに記録されているデータを消去する危険性が高まるため、コントローラは、オフトラック量に一定の静的な閾値を設け、オフトラック量が上記の閾値を超過した場合にライト動作を停止する。データ消去の危険性を定量化するため、リードエラーレートが許容されるトラック幅狭窄量を定義し、これをTPIマージンと称する。
磁気ディスク装置の大容量化により隣接するトラック間隔であるトラックピッチが縮小する。このため、TPIマージンも連動して縮小し、オフトラック量が閾値を超過しやすくなり、ライトエラーが頻発し、リトライ動作によるオーバーヘッドのためライト性能が低下する問題が発生する。
本実施形態は、オフトラック量の閾値超過によるライトエラー、リトライ動作等を抑止し、ライト性能を向上させることのできる磁気ディスク装置を提供する。
本実施形態は、オフトラック量の閾値超過によるライトエラー、リトライ動作等を抑止し、ライト性能を向上させることのできる磁気ディスク装置を提供する。
一実施形態に係る磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、前記磁気ディスクの所定のトラックピッチを有するトラックに位置決めされて、前記磁気ディスクのトラックにデータをライトし、前記ディスクのトラックからデータをリードする磁気ヘッドと、磁気ヘッドの位置決めを行い、前記トラックの前記データがライトされたセクタのアドレスと前記アドレスでの前記ヘッドの前記トラックに対する位置決め誤差とを登録するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記データをライトする第1セクタの半径方向の2トラック先の第2セクタの位置決め誤差が登録されているか否かを判断し、前記第2セクタの位置決め誤差が登録されている場合に、前記第2セクタの位置決め誤差を基に前記第1セクタの位置決め誤差についてライト動作を許容する第1閾値を設定し、前記第1セクタの位置決め誤差が前記第1閾値を超過しているか否かを判断し、前記第1セクタの位置決め誤差が前記第1閾値を超過している場合に前記ライト動作を停止する。
以下に、実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図面は一例であって、発明の範囲を限定するものではない。
図1は、実施形態に係る磁気ディスク装置1の構成を示すブロック図である。
磁気ディスク装置1は、後述するヘッドディスクアセンブリ(HDA)と、ドライバIC20と、ヘッドアンプ集積回路(以下、ヘッドアンプIC、又はプリアンプと称する場合もある)30と、揮発性メモリ70と、不揮発性メモリ80と、バッファメモリ(バッファ)90と、1チップの集積回路であるシステムコントローラ130とを備えている。また、磁気ディスク装置1は、ホストシステム(ホスト)100と接続されている。
図1は、実施形態に係る磁気ディスク装置1の構成を示すブロック図である。
磁気ディスク装置1は、後述するヘッドディスクアセンブリ(HDA)と、ドライバIC20と、ヘッドアンプ集積回路(以下、ヘッドアンプIC、又はプリアンプと称する場合もある)30と、揮発性メモリ70と、不揮発性メモリ80と、バッファメモリ(バッファ)90と、1チップの集積回路であるシステムコントローラ130とを備えている。また、磁気ディスク装置1は、ホストシステム(ホスト)100と接続されている。
HDAは、磁気ディスク(以下、ディスクと称する)10と、スピンドルモータ(SPM)12と、磁気ヘッド15を搭載しているアーム13と、ボイスコイルモータ(VCM)14とを有している。ディスク10は、スピンドルモータ12に取り付けられ、スピンドルモータ12の駆動により回転する。アーム13及びボイスコイルモータ14は、アクチュエータを構成している。アクチュエータは、ボイスコイルモータ14の駆動により、アーム13に搭載されている磁気ヘッド15をディスク10の所定の位置まで移動制御する。ディスク10及び磁気ヘッド15は、2つ以上設けられてもよい。
以下、磁気ディスク装置1の各部及び外部機器、例えば、ディスク10にライトするデータをライトデータと称する場合もあるし、磁気ディスク装置1の各部及び外部機器、例えば、ディスク10からリードされたデータをリードデータと称する場合もある。ライトデータを単にデータと称する場合もあるし、リードデータを単にデータと称する場合もあるし、ライトデータ及びリードデータをまとめてデータと称する場合もある。
以下、磁気ディスク装置1の各部及び外部機器、例えば、ディスク10にライトするデータをライトデータと称する場合もあるし、磁気ディスク装置1の各部及び外部機器、例えば、ディスク10からリードされたデータをリードデータと称する場合もある。ライトデータを単にデータと称する場合もあるし、リードデータを単にデータと称する場合もあるし、ライトデータ及びリードデータをまとめてデータと称する場合もある。
ディスク10は、データをライト可能な領域として、ユーザから利用可能なユーザデータ領域10aと、ホスト100等から転送されたデータ(又はコマンド)をユーザデータ領域10aの所定の領域にライトする前に一時的に保持するメディアキャッシュ領域10bと、システム管理に必要な情報を記録するシステムエリア10cとが割り当てられている。以下、ディスク10の半径方向に直交する方向を円周方向と称する。なお、メディアキャッシュ領域10bは必ずしも割り当てられなくても良く、システムエリア10cは不揮発性メモリ80などに割り当てても良い。
磁気ヘッド(以下、ヘッドとも称する)15は、スライダを本体として、当該スライダに実装されているライトヘッド15Wとリードヘッド15Rとを備えている。ライトヘッド15Wは、ディスク10のトラックにデータをライトする。リードヘッド15Rは、ディスク10のトラックに記録されているデータをリードする。なお、ライトヘッド15Wを単にヘッド15と称する場合もあるし、リードヘッド15Rを単にヘッド15と称する場合もあるし、ライトヘッド15W及びリードヘッド15Rをまとめてヘッド15と称する場合もある。「トラック」は、ディスク10を半径方向に区分した複数の領域のうちの1つの領域、ディスク10の円周方向に区分した複数の領域の内の1つの領域、ディスク10の所定の位置にライトされたデータ、セクタにライトされたデータや、その他の種々の意味で用いる。また、トラックの半径方向の幅をトラック幅と称し、トラック幅の中心位置をトラックセンタと称する。
ドライバIC20は、システムコントローラ130(詳細には、後述するMPU60)の制御に従ってスピンドルモータ12及びVCM14の駆動を制御する。
ヘッドアンプIC(プリアンプ)30は、リードアンプ及びライトドライバを備えている。リードアンプは、リードヘッド15Rによってディスク10からリードされたリード信号を増幅して、システムコントローラ130(詳細には、後述するリード/ライト(R/W)チャネル40)に出力する。ライトドライバは、R/Wチャネル40から出力される信号に応じたライト電流をライトヘッド15Wに出力する。
ヘッドアンプIC(プリアンプ)30は、リードアンプ及びライトドライバを備えている。リードアンプは、リードヘッド15Rによってディスク10からリードされたリード信号を増幅して、システムコントローラ130(詳細には、後述するリード/ライト(R/W)チャネル40)に出力する。ライトドライバは、R/Wチャネル40から出力される信号に応じたライト電流をライトヘッド15Wに出力する。
揮発性メモリ70は、電力供給が断たれると保存しているデータが失われる半導体メモリである。揮発性メモリ70は、磁気ディスク装置1の各部での処理に必要なデータ等を格納する。揮発性メモリ70は、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、
又はSDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)である。
不揮発性メモリ80は、電力供給が断たれても保存しているデータを記録する半導体メモリである。不揮発性メモリ80は、例えば、NOR型又はNAND型のフラッシュROM(Flash Read Only Memory:FROM)である。
バッファメモリ90は、磁気ディスク装置1とホスト100との間で送受信されるデータ等を一時的に記録する半導体メモリである。なお、バッファメモリ90は、揮発性メモリ70と一体に構成されていてもよい。バッファメモリ90は、例えば、DRAM、SRAM(Static Random Access Memory)、SDRAM、FeRAM(Ferroelectric Rando
m Access memory)、又はMRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)等である。
又はSDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)である。
不揮発性メモリ80は、電力供給が断たれても保存しているデータを記録する半導体メモリである。不揮発性メモリ80は、例えば、NOR型又はNAND型のフラッシュROM(Flash Read Only Memory:FROM)である。
バッファメモリ90は、磁気ディスク装置1とホスト100との間で送受信されるデータ等を一時的に記録する半導体メモリである。なお、バッファメモリ90は、揮発性メモリ70と一体に構成されていてもよい。バッファメモリ90は、例えば、DRAM、SRAM(Static Random Access Memory)、SDRAM、FeRAM(Ferroelectric Rando
m Access memory)、又はMRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)等である。
システムコントローラ(コントローラ)130は、例えば、複数の素子が単一チップに集積されたSystem-on-a-Chip(SoC)と称される大規模集積回路(LSI)を用いて実現
される。システムコントローラ130は、リード/ライト(R/W)チャネル40と、ハードディスクコントローラ(HDC)50と、マイクロプロセッサ(MPU)60とを含む。システムコントローラ130は、ドライバIC20、ヘッドアンプIC30、揮発性メモリ70、不揮発性メモリ80、バッファメモリ90、及びホストシステム100に電気的に接続されている。
される。システムコントローラ130は、リード/ライト(R/W)チャネル40と、ハードディスクコントローラ(HDC)50と、マイクロプロセッサ(MPU)60とを含む。システムコントローラ130は、ドライバIC20、ヘッドアンプIC30、揮発性メモリ70、不揮発性メモリ80、バッファメモリ90、及びホストシステム100に電気的に接続されている。
R/Wチャネル40は、後述するMPU60からの指示に応じて、ディスク10からホスト100に転送されるリードデータ及びホストシステム100から転送されるライトデータの信号処理を実行する。R/Wチャネル40は、リードデータの信号品質を測定する回路、又は機能を有している。R/Wチャネル40は、例えば、ヘッドアンプIC、HDC50、及びMPU60等に電気的に接続されている。
HDC50は、後述するMPU60からの指示に応じて、ホストシステム100とR/Wチャネル40との間のデータ転送を制御する。HDC50は、例えば、R/Wチャネル40、MPU60、揮発性メモリ70、不揮発性メモリ80、及びバッファメモリ90等に電気的に接続されている。
MPU60は、磁気ディスク装置1の各部を制御するメインコントローラである。MPU60は、ドライバIC20を介してVCM14を制御し、ヘッド15の位置決めを行うサーボ制御を実行する。また、MPU60は、ドライバIC20を介してSPM12を制御し、ディスク10を回転させる。MPU60は、ディスク10へのデータのライト動作を制御すると共に、ライトデータの保存先を選択する。また、MPU60は、ディスク10からのデータのリード動作を制御すると共に、リードデータの処理を制御する。MPU60は、磁気ディスク装置1の各部に接続されている。MPU60は、例えば、ドライバIC20、R/Wチャネル40、及びHDC50等に電気的に接続されている。
MPU60は、ライト処理を制御するライト制御部610、及びリード処理を制御するリード制御部620等を含む。MPU60は、これら各部、例えば、ライト制御部610、及びリード制御部620等の処理をファームウェア上で実行する。なお、MPU60は、これら各部、例えば、ライト制御部610、及びリード制御部620を回路として備えていてもよい。
ライト制御部610は、ホスト100等からコマンドに従って、データのライト処理を制御する。ライト制御部610は、ドライバIC20を介してVCM14を制御し、ヘッド15をディスク10上の所定の位置に配置して、データをライトする。以下、「ヘッド15(ライトヘッド15W若しくはリードヘッド15R)の中心部を所定の位置に位置決めする」又は「ヘッド15(ライトヘッド15W若しくはリードヘッド15R)の中心部を所定の位置に配置する」ことを単に「ヘッド15(ライトヘッド15W若しくはリードヘッド15R)を所定の位置に位置決めする」又は「ヘッド15(ライトヘッド15W若しくはリードヘッド15R)を所定の位置に配置する」と称する場合もある。また、「ヘッド15(ライトヘッド15W若しくはリードヘッド15R)を所定の位置に位置決めする」又は「ヘッド15(ライトヘッド15W若しくはリードヘッド15R)を所定の位置に配置する」ことを単に「位置決めする」又は「配置する」と称する場合もある。
ライト制御部610は、ライト処理時の目標とする位置(以下、目標位置又は目標ライト位置と称する場合もある)にヘッド15(ライトヘッド15W)を配置してデータをライトする。ライト制御部610は、目標ライト位置にヘッド15を配置してランダムライトする。言い換えると、ライト制御部610は、所定の円周位置でライト処理時の目標とする半径位置(以下、目標半径位置、又は目標ライト半径位置と称する場合もある)にヘッド15を配置してデータをランダムライトする。例えば、ライト制御部610は、所定の円周位置で目標ライト半径位置に配置するようにヘッド15を制御して所定のセクタをランダムライトする。
ライト制御部610は、目標ライト位置に配置するようにヘッド15を制御して所定の位置(以下、実位置又は実ライト位置と称する場合もある)にデータをランダムライトし得る。実ライト位置は、目標ライト位置であってもよいし、目標ライト位置からずれた位置であってもよい。
以下、「ライトヘッド15Wの中心部が所定の目標ライト位置から半径方向にずれること」を「ライトヘッド15Wが所定のトラックからオフトラックする」と記載することもある。
また、ライト制御部610は、図8の説明で後述するライト処理回路C1を有している。なお、ライト処理回路C1は、ライト制御部610の外部に設けられていてもよい。
また、ライト制御部610は、図8の説明で後述するライト処理回路C1を有している。なお、ライト処理回路C1は、ライト制御部610の外部に設けられていてもよい。
リード制御部620は、ホスト100等からのコマンドに従って、データのリード処理を制御する。リード制御部620は、ドライバIC20を介してVCM14を制御し、ディスク10上の所定の位置にヘッド15を配置して、データをリードする。リード制御部620は、データをランダムリードしてもよいし、シーケンシャルリードしてもよい。
リード制御部620は、目標リード位置にヘッド15(リードヘッド15R)を配置してデータをリードする。リード制御部620は、目標リード位置にヘッド15を配置してリードする。言い換えると、リード制御部620は、所定の円周位置で目標リード半径位置に配置するようにヘッド15を制御してデータをリードする。例えば、リード制御部620は、所定の円周位置で目標リード半径位置に配置するようにヘッド15を制御して所定のセクタをリードする。なお、リード制御部620は、目標リード経路に沿ってヘッド15を制御して所定のトラックをリードしてもよい。
ここで、実施形態の基本構想について説明する。
磁気ディスク装置1のヘッド(磁気記録再生ヘッド)15は、磁気ディスク10の周方向に形成されたトラック上に留まるように、VCM14などを含むアクチュエータによって半径方向における位置を制御される。上記制御は、位置決め制御とも称する。ヘッドを含めたアクチュエータ及び磁気ディスク10を搭載した磁気ディスク装置1に外部から振動や衝撃などが加わると、ヘッド15は目標位置とずれた実位置にライトすることがある。上記ずれの発生を防止するために、磁気ディスク装置1では、フィードバックループによってヘッド15を位置決め制御している。以下、目標位置と実位置とのずれは、位置決め誤差とも称する。
磁気ディスク装置1のヘッド(磁気記録再生ヘッド)15は、磁気ディスク10の周方向に形成されたトラック上に留まるように、VCM14などを含むアクチュエータによって半径方向における位置を制御される。上記制御は、位置決め制御とも称する。ヘッドを含めたアクチュエータ及び磁気ディスク10を搭載した磁気ディスク装置1に外部から振動や衝撃などが加わると、ヘッド15は目標位置とずれた実位置にライトすることがある。上記ずれの発生を防止するために、磁気ディスク装置1では、フィードバックループによってヘッド15を位置決め制御している。以下、目標位置と実位置とのずれは、位置決め誤差とも称する。
位置決め制御による位置決め誤差が大きいと、隣接するトラックに記録されているデータを消去する危険性が高まるため、位置決め誤差に閾値(WOS:Write Offtrack Slice)を設け、これを超過した場合にライト動作を停止し、隣接するトラックに記録されているデータの消去を防止する機能を有している。上記閾値は、以下、ライトオフトラック閾値とも称する。
以下、図面を参照してライト処理について説明する。
図2は、磁気ディスク装置1の基本的なライト処理の一例を示す図である。図2において、上段は、半径方向に沿って外周方向からトラックTr0、トラックTr1、トラックTr2の順に並ぶ3本の連続するトラックにおいて、トラックTr1、トラックTr0、トラックTr2の順にデータがライトされた際の一例を示している。下段は、トラックTr1に記載されていたデータのデータ領域D1のトラック幅TWが、リード限界トラック幅TW0となった場合の一例を示している。図2乃至図7において、保護対象のトラック幅TWがリード限界トラック幅TW0となるようなデータのデータ領域を破線で記載する。
図2は、磁気ディスク装置1の基本的なライト処理の一例を示す図である。図2において、上段は、半径方向に沿って外周方向からトラックTr0、トラックTr1、トラックTr2の順に並ぶ3本の連続するトラックにおいて、トラックTr1、トラックTr0、トラックTr2の順にデータがライトされた際の一例を示している。下段は、トラックTr1に記載されていたデータのデータ領域D1のトラック幅TWが、リード限界トラック幅TW0となった場合の一例を示している。図2乃至図7において、保護対象のトラック幅TWがリード限界トラック幅TW0となるようなデータのデータ領域を破線で記載する。
図2の上段に示すように、トラックTr0、トラックTr1、及びトラックTr2にライトされたデータの各データ領域は、ライト幅WWを有している。トラックTr0に記載されたデータは、トラックTr1に向かってずれて(以下、すれることを「オフセット」とも称する)ライトされている。詳細には、トラックTr0にライトされたデータのデータ領域D0は、トラックTr0のトラックセンタTC0から内周方向に向かって誤差(以下、位置決め誤差、オフセット量、又はオフトラック量とも称する)PEIだけオフセットして位置している。
トラックTr2に記載されたデータは、トラックTr1に向かってオフセットしてライトされている。詳細には、トラックTr2に記載されたデータのデータ領域D2は、トラックTr2のトラックセンタTC2から外周方向に向かって誤差(以下、位置決め誤差、オフセット量又はオフトラック量とも称する)PEOだけオフセットして位置している。
トラックTr2に記載されたデータは、トラックTr1に向かってオフセットしてライトされている。詳細には、トラックTr2に記載されたデータのデータ領域D2は、トラックTr2のトラックセンタTC2から外周方向に向かって誤差(以下、位置決め誤差、オフセット量又はオフトラック量とも称する)PEOだけオフセットして位置している。
上記のように各トラックにデータがライトされると、トラックTr1に記載されたデータにおけるデータ領域D1は、トラック幅TWを有する。トラック幅TWを、ライト幅WW、トラックピッチTP、誤差PEI、及び誤差PEOを用いて表すと下記の式(1)として表すことができる。なお、TWはトラック幅、WWはライト幅、TPはトラックピッチ、PEI及びPEOは誤差を表している。
TW=2TP-WW-(PEO+PEI)・・・(1)
データ領域のトラック幅がリード限界トラック幅未満になるとデータがリードできなくなる。具体的には、トラック幅TWが、下段に記載のリード限界トラック幅TW0未満になると、データ領域D1に記載のデータをリードできなくなる。これらを防止するために、データをライトする際において、トラックTr1に隣接されている各トラック(トラックTr0及びトラックTr2)からオフセットできる量の合計には制限が設けられている。式(1)より誤差PEOと誤差PEIとの合計は下記の式で表すことができる。
PEO+PEI=2TP-WW-TW
ここで、トラックピッチTPを狭窄させてトラックTr1のトラック幅が減少しリード限界に達した状態を考えると、トラックピッチTPの2倍からライト幅及びリード限界トラック幅TW0を減算した値をTPI(Track Per Inch)マージン(トラックピッチ狭窄(Track Squeeze)マージンとも称する)TMと定義することができ、誤差PEOと誤差PEIとの合計が満たすべき条件は下記の式(2)で表すことができる。なお、TW0はリード限界トラック幅、TMはTPIマージンを表している。
PEO+PEI≦2TP-WW-TW0=TM・・・(2)
誤差PEIと誤差PEOとの合計が式(2)を満たすための十分条件として、従来は個々のオフトラック量PEI,PEOに制限を設けていた。具体的には、オフトラック量PEOがTPIマージンTMの半分以下であることと、オフトラック量PEIがTPIマージンTMの半分以下であることである。つまりTPIマージンTMの半分を、オフトラック量PEI及びオフトラック量PEOの閾値としていた。
TW=2TP-WW-(PEO+PEI)・・・(1)
データ領域のトラック幅がリード限界トラック幅未満になるとデータがリードできなくなる。具体的には、トラック幅TWが、下段に記載のリード限界トラック幅TW0未満になると、データ領域D1に記載のデータをリードできなくなる。これらを防止するために、データをライトする際において、トラックTr1に隣接されている各トラック(トラックTr0及びトラックTr2)からオフセットできる量の合計には制限が設けられている。式(1)より誤差PEOと誤差PEIとの合計は下記の式で表すことができる。
PEO+PEI=2TP-WW-TW
ここで、トラックピッチTPを狭窄させてトラックTr1のトラック幅が減少しリード限界に達した状態を考えると、トラックピッチTPの2倍からライト幅及びリード限界トラック幅TW0を減算した値をTPI(Track Per Inch)マージン(トラックピッチ狭窄(Track Squeeze)マージンとも称する)TMと定義することができ、誤差PEOと誤差PEIとの合計が満たすべき条件は下記の式(2)で表すことができる。なお、TW0はリード限界トラック幅、TMはTPIマージンを表している。
PEO+PEI≦2TP-WW-TW0=TM・・・(2)
誤差PEIと誤差PEOとの合計が式(2)を満たすための十分条件として、従来は個々のオフトラック量PEI,PEOに制限を設けていた。具体的には、オフトラック量PEOがTPIマージンTMの半分以下であることと、オフトラック量PEIがTPIマージンTMの半分以下であることである。つまりTPIマージンTMの半分を、オフトラック量PEI及びオフトラック量PEOの閾値としていた。
ところで、磁気ディスク装置1の大容量化のためトラックピッチTPを縮小すると、式(1)に示したようにTPIマージンTMも連動して縮小するため、オフトラック量PEO,PEIが閾値を超過しやすくなり、ライトエラーが頻発し、リトライ動作によるオーバーヘッドのためのライト性能が低下する問題が発生する。
SMR(瓦磁気記録方式)の磁気ディスク装置1ではこの問題に対応するため、シーケンシャルライト時の位置決め誤差を記録しておき、隣接トラックライト時にこれを参照して動的にライトオフトラック閾値を設定することでライト性能の低下を防止する技術が開示されている。しかしながら、この先行技術はSMRがシーケンシャルライト動作を行うことを前提としており、1トラック前の位置決め誤差を少ないメモリ容量で保存しておけることを利用しているので、ランダムライト動作に対してこの技術をそのまま適用することはできない。
そこで、本発明の実施形態においては、かかる問題を解決するものであり、ランダムライトに対しても動的にライトオフトラック閾値を設定することで、ライト性能の低下を抑制できる磁気ディスクを得られるものである。さらに、リード品質を保証しつつ高いトラック密度の磁気ディスクを得ることも可能である。
以下、本実施形態に係るライト処理について図面を参照して説明する。
図3は、上記実施形態に係る磁気ディスク装置1のライト処理の一例を示す図である。図3は、トラックTr1、トラックTr2、トラックTr0の順にデータがライトされる場合を示している。図3に示すように、データ領域D2は、オフトラック量PEOだけオフセットして位置している。データ領域D2のオフトラック量PEOが既知であるとき、その後にトラックTr0にデータをライトする際の第1閾値(第1オフトラック閾値とも称する)WOS1を決定する。つまり、データ領域D2のオフトラック量PEOがわかった場合に、トラックTr0にライトする際に第1閾値WOS1を決定してもよい。第1閾値WOS1は、トラックTr0にデータをライトする際にライト動作を許容するか否かを決定するための閾値である。
図3は、上記実施形態に係る磁気ディスク装置1のライト処理の一例を示す図である。図3は、トラックTr1、トラックTr2、トラックTr0の順にデータがライトされる場合を示している。図3に示すように、データ領域D2は、オフトラック量PEOだけオフセットして位置している。データ領域D2のオフトラック量PEOが既知であるとき、その後にトラックTr0にデータをライトする際の第1閾値(第1オフトラック閾値とも称する)WOS1を決定する。つまり、データ領域D2のオフトラック量PEOがわかった場合に、トラックTr0にライトする際に第1閾値WOS1を決定してもよい。第1閾値WOS1は、トラックTr0にデータをライトする際にライト動作を許容するか否かを決定するための閾値である。
第1閾値WOS1は、TPIマージンTMからデータ領域D2のオフセット量PEOを減算した値であり、以下に記載する式(3)で表すことができる。なお、WOS1は第1閾値である。
WOS1=TM-PEO・・・(3)
データ領域D0がオフセット可能なオフトラック量PEIは、第1閾値WOS1によって制限されるため、オフトラック量PEIと第1閾値WOS1との関係は以下の式によって表される。
PEI≦WOS1=TM-PEO
上記の式をオフトラック量PEO,PEIとTPIマージンTMを用いて表すと、以下の式になる。
PEI+PEO≦TM
上記の式からTPIマージンTMは、トラックTr2におけるオフトラック量PEIとトラックTr0のオフトラック量PEOとの合計以上の値とする。
上記の式(PEI+PEO≦TM)と式(1)と式(2)から、以下の式が成り立つ。
TW≧2TP-WW-TM=TW0
つまり、第1閾値WOS1を式(3)のようにTPIマージンTMからデータ領域のオフトラック量PEOを減算した値にすることで、トラックTr1にライトされたデータをリードするためのトラック幅TWを確保することができる。言い換えると、トラックTr1にライトされたデータのリード品質を保証することができる。
WOS1=TM-PEO・・・(3)
データ領域D0がオフセット可能なオフトラック量PEIは、第1閾値WOS1によって制限されるため、オフトラック量PEIと第1閾値WOS1との関係は以下の式によって表される。
PEI≦WOS1=TM-PEO
上記の式をオフトラック量PEO,PEIとTPIマージンTMを用いて表すと、以下の式になる。
PEI+PEO≦TM
上記の式からTPIマージンTMは、トラックTr2におけるオフトラック量PEIとトラックTr0のオフトラック量PEOとの合計以上の値とする。
上記の式(PEI+PEO≦TM)と式(1)と式(2)から、以下の式が成り立つ。
TW≧2TP-WW-TM=TW0
つまり、第1閾値WOS1を式(3)のようにTPIマージンTMからデータ領域のオフトラック量PEOを減算した値にすることで、トラックTr1にライトされたデータをリードするためのトラック幅TWを確保することができる。言い換えると、トラックTr1にライトされたデータのリード品質を保証することができる。
第1閾値WOS1は、トラックTr1、トラックTr0、トラックTr2の順にデータがライトされた場合でも決定可能である。図4を参照して、上記のようにデータがライトされた場合の第1閾値WOS1の決定について説明する。
図4は、上記実施形態に係る磁気ディスク装置1のライト処理の一例を示す図である。図4は、トラックTr1、トラックTr0、トラックTr2の順にデータがライトされる場合を示している。図4に示すように、データ領域D0は、オフトラック量PEIだけオフセットして位置している。データ領域D0のオフトラック量PEIが既知であるとき、図3の説明と同様に、その後にトラックTr2にデータをライトする際の第1閾値WOS1を決定する。つまり、データ領域D0のオフトラック量PEIがわかった場合に、トラックTr2にライトする際の第1閾値WOS1を決定してもよい。第1閾値WOS1は、トラックTr2にデータをライトする際にライト動作を許容するか否かを決定するための閾値である。
第1閾値WOS1は、TPIマージンTMからデータ領域D0のオフセット量PEIを減算した値であり、以下に記載する式(4)で表すことができる。
WOS1=TM-PEI・・・(4)
第1閾値WOS1を式(4)のようにTPIマージンTMからデータ領域D0のオフトラック量PEIを減算した値にすることで、図3の説明と同様に、トラックTr1にライトされたデータをリードするためのトラック幅TWを確保することができる。
WOS1=TM-PEI・・・(4)
第1閾値WOS1を式(4)のようにTPIマージンTMからデータ領域D0のオフトラック量PEIを減算した値にすることで、図3の説明と同様に、トラックTr1にライトされたデータをリードするためのトラック幅TWを確保することができる。
以下、図5及び図6でトラックTr1、トラックTr2、トラックTr0の順にデータがライトされる場合について説明するが、トラックTr1、トラックTr0、トラックTr2の順にデータがライトされる場合も同様に考えることができる。
図3の説明では、トラックTr0のオフトラック量PEIを、トラックTr2にライトされたデータのデータ領域D2のオフセット量PEOから決まる第1閾値WOS1によって制限するものとしたが(式(3)参照)、オフセット量PEOが極めて大きい値の時にオフセット量PEIが第1閾値WOS1によって著しく制限されて、トラックTr0でのライト性能が低下するのを防止するために、ライト時の位置誤差とは無関係な第3閾値WOS3によってさらに制限してもよい。第3閾値WOS3は静的な閾値である。図5を参照して、第3閾値WOS3を設定した場合のライト処理について説明する。
図3の説明では、トラックTr0のオフトラック量PEIを、トラックTr2にライトされたデータのデータ領域D2のオフセット量PEOから決まる第1閾値WOS1によって制限するものとしたが(式(3)参照)、オフセット量PEOが極めて大きい値の時にオフセット量PEIが第1閾値WOS1によって著しく制限されて、トラックTr0でのライト性能が低下するのを防止するために、ライト時の位置誤差とは無関係な第3閾値WOS3によってさらに制限してもよい。第3閾値WOS3は静的な閾値である。図5を参照して、第3閾値WOS3を設定した場合のライト処理について説明する。
図5は、上記実施形態に係る磁気ディスク装置1のライト処理の一例を示す図である。図5に示すように、トラックTr0にライトされるデータのデータ領域D0のオフトラック量PEIは、先にトラックTr2にライトされているデータのデータ領域D2のオフトラック量PEOと無関係な所定の第3閾値WOS3で制限されている。一方で、データ領域D2のオフトラック量PEOも所定の第3閾値WOS3で制限されている。
以下に、第3閾値WOS3の設定可能な範囲について説明する。
オフトラック量PEOが第3閾値WOS3で制限されているため、オフトラック量PEOと第3閾値WOS3との関係は、以下に記載の式で表すことができる。なお、式に記載されているWOS3は第3閾値を示している。
PEO≦WOS3
式(3)と上記の式とを考慮すると、第1閾値WOS1と第3閾値WOS3との関係は、以下の式によって表される。
WOS1=TM-PEO≧TM-WOS3
さらに、第1閾値WOS1は0以上であることと、上記の式(TM-WOS3がWOS1の下限値であること)とを考慮すると、第3閾値WOS3を以下の式で表すことができる。
WOS3≦TM
上記の式からTPIマージンTMを第3閾値WOS3の上限とすることができる。
オフトラック量PEOが第3閾値WOS3で制限されているため、オフトラック量PEOと第3閾値WOS3との関係は、以下に記載の式で表すことができる。なお、式に記載されているWOS3は第3閾値を示している。
PEO≦WOS3
式(3)と上記の式とを考慮すると、第1閾値WOS1と第3閾値WOS3との関係は、以下の式によって表される。
WOS1=TM-PEO≧TM-WOS3
さらに、第1閾値WOS1は0以上であることと、上記の式(TM-WOS3がWOS1の下限値であること)とを考慮すると、第3閾値WOS3を以下の式で表すことができる。
WOS3≦TM
上記の式からTPIマージンTMを第3閾値WOS3の上限とすることができる。
一方で、第3閾値WOS3は第1閾値WOS1以上である。さらに、第3閾値WOS3はオフトラック量PEO以上である。つまり、第3閾値WOS3と第1閾値WOS1とオフトラック量PEOとの関係を以下の式で表すことができる。
WOS1+PEO≦2WOS3
式(3)と上記の式を考慮すると、第3閾値WOS3は以下の式で表すことができる。
TM/2≦WOS3
上記の式からTPIマージンTMの半分の値を第3閾値WOS3の下限とすることができる。
つまり、第3閾値WOS3の設定可能な範囲は、TPIマージンTMの半分の値からTPIマージンTMまでである。第3閾値WOS3の設定可能な範囲を式で表すと以下のようになる。
TM/2≦WOS3≦TM
図5では、データ領域D2のオフトラック量PEOが極めて大きくなった場合を想定した処理を説明したが、オフトラック量PEOがある程度小さい値である場合、データ領域D0のオフトラック量PEIを制限する第1閾値WOS1が静的な第3閾値WOS3を超過してしまうことが考えられる(式(3)参照)。上記のような場合に、第1閾値WOS1による制限を行わずにトラックTr0にデータをライトしてもよい。第1閾値WOS1による制御をするか否かを判断するための第2閾値WOS2を用いて行うライト処理について図6を参照して説明する。
WOS1+PEO≦2WOS3
式(3)と上記の式を考慮すると、第3閾値WOS3は以下の式で表すことができる。
TM/2≦WOS3
上記の式からTPIマージンTMの半分の値を第3閾値WOS3の下限とすることができる。
つまり、第3閾値WOS3の設定可能な範囲は、TPIマージンTMの半分の値からTPIマージンTMまでである。第3閾値WOS3の設定可能な範囲を式で表すと以下のようになる。
TM/2≦WOS3≦TM
図5では、データ領域D2のオフトラック量PEOが極めて大きくなった場合を想定した処理を説明したが、オフトラック量PEOがある程度小さい値である場合、データ領域D0のオフトラック量PEIを制限する第1閾値WOS1が静的な第3閾値WOS3を超過してしまうことが考えられる(式(3)参照)。上記のような場合に、第1閾値WOS1による制限を行わずにトラックTr0にデータをライトしてもよい。第1閾値WOS1による制御をするか否かを判断するための第2閾値WOS2を用いて行うライト処理について図6を参照して説明する。
図6は、上記実施形態に係る磁気ディスク装置のライト処理の一例を示す図である。図6に示すように、データ領域D2のオフトラック量PEOは、第2閾値WOS2を超えている。上記のような場合に、トラックTr0にライトされるデータのデータ領域D0のオフトラック量PEIは、第1閾値WOS1によって制限される。
以下、第2閾値WOS2について詳細に説明する。
静的な閾値である第3閾値WOS3に対するTPIマージンTMの余裕分を第2閾値WOS2と定義する。このとき、第2閾値WOS2を以下の式(5)で表すことができる。なお、WOS2は第2閾値である。
WOS2=TM-WOS3・・・(5)
式(3)及び式(5)を考慮すると、第1閾値WOS1は以下の式で表される。
WOS1=WOS3-(PEO-WOS2)
ここで、第1閾値WOS1が第3閾値WOS3を超過しないための条件は、式(3)より以下のように示される。
WOS1=TM-PEO≦WOS3
上記の式と式(5)とを考慮すると、第2閾値WOS2とオフトラック量PEOとの関係は以下の式で表される。
PEO≧TM-WOS3=WOS2
第2閾値WOS2とオフトラック量PEOとの関係が、上記の式を満たす場合のみ、オフトラック量PEIを第1閾値WOS1によって制限してもよい。また、後述するが、記憶領域の節約面で有利となるため、上記の式を満たす場合のみPEOの値を保存するようにしてもよい。つまり第2閾値WOS2を、位置決め誤差(オフトラック量)PEOを登録するか否か判断するための閾値としてもよい。
静的な閾値である第3閾値WOS3に対するTPIマージンTMの余裕分を第2閾値WOS2と定義する。このとき、第2閾値WOS2を以下の式(5)で表すことができる。なお、WOS2は第2閾値である。
WOS2=TM-WOS3・・・(5)
式(3)及び式(5)を考慮すると、第1閾値WOS1は以下の式で表される。
WOS1=WOS3-(PEO-WOS2)
ここで、第1閾値WOS1が第3閾値WOS3を超過しないための条件は、式(3)より以下のように示される。
WOS1=TM-PEO≦WOS3
上記の式と式(5)とを考慮すると、第2閾値WOS2とオフトラック量PEOとの関係は以下の式で表される。
PEO≧TM-WOS3=WOS2
第2閾値WOS2とオフトラック量PEOとの関係が、上記の式を満たす場合のみ、オフトラック量PEIを第1閾値WOS1によって制限してもよい。また、後述するが、記憶領域の節約面で有利となるため、上記の式を満たす場合のみPEOの値を保存するようにしてもよい。つまり第2閾値WOS2を、位置決め誤差(オフトラック量)PEOを登録するか否か判断するための閾値としてもよい。
図5及び図6を用いて外周方向への誤差PEOに対応した実施形態に係るライト処理の一例を示したが、内周方向への誤差PEIに対しても適用可能であり、誤差PEO及び誤差PEIの両方に対応している場合を図7に示す。
図7は、上記実施形態に係る磁気ディスク装置1のライト処理の一例を示す図である。図7に示すように、半径方向に沿って外周方向からトラックTr-2、トラックTr-1、トラックTr0、トラックTr1、トラックTr2の順に5本のトラックが並んで位置している。図7には、トラックTr-2及びトラックTr2にデータがライトされており、トラックTr0にデータがライトされる前の状況を記載している。トラックTr-1及びトラックTr1にライトされたデータの残り幅(トラック幅)がリード限界トラック幅TW0以上となるように、トラックTr0にデータをオフトラックしてライトする。言い換えると、トラックTr0をライトするときに、オフトラックライトによるデータ保護の対象となるのはトラックTr-1及びトラックTr1であり、トラックTr0へのライト動作によってこれらのトラック上のデータの残り幅(トラック幅)がリード限界トラック幅TW0以上となるようにトラックTr0へのライト時の位置決めを制限する。
トラックTr2をライトした際に外周方向への位置決め誤差PEOが第2閾値WOS2以下であった場合は(図7の上段参照)、外周方向への位置決め誤差PEOの情報は登録されていない。そのため、トラックTr0へのライト時の内周方向のオフセット量は静的な第3閾値WOS3によって制限される。
トラックTr2をライトした際に外周方向への位置決め誤差PEOが第2閾値WOS2を超過した場合は(図7の下段参照)、外周方向への位置決め誤差PEOの情報は登録されている。そのため、トラックTr0へのライト時の内周方向のオフセット量は動的な第1閾値WOS1によって制限される。なお、第1閾値WOS1は、TPIマージンTMから登録された位置決め誤差PEOを減算した値である。
トラックTr2をライトした際に外周方向への位置決め誤差PEOが第2閾値WOS2を超過した場合は(図7の下段参照)、外周方向への位置決め誤差PEOの情報は登録されている。そのため、トラックTr0へのライト時の内周方向のオフセット量は動的な第1閾値WOS1によって制限される。なお、第1閾値WOS1は、TPIマージンTMから登録された位置決め誤差PEOを減算した値である。
トラックTr-2をライトした際に内周方向への位置決め誤差PEIが第2閾値WOS2以下であった場合は(図7の下段参照)、内周方向への位置決め誤差PEIの情報は登録されていない。そのため、トラックTr0へのライト時の外周方向のオフセット量は静的な第3閾値WOS3によって制限される。
トラックTr-2をライトした際に内周方向への位置決め誤差PEIが第2閾値WOS2を超過した場合は(図7の上段参照)、外周方向への位置決め誤差PEIの情報は登録されている。そのため、トラックTr0へのライト時の内周方向の外周方向のオフセット量は動的な第1閾値WOS1によって制限される。なお、第1閾値WOS1は、TPIマージンTMから登録されている位置決め誤差PEIを減算した値である。
トラックTr-2をライトした際に内周方向への位置決め誤差PEIが第2閾値WOS2を超過した場合は(図7の上段参照)、外周方向への位置決め誤差PEIの情報は登録されている。そのため、トラックTr0へのライト時の内周方向の外周方向のオフセット量は動的な第1閾値WOS1によって制限される。なお、第1閾値WOS1は、TPIマージンTMから登録されている位置決め誤差PEIを減算した値である。
以下に、閾値(静的な第3閾値WOS3、又はこれを緊縮した動的な第1閾値WOS1)を設定するオフトラックスライス緊縮処理と、ライト時の位置決め誤差が閾値を超過していた場合にライト動作を停止するライト禁止処置と、を実現するための制御構成について説明する。
図8は、上記実施形態に係る磁気ディスク装置1の制御構成の一例を示すブロック図である。図8では、目標セクタアドレス(C,S)はヘッド番号Hを省略し、シリンダ番号C及びセクタ番号Sのみを表記している。図8に示すように、ライト制御部610のライト処理回路C1は、オフトラックライトテーブル(Offtrack Write Table)611と、緊縮処理回路612と、オペアンプOP1,OP2と、ORゲート613と、物理目標位置変換器(Physical target transducer)614と、制御器615と、アクチュエータ616とを有している。
図8は、上記実施形態に係る磁気ディスク装置1の制御構成の一例を示すブロック図である。図8では、目標セクタアドレス(C,S)はヘッド番号Hを省略し、シリンダ番号C及びセクタ番号Sのみを表記している。図8に示すように、ライト制御部610のライト処理回路C1は、オフトラックライトテーブル(Offtrack Write Table)611と、緊縮処理回路612と、オペアンプOP1,OP2と、ORゲート613と、物理目標位置変換器(Physical target transducer)614と、制御器615と、アクチュエータ616とを有している。
目標セクタアドレス(C,S)は、物理目標位置変換器614によって物理目標位置Rに変換される。磁気ヘッド15が実際に位置している物理位置Yと物理目標位置Rとの差分がセクタアドレス(C,S)における位置決め誤差PE(C,S)となる。以下、「セクタアドレス」を単に「セクタ」とも称する。
位置決め誤差PE(C,S)は、制御器615に負帰還入力され、制御量UとしてアクチュエータPに出力される。アクチュエータPは制御量Uを入力とし、磁気ヘッド15の物理位置Yを出力する。
位置決め誤差PE(C,S)は、制御器615に負帰還入力され、制御量UとしてアクチュエータPに出力される。アクチュエータPは制御量Uを入力とし、磁気ヘッド15の物理位置Yを出力する。
一方、位置決め誤差PE(C,S)は、オペアンプOP1,OP2に入力され、オペアンプOP1において内周側のライトオフトラック閾値WOS1p(以下、単に「閾値」とも称する)と比較され、オペアンプOP2において外周側のライトオフトラック閾値WOS1m(以下、単に「閾値」とも称する)と比較され、ライトオフトラック閾値WOS1p又はライトオフトラック閾値WOS1mのいずれかを超過していた場合、ライト禁止フラグ(Write Inhibit Flag)WINHがORゲート613から出力される。ORゲート613からライト禁止フラグWINHが出力されると、システムコントローラ130(より詳細にはライト制御部610)は、ライト動作を停止する。
また、目標セクタアドレス(C,S)から、オフトラックライトテーブル611が参照され、2トラック内周方向に位置しているセクタ(C+2,S)でライトされたデータ領域の外周方向への位置決め誤差PEO(C+2,S)、及び、2トラック外周方向に位置しているセクタ(C-2,S)でライトされたデータのデータ領域の内周方向への位置決め誤差PEI(C―2,S)が出力される。目標セクタアドレス(C,S)、セクタ(C+2,S)及びセクタ(C-2,S)について図7を例に説明すると、目標セクタアドレス(C,S)はトラックTr0上に位置するセクタとすると、セクタ(C-2,S)はトラックTr-2上に位置するセクタであり、セクタ(C+2,S)はトラックTr2上に位置するセクタである。
位置決め誤差PEO(C+2,S)と、位置決め誤差PEI(C-2,S)と、既定のTPIマージンTMと、静的な値である第3閾値WOS3とが緊縮処理回路612に入力され、これらに応じたライトオフトラック閾値WOS1p,WOS1mが出力される。
位置決め誤差PEO(C+2,S)と、位置決め誤差PEI(C-2,S)と、既定のTPIマージンTMと、静的な値である第3閾値WOS3とが緊縮処理回路612に入力され、これらに応じたライトオフトラック閾値WOS1p,WOS1mが出力される。
図9は、上記実施形態に係る緊縮処理回路612を示すブロック図である。図9に示すように、緊縮処理回路612は、オペアンプOP3,OP4と、セレクタSE1,SE2とを備えている。セレクタSE1の端子Qには、位置決め誤差PEO(C+2,S)がゼロか否かが入力され、ゼロの場合は端子W3への入力が端子W1から出力され、ゼロ以外の場合は端子W2への入力が端子W1から出力される。セレクタSE2の端子Qには、位置決め誤差PEI(C-2,S)がゼロか否かが入力され、ゼロの場合は端子W3への入力が端子W1から出力され、ゼロ以外の場合は端子W2への入力が端子W1から出力される。
端子W3へは静的な第3閾値WOS3が入力される。端子W2へは、TPIマージンTMから位置決め誤差PEI(C-2,S)を減算した値、又はTPIマージンTMから位置決め誤差PEO(C+2,S)を減算した値が入力される。
図10は、上記実施形態に係る磁気ディスク装置1の制御構成の一例を示すブロック図である。図10は、オフトラックライトテーブル611への位置決め誤差の登録及び更新を行うための構成を示している。
図10は、上記実施形態に係る磁気ディスク装置1の制御構成の一例を示すブロック図である。図10は、オフトラックライトテーブル611への位置決め誤差の登録及び更新を行うための構成を示している。
目標セクタアドレス(C,S)へのライト時における位置決め誤差PE(C,S)は、絶対値回路617に入力され、位置決め誤差PE(C,S)の絶対値PEAとして出力される。絶対値PEAは、オペアンプOP5において、登録判定用の第2閾値WOS2と比較される。オペアンプOP5は、絶対値PEAが第2閾値WOS2を超過している場合に登録フラグRF1を1として出力し、絶対値PEAが第2閾値WOS2を超過していない場合に登録フラグRF1を0として出力する。
一方で、オフトラックライトテーブル参照更新ブロック(以下、OWT参照更新ブロックとも称する)619は、対象となるセクタ(一例ではセクタ(C,S))の対象方向における過去の最大位置決め誤差PEPを出力する。ここで言う対象方向とは、位置決め誤差PE(C,S)と同じ方向のことを意味している。
オペアンプOP6は、過去の最大位置決め誤差PEPと、現在の位置決め誤差PE(C,S)の絶対値PEAとを比較し、絶対値PEAが最大位置決め誤差PEPを超過している場合に更新フラグRF2を1として出力し、絶対値PEAが最大位置決め誤差PEPを超過していな場合に更新フラグRF2を0として出力する。なお、OWT参照更新ブロック619にセクタ(C,S)のエントリー(図16の説明で後述する)が存在しない場合において、最大位置決め誤差PEPは0として出力されるため、オペアンプOP6は、更新フラグRF2を1として出力する。
オペアンプOP7は、位置決め誤差PE(C,S)が0より小さい場合にフラグDPEを1として出力し、位置決め誤差PE(C,S)が0より小さくない場合にフラグDPEを0として出力する。つまり、フラグDPEによって位置決め誤差PE(C,S)の符号を特定することができる。
登録フラグRF1が1として出力され、かつ、更新フラグRF2が1として出力された場合に、ANDゲート618は、更新登録フラグRFを1として出力する。更新登録フラグRFが1として出力されると、オフトラックライトテーブル611において、位置決め誤差PE(C,S)の符号に応じた情報(詳細にはPEI(C,S)又はPEO(C,S))の更新又は新規登録が行われる。
オペアンプOP6は、過去の最大位置決め誤差PEPと、現在の位置決め誤差PE(C,S)の絶対値PEAとを比較し、絶対値PEAが最大位置決め誤差PEPを超過している場合に更新フラグRF2を1として出力し、絶対値PEAが最大位置決め誤差PEPを超過していな場合に更新フラグRF2を0として出力する。なお、OWT参照更新ブロック619にセクタ(C,S)のエントリー(図16の説明で後述する)が存在しない場合において、最大位置決め誤差PEPは0として出力されるため、オペアンプOP6は、更新フラグRF2を1として出力する。
オペアンプOP7は、位置決め誤差PE(C,S)が0より小さい場合にフラグDPEを1として出力し、位置決め誤差PE(C,S)が0より小さくない場合にフラグDPEを0として出力する。つまり、フラグDPEによって位置決め誤差PE(C,S)の符号を特定することができる。
登録フラグRF1が1として出力され、かつ、更新フラグRF2が1として出力された場合に、ANDゲート618は、更新登録フラグRFを1として出力する。更新登録フラグRFが1として出力されると、オフトラックライトテーブル611において、位置決め誤差PE(C,S)の符号に応じた情報(詳細にはPEI(C,S)又はPEO(C,S))の更新又は新規登録が行われる。
以下、本発明のライト処理の手順について説明する。
まず、図8及び図9で説明した、ライト禁止フラグWINHやライトオフトラック閾値WOS1p,WOS1mの決定について、図11及び図12を用いて説明する。図11は、上記実施形態に係る磁気ディスク装置のライト処理を示すフローチャートである。図12は、図11に続く、上記実施形態に係る磁気ディスク装置のライト処理を示すフローチャートである。
まず、図8及び図9で説明した、ライト禁止フラグWINHやライトオフトラック閾値WOS1p,WOS1mの決定について、図11及び図12を用いて説明する。図11は、上記実施形態に係る磁気ディスク装置のライト処理を示すフローチャートである。図12は、図11に続く、上記実施形態に係る磁気ディスク装置のライト処理を示すフローチャートである。
図11に示すように、ライト処理が開始すると、ステップS5において、システムコントローラ130は、目標セクタアドレス(C,H,S)へのシーク動作を行う。なお、シーク動作とは、目標位置(一例では、目標セクタアドレス(C,H,S))にヘッド15Wを移動させる動作のことである。次に、ステップS10において、システムコントローラ130は、内周側のライトオフトラック閾値WOS1pを初期値+WOS3に設定し、外周側のライトオフトラック閾値WOS1mを初期値-WOS3に設定する。
ステップS10においてライトオフトラック閾値WOS1p,WOS1mを設定した後、ステップS15において、システムコントローラ130は、目標位置の2トラック内周側のセクタ(C+2,H,S)における位置決め誤差PEO(C+2,H,S)が登録されているか否かを判断する。ステップS15において、位置決め誤差PEO(C+2,H,S)が登録されていないと判断した場合、ステップS25に移行する。
一方、位置決め誤差PEO(C+2,H,S)が登録されていると判断した場合(ステップS15)、ステップS20に移行し、ステップS20において、ライトオフトラック閾値WOS1pをTPIマージンTMから位置決め誤差PEO(C+2,H,S)を減算した値に設定する。ライトオフトラック閾値WOS1pを式で表すと以下のようになる。なお、WOS1pはライトオフトラック閾値であり、PEOはセクタ(C+2,H,S)における位置決め誤差である。
WOS1p=+(TM-PEO)
ステップS20において、ライトオフトラック閾値WOS1pを設定した後、ステップS25に移行する。
WOS1p=+(TM-PEO)
ステップS20において、ライトオフトラック閾値WOS1pを設定した後、ステップS25に移行する。
ステップS25において、システムコントローラ130は、目標位置の2トラック外周側のセクタ(C-2,H,S)における位置決め誤差PEI(C-2,H,S)が登録されているかを判断する。ステップS25において、位置決め誤差PEI(C-2,H,S)が登録されていないと判断した場合、ステップS35に移行する。(図12参照)
一方、位置決め誤差PEI(C-2,H,S)が登録されていると判断した場合(ステップS25)、ステップS30に移行し、ステップS30において、ライトオフトラック閾値WOS1mをTPIマージンTMから位置決め誤差PEI(C-2,H,S)を減算した値に設定する。ライトオフトラック閾値WOS1mを式で表すと以下のようになる。なお、WOS1mはライトオフトラック閾値であり、PEIはセクタ(C-2,H,S)における位置決め誤差である。
WOS1m=-(TM-PEI)
ステップS30において、ライトオフトラック閾値WOS1mを設定した後、ステップS35に移行する。
一方、位置決め誤差PEI(C-2,H,S)が登録されていると判断した場合(ステップS25)、ステップS30に移行し、ステップS30において、ライトオフトラック閾値WOS1mをTPIマージンTMから位置決め誤差PEI(C-2,H,S)を減算した値に設定する。ライトオフトラック閾値WOS1mを式で表すと以下のようになる。なお、WOS1mはライトオフトラック閾値であり、PEIはセクタ(C-2,H,S)における位置決め誤差である。
WOS1m=-(TM-PEI)
ステップS30において、ライトオフトラック閾値WOS1mを設定した後、ステップS35に移行する。
続いて、ステップS35において、システムコントローラ130は、目標セクタ(C,H、S)における位置決め誤差PEがライトオフトラック閾値WOS1pよりも大きいかどうかを判断する。位置決め誤差PEがライトオフトラック閾値WOS1pよりも大きい場合、ステップS50に移行し、システムコントローラ130は、ライト動作を禁止する。
位置決め誤差PEがライトオフトラック閾値WOS1pよりも小さい場合(ステップS35)、ステップS40に移行し、ステップS40において、システムコントローラ130は、位置決め誤差PEがライトオフトラック閾値WOS1mより小さいかどうかを判断する。位置決め誤差PEがライトオフトラック閾値WOS1mよりも小さい場合、ステップS50に移行し、システムコントローラ130は、ライト動作を禁止する。
位置決め誤差PEがライトオフトラック閾値WOS1mより大きかった場合(ステップS40)、ステップS45に移行し、ライト動作を行う。
位置決め誤差PEがライトオフトラック閾値WOS1mより大きかった場合(ステップS40)、ステップS45に移行し、ライト動作を行う。
なお、ステップS15及びステップS20と、ステップS25及びステップS30とは、入れ替えが可能である。図11を例に説明すると、ステップS10でライトオフトラック閾値WOS1p,WOS1mの設定を行った後、ステップS25を行い、位置決め誤差PEIが登録されていなかった場合に、ステップS15を行ってもよい。同様に、ステップS35とステップS40とを入れ替えてもよい。
図10で説明したオフトラックライトテーブル611への位置決め誤差の登録の手順について、図13を用いて説明する。図13は、図12に続く、上記実施形態に係る磁気ディスク装置のライト処理を示すフローチャートである。
ステップS45においてライト動作が行われた後(図12参照)、ステップS55に移行し、ステップS55において、システムコントローラ130は、位置決め誤差PEが0より小さいかどうかを判断し、位置決め誤差PEが0より小さかった場合にステップS60に移行する。
ステップS45においてライト動作が行われた後(図12参照)、ステップS55に移行し、ステップS55において、システムコントローラ130は、位置決め誤差PEが0より小さいかどうかを判断し、位置決め誤差PEが0より小さかった場合にステップS60に移行する。
ステップS60において、システムコントローラ130は、セクタ(C,H,S)における外周方向への位置決め誤差PEO(C,H,S)が登録済みかどうか判断し、位置決め誤差PEO(C,H,S)が登録済みでなかった場合、ステップS70に移行し、ステップS70において、位置決め誤差PEの絶対値で位置決め誤差PEO(C,H,S)を登録する。
ステップS60において、位置決め誤差PEO(C,H,S)が登録済みであった場合、ステップS65に移行し、ステップS65において、システムコントローラ130は、位置決め誤差PEの絶対値が登録済の位置決め誤差PEO(C,H,S)よりも大きいかどうかを判断し、位置決め誤差PEの絶対値が登録済の位置決め誤差PEO(C,H,S)よりも大きくなかった場合にステップS95に移行する(ステップS95は図15参照)。
位置決め誤差PEの絶対値が登録済の位置決め誤差PEO(C,H,S)よりも大きかった場合(ステップS65)、ステップS70に移行し、ステップS70において、システムコントローラ130は、位置決め誤差PEの絶対値で位置決め誤差PEO(C,H,S)を更新する。その後、ステップS95に移行する。
一方、ステップS55において、位置決め誤差PEが0より大きかった場合、ステップS75に移行し、ステップS75において、システムコントローラ130は、セクタ(C,H,S)における内周方向への位置決め誤差PEI(C,H,S)が登録済みかどうかを判断する。位置決め誤差PEI(C,H,S)が登録済みでなかった場合、ステップS85に移行し、ステップS85において、位置決め誤差PEの絶対値で位置決め誤差PEI(C,H,S)を登録する。
ステップS75において、位置決め誤差PEI(C,H,S)が登録済みであった場合、ステップS80に移行し、ステップS80において、システムコントローラ130は、位置決め誤差PEの絶対値が登録済の位置決め誤差PEI(C,H,S)より大きいかどうかを判断し、位置決め誤差PEの絶対値が登録済の位置決め誤差PEI(C,H,S)よりもおおきくなかった場合にステップS95に移行する。
位置決め誤差PEの絶対値が登録済の位置決め誤差PEI(C,H,S)よりも大きかった場合(ステップS80)、ステップS85に移行し、ステップS85において、システムコントローラ130は、位置決め誤差PEの絶対値で位置決め誤差PEI(C,H,S)を更新する。その後、ステップS95に移行する。
オフトラックライトテーブル611への、位置決め誤差の登録について説明したが、図6で説明した第2閾値WOS2を追加して位置決め誤差の登録をするか否かを判断してもよい。具体的な例を図14に示す。
図14は、図12に続く、上記実施形態に係る磁気ディスク装置のライト処理を示すフローチャートである。
図14は、図12に続く、上記実施形態に係る磁気ディスク装置のライト処理を示すフローチャートである。
図14に示すように、ステップS45においてライト動作が行われた後(図12参照)、ステップS90に移行し、ステップS90において、システムコントローラ130は、位置決め誤差PEの絶対値が第2閾値WOS2より大きいかどうかを判断する。位置決め誤差PEの絶対値が第2閾値WOS2よりも大きかった場合、図13で説明したステップS55からステップS70、又はステップS55からステップS85までの処理を行う。
位置決め誤差PEの絶対値が第2閾値WOS2よりも小さかった場合、ステップS95に移行する。
位置決め誤差PEの絶対値が第2閾値WOS2よりも小さかった場合、ステップS95に移行する。
次に、オフトラックライトテーブル611への登録情報を解除する手順について説明する。図15は、図13又は図14に続く、上記実施形態に係る磁気ディスク装置のライト処理を示すフローチャートである。図15には、オフトラックライトテーブル611に登録された情報を解除する手順が示されている。
図15に示すように、ステップS95において、システムコントローラ130は、ライト動作が行われたセクタ(C,H,S)の1トラック内周側に位置しているセクタ(C+1,H,S)の外周方向への位置決め誤差PEO(C+1,H,S)が登録済みであるかを判断し、位置決め誤差PEO(C+1,H,S)が登録済みであった場合、ステップS105に移行し、ステップS105において、位置決め誤差PEO(C+1,H,S)をクリアする。上記した「クリアする」とは、「位置決め誤差PEO(C+1,H,S)の値を0にする」ことを意味している。その後、ステップS100に移行する。
位置決め誤差PEO(C+1,H,S)が登録済みでなかった場合(ステップS95)、ステップS100に移行する。
位置決め誤差PEO(C+1,H,S)が登録済みでなかった場合(ステップS95)、ステップS100に移行する。
ステップS100において、システムコントローラ130は、ライト動作が行われたセクタ(C,H,S)の1トラック外周側に位置しているセクタ(C-1,H,S)の内周方向への位置決め誤差PEI(C-1,H,S)が登録済みであるかを判断し、位置決め誤差PEO(C-1,H,S)が登録済みであった場合、ステップS110に移行し、ステップS110において、位置決め誤差PEI(C-1,H,S)をクリアする。その後、目標位置へのライト処理を終了する。
つまり、登録情報を解除する処理は、セクタ(C,H,S)にデータをライトした際に、セクタ(C,H,S)に隣接するセクタ(C+1,H,S)及びセクタ(C-1,H,S)のセクタ(C,H,S)への位置決め誤差の登録を解除する処理である。
つまり、登録情報を解除する処理は、セクタ(C,H,S)にデータをライトした際に、セクタ(C,H,S)に隣接するセクタ(C+1,H,S)及びセクタ(C-1,H,S)のセクタ(C,H,S)への位置決め誤差の登録を解除する処理である。
ここで、オフトラックライトテーブル611のエントリーについて説明する。
図16は、上記実施形態に係る磁気ディスク装置のオフトラックライトテーブル611の一例を示す図である。一つのエントリーには、トラックのシリンダ番号C、ヘッド番号H、セクタ番号S、内周方向への位置決め誤差PEI、及び外周方向への位置決め誤差PEOが含まれている。一例では、エントリーにシリアル番号が付与されており、2401個のセクタがエントリーされている。ここで言う「エントリーされる」とは「情報が登録される」ことを意味している。さらに、一例では、エントリー可能な数(以下、エントリー数と称する)の上限として10000が設定されているが、記憶容量が許容できれば全セクタの情報をオフトラックライトテーブル611に記憶してもよい。エントリー数に上限が設定されている場合、不要となったセクタの情報に対しては登録解除処理が行われる。
図16は、上記実施形態に係る磁気ディスク装置のオフトラックライトテーブル611の一例を示す図である。一つのエントリーには、トラックのシリンダ番号C、ヘッド番号H、セクタ番号S、内周方向への位置決め誤差PEI、及び外周方向への位置決め誤差PEOが含まれている。一例では、エントリーにシリアル番号が付与されており、2401個のセクタがエントリーされている。ここで言う「エントリーされる」とは「情報が登録される」ことを意味している。さらに、一例では、エントリー可能な数(以下、エントリー数と称する)の上限として10000が設定されているが、記憶容量が許容できれば全セクタの情報をオフトラックライトテーブル611に記憶してもよい。エントリー数に上限が設定されている場合、不要となったセクタの情報に対しては登録解除処理が行われる。
以下、登録解除処理について詳細に説明する。
具体的に登録解除処理は、登録済のセクタが隣接するトラックに対して影響を与えなくなった場合に行われ、隣接するトラックが上書きされた登録済セクタの情報に対して行われる。
登録済セクタの1トラック内周側に位置するセクタが上書きされた場合、登録済セクタの位置決め誤差PEIをクリアする。つまり、位置決め誤差PEIを0にする。登録済セクタの1トラック外周側に位置するセクタが上書きされた場合、登録済セクタの位置決め誤差PEOをクリアする。つまり、位置決め誤差PEOを0にする。
登録済セクタの位置決め誤差PEIと位置決め誤差PEOとの両方が0となった場合に、その登録済セクタの情報に対して登録解除処理を行う。これにより、その登録済セクタのエントリーは解除される。
具体的に登録解除処理は、登録済のセクタが隣接するトラックに対して影響を与えなくなった場合に行われ、隣接するトラックが上書きされた登録済セクタの情報に対して行われる。
登録済セクタの1トラック内周側に位置するセクタが上書きされた場合、登録済セクタの位置決め誤差PEIをクリアする。つまり、位置決め誤差PEIを0にする。登録済セクタの1トラック外周側に位置するセクタが上書きされた場合、登録済セクタの位置決め誤差PEOをクリアする。つまり、位置決め誤差PEOを0にする。
登録済セクタの位置決め誤差PEIと位置決め誤差PEOとの両方が0となった場合に、その登録済セクタの情報に対して登録解除処理を行う。これにより、その登録済セクタのエントリーは解除される。
以下、上記の登録解除処理の手順を説明する。
図17は、図13又は図14に続く、上記実施形態に係る磁気ディスク装置のライト処理を示すフローチャートである。なお、ステップS95、ステップS100、ステップS105、及びステップS110は、図15の説明と同様の処理であるため省略する。
図17は、図13又は図14に続く、上記実施形態に係る磁気ディスク装置のライト処理を示すフローチャートである。なお、ステップS95、ステップS100、ステップS105、及びステップS110は、図15の説明と同様の処理であるため省略する。
図17に示すように、ステップS105においてセクタ(C+1,H,S)における外周方向への位置決め誤差PEO(C+1,H,S)をクリアした後、ステップS115に移行する。ステップS115において、システムコントローラ130は、セクタ(C+1,H,S)における内周方向への位置決め誤差PEI(C+1,H,S)が0であるかを判断し、位置決め誤差PEI(C+1,H,S)が0でなかった場合、ステップS100に移行する。
位置決め誤差PEI(C+1,H,S)が0であった場合(ステップS115)、ステップS120に移行し、ステップS120において、システムコントローラ130は、セクタ(C+1,H,S)におけるエントリーを解除する。その後、ステップS100に移行する。
ステップS110において、セクタ(C-1,H,S)における内周方向への位置決め誤差PEI(C-1,H,S)をクリアした後、ステップS125に移行する。ステップS125において、システムコントローラ130は、セクタ(C-1,H,S)における外周方向への位置決め誤差PEO(C-1,H,S)が0であるかを判断し、位置決め誤差PEO(C-1,H,S)が0でなかった場合、目標位置へのライト処理を終了する。
位置決め誤差PEO(C-1,H,S)が0であった場合(ステップS125)、ステップS130に移行し、ステップS130において、システムコントローラ130は、セクタ(C-1,H,S)におけるエントリーを解除する。その後、目標位置へのライト処理を終了する。
次に、上記のライト処理を適用した場合の効果について説明する。
図18は、上記実施形態に係る磁気ディスク装置の効果を示すグラフである。図18において、横軸はTPIゲインを示しており、TPIマージンTMの所要値を削減してトラックピッチTPを狭めることで実現される、既定のトラック密度に対する比率を表している。縦軸は性能指標であり、机上環境に対する振動環境下(詳細には、位置決め誤差3σ値6.1nm)における時間当たりのランダムライト回数の比率を表している。破線は従来のようにライトオフトラック閾値を一律に狭めた場合を示しており、実線は2トラック先のライト位置決め情報を基にライトオフトラック閾値を動的に狭めた場合を示している。
図18は、上記実施形態に係る磁気ディスク装置の効果を示すグラフである。図18において、横軸はTPIゲインを示しており、TPIマージンTMの所要値を削減してトラックピッチTPを狭めることで実現される、既定のトラック密度に対する比率を表している。縦軸は性能指標であり、机上環境に対する振動環境下(詳細には、位置決め誤差3σ値6.1nm)における時間当たりのランダムライト回数の比率を表している。破線は従来のようにライトオフトラック閾値を一律に狭めた場合を示しており、実線は2トラック先のライト位置決め情報を基にライトオフトラック閾値を動的に狭めた場合を示している。
図18に示すように、TPIゲインが既定の1.25倍までは性能改善効果が表れており、例えば、振動環境下における性能指標が0.9である場合に、破線のTPIゲインは約1.1倍であり、実線のTPIゲインは約1.25倍であることから、1.25から1.1を除することで1.13倍のポテンシャルを有することがわかる。
上記のように構成された磁気ディスク装置1によれば、磁気ディスク装置1は、磁気ディスク10と、磁気ヘッド15と、コントローラ130と、を備えている。コントローラ130は、ライトするセクタの2トラック先のセクタに位置決め誤差PEI,PEOが登録されているか否かを判断し、登録されている場合に位置決め誤差PEI,PEOに基づいて第1閾値WOS1を設定し、第1閾値WOS1とライトされるセクタの位置決め誤差PEとに基づいてライト動作を実施するかしないかを決定する。
コントローラ130は、内周方向への位置決め誤差PEIと外周方向への位置決め誤差PEOとの両方を登録する。
コントローラ130は、ライトするセクタの位置決め誤差PEと登録を判断するための第2閾値WOS2とを基に、位置決め誤差PEI,PEOを登録するか否かを判断する。
第1閾値WOS1は、所定のTPIマージンからライトするセクタの2トラック先のセクタに登録されている位置決め誤差PEI,PEOを減算した値である。
これにより、ライトオフトラック閾値WOS1p,WOS1mを一律に狭めなくても、トラック幅TWをリード限界トラック幅TW0以上に維持することができ、リート品質を維持しつつ、位置決め誤差PEの閾値超過によるライトエラー、リトライ動作等を抑止し、ライト性能を向上させることのできる磁気ディスク装置を得ることができる。
コントローラ130は、内周方向への位置決め誤差PEIと外周方向への位置決め誤差PEOとの両方を登録する。
コントローラ130は、ライトするセクタの位置決め誤差PEと登録を判断するための第2閾値WOS2とを基に、位置決め誤差PEI,PEOを登録するか否かを判断する。
第1閾値WOS1は、所定のTPIマージンからライトするセクタの2トラック先のセクタに登録されている位置決め誤差PEI,PEOを減算した値である。
これにより、ライトオフトラック閾値WOS1p,WOS1mを一律に狭めなくても、トラック幅TWをリード限界トラック幅TW0以上に維持することができ、リート品質を維持しつつ、位置決め誤差PEの閾値超過によるライトエラー、リトライ動作等を抑止し、ライト性能を向上させることのできる磁気ディスク装置を得ることができる。
コントローラ130は、ライトしたセクタに隣接するセクタに登録済の位置決め誤差PEI,PEOの登録を解除してもよい。これにより、エントリー数に上限があるオフトラックライトテーブル611に対応可能となる。
コントローラ130は、ライトするセクタの2トラック先のセクタに位置決め誤差PEI,PEOが登録されていない場合に、ライトするセクタの位置決め誤差PEと一定の静的な第3閾値WOS3に基づいて、ライト動作を実施するかしないかを決定する。
第3閾値WOS3は、TPIマージンの半分からTPIマージンまでの間の大きさである。これにより、動的なライトオフトラック閾値WOS1p,WOS1mが極端に緩和されることを防止することができる。
第3閾値WOS3は、TPIマージンの半分からTPIマージンまでの間の大きさである。これにより、動的なライトオフトラック閾値WOS1p,WOS1mが極端に緩和されることを防止することができる。
(他の実施形態)
次に、他の実施形態に係る磁気ディスク装置1について説明する。なお、磁気ディスク装置1は、他の実施形態で説明すること以外、上記実施形態と同様である。
まず、磁気ディスク装置1のライト処理について説明する。上記実施形態と、他の実施形態では、第1閾値の定義が異なっており、ライトする手順などは同じである。そのため、他の実施形態における第1閾値WOS12について、詳細に説明する。
次に、他の実施形態に係る磁気ディスク装置1について説明する。なお、磁気ディスク装置1は、他の実施形態で説明すること以外、上記実施形態と同様である。
まず、磁気ディスク装置1のライト処理について説明する。上記実施形態と、他の実施形態では、第1閾値の定義が異なっており、ライトする手順などは同じである。そのため、他の実施形態における第1閾値WOS12について、詳細に説明する。
上記実施形態では、図3に示す第1閾値WOS1は、式(3)で表され、図6に示す第2閾値WOS2は、式(5)で表されている。上記実施形態における第1閾値WOS1は、式(3)及び式(5)より以下の式で表すことができる。
WOS1=WOS3-(PEO-WOS2)
他の実施形態における第1閾値WOS12は、上記の式に示す位置決め誤差PEOと第2閾値WOS2との差分(PEO-WOS2)に所定のゲインGAINを乗じた以下の式で表すことができる。なお、WOS12は他の実施形態における第1閾値、GAINは所定のゲインを示している。
WOS12=WOS3-GAIN×(PEO-WOS2)
ここで、第1閾値WOS12は、上記の式及び式(5)より、以下に記載する式(6)で表される。
WOS12=TM+G0-GAIN×PEO・・・(6)
なお、G0は、以下の式で示される定数であり所定量である。
G0=(GAIN-1)×WOS2
さらに、式(3)を考慮すると式(6)は以下の式に変形できる。
WOS12=WOS1+(1-GAIN)×(PEO-WOS2)
上記の式より、位置決め誤差PEOが第2閾値WOS2より大きく、かつ、ゲインGAINが1より大きい場合、これからライトされる位置決め誤差PEIに対しての第1閾値WOS12は、上記実施形態における第1閾値WOS1よりも小さくなる。また、上記のことから、ゲインGAINは、1以上の値であり、例えば、1.5や2などである。
WOS1=WOS3-(PEO-WOS2)
他の実施形態における第1閾値WOS12は、上記の式に示す位置決め誤差PEOと第2閾値WOS2との差分(PEO-WOS2)に所定のゲインGAINを乗じた以下の式で表すことができる。なお、WOS12は他の実施形態における第1閾値、GAINは所定のゲインを示している。
WOS12=WOS3-GAIN×(PEO-WOS2)
ここで、第1閾値WOS12は、上記の式及び式(5)より、以下に記載する式(6)で表される。
WOS12=TM+G0-GAIN×PEO・・・(6)
なお、G0は、以下の式で示される定数であり所定量である。
G0=(GAIN-1)×WOS2
さらに、式(3)を考慮すると式(6)は以下の式に変形できる。
WOS12=WOS1+(1-GAIN)×(PEO-WOS2)
上記の式より、位置決め誤差PEOが第2閾値WOS2より大きく、かつ、ゲインGAINが1より大きい場合、これからライトされる位置決め誤差PEIに対しての第1閾値WOS12は、上記実施形態における第1閾値WOS1よりも小さくなる。また、上記のことから、ゲインGAINは、1以上の値であり、例えば、1.5や2などである。
一方、図4に示す上記実施形態における第1閾値WOS1は、式(4)及び式(5)より以下の式で表すことができる。
WOS1=WOS3-(PEI-WOS2)
他の実施形態における第1閾値WOS12は、上記の式に示す位置決め誤差PEIと第2閾値WOS2との差分(PEI-WOS2)に所定のゲインGAINを乗じた以下の式で表すことができる。
WOS12=WOS1+GAIN(PEI-WOS2)
ここで、第1閾値WOS12は、上記の式及び式(5)より、以下に記載する式(7)で表される。
WOS12=TM+G0-GAIN×PEI・・・(7)
さらに、式(3)を考慮すると式(7)は以下の式に変形できる。
WOS12=WOS1+(1-GAIN)×(PEI-WOS2)
上記の式より、位置決め誤差PEIが第2閾値WOS2より大きく、かつ、ゲインGAINが1より大きい場合、これからライトされる位置決め誤差PEOに対しての第1閾値WOS12は、上記実施形態における第1閾値WOS1よりも小さくなる。また、上記のことから、ゲインGAINは、1以上の値であり、例えば、1.5や2などである。
WOS1=WOS3-(PEI-WOS2)
他の実施形態における第1閾値WOS12は、上記の式に示す位置決め誤差PEIと第2閾値WOS2との差分(PEI-WOS2)に所定のゲインGAINを乗じた以下の式で表すことができる。
WOS12=WOS1+GAIN(PEI-WOS2)
ここで、第1閾値WOS12は、上記の式及び式(5)より、以下に記載する式(7)で表される。
WOS12=TM+G0-GAIN×PEI・・・(7)
さらに、式(3)を考慮すると式(7)は以下の式に変形できる。
WOS12=WOS1+(1-GAIN)×(PEI-WOS2)
上記の式より、位置決め誤差PEIが第2閾値WOS2より大きく、かつ、ゲインGAINが1より大きい場合、これからライトされる位置決め誤差PEOに対しての第1閾値WOS12は、上記実施形態における第1閾値WOS1よりも小さくなる。また、上記のことから、ゲインGAINは、1以上の値であり、例えば、1.5や2などである。
次に、他の実施形態に係る磁気ディスク装置1の緊縮処理回路612について説明する。図19は、他の実施形態に係る磁気ディスク装置1の緊縮処理回路612を示すブロック図である。図19に示すように、緊縮処理回路612は、ゲインアンプGA1,GA2,GA3と、オペアンプOP8と、アンプANとを更に備えている。
ゲインアンプGA1は、入力された位置決め誤差PEO(C+2,S)にゲインGAINを乗じた値(以下、「位置決め誤差PEO(C+2,S)とゲインGAINとの積」とも称する)をオペアンプOP3及びセレクタSE1に出力する。ゲインアンプGA2は、入力された位置決め誤差PEI(C-2,S)にゲインGAINを乗じた値(以下、「位置決め誤差PEI(C-2,S)とゲインGAINとの積」とも称する)をオペアンプOP4及びセレクタSE2に出力する。ゲインアンプGA3は、入力された第2閾値WOS2にゲインGAINを乗じた値をオペアンプOP8に出力する。オペアンプOP8は、ゲインアンプGA3から入力された値から第2閾値WOS2を減算した値(所定量G0)をアンプANに出力する。アンプANは、TPIマージンTMに所定量G0を加算した値をオペアンプOP3及びオペアンプOP4に出力する。
セレクタSE1の端子Qは、位置決め誤差PEO(C+2,S)とゲインGAINとの積がゼロか否かが入力される。セレクタSE1は、端子Qから入力された値がゼロの場合、端子W1に入力された値を出力し、端子Qから入力された値がゼロ以外の場合、端子W2に入力された値を出力する。
セレクタSE2の端子Qは、位置決め誤差PEI(C-2,S)とゲインGAINとの積がゼロか否かが入力される、セレクタSE2は、端子Qから入力された値がゼロの場合、端子W1に入力された値を出力し、端子Qから入力された値がゼロ以外の場合、端子W2に入力された値を出力する。
セレクタSE2の端子Qは、位置決め誤差PEI(C-2,S)とゲインGAINとの積がゼロか否かが入力される、セレクタSE2は、端子Qから入力された値がゼロの場合、端子W1に入力された値を出力し、端子Qから入力された値がゼロ以外の場合、端子W2に入力された値を出力する。
端子W3は、静的な第3閾値WOS3が入力される。端子W2は、TPIマージンTM及び所定量G0の和から位置決め誤差PEO(C+2,S)にゲインGAINを乗じた値を減算した値、又はTPIマージンTM及び所定量G0の和から位置決め誤差PEI(C-2,S)にゲインGAINを乗じた値を減算した値が入力される。
次に、他の実施形態に係る磁気ディスク装置1のライトオフトラック閾値WOS1p,WOS1mの決定の手順について説明する。図20は、他の実施形態に係る磁気ディスク装置1のライト処理を示すフローチャートである。なお、ステップ21及びステップS31以外は、上記実施形態と同様の処理のためステップS21及びステップS31についてのみ説明する。
図20に示すように、ステップS15において、位置決め誤差PEO(C+2,H,S)が登録されていると判断した場合、ステップS21に移行し、システムコントローラ130は、ステップS21においてライトオフトラック閾値WOS1pをTPIマージンTMに所定量G0を加算し、位置決め誤差PEO(C+2,H,S)とゲインGAINとの積を減算した値に設定する。ライトオフトラック閾値WOS1pを式で表すと以下のようになる。なお、WOS1pは、ライトオフトラック閾値であり、PEOはセクタ(C+2,H,S)における位置決め誤差である。
WOS1p=+(TM+G0-GAIN×PEO)
ステップS21において、ライトオフトラック閾値WOS1pを設定した後、ステップS25に移行する。
WOS1p=+(TM+G0-GAIN×PEO)
ステップS21において、ライトオフトラック閾値WOS1pを設定した後、ステップS25に移行する。
ステップS25において、位置決め誤差PEI(C-2,H,S)が登録されていると判断した場合、ステップS31に移行し、システムコントローラ130は、ステップS31においてライトオフトラック閾値WOS1mをTPIマージンTMに所定量G0を加算し、位置決め誤差PEI(C-2,H,S)とゲインGAINとの積を減算した値に設定する。ライトオフトラック閾値WOS1mを式で表すと以下のようになる。なお、WOS1mは、ライトオフトラック閾値であり、PEIはセクタ(C-2,H,S)における位置決め誤差である。
WOS1m=-(TM+G0-GAIN×PEI)
ステップS31において、ライトオフトラック閾値WOS1mを設定した後、ステップS35に移行する。
WOS1m=-(TM+G0-GAIN×PEI)
ステップS31において、ライトオフトラック閾値WOS1mを設定した後、ステップS35に移行する。
以下、他の実施形態に係る磁気ディスク装置1の効果について説明する。
上記のように構成された磁気ディスク装置1によれば、第1閾値WOS12は、所定のTPIマージンTMに所定量G0を加算し、所定のゲインGAINとライトするセクタの2トラック先のセクタに登録されている位置決め誤差PEI,PEOとの積を減算した値である。このとき、ゲインGAINは、1以上の値である。
また、所定量G0は、所定のゲインGAINから1を減算した値と、第2閾値WOS2との積である。これにより、位置決め誤差PEI及び位置決め誤差PEOを小さくすることができるため、トラックピッチTPを小さくした場合でも、十分なトラック幅TWを確保することができる(式(1)参照)。上記の理由により、記録密度が向上した磁気ディスク装置1を得ることができる。
上記のように構成された磁気ディスク装置1によれば、第1閾値WOS12は、所定のTPIマージンTMに所定量G0を加算し、所定のゲインGAINとライトするセクタの2トラック先のセクタに登録されている位置決め誤差PEI,PEOとの積を減算した値である。このとき、ゲインGAINは、1以上の値である。
また、所定量G0は、所定のゲインGAINから1を減算した値と、第2閾値WOS2との積である。これにより、位置決め誤差PEI及び位置決め誤差PEOを小さくすることができるため、トラックピッチTPを小さくした場合でも、十分なトラック幅TWを確保することができる(式(1)参照)。上記の理由により、記録密度が向上した磁気ディスク装置1を得ることができる。
(変形例)
他の実施形態に係る磁気ディスク装置1の変形例について説明する。なお、磁気ディスク装置1は、本変形例で説明すること以外、他の実施形態と同様である。
上記実施形態では、図3に示す第1閾値WOS1は、式(3)で表されている。変形例における第1閾値WOS13は、式(3)の位置決め誤差PEOに所定のゲインGAINを乗じた以下の式(8)で表すことができる。なお、WOS13は変形例における第1閾値を示している。
WOS13=TM-GAIN×PEO・・・(8)
式(8)は、式(3)を考慮すると、以下の式に変形できる。
WOS13=WOS1+(1-GAIN)×PEO
上記の式からゲインGAINが1より大きい場合、これからライトされる位置決め誤差PEIに対しての第1閾値WOS12は、上記実施形態における第1閾値WOS1よりも小さくなる。上記のことより、ゲインGAINは、1以上の値である。
他の実施形態に係る磁気ディスク装置1の変形例について説明する。なお、磁気ディスク装置1は、本変形例で説明すること以外、他の実施形態と同様である。
上記実施形態では、図3に示す第1閾値WOS1は、式(3)で表されている。変形例における第1閾値WOS13は、式(3)の位置決め誤差PEOに所定のゲインGAINを乗じた以下の式(8)で表すことができる。なお、WOS13は変形例における第1閾値を示している。
WOS13=TM-GAIN×PEO・・・(8)
式(8)は、式(3)を考慮すると、以下の式に変形できる。
WOS13=WOS1+(1-GAIN)×PEO
上記の式からゲインGAINが1より大きい場合、これからライトされる位置決め誤差PEIに対しての第1閾値WOS12は、上記実施形態における第1閾値WOS1よりも小さくなる。上記のことより、ゲインGAINは、1以上の値である。
一方、上記実施形態では、図4に示す第1閾値WOS1は、式(4)で表されている。変形例における第1閾値WOS13は、式(4)の位置決め誤差PEIに所定のゲインGAINを乗じた以下の式(9)で表すことができる。
WOS13=TM-GAIN×PEI・・・(9)
式(9)は、式(3)を考慮すると、以下の式に変形できる。
WOS13=WOS1+(1-GAIN)×PEI
上記の式からゲインGAINが1より大きい場合、これからライトされる位置決め誤差PEOに対しての第1閾値WOS13は、上記実施形態における第1閾値WOS1よりも小さくなる。上記のことから、ゲインGAINは、1以上の値である。
WOS13=TM-GAIN×PEI・・・(9)
式(9)は、式(3)を考慮すると、以下の式に変形できる。
WOS13=WOS1+(1-GAIN)×PEI
上記の式からゲインGAINが1より大きい場合、これからライトされる位置決め誤差PEOに対しての第1閾値WOS13は、上記実施形態における第1閾値WOS1よりも小さくなる。上記のことから、ゲインGAINは、1以上の値である。
次に、他の実施形態に係る磁気ディスク装置1の変形例における緊縮処理回路612について説明する。図21は、他の実施形態に係る磁気ディスク装置1の変形例における緊縮処理回路612を示すブロック図である。
図21に示すように、緊縮処理回路612は、ゲインアンプGA3、オペアンプOP8、及びアンプAP無しで構成されている。
端子W3は、静的な第3閾値WOS3が入力される。端子W2は、TPIマージンTMから位置決め誤差PEO(C+2,S)とゲインGAINとの積を減算した値、又はTPIマージンTMから位置決め誤差PEI(C-2,S)とゲインGAINとの積を減算した値が入力される。
図21に示すように、緊縮処理回路612は、ゲインアンプGA3、オペアンプOP8、及びアンプAP無しで構成されている。
端子W3は、静的な第3閾値WOS3が入力される。端子W2は、TPIマージンTMから位置決め誤差PEO(C+2,S)とゲインGAINとの積を減算した値、又はTPIマージンTMから位置決め誤差PEI(C-2,S)とゲインGAINとの積を減算した値が入力される。
次に、他の実施形態に係る磁気ディスク装置1の変形例におけるライトオフトラック閾値WOS1p,WOS1mの決定の手順について説明する。図22は、他の実施形態に係る磁気ディスク装置1の変形例におけるライト処理を示すフローチャートである。なお、ステップ22及びステップS32以外は、他の実施形態と同様の処理のためステップS22及びステップS32についてのみ説明する。
図22に示すように、ステップS15において、位置決め誤差PEO(C+2,H,S)が登録されていると判断した場合、ステップS22に移行し、システムコントローラ130は、ステップS22においてライトオフトラック閾値WOS1pをTPIマージンTMから位置決め誤差PEO(C+2,H,S)とゲインGAINとの積を減算した値に設定する。ライトオフトラック閾値WOS1pを式で表すと以下のようになる。なお、WOS1pは、ライトオフトラック閾値であり、PEOはセクタ(C+2,H,S)における位置決め誤差である。
WOS1p=+(TM-GAIN×PEO)
ステップS22において、ライトオフトラック閾値WOS1pを設定した後、ステップS25に移行する。
WOS1p=+(TM-GAIN×PEO)
ステップS22において、ライトオフトラック閾値WOS1pを設定した後、ステップS25に移行する。
ステップS25において、位置決め誤差PEI(C-2,H,S)が登録されていると判断した場合、ステップS32に移行し、システムコントローラ130は、ステップS32においてライトオフトラック閾値WOS1mをTPIマージンTMから位置決め誤差PEI(C-2,H,S)とゲインGAINとの積を減算した値に設定する。ライトオフトラック閾値WOS1mを式で表すと以下のようになる。なお、WOS1mは、ライトオフトラック閾値であり、PEIはセクタ(C-2,H,S)における位置決め誤差である。
WOS1m=-(TM-GAIN×PEI)
ステップS32において、ライトオフトラック閾値WOS1mを設定した後、ステップS35に移行する。
WOS1m=-(TM-GAIN×PEI)
ステップS32において、ライトオフトラック閾値WOS1mを設定した後、ステップS35に移行する。
上記のように構成された磁気ディスク装置1によれば、第1閾値WOS13は、所定のTPIマージンTMから所定のゲインGAINとライトするセクタの2トラック先のセクタに登録されている位置決め誤差PEI,PEOとの積を減算した値である。これにより、他の実施形態と同様の効果を得ることができる。
本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記した新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…磁気ディスク装置、10…磁気ディスク、15…磁気ヘッド、15W…ライトヘッド、130…システムコントローラ、610…ライト制御部、611…オフトラックライトテーブル、612…緊縮処理回路、613…ORゲート、617…絶対値回路、618…ANDゲート、619…OWT参照更新ブロック、GAIN…ゲイン、所定量…G0、PEO,PEI…位置決め誤差、Tr-2,Tr-1,Tr0,Tr1,Tr2…トラック、WOS1,WOS12,WOS13…第1閾値、WOS2…第2閾値、WOS3…第3閾値
Claims (13)
- 磁気ディスクと、
前記磁気ディスクの所定のトラックピッチを有するトラックに位置決めされて、前記磁気ディスクのトラックにデータをライトし、前記磁気ディスクのトラックからデータをリードする磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドの位置決めを行い、前記トラックの前記データがライトされたセクタのアドレスと前記アドレスでの前記磁気ヘッドの前記トラックに対する位置決め誤差とを登録するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記データをライトする第1セクタの半径方向の2トラック先の第2セクタの位置決め誤差が登録されているか否かを判断し、前記第2セクタの位置決め誤差が登録されている場合に、前記第2セクタの位置決め誤差を基に前記第1セクタの位置決め誤差についてライト動作を許容する第1閾値を設定し、
前記第1セクタの位置決め誤差が前記第1閾値を超過しているか否かを判断し、前記第1セクタの位置決め誤差が前記第1閾値を超過している場合に前記ライト動作を停止する、
磁気ディスク装置。 - 前記コントローラは、内周方向への位置決め誤差と外周方向への位置決め誤差との両方を登録する、
請求項1に記載の磁気ディスク装置。 - 前記コントローラは、
前記第1セクタの位置決め誤差の登録を判断するための第2閾値を設定し、
前記第1セクタの位置決め誤差が前記第2閾値を超過しているか否かを判断し、前記第1セクタの位置決め誤差が前記第2閾値を超過している場合に前記第1セクタの位置決め誤差を登録する、
請求項1に記載の磁気ディスク装置。 - 前記コントローラは、
前記第1セクタの位置決め誤差の登録を判断するための第2閾値を設定し、
前記第1セクタの位置決め誤差が前記第2閾値を超過しているか否かを判断し、
前記第1セクタにおける登録済の位置決め誤差の有無を判断し、
前記第1セクタの位置決め誤差と前記登録済の位置決め誤差との向きが前記内周方向、前記外周方向のいずれかで一致しているか否かを判断し、
前記第1セクタの位置決め誤差の絶対値が前記登録済の位置決め誤差より大きいか否かを判断し、
前記第1セクタの位置決め誤差が前記第2閾値を超過し、かつ、前記登録済の位置決め誤差が存在し、かつ、前記第1セクタの位置決め誤差と前記登録済の位置決め誤差との向きが一致し、かつ、前記第1セクタの位置決め誤差の絶対値が前記登録済の位置決め誤差よりも大きい場合に、前記第1セクタの位置決め誤差を登録する、
請求項2に記載の磁気ディスク装置。 - 前記コントローラは、
前記第1セクタの半径方向に隣接する第3セクタの位置決め誤差が登録されているか否かを判断し、
前記第3セクタの位置決め誤差の向きが前記第1セクタに向かう方向であるか否かを判断し、
前記第3セクタの位置決め誤差が登録され、かつ、前記第3セクタの位置決め誤差の向きが前記第1セクタへ向かう方向であった場合に、前記第3セクタの位置決め誤差の登録を解除する、
請求項1に記載の磁気ディスク装置。 - 前記第1閾値は、所定のトラックピッチ狭窄マージンから前記第2セクタの位置決め誤差を減算した値である、
請求項1に記載の磁気ディスク装置。 - 前記第1閾値は、所定のトラックピッチ狭窄マージンから前記第2セクタの位置決め誤差を減算した値であり、
前記所定のトラックピッチ狭窄マージンは、前記第1セクタ及び前記第2セクタをライトすることによりこれらに挟まれる前記第3セクタがリード限界トラック幅となる、前記第1セクタの位置決め誤差と前記第2セクタの位置決め誤差との合計である、
請求項5に記載の磁気ディスク装置。 - 前記コントローラは、
前記第2セクタの位置決め誤差が登録されていない場合に、前記第1セクタの位置決め誤差について前記ライト動作を許容する第3閾値を設定し、
前記第1セクタの位置決め誤差が前記第3閾値を超過しているか否かを判断し、
前記第1セクタの位置決め誤差が前記第3閾値を超過している場合に前記ライト動作を停止する、
請求項6に記載の磁気ディスク装置。 - 前記第3閾値は、前記トラックピッチ狭窄マージンの半分から前記トラックピッチ狭窄マージンまでの間の大きさである、
請求項8に記載の磁気ディスク装置。 - 前記第1閾値は、所定のトラックピッチ狭窄マージンに所定量を加算し、所定のゲインと前記第2セクタの位置決め誤差との積を減算した値である、
請求項3に記載の磁気ディスク装置。 - 前記所定量は、前記所定のゲインから1を減算した値と、前記第2閾値との積である、
請求項10に記載の磁気ディスク装置。 - 前記第1閾値は、所定のトラックピッチ狭窄マージンから所定のゲインと前記第2セクタの位置決め誤差との積を減算した値である、
請求項1に記載の磁気ディスク装置。 - 前記所定のゲインは、1以上の値である、
請求項10又は12に記載の磁気ディスク装置。
Priority Applications (2)
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US17/941,356 US11887633B2 (en) | 2022-03-01 | 2022-09-09 | Magnetic disk device |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022030916 | 2022-03-01 | ||
JP2022030916 | 2022-03-01 |
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ID=87971513
Family Applications (1)
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JP2022116443A Pending JP2023127528A (ja) | 2022-03-01 | 2022-07-21 | 磁気ディスク装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2023127528A (ja) |
-
2022
- 2022-07-21 JP JP2022116443A patent/JP2023127528A/ja active Pending
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