JP2521905B2

JP2521905B2 - ディスク装置

Info

Publication number: JP2521905B2
Application number: JP61033321A
Authority: JP
Inventors: 曜一郎佐古; 保山上; 真一山村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-02-18
Filing date: 1986-02-18
Publication date: 1996-08-07
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JPS62192012A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は例えば光磁気ディスク装置のようにデータ
の記録及び再生が可能なディスク装置に関する。

〔発明の概要〕この発明はデータを記録するに当たって、記録時、記
録すべきデータの転送レートに対応して同期がかけられ
てディスクが回転駆動させられ、ディスクの回転数が記
録すべきデータの転送レートに対応して変えられるとと
もに、データの転送レートを示す信号を記録すべきデー
タに付加してディスクに記録するようにして、記録すべ
きディスクをその転送レートのままで記録できるととも
に、再生時には転送レートを示す信号を参照してディス
クの回転制御を行うことで転送レートに対応した信号再
生を容易に行えるものである。

〔従来の技術〕

書き込み可能で大容量の情報蓄積用のディスク装置と
しては、従来、いわゆるハードディスク装置が知られて
いる。

これは、一般にコンピュータのデータストレージ用と
して用いられているもので、一定の定められら回転数で
回転するディスクに同芯円状（あるいはスパイラル状）
のトラックとして情報が記録されるものである。

第４図に示すように、このハードディスク装置（１）
へのデータの書き込み及び読み出しはCPU（３）により
データバス（２）を介してなされる。これはハードディ
スク装置は記録すべき入力データの転送レートとは無関
係（非同期）の一定回転数でドライブされているので、
CPU（３）でタイミングをとって記録をなすのである。
これは扱うデータが間欠的データであるからである。

ハードディスク装置（１）とCPU（３）間のデータの
やりとりはバッファメモリとしてのRAM（４）を介して
なされる。また、CPU（３）を介在させずにDMAコントロ
ーラを用いてRAM（４）とディスク装置（１）間で高速
転送を行なうものもあるが、ここで取り扱っているデー
タも間欠的なデータであり、連続的なデータは扱ってい
ない。

もっとも静止画像やイメージはRAM（４）としてフレ
ームメモリを用いることにより１フレーム分の間欠的な
データとして扱うことはできる。

第５図はこのようなバースト性のデータを扱う場合の
構成例で、CPU（３）とディスク装置（１）間にはディ
スクコントローラ（５）が介在され、RAM（４）に貯え
られたバースト性のデータのうち必要なものがCPU
（３）の命令によりディスクコトローラ（５）を介して
ディスク装置（１）に記録されるようにされている。こ
のような使い方は例えば電子メールなどでなされてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、最近はニューメディア時代といわれ、種々
の情報が世に提供され、いわゆるマルチメディア情報と
なっている。

この情報としてはコンピュータデータ等の間欠的なデ
ータ、また、静止画像やイメージ等の準間欠的なデータ
の他に、デジタルオーディオ等の全く連続的な情報もあ
る。

これらの種々の情報をディスクに貯えて適宜、ユーザ
ーの利用に供することができれば便利である。しかし、
前述したように従来のディスク装置では回転速度一定
で、CPUでコントロールしてデータの記録をなすのが一
般であり、マルチメディア情報に対処するものは従来な
かった。

ところで、書き替え可能な大容量記憶装置として光磁
気ディスクが注目されている。このような人容量記憶装
置ではマルチメディア情報の記憶ができる可能性があ
る。この場合に、ディスクへの書き込み，読み出しに際
し、データ自身の転送レートのままで書き込み，読み出
しができれば非常に便利である。

ここで、データの転送レートがマルチメディア情報の
すべてで同一であれば従来のハードディスク装置のよう
にディスク回転速度が一定であっても、問題ないが、実
際的にはデータの転送レートは種々のものがあり、一定
ではない。

例えば通信の標準転送レートの例を上げると、日本の
場合でも例えばNTT1次群,2次群で1.536Mbps,6.144Mbps
等があり、欧州共同体EC標準は2.048Mbpsと多様であ
る。

この場合、一定回転数のディスクに対しその回転数に
適合する転送レートより高い転送レートのものは、その
ままでは完全な記録ができず、再生が不能になってしま
うことがあり、また適合転送レートより低い転送レート
のものでは記録トラックの使用効率が悪い（１トラック
当たりのビット数が少なくなる）。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は種々の転送レートで転送されてくる情報を
その転送レートのまま上記のような不都合を生じること
なく記録することを可能にしたディスク装置を提案する
もので、この発明においては記録時、記録すべきデータ
の転送レートに対応して同期がかけられてディスクが回
転駆動させられ、ディスクの回転数が記録すべきデータ
の転送レートに対応して変えられるとともに、記録すべ
きデータの転送レートを示す信号を記録すべきデータに
付加してディスクに記録するようにする。

〔作用〕

１枚のディスク当たりの記録データビット数は変わら
ないが、ディスク回転数がデータ転送レートに同期して
変えられることにより、入力データがその転送レートの
まま記録されることになり、デジタルオーディオ信号を
そのまま書き込むことができるとともに、通信の標準レ
ートにも簡単に合わせることもできる。

しかも、データ転送レートを示す信号が入力データに
付加してディスクに記録されるために、ディスクからデ
ータを再生する際にはこのデータ転送レートを参照して
ディスクの回転制御を行うことでデータ記録時のデータ
転送レートに対応した信号再生を容易に行うことができ
る。

〔実施例〕

この発明の一実施例を光磁気ディスクの場合を例にと
って説明する。

先ず、この例の光磁気ディスクのセクターフォーマッ
トについて説明する。

この光磁気ディスク（11）は第２図に示すようにデー
タが１回転当たり１トラックとして、同芯円状あるいは
スパイラル状にトラック（12）が形成されて記録され、
これより再生されるようにされる。

この光磁気ディスク（11）の１トラック（12）は円周
方向に等分割された複数のセクターからなっており、各
セクターに、定められた所定数のデータにエラー訂正符
号、エラー検出符号等が生成付加されたものが記録され
ている。

第２図の場合、１トラックは同図Ａに示すように（ｎ
＋１）セクターからなり、この例では１トラックは32セ
クターとされている。

１セクターに記録されるデータのフォーマットは例え
ば同図Ｂのようになされている。すなわち、１セクター
分は、ヘッダ部とデータ部と、ヘッダ部の後とデータ部
の後にそれぞれ設けられるギャップ部GAPとからなる。

ヘッダ部にはその先頭にプリアンブル信号が記録され
るとともに、トラックアドレスTAとセクターアドレスSA
からなるアドレス信号ADDに対してエラー訂正符号ECCが
付加されたものにアドレス用同期信号ASYNCが付加され
たものが２回くり返して記録されている。

また、データ部にはその先頭にプリアンブル信号が記
録されるとともに、その後にデータ及びそのデータに対
するエラー訂正符号ECCその他が付加されたものが記録
される。

ところで、１セクターのデータ部に記録する単位デー
タ量は、コンピュータの記憶装置として用いることを考
慮して512バイトが標準とされる。

この場合に、データ部の構造は第３図のようになって
いる。

すなわち、第３図の場合はデータ数がD₀〜D₅₁₁までの
512バイトの場合で、実際のデータとしてはこの512バイ
トのデータD₀〜D₅₁₁の前にトラックナンバーTrNo,セク
ターナンバーSe,データ識別情報IDを含む12バイトの付
加情報が付加されている。そしてこの合計524バイトの
データに対して生成されたエラー検出用のCRCコードが
４バイト分付加された528バイトが、同図のように24×2
2バイトとしてマトリクス状に配列される。

そして、このCRCコードの４バイト分を含めた528バイ
トに対し、行方向に１行について４バイト分として第１
のエラー訂正符号C₁（これは例えば（28,24）リードソ
ロモン符号）が付加され、同様に列方向に一列について
４バイトの第２のエラー訂正符号C₂（これは例えば（2
6,22）リードソロモン符号）が付加される。

図において各行の先頭には、行の先頭を示す同期信号
（リシンクと呼ぶ）がこの例では付加されており、この
行方向に順次書き込み，読み出しがなされる。

第１図は一例として以上のようなセクターフォーマッ
トで種々の転送レートの情報を記録し、再生するこの発
明装置の記録再生系の一例のブロック図である。

（11）は光磁気ディスクで、このディスク（11）には
スパイラル状のトラックとして記録がなされるが、記録
再生用のヘッド（図示せず）はあらかじめ形成されてい
るトラックを正しく走査してゆくようにトラッキング制
御がこのヘッドに対して施されている。

（21）はディスク駆動モータで、ディスク（11）はこ
のモータにより角速度一定の状態で所定の速度で回転す
るように回転制御される。

すなわち、この駆動モータ（21）には周波数発電機
（22）が設けられており、この周波数発電機（22）より
モータ（21）の回転速度に比例した周波数信号FGが得ら
れ、これが位相比較回路（23）に供給される。一方、こ
の位相比較回路（23）にはスピード基準信号REFが供給
される。このスピード基準信号REFは後述するように記
録すべき、あるいは再生するデータの転送レートに応じ
て変えられるものであるが、ディスク（11）が目的とす
る回転速度で回転しているときの周波数発電機（22）の
出力FGの周波数と等しい信号である。もっとも、出力FG
を分周したような周波数の信号でもよく、そのときは出
力FGも同じ分周比で分周されて比較回路（23）に供給さ
れるのはもちろんである。

この位相比較回路（23）の比較出力は積分回路（24）
を通されてスピード誤差電圧とされ、これがモータドラ
イブ回路（25）を介してモータ（21）に供給されて、こ
のモータ（21）がスピード基準信号REFに応じた角速度
で回転するように制御される。

次に記録系について説明するに、（31D）はデジタル
データの入力端で、デジタルデータとしてはコンピュー
タデータの他に、アナログオーディオデータが種々の所
定のサプリング周波数でサンプリングされ、各サンプル
値が所定のビット数のワードとして標本化されたもの、
その他種々の転送レートのデジタルデータが入力され
る。

（31A）はアナログ信号例えばオーディオ信号が供給
される入力端子である。

デジタル信号入力端（31D）にデジタル信号が入力さ
れるとき、このデジタル信号とともにその転送レートを
示す信号が送られてくる場合があるが、その転送レート
を示す信号は入力端子（31R）に供給される。

入力端子（31D）よりのデジタルデータはセレクタ（3
3）に供給される。また、入力端子（31A）よりのアナロ
グ信号はA/Dコンバータ（32）においてデジタル信号に
変換される。このA/Dコンバータ（32）でのサンプリン
グ周波数は、例えば32kHz,44.1kHz,48kHz等種々のもの
に切り換え可能であり、また、１サンプルは８ビット,1
2ビット,16ビット等の種々のビット数のワードとして切
り換えて出力することができるようにされている。

このA/Dコンバータ（32）よりのデジタル信号はセレ
クタ（33）に供給される。

セレクタ（33）は手動により、あるいは外部よりのコ
ントロール信号により入力端子（31D）よりのデジタル
信号とA/Dコンバータ（32）よりのデジタル信号とのい
ずれかを選択する。

このセレクタ（33）より得られたデジタル信号はECC
エンコーダ（34）に供給され、前述したように512バイ
ト毎に１セクターのデータが形成される。このとき、１
ワード８ビットのデジタルデータであれば512ワード毎
に１セクターのデータが形成されるが、12ビット,16ビ
ット等の１ワードが８ビットでないデジタルデータの場
合には、第３図において整数ワードで１行が構成でき
ず、１ワードが２つの行さらには２つのセクターにまた
がるような場合もあるが、第３図のセクターフォーマッ
トのデータ構造において行方向のバイト数を適当な値と
することにより、それを防ぐことができる。

このECCエンコーダ（34）よりのデータは記録プロセ
ス回路（35）に供給され、適当な変調が施された後、ビ
ットシリアルでヘッドに供給されて光磁気ディスク（1
1）に記録される。

このときのディスク（11）の回転速度は次のようにし
て記録されるデジタルデータの転送レートに同期するよ
うにされる。

すなわち、この記録時、スイッチ（26）が端子REC側
に切り換えられ、スピード基準発生回路（36）よりの信
号がスピード基準信号REFとして位相比較回路（23）に
供給される。

記録すべきデジタル信号が入力端子（31D）よりのデ
ジタル信号であって、これがいわゆるセルフクロッキン
グのデータであるときは、この入力端子（31D）よりの
データがスピード基準発生回路（36）に供給され、この
データよりクロックが抽出され、これより転送レートが
検知され、その検知された転送レートに応じたスピード
基準信号がこれより出力される。

入力端子（31D）よりのデジタル信号がいわゆるセル
フクロックのものでなく、データとは別個に転送レート
を示す信号、例えばクロックが送られてくるときは、こ
れが入力端子（31R）を通じてスピード基準発生回路（3
6）に供給され、この転送レートを示す信号から検知し
た転送レートに応じたスピード基準信号がこれより出力
される。

また、記録する信号が入力端子（31A）よりのアナロ
グ信号を標本化した信号であるときは、前述した選択し
たサンプリング周波数及び１サンプルについてのビット
数に応じてスイッチ（37）を切り換えて、その転送レー
トに応じたスピード基準信号がスピード基準発生回路
（36）より得られる。

入力端子（31D）よりのデジタル信号について転送レ
ートがわかっており、しかも、セルフクロックのデータ
でなく、転送レートを示す信号も送られてこないような
場合には、このスイッチ（37）により転送レートに応じ
た基準信号を選ぶことができる。

こうして得られた転送レートに応じたスピード基準信
号と周波数発電機（22）よりの周波数信号FGとが位相一
致（周波数一致）するようにモータ（21）が駆動され、
ディスク（11）は転送レートに同期した回転数で回転す
る。

そして、この場合、スピード基準発生回路（36）より
の転送レートを識別した信号がECCエンコーダ（34）に
供給され、この転送レートの識別信号が第３図のデータ
構造の付加情報部のデータ識別情報IDの一部として記憶
される。また、サンプリング周波数及びデータワードの
ビット数もこの識別情報IDの一部として記録される。

なお、入力端子（31D）に供給されるデジタル信号は
パリティやその他の冗長ビットが付加されたECCエンコ
ードされたものであるときは、これらを一旦デコードし
て、本来のデジタルデータのみとする。

もっとも、光磁気ディスクは大容量であるので冗長ビ
ットを含んだままであってもよい。ただし、そのときは
若干、転送レートが異なることになる。

なお、記録したデータの転送レートを示す識別信号
は、ディスクの最内周あるいは最外周の再生始めの領域
のディレクトリに記録してもよい。

なお、A/Dコンバータでのサンプリング周波数、デー
タワードのビット数もこのディレクトリに書き込み、再
生時に用いるようにしてもよい。

現実的な用途と転送レート、ディスクの回転数との関
係を次に示す。

なお、回転数は以上のように変化するが、ヘッドは同
一トラック上を走査するようにトラッキング制御されて
いるので、１枚のディスクとしての全ビット数は変わら
ない。つまり、転送レートに応じて記録時間が異なるこ
とになる。

この表からも明らかなように、デジタル通信の種々の
標準レート、1.536Mbps,6.144Mbps,2.048Mbps等に合わ
せることができる。また、デジタルオーディオテープレ
コーダの音をそのまま記録することも可能になる。

次に、再生時について説明する。

ディスク（11）からヘッドにて再生されたデジタル信
号は再生プロセス回路（41）に供給されて復調され、ビ
ット同期再生がされてデジタル信号にされる。このプロ
セス回路（41）の出力は識別情報IDのデコーダ（46）に
供給されて、各セクターの付加データ部に記録されてい
た転送レートを示す信号がデコードされ、そのデコード
出力がスピード基準発生回路（47）に供給されて、デコ
ードされた転送レートに応じたスピード基準信号がこれ
より得られ、これがスイッチ（26）の再生側端子PBを通
じて位相比較回路（23）に供給され、ディスクは記録さ
れていたデータの転送レートに同期した回転数で回転を
する。

この再生時のディスクの回転制御のスピード基準信号
は、ディスクのディレクトリに記録されていた転送レー
トを示すデータを再生に先だって読んでおくことによっ
てもできる。

また、ディスクに記録されているデータの転送レート
をメモ等により知ることができるようにしておけば、手
動切り換えももちろんできる。

こうして、データ転送レートに同期した回転数で再生
されたデータは再生プロセス回路（41）を介してECCデ
コーダ（42）に供給され、セスター単位毎にエラー訂正
等の処理がなされた後、冗長ビットの除去された本来の
データのみとされ、これがマルチプレクサ（43）によ
り、デジタルデータのときは出力端子（45D）に導出さ
れ、アナログ信号をデジタル化したものであるときはD/
Aコンバータ（44）にてアナログ信号に戻されて出力端
子（45A）に導出される。

このD/Aコンバータ（44）におけるサンプリング信号
周波数及びデータワードのビット数も識別情報IDをデコ
ードして知ることによりあるいはディレクトリに記録し
たデータを読むことにより予め知り、それに応じたD/A
変換を行うことができる。

なお、以上は回転角速度一定となるようにディスクを
回転制御した場合であるが、線速度一定となるようにデ
ィスクを回転制御する場合にもこの発明が適用できるこ
とは勿論である。

〔発明の効果〕

以上のようにして、この発明によれば、ディスクを記
録すべきデータの転送レートに同期して回制御するよう
にしたので、種々の転送レートを備えるデータであって
もディスクの回転数を転送レートに対応して変更するこ
とで容易にディスク上に記録することができる。しかも
記録すべきデータのデータ転送レートを示す信号をもデ
ィスクに記録しており、データ再生時にはこのデータ転
送レートを検知してディスクの回転制御を行うことでデ
ータの転送レートに対応した信号再生を容易に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明装置の一例のブロック図、第２図は光
磁気ディスクのセクターフォーマットの一例を示す図、
第３図は１セクターのデータ部の構造の一例を示す図、
第４図は従来のディスク装置の記録再生システムの一例
のブロック図、第５図は従来のディスク装置の記録再生
システムの他の例のブロック図である。（11）はディスク、（21）はディスク駆動モータ、（3
6）はスピード基準発生回路である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１１Ｂ 20/10 ３０１ 7736−5ＤＧ１１Ｂ 20/10 ３０１Ｚ 20/12 9295−5Ｄ 20/12 (56)参考文献特開昭56−25273（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−210481（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−3114（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−219659（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−75464（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−136860（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−113361（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−170959（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−192069（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−157933（ＪＰ，Ａ) 実開昭55−122245（ＪＰ，Ｕ) 実開昭58−118569（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスク上にヘッドにより同芯円状あるい
はスパイラル状のトラックとしてデータが記録される装
置であって、記録時、記録すべきデータの転送レートに対応して同期
がかけられて上記ディスクが回転駆動させられ、ディス
クの回転数が上記データの転送レートに対応して変えら
れるとともに、上記データの転送レートを示す信号を上
記記録すべきデータに付加してディスクに記録すること
を特徴とするディスク装置。