JP2581212B2 - サーボ情報を備えるディスク記憶装置のデータ読み書き方式 - Google Patents
サーボ情報を備えるディスク記憶装置のデータ読み書き方式Info
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- JP2581212B2 JP2581212B2 JP1123595A JP12359589A JP2581212B2 JP 2581212 B2 JP2581212 B2 JP 2581212B2 JP 1123595 A JP1123595 A JP 1123595A JP 12359589 A JP12359589 A JP 12359589A JP 2581212 B2 JP2581212 B2 JP 2581212B2
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Description
を備えるディスク記憶装置のデータ読み書き方式、より
正確にはディスク面に書き込まれたサーボ情報を読み取
りながらヘッドを所望のトラック上に位置決めした上
で,ディスク記憶装置に与えられる論理アドレス指定に
応じてトラック内の物理アドレスが設定されたセクタに
データを読み書きするための方式に関する。
記憶容量の増大が常に要求される。このためにはディス
ク面に多数条のトラックを設定する要があるが、トラッ
ク間ピッチが縮小されてヘッドの僅かな位置ずれでも読
み書きエラーが発生しやすいので、最近ではディスクに
書き込まれたサーボ情報やヘッドの操作系に組み込まれ
た位置エンコーダを用いて、ヘッドをクローズドループ
制御で精密に位置決めするのがふつうである。
スク面に書き込むいわゆるサーボ面サーボ情報方式が採
用されることが多いが、貴重なディスク面の一つがサー
ボ情報で占領されてしまってデータ記憶容量がその分減
少する逆効果がある。また、各ディスク面に対応して設
けられるヘッドの間には機械的な誤差や位置ずれを起こ
す挙動に微妙な差が出やすいので、サーボ専用ディスク
面で検出された位置ずれで他のディスク面のヘッドの位
置ずれを補正するのでは、位置決め精度をある限度以上
に向上するのが困難である。なお、この点は上述のエン
コーダを利用するヘッドの位置決め方式についても同様
である。
各ディスク面に書き込むいわゆるデータ面サーボ情報方
式が有利で、これにもサーボ情報をデータ記録用ディス
ク面の周方向の1個所に集中して書き込む集中サーボ情
報方式や、複数個所に分布してないしは各セクタ間に書
き込むいわゆる埋込サーボ情報方式が知られている。
てデータを読み書きすべき場所は、ふつうはシリンダ番
号とヘッド番号とセクタ番号とからなる物理アドレスに
よって指定され、これはディスク記憶装置のデータ記録
上の構成によって決まる固有のアドレス系である。しか
し、計算機には物理アドレス系が異なる種々なディスク
記憶装置を適宜組み合わせできなければならないから、
計算機側からはディスク記憶装置側にその種類と無関係
ないわゆる論理アドレスによってデータの読み書きの場
所を指定するのがふつうである。この論理アドレスはデ
ィスク記憶装置の記憶空間内の読み書き上の単位である
多数のセクタに単純に連続番号を振ったもので、これを
受けたディスク記憶装置は固有の物理アドレスに換算し
た上でヘッドの位置決め等の動作を開始する。
方式の例として、前述のセクタ間埋込サーボ情報方式
と、上述の論理アドレスの物理アドレスへの換算方式の
要点を説明する。
ディスク面には、サーボ情報SI用の細長な扇形領域が図
示の都合上この例ではそれぞれ8個だけ示されており、
これらサーボ情報領域は同心状の数百条のトラック内に
数十個程度設定されるセクタSの相互間に図のように割
り込んで設定される。これら領域へのサーボ情報SIの書
き込み要領等は、後で第2図を参照して説明する。
置決めに際しては、そのディスク面に書き込まれたサー
ボ情報SIをヘッドを介して読み出した信号からヘッドの
トラックの中心からのずれであるオフトラック量が検出
され、これをなくすようにヘッドがクローズドループ制
御されるので、前述のヘッド間の機械的な誤差等に基づ
くトラッキングずれは発生しない。なお、この例では特
定のディスク面の特定のトラック内のセクタSにデータ
を読み書きする間を通じて、セクタ相互間に書き込まれ
たサーボ情報SIを参照してヘッドの位置制御が継続され
る。
が付されており、これらの番号はすべて計算機側から指
定される論理アドレスを示す。これに対応するディスク
記憶装置側の物理アドレスは、いずれのディスク面につ
いても例えば最外径トラックから内径側に向けて付され
たシリンダ番号と,各ディスク面に対応して付されたヘ
ッド番号と,各ディスク面の各トラック内のセクタに付
されたセクタ番号とからなり、いずれの番号も便宜上0
から始まるものとする。通常の従来方式において、計算
機側から指定された論理アドレスがディスク記憶装置内
のかかる物理アドレスに換算される様子は次のとおりで
ある。
0〜7がヘッド番号0のディスク面のシリンダ番号0の
最外径トラック内の8個のセクタに順次に換算され、続
いて第4図(b)に示すように論理アドレス8〜15がヘ
ッド番号1のディスク面のシリンダ番号0の最外径トラ
ック内の8個のセクタに順次に換算される。
アドレス16〜23は同図(a)のヘッド番号0のディスク
面の最外径トラックの一つ内径側のシリンダ番号1のト
ラック内のセクタに換算され、さらに次の論理アドレス
24〜31は同図(b)のヘッド番号1のディスク面のシリ
ンダ番号1のトラック内のセクタに換算される。以降は
同様な換算が順次行なわれ、1個のディスク面内のセク
タ総数をxとすると、最終論理アドレスは2x−1で、同
図(b)のヘッド番号1のディスク面の最内径トラック
内の最終セクタのアドレスに換算される。
きを例えば論理アドレス0〜7から8〜15に移す際に、
ヘッド位置を変えずにヘッドの切り換えだけでその動作
を継続できる点にある。複数個のディスク面の同じ径方
向位置にあるトラックがシリンダを形成するのでそれら
に同じシリンダ番号を与え、上の利点を生かすために論
理アドレスをこのシリンダ番号が同じトラック内の物理
アドレスに順次連続して換算するものである。
スク面に書き込む埋込サーボ情報方式により、読み書き
動作中のヘッドのオフトラックを減少させ、かつ一連の
論理アドレスを極力同じシリンダ番号の物理アドレスに
連続して換算するいわばディスク面並列アドレッシング
方式により、ヘッドの移動量を少なくして装置の平均ア
クセスタイムを短縮できるが、実際にかかる効果を得る
にはヘッド操作系の機械精度をそれなりに高めることを
要し、記憶容量を増すためにトラック間ピッチを短縮し
て行くと、それに相応して機械精度を高めるのが困難に
なって来る問題がある。
薄い板ばねで支えられているヘッドのピッチング精度に
ヘッドごとのばらつきが出やすいことであって、このた
めにヘッドの切り換え時にトラッキング誤差が出てその
補正に時間が掛かり、上述のアクセスタイムの短縮効果
が実際には得られなくなってしまうのである。
では、一連の論理アドレスをもつデータを読み書きする
際、同じシリンダ番号をもつ異なるディスク面のトラッ
クへの読み書きは単にヘッドを切り換えるだけでよいか
ら、本来はこの読み書き動作を連続して行なえる筈であ
る。上述のピッチングはヘッドのディスク面内の径方向
位置に影響を与えるいわば機械的な倒れないし傾きであ
って、これにヘッドごとのばらつきがあると、ヘッドの
切り換え直後にサーボ情報を読み出したときに過剰なト
ラッキング誤差がそれから検出され、そのままでは読み
書きを継続できなくなる。もちろん、このトラッキング
誤差は直ちに補正されるが、読み書きを開始するにはデ
ィスクが少なくとも1回転するのを待たねばならず、そ
れだけアクセスタイムが長くなってしまうのである。
方向のずれを起こすヨーイング等が重なって機械誤差が
大きくなり、折角の利点を帳消しにしてしまいやすい。
械的精度にアクセスタイムが影響されないようにしたデ
ィスク記憶装置のデータ読み書き方式を提供することを
目的とする。
数条設定されたトラックと、該各トラック内に設定され
た複数のセクタと、該セクタの相互間に記録されたサー
ボ情報とを各面に有する複数のディスク面と、該複数の
ディスク面のそれぞれに対応して設けられ、対応するデ
ィスク面上のデータの読み書きを行うための複数のヘッ
ドと、データを読み書きすべきセクタの複数のトラック
に亘る連続した論理アドレスが外部計算機から指定され
たときに、当該論理アドレスを、データを読み書きすべ
きセクタが何れのディスク面の何れのトラックの何れの
セクタであるかを特定すると共に、同一のディスク面上
で複数のトラックに亘って連続しかつ他のディスク面へ
は最内周または最外周のトラックにおいて切り換わる物
理アドレスに順次換算するアドレス換算手段と、前記複
数のヘッドのうちの前記物理アドレスが特定するディス
ク面に対応するものを選択するヘッド選択手段と、該ヘ
ッド選択手段により選択されたヘッドを介して前記サー
ボ情報を読み取り、当該サーボ情報を参照して当該ヘッ
ドを前記物理アドレスが特定するトラックに位置決めす
るヘッド位置制御手段と、該ヘッド位置制御手段により
位置決めされたヘッドを介して前記物理アドレスが特定
するセクタのデータの読み書きを行う読み書き手段とを
備えることを特徴としている。
理アドレスを、データを読み書きすべきセクタが何れの
ディスク面の何れのトラックの何れのセクタであるかを
特定すると共に、同一のディスク面上で複数のトラック
に亘って連続しかつ他のディスク面へは最内周または最
外周のトラックにおいて切り換わる物理アドレスに順次
換算するいわばディスク面直列アドレッシング方式を採
り、最内周または最外周のトラック上でヘッドを切り換
える以外は、物理アドレスにより特定された1つのディ
スク面上を、それに対応する1つのヘッドによりサーボ
情報を参照しながら順次隣のトラックにアクセスするの
で、アクセスタイムがヘッド相互間の機械的精度に影響
されることはない。
説明する。第1図は本発明によるデータ読み書き方式の
実施に適するディスク記憶装置の構成例を示し、この実
施例では前述のセクタ間埋込方式のサーボ情報が用いら
れており、このサーボ情報の細部が第2図に例示されて
いる。第3図にはこの実施例における上述のディスク面
直列形のアドレッシング方式が前に説明した第4図と同
じ要領で示されている。
とその周方向の複数個所に割り込んだサーボ情報SI用の
扇形領域が示されており、図では領域数が8個であるが
実際にはトラック内のセクタと同数,ふつうは数十個設
けられる。ヘッド2は薄い板ばねを介してこの例では矢
印Mの方向に揺動するアーム3により支承され、ボイス
コイルモータ形の固定子4aと可動子4bからなるアクチュ
エータ4によりその径方向位置が操作される。駆動回路
5がアクチュエータ4用に設けられる。
ト回路6に接続され、通例のようにこの内のヘッド選択
指令HSにより指定されたヘッドがリードライト指令RWの
内容に応じて読み取りないしは書き込み状態に置かれ
る。リードライト回路6の読取出力Rから出る読取信号
RSは復調回路7およびデータ分離回路8を介してエンコ
ーダ・デコーダ回路9に与えられ、逆にこのエンコーダ
・デコーダ回路9から書込信号WSがリードライト回路6
の書込入力Wに与えられる。
与えられ、これによってその中に含まれるサーボ情報SI
の読出部分が読み取られる。ディスク記憶装置内にはそ
の内部の全体制御のために小形のマイクロプロセッサ20
が組み込まれており、サーボ情報読取回路10とアドレス
バスとデータバスを兼ねた内部バス40を介して接続され
ている。プロセッサ20はそれ用のプログラム類を記憶す
るROM21を従え、これと内部バス40とアドレスバス41を
介して接続されている。
るデータ制御回路30はそれ自体が簡単なプロセッサで、
これとアドレスバス41を介して接続されたRAM31を従
え、通例のように前述のエンコーダ・デコーダ回路9か
らデコードされた読取信号をシリアルに受け、これをパ
ラレルなデータに変換して一旦RAM31に格納した上でデ
ータバス42に乗せ、逆にデータバス42上のデータをパラ
レルに読み込んでシリアルな書込信号に変換し、エンコ
ーダ・デコーダ回路9を介してリードライト回路6にエ
ンコードした形で送らせる。内部バス40とデータバス42
は例えばSCSI方式のインタフェース回路50を介して計算
機に対する外部バス60と接続ないし連系される。なお、
データ制御回路30はプロセッサ20用のROM21とその中の
プログラムや基礎データを利用できるよう別のアドレス
バス41で接続される。また図示のように、プロセッサ20
はアクチュエータ4用の駆動回路5に内部バス40を介し
て駆動指令を発し、リードライト回路6にも前述の2個
の指令を発する。
内のセクタSの相互間にセクタ間埋込サーボ情報SIを書
き込む要領例を示す。この例でのサーボ情報SIは、ディ
スクの周方向に並んだ4個のサーボ情報部分Sa〜Sdから
なるいわゆるバーストサーボで、例えば米国特許第4,66
9,004号に非常に詳しく記載されているように、これら
4個のサーボ情報部分はトラックTの中心に対して互い
に異なる径方向位置にそれぞれ数回程度の単純な繰り返
えしパターンで書き込まれ、各サーボ情報部分を読み出
したバースト信号の大きさからヘッドのトラック中心か
らのずれないしはオフトラックを検出できるようになっ
ている。これらサーボ情報部分の左側には、サーボ情報
SIの検出用標識Bが設けられてそれにサーボ情報部分が
続くことを示しており、ふつうはなにも書かれていない
ブランク領域とされる。サーボ情報部分の右側には、ト
ラック番号TNが独特のコードで書き込まれており、ヘッ
ドを移動させるいわゆるシーク動作中にこれを読み取れ
るようになっている。
B,サーボ情報部分Sa〜Sdおよびトラック番号TNからなる
サーボ情報SIを読み取るためのもので、標識Bを検出し
て読み取りを開始し、例えば上記米国特許に記載されて
いるようにサーボ情報部分Sa〜Sdを読み取った4個のバ
ースト信号のそれぞれの大きさを検出するほか、必要に
応じてトラック番号TNをも読み取って、それらを内部バ
ス40を介してプロセッサ20に知らせる。
がその内の1個について示されている。通例のように、
セクタSは照合部IDとデータ部DTとからなり、それぞれ
の先頭部には同期化データSYが置かれる。照合部IDには
そのセクタの物理アドレスすなわちヘッド番号HNとトラ
ック番号TNとセクタ番号SNが,データ部DTにはエラーコ
ード付きのふつうは256〜1024バイト長のデータDがそ
れぞれ含まれる。もちろん、ヘッド番号HNはそのディス
クの番号を示し、トラック番号は従来のシリンダ番号に
相当するものである。
ドレスへの換算方式を、前に説明した第4図と同じ要領
で、ディスク面が2個の場合について示す。この例でも
サーボ情報SIはディスク面ごとに図示の便宜上8個書き
込まれるものとする。同図(a)が前述のヘッド番号HN
が0のディスク面を示し、計算機から指定される論理ア
ドレス0〜7は図のようにトラック番号TNが0の最外径
トラックの8個のセクタSに順次換算され、続く論理ア
ドレス8〜15はトラック番号TNが1のトラックの8個の
セクタに順次換算される。
のセクタに順次換算され、1ディスク面内のセクタの総
数を前と同じくxとすると、論理アドレスx−1が最内
径トラックの最終セクタに換算される。以降の論理アド
レスはすべて同図(b)に示すヘッド番号HNが1のディ
スク面内のセクタに換算されるが、この実施例ではその
最初の論理アドレスxが図示のようにこのディスク面の
最内径トラックの先頭セクタに換算される。
ずつヘッド番号1のディスク面内の内径側トラック内の
セクタから外径側トラック内のセクタへ順次換算され、
最終の論理アドレス2x−1はその最外径トラックの最終
セクタに換算される。これからわかるように、この実施
例では論理アドレスがx−1からxに移行してディスク
面が切り換わるとき、ヘッドを移動させることなく読み
書き動作を単に番号0のヘッドから番号1のヘッドへ切
り換えるだけでよい。
の構成例の説明を終えたので、ついでその全体動作を説
明する。計算機からのデータ読み書き指令は、第1図の
外部バス60,インタフェース回路50および内部バス40を
介してプロセッサ20に与えられる。これには読取指令か
書込指令かの指定のほかにデータの先頭論理アドレスが
必ず含まれるから、プロセッサ20はまずROM内に格納さ
れているアドレス換算手段Pによってこの論理アドレス
を物理アドレスに換算する。
のセクタ数をNsとそれぞれすると、容易にわかるように
指定された論理アドレスをNt・Nsで除した整数部をヘッ
ド番号HNとし、この除算の剰余をNsで除した整数部をト
ラック番号TNとし、さらにこの除算の剰余をセクタ番号
TSとすることによって、この論理アドレスを簡単に物理
アドレスに換算することができる。
中のヘッド番号HNをヘッド選択指令HSとしてリードライ
ト回路6に発するとともに、従来と同様にサーボ情報SI
中の前述のトラック番号部をサーボ情報読取回路10を介
して読み取り、かつアクチュエータ4の駆動回路5に操
作指令を発しながら、ヘッド2を換算された物理アドレ
ス中のトラック番号TNをもつトラックの付近に移動させ
るいわゆるシーク動作を行ない、その完了後直ちにリー
ドライト指令RWを計算機からの指定に応じてリードライ
ト回路6に発することによりデータの読み書き動作に入
る。
の4個のサーボ情報部分Sa〜Sdを読み出したバースト信
号の大きさをサーボ情報読取回路から受けてオフトラッ
クを計算し、これを許容限度内にするようアクチュエー
タ4を介してヘッド2の位置を常にクローズドループ制
御しながら、オフトラックが許容限度内になったことを
条件に内部バス40を介するデータ制御回路30との連系下
で読み書き動作を開始する。
で連続してなされるが、本発明方式ではこのトラック内
のセクタへの読み書きが、同じディスク面のそれに先行
するサーボ情報を参照しながらヘッド位置をクローズド
ループ制御した状態でなされるので、トラック間ピッチ
が狭くヘッド機構の機械精度がとくに高くない場合で
も、常に正確な読み書きをすることができる。もちろ
ん、このデータの読み書きは、計算機から指定された論
理アドレス範囲内で,ないしは指定された最終論理アド
レスに達するまで継続される。
次のトラックに切り換える際、プロセッサ20はアクチュ
エータ4を操作してヘッド2の位置を内径または外径側
に1トラック間ピッチだけ移動させ、サーボ情報を参照
してオフトラックが許容限以内になったことを確認した
上で新しいトラックへの読み書きを開始する。前述のよ
うに、この本発明方式におけるヘッドの1トラック間ピ
ッチの移動に要する時間は、トラック間ピッチが狭い場
合のヘッドの切り換え後の位置補正に従来要していた時
間よりも短かく、新しいトラックへの読み書きをより速
く開始することができる。
明方式においても従来と同じで、データ制御回路30内に
読み取られたデータはRAM31内に一旦記憶された上でデ
ータバス42,インタフェース回路50および外部バス60を
介して計算機に送られ、書き込むべきデータは逆の経路
でRAM31に記憶された上で、データ制御回路30等を介し
てディスク1への書込信号WSとされる。
実施をすることができる。
連続した論理アドレスを、データを読み書きすべきセク
タが何れのディスク面の何れのトラックの何れのセクタ
であるかを特定すると共に、同一のディスク面上で複数
のトラックに亘って連続しかつ他のディスク面へは最内
周または最外周のトラックにおいて切り換わる物理アド
レスに順次換算するアドレス換算手段を設け、物理アド
レスにより特定された1つのディスク面上を、それに対
応する1つのヘッドによりサーボ情報を参照しながら順
次隣のトラックにアクセスすることにより、アクセスタ
イムが複数のヘッド相互間の機械的精度に影響されない
ようにしたので、トラック間ピッチを狭めて記憶容量を
増大させる場合に要求される機械的精度の低減が可能と
なり、特にディスク面数が少ない場合には、従来のディ
スク面並列アドレッシング方式のものと比較してアクセ
スタイムを悪化させることなく機構を簡略化することが
できる。
によるデータ読み取り方式の実施に関連するディスク記
憶装置の構成を例示する回路図、第2図はサーボ情報の
書き込み要領を例示するディスク面の要部拡大展開図、
第3図は本発明方式におけるアドレッシングの要領を例
示するディスク面の模式図である。第4図は従来方式に
おけるアドレッシングの要領を示す第3図に対応するデ
ィスク面の模式図である。図において、 1:ディスク、2:ヘッド、3:ヘッド支承用アーム、4:ヘッ
ド操作用アクチュエータ、4a:アクチュエータの固定
子、4b:アクチュエータの可動子、5:アクチュエータ用
駆動回路、6:リードライト回路、7:復調回路、8:データ
分離回路、9:エンコーダ・デコーダ回路、10:サーボ情
報読取回路、20:ディスク記憶装置内組み込みプロセッ
サ、21:プロセッサ用ROM、30:データ制御回路、31:デー
タ用RAM、40:装置の内部バス、41:アドレスバス、42:デ
ータバス、50:インタフェース回路、60:計算機との接続
用外部バス、B:サーボ情報検出用標識、D:データ、DT:
セクタ内のデータ部、NH:ヘッド番号、HS:ヘッド選択指
令、ID:セクタ内照合部、M:アームの揺動方向、P:アド
レス換算手段、RS:読取信号、RW:リードライト指令、S:
セクタ、SI:サーボ情報、Sa〜Sd:サーボ情報部分、SN:
セクタ番号、SY:同期化データ、T:トラック、TN:トラッ
ク番号、WS:書込信号、x:1ディスク面内のセクタ数、で
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】同心円状に複数条設定されたトラックと、
該各トラック内に設定された複数のセクタと、該セクタ
の相互間に記録されたサーボ情報とを各面に有する複数
のディスク面と、該複数のディスク面のそれぞれに対応
して設けられ、対応するディスク面上のデータの読み書
きを行うための複数のヘッドと、データを読み書きすべ
きセクタの複数のトラックに亘る連続した論理アドレス
が外部計算機から指定されたときに、当該論理アドレス
を、データを読み書きすべきセクタが何れのディスク面
の何れのトラックの何れのセクタであるかを特定すると
共に、同一のディスク面上で複数のトラックに亘って連
続しかつ他のディスク面へは最内周または最外周のトラ
ックにおいて切り換わる物理アドレスに順次換算するア
ドレス換算手段と、前記複数のヘッドのうちの前記物理
アドレスが特定するディスク面に対応するものを選択す
るヘッド選択手段と、該ヘッド選択手段により選択され
たヘッドを介して前記サーボ情報を読み取り、当該サー
ボ情報を参照して当該ヘッドを前記物理アドレスが特定
するトラックに位置決めするヘッド位置制御手段と、該
ヘッド位置制御手段により位置決めされたヘッドを介し
て前記物理アドレスが特定するセクタのデータの読み書
きを行う読み書き手段とを備えることを特徴とするディ
スク記憶装置のデータ読み書き方式。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1123595A JP2581212B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | サーボ情報を備えるディスク記憶装置のデータ読み書き方式 |
US07/941,310 US5245594A (en) | 1989-05-17 | 1992-09-04 | Data read/write system for a disc storage unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1123595A JP2581212B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | サーボ情報を備えるディスク記憶装置のデータ読み書き方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02302981A JPH02302981A (ja) | 1990-12-14 |
JP2581212B2 true JP2581212B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=14864502
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1123595A Expired - Lifetime JP2581212B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | サーボ情報を備えるディスク記憶装置のデータ読み書き方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2581212B2 (ja) |
-
1989
- 1989-05-17 JP JP1123595A patent/JP2581212B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH02302981A (ja) | 1990-12-14 |
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