JP4083656B2

JP4083656B2 - 磁気ディスク制御装置、磁気ディスク制御方法、磁気ディスク制御プログラム、磁気ディスク

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Publication number: JP4083656B2
Application number: JP2003332838A
Authority: JP
Inventors: 新富本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2023-09-25
Also published as: US20050068652A1; JP2005100529A; US7110200B2

Description

本発明は、同期領域とデータ領域からなるセクタ中にサーボ領域が存在する場合に、該セクタをそれぞれ同期領域とデータ領域からなる第１スプリットセクタと第２スプリットセクタに分割して各セクタのデータを磁気ディスクに記録する磁気ディスク制御装置、磁気ディスク制御方法、磁気ディスク制御プログラム、及びその磁気ディスクに関するものである。

まず、従来の磁気ディスク装置の構成について説明する。図６に示すように、磁気ディスク装置１０は、ホストインタフェース１、ＨＤＣ（Hard Disk Controller）２、ＲＤＣ（Read Channel）３、プリアンプ４、ヘッド５、ＳＶＣ（Servo Combo）６、ＶＣＭ（Voice Coil Motor）７、スピンドルモータ８、記録媒体９から構成される。

次に、磁気ディスク装置の動作の概略について説明する。ホストインタフェース１は、ホストとのデータの授受を行う。ＨＤＣ２は、インタフェース制御、バッファ管理、データフォーマット管理等を行う。ＲＤＣ３は、書き込み信号の変調、読み込み信号の復調を行う。プリアンプ４は、書き込み信号または読み込み信号の増幅を行う。ヘッド５は、電気信号を磁界に変換し記録媒体に書き込む、または記録媒体から磁界を検出し電気信号に変換し読み出す。ＳＶＣ６は、ＶＣＭ７とスピンドルモータ８の駆動を行う。ＶＣＭ７は、ヘッドの駆動を行う。スピンドルモータ８は、記録媒体９を回転させる。記録媒体９は、ヘッド５からの記録信号を保持する。

次に、従来の磁気ディスク装置におけるトラックの構成について説明する。図７は、従来の磁気ディスク装置におけるトラックの構成の一例を示す図である。磁気ディスクは、半径方向にトラックとして分割され、トラックは円周方向にセクタとして分割されている。また、トラックにおいて、サーボ領域は一定の間隔で配置されている。そのため、サーボ領域間隔がセクタ長の整数倍と一致しない場合はサーボ領域の前後でセクタが分割され、スプリットセクタが生成される。図７において、１と２はスプリットセクタ、３はサーボ領域、４は通常セクタを示す。通常セクタとは分割されないセクタのことであり、スプリットセクタとはサーボ領域により分割されたセクタのことである。

図８は、通常セクタの構成の一例を示す図である。図８に示すように、通常セクタでは、まず同期領域が配置され、残りの領域にデータ領域が配置される。同期領域には、位相同期と位相周波数同期のための単一パターンが書き込まれている。

図９は、スプリットセクタの構成の一例を示す図である。ここで、分割されたデータ領域のうち、１番目を第１スプリットセクタ１、２番目を第２スプリットセクタ２とする。図９に示すように、第１スプリットセクタ１では、まず同期領域が配置され、残りの領域にデータ領域が配置される。同様に、第２スプリットセクタ２では、まず同期領域が配置され、残りの領域にデータ領域が配置される。

次に、ＨＤＣ２とＲＤＣ３による、データの書き込みと読み込みの動作について説明する。図１０は、従来のＨＤＣとＲＤＣの構成の一例を示すブロック図である。図１０に示すように、ＨＤＣ２は、セクタフォーマット制御部２１、データ制御部２２、ＷＧ（Write Gate）制御部２３、ＲＧ（Read Gate）制御部２４から構成される。また、ＲＤＣ３は、変調部３１、同期領域生成部３２、復調部３３、同期部３４から構成される。

変調部３１は、同期領域生成部３２から入力される同期領域のパターンと、データ制御部２２から入力されるデータ領域のパターンを変調し、書き込み信号としてプリアンプ４へ出力する。同期部３４は、プリアンプ４からの読み込み信号のうち同期領域を用いて位相同期と周波数同期を行い、得られた同期位相と同期周波数を復調部３３へ出力する。復調部３３は、プリアンプ４からの読み込み信号のうちデータ領域を、同期位相と同期周波数に従って復調し、データ制御部２２へ出力する。

まず、データの書き込み時の動作について説明する。初めに、セクタフォーマット制御部２１はセクタに関するフォーマットを制御する。ホストインタフェース１を介してホストより書き込みの指示を受けたセクタフォーマット制御部２１は、フォーマットに従って記録媒体９へのヘッド位置と書き込みタイミングを決定し、ヘッド位置をＳＶＣ６へ出力するとともに、書き込みタイミングをＷＧ制御部２３へ出力する。ＷＧ制御部２３は、図１１（ａ）に示すように、書き込みタイミングから書き込みセクタの期間だけ、変調部３１へ出力するＷＧをＯＮにする。

次に、セクタフォーマット制御部２１は、所定時間経過後にデータ書き込みの指示をデータ制御部２２へ出力する。ここで所定時間とは、同期領域を書き込む時間のことである。データ制御部２２は、図１１（ｂ）に示すように、セクタフォーマット制御部２１からの指示に従って、ホストインタフェース１から入力された書き込みデータを出力する。

同期領域生成部３２は、同期領域に書き込まれる単一パターンを生成する。図１１（ｃ）に示すように、ＷＧ＝ＯＮとなった場合、変調部３１は、まず同期領域生成部３２からの単一パターンを変調し、プリアンプ４へ出力する。次にデータ制御部２２から書き込みデータが入力された場合、変調部３１は、書き込みデータを変調し、プリアンプ４へ出力する。

ＷＧ制御部２３は、図１１（ａ）に示すように、データを書き込む位置がサーボ領域（データ領域後端）まで到達するとＷＧをＯＦＦにし、変調部３１へ出力する。変調部３１は、図１１（ｃ）に示すように、ＷＧ＝ＯＦＦのタイミングで書き込みの動作を停止する。

次に、データの読み込み時の動作について説明する。ホストインタフェース１を介してホストより読み込みの指示を受けたセクタフォーマット制御部２１は、記録媒体９上のヘッド位置と読み込みタイミングを決定し、ヘッド位置をＳＶＣ６へ出力するとともに、読み込みタイミングをＲＧ制御部２４へ出力する。ＲＧ制御部２４は、図１２（ａ）に示すように、読み込みタイミングから読み込みセクタの期間だけ、復調部３３と同期部３４へ出力するＲＧをＯＮにする。

同期部３４は、図１２（ｂ）に示すように、ＲＧ＝ＯＮのタイミングで同期領域を用いて位相同期と位相周波数同期を行い、得られた同期周波数と同期位相を復調部３３へ出力する。復調部３３は、同期周波数と同期位相に従ってデータを復調し、得られた読み込みデータをデータ制御部２２へ出力する。データ制御部２２は、ホストインタフェース１へ読み込みデータを出力する。

ＲＧ制御部２４は、図１２（ａ）に示すように、読み込む位置がサーボ領域まで到達するとＲＧをＯＦＦにし、復調部３３へ出力する。復調部３３は、図１２（ｂ）に示すように、ＲＧ＝ＯＦＦのタイミングで読み込みの動作を停止する。以上のように、ＨＤＣ２とＲＤＣ３によるデータの書き込みと読み込みが行われる。

しかしながら、上述した従来の磁気ディスク装置では、データの書き込み時において、通常セクタ、スプリットセクタに関わらず常に同じ長さの同期領域が配置されることから、スプリットセクタにおいては２倍の同期領域が必要となり、ディスク全体におけるデータ領域の容量が減少するという欠点があった。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、スプリットセクタにおける同期領域の長さを短縮し、データ領域の容量を増加させることができる磁気ディスク装置、磁気ディスク制御方法、磁気ディスク制御プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、同期領域とデータ領域からなるセクタ中にサーボ領域が存在する場合に、前記セクタをそれぞれ同期領域とデータ領域からなる第１スプリットセクタと第２スプリットセクタに分割して各セクタのデータを磁気ディスクに記録する磁気ディスク制御装置であって、前記第１スプリットセクタにおいては、前記同期領域として、位相同期を行うことができる位相同期領域と共に位相周波数同期を行うことができる位相周波数同期領域を形成する第１同期領域形成手段と、前記第２スプリットセクタにおいては、前記同期領域として、位相同期を行うことができる位相同期領域を形成する第２同期領域形成手段と、前記第１同期領域形成手段により形成された位相周波数同期領域の位相周波数情報を、磁気ディスクに記録されたデータの読み込み時に読み込んで記憶し、前記第２スプリットセクタにおけるデータ読み込みのための位相周波数同期情報として用いる位相周波数情報記憶手段とを備えてなる。

また、本発明は、同期領域とデータ領域からなるセクタ中にサーボ領域が存在する場合に、前記セクタをそれぞれ同期領域とデータ領域からなる第１スプリットセクタと第２スプリットセクタに分割して各セクタのデータを記録する磁気ディスク制御方法であって、磁気ディスクの記録時において、前記第１スプリットセクタとして、位相同期を行うことができる位相同期領域と共に位相周波数同期を行うことができる位相周波数同期領域を形成した後、データ領域を形成する第１スプリットセクタ形成ステップと、前記第２スプリットセクタとして、前記位相同期領域を形成した後、データ領域を形成する第２スプリットセクタ形成ステップとを備え、磁気ディスクの読み込み時において、前記第１スプリットセクタの位相同期領域における位相情報と位相周波数同期領域における位相周波数情報を読み込み、前記第１スプリットセクタにおけるデータ領域のデータを読み込む第１スプリットセクタ読み込みステップと、前記第２スプリットセクタの位相同期領域における位相情報を読み込み、該読み込まれた位相情報と前記第１スプリットセクタの位相周波数同期領域において読み込まれた位相周波数情報とを用いて、前記第２スプリットセクタにおけるデータ領域のデータを読み込む第２スプリットセクタ読み込みステップとを備えてなるものである。

また、本発明は、同期領域とデータ領域からなるセクタ中にサーボ領域が存在する場合に、前記セクタをそれぞれ同期領域とデータ領域からなる第１スプリットセクタと第２スプリットセクタに分割して各セクタのデータを記録する磁気ディスク制御方法をコンピュータに実行させる磁気ディスク制御プログラムであって、磁気ディスクの記録時において、前記第１スプリットセクタとして、位相同期を行うことができる位相同期領域と共に位相周波数同期を行うことができる位相周波数同期領域を形成した後、データ領域を形成する第１スプリットセクタ形成ステップと、前記第２スプリットセクタとして、前記位相同期領域を形成した後、データ領域を形成する第２スプリットセクタ形成ステップとをコンピュータに実行させると共に、磁気ディスクの読み込み時において、前記第１スプリットセクタの位相同期領域における位相情報と位相周波数同期領域における位相周波数情報を読み込み、前記第１スプリットセクタにおけるデータ領域のデータを読み込む第１スプリットセクタ読み込みステップと、前記第２スプリットセクタの位相同期領域における位相情報を読み込み、該読み込まれた位相情報と前記第１スプリットセクタの位相周波数同期領域において読み込まれた位相周波数情報とを用いて、前記第２スプリットセクタにおけるデータ領域のデータを読み込む第２スプリットセクタ読み込みステップとをコンピュータに実行させるものである。

また、本発明は、同期領域とデータ領域からなるセクタ中にサーボ領域が存在する場合に、前記セクタをそれぞれ同期領域とデータ領域からなる第１スプリットセクタと第２スプリットセクタに分割して各セクタのデータを記録する磁気ディスクであって、前記第１スプリットセクタにおいては、前記同期領域として、位相同期を行うことができる位相同期領域と位相周波数同期を行うことができる位相周波数同期領域とが形成されて、該位相周波数同期領域に連続してデータ領域が形成され、前記第２スプリットセクタにおいては、前記同期領域として、位相同期領域が形成されて、該位相同期領域に連続してデータ領域が形成されているものである。

このような構成によれば、スプリットセクタ全体における同期領域の長さを短縮することにより、記録密度を軽減することができ、余裕ができたデータ領域にデータを広げて書くことにより、データの書き込みのエラーを低減することができる。なお、本実施の形態において、本発明の第１、第２同期領域形成手段は、セクターフォーマット制御部１０１と、ＷＧ制御部２３と、データ制御部２２と、変調部３１と、同期領域生成部３２とにより構成されている。

なお、上記の磁気ディスク制御プログラムは、コンピュータにより読取り可能な媒体に記憶されることができる。ここで、コンピュータにより読取り可能な媒体は、ＲＯＭやＲＡＭなどの半導体メモリの他、ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスク、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード等の可搬型記憶媒体や、コンピュータプログラムを保持するデータベース、或いは、他のコンピュータ並びにそのデータベースや、更に回線上の伝送媒体をも含むものである。

以上に詳述したように、本発明によれば、スプリットセクタにおける同期領域の長さを短縮し、データ領域の容量を増加させることができる。従って、例えばスプリットセクタ全体における同期領域の長さを短縮することにより、記録密度を軽減することができ、余裕ができたデータ領域にデータを広げて書くことにより、データの書き込みのエラーを低減することもできる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態におけるＨＤＣとＲＤＣの構成の一例を示すブロック図である。図１において、図１０と同じ符号を持つブロックは図１０に示すブロックと同様のものであり、ここでの説明を省略する。また、図６に対応する本発明の磁気ディスク装置の構成は、ＨＤＣ２の代わりにＨＤＣ２０を備え、ＲＤＣ３の代わりにＲＤＣ３０を備える。本実施の形態では、ＨＤＣ２０において、セクタフォーマット制御部２１の代わりにセクタフォーマット制御部１０１を備え、新たにスプリット識別Ｇ（Gate）制御部１０２を備える。また、ＲＤＣ３０において、同期部３４の代わりに同期部１１１を備え、新たに同期周波数記憶部１１２を備える。

本実施の形態におけるＨＤＣ２０とＲＤＣ３０は、通常セクタと第１スプリットセクタにおける書き込みと読み込みの動作は、従来のＨＤＣ２とＲＤＣ３と同様であるが、第２スプリットセクタにおける書き込みと読み込みの動作が異なる。磁気ディスク装置におけるデータの書き込みと読み込みはセクタ毎に行われ、分割されたセクタ間における周波数変動がほとんどないことから、本実施の形態では、第２スプリットセクタにおける同期領域は位相同期を行うためだけの位相同期領域のみを短い単一パターンで構成することで、従来のように位相周波数同期を行うための位相周波数同期領域の形成を省略している。以下、第２スプリットセクタにおけるデータの書き込みと読み込みの動作について詳細に説明する。

まず、データの書き込み時の動作について説明する。データの書き込み時において、書き込みを行うセクタが第２スプリットセクタである場合、セクタフォーマット制御部１０１は、ＷＧ制御部２３にＷＧを出力するように指示する。ＷＧ制御部２３は、図２（ａ）に示すように、書き込みセクタの期間だけ、変調部３１へ出力するＷＧをＯＮにする。

次に、セクタフォーマット制御部１０１は、所定時間経過後にデータ書き込みの指示をデータ制御部２２へ出力する。ここでの所定時間とは、位相同期のみを行うための同期領域を書き込む時間のことである。データ制御部２２は、図２（ｂ）に示すように、セクタフォーマット制御部１０１からの指示に従って、ホストインタフェース１から入力された書き込みデータを出力する。

図３は、本実施の形態におけるスプリットセクタの構成の一例を示す図である。ここで、分割されたデータ領域のうち、１番目を第１スプリットセクタ１、２番目を第２スプリットセクタ２とする。図３に示すように、第１スプリットセクタ１の同期領域には、従来と同様に位相同期と位相周波数同期のための単一パターンが書き込まれた同期領域が配置されるが、第２スプリットセクタ２の同期領域には、位相同期のための単一パターンのみが書き込まれた同期領域が配置される。このようにして、図２（ｃ）に示されるように、本実施の形態における第２スプリットセクタの同期領域の長さは、図１１（ｃ）に示す従来の第２スプリットセクタの同期領域と比較して短縮される。

次に、データの読み込み時の動作について説明する。データの読み込み時において、読み込みを行うセクタが第２スプリットセクタである場合、セクタフォーマット制御部１０１は、第２スプリットセクタのであることをスプリット識別Ｇ制御部１０２へ指示する。スプリット識別Ｇ制御部１０２は、図４（ｂ）に示すように、第２スプリットセクタの直前から第２スプリットセクタの期間だけ、同期部１１１へ出力するスプリット識別ＧをＯＮにする。

次に、セクタフォーマット制御部１０１は、ＲＧ制御部２４へ読み込みタイミングを出力する。ＲＧ制御部２４は、図４（ａ）に示すように、読み込みセクタの期間だけ、復調部３３と同期部１１１へ出力するＲＧをＯＮにする。

図５は、本実施の形態におけるデータの読み込み時の同期部と復調部の動作を示すフローチャートである。まず同期部１１１は、ＲＧ＝ＯＦＦの間（Ｓ１，Ｎｏ）は処理Ｓ１へ戻り、ＲＧ＝ＯＮ（Ｓ１，Ｙｅｓ）ならば、スプリット識別ＧがＯＮかＯＦＦかの判断を行う。

スプリット識別Ｇ＝ＯＦＦ（Ｓ２，Ｎｏ）ならば、従来と同様に、同期部１１１は、同期領域を用いてまず位相同期（Ｓ６）を行い、次に位相周波数同期を行う（Ｓ７）。ここで、同期部１１１は、位相周波数同期によって得られた同期周波数を同期周波数記憶部１１２へ記憶しておく。一方、スプリット識別Ｇ＝ＯＮ（Ｓ２，Ｙｅｓ）ならば、同期周波数記憶部１１２から記憶してある同期周波数を読み込み（Ｓ３）、図４（ｃ）に示すように、読み込んだ同期周波数を用いて位相同期を行い（Ｓ４）、得られた同期周波数と同期位相を復調部３３へ出力する。復調部３３は、同期周波数と同期位相に従ってデータを復調し（Ｓ５）、このフローを終了する。以上により、スプリットセクタ全体における同期領域の長さを従来と比較して短縮することができる。

本発明の実施の形態によれば、例えば、約２０Ｂｙｔｅの同期領域のロスを５Ｂｙｔｅ程度に軽減することができる。従って、通常、全セクタの１／４程度がスプリットセクタであることから、記録密度を１％程度軽減することができ、余裕ができたデータ領域にデータを広げて書くことにより、データの書き込みのエラーを低減することができる。

本実施の形態におけるＨＤＣとＲＤＣの構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態におけるデータ書き込み時のタイムチャートの一例を示す図である。本実施の形態におけるスプリットセクタの構成の一例を示す図である。本実施の形態におけるデータ読み込み時のタイムチャートの一例を示す図である。本実施の形態におけるデータの読み込み時の同期部と復調部の動作を示すフローチャートである。従来の磁気ディスク装置の構成の一例を示すブロック図である。従来の磁気ディスク装置におけるトラックの構成の一例を示す図である。通常セクタの構成の一例を示す図である。スプリットセクタの構成の一例を示す図である。従来のＨＤＣとＲＤＣの構成の一例を示すブロック図である。従来のデータ書き込み時のタイムチャートの一例を示す図である。従来のデータ読み込み時のタイムチャートの一例を示す図である。

符号の説明

１ホストインタフェース、２０ＨＤＣ、３０ＲＤＣ、４プリアンプ、５ヘッド、６ＳＶＣ、７ＶＣＭ、８スピンドルモータ、９記録媒体、１０磁気ディスク装置、１０１セクタフォーマット制御部、１０２スプリット識別Ｇ制御部、２２データ制御部、２３ＷＧ制御部、２４ＲＧ制御部、３１変調部、３２同期領域生成部、３３復調部、１１１同期部、１１２同期周波数記憶部。

Claims

同期領域とデータ領域からなるセクタ中にサーボ領域が存在する場合に、前記セクタをそれぞれ同期領域とデータ領域からなる第１スプリットセクタと第２スプリットセクタに分割して各セクタのデータを磁気ディスクに記録する磁気ディスク制御装置であって、
前記第１スプリットセクタにおいては、前記同期領域として、位相同期を行うことができる位相同期領域と共に位相周波数同期を行うことができる位相周波数同期領域を形成する第１同期領域形成手段と、
前記第２スプリットセクタにおいては、前記同期領域として、位相同期を行うことができる位相同期領域を形成する第２同期領域形成手段と、
前記第１同期領域形成手段により形成された位相周波数同期領域の位相周波数情報を、磁気ディスクに記録されたデータの読み込み時に読み込んで記憶し、前記第２スプリットセクタにおけるデータ読み込みのための位相周波数同期情報として用いる位相周波数情報記憶手段と
を備えてなる磁気ディスク制御装置。
同期領域とデータ領域からなるセクタ中にサーボ領域が存在する場合に、前記セクタをそれぞれ同期領域とデータ領域からなる第１スプリットセクタと第２スプリットセクタに分割して各セクタのデータを記録する磁気ディスク制御方法であって、
磁気ディスクの記録時において、
前記第１スプリットセクタとして、位相同期を行うことができる位相同期領域と共に位相周波数同期を行うことができる位相周波数同期領域を形成した後、データ領域を形成する第１スプリットセクタ形成ステップと、
前記第２スプリットセクタとして、前記位相同期領域を形成した後、データ領域を形成する第２スプリットセクタ形成ステップとを備え、
磁気ディスクの読み込み時において、
前記第１スプリットセクタの位相同期領域における位相情報と位相周波数同期領域における位相周波数情報を読み込み、前記第１スプリットセクタにおけるデータ領域のデータを読み込む第１スプリットセクタ読み込みステップと、
前記第２スプリットセクタの位相同期領域における位相情報を読み込み、該読み込まれた位相情報と前記第１スプリットセクタの位相周波数同期領域において読み込まれた位相周波数情報とを用いて、前記第２スプリットセクタにおけるデータ領域のデータを読み込む第２スプリットセクタ読み込みステップと
を備えてなる磁気ディスク制御方法。
同期領域とデータ領域からなるセクタ中にサーボ領域が存在する場合に、前記セクタをそれぞれ同期領域とデータ領域からなる第１スプリットセクタと第２スプリットセクタに分割して各セクタのデータを記録する磁気ディスク制御方法をコンピュータに実行させる磁気ディスク制御プログラムであって、
磁気ディスクの記録時において、
前記第１スプリットセクタとして、位相同期を行うことができる位相同期領域と共に位相周波数同期を行うことができる位相周波数同期領域を形成した後、データ領域を形成する第１スプリットセクタ形成ステップと、
前記第２スプリットセクタとして、前記位相同期領域を形成した後、データ領域を形成する第２スプリットセクタ形成ステップとをコンピュータに実行させると共に、
磁気ディスクの読み込み時において、
前記第１スプリットセクタの位相同期領域における位相情報と位相周波数同期領域における位相周波数情報を読み込み、前記第１スプリットセクタにおけるデータ領域のデータを読み込む第１スプリットセクタ読み込みステップと、
前記第２スプリットセクタの位相同期領域における位相情報を読み込み、該読み込まれた位相情報と前記第１スプリットセクタの位相周波数同期領域において読み込まれた位相周波数情報とを用いて、前記第２スプリットセクタにおけるデータ領域のデータを読み込む第２スプリットセクタ読み込みステップとをコンピュータに実行させる磁気ディスク制御プログラム。
同期領域とデータ領域からなるセクタ中にサーボ領域が存在する場合に、前記セクタをそれぞれ同期領域とデータ領域からなる第１スプリットセクタと第２スプリットセクタに分割して各セクタのデータを記録する磁気ディスクであって、
前記第１スプリットセクタにおいては、前記同期領域として、位相同期を行うことができる位相同期領域と位相周波数同期を行うことができる位相周波数同期領域とが形成されて、該位相周波数同期領域に連続してデータ領域が形成され、
前記第２スプリットセクタにおいては、前記同期領域として、位相同期領域が形成されて、該位相同期領域に連続してデータ領域が形成されている磁気ディスク。