JP5221714B2

JP5221714B2 - 磁気ディスク装置、制御方法および情報処理装置

Info

Publication number: JP5221714B2
Application number: JP2011155849A
Authority: JP
Inventors: 一夫一寸木; 靖石塚; 聡柴田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2030-01-29
Also published as: JP2011216183A

Description

本発明は、磁気ディスク装置、制御方法および情報処理装置に関する。

従来より、制御用のファームウェアを磁気ディスクにも保存しているハードディスクドライブ（ＨＤＤ）がある。例えば、特許文献１のハードディスク記憶装置は、駆動機構を動作させ、ディスク媒体の予備領域に記憶されたデータを読取ってＳＲＡＭにロードするファームウェア（第１の部分）をフラッシュＲＯＭにもつ一方、ディスク媒体の予備領域に記憶され、そこからＳＲＡＭにロードするために読出されるか、又は必要に応じてＳＲＡＭに又はＳＲＡＭからスワップされるファームウェア（第２の部分）を有する構成となっている。

このようなＨＤＤで、通常動作に用いる制御用ファームウェアを磁気ディスクに記録したものは、不揮発性メモリに格納されたローダ（初期ファームウェア）を用いて磁気ディスクに格納された制御用ファームウェアを読み出し、その後、実行するファームウェアを、初期ファームウェアから読み出した制御用ファームウェアへ切り替える必要がある。従来は、磁気ヘッドをいったんランプに退避させた状態でファームウェアを切り替えるか、ファームウェアを全体ではなく部分的に切り替え（または、付け足し）を行っていた。

特許第３４１５９９０号公報

制御の高速化を考えると、通常動作に用いる制御用ファームウェアを読み出すために磁気ディスク上に出された磁気ヘッドを磁気ディスク上に維持したまま、実行するファームウェアを初期ファームウェアから制御用ファームウェアへ切り替えることが望ましい。しかし、この切り替え動作を行うのは、従来のＨＤＤでは困難である。何故なら、通常磁気ヘッドを磁気ディスク上に出している間は、サーボ制御や割り込み制御などが必要であり、そのためのファームウェアの一部は常に動作しているからである（動作中のファームウェアを切り替えることはできない）。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、磁気ヘッドを磁気ディスク上に維持したまま、初期ファームウェアから通常動作に用いる制御用ファームウェアへと、ファームウェア全体の切り替えをできるようにすることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、前記磁気ディスクに対するデータの読み出しを行うためのヘッドと、初期ファームウェアによる制御で前記磁気ディスクに記録された制御用ファームウェアを読み出す読み出し手段と、前記制御用ファームウェアの読み出し後、前記ヘッドに対するサーボ制御量を一定に設定して前記ヘッドを前記磁気ディスク上の所定位置に固定する維持手段と、前記ヘッドを固定した後、前記ヘッドを退避させずに前記初期ファームウェアを前記制御用ファームウェアに切り替える切り替え手段と、を備える。

また、本発明の磁気ディスク装置の制御方法は、磁気ディスクと、該磁気ディスクに対するデータの読み出しを行うためのヘッドとを備える磁気ディスク装置に適用される制御方法であって、読み出し手段により、初期ファームウェアによる制御で前記磁気ディスクに記録された制御用ファームウェアを読み出すステップと、前記制御用ファームウェアの読み出し後、維持手段により、前記ヘッドに対するサーボ制御量を一定に設定して前記ヘッドを前記磁気ディスク上の所定位置に固定するステップと、前記ヘッドを固定した後、前記ヘッドを退避させずに前記初期ファームウェアを前記制御用ファームウェアに切り替えるステップと、を含む。

また、本発明の情報処理装置は、磁気ディスクと、前記磁気ディスクに対するデータの読み出しを行うためのヘッドと、初期ファームウェアによる制御で前記磁気ディスクに記録された制御用ファームウェアを読み出す読み出し手段と、前記制御用ファームウェアの読み出し後、前記ヘッドに対するサーボ制御量を一定に設定して前記ヘッドを前記磁気ディスク上の所定位置に固定する維持手段と、前記ヘッドを固定した後、前記ヘッドを退避させずに前記初期ファームウェアを前記制御用ファームウェアに切り替える切り替え手段と、を備える磁気ディスク装置と、前記磁気ディスク装置が内蔵または外付けされるホストコンピュータと、を有する。

本発明によれば、磁気ヘッドを磁気ディスク上に維持したままファームウェア全体の切り替えを行えるので、磁気ヘッドをランプに退避してから切り替える方法に対して、処理時間が短くなる。また、磁気ヘッドをランプに退避せずに部分的にファームウェアを切り替える方法と比べても、ファームウェア全体を一度に切り替えることができるメリットがある。

図１は、本発明の一実施形態の磁気ディスク装置の斜視図である。図２は、同実施形態の磁気ディスク装置の電気的ハードウェア構成を示すブロック図である。図３は、同実施形態の磁気ディスク装置のコントローラの特徴的機能ブロックを示すブロック図である。図４は、同実施形態の磁気ディスク装置のコントローラにおける特徴的動作を説明するフローチャートである。

以下に、本発明にかかる磁気ディスク装置の一実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面にて共通する構成要素には、同一の符号を付している。また、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。

はじめに、本実施形態の磁気ディスク装置の機構構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態の磁気ディスク装置の斜視図である。

同図に示す磁気ディスク装置１は、既知のハードディスクドライブと同様に、主な機構構成として、筐体１０の内部に、磁気ディスク１１と、磁気ディスク１１を回転させるスピンドルモータ１２と、磁気ヘッド（図１にて図示せず）を組み込んだヘッドスライダ１３と、サスペンション１４およびアクチュエータアーム１５を含み、ヘッドスライダ１３を支持するヘッドサスペンションアッセンブリと、ヘッドサスペンションアッセンブリのアクチュエータとしてのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１６とを備えている。

磁気ディスク１１は、スピンドルモータ１２によって回転される。ヘッドスライダ１３には、ライトヘッドとリードヘッドを含む磁気ヘッドが組み込まれている（図１にていずれも図示せず）。アクチュエータアーム１５は、ピボット１７に回動自在に取り付けられており、このアクチュエータアーム１５の一端にはサスペンション１４が取り付けられる。ヘッドスライダ１３は、このサスペンション１４に設けられたジンバルを介して弾性支持されている。アクチュエータアーム１５の他端にはボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１６がある。このボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１６がアクチュエータアーム１５をピボット１７周りに回転させ、磁気ヘッドを磁気ディスク１１の任意の半径位置上に浮上した状態で位置決めする。

続いて、本実施形態の磁気ディスク装置１の電気的ハードウェア構成について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態の磁気ディスク装置１の電気的ハードウェア構成を示すブロック図である。

図２において、磁気ディスク１１は、前述のスピンドルモータ１２（図１）により、回転軸を中心に所定の回転速度で回転される。スピンドルモータ１２の回転は、モータドライバ２１により駆動される。

磁気ヘッド２２は、それに備わるライトヘッドおよびリードヘッドにより、磁気ディスク１１に対してデータの書き込みや読み出しを行う。また前述のように、磁気ヘッド２２は、アクチュエータアーム１５の先端にあって、モータドライバ２１によって駆動されるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１６により、磁気ディスク１１の半径方向に移動される。磁気ディスク１１の回転が停止しているときなどは、磁気ヘッド２２は、ランプ２３上に退避される。

ヘッドアンプ２４は、磁気ヘッド２２が磁気ディスク１１から読み取った信号を増幅して出力し、ＲＤＣ（Read Write Channel）２５に供給する。また、ヘッドアンプ２４は、ＲＤＣ２５から供給された、磁気ディスク１１にデータを書き込むための信号を増幅して、磁気ヘッド２２に供給する。

ＲＤＣ２５は、後述するＨＤＣ３１から供給される、磁気ディスク１１に書き込むためのデータをコード変調してヘッドアンプ２４に供給する。また、ＲＤＣ２５は、磁気ディスク１１から読み取られヘッドアンプ２４から供給された信号をコード復調してディジタルデータとして出力する。

ＣＰＵ２６には、動作用メモリであるＳＲＡＭ（Random Access Memory）２７、不揮発性メモリであるＦｌａｓｈＲＯＭ（Read Only Memory）２８および一時記憶用のバッファＲＡＭ２９が接続されている。このＣＰＵ２６は、ＦｌａｓｈＲＯＭ２８および磁気ディスク１１に予め記憶されたファームウェア（初期ファームウェアおよび通常動作に用いる制御用ファームウェア）に従って、この磁気ディスク装置１の全体的な制御を行う。なお、起動時に最初に実行される初期ファームウェアは、ＦｌａｓｈＲＯＭ２８に記憶されている。また、通常動作に用いる制御用ファームウェアは、磁気ディスク１１に記録されており、初期ファームウェアに従った制御により、磁気ディスク１１から一旦バッファＲＡＭ２９に読み出され、その後ＳＲＡＭ２７に格納される。割り込み禁止回路３０は、ＣＰＵ２６の制御によりＣＰＵ２６に対する割り込み信号の入力を遮断する。なお、モータドライバ２１、ＣＰＵ２６、ＳＲＡＭ２７、ＦｌａｓｈＲＯＭ２８、バッファＲＡＭ２９および割り込み禁止回路３０は、磁気ディスク装置１を制御するコントローラ３２を構成するが、この構成に限るものではない。

ＨＤＣ（Hard Disk Controller）３１は、Ｉ／Ｆバスを介してホストコンピュータ（Ｈｏｓｔ）４０との間で行われるデータの送受信の制御や、バッファＲＡＭ２９の制御、ならびに、記録データに対するデータの誤り訂正処理などを行う。また、バッファＲＡＭ２９は、ホストコンピュータ４０との間で送受信されるデータのキャッシュのためや、磁気ディスク１１から読み出されるまたは書き込まれるデータや磁気ディスク１１から読み出される制御用ファームウェアの一時記憶のためなどに用いられる。なお、磁気ディスク装置１は、ホストコンピュータ４０に内蔵または外付けされる。

次に、本実施形態の磁気ディスク装置１のコントローラ３２における特徴的動作を、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態の磁気ディスク装置１のコントローラ３２における特徴的動作を説明するフローチャートである。なお、ＣＰＵ２６が初期ファームウェアに従って動作することにより、コントローラ３２が、図３に示すように、読み出し部３２１（読み出し手段）、維持部３２２（維持手段）、遮断部３２３（遮断手段）および切り替え部３２４（切り替え手段）を実現する。

はじめに、パワーオンで（起動時）、ＣＰＵ２６は、ＦｌａｓｈＲＯＭ２８に格納されている初期ファームウェアを動作用メモリであるＳＲＡＭ２７にロードしてこの初期ファームウェアを実行し、必要な初期設定を行うとともに（ステップＳ４０１）、磁気ディスク１１に格納された通常動作に用いる制御用ファームウェアを、一旦バッファＲＡＭ２９へ読み出す（ステップＳ４０２）。

さらに、この初期ファームウェアに従った制御により、ＣＰＵ２６は、ステップＳ４０２で制御用ファームウェアを読み出すために磁気ディスク１１上に出された磁気ヘッド２２を、磁気ディスク１１上の所定の位置に位置決めをする（on track）（ステップＳ４０３）。本実施形態では、磁気ヘッド２２を磁気ディスク１１の中周（もしくは中周付近）に位置決めするものとする。

そして、初期ファームウェアに従った制御により、ＣＰＵ２６は、上記中周の１周分のＶＣＭ電流を測定して、その平均値を算出する（ステップＳ４０４）。

次いで、初期ファームウェアに従った制御により、ＣＰＵ２６は、算出した平均値をＶＣＭ１６に出力してサーボ制御を止め（サーボ制御の制御量を固定し）、アクティブアイドル（active idle）の状態とする（ステップＳ４０５）。このとき、磁気ヘッド２２は、ランプ２３上ではなく、磁気ディスク１１の中周上に維持される。

次に、初期ファームウェアに従った制御により、ＣＰＵ２６は、ＣＰＵ２６に対する割り込みを禁止させる（ステップＳ４０６）。

そして、初期ファームウェアに従った制御により、ＣＰＵ２６は、ステップＳ４０２でバッファＲＡＭ２９に格納した制御用ファームウェアを、動作用メモリであるＳＲＡＭ２７に一括転送する。このとき、初期ファームウェアは、制御用ファームウェアで上書きされる。これにより、ＣＰＵ２６が実行するファームウェアを、初期ファームウェアから制御用ファームウェアに切り替える（ステップＳ４０７）。以後、ＣＰＵ２６は、制御用ファームウェアに従った制御を行う。

次いで、ＣＰＵ２６は、切り替えられた通常動作に用いる制御用ファームウェアに従って、必要な初期設定を行う（ステップＳ４０８）。

その後、ＣＰＵ２６は、制御用ファームウェアに従って、割り込みを許可する（ステップＳ４０９）。

そして、ＣＰＵ２６は、制御用ファームウェアに従って、通常の動作を開始する（performance idle）（ステップＳ４０９）。なお、このとき、最初は磁気ヘッド２２が磁気ディスク１１上に、特にその中周にあるので、磁気ヘッド２２をランプ２３に退避させる場合よりも、次回のデータのリード／ライトをより早く再開することができる。

このように、本実施形態では、サーボ制御の制御量を固定しアクティブアイドルの状態として、磁気ディスク１１上のある範囲（上記説明では中周）に磁気ヘッド２２を浮上させその状態を維持している。そして、その間にＣＰＵ２６への割り込みを禁止してファームウェアの切り替えを行い、切り替え後に再度サーボ制御等を開始することで、一度にファームウェア全体を切り替えることを可能にしている。

また、本実施形態では、磁気ヘッド２２を磁気ディスク１１上に（特に、中周（もしくは中周付近）に）維持したままＣＰＵ２６が実行するファームウェアの切り替えが行われるので、従来の磁気ヘッドをランプに退避してから切り替える方法に対して、処理時間が短くなる。また、磁気ヘッドをランプに退避せずに部分的にファームウェアを切り替える（付け足す）方法と比べても、一度にファームウェア全体を切り替えることができるメリット、つまり、切り替え前後のファームウェアの各部分間の整合性に関する問題が生じないというメリットがある。

１…磁気ディスク装置、１１…磁気ディスク、１２…スピンドルモータ、１３…ヘッドスライダ、１４…サスペンション、１５…アクチュエータアーム、１６…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１７…ピボット、２１…モータドライバ、２２…磁気ヘッド、２３…ランプ、２４…ヘッドアンプ、２５…ＲＤＣ、２６…ＣＰＵ、２７…ＳＲＡＭ、２８…ＦｌａｓｈＲＯＭ、２９…バッファＲＡＭ、３０…割り込み禁止回路、３１…ＨＤＣ、３２…コントローラ、４０…ホストコンピュータ（情報処理装置）

Claims

磁気ディスクと、
前記磁気ディスクに対するデータの読み出しを行うためのヘッドと、
初期ファームウェアによる制御で前記磁気ディスクに記録された制御用ファームウェアを読み出す読み出し手段と、
前記制御用ファームウェアの読み出し後、前記ヘッドに対するサーボ制御量を一定に設定して前記ヘッドを前記磁気ディスク上の所定位置に固定する維持手段と、
前記ヘッドを固定した後、前記ヘッドを退避させずに前記初期ファームウェアを前記制御用ファームウェアに切り替える切り替え手段と、
を備える磁気ディスク装置。
前記初期ファームウェアに応じた制御に対する割り込み処理を遮断する遮断手段を備え、
前記切り替え手段は、前記維持手段が前記ヘッドを固定し、かつ、前記遮断手段が割り込み処理を遮断した後、前記初期ファームウェアを前記制御用ファームウェアに切り替える請求項１に記載の磁気ディスク装置。
前記磁気ディスクに対するデータの読み出し又は書き込みの初期動作を初期ファームウェアに応じて制御する制御部と、
前記制御部に対する割り込み信号の入力を遮断する遮断手段を備え、
前記切り替え手段は、前記サーボ制御量が実質的に一定となりかつ割り込み信号の入力が遮断された後、前記初期ファームウェアを前記制御用ファームウェアに切り替える請求項１に記載の磁気ディスク装置。
磁気ディスクと、該磁気ディスクに対するデータの読み出しを行うためのヘッドとを備える磁気ディスク装置に適用される制御方法であって、
読み出し手段により、初期ファームウェアによる制御で前記磁気ディスクに記録された制御用ファームウェアを読み出すステップと、
前記制御用ファームウェアの読み出し後、維持手段により、前記ヘッドに対するサーボ制御量を一定に設定して前記ヘッドを前記磁気ディスク上の所定位置に固定するステップと、
前記ヘッドを固定した後、前記ヘッドを退避させずに前記初期ファームウェアを前記制御用ファームウェアに切り替えるステップと、
を含む磁気ディスク装置の制御方法。
遮断手段により、前記初期ファームウェアに応じた制御に対する割り込み処理を遮断するステップを含み、
前記初期ファームウェアを前記制御用ファームウェアに切り替えるステップは、前記維持手段により前記ヘッドを固定し、かつ、前記遮断手段により割り込み処理を遮断した後、前記初期ファームウェアを前記制御用ファームウェアに切り替えるステップを含む請求項４に記載の磁気ディスク装置の制御方法。
制御部により、前記磁気ディスクに対するデータの読み出し又は書き込みの初期動作を初期ファームウェアに応じて制御するステップと、
遮断手段により、前記制御部に対する割り込み信号の入力を遮断するステップを含み、
前記初期ファームウェアを前記制御用ファームウェアに切り替えるステップは、前記サーボ制御量が実質的に一定となりかつ割り込み信号の入力が遮断された後、前記初期ファームウェアを前記制御用ファームウェアに切り替える請求項４に記載の磁気ディスク装置の制御方法。
磁気ディスクと、
前記磁気ディスクに対するデータの読み出しを行うためのヘッドと、
初期ファームウェアによる制御で前記磁気ディスクに記録された制御用ファームウェアを読み出す読み出し手段と、
前記制御用ファームウェアの読み出し後、前記ヘッドに対するサーボ制御量を一定に設定して前記ヘッドを前記磁気ディスク上の所定位置に固定する維持手段と、
前記ヘッドを固定した後、前記ヘッドを退避させずに前記初期ファームウェアを前記制御用ファームウェアに切り替える切り替え手段と、
を備える磁気ディスク装置と、
前記磁気ディスク装置が内蔵または外付けされるホストコンピュータと、
を有する情報処理装置。
前記初期ファームウェアに応じた制御に対する割り込み処理を遮断する遮断手段を備え、
前記切り替え手段は、前記維持手段が前記ヘッドを固定し、かつ、前記遮断手段が割り込み処理を遮断した後、前記初期ファームウェアを前記制御用ファームウェアに切り替える請求項７に記載の情報処理装置。
前記磁気ディスクに対するデータの読み出し又は書き込みの初期動作を初期ファームウェアに応じて制御する制御部と、
前記制御部に対する割り込み信号の入力を遮断する遮断手段を備え、
前記切り替え手段は、前記サーボ制御量が実質的に一定となりかつ割り込み信号の入力が遮断された後、前記初期ファームウェアを前記制御用ファームウェアに切り替える請求項７に記載の情報処理装置。