JP5598984B2 - ライト欠陥復旧方法、データ保存装置及び記録媒体 - Google Patents

ライト欠陥復旧方法、データ保存装置及び記録媒体 Download PDF

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Description

本発明は、ライト欠陥復旧方法、データ保存装置及び記録媒体に関する。
本発明に関連した先行技術には、特許文献1がある。データ保存装置は、記録媒体に/からデータを記録/再生することによってコンピュータシステムの運用に寄与する。
特開2004−047023号公報
しかし、かかるデータ保存装置は、内部または外部の要因によって記録媒体にデータをライト(記録、または書き込み)する過程で欠陥が発生する可能性を内包している。これにより、データ保存装置におけるライト欠陥を効果的に検出して復旧する技術についての研究が必要になった。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、復旧するセクター数を適応的に設定してライト欠陥を復旧するための、新規かつ改良されたライト欠陥復旧方法、データ保存装置及び記録媒体を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、ライト欠陥が発生したトラックから情報を読み出す段階と、前記読み出した情報に含まれたエラー訂正コード(ECC)シンボルのうち、エラーが発生して訂正されたECC訂正シンボルの数をセクター別に算出する段階と、前記セクター別ECC訂正シンボルの数に基づいてライト欠陥復旧開始セクターを決定する段階と、前記ライト欠陥復旧開始セクターから書換えを行う段階と、
を含むことを特徴とするライト欠陥復旧方法が提供される。
前記ライト欠陥復旧開始セクターを決定する段階は、前記セクター別ECC訂正シンボルの数が最初に第1臨界値を超過するセクターをライト欠陥復旧開始セクターと判定してもよい。
本発明の技術的思想による一実施形態によれば、前記情報を読み出す段階は、ライト欠陥が発生する場合にライト命令の実行を停止させ、前記ライト欠陥が発生したライト命令によって指定されたトラックのセクター領域に記録された情報を読み出すことが望ましい。
本発明の技術的思想による一実施形態によれば、ライト動作を行わせる過程で記録媒体のサーボ情報領域から読み出した信号から欠陥が検出される場合に、ライト欠陥が発生すると判定する段階をさらに含む。
本発明の技術的思想による一実施形態によれば、前記ライト欠陥が発生すると判定する段階は、ライト動作を行いつつ記録媒体のサーボ情報領域から読み出したバースト信号を組み合わせて生成させた位置エラー信号のサイズが初期設定された範囲を外れる場合に、ライト欠陥が発生すると判定することが望ましい。
本発明の技術的思想による一実施形態によれば、前記ライト欠陥が同じセクター領域で反復して発生する場合に、ライト欠陥が発生したセクター領域におけるディフェクトセクターを検出してディフェクト補償処理を行う段階をさらに含む。
本発明の技術的思想による一実施形態によれば、前記ディフェクト補償処理を行う段階は、ライト欠陥が反復的に発生したライト命令によって指定されたトラックのセクター領域から情報を読み出す段階、前記読み出した情報に含まれたエラー訂正コード(ECC)シンボルのうち、エラーが発生して訂正されたECC訂正シンボルの数をセクター別に算出する段階、前記セクター別ECC訂正シンボルの数が第2臨界値を超過するセクターを、ディフェクトセクターと決定する段階及び、前記ディフェクトセクターと決定されたセクターを、スペアセクターとして再割り当て処理する段階を含むことができる。
本発明の技術的思想による一実施形態によれば、前記ディフェクト補償処理を行った後、前記セクター別ECC訂正シンボルの数に基づいて決定されるライト欠陥復旧セクターの数に相応するセクター位置から書換えを行う段階をさらに含むことができる。
本発明の技術的思想による一実施形態によれば、前記ライト欠陥復旧セクターの数を決定する段階は、前記セクター別ECC訂正シンボルの数が臨界条件を超過するセクターが検出されていない場合には、前記ライト欠陥が発生したトラックのセクター位置を基準に初期設定された個数以前セクターをライト欠陥復旧開始セクターと決定することが望ましい。
本発明の技術的思想の他の面によるデータ保存装置は、情報を保存する記録媒体、前記記録媒体をアクセスして情報をライトまたはリードするメディアインターフェース及び、ライト欠陥が発生する場合にライト命令の実行を停止させ、前記ライト欠陥が発生したトラックから読み出した情報に含まれたエラー訂正コード(ECC)シンボルのうち、エラーが発生して訂正されたECC訂正シンボルの数に基づいてライト欠陥復旧開始セクターを決定し、前記決定されたライト欠陥復旧開始セクターから書換えを行うように前記メディアインターフェースを制御するプロセッサーを備える。
本発明の技術的思想による一実施形態によれば、前記プロセッサーは、ライト命令を行う過程でライト欠陥が発生することを検出するライト欠陥検出部、前記ライト欠陥が検出されれば、ライト命令の実行を停止させた後、前記ライト欠陥が発生したライト命令によって指定された前記記録媒体のトラックのセクター領域から情報を読み出し、ライト欠陥復旧領域決定部で決定されたライト欠陥復旧開始セクター位置から書換えを行うように前記メディアインターフェースを制御するライト欠陥復旧制御部及び、前記ライト欠陥が発生したライト命令によって、指定された前記記録媒体のトラックのセクター領域から読み出した情報に含まれたエラー訂正コード(ECC)シンボルのうち、エラーが発生して訂正されたECC訂正シンボルの数に基づいて、前記ライト欠陥復旧開始セクターを決定するライト欠陥復旧領域決定部を備えることができる。
本発明の技術的思想による一実施形態によれば、前記ライト欠陥検出部は、ライト命令を行いつつ、記録媒体のサーボ情報領域から読み出した信号から欠陥が検出される場合に、ライト欠陥が発生すると判定することが望ましい。
本発明の技術的思想による一実施形態によれば、前記ライト欠陥検出部は、ライト動作を行いつつ、前記記録媒体のサーボ情報領域から読み出したバースト信号によって生成された位置エラー信号のサイズが初期設定された範囲を外れる場合に、ライト欠陥が発生すると判定することが望ましい。
本発明の技術的思想による一実施形態によれば、前記ライト欠陥復旧領域決定部は、ライト欠陥が発生したトラックから読み出した情報に含まれたエラー訂正コード(ECC)シンボルのうち、エラーが発生して訂正されたECC訂正シンボルの数が第1臨界値を超過する最初のセクターを検出して、ライト欠陥復旧開始セクターと決定することが望ましい。
本発明の技術的思想による一実施形態によれば、前記ライト欠陥復旧領域決定部は、前記ライト欠陥が発生したトラックから読み出した情報に含まれたエラー訂正コード(ECC)シンボルのうち、エラーが発生して訂正されたECC訂正シンボルを検出して、セクター別ECC訂正シンボル数情報を生成させるECC処理部、前記ECC処理部で生成されるセクター別ECCシンボル数情報を保存するバッファ、前記バッファから読み出したセクター別ECC訂正シンボルの数と第1臨界値とを比較して、最初に第1臨界値を超過するセクターを検出する第1判定部及び、前記第1判定部で検出されたセクターをライト欠陥復旧開始セクターと決定するライト欠陥復旧開始セクター決定部を備えることができる。
本発明の技術的思想による一実施形態によれば、前記プロセッサーは、前記ライト欠陥が同じセクター領域で反復して発生する場合に、反復してライト欠陥が発生したセクター領域からディフェクトセクターを検出するディフェクトセクター検出部及び、前記ディフェクトセクター検出部で検出されたディフェクトセクターをスペアセクターと再割り当て処理するディフェクト処理制御部をさらに備えることができる。
本発明の技術的思想による一実施形態によれば、前記ディフェクトセクター検出部は、前記ライト欠陥が発生したライト命令によって指定された記録媒体のトラックのセクター領域から読み出した情報に含まれたエラー訂正コード(ECC)シンボルのうち、エラーが発生して訂正されたECC訂正シンボルを検出してセクター別ECC訂正シンボル数情報を生成させるECC処理部、前記ECC処理部で生成されるセクター別ECCシンボル数情報を保存するバッファ、前記バッファから読み出したセクター別ECC訂正シンボルの数と第2臨界値とを比較して、第2臨界値を超過するセクターを検出する第2判定部及び、前記第2判定部で検出されたセクターをディフェクトセクターと決定するディフェクトセクター決定部を備えることができる。
本発明の技術的思想による一実施形態によれば、前記プロセッサーは、前記セクター別ECC訂正シンボルの数が臨界条件を超過するセクターが検出されていない場合には、前記ライト欠陥が発生したトラックのセクター位置を基準に初期設定された個数以前セクターを、ライト欠陥復旧開始セクターと決定することが望ましい。
本発明の技術的思想による一実施形態によれば、前記プロセッサーは、ライト欠陥が同じセクター領域で反復して発生する場合に、ライト欠陥が発生したセクター領域におけるディフェクトセクターを検出してスペアセクターと再割り当て処理した後、書換えを行うように前記メディアインターフェースを制御することが望ましい。
本発明の技術的思想のさらに他の面による記録媒体は、前記ライト欠陥復旧方法をコンピュータで行わせるためのプログラムコードが記録されている。
以上説明したように本発明によれば、復旧するセクター数を適応的に設定してライト欠陥を復旧することが可能である。
本発明の技術的思想による一実施形態によるデータ保存装置の構成図である。 図1に図示されたデータ保存装置のソフトウェア運用体系図である。 本発明の技術的思想による他の実施形態によるディスクドライブのヘッドディスクアセンブリーの平面図である。 本発明の技術的思想による他の実施形態によるディスクドライブの電気的な構成図である。 本発明の技術的思想による一実施形態によるライト欠陥復旧処理装置の構成図である。 本発明の技術的思想による他の一実施形態によるライト欠陥復旧処理装置の構成図である。 図5及び図6に図示されたライト欠陥復旧領域決定部の細部構成図である。 図6に図示されたブロックの細部構成図である。 本発明に適用される記録媒体であるディスクの1トラックに対するセクター構造を示す図面である。 図9に図示されたサーボ情報領域の構造を示す図面である。 ライト欠陥が発生する場合のセクター位置別位置エラー信号を示した図面である。 ライト欠陥が発生していない正常な場合のセクター位置別位置エラー信号を示した図面である。 図11Aのようなライト欠陥が発生する場合に、ECCスキャン動作によって算出されたセクター別ECC訂正シンボル数の分布図である。 本発明の技術的思想による一実施形態によるライト欠陥復旧方法のフローチャートである。 本発明の技術的思想による一実施形態によるライト欠陥復旧開始セクターを決定する方法のフローチャートである。 本発明の技術的思想による他の実施形態によるライト欠陥復旧方法のフローチャートである。 技術的思想による一実施形態によるディフェクトセクター検出及び補償処理方法のフローチャートである。
本発明の技術的思想による実施形態に添付図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明の技術的思想による実施形態は色々な他の形態に変形でき、本発明の範囲が後述する実施形態により限定されるものと解釈されてはならない。本発明の技術的思想による実施形態は、当業者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものである。添付図面で、同じ符号は同じ要素を意味する。
以下、添付した図面を参照して本発明の技術的思想による実施形態について詳細に説明する。
図1に図示されたように、本発明の技術的思想による一実施形態によるデータ保存装置は、プロセッサー110、ROM120、RAM130、メディアインターフェース(MEDIA I/F)140、メディア(MEDIA)150、ホストインターフェース(HOSTI/F)160)、ホスト機器(HOST)170、外部インターフェース(External I/F)180)及びバス(BUS)190を備える。
プロセッサー110は命令語を解釈し、解釈された結果によってデータ保存装置の構成手段を制御する役割を行う。プロセッサー110はコードオブジェクト管理ユニットを備えており、コードオブジェクト管理ユニットを利用して、メディア150に保存されているコードオブジェクトをRAM130にローディングさせる。プロセッサー110は、データ保存装置を初期化させる過程で、図13〜図16のフローチャートによるライト欠陥復旧方法を行わせるためのコードオブジェクトをRAM130にローディングさせる。
そして、プロセッサー110は、RAM130にローディングされたコードオブジェクトを利用して、図13〜図16のフローチャートによってライト欠陥を復旧するセクター数を決定し、決定されたライト欠陥復旧セクターの数に相応するセクター位置から書換えを行うタスクを行い、ライト欠陥復旧処理時に必要な情報をメディア150またはROM120に保存する。ライト欠陥復旧処理時に必要な情報の例としては、ライト欠陥復旧開始セクターを判定するのに用いられる第1臨界値、ディフェクトセクターを判定するのに用いられる第2臨界値、再割り当てセクターリストが含まれうる。
プロセッサー110によってライト欠陥復旧処理を行う方法については、下記の図13〜図16についての説明で詳細に取り扱われる。
ROM(Read Only Memory)120には、データ保存装置を動作させるのに必要なプログラムコード及びデータが保存されている。
RAM(Random Access Memory)130には、プロセッサー110の制御によってROM 120またはメディア150に保存されたプログラムコード及びデータがローディングされる。
メディア150は、データ保存装置の週記録媒体としてディスクを備えることができる。データ保存装置はディスクドライブを備えることができ、ディスクドライブでのディスクが備えられたヘッドディスクアセンブリー100の細部構成を図3に図示した。
図3を参照すれば、ヘッドディスクアセンブリー100は、スピンドルモータ14によって回転される少なくとも一つの磁気ディスク12を備えている。ヘッドディスクアセンブリー100は、ディスク12の表面に隣接して位置した変換器16をさらに備えている。
変換器16は、それぞれのディスク12の磁界を感知して磁化させることによって、回転するディスク12から/に情報を再生/記録できる。典型的に変換器16は各ディスク12表面に結合されている。たとえ単一の変換器16と図示されて説明されているとしても、これは、ディスク12を磁化させるための記録用変換器と、ディスク12の磁界を感知するための分離された再生用変換器と形成されていると理解されねばならない。再生用変換器は、磁気抵抗(MR:Magneto−Resistive)素子で構成される。変換器16は、通例的に磁気ヘッドまたはヘッドとも呼ばれる。
変換器16は、スライダー20に統合されうる。スライダー20は、変換器16とディスク12の表面との間に空気ベアリングを生成させる構造になっている。スライダー20は、ヘッドジンバルアセンブリー22に結合されている。ヘッドジンバルアセンブリー22は、ボイスコイル26を持つアクチュエータアーム24に付着されている。ボイスコイル26は、ボイスコイルモータ(VCM:Voice Coil Motor)30を特定するように、マグネチックアセンブリー28に隣接して位置している。ボイスコイル26に供給される電流は、ベアリングアセンブリー32に対してアクチュエータアーム24を回転させるトルクを発生させる。アクチュエータアーム24の回転は、ディスク12の表面を横切って変換器16を移動させる。
情報は、典型的にディスク12の環状トラック内に保存される。各トラック34は、一般的に複数のセクターを備えている。1トラックに対するセクター構成を、図9に図示した。
図9に図示されたように、一つのセクター区間Tは、サーボ情報領域901とデータ領域902とで構成され、データ領域には、複数のデータブロックDが備えられうる。もちろん、1セクターのデータ領域902を単一のデータブロックDで構成してもよい。そして、サーボ情報領域901には、細部的に図10と同じ信号が記録されている。
図10に図示されたように、サーボ情報領域901には、プリアンブル(Preamble)101、サーボ同期表示信号102、グレイコード(Gray Code)103及びバースト信号(Burst)104が記録される。
プリアンブル101は、サーボ情報の読み出し時にクロック同期を提供し、またサーボセクター前のギャップをおいて一定なタイミングマージンを提供する。そして、自動利得制御(AGC)回路の利得を決定するのに用いられる。
サーボ同期表示信号102は、サーボアドレスマーク(Servo Address Mark;SAM)及びサーボインデックスマーク(Servo Index Mark;SIM)で構成される。サーボアドレスマークは、セクターの開始を表す信号であり、サーボインデックスマークは、トラックでの最初のセクターの開始を表す信号である。
グレイコード103はトラック情報を提供し、バースト信号104は、変換器16がトラック34の中央を追従するように制御するのに用いられる信号であり、一例として、A、B、C、D4個のパターンで構成される。すなわち、4個のバストパターンを組み合わせてトラック追従制御時に使われる位置エラー信号を生成させる。
ディスク12の記録可能な領域には論理ブロックアドレスが割り当てられる。ディスクドライブで論理ブロックアドレスは、シリンダー/ヘッド/セクター情報に変換されてディスク12の記録領域が指定される。ディスク12は、ユーザーが接近できないメンテナンスシリンダー領域と、ユーザーが接近できるユーザーデータ領域とに区切られる。メンテナンスシリンダー領域をシステム領域であると称することもある。メンテナンスシリンダー領域には再割り当てセクターリストが保存される。そして、ディスク12には、ユーザー環境でディフェクトセクターが発生する場合に、これを代替するスペアセクターが指定されている。一例として、各トラック34またはゾーン別に一定数のスペアセクターを指定できる。
変換器16は、他のトラックにある情報を再生または記録するために、ディスク12の表面を横切って移動する。ディスク12には、ディスクドライブとして多様な機能を具現させるための複数のコードオブジェクトが保存されうる。一例として、MP3プレーヤー機能を行うためのコードオブジェクト、ナビゲーション機能を行うためのコードオブジェクト、多様なビデオゲームを行うためのコードオブジェクトなどがディスク12に保存されうる。
再び図1を参照すれば、メディアインターフェース140は、プロセッサー110がメディア150をアクセスして情報をライトまたはリードできるように処理する構成手段である。ディスクドライブで具現されるデータ保存装置でのメディアインターフェース140は、細部的にヘッドディスクアセンブリー100を制御するサーボ回路、及びデータのリード/ライトのための信号処理を行うリード/ライトチャンネル回路を備える。
ホストインターフェース160は、パソコンなどのホスト機器170とのデータソング/受信処理を行う手段であって、例えば、SATA(Serial Advanced Technology Attachment)インターフェース、PATA(Parallel Advanced Technology Attachment)インターフェース、USB(Universal Serial Bus)インターフェースなどの多様な規格のインターフェースを利用できる。
そして、外部インターフェース180は、データ保存装置に設けられた入/出力端子を通じて外部装置とのデータソング/受信処理を行う手段であって、例えば、AGP(Accelerated Graphics port)インターフェース、USBインターフェース、IEEE1394インターフェース、PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)インターフェース、LANインターフェース、ブルートゥースインターフェース、HDMI(High Definition Multi MEDIA Interface)、PCI(Programmable Communication Interface)、ISA(Industry Standard Architecture)インターフェース、PCI−E(Peripheral Component Interconnect−Express)インターフェース、エクスプレスカードインターフェース、SATAインターフェース、PATAインターフェース、シリアルインターフェースなどの多様な規格のインターフェースを利用できる。
バス190は、データ保存装置の構成手段間の情報を伝達する役割を行う。
次いで、データ保存装置の一例であるハードディスクドライブ(Hard Disk Drive:HDD)のソフトウェア運用体系について、図2を参照して説明する。
ROM 120には、ブートイメージ(Boot Image)及び圧縮されたRTOSイメージ(packed RTOS Image)が保存されている。
HDDメディア150であるディスクには、複数のコードオブジェクトCODE OBJCET 1〜Nが保存されている。ディスクに保存されたコードオブジェクトは、ディスクドライブの動作に必要なコードオブジェクトだけでなく、ディスクドライブに拡張できる多様な機能に関連するコードオブジェクトも含まれうる。特に、本発明の技術的思想であるライト欠陥復旧方法の多様な実施形態を図示した図13〜図16のフローチャートを行わせるためのコードオブジェクトもディスクに保存される。もちろん、図13〜図16のフローチャートを行わせるためのコードオブジェクトを、HDDメディア150であるディスクの代りにROM 120に保存してもよい。そして、MP3プレーヤー機能、ナビゲーション機能、ビデオゲーム機能などの多様な機能を行うコードオブジェクトもディスクに保存されうる。
RAM130には、ブーティング過程でROM120からブートイメージ(BootImage)を読み出して圧縮解除されたRTOSイメージ(Unpacked RTOSImage)がローディングされる。そして、HDDメディア150に保存されているホストインターフェース及び外部インターフェースの実行に必要なコードオブジェクトがRAM 130にローディングされる。もちろん、RAM130には、データを保存するための領域(DATA AREA)も割り当てられている。
チャンネル(CHANNEL)回路200には、データのリード/ライトのための信号処理を行うのに必要な回路が内蔵されており、サーボ(SERVO)回路210には、データのリード/ライトを行うためにヘッドディスクアセンブリー100を制御するのに必要な回路が内蔵されている。
RTOS(Real Time Operating System)110A)は、ディスクを利用した多重プログラム運用体系である。タスク(task)によって優先順位の高い前位(foreground)ではリアルタイム多重処理を行い、優先順位の低い後位(background)では一括処理を行う。そして、ディスクからのコードオブジェクトのローディングと、ディスクへのコードオブジェクトのアンローディングを行う。
RTOS(Real Time Operating System)110Aは、コードオブジェクト管理ユニット(Code Object Management Unit;COMU)110−1、コードオブジェクトローダー(Code Object Loader;COL)110−2、メモリハンドラー(Memory Handler;MH)110−3、チャンネル制御モジュール(Channel Control Module;CCM)110−4及びサーボ制御モジュール(Servo Control Module;SCM)110−5を管理して、要請された命令によるタスクを行う。RTOS110Aはまた、アプリケーション(Application)プログラム220を管理する。
より詳細には、RTOS110Aは、ディスクドライブのブーティング過程で、ディスクドライブの制御に必要なコードオブジェクトをRAM130にローディングさせる。したがって、ブーティング過程を行ってから、RAM130にローディングされたコードオブジェクトを利用してディスクドライブを動作させられるようになる。
COMU110−1は、コードオブジェクトが記録されている位置情報を保存し、仮想アドレスを実際アドレスに変換させて、バスを仲裁する処理を行う。また、行われているタスクの優先順位に関する情報も保存されている。そして、コードオブジェクトについてのタスク実行に必要なタスク制御ブロック(Task Control Block;TCB)情報及びスタック情報も管理する。
COL110−2は、COMU110−1を利用してHDDメディア150に保存されているコードオブジェクトをRAM130にローディングさせるか、またはRAM130に保存されているコードオブジェクトをHDDメディア150にアンローディングさせる処理を行う。これにより、COL110−2は、HDDメディア150に保存されている図13〜図16のフローチャートによるライト欠陥復旧方法を行わせるためのコードオブジェクトを、RAM130にローディングさせることができる。
RTOS110Aは、RAM130にローディングされたコードオブジェクトを利用して、後述する図13〜図16のフローチャートによるライト欠陥復旧方法を行える。
MH 110−3は、ROM120及びRAM130から/にデータをリード/ライトする処理を行う。
CCM110−4は、データのリード/ライトのための信号処理に必要なチャンネル制御を行い、SCM110−5は、データのリード/ライトを行うために、ヘッドディスクアセンブリーを含むサーボ制御を行う。
次いで、図1に図示された本発明の技術的思想による一実施形態によるデータ保存装置の一例である、ディスクドライブの電気的な構成を図4に図示した。
図4に図示されたように、本発明の技術的思想による一実施形態によるディスクドライブは、プリアンプ410(PRE−AMP)、リード/ライトチャンネル420(R/W CHANNEL)、コントローラ430、ボイスコイルモータ駆動部440(VCM駆動部)、スピンドルモータ駆動部450(SPM駆動部)、ROM120、RAM130及びホストインターフェース160を備える。
コントローラ430は、デジタル信号プロセッサー(DSP:Digital Signal Processor)、マイクロプロセッサー、マイクロコントローラ、プロセッサーなどでありうる。コントローラ430は、ホストインターフェース回路160を通じてホスト機器から受信されるコマンド(command)によって、ディスク12から/に情報を再生/記録するために、リード/ライトチャンネル420を制御する。
コントローラ430は、ボイスコイルモータ30(Voice Coil Motor:VCM)を駆動させるための駆動電流を供給するVCM駆動部440に結合されている。コントローラ430は、磁気ヘッド16の動きを制御するためにVCM駆動部440に制御信号を供給する。
コントローラ430は、スピンドルモータ14(Spindle Motor:SPM)を駆動させるための駆動電流を供給するSPM駆動部450にも結合されている。コントローラ430は電源が供給されれば、スピンドルモータ14を目標速度で回転させるために、SPM駆動部450に制御信号を供給する。
そして、コントローラ430は、ROM120及びRAM130とそれぞれ結合されている。ROM120には、ディスクドライブを制御するファームウェア及び制御データが保存されている。図13〜図16に図示された本発明の技術的思想によるライト欠陥復旧方法を行わせるためのプログラムコード及び情報が保存される。もちろん、図13〜図16に図示された本発明の技術的思想によるライト欠陥復旧方法を行わせるためのプログラムコード及び情報を、ROM120の代りにディスク12のメンテナンスシリンダー領域に保存してもよい。
まず、一般的なディスクドライブの動作を説明すれば、次の通りである。
データ読み出し(Read)モードで、ディスクドライブは、ディスク12から磁気ヘッド16によって感知された電気的な信号をプリアンプ410で増幅させる。次いで、リード/ライトチャンネル420で、信号のサイズによって利得を自動的に可変させる自動利得制御回路(図示せず)によって、プリアンプ410から出力される信号を増幅させ、これをデジタル信号に変換させた後、復号処理してデータを検出する。検出されたデータはコントローラ430で、一例として、エラー訂正コードであるリードソロモンコードを利用したエラー訂正処理を行った後、ストリームデータに変換して、ホストインターフェース回路160を通じてホスト機器に伝送する。コントローラ430は、ECCスキャンモードを行って、ディスク12から読み出した情報に含まれたエラー訂正コード(ECC)シンボルのうち、エラーが発生して訂正されたECC訂正シンボルの数情報をセクター別に生成させることができる。
次いで、書き込み(Write)モードで、ディスクドライブは、ホストインターフェース回路160を通じてホスト機器からデータを入力されて、コントローラ430でリードソロモンコードによるエラー訂正用シンボルを付加し、リード/ライトチャンネル回路420によって記録チャンネルに好適に符号化処理した後、プリアンプ410によって増幅された記録電流で磁気ヘッド16を通じてディスク12に記録させる。
次いで、本発明の技術的思想によるライト欠陥復旧方法をディスクドライブで行わせる実施形態について具体的に説明する。
コントローラ430は、ROM120またはディスク12に保存されたライト欠陥復旧方法を行わせるためのプログラムコード及び情報をRAM130にローディングさせ、RAM130にローディングされたプログラムコード及び情報を利用して、図13〜図16に図示された本発明の技術的思想によるライト欠陥復旧方法を行わせるように構成手段を制御する。
本発明の技術的思想によるライト欠陥復旧処理装置の回路ブロック構成の例を、図5及び図6に図示した。図5及び図6に図示されたライト欠陥復旧処理装置は、図1のデータ保存装置のプロセッサー110、または図4のコントローラ430に含まれるように設計でき、場合によっては別途の回路構成で設計してもよい。
まず、図5に図示された本発明の技術的思想の一実施形態であるライト欠陥復旧処理装置について説明する。
図5に図示されたように、ライト欠陥復旧処理装置は、ライト欠陥検出部510、ライト欠陥復旧領域決定部520及びライト欠陥復旧制御部530を備える。
ライト欠陥検出部510は、ライト動作を行う間に、ディスク12のサーボ情報領域901から読み出した信号を利用してライト欠陥が発生したかどうかを判定する。すなわち、サーボ情報領域901から読み出したプリアンブル(Preamble)101、サーボ同期表示信号102、グレイコード(Gray Code)103及びバースト信号(Burst)104のうちいずれか一つの信号で欠陥が発生する場合に、ライト欠陥が発生すると判定し、ライト欠陥が発生することを知らせるライト欠陥検出信号を生成させる。一例として、ライト欠陥検出部510は、ライト動作を行う間に、バースト信号(Burst)104を利用して生成させた位置エラー信号のレベルが基準値未満である場合に、ライト欠陥が発生すると判定する。位置エラー信号のレベルが基準値未満である場合には、トラック追従制御を正常に行えなくなる。
図11Aに、ライトモードを行う過程でライト欠陥が発生する場合のセクター位置別位置エラー信号を図示し、図11Bに、ライトモードを行う過程でライト欠陥が発生していない場合のセクター位置別位置エラー信号を図示した。図11A及び図11Bで、横軸はセクター番号を表し、縦軸は位置エラー信号のサイズを表す。
図11Aを参照すれば、セクター番号139〜159近くでの位置エラー信号のサイズが、他のセクター領域に比べて非正常的に減少することが分かる。これにより、セクター番号139〜159近くでライト欠陥が検出される。
ライト欠陥復旧制御部530は、ライト欠陥検出信号が受信される場合にライト命令の実行を停止させ、ライト命令の実行が停止したライト欠陥が発生するセクター情報を、プロセッサー110の内部レジスター(図示せず)に保存する。そして、ライト欠陥復旧制御部530は、ライト欠陥が発生したライト命令によって指定されたトラックのセクター領域から情報を読み出すための制御信号を生成させる。これにより、ライト欠陥復旧制御部530で生成された制御信号によって、メディアインターフェース140は、メディア150をアクセスして、ライト欠陥が発生したライト命令によって指定されたトラックのセクター領域に含まれたデータ領域から情報を読み出す。
ライト欠陥復旧領域決定部520は、ECCスキャンモードを利用して、ライト欠陥が発生したライト命令によって指定されたトラックのセクター領域に含まれたデータ領域から読み出した情報に含まれたエラー訂正コード(ECC)シンボルのうち、エラーが発生して訂正されたECC訂正シンボルの数をセクター別に算出し、算出されたセクター別ECC訂正シンボルの数に基づいてライト欠陥復旧開始セクターを決定する。ライト欠陥復旧領域決定部520の細部的な構成を図7に図示した。
図7に図示されたように、ライト欠陥復旧領域決定部520は、ECC処理部710、バッファ720、第1判定部730及びライト欠陥復旧開始セクター決定部740を備える。
ECC処理部710は、ECCスキャン動作によって、ライト欠陥が発生したライト命令によって指定されたトラックのセクター領域に含まれたデータ領域から読み出した情報に含まれたエラー訂正コード(ECC)シンボルのうち、エラーが発生して訂正されたECC訂正シンボルを検出して、セクター別ECC訂正シンボルの数情報を演算して算出する。ECC処理部110−1は、一例として、リードソロモン(Reed Solomon;RS)復号器を利用してECCシンボルのうち、エラーが発生したECCシンボルを検出し、エラーが発生したECCシンボルを訂正できる。
これにより、セクター別に発生したECC訂正シンボルの数をカウントすれば、セクター別ECC訂正シンボルの数情報を算出できる。ライト欠陥が発生する場合に、このように算出されたセクター別ECC訂正シンボル数の分布の一例を、図12に図示した。
そして、ECC処理部710で算出されたセクター別ECC訂正シンボルの数情報をバッファ720に保存する。これにより、バッファ720には、セクター情報と共に該当セクターについてのECC訂正シンボルの数情報が保存される。
第1判定部730は、バッファ720で読み出したセクター別ECC訂正シンボルの数と第1臨界値とを比較して、最初にセクター別ECC訂正シンボルの数が第1臨界値を超過するセクターを検出する。ここで、第1臨界値は、一つのセクターでエラー訂正処理を正常に行える最大ECCシンボルの数と同一に、またはそれより小さく設定する。一例として、一つのセクターで正常にエラー訂正処理できる最大ECCシンボルの数の70%で第1臨界値を設定でき、このように第1臨界値を設定すれば、潜在的に問題のあるセクターから書換えを行えるようになる。
ライト欠陥復旧開始セクター決定部740は、第1判定部730で検出された、最初にセクター別ECC訂正シンボルの数が第1臨界値を超過するセクターを、ライト欠陥復旧開始セクターと決定し、決定されたライト欠陥復旧開始セクター情報S1を出力する。
もし、バッファ720から読み出したあらゆるセクターに対するセクター別ECC訂正シンボルの数が第1臨界値を超過しないと第1判定部730で判定されれば、ライト欠陥復旧開始セクター決定部740は、ライト欠陥が発生してライト動作が停止したセクター位置を基準に初期設定された個数以前セクターを、ライト欠陥復旧開始セクターと決定する。
このような動作によってライト欠陥が発生する場合に、ライト欠陥復旧開始セクター位置を決定できるようになる。ライト欠陥復旧開始セクター位置によって、書換えで復旧せねばならないセクター数が決定される。
再び図5を参照すれば、ライト欠陥復旧制御部530は、図7で説明したような、ライト欠陥復旧領域決定部520から出力されるライト欠陥復旧開始セクター情報S1を入力して、ライト欠陥復旧開始セクター位置から、書換えを行わせるための制御信号を発生させる。すなわち、ライト欠陥が発生して一時停止したライト命令によるライト動作を、ライト欠陥復旧開始セクター位置から再び行わせるように制御する。これにより、ライト欠陥復旧制御部530で生成された制御信号によって、メディアインターフェース140は、記録媒体をアクセスしてライト欠陥復旧開始セクター位置から書換え動作を行う。
次いで、図6に図示された本発明の技術的思想の他の実施形態であるライト欠陥復旧処理装置について説明する。
図6に図示されたように、ライト欠陥復旧処理装置は、ライト欠陥検出部510、ライト欠陥復旧領域決定部520、ライト欠陥復旧制御部530、ディフェクトセクター検出部540及びディフェクト処理制御部550を備える。ここで、ライト欠陥復旧領域決定部520及びディフェクトセクター検出部540を備えるブロック1000の細部的な構成を、図8に図示した。
図6に図示されたライト欠陥検出部510及びライト欠陥復旧制御部530は、図5で既に説明したので、重複説明を省略する。
ブロック1000について、図8を参照して説明する。
図6に図示されたように、ライト欠陥復旧領域決定部520及びディフェクトセクター検出部540を備えるブロック1000は、ECC処理部710、バッファ720、第1判定部730、ライト欠陥復旧開始セクター決定部740、第2判定部750及びディフェクトセクター決定部760を備える。ここで、ECC処理部710及びバッファ720は、ライト欠陥復旧領域決定部520及びディフェクトセクター検出部540で共通的に用いられる。参考までに、図6に図示されたディフェクトセクター検出部540は、ECC処理部710、バッファ720、第2判定部750及びディフェクトセクター決定部760を備えるブロックを意味する。
ECC処理部710は、図6で説明したように、ECCスキャン動作によって、ライト欠陥が発生したライト命令によって指定されたトラックのセクター領域におけるセクター別ECC訂正シンボルの数を演算して算出する。そして、ECC処理部710で算出されたセクター別ECC訂正シンボルの数情報をバッファ720に保存する。これにより、バッファ720には、セクター情報と共に該当セクターについてのECC訂正シンボルの数情報が保存される。
第1判定部730は、バッファ720から読み出したセクター別ECC訂正シンボルの数と第1臨界値とを比較して、最初にセクター別ECC訂正シンボルの数が第1臨界値を超過するセクターを検出する。
ライト欠陥復旧開始セクター決定部740は、第1判定部730で検出された、最初にセクター別ECC訂正シンボルの数が第1臨界値を超過するセクターを、ライト欠陥復旧開始セクターと決定し、決定されたライト欠陥復旧開始セクター情報S1を出力する。
もし、バッファ720から読み出したあらゆるセクターに対するセクター別ECC訂正シンボルの数が第1臨界値を超過しないと第1判定部730で判定されれば、ライト欠陥復旧開始セクター決定部740は、ライト欠陥が発生してライト動作が停止したセクター位置を基準に初期設定された個数以前セクターを、ライト欠陥復旧開始セクターと決定する。
もし、同じライト命令を行いつつ2回以上ライト欠陥が発生する場合、すなわち、ライト欠陥が同じセクター領域で反復して発生する場合には、第2判定部750を動作させる。
第2判定部750は、バッファ720から読み出したセクター別ECC訂正シンボルの数と第2臨界値とを比較して、第2臨界値を超過するセクターを検出する。ここで、第2臨界値は第1臨界値と同じ値と設定してもよく、また第2臨界値を第1臨界値と異なって設定してもよい。
ディフェクトセクター決定部760は、第2判定部750で検出されたセクター別ECC訂正シンボルの数が第2臨界値を超過するセクターを、ディフェクトセクターと決定し、決定されたディフェクトセクター情報S2を出力する。
再び図6を参照すれば、ライト欠陥復旧制御部530は、図8で説明したように、一つのライト命令を行いつつ最初にライト欠陥が発生する場合には、ライト欠陥復旧領域決定部520から出力されるライト欠陥復旧開始セクター情報S1を入力して、ライト欠陥復旧開始セクター位置から書換えを行わせるための制御信号1を発生させる。これにより、ライト欠陥復旧制御部530で生成された制御信号によって、メディアインターフェース140は記録媒体をアクセスして、ライト欠陥復旧開始セクター位置から書換え動作を行う。すなわち、ライト欠陥が発生して一時停止したライト命令によるライト動作を、ライト欠陥復旧開始セクター位置から再び行わせる。
しかし、一つのライト命令を行いつつ重複的なライト欠陥が発生する場合には、ディフェクトセクター検出部540から出力されるディフェクトセクター情報S2を入力して、ディフェクト処理を行わせるための制御信号2を発生させる。制御信号2によってディフェクトと決定されたセクターを、スペアセクターと再割り当て処理する。このようなディフェクト処理を終えてから、ライト欠陥復旧制御部530は、ライト欠陥復旧領域決定部520から出力されるライト欠陥復旧開始セクター情報S1を入力して、ライト欠陥復旧開始セクター位置から書換えを行わせるように、メディアインターフェース140を制御する。
次いで、図1のデータ保存装置のプロセッサー110または図4のディスクドライブのコントローラ430の制御によって行われる、本発明の技術的思想によるライト欠陥復旧方法について、図13〜図16のフローチャートを参照して説明する。
まず、図13に図示された本発明の技術的思想によるライト欠陥復旧方法の一実施形態について説明する。
プロセッサー110またはコントローラ430は、ホスト機器170からライト命令が受信されるかどうかを判断する(S1301)。
ライト命令が受信される場合には、ライト命令によって指定された記録媒体のトラックのセクター領域に受信されるデータをライトする動作を行う(S1302)。
ライト動作を行いつつライト欠陥が発生するかどうかを判断する(S1303)。データ保存装置がディスクドライブである場合には、ディスク12のサーボ情報領域901から読み出した信号を利用してライト欠陥が発生するかどうかを判断する。すなわち、サーボ情報領域901から読み出したプリアンブル(Preamble)101、サーボ同期表示信号102、グレイコード(Gray Code)103及びバースト信号(Burst)104のうちいずれか一つの信号で欠陥が発生する場合に、ライト欠陥が発生すると判断する。具体的に、バースト信号(Burst)104を利用して生成させた位置エラー信号のレベルが基準値未満の場合に、ライト欠陥が発生すると判定できる。
段階1303(S1303)の判断結果、ライト欠陥が発生した場合には、実行中のライトモードを停止させる(S1304)。
次いで、ECCスキャンモードを利用してライト欠陥復旧開始セクターを決定する(S1305)。すなわち、ECCスキャン動作によって、ライト欠陥が発生したライト命令によって指定されたトラックのセクター領域で算出されたセクター別ECC訂正シンボル数と臨界条件とを比較して、ライト欠陥復旧開始セクターを決定する。
図14を参照して、ライト欠陥復旧開始セクターを決定する方法について具体的に説明する。
まず、ライト欠陥が発生したトラックからデータをリードする(S1401)。具体的に、ライト欠陥が発生したライト命令によって指定されたトラックのセクター領域からデータをリードする。
次いで、ECCスキャン動作によって、セクター別ECC訂正シンボル数を算出して保存する(S1402)。すなわち、ECCスキャン動作によって読み出したデータに含まれたエラー訂正コード(ECC)シンボルのうち、ECCデコーディング処理する過程でエラーが発生して訂正されたECC訂正シンボルを検出して、セクター別ECC訂正シンボルの数情報を算出して保存する。一例として、RS復号器を利用してECCシンボルのうち、エラーが発生したECCシンボルを検出し、エラーが発生したECCシンボルを訂正するECC訂正シンボルを生成させることができる。そして、セクター別に発生したECC訂正シンボルの数を合算すれば、セクター別ECC訂正シンボルの数情報を算出できる。
次いで、段階1402(S1402)で算出されたセクター別ECC訂正シンボルの数に基づいて、ライト欠陥復旧開始セクターを決定する(S1403)。一例として、段階1402(S1402)で算出されたセクター別ECC訂正シンボルの数と第1臨界値とを順次に比較して、最初にセクター別ECC訂正シンボルの数が第1臨界値を超過するセクターを、ライト欠陥復旧開始セクターとして決定できる。もし、段階1402(S1402)で算出されたあらゆるセクターに対するセクター別ECC訂正シンボルの数が第1臨界値を超過しない場合には、ライト欠陥が発生して、ライト動作が停止したセクター位置を基準に初期設定された個数以前セクターを、ライト欠陥復旧開始セクターと決定できる。
このような動作によってライト欠陥復旧開始セクターを決定できるようになる。
再び図13を参照すれば、段階1305で決定されたライト欠陥復旧開始セクター位置から書換えを行う(S1306)。すなわち、ライト欠陥が発生して一時停止したライト命令によるライト動作を、ライト欠陥復旧開始セクター位置から再び行わせる。
次いで、図15に図示された本発明の技術的思想によるライト欠陥復旧方法の他の実施形態について説明する。
図15に図示された段階1301(S1301)〜段階1306(S1306)は、図13に図示された段階1301(S1301)〜段階1306(S1306)と同一であるので、重複説明は略す。
ライト欠陥発生による段階1306(S1306)で、書換えを行う過程で重複的なライト欠陥が発生するかどうかを判断する(S1307)。すなわち、同じライト命令を行いつつ2回以上ライト欠陥が発生するかどうかを判断する。ライト欠陥の判断は、段階1303(S1303)と同じ方式で行える。
段階1307(S1307)の判断結果、2回以上の重複的なライト欠陥が発生した場合に書換えモードを停止させる(S1308)。
次いで、ECCスキャンモードを利用してディフェクトセクター検出及び補償処理を行う(S1309)。ディフェクトセクター検出及び補償処理方法の一例を図16に図示した。
図16を参照して、ディフェクトセクター検出及び補償処理方法について具体的に説明する。
まず、ライト欠陥が発生したトラックからデータをリードする(S1601)。具体的に、ライト欠陥が発生したライト命令によって指定されたトラックのセクター領域からデータをリードする。
次いで、ECCスキャン動作によって、セクター別ECC訂正シンボル数を算出して保存する(S1602)。すなわち、ECCスキャン動作によって読み出したデータに含まれたエラー訂正コード(ECC)シンボルのうち、ECCデコーディング処理する過程でエラーが発生して訂正されたECC訂正シンボルを検出して、セクター別ECC訂正シンボルの数情報を算出して保存する。一例として、RS復号器を利用してECCシンボルのうち、エラーが発生したECCシンボルを検出し、エラーが発生したECCシンボルを訂正するECC訂正シンボルを生成させることができる。そして、セクター別に発生したECC訂正シンボルの数を合算すれば、セクター別ECC訂正シンボルの数情報を算出できる。
次いで、段階1602(S1602)で算出されたセクター別ECC訂正シンボルの数に基づいてディフェクトセクターを検出する(S1603)。一例として、段階1602(S1602)で算出されたセクター別ECC訂正シンボルの数と第2臨界値とを比較して、セクター別ECC訂正シンボルの数が第2臨界値を超過するセクターを検出して、ディフェクトセクターと決定できる。
次いで、段階1603(S1603)で検出されたディフェクトセクターをスペアセクターと再割り当て処理する(S1604)。これにより、データリードまたはライトモードで、ディフェクトセクターはアクセスされなくなる。
再び図15を参照すれば、段階1305で決定されたライト欠陥復旧開始セクター位置から2次書換えを行う(S1310)。すなわち、重複的なライト欠陥が発生して一時停止したライト命令によるライト動作を、ライト欠陥復旧開始セクター位置から再び行わせる。
前記のような動作によって、ライト欠陥発生時にセクター単位でエラーが発生するセクターを正確に判断できるので、潜在的な問題があるセクターで書換えを行えるようになる。
本発明は方法、装置、システムなどで行われうる。ソフトウェアで行われる時、本発明の構成手段は必ず必要な作業を行うコードセグメントである。プログラムまたはコードセグメントは、プロセッサー判読可能媒体に保存されうる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
510 ライト欠陥検出部
520 ライト欠陥復旧領域決定部
530 ライト欠陥復旧制御部

Claims (7)

  1. ライト動作を行わせる過程で記録媒体のサーボ情報領域から読み出した信号から欠陥が検出される場合に、ライト欠陥が発生すると判定する段階と、
    ライト欠陥が発生したトラックから情報を読み出す段階と、
    前記読み出した情報に含まれたエラー訂正コード(ECC)シンボルのうち、エラーが発生して訂正されたECC訂正シンボルの数をセクター別に算出する段階と、
    前記セクター別ECC訂正シンボルの数が最初に第1臨界値を超過するセクターをライト欠陥復旧開始セクターと判定する段階と、
    前記ライト欠陥復旧開始セクターから書換えを行う段階とを含むライト欠陥復旧方法。
  2. 前記ライト欠陥が同じセクター領域で反復して発生する場合に、ライト欠陥が発生したセクター領域におけるディフェクトセクターを検出してディフェクト補償処理を行う段階をさらに含む、請求項1に記載のライト欠陥復旧方法。
  3. 情報を保存する記録媒体と、
    前記記録媒体をアクセスして情報をライトまたはリードするメディアインターフェースと、
    ライト動作を行わせる過程で前記記録媒体のサーボ情報領域から読み出した信号から欠陥が検出される場合に、ライト欠陥が発生すると判定し、ライト欠陥が発生する場合にライト命令の実行を停止させ、前記ライト欠陥が発生したトラックから読み出した情報に含まれたエラー訂正コード(ECC)シンボルのうち、エラーが発生して訂正されたECC訂正シンボルの数が第1臨界値を超過する最初のセクターを検出して、ライト欠陥復旧開始セクターと決定し、前記決定されたライト欠陥復旧開始セクターから書換えを行うように前記メディアインターフェースを制御するプロセッサーとを備える、データ保存装置。
  4. 前記プロセッサーは、
    ライト命令を行う過程でライト欠陥が発生することを検出するライト欠陥検出部と、
    前記ライト欠陥が検出されれば、ライト命令の実行を停止させた後、前記ライト欠陥が発生したライト命令によって指定された前記記録媒体のトラックのセクター領域から情報を読み出し、ライト欠陥復旧領域決定部で決定されたライト欠陥復旧開始セクター位置から書換えを行わせるように、前記メディアインターフェースを制御するライト欠陥復旧制御部と、
    前記ライト欠陥が発生したライト命令によって、指定された前記記録媒体のトラックのセクター領域から読み出した情報に含まれたエラー訂正コード(ECC)シンボルのうち、エラーが発生して訂正されたECC訂正シンボルの数が前記第1臨界値を超過する最初のセクターを検出して、ライト欠陥復旧開始セクターと決定するライト欠陥復旧領域決定部とを備える、請求項に記載のデータ保存装置。
  5. 前記ライト欠陥復旧領域決定部は、
    前記ライト欠陥が発生したトラックから読み出した情報に含まれたエラー訂正コード(ECC)シンボルのうち、エラーが発生して訂正されたECC訂正シンボルを検出してセクター別ECC訂正シンボル数情報を生成させるECC処理部と、
    前記ECC処理部で生成されるセクター別ECCシンボル数情報を保存するバッファと、
    前記バッファから読み出したセクター別ECC訂正シンボルの数情報と第1臨界値とを比較して、最初に第1臨界値を超過するセクターを検出する第1判定部と、
    前記第1判定部で検出されたセクターをライト欠陥復旧開始セクターと決定するライト欠陥復旧開始セクター決定部とを備える、請求項に記載のデータ保存装置。
  6. 前記プロセッサーは、前記ライト欠陥が同じセクター領域で反復して発生する場合に、反復してライト欠陥が発生したセクター領域からディフェクトセクターを検出するディフェクトセクター検出部と、
    前記ディフェクトセクター検出部で検出されたディフェクトセクターをスペアセクターと再割り当て処理するディフェクト処理制御部と、をさらに備える、請求項に記載のデータ保存装置。
  7. 請求項1および2のうちいずれか1項に記載の方法をコンピュータで行わせるためのプログラムコードを記録したコンピュータで読み出し可能な記録媒体。
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