JPH02158986A

JPH02158986A - ディスク制御装置

Info

Publication number: JPH02158986A
Application number: JP31290788A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Okamoto; 豊岡本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-12-13
Filing date: 1988-12-13
Publication date: 1990-06-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的）（産業上の利用分野）この発明は、磁気ディスク装置や、光デイスク装置等を
制御するディスク制御装置に関する。

（従来の技術）磁気ディスクや光ディスクのような円盤状の記録媒体で
情報を記録／再生する記憶装置では、データは同心円状
に形成されたトラックに記憶される。従って、情報を読
みだし、または、書き込む場合、対象データが納められ
ている、または、納められるべきトラックまでヘッドを
移動しくシーク動作）、さらに、対象とするデータ・ブ
ロックが、媒体の回転によりヘッド位置に到達するまで
待つ必要がある。ディスク装置の場合、データの記録／
再生に要するアクセス・タイムは、半導体記憶装置に比
べて極めて大きいが、その要因の一つが、この機械的な
動作に起因する待ち時間である。

シーク時間の短縮に関しては、トラッキング・サーボ方
式の改善等により、ある程度の成果をあげているが５機
械的な動作である以上、その限界は、半導体記憶装置に
は遥かにおよばない。回転待ち時間の短縮に関しては、
回転数をあげる方法と、同一トラック上のヘッドの数を
増加させる方法が試みられている。ベルトの数を増加さ
せた場合、少なからずコストが増大するが、待ち時間は
高々数分の−にしか改善されない。また、回転数を上げ
る場合も、それに比例した改善が可能であるが、機械的
な強度と、回転数の増加に伴って高くなる信号周波数に
回路素子の性能が追いつけない等の問題があり、飛躇的
な改善は望めない。

こうした機械的な動作に起因するアクセス速度の劣化を
回避する手法の一つが、半導体バッファを併用したディ
スク・キャッシュである。この手法は、ディスク上の、
記憶領域の一部を半導体バッファに、動的にマツピング
して、対象データが半導体バッファ上に存在する場合は
、ディスク上のデータにはアクセスをしないため、待ち
時間の減少に効果がある。しかし、バッファ上のデータ
の信頼性を保つためデータの書き込みに関しては、従来
どおりの動作を行わせてるものも多く、この場合、書き
込みの比率の大きなアクセスでは改善の効果があられれ
ない。

（発明が解決しようとする課題）ディスク装置のアセセス速度を低下させている要因の一
つは、上記したように、機械的動作に起因する待ち時間
である。従って、この動作を、必要最少銀に抑えること
でアクセス速度を改善する事が可能である。しかし、従
来書き込みに対してこれを達成するには、予期しない電
源断等によるデータの消失というリスクを負うか、別電
源によるバンクアップ等を講じるか、或いは、消失を回
避するための対策を比較的大容量のバッファ全体に講じ
る必要があった。

本発明は、データの書き込みに対しても高い信頼性を確
保しつつ、機械的な動作を必要最小限に抑えることでア
クセス速度を改善する事を目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は制御装置には、上位装置から受は取る論理的な
データ・ブロック番号をディスク装置上の物理的なデー
タ・ブロック番号に変換するためのテーブルＡと、デー
タ・ブロックが使用可能な状態であるか否かを記録する
テーブルＢと、上位装置からの読みだし命令に際して論
理的なデータ・ブロック番号を物理的なデータ・ブロッ
ク番号に変換する手段と、上位装置からの書き込み命令
に際して、書き込みを最短時間で行える空きデータ・ブ
ロック列を検索する手段とを持たせるものである。

（作　　用）上位装置からの書き込み命令を受は取ると、空きデータ
・ブロック列を検索する手段が、ディスク装置の現在の
ヘッドの位置と、テーブルＢから得られる空きデータ・
ブロックに関する情報とから、どのデータ・ブロックに
書き込みを行えば、機械的な動作に起因する待ち時間を
最少に出来るかを判断する。これをもとに、上位装置か
ら指示された論理的なデータ・ブロック番号にとられれ
ることなく、最短時間で書き込みを終了し、使用した物
理的なデータ・ブロックが使用状態にある事をテーブル
Ｂに記録し、更に論理的なデータ・ブロック番号と物理
的なデータ・ブロック番号との対応関係をテーブルＡを
更新することで記憶する。上位装置からの読みだし命令
を受は取った場合には、手段Ｃが、テーブルＡを検索し
て、論理的なデータ・ブロック番号を物理的なデータ・
ブロック番号に変換し、要求されたデータを上位装置に
転送する。これにより信頼性を確保したまま、待ち時間
を最小限に抑え得るのである。

（実　施　例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は、本発明の構成図である。テーブルＡ、テーブルＢ
のエントリの数（＝総ブロック数）は、各々、ディスク
の総容量をデータ・ブロック容量で割った数とする。テ
ーブルＡと各エントリには、エントリ番号に相当する論
理ブロックの内容が実際に記憶されている物理ブロック
番号を記録する。未使用の論理ブロックには、変換テー
ブルが無効であることを示すための数（例えば−１）を
記録しておく６テーブルＢの各エントリには、エントリ
番号に相当する物理ブロックが使用中であるか未使用で
あるかを示すフラグを記録する。

始めに、データの書き込み時の動作を説明する。

上位装置１０１は、データの書き込み命令を、データの
開始アドレス及びデータ長と共にバス１１１を通じて書
き込み変換制御ブロック１０５を送る。１０５では、受
は取ったデータ長とテーブルＢから、書き込みを最短時
間で終了出来るデータ・ブロック列を生成し、テーブル
の更新を行うと共に、従来と同様の制御を行うブロック
１０７に書き込み制御を渡す。（尚、後段で書き込みを
最短にする経路検索法について説明する。いま仮に、命
令を受は取る前のディスク装［１０８のヘッド位置がシ
リンダ（ヘッドのトラック番号）が６３、命令の開始ア
ドレスがデータ・ブロック７２４、データ長４ブロツク
、１トラツクあたりのブロック数が４．１シリンダあた
りのトラック数が４、テーブルＢの内容の一部が表１の
ようであるとする。表１は、説明のため、エントリ番号
（数セクタ）、シリンダ番号、ヘッド番号が併記しであ
るが、テーブルＢとしては、フラグの内容のみで十分で
ある。

×：使用中Ｏ：未使用表１書き込みの場合で、上位装置で指定してくるデータの単
位長とテーブルが管理するブロックのデータ長が異なる
場合、重書きされない部分のデータを補償するため、読
みだしシーケンスが必要になることがあるが、ここでは
、必要ないとして説明を続ける。

ブロック１０５は、先ず、変換テーブルＡを検索し、上
位装置から指定された論理記録領域に対応する物理領域
が有効なブロック番号を持っている場合には、これに対
応するテーブルＢのエントリに未使用であることを示す
フラグを書き込み、この領域を解放する。有効なブロッ
ク番号を持っていない場合は、未使用領域に対する書き
込みであるから、ブロックを解放する必要はない。

次に、現在のヘッド位置に相当するブロックから順に、
書き込み命令を満足するための空きブロックをテーブル
Ｂから捜し出す。この場合は、シリンダ６３上にあるデ
ータ・ブロック１００８〜１０２３を見にいくが、この
シリンダには、空きブロックがないので、隣のシリンダ
を検索する。シリンダ６２とシリンダ６４には、共に、
命令を満たすだけの空きブロックが存在し、シリンダ６
３からも等距離にある為シーク時間に差はないが、シリ
ンダ６４の空きブロックは、４つのトラックに分散して
いるため、一つのトラックに集中しているシリンダ６２
に比へて回転持ち時間を約４倍見積もる必要がある。

よって、ブロック１０５は、データ・ブロック９９６〜
９９９を実際に書き込みを行う物理ブロックとして選択
し、ブロック１０７に書き込み制御を渡す。更に、テー
ブルＡのエントリ（！！＆理ブロック７２４〜７２７に
物理ブロック番号９９６〜９９９をテーブルＢのエント
リ９９６〜９９９に使用中であることを示すフラグを記
録する。

空きブロックの獲得に失敗した場合は、現在のヘッド位
置に相当するシリンダを中心にした波状の検索をテーブ
ルＢに対して繰り返す。

読みだし時の制御は単純で、読みだし変換制御ブロック
１０６は、上位装置から指定された論理記録領域をテー
ブルＡを参照して、物理記憶領域に変換し、ブロック１
０７に読みだし制御を渡す。

ブロック１０７は、従来同様のディスク制御を行うもの
で、読みだし時のアクセス速度を改善するため、キャッ
シュ機能を備えたものが望ましいが、この機能を備えて
いなくともよい。

テーブルＡ、テーブルＢの内容は極めて重要であるから
、通常はもとより、予期しない電源断においてもその内
容が失われないような措置をこうしる必要があるが、ブ
ロック容量を通常有効とされる範囲（４〜８にバイト）
に選べば１両テーブルの容量は、キャッシュ・メモリ容
量に比べて僅かであるから、技術的にも経済的にも実施
が容易である。

次に上述した書き込み時間を最短にする経路検索法につ
いてのフローを第２図〜第４図に示しておく第３図は第
２図のｎブルーチン、第４図は第３図のｎブルーチンで
ある。ＣＡＤの配線経路検索等で使用されている迷路法
を１次元に応用した手法であるので説明は省略するが、
経路の・コストとして回転待ち時間とシーク時間を評価
することになる。

経路検索のため、以下に示すｇｅｔｐａｔｈ　（）とい
う再帰呼び出し可能な関数ｇｅｔｐａｔｈ　（ｃｌ、　
ｃ２．　ｃ３゜ｐｔｒ、　＊ｐａｔｈ、　　Ｓｔｉｍｅ
、　ｒｅｑｕｅｓｔ、　ｄｉｒｅｃｔ）　　を定義し＊
Ｐａｔｈという配列にコスト最少の経路（ブロック列）
を得る。

なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではな
く要旨を変更しない範囲において種々変更して実施する
ことができる。

〔発明の効果〕

この発明によるディスク制御装置を用いると、書き込み
時においてもデータをディスク装置に実際に書き込むこ
とにより、その信頼性を確保しつつ、ディスク装置のア
クセス速度を低下させている主要因の一つである機械的
動作に起因する待ち時間を最小限に抑えることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２図籾乃至
第４図は経路検索のフロー図である。１０１・・・上位装置　　　　１０２・・・テーブル用
メモリ１０３・・・ブロック・アドレス変換用テーブル
１０４・・・ディスクの使用状況管理用テーブル１０５
・・・書き込み変換制御ブロック１０６・・・読みだし
変換制御ブロック１０７・・・入出力制御ブロック１０８・・・ディスク装置ｉ１　　１１１・・・入出力
制御バス１１２・・・データバス第１図

Claims

【特許請求の範囲】

上位装置からのデータ転送に対し、要求されたアドレス
とディスク上の物理的位置との対応関係を変換するディ
スク制御装置であって、論理的位置と物理的位置との変
換テーブルと物理的位置の使用状態を示すテーブルとを
記憶するメモリと、テーブルの内容とその時点でのヘッ
ドの位置からより短時間に書き込み動作を終了するため
のアドレス変換手段とを備え、前記上位装置とのデータ
転送は、これらメモリの内容を参照／更新することを特
徴とするディスク制御装置。