JPH05210845A

JPH05210845A - 光ディスク・ドライブの一時的欠陥を含むセクタを再利用できるようにする方法および予備セクタの過剰な使用を確認する方法

Info

Publication number: JPH05210845A
Application number: JP4188005A
Authority: JP
Inventors: John E Kulakowski; ジョン・エドワード・クラコフスキ; Rodney Jerome Means; ロドニー・ジェローム・ミーンズ
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1991-09-09
Filing date: 1992-07-15
Publication date: 1993-08-20
Anticipated expiration: 2011-10-30
Also published as: EP0541219A1; JP2547925B2; US5303219A

Abstract

(57)【要約】【目的】光記憶装置において、塵等による汚染による
予備セクタの過剰消費を検出し、ディスク清掃後の良好
セクタを回復すること。【構成】光ディスク上の欠陥セクタが、初期フォーマ
ット中に識別され、このようなセクタは、後日に再利用
できる可能性のあるセクタとして除去される。ディスク
の使用中に欠陥があると識別されたセクタは、初期フォ
ーマット時に欠陥が発見されたセクタとは別に、２次欠
陥リスト（ＳＤＬ）にリストされる。清掃作業の後にＳ
ＤＬ内のセクタを表面分析して、現在良好であるかどう
か判定する。さらに、初期に欠陥が発見されたセクタに
隣接するＳＤＬ内の欠陥セクタが、再利用可能として除
去できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光記憶装置に関し、具
体的には、塵による汚染に起因する予備セクタの過剰消
費の検出と、ディスク清掃後の良好セクタの回復に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】標準の光ディスクは、１面あたり数千の
予備セクタを設けてフォーマットされる。予備セクタの
目的は、媒体内の欠陥または媒体上の屑のためにデータ
の読み書きが不可能になった時、データを記録するため
の場所を提供することである。光ディスク技術において
は、データ書込み時にディスク上におかれるマークが１
ミクロンの大きさに過ぎないので、小さな欠陥やディス
ク上の塵粒子が、データ読み書きの際にエラーを引き起
こす可能性がある。

【０００３】光ディスク内の欠陥には、一般に２つの種
類がある。第１の種類は、ディスク自体の構造内にあ
り、第２の種類は、光ディスクの表面上の塵汚染の結果
である。光磁気（ＭＯ）ディスクは、他の多くの種類の
媒体よりも、製造欠陥すなわちディスクの構造内の欠陥
を生じやすい。これは、ＭＯディスクが、テルビウム、
鉄、コバルトなどの反応性材料を用いて製作されるから
である。湿気や酸素が活性層に達する場合に、欠陥が生
じ得る。このような欠陥は、製造工程の間に発生するこ
ともあるが、その後にディスクの使用中に発生すること
もある。

【０００４】反応性材料内の欠陥は、時間が経つにつれ
て成長する傾向がある。ＭＯディスク内の活性層は、酸
素と湿気が浸透しないように設計された透明プラスチッ
ク材料で被覆される。しかし、酸素と湿気が活性層に達
する場合には、欠陥が生じ、成長する可能性がある。そ
の結果、当初から、あるセクタのデータの１ビットに影
響を及ぼす欠陥が活性層内に存在する場合、ある期間経
つと、その欠陥が成長して、そのセクタまたは隣接セク
タ内のデータの他のビットにも影響を及ぼす可能性があ
る。

【０００５】光ディスクのデータ読み書きに問題を引き
起こす第２の種類の欠陥は、塵または屑に起因する汚染
である。塵の粒子がディスクの表面に付着し、その粒子
が十分に大きい場合、レーザ・ビームは塵粒子によって
拡散またはブロックされ、その結果、ディスクの特定の
場所で読み書きができなくなる。塵粒子によって生じた
欠陥は、一般に寸法は成長しないが、この欠陥は、時間
の経過とともに塵粒子の移動につれて表面上を移動する
可能性がある。

【０００６】ディスクの欠陥の結果は、それが反応性材
料内の欠陥であれ、塵によるものであれ、同じである。
光ディスク・システムには、なにが欠陥の原因であるか
は判らず、ただエラーが存在することだけが判る。エラ
ーが存在すると、ディスクに書き込まれたデータの訂正
が不可能になり、あるいはエラー訂正コードによるデー
タの訂正が困難になる。そのデータを予備域に移す必要
が生じるかもしれない。塵によって問題が生じる場合
は、予備域も塵によって汚染されている可能性があり、
したがって、そのデータをさらに別の予備域に移す必要
が生じるかもしれない。塵による汚染のために、予備域
をすぐに使い切ってしまう可能性がある。

【０００７】米国特許第４５０６３６２号明細書は、デ
ータ内のエラーが、エラー訂正コードを使って検出され
訂正された場合に、そのデータが同じＲＡＭ記憶位置に
書き戻されるという、ダイナミックＲＡＭメモリに関す
るものである。同じエラーが繰り返される場合には、そ
の装置内にハード・エラーが存在すると見なされる。ダ
イナミックＲＡＭは、たとえばα粒子のＲＡＭへの衝撃
によるソフト・エラーを生じやすく、したがって、この
技法は、ハード・エラーをソフト・エラーから区別する
ように設計されている。

【０００８】米国特許第４９１６７０３号明細書も、Ｒ
ＡＭ記憶装置のハード・エラーをソフト・エラーから区
別することに関するものである。

【０００９】米国特許第４２１６５４１号明細書は、デ
ータが周期的に読み取られ、エラーの検出と訂正が行わ
れる、バブル・メモリのエラー回復技法に関するもので
ある。一旦訂正されたデータは、符号化された後にメモ
リに書き戻される。

【００１０】米国特許第４９２６４０８号明細書は、読
取り用と書込み用にそれぞれ１つずつ、２つのヘッドを
含む光ディスク装置に関するものである。欠陥は、フォ
ーマット動作の間に検出され、欠陥を含むセクタは、そ
れ以降の全ての参照から除去される。

【００１１】米国特許第４４３４４８７号明細書は、欠
陥セクタが予備セクタで置き換えられる、大容量記憶デ
ィスク内の３層欠陥管理システムに関するものである。

【００１２】米国特許第４９４９３２６号明細書は、光
ディスクに関し、欠陥セクタが予備セクタで置き換えら
れる、光ディスク用欠陥管理システムを教示するもので
ある。

【００１３】本発明者は、光ディスクの欠陥が２種類か
らなること、すなわち、反応性材料内の欠陥の結果であ
るか、あるいは汚染の結果生じた欠陥であることを認識
した。反応性材料内の欠陥は清掃によって取り除くこと
ができないが、塵による欠陥はディスクの清掃によって
除去することができる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】簡単に述べると、本発明
は、塵によって生じたエラーを媒体内の欠陥によって生
じたエラーから区別する機構を提供し、ディスク清掃後
にセクタを再利用するための機構を提供するものであ
る。これは、初期フォーマット中に発見されたすべての
欠陥セクタを記録し、それらを再利用可能として除去す
ることによって達成される。さらに、フォーマット後
に、フォーマット時に欠陥が発見されたセクタに隣接す
るセクタ内で欠陥が発生した場合には、これらのセクタ
も、再利用可能として除去することができる。その後、
その光ディスクの使用中に予備セクタ消費量の閾値に達
した時、ある機構が、予備セクタが少なくなっているこ
とをホストに通知し、ディスク清掃作業を求める要求が
行われる。清掃の後に、潜在的に再利用可能と識別され
たセクタを再フォーマットして、それらが現在使用可能
か否かを判定する。再使用可能と識別されたセクタは、
次の３つの方法のうちの１つに従って再利用される。
１）再利用されるセクタを、追加の予備セクタとして定
義する。２）元々は再利用される区域に充てられるはず
であったが予備域に書き込まれたデータを再利用域に移
して、予備域を解放する。３）再利用される区域を、将
来書込み動作ができるように、ユーザ域として復元す
る。

【００１５】本発明の前記その他の目的、特徴および長
所は、添付図面に示される、本発明の以下の具体的な説
明から明らかになろう。

【００１６】

【実施例】図１は、周辺装置用、この場合ではバス１２
を介してホスト・プロセッサ１１に接続された光ディス
ク・ドライブ２３用のコントローラ１０を示す図であ
る。コントローラ１０には、目標インターフェース論理
ブロック１３、光ディスク・コントローラ１４およびマ
イクロプロセッサ１５が含まれる。読取り専用メモリ
（ＲＯＭ）１６とランダム・アクセス・メモリ（ＲＡ
Ｍ）１７が、マイクロプロセッサ１５に結合されてい
る。ラン・レングス・リミテッド（ＲＬＬ）回路１８
が、光ディスク・ドライブ２３との間でデータをやり取
りする。バッファ１９が、データ用の記憶域を提供し、
エラー訂正コード（ＥＣＣ）論理回路２０が、バッファ
１９に含まれるデータに対する訂正を行う。光ディスク
２４が、データのディスクへの書込みおよびそこからの
読取りのため、光ディスク・ドライブ２３に装入され
る。

【００１７】マイクロプロセッサ１５は、このコントロ
ーラ用のシステム・マネジャである。これは、光ディス
ク・コントローラ１４とドライブ・インターフェース２
５を制御する。これは、光ディスク・コントローラを介
してコマンドを解釈し、ＥＣＣ論理回路を監視する。光
ディスク・コントローラ１４は、ＥＣＣの符号化および
復号化と、データ緩衝処理を制御する。ＲＯＭ１６は、
マイクロプロセッサ１５用のローカル制御記憶域を提供
し、ＲＡＭ１７は、マイクロプロセッサ１５に作業用記
憶域を提供する。目標インターフェース論理ブロック１
３は、バス１２を介してホスト・プロセッサからコマン
ドとデータを受け取る。

【００１８】図２は、図１に示したコントローラによっ
て制御されるディスク・ドライブ内で使用する光ディス
クを示す図である。カートリッジ３０は、ハブ３２に取
り付けられた光ディスク３１を格納する。カートリッジ
上のシャッタ・ドア３３は、光ディスク３１が見えるよ
うに開位置で示されている。シャッタ・ドア３３が閉位
置にある時には、塵がディスクに達することはないが、
読み書きヘッドが光ディスク３１上のデータにアクセス
するためにはカートリッジを開かねばならず、そうなっ
ている時には、塵がディスクの表面を汚染する可能性が
ある。

【００１９】図３は、トラックとセクタを含む、光ディ
スク３１の概略配置を示す図である。トラック０Ｔ０
は、光ディスク３１の最内周トラックとして示され、ハ
ブ３２に近接する位置にある。トラックは、最内周位置
から最外周トラックＴｎまで進む。トラックは、互いに
同心円上にあってよいが、光ディスク技術では、連続し
た螺旋状のトラックを設けることが一般的である。ディ
スクは、論理的に、図３に示したセクタ０Ｓ０、セク
タ１Ｓ１などのセクタに分割される。ディスクの周囲
に添って１７個の同等なセクタを設けることが、一般的
に実施されている。

【００２０】図４および図５は、光ディスク３１上のト
ラックとセクタの概略配置を示す図である。ディスク上
で読み書きされるマークは、通常は約１ミクロンの大き
さであり、マーク間の最小間隔は約１ミクロンである。
通常は、各トラックの１セクタ内に数千個のマークがあ
る。図４に、トラックＴ１上のセクタＳ２にある欠陥４
０と、トラックＴ２上のセクタＳ４にあるもう１つの欠
陥４１が図式的に示されている。これらの欠陥は、これ
らの位置への正確なデータの記憶と検索を妨げるに足る
大きさになる可能性がある。その場合、これらのセクタ
上のデータまたはこれらのセクタ向けのデータは、予備
セクタに移される。

【００２１】図５は、図４に類似しているが、時間が経
過するにつれて２種類の欠陥がどうなるかを示す図であ
る。欠陥４０は、もはやトラック１、セクタ２には存在
せず、トラック３、セクタ２に移動していることに留意
されたい。欠陥４０のような移動する欠陥は、ディスク
の表面を移動する塵粒子によるものである。

【００２２】Ｔ２、Ｓ４にある欠陥４１は、図４では小
さな欠陥であり、初期フォーマットの時点ではデータの
喪失を全く引き起こさないほどに小さいかもしれない。
ところが、図５を参照すると、時間の経過に伴って欠陥
４１の寸法が増大して、隣接トラックＴ１およびＴ３の
セクタＳ４で問題を引き起こすことが判る。欠陥４１の
成長は、ディスクの反応性層内の欠陥に典型的なもので
ある。光ディスクは、大容量記憶に使用されるので、し
ばしば何年にもわたって使用されると予想される。この
ような長い時間の間には、欠陥４１が成長する機会が多
くなる。

【００２３】本発明は、塵によって汚染されたセクタ
と、反応性欠陥の影響を受けるセクタを識別するように
設計されている。この判定を行うために、ディスクを初
めてドライブに挿入しフォーマットする時に、欠陥を記
録する。フォーマット動作の間に、すべてのセクタを書
き込んだ後読み取って、どのセクタに欠陥があるかをそ
の最初のロードの時点で突き止めることができる。ディ
スクは、最初の使用の前は密閉されているので、これら
の欠陥セクタは、塵によるものではなく反応性材料内の
欠陥によるものであると仮定される。これらの欠陥は、
数年にわたって成長するであろうと予想される。このよ
うな成長は、すべての方向に発生する。すなわち、ある
欠陥が同一トラックに沿ってビット位置からビット位置
へと広がり、また隣接トラック上のセクタへも広がる。

【００２４】ディスクがかなりの期間にわたって使用さ
れるので、欠陥セクタの数がかなり増加する可能性があ
り、特定の閾値に達した時、ユーザにディスクを清掃す
るよう求める要求を行うことができる。ディスクをライ
ブラリ内に導入する場合は、清掃を自動的に行うことが
できる。ディスクを清掃の後に試験して、初期フォーマ
ットの時点で欠陥がなく、初期フォーマットの時点で欠
陥があったセクタに隣接していないセクタが、現在も良
好であるか否かを判定する。この試験は、このようなセ
クタを再フォーマットすることによって行う。

【００２５】標準のディスク構造では、ディスク管理域
（ＤＭＡ）が４回複製され、そのうち２回はトラック
０、１、２に、残り２回はトラックＮ−２、Ｎ−１、Ｎ
に複製される。ただし、Ｎは、ユーザ・ゾーンの最終ト
ラックである。各ＤＭＡは、ディスク定義構造（ＤＤ
Ｓ）を有する第１セクタと、１次欠陥リスト（ＰＤＬ）
および２次欠陥リスト（ＳＤＬ）を含む区域を含む。Ｄ
ＭＡの第２セクタは、ＰＤＬの第１セクタである。ＰＤ
Ｌの長さは、その中のエントリの数によって決まる。Ｓ
ＤＬは、ＰＤＬの最終セクタの次のセクタから始まり、
その長さもその中のエントリの数によって決まる。各Ｄ
ＭＡ内のＰＤＬとＳＤＬの開始アドレスは、そのＤＭＡ
用のＤＤＳ内にある。

【００２６】フォーマット処理中に欠陥セクタが発見さ
れ、代替セクタが予備セクタのリストから割り当てられ
る。欠陥セクタと置換セクタのアドレスは、ＤＭＡ構造
のＰＤＬ区域内に、セクタ・アドレスの昇順に記憶され
る。ディスクの最初のフォーマットの前には、カートリ
ッジが密閉されており、したがって塵の堆積がないもの
と仮定する。

【００２７】使用中に遭遇した欠陥セクタ位置のアドレ
スが、そのそれぞれに関連する置換セクタのアドレスと
共に、ＤＭＡ構造内のＳＤＬ域に記憶される。この欠陥
セクタのデータは、この場合もセクタ・アドレスの昇順
に記憶される。

【００２８】初期フォーマット時に発見されたエラーと
物理的に関連しない区域でフォーマット時の後に発生し
た新しいエラーは、潜在的に塵粒子によって生じたエラ
ーである。

【００２９】ディスクをドライブに装入する時、ＤＭＡ
構造がＲＡＭにロードされる。この瞬間に、コントロー
ラは、欠陥セクタをカウントできる。閾値分の予備セク
タが使い果された時、たとえば予備セクタの７０％が使
用済みになった時、エラー・メッセージが生成され、ホ
ストに送られる。その後、ホストは、"感知要求（Reque
st Sense）"コマンドをドライブに送り、その感知デー
タが、使用された予備セクタの割合を示す。そのドライ
ブで、大多数のエラーがフォーマット時に発見されたエ
ラーと物理的に関連していないと認められた場合は、塵
が問題であると結論することができ、ディスクを清掃す
るよう求める要求を発行できる。

【００３０】ディスクを、清掃の後にドライブに挿入し
て、前に不良セクタとして検出されたセクタのうちで現
在は良好なものがあるか否かを判定する。これは、ホス
トに、"再利用欠陥セクタ（Reclaimed Defective Secto
r）"ビットをオンにした"フォーマット（Format）"コマ
ンドをドライブへ送らせることによって達成される。フ
ォーマット時に欠陥がなく、フォーマット時に欠陥があ
ったセクタに隣接していなかったセクタだけが、再フォ
ーマットされる。再フォーマットと表面分析の実行の後
に、現在良好であるセクタが再利用される。

【００３１】セクタを再利用する技法は３つある。第１
の技法は、再利用されるセクタを新しい予備セクタと見
なすものであり、第２の技法は、ディスク上の予備域か
ら元の位置へユーザ・データを移すものであり、第３の
技法は、将来書込み動作ができるように、再利用セクタ
をユーザ域として復元するものである。

【００３２】新しく再利用されるセクタを、追加の予備
セクタとして定義すると、ユーザ・データを移動する必
要がなくなり、時間が節約される。この方法は、高度の
データ保全性を必要とする応用例にも適合する。

【００３３】予備域からユーザ域にデータを戻すには、
ユーザ・データとＳＤＬセクタ情報の操作が必要であ
る。しかし、この技法は、高性能を必要とする応用例に
好都合である。というのは、これを行うと、データが、
元々それを記憶させるはずであった元の位置で見つかる
ようになるからである。

【００３４】第３の方法、すなわち将来書込み動作がで
きるように元のセクタをユーザ域として復元するには、
モード選択（Mode Select）コマンドを使ってドライブ
に"清掃後処理（Post Cleaning Processing）"ビットを
送る必要がある。ドライブ・コントローラは、後続の書
込み動作の際に、前に宣言された欠陥セクタを使用す
る。成功の場合、ドライブ・コントローラは、そのセク
タを欠陥セクタ・リストから取り出し、このセクタに割
り当てられた予備セクタを解放する。書込みが不成功の
場合、ドライブは、前に割り当てられた予備セクタの使
用を継続し、ＳＤＬセクタは、後続の書込み動作の際に
その欠陥セクタの再利用の試みを迂回するようにマーク
される。この方法は、ファイルが頻繁に更新される応用
例に好都合である。

【００３５】図１に示したシステムに関して、関連コン
トローラ１０がバス１２に接続された複数のドライブを
設けることができる。接続される各ドライブは、図６に
示すように、欠陥閾値を提供するように初期設定され
る。ステップ１００で、ホストが、欠陥閾値をセットす
るために、装置に対してモード選択コマンドを発行す
る。ステップ１０１で、システム上の装置がすべて閾値
をセットされたかどうか照会を行ない、すべてがセット
されてはいない場合は、システム内のすべての装置がセ
ットされるまで、ステップ１００を繰り返す。

【００３６】図７は、新しいディスクのための元のフォ
ーマット処理で使用する表面分析手順を示す図である。
ステップ１１０で、フォーマット・コマンドをホストか
ら受け取り、ステップ１１１で、変数ｍをディスク１面
あたりのセクタ数にセットする。ステップ１１２で、あ
るディスク面上のすべてのセクタを消去し、ステップ１
１３で、すべてのセクタを特定のパターンで書き込む。
ステップ１１４で、変数ｎを０にセットし、ステップ１
１５で、セクタｎを、この場合にはセクタ０を読み取
る。ステップ１１６で、セクタｎ、この場合にはセクタ
０に書き込まれたパターン・データが正しく読み取られ
たかどうか照会を行う。正しく読み取られた場合には、
ステップ１１７で、変数ｎをｎ＋１にセットし、ステッ
プ１１８で、すべてのセクタが読み取られたかどうか照
会を行う。すべて読み取られていない場合は、次のセク
タに欠陥が含まれるかどうか判定するためにステップ１
１５に戻って次のセクタを読み取る。ステップ１１６で
欠陥セクタが発見された時は、ステップ１１９でそのセ
クタのアドレスをＲＡＭに記憶してから、戻って次のセ
クタを検査する。すべてのセクタに書き込まれたパター
ンの検査を終えると、表面分析が完了する。

【００３７】新しいディスクを準備するための次のステ
ップは、図８に示すディスク管理域（ＤＭＡ）の書込み
である。ステップ１２０で、ＤＭＡ１域を消去し、ステ
ップ１２１で、ＤＤＳセクタを書き込む。次に、ステッ
プ１１６で決定されステップ１１９で記憶された欠陥セ
クタのアドレスを、ステップ１２２でＲＡＭから読み出
し、ステップ１２３でＰＤＬ域に書き込む。ステップ１
２４でＤＭＡデータを検査し、その後、ＤＭＡ域２、３
および４について、ステップ１２０〜１２４を繰り返
す。

【００３８】図９は、予備セクタに対する欠陥セクタ数
の比率を決定する手順を示す図である。ステップ１３０
で、カートリッジをドライブに挿入し、ステップ１３１
で、ＤＭＡデータをＲＡＭにロードする。ステップ１３
２で、２次欠陥リスト（ＳＤＬ）内のエラー・カウント
について検査を行い、ステップ１３２Ａで、そのカウン
トにＰＤＬ内の欠陥セクタの数を加える。ステップ１３
３で、そのカウントを、その特定のディスク上で使用可
能な予備セクタの総数で割る。予備セクタの総数は、た
とえば２０４８である。ステップ１３４で、この計算の
結果をＲＡＭに記憶する。

【００３９】図１０は、欠陥セクタを検出する手順を示
す図である。ステップ１４０で、書込みコマンドを受け
取ったと判定された場合、ステップ１４１でセクタを書
き込み、ステップ１４２で検査する。そのセクタがデー
タ書込みの品質要件を満たす場合には、戻って、次の読
取りコマンドまたは書込みコマンドを待つ。しかし、ス
テップ１４３で品質閾値を満たさない場合は、ステップ
１４４に分岐して、そのデータを予備域に書き込む。そ
の直後に、ステップ１４５で２次欠陥リスト（ＳＤＬ）
を更新し、ステップ１４６で欠陥セクタの比率を更新す
る。欠陥セクタの比率が許容可能な閾値をこの時点で超
えているかどうか照会を行う。超えてない場合には、戻
って、次の読取りコマンドまたは書込みコマンドを待
つ。閾値を超えた場合は、図１１に示す手順に分岐し
て、ディスク清掃処理を開始するよう通知する。

【００４０】ステップ１４３で、セクタ書込みの後に、
書き込まれたセクタがそのシステムの品質要件を満たす
か否かを判定する必要があったことに留意されたい。品
質閾値は、あるセクタを欠陥であると宣言する前にその
セクタ内で許容される欠陥の数に応じて決まる。許容さ
れる欠陥の数は、そのシステムのエラー訂正コード能力
に応じて決まる。一般に、書込みコマンドの品質要件
は、読取りコマンドの場合よりも高い水準に設定され
る。すなわち、書込み時に許容される欠陥は、読取り時
のそれよりも少ない。

【００４１】ステップ１４０で、書込みコマンドを受け
取っていないと判定された場合、ステップ１４８で、そ
のコマンドが読取りコマンドであるかどうか判定する。
そうである場合は、ステップ１４９でそのセクタを読み
取り、ステップ１４３で、そのセクタが読取りコマンド
の品質閾値を満たすかどうか判定する。一般的に、この
要件は、書込みコマンドの要件よりも寛容である。品質
要件を超えている場合は、そのデータを予備域に割振り
し直し、ＳＤＬリストを更新する。その後、欠陥セクタ
比率を更新し、その比率を閾値と比較して、欠陥セクタ
の数が許容最大値を超えたかどうか判定する。限度内に
ある場合は、分岐して次の命令を受け取るが、欠陥セク
タ閾値を超えた場合は、図１１に示す手順に分岐して、
ディスク清掃処理を開始するよう通知する。

【００４２】図１１で、ステップ１５０で、閾値を超過
した旨のエラー・メッセージをホストに通知し、ステッ
プ１５１で、ホストが清掃処理のスケジューリングを行
う。ステップ１５２で、清掃処理を求める要求を発行す
る。この清掃処理は、操作員が手動でディスクを清掃す
ることによって、すなわちディスクをドライブから取り
出し、清掃ステーションに置くことによって実施でき
る。そのディスク・ドライブが清掃ステーションを含む
ライブラリの一部である場合は、この処理を自動的に行
うことができる。いずれにせよ、ステップ１５３でディ
スクを清掃し、ステップ１５４でディスクをドライブに
再挿入した後に、図１２に示すセクタ再利用処理に分岐
する。

【００４３】ステップ１６０で、ホストが、再利用（re
clamation）ビットを活動状態にしたフォーマット・コ
マンドをドライブに送る。一次欠陥リスト（ＰＤＬ）内
と２次欠陥リスト（ＳＤＬ）内の欠陥データがＲＡＭに
存在しない場合は、ステップ１６１で、この欠陥データ
をＲＡＭに移す。ステップ１６２で、次の欠陥セクタ、
この場合にはＰＤＬ内の最初の欠陥セクタ、トラック
Ｔ、セクタＳを読み取り、欠陥セクタが見つかった場
合、ステップ１６４で、変数ＮをＴ＋１にセットする。
後続のステップで、トラックＴに隣接し、セクタがＳの
アドレスがＳＤＬ内に存在するかどうか判定する。これ
を行うために、ステップ１６５で、アドレスＮ、ＳがＳ
ＤＬ内に存在するかどうか判定する。そのアドレスがＳ
ＤＬ内に存在する場合は、ステップ１６６で、そのアド
レスを再利用可能なセクタとして除去する。ステップ１
６７で、変数ＮをＮ＋１にセットし、すべての隣接欠陥
セクタが再利用可能として除去されるまで、この処理を
繰り返す。

【００４４】ステップ１６５での判定が否の（アドレス
Ｎ、ＳがＳＤＬ内にない）場合は、ステップ１６８に分
岐して、変数ＮをＴ−１にセットする。ステップ１６９
で、ＳＤＬを検査して、アドレスＮ、ＳがＳＤＬ内にあ
るかどうか調べる。存在する場合は、ステップ１７０
で、そのアドレスを再利用可能として除去する。ステッ
プ１７１で、ＮをＮ−１にセットし、この処理を繰り返
す。ＳＤＬ内で見つかったすべての隣接欠陥セクタが最
終的に除去され、分岐してステップ１６２に戻り、ＰＤ
Ｌ内の次の欠陥セクタの位置を決定し、ＳＤＬがその次
のＰＤＬセクタに隣接するセクタを有するかどうか判定
する。

【００４５】最終的には、ステップ１６３でＰＤＬリス
トの末尾に達したことが判ると、ステップ１８０に分岐
して、ＲＡＭ内にある修正済みのＳＤＬリスト内に残っ
ているセクタを確認する。セクタがない場合は、再利用
可能なセクタが見つからなかったので、処理を終了す
る。修正済みのＳＤＬリスト内に１つまたは複数のセク
タが残っている場合は、これらのセクタは、潜在的な再
利用可能セクタとして識別されている。ステップ１８１
で、最初のセクタを表面分析する。これは、あるパター
ンをそのセクタに書き込んだ後にそれを読み取って、そ
のセクタが現在は良好であるかどうか判定することによ
って行う。ステップ１８２で、そのセクタが良好である
ことが判った場合、ステップ１８３で、そのセクタを再
使用可能セクタのリストに入れ、修正済みのＳＤＬリス
トを検査して、分析すべき次のセクタを見つける。ステ
ップ１８２でそのセクタがいまだに欠陥を有することが
判った場合は、そのセクタをＳＤＬリスト内に残し、分
析すべき次のセクタを識別する。この処理を繰り返す。

【００４６】ステップ１８０で修正済みのＳＤＬリスト
の末尾に達したことが判った時は、ステップ１８４で、
再使用可能セクタのリストを検査する。識別されたセク
タがない場合は、処理を終了する。そうでない場合は、
図１３に分岐して、識別された再使用可能セクタを、選
択したオプションに従って再利用する。

【００４７】図１３のオプション１では、ステップ１９
０で、再使用可能と宣言されたセクタを、欠陥セクタ置
換アルゴリズムで使用できるようにするために、ＳＤＬ
から削除して予備セクタ・リストまたは予備セクタ域に
追加する。

【００４８】オプション２を選択した場合、ステップ１
９１で、データを、指定された予備セクタから移動し、
新しく識別された再使用可能セクタに書き込む。この書
込み動作に成功した場合は、ステップ１９２で、ＳＤＬ
テーブルを更新し、再利用されるセクタに以前に割り振
られていた予備セクタを、予備セクタとして使用可能に
する。不成功の場合は、ＳＤＬは変更されない。

【００４９】オプション３を選択した場合は、ステップ
１９３で、ホストが、モード選択コマンドを使ってドラ
イブに清掃後（post clean）ビットを送る。これによっ
て、セクタが再利用可能とマークされる。ドライブ・コ
ントローラは、ステップ１９４で、後続の書込み動作の
際に、新しく再利用されるセクタを使用して、割り当て
られた予備セクタ内のデータを更新する。この書込み動
作に成功した場合は、ステップ１９５で、そのセクタを
ＳＤＬから取り出し、以前にそのセクタに割り当てられ
ていた予備セクタを解放する。不成功の場合は、ステッ
プ１９６で、更新されたデータを割り当てられた予備セ
クタに書き込み、再利用（reclaim）ビットをオフにす
る。ＳＤＬは変更されない。

【００５０】光ディスク上のセクタの総数が比較的少な
い場合は、実用上、ＰＤＬを検査し、ＰＤＬ内のセクタ
に隣接するＳＤＬセクタを除去する必要がないことがあ
る。このような場合は、図１２のステップ１６１でＳＤ
ＬをＲＡＭに移した後に、ステップ１８０に直接に分岐
して、ＳＤＬ内のすべてのセクタを表面分析することが
できる。

【００５１】本発明は、追記型ディスクで、予備セクタ
が過剰に消費されている旨をユーザに警告するのに使用
することもできる。この状況は、ディスクが使用中に塵
にまみれ、ユーザ域と予備域内のセクタが汚染された場
合に発生し得る。追記型ディスクの場合、欠陥区域の再
利用は不可能であるが、過剰なセクタ使用を避けるため
にディスクを清掃するようユーザに警告することは望ま
しい。これは、図６、図９、図１０、図１１に示された
手順のみを使用して実施される。明らかに、図７および
図８の表面分析手順は追記型ディスクには適用されず、
図１２および図１３の再利用手順も同様である。

【００５２】図６で、モード選択コマンドを使用して、
追記型ディスクに対する所望の閾値をセットする。この
閾値は、書換え可能型ディスクに対してセットされる所
望の閾値と大きく異なる可能性がある。というのは、追
記型ディスクのセクタは、書込みの後に再利用すること
が不可能だからである。

【００５３】図９で、ステップ１３３で、欠陥セクタの
数を予備セクタの総数で割り、ステップ１３４で、その
結果を記憶する。追記型ディスクでは、別々のＰＤＬリ
ストとＳＤＬリストが存在しないので、ステップ１３２
とステップ１３２Ａを実行する必要はない。

【００５４】図１０で、予備セクタと欠陥セクタを関連
づける手順は、ＳＤＬが存在しないのでステップ１４５
をスキップする点を除いて、図示の手順と同一である。
ステップ１４７で、欠陥セクタの比率が所望の閾値を超
えることが判った時は、図１１に分岐して、ディスクの
清掃処理を要求する。清掃の後には、予備セクタの過剰
な使用がなくなる可能性がある。追記型ディスクでは欠
陥セクタが再利用できないので、この処理は図１１で終
了する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を利用する、光ディスク・ドライブ用の
典型的なシステム接続コントローラのブロック図であ
る。

【図２】典型的な光ディスクを示す図である。

【図３】トラックとセクタを含む、図２の光ディスクの
概略図である。

【図４】欠陥の例を含む、トラックとセクタの概略配置
図である。

【図５】欠陥の例を含む、トラックとセクタの概略配置
図である。

【図６】その値を下回ると、残りの未使用の予備セクタ
の数が少ないとの指示が出る、閾値をセットする手順を
示す図である。

【図７】フォーマット動作中に欠陥セクタを識別する、
表面分析手順を示す図である。

【図８】初期ディスク・フォーマット時に欠陥セクタの
リストをセットアップする手順を示す図である。

【図９】図６の手順に見られる閾値に対する欠陥セクタ
の比率を決定する手順を示す図である。

【図１０】光ディスクの使用中に欠陥セクタを決定する
手順を示す図である。

【図１１】欠陥セクタの数が閾値を超えた場合の清掃処
理を示す図である。

【図１２】図１１の清掃処理の後に、以前に欠陥のあっ
たセクタが再使用可能になったかどうか判定する手順を
示す図である。

【図１３】再使用可能と識別されたセクタの再利用の３
つのオプションを示す図である。

【符号の説明】

１０コントローラ１１ホスト・プロセッサ１２バス１３目標インターフェース論理ブロック１４光ディスク・コントローラ１５マイクロプロセッサ１６読取り専用メモリ（ＲＯＭ）１７ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）１８ラン・レングス・リミテッド（ＲＬＬ）回路１９バッファ２０エラー訂正コード（ＥＣＣ）論理回路２３光ディスク・ドライブ２４光ディスク２５ドライブ・インターフェース３０カートリッジ３１光ディスク３２ハブ３３シャッタ・ドア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ロドニー・ジェローム・ミーンズアメリカ合衆国85715、アリゾナ州トゥーソン、イースト・カレ・セルカ 6988番地

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マイクロプロセッサと作業用メモリとを有
するコントローラを含む光ディスク・ドライブ装置にお
いて、光ディスク欠陥のうちで、ディスク自体の内部の
欠陥に起因する可能性が最も高い欠陥を、塵またはその
類似物によって引き起こされる一時的欠陥から区別し
て、一時的欠陥を含むセクタを再利用できるようにする
方法であって、前記ドライブ装置への初期ディスク装入時に、前記ディ
スク上のすべてのユーザ域セクタをフォーマットし、欠
陥が発見されたすべてのセクタのアドレスを、前記ディ
スク上に置かれた１次欠陥リスト（ＰＤＬ）に記憶する
ステップと、前記ディスクのその後の使用中に欠陥が発見されたすべ
てのセクタのアドレスを、前記ディスク上に置かれた２
次欠陥リスト（ＳＤＬ）に記憶するステップと、予備セクタ消費量の閾値を設定するステップと、セクタ使用量を前記閾値と比較し、前記閾値を超える場
合、ディスク清掃作業を要求するステップと、清掃済みのディスクを前記ドライブに再挿入する際に、
前記ＳＤＬを検査し、そこに含まれるすべてのセクタを
再フォーマットして、それらが現在は再使用可能である
か否か判定するステップとを含む前記方法。
【請求項２】さらに、再使用可能として識別されたセク
タについて、再使用可能セクタを使用可能な予備セクタ
域に追加することによって再利用するステップを含む、
請求項１の方法。
【請求項３】さらに、再使用可能として識別されたセク
タについて、元々そのセクタ用に充てられていたデータ
を、そのデータが置かれている割り当てられた予備セク
タから書き込み、この書込みに成功した場合、前記ＳＤ
Ｌを更新し、前記の割り当てられた予備セクタを使用可
能な予備セクタ域に追加することによって、各再使用可
能セクタを再利用するステップを含む、請求項１の方
法。
【請求項４】さらに、再使用可能として識別されたセク
タについて、各再使用可能セクタを後で書込み動作に使
用できるようにユーザ域に復元し、書込みに成功した
時、そのセクタを前記ＳＤＬから削除し、関連する予備
セクタを使用可能な予備セクタ域に追加することによっ
て、前記各再使用可能セクタを再利用するステップを含
む、請求項１の方法。
【請求項５】前記ＰＤＬを検査して前記ＰＤＬ内のセク
タに隣接する前記ＳＤＬ内のすべてのセクタを識別し、
その後、前記隣接セクタが前記ＳＤＬから除去された修
正済みＳＤＬを前記作業用メモリ内で作成し、その後、
前記修正済みＳＤＬ内のすべてのセクタを再フォーマッ
トして、それらのセクタが現在は再使用可能であるかど
うか判定することを特徴とする、請求項１の方法。
【請求項６】マイクロプロセッサと作業用メモリとを有
するコントローラを含む光ディスク・ドライブ装置にお
いて、予備セクタ消費量の閾値を設定し、前記閾値を前記作業
用メモリに記憶するステップと、予備セクタ使用量を決定し、前記使用量を前記作業用メ
モリに記憶するステップと、予備セクタ使用量を前記閾値と比較し、前記閾値を超え
る場合、ディスク清掃作業を要求するステップとを含
む、予備セクタの過剰な使用を確認する方法。