JPH0689406A - デイスク・フアイル及びデイスク・フアイルのエラー率の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トラツクの中心線に関してヘツドの位置エラ
ーとヘツド速度とを含む少なくとも２つのパラメータに
応答して、デイスク・ドライブの読み取り／書き込み禁
止の要求を予測することによつてデータのエラーを予測
し、かつ回避する方法を与える。 【構成】 トラツクとヘツドの整列の誤りから生じるソ
フト読み取りエラーを最小にし、そして、隣接したトラ
ツク中に記録されたデータに重複した書き込みを生じる
ハード・エラーを回避するために、上述のパラメータの
選択された組合せに応答して、書き込み、または読み取
り禁止信号が発生される。読み取り、及び書き込み禁止
方法は、フアジイ・ロジツク・コントローラにおいて実
行するのに適した一対の言語的な制御ルールとして記述
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転デイスクのデータ
・ストレージ装置中の読み取り／書き込みヘツドの位置
付け制御に関し、より詳細に言えば、データ・ストレー
ジ・デイスクの動作中で生じるハード・エラー及びソフ
ト・エラーを減少させる位置付け方法及び位置付け装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転デイスクのデータ・ストレージ装置
は、データの読み取り及び書き込みのために、データ・
フアイルへのアクセスを迅速に与える装置として広く使
用されている。これらの回転式のデータ・ストレージ装
置は、回転する磁気パターンにアクセスするために、磁
気ヘツド組立体を駆動するサーボ・アクチユエータを用
いた磁気デイスク・メモリを含んでいる。また、回転式
のデータ・ストレージ装置は、一回の書き込み動作で、
後はすべて読み取り動作をする光学式回転デイスクにア
クセスするために、レーザ読み取り／書き込みヘツド組
立体を使用した最近の光学デイスクを含む。磁気データ
・ストレージ・デイスク・フアイルの現在の技術状態に
関しては、例えば、コムストツク（Comstock）等の「Dat
a Storageon Rigid Disks（第２章）」と、マグローヒル
・ブツク社の１９８８年発行の磁気記録（Magnetic Rec
ording）第２巻の「Computer Data Storage」（著者ミ
ー（Mee）等）を参照されたい。

【０００３】磁気デイスク・フアイルの同心円トラツク
に情報を書き込み、そして読み取る方法は、デイスク・
フアイルにデータをストアし、そして、デイスク・フア
イルからデータを検索する時に発生するヘツドのトラツ
キング・エラーから生じるデータ・エラーの問題に遭遇
する。ストレージ装置への書き込み時と、ストレージ装
置からの読み取り時に生じるハード・エラー（書き込み
エラー）及びソフト・エラー（読み取りエラー）の両方
を減少するための従来の方法は、トラツクの中心線を確
定することと、デイスク上の各トラツクの中心線の両側
にオフトラツク（トラツク外れ）の限界以内に属する領
域を設けることである。書き込みのオフトラツク限界
（write offtrack limit-ＷＯＬ）（書き込みトラツク
を逸脱する境界内）の領域及び読み取りのオフトラツク
限界（read offtrack limit-ＲＯＬ）（書き込みトラツ
クを逸脱する境界内）の領域を用いることは、磁気式及
び光学式の電気機械的なストレージ装置に対して従来か
ら知られている。オフトラツク限界の領域を用いる従来
の方法は、ヘツド組立体の読み取り機能、または書き込
み機能を禁止するための閾値手段を設けている。換言す
れば、ヘツドの位置が内側のＷＯＬ領域の境界線上、ま
たは外側のＷＯＬ領域の境界線上にある時には、書き込
み機能が禁止（無効に）される。ヘツドの位置エラーが
大きくなつて隣りのトラツクに重なつた時に、記録ヘツ
ドが情報を書き込むのを阻止することによつて、このＷ
ＯＬ領域による制限は「ハード」エラー、即ち、回復不
能なデータ・エラーを回避する。ＷＯＬ領域はトラツク
に対して「書き込みの限界の幅」を決める。トラツクの
中心線に跨がるこの書き込みの限界幅の半分よりも大き
なヘツド位置のエラーは、書き込み禁止の決定を確実に
強制する。

【０００４】同様に、ヘツド位置が、トラツクの中心線
に関して予め決められた内側及び外側の２つのＲＯＬ領
域によつて制限された読み取りの制限領域を越えた時に
は、ヘツドの読み取り機能は禁止され、読み取り動作の
間の「ソフト」エラーを回避する。

【０００５】これらのオフトラツク限界は、読み取り及
び書き込み動作の間のヘツド／デイスクの動的な変化を
調整することのできない静的な限界であることが従来の
技術における問題点である。例えば、従来の技術におい
ては、データ・ストレージのトラツクと、ヘツド組立体
との間の相対的な速度は、読み取り／書き込みの禁止の
決定には考慮されていない。トラツキングの従来の方法
に従つた場合の或る種の状態において、トラツク追従動
作の間でヘツド組立体が制限範囲を越えて左右に振動す
る傾向が生じるので、固定されたオフトラツク限界は、
データ転送効率を減少することになる。ソフト・エラー
を訂正するのに必要とされる反復した読み取り動作は、
データ転送率を著しく低下する。

【０００６】回転デイスク・ストレージ装置においてト
ラツク追従動作を安定状態にするために種々の技術が開
発されてきた。例えば、米国特許第４５５４６５２号
は、通常の閾値分割方法を用いてトラツクの中心線に対
して光学式の読み取り書き込みスポツトの半径方向の移
動を安定化する光学的情報処理装置を開示している。こ
の米国特許に開示された装置は、或る種の「書き込みオ
フトラツク限界」を越えた光学ヘツドの位置エラーに応
答して光学的書き込み動作を禁止する手段が設けられて
いる。

【０００７】米国特許第４７３０２９０は、光学的な読
み取り／書き込みデータ・ストレージ装置におけるデー
タ・ストレージ・トラツクの中心線からは外れたレーザ
・ビームの位置エラーを検出するためのトラツキング・
エラー検出回路を開示している。この米国特許は、位置
エラーの閾値が所定の第１の時間を超過した後に、光学
的書き込みを禁止し、そして、次のオフトラツク状態が
所定の第１の時間よりも長い第２の所定の時間の間連続
することを開示している。

【０００８】米国特許第４８３９７５１号は、デイスク
・フアイルにおけるトラツク追従のサーボ・アクチユエ
ータ用の微調整位置付け方法を開示している。この米国
特許は、幾つかの所定の時間の１つに対して、限界に近
づくか、または限界から離れるかの何れかにおいて違反
するヘツド位置のエラーが翻訳されて、ヘツド組立体が
「中心上」にあるか否かを表示し、「中心上」表示に影
響するノイズ及び他のエラー状態を論理的に除去する技
術が開示されている。この米国特許の技術はノイズの変
化を調整するために閾値のタイミング間隔の変化を与え
ているが、ヘツドの位置エラー、またはヘツドの速度の
変化に応答して、禁止の決定を修正することを考えてい
ない。

【０００９】米国特許第４９５４９０７号は、データ記
録デイスク・フアイルにおけるトラツク追従用のヘツド
位置付け制御システムを開示している。この米国特許
は、データ・ストレージ・トラツクの中心線に対してヘ
ツドの速度を決定するためのヘツドの速度検出装置の使
用を教示している。この装置は、ヘツド位置と、速度
と、サーボ・アクチユエータの前の入力動作との増分的
な変化に基づいて新しいサーボ・アクチユエータの入力
電流信号を計算している。この技術は、ドライバの電流
の変化に影響しないヘツド加速のあらゆる変化は、すべ
て衝撃、または振動の結果であるはずだと言う想定の下
で考えられている。この米国特許のシステムは、このよ
うな不所望の加速の影響を減衰するように動作する。こ
の米国特許の発明者は、彼の新規なトラツク追従プロシ
ージヤの間で生じるハード・エラー、またはソフト・エ
ラーを減少するための読み取り／書き込みの禁止の決定
に関しては考えていない。

【００１０】回転式データ・ストレージ・フアイルにお
けるハード・エラーの閾値の読み取り／書き込み禁止技
術を使用することが多く行なわれているので、ソフト・
エラー率を減少し、そして、読み取り／書き込み動作の
間でのデータ転送効率を向上するトラツク追従方法が必
要である。従来の技術に関連した未解決の問題及び効率
の悪さは本発明によつて解決される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、デー
タ転送の効率を向上させるために、読み取り禁止決定プ
ロシージヤを改良することによつて読み取り動作中のソ
フト・エラーを減少することにある。本発明の他の目的
は、従来の書き込み禁止の決定プロシージヤを改良する
ことによつて、データ転送効率を低下することなく、書
き込み動作中のすべてのハード・エラーを回避すること
にある。入力として、ヘツドの位置エラー及びヘツドの
速度情報の両方を組合せた簡単な禁止制御技術を使用す
ることによつて、ソフト・エラー率及びハード・エラー
率が改善されることが本発明の特徴である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はフアジイ・ロジ
ツク技術を読み取り／書き込み禁止の制御方法に適用す
ることによつて、ソフト・エラー率を改善する。本発明
の読み取り／書き込み禁止コントローラの実質的な要素
は、フアジイ・ロジツクを取り入れることと、結論を合
成するルールとの２つの考え方に関する語句のルール
（lexical rule）、つまり、言語的なルールである。換
言すれば、本発明に従つた禁止コントローラは、エキス
パート（専門家）から提起された語句的な制御ルール
を、自動制御の方法に変換するフアジイ・ロジツク処理
を与える。語句の制御ルール、即ち言語的な制御ルール
のセツト（組）が、従来のＩＦ．．．ＴＨＥＮタイプの
ロジツク・ステートメントを使用することによつて、自
動制御の方法に変換される。

【００１３】本発明は、一部において、本発明の読み取
り／書き込み禁止方法が一組の語句の制御ルールとして
記述することができると言う技術思想に基礎が置かれて
いる。従つて、これらのルールは、自動制御の方法、即
ち自動的な決定方法に変換され、これにより、読み取り
／書き込み禁止コントローラとしてフアジイ・ロジツク
により実行される。複数の入力及び出力を含むことので
きる結果としてのフアジイ・コントローラの処理は、複
数の次元で表示されたルツク・アツプ・テーブルとして
具体化する。

【００１４】本発明の読み取り／書き込み禁止方法は、
時間の経過と共に監視されたヘツド位置のエラー情報か
ら、ヘツド速度を予測することがデータ転送の効率を改
良するために有用であることを認識したことに基礎を置
いている。本発明の読み取り／書き込み禁止の決定は、
ヘツド位置のエラー情報と、ヘツドの速度情報との両方
に応答して行なわれる。ヘツドの位置エラー情報及びヘ
ツドの速度情報から、禁止の決定を改善するための本発
明の方法は、語句のルールを自動制御テーブルに変換す
るためのフアジイ・ロジツクの技術を用いた方法を使用
するのが好ましいが、従来のバイレベル・ロジツク（bi
level logic）の技術によつて実行することもできる。

【００１５】

【実施例】

フアジイ・ロジツクの原理 本発明は、読み取り／書き込み禁止の決定処理に対して
フアジイ・ロジツクの技術を適用することを含んでい
る。フアジイ・ロジツクの技術を適用する方法は公知で
あるけれども、これらの方法は、今までに、回転デイス
ク・ストレージ・フアイルの分野で適用されたことはな
い。フアジイ・ロジツクは、慣行的に行なわれてきたバ
イレベル・ロジツクの延長である。バイレベル・ロジツ
クは、完全に真か、または完全に偽の何れかのステート
メント、または条件を必要とするが、フアジイ・ロジツ
クは部分的な真及び部分的な偽を許容する。フアジイ・
ロジツクは、複数のフアジイ集合のより包括的な理論か
ら導き出される。フアジイ集合における変数値のメンバ
ーシツプの大きさ（degree）は、ゼロの値から、１つの
フアジイ集合中の無効のメンバーシツプを表示するゼロ
を持つ単数（unity）及び１つのフアジイ集合中の全メ
ンバーシツプを表示する単数までの範囲に変化すること
ができる。禁止の決定が行なわれねばならないすべての
エラー及びヘツド速度の「禁止」の組におけるヘツド位
置エラー及びヘツド速度のメンバーシツプ関数の例が、
図２に示されている。

【００１６】フアジイ集合の数学的な精度は、メンバー
シツプの大きさに対する入力値の正確なマツピングから
引き出す。フアジイ・ロジツクの言語的な利点は、対象
となる値の可能性あるすべての組合せを考える労力を費
すことなく、メンバーシツプの変化する大きさを含むフ
アジイ集合を定義し、操作する能力にある。フアジイ・
ロジツクについて曖昧なただ１つのことは、数字的な表
示ではなく、問題及びその解答の言語的な表現である。
問題の曖昧な表現、または、問題の包括的で言語的な表
現は、ユーザが細かな数字式モデルの知識、または理解
力を必要とすることなく、数字的な表示を作成し、そし
て改善することができる。フアジイ・ロジツクは、あり
得る組合せが多数に及ぶために、数字モデルでは解決不
可能になるような複雑な論理的な組合せの問題に適用す
ることができる。

【００１７】フアジイ・ロジツク・システムは、このシ
ステムがエキスパート・システムよりも評価するルール
が遥かに少ないと言う点で通常のエキスパート・システ
ムとは異なつている。フアジイ・ロジツク・システム
は、フアジイ・ロジツクのルール・ベースのすべてのル
ールが同時に評価されると言う前提を維持するよう活動
しなければならない。これは、ランダムな多数の割込み
を有する複雑なリアル・タイムのシステムがフアジイ・
ロジツクによる解決には不適当であることを意味する。
一般的には、滑らかに変化する入力、または出力を有す
るシステムだけが、フアジイ・ロジツクによる解決に適
している。

【００１８】幾つかの変数に対するフアジイ・ロジツク
のメンバーシツプ関数（membershipfunction）は、バイ
レベル・ロジツクの論理演算に関して知られている演算
子と同じ演算子を用いて、新しいメンバーシツプ関数を
形成するために組合せることができる。標準的なフアジ
イ・ロジツクの論理演算は、アンド演算、オア演算及び
ノツト演算であり、これらの演算は、フアジイ集合のた
めの「INTERSECTION」演算子、「UNION」演算子及び「C
OMPLEMENT」演算子に対応する。これら３つの演算は、
アンド演算に対して最小のメンバーシツプの大きさ（de
gree）と、オア演算に対して最大のメンバーシツプの大
きさと、ノツト演算に対して、１からメンバーシツプの
大きさを差し引いた値とに従つて、値を付けられた新し
いメンバーシツプ関数を与える。つまり、フアジイ論理
演算に従つた上述の値とは、フアジイ集合中の値Ａと
（アンド）値Ｂのメンバーシツプの大きさは、同じフア
ジイ集合中の２つの独立した大きさ（degree）の値の小
さい方の値であり、以下、オア、ノツト等については上
述の通りである。これについては、１９８８年４月のIE
EEのザデー（Zadeh）による 「Computerの「Fuzzy Logi
c」の８３頁乃至９３頁を参照されたい。

【００１９】フアジイ・ロジツク・システムは、通常、
設計者によつて設定された１つ、または、それ以上の字
句ルールを記載したこれらの３つのフアジイ・ロジツク
演算を用いて実行される。言句ルールの１つの例は、
「IF displacement is positive small AND the rate o
f change of displacement is zero, THEN the driving
force is negative small」（若し（ＩＦ）、移動が正
方向で小さな値であり、そして（ＡＮＤ）移動の変化率
が０であれば、（ＴＨＥＮ）駆動力は負方向の小さな力
である）である。（１９９１年３月１日のComputer Des
ignのトガイ（Maske Togai）の「An Example of Fuzzy
Logic Control」の９３頁参照。）

【００２０】米国特許第４９３００８４号において、フ
アジイ・ロジツクの自動操縦制御装置の実行を基礎とし
た車両制御システムが開示されている。この米国特許
は、電子制御システムの設計について、フアジイ・ロジ
ツク技術を適用するための有用な背景になる事項を与え
ているけれども、回転デイスク・フアイルの技術分野に
は考究していない。

【００２１】ヘツドのトラツキングに関する問題 図１は、従来技術における同心円のデータ・ストレージ
・トラツクの模式図を示している。トラツクは、通常、
トラツクの中心線１０上に位置付けられており、読み取
り及び書き込み動作に対してオフトラツク領域によつて
境界付けられた一定の幅を持つている。「読み取りオフ
トラツク限界（ＲＯＬ）」領域は、デイスクの中心部
（図示せず）に対して内側に位置付けられている内側Ｒ
ＯＬ１２と、デイスクの外縁（図示せず）に位置付けら
れている外側ＲＯＬ１４として示されている。ＲＯＬ領
域１２及び１４は、トラツクの中心線１０に跨がつて読
み取りの限界幅を定めている。同様に、「内側書き込み
オフトラツク限界（ＷＯＬ）」領域１６及び外側ＷＯＬ
領域１８は、トラツクの中心線１０に跨がつて書き込み
の限界幅を定めている。オフトラツク限界の外側の書き
込み動作は、回復不能のエラー、即ちハード・エラーを
生じるけれども、オフトラツク限界の外側の読み取り動
作は、ソフト・エラーを生じるが、デイスクの次の回転
の間でデータを再度読み取ることによつて回復可能なの
で、書き込みの限界幅は、通常、読み取りの限界幅より
も狭い。ＲＯＬの領域外の読み取り動作により生じるソ
フト・エラーは、データを喪失することはなく、単にデ
ータの転送速度を低下するだけである。

【００２２】上述のコムストツクの刊行物から判るよう
に、読み取り／書き込みヘツド（図示せず）は、デイス
クの回転中において可能な限りトラツクの中心線１０を
追従するように強制される。図１は、あり得るヘツド／
トラツクの位置及び速度の関係を図示するために、３つ
の異なつたヘツド位置における可能性ある３つの運動ベ
クトルを示している。

【００２３】例えば、ヘツド位置２０におけるヘツド／
トラツクの速度ベクトルを考えて見る。ベクトル２２
は、トラツクの中心線１０に対してヘツドの負方向の運
動、即ち内側方向の運動を表わしている。ベクトル２４
は、トラツクの中心線１０に対してヘツドの正方向の運
動、即ち外側方向の運動を表わしており、そして、ベク
トル２６は、ヘツドとトラツクの中心線１０との間に相
対運動がないことを示している。同じようなベクトル
が、他の２つのヘツド位置２８及び３０について示され
ている。

【００２４】ヘツド位置２０において、ヘツドは、ＲＯ
Ｌ領域１２及び１４と、ＷＯＬ領域１６及び１８の両方
の中に良好に位置付けられている。若し、ヘツドがベク
トル２２に従つて移動したならば、ヘツドは、負のＷＯ
Ｌ領域１６に接近して移動するが、ヘツドが急速に移動
しなければ、いま直ちに禁止アクシヨンを必要としな
い。ベクトル２４による移動力は、次のサンプル、また
はセクタにおけるヘツドの位置エラーは改善され、そし
て、ベクトル２６による力はそのままに維持され、状態
は変らない。従つて、ヘツド位置２０においては、ベク
トル２２において急速な移動が生じない限り、禁止の決
定は必要としない。

【００２５】ヘツドの位置２８は、内側ＲＯＬ領域１２
に接近しており、内側ＷＯＬ領域１６の外側にある。従
つて、書き込み動作の場合には、ヘツドの位置２８が検
出されるまで待機することなく、ヘツドの位置エラーが
内側ＷＯＬ領域１６を越える前に、書き込み禁止の決定
が行なわれるべきであつた。また、若し、ベクトル３２
が高速度であれば、読み取り禁止の決定は、予測するこ
とができる。従来の技術においては、上述のような予測
的な禁止の決定のタイプについては何らの考慮もされて
いない。同様に、ヘツド位置２８におけるベクトル３４
は、読み取り禁止の決定の予測を暗示する必要はない
が、警戒区域として取り扱われなければならない。最後
に、外側方向のベクトル３６は、マージナル（臨界的）
な位置状態を事実上改善し、禁止の決定を要求しない。

【００２６】ヘツド位置３０における３つの運動ベクト
ルは、上述の理由によつて同じような結論に導かれる。
外側方向のベクトルは、ヘツド位置２８における状態を
改善し、これに対して、内側向きのベクトルは、ヘツド
位置３０における状態を改善し、ヘツド速度を使用した
すべての論理的決定方法において入力として付加的で巧
妙な方法を必要とすることは注意を向ける必要がある。

【００２７】図１と関連して行なわれた上述の説明は、
読み取り／書き込み禁止の決定を行なう方法について、
絶対的なヘツド位置のエラー値を用いることが、ヘツド
位置のエラー及び相対的なヘツドの速度（位置エラーの
微分時間）の組合せを用いるよりも有効でないことを示
している。後者の組合せはソフト（または、ハード）デ
ータ・エラーの発生の前に、位置エラーの閾値を越える
ことを予測することによつて、禁止の決定方法を改善す
る。

【００２８】本発明 本発明の方法は、１つ、または、それ以上の言語的な制
御ルールとして、読み取り及び書き込みの方法を表現す
るものである。適正に定義された方法は、読み取り／書
き込み禁止の自動制御、または、決定方法に変換され
て、フアジイ・ロジツク・コントローラ（ＦＬＣ）によ
り実行される。複数の入力及び出力を有するＦＬＣのプ
ロシージヤは、複数次元のルツク・アツプ・テーブルと
して表わされる。

【００２９】本発明の方法のために必要な語句のルール
を記述する第１ステツプは、上述したようなヘツドの位
置エラー及びヘツドの速度のためのフアジイ集合のメン
バーシツプ関数を設定することである。図３は、ヘツド
位置エラーに対するフアジイ集合のメンバーシツプ関数
を示し、図４は、ヘツド速度に対するフアジイ集合のメ
ンバーシツプ関数を示している。これら２つの関数は、
本発明の実施例には好ましいけれども、同じような有用
な結果を得るために、容易に変更可能である。図２は、
読み取り／書き込み「禁止」の決定を行なうための位置
及び速度に関する同じような２つの関数の例を示すもの
である。

【００３０】図３において、水平方向の座標軸は、トラ
ツクの中心線に関するヘツドの位置を表わし、左方向は
デイスクの内側の方向を示し、右方向はデイスクの外側
を示す。ＲＬの記号は、読み取りオフトラツク領域を示
し、そして、ＷＬの記号は、書き込みオフトラツク領域
を示している。図示したように、ＷＬはトラツクの中心
線の両側に関して３つに分割されている。例えば、ＷＬ
／３の距離３８は±ＷＬ間の幅の６分の１を表わしてい
る。ＲＬ及びＷＬ間の距離は、±ＷＬ間の領域の幅に対
して必ずしも関連していない。

【００３１】図３の垂直座標軸は、示された対応するヘ
ツド位置エラー値に割り当てられたフアジイ領域を表示
する一連の２文字の記号で表示されている。例えば、
「ほぼゼロ」領域は、ＺＥで表示されており、±ＷＬの
間の内側の第３の幅をあらわしている。ＰＳ及びＮＳの
記号は、±ＷＬの間にある最初の３分の１領域を越え、
最後の３分の１領域以内の正方向及び負方向の「小さな
エラー」領域を表示している。ＰＳ領域はトラツクの中
心線の外側に位置し、ＮＳ領域はトラツクの中心線の内
側に位置している。

【００３２】同様に、ＰＭ及びＮＭは、ＷＯＬ領域の外
側の３分の１に位置付けられたヘツド位置エラーの「中
間的なエラー」領域を表示している。最後に、ヘツド位
置の「大きなエラー」は、ＰＬ及びＮＬで表示され、こ
れらはＲＯＬ領域以内にあるけれども、ＷＯＬ領域を越
えた位置エラーを表わしている。また、特別な設計項目
として、ＲＯＬ領域を越えたヘツド位置エラーを定義す
るメンバーシツプを定めることもできる。図４を参照す
ると、同じようなフアジイ集合の定義が、ヘツド位置エ
ラー、ヘツド速度の微分時間に関して与えられている。
ヘツド速度はトラツク追従速度の限界ＶＬに関連され
る。速度領域ＶＬは３分の１に分割され、各速度領域は
図３について説明したのと同じ記号付けを用いて表示さ
れている。つまり、「ほぼゼロ」は、ＺＥと表示され
て、速度領域ＶＬの内側の３分の１の領域を表わしてい
る。「小さな速度」は、速度領域ＶＬの中間の３分の１
を表わす記号ＮＳ及びＰＳで表示されており、「中間速
度」は、ＶＬ速度領域の外側の３分の１を表示する記号
ＶＭ及びＰＭで表示されている。再言すると、正の記号
はトラツクの中心線に関して内側方向の速度に割り当て
られている。

【００３３】若し、ヘツドの速度がＰＬ、またはＮＬ
（正方向、または負方向の「大きな速度」）の範囲に入
るならば、外部からの機械的な衝撃か、振動により発生
した可能性が高い。何故ならば、トラツク追従のサーボ
制御機構は、通常、ＶＬよりも速い速度で移動しないか
らである。従つて、ヘツドの速度が「大きな速度」であ
り、読み取り及び書き込み両方の禁止の決定が、上述の
ような状態にされた時には、動作条件について或る種の
不確定さがある。従来の技術においては、この状態につ
いての準備はされていない。

【００３４】図５は、読み取り／書き込みの禁止決定を
制御するために、ヘツド位置だけに使用するフアジイ・
ロジツクの語句のルールを用いた図３及び図４のメンバ
ーシツプ関数のセツトに基づいた２次元的な決定テーブ
ルを示している。水平軸は、ＲＯＬを越えたヘツド位置
エラーを示すために「Ｉ」と表示された外側の２つの位
置を含んでいる。このヘツド位置は、図５に示されたよ
うに、書き込み及び読み取り動作の両方の自動的な禁止
を生じる。同様に、ＰＬ及びＮＬの列は、このテーブル
において、書き込み禁止の決定が常に行なわれるＷＯＬ
領域の外側のヘツド位置エラーを表わしている。従つて
ＰＬ及びＮＬの列は、書き込み禁止を表示する「Ｗ」の
記号で均一に満たされている。

【００３５】図６は、本発明の良好な実施例の語句のル
ールから生じる読み取り／書き込み禁止の決定を示す２
次元のテーブルを示す。「Ｉ」と表示された列中の読み
取り／書き込み禁止の決定は、従来の技術による読み取
り／書き込み禁止の決定と同じであることには注意を要
する。禁止の決定処理におけるヘツド速度の使用は、Ｐ
Ｌ及びＮＬと表示された行中のすべての「大きな速度」
に関して、読み取り及び書き込み機能（function）を禁
止させることには注意を払う必要がある。この特徴は、
禁止決定処理中のヘツド位置エラーと共に、ヘツド位置
エラーの微分時間を組み入れた本発明の方法の結果によ
つて得られる。最後に、他の列中の禁止の決定は、禁止
の決定方法の背景の語句のルールから生じる複雑なパタ
ーンに従つて変化することには注意を払う必要がある。

【００３６】図１に関連した説明を想起すると理解でき
るように、「大きなヘツド位置エラー」（列ＰＬ及びＮ
Ｌ）は、ヘツドの速度がトラツクの中心線の方向に向け
られている時には、禁止の決定は必要としないことには
注意を払う必要がある。つまり、ヘツド位置エラーと、
ヘツド速度とが相互に反対の符号を持つている場合に
は、禁止の決定は、予測する必要がないと言うことであ
る。従来の技術においては、ヘツドの速度には注意を向
けていなかつたので、上述の長所は従来技術により得る
ことはできない。

【００３７】ヘツドの速度及びヘツド位置エラーが同じ
符号を持つている時には、これにより、近い将来に生じ
る問題の程度が大きくなることを予測して、読み取り及
び書き込みの禁止の決定が、より迅速に行なわれる。従
つて、大きな位置エラー及び小さな位置エラー、または
中間的な位置エラー及び中間的な位置エラーと、ヘツド
の速度との組合せについて、若し、ヘツドの速度及び位
置が同じ方向にあるならば、読み取り及び書き込み両方
の禁止の決定が行なわれる。このことは、必要な禁止コ
ントローラのロジツクを定義するのに用いられる他の語
句のルールがあることを示している。

【００３８】最後に、同方向に向いたヘツドの中間的な
大きさの位置エラー及び小さな位置エラーと速度との組
合せに関して、読み取り禁止の決定は行なわれないが、
しかし、ＷＯＬ領域の外側の偶発的な書き重ねのリスク
を避けるために、書き込み禁止の決定をする。

【００３９】図６に示したテーブルと、図４及び図５の
フアジイ・ロジツクのメンバーシツプ関数と、上述の説
明とは、本発明のために好ましいフアジイ・ロジツクの
メンバーシツプ関数及び語句のルールを使用した結果を
説明するために示したものである。位置エラー及び速度
領域を３つの領域に分割したことは本発明の理解を容易
にするためであつて、これらの領域を分割する数は任意
に行なうことができ、四分割、または十分割であつても
よい。

【００４０】「ソフト・エラー率（ＳＥＲ）」の性能は
図８に示されており、同図において、実線（ＳＥＲ₁）
は従来技術のエラー率を示し、破線（ＳＥＲ₂）は本発
明により改良されたエラー率を示している。図８は、ヘ
ツド位置エラーの関数としてＳＥＲを示している。従来
のＳＥＲ₁は、より広い領域（３σ₂）に亙つて維持する
ことができ、あるいは、ＲＯＬ領域（３σ₁）を越えて
ＳＥＲ₂まで改善することができる。

【００４１】図７は、本発明の予測可能な読み取り／書
き込み禁止決定装置の実施例を説明するための図であ
る。図７において、通常のヘツド位置付けサーボ・アク
チユエータ４０が、サスペンシヨン４４によつてヘツド
組立体４２に結合されて示されている。ヘツド４２はデ
イスク４６に近接して配置されており、ドライバ４８の
出力に応答してサーボ・アクチユエータ４０の動作によ
つて位置付けられる。

【００４２】ドライバ４８は、デイジタルからアナログ
（Ｄ／Ａ）コンバータ５０からの出力に比例する電流出
力、または電圧出力をサーボ・アクチユエータ４０に与
える。Ｄ／Ａコンバータ５０は、状態制御出力信号５２
が印加される。

【００４３】デイスク４６上のトラツク位置情報は、ヘ
ツド４２によつて感知され、そして、アームの電子回路
５４を介して復調器５６に転送される。ヘツド位置エラ
ー信号５８は、ヘツド速度予測装置６０と、サーボ・フ
イードバツク・ループを完結する状態コントローラ６２
とに与えられる。速度予測装置６０と、状態コントロー
ラ６２は、１つのプロセツサ中で実行することができ
る。

【００４４】速度予測装置６０は、ヘツド位置エラー信
号５８の変化の時間速度から予測されたヘツド速度信号
６４を発生する。ヘツド速度信号６４は、状態制御出力
信号５２を発生するのに使用するために、状態コントロ
ーラ６２に供給される。

【００４５】フアジイ・ロジツク・コントローラ（ＦＬ
Ｃ）６６は、図示されたような態様でこのサーボ・ルー
プに接続されている。ＦＬＣ６６は、禁止コントローラ
として機能するが、これは、従来の技術において公知の
バイポーラ・ロジツクに基づいても構成できる。しか
し、フアジイ・ロジツクによる実行が望ましい。

【００４６】ＦＬＣ６６は、ヘツド速度信号６４及びヘ
ツド位置エラー信号５８の入力に応答して、読み取り及
び書き込み禁止決定信号６８及び７０を発生する。ＦＬ
Ｃ６６は、データ・ライン７４によつてＲ−Ｗチヤネル
からも制御される。読み取り禁止信号６８及び書き込み
禁止信号７０の性質は、図６を検査して決定することが
できる。

【００４７】本発明は、直接アクセス・ストレージ装置
（ＤＡＳＤ）において、フアジイ・ロジツク制御方法を
初めて適用した技術である。上述の実施例においては、
フアジイ・ロジツク制御方式は、読み取り／書き込み禁
止決定ロジツクに制限されている。他のＤＡＳＤ制御ロ
ジツクにもフアジイ・ロジツク技術を適用することがで
きる。

【００４８】本発明の方法は、改良されたオフトラツク
（トラツク外れ）の検出及び予知能力によつて、ＳＥＲ
を改善する。また、本発明は、内側トラツクの狭小によ
り生じるハード・エラーの状態を減少することができ
る。本発明の改良されたＳＥＲは、オフトラツクのヘツ
ド位置付けが生じる前に、オフトラツクのヘツド位置付
けを予知する能力から生じる。また、本発明の方法は、
大きな外部の衝撃及び振動により生じる読み取り、また
は書き込みの問題を回避し、加えて、データの喪失が発
生する前に、ホスト・コンピユータに対して警告的な信
号を発生するのに用いることができる。

【００４９】ＦＬＣ６６の機能は、状態コントローラ６
２を、ＦＬＣ機能に必要なメモリと共に、１つのマイク
ロプロセツサの中に組み入れることができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明は、フアジイ・ロジツク技術を読
み取り／書き込み禁止制御方法に適用することによりソ
フト・エラー率及びデータ変換速度を向上させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の技術におけるデータ・ストレージ・トラ
ツクの内側及び外側のオフトラツクの限界領域を示す図
である。

【図２】ヘツドの位置エラー及びヘツドの速度に対する
フアジイ集合の２つのメンバーシツプ関数を示す図であ
る。

【図３】本発明の良好な実施例に用いられたヘツド位置
のフアジイ集合のメンバーシツプ関数を示す図である。

【図４】本発明の良好な実施例に用いられたヘツド速度
のフアジイ集合のメンバーシツプ関数を示す図である。

【図５】ヘツド位置だけに基づいた語句のルールにより
生じた読み取り／書き込み禁止の決定方法の結果を示す
図である。

【図６】図３及び図４のフアジイ集合のメンバーシツプ
関数に対して、本発明の語句のルールから生じた読み取
り／書き込み禁止の決定方法の結果を示す図である。

【図７】本発明の装置の実施例を示す図である。

【図８】本発明の読み取り／書き込み禁止方法から生じ
たソフト・エラー率の改善を示す図である。

【符号の説明】

１０ トラツクの中心線 １２ 内側の読み取りオフトラツク限界（ＲＯＬ）領域 １４ 外側のＲＯＬ領域 １６ 内側の書き込みオフトラツク限界（ＷＯＬ）領域 １８ 外側のＷＯＬ領域 ２０、２８、３０ ヘツド位置 ４０ サーボ・アクチユエータ ４２ ヘツド組立体 ４４ サスペンシヨン ４６ デイスク ４８ ドライバ ５０ Ｄ／Ａコンバータ ５２ 状態出力信号 ５４ アームの電子回路 ５６ 復調器 ５８ ヘツド位置エラー信号 ６０ ヘツド速度予測装置 ６２ 状態コントローラ ６４ ヘツド速度信号 ６６ フアジイ・ロジツク・コントローラ（ＦＬＣ） ６８ 読み取り禁止決定信号 ７０ 書き込み禁止決定信号 ７２ 読み取り／書き込みチヤネル ７４ データ・ライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルン・シャーマ アメリカ合衆国ニューヨーク州、ニュー・ ロチェル、ウインディング・ブルック・ロ ード 51 (72)発明者 ムスサムビィ・スリジャヤンサ アメリカ合衆国ニューヨーク州、オシィニ ング、シャーウッド・アベニュー 32

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読み取り／書き込みヘツド手段と、複数
   のデータ・ストレージ・トラツクを有し、各上記トラツ
   クは、内側及び外側の読み取りオフトラツク限界（ＲＯ
   Ｌ）領域の幅によつて分けられているＲＯＬ領域と、内
   側及び外側の書き込みオフトラツク限界（ＷＯＬ）領域
   の幅によつて分けられているＷＯＬ領域とによつて境界
   付けられており、該境界はトラツクの中心線に跨がつて
   配列されており、上記へツド手段は、上記中心線に関し
   てヘツド位置エラーを有し、ヘツド速度の上限の限界
   （ＶＭＬ）を有するトラツク追従速度の範囲内のヘツド
   速度で各上記トラツクに関して内側方向、または外側方
   向に上記ヘツド手段を移動するサーボ・アクチユエータ
   手段に結合されているデイスク・フアイルにおいて読み
   取り／書き込みのエラー率を制御する方法であつて、 第１のフアジイ集合中の上記ヘツド位置エラーのメンバ
   ーシツプの大きさを決める第１のフアジイ集合のメンバ
   ーシツプ関数を設定するステツプと、 第２のフアジイ集合中の上記ヘツド速度のメンバーシツ
   プの大きさを決める第２のフアジイ集合のメンバーシツ
   プ関数を設定するステツプと、 読み取り禁止決定機能を形成するために、第１の語句の
   ルールに従つて上記第１及び第２のフアジイ集合のメン
   バーシツプ関数を組合せるステツプと、 書き込み禁止決定機能を形成するために、第２の語句の
   ルールに従つて上記第１及び第２のフアジイ集合のメン
   バーシツプ関数を組合せるステツプと、 第１の閾値よりも大きな上記読み取り禁止決定機能の値
   に応答して読み取り禁止信号を発生するステツプと、 第２の閾値よりも大きな上記書き込み禁止決定機能の値
   に応答して書き込み禁止信号を発生するステツプと、 対応する上記読み取り及び書き込み禁止信号に応答し
   て、上記ヘツド手段の読み取り及び書き込み機能を禁止
   するステツプとを含むデイスク・フアイルのエラー率の
   制御方法。
2. 【請求項２】 上記語句のルールは、若し、上記ヘツド
   位置エラーか、または上記ヘツド速度のいずれか一方が
   少なくとも中間値であり、他方が同じ内側か、または外
   側方向に向く少なくとも小さな値であれば、上記書き込
   み機能を禁止することと、 上記第２の語句のルールは、若し、上記ヘツド速度が大
   きいか、または、若し、上記ヘツド速度が少なくとも小
   さく、かつ上記ヘツド位置エラーが同じ内側、または外
   側方向に向く大きな値であるか、または、若し、上記ヘ
   ツド位置エラー及び上記ヘツド速度の両方が同じ内側
   か、または外側方向に向く中間的な値であれば、上記読
   み取り機能を禁止することとを含むことを特徴とする請
   求項１に記載のデイスク・フアイルのエラー率の制御方
   法。
3. 【請求項３】 上記第１のフアジイ集合のメンバーシツ
   プ関数の値は、上記中心線の上記ＷＯＬ領域の幅の６分
   の１以内の上記ヘツド位置に関してほぼゼロであり、上
   記中心線の上記ＷＯＬ領域の外側の幅の６分の１乃至３
   分の１内の上記ヘツド位置に対して正の小さな値であ
   り、上記中心線の上記ＷＯＬ領域の内側の幅の６分の１
   乃至３分の１内にある上記ヘツド位置に対して負の小さ
   な値であり、上記中心線の上記ＷＯＬ領域の外側の幅の
   ２分の１乃至３分の１内にある上記ヘツド位置エラーに
   対して正の中間的な値であり、上記中心線の上記ＷＯＬ
   領域の内側の幅の３分の１乃至２分の１内にある上記ヘ
   ツド位置エラーに対して負の中間的な値であり、上記外
   側ＷＯＬから上記外側ＲＯＬまでにある上記ヘツド位置
   に対して正の大きな値であり、そして、上記内側ＷＯＬ
   から上記内側ＲＯＬまでにある上記ヘツド位置に対する
   負の大きな値であり、 上記第２のフアジイ集合のメンバーシツプ関数の値は、
   上記ＶＭＬの３分の１よりも小さい上記ヘツド速度の大
   きさに対してほぼゼロであり、上記ＶＭＬの３分の１乃
   至３分の２の間の外側向きのヘツド速度に対する正の小
   さな値であり、上記ＶＭＬの３分の１乃至３分の２の間
   の内側向きのヘツド速度に対して負の小さな値であり、
   上記ＶＭＬの３分の２乃至３分の３の間の外側向きのヘ
   ツド速度に対して正の中間的な値であり、上記ＶＭＬの
   ３分の２乃至３分の３の間の内側向きのヘツド速度に対
   して負の中間的な値であり、上記ＶＭＬよりも大きな外
   側向きのヘツド速度に対して正の大きな値であり、そし
   て、上記ＶＭＬよりも大きな内側向きのヘツド速度に対
   して負の大きな値であることを特徴とする請求項２に記
   載のデイスク・フアイルのエラー率の制御方法。
4. 【請求項４】 上記データ・ストレージ・トラツクは磁
   気データをストアし、かつ、上記ヘツド手段は上記デー
   タ・ストレージ・トラツク内の磁気データを読み取り及
   び書き込むことを特徴とする請求項３に記載のデイスク
   ・フアイルのエラー率の制御方法。
5. 【請求項５】 上記データ・ストレージ・トラツクは磁
   気データをストアし、かつ、上記ヘツド手段は上記デー
   タ・ストレージ・トラツク内の磁気データを読み取り及
   び書き込むことを特徴とする請求項１に記載のデイスク
   ・フアイルのエラー率の制御方法。
6. 【請求項６】 上記データ・ストレージ・トラツクは光
   学的データをストアし、かつ、上記ヘツド手段は上記デ
   ータ・ストレージ・トラツク内の光学的データを読み取
   り及び書き込むことを特徴とする請求項１に記載のデイ
   スク・フアイルのエラー率の制御方法。
7. 【請求項７】 ほぼ同心円のデータ・ストレージ・トラ
   ツクを有する少なくとも１つの回転デイスクを有し、デ
   イスクの回転中に上記トラツク内にデータを書き込み、
   または読み取るためのヘツド手段と、駆動信号に応答し
   て特定のデータ・ストレージ・トラツクに上記ヘツド手
   段を追従させる上記ヘツド手段に装着されたサーボ・ア
   クチユエータ手段と、状態コントローラの出力信号に応
   答して上記駆動信号を与えるための駆動手段と、ヘツド
   位置エラー信号を取り出し、かつ発生するための復調手
   段とを有するデイスク・フアイルにおいて、 上記状態コントローラ出力信号と、上記ヘツド位置エラ
   ー信号とに応答して、ヘツド速度信号を発生する予測手
   段と、 上記ヘツド速度信号と上記ヘツド位置エラー信号とに応
   答して上記状態コントローラ出力信号を発生するための
   状態コントローラ手段と、 上記ヘツド速度信号と上記ヘツド位置エラー信号とに応
   答して、読み取り禁止及び書き込み禁止信号を発生する
   ための禁止コントローラ手段と、 上記読み取り及び書き込み禁止信号に応答して、上記ヘ
   ツド手段の上記読み取り及び書き込み機能を禁止するた
   めの読み取り及び書き込みチヤネル手段とからなるデイ
   スク・フアイル。
8. 【請求項８】 上記禁止コントローラ手段は、 第１の語句のルールに従つて、上記ヘツド速度信号及び
   上記ヘツド位置エラー信号を、上記書き込み禁止信号に
   変換するフアジイ・ロジツク手段と、 第２の語句のルールに従つて、上記ヘツド速度信号及び
   上記ヘツド位置エラー信号を、上記読み取り禁止信号に
   変換するフアジイ・ロジツク手段とを含むことを特徴と
   する請求項７に記載のデイスク・フアイル。
9. 【請求項９】 上記第１の語句のルールは、上記ヘツド
   位置エラー、または上記ヘツド速度信号のいずれか１方
   が少なくとも中間的な値を持ち、かつ、他方が同じ内
   側、または外側方向の少なくとも小さな値を持つなら
   ば、書き込み禁止信号を発生し、 上記第２の語句のルールは、上記ヘツド速度が大きい
   時、上記ヘツド速度信号が少なくとも小さく、かつ、上
   記ヘツド位置エラー信号が同じ内側、または外側方向の
   大きな値を持つ時、そして、上記ヘツド位置エラー信号
   及び上記ヘツド速度が同じ内側、または外側方向の中間
   的な値を持つ時に、読み取り禁止信号を発生することを
   特徴とする請求項８に記載のデイスク・フアイル。
10. 【請求項１０】 上記データ・ストレージ・トラツクは
    磁気データをストアし、そして、上記ヘツド手段は上記
    ストレージ・トラツクに磁気データを読み取り、あるい
    は書き込むことを特徴とする請求項９に記載のデイスク
    ・フアイル。
11. 【請求項１１】 上記データ・ストレージ・トラツクは
    磁気データをストアし、そして、上記ヘツド手段は上記
    ストレージ・トラツクに磁気データを読み取り、あるい
    は書き込むことを特徴とする請求項７に記載のデイスク
    ・フアイル。
12. 【請求項１２】 上記データ・ストレージ・トラツクは
    光学的データをストアし、そして、上記ヘツド手段は上
    記ストレージ・トラツクに光学的データを読み取り、あ
    るいは書き込むことを特徴とする請求項７に記載のデイ
    スク・フアイル。
13. 【請求項１３】 少なくとも１つの読み取り／書き込み
    ヘツド手段と、複数個のデータ・ストレージ・トラツク
    を有する少なくとも１つの記録用デイスクと、上記デー
    タ・ストレージ・トラツクの各々は内側及び外側の読み
    取りオフトラツク限界（ＲＯＬ）の幅によつて分けられ
    た内側及び外側のＲＯＬ領域、及び内側及び外側の書き
    込みオフトラツク限界（ＷＯＬ）の幅によつて分けられ
    た内側及び外側のＷＯＬ領域によつて境界付けられてい
    ることと、上記内側及び外側のＲＯＬと上記内側及び外
    側のＷＯＬはトラツクの中心線に跨がつていることと、
    上記中心線に関してヘツド位置エラーを測定するヘツド
    位置エラー手段と、上記ヘツド位置エラーに応答し、ヘ
    ツド速度の大きさに上限値（ＶＭＬ）を有するトラツク
    追従速度の範囲内で上記複数個のデータ・ストレージ・
    トラツクの各トラツクに関して内側、または外側に上記
    ヘツド手段を移動するためのサーボ・アクチユエータ手
    段と、上記トラツクの中心線に関する上記ヘツド手段の
    速度と、上記トラツクの中心線に関する上記ヘツド手段
    の位置とに応答して読み取り及び書き込み禁止の決定を
    するルール・ベースのコントローラ手段とを有するデイ
    スク・フアイルにおける、デイスク・フアイルのエラー
    率を制御する方法において、デイスク・ストレージ・ト
    ラツクの中心線に関して上記ヘツド手段の位置の時間変
    化率を表わすヘツド速度信号を発生するステツプと、 上記ルール基準のコントローラ手段に上記ヘツド速度信
    号を与えるステツプと、 上記ルール・ベースのコントローラ手段において、上記
    中心線から離れる方向のヘツド速度を表示するヘツド速
    度信号に応答して書き込み禁止信号を発生するステツプ
    と、 上記書き込み禁止信号に応答して、上記ヘツド手段によ
    つて上記トラツクへの書き込みを阻止するステツプとを
    含むデイスク・フアイルのエラー率の制御方法。
14. 【請求項１４】 少なくとも１つの読み取り／書き込み
    ヘツド手段と、複数個のデータ・ストレージ・トラツク
    を有する少なくとも１つの記録用デイスクと、上記デー
    タ・ストレージ・トラツクの各々は内側及び外側の読み
    取りオフトラツク限界（ＲＯＬ）の幅によつて分けられ
    た内側及び外側のＲＯＬ領域及び内側及び外側の書き込
    みオフトラツク限界（ＷＯＬ）の幅によつて分けられた
    内側及び外側のＷＯＬ領域によつて境界付けられている
    ことと、上記内側及び外側のＲＯＬと上記内側及び外側
    のＷＯＬはトラツクの中心線に跨がつていることと、上
    記中心線に関してヘツド位置エラーを測定するヘツド位
    置エラー手段と、上記ヘツド位置エラーに応答し、ヘツ
    ド速度の大きさに上限値（ＶＭＬ）を有するトラツク追
    従速度の範囲で上記複数個のデータ・ストレージ・トラ
    ツクの各トラツクに関して内側、または外側に上記ヘツ
    ド手段を移動するためのサーボ・アクチユエータ手段
    と、上記トラツクの中心線に関する上記ヘツド手段の速
    度と、上記トラツクの中心線に関する上記ヘツド手段の
    位置とに応答して読み取り及び書き込み禁止の決定をす
    るルール・ベースのコントローラ手段とを有するデイス
    ク・フアイルにおける、デイスク・フアイルのエラー率
    を制御する方法において、 デイスク・ストレージ・トラツクの中心線に関して上記
    ヘツド手段の位置の時間変化率を表わすヘツド速度信号
    を発生するステツプと、 上記ルール・ベースのコントローラ手段に上記ヘツド速
    度信号を与えるステツプと、 上記ルール・ベースのコントローラ手段において、上記
    中心線から離れる方向のヘツド速度を表示するヘツド速
    度信号に応答して読み取り禁止信号を発生するステツプ
    と、 上記読み取り禁止信号に応答して上記ヘツド手段によつ
    て上記トラツクからの読み取りを阻止するステツプとを
    含むデイスク・フアイルのエラー率の制御方法。