JPH0695809A - データの記録再生方法及びディスク記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数のデ−タ記録面を有する記憶媒体をもつデ
ィスク装置において、ヘッドあるいはデ−タ記録面から
のデ−タ読み出しが不能になった場合にも、読み出し不
能になったデ−タを復元する。特にヘッド並列リ−ドラ
イト機能を有するディスク装置の信頼性を改善する。 【構成】記録すべきデ−タをデ−タ分割回路１３によっ
て複数に分割し、パリティ回路１７によって上記複数に
分割したデ−タ１０２からパリティ１０４を生成し、複
数のヘッド２０によってそれぞれ異なるデ−タ記録面に
記録する。データの再生時、複数のデ−タ記録面のうち
１つが再生不能となったとき、他のデ−タ記録面のデー
タ及びパリティを利用して、上記再生不能となったデ−
タ記録面のデータを復元する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、データの記録再生方法
及びディスク記憶装置、更に詳しく言えば、記録又は再
生すべきデータを複数個の並列に配されたリ−ドライト
ヘッドで記録再生する方法及びその方法を実施するディ
スク記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスク記憶媒体へのデータの記録、読
み出し速度は、記録線密度とディスクの回転数により制
限される。このため、従来、画像信号処理のように高速
でデ−タをリ−ドライトする必要がある場合は、多数の
ディスクを並列に動作させるディスクアレイや、１台の
ディスク記憶装置の内部でデ−タを分割し、複数のヘッ
ドを用いて並列にリ−ドライトする方式が行われてき
た。後者の複数ヘッドによる並列リ−ドライトの基本的
方式は、例えば、バイト単位で転送されるデ−タを１ビ
ットづつ８ビットに分割し、８個のヘッドを用いて記憶
媒体の８つの面に同時にリ−ドライトする方式が特開平
１−１３３２６４号に開示されている。

【０００３】しかし、１つのデ−タを分割し、複数のヘ
ッドを用いて並列にリ−ドライトする場合、各ヘッドの
相対位置の微妙なずれ、交代セクタや交代トラックのア
クセス等により、ヘッド間でデ−タの流れの同期がとれ
なくなるという問題がある。また、１つのデ−タを分割
して記憶媒体の複数の記録領域に格納するので、例え
ば、ヘッド破損等で１つの面が読めなくなるとデ−タ全
体が失われてしまうという問題がある。前者のヘッド間
でデ−タの流れの同期がとれなくなるという問題につい
ては、例えば、微妙な同期のずれにたいしては、特開平
２−３９２２６号に開示されているように、ヘッドに対
応してバッファメモリを設けることにより、また、交代
セクタや交代トラックアクセスに伴う大幅な同期ずれに
対しては、交代セクタ、交代トラックを記憶媒体の別の
面に設ける方法が特開平３−１９４７７１号に開示され
ている。しかし、上記従来技術においては、１つのデ−
タを分割し、複数のヘッドを用いて並列にリ−ドライト
する場合、ヘッド破損等により１つのヘッドあるいは記
憶媒体の１つの面が再生できなかった場合の対策につい
ては言及されていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ヘッド破損等により１
つのヘッドあるいは記憶媒体の１つの面が再生できなか
った場合の対策としてよく知られた方法は、ディスク記
憶装置の二重化があるが、２倍の記録容量及び装置が必
要となり、非経済的で好ましくない。１つのデ−タを記
憶媒体の１つの面に格納する場合、ヘッド破損等により
１つのヘッドあるいは記憶媒体の１つの面が読めなくな
った場合、デ−タが失われるのは読めなくなった面に限
られる。しかし、１つのデ−タを分割して複数の面に格
納する場合、デ−タを格納した複数の面のうち１つの面
が読めなくなることにより、複数面に格納したデ−タ全
体の完全性が損なわれる結果、複数面に格納したデ−タ
全体が失われることになる。これはデータ保存の立場か
らは絶対に避けなければならない。そのため、一部に、
読めない記録面が発生した場合にも、元のデ−タを復元
できるようにする必要がある。

【０００５】従って本発明の目的は、複数のデ−タ記録
面を有する記憶媒体をもつディスク記憶装置において、
１ないし複数のヘッドあるいはデ−タ記録面からのデ−
タ読み出しが不能になった場合にも、読み出し不能にな
ったデ−タを復元することが可能なデータの記録再生方
法及びその方法を実施するディスク記憶装置を実現する
ことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のデータの記録再生方法は、複数のデ−タ記
録面を有する記憶媒体を持つディスク記憶装置のデータ
記録再生において、上記複数のデ−タ記録面に記録すべ
きデ−タからパリティを生成し、上記パリティを、上記
パリティを生成した記録デ−タを記録するデ−タ記録面
とは異なるデ−タ記録面に記録し、記録デ−タの再生時
に、１ないし少数の記録面の再生が不能であるとき、残
りの再生可能な記録面の再生データを用いて上記再生不
能な記録デ−タを再生する。

【０００７】また、上記データの記録再生方法を実現す
る本発明のディスク記憶装置は、複数のデ−タ記録面を
有する記憶媒体を持つディスク記憶装置において、上記
複数の記憶媒体にデータを記録するする手段の他に、上
記記録デ−タからパリティを生成する手段と、生成した
上記パリティを、上記パリティを記録するデ−タ記録面
とは異なるデ−タ記録面に記録する手段と、上記複数の
デ−タ記録面のデータ及びパリティから元の分割されな
いデータを復元する手段を持つ。特に好ましい実施形態
は、１つの記録面の再生が不能な場合の為に、上記パリ
ティとして、上記複数の記録面に記録されるデータの排
他的論理和を利用する。

【０００８】

【作用】本発明では、１つのデ−タを分割して媒体の複
数の記録面に格納する場合、分割されたデ−タからパリ
ティを生成して、パリティを生成したデ−タが格納され
る面とは異なる面に上記パリティを格納するようにし
た。例えば、図２に示すように、１つのデ−タをＤ００
〜Ｄ０７の８つに分割し、媒体の８つの異なる面に格納
する時、８つに分割されたデ−タＤ００〜Ｄ０７全ての
排他的論理和をとることによりパリティＰ０を生成し、
分割されたデ−タＤ００〜Ｄ０７が格納される面とは異
なる面に記録、格納する。この時、Ｄ００〜Ｐ０をパリ
ティグル−プと呼ぶ。ここで分割の単位は、ライト時の
パリティの生成、あるいは変更のプロセスを考慮する
と、ディスク記憶装置へのライトの単位長でパリティを
決定できるように選ぶのが現実的である。すなわち、図
２の例では、ディスク記憶装置へのライトの単位長が１
セクタ５１２バイトであるとすれば、５１２を、８又は
８の倍数で割った値にすべきで、さらにハ−ドウエア
量、制御の容易さを考慮すれば、１ビット〜１バイトが
現実的である。

【０００９】記録データの再生時に、例えば、図２にお
いて、Ｄ００を格納した面がヘッド破損等で読み取りで
きなくなったとき、Ｄ０１〜Ｐ０を読み取って、それら
の排他的論理和を計算することによりＤ００を復元でき
る。このように、本発明によれば、とくに複数のヘッド
を用いてデ−タを媒体の複数の面に並列にリ−ドライト
するヘッド並列リ−ドライト機能を備えたディスク記憶
装置の耐障害性を増すことができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は、本発明によるディスク記憶装置の１実施例
の全体構成を示すブロック図、図２は、図１に示すディ
スク記憶装置１１の記憶媒体１９に記録されるデ−タ構
造を示す図である。図１において、ディスク記憶装置１
１は、インタフェ−ス回路１２を介してバス１００でホ
スト計算機１０に結合され、ホスト計算機１０により制
御される。すなわち、インタフェ−ス回路１２は計算機
１０からの命令を線路１１０を介して制御回路Ａ１６に
伝え、またデ−タ分割・結合回路１３との間でバス１０
１を介してデ−タのやりとりを行う。デ−タ分割・結合
回路１３は、デ−タ記録時にはホスト計算機１０からの
デ−タを所定の単位長ごとにｍ個（ｍ＝１，２，…）に
分割する。本実施例では、ｍ＝８とし、図２に示すよう
に、記録すべきデ−タを所定の単位長ごとにＤ００〜Ｄ
０７の８個に分割し、分割した８個のデ−タＤ００〜Ｄ
０７からパリティＰ０を生成して２ｎ個のヘッド２０−
１〜２０−２ｎのうち９個を用いて並列にデ−タ記録面
に書き込む。この時、分割の単位は、１ビット〜１バイ
トが現実的である。

【００１１】図３は、図１のデ−タ分割・結合回路１３
によるデ−タ分割の動作を説明する図である。インタフ
ェ−ス回路１２を介して与えられるシリアル記録デ−タ
５０が所定の単位長ごとに８個に分割されることを示し
ている。スイッチ回路Ａ１４はデ−タ分割・結合回路１
３とバッファメモリ２１−１〜２１−８を接続するため
の双方向スイッチ回路である。パリティ回路１７は、バ
ッファメモリ２１−１〜２１−８にそれぞれ入力される
分割されたデ−タ１０３−１〜１０３−８からパリティ
を生成し、バッファメモリ２１−９に出力する。ここ
で、バッファメモリ２１−１〜２１−９は複数のヘッド
を用いて記録デ−タ及びパリティを並列に記録するとき
の、ヘッド間スキュ−を吸収するためのものである。リ
ードライト（Ｒ／Ｗ）回路２２−１〜２２−９はそれぞ
れ、記憶媒体１９への書き込み符号の変調／復調回路、
シリアルパラレル変換器、ＶＦＯ、Ｒ／Ｗアンプ等を含
んで構成される。スイッチ回路Ｂ１５はＲ／Ｗ回路２２
−１〜２１−９と２ｎ個のヘッド２０−１〜２０−２ｎ
とを選択的に接続するための双方向スイッチである。

【００１２】図４はデータ書き込み時のスイッチ回路Ａ
１４及びスイッチ回路Ｂ１５での接続の一例を示す図で
あり、パリティ回路１７で生成したパリティデ−タ１０
６−９は、ヘッド２０−９により記憶媒体１９−ｎに書
き込まれる。

【００１３】以上に説明したように、図１に示したディ
スク記憶装置では、書き込みデ−タを図５に示すように
所定の単位長ごとにＤ００〜Ｄ０７の８個に分割し、分
割したデ−タからパリティＰ０を生成し、９個のヘッド
２０−１〜２０−９を用いてそれぞれ異なるデ−タ記録
面に並列に書き込む。

【００１４】以上の説明では、デ−タの分割数ｍは８と
して説明したが、デ−タ分割数とデ−タ記録面の選択は
固定されたものではなく、デ−タ分割・結合回路１３、
スイッチ回路Ａ１４、スイッチ回路Ｂ１５を制御するこ
とにより自由に設定することができる。この設定は、制
御回路Ａ１６にホスト計算機１０からコマンド１１０を
発行することにより行う。

【００１５】次に上述のようにして記録されたデ−タを
ディスク１９から読み出す場合の動作について説明す
る。デ−タを読み出す場合、デ−タ記録面からの読み出
しに障害がなければ、書き込みの時とは逆のパス、操作
で読み出すことができる。

【００１６】図６はこの障害が無い時のスイッチ回路Ａ
１４、スイッチ回路Ｂ１５での入出力の選択をしめす。
また、図７には、デ−タを読み出す場合のデ−タ分割・
結合回路１３でのデ−タ結合動作を示した。障害が無い
時は、パリティ回路１７は、動作しないか、読み出した
デ−タのパリティチェックを行う。

【００１７】次にデ−タ記録面からの読み出し障害によ
りデ−タ、あるいはパリティのいずれか１個デ−タ記録
面からの読み出しができなくなった場合は、残りのデ−
タ記録面から読み出したデ−タあるいはパリティから、
読み出しができなくなったデ−タ記録面のデ−タを復元
する。以下具体例をあげて説明する。

【００１８】以下の説明では、図２において、ヘッド２
０−１でアクセスするデ−タ記録面からのデ−タ，Ｄ０
０，Ｄ０８，Ｄ１６・・・の読み出しができなくなった
場合のデ−タ復元動作について説明する。

【００１９】図８は、ヘッド２０−１でアクセスデ−タ
記録面からのデ−タの読み出しが不能となった場合のス
イッチ回路Ａ１４、スイッチ回路Ｂ１５の入出力の選択
を示す。スイッチ回路Ｂ１５では、図２において読み出
し不能になったデ−タＤ００の代わりにパリティＰ０、
すなわちヘッド２０−９を出力１０６−１に接続する。
パリティ回路１７では、スイッチ回路Ｂ１５の出力１０
６−１〜１０６−８すべてのＥＯＲ（排他的論理和）を
とることにより読み出し不能となったデ−タＤ００を復
元して１０３−９に出力する。スイッチ回路Ａ１４で
は、出力１０２−１に対する入力として、復元されたＤ
００、すなわちパリティ回路１７の出力１０３−９を選
択する。デ−タ分割・結合回路１３の動作は正常読み出
しの場合と同様であり、図７に示したごとく動作する。

【００２０】以上、ヘッド２０−１での読み出しが不能
になった場合についてデ−タの復元動作について説明し
たが、他のヘッド２０−２〜２０−９のいずれかによる
読出しが不能になった場合も同様にしてデ−タの復元が
可能である。

【００２１】以上の説明ではパリティが記録されるの
は、特定のデ−タ記録面としたが、パリティは、上記パ
リティを生成したデ−タが記録される面とは異なる面に
記録すれば、特定の記録面に記録する必要はない。図５
はその一例であり、Ｄ００〜Ｄ０７から生成したパリテ
ィＰ０は、ヘッド２０−９でアクセスするデ−タ記録面
に記録されるが、Ｄｉ〜Ｄｉ＋７から生成されるパリテ
ィＰＩは、ヘッド２０−８でアクセスする別の面に記録
される。パリティを記録する面の切り替えは、例えばシ
リンダ単位で行う。

【００２２】また、図９に示すように、スペアのデ−タ
記録面を設けておくことにより、障害が発生したデ−タ
記録面のデ−タを上記スペアのデ−タ記録面に復元し
て、ディスク記憶装置の稼働を継続することができる。
図９において、ヘッド２０−１０でアクセスするＳ
０，Ｓ１，・・・がスペアのデ−タ記録面を表してい
る。

【００２３】図１０は、本発明によるディスク記憶シス
テムの実施例の構成を示すブロック図である。本システ
ムは複数のディスク装置３１を制御する１台のディスク
制御装置３０を含んで構成されている。ディスク制御装
置３０は図１のインタフェース回路１２とバッファメモ
リ２１−１〜２１−９との間の構成と実質的に同一で、
実質同一部分には同じ番号を付している。図示のよう
に、パリティの発生回路１７、デ−タ復元手段などディ
スク装置で共通化できる機能をディスク制御装置に設け
ることにより、ディスク記憶システムのハ−ドウェア量
を削減している。

【００２４】各ディスク装置３１は、複数のＲ／Ｗ回路
２２−１〜２２−ｋ、複数のヘッド２０−１〜２０−２
ｎ、複数のＲ／Ｗ回路と複数のヘッドとの切り換えを制
御回路２５によって制御されるスイッチ回路Ｂ１５及び
複数のディスク１９−１〜１９−ｎをもつ。ここで、制
御回路Ｂ２５は、基本的には図１における制御回路Ａ１
６に同じであるが、複数のディスク装置３１から１台の
ディスク装置を選択するための信号１２０を有するとこ
ろが図１の制御回路Ａ１６と異なる。

【００２５】上記実施例では、装置の構成が容易で、し
かも発生の確率の高い、再生不能な面が１面である場合
に対応する、１個のパリティグループ内で生成するパリ
テイが１個の場合について説明した。しかし、本発明
は、上記実施例に限定されない。１個のパリティグルー
プを構成するヘッド、あるいはデータ記録面のうち、複
数のヘッドあるいはデータ記録面が読み出し不能となっ
た場合データの復元ができようにすることもできる。即
ち、１個のパリティグループ内で生成するパリティの数
を２個以上とすることにより対応できる。

【００２６】図１１は、本発明によるデータ記録再生方
法の他の実施例における、データの記録方法を説明する
図である。１個のパリティグループ内で２個のパリティ
ＰＡ及びＰＢを生成する。パリティＰＡ及びＰＢはデー
タＤ００〜Ｄ０７を用いて誤り訂正符号ＥＣＣとして計
算される。読み出し不能となったヘッドあるいは面が２
以下の場合シンドロームを計算することにより失われた
データを復元することができる。この場合、図１、図１
０におけるパリティ回路１７が、ＥＣＣ生成、データ復
元機能を持つ。

【００２７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、複数のデ−タ記録面を有する記憶媒体をもつディス
ク装置において、ヘッド破損等によりヘッドあるいはデ
−タ記録面からのデ−タ読み出しができなくなった場合
にも、デ−タ読み出しができなくなったヘッドあるいは
デ−タ記録面の数がパリティグル−プ内において、パリ
ティの数以下であれば読み出せなくなったデ−タを復元
できるので、ディスク装置の耐障害性が改善される。特
に複数のヘッドを用いて複数のデ−タ記録面に並列にデ
−タをリ−ドライトするヘッド並列リ−ドライト機能を
備えたディスク装置において効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるディスク記憶装置の１実施例の全
体構成を示すブロック図。

【図２】図１に示すディスク記憶装置１１の記憶媒体１
９に記録されるデ−タ構造の一例を示す図。

【図３】図１のデ−タ分割・結合回路１３によるデ−タ
分割の動作を説明する図。

【図４】データ書き込み時のスイッチ回路Ａ１４及びス
イッチ回路Ｂ１５での接続を示す図。

【図５】デ−タ分割・結合回路１３のデ−タ分割動作を
説明する図。

【図６】障害が無い時のスイッチ回路Ａ１４、スイッチ
回路Ｂ１５での入出力の選択をしめす図。

【図７】デ−タを読み出す場合のデ−タ分割・結合回路
１３でのデ−タ結合動作を示しす図。

【図８】ヘッド２０−１でアクセスデ−タ記録面からの
デ−タの読み出しが不能となった場合のスイッチ回路Ａ
１４、スイッチ回路Ｂ１５の入出力の選択を示す図。

【図９】本発明によるデータ記録再生方法の１実施例を
説明する図。

【図１０】本発明によるディスク記憶システムの実施例
の構成を示すブロック図。

【図１１】本発明によるデータ記録再生方法の他の実施
例における、データの記録方法を説明する図。

【符号の説明】

１０：ホスト計算機 １１：ディスク記憶装
置 １３：デ−タ分割・結合回路 １４：スイッチ回路Ａ １５：スイッチ回路Ｂ １６：制御回路Ａ １７：パリティ回路 １９：記憶媒体 ２０：ヘッド ２１：バッファメモリ ２２：リ−ドライト回路 ３０：ディスク制御装
置 ３１：ディスク装置。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のデ−タ記録面を有する記憶媒体を含
   んでなるディスク記憶装置において、記録デ−タからパ
   リティを生成し、上記パリティを、上記パリティを生成
   した記録デ−タを記録するデ−タ記録面とは異なるデ−
   タ記録面に記録することを特徴とするデータの記録再生
   方法。
2. 【請求項２】記録すべきデ−タを複数に分割し、分割さ
   れた複数のデータをそれぞれ異なるデ−タ記録面に記録
   し、かつ、上記分割されたデ−タからパリティを生成
   し、上記パリティを、上記パリティを生成した記録デ−
   タを記録するデ−タ記録面とは異なるデ−タ記録面に記
   録し、上記複数のデ−タ記録面に記録された記録デ−タ
   の再生時、上記複数のデ−タ記録面の１つが再生不能の
   とき、上記再生不能のデ−タ記録面のデータを他の複数
   のデ−タ記録面からのデータによって復元することを特
   徴とするデータの記録再生方法。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載のデータの記録再生方
   法において、上記パリティは上記分割されたデータの排
   他的論理和を利用することを特徴とするデータの記録再
   生方法。
4. 【請求項４】記録すべきデ−タを複数に分割し、複数の
   分割されたデータをそれぞれ異なるデ−タ記録面に記録
   し、かつ、上記分割されたデ−タから複数のパリティを
   生成し、上記複数のパリティを、上記パリティを生成し
   た記録デ−タを記録するデ−タ記録面とは異なるデ−タ
   記録面であって、かつ上記複数のパリティをそれぞれ相
   異なるデータ記録面に記録し、上記複数のデ−タ記録面
   に記録された記録デ−タの再生時、上記複数のデ−タ記
   録面の２以上が再生不能のとき、上記再生不能のデ−タ
   記録面のデータを他の複数のデ−タ記録面及びパリティ
   からのデータによって復元することを特徴とするデータ
   の記録再生方法。
5. 【請求項５】複数のデ−タ記録面を有する記憶媒体を持
   つディスク記憶装置において、上記複数のデ−タ記録面
   に記録する記録デ−タからパリティを生成する手段と、
   生成した上記パリティを、上記パリティを生成するため
   に用いた記録データを記録するデ−タ記録面とは異なる
   デ−タ記録面に記録する手段とを含んで成ることを特徴
   とするディスク記憶装置。
6. 【請求項６】記録すべきデ−タを複数に分割する手段
   と、複数に分割した上記デ−タをそれぞれ異なるデ−タ
   記録面に記録する手段と、複数に分割された上記デ−タ
   からパリティを生成する手段と、上記パリティを、上記
   パリティを生成するために用いた記録データを記録する
   デ−タ記録面とは異なる他のデ−タ記録面に記録する手
   段と、上記複数のデ−タ記録面及び上記他のデ−タ記録
   面からのデータを再生する手段とを設けたことを特徴と
   するディスク記憶装置。
7. 【請求項７】請求項５又は６記載のディスク記憶装置に
   おいて、上記パリティを生成する手段が上記複数のデ−
   タ記録面に記録する記録デ−タを入力とする排他論理和
   回路で構成されたことを特徴とするディスク記憶装置。
8. 【請求項８】記録すべきデ−タを複数に分割する手段
   と、複数に分割した上記デ−タをそれぞれ異なるデ−タ
   記録面に記録する手段と、複数に分割された上記デ−タ
   から複数のパリティを生成する手段と、上記複数のパリ
   ティを、上記複数のパリティを生成した記録デ−タを記
   録するデ−タ記録面とは異なり、かつ相異なるデ−タ記
   録面に記録する手段とを設けたことを特徴とするディス
   ク記憶装置。
9. 【請求項９】ディスク制御装置と、上記ディスク制御装
   置により制御され、複数のデ−タ記録面を有する記憶媒
   体を持つ複数のディスク記憶装置とから構成されるデイ
   スク記憶システムであって、上記ディスク制御装置は、
   記録すべきデ−タを複数に分割する手段と、複数に分割
   した上記デ−タからパリティを生成する手段と、上記パ
   リティを、上記パリティを生成したデ−タを記録するデ
   −タ記録面とは異なるデ−タ記録面に記録する手段とを
   含んで成ることを特徴とするディスク記憶システム。
10. 【請求項１０】ディスク制御装置と、上記ディスク制御
    装置により制御され、複数のデ−タ記録面を有する記憶
    媒体を持つ複数のディスク記憶装置とから構成されるデ
    イスク記憶システムであって、上記ディスク制御装置
    は、記録すべきデ−タを複数に分割する手段と、複数に
    分割した上記記録すべきデ−タから複数のパリティを生
    成する手段と、生成した上記複数のパリティを、上記複
    数パリティを生成した記録デ−タを記録するデ−タ記録
    面とは異なり、かつ相異なるデ−タ記録面に記録する手
    段とを含んで成ることを特徴とするディスク記憶システ
    ム。