JPH0727440B2 - 欠陥記憶領域と置き換えられるべき記憶領域を割り当てる方法および装置 - Google Patents

欠陥記憶領域と置き換えられるべき記憶領域を割り当てる方法および装置

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JPH0727440B2
JPH0727440B2 JP4185431A JP18543192A JPH0727440B2 JP H0727440 B2 JPH0727440 B2 JP H0727440B2 JP 4185431 A JP4185431 A JP 4185431A JP 18543192 A JP18543192 A JP 18543192A JP H0727440 B2 JPH0727440 B2 JP H0727440B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般にディスクの欠陥
管理の分野に関し、特に二次欠陥を置換するために利用
可能な予備セクタの位置をより早く突き止める装置と方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】すべてのコンピューターは、計算処理を
目的としているので、多量の情報を格納する。これらの
多量の情報の処理には、情報を高速で処理し、高速で転
送できるコンピュータの中央演算処理装置が必要であ
る。情報を格納するために使用される記憶媒体は、一般
に転送速度を制限する要因である。さらに時間を費すの
は、最初に記憶媒体が情報をロードする際に記憶装置に
よってもたらされる時間である。
【０００３】コンピューターで最も速い記憶媒体は、通
常、半導体ランダム・アクセス・メモリ（random acces
s memory、以下ＲＡＭという。） の形式である主メモ
リである。主メモリは高速であるが、揮発性である。従
って、主メモリの使用は、現在使用中の情報のための短
期の格納に限られる。それ以外の情報の格納は、一般に
周辺装置の記憶装置によって扱われる。
【０００４】周辺装置の記憶装置には、磁気テープ記憶
装置、ダイレクト・アクセス記憶装置（Direct Access
Storage Devices、以下ＤＡＳＤという。） 及び光記憶
装置が含まれる。これらの記憶装置は、主メモリよりも
実質的に記憶密度が高く、低コストである。しかしなが
ら、これらの記憶装置の情報へのアクセス・タイムは、
主メモリよりも大きい。例えば、主メモリは、電気的に
アクセスされ、機械的動作は必要ない。一方、周辺装置
の記憶装置は、情報のアクセス開始前に、テープ又はデ
ィスクの特定のエリアが読出し書込みヘッドの下に置か
れることを必要とする。
【０００５】単一の記憶媒体に格納されるデータ量が増
加し続けるにつれ、対応する問題が欠陥に関して生ず
る。格納される百万ビットに対する欠陥数は、単位面積
当たりのビット密度の増加と共に増える。これは小面積
ほどビット数を高めるからである。従って、粒子を小さ
くするほどエラーが発生しやすい。そのため、多量のデ
ータを格納できる記憶媒体は、それだけ欠陥を有する可
能性がある。増大する欠陥数を効果的に処理するには、
一般に、非常に複雑なのでその解決策は高額となる。デ
ータへのアクセス・タイムは、非常に重要であり、多く
の欠陥がリアル・タイムで扱われることから、欠陥を処
理する解決策は迅速に行なわなければならない。
【０００６】記憶媒体に対する１つの欠陥管理解決策
は、エラーの修正及び検知である。データが正しく送受
信（書込みと読出し）されたかの判断には、パリティの
生成とチェックの手段が用いられる。ビットのストリン
グが書き込まれる際のパリティの生成では、書き込まれ
るビットの排他的論理和である特別のビットが生成され
る。このパリティ・ビットの本質は、ビットストリング
中に２進の１が偶数個あるか又は奇数個あるかを決める
ことにある。ついでパリティ・ビットはデータに付加さ
れる。読出し後、パリティ・ビットがチェックされ、ビ
ットストリングが２進の１を偶数個有しているか又は奇
数個有しているか求める。２ビットのエラーがある場合
は、このパリティでは見つけることはできない。さら
に、どのビットがエラーであるかをパリティは識別しな
い。
【０００７】パリティの生成は、高速且つ安価で、単一
のビット・エラーを識別するのに有用である。複数のビ
ット・エラーを検知するために他の方法が利用可能で、
さらに、これらのエラーを修正することもできる。巡回
冗長符号（ Cyclic redundancy code、以下ＣＲＣとい
う。）及びエラー修正コード（ error correction cod
e、以下ＥＣＣという。） は、データのエラーをチェッ
クし、修正するための従来の技術で周知の方法例であ
る。ＣＲＣを使用すると、記憶媒体上で置換されるべき
欠陥数が減る。欠陥数があまりに大きいと、すなわち、
あまりに多くのビットがエラーを発生すると、ＣＲＣで
訂正できない。このような場合、記憶媒体の欠陥セクシ
ョンを識別するために及びさらに置換のセクションを提
供するためにログをとることが必要である。
【０００８】光ディスクは、高記憶密度を有する記憶媒
体の例であり、従って、効率的な欠陥管理を必要とす
る。ディスク面において、中心から外周のエッジにかけ
て、螺旋状のスパイラル・トラックが形成される。スパ
イラル・トラックは、多数のそれぞれ識別可能なトラッ
クを形成し、さらに各トラックは、複数のセクタに分割
される。他の方法として、ディスク面に形成されるトラ
ックは、複数の同心円とすることができる。所定の数の
セクタが、１グループとして識別され、ディスク上の多
数のグループが１つにまとめられる。光ディスクは、粒
子、汚染物質又は他の表面欠陥による多数の欠陥セクタ
を有する。多数の予備セクタが、ディスク上に設定され
る。例えば、予備セクタの１部が欠陥セクタの置換の場
所として各グループの末端に位置づけされる。多くの欠
陥セクタが、ディスクの表面分析を実行することによっ
て発見される。表面分析中に、既知のデータがセクタに
書込まれ、応力状態下で読出される。表面分析の実行
は、ディスク製造業者によって達成され、或いはフォー
マッティング・プロセスでなされる。
【０００９】表面分析中に一次欠陥として見つけられた
欠陥セクタは、サービスから外され、欠陥セクタの論理
ブロック・アドレス（logical block address、以下Ｌ
ＢＡという。）は次の物理セクタに割当て替えされる。
従って、ディスク上には未使用のセクタがあり、残るセ
クタがずらされる、すなわち、ディスクの端部にリザー
ブされた予備セクタが使用される。これらの欠陥セクタ
は、さらにディスク上の一次欠陥リスト（primary defe
ct list、以下ＰＤＬという。） に記録される。ディス
クの使用中において二次欠陥として発見される他の欠陥
セクタがあり、そのＬＢＡは二次欠陥を置換するために
リザーブされたディスクのエリアに存在するセクタに割
当て替えされる。米国規格協会（American National St
andardsInstitute, 以下ＡＮＳＩという。）による
と、予備はＬＢＡと対応づけないでディスク上の予備エ
リアに置かれる。ＬＢＡの割当て替え後、データは、予
備セクタに移動される。ディスクの使用中に生じた全欠
陥は、ディスク上の二次欠陥リスト（secondary defect
list、以下ＳＤＬという。）に記録される。
【００１０】ＩＳＯ／ＩＥＣ規格１００８９：１９９１
（Ｅ）の情報交換のための１３０ｍｍの再書込み可能の
光カートリッジ（以降、標準規格と称する）は、１３０
ｍｍ光ディスク・カートリッジの規格として定められい
る。この標準規格は、ＰＤＬ及びＳＤＬの欠陥セクタを
記録する方法を述べている。この標準規格は又、ディス
ク定義構造（disk definition structure、以下ＤＤＳ
という。）に維持する媒体のフォーマットをどのように
ドキュメントするかを述べている。例えば、ＤＤＳは、
グループ数（ｇ）、データを格納するグループ当たりの
セクタ数（ｍ）、及びグループ当たりの予備数（ｎ）を
定義する。標準規格によると、ユーザ・ゾーンは、Ｎ＋
１個のトラック（トラック０〜Ｎ、ここで、トラック
０、１、２、Ｎ−２、Ｎ−１及びＮは欠陥管理エリア
（defect management areas、以下ＤＭＡという。）に
よる使用のためにリザーブされている）である。従っ
て、ユーザはＮ−５個のトラックを利用可能である。最
大２０４８セクタが一次及び二次欠陥リストのために予
備として割当てられる。
【００１１】ユーザ・ゾーンは、ｇ個のグループに分割
され、数値ｇは、１以上及び２０４８以下でなければな
らない。トラック当たりのセクタ数（sectors per trac
k、以下ＳＰＴという。） は、１０２４バイト・セクタ
又は５１２バイト・セクタのいづれが定義されたかで異
なる。１０２４バイト・セクタの場合、１７個のＳＰＴ
が、そして５１２バイト・セクタの場合は、３１個のＳ
ＰＴが存在する。１０２４バイト・セクタのディスクを
初期化する場合、データ用のｍ個のセクタ及び予備用の
ｎ個のセクタを有するグループ数ｇは、数式（１）を満
足しなければならない。
【００１２】ｇ・（ｍ＋ｎ）＜［１７・（Ｎ−５）］−
２０４８ （１） 同様に、５１２バイト・セクタのディスクが初期化され
る場合、グループ数ｇは、数式（２）を満足しなければ
ならない。
【００１３】ｇ・（ｍ＋ｎ）＜［３１・（Ｎ−５）］−
２０４８ （２） ホスト・コンピュータ・システムでは、データ・セクタ
ｍは、データ記憶用に使われ、ＬＢＡによってアドレス
される論理ブロックの１つの連続メモリ素子として見る
ことができる。各データ・セクタは、個々にアドレス可
能であり、それぞれ読出し、書込みができる。
【００１４】欠陥セクタを予備セクタで置換する方法に
ついては、標準規格は述べていない。欠陥セクタを置換
する方法は、欠陥セクタの論理ブロック・アドレスが予
備セクタによって割り当てし直されることを基本的に必
要とする。情報の順序がディスク上で配置替えされるの
で、連続するＬＢＡが物理的に連続するセクタに記録さ
れていない場合は、ＬＢＡを見つけることが必要にな
る。ディスク上のＰＤＬ、ＳＤＬ及びＤＤＳに格納され
たデータは、欠陥セクタを管理するために必要な基本情
報を提供する。この情報がそのディスク上にあるとはい
え、これは迅速な欠陥管理を提供しない。
【００１５】ディスク上の置換セクタを求める１つの方
法は、全ての既知の欠陥を追跡するために欠陥マップを
作成することである。このような欠陥マップは、ディス
クが駆動装置に挿入される毎に（又はディスクを有する
駆動装置が初期化される場合に）作成される。欠陥マッ
プを作成するには、ＰＤＬ、ＳＤＬ及びＤＤＳをディス
クからメモリにコピーすることが必要である。欠陥マッ
プは、また、ディスク上の各連続セクションの始点を識
別するエントリ、及び各不連続性に関する情報を必要と
する。欠陥マップの２進サーチは、ＬＢＡのトラック数
及びセクタ数を設定するときに実行される。
【００１６】欠陥マップは相当大きくなることがあり、
特に、ディスクに格納できるデータ密度が増加するにつ
れ欠陥マップの生成に多大の時間を要する。標準規格で
は、ＰＤＬ及びＳＤＬ内に最大２０４８の欠陥セクタま
で許容している。各セクタを表すには、４バイトのメモ
リが必要である。それ故、ＰＤＬは、最大８Ｋバイトの
メモリが必要である。欠陥セクタ及び置換のセクタの両
方のＳＤＬリストは、１６Ｋバイトものメモリが必要で
ある。潜在的に大きいＰＤＬあるいはＳＤＬを持つこと
は、これらのリストを検索するのに相当な時間が必要で
あることを意味する。
【００１７】従って、大容量のメモリを必要とせず、潜
在的に大きいテーブルの生成ために多大の処理時間を必
要としない、二次欠陥を置換するための予備セクタの位
置を迅速に突き止める方法が望まれる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、記憶
ディスクの改善された欠陥管理を提供するにある。
【００１９】本発明の目的は、二次欠陥と置換されるべ
き予備セクタの位置を迅速に突き止める方法を提供する
にある。
【００２０】本発明の目的は、置換セクタのリストを探
索して予備セクタの位置を計算することにより、迅速に
予備セクタの位置を突き止める方法を提供するにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明のこれらの目的
は、各々が独自の位置識別子を有する複数の一次及び二
次記憶領域をもつ媒体上の欠陥のある一次記憶領域を置
換するために二次記憶領域を割当てる方法によって達成
される。記憶媒体は、論理的に複数のグループに分割さ
れ、各グループは、所定数の一次及び二次記憶領域を有
する。記憶媒体は、欠陥記憶リストを格納しており、欠
陥記憶リストは駆動装置内で記憶媒体が初期化されると
き、メモリに読み込まれる。この方法は、欠陥のある一
次記憶領域を識別して、これを追跡するために、欠陥記
憶リストにエントリを行うことを含む。識別された欠陥
のある一次記憶領域が割り当てられているグループが求
められる。このグループの決定は、他の既知の全ての欠
陥、及び識別したばかりの欠陥領域の位置を識別する、
欠陥記憶リストに格納された情報と、ディスクの既知の
構造、例えば、グループ数、グループ当たりの一次及び
二次の記憶領域の数とから求めることができる。
【００２２】識別された欠陥のある一次記憶領域をもつ
グループは、欠陥記憶リスト及び他の既知の情報から求
められるので、大きいテーブルをコンパイルして探索す
る必要はない。グループが識別されると該欠陥のある一
次記憶領域と同じグループに割り当てられた利用可能な
二次記憶領域が求められる。次に、欠陥のある一次記憶
領域が利用可能な二次記憶領域で置換される。置換領域
として用いられた二次記憶領域は、再割付け記憶領域リ
ストにログされる。
【００２３】
【実施例】図１は、本発明に関連する光ディスク駆動装
置１の構成部品を示すブロック図である。光ディスク駆
動装置１は、光ディスク１１にデータを格納するために
書込みデータをヘッド（図示なし）に送り、さらに光デ
ィスク１１から読出しデータを受ける光ディスク・コン
トローラ（optical disk controller、以下ＯＤＣとい
う。）２を有する。ＯＤＣ ２は、小型コンピュータ・
システム・インタフェース（small computer systems i
nterface、以下ＳＣＳＩという。）３、動的ランダム・
アクセス・メモリ（dynamic random access memory、以
下ＤＲＡＭという。）４及び拡張バースト・エラー・プ
ロセッサ（ advanced burst error processor、以下Ａ
ＢＥＰという。）５と交信するために、 ＤＲＡＭバス
１２に接続されている。ＳＣＳＩ ３によって、光ディ
スク駆動装置１が他のデバイス、例えば、ホスト・コン
ピュータとＳＣＳＩ接続（図示なし）を通して交信でき
る。光ディスク駆動装置１は、自動記憶ライブラリで使
用されるような複数の駆動装置の１つでよい。
【００２４】ＤＲＡＭ ４は、ＳＣＳＩ ３、ＡＢＥＰ
５又はＯＤＣ ２とやり取りするデータを一時的に保
持する。ＤＲＡＭ ４は、データが同時に書込まれ読出
されるようにアクセスできる。ＡＢＥＰ ５は、光ディ
スク１１から読出されたデータにエラーが有るかを判定
し、可能な限り、データ・エラーを修正する。ＡＢＥＰ
５の機能は、光ディスク１１とのデータ・ブロックと
のやり取りのためのパリティ・ビット、チェック・サム
及び巡回冗長符号（ＣＲＣ）の生成、及びパリティ、チ
ェック・サム及びＣＲＣの確認等である。ＡＢＥＰによ
って使用されるＣＲＣの例は、リード−ソロモン符号
（Reed-Solomon code）である。光ディスク１１とやり
取りするデータは、ＯＤＣ ２に接続するエンコーダ／
デコーダ６によってさらに修正される。後でＡＢＥＰ
５によってコード化される光ディスク１１に書込まれる
データは、ＯＤＣ ２からエンコーダ／デコーダ６に送
り出される。エンコーダ／デコーダ６は、例えば、
（２、７）ラン・レングス制限（run length limited、
以下ＲＬＬという。）符号にデータを変調する。逆に、
光ディスク１１からデータを読出す場合、変調されたデ
ータは、ＯＤＣ ２によって受けられる前にエンコーダ
／デコーダ６によって復元される。
【００２５】電気的プログラマブル読取り専用メモリ
（electronically programmable readonly memory、以
下ＥＰＲＯＭという。）７、スタティック・ランダム・
アクセス・メモリ（static random access memory、以
下ＳＲＡＭという。）８及びマイクロプロセッサ９が、
プロセッサ・バス１３によってＯＤＣ ２に接続されて
いる。ＥＰＲＯＭ ７は、マイクロプロセッサ９に利用
される命令を格納する。例えば、光ディスク１１上の欠
陥セクタを置換する命令である。ＳＲＡＭ ８は、ワー
ク・テーブル、例えば、欠陥セクタの置換リスト及び光
ディスク１１からのＰＤＬ、ＳＤＬ及びＤＤＳを格納す
る。マイクロプロセッサ９は、ＥＰＲＯＭ７に格納され
た命令によってステップを実行し、機械的駆動装置（図
示なし）を制御し、特定の機能を実行するためにＯＤＣ
２、エンコーダ／デコーダ６及びＡＢＥＰ ５に命令
を出す。特定の機能の例としては次のものがある。ディ
スクからのデータのバッファへの書込み、バッファから
のデータのディスクへの書込み、ＤＲＡＭからのデータ
のＳＲＡＭへの転送（ＤＤＳ、ＰＤＬ及びＳＤＬを読出
すために）、及び、ＳＲＡＭからのデータのＤＲＡＭへ
の転送（媒体のフォーマッティング及びＤＤＳ及びＰＤ
Ｌの生成のためにＳＤＬを更新するために）等である。
ＥＰＲＯＭ ７に格納された欠陥管理する命令及びＳＲ
ＡＭ ８に格納されたテーブルに関しては後で説明す
る。
【００２６】図２に示すように、一次欠陥リスト（prim
ary defect list、以下ＰＤＬという。）１５には、各
一次欠陥のトラック及びセクタがリストされている。Ｐ
ＤＬ１５にリストされた欠陥セクタは、表面分析中に、
例えば、光ディスク１１のフォーマッティング中に欠陥
と判断されたセクタである。表面分析には、光ディスク
１１の消去、ディスクへのデータの書込み及び応力状態
での読出し、そしてその間における欠陥セクタの探索が
含まれる。ＩＳＯ／ＩＥＣ規格１００８９：１９９１
（Ｅ）（以降、標準規格と称する）によれば、ＰＤＬ
１５には最大２０４８セクタの欠陥セクタを含む。表面
分析の実行は必要とされず、この場合ＰＤＬ １５は空
白である。しかし、ディスク駆動装置１に挿入される光
ディスクは表面分析を既に行っていることがあるので、
本発明ではＰＤＬ １５にエントリが或ものとして説明
する。
【００２７】図３は、各二次欠陥セクタ及びその対応す
る置換セクタを識別する二次欠陥リスト（secondary de
fect list、以下ＳＤＬという。）１６を表す。二次欠
陥は、光ディスク１１の使用中に見つけられる。ＰＤＬ
１５同様に標準規格は二次欠陥を置換するためのセク
タを割り当てを規定している。二次欠陥は、データを光
ディスク１１へ書込み、応力状態下で検証のために読出
される際に、位置を突き止められる。ＡＢＥＰ ５がエ
ラーを修正できない場合、そのエラー発生元のセクタ
が、欠陥としてフラグを立てられ、トラック番号及びセ
クタ番号がＳＤＬ１６に書込まれる。
【００２８】図４は、ＳＤＬ １６の一部分である置換
セクタ・リスト１７だけを示す。本発明では、置換セク
タが追加される毎に、置換セクタ・リストが更新される
ので、置換セクタは、トラック番号及びセクタ番号に従
って昇順にリストされる。
【００２９】図５は、セクタとトラック及びグループと
の関係を例示する光媒体マップを示し、置換セクタだけ
でなく一次及び二次欠陥の例をさらに提供する。この光
媒体マップの例によると、１グループｇにつき１トラッ
クに１７個のセクタ（０〜１６）、６０個のデータ・セ
クタ（ｍ＝６０）、及び１０個の置換セクタ（ｎ＝１
０）が存在する。各セクタは、予め設定されたバイト数
を格納できる光ディスク１１上の記憶領域を表す。一般
に、１セクタは、１０２４又は５１２バイトを格納す
る。本発明の好ましい実施例では、１０２４バイトのセ
クタが使用されるが、５１２バイトのセクタも容易に使
用できる。最初の３つのトラック、すなわちトラック
０、１及び２は、標準規格により、ディスク管理エリア
（ＤＭＡ）トラックとしてリザーブされる。従って、グ
ループ０はトラック３で始まる。１グループに６０個の
データ・セクタがあるので、グループ０はＬＢＡ０〜５
９を有し、トラック３のセクタ０で開始し、トラック６
のセクタ１０で終了する。このように、合計６２個のデ
ータ・セクタがグループ０の中にある。追加の２つのセ
クタは、表面分析中に見つけられた一次欠陥の結果であ
る。一方、表面分析実行前では、各グループには正確に
６０個のデータ・セクタが含まれる。グループ０の２つ
の一次欠陥は、ＬＢＡに割り付けされないのでずれを生
ずることになる。このずれは、２０４８個のセクタがデ
ータ・セクタの終わりにリザーブされるので起こる。一
次欠陥が１つ発見される毎に、残りのデータ・セクタの
全てのＬＢＡが増分されるので、リザーブされた２０４
８個のセクタよりなるデータ・セクタがデータ・セクタ
の１部となる。
【００３０】２つの二次欠陥が光媒体マップに示されて
いる。一次欠陥と違って、二次欠陥はずれを生じない
が、その代わりにグループ０内の第１利用可能予備セク
タで置き換えられる。この例では、トラック３のセクタ
５に位置する二次欠陥が、トラック６のセクタ１１に位
置する予備セクタで置換される。グループの１０個の予
備セクタがすべて使用されてしまうと、次に、隣の又は
近接するグループからの予備セクタを使用できる。一次
及び二次欠陥、及び光媒体マップで示される置換セクタ
は、図２、図３及び図４のＰＤＬ １５、ＳＤＬ １６
及び置換セクタ・リスト１７で作表される。
【００３１】ＰＤＬ、ＳＤＬ及びＤＤＳを有する欠陥管
理テーブルは、標準規格に従ってコンパイルされ、光デ
ィスク１１に格納される。光ディスク１１が、駆動装置
１に挿入されるか、又は光ディスク１１を挿入したまま
で駆動装置１の電源を入れると、初期化プロセスが欠陥
管理テーブルをＳＲＡＭ ８にコピーする。その後、二
次欠陥の位置を突き止める毎に、追加を反映するように
ＳＤＬが更新される。ＳＲＡＭ ８も同様に、追加の二
次欠陥を反映するように更新される。割付け替えプロセ
ス完了後、ＳＲＡＭ ８からのＳＤＬ １７のコピー
が、光ディスク１１に再び書込まれる。一方、ＰＤＬ
１５は、確認（又はフォーマッティング）中に１度だけ
光ディスク１１に書込まれる。初期化時の置換セクタ・
リスト１７はソートされてＳＲＡＭ ８に書込まれる。
置換セクタ・リスト１７は、予備セクタの位置が突き止
められるときに、マイクロプロセッサ９に情報を提供す
るための作業リストである。置換セクタ・リスト１７は
最大８Ｋバイト（２０４８予備セクタｘ４バイト）の大
きさを持つ。
【００３２】図６、図７、及び図８は、本発明を実行す
るためのステップを説明する流れ図である。流れ図で表
される命令は、ＥＰＲＯＭ ７に格納された命令であ
る。プロセスはステップ２１で始まり、二次欠陥が識別
され、置換セクタに対して要求が出される。この例で
は、トラック１８のセクタ１２が二次欠陥として識別さ
れ、一次及び二次欠陥がＰＤＬ １５及びＳＤＬ １６
にリストされて光媒体マップに示されている。ステップ
２３で、これが、置換セクタに対する最初の要求である
かどうかが判断される。これが最初の要求であれば、置
換セクタ・リスト１７がステップ２５で生成される。そ
うでなければステップ２５は迂回され、既存の置換リス
ト１７がアクセスされて、どの予備セクタが以前に割り
当てられたかを判定する。ステップ２７でマイクロプロ
セッサ９が、グループ探索ルーチンを呼び出し、二次欠
陥を有するグループを識別するためにグループ番号ｇを
求める。
【００３３】グループ探索ルーチンは、図７に示され、
ステップ４７、４９、５１及び５３を有する。グループ
探索ルーチンは、ステップ４７で開始する。ステップ４
９で、識別された二次欠陥に至るまでの、ＰＤＬ１５に
リストされている一次欠陥の数を数え、この数が一次欠
陥カウント変数と等しく設定される。グループ番号ｇは
ステップ５１で以下の数式（３）によって計算される。
【００３４】ｇ＝ [｛（欠陥トラック番号−ＤＭＡトラ
ック）＊ＳＰＴ＋ 欠陥セクタ番号−１次欠陥カウン
ト｝／（ｍ＋ｎ）]の整数部分 （３） 結果のｇは、ステップ５３で戻され、プロセスはステッ
プ２９に続く。数式（３）で、一次欠陥リスト１５から
求められた一次欠陥カウントが、一次欠陥のために起こ
るずれを調整する。表面分析が実行されない場合、一次
欠陥カウントは０に等しい。数式（３）を解くと次のよ
うになる。 ｇ＝[（（１８−３）＊１７＋１２−１１）／（６０＋
１０）]の整数部分 ＝３ 各グループは、二次欠陥を置換するために１０個の予備
を割り当てらる。予備を見つけるために、１０個の予備
セクタのが最初に求められる。ステップ２９は、予備エ
リア探索ルーチンを呼び出し、３つのグループの予備の
を求める。図１０及び図１１は、予備のを求めるための
ステップを示す。予備エリア探索ルーチンは、ステップ
５５で始まり、そしてステップ５９のポインタＡ及びポ
インタＢが、ＰＤＬ １５を開始させるために初期化さ
れる。ステップ６１で、グループの第１予備トラック及
びセクタ番号が数式（４）によって求められる。
【００３５】トラック番号＝［｛ｇ＊（ｍ＋ｎ）＋ＤＭ
Ａトラック＊ＳＰＴ＋ｍ｝／ＳＰＴ］の整数部分
（４） 数式（４）を解くと次のようになる。 トラック番号＝（３＊（６０＋１０）＋３＊１７＋６
０）／１７＝１８ セクタ番号は、数式（５）によって求められる。 セクタ番号＝[｛（ｇ＊（ｍ＋ｎ）｝＋（ＤＭＡトラッ
ク＊ＳＰＴ）＋ｍ）／ＳＰＴ｝−計算されたトラック番
号｝＊ＳＰＴ] の整数部分
（５） 計算されたセクタ番号は、必要に応じて丸められる。
【００３６】数式（５）を解くと次のようになる。 セクタ番号＝［{（３＊（６０＋１０）＋３＊１７＋６
０）／１７−１８}＊１７]の整数部分＝１５ 数式（５）からわかるように、計算されたセクタ番号は
数式（４）で求められたトラック番号の単純な剰余であ
る。
【００３７】ステップ６３でポインタＢは、計算された
トラックの位置及びＰＤＬ １５の計算されたセクタに
等しく設定される。この場合も、一次欠陥のためによる
ずれを求めることが必要である。反復プロセスが要求さ
れ、これは一次欠陥による調整の必要性がなくなるまで
続く。反復プロセスが要求されるのは、計算されたトラ
ック及び計算されたセクタが、一次欠陥がない場合の予
備のの位置を求めるからである。計算されたトラック及
び計算されたセクタまでの多数の一次欠陥はカウントさ
れ、加えられ、これによりずれが補正される。しかし、
計算されたトラック及びセクタの位置と、カウントされ
た一次欠陥を計算されたトラック及びセクタに加算する
ことによって求めた位置との間に追加の一次欠陥が存在
することがある。一次欠陥の数は、ステップ６５で実行
されるようにポインタＡとポインタＢの間に位置するＰ
ＤＬ １５のエントリをカウントすることにより簡単に
求められる。ステップ６７でのテストでカウントが０で
あればずれはない。ステップ７３において予備エリア開
始ポインタが、計算されたトラック及び計算されたセク
タに等しく設定される。ずれが存在しない場合、計算さ
れたトラック及びセクタは追加の一次欠陥が存在するほ
ど先のカウントまでは移動していないので、反復は必要
でない。
【００３８】ステップ６７でカウントが０ロでないと判
定されると、ステップ６９でカウントが計算されたトラ
ック及びセクタに加えられる。ステップ７１は、ポイン
タＡをポインタＢに等しく設定し、そしてステップ６
３、６５、６７、６９及び７１は、ポインタＡとＢとの
間で一次欠陥がカウントされなくなるまで、すなわち、
予備エリア開始ポインタが反復によって見つかるまで反
復される。計算されたトラック及びセクタは、トラック
１８、セクタ１５である。図２を参照するに、ポインタ
ＡがＰＤＬ １５の開始に設定され、ポインタＢが、エ
ントリ・トラック１８の後に設定され、セクタ９（ここ
では、計算されたトラックとセクタ）及びポインタＡと
Ｂ間のエントリ番号がカウントされている。ポインタＡ
とＢ間に、１１個の一次欠陥があり、カウントが１１に
設定されている。図５の光媒体マップを参照するに、予
備エリア開始ポインタは、トラック１８のセクタ１５か
らトラック１９のセクタ９に動く（１１セクタ動く）。
ステップ６９では、トラック１９のセクタ９を得るため
にカウントが、計算されたトラック及びセクタに加えら
れる。ステップ７１は、ポインタＡをポインタＢに等し
く設定し、ポインタＢは、トラック１８のセクタ９の直
ぐ後ろのエントリを現在指している。ステップ６３に戻
ると、ポインタＢがトラック１９、セクタ９に動く。ス
テップ６５では、ポインタＡ、Ｂ間の一次欠陥の数をカ
ウントする。しかしながら、ポインタ間のＰＤＬ １５
には一次欠陥はない。従って、カウントは０に設定さ
れ、判断ステップ６７に基づいてループはステップ７３
に出て、予備エリア開始ポインタは、グループ３の予備
の正しい開始点であるトラック１９のセクタ９に設定さ
れる。
【００３９】図１１のステップ７５では、グループの最
後の予備のトラック及びセクタを計算する。これは、グ
ループ内の予備の数ｎから１を引いた数（ｎ−１）を加
算することで求められ、本例では９である。予備エリア
に存在する全ての一次欠陥の調整を行うことが再度必要
である。ステップ７７は、ポインタＢをＰＤＬ１５の最
後の予備の計算されたトラック及びセクタの位置に設定
する。一次欠陥の数がポインタＡ及びＢ間でカウントさ
れ、予備のエリアの一次欠陥の数を求める。一次欠陥が
ない場合、正しい最後の予備が正しく求められたことに
なり、制御がステップ８７に移り、予備エリア終了ポイ
ンタが設定される。この例の場合、予備エリアには一次
欠陥は存在しないので、予備エリア終了ポインタは、ス
テップ７５、すなわち、トラック２０のセクタ１で求め
られたグループの最後の予備のトラック及びセクタに等
しく設定される（図５参照）。
【００４０】予備のエリアに一次欠陥がある場合、カウ
ントは０ではなく、そして反復が予備エリア開始ポイン
タを見つけるために実行されたのと同様に要求される。
ステップ８３は、カウントされた一次欠陥をステップ７
５で求められたトラック及びセクタに加え、ステップ８
５では、ポインタＡをＢと等しく設定する。ステップ７
７、７９、８１、８３及び８５は、一次欠陥のカウント
がされなくなるまで反復される。その反復の完了後、ス
テップ８７が実行され、そして予備エリア探索ルーチン
はステップ２９に戻る。制御は次にステップ３１に移
り、予備が予備エリアの範囲内で利用可能であるかどう
か決めるために予備探索ルーチンを呼び出す。予備探索
ルーチンは図９に詳細に示されている。
【００４１】予備探索ルーチンは、ステップ９１で開始
する。ステップ９５で、置換セクタ・リスト１７が、予
備エリア開始ポインタと予備エリア終了ポインタとの間
で探索され、予備エリア終了ポインタより大きくない最
大のトラックとセクタのエントリを求める。これは、予
備エリア終了ポインタから後ろ向きにステップするか、
又は探索するリスト項目として予備エリア終了ポインタ
で、２進サーチ・プロシージャを使用して達成できる。
２進サーチ・プロシージャを、予備エリア終了ポインタ
以下の最大のリスト項目である変数を探すように設計し
てもよい。ステップ９７で、どの予備が置換セクタとし
て利用可能かを求める。置換セクタ・リスト、又は予備
エリア開始ポインタの前のエントリ・ポイントにエント
リが存在しない場合、予備エリア内の第１予備は、置換
セクタとして識別され、また予備エリア開始ポインタに
等しい予備変数によって識別される。エントリを見つけ
た場合、そのエントリは、以前に見つけた二次欠陥の置
換セクタとして既に割り当てられているものであり、制
御はステップ１０１に移され、このエントリの値が増分
されて次の高位の予備が置換セクタとして識別される。
この例では、トラック１９のセクタ１０が予備として識
別される。
【００４２】予備を識別後、有効な予備であることを確
認するために、幾つかのテストを実行しなければならな
い。最初に、ステップ１０３では、予備が一次欠陥でな
いかどうかＰＤＬ １５をチェックする。その予備が一
次欠陥であるならば、制御がステップ１０１に戻り、次
の予備に増分する。ステップ１０３及び１０１は、予備
が一次欠陥でないとわかるまで反復される。予備が一次
欠陥のために増分されているかもしれないので、現在の
エントリが予備エリア終了ポインタより大きくないかの
テストが必要である。エントリがまだ予備エリア内であ
れば有効で、制御が１０９に移り、トラック及びセクタ
番号と共にステップ３３に戻る。エントリが有効でない
ならば、適切な予備がまだ発見されていないことを示
し、制御がステップ１０７に移り、未発見のフラグが立
てられてステップ３３に戻る。
【００４３】ステップ３３では、有効な予備が見つけら
れたかどうかテストが行われる。トラック及びセクタ番
号がステップ１０９から戻され、次に制御はステップ３
９に移る（図７）。二次欠陥に書き込まれるべきであっ
たデータが、その代わりに、ステップ３９で予備セクタ
に書込まれる。二次欠陥の予備セクタの割付け替えが、
ステップ４１で、ＳＤＬ １６及び置換セクタ・リスト
１７にログされる。次に割付け替えがステップ４３で完
了する。一方、有効な予備の位置を突き止めるのに失敗
した場合は、そのグループに対して割り当てられた全て
の予備が使用されたことを示す。従って、ステップ３５
では、欠陥の最大数２０４８を越えたかどうかチェック
する。欠陥の最大数が最後の二次欠陥で越えた場合、制
御がステップ４５に移り、エラー・メッセージがホスト
・コンピュータに送られ、二次欠陥は置換することがで
きない。欠陥の最大数を越えていないならば、次に、他
のグループの予備が探される。ステップ３７では、グル
ープｇを次の最も近いグループに変え、及びステップ２
９、３１、３３、３５及び３７は、有効な予備が見つけ
られるまで反復される。有効な予備が見つかった後、ス
テップ４９及び５１は前述のように実行される。
【００４４】本発明は特定の実施例に関して特に説明し
たが、本発明の趣旨、範囲及び教示内で詳細にわたって
様々な変更ができることを、当業者は理解されるであろ
う。例えば、本発明の好ましい実施例は、光ディスクを
使用して説明したが、本発明は他の種類の媒体にも適用
できる。さらに、１セクタ当たりのバイト数、１トラッ
ク当たりのセクタ数及び他の特定のパラメータは、本発
明の範囲内で変更できる。また、置換リストは、昇順で
ソートされたが、置換リストは他の順序、例えば、降順
でソートできることができる。
【００４５】
【発明の効果】本発明は、ディスク使用中に発見した二
次欠陥を置換するために予備セクタの位置を突き止める
ことができる。また、置換セクタのリストを探索して予
備セクタの位置を計算することにより、迅速に予備セク
タの位置を突き止めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実行する装置のブロック図である。
【図２】一次欠陥リストを示す図である。
【図３】二次欠陥リストを示す図である。
【図４】ソートされた置換のセクタ・リストを示す図で
ある。
【図５】光媒体セクタ・マップを示す図である。
【図６】本発明の好ましい実施例の流れ図である。
【図７】本発明の好ましい実施例の流れ図である。
【図８】本発明の好ましい実施例の流れ図である。
【図９】グループを求めるための流れ図である。
【図１０】予備のを求めるための流れ図である。
【図１１】予備のを求めるための流れ図である。
【図１２】予備を求めるための流れ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエル・ワイチェオン・フォク アメリカ合衆国アリゾナ州、ツーソン、ナ ンバー・ディ55、イースト・スピードウェ イ 7424番地 (72)発明者 ブライアン・ジェラルド・グッドマン アメリカ合衆国アリゾナ州、ツーソン、ノ ース・オエステ・プレイス 4721番地 (72)発明者 アルツーロ・アビラ・モジカ アメリカ合衆国アリゾナ州、ツーソン、ナ ンバー 5105、ノース・コルブ 5855番地 (56)参考文献 特開 昭63−58671（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−3104（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−76152（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−114150（ＪＰ，Ａ)

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ディスク記憶媒体が複数の一次及び二次記
    憶領域を有し、各一次記憶領域及び各二次記憶領域が独
    自のトラック及びセクタ識別子を有し、上記ディスク記
    憶媒体が複数のグループに論理的に分割されており、各
    グループが、上記一次及び二次記憶領域の所定の部分を
    有し、上記ディスク記憶媒体が欠陥記憶リストを格納し
    ており、駆動装置内で上記ディスク記憶媒体が初期化さ
    れるとき上記欠陥記憶リストがメモリに読み込まれるよ
    うになっている上記ディスク記憶媒体上の欠陥一次記憶
    領域と置き換えられるべき二次記憶領域を割り当てる方
    法であって、上記ディスク記憶媒体の使用に先立って表
    面解析を行い一次欠陥を識別し一次欠陥カウントを求め
    るステップと、 欠陥一次記憶領域を識別するステップと、式 上記欠陥一次記憶領域が割り当てられているグループ番
    号ｇを式 ｇ＝ [（欠陥トラック番号−ＤＭＡトラック）・ＳＰＴ ＋ 欠陥セクタ番号−１次欠陥カウント）／（ｍ＋ｎ）]
    の整数部分 ここでＳＰＴは１トラックあたりのセクタ数、ｍは１グ
    ループあたりのデータセクタ数、ｎは１グループあたり
    の予備セクタ数、ＤＭＡトラックは欠陥管理領域での使
    用のためにリザーブされたトラック、 に従って判定するステップと、 上記欠陥一次記憶領域と同じグループに割り当てられて
    いる利用可能な二次記憶領域を式 トラック番号＝［｛ｇ＊（ｍ＋ｎ）＋ＤＭＡトラック＊
    ＳＰＴ＋ｍ｝／ＳＰＴ］の整数部分 セクタ番号＝[｛（ｇ＊（ｍ＋ｎ）｝＋（ＤＭＡトラッ
    ク＊ＳＰＴ）＋ｍ）／ＳＰＴ｝−上記で計算されたトラ
    ック番号｝＊ＳＰＴ] の整数部分 に従って見つけだすステップと、 上記欠陥一次記憶領域を上記利用可能な二次記憶領域で
    置き換え、欠陥記憶領域を識別するため欠陥記憶リスト
    を更新し、上記利用可能な二次記憶領域を割り当て替え
    記憶領域リストにログするステップと、を有する方法。
  2. 【請求項２】上記利用可能な二次記憶領域を見つけだす
    ステップは、上記グループに割り当てられた二次記憶領
    域の部分の境界域を判定するステップと、該境界域内の
    最初の未使用の二次記憶領域を選択するステップとを含
    む請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】上記グループ内に利用可能な二次記憶領域
    が存在しない場合、最も近い隣接グループから他の二次
    記憶領域が選択される、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】ディスク記憶媒体が複数のセクタを有し、
    各セクタが複数のグループに論理的に分割されており、
    各グループが所定数のセクタを予備として割り当てられ
    ており、ディスク記憶媒体上に欠陥管理テーブルがコン
    パイルされ格納されており、該欠陥管理テーブルはディ
    スク定義構造と一次及び二次欠陥リストとを含み、上記
    欠陥管理テーブルは駆動装置内で上記ディスク記憶媒体
    を初期化する際にメモリに読み込まれるようになってい
    る上記ディスク記憶媒体上の識別された二次欠陥と置き
    換えられるべき予備セクタを見つけだす方法であって、 識別された二次欠陥を含むグループを識別するグループ
    番号ｇを式 ｇ＝ [（欠陥トラック番号−ＤＭＡトラック）・ＳＰＴ ＋ 欠陥セクタ番号−１次欠陥カウント）／（ｍ＋ｎ）]
    の整数部分 ここでＳＰＴは１トラックあたりのセクタ数、ｍは１グ
    ループあたりのデータセクタ数、ｎは１グループあたり
    の予備セクタ数、ＤＭＡトラックは欠陥管理領域での使
    用のためにリザーブされたトラック、 に従ってプロセッサで計算するステップと、 識別されたグループに割り当てられた複数の予備セクタ
    を見つけだすために境界域を判定するステップと、 上記グループに割り当てられた複数の予備セクタ内の１
    つの予備セクタの位置を式 トラック番号＝［｛ｇ＊（ｍ＋ｎ）＋ＤＭＡトラック＊
    ＳＰＴ＋ｍ｝／ＳＰＴ］の整数部分 セクタ番号＝[｛（ｇ＊（ｍ＋ｎ）｝＋（ＤＭＡトラッ
    ク＊ＳＰＴ）＋ｍ）／ＳＰＴ｝−上記で計算されたトラ
    ック番号｝＊ＳＰＴ] の整数部分 に従ってプロセッサで計算するステップと、 上記予備セクタの物理アドレスを上記駆動装置に与え、
    上記識別された欠陥を含むセクタに対するアクセスが上
    記予備セクタに振り向けられるようにするステップと、
    を有する方法。
  5. 【請求項５】ディスク記憶媒体が複数の一次及び二次記
    憶領域を有し、上記ディスク記憶媒体が複数のグループ
    に論理的に分割されており、各グループが上記一次及び
    二次記憶領域の所定の部分を割り当てられており、上記
    ディスク記憶媒体が欠陥記憶リストを格納しているごと
    き上記ディスク記憶媒体上の欠陥一次記憶領域と置き換
    えられるべき二次記憶領域を割り当てる装置であって、
    書き込むべきデータを上記ディスク記憶媒体に送り読み
    出しデータを上記ディスク記憶媒体から受け取る制御手
    段と、上記制御手段結合され上記制御手段にコマンドを
    与えるためのプロセッサと、上記プロセッサに結合され
    上記ディスク記憶媒体が上記装置内で最初に初期化され
    るときに上記ディスク記憶媒体から上記欠陥記憶領域リ
    ストのコピーを格納する第１メモリと、上記プロセッサ
    に結合され上記装置が欠陥一次記憶領域を見つけたとき
    に上記プロセッサが該欠陥一次記憶領域を識別する欠陥
    一次記憶領域リストに記入するように上記プロセッサに
    対する命令を格納する第２メモリと、を有し、上記プロ
    セッサは上記欠陥一次記憶領域が割り当てられているグ
    ループ番号ｇを式 ｇ＝ [（欠陥トラック番号−ＤＭＡトラック）・ＳＰＴ ＋ 欠陥セクタ番号−１次欠陥カウント）／（ｍ＋ｎ）]
    の整数部分 ここでＳＰＴは１トラックあたりのセクタ数、ｍは１グ
    ループあたりのデータセクタ数、ｎは１グループあたり
    の予備セクタ数、ＤＭＡトラックは欠陥管理領域での使
    用のためにリザーブされたトラック、 に従って計算し、該欠陥一次記憶領域と置き換えるため
    に上記グループに割り当てられた二次記憶領域の位置を
    式 トラック番号＝［｛ｇ＊（ｍ＋ｎ）＋ＤＭＡトラック＊
    ＳＰＴ＋ｍ｝／ＳＰＴ］の整数部分 セクタ番号＝[｛（ｇ＊（ｍ＋ｎ）｝＋（ＤＭＡトラッ
    ク＊ＳＰＴ）＋ｍ）／ＳＰＴ｝−上記で計算されたトラ
    ック番号｝＊ＳＰＴ] の整数部分 に従って計算することを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】上記第１メモリは上記ディスク記憶媒体の
    トラック数、トラックあたりのセクタ数、グループあた
    りのセクタ数、グループあたりの予備数およびＤＭＡト
    ラック数を示すディスク構造を格納している、請求項５
    記載の装置。
  7. 【請求項７】上記第１メモリは一次欠陥カウントを与え
    る一次欠陥リストを格納している、請求項６記載に装
    置。
  8. 【請求項８】上記制御手段は見出された欠陥一次記憶領
    域を識別するためにトラック番号およびセクタ番号を与
    える、請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】ディスク記憶媒体が複数のセクタを有し、
    各セクタが複数のグループに論理的に分割されており、
    各グループが所定数のセクタを割り当てられており且つ
    該セクタの１部分は予備として割り当てられており、デ
    ィスク記憶媒体上に欠陥管理テーブルがコンパイルされ
    格納されており、該欠陥管理テーブルはディスク定義構
    造と一次及び二次欠陥リストとを含むごとき上記ディス
    ク記憶媒体上の識別された二次欠陥と置き換えられるべ
    き予備セクタを見つけだすためのディスク駆動装置であ
    って、書き込むべきデータを上記ディスク記憶媒体に送
    り読み出しデータを上記ディスク記憶媒体から受け取る
    制御手段と、上記制御手段結合され上記制御手段にコマ
    ンドを与えるためのプロセッサと、上記プロセッサに結
    合され上記ディスク記憶媒体が上記ディスク駆動装置内
    で最初に初期化されるときに上記ディスク記憶媒体から
    上記欠陥記憶領域リストのコピーを格納する第１メモリ
    と、上記プロセッサに結合され上記ディスク駆動装置が
    二次欠陥を見つけたときに上記プロセッサが該二次欠陥
    を識別する二次欠陥リストに記入するように上記プロセ
    ッサに対する命令を格納する第２メモリと、をを有し、 上記プロセッサは上記二次欠陥が割り当てられているグ
    ループ番号ｇを式 ｇ＝ [（欠陥トラック番号−ＤＭＡトラック）・ＳＰＴ ＋ 欠陥セクタ番号−１次欠陥カウント）／（ｍ＋ｎ）]
    の整数部分 ここでＳＰＴは１トラックあたりのセクタ数、ｍは１グ
    ループあたりのデータセクタ数、ｎは１グループあたり
    の予備セクタ数、ＤＭＡトラックは欠陥管理領域での使
    用のためにリザーブされたトラック、 に従って計算し、該二次欠陥と置き換えるために上記グ
    ループに割り当てられた予備セクタの位置を式 トラック番号＝［｛ｇ＊（ｍ＋ｎ）＋ＤＭＡトラック＊
    ＳＰＴ＋ｍ｝／ＳＰＴ］の整数部分 セクタ番号＝[｛（ｇ＊（ｍ＋ｎ）｝＋（ＤＭＡトラッ
    ク＊ＳＰＴ）＋ｍ）／ＳＰＴ｝−上記で計算されたトラ
    ック番号｝＊ＳＰＴ] の整数部分 に従って計算することを特徴とするディスク駆動装置。
  10. 【請求項１０】上記第１メモリは上記ディスク記憶媒体
    のトラック数、トラックあたりのセクタ数、グループあ
    たりのセクタ数、グループあたりの予備数およびＤＭＡ
    トラック数を示すディスク構造を格納している、請求項
    ９記載のディスク駆動装置。
  11. 【請求項１１】上記第１メモリは一次欠陥カウントを与
    える一次欠陥リストを格納している、請求項１０記載に
    装置。
  12. 【請求項１２】上記制御手段は見出された欠陥一次記憶
    領域を識別するためにトラック番号およびセクタ番号を
    与える、請求項１１記載の装置。
JP4185431A 1991-09-11 1992-07-13 欠陥記憶領域と置き換えられるべき記憶領域を割り当てる方法および装置 Expired - Lifetime JPH0727440B2 (ja)

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