JPS61202381A - デイスク制御装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、コンピュータの外部情報記憶装置に用いられ
るディスク装置を制御するディスク制御装置に係わり、
特に、データをディスク装置で書き込み、読み出すこと
によって生ずるデータ誤りを訂正できるようにしたディ
スク制御装置に関するＯ 〔発明の背景〕 ディスク装置におい【は、小型化や記録密度の向上゛に
伴ない、これまで無視されてきた。ディスク状記録媒体
の極く小さな物理的欠陥などによっても記録データＶＣ
誤りを生じさせるようになってきており、このために、
データの誤り訂正には大いに関心がもたれている。ディ
スク装置を用いたコンビエータの外部情報記憶装置も同
様であり、たとえは、日経エレクトロニクス　１９８１
　、−８　、１．７の「３種類の誤り訂正符号の実現法
」と題する論文や日経エレクトロニクス　１９ｇ２．８
．３０の［データ転送速度第２Ｍビット／秒の１チツプ
、ハード・ディスク・コントローラＬＳＩＪと題する論
文などに論じられている。

第６図はかかる外部情報配憶装置の処理システムを示す
概念図であり、１はコンピュータ本体であるホストシス
テム、２はデータバッファ、３はＤＭＡ０　　（ダイレ
クト−メモリ・アクセス・コントローラ）、４はディス
ク制御装置、５はディスク装置である。

外部情報記憶装置には、通常、複数台のディスク装置５
が設けられ、これらディスク装置５は、ホストシステム
からの命令のもとに、ディスク制御装置４により、デー
タの書込み、読出しなどの制御がなされる０また、ホス
トシステムｌとディスク装Ｍ５間のデータ転送の高速や
多機能化をはかるために、データバッファ２やＤＭＡ（
ｔ　３が設けられている。ディスク制御装置７は、図示
するように、複数台のディスク装置５をディージチェー
ンカ式によって接続することも可能である。

最近では、先の論文にも開示されるように、ディスク制
御装＠４は１チツプＬＳＩ化が進み、また、多機能を目
指しているのが実状であり、たとえば、データの誤り訂
正、自動再試行、代替えセクタなどの機能を備えたもの
もある。その中でも、先の説明のように、データの誤り
訂正機能は重要な問題である。

次に、従来のディスク制御装置の誤り訂正機能を第７図
によって説明する。なお、同図において、５はディスク
装置、６は並列／直列変換器、７はデータ書込系、８は
データ読出系、９は直列／並列変換器である。

ホストシステム（図示せず）からの入力データはバラル
データであり、並列／直列変換器６でシリアルデータに
変換された後、データ書込系７に供給される。このデー
タ書込系７では、所定の誤り訂正符号にもとづいて入力
データから検査ビットが生成され、この検査ビットが入
力データに付加されてディスク装置５に書き込まれる。

一方、ディスク装置５から読み出された検査ビットを含
む読出しデータはデータ続出系８に供給される。データ
読出系８では、読出しデータからシンドロームが生成さ
れ、これが解読されてデータの誤りを検出してその訂正
がなされる。訂正されたデータは、直列／並列変換器９
でパラレルデータに変換された後、出力データとしてホ
ストシステムに供給される。

コンピュータの外部情報記憶装置においては、誤り訂正
符号として、ファイア符号が多く用いられている。ファ
イア符号は、既に局知であるが、ここで、このファイア
符号を用いた誤り訂正方法について簡単に説明する。

いま、フ゛アイア符号をＦ（Ｘ）、このファイア符号Ｆ
ＯＯを特徴づける生成多項式をＧＯＯ，送信すべき。

データなりＯＯとし、ＤＱＱ＠Ｘ　　（但し、ｉ　）ｔ
　Ｇ　（Ｘ）の次数）をＧ（３）で割ったときの余りを
Ｒ■とすると、ファイア符号ｙｏｏｔｔ次のように表わ
される。

Ｆ（Ｘ）−ＤＯＯ−Ｘ　　＋　ＲＱＯ−−−−−−−−
−−−−（１）この余りＲ（Ｘ）は検査ビットと呼ばれ
る。

データＤＯＯは式（１）で示すファイア符号ＦＯＯに変
換されて送信される。受信側では、このファイア符号Ｆ
ＯＯを受信も、復号して元のデータＤＯｏを得るのであ
るが、伝送系の特性上、ファイア符号Ｆ（１）に誤りが
生ずる可能性もあるので、受信された符号（以下、受信
符号という）をＦＱＯとすると、この受信符号ｙ　を送
信側で用いたのと同じ生成多項式ＧＯＯで割り算し、得
られる余りＳ　（Ｘ）から受信符号ＦＯＯに誤りがある
か否かの判定を行ない、誤りがあればそれを訂正して元
のデータＤＯＯを得るようにする。

すなわち、生成多項式の性質上、式（１）に示した　′
ファイア符号ＦＯＯは生成多項式ＣＯＤで割り切れ、余
り５ＯＯ（これは、シンドロームと呼ばれる）がＦＱＱ
のときには、受信符号ＦＯＯは式（１）で表わされ、元
のデータＤＯＯが取り出せる。ＦＸｏｏ〜ＦＱＱのとき
には、シンドロームＳｏｏかも受信符号ＦＱＯ中の誤り
ビットを検出することができ、これによつて受信符号Ｆ
■を式（１）に等しくなえように訂正する。これによっ
て元のデータＤｏｏが得られる。

ファイア符号を用いた場合、受信符号ＦＯＯ中の連続し
た１１ビツト中の任意数のビット誤りを訂正できる。得
られたシンドローム５（２）をさらに処理することによ
り、受信符号Ｆ（ト）中の誤りビットを含む１１ビツト
の誤りビットパターンが得られ、この誤りビットパター
ンと受信符号ＦＯＯの対応する部分とを排他的論理和演
算することによって受信符号ＦＣＸ）の誤り訂正がなさ
れ得る。　また、誤りビットパターンから受信符号ＦＱ
Ｑの誤り位置も検出でき、これによって受信符号ＦＯＱ
の誤り訂正も可能である。

なお、ファイア符号を用いた場合には、汁続した１１ビ
ツト中の任意数のビット誤りな訂正できるといっても、
１つのファイア符号を表わすビット列（これをセクタと
いう）中で１１ビツトからなる１つの領域だけである。

たとえば、２つの誤りビットが第２ビツト以上離れてい
るときには、そのうちの一方だけしか訂正できない。い
ずれか訂正されるかは、シンドロームＳ　（Ｘ）から誤
りビットパターンを生成する手法によって異なる。

このようにして、ファイア符号を用いることにより、デ
ィスク制御装置において、データの誤り訂正を行なうこ
とができる。

ところで、このように、ディスク制御装置に誤り訂正機
能をもたせたとしても、その信頼性が高いものでなけれ
ばならない。このためには、まず、検査ビットＲＱＱを
生成する符号器やシンドロームＳｏＯを生成する復号器
が正常に動作することが確認できろことが必要である。

しかしながら、従来のディスク制御装置には、かかるａ
認手段が設けられておらず、また、従来、このような確
認を行なう必要があるという認識がなされておらず、こ
のために、誤り訂正機能の信頼性は低いものであった。

今後、ディスク装置の記録密度が場々向上していくと、
これが増々大きな問題となっていくものである◎ 〔発明の目的〕 本発−明の目的は、かかる問題を解消し、誤り訂正機能
の信頼性を高めることができるようにしたディスク制御
装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明は、所望の詮所デー
タから符号器で検査ビットを生成し、該検査ビットを故
意にビット誤りを生じさせた該診断データに付加して所
望のデータを得、該所望のデータから復号器でシンドロ
ームを生成し、該シンドロームを用いて前記故意に生じ
させたピッド誤り以外の誤りの有無を判定することによ
り、前記符号器や復号器の診断を可能とした点に特徴が
ある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によつ【説明する。

第１図は本発明によるディスク制御装置の一実弛例を示
すブロック図であって、１０は符号器、１１はオア回路
、第２は復号器、１３はセレクタ、１４はシフトレジス
タ、１５は内部レジスタ、１６．１７はラッチ回路、８
１〜Ｓ６はスイッチであり、第６図、第７図に対応する
部分には同一符号なつけている。

第２図（α）、（ｂ）はセクタ単位での第１図の動作を
示すタイミングチャートである０ まず、第１図および第２図（α）により、この実施例の
ディスク装置５へのデータの書込み動作について説明す
る。

データ書込み時においては、スイッチＳ２は常時閉じ【
おり、スイッチＳ３．Ｓ４．Ｓ５は常時開いている。

ホストシステム１から出力されるパラレルデータの入力
データＤＯＯは、ラッチ回路１６を介して−Ｈデータバ
ツ７ア２に格納される。データバッファ２は入力データ
Ｄ（Ｋ）の転送速度を変換するものであって、データパ
ツファスに格納された入力データＤＱＱはディスク装置
５の書込速度で読み出され、ディスク制御装置４に供給
されるロディスク制御装置４においては、入力データＤ
（１）は並列／直列変換器６によってシリアルデータに
変換され、オア回路１１およびスイッチＳ２を介してデ
ィスク装置５に供給される。また、データバツファ２か
ら入力データＤ■が読み出されるときには、既にスイッ
チ８１が閉じており、これに対して、スイッチＳ６は開
いている。そこで、並列／直列変換器６から出力される
入力データＤ（１）は、また、スイッチｓ１を介して符
号器１ｏにも供給される。符号器１ｏにはファイア符号
に対する生成多項式Ｇ（２）が形成されており、入力デ
ータＤＯＯの最後のビットの供給とともに検査ビットＲ
（２）が生成される。この検査ピッ）ＲＱＯが生成され
ると、スイッチｓ１が開いてスイッチｓ６が直ちに閉じ
、入力データＤＯＯに続いてこの検査ピッ）ＲＱＱが、
スイッチ＄６．オア回路１１．スイッチＳ２を介し、デ
ィスク装置５に供給される。したがって、ディスク装置
５に供給される１セクタの書込データは入力データＤＯ
Ｏに検査ピッ）ＲＱＱが連なった符号であり、先の式（
１１で示したファイア符号Ｆ（Ｘ）である。

次に、ディスク装置５からのデータの読み出し時には、
第２図（ｂ）に示すように、スイッチ８２゜Ｓ３が閉じ
、スイン＋ｓ１．ｓ４．Ｓ５．Ｓ６は常時開いている。

ディスク装置５から読み出された読取符号ＦＯＯは、ス
イッチＳ２．Ｓ３を介し【直列／並列変換器９に供給さ
れ、バラルデータに変換された後、そのデータ部分Ｄ″
■のみがデータバッファ２に格納される。

また、一方、スイッチＳ３を介した読取符号ＦＸ（１）
は復号器第２にも供給され、シンドロームＳＱＱが生成
される。このシンドロームＳＱｏが零のときには、デー
タバッファ°２に格納されたデータＤ″■は、誤りがな
い入力データＤＯＯと等しいデータと判定され、ホスト
システム１に必要な速度で読み出されてラッチ回路１７
を介しホストシステム１に供給される。シンドロームＳ
Ｏｏが零でない場合には、データバッファ２に格納され
たデータＤ″（１）に対する誤りビットパターンと誤り
位置データとが復号器第２で生成される。これら誤りビ
ットパターンと誤り位置データとは直列／並列変換器９
でパラレルパターンに変換され、内部レジスタ１５に格
納される。データバッファ２からデータＤ′（１）が読
み出されるとともに、内部レジスタ１５から誤りビット
パターンが読み出され、図示しない排他的論理和回路に
よってデータｂ′■が誤り訂正され、正しいデータＤＯ
Ｏとしてラッチ回路１７を介しホストシステム１に供給
される。なお、データバッファ２からホストシステム１
にデータＤ′（２）を読み取り、次いで、内部レジスタ
１５からホストシステム１に誤り位置データを読み取り
、ホストシステム１内でデータＤ′（１）の誤り訂正を
行なうようにすることもできる。

次に、この実施例の符号器１０に対する診断機能を第３
図によって説明する。

この場合には、ホストシステム１などの診断命令により
、まず、スイッチｓ１が閉じ、スイッチ８２〜８６が開
く。そして、ホストシステム１から所望のビットパター
ンの診断データｃｏｏが、先に説明した経路を通って符
号器１０に供給され、診断検査ピッ）Ｒ’ＣＯＯが生成
される。この診断検査ビットＲｃＯＯはセレクタ１３を
介してシフトレジスタ１４に供給される。この診断検査
ビア）Ｒｃ（２）のシフトレジスタ１４への取り込みは
、セレクタ１３がＡ側を選択することによってなされる
が、その後、セレクタ１３はＢ側を選択し、これによっ
て診断検査ビットＲＣＱＯはシフトレジスタ１４とセレ
クタ１３で構成される閉ＮＹ巡回して保持される（以上
、第３図（α））。

次に、スイッチＳ１が開いてスイッチＳ３が閉じ、第３
図Ｃｂ）に示すように、先の診断データＣｏＯの複数ビ
ットにわたってバースト誤り（まとまって発生する一群
の誤り）を生じさせ、一部が診断データＣｏｏとは異な
る診断データＣ′（３）をホストシステム１からディス
ク制御装＠４に供給する。なお、診断データＣ＃■中の
バースト誤りによるビットをＸ印で示す。

この診断データＣ”■はオア回路１１．スイッチＳ３を
通過するが、その後直ちにスイッチＳ５を閉じてシフト
レジスタ１４から先の診断検査ピッ）ＲｃＯＯをオア回
路１１に供給し、第３図（ｋｌ）に示すように、診断デ
ータＣ′■に診断検査ビットＲｃ■が連なる符号を得る
。

この符号は、直列／並列変換器９でパラレルデ−夕に変
換され、そのうちの診断データＣ′■のみがデータバッ
ファ２に格納されろとともに、復号器第２にも供給され
てシンドロームＳＣ（社）が生成される。このシンドロ
ームＳＣ■は、第３図（α）に示した診断データＣＱＱ
から生成された診断検査ピッ）ＲｃＱＯを診断データＣ
′（１）に付加して得られる第３図（ｂ）の符号から生
成されるものであるから、零とはならない。もし、この
シンドローム５ｃ００が零となるならば、符号器１０．
復号器第２の少なくともいずれか一方が正常に動作して
いないことになる。

復号器第２では、このシンドローム５ｃ００から誤りビ
ットパターンと誤り位置データとが生成され、直列／並
列変換器９を介して内部レジスタ１５に格納される。そ
して、先に説明したように、この誤りビットパターンあ
るいは誤り位置データにより、データバッファ２に格納
された診断データＣ′■が誤り訂正され、先の診断デー
タＣ（２）（第３図（ｃＬ）と比較される。ｍ３図（Ｃ
）に示すように、誤り訂正された診断データＣ’（Ｘ）
が診断データｃｏｏに等しければ、符号器１０と復号器
第２とはともに正常であり、両者が一致しなければ、符
号器１０と復号器第２の少なくともいずれか一方が異常
であることになる。

符号器１０．復号器第２のいずれか異常であるか、その
異常の原因で何であるかは、次のようにして判定できる
。すなわち、診断データＣ（Ｘｌが決まると、これに対
する診断検査ピッ）Ｒｃ■は一義的に決まる０また、診
断データＣＯＯに対する診断データＣ′■が決まると、
この診断データＣ′（資）に診断検査ピッ）ＲｃＯＯを
付加した符号に対するシンドロームＳｃ　−シたがって
、誤りビットパターンも一義的に決まる。そこで、これ
ら診断検査ビットＲｅωと誤りビットパターンを予しめ
計算によって求めておき、診断データＣｏｏと誤り訂正
された診断データＣ′■が一致しないとき、シフトレジ
スタ１４から診断検査ビットＲｃＯＯを読み出し、これ
と計算によって求めた診断検査ピッ）Ｒｃ（Ｘ）とを比
較処理することにより、符号器１０が異常であるか否か
、その異常の原因は何であるかを判定できるし、また、
内部レジスタ１５から誤りビットパターンを読み出し、
これと計算によって求めた誤りビットパターンとを比較
処理することに零り、復号器第２が異常であるか否か、
その異常の原因は何であるかを判定できる。

このようにして、符号器１０．復号器第２が正常に動作
するか否かの診断が可能となり、使用前にかかる診断を
行なうことにより、ディスク制御装置の誤り訂正機能の
信頼性が高まることになる。

なお、診断データＣＯＤ、Ｃ’（イ）は予じめ決められ
た一定のビットパターンとしてもよいが、ユーザによっ
て任意に決められるビットパターンとしてもよい。

また、ユーザによる診断としては、シフトレジスタ１４
や内部レジスタ１５から夫々検査ビットや誤りビットパ
ターンを読み出して符号器１０８復号器第２の良否やそ
れらの異常原因究明までできるようにしてもよいが、診
断データＣｏｏと誤り訂正された診断データＣ′（イ）
とを比較して、誤り訂正機能が正常であるか否かを判定
できる程度までとしてもよい。もちろん、メーカによる
診断としては、符号器１０．復号器第２の良否やそれら
の異常原因究明まで可能でなければならない。

さらにまた、シフトレジスタ１４の代’ｌに、他のメモ
リ手段を用いて診断検査ピッ）　ＲＣ（Ｘ）を保持する
ようにしてもよい。

第４図は本発明によるディスク制御装置の他の実施例を
示すブロック図であって、１８はローカルプロセサであ
り、第１図に対応する部分には同一符号をつけている。

第１図に示した実施例では、診断の判定をホストシステ
ム１で行なっていたが、この実施例は、システム構成上
設けられているローカルプロセサ１８で行なうようにし
たものである。

すなわち、ホストシステム１から診断命令が発せられる
と、診断データがローカルプロセサ１８からデータバッ
ファ２を介してディスク制御装置４に送られ、また、診
断データの比較判定などの処理もローカルプロセキ１８
で行なわれる。

この実施例によると、ホストシステム１のスル−プツト
が向上するという効果がある。

第５図は本発明によるディスク制御装置のさらに他の実
施例を示すブロック図であって、１９は模擬ビットパタ
ーン発生器であり、ｍ１図に対応する部分には同一符号
をつけて重複する説明は省略する。

第５図において、模擬ビットパターン発生器１９には、
診断データ、これから計算で求めた診断検査ビット、誤
りビットパターン、誤り位置データなどの模擬ビットパ
ターンが格納されており、診断動作時には、これらの模
擬ビットパターンが順次読み出されて使用される。診断
データの比較判定などの処理は、第１図に示した実施例
のように、ホストシステムｌで行なうようにしてもよい
し、また、第４図に示した実施例のように、ローカルプ
ロ七す１８で行なうようにしてもよい。いずれにし【も
、ホストシステム１の負担が軽減できる。

なお、以上の実施例においては、診断に際し【の診断デ
ータと診断検査ビットとからなる符号はディスク装置で
書き込み、読み出しが行なわれなかっだが、これに限ら
ず、この符号をディスク装置で書き込み、読み出し後、
符号器、復号器の良否判定のために用いろようにしても
よい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、誤り計算機能の
良否の判定が容易にかつ正確に行なうことができ、デー
タの書込み、読出しに際してのデータの誤り訂正の信頼
性が著しく向上するという優れた効果を得ることができ
る◎

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるディスク制御装置の一実施例を示
すブロック図、第２図はこの実施例のデータ書込み、読
出しに際しての動作を示すタイミングチャート、第３図
はこの実施例の診断動作の説明図、第４図および第５図
は夫々本発明によるディスク制御装量の他の実施例を示
すブロック図、第６図はコンピュータの外部情報配憶装
置の処理システムを示す概念図、第７図は従来のディス
ク制御装置の誤り訂正機能を示す説明図である。 １・・・・・・ホストシステム、４・・・・・・ディス
ク制御装置、５・・・・・・ディスク装置、ｌＯ・・・
・・・符号器、１１・・・・・・オフ回Ｍ、第２・・・
・・・復号器、１３・・・・・・セレクタ、１４・・・
・・・シフトレジスタ、５ｌ−８６・・・・・・スｉ！
Ｊ１ｒｌ！Ｊ し＋峨−−−−−−喝自一一＋　　＋＋＋」第２図 （ａ） ＦＦ ５１・Ｓ４・Ｓ５・５ 第３図 第４図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ホストシステムからの入力データから検査ビットを生成
   する符号器と、該入力データに該検査ビットを付加しデ
   ィスク装置への書込データを形成する第１の手段と、該
   ディスク装置からの読出しデータからシンドロームを生
   成しさらに誤りビットパターンや誤り位置データを生成
   可能な復号器とを備え、該ディスク装置で書込み、読出
   しされるデータの誤り訂正機能を有したディスク制御装
   置において、前記符号器で生成された検査ビットを保持
   する第２の手段と、該第２の手段で保持された該検査ビ
   ットを前記第１の手段に供給する第３の手段を設け、該
   第２の手段は所望ビットパターンの第１の診断データに
   対する検査ビットを保持し、該第３の手段は該第１の診
   断データとはビットパターンが異なる第２の診断データ
   の前記第１の手段への供給に次いで該第１の診断データ
   に対する検査ビットを第１の手段に供給することにより
   、前記誤り訂正機能の診断を可能に構成したことを特徴
   とするディスク制御装置。