JPS62192012A - デイスク装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は例えば光磁気ディスク装置のようにデータの
記録及び再生が可能なディスク装置に関する。

〔発明の概要〕

この発明はデータを記録再生するに当たって、データの
転送レートに同期させてディスクを回転駆動し、データ
の転送レートに応じて回転数を変化させるが、１枚のデ
ィスクの全体の記録データビット数は変わらない状態で
記録するようにしたもので、ＣＰＵ、データバッファを
介することな（データをその転送レートのままで記録が
できるので、リアルタイムでデータの記録ができ、ＰＣ
Ｍオーディオデータもそのまま書き込むことができるも
のである。

〔従来の技術〕

書き込み可能で大容量の情報７Ｂ積用のディスク装置と
しては、従来、いわゆるハードディスク装置が知られて
いる。

これは、一般にコンピュータのデータストレージ用とし
て用いられているもので、一定の定められた回転数で回
転するディスクに同芯円状（あるいはスパイラル状）の
トラックとして情報が記録されるものである。

第４図に示すように、このハードディスク装置（１１へ
のデータの書き込み及び読み出しはＣＰ　Ｕ　（３１に
よりデータバス（２）を介してなされる。これはハード
ディスク装置は記録すべき入力データの転送レートとは
無関係（非同期）の一定回転数でドライブされているの
で、ＣＰ　Ｕ　（３１でタイミングをとって記録をなす
のである。これは扱うデータが間欠的データであるから
である。

ハードディスク装置（１）とＣＰ　Ｕ　（３１間のデー
タのやりとりはへソファメモリとしてのＲＡ　Ｍ　（４
１を介してなされる。また、ＣＰ　Ｕ　（３１を介在さ
せずにＤＭＡコントローラを用いてＲＡ　Ｍ　（４１と
ディスク装置ｆｌ１間で高速転送を行なうものもあるが
、ここで取り扱っているデータも間欠的なデータであり
、連続的なデータは扱っていない。

もっとも静止画像やイメージはＲＡ　Ｍ　（４１として
フレームメモリを用いることにより１フレ一ム分の間欠
的なデータとして扱うことはできる。

第５図はこのようなバースト性のデータを扱う場合の構
成例で、ＣＰ　Ｕ　（３１とディスク装置（１）間には
ディスクコントローラ（５）が介在され、ＲＡ　Ｍ　＋
４１に貯えられたバースト性のデータのうち必要なもの
がＣＰ　Ｕ　（３１の命令によりディスクコントローラ
（５）を介してディスク装置（１）に記録されるように
されている。このような使い方は例えば電子メールなど
でなされている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、最近はニューメディア時代といわれ、種々の
情報が世に提供され、いわゆるマルチメディア情報とな
っている。

この情報としてはコンピュータデータ等の間欠的なデー
タ、また、静止画像やイメージ等の準間欠的なデータの
他に、デジタルオーディオ等の全く連続的な情報もある
。

これらの種々の情報をディスクに貯えて適宜、ユーザー
の利用に供することができれば便利である。しかし、前
述したように従来のディスク装置では回転速度一定で、
ＣＰＵでコントロールしてデータの記録をなすのが一般
であり、マルチメディア情報に対処するものは従来なか
った。

ところで、書き替え可能な大容量記憶装置として光磁気
ディスクが注目されている。このような大容量記憶装置
ではマルチメディア情報の記憶ができる可能性がある。

この場合に、ディスクへの書き込み、　Ｖｔみ出しに際
し、データ自身の転送レートのままで書き込み、読み出
しができれば非常に便利である。

ここで、データの転送レートがマルチメディア情報のす
べてで同一であれば従来のハードディスク装置のように
ディスク回転速度が一定であっても、問題ないが、実際
的にはデータの転送レートは種々のものがあり、一定で
はない。

例えば通信の標準転送レートの例を上げると、日本の場
合でも例えばＮＴＴ１次群、２次群で１．５３６Ｍｂｐ
ｓ　、　６．１４４Ｍｂｐｓ等があり、欧州共同体ＥＣ
標準は　２．０４８Ｍｂｐｓと多様である。

この場合、一定回転数のディスクに対しその回転数に適
合する転送レートより高い転送レートのものは、そのま
までは完全な記録ができず、再生が不能になってしまう
ことがあり、また適合転送レートより低い転送レートの
ものでは記録トラックの使用効率が悪い（ｌトラック当
たりのビット数が少なくなる）。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は種々の転送レートで転送されてくる情報をそ
の転送レートのまま上記のような不都合を生じることな
く記録することを可能にしたディスク装置を提案するも
ので、この発明においては記録時、記録すべきデータの
転送レートに合わせて外部同期をかけて、上記ディスク
を回転駆動し、ディスクの回転数がデータの転送レート
に応じて変えられるようにするとともにヘッドはディス
クの回転数の変化にかかわらず上記ディスク上に同じト
ランクを形成するように制御する。

〔作用〕

１枚のディスク当たりの記録データビット数は変わらな
いが、ディスク回転数がデータ転送レートに同期して変
えられることにより、入力データがその転送レートのま
ま記録されることになり、デジタルオーディオ信号をそ
のまま書き込むことができるとともに、通信の標準レー
トにも簡単に合わせることもできる。

〔実施例〕

この発明の一実施例を光磁気ディスクの場合を例にとっ
て説明する。

先ず、この例の光磁気ディスクのセクターフォー　７　
ノ）について説明する。

この光磁気ディスク（１１）は第２図に示すようにデー
タが１回転当たり１トラツクとして、同志円状あるいは
スパイラル状にトラック（１２）が形成されて記録され
、これより再生されるようにされる。

この光磁気ディスク（１１）の１トラツク（１２）は円
周方向に等分割された複数のセクターからなっており、
各セクターに、定められた所定数のデータにエラー訂正
符号、エラー検出符号等が生成付加されたものが記録さ
れている。

第２図の場合、１トラツクは同図Ａに示すように（ｎ＋
１）セクターからなり、この例ではｌトラックは３２セ
クターとされている。

１セクターに記録されるデータのフォーマットは例えば
同図Ｂのようになされている。すなわち、１セクタ一分
は、ヘッダ部とデータ部と、ヘッダ部の後とデータ部の
後にそれぞれ設けられるギャップ部ＧＡＰとからなる。

ヘッダ部にはその先頭にプリアンプル信号が記録される
とともに、トランクアドレスＴＡとセクターアドレスＳ
Ａからなるアドレス信号ＡＤＤに対してエラー訂正符号
ＦＣＣが付加されたものにアドレス用同期信号ＡＳＹＮ
Ｃが付加されたものが２回くり返して記録されている。

また、データ部にはその先頭にプリアンプル信号が記録
されるとともに、その後にデータ及びそのデータに対す
るエラー訂正符号ＥＣＣその他が付加されたものが記録
される。

ところで、１セクターのデータ部に記録する単位データ
量は、コンピュータの記憶装置として用いることを考慮
して５１２バイトが標準とされる。

この場合に、データ部の構造は第３図のようになってい
る。

すなわち、第３図の場合はデータ数がＤｏへ・Ｄｏｌｌ
までの５１２バイ１−の場合で、実際のデータとしては
この５１２バイトのデータＤｏ−Ｄｓｔｔの前にトラッ
クナンバーＴｒＮｏ、セクターナンバーＳ　ｅ　＋デー
タ識別情報ＩＤを含む１２バイトの付加情報が付加され
ている。そしてこの合計５２４バイトのデータに対して
生成されたエラー検出用のＣＲＣコードが４ハイド分付
加された５２８バイトが、同図のように２４Ｘ２２バイ
トとしてマトリクス状に配列される。

そして、このＣＲＣコードの４ハイド分を含めた５２８
バイトに対し、行方向に１行について４ハイド分として
第１のエラー訂正符号Ｃ１（これは例えば（２８，２４
）リードソロモン符号）が付加され、同様に列方向に一
列について４ハイドの第２のエラー訂正符号Ｃ２（これ
は例えば（２６，２２）リードソロモン符号）が付加さ
れる。

図において各行の先頭には、行の先頭を示す同期信号（
リシンクと呼ぶ）がこの例では付加されており、この行
方向に順次書き込み、読み出しがなされる。

第１図は一例として以上のようなセクターフォーマット
で種々の転送レートの情報を記録し、再生するこの発明
装置の記録再生系の一例のブロック図である。

（１１）は光磁気ディスクで、このディスク（１１）に
はスパイラル状のトラックとして記録がなされるが、記
録再生用のヘッド（図示せず）はあらかじめ形成されて
いるトランクを正しく走査してゆくようにトラッキング
制御がこのヘッドに対して施されている。

（２１）はディスク駆動モータで、ディスク（１１）は
このモータにより角速度一定の状態で所定の速度で回転
するように回転制御される。

すなわち、この駆りＪモータ（２１）には周波数発ｌｉ
機（２２）が設けられており、この周波数発電機（２２
）よりモータ（２１）の回転速度に比例した周波数信号
ＦＣが得られ、これが位相比較回路（２３）に供給され
る。一方、この位相比較回路（２３）にはスピード基準
信号ＲＥＦが供給される。このスピード基準信号ＲＥＦ
は後述するように記録すべき、あるいは再生するデータ
の転送レートに応じて変えられるものであるが、ディス
ク（１１）が目的とする回転速度で回転しているときの
周波数発電機（２２）の出力ＦＧの周波数と等しい信号
である。もっとも、出力ＦＧを分周したような周波数の
信号でもよく、そのときは出力ＦＣ，も同じ分周比で分
周されて比較回路（２３）に供給されるのはもちろんで
ある。

この位相比較回路（２３）の比較出力は積分回路（２４
）を通されてスピード誤差電圧とされ、これがモータド
ライブ回路（２５）を介してモータ（２１）に供給され
て、このモータ（２１）がスピード基準信号ＲＥＦに応
じた角速度で回転するように制御される。

次に記録系について説明するに、（３１０）はデジタル
データの入力端で、デジタルデータとしてはコンピュー
タデータの他に、アナログオーディオデータが種々の所
定のサンプリング周波数でサンプリングされ、各サンプ
ル値が所定のビット数のワードとして標本化されたもの
、その他種々の転送レートのデジタルデータが入力され
る。

（３１Ａ　）はアナログ信号例えばオーディオ信号が供
給される入力端子である。

デジタル信号入力端（３１０）にデジタル信号が入力さ
れるとき、このデジタル信号とともにその転送レートを
示す信号が送られてくる場合があるが、その転送レート
を示す信号は入力端子（３１１？　）に供給される。

入力端子（３１０）よりのデジタルデータはセレクタ（
３３）に供給される。また、入力端子（３１Δ）よりの
アナログ信号はＡ／Ｄコンバータ（３２）　ニおいてデ
ジタル信号に変換される。このＡ／Ｄコンバータ（３２
）でのサンプリング周波数は、例えば３２ｋｌｌｚ、　
　４４．１ｋＨｚ、　　４８ｋＨｚ等種々のものに切り
換え可能であり、また、■サンプルは８ビツト。

１２ビツト、１６ビツト等の種々のビット数のワードと
して切り換えて出力することができるようにされている
。

このＡ／Ｄコンバータ（３２）よりのデジタル信号はセ
レクタ（３３）に供給される。

セレクタ（３３）は手動により、あるいは外部よりのコ
ントロール信号により入力端子（３１Ｄ）よりのデジタ
ル信号とＡ／Ｄコンバータ（３２）よりのデジタル信号
とのいずれかを選択する。

このセレクタ（３３）より得られたデジタル信号はＥＣ
Ｃエンコーダ（３４）に供給され、前述したように５１
２バイト毎に１セクターのデータが形成される。このと
き、１ワード８ビツトのデジタルデータであれば５１２
ワード毎に１セクターのデータが形成されるが、１２ビ
ツト、１６ビツト等の１ワードが８ビツトでないデジタ
ルデータの場合には、第３図において整数ワードで１行
が構成できず、■ワードが２つの行さらには２つのセク
ターにまたがるような場合もあるが、第３図のセクター
フォーマットのデータ構造において行方向のバイト数を
適当な値とすることにより、それを防ぐことができる。

このＥＣＣエンコーダ（３４）よりのデータは記録プロ
セス回路（３５）に供給され、適当な変調が施された後
、ビットシリアルでヘッドに供給されて光磁気ディスク
（１１）に記録される。

このときのディスク（１１）の回転速度は次のようにし
て記録されるデジタルデータの転送レートに同期するよ
うにされる。

すなわち、この記録時、スイッチ（２６）が端子ＲＥＣ
側に切り換えられ、スピード基準発生回路（３６）より
の信号がスピード基準信号ＲＥＦとして位相比較回路（
２３）に供給される。

記録すべきデジタル信号が入力端子（３１Ｄ　）よりの
デジタル信号であって、これがいわゆるセルフクロッキ
ングのデータであるときは、この入力端子（３１０）よ
りのデータがスピード基準発生回路（３６）に供給され
、このデータよりクロックが抽出され、これより転送レ
ートが検知され、その検知された転送レートに応じたス
ピード基準信号がこれより出力される。

入力端子（３１０）よりのデジタル信号がいわゆるセル
フクロックのものでなく、データとは別個に転送レート
を示す信号、例えばクロックが送られてくるときは、こ
れが入力端子（３１Ｒ）を通じてスピード基準発生回路
（３６）に供給され、この転送レートを示す信号から検
知した転送レートに応じたスピード基準信号がこれより
出力される。

また、記録する信号が入力端子（３１Ａ　）よりのアナ
ログ信号を標本化した信号であるときは、前述した選択
したサンプリング周波数及び１サンプルについてのビッ
ト数に応じてスイッチ（３７）を切り襖えて、その転送
レートに応じたスピード基準信号がスピード基準発生回
路（３６）より得られる。

入力端子（３１０）よりのデジタル信号について転送レ
ートがわかっており、しかも、セルフクロックのデータ
でなく、転送レートを示す信号も送られてこないような
場合には、このスイッチ（３７）により転送レートに応
じた基準信号を選ふことができる。

こうして得られた転送レートに応じたスピード基準信号
と周波数発電機（２２）よりの周波数信号ＦＣとが位相
一致（周波数一致）するようにモータ（２１）が駆動さ
れ、ディスク（１１）は転送レートに同期した回転数で
回転する。

そして、この場合、スピード基準発生回路（３６）より
の転送レートを識別した信号がＥＣＣエンコーダ（３４
）に供給され、この転送レートの識別信号が第３図のデ
ータ構造の付加情報部のデータ識別情報１０の一部とし
て記録される。また、サンプリング周波数及びデータワ
ードのビット数もこの識別情報ＩＤの一部として記録さ
れる。

なお、入力端子（３１０）に供給されるデジタル信号は
パリティやその他の冗長ビットが付加されたＦＣＣエン
コードされたものであるときは、これらを一旦デコード
して、本来のデジタルデータのみとする。

もっとも、光磁気ディスクは大容量であるので冗長ビッ
トを含んだままであってもよい。ただし、そのときは若
干、転送レートが異なることになる。

なお、記録したデータの転送レートを示す識別信号は、
ディスクの最内周あるいは最外周の再生始めの領域のデ
ィレクトリに記録してもよい。

なお、Ａ／Ｄコンバータでのサンプリング周波数、デー
タワードのビット数もこのディレクトリに書き込み、再
生時に用いるようにしてもよい。

現実的な用途と転送レート、ディスクの回転数との関係
を次に示す。

なお、回転数は以上のように変化するが、ヘッドは同一
トラック上を走査するようにトラッキング制御されてい
るので、１枚のディスクとしての全ビット数は変わらな
い。つまり、転送レートに応じて記録時間が異なること
になる。

この表からも明らかなように、デジタル通信の種々の標
準レート、１．５３６Ｍｂｐｓ、　６．１４４Ｍｂｐｓ
、　２．０４８Ｍｂｐｓ等に合わせることができる。ま
た、デジタルオーディオテープレコーダの音をそのまま
記録することも可能になる。

次に、再生時について説明する。

ディスク（１１）からヘッドにて再生されたデジタル信
号は再生プロセス回路（４１）に供給されて復調され、
ビット同期再生がされてデジタル信号にされる。このプ
ロセス回路（４１）の出力は識別情報ＩＤのデコーダ（
４６）に供給されて、各セクターの付加データ部に記録
されていた転送レートを示す信号がデコードされ、その
デコード出力がスピード基準発生回路（４７）に供給さ
れて、デコードされた転送レートに応じたスピード基準
信号がこれより得られ、これがスイッチ（２６）の再生
側端子ＰＢを通じて位相比較回路（２３）に供給され、
ディスクは記録されていたデータの転送レートに同期し
た回転数で回転をする。

この再生時のディスクの回転制御のスピード基準信号は
、ディスクのディレクトリに記録されていた転送レート
を示すデータを再生に先だって読んでおくことによって
もできる。

また、ディスクに記録されているデータの転送レートを
メモ等により知ることができるようにしておけば、手動
切り換えももちろんできる。

こうして、データ転送レートに同期した回転数で再生さ
れたデータは再生プロセス回路（４１）を介してＥＣＣ
デコーダ（４２）に供給され、セクタ一単位毎にエラー
訂正等の処理がなされた後、冗長ビットの除去された本
来のデータのみとされ、これがマルチプレクサ（４３）
により、デジタルデータのときは出力端子（４５Ｄ）に
導出され、アナログ信号をデジタル化したものであると
きはＤ／Ａコンバータ（４４）にてアナログ信号に戻さ
れて出力端子（４５Ａ　）に導出される。

このＤ／Ａコンバータ（４４）におけるサンプリング信
号周波数及びデータワードのビ・ノド数も識別情報ＩＤ
をデコードして知ることによりあるいはディレクトリに
記録したデータを読むことにより予め知り、それに応じ
たＤ／Ａ変換を行うことができる。

なお、以上は回転角速度一定となるようにディスクを回
転制御した場合であるが、線速度一定となるようにディ
スクを回転制御する場合にもこの発明が通用できること
は勿論である。

〔発明の効果〕

以上のようにして、この発明によれば、ディスクを記録
すべきデータの転送レートに同期して回転制御するよう
にしたので、ＣＰＵの介在なしにデータを記録でき、ま
た、種々の通信標準レートに合わせることも容易にでき
る。

その上、デジタルオーディオ信号をリアルタイムでその
まま記録することが可能になるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明装置の一例のブロック図、第２図は光
磁気ディスクのセクターフォーマントの一例を示す図、
第３図は１セクターのデータ部の構造の一例を示す図、
第４図は従来のディス、′ｌ装五の記録再生システムの
一例のブロック図、第５図は従来のディスク装置の記録
再生システムの他の例のブロック図である。 （１１）はディスク、（２１）はディスク駆動モータ、
（３６）はスピード基準発生回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ディスク上にヘッドにより同芯円状あるいはスパイラ
   ル状のトラックとしてデータが記録され、再生される装
   置であって、 記録時、記録すべきデータの転送レートに合わせて外部
   同期がかけられて、上記ディスクが回転駆動させられ、
   ディスクの回転数が上記データの転送レートに応じて変
   えられるとともに上記ヘッドは上記ディスクの回転数の
   変化にかかわらず上記ディスク上に同じトラックを形成
   するようにされて１枚のディスク当たりの記録データビ
   ット数は変わらないようにされてなるディスク装置。