JPS62219264A - デイスクドライブで欠陥セクタを迂回してマツピングする方法 - 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） この発明は一般に磁気ディスクメモリ装置に関し、特に
欠陥管理の改善によってディスクドライブの性能を向上
させる手段に関する。

（従来の技術） ディスクドライブ装置は、磁気ディスク上に記録される
同心円状の円形トラックに貯えられる情報を記録再生す
るものである。各トラックはディスクの表面と協働する
磁気トランスデユーサによって読み書きされる。トラン
スデユーサはアクチュエータ機構により、ディスク上の
所定トラックまたはシリンダに対して位置決めされる。

このようなディスクドライブ装置、特にトランスデユー
サをディスク表面上の所定トラックまたはシリンダに一
致するように位置決めする一般的な直線形アクチュエー
タの詳細な開示は、米国特許に４．３２３．９３９に見
い出される。また、トランスデユーサを位置決めするた
めのステップモータを具備した回転形アクチュエータは
、１９８４年５月２３日提出の米国特許出願Ｎ［ｔ６１
３．１６３に見い出される。これらは両方共、参照によ
ってここに含まれるものとする。

（発明が解決しようとする問題点） ディスクドライブ、特に位置決め装置はマイクロプロセ
ッサで制御される。ディスクドライブの制御装置用に一
般に備えられるマイクロプログラムは、厳密なカストマ
−及び１０インタフエースの要求を満たす必要がある。

インタフェースの要求とプログラムのサイズは、製造の
ためプログラムをＲＯＭまたはＥＦＲＯＭへ入れられる
ようになるまでに、長期間の開発とテストサイクルを必
要とする。いったんプログラムをＲＯＭ内に入れてしま
うと、どんな問題にせよ補正するのが困難になる。つま
り、マイクロプログラムをＲＯＭメモリ内に記憶させて
高容量で製造される製品は、ＲＯＭに影響を及ぼすエン
ジニアリングの変更毎に高コストを要し、つまり先に製
造したＲＯＭを廃棄しなければならなくなる。

また、ＲＯＭ／ＥＰＲＯＭベースの製品は、プログラム
の変更毎に新たなＲＯＭまたはＥＦＲＯＭを必要とする
ので、個々のカストマ−の要求に応じるのは困難である
。

ディスクドライブ用の制御情報を全てＲＯＭ内に記憶さ
せることに伴なう別の大きな問題は、全てのテストプロ
グラムがＲＯＭ内にホールドされねばならないので、そ
のような製品の製造テストが困難なことにある。さらに
、欠陥の管理も困難で効率が悪い。

この発明の目的は、マイクロプロセッサ制御式ディスク
ドライブにおける制御動作データの一部を記憶する改良
手段を提供することにある。

この発明の更なる目的は、回転ディスク形データ記憶装
置のデータトランスデユーサを制御する系を改良するこ
とにある。

この発明の別の目的は、複雑さ及び製造コストを減少さ
せながら、回転ディスク形データ記憶装置の性能と信頼
性を改善することにある。

この発明の更なる目的は、複雑さまたは製造コストを増
加させずに、回転ディスク形データ記憶装置の容量を高
めることにある。

この発明の更に別の目的は、欠陥管理のより効率的な手
法を提供することにある。すなわち、従来一般のディス
クドライブ装置では、トラック上のどのブロックが欠陥
になっても、トラック全体が欠陥としてフラグが立てら
れる。これは容量の著しい損失となる。

この発明の目的は、トラックレベルでなくトラックセク
タレベルで欠陥をバイパスすることにある。

この発明の更に別の目的は、トラックセクタレベルでの
欠陥リストを動的に記憶して装置の保守及び調整を高め
る内部手段を備えた回転ディスク形データ記憶装置を提
供することにある。

この発明の別の目的は、メーカ作成データ欠陥リストと
ユーザ供給欠陥リストの両方から成るデータリストを記
憶する手段を提供することにある。

こうしたメーカ作成欠陥リストの動的メモリ内への記憶
は、その欠陥リストが特有のテスト装置によって発生さ
れ、ディスク上の特別像ｍＩ　％Ｍ域に退避され、さら
に制御装置でアクセスされて不必要なシークステップを
行なわずに欠陥を直接バイパスすることを可能にする。

またこのような欠陥管理手法は、ユーザ供給欠陥リスト
をメーカ作成欠陥リストに加え、その後のフォーマット
動作のためディスク上に退避させミ必要ならコマンドに
よって除去することも可能にする。

（問題点を解決するための手段） この発明の上記及びその他の目的は、ディスク上の限定
トラック０を越えた領域内の２つの外側トラックを用い
て１．駆動動作プログラム、及び／又は製造テストプロ
グラム及び／又は個々のメカニカルパラメータ及び媒体
欠陥情報を記憶するディスクドライブによって達成され
る。これらの情報はディスクドライブの初期設定中、あ
るいはディスクドライブのシーク動作中に、ディスクの
上記外側トラックから読み取れる。さらにディスクドラ
イブは、マスクＲＯＭまたはＥＰＲＯＭを変更すること
なく、マイクロプログラム上の問題に対処可能となる。

マイクロプログラムは、ＩＯゼインフェースを介してデ
ィスクドライブに読み取られる。

ドライブのディスク上へのマイクロプログラムの書込み
は、各カストマ−毎の要求に応じられる。

これは、カストマ−個々のプログラムを最終テスト時に
ディスクドライブへ格納することによって行なわれる。

また本方法によれば、電気的パラメータに関する特有の
機械的収率がこれらのパラメータを駆動用マイクロプロ
グラム内に含めることによって適応可能となるので、製
品の収率も改善される。

本発明の特定実施例では、メーカから供給される欠陥リ
ストがディスクの外側トラック上に記憶される。この欠
陥リストはフォーマット化中ユーザから供給される欠陥
と合体され、フォーマット化の際欠陥セクタをフラグ表
示するのに使われる。

ディスクドライブの初期設定中、欠陥リストは特定アド
レスのシーク時迅速にアドレス可能となるように、動的
メモリの一部内に格納される。

従って、シークコマンドが受は取られると、欠陥りスト
がアクセス可能となり、位置決めコマンドは欠陥ブロッ
クへのアクセスを避け、次の完全に有効なブロックを直
接アクセスするように変更される。

この発明は、添付の図面を参照した以下の説明からより
明瞭に理解されよう。

（実施例） 第１図に示した一般的なディスクドライブは、スピンド
ルモータによって回転自在にスピンドル２５へ重ね装着
された複数のディスク１２を具備する。トランスデユー
サ１０がトラック（ＴＲＫ）０〜６８５のうち任意の１
つ上に位置決めされ、データを所定のトラックに対して
読み書きする。

位置決めはマイクロプロセッサ４０からのコマンドに応
じ、ステップモータ３０の制御下で行なわれる。ステッ
プモータ３０とそのスピンドル３６の回転により、アー
ム３２のヘッド１９に結合されたバンド３８がスピンド
ル３６に対して巻回及び解放し、アーム２０と付設のト
ランスデユーサ１０を所定のトラックに移動する。次の
物理的特徴はディスクドライブに一般的なもので、以下
の説明もそれらに依拠する＝６１５シリンダ（番号Ｏ〜
６１４）、４ヘツド（シリンダ毎のトラック数）（番号
Ｏ〜３）、１トラック当り１７セクタ（番号Ｏ〜１６）
、１セクタ当り５１２データバイト、及びｌヘッド当り
４１．８２０セクタ（番号Ｏ〜４１８１９　）。

さらに、ディスクドライブは−１、−２シリンダと識別
表示される２つの追加シリンダを有し、各シリンダ毎に
４トラツク、１セクタ当り２５６定様式バイト、１トラ
ック当り３２セクタ、及び１：１のインタリーブ係数で
ある。

この発明の目的は、正しいトラックを機械的にシー久す
るのに費される時間を最少限化することにある。適切で
ないシーク動作は、原シークが事実上欠陥のあるブロッ
クまたはトラックに対して実行されると生じる。

ディスク媒体の欠陥は２つのカテゴリーに分けられる。

１つのカテゴリーは、応力拡大技術を用いたテスト中に
メーカによって確認された欠陥から成る。これらの欠陥
は、索引フォーマットに基づくシリンダ、ヘッド及びバ
イトのリストとして供給される。この際の番号付は方式
の一例を第３図に示す。シリンダ０とは、各ディスク上
に多数のデータ記憶表面を持つディスクドライブにおい
て、各ディスク上のトラック０が１つのシリンダ０上に
位置するものとして定義されることを意味している。そ
してそれぞれ別々のヘッドつまりトランスデユーサ１０
が、各ディスク表面上のデータを読み書きする。従って
、いずれかのディスク表面上の特定位置は、シリンダ及
びヘッド番号を決め（これら２つの組み合わせで特定デ
ィスク表面上の特定トラックを識別する）、次いで特定
のセクタを識別することによって個々に識別できる。

考慮されねばならない別の欠陥は、使用期間中にユーザ
によって確認されたものである。これらの欠陥は、論理
的ブロックアドレスフォーマットに基づくリストとして
供給される。欠陥情報及びオペレーティングシステム等
は、容易なアクセスを得るため、ディスクドライブ上の
前記したトラック−１及び−２上に記憶される。

欠陥リストを最大限利用するため、以下の各ステップを
実行する。第１に、メーカ作成欠陥リストを物理的なシ
リンダ、ヘッド、セクタフォーマットに変換して、既知
の欠陥リストを作成する。

第２に、欠陥セクタが機能的にバイパスされるように、
フラグ設定される。

第３に、論理的ブロックアドレスフォーマットを用いて
既知の欠陥リストに欠陥を加える方法がユーザに与えら
れる。（ディスクドライブの分野では、はとんどのシー
クコマンドが初めに論理的ブロックアドレスとして入力
されるので、論理的ブロックアドレスをシリンダ、ヘッ
ド及びセクタアドレスに変換することはよく知られてい
る。）第４に、それまでの欠陥とディスク内のインター
リーブ係数を考慮に入れながら、追加の欠陥を物理的な
シリンダ、ヘッド、セクタフォーマットに変換する。

第５に、追加の欠陥を既知の欠陥リスト内に合体する。

そして最後に、論理的ブロックアドレスをシリンダ、ヘ
ッド及びセクタアドレスに変換し、シーク中の性能低下
を避けるように欠陥について調整される。

上記の各ステップを詳しく見ると、第１ステツプはメー
カ作成欠陥リストから物理的シリンダ、ヘッド、セクタ
フォーマットへの変換である。この結果、既知の欠陥リ
ストとなる。これは、メーカリストにエントリし、シリ
ンダ及びヘッドを既知の欠陥リストにプラグインし、セ
クタ欠陥マツプを見ながら、索引番号に基づくバイトの
匹敵範囲を含む１つまたは複数のセクタを見い出すこと
によって達成される。セクタ番号が一致したら、その番
号が既知の欠陥リスト内へのエントリ項目として加えら
れる。既知の欠陥リスト内における最後の番号はリスト
内の相対的な欠陥で、第１エントリ項目が１、第２エン
トリ項目が２、第３エントリ項目が３等々である。上記
の技法は全て、当該技術分野においてよく知られている
。

セクタ欠陥マツプのエントリ項目はギャップと速度変化
を考慮し重複されているので、１つのメーカ作成欠陥エ
ントリ項目が既知の欠陥リスト内で２つのエントリ項目
になることもある。基本的にここでの目的は、特定ディ
スクドライブのディスク上におけるシリンダ、ヘッド及
びセクタに基づいて定義された欠陥リストを与えること
にある。

次に、欠陥セクタが機能的にバイパスされるようにフラ
グ設定される。フォーマットユニットの動作中、ディス
クはシリンダ０、トラック０から始まってシリンダ６１
４、トラック３まで、１回に１トラツクづつ増分的にフ
ォーマット化される。

シリンダ０．）ラックθ上の第１セクタは論理ブロック
０としてフォーマット化される。論理的ブロックアドレ
スはディスク全体にわたってインクレメントされ、トラ
ックまたはシリンダの境界で０にリセットされない。各
トラックをフォーマット化する前に、トラック上の各物
理的セクタ毎のエントリ項目を含むテーブルが作成され
る。既知の欠陥リストを参照して、全ての欠陥セクタが
残らず欠陥としてマーク表示される。残りのセクタは、
インタリーブ係数を考慮に入れて番号材される。欠陥セ
クタは論理的ブロックアドレスを割り当てられず、従っ
て論理的ブロックアドレスはスキップしない。これは単
に、１つの欠陥に出会う毎に論理ブロックが１つ減るこ
とを意味する。つまり、このステップは基本的に周知の
フォーマット化及びセクタアドレシング方式の延長であ
り、確認された欠陥を考慮に入れそれらの欠陥にアドレ
スを与えず任意のデータアクセスコマンド中にアドレス
されないようにするべく、番号の付は方が変更されただ
けである。

次に、ユーザはディスクドライブ業界で周知の標準的な
マニュアルフォーマットコマンドを用いるだけで、論理
的ブロックアドレスフォーマットを使い既知の欠陥リス
トに欠陥を付は加えることができる。

次に、追加の欠陥はそれまでの欠陥とインタリーブ係数
を考慮し、シリンダ、ヘッド及びセクタフォーマットに
変換される。つまり、それらの欠陥は再アクセスされな
いように、データ記憶装置で使用不能なアドレスとして
除去される。

次に、追加の欠陥はマイクロプロセッサ４０内のスクラ
ッチパッド域内で既知の欠陥リストと合体された後、１
つの合体リストが形成されるように既知の欠陥リスト内
ヘコピーし直される。

ここで、第２図に示すように論理的ブロックアドレスを
含む読取コマンドが受は取られると、そのコマンドはシ
リンダ、ヘッド及びセクタアドレスに変換され、シーク
時の性能低下を避けるように欠陥に対して調整される。

これを達成するため、ディスクドライブ１５の電源が投
入されると、既知の欠陥リストがマイクロプロセッサ（
ＭＰＵ）４０の一部であるＲＡＭ４１内に格納される。

（このように、新たな欠陥がユーザによりフォーマット
コマンドで付は加えられると、新しい既知欠陥リストが
一２シリンダに書き戻され、ＲＡＭ４１内で動作が常に
可能な電源オン時間をアップロードするのに最新の更新
欠陥リストが必ず使用可能である。

読み／書き及びシークコマンドは、論理的ブロックフォ
ーマットの形でマイクロプロセッサ４０に与えられる。

アクチュエータを正しく位置決めし、正しいトランスデ
ユーサヘッド１０を選択するため、論理的ブロックアド
レスはステップ５０内で、目標シリンダ、ヘッド及びセ
クタアドレスに変換される。

欠陥がなければ、これだけでアクチュエータを正しく位
置決めし正しいトランスデユーサヘッドを選択するのに
充分な情報となる。このような動作の平均シーク時間は
６５ミリ秒（ｍｓ）で、トラック時間は２０ミリ秒（ｍ
ｓ）である。既知の欠陥リストは常時ＲＡＭ内で得られ
るので、演算されるシリンダ、ヘッド及びセクタは図示
のようにその後に続くステップで約７０ｍ５内に欠陥に
対して正しく補正可能で、誤ったトラックへの６０ｍ５
〜２０ｍ５のシークを避けられ、正しいトラックへのそ
の後の２０ｍ５〜６５ｍ５の再シークも不要になるのは
大きな時間的節約である。つまり、入力ブロックアドレ
スをシリンダ、ヘッド及びセクタアドレスへ単に変換し
、次にステップ５２でそれを欠陥について調整すること
によって、正しいシリンダ及びヘッドへのシークが直ち
に達成される。

例えば、この発明の利点に依拠せず第３図に示した欠陥
セクタを調べる場合、セクタ６７を読み取るコマンドは
まずシリンダストロークへのシークを必要とするが、欠
陥セクタ６７はここでシリンダ１上にあるので、シーク
し直すのに必要な時間を含む再シークを行なわなければ
ならない。この代りに、本発明の自動調整は性能の損失
なく正しいシークアドレスに対して行なわれる。

すなわちステップ５２の後、正しいシリンダ及びヘッド
位置へのシークが５４で直ちに成され、次に５６で読取
動作が行なわれる。判定ブロック５．８に示すようにブ
ロックをもっと移動すべきときは、ステップ６０で次の
ブロックがシリンダ、ヘッド及びセクタ（ＣＨ３）フォ
ーマットに変換され、ステップ６２で必要なシリンダま
たはヘッドの切換えが行なわれ、さらに正しいヘッドを
選ぶブランチが行なわれる。次いで、プログラムはステ
ップ５４に戻り、アクチュエータによって正しいトラッ
クアドレスをシークせしめる。ステップ６２でシリンダ
またはヘッドの切換えが必要ないと、次のブロックがス
テップ６４で直ちに読み取られた後、ステップ６６でセ
クタエンドを待つコマンドに戻り、プログラムの終了へ
とブランチする。

（発明の効果） 要約すれば、ユーザからのブロックアドレスをシークコ
マンドの一部として受取ったら直ちに欠陥について調整
することによって、著しい時間と性能が節約される。さ
らに、トラック全体に欠陥を示すフラグを立てて、欠陥
フラグ内に記憶しようとしていたデータの記憶のため代
りのデータトラックを与えねばならない従来の方法に対
する改良が達成される。この従来の手法は大きな容量損
失をもたらしていた。

本発明の変形が可能なことは、上記の発明の開示を検討
した当業者にとって明らかであろう。従って、本発明の
範囲は特許請求の範囲の記載によってのみ限定されるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が有用なディスクドライブの平面図； 第２図はディスクドライブのトラック上における特定へ
のアドレシングで辿られる一連のステップのブロック図
；及び 第３図は第１図に示したディスクドライブにおける特定
のシリンダ、ヘッド及びセクタの構成を示す。 １２−・−ディスク、 １５−ディスクドライブ、 ４０−マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、４１−ＲＡ　Ｍ
　。 ＴＲＫ−・トラック。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のデータ記憶トラックを有する少くとも１つ
   のディスクを備え、該ディスク上の各データ記憶セクタ
   がシリンダ、ヘッド及びセクタ番号によって一意的にア
   ドレスされるようなディスクドライブで欠陥セクタにつ
   いて調整する方法であって： 欠陥セクタのリストを上記ディスクの使われないトラッ
   ク上に記憶するステップ； アクセスすべきブロックの論理的ブロックアドレスを受
   取るステップ； 上記論理的ブロックアドレスをシリンダ、ヘッド及びセ
   クタアドレスに変換するステップ；記憶された欠陥リス
   トを上記ディスクトラックからディスクドライブ内のコ
   ントローラでアクセス可能なＲＡＭに移すステップ； 上記欠陥リストをシリンダ、ヘッド及びセクタフォーマ
   ットの形でディスクドライブのトラック上に記憶するス
   テップ； 上記欠陥リストにアクセスするステップ； 上記欠陥リストに従ってシリンダ、ヘッド及びセクタア
   ドレスを変更するステップ；及び上記変更後のアドレス
   をシークするステップ；を含んで成る方法。