JPS6228977A - デ−タ記憶装置 - Google Patents

デ−タ記憶装置

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JPS6228977A
JPS6228977A JP61149840A JP14984086A JPS6228977A JP S6228977 A JPS6228977 A JP S6228977A JP 61149840 A JP61149840 A JP 61149840A JP 14984086 A JP14984086 A JP 14984086A JP S6228977 A JPS6228977 A JP S6228977A
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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】 A、産業−11の利用分野 本発明は並列トラックにデータを記憶する回転型記憶装
置に関し、特に、各セクタの識別(Ir))フィールド
を読取る必要なしに、ランダムな欠陥セクタを判別し旧
つ受は入れることのできるセクタ識別技術に関する。
B、従来技術 回転型記憶装置において、情報トラックは複数のセクタ
に区分されており、各セクタけTDフィールドとデータ
・フィールドを含む。Tr)フィールドは前に同期フィ
ールドを伴い且つ後に巡回冗長検査(CRC)又は他の
検査のためのフィールドを伴っている。データ・フィー
ルドも前に同期フィールドを伴い且つ後に誤り訂正コ−
F(FCC)フィールドを伴っている。FCC技術の使
用により、データの記録及び再生の信頼性を高めること
ができ、又、同等の信頼性でトラック及びピッ1−の密
度を高くすることができる。
C6発明が解決しようとする問題点 データに関してFCCを用いることの長所を十分に生か
すには、I Dフィールドの読取りも同等の信頼性をも
って行うことか必要である。即ち、■[′)フィールド
の読取りにも、単純なパリティやCRCではなく、デー
タ・フィールドの読取りのために用いられている高級な
FCCによる信頼性と同等の信頼性が必要である。但し
、いかに同程度の信頼性が得られるものであっても、記
憶媒体の1回「1の回転中にTDの読取りを行い且つ2
回目の回転中にデータの読み書きを行うことを必要とす
る様な技tlirは好ましくない。
I)0問題点を解決するための手段 本発明は、T IDフィールド及びデータ・フィール1
くをQt −のデータ・シーケンスとして各セクタに記
録することを特徴としており、このt4t−のデータ・
シーケンスに対して1つのFCCフィールドを用いる。
T I)フィール1へは、シリンダ及びヘッドを示す1
へランク識別子と、トラックに才?けるセクタの順位を
示す物理セクタ番号と、先行トラックにおける欠陥セク
タ及び予備セクタに1.(<論理セクタの変位をセクタ
の数で示す変位値と、I−ラックにおいてスキップすべ
きセクタの物理セクタ番けを示す欠陥セクタ・リス1−
とを含む。
欠陥セクタ・IJス1へに受は入れろことのできる欠陥
セクタの数より多くの欠陥セクタがトラックに存在しな
い限り、任意のセクタのIOフィールド内の情報は、同
じトラックにおける他のセクタのT Dフィール1へを
読取ることによって予め知ることができる。欠陥セクタ
・リスhに受は入れることのできる欠陥セクタの数より
多くの欠陥セクタが任意の1〜ランクに存在することを
可能ならしめる様な欠陥セクタ処理技法が使用される場
合には、1個以−1−のセクタのIDフィールドを読取
ることが必要になる。
セクタに対する書込みのためには、1−ランクにおけろ
1つのT Dフィールドを読取り、その後、次のセクタ
が所望のものであることが分かるまでセクタ基準パルス
の計数を行うことだけが必要である。同期フィールドに
続いて、Ir)フィールド、データ及びE(′:Cフィ
ールドが!41−のデータ・シーケンスどして1i)込
まれる。
E、実施例 第1図は1つのトラックにおける1つのセクタのフォー
マツ1へを示している。サーボ・トラックはトラック追
従及びセクタ基準パルスの発生に役立つ情報を有する。
同期フィールドは読取り動作に関して可変周波数発振器
(VFO)の初期設定を可能ならしめるためのパターン
である。Tr)フィールドは後で述べる様なセクタ識別
情報を有する。
データ及びFCCフィールドはデータとそれを誤りから
保護するために必要な検査データとを含む。F CC,
データは、データ全体にわたって分散するか又はデータ
の末尾に付加され、データ・フィールドのみならす、そ
れとIDフィールドとの全体についての誤1]検査を意
図したものとなりうる。パッド・フィールドは充填信号
を含み11.つ電気的又は機械的な公差をもたらす。
I Dフィールドとデータ・フィールドとの結合を実際
に可能ならしめている要因はIDフィールドの構成であ
る。第2図はIDフィールドのフォーマットを示してい
る。なお、複数のフィール1くの順序自体は重要ではな
い。l−ラックT 11はシリンダ及びヘッド(トラッ
ク)を示す番号である。
物理セクタ番号は、トラック1−の成る所定の点を基準
とするセクタの順位を示す番号である。欠陥セクタを含
む全てのセクタは、】からNまでの番号が付けられてい
る。但し、Nはセクタの総数を表わす。変位値は論理ア
ドレスに基いて物理アドレスを割数するのに必要な数値
を表わす。変位値は使用される欠陥セクタ処理技法に依
存して種々の態様で規定される。例として、変位値を規
定する3つの態様を示す。
(1)所定の基準点と物理セクタとの間にある欠陥セク
タの数を変位値として規定する。この場合、変位値は基
準点においてOであり、その後スキップする欠陥セクタ
毎に1ずつ増加する。2つの基準焦の間のセグメントに
おいて、予備セクタはセグメントの後尾に存在する。予
備セクタが他のセグメント内の欠陥部の代りに使用され
る場合には、「代替使用」フラグがオンになり、変位値
は逆ポインタとして用いられ、異なった意味を持つ。
(2)物理トラックの始点から論理トラックの始点まで
のオフセットを変位値として規定する。この1つの数値
がトラックの全てのセクタに記録される。物理1−ラン
クの始点と論理トラックの始点との間にあるセクタは、
前のトラック、予備セクタ及び欠陥セクタから物理1−
ラックに対して移転されたトラックを含む。[代替使用
」フラグは不必要である。1つのトラックにおいて許容
される欠陥セクタの数(欠陥セクタ・リストのサイズ)
がI]に限定される場合には、フラグは全く必要とされ
ない。
(3)欠陥セクタを含めないで前記(2)の規定を用い
ろ。欠陥セクタは欠陥セクタ・リストに基いて定めl−
れるので、問題はない。
この様な3種類の定義による変位値を用いる3つの異な
った欠陥セクタ処理技法については、後で詳しく3)a
明する。欠陥セクタ・リス1へはトラックに存在する欠
陥セクタの物理セクタ番号のリストである。Y)個より
も多い欠陥セクタが存在するならば、当物理セクタに続
くD個のセクタが使用される。更に、「「)個より多い
欠陥セクタ」を表わすフラグがオンにされる。この様な
フラグの使用を避けるためには、D個を越える欠陥セク
タが1−ラックに存在しないように制限する必要がある
もしトラックに存在する欠陥セクタの数がDより小さい
場合には、欠陥セクタ・リス1〜の残りの部分にはO(
又は無効なセクタ番号)が記録されろ。
Dの選択は記録面の欠陥率及び所望の性能に依存してい
る。フラグは特別の状況を示す。各セクタ毎に欠陥セク
タ・リス1−を捜す必要のないように、「D個より多い
欠陥セクタ」フラグに加えて、各欠陥セクタのT r)
フィールド内の欠陥セクタ・フラグをオンにしてもよい
。「代替使用」フラグは後で述べる幾つかの技法のうち
の】っにおいてだけ使用され、他の技法においては使用
されない。
「代替使用」フラグがオンであることは、フラグで指定
されるトラックが他のトラックから当トラックに再配置
されたことを表わし、T Dフィールドの残[Jの部分
の意義を変更する。TDフィール1−の末尾の「その他
」と称する部分は、必要に応じて種々のデータを含みう
る。但し、この部分に記憶されるデータは、読取る前に
どの様な種類のものであるか分かる様に、予め定められ
ていることが必要である。例えば、個々のセクタについ
ての書込み保護標識等をこの部分に記憶しうる。
T I〕フィールドの構成は欠陥セクタ処理技法に無関
係な特徴を幾つか有する。トラックに存在する欠陥セク
タの数がD以下ならば、1つのIDの読取りにより、そ
のl−ラック全体についての読取り又は書込み動作のた
めに必要な全ての動作のマツピングが可能である。D個
より多い欠陥セクタをfTするトラックについては、1
個より多くの■I〕フィールドの読取りを必要とする技
法が用いられろ。更に、1−ラックに存在する全ての欠
陥セクタの検出のためにティスフを1回転させることが
必要とな11うろ。トラック欠陥データを捜すとき、誤
ったT DをイJするセクタに出会う場合、そのセクタ
は無視され、代りに次のセクタのT I)が読取られる
。複数の欠陥セクタのうちの1つだけを読取ることを特
徴とする特殊な状況は欠陥セクタ処理技法に依存してい
る。
所望の論理セクタを指定する固定ブロック・アドレス(
FBA)を用いる場合には、F B Aに基いて任意の
セクタを迅速に捜し出すことを可能ならしめる様なT 
Dフィールドの構成及び欠陥セクタ処理技法を用いるこ
とが必要である。
第1の実施例は、1つのグループとして考えられる一定
数のシリンダとして定義されるセグメントを用いるもの
である。この実施例では、「代替使用」フラグは用いら
れない。「欠陥セクタ」フラグは、セクタ番号が少なく
とも1つのセクタ丁りの欠陥セクタ・リスト中に存在す
ること、及びi〜ラックがD測具IZの欠陥セクタを有
するならば各セクタの欠陥セクタ・リストにセクタ番号
があることを示す。変位に関する基準点は各セグメン1
−の始めにある。
この実施例について更に詳しく説明するために、]トラ
ック当1176個のセクタを有し、1シリンダ当り4個
のトラックを有し、旧つ1セグメン1−当り20個のシ
リンダを有する記憶装置を想定する。この場合、1セグ
メン1へ当り合116080個のセクタがあるので、そ
のうちの72個を予備セクタどすオしば、データの記憶
のためのセクタは6008個になる。
ト’BA=10nOOOで指定されるセクタを読取る場
合について考察するには、先ず次の様な計算が必要であ
る。
+ (’) OOo 0÷6008 = 16+剰余3
8723872÷76=50+剰余72 50÷4=12+剰余2 アクセスすべきシリンダの番号はi−6X 2 Q =
332である(但し、第1のシリンダの番号は0である
)。選択すべきトランク、ひいてはヘッドの番号は2で
ある(但し、トランク若しくはヘッドの番号はOll、
2.3である)。所望のトラックを含むセグメントにお
いてその1−ランクの前に存在する全てのトラックに含
まれるセクタの個数は50 X 7 G= 3800で
ある。所望のセクタを捜す動作は、シリンダ番号=33
2及びヘソ1へ番号=2を捜してT I)フィールドを
順次読取ることである。成る丁Dフィール1−が不良な
らば、それを無視して次のTI”)フィール1くを読取
る。1つの例として、丁[)フィール1〜はシリンダ番
号=332、ヘッド番号=2、物理セクタ番号=25、
変位値=25、欠陥セクタ・リスl−= 24.0.0
.0.0(n二5)及びオフ状態の2つのフラグを含む
この様な情報から分かる様に、所望のトラックの第1の
セクタの番号は、(先行するトラックに存在するセクタ
の数)−(変位値)  4− (m号−1のセクタと当
セクタとの間の欠陥セクタの総数)+1であり、この例
では、3800−25 + 1 +1=3777である
。1トラックにおけるセクタの数が76であり、当該ト
ラックには1つの欠陥トラックがあるので、当トラック
の最後のセクタ〜 11− の番号は3800 + 76−25 = 3851であ
る。
3851は3872より小さいので、所望のセクタは次
のトラックにある(欠陥セクタ処理規則に従って定めら
れる)。次のトラックにおける1つのセグメントのTD
フィールドが、シリンダ番号=332、ヘッド番号=3
、物理セクタ番号=10、変位値=25、欠陥リスト=
24.25.26.30、Ol及びオフ状態の2つのフ
ラグを含むならば、当トラックの第1のセクタの論理番
号は3876−25+1=3852であり、最後のセク
タの論理番号は3876+76−25−4=3923で
ある。従って論理番号3872のセクタは当該トラック
における物理セクタ番号=21−のセクタである。即ち
、そのセクタは、丁度読取ったTDフィールドを有する
セクタから11番目のセクタである。
D (この例では5)個より多くの欠陥セクタを含むト
ラック(フラグによって示される)については、1つの
■Dフィール1(からトランクの完全な情報を得ること
はできないが、トラックの1部分は定められる。その部
分にデータが含まれていなければ、更に他のTDフィー
ル1へを読取る必要がある。最悪の場合、ディスクの1
回転か余分に必要となる。欠陥リストの長さDは、この
様な状況をできる限り少なくするように選定されている
この様な事を必要とする装置は拒否されることもある。
割算の便宜のために、欠陥セクタの数がDより多い場合
、次のD−1個の欠陥セクタに関する情報だけを欠陥リ
ストに入れ、且つトラックの最初のセクタの変位値を他
の欠陥リスト位置に入れることが望ましい。I D技法
の別の実施例は、各1−ラックにスペア・セクタを設け
ることである。
1つのトランクにおけるスペア・セクタが用い尽されて
しまう場合、オーバーフロー、即ち2次データは他のト
ラックに記憶される。2次データをトラックに割当てる
技法には、近くのトラックに割当てる方法(分散方法)
、特別の代替トラックに割当てる方法、あるいけ、両方
法の組合わせ等種々のものがある。他のデータが全熱記
憶されない特別のトラックに記憶される2次データは、
実際には全て代替トランクとして使用されるので、「代
替使用」フラグを必要としない。この様な場合及び他の
場合における動作については、次の説明から明らかにな
る筈である。
d)と明に当って、2次データを近くの複数のトラック
に割当てる分散方法を用いると仮定する。
「代替使用」フラグは、関連するセクタが他のトラック
の補助部分であることを示す。そして、欠陥リス1−の
スペースは、元のトラックへ戻るためのポインタとして
使用される。2次データの探索には、可能性のある位置
の系列を指定するアルゴリズムが使用され、2次データ
の発見まで、フラグ付きの各TrTlフィールドのポイ
ンタの検査が行われる。通常、2次データは、同じアル
ゴリズムによって割当てられた第1の開放セクタ(デー
タの記憶に使用されていないセクタ)に再配置される。
変位に関ずろ」ル準焦は、各トラックの始点である。1
つの具体的な例として、11〜ラック当り76個のセク
タがあり、1トラック当り2個のスペア・1−ランクが
あり、1シリンダ当り4個のトラックがある装置を想定
し、FBA二] 00000で指定されるセクタを検索
することを考える。
そのために先ず次の様な計算が必要である。
10000÷74 = 1.35 ]+剰余26135
1÷4=337+剰余3 アクセスすべきシリンダの番号は337であり、選択す
べきトラック(ヘッド)の番号は3である。
トラック」−の論理セクタの番号は26である。従って
、シリンダ番号=337及びヘッド番号=3を用いてシ
ーク動作を行い、目つTDの読取りを行う。今読取った
TDがシリンダ番号=337、ヘラ1く番号=3、物理
セクタ番号=25、変位値=1、欠陥セクタ・リスト=
24.O,O,0゜0(D=5)、及び全てオフの3つ
のフラグを有すると仮定する。この情報に基いて、論理
セクタ番号=26の所望のセクタが、丁度今読取ったセ
クタから2番目の物理セクタ番号=27のセクタである
ことを知ることができる。最初に読取ったTDにおける
「代替使用」フラグがオンであったならば、2次データ
を捜しているのでなければ、動作の継続前に次のIDの
読取りが行われる。
■D技法の第3の実施例は、各トラックにスペア・セク
タを設けるものである。成るトラックにおけるスペア・
セクタが用い尽されてしまう場合には、後続のトラック
のスペア・セクタが使用される。これらのスペア・トラ
ックは、介在する全てのデータをブツシュ・ダウンし、
且つ再配置されたデータを新しい開放部に置くことによ
って使用される。スペア・セクタもその後の使用のため
に同様に移動及び保存しうる。
前述の2種類の変位値のいずれも使用可能であるが、こ
の実施例では、変位値は、前のトラックから当トラック
に転動されたセクタの数と、当1〜ラックのために予約
された未使用のスペア・トラックの数と、当トラックの
始点から変位値によって指定されるセクタまでの間にあ
る欠陥セクタの数(欠陥リス1−によって示される)と
の和である。
この方法の場合、論理セクタは理想トラック内で編成さ
れ、理想1−ラックは固定された物理トランりに対して
マツピングされる。そして、変位値は理想トラックの始
点を示す。フラグは使用されない。
記憶装置においてデータを71−レスする動作は、アド
レスされるセクタが第1のデータ・ブロックであるか否
に依存している。説明のために前述の例のファイルを用
いることにする。
先ず、アクセスのために、FRAを理想化されたシリン
ダ、トラック(ヘッド)及びセクタの番号に変換する必
要がある。F B A = 100000の場合、シリ
ンダ番号=337、ヘッド番号=3、論理セクタ番号=
26である。これらの情報を用いてシリンダ及び1−ラ
ックをアクセスし、セクタの■■)を読取る。目標セク
タと変位によって指定されるセクタとの間の欠陥セクタ
の数として変位値を理想セクタ番号に加える。目標セク
タ番号がトランク−1この物理的セクタの数(76)よ
り多きい場合には、次のトラックをアクセスしなければ
ならない。その前に、理想トランク・サイズ(74)か
ら目標セクタの理想セクタ番号を減しることにより、次
のトラックへ移されているセクタの数をAi算する。こ
の数は、後述する様に継続する動作における旧算に用い
るために保存される。さまなければ、この値を使用する
まで又は次の理想セクタが次のトラックに存在するまで
動作を続ける。次の理想セクタが次の1へランクに存在
するならば、移転させれたセクタの数を計算して保存し
、次の1−ランクのアクセス後も動作を続ける。 継続
する動作においても、前述の様にセクタのIr)を読取
る必要がある。但し、目標セクタを捜し出すために、移
転させられたセクタの数を変位値から減し、その結果を
、介在する欠陥セクタに関して調節する。そして、動作
が完了するか又は物理トラックが無くなって新たな動作
が必要となるまでセクタの読取り又は書込みを順次行う
第:3図は本発明のセクタTD技法を用いる前述の第7
3の実施例に従った読取リシーケンスの流れ図である。
アドレスされたトラックがアクセスされるとき、単一の
TDの読取りはトラック上の所望のセクタの物理位置を
示すか又はアドレスされたセクタが次のトラックにある
場合に次の1−ラックのアクセスを開始すべきことを示
す。K)5取り動子1看よ指令が完了するまで続く。
第4図は書込みシーケンスの流れ図である。このシーケ
ンスは指令の解読から始まり、トラックがアクセスされ
る。誤り無しに1つのT I−、)が読取られると直ぐ
に、71へレスされたセクタが当1−ランクにあるか又
は次の1−ラックにあるかが定められる。アドレスされ
たセクタが当トラック上にあるならば、乍−のTD読取
りによりセクタの物理位置及び書込むべきT Dデータ
を構成するためのデータが指定され、その後セクタがヘ
ソ1〜のところに現オ]れるとき、それに対する書込み
が可能になる。その後、書込み指令の完了まで、相次ぐ
良好なセクタに対する書込みが行われる。
第5図は典型的な磁気ディスク装置のディスク・スピン
1−ル絹立体7及びアクチュエータ組立体8の分解図で
ある。ディスク9はスピン1〜ル10に連結されていて
、動作中、一定速度(例えば3600RI)M)で回転
する。アクチュエータ組立体−1!+  − 8はヘッド11を駆動するためのものであり、ヘッド1
1はジンバル手段によって可撓性支持体12に装置され
ており、この支持体12は単一の往復キャリッジ13に
装置されている。同心円状トラックにおけるセクタのア
クセスのために、ヘッド11は関連するディスク表面1
4の半径方向に移動させられる。キュリッジ13はアク
チュエータ組立体8に含まれる案内体16に係合するロ
ーラ(図示せず)を有する。円筒部17の内部には永久
磁石の磁界中に配置され且つキャリッジ13に連結され
たボイス・コイルが設けられており、これは供給される
電流パルスの極性に従ってディスクの半径方向において
中心向き又は中心から遠ざかる向きにキャリッジ13を
駆動する。
第6図は本発明を実施するための磁気ディスク装置のブ
ロック図である。外部データ及び制御指令は双方向バス
21を介して時分割使用されるメモリ20に与えられる
。データは読取り/書込み回路23を介してメモリ20
と記憶媒体22との間で転送される。読取り/書込み回
路23は、誤り訂正コー1くによるデータの検査や訂正
、記憶媒体へ書込むべきデータの相克て、及び記憶媒体
から読取られるデータの処理等の機能を有する。マイク
ロプロセッサ25は磁気ディスク装置の全体的制御を行
い、読取り/書込み回路23と第1及び第2のアクセス
制御機構27.28に対して指令を与える。アクセス制
御機構27.28は1以」二のアクチュエータのサーボ
位置決めを制御する。
F8発明の効果 本発明により種々の効果が得られる。先ず、従来、ID
フィールドとデータ・フィール1くとの間にあった読み
書きギャップ及び同期フィールドが除去され、その分の
情報の址よりもIDフィールドに追加される情報の量の
方が少ないので、セクタ・オーバーヘッドが減少する。
IDフィールドはデータ・フィールドと同じECCによ
って保護されるので、同程度の保護が保証される。又、
IDに関連するCRCを削減若しくは除去できるので、
更にオーバーヘッドを減少させたり、CRC生成ハード
ウェアを除去することができる。同期フィール1くは′
)ハ゛にセクタ基準パルスの直後に現わiシるので、一
層i1″確に位置決め可能であり、従って、同期フィー
ルドに短くすることや、同期化回路の信頼性を向14さ
せることも可能である。Ir)書込み動作とデータ書込
み動作とを1つの動作として行うことができ、又、欠陥
セクタに関して■I)及びデータの回復を行う必要がな
いので、読取り/書込みバー1−ウェアを仁)を純化で
きる。更に、1へランクにおけるセクタの大部分が欠陥
セクタである様な特殊なケースを除いて、欠陥セクタか
らT r)を読取ることは不必要であり、又、その様な
ケースにおいても、少数のTDを読取ることだけが必要
である。データの書込み毎にT I)の再書き込みが行
オ]れるので、Tr)の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に従って用いられるセクタのフォーマツ
1〜を示す図、第2図はI Dフィールドのフォーマッ
トを示す図、第3図は読取り動作の流れ図、第4図は書
込み動作の流れ図、第5図は典型的な磁気ディスク装置
のディスク・スピンドル組立体及びアクチュエータ組立
体を示す図、第6図は本発明を実施するためのバー1へ
ウェアのブロック図である。 7パ・ディスク・スピンドル組立体、8・・・・アクチ
ュエータ組立体、20・・・・メモリ、22・・・・記
憶媒体、23・・・・読取り/書込み回路、25・・・
・マイクロプロセッサ、27及び28・・・・第1及び
第2アクセス制御機構。 出願人  インターナショナル・ビジネス・マシーンス
・コーポレーション 代理人  弁理ト  岡  1) 次  生(外1名)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数の同心円状トラックをそれぞれ有する複数の
    記憶媒体面と、複数のヘッドと、該複数のヘッドを1群
    のトラックに対して整列させるための作動手段とを有し
    、該作動手段が所定の位置にあるとき上記複数のヘッド
    に対面する1群のトラックがシリンダを形成し、且つ各
    トラックが複数のセクタに区分されている型のデータ記
    憶装置であって、各セクタが識別フィールド及びデータ
    ・フィールドを有し、該識別フィールドが、シリンダ及
    びヘッドを示すトラック識別子と、トラックにおけるセ
    クタの順位を示す物理セクタ番号と、先行トラックにお
    ける欠陥セクタ及び予備セクタに基く論理セクタの変位
    をセクタの数で示す変位値と、トラックにおいてスキッ
    プすべきセクタの物理セクタ番号を示す欠陥セクタ・リ
    ストとを含むことを特徴とするデータ記憶装置。
  2. (2)上記識別フィールド及びデータ・フィールドが単
    一のデータ・シーケンスとして記録されていることを特
    徴とする特許請求の範囲第(1)項記載のデータ記憶装
    置。
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