KR100273811B1

KR100273811B1 - 자기 디스크장치

Info

Publication number: KR100273811B1
Application number: KR1019980020040A
Authority: KR
Inventors: 쓰카사 요시우라; 야스시 아야키; 유지 나가이시
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-30
Publication date: 2000-12-15
Also published as: US6079043A; MY121706A; JPH10334607A; KR19980087532A

Abstract

본 발명은, 화상 데이타와 같은 큰 데이타를 세그먼트 분할하여 에러정정부호를 부가하고, 에러정정부호를 포함시킨 데이타를 기록 세그먼트로 더욱 분할하여 디스크에 기록하는 수단을 마련하여, 큰 단위의 섹터크기에도 효율적으로 에러정정을 할 수 있고 가변길이의 섹터크기에도 대응할 수 있는 자기 디스크장치이다.

Description

자기 디스크장치

본 발명은, 서보정보와 유저데이타를 같은 디스크표면에 기억하는 매립 서보방식(embedded servo)의 자기 디스크장치에 관한 것으로서, 특히 화상 데이터와 같은 큰 단위로 기록재생을 행하는 용도에 있어서 데이타를 효율좋게 기록재생할 수 있는 자기 디스크장치를 제공하기 위한 것이다.

최근에, 자기 디스크를 이용한 자기 디스크장치, 특히 하드 디스크장치(HDD)에 있어서 고속화, 고용량화의 진전은 놀라울 정도이다. 그 결과 1대의 자기 디스크장치로서 10GB의 용량을 가지는 것이 등장하고 있으며, 그와 같은 자기 디스크장치가 논리니어 편집기 등의 AV데이타의 기록재생에도 이용되어 왔다. 이와 같은 AV데이타의 이용에 있어서, HDD에 대한 요구는 대용량화 이외에, 랜덤억세스 성능의 향상이나, 편집된 화상 데이타를 도중에서 끊기지 않도록 하기 위해 기록재생속도의 보증 등이 필요해 지고 있다.

다음에, 도면을 참조하면서, 상기한 종래의 하드 디스크장치의 일예에 대하여 설명한다.

도 6은 기록매체로서의 종래 하드 디스크에 있어서의 기록방식을 나타낸 것이다. 도 6은 매립서보라고 불리는 방식으로 기록된 기록매체로서의 하드 디스크이다. 도 6에 있어서 기록존(41)은 디스크면을 반경방향으로 복수의 원고리형상의 영역으로 분할하여, 원주길이가 긴 바깥둘레를 갖는 영역만큼 많은 데이타를 기록할 수 있도록 한 것이다. 각 기록존(41)은 복수 라인의 트랙에 의해 구성되어 있고, 각 기록존(41)에 있어서의 트랙 내에서는 기록할 수 있는 데이터 용량이 일정하게 되어 있다. 이러한 기록방식이 매립서보방식이다.

도 6에 있어서, 서보영역(42)에는 자기 헤드(도시하지 않음)를 트랙에 위치 결정하기 위한 정보가 기록되어 있다. 하드 디스크는 회전방향으로 대략 같은 각도를 갖는 복수의 기록 세그먼트(40)로 분할되어 있고, 이 1개의 기록 세그먼트(40)가 서보영역(42)과 데이타영역(43)으로 더욱 분할되어 있다. 이 분할수는 자기 헤드의 트랙 추종제어를 행할 때의 추종성능에 의해 결정된다. 트랙 추종제어계의 설계 파라미터로서 게인 교점주파수가 있지만, 하드 디스크장치인 경우는 대략 400Hz에서 600Hz로 설정되는 경우가 많다.

트랙의 어긋난 정보는, 디스크 회전수와 기록 세그먼트(40)의 분할수에 의해 결정되는 샘플링 주파수로 검출된다. 이 샘플링 주파수는 게인 교점주파수의 대략 10배정도로 설정된다. 예컨대 게인 교점주파수를 500Hz, 디스크 회전수를 5400rpm(즉 90Hz)로 하면, 기록 세그먼트(40)의 분할수는 약 56(≒500/90)이 된다. 이 분할수를 56으로 하면 샘플링 주파수는 90×56＝5040(Hz)가 되고, 게인 교점주파수의 대략 10배정도로 된다.

도 7은 종래의 하드 디스크장치(HDD)에 있어서의 서보영역(42)을 설명하기 위한 도면이다. 서보영역(42)에는 데이타를 재생하기 위해서 필요한 전처리를 위한 영역에서 동기영역(45)이 선두에 있다. 이 동기영역(45)에는 AGC(오토게인컨트롤)이나 PLL(퓨즈록루프)처리나 서보영역인 것을 알 수 있는 패턴이 기록되어 있다.

식별자영역(46)에는 시크제어를 하기 위해서 필요한 트랙을 인식할 수 있는 코드가 기록되어 있다. 최근 MR헤드(magnetoresistive head의 약칭)가 탑재된 하드 디스크장치(HDD)가 많아졌다. MR헤드는 트랙에 따라서 기입 때와 재생시에 헤드위치를 약간 이동시킬 필요가 있다. 이 때문에 종래에는 데이타영역(43) 내에 기록재생단위인 섹터마다 장소를 나타내는 유니크한 식별자 코드를 기록하고 있었다. 그러나 MR헤드인 경우에는, 기입 시에 자기 헤드를 약간 이동시켜야 하기 때문에, 식별자 코드가 오프 트랙하여 재생할 수 없게 되어 버린다. 따라서 MR헤드를 탑재한 HDD인 경우에, 식별자영역(46)에 디스크면 상에서 유니크한 코드를 기록하여 식별자영역으로서 사용하는 non-ID 방식이 채택되는 경우가 많아지고 있다.

서보영역(42)에 있어서의 버스트영역(47)은, 자기 헤드의 위치가 어긋나는 것을 감도 높게 검출할 수 있는 패턴이 기록되어 있다.

전술한 도 6에 있어서, 원호형상의 데이타영역(43)은 유저데이타를 512B단위로 기록재생할 수 있도록, 통상 복수의 섹터(44)로 분할되어 있다.

도 8은 데이타영역(43)에 있어서의 섹터(44)의 배치를 설명한 도면이다. 도 8에서 (A)는 데이타영역(43)에 있어서의 바깥둘레존의 섹터 배치를 도시한 도면이고, (B)는 데이타영역(43)에 있어서의 안둘레존의 섹터 배치를 도시한 도면이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 바깥둘레존은 안둘레존에 비해서 원주길이가 길기 때문에 많은 데이타가 기록되어 있다. 이 예에서 바깥둘레존의 데이타영역(43)에는 3 섹터분의 데이타와 약간의 데이타가 기록되어 있다. 한편 안둘레존에는 2 섹터분의 데이타와 약간의 데이타가 기록되어 있다. 데이타영역(43)의 총 기록용량은 기록매체로서의 자기 디스크와 자기 헤드의 기록재생 특성에 의해 결정되어, 최대의 기록효율로 되도록 설정된다.

데이터영역(43) 내에 정수개의 섹터(44)가 기록할 수 있도록 데이타영역(43)의 기록밀도를 설정하는 것이, 1개의 섹터가 분할되지 않는 점에서 바람직하다. 그러나 도 8에 나타낸 바와 같이, 섹터(44)를 서보영역(42)걸쳐 배치하도록 함으로써, 기록효율을 향상시키고 있다. 또한 각각의 존 내에는 복수 라인의 트랙이 있지만, 각 존 내에서의 섹터(44)의 배치는 소정의 서보영역(42)을 기점으로 하여 같도록 배치되어 있다.

다음에, 섹터(44)의 억세스 순서에 대하여 설명한다.

종래의 하드 디스크장치에 있어서, 각 존에 1 트랙에 몇 개의 섹터가 기록되어 있는가의 정보는, ROM에 기록하는 등의 수단을 이용하여 장치에 짜 넣어진 CPU가 인식할 수 있다. 도 7에 나타낸 서보영역(42)의 식별자영역(46)에는, 디스크면 상에서 유니크한 코드가 기록되어 있기 때문에, 하드 디스크장치는 임의의 서보영역(42)으로 억세스가 가능하도록 되어 있다. 또한 하드 디스크장치는 각 데이타영역(43)의 섹터(44)의 배치정보를 ROM에 테이블로서 기억하고 있다. 이 때문에 하드 디스크장치는 상기의 정보로부터 임의의 섹터(44)로 억세스가 가능하게 되어 있다. 이 때 각 데이타영역(43)의 섹터(44)의 배치정보는 존 내에서는 동일하기 때문에, 존 단위에서의 테이블를 가지면 좋다.

도 9는 데이타영역(43)에 기록된 섹터(44)를 상세하게 나타낸 설명도이다.

선두의 서보영역(42)의 다음에는, 데이터 재생신호의 증폭후의 진폭을 일정하게 하기 위한 회로인 AGC회로를 위해 필요한 패턴이 AGC영역(48)에 기록되어 있다. 서보영역(42)에 포함되는 전술한 버스트영역(47)(도 7)의 재생신호가 진폭에 의해 오프트랙을 검출하고 있기 때문에, 적어도 버스트영역(47)으로 AGC회로를 정지시켜야 한다. 이 때문에 AGC영역(48)은 데이타를 재생하기 위하여 필요한 AGC회로의 복귀시간을 위해 필요하다.

AGC영역(48)의 다음에는 동기영역(49)이 기록되어 있다. 동기영역(49)은 기록 데이타의 클럭동기를 위해 필요한 영역이다. 최근 실용화되고 있는 PRML 기록방식(partial response maximum-likelihood의 약칭)을 채용하고 있는 하드 디스크장치인 경우에는, 재생데이타를 양호하게 하기 위하여 재생파형을 회로필터를 이용하여 등화(等化)하고 있다. 이 등화 파라미터를 재생파형으로부터 학습하여 결정하고 있는 것이 있다. 이 하드 디스크장치는 학습를 위해 필요한 패턴을 동기영역(49)에 기록하고 있다.

동기영역(49)의 다음에 DAM(데이타 어드레스 마크)영역(50)이 마련된다. 이 DAM영역(50)은 유저데이타의 선두를 나타내는 것이다. 특히 다음 데이타기록영역(51)에는 데이타가 비트 시리얼에 기록되어 있고, 재생데이타의 처리는 통상 8비트 단위인 바이트로 처리되기 때문에, DAM영역(50)은 비트로부터 바이트로 변환하기 위해서도 중요해 진다.

데이타기록영역(51)에는, 종래의 하드 디스크장치에서, 512B 고정으로 기록되는 구성으로 되어 있다. ECC(에러 콜렉팅 코드)영역(52)은, 데이타기록영역(51)에 에러가 있더라도 ECC영역(52)에 기록된 퍼리티 데이타에 의해 에러를 검출하고 정정이 가능한 코드가 기록되어 있다. GAP영역(53)은 부호 (82)로 나타낸 제 1 섹터를 기록하였을 때 모터의 회전변동 등에 의해, 부호 (83)으로 나타낸 제 2 섹터의 선두에 겹쳐쓰게 하고, 제 2 섹터(83)의 선두를 파괴하는 것을 방지하기 위하여 설정된 영역이다. 제1 섹터(82)는 도시한 바와 같이, 동기영역(49)으로부터 GAP영역(53)으로 구성되어 있으며, 다음의 제 2 섹터(83)는 같은 구성으로 되어 있다. 제 3 섹터(84)는 데이타기록영역(51)이 서보영역(42)을 걸쳐 배치되어 있기 때문에, 제 1 섹터(82)와 제 2 섹터(83)가 다른 구성으로 되어 있다. 제 3 섹터(84)의 데이타기록영역(51)은 512B의 데이타를 미리 정해진 2개의 영역으로 분할되어 있고, 최초의 분할된 영역의 데이타가 나타낸 바와 같이, 서보영역(42)의 앞에 기록되어 있다. 이 때 데이타의 기록에 의해서 서보영역(42)이 파괴된 것처럼, 제2의 섹터(83)의 최후에 마련되는 GAP영역(53)과 동등한 기능을 갖는 GAP영역(53)이 서보영역의 앞에 마련된다. 분할된 나머지의 영역은 서보영역(42)의 뒤에 기록되지만, 상술한 AGC처리, 클럭동기, 바이트동기를 위한 각 영역은 필요하기 때문에 AGC 영역(48), 동기영역(49), DAM영역(50)이 각각 최초에 기록된 후에 나머지의 데이타가 기록되어 있다.

도 10은 종래의 자기 디스크장치에 있어서의 에러정정부호 생성방법을 나타낸 설명도이다. 도 10에서 (A)는 종래의 리드 솔로몬부호(reed-solomon code)를 이용한 에러정정부호의 생성방법을 나타내고 있으며, (B)는 하드 디스크에 있어서의 기록데이타의 배열을 나타내고 있다.

도 10의 (A)에 나타낸 바와 같이, D₀에서 D₅₁₁의 512바이트의 기록데이타가 순차로 인터리브방향으로 4바이트마다 나열되고, 4개의 프레임으로 분할된다. 다음에 각 프레임의 프레임방향의 128바이트의 유저데이타에 대하여, 4바이트의 에러정정을 위한 퍼리티부호 P₀, P₁, …, P₁₅를 생성하여 도 10의 (A)와 같이 배치한다. 이와 같이 4바이트의 에러정정부호가 생성된 경우, 프레임방향의 128바이트와 에러정정부호의 4바이트의 합계 132바이트중에서 2바이트의 에러가 있는 경우라도 정정이 가능하다.

도 10의 (B)에는, 디스크면에 기록되는 데이타의 배열을 나타내고 있다. 디스크면에 기록되는 데이타배열은, 데이타기록영역(51)에 D₀, D₁, …, D₅₁₁이고, 계속하여 ECC영역(52)에 에러정정부호가 P₀, P₁, …, P₁₅의 순서로 디스크면에 기록된다.

최근에, 하드 디스크의 용량증대에 따라, 논리니어 편집기나 동화 카메라 등의 동작 화상데이타를 하드 디스크에 기록하는 용도가 증가하고 있다. 이들 용도의 경우, 예컨대 모션 JPEG의 경우는 1프레임 단위에서의 기록재생을 관리하는 것이 바람직하다. 그러나 현 상태의 하드 디스크에서의 기록재생단위는 512B에서 고정되어 있으므로, 1프레임에 해당하는 기록길이를 응용시스템에서 512B로 묶어서 관리하는 방식이 필요하였다. 예컨대 1프레임의 화상 데이타를 수평방향으로 640분할하고, 수직방향으로 480분할한 1개의 세그먼트에 대하여, 색정보로서 레드(R), 그린(G), 블루(B)를 각 1 바이트씩으로 화상 데이타로서 표현한 경우, 1프레임당 640×480×3 = 921600 바이트의 데이타로 된다. 이 데이타를 디스크에 기록하는 경우에는 통상 모션 JPEG 같은 압축방식을 써서 데이타량을 삭감하는 것이 일반적이고, 예컨대 1/10로 데이타를 압축한 경우에는, 1프레임당 92160 바이트의 화상 데이타량이 된다. 따라서 종래의 하드 디스크인 경우, 92160/512=180 섹터로 묶어서 관리하고 있다.

최근에, 하드 디스크의 기록밀도의 진전에 따라, 기록데이타의 피트셀길이가 미세하게 되고 있으며, 자기 디스크의 자성재료의 얼룩 및 결핍에 의한 영향이 드러나고 있다. 이 때문에 데이타 에러가 증가되고 있으며, 기록데이타의 피트셀의 미세화로부터 S/N이 저하하여 데이타의 품질이 저하되고 있다. 또한 에러가 난 데이타를 읽는 동작인 리트라이처리의 영향에 의해 기록재생속도가 저하해 버린다는 문제점이 많아지고 있다. 이러한 문제점에 대처하기 위하여, 에러정정처리를 개량하여 대처하고 있는 장치가 많다. 에러정정은 큰 단위로 처리하면 효율적으로 정정능력을 올리는 것이 가능하다. 종래의 하드 디스크장치는 섹터크기가 512B의 고정이기 때문에, 효율적으로 에러정정처리를 실현하는 데 한계를 갖고 있었다.

본 발명은, 상기 문제점을 감안하여, 화상 데이터 등의 큰 단위로 기록재생을 행하는 데 적합한 기록재생방식을 가지며, 미디어결핍이 있었던 경우라도 양호하게 데이타의 기록재생을 행하여 기록재생속도의 저하를 저감시킬 수 있는 자기 디스크장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 자기 디스크장치의 기록데이타 생성방식의 설명도,

도 2는 도 1의 기록 세그먼트의 설명도,

도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 디스크매체 상의 기록형태의 설명도,

도 4는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 자기 디스크장치의 디스크매체 상의 기록형태의 설명도,

도 5는 도 4의 기록 세그먼트의 데이타 생성방법을 나타낸 설명도,

도 6은 종래의 자기 디스크장치의 기록방식을 나타낸 설명도,

도 7은 종래의 자기 디스크장치의 서보영역을 나타낸 설명도,

도 8은 종래의 자기 디스크장치의 섹터의 설명도,

도 9는 종래의 자기 디스크장치의 기록형태를 나타낸 설명도,

도 10은 종래의 자기 디스크장치의 에러정정부호 생성방법을 나타낸 설명도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

6 : 기록 세그먼트길이 8 : 동기패턴

10 : GAP패턴 40 : 기록 세그먼트

41 : 기록존 42 : 서보영역

43 : 데이터영역 44 : 섹터

45 : 동기영역 46 : 식별자영역

47 : 버스트영역 48 : AGC영역

49 : 동기영역 50 : DAM영역

51 : 데이타 기록영역 52 : ECC영역

53 : GAP영역

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 자기 디스크장치는, 유저데이타의 기록재생을 행하는 데이타영역과 상기 유저데이타의 기록재생을 행하는 자기 헤드의 위치결정을 행하기 위한 서보영역을 동일면 상에 구비한 디스크매체 및 프로덕트 코드에 의한 에러정정부호를 생성하는 에러정정부호생성부를 가지며, 상기 유저데이타의 기록재생단위인 섹터크기마다 데이타를 기록 또는 재생하는 섹터처리수단을 구비하고 있다.

본 발명의 자기디스크장치는, 데이타를 외부기기에 대하여 기록재생단위인 섹터크기마다 데이타를 기록 또는 재생하는 섹터처리수단을 구비하고, 상기 섹터처리수단이 프로덕트 코드에 의한 에러정정부호를 생성하는 에러정정부호생성부를 구비하고 있다.

이 때문에, 본 발명의 자기 디스크장치는, 화상 데이터와 같은 큰 단위의 섹터크기이더라도 효율적으로 에러정정을 행하여 데이타의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 더욱 간단히 가변길이의 섹터크기에도 대응할 수 있다.

본 발명은, 화상프레임길이를 1섹터길이로 하는 것이 가능한 기록재생방식을 갖는 자기 디스크장치를 제공하는 것이다. 이 기록재생방식에 있어서, 화상프레임길이는 압축방식이나 해상도 등에 의해 변화하는 것이므로, 가변의 화상프레임길이에도 대응할 수 있는 방식이 바람직하다. 본 발명에 의하면 길이가 변하는 섹터에도 대응가능한 기록재생방식을 갖는 자기 디스크장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 기록재생방식에 의하면, 종래의 하드 디스크장치에 있어서의 섹터크기가 512B로 고정되어 있으므로, 하드 디스크로의 억세스관리가 번잡하게 된다는 문제를 해결할 수 있다. 예컨대 10GB의 용량을 가지는 하드 디스크장치인 경우에는, 섹터수가 10GB/512B = 19531250개로 방대하게 된다. 따라서 상술한 화상 데이터와 같은 큰 단위로 화상처리하는 경우에, 예컨대 180섹터 단위에서의 기록재생이 가능하고, 이 경우 그러한 화상 데이터는 10GB/(512×180) = 108507개의 관리에 의해 기록재생시킬 수 있다. 이 결과 본 발명에 있어서는, 섹터 관리개수를 2자리수 작게 삭감할 수 있다.

본 발명의 신규한 특징은 첨부된 청구범위에 특히 기재한 것이 분명하지만, 구성 및 내용의 쌍방에 관해서 본 발명은, 다른 목적이나 특징과 함께, 도면과 공동하여 이해되는 바의 이하의 상세한 설명으로부터, 보다 잘 이해되고 평가될 것이다.

이하, 본 발명에 따른 자기 디스크장치가 바람직한 하나의 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하면서 설명한다. 여기에서 도면의 일부 또는 전부는, 도시를 목적으로 한 개요적 표현에 의해 나타낸 것이며, 반드시 여기에 표현된 요소의 실제 상대적 크기나 위치를 정확히 묘사할 수 있는 것은 아니다.

〈실시예 1〉

본 발명의 자기 디스크장치의 하나의 실시예인 실시예 1의 하드 디스크장치에 대하여 설명한다. 도 1은 실시예 1의 하드 디스크장치에 있어서의 에러정정방식과 기록방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 1의 (A)는 유저 데이타블록에 대하여 에러정정을 부가하기 위해서, 블록으로 분할하는 방식을 나타낸 설명도이다. 도 1의 (B)는 에러정정부호의 생성방식을 나타낸 설명도이다. 도 1의 (C)는 기록단위를 나타낸 설명도이다.

동(動) 화상과 같은 데이타인 경우는, 기록재생단위를 예컨대 화상프레임 단위로 처리할 수 있으면 알기 쉽다. 이하 화상프레임 용량을 15040B로 하여 설명한다. 가변길이의 섹터크기에 대응하는 경우는, 섹터크기를 외부기기로부터 미리 설정하는 수단을 마련하여 디스크면 상의 소정의 장소나, 혹은 플래쉬 ROM 등의 불휘발성 메모리에 기록하는 수단을 설치하면 하드 디스크장치로서 관리할 수 있다. 종래 하드 디스크의 기록재생단위인 섹터길이는 512B이고, 화상프레임 용량은 15040B 이다. 이 때문에 외부기기에서의 기록재생단위인 섹터길이를 15040B로 한다. 외부기기로부터 15040B의 데이타가 실시예 1의 하드 디스크장치로 전송되면, 이 하드 디스크장치는 먼저 데이타를 세그먼트마다 분할하는 세그먼트분할을 행한다.

실시예 1의 하드 디스크장치에 있어서, 가로방향이 64B이고 세로방향이 64B이며, 세그먼트크기가 64B×64B = 4096B의 세그먼트인 경우에 대하여 설명한다.

섹터길이가 15040B인 경우에는, 우선 도 1의 (A)에 나타낸 2개의 4096B의 고정길이의 세그먼트(1)와 세그먼트(2), 그리고 15040B-4096×2 = 6848B인 1개의 세그먼트(3)로 분할한다.

세그먼트분할방법은, 마지막의 세그먼트크기가 에러정정부호의 용장도(冗長度)를 올리지 않기 위하여, 세그먼트크기 이상이고, 또한 2배의 세그먼트크기 미만이 되도록 4096B의 고정길이를 가지도록 세그먼트의 크기를 설정한다. 에러정정부호는 실시예 1인 경우에, 도 1의 (B)에서 나타낸 바와 같이, 우선 데이타 세그먼트(1)의 데이타 입력순서의 D₀에서 D₆₃까지의 64 바이트 데이타에 대하여 4 바이트의 에러정정부호를 부여하여 내부호 퍼리티(inner parity code)로 한다. 이와 같이 세그먼트를 분할하면 가변길이 섹터는 64B단위로 대응할 수 있게 된다. 도 1의 (A)에 나타낸 섹터길이가 15040B인 경우의 세그먼트(3)의 용량은 상술한 바와 같이 6848B이기 때문에, 세그먼트(3)는 64B단위의 데이타가 107조(組) 있는 셈이 된다. 또한 섹터크기가 2배인 세그먼트크기 미만이라면 세그먼트분할하지 않고 1개의 세그먼트로 하면 작은 섹터크기에도 대응할 수 있다. 데이타가 세그먼트분할되면 프로덕트 코드의 에러정정부호가 생성되어 부여된다. 에러정정부호는 실시예 1의 경우, 도 1의 (B)에 나타낸 바와 같이, 우선 데이타 세그먼트(1)의 데이타 입력순의 D₀에서 D₆₃까지의 64바이트에 4바이트의 내부호 퍼리티가 생성된다.

내부호 퍼리티가 생성되면, 세로방향의 64바이트에 대하여 4바이트의 에러정정부호를 생성하여 외부호 퍼리티(outer parity code)로 한다. 외부호 퍼리티는 세로방향으로 처리되기 때문에, D₀의 다음은 D₆₄과 64개의 데이타주기로 에러정정부호 생성회로(도시하지 않음)에 입력되어 생성된다. 세그먼트(1)의 에러정정부호가 생성되면 마찬가지로 세그먼트(2)의 에러정정부호가 생성되고, 도 1의 (B)에서 나타낸 바와 같이 에러정정부호를 부가한 데이타 세그먼트가 형성된다.

실시예 1과 같이, 세그먼트분할을 행함으로써, 긴 섹터이더라도 에러정정을 행할 수 있으며, 에러정정능력의 변동도 소정의 값으로 제한하는 것이 가능해 진다. 이 때문에 실시예 1의 하드 디스크장치에 있어서는, 세그먼트분할하지 않은 경우와 비교하여 기록밀도를 높게 설정할 수 있다.

또한, 실시예 1에 있어서는, 내외부호를 가지는 프로덕트 코드를 이용하고 있기 때문에, 도 10의 (A)에 나타낸 종래의 리드 솔로몬부호를 이용한 경우에 비교하여, 2중의 에러정정을 행하는 것이 가능해 진다. 이 때문에 실시예 1의 하드 디스크장치는 높은 에러정정능력을 갖는다.

에러정정부호 ECC(P₀,P₁…)가 도 1의 (B)와 같이 부여되면, 도 1의 (C)와 같이 복수의 기록 세그먼트로 분할된다. 기록 세그먼트는 도 1의 (B)에 나타낸 데이타, 64바이트에 에러정정부호 ECC, 4바이트를 부여한 68바이트의 데이타를 1개의 단위로서, M개의 쌍으로 설정한다. 이 때 도시한 바와 같이, 데이타 재생시에 버스트 에러등에 의해 비트에서 바이트로 변화할 때의 위상이 어긋나는 것을 방지하는 재동기신호를 부가하면 에러정정능력이 더욱 향상된다.

데이타는 기본적으로 나타낸 바와 같이 데이타의 입력순서로 기록된다. 도 1의 (C)에 있어서의 N을 8로 한 경우, 마지막의 기록 세그먼트 M은 세로방향으로 7개가 된다. 이 경우는 가상의 데이타를 기록 세그먼트 M에 기록하면 좋다.

도 1의 (C)에 있어서의 N을 8로 한 경우의 1개의 기록 세그먼트의 내부를 도 2에 나타낸다. 도 2에 있어서 기록 세그먼트의 총용량은, 재동기신호인 AM을 1바이트로 하면 69×8 = 552바이트이다. 기록 세그먼트의 크기는 종래의 데이타 섹터길이인 512바이트에 가까운 값으로 설정하면, 종래의 기록재생회로를 이용할 수 있다. 데이타는 도 2의 내부호 프레임(5)의 단위에 순차적으로 기록한다.

도 3은 실시예 1에 있어서의 기록매체인 하드 디스크에 데이타를 기록한 상태를 나타내고 있다. 도 3에 있어서 서보영역(42)의 뒤에 AGC영역(48)을 설치하고 있다. 이 AGC영역(48)에는 서보 섹터통과 후의 AGC회로에서 필요한 패턴이 기록되어 있다. 동기영역(49)은 기록데이타를 재생할 때에, 전기회로의 클럭과의 동기화를 위해 필요한 영역이다. 데이타어드레스마크(DAM)영역(50)에는, 데이타의 선두를 나타내는 코드가 기록되어 있고, 비트단위로 쓰여져 있는 데이타를 바이트 데이타로서 복조(復調)하기 위한 동기신호로서 이용된다. 실시예 1의 경우에 재동기신호가 부여되어 있기 때문에, DAM영역(50)은 생략되더라도 복조가 가능하다.

DAM영역(50)의 다음에 기록 세그먼트(1) 영역이 마련되어 있다. 기록 세그먼트(1)의 용량은 도 2에 나타낸 기록 세그먼트의 용량과 일치하도록 설정되어 있다. 실제의 기록 세그먼트(1)에 기록되는 데이타는 실시예 1의 경우에 재동기신호(AM2)으로 64B의 데이타(DATA3)와 4바이트의 에러정정부호(ECC4) 조합의 내부호 프레임(5)이 8개 기록된다. 기록 세그먼트(1)가 서보영역(42)의 양쪽에 걸쳐치는 경우에는, 종래 기술의 도 9에 의해 설명한 경우와 마찬가지로 소정의 바이트수로 분할하여 기록하면 좋다. 또한 재생은 종래와 같은 처리로서 재생가능하다.

도 3에 나타낸 기록형태는, 종래와 같은 방법에 의해 세그먼트단위로 랜덤억세스가 가능하다는 특징도 갖는다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예 1에 있어서는, 긴 섹터를 세그먼트분할하고, 세그먼트마다 프로덕트 코드의 에러정정부호를 부여하고 있으며, 에러정정부호가 부여된 데이타를 기록재생단위인 기록 세그먼트마다 분할하는 수단을 설치하고 있다. 이 때문에 실시예 1의 하드 디스크장치는, 화상 데이타와 같은 긴 섹터라도 정정능력이 높은 에러정정부호를 효율적으로 부여할 수 있고, 또한 종래와 같은 방법에서의 기록재생을 위한 억세스를 가능하게 할 수 있다.

또, 실시예 1에 있어서 에러정정부호는 4096바이트의 데이타 세그먼트로 분할하는 것으로 하였으나, 세그먼트크기가 임의이더라도 동일한 효과가 있다.

또한, 실시예 1에 있어서 내부호는 데이타 64바이트에 4바이트의 에러정정부호로 하였지만, 데이타수 및 에러정정부호의 수는 원하는 에러정정능력에 의해 자유롭게 설정하여도 좋다. 이 때 에러정정부호 수가 증가하면 높은 에러정정능력을 얻을 수 있게 된다. 마찬가지로 외부호에 대해서도 동일하다는 것은 말할 것도 없다.

〈실시예 2〉

다음에, 본 발명에 따른 실시예 2의 자기 디스크장치에 대하여 첨부 도면을 이용하여 설명한다. 도면에서 전술한 실시예 1과 동일한 구성, 기능을 갖는 것에는 같은 부호를 부여하고, 그 설명은 생략한다.

실시예 2의 자기 디스크장치는, 전술한 실시예 1에 있어서의 도 3에 나타낸 기록형태보다 더욱 효율적으로 기록할 수 있는 방식이다. 실시예 2의 자기 디스크장치는 도 3에 있어서의 기록 세그먼트(1)의 사이에 있는 갭(GAP)영역(53)과 동기영역(49)을 생략하고 있다. 이러한 구성을 갖고 있더라도, 실시예 2의 자기 디스크장치는 데이타를 확실히 기록할 수 있으며, 또한 고속으로 억세스가 가능하다.

도 4는 본 발명에 관한 실시예 2의 하드 디스크장치에 있어서의 기록형태를 나타낸 도면이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 데이타영역(43)에는 AGC영역(48), 동기영역(49), 데이타어드레스마크(DAM)영역(50), 갭(GAP)영역(53)이 있으며, 이들 영역은 전술한 도 9의 구성과 실질적으로 같다.

실시예 2의 하드 디스크장치에 있어서, 전술한 실시예 1의 도 3과 다른 것은 기록 세그먼트(1) 영역을 2개의 서보영역(42)의 사이에 1개만 마련한 점이다.

이상과 같이 구성된 실시예 2의 하드 디스크장치에 대하여, 이하 그 동작을 설명한다.

실시예 2의 하드 디스크장치에 있어서, 기록 세그먼트(1)의 데이타용량은, 자기 헤드나 하드 디스크의 특성을 바탕으로 최대효율이 되도록 설정되는 것이 일반적이다. 전술한 실시예 1에 있어서, 기록 세그먼트(1)의 데이타용량은 내부호 프레임 길이의 정수배로 설정되어 있다. 따라서 도 4에 나타낸 실시예 2의 기록형태에 있어서, 실시예 1의 기록재생방식으로 설명한 것과 같은 방법으로 기록하는 경우에, 기록 세그먼트(1)의 용량을 내부호 프레임의 길이단위만으로 설정할 수 없는 제약을 가진다. 이것 때문에 실시예 2의 하드 디스크장치는, 이러한 방법으로 기록한 경우에, 기록효율이 저하한다는 문제를 갖게 된다.

이 문제를 해결하기 위해서, 실시예 2의 경우, 기록 세그먼트(1)에 기록할 수 있는 데이타용량을 하드 디스크장치에 ROM테이블 등의 수단으로 인식할 수 있도록 구성하고 있다.

이하, 실시예 2에 있어서의 기록 세그먼트(1)에 기록하는 데이타의 생성방법을 설명한다.

도 5는 기록 세그먼트(1)에 기록하는 데이타의 생성방법의 설명도이다. 에러정정부호(ECC)의 생성방식은, 도 5의 (A)와 (B)에 나타낸 바와 같이 전술한 실시예 1과 동일하다.

도 5의(C)에 나타낸 바와 같이, 에러정정부호와 데이타에 재동기패턴(9)(AM)을 배치하고, 데이타에 PLL복귀를 위한 동기패턴(8)을 부여한다. 또한 마지막에 이어서 모터의 회전 지터의 허용가능한 영역인 GAP패턴(10)을 부가한다.

다음에, 도 5의 (D)에 나타낸 바와 같이, 도 5의 (C)에서 작성된 데이타블록을 선두에서 차례로 전술한 기록 세그먼트(1)에 기록할 수 있는 용량을 갖는 기록 세그먼트길이(6)마다 복수의 기록 세그먼트(1)로 분할한다. 상술한 바와 같이 기록 세그먼트길이(6)는 자기 헤드나 하드 디스크의 특성에 의해 결정되기 때문에, 기록 세그먼트(1)의 최종 세그먼트는 소정의 세그먼트길이가 되지 않는다. 이 경우 나머지의 데이타를 소정 패턴으로 기록하여도 좋지만 기록효율이 떨어지게 된다. 이것을 방지하기 위해, 실시예 2에서 최종 세그먼트의 기록종료위치는, 도 5의 (C)에 있어서의 섹터데이타, 에러정정부호, 재동기신호(9)(AM), 동기패턴(8) 및 GAP패턴(10)의 각 용량은 이미 알고 있기 때문에, 기록 세그먼트길이(6)로써 이하의 식 (1)로도 멈추어진다.

K = (D+E+A+S+G) MOD W ----(1)

(MOD는 잉여를 나타내는 연산자이다)

D : 섹터데이타 용량

E : 에러정정부호의 총용량

A : 재동기신호의 총용량

S : 동기패턴의 총용량

G : GAP패턴의 총용량

W : 기록 세그먼트길이

K : 최종 세그먼트의 기록길이

따라서, 다음 섹터를 기록하는 경우에는, 도5의 (E)로 나타낸 바와 같이, 최초의 기록 세그먼트길이 만을 W-K로 설정하여 세그먼트분할하면 좋다. 하드 디스크 상의 다음 기록 세그먼트(1) 내의 기록개시위치는 전술한 식 (1)에서 구한 K에서 구해지므로, 기록 세그먼트(1) 내에 무효인 영역을 만드는 일없이 효율적으로 기록할 수 있다.

또한, 섹터의 이음새에서의 데이타 비트는 부정으로 되지만, 실시예 2의 하드 디스크장치는 기록 세그먼트(1)의 마지막에 이어서 모터의 회전 지터를 방지하는 GAP영역(10)이 설치되기 때문에, 후속의 데이타를 기록하더라도 데이타의 파괴를 방지할 수가 있다. 또한 실시예 2의 하드 디스크장치에 있어서, 이음새에 의한 PLL회로에서의 재생 클럭의 소동은, 데이타의 선두에 동기패턴(8)이 기록되어 있지 않게 되어, 양호한 클럭으로 데이타를 재생할 수 있다.

또한, 임의 섹터의 선두위치는, 재생하고 싶은 섹터번호를 L이라고 하면 이하의 식 (2),(3)에서 구할 수 있다.

J = L×(D+E+A+S+G) / W ---(2)

M = (L×(D+E+A+S+G)) MOD W ---(3)

J : 선두에서의 서보영역(42) 위치

M : 기록 세그먼트(1)의 바이트수

상기한 바와 같이, 실시예 2에 있어서, 간단한 연산으로 섹터의 선두위치를 알 수 있고, 섹터길이는 이미 알고 있기 때문에 임의의 섹터에 억세스가 가능해 진다.

또한, 기록 세그먼트길이(6)가 안둘레와 바깥둘레로 다른 경우라도, 이 정보를 ROM테이블 등의 수단으로 알수 있도록 구성하면, 연산으로 구할 수 있다.

이상과 같이, 실시예 2에 있어서는, 기록 세그먼트를 각 데이타영역에 1개를 배치하는 구성과, 이 세그먼트길이로 기록데이타를 세그먼트마다 분할하는 것에 의해 효율적으로 데이타를 기록할 수 있다.

또한, 실시예 1에 있어서 내부호는 데이타 64바이트에 4바이트의 에러정정부호로 하였지만, 데이타수 및 에러정정부호의 수는 원하는 에러정정능력에 의해 자유롭게 설정하여도 좋다. 이 때 에러정정부호 수가 증가하면 높은 에러정정능력를 얻을 수 있게 된다. 마찬가지로 외부호에 대해서도 동일함은 말할 것도 없다.

또한, 실시예 2에서는 도 5의 (C)에 있어서 AM패턴(9)을 부여하여 기록 세그먼트 분할하였지만, AM패턴이 없더라도 효율좋게 기록할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은, 섹터데이타를 세그먼트 분할함으로써 에러정정부호를 부가하고, 에러정정부호를 포함시킨 데이타를 더욱 기록 세그먼트로 분할하여 디스크에 기록하는 수단을 설치하고 있다. 이에 따라 본 발명의 자기 디스크장치는 화상 데이타와 같은 큰 단위의 섹터크기이더라도 효율적으로 에러정정을 행하여 데이타의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 또한 간단히 가변길이의 섹터크기에도 대응시킬 수 있다.

본 발명을 어느 정도 상세히 가장 바람직한 형태에 대하여 설명하였으나, 이 바람직한 형태의 현 개시내용은 구성의 세부에 있어서 변화할 수 있는 것이며며, 각 요소의 편성이나 순서의 변화는 청구된 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 실현할 수 있는 것이다.

Claims

유저데이타의 기록재생을 행하는 데이타영역과 상기 유저데이타의 기록재생을 행하는 자기헤드의 위치 결정을 행하기 위한 서보영역을 동일면 상에 구비한 디스크매체, 및

프로덕트 코드에 의한 에러정정부호를 생성하는 에러정정부호 생성부를 가지며, 상기 유저데이타의 기록재생단위인 섹터크기마다 데이타를 기록 또는 재생하는 섹터처리수단을 구비한 것을 특징으로 하는 자기 디스크장치.
제 1 항에 있어서, 섹터처리수단이, 외부기기에 의해 섹터크기를 지정하기 위한 수단을 갖는 자기 디스크장치.
제 1 항에 있어서, 섹터처리수단이, 섹터크기의 데이타를 복수의 세그먼트로 분할하는 분할수단과, 상기 각 세그먼트마다 에러정정부호를 생성하는 에러정정부호 생성수단을 구비한 자기 디스크장치.
제 1 항에 있어서, 에러정정부호 생성부가, 유저데이타의 선두로부터 차례로 유저데이타를 미리 정해진 N바이트마다 M바이트의 에러정정부호를 생성하는 내부호 생성부와 유저데이타를 N바이트 건너 뛴 유저데이타를 이용하여 K바이트의 에러정정부호를 생성하는 외부호 생성부를 구비한 자기 디스크장치.
제 4 항에 있어서, N이 64인 자기 디스크장치.
제 4 항에 있어서, M이 4인 자기 디스크장치.
제 4 항에 있어서, K가 4인 자기 디스크장치.
제 4 항에 있어서, 외부호 생성부가, I 바이트의 데이타에 대하여 에러정정부호를 생성하는 자기 디스크장치.
제 8 항에 있어서, I가 16이상이고, N이 64인 자기 디스크장치.
제 3 항에 있어서, 분할수단이, 미리 정해진 H바이트의 세그먼트 분할정보를 가지며, 섹터크기가 H의 2배미만인 경우는 섹터크기의 데이타를 1개의 세그먼트에 설정하고, 섹터크기가 H의 2배이상인 경우는, 적어도 1개의 H바이트의 세그먼트와 1개의 H바이트 이상으로 H의 2배미만의 세그먼트로 분할하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크장치.
제 10 항에 있어서, H가 4096바이트인 자기 디스크장치.
제 1 항에 있어서, 섹터처리수단이, 에러정정부호 생성부에서 생성된 에러정정부호와 섹터크기의 데이타를 포함하는 데이타를 복수의 기록재생 세그먼트로 분할하는 기록재생 세그먼트분할부와, 상기 기록재생 세그먼트단위로 디스크매체에 기록재생을 행하는 기록재생부를 구비한 자기 디스크장치.
제 12 항에 있어서, 디스크매체가, 회전방향으로 대략 같은 각도가 되도록 복수의 데이타 세그먼트로 분할되고, 또한 각 데이타 세그먼트에는 회전방향으로 영역분할된 서보영역과 데이타영역을 구비하며, 기록재생 섹터길이는 상기 데이타영역에 기록하는 데이타길이인 자기 디스크장치.
제 12 항에 있어서, 기록재생 세그먼트분할부에서 분할되는 데이타가, 재동기신호를 포함하고 있는 자기 디스크장치.
제 12 항에 있어서, 디스크매체가, 회전방향으로 대략 같은 각도로 되도록 복수의 데이타 세그먼트로 분할되고, 또한 각 데이타 세그먼트에는 회전방향으로 영역분할된 서보영역과 데이타영역을 구비하며, 또한 반경방향으로 복수의 존영역으로 분할되고, 상기 데이타영역에 기록하는 데이타용량은 상기 바깥둘레존으로 될 수록 많이 기록하도록 구성되며, 기록재생 세그먼트길이는 상기 디스크매체의 전체면에서 동일한 자기 디스크장치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 기록재생 세그먼트분할부에서 분할되는 데이타가, 복수의 섹터 분리에 필요한 정보를 포함하고 있는 자기 디스크장치.
제 16 항에 있어서, 복수의 섹터의 분리에 필요한 정보가, 적어도 클럭동기정보와 기록갭 정보를 포함하고 있는 자기 디스크장치.