KR900007472B1 - 회전형 기억장치의 제어방법 - Google Patents

회전형 기억장치의 제어방법 Download PDF

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가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
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Description

회전형 기억장치의 제어방법
제1도는 고정형 기억장치의 제어시스템의 구성도.
제2도는 회전형 기록매체에 결함이 없는 경우의 트랙포맷도.
제3도는 제2도의 트랙포맷에 데이터가 기록되어 있는 경우의 종래 기술에 의한 데이터판독동작을 설명하는 플로차트.
제4도는 불량 섹터를 포함한 복수의 트랙에 본원 발명에 관한 데이터배열을 한 경우의 기록매체의 트랙포맷도.
제5도는 제4도의 트랙포맷에 데이터가 기록되는 경우의 데이터판독동작을 설명하는 플로차트.
제6도는 제4도의 트랙포맷에 데이터가 기록되는 경우의 데이터기입동작을 설명하는 플로차트.
본원 발명은 예를들면 자기디스크 기억치와 같은 회전형 기억장치의 제어방법에 관한 것이며, 특히 복수트랙위의 데이터를 병렬전송하는데 적합한 제어방법에 관한 것이다.
종래의 자기디스크 기억장치에서는 1개의 자기디스크를 선택해서 동시에는 한개의 트랙위에서 데이터전송을 하고 있었다. 이때, 자기디스크 기억장치와 상위(上位)장치와의 사이의 데이터전송속도는 선기록밀도와 회전수에 따라서 결정되어 버리고, 이보다 높게할 수는 없다. 한편 CPU의 성능은 급속하게 향상되어 있고, 이에 따라서 채널의 전송능력도 향상되어 있다. 이결과, 채널에 비해서 자기디스크 기억장치측의 전송능력이 현저하게 낮은 상태로 되어 가고 있다. 그래서 채널의 전송능력을 최대한 발휘시키기 위해서 자기디스크 기억장치측의 전송속도를 실질적으로 향상시킬 필요가 있다. 이를 위해 일본국 공개특허공보 제1980-108915호에 기재된 바와같이 1개의 액세스기구로 연동하는 복수의 자기헤드를 동시에 선택해서 복수 트랙위에서부터 또는 복수의 트랙위로 데이터를 동시에 전송하는 방법이 있다. 이 방법을 공지의 기술인 고정길이 기록방식의 자기디스크장치에 적용한 경우에는, 복수의 트랙에 대해서 각각 1레코드분의 데이터를 갖도록 자기디스크의 반경방향으로 구획한 각 섹터마가 데이터판독시에는 복수의 트랙의 당해 섹터로부터의 데이터를 동시에 판독해서 버퍼메모리에 격납하고, 격납된 데이터를 채널에 전송하고, 데이터 기입시에는 복수의 트랙의 당해 섹터에 기입해야 할 데이터를 체널로부터 버퍼메모리에 전송해서 격납하고, 격납된 데이터를 복수의 트랙에 동시에 기입하는 방식이 취해진다.
기록매체에는 매체상의 결함에 의한 기록재생불능 영역이 존재할 수 있다. 고정길이 기록방식의 자기디스크 기록장치에서는, 일반적으로 트랙 후단에 수 레코드분의 교대 섹터영역을 확보하고 있다. 어떤 레코드중에 매체 결함이 있는 경우, 이 섹터의 교대 섹터를 같은 트랙내의 교대 섹터영역에 할당한다.
교대영역이 이와같이 할당되었을 경우에 다음의 문제가 생긴다. 데이터판독시에 트랙의 어떤 섹터의 불량이 그 섹터에 기록된 양호, 불량의 식별정보에 의해서 검출되면 그 트랙의 교대 섹터영역으로부터 데이터를 판독하고, 그후에 동시에 판독하는 복수의 트랙에 대해서 불량을 검출한 섹터의 다음 섹터로부터의 데이터판독을 한다. 따라서 어떤 섹터에서 불량이 검출되면 자기디스크가 1회전한 후에 다음의 섹터로부터의 데이터판독이 이루어진다. 데이터기입의 경우에도 섹터의 불량을 검출하면 교대 섹터영역에 데이터를 기입한 후에 다음 섹터로의 기입이 이루어지므로, 불량 섹터를 검출했을때는 자기디스크가 1회전한 다음에 다음 섹터의 데이터기입이 이루어진다. 이와같이 불량 섹터를 검출하면 교대 섹터의 액세스를 위해서 회전대기가 필요해지며, 입출력시간이 대폭적으로 증대한다.
본원 발명은 종래 기술의 문제를 해소하고, 데이터 입출력동작을 고속으로 할수 있는 회전형 기억장치의 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원 발명에 있어서는 고정길이 기록방식의 회전형 기억장치에 있어서의 기록매체의 트랙에 불량 섹터가 있는 경우에 그 불량 섹터의 교대 섹터를 복수 트랙의 각 섹터에 레코드를 논리적으로 배치하는 순서에 따라서 섹터를 배열하는 것으로 본 경우에 불량 섹터의 다음에 나타나는 양호 섹터로 하고 있다. 기억매체상의 레코드배치를 이와같이 한 경우에 각 섹터에 당해 섹터가 양호한지의 여부 및 레코드의 당해 섹터가 속하는 동일 트랙위에서 당해 섹터의 다음 섹터가 양호한지의 여부를 나타내는 식별정보를 기록하고, 데이터판독시에 어떤 섹터가 그 식별정보로부터 불량이라고 검출된때에는 당해 불량 섹터로부터의 데이터는 무시하고, 논리적 배열순서로 보아 다음에 나타나는 양호 섹터로부터의 데이터를 불량 섹터로부터의 데이터 대신받아 들이고 데이터기입시에 각 섹터에 대해서 식별정보로부터 다음의 섹터가 불량이라고 검출된때에는 데이터를 그 불량 섹터에 기입하는 대신 논리적 배열순서로 보아 다음에 나타나는 양호 섹터에 기입하므로서 데이터판독과 기입을 불량 섹터가 있어도 기록매체의 회전을 기다리는 일없이 할수 있다.
본원 발명에 의하면 논리레코드는 기록매체의 각 섹터에 불량 섹터가 있어도 반드시 순서대로 즉 레코드의 논리적 배열순서로 배치되므로 회전대기를 하는 일없이 데이터의 판독기입을 할수 있다. 불량 섹터가 있는 경우는 논리레코드는 반드시 논리적 배열순서로 보아 후방으로 이동해서 배치되므로, 불량 섹터가 없다고 가정한 레코드의 판독을 할 경우, 즉 판독 또는 기입을 하는 일련의 레코드의 선두레코드의 위치를 그 레코드의 논리적 위치에 의해서 지정해서 찾을 경우에, 이것을 불량 섹터가 있어도 기록매체의 회전대기를하는 일없이 할수 있다.
본원 발명에 관한 회전형 기억장치의 제어방법을 설명함에 앞서서 종래기술에 있어서의 제어방법을 설명한다.
제1도는 1개의 액세스기구로 연동하는 복수의 자기헤드를 동시에 선택해서 복수 트랙위의 데이터를 또는 이 복수의 트랙위에 데이터를 동시에 전송하는 방법을 고정길이 기록방식의 자기디스크 장치에 적용한 경우의 제어시스템의 구성을 나타낸다. 제1도를 사용해서 종래 기술에 있어서의 제어방법을 설명하지만, 제1도는 본원 발명이 적용되는 제어시스템의 구성예도 나타내는 것이다.
이 도면에서 CPU(1)에 부속되는 채널(2)는 채널인터페이스(3)을 통해서 디스크제어장치(DKC)(4)의 채널인터페이스 제어회로(6)과 접속되어 있다. 2면의 데이터버퍼(5a),(5b)는 채널인터페이스 제어회로(6)와 디바이스인터페이스 제어회로(7)에 접속되어 있다. 디바이스인터페이스 제어회로(7)는 디바이스인터페이스(8)을 통해서 디스크구동장치(DKU)(9)의 전환매트릭스(10)에 접속하고, 액세스기구(11)을 통해서 자기헤드(12)에 접속되어 있다. 스핀들(13)은 복수의 자기디스크(14)를 회전시킨다. 전환매트릭스(10)은 DKC(4)의 명령에 의해서 m개의 자기헤드중 임의의 n개를 동시에 선택한다. 데이터버퍼(5a),(5b)는 각각 b개의 구획으로 분할되어 있고, 전환매트릭스(10)에 의해서 선택된 자기헤드와의 사이에서 데이터를 전송한다.
제2도는 트랙포맷을 나타내고 있다. 고정길이 기록방식이므로 임의로 선택한 n개의 트랙(201)(l1,l1,...,ln)의 포맷은 같다. 복수의 트랙위의 데이터를 병렬로 전송하는 것이므로, 논리적인 레코드순서는 R10,R20,···Rn0,R11,R21,Rn1...으로 하는 것이 일반적이다. 각 트랙은 인덱스(202)로부터 시작하여, n개의 섹터(203)(0,1,·‥N-1)로 분할되어 있고, 각 섹터에 각각 1개의 레코드(204)가 기록되어 있다. 레코드(204)는 레코드어드레스를 기록하고 있는 ID부(205)와 순수한 데이터를 기록하고 있는 데이터부(206)로 이루어진다. 데이터버퍼(5a),(5b)의 각 구획은 각각 1레코드분의 용량을 가지고 있다.
본 시스템에서 섹터 0-2의 3n개의 논리레코드 1,2,...,3n를 판독하고, CPU(1)에 전송하는 경우의 동작을 제3도의 플로차트를 사용해서 설명한다. 스텝(301)에서 DKC(4)는 액세스기구(11)를 이동시켜서 목적한 실린더홈 선택하고, 전환매트릭스(10)을 제어해서 자기헤드 l1,l2,···ln을 선택한다. 스텝(302)에서 각 트랙의 섹터 0의 ID부와 데이터부를 판독하고, 데이터버퍼(5a)의 대응하는 구획에 격납한다. 스텝(303)에서 DKC(4)의 제어프로그램은 채널인터페이스 제어회로(6)에 대해서 지금 격납중의 데이터부를 트랙 l1,l2,···ln의 순서로 채널(2)에 전송하는 것을 명령한다. 채널의 전송능력이 디바이스의 전송속도의 n배라고 하면 채널에 대한 전송개시후 자기헤드가 데이터부의 길이만큼 진행하는 시간에 n트랙부분의 데이터전송이 종료한다. 한편 제어프로그램은 채널에 대한 전송개시후 스텝(304)에서 채널인터페이스 제어회로(6)에 대해서 섹터 1의 ID부와 데이터부를 판독하고, 이것을 데이터버퍼(5b)의 대응하는 구획에 격납하는 것을 명령한다.
스텝(305)에서 DKC의 제어프로그램은 채널인터페이스 제어회로(6)에 대해서 지금 격납중의 데이터부를 트랙 l1, l2,…ln의 순서로 채널(2)에 전송하는 것을 명령한다. 스텝(306),(307)과 같이 데이터버퍼(5a)를 사용해서 섹터 2의 테이터부를 채널(2)에 전송한다. 이와같이 해서 목적한 레코드를 판독할 수 있다.
이 종래 기술에 있어서, 어떤 섹터의 ID부에 기록하는 당해 섹터의 양호·불량을 나타내는 식병정보로부터 섹터가 불량이라고 검출되면, 그 섹터가 속하는 트랙의 교대 섹터의 데이터부로부터 데이터를 판독한 다음에, 전체 트랙에 대해서 다음의 섹터로부터 데이터의 판독을 하고 있으며, 불량 섹터가 있는 경우에 기록매체 회전대기가 생긴다. 데이터기입의 경우에도 역시 회전대기가 생긴다.
본원 발명은 종래 기술에 있어서의 문제점을 해결하는 것이며, 본원 발명에 관한 회전형 기억장치의 제어방법의 일실시예를 다음에 설명한다. 본원 발명이 적용되는 제어시스텝의 구성에는 제1도와 같다.
제4도는 본원 발명에 의한 트랙포맷을 나타내고 있다. 여기서는 병렬로 데이터를 전송하는 트랙수 n은 4로 하고 있으나, 이것은 설명의 편의를 위한 것이며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 5개의 섹터(403)(0-4)중에서 6개의 레코드(404)(R10,R21,R41,R13,R23,R34)가 불량 섹터라고 가정한다. 이때 제4도와 같이 논리레코드번호(407)(1-14)로 섹터(403)(0-4) 내의 각 물리(物理) 레코드에 할당하므로서 트랙포맷을 초기화한다. 각 레코드(404)의 ID부(405)는 당해 레코드의 논리레코드번호와 섹터 양호·불량플랙(당해 섹터는리 레코드번호, 당해 섹터, 섹터의 양호·불량플랙) 및 당해 레코드가 속하는 트랙위에서 당해 레코드의 다음 레코드의 논리레코드번호와 섹터 양호·불량플랙(다음 섹터는 리레코드번호, 다음 섹터·섹터의 양호·불량플랙)을 갖는다. 당해 섹터·섹터 양호·불량플랙, 다음 섹터·양호·불량플랙은 각각 당해 섹터와 당해 섹터의 다음 섹터가 양호 섹터인지 불량 섹터인지의 구병을 나타내는 것이다.
본 시스템에서는 논리레코드번호(407)(1-l2)의 12개의 레코드를 판독하고, CPU(1)에 전송하는 경우의 동작을 제5도의 플로차트를 사용해서 설명한다. 만일 불량 섹터가 없으면, 이들 레코드는 섹터(403)(0-2)의 3 섹터내에 위치해야 하는 것이다. 본 실시예에서는 불량 섹터가 존재하므로 이들의 레코드는 섹터(403)(0-4)의 5 섹터내에 여기저기 위치한다.
스텝(501)에서 DKC(4)는 액세스기구(11)를 이동시켜서 목적한 실린더를 선택하고, 전환매트릭스(10)를 제어해서 자기헤드 l1,l2,...,ln를 선택한다. 설명의 편의상 선택된 자기헤드의 번호를 각각 1,2,...,n으로 한다. 스텝(502)에서 채널코맨드의 파라미터로부터 판독하여 요구레코드수 C0를 구한다. 스텝(503)에서 불량섹터가 없다고 가정했을 경우의 판독 요구된 선두레코드의 트랙번호 T0와 섹터번호 S0를 구한다. 본 실시예에서는 T0=1와 S0=0이 된다. 스텝(504)에서 변수 t,S,f,C를 초기화하고, 각각 t=T0, S=S0, f=0, C=0로 한다. t,S는 처리대상 레코드의 트랙번호, 섹터번호를 나타내고, f는 어느 데이터버퍼를 사용하는지를 나타낸다. C는 채널에 대한 전송개시명령이 끝난 레코드수를 나타낸다. 스텝(505)에서 f=0인지의 여부를 조사한다. f=0일때는 스텝(506)에서 섹터 S의 ID부를 판독하여 데이터버퍼(5a)에 격납한다. 이어서 스텝(507)에서 섹터 S의 데이터부를 판독하여 데이터버퍼(5a)에 격납 개시하는 것을 디바이스인터페이스 제어회로(7)에 명령한다. 불량 섹터를 판독하면 판독에러가 되는 일이 있으나, 상관없이 데이터버퍼에 격납한다. 후술하는 제어에 의해서 불량 섹터의 데이터가 채널에 전송되지는 않는다. f≠0일때는 스텝(508),(509)에서 데이터버퍼(5b)를 사용해서 스텝(506),(507)과 같은 처리를 한다, 최초는 f=0이므로 데이터버퍼(5a)를 사용하고, 이후는 후술하는 제어에 따라서 데이터버퍼(5a),(5b)를 교대로 사용한다. 스텝(510)에서 데이터버퍼에 격납한 ID부중의 트랙 t의 당해 섹터·섹터의 양호·불량플랙을 조사한다. 불량 섹터이면 스텝(515)으로 진행한다. 불량 섹터의 경우에는 스텝(513)에서 이루어지는 레코드 Rts의 데이터부의 채널에의 전송지시가 이루어지지 않고, 불량 섹터의 레코드는 채널에 전송되지 않는다.
양호 섹터이면 스텝(511)에서 C=0인지, 즉 선두의 레코드가 검출되어 있지 않은가를 조사한다. C≠0이면 이미 선두 레코드는 검출되어 있으므로 스텝(513)으로 진행한다. C=0이면 선두레코드는 미검출이므로, 스텝(512)에서 트랙 t의 레코드의 당해 섹터 논리레코드번호가 판독 요구하였던 선두레코드의 논리레코드번호와 같은지의 여부를 조사한다. 같지 않으면 스텝(515)으로 진행한다. 같으면 스텝(513)에서 트랙 t의 레코드 Rts의 데이터부를 채널에 전송 개시하는 것을 채널인터페이스 제어회로(6)에 명령한다. 스텝(514)에서 변수 C를 +1한다. 스텝(515)에서 C=C0인지, 즉 전체 레코드의 채널에 대한 전송개시명령을 하였는지의 여부를 조사한다. C=C0이면 종료한다. C≠C0이면 스텝(516)에서 t=n인지, 즉 1섹터내의 전체 트랙의 처리가 종료하였는지의 여부를 조사한다. t≠n이면 스텝(517)에서 변수 t를 +1해서 스텝(510)으로 진행한다. t=n이면 다음의 섹터의 처리를 하기 위해서 스텝(518)에서 변수 t에 1을 세트하고, 변수 S를 +1한다. 스텝(519)에서 사용해야 할 데이터버퍼를 변경하기 위해서 f=1-f의 연산을 한다. 이것으로 스텝(519)을 지날때마다 변수 f의 값은 교대로 1과 0을 반복한다. 스텝(519)을 실행후, 스텝(505)로 진행한다.
다음에 본 시스템에서 논리레코드번호(407)(5-12)의 8개의 레코드를 CPU로부터 전송하여, 디스크에 기입할 경우의 동작을 제6도의 플로차트를 사용해서 설명한다. 만일 불량 섹터가 없으면, 이들 레코드는 섹터(403)(1-2)의 2 섹터내에 위치해야 하는 것이다. 본 실시예에서는 불량 섹터가 존재하므로 이들 레코드는 섹터(403)(1-4)의 4섹터내에 여기저기 위치한다.
스텝(601)에서 DKC(4)는 액세스기구(11)을 이동시켜서 목적한 실린더를 선택하고, 전환매트릭스(10)를 제어해서 자기헤드 l1,l2,...ln을 선택한다. 스텝(602)에서 채널코맨드의 파라미터에서 기입요구레코드수 C0를 구한다. 스텝(603)에서 불량 섹터가 없다고 가정한 경우의 기입 요구된 선두 레코드의 트랙번호 T0와 섹터번호 S0를 구한다. 본실시예에서는 T0=1,S0=1이 된다. 스텝(604)에서 변수 t,S,f,C를 초기화하고, 각각 t=T0, S=S0-1,f=0,C=0로 한다. t,S는 처리대상 레코드의 트랙번호, 섹터번호를 나타내고, f는 어느쪽의 데이터버퍼를 사용하는지를 나타낸다. C는 디스크로의 기입개시될 레코드수를 나타낸다. 스텝(605)에서 변수 gi=0(i=1,2…n)가 되도록 초기와한다. gi=1일때 트랙 i에 레코드를 기입해야 할 것을 나타내고, gi=0일때 그렇지 않음을 나타낸다. 스텝(606)에서 f=0인지 여부를 조사한다. f=0일때는 스텝(607)에서 섹터 S의 ID부를 판독하여 데이터버퍼(5a)에 격납한다. f=1일때는 스텝(608)에서 섹터 S의 ID부를 판독하여 데이터버퍼(5b)에 격납한다. 스텝(609)-(616)에서는 트랙번호 i를 1에서 n까지 변화시키면서 gi를 조사해서 gi=1이면 f의 값에 따라서 데이터버퍼(5b) 또는 (5a)내의 데이터부를 트랙 1, 섹터 S의 데이터부에 기입개시 하는 것을 디바이스인터페이스 제어회로(7)에 명령한다. 또한 다음의 섹터(섹터 S+1)의 데이터부의 기입제어를 위해서 스텝(614)에서 gi=0으로 초기화 해둔다.
스텝(617)에서 C=C0인지, 즉 전체 레코드의 디스크로의 기입개시 명령을 하였는지의 여부를 조사한다. C=C0이면 종료한다. C≠C0이면 스텝(618)에서 지금 데이터버퍼에 격납한 ID부중 트랙 t의 다음 섹터·섹터의 양호·불량플랙을 조사하다. 불량 섹터이면 스텝(626)으로 진행한다. 불량 섹터의 경우에는 스텝(622),(623)에서 레코드 Rt,s-1의 데이터부를 데이터버퍼(5a),(5b)에 격납하는 것은 이루어지지 않으며, 레코드 Rt,s-1의 데이터부가 불량 섹터에 기입되는 일은 없다. 양호 섹터이면 스텝(619)에서 C=0인지, 즉 선두의 레코드가 검출되어 있지 않은가를 조사한다. C≠0이면 이미 선두레코드는 검출되어 있으므로 스텝(621)로 진행한다. C=0이면 선두레코드는 미검출이므로 스텝(620)에서 트랙 t의 레코드의 다음 섹터논리레코드번호가 기입요구가 있었던 선두레코드의 논리레코드번호와 같은지의 여부를 조사한다. 같지 않으면 스텝(626)으로 진행한다. 같으면 스텝(621)-(623)에서 트랙 t1, 섹터 S+1의 레코드 Rt,s-1에 기입해야 할 데이터부를 채널로부터 전송하여 f의 값에 따라서 데이터버퍼(5a) 또는 (5b)에 격납한다. 스텝(624)에서 다음 섹터(섹터 S+1)에서 레코드 Rt,s-1의 데이타부를 디스크에 기입하기 위해서 플랙 gt에 "1"을 세트한다. 스텝(625)에서 변수 C를 +1한다. 스텝(626)에서 C=C0인지의 여부를 조사한다. C=C0이면 스텝(629)로 진행한다. C≠C0이면 스텝(627)에서 t=n인지, 즉 1섹터내의 전체 트랙의 처리가 종료하였는지의 여부를 조사한다. t≠n이면 스텝(628)에서 변수 t를 +1해서 스텝(618)로 진행한다. t=n이면 다음 섹터의 처리를 하기 위해 스텝(629)에서 변수 t에 1을 세트하고, 변수 S를 +1한다. 스텝(630)에서 사용해야 할 데이터버퍼를 변경하기 위해 f=1-f의 연산을 한다. 이로서 스텝(630)을 지날때마다. 변수 f의 값은 교대로 1과0을 반복한다. 스텝(630)을 실행후 스텝(606)으로 진행한다.
본 실시예에 의하면 판독해야할 레코드군 또는 기입해야할 레코드군 중에 불량 섹터가 있어도 회전대기를할 필요가 없다.
본원 발명의 특정 실시예에 관해서 상기한 바와 같이 설명했지만 이 기술분야에 숙련된 자에게는 본원 발명을 일탈하지 않는 범위내에서 여러가지 변화 및 변형을 할수 있다는 것은 명백하다.

Claims (2)

  1. 회전형 기억장치의 복수의 헤드와 기록매체의 복수의 트랙과의 사이에서 동시에 데이터를 전송하는 회전형 기억장치의 제어방법에 있어서, 어느 트랙에 불량 섹터가 있는 경우에, 복수개의 트랙의 각 섹터에 레코드를 논리적으로 배열하는 순서로 보아 당해 불량 섹터의 다음에 나타나는 양호 섹터에 교대 섹터를 할당하도록 한 회전형 기억장치의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 각 섹터에 당해 섹터가 양호한지의 여부 및 당해 섹터가 속하는 트랙위에서 기록된 경우의 다음의 섹터가 양호한지의 여부를 나타내는 식별정보를 기록하고, 데이터판독시에 섹터가 상기 식별정보로부터 불량이라고 검출된때에는 상기 논리적 배열순서로 보아 당해 불량 섹터의 다음에 나타나는 양호섹터로부터의 데이터를 불량 섹터로부터의 데이터 대신 받아들이고, 데이터 기입시에 상기 식별정보로부터 다음의 섹터가 불량이라고 검출된 때에는 상기 논리적 배열순서로 보아 당해 불량 섹터의 다음에 나타나는 양호 섹터에 불량 섹터에의 데이터기입 대신에 데이터를 기입하는 회전형 기억장치의 제어방법.
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