WO2004010433A1 - データ記録再生装置及びデータ記録再生方法 - Google Patents

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WO2004010433A1
WO2004010433A1 PCT/JP2003/009256 JP0309256W WO2004010433A1 WO 2004010433 A1 WO2004010433 A1 WO 2004010433A1 JP 0309256 W JP0309256 W JP 0309256W WO 2004010433 A1 WO2004010433 A1 WO 2004010433A1
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data
error correction
recording
track
sector
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Toshiyuki Nakagawa
Keitarou Kondou
Hiroaki Eto
Yoshihide Shimpuku
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Sony Corporation
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    • G11B2220/2516—Hard disks

Definitions

  • the present invention relates to a data recording / reproducing apparatus and a data recording / reproducing method for a random and accessible recording medium, and a computer program.
  • Data recording / reproducing apparatus and data recording / reproducing method for disk-type recording medium for performing read / write operation overnight while scanning magnetic head on magnetic disk as media —Evening ⁇ About the program.
  • the present invention provides a data recording / reproducing apparatus, a data recording / reproducing method, and a method for performing stable data reproduction while shortening access time to a desired data storage location.
  • a data recording / reproducing apparatus and a data recording / reproducing method which perform stable data reproduction without causing a rotation wait and without causing a delay in a seek start due to useless prefetching, and Computer programs.
  • the HDD Hard Disk Drive
  • the drive unit contains several magnetic media, which are recording media, and rotates at high speed by spindles.
  • the media is coated with a plated magnetic material such as nickel-lin. Then, the magnetic head is scanned in the radial direction on the surface of the rotating media, thereby generating magnetization corresponding to data on the media to perform writing or data writing. Can be read.
  • Hard disks are already widespread. For example, as a standard external storage device for personal computers, there are various software such as operating system (OS) and applications required to start the computer. Hard disks are used to install software and save created / edited files. Usually, the HDD is connected to the computer via a standard interface such as IDE (Integrated Drive Electronics) or SCSI (Smal 1 Computer System Interface), and its storage space is stored in FAT (File Allocation). It is managed by a file system that is a subsystem of the operating system (Table).
  • OS operating system
  • SCSI Serial 1 Computer System Interface
  • track numbers are assigned as 0, 1,... From the outermost circumference to the inner circumference of the disk. As the number of tracks on the disc surface increases, the storage capacity of the media increases.
  • each track is divided into “sectors”, which are recording units. Normal data read / write operations on a disk are performed in sector units. The sector size differs for each media, but the hard disk sector is generally fixed at 512 bytes. Also, considering the efficiency of media usage, the In order to make the recording density almost uniform, the number of sectors is increased toward the outer track where the circumference is longer. This is called the "Zone Bit Recording" method.
  • tracks with the same number of each media can be regarded as being arranged in a cylindrical shape. It is called “cylinder”.
  • the same number as the track number is assigned to each cylinder, and the cylinders become cylinder 0, cylinder 1, ... in order from the outermost track.
  • the multiple heads installed between the media always work together to move between the cylinders.
  • CHS mode can be cited as a method of specifying the target sector, that is, addressing. This is on the disc A method to access desired data by designating PBA (Physical Block Address) in the order of C (Cylinder), H (Head), and S (Sector) .
  • PBA Physical Block Address
  • LBA Logical Block Address
  • the magnetic head in order to access the media and read / write data, the magnetic head must first read the media to reach the track where the target sector is located. Seek on. Then, to reach the target sector on the track, the media spins and waits until the target sector is just below the magnetic head. This is called "waiting for rotation”.
  • a servo technology has been adopted that always positions the magnetic head at the center of the track.
  • a signal called a “support pattern” is written on each track at regular intervals, and this is read by a magnetic head to determine whether the magnetic head is at the center of the track. You can check whether or not.
  • the servo pattern is written with high precision in the HDD manufacturing process. For example, a signal for positioning the head is provided in the servo area, Cylinder number, head number, servo number, etc. are written.
  • HDDs have an interface for connecting to a computer, such as IDE or SCS I.
  • the disk drive control from the computer itself uses the command set defined by the interface to specify the LBA indicating the first sector and the number of sectors to be accessed. Let and be the basic operations.
  • the HDD side can perform access from the specified first sector, and perform access while creating a sequence for prefetching by predicting the sector to be accessed thereafter.
  • This prefetching operation is based on the premise that a sector having a continuous address is allocated to a series of data. Usually, sectors with contiguous addresses are on consecutive head or track numbers.
  • the disk drive seeks to the track containing the sector where the required data is located, and when the tracking is completed, the access to the target sector is stopped. Wait for it to be possible.
  • seek time and rotation waiting time are further generated.
  • read-ahead data is limited to the size of the data buffer. If the predictions are incorrect or continuous or sporadic, they will be discarded from the oldest unused data in the data knocker. Also, seek start cannot be performed during this prefetching.
  • the number of rotations of the disk is increased in order to reduce the seek time and the rotation waiting time. This is because there is no regularity in the amount of data and the data structure handled on the host side such as a computer, and it is difficult to improve the access method.
  • error correction is performed in units of one sector, usually consisting of 512 bytes. As a result, error correction can be performed on random errors generated in each sector. And random error beyond the correctable range, or burst. Errors cannot be corrected. Therefore, the reading error was reduced to a certain level by performing a retry operation or the like.
  • HD high-definition image quality
  • special playback special playback
  • uncorrectable read errors within a sector.
  • the processing cannot be performed without error correction, and as a result, the reproduction quality is degraded. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of the technical problems as described above, and a main object of the present invention is to provide an excellent data recording / reproducing apparatus and data recording / reproducing apparatus for shortening access time to a desired data storage location. In providing methods and computer programs.
  • a further object of the present invention is to provide an excellent data recording / reproducing apparatus, a data recording / reproducing method, and a computer program capable of performing stable data reproduction without lowering the transfer rate. It is here.
  • a further object of the present invention is to correct errors even in a random error or a burst error in a wider range, and to reduce the retry operation, thereby reducing the transfer speed.
  • An object of the present invention is to provide an excellent data recording / reproducing apparatus, a data recording / reproducing method, and a computer program that can perform stable data reproduction without lowering.
  • one track of access is performed from the sector where the magnetic head is on / tracked.
  • one track as an access unit, it is possible to omit the uncertain processing of read-ahead and to reliably determine the timing of seek activation.
  • access can be made from any sector of the track, reading and writing from an arbitrary head position immediately after a seek eliminates rotation waiting. As a result, the number of seeks is minimized, and the access time is reduced.
  • relative position information is allocated in order from the sector that started access on the track, and the relative position information is assigned to each sector.
  • a data format such as a sector data format to be included in the data of the data, or an ECC-structured recording data format that can restore the relative position information is adopted. Therefore, the write request source (for example, a host device such as a computer connected to the HDD) does not need to be aware of the sector address of the write destination on the disk.
  • data read from each sector on the track is stored in, for example, a buffer memory. By relocating in memory according to the relative position address, the original data can be assembled regardless of the position of the sector that started the access. Also, by using a relative position address that requires a short data size, the storage area can be effectively used.
  • a disk-shaped recording medium in which data is divided and recorded by a predetermined amount in a sector serving as a minimum unit of access provided on a concentric track.
  • a recording / reproducing means for recording / reproducing data to / from the disc-shaped recording medium;
  • An access control means for controlling and a generation of a first error correction code for performing error correction on a first predetermined data amount unit for one track of the accessed data.
  • a data recording / reproducing apparatus characterized in that only one error correction code block comprising the first error correction code and the second error correction code is generated for each track. It is. Further, according to a first aspect of the present invention, the recording / reproducing apparatus further performs an error correction for a first predetermined data amount unit for the data for one track to be accessed. The first error correction that performs error correction based on the error correction code of W 200
  • Correction means and second error correction means for performing error correction based on a second error correction code for performing error correction on the plurality of first predetermined data amount units. And may be added.
  • the data recording / reproducing apparatus it is possible to correct a random error within an error correction range by using the first error correction code unit.
  • the second error correction code unit a random error or a burst error exceeding the error correction range can be corrected, and a more stable system can be provided. Can be.
  • the first error correction means or the second error correction means may generate an error correction code by a lead 'solomon encoding method.
  • the first error correction means or the second error correction means is provided so that two or more error correction blocks do not exist per track, and one or more error correction blocks are provided.
  • the error correction block may be completed in block units. That is, by completing the error correction block in one or more rounds of the disk, the access time to the desired data storage location can be reduced. Also, since there are no more than two error correction blocks on the same track, even if the error correction code configuration is multiple track units, a rotation wait occurs. Data and access control that cannot be performed can be realized.
  • each track is divided into a plurality of sectors.
  • the access control means may determine whether each sector has started access on the track. Relative position addresses are allocated in order from the beginning, and at the time of read access, data read from each sector on the track is rearranged according to the relative position address so that the written data is reproduced. You may.
  • one track of access is performed from the section where the magnetic head is on-tracked.
  • the uncertain processing of prefetching can be omitted, and the timing for starting the seek can be determined with certainty. Since it is possible to access from a disk, reading and writing from an arbitrary head position immediately after a seek can eliminate rotation waiting. As a result, access times are reduced by minimizing the number of seeks. Therefore, according to the data recording / reproducing apparatus according to the first aspect of the present invention, error correction can be performed even for a random 'error or burst' error in a wider range, and the retry operation can be performed. By doing so, stable data reproduction can be performed without lowering the transfer speed.
  • the disk is configured by a zone bit recording method in which the number of sectors on the track differs according to the radial position.
  • the first error correction means or the second error correction means may change an error correction block configuration for each predetermined zone.
  • the error correction block configuration variable at predetermined divisions in the disk for each zone, the error correction capability can be made uniform over the entire circumference of the disk. But As well as being able to do so, we can create efficient disk formats.
  • first error correction means or the second error correction means may switch an error correction block configuration according to zone switching information.
  • the configuration of the second error correction code unit or the configuration of the first error correction code unit may be changed to make the error correction block configuration variable.
  • the number of constituent bytes and the number of parity may be changed.
  • the number of constituent sectors and the number of parity sectors may be changed.
  • the error correction block configuration may be such that the redundancy of the error correction code is kept within a predetermined range.
  • the error correction block may have an interleave structure in the first or second error correction code unit.
  • first error correction means or the second error correction means executes a first error correction code unit and a second error correction code unit according to a predetermined instruction, or executes a first error correction code unit. Whether to execute only one of the correction code unit and the second error correction code unit may be selected. Further, the first error correction means or the second error correction means has an error correction block which does not have the second error correction code unit but is composed of only the first error correction code unit. May be further provided.
  • the first error correction code unit and the second error code For example, data such as AV content that has a sufficiently large size compared to the track and requires a transfer rate of a certain level or more is called the first error correction code unit and the second error code. It is placed in the error correction block that executes the correction code unit.
  • other data that does not require a strict transfer rate (such as header information and a normal computer file) are placed in the first error correction block consisting of only the first error correction code unit. To do so.
  • data is recorded on a disk-shaped recording medium in which data is divided and recorded by a predetermined amount into a sector serving as a minimum unit of access provided on a concentric track.
  • the recording / reproducing means for recording / reproducing data on / from the disc-shaped recording medium is transferred to a predetermined recording track on the disc-shaped recording medium.
  • the above-mentioned recording / reproducing means transferred to the track is controlled so as to access the data of one track from the accessible sector, and the data is transferred to the disk-shaped recording medium.
  • a first error correction code for performing error correction on a first predetermined data amount unit at least, and Multiple above E and a second error correction code to perform error one correction for a first predetermined de Isseki amount units
  • an access control means for controlling the recording / reproducing means transferred to the predetermined track to access data of one track from the accessible sector, and First error correction code generation means for generating a first error correction code for performing error correction on a first predetermined data amount unit for data of one track, and a plurality of the first error correction code generation means.
  • a second error correction code generating means for generating a second error correction code for performing error correction for a predetermined data amount unit, wherein the generated first error correction code and the second error correction code are generated.
  • An error-correcting code block having the following error-correcting code is generated only once for each track.
  • data is recorded / reproduced on / from a disc-shaped recording medium in which data is divided and recorded in predetermined sectors into sectors each serving as a minimum unit of access provided on concentric tracks.
  • recording / reproducing means for recording / reproducing data on / from the disc-shaped recording medium; transport means for transporting the recording / reproducing means to a predetermined recording track on the disc-shaped recording medium;
  • a relative position address is sequentially allocated from the sector accessible by the recording / reproducing means transferred to the track, and data for one track is recorded, and the recording transferred to the predetermined track at the time of overnight reproduction.
  • Access control means for controlling data to be read for one track from the sector accessible by the reproduction means; and
  • a data recording / reproducing apparatus comprising: an error code generating means for generating a predetermined error correction code including the relative position address in data recorded at the time of data recording.
  • a method of controlling a drive device that performs data writing and Z reading using one or two or more heads on a recording medium having a plurality of tracks including a head and a servo.
  • the process that causes the device to start seeking to the specified track, the process that causes the drive to turn on and track the head to the specified track, and the process in which the drive specifies the ID of the start sector It is possible to adopt a configuration based on a process including a step of writing one track of data to a specified track without specifying it.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an entire configuration of an HDD 10 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the zone bit recording method.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a communication example when the HDD 10 according to the present embodiment performs data writing by a command from the host 50 connected via the interface 17. .
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a communication example when the HDD 10 according to the present embodiment performs a data readout by a command from the host 50 connected via the interface 17. It is.
  • FIG. 5 is a diagram showing the internal configuration of the disk controller 13 in detail.
  • FIG. 6 shows a configuration example of the ECC block according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing another configuration example of the ECC block according to the present embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing an example of a disk format structure of the magnetic disk 21 employing the ECC block shown in FIGS. 6 and 7. As shown in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating an example of a sector format used in the track of the magnetic disk 21 in the HDD 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing another example of the sector format.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example in which an interleave is applied to the ECC block configuration according to the present embodiment.
  • FIG. 12 is another diagram showing an example in which an interleave is applied to the ECC block configuration according to the present embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram schematically showing a disk format when an ECC block is variably configured for each zone.
  • FIG. 14 is a diagram showing another embodiment in which the ECC block configuration is variable for each zone.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the processing operation of the disk and the controller 13 during the data write operation.
  • FIG. 16 is a flowchart showing the processing operation in the disk controller 13 during the data read operation.
  • FIG. 1 schematically shows the entire configuration of an HDD 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the HDD 10 has a CPU (Central Processing Unit) 11, a ROM (Read Only Memory) / RAM (Random Access Memory) 12, a disk controller 13, and a buffer.
  • a RAM I 4 a data read / write control unit 15, and a service control unit 16 are provided.
  • the CPU 11 executes the control code stored in the ROMZRAM 12 to control the operation in the HDD 10 in a comprehensive manner.
  • the disk controller 13 receives a command from a host (not shown) connected via the interface 17.
  • the CPU 11 performs this command processing, and the disk controller 13 instructs the data read / write control unit 15 and the servo control unit 16 to perform hardware operations according to the command processing result.
  • Write data received from the host via the interface 17 and data read from the disk 21 and passed to the host are temporarily stored in the buffer RAM 14.
  • the data read / write control unit 15 performs a coded modulation process to create a data pattern to be actually recorded, and writes the data to the magnetic disk 21 via the preamplifier 25. Conversely, it reads the data read from the magnetic disk 21 via the preamplifier 25 and demodulates the data.
  • the support controller 16 includes a voice 'coil' motor (VCM) 23 for moving an arm mounted with a magnetic head 22 for recording and reproducing data to and from the magnetic disk 21, and a magnetic disk 21. Rotate the disc
  • the spindle (motor) (SPM) 24 is driven synchronously so that the magnetic head 22 is transferred and reaches a predetermined area on the target track on the magnetic disk 21. Control so that Further, control is performed to seek the head position to a predetermined position based on the support pattern on the disk (described above).
  • a number of tracks which are sections for recording data, are formed concentrically. For example, from the outermost circumference of the disk 21 to 0, 1 toward the inner circumference. , 2,... track numbers are assigned.
  • Each track is further divided into sectors, and this sector unit is the minimum unit capable of data read / write operation.
  • the amount of data in a sector is fixed at, for example, 512 bytes.
  • Actually recorded sectors include header information and error correction codes in addition to data.
  • the ZBR Zero Bite R eco r d i n g
  • the number of sectors increases toward the outer track where the perimeter becomes longer. That is, the number of sectors per track over the entire circumference of the magnetic disk 21 is not uniform, but the magnetic disk 21 is divided into a plurality of zones in the radial direction, and the same in each zone. Set the number of sectors.
  • magnétique disks black disks
  • the track number is arranged in a cylindrical shape (cylinder), and is specified by the same cylinder number as the track number.
  • FIG. 2 shows an example of the ZBR method.
  • the disk is divided into three zones, and zones 0, 1, and 2 and zone numbers are assigned in order from the outermost periphery.
  • each zone contains multiple tracks.
  • Zone 0 is composed of 32 sectors
  • Zone 1 is composed of 16 sectors
  • Zone 2 is composed of 8 sectors.
  • the specific number of sectors should be set at a predetermined linear recording density, such as by keeping the spindle motor 24 rotating at a constant speed and making the recording / reproducing clock variable. Within the range, the storage capacity per disk is determined to be increased. In the HDD 10 according to the present embodiment, whether the magnetic head 22 is in the sector where the magnetic disk 22 has been tracked.
  • the sector number on the same track that accesses one track is not fixed and can be given by the relative position.
  • access can be started from any sector on one track.
  • the timing of seek activation can be reliably determined without the need to perform processing consisting of an uncertain element of prefetching.
  • accessing from any sector in one track there is no need to wait for rotation. As a result, the number of seeks can be minimized, and the access time can be reduced.
  • reading When reading is performed, reading is performed from the sector from which access was started, and the data is expanded on the buffer RAMI4 based on the relative position sector number. Therefore, reading may be started from any sector.
  • the format of the magnetic disk 21 as described above, it is not necessary to wait for rotation. As a result, it is expected that the access time to the desired sector of the disk can be reduced.
  • FIG. 3 shows a communication example when the HDD 10 according to the present embodiment writes data by a command from the host 50 connected via the interface 17. I have.
  • the host 50 issues a data write command to the HDD 10.
  • the HDD 10 responds with the address area that minimizes the seek time from the current access sequence.
  • the host 50 When the host 50 receives the response from the HDD 10, the host 50 transfers the data content of the specified address area size (the number of bytes, the number of sectors, and the like).
  • the HDD 10 performs the write operation of the received data content in units of a track.
  • the host 50 side receives a cylinder number and a head number. There is no need to be particularly aware of the specific write location such as the sector number, and it is not particularly necessary to indicate these.
  • the address area notified from the HDD 10 to the host 50 may be a simple one such as, for example, a content number for identifying the content requested to write data from the host.
  • a conversion table between each content number and a physical recording location on the disk 21 is prepared.
  • the conversion table with the content numbers is as follows, for example. ⁇ ⁇ no J J
  • the CHS sector number is not included in the conversion table.
  • Data can be rearranged based on the relative position information of each sector. Therefore, there is no need to specify the access start sector in the conversion table.
  • the conversion table is written into the buffer RAMI4.
  • Strange The writing of the conversion table is performed by the disk controller 13 or the software executed by the CPU 11 when the write data is received from the host 50.
  • FIG. 4 shows a communication example when the HDD 10 according to the present embodiment reads data using a command from a host 50 connected via an interface 17. .
  • the host 50 issues a data read command to the HDD 10.
  • the target content number is specified.
  • the HDD 10 specifies the target track from the conversion table (see Table 1) based on the content number and performs the seek operation of the magnetic head 22. . Then, the data on the disk 21 is transferred according to the sequence of the address area responded at the time of data writing.
  • the host 50 At the time of a data read request, the host 50 only needs to specify the desired content number and does not need to be aware of the specific write location (PBA) such as the cylinder number, head number, and sector number. Absent.
  • PBA specific write location
  • access for one track is performed from the sector where the magnetic head 22 is turned on.
  • one track as an access unit, it is possible to omit the indeterminate process of prefetching and to determine the timing of seek activation reliably.
  • access can be made from any sector of the track, reading and writing from an arbitrary head position immediately after a seek can eliminate rotation waiting. This minimizes the number of seeks and reduces access Time is reduced.
  • Such a disk access operation is performed by the disk controller 13 according to the command processing result by the CPU 11, the read / write controller 15 and the servo controller 16. This is realized by instructing a hardware operation on the device.
  • FIG. 5 shows the internal configuration of the disk controller 13 in FIG. 1 in more detail.
  • the disk controller 13 has a CPU interface 31, a host controller 32, a buffer controller 33, and a It is composed of a one-point controller 34, a disk formatter 35, and an ECC controller 36.
  • arrows indicating data movement are indicated by double lines.
  • the CPU interface 31 is an interface between the CPU 11 and the R0M / RAMI2, for notifying a command from a host or for outputting a command processing result from the CPU 11. For example.
  • the host controller 32 communicates with a host connected via the interface 17.
  • the buffer controller 33 controls the exchange of data between the buffer RAM 14 and each part of the disk and the controller 13.
  • the support controller 34 controls the operation of the VCM (voice coil) motor 23 and the SPM (spindle motor) 24 to control the magnetic disk 21. Reads the surpo information from the above-mentioned servo pattern, and passes this information to the serpo controller 16 You.
  • VCM voice coil
  • SPM spindle motor
  • the disk formatter 35 performs control for writing data on the buffer RAM 4 to the magnetic disk 21 or reading data from the magnetic disk 21.
  • the ECC controller 36 generates and adds an ECC code at the time of writing, or performs error correction at the time of reading, based on the data stored in the buffer RAM14.
  • the HDD 10 according to the present embodiment has the above-described configuration, so that it is possible to perform overnight access control without causing a rotation wait. Therefore, a system with a high data transfer speed can be constructed.
  • error correction is performed only in one-sector units consisting of 512-byte data and information bits. Therefore, random errors that occur in each sector can be corrected, but random errors beyond the correctable range or burst errors, that is, beyond the sector, can be performed. There is a problem that error correction cannot be performed for long and continuous errors.
  • the reading error can be reduced to a certain value or less, and the error can be corrected.
  • the retry operation basically corresponds to an increase in the extra access time for one round per round.
  • the access time is shortened by the track-based access as described above, if a retry operation occurs, the access time eventually increases, causing a delay in the data read time.
  • Result For example, when handling AV content such as HD (high-definition image quality) playback or special playback, when a high transfer rate is required, even if an uncorrectable reading error occurs, the time is rewritten. There are times when there is no room to perform the operation. In such a case, the processing is currently performed without performing the read error correction, and as a result, the reproduction quality is degraded.
  • the configuration of the ECC is implemented as follows to realize stable data reproduction, and reduce the number of cases where error correction that can cause retry occurs cannot be performed. It was to so.
  • an error correction unit including C 1 + C 2 is configured to be completed by a track. That is, the unit of ECC block is basically one track. As a result, in each track, there are no two ECC block units.
  • the disk controller 13 receives the format control information and the zone switching ECC control information from the CPU 11.
  • Formatter control information consists of a disk for accessing one track after starting access from the first sector after access is possible on the track being sought. This is information on the format, and this information is sent to the disk formatter 35 via the CPU interface 31 where a data formatter is generated.
  • the zone switching ECC control information is information for setting an ECC configuration that is completed on a track basis, and the number of sectors per track switches when the zone is switched. As a result, the settings of the ECC configuration are changed. This information is sent to the ECC controller 36 through the CPU interface 31 where the ECC configuration is set and the buffer RAMI 4 is accessed. Prescribed ECC processing is performed.
  • FIG. 6 shows a configuration example of the ECC block according to the present embodiment.
  • An ECC block is formed on the magnetic disk 21 with one track as a basic unit.
  • the magnetic disk 21 is divided into zones, and an example of an ECC block in the zone n is shown. That is, one cycle of a predetermined track in the zone n is set as a constitutional unit of the ECC block.
  • the ECC block includes C1 for performing correction within a sector and C2 for performing correction between sectors.
  • FIG. 7 shows another configuration example of the ECC block according to the present embodiment.
  • the magnetic disk 21 is divided into zones, and an ECC block is formed in the zone m.
  • the difference from Fig. 6 is three tracks in zone m, which constitute the ECC block.
  • the ECC block includes C1 for performing correction within a sector and C2 for performing correction between sectors.
  • the error correction unit consisting of C1 + C2 is based on one track as the basic unit.
  • the error correction unit consisting of C1 + C2 is based on one track as the basic unit.
  • FIG. 8 schematically shows an example of the disk format structure of the magnetic disk 21 employing the ECC blocks shown in FIGS. 6 and 7. However, it is assumed that a lead'solomon code with a symbol length of 8 is used as the ECC correction code (the same applies hereinafter).
  • the number of valid sectors for one round of a track in a zone of a magnetic disk is assumed to be 144 sectors.
  • One sector is 3 bytes
  • a 4-byte CRC (cross check code) and a total of 36 bytes of C1 are added to the 512-byte data and 512-byte data, and a 3-in. It consists of.
  • 128 sectors up to sector 0 127 are given as a temporary area, and 16 sectors up to sector 128 14 3 are given as a C 2 area.
  • one ECC block has a total of 144 sectors, which is equivalent to one lap in this zone, realizing a track unit.
  • interleave is applied to data of 512 knots in a lead-solomon code with a symbol length of 8. There is a need. This will be described later.
  • FIG. 9 schematically shows an example of a sector format used in the track of the magnetic disk 21.
  • a sector is composed of relative position data indicating the relative position of the sector on the track, the data itself, and ECC for performing error correction on the entire sector area.
  • Relative position data By including it in the error correction range as a header, for example, even if a random error occurs in the section, the relative position data can be recovered by error correction, so that it is smooth. A simple disk access operation can be realized.
  • a sector has an ID field for recording the address of the sector, but since the relative position is recorded instead of the absolute position, the size of the ID field can be reduced. As a result, the field size that can be used for the main unit in the sector is increased by that much, and the storage area is effectively used.
  • the relative position starting from the sector where the access was started is given to the sector, and the relative position and the ECC data based on the original recorded data are generated, and the relative position of each sector is calculated. Record in the 1st field, the Data 'field, and the ECC field. Since writing starts from the sector where access was started, there is no need to wait for rotation.
  • reading is performed from the sector on which access has been started on the track, and the RAM 1 is read based on the sector position obtained by the relative position field. 4 Determine the storage position on the screen. Therefore, even if data reading is started from an arbitrary sector, the data stored on the track is rearranged in the knocker RAM 14 based on the relative position. Evening is restored in the original order. Also, reading starts from the sector where the access was started, so there is no need to wait for rotation.
  • the order of reading from the buffer RAMI 4 can be changed based on the sector position obtained by the relative position field.
  • the data stored on the track can be restored to the original order.
  • the read when performing a read, the read is performed from the sector where access was started on the track, and the read data is stored in the buffer RAM 14.
  • the data that is recognized as the first sector of the track that is being read by the relative position field is read, the data is output from the first sector to the outside, and one track is output.
  • the data stored in the note RAM 1 may be output after outputting the data for one minute. By doing so, the output delay time to the outside can be reduced.
  • FIG. 10 schematically shows another example of the sector format used in the track of the magnetic disk 21 in the HDD 10 according to the present embodiment. .
  • the sector is composed of relative position data indicating the relative position of the sector on the track, the data itself, and ECC for performing error correction on the entire sector area. It is composed.
  • the entirety is the error correction range, unlike the example shown in FIG. 9, the relative position field is not included in the recording range. Therefore, as the relative position field is eliminated, the field size that can be used for the data body in the sector becomes larger than in the example described above, and the storage area is effectively used. Become.
  • the sector that started access Is given to the sector, ECC data based on the relative position and the original recording data is generated, and only the recording data and the ECC data are recorded on the sector. Since writing starts from the section where access was started, there is no need to wait for rotation.
  • the relative position that was not written to the sector is regenerated by reading from the sector from which access was started, and performing error correction using ECC.
  • the storage location on the NOF RAM 14 is determined based on the Therefore, even if data reading is started from an arbitrary sector, the data stored on the track is restored in the buffer RAM 4 in the original order. Also, since reading starts from the sector where access has started, there is no need to wait for rotation.
  • FIGS. 11 and 12 show examples in which an interleave is applied to the ECC block configuration according to the present embodiment.
  • the interleave is applied to sector n, where one sector has three headers, 512 bytes of data, and four bytes. The total is divided into three parts according to the CRC of the data, and a 12-byte ECC code C1 is added to each division unit.
  • interleave 0 has a 1-byte header and 171-byte data and 1
  • the CRC of the note has a parity of 12 notes
  • the interleave 1 has a header of 1 note
  • a CRC of 1 note has a parity of 12 notes.
  • Parity, and in Interleave 2 one byte header and one byte
  • a 70-byte data block and a 2-byte CRC have a 12-byte parity, respectively.
  • the arrangement in the sector is set to 0 for 0, 1 for interleave, 1 for interleave, 2 for interleave 2 and 3 for back again.
  • Interleave 0,... Add a 3-note header, 512-note data, and then a 4-byte CRC, and then order the C1 code created in the same way.
  • Fig. 11 shows an exploded view with interleaving
  • Fig. 12 shows the layout when addresses 0 to 554 are allocated in memory. .
  • FIGS. 11 and 12 are in the same section unit as in FIG. 8 described above.
  • a 3-byte header and 512-byte data are added with a 4-byte CRC and a total of 36-byte ECC code C1 to form one sector.
  • 21 Configured as the main part of the recording sector above.
  • a preamble, a synchronization signal, a postamble, and the like are further added.
  • Other examples of the configuration in the sector unit include a format without a header file and a format without a CRC.
  • the configuration of such an interleave can be determined mainly by the hardware configuration.
  • an interleave in the C1 direction that is, the sector direction
  • the configuration is applied, for example, as shown in FIG.
  • ECC block As described above, by completing the ECC block for each track, data and access control can be performed without causing a rotation wait. Also, by making the ECC block a C 1 + C 2 configuration and an interleaved configuration, it is possible to prevent random 'error' or 'bust' error over a wider range. Error correction can be made possible. As a result, it is possible to construct a stable system that prevents a reduction in the data transfer speed due to the retry operation.
  • one sector is data of 512 bytes, but the number of sectors is not limited to this. For example, one hundred twenty-four bytes or two hundred and eighty-eight bytes is one. Even in the case of a sector departure, an ECC block configured for each sector and between sectors can be realized in the same manner as described above.
  • the redundancy of the error correction code can be kept within a certain range, and as a result, the error correction capability can be extended over the entire circumference of the disk. The same strength can be obtained.
  • Fig. 13 shows a case where the ECC block is variably configured for each zone.
  • An example of a combined disk format is shown schematically.
  • the magnetic disk 21 is divided into zones, and the number of sectors is switched.
  • Zone 0 has 32 sectors
  • Zone 1 has 16 sectors
  • Zone 2 has 8 sectors.
  • the number of rotations is the same, but the operation clock is changed, and the linear recording density in each zone is within a certain range.
  • C 1 is added to ECC in each sector.
  • the configuration of C 1 is fixed and the same. Specifically, for example, the configuration is as shown in FIG. 11 or FIG.
  • the values are as shown below.
  • the example shown in Table 2 is based on the assumption that the number of zones is 6, the C1 configuration is fixed in the format shown in Fig. 11, for example, and the C2 configuration is variable.
  • C2 makes the number of parity sectors and the total number of sectors variable.
  • Table 2 Number of valid sectors C2 configuration
  • Zone 0 3.6 0 sector (108 data sector + 1 2. — C2 sector) x 3 Interleave zone 133 0 sector (98 data sector + 1 2. _C2 sector) X 3 Interleave zone 2 3 0 0 sector (90 data sector + 10 ._C2 sector) X 3 interleave zone 3 2 8 0 sector (84 data sector + 10 ._C2 sector) X 3 interleave zone 4 2 5 2 sectors (1 1 2 data sectors + 1 4_C2 sectors) X 2 interleaved zone 5 2 2 4 sectors (1 0 0 data sectors + 1 2. 1 C2 sectors) X 2 Interleave
  • the ECC block is completed for each track, the C1 + C2 configuration, the interleave configuration, and the ECC configuration for each zone.
  • the redundancy of the ECC part within a predetermined range as a variable, it is possible to protect against a wider range of random errors and burst errors over the entire circumference of the disk. Error correction can be performed, and stable data reproduction is realized.
  • the C1 portion of the ECC configuration is fixed and the C2 portion is made variable to control the EC (the redundancy of the portion, that is, the error correction capability, within a predetermined range.
  • the gist of the present invention is not limited to this, and for example, the error correction capability is controlled within a predetermined range by making the C 1 portion variable for each zone and fixing the C 2 portion.
  • C 1 and C 2 may be comprehensively controlled to control the error correction capability within a predetermined range.
  • FIG. 14 shows another embodiment in which the ECC block configuration is variable for each zone.
  • FIG. 14 shows an example in which the ECC configuration is switched for each zone shown in FIG. 13 and the ECC configuration is not one track unit in a certain zone.
  • the magnetic disk 21 is divided into zones, and the number of sectors is switched.
  • Zone 0 has 32 sectors
  • Zone 1 has 16 sectors
  • Zone 2 has 8 sectors.
  • the number of rotations is the same, but the operating clock is changed, and the linear recording density in each zone is within a certain range.
  • C 1 is added to ECC in each sector.
  • C2 as shown in the figure, two sectors are provided in zone 0 and one sector is provided in zone 1. And zone 2 does not have C2.
  • Zone 2 has only C1.
  • the zone for executing C 1 + C 2 or the zone for executing only C 1 is selectively switched.
  • Zone 2 For example, in zones 0 and 1, data that is sufficiently large in size compared to tracks such as AV content and that requires a certain transfer rate or more is placed.
  • Zone 2 On the other hand, Place data (such as header information or regular computer files) outside of the server that does not require high transfer rates.
  • FIG. 15 shows the processing operation in the disk controller 13 during the data write operation in the form of a flowchart.
  • step S1 when a target track is set (step S1), a seek operation is started from there (step S2).
  • a zone is determined from the target track value (step S3), and information based on the zone is sent to each section in the disk controller 13 (step S4).
  • format information such as a write clock setting and a sector setting determined for each zone is set.
  • ECC information such as the number of parity determined for each zone and various set values of C1 and C2 is set.
  • C 2 generation is performed first, and then C 1 generation is performed. Then, the data is converted into a predetermined format by the disk formatter 35 and sent to the read / write controller 15 overnight.
  • FIG. 16 shows the processing operation in the disk controller 13 in a data read operation in the form of a flowchart.
  • step S11 when a target track is set (step S11), a seek operation is started therefrom (step S12).
  • the zone is determined from the target track value (step S13), and information based on the zone is sent to each section in the disk controller 13 (step S14).
  • format information such as a write clock setting and a sector setting determined for each zone is set.
  • ECC controller 36 ECC information such as a parity number determined for each zone and various set values of C1 and C2 is set.
  • the read processing from the magnetic disk 21 is executed after the seek is completed (step S15).
  • the data to which the ECC is added is sent to the inside of the disk controller 13 via the data read / write controller 15.
  • the read data is stored in the buffer RAM 14 via the disk formatter 35 in an amount equal to or greater than the ECC configuration unit.
  • the ECC controller 36 performs the ECC correction process based on the ECC configuration determined for each of the zones from the buffer RAMI4 (step S16).
  • the order of the ECC decoding is basically such that decoding of the ECC code C1 in the sector is performed, and decoding of the ECC code C2 between the sectors is performed subsequently when error correction cannot be performed. . If the lost position information indicating the error position is obtained, Erasure correction is also performed in C 1 or C 2 by using this function. Alternatively, you can arbitrarily switch between executing C 1 + C 2 or only C 1 (for example, per zone, per system, etc.).
  • the result of the ECC correction processing is reflected on the buffer RAMI 4, and the read data is transmitted to the interface 17 via the host controller 13 at a predetermined timing. .
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the present invention relates to, for example, a sector of a designated track which passes under a head after a track is turned on after a start sector of the designated track at the time of writing, and a sector which is arranged immediately after a servo first. It is also possible to adopt a configuration as a data source. In this configuration, since it is not necessary to allocate relative position information based on the start sector to each sector of the designated track, the ECC according to the present invention can be generated independently of the relative position information.
  • the security in the configuration in which the sector is set as the start sector, the designated track is further determined by using a table indicating the relationship between the distance between tracks on the recording medium and the skew generated by a seek operation between the tracks. It is also possible to adopt a configuration in which the ID of the start sector of the lock is obtained, and the information of the obtained ID is transferred to the host device by the drive device.
  • the present invention can be applied to a configuration using any of a physical ID, a logical ID, and a relative ID as the ID mentioned here.
  • an excellent data recording / reproducing apparatus and data recording / reproducing method which can perform stable data reproduction without lowering the transfer speed, and Computer ⁇ Can provide programs.
  • the data recording / reproducing device or the data recording / reproducing method according to the present invention it is possible to correct a random error in a sector by using the first error correction code unit.
  • the second error correction code unit it is possible to correct errors within a sector—errors exceeding the correction range or burst errors across sectors.
  • the error correction block configuration to C 1 + C 2
  • the data transfer rate can be improved. Even in situations where retry cannot be performed to keep the data longer than desired, if error correction cannot be performed with C1, error correction can be further performed with C2. A more stable system can be provided.
  • the error correction block configuration variable in predetermined divisions such as zones in the disk, the error correction capability can be made uniform over the entire circumference of the disk. At the same time, it is possible to create an efficient disk format.

Abstract

　より広い範囲でのランダム・エラーやバースト・エラーに対してもエラー訂正可能で、リトライ動作を回避することにより転送速度を低下させることなく、安定したデータ再生を行う。　従来の１セクタ単位のエラー訂正であるＣ１訂正に加えて、セクタ間の訂正を行ったＣ２訂正を付加する。そして、Ｃ１＋Ｃ２からなる、エラー訂正単位（ＥＣＣブロック）をトラックで完結するような構成をとる。すなわち、ＥＣＣブロック単位は１トラックを基本とする（図６、図８）。これによって、各トラックにおいては、ＥＣＣブロック単位が２つ存在することはない。

Description

データ記録再生装置及びデータ記録再生方法
明
技術分野
本発明は、 ランダム ， アクセ田ス可能な記録媒体のためのデ一 夕記録再生装置及びデ一夕記録再生方法、 並びにコ ンピュータ . プログラムに係り 、 特に、 ノ、ー ド · ディ スクのよう にメディ ァ と しての磁気ディ スク上で磁気ヘッ ドをスキャ ンさせなが らデ一夕 の読み書き動作を行う ディ スク型記録媒体のための データ記録再生装置及びデータ記録再生方法、 並びにコ ンビュ. —夕 · プログラムに関する。
さ ら に詳し く は、 本発明は、 所望のデータ記憶場所へのァク セス時間の短縮を図 り ながら、 安定したデータ再生を行う 、 デ 一夕記録再生装置及びデータ記録再生方法、 並びにコ ンピュー 夕 · プログラムに係り 、 特に、 回転待ちを発生する こ となく 且 つ無駄な先読みによる シーク起動の遅れを生じないで安定し たデータ再生を行う、 データ記録再生装置及びデータ記録再生 方法、 並びにコ ンピュータ · プログラムに関する。
背景技術
情報処理や情報通信など情報技術の発達と ともに、 過去にお いて作成 '編集した情報についても再利用する必要が生じてき てお り 、 このために情報蓄積技術はますます重要となってきて いる。 いままで、 磁気テープや磁気ディ スクなどさ まざまなメ ディ ァを利用 した情報記録装置が開発され普及している。
このう ち H D D (Hard Disk Drive) は、 磁気記録方式の補 助記憶装置である。 ドライ ブ · ユニッ ト内には記録媒体である 数枚の磁気メディ アが収容され、 ス ピン ドル ' モ一夕によって 高速に回転する。 メディ アには、 ニッケル ' リ ンなどのメ ツキ を施した磁性体が塗布されている。 そして、 磁気へッ ドを回転 する メディ ァ表面上で半径方向にスキャ ンさせる こ と によ つ て、 メディ ア上にデ一夕に相当する磁化を生じさせて書き込み を行い、 あるいはデ一夕を読み出すこ とができる。
ハー ド · ディ スクは既に広汎に普及している。 例えば、 パー ソナル · コ ンピュータ用の標準的な外部記憶装置と して、 コ ン ピュー夕を起動するために必要なォペレ一ティ ング ' システム ( O S ) やアプリ ケーショ ンなど、 さ まざまなソフ トウェアを イ ンス トールした り、 作成 · 編集したフ ァイルを保存した りす るためにハ一 ド ·ディ スクが利用されている。通常、 H D Dは、 I D E (Integrated Drive Electronics) や S C S I (Smal 1 Computer System Interface) などの標準的なイ ンタ一フエ一スを介して コ ンピュータ本体に接続され、 その記憶空間は、 FAT (File Allocation Table) などの、 ォペレ一ティ ング · システムのサブ システムであるフ ァイル · システムによって管理される。
最近では、 H D Dの大容量化が進んできている。 これに伴つ て、 従来のコ ンピュータ用補助記憶装置と してだけでなく 、 放 送受信された A V (Audio and Visual) コ ンテンツを蓄積するハ — ド ' ディ スク · レコーダなど、 適用分野が拡大し、 さ まざま なコ ンテンツを記録するために利用され始めている。 こ こで、 コ ンピュータ用補助記憶装置と して使用される場合 を例にとって、 ハ一 ド · ディ スクの物理フォーマツ ト方法ゃハ ー ド ' ディ スクへのデ一夕読み書きオペレーショ ンについて考 察してみる。
ハー ド . ディ スク上には、 デ一夕を記録するための区画と し て、 同心円状に多数の 「 ト ラ ッ ク」 を形成する。 そして、 ディ スクの最外周から内周に向かって 0， 1 ， … と ト ラ ッ ク番号が 割り振られる。 ディ スク表面上に ト ラック数が多いほどメディ ァの記憶容量は増す。
さ らに、 各 ト ラッ クは、 記録単位である 「セクタ」 に分割さ れる。 ディ スク に対する通常のデータ読み書き動作はセクタ単 位で行われる。 セクタ · サイズはメディ ア毎に相違するが、 ハ — ド ' ディ スクのセクタは一般に 5 1 2バイ ト と決まっている また、 メディ アの使用効率を考慮して、 各 ト ラ ッ ク上の記録密 度をほぼ均一にする為に周長が長く なる外側の 卜 ラ ッ ク に向 かうほどセクタ数を多く設けている。 これを" Zone Bit Recording" (ゾ —ンビット · レコ一ディング） 方式と呼ぶ。
また、 数枚のメディ ァが同心円状に重なって構成されている H D Dの場合、 各メディ アの同じ番号の ト ラ ッ クは円筒状に配 置されていると捉える こ とができ、 これを「シリ ンダ」 と呼ぶ。 各シリ ンダには、 ト ラ ッ ク番号と同じ番号が割り振られ、 最外 周か ら順にシリ ンダ 0 ， シリ ンダ 1 ， …となる。 各メディ ア間 に揷設された複数のへッ ドは常に一体となって作動して、 シリ ンダ間を移動する。
目的となるセクタを指定する方式、 すなわち addressingと し て C H S モー ドを挙げる こ とができる。 これは、 ディ スク上の P B A (Physical Block Address : 物理ブロ ッ ク ' ア ド レス） を、 C (Cyl inder) 、 H (Head) 、 S ( Sector) の順に指定す る こ とによって、 所望のデータにアクセスする方式である。
一方、 C H S方式においては、 H D D に対するホス ト と して 動作するコ ンピュータ本体側では、 指定できる C H Sパラメ一 夕に限界があ り 、 ハ一 ド · ディ スクの大容量化に対応できなく なってく る。 このため、 L B A (Logical Block Address : 論 理ブロ ッ ク · ア ド レス） モー ドが採用されている。 これは、 シ リ ンダ番号、 ヘッ ド番号、 セクタ番号 （ C H S ) を 0 か ら始ま る L B Aという論理的な通し番号で表現する ものである。
従来の H D Dでは、 メディ ァにアクセス してデータを読み書 きするためには、 まず、 磁気ヘッ ドが目的とするセクタのある ト ラ ック に到達するために、 磁気へッ ドをメディ ア上でシーク させる。次いで、 ト ラ ッ ク上で目的のセクタに到達するために、 メディ アが回転して、 目的のセクタが磁気へッ ドの真下に来る まで待つ。 これを 「回転待ち」 と呼ぶ。
ディ スクの大容量化に伴い、 ト ラ ッ ク密度が増大して ト ラ ッ ク幅が極めて狭く なる。 したがって、 データを正確に書き込み 及び再生するためには、 磁気へッ ドの位置決めは高い精度が要 求される。 そこで、 磁気へッ ドの位置を常に 卜ラ ッ クの中心に 合わせる というサーポ技術が採用されている。 各 ト ラッ ク上に 「サ一ポ · パターン」 と呼ばれる信号を一定間隔で書き込んで おき、 これを磁気ヘッ ドで読むこ とによ り 、 磁気ヘッ ドが ト ラ ッ クの中心にあるかどうかをチェッ クする こ とができる。 サー ポ ' パターンは、 H D Dの製造工程で高精度に書き込まれる。 サーポ領域には、例えば、 ヘッ ドの位置決めするための信号と、 シリ ンダ番号、 へッ ド番号、 サ一ボ番号などが書き込まれてい る。
従来の多く の H D Dは、 I D Eや S C S I などコ ンピュータ との接続を目的と したィ ンタ一フェースを持っている。 そして コ ンピュータ本体からのディ スク · ド ライ ブ制御は、 イ ンター フェースで定義されているコマン ド · セッ ト を用いて、 先頭セ ク タ を示す L B A とアクセスを行うセク タ数を指定する こ と を基本動作とする。
この場合、 H D D側では、 指定された先頭セクタからのァク セスを行う と ともに、 その後アクセスされるセク タ を予測して 先読みを行う シーケンス を作成しながらアクセス を行う こ と ができる。
この先読みという動作は、 一連のデータに対して連続するァ ド レス を持つセク タが割 り振られている こ とを前提と してい る。 通常、 連続するア ド レスを持つセクタは、 連続するへッ ド 番号あるいは ト ラ ッ ク番号に存在する。
大きなデータがメディ ァ上に連続して書き込まれている場 合には、 読み出し時の先読み動作が有効に働く 。
しかしながら、 記憶領域のフラグメ ンテーショ ンが進行して 大きなデータ フ ァイ ルが小さ く 断片化されて複数の場所に分 散しているよ うな場合には、 読み出し時の先読みは別のデータ を指してしまい、 有効に働く こ とができない。 このような現象 は、 データの読み書きを要求するコ ンピュー夕本体などのホス ト側が取り扱う フ ァイル構造を、 H D D側が把握していない こ とから起きる と も言える。
また、 ホス ト側からの新たなアクセス要求によってその予測 がはずれた場合、 ディ スク · ド ライ ブは、 その要求されるデ一 夕の存在するセクタが含まれる ト ラ ッ クへシークを行い、 ト ラ ッキングが完了する と 目的のセク タのアクセスが可能となる のを待つ。 こ こで、 シーク時間と回転待ち時間がさ らに発生す る。
先読みデータの保存はデ一夕 · バッ フ ァ の容量が許容する限 り である。 予測が外れる場合が連続的あるいは散発的に発生す る と、 データ · ノ ッ フ ァ上の使われていない古いデ一夕か ら順 に破棄される こ ととなる。 また、 この先読みを行っている間は シーク起動ができない。
上記か ら、 シーク時間と回転待ち時間、 無効な先読みによる シーク起動の遅れによる時間の損失、 並びに無効な先読みによ るデータの損失が発生している と言える。
通常のディ スク · ドライ ブでは、 このシーク時間と回転待ち 時間を短縮するために、 ディ スクの回転数を上げる こ とが行わ れている。 これは、 コ ンピュータなどのホス ト側で扱われるデ —夕量やデータ構造に規則性がないため、 アクセス方法による 改善を行う こ とが困難であるか らである。
また、 H D Dなどの従来の外部記憶システムの多く は、 通常 5 1 2 バイ トか らなる 1 セクタ単位でエラー訂正が行われる。 これによ り 、 各セクタに発生する ラ ンダム · エラ一に対してェ ラ一訂正を行う こ とができる。 そして、 訂正可能範囲を越えた ラ ンダム · エラ一や、 あるいはバース ト 。 エラーに対しては、 エラー訂正を行う こ とができない。 そこで、 リ トライ動作を実 施するなどによって、 読み取り エラ一を一定以下にしていた。
しかしながら、 このようなリ ト ライ動作は、 1 周回転待ち し て再読み込みを行う必要がある。 このため、 さ ら にデータ読み 出し時間の遅れを発生させる こ とになる。
例えば、 A Vコ ンテンツを扱う システムにおいて、 H D (ハ イ ビジョ ン画質） の再生やあるいは特殊再生を行うなど、 高転 送速度が要求される状況があ り 、 セクタ内において訂正不能な 読み取 り エラーが発生しても時間的に リ ト ライ を行う余裕が ない場合がある。 このようなとき、 現状では、 エラ一訂正が行 われないまま処理を進める他なく 、 この結果、 再生品質は悪く なる。 発明の開示
本発明は上述したような技術的課題に鑑みたものであ り 、 そ の主な目的は、 所望のデータ記憶場所へのアクセス時間の短縮 を図った、 優れたデータ記録再生装置及びデータ記録再生方法 並びにコ ンピュータ · プログラムを提供する こ とにある。
本発明のさ らなる 目的は、 転送速度を低下させる こ となく安 定したデータ再生を行う こ とができる、 優れたデータ記録再生 装置及びデータ記録再生方法、 並びにコ ンピュータ · プロダラ ムを提供する こ とにある。
本発明のさ らなる 目的は、 よ り広い範囲でのラ ンダム · エラ 一やバース ト ' エラ一に対してもエラー訂正可能で、 リ ト ライ 動作を回避する こ とによ り転送速度を低下させる こ となく 、 安 定したデータ再生を行う こ とができる、 優れたデータ記録再生 装置及びデ一夕記録再生方法、 並びにコ ンピュータ · プロダラ ムを提供する こ とにある。
まず、 アクセス時間を短縮するための構成については、 本出 願人に既に譲渡されている特願 2 0 0 2 - 4 2 6 3 4 号明細 書 （本出願時未公開） に、 メディ アと しての磁気ディ スク上で 磁気ヘッ ド をスキャ ンさせながらデ一夕 の読み書き動作を好 適に行う こ とができるデータ · アクセス制御装置について開示 されている。 なお、 特願 2 0 0 2 — 4 2 6 3 4号明細書は、 本 明細書に組み込まれ、 そこに記載の発明は本発明の 1 つの側面 と して把握する ことができる。
同明細書に記載のデ一夕 · アクセス制御装置によれば、 磁気 へッ ドがオン · トラッ ク したセクタか ら 1 ト ラ ッ ク分のァクセ スを行う 。すなわち、 1 ト ラ ック をアクセス単位とする こ とで、 先読みという不確定な処理を省いて、 シーク起動のタイ ミ ング を確実に決定する こ とができる。 また、 ト ラッ クのどのセクタ か らでもアクセスを行う こ とができるので、 シーク直後の任意 のへッ ド位置から読み書きを行う こ とによ り、 回転待ち をなく すこ とができる。 この結果、 シークの回数を最小限に抑え、 ァ クセス時間が短縮化される。
また、 同明細書に記載のデータ · アクセス制御装置では、 書 き込みアクセス時に、 ト ラ ッ ク上でアクセスを開始したセクタ か ら順番に相対位置情報が割り振られ、 その相対位置情報を各 セク タのデータに含ませるセクタ · データ . フォーマッ ト、 あ る いはその相対位置情報を復元可能な E C C構成の記録デー タ ' フォーマッ トなどが採用される。 したがって、 書き込み要 求元 （例えば、 H D D に接続されているコ ンピュータなどのホ ス ト装置） は、 ディ スク上の書き込み先のセクタ . ア ド レスを 意識する必要がない。 また、 読み出しアクセス時には、 ト ラ ッ ク上の各セクタから読み出したデータを、 例えばバッ フ ァ . メ モ リ 上で相対位置ア ド レスに従って再配置する こ とによって、 アクセスを開始したセクタの位置に拘わ らず、 元のデータ を組 み立てる こ とができる。 また、 データ · サイズが短く て済む相 対位置ァ ド レスを用いる こ とによ り 、 記憶領域の有効利用を図 る こ とができる。
さ らに、 本発明の第 1 の側面は、 データが同心円状の ト ラ ッ ク に設け られたアクセスの最小単位となるセク タへ所定量毎 に分割して記録されるディ スク状記録媒体にデータ の記録再 生を行うデータ記録再生装置において、 上記ディ スク状記録媒 体に対するデータの記録再生を行う記録再生手段と、 上記記録 再生手段を上記ディ スク状記録媒体上の所定の記録 ト ラ ッ ク へ移送する移送手段と、 上記所定 ト ラ ッ クに移送された上記記 録再生手段がアクセス可能となっ た上記セク タか ら 1 ト ラ ッ ク分のデータ にアクセスするよ う に制御するアク セス制御手 段と、 上記アクセスされる 1 ト ラ ッ ク分のデ一夕に対して第 1 の所定データ量単位に対してエラ一訂正を行う第 1 のエラー 訂正符号の生成を行う第 1 のエラ一訂正符号生成手段と、 複数 の上記第 1 の所定のデータ量単位に対してエラー訂正を行う 第 2 のエラー訂正符号の生成を行う第 2 のエラ一訂正符号生 成手段とを備え、 生成された上記第 1 のエラー訂正符号と上記 第 2 のエラー訂正符号と を備えるエラー訂正符号ブロ ッ ク は ト ラ ッ ク ごと に 1 のみ生成される こ と を特徴とするデ一夕記 録再生装置である。 更に本発明の第 1 の側面は、 上記記録再生 装置が、 更に上記アクセスされる 1 ト ラ ック分のデ一夕に対し て第 1 の所定データ量単位に対してエラー訂正を行う第 1 の エラー訂正符号に基づいてエラー訂正を行う第 1 のエラー訂 W 200
10 正手段と、 複数の上記第 1 の所定のデータ量単位に対してエラ 一訂正を行う第 2 のエラ一訂正符号に基づいてエラー訂正を 行う第 2 のエラ.一訂正手段とを備える こ とを加えても良い。
本発明の第 1 の側面に係るデータ記録再生装置によれば、 第 1 のエラー訂正符号の単位を用いる こ と によ り エラ一訂正範 囲内でのランダム · エラーを訂正する こ とができる と と もに、 第 2 のエラー訂正符号の単位を用いる こ と によ り ェラー訂正 範囲を越える ランダム · エラーやバース ト · エラーを訂正する こ とができ、 よ り安定したシステムを提供する こ とができる。
ここで、 前記第 1 のエラ一訂正手段又は前記第 2 のエラー訂 正手段は、 リ ー ド ' ソ ロモン符号方式によ り エラー訂正符号を 生成するよう にしてもよい。
また、 前記第 1 のエラー訂正手段又は前記第 2 のエラー訂正 手段は、 ト ラ ッ ク当た り に 2 以上のエラー訂正ブロ ッ クが存在 しないよ う に、 且つ、 1 又は複数の ト ラ ッ ク単位でエラー訂正 ブロ ック を完結させるよ う にしてもよい。 すなわち、 エラー訂 正ブロ ッ ク をディ スク の 1 周又は複数周で完結させる こ と に よって、 所望のデータ記憶場所へのアクセス時間を短縮する こ とができる。 また、 同一 ト ラ ック上で 2 以上のエラ一訂正プロ ッ ク を持つ こ とがないので、 エラ一訂正符号構成を複数 ト ラ ッ ク単位と した場合であっても、 回転待ちを発生する こ とのない データ · アクセス制御を実現する こ とができる。
前記ディ スク上には、 同心円状の ト ラ ッ クが形成されている と と もに、 各 ト ラ ッ クは複数のセクタに分割されている。
また、 前記アクセス制御手段は、 書き込みアクセス時には、 各セクタに対して、 ト ラ ッ ク上でアクセスを開始したセクタか ら順番に相対位置ァ ド レスを割り振り 、 読み出しアクセス時に は、 ト ラッ ク上の各セクタか ら読み出したデータを相対位置ァ ド レスに従って再配置して、 書き込まれたデータを再現するよ う にしてもよい。
ディ スクの記録領域に対してこのよう なデータ · アクセス制 御を行う こ とによって、 磁気ヘッ ドがオン · ト ラ ッ ク したセク 夕から 1 ト ラッ ク分のアクセスを行う。 すなわち、 1 ト ラ ッ ク をアクセス単位とする こ とで、 先読みという不確定な処理を省 いて、 シーク起動のタイ ミ ングを確実に決定する こ とができる また、 ト ラ ッ クのどのセクタか らでもアクセスを行う こ とがで きるので、 シーク直後の任意のへッ ド位置か ら読み書きを行う こ とによ り 、 回転待ち をなく すこ とができる。 この結果、 シー クの回数を最小限に抑えてアクセス時間が短縮化される。 した がって、 本発明の第 1 の側面に係るデータ記録再生装置によれ ば、 よ り広い範囲でのランダム ' エラ一やバース ト ' エラーに 対してもエラー訂正可能で、 リ ト ライ動作を回避する こ とによ り転送速度を低下させる こ となく 、 安定したデ一夕再生を行う こ とができる。
前記ディ スクは、 半径位置に応じて ト ラ ッ ク上のセクタ数が 相違するゾーンビッ ト · レコーディ ング方式によ り構成されて いる。
このとき、 前記第 1 のエラ一訂正手段又は前記第 2 のエラー 訂正手段は、 エラー訂正ブロ ッ ク構成を所定のゾーン毎に可変 と してもよい。 このよう にゾーン毎にディ スク内の所定の区切 り においてエラー訂正ブロ ッ ク構成を可変とする こ とによ り、 ディ ス ク の全周に渡っ てエラ一訂正能力 を均一にする こ とが できる と と もに、 効率のよいディ スク · フ ォーマツ トを作成す る ことができる。
また、 前記第 1 のエラ一訂正手段又は前記第 2 のエラ一訂正 手段は、 ゾーン切替情報に従ってエラー訂正ブロ ッ ク構成が切 り替えるよう にしてもよい。
また、 第 2 のエラー訂正符号単位又は、 第 1 のエラー訂正符 号単位の構成を変更する こ とによ り エラー訂正ブロ ッ ク構成 を可変と してもよい。
また、 第 1 のエラ一訂正符号単位のセク タ構成を変更する と きは、 構成バイ ト数、 及びパリティ 数を変更するよ う にしても よい。
また、 第 2 のエラ一訂正符号単位の構成を変更する とき、 構 成セクタ数、 及びパリ ティ · セクタ数を変更するよう にしても よい。
また、 エラー訂正ブロ ッ ク構成はエラ一訂正符号の冗長度を 所定の範囲内におさめるよう にしてもよい。
また、 エラー訂正ブロ ックは第 1 又は第 2 のエラ一訂正符号 単位においてイ ンタ一 リーブ構造を備えていてもよい。 このよ う にエラ一訂正ブロ ッ ク構成にイ ンター リ ーブ構造を採用す る ことによ り 、 ハー ドウェア構成を考慮した上でよ り安定した システムを実現する こ とができる。
また、 前記第 1 のエラ一訂正手段又は前記第 2 のエラー訂正 手段は、 所定の指示に従って、 第 1 のエラー訂正符号単位及び 第 2 のエラー訂正符号単位を実行するか、 又は第 1 のエラー訂 正符号単位あ る いは第 2 のエラー訂正符号単位の片方のみを 実行するかを選択するよう にしてもよい。 また、 前記第 1 のエラ一訂正手段又は前記第 2 のエラー訂正 手段は、 第 2 のエラー訂正符号単位を持たずに第 1 のエラ一訂 正符号単位のみで構成されるエラー訂正ブロ ッ ク をさ ら に有 するよう にしてもよい。
例えば、 A Vコ ンテンツのよう に ト ラ ッ ク と比較して十分に 大きいサイ ズを持ち且つ一定以上の転送速度が要求されるデ 一夕 を第 1 のエラー訂正符号単位及び第 2 のエラ一訂正符号 単位を実行するエラー訂正ブロ ッ ク に配置する。 これに対し、 厳しい転送速度が要求されないそれ以外のデータ （ヘッダ情報 や通常のコ ンピュータ ' フ ァイルなど） を第 1 のエラ一訂正符 号単位のみで構成されるエラー訂正ブロ ッ ク に配置する よ う にする。 このよう に記録されるデ一夕に適した形式とする こ と で、 効率的な書き込み及び読み出しが可能となる。
また、 本発明の第 2 の側面は、 データが同心円状の 卜 ラ ッ ク に設け られたアクセスの最小単位となるセク タへ所定量毎に 分割して記録されるディ スク状記録媒体にデータの記録再生 を行うデータ記録再生方法において、 上記ディ スク状記録媒体 に対するデータの記録再生を行う記録再生手段を上記ディ ス ク状記録媒体上の所定の記録 ト ラ ッ クへ移送し、 上記所定 ト ラ ッ ク に移送された上記記録再生手段がアクセス可能となっ た 上記セク タか ら 1 ト ラ ッ ク分のデ一夕 にアクセスする よ う に 制御し、 上記ディ スク状記録媒体へデータの記録を行う場合に は、 少なく と も上記アクセスされる 1 ト ラ ッ ク分のデータに対 して第 1 の所定データ量単位に対してエラ一訂正を行う 第 1 のエラー訂正符号と、 複数の上記第 1 の所定のデ一夕量単位に 対してエラ一訂正を行う第 2 のエラー訂正符号と を備えるェ ラ一訂正ブロ ッ ク を ト ラ ッ ク ごと に 1 のみ生成する こ と を特 徵とするデータ記録再生方法である。
本発明の第 3の側面は、 上記所定トラックに移送された上記記録再生 手段がアクセス可能となった上記セクタから 1 トラック分のデータにァ クセスするように制御するアクセス制御手段と、 上記アクセスされる 1 トラック分のデータに対して第 1の所定データ量単位に対してエラー訂 正を行う第 1のエラー訂正符号の生成を行う第 1のエラー訂正符号生成 手段と、 複数の上記第 1の所定のデータ量単位に対してエラ一訂正を行 う第 2のエラー訂正符号の生成を行う第 2のエラー訂正符号生成手段と を備え、 生成された上記第 1のエラー訂正符号と上記第 2のエラー訂正 符号とを備えるエラー訂正符号ブロックはトラックごとに 1のみ生成さ れることを特徴とするデ一夕記録再生装置である。
本発明の第 4の側面は、 データが同心円状のトラックに設けられたァ クセスの最小単位となるセクタへ所定量毎に分割して記録されるディス ク状記録媒体にデータの記録再生を行うデータ記録再生装置において、 上記ディスク状記録媒体に対するデータの記録再生を行う記録再生手段 と、 上記記録再生手段を上記ディスク状記録媒体上の所定の記録卜ラッ クへ移送する移送手段と、 上記所定トラックに移送された上記記録再生 手段がアクセス可能となった上記セクタから順番に相対位置ァドレスを 割り振って 1 トラック分のデータを記録すると共にデ一夕の再生時には 上記所定トラックに移送された上記記録再生手段がアクセス可能となつ た上記セクタから 1 トラック分のデータを読出すように制御するァクセ ス制御手段と、 上記データの記録時に記録されるデ一夕に上記相対位置 ァドレスを含んで所定のエラー訂正符号を生成するエラー符号生成手段 と備えるデータ記録再生装置である。
なお、 本発明の上記いずれの側面においても、 例えば、 セク 夕 とサーボと を含む ト ラ ッ クが複数形成された記録媒体に対 し 1 又は 2 以上のへッ ド を用いてデータの書き込み Z読み出 しを行う駆動装置の制御方法であって、 駆動装置に指定 ト ラ ッ クへのシーク を開始させる工程と、 駆動装置に指定 ト ラ ッ クへ のヘッ ドのオン · ト ラ ッ ク を行わせる工程と、 駆動装置に開始 セク タの I D を指定せずに指定 ト ラ ッ クへの 1 ト ラ ッ ク分の データ書き込みを行わせる工程と を含むものをベース に した 構成を採用する こ とができる。
本発明のさ らに他の目的、 特徴や利点は、 後述する本発明の 実施形態や添付する図面に基づく よ り 詳細な説明によ っ て明 らかになるであろ う。 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明の一実施形態に係る H D D 1 0 の全体構成を 模式的に示した図である。
図 2 は、 ゾーンビッ ト · レコーディ ング方式の一例を示した 図である。
図 3 は、 本実施形態に係る H D D 1 0 がイ ンターフェース 1 7 経由で接続されたホス ト 5 0 か ら のコマン ド によっ てデー 夕書き込みを行う ときの通信例を示した図である。
図 4 は、 本実施形態に係る H D D 1 0 がイ ンタ一フェース 1 7 経由で接続されたホス ト 5 0 か ら のコマン ド によっ てデ一 夕読み出しを行う ときの通信例を示した図である。
図 5 は、 ディ スク ' コ ン ト ローラ 1 3 の内部構成を詳細に示 した図である。
図 6 は、 本実施形態に係る E C Cブロ ックの構成例を示した 図である。
図 7 は、 本実施形態に係る E C Cブロ ッ ク についての他の構 成例を示した図である。
図 8 は、 図 6 並びに図 7 に示した E C Cブロ ック を採用 した 磁気ディ スク 2 1 のディ スク · フォーマッ ト構造の例を模式的 に示した図である。
図 9 は、 本実施形態に係る H D D 1 0 において、 磁気ディ ス ク 2 1 の ト ラックで利用されるセク タ · フォーマツ 卜の一例を 模式的に示した図である。
図 1 0 は、 セクタ · フォーマッ ト についての他の例を模式的 に示した図である。
図 1 1 は、 本実施形態に係る E C Cブロ ッ ク構成において、 ィ ンタ一 リ ーブを適用 した例を示した図である。
図 1 2 は、 本実施形態に係る E C Cブロ ッ ク構成において、 イ ンタ一リ ーブを適用 した例を示した他の図である。
図 1 3 は、 E C Cブロ ック をゾーン毎で可変に構成した場合 のディ スク · フォ一マツ ト を模式的に示した図である。
図 1 4 は、 E C Cブロ ッ ク構成をゾーン毎で可変構成と した ときの、 他の実施形態を示した図である。
図 1 5 は、 データ書き込み動作時におけるディ スク ， コ ン ト ローラ 1 3 内の処理動作を示したフ ローチャー トである。
図 1 6 は、 データ読み出し動作時におけるディ スク ' コ ン ト ローラ 1 3 内の処理動作を示したフ ロ一チャー トである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解す る。
図 1 には、 本発明の一実施形態に係る H D D 1 0 の全体構成 を模式的に示している。
同図に示すように、 HDD 1 0は、 C PU (Central Process ing Uni t) 1 1と、 ROM (Read Only Memory) /RAM (Random Access Memory) 1 2と、 ディスク ' コントローラ 1 3と、 バッファ RAM I 4と、 デ一 夕読み書き制御部 1 5と、 サーポ制御部 1 6とを備えている。
C P U 1 1 は、 R O MZ R A M 1 2 に格納されている制御コ ー ドを実行して、 H D D 1 0 内の動作を統括的にコ ン ト ロール する。
ディ スク · コ ン ト ローラ 1 3 は、 イ ンタ一フェース 1 7 を介 して接続されるホス ト （図示しない）か ら コマン ドを受け取る。 C P U 1 1 はこのコマン ド処理を行い、 ディ スク · コ ン ト ロー ラ 1 3 はコマン ド処理結果に従って、 データ読み書き制御部 1 5 やサーポ制御部 1 6 に対するハー ドウェア操作を指示する。 イ ンターフ ェース 1 7 経由でホス トか ら受け取っ た書き込 みデータや、 ディ スク 2 1 から読み取ってホス ト に渡されるデ —夕は、 バッ フ ァ R A M 1 4 に一時的に格納される。
データ読み書き制御部 1 5 は、 符号化変調処理を行って実際 に記録するデ一夕 · パターンを作成し、 プリ アンプ 2 5 を介し て磁気ディ スク 2 1 にデータを書き込む。 また、 逆に読み込ん だデ一夕をプリ ア ンプ 2 5 を介して磁気ディ ス ク 2 1 か ら取 り込み、 データの復調処理を行う。
サ一ポ制御部 1 6 は、 磁気ディ スク 2 1 に対してデータを記 録再生する磁気ヘッ ド 2 2 を搭載したアームを移動するボイ ス ' コイル ' モータ （ V C M) 2 3 、 及び磁気ディ スク を回転 させるス ピン ドル 'モータ（ S P M) 2 4 の同期的駆動させて、 磁気へッ ド 2 2 が移送されて磁気ディ ス ク 2 1 上の目的とす る トラ ッ ク上の所定範囲内に到達するよう に制御する。 さ ら に ディ スク上のサ一ポ · パターン （前述） よ り ヘッ ド位置を所定 の位置にシーク させるための制御を行う。
磁気ディ スク 2 1 上には、 データ を記録するための区画であ る多数の ト ラ ッ クが同心円状に形成され、 例えばディ スク 2 1 の最外周から、 内周に向かって 0 , 1 , 2 , …と ト ラ ッ ク番号 が割り振られている。 また、 各 ト ラ ッ クは、 さ らにセクタ毎に 分割されてお り 、 このセクタ単位が、 データ読み書き動作の可 能な最小単位となっている。
セクタ内のデータ量は例えば 5 1 2 バイ トで固定である。 実 際に記録されているセクタには、 データに加えて、 ヘッダ情報 やエラー訂正用コー ドなどが付加されている。
1 周当た り のセクタ数については、 周長が長く なる外側の ト ラ ック に向かう ほどセクタ数を多く 設ける Z B R ( Z o n e B i t R e c o r d i n g ) 方式を採用する。 すなわち、 磁 気ディ ス ク 2 1 の全周に渡る ト ラ ッ ク毎のセク タ数は均一で はなく 、 磁気ディ スク 2 1 を半径方向に複数のゾーンに区切 り 各ゾーン内においては同じセクタ数となるよう に設定する。
なお、 図示しないが、 ドライ ブ ' ユニッ ト内には、 数枚の磁 気ディ スク （ブラ ッ夕） が同心円状に重なって構成する こ と も でき、 そのとき各磁気ディ スクの同じ ト ラ ッ ク番号は円筒状に 配置され （シリ ンダ） 、 ト ラック番号と同じシリ ンダ番号で指 定される。
図 2 には、 Z B R方式の一例を示している。 同図に示す例では、 ディ スク を 3 つのゾーンに区切ってお り 最外周か ら順にゾーン 0， 1 ， 2 とゾーン番号が与えられてい る。 さ ら に、各ゾーン内には複数本の ト ラ ッ クが含まれている。 例えば、 ゾーン 0 は 3 2 セクタで構成され、 同様に、 ゾーン 1 は 1 6 セクタ、 ゾーン 2 は 8 セクタでそれぞれ構成されてい る。 ゾーンの切り替えに当た り 、具体的なセクタ数については、 ス ピン ドル · モータ 2 4の回転数は一定と し、 記録再生ク ロ ッ ク を可変にするなどによって、 線記録密度を所定の範囲におさ め、 ディ スク当た り の記憶容量を増加させるよ う に決定される 本実施形態に係る H D D 1 0 においては、 磁気ヘッ ド 2 2 が ォン · 卜 ラ ッ ク したセクタか ら 1 ト ラ ッ ク分のアクセスを行う 同一 ト ラ ッ ク上のセクタ番号は固定されてお らず、 相対位置に よって与える こ とができる。 これによ り 、 1 ト ラ ック上のどの セクタか らでもアクセスを開始する こ とができる。 すなわち、 1 ト ラ ッ ク をアクセス単位とする こ とによって、 先読みという 不確定要素か らなる処理を行う必要をなく して、 シーク起動の タイ ミ ングを確実に決定する こ とができる。 また、 1 ト ラ ッ ク のどのセクタからでもアクセスを行う こ とによって、 回転待ち を行わなく て済む。 これによつて、 シークの回数を最小限に抑 え、 アクセス時間を短縮させる こ とができる。
所定の ト ラ ッ ク に書き込みを行う 際には、 アクセスを開始し たセクタか ら始まる相対位置をセク タに与える。
また、 読み出しを行う際には、 アクセスを開始したセクタか ら読み出しを行い、 相対位置セク タ番号に基づいて、 バッ フ ァ R A M I 4上に展開する。 このため、 どのセクタから読み出し を始めても良い。 磁気ディ スク 2 1 のフ ォーマツ ト を以上のよ う な構成にす る こ とによ り 、 回転待ちを行わなく て済む。 この結果、 デイ ス クの所望のセクタへのアクセス時間の短縮が期待できる。
図 3 には、 本実施形態に係る H D D 1 0 が、 イ ンターフエ一 ス 1 7 経由で接続されたホス ト 5 0 か ら のコマン ド によ っ て データ書き込みを行う ときの通信例を示している。
ホス ト 5 0 は、 H D D 1 0 に対してデータの書き込みコマン ドを発行する。 これに応答して、 H D D 1 0 は現在のアクセス • シーケンスからシーク時間が最小となるァ ド レス領域を応答 する。
ホス ト 5 0 は、 H D D 1 0 から の応答を受ける と、 指示され たア ド レス領域の大きさ （バイ ト数， セクタ数など） のデータ • コ ンテンツを転送する。 H D D 1 0 は、 受信したデータ · コ ンテンッを 卜 ラ ッ ク単位で書き込み動作を行う。
上述のよ う に、 書き込み時の ト ラ ッ ク上のアクセス先頭位置 を基準に各セクタに相対位置情報を割り振る と、 書き込み要求 の際、 ホス ト 5 0 側では、 シリ ンダ番号、 ヘッ ド番号、 セクタ 番号などの具体的な書き込み場所を特に意識する必要はなく 、 またこれらを指示する必要も特にない。
また、 H D D 1 0側からホス ト 5 0 に通知されるア ド レス領 域は、 例えば、 ホス トからデータ書き込み要求されるコ ンテン ッを識別するコ ンテンツ番号などの簡素なものでよい。 H D D 1 0 側では、 各コ ンテンツ番号とディ スク 2 1 上での物理的な 記録場所との変換テーブルを用意しておく 。 本実施形態では、 ト ラ ッ ク単位でディ スク · アクセスを行う こ とか ら、 コ ンテン ッ番号との変換テーブルは、 例えば以下のようなものとなる。 コン亍ン λν 号 J ラ、、ン々 号 ヽ ノ jl
八
1 0 〜 99 0
2 100 〜 129 0
3 200 〜 249 0
4 130 〜 199 0
5 300 〜 399 0
- ：
9 470 〜 499 0 未使用
未使用
未使用
未使用 500 〜 999 0
小 I吏用 0 〜 999 1
こ こで、 C H S方式のセクタ番号が変換テーブルに含まれて いないこ とに注意されたい。 このよ う に、 書き込み時の ト ラ ッ ク上のアクセス先頭セク タ を基準に各セク タ に相対位置情報 を割り振る構成では、 読み出し時の ト ラ ック上のアクセス先頭 セクタに関わ らず、 各セクタの相対位置情報に基づきデータの 再配置が可能となる。 このため、 変換テ一ブルにおいて、 ァク セス開始セクタを指定する必要がないのである。
変換テ一ブルは、 ノ ッ フ ァ R A M I 4 内に書き込まれる。 変 換テーブルの書き込みは、 ホス ト 5 0 か ら書き込みデータを受 け取った時点で、 ディ スク ' コ ン ト 口一ラ 1 3 又は C P U 1 1 が実行するソフ トウエアによって行われる。
また、 図 4 には、 本実施形態に係る H D D 1 0 がイ ンターフ エース 1 7 経由で接続されたホス ト 5 0 か ら のコマン ド によ つてデータ読み出しを行う ときの通信例を示している。
ホス ト 5 0 は、 H D D 1 0 に対してデータの読み出しコマン ドを発行する。 読み出しコマン ドでは、 目的とするコ ンテンツ 番号が指定されている。
これに対し、 H D D 1 0 は、 コ ンテンツ番号に基づいて変換 テーブル （表 1 を参照のこ と） か ら 目的とする ト ラ ッ ク を特定 して、 磁気ヘッ ド 2 2 のシーク動作を行う。 そして、 データ書 き込み時に応答したァ ド レス領域のシーケンスに従い、 デイ ス ク 2 1 上のデータを転送する。
データ読み出し要求の際、 ホス ト 5 0 側は、 所望のコ ンテン ッ番号を指定するだけで、 シリ ンダ番号、 ヘッ ド番号、 セクタ 番号などの具体的な書き込み場所 （ P B A ) を意識する必要は ない。
上述したよ う に、 本実施形態に係る H D D 1 0 では、 磁気へ ッ ド 2 2 がオン ' ト ラ ック したセクタか ら 1 ト ラ ック分のァク セスを行う。 1 ト ラ ッ ク をアクセス単位とする こ とで、 先読み という不確定な処理を省いて、 シーク起動のタイ ミ ングを確実 に決定する こ とができる。 また、 ト ラッ クのどのセク タからで もアクセスを行う こ とができるので、 シーク直後の任意のへッ ド位置から読み書きを行う こ とによ り 、 回転待ち をなく すこと ができる。 この結果、 シークの回数を最小限に抑え、 アクセス 時間が短縮化される。
このようなディ スク · アクセス · オペレーショ ンは、 デイ ス ク ' コ ン ト ローラ 1 3 が、 C P U 1 1 によるコマン ド処理結果 に応じて、 デ一夕読み書き制御部 1 5やサーポ制御部 1 6 に対 するハー ドウェア操作を指示する こ とによって実現される。
図 5 には、 図 1 中のディ スク · コ ン ト ローラ 1 3 の内部構成 をよ り詳細に示している。
同図に示すよう に、 ディ スク ' コ ン ト ローラ 1 3 は、 C P U イ ンタ一フェース 3 1 と、 ホス ト ' コン ト ローラ 3 2 と、 バッ フ ァ ' コ ン ト ローラ 3 3 と、 サ一ポ ' コ ン ト ローラ 3 4 と、 デ イ スク ' フォーマッタ 3 5 と、 E C Cコ ン ト ローラ 3 6 とで構 成されている。 なお、 同図において、 データの移動が発生する 矢印に対しては二重線で示してある。
C P Uイ ンターフェース 3 1 は、 C P U 1 1 と、 R 0 M / R A M I 2 とのイ ンターフェースであ り、 ホス トか らのコマン ド を通知した り 、 C P U 1 1 からのコマン ド処理結果の受信など を行った りする。
ホス ト · コ ン ト ローラ 3 2 は、 イ ンターフェース 1 7 を介し て接続されるホス ト との通信を行う。
バッ フ ァ ' コ ン ト ローラ 3 3 は、 バッ フ ァ R A M 1 4 と、 デ イ スク ， コン ト ローラ 1 3 内の各部間でのデータのやり と り を 制御する。
サ一ポ ' コ ン ト ローラ 3 4 は、 V C M (ボイス ' コイル ' モ 一夕） 2 3 及び S P M (ス ピン ドル ' モータ） 2 4 の動作を制 御する こ とによって、 磁気ディ スク 2 1 上のサ一ボ ' パターン か らサーポ情報を読み取り 、 この情報をサーポ制御部 1 6 へ渡 す。
ディ スク · フォーマッタ 3 5 は、 バッ フ ァ R A M I 4上のデ 一夕を磁気ディ スク 2 1 に書き込んだり 、 あるいは磁気ディ ス ク 2 1 からデータを読み出した りするための制御を行う。
E C C コ ン ト ローラ 3 6 は、 ノ ッ フ ァ R A M 1 4 に格納され ているデータよ り 、 書き込み時には E C C符号を生成して付加 した り 、 あるいは読み出し時にはエラー訂正を行っ た りする。 本実施形態に係る H D D 1 0 は、 上述したような構成とする こ とで、 回転待ち を発生する ことのないデ一夕 · アクセス制御 を行う こ とができる。 したがって、 データ転送速度の早いシス テムを構築する こ とができる。
と ころで、 従来の H D Dのシステムの多く においては、 エラ 一訂正が、 5 1 2 バイ ト · データ と情報ビッ トか らなる 1 セク タ単位においてのみ行われている。 したがって、 各セクタ内に 発生する ラ ンダム · エラ一に対してはエラー訂正を行う こ とが できるが、 訂正可能範囲を越えたランダム · エラーや、 あるい はバース ト · エラーすなわちセクタを越えて長く 連続したエラ —に対しては、 エラー訂正を行う こ とが出来ない、 という問題 がある。
このよう な場合、 例えばリ ト ライ動作を実施するなどによつ て、 読み取り エラーを一定以下にし、 エラー訂正を行う ことが できる。 と ころが、 リ ト ライ動作は基本的に、 1 回当た り 1 周 分の余分なアクセス時間の増加に相当する。 上述のよう に ト ラ ッ ク単位アクセス によっ てアクセス時間の短縮がなされたに もかかわ らず、 リ ト ライ動作が発生する と、 結局アクセス時間 は増加し、 データ読み出し時間の遅れを発生させる結果となる 例えば H D (ハイ ピジョ ン画質） の再生や特殊再生時といつ た A Vコ ンテンッを扱う場合において、 高転送速度が要求され るとき、 訂正不能な読み取りエラーが発生しても時間的に リ ト ライ動作を行う余裕のないときがある。 このよう な場合、 現状 では、 読み取り エラ一訂正が行われないまま処理を進めている この結果、 再生品質は悪く なつてしま う。
そこで、 本実施形態においては、 E C C の構成を以下のよ う にして、 安定したデータ再生を実現し、 リ ト ライ の発生する事 態を引き起こすよ う なエラ一訂正の出来ない場合を減少させ るよう にした。
すなわち本実施形態では、 従来の 1 セクタ単位のエラー訂正 である C 1 訂正に加えて、 セクタ間の訂正を行う こ とが可能な C 2訂正を付加する。 そして、 C 1 + C 2 を備えるエラー訂正 単位 （ E C Cブロ ッ ク） を ト ラ ッ クで完結するよ うな構成をと る。すなわち、 E C Cブロ ック単位は 1 ト ラッ ク を基本とする。 これによつて、 各 ト ラ ッ ク においては、 E C Cブロ ック単位が 2つ存在する こ とはない。
ト ラ ッ ク の 1 周で C 1 + C 2 力、 らなる E C C ブロ ッ ク単位 を完結させたので、 1 ト ラック をアクセス単位とする こ とがで き、 回転待ち を発生する ことのないデ一夕 · アクセス制御を実 現する こ とができる。 すなわち、 所望のデータ記憶場所へのァ クセス時間を短縮する こ とができる。 また、 同一 ト ラッ ク上で 2以上の E C Cブロ ッ ク を持つこ とがないため、 E C C構成を 複数 ト ラ ッ ク単位と した場合であっても、 同様に、 回転待ち を 発生する こ とのないデータ ' アクセス制御を実現する こ とがで さる。 なお、 特開 2 0 0 0 - 0 8 9 8 8 号公報 （対応米国特許出願 シリ アル番号 3 8 4 6 1 3 、 出願日 1 9 9 9 年 8 月 2 7 日） '、 特開 2 0 0 0 - 2 9 3 9 4 4号公報、 及び特開 2 0 0 0 — 2 7 8 6 4 5 号公報には、 デ一夕の種類に応じて、 c 1 パリ ティ 、 又は c 1 、 c 2 パ リ ティ を付加する構成が記載されている。 本 発明は、 かかる先行技術を転送速度保証という観点か ら発展さ せる ものと しての側面を有する。 特開 2 0 0 0 - 0 8 1 9 8 8 号公報、 対応米国特許出願シリ アル番号 3 8 4 6 1 3 、 特開 2 0 0 0 — 2 9 3 9 4 4号公報、 及び特開 2 0 0 0 — 2 7 8 6 4 5号公報の内容は、 本明細書に組み込まれる。
このよ うなエラ一訂正処理を行う場合のディ スク ' コ ン ト 口 ーラ 1 3 内の動作について説明しておく 。
ディ スク · コ ン ト ローラ 1 3 は、 C P U 1 1 よ り 、 フォ一マ ッ夕制御情報及び、 ゾーン切替 E C C制御情報を受け取る
フ ォーマッタ制御情報は、 シーク された ト ラ ッ ク上でァクセ ス可能となっ た後の、 先頭のセクタか らアクセス を開始して、 1 ト ラ ッ ク分のアクセスを行う ためのディ スク · フォ一マツ ト に関する情報であ り 、 この情報は C P Uイ ンタ一フェース 3 1 を介してディ スク ' フォーマ ッタ 3 5 へ送られ、 こ こでデ一夕 · フ ォーマッ タが生成される。
また、 ゾーン切替 E C C制御情報は、 ト ラ ッ ク単位で完結す る E C C構成の設定を行うための情報であ り 、 ゾーンが切 り替 わる と ト ラ ッ ク当た り のセクタ数が切り替わるので、 その結果 E C C構成の設定が変更される。 こ の情報は、 C P Uイ ンタ一 フェース 3 1 を介して E C C コ ン ト ローラ 3 6 へ送られ、 こ こ で E C C構成が設定され、 バッ フ ァ R A M I 4 をアクセス して 所定の E C C処理が行われる。
図 6 には、 本実施形態に係る E C Cブロ ックの構成例を示し ている。 磁気ディ スク 2 1 上には 1 ト ラ ッ ク を基本単位と した E C C ブロ ッ クが形成されている。 図示の例では、 磁気ディ ス ク 2 1 は、 ゾーン分割されてお り 、 ゾ一ン n における、 E C C ブロ ッ クの例が示されている。 すなわち、 ゾーン n 内の、 所定 の ト ラ ッ ク において 1 周分が E C C ブロ ッ ク の構成単位とな るよ う にする。 E C Cブロ ッ クの内部には、 セクタ内の訂正を 行う C 1 と、 セクタ間の訂正を行う C 2 が含まれている。
また、 図 7 には、 本実施形態に係る E C Cブロ ッ ク について の他の構成例を示している。 同図に示す例では、 磁気ディ スク 2 1 は、 ゾーン分割されてお り 、 ゾーン mにおいて、 E C Cブ ロ ッ クが形成されている。 図 6 との差異は、 ゾーン m内の 3 ト ラ ッ ク分で、 E C Cブロ ッ クの構成単位となっている。 E C C ブロ ッ ク の内部には、 セク タ内の訂正を行う C 1 と、 セクタ間 の訂正を行う C 2 が含まれている。
図 6 及び図 7 のいずれの例においても、 C 1 + C 2 か らなる エラー訂正単位 （ E C Cブロ ッ ク単位） は 1 トラ ッ クを基本単 位と してお り、 各 ト ラ ッ ク 内においては、 E C Cブロ ッ ク単位 が 2 つ以上存在する こ とはない。
図 8 には、 図 6並びに図 7 に示した E C Cブロ ッ ク を採用 し た磁気ディ スク 2 1 のディ スク · フォーマツ ト構造の例を模式 的に示している。 伹し、 E C C訂正符号と して、 シンポル長 8 の リ ー ド 'ソ ロモン符号を用いている ものとする（以下同様）。
ある磁気ディ スクのあ る ゾーンにおける ト ラ ッ ク 1 周分の 有効なセクタ数を 1 4 4セク タ とする。 1 セクタは、 3 バイ ト のヘッダ、 5 1 2ノ イ トのデータ に 4ノ イ トの C R C (ク ロス チェ ッ ク コー ド） 、 並びに合計で 3 6 バイ トの C 1 を付加し、 3 ィ ン夕ーリ ーブで構成してある。
図 8 の例では、 セクタ 0 1 2 7 までの 1 2 8 セクタをデ一 夕領域と して与え、 セクタ 1 2 8 1 4 3 までの 1 6 セクタ を C 2 領域と して与えている。
このような構成と したとき、 1 つの E C Cブロ ッ クは合計 1 4 4セクタ となって、 このゾーン内において 1 周分とな り、 ト ラ ッ ク単位を実現させている。
この例におけるエラ一訂正能力について考察する。 すなわち ラ ンダム · エラ一に対しては C 1 を利用する こ とによって、 セ ク タあた り 1 8バイ ト （バイ 卜の消失情報が得られる場合は 3 6 ノ イ ト）の訂正が可能である。 さ ら に、 バ一ス ト ' エラーに 対しては、 C 2 を利用する こ とによって ト ラ ッ ク あたり 8 セク タ （ C R Cの結果を利用する こ とで 1 6 セクタ） までの長さの エラ一訂正が可能となる。
なお、 図 8 に示す例ではィ ンターリ ーブについての記述はな いが、 シンポル長 8 の リ ー ド · ソ ロモン符号では 5 1 2 ノ ィ ト のデータに対してイ ンターリ ーブを適用する必要がある。 この 点については後述に譲る。
図 9 には、 磁気ディ スク 2 1 の ト ラ ックで利用されるセクタ • フォ一マツ 卜の一例を模式的に示している。
同図に示すよう に、 セクタは、 ト ラ ッ ク上でのセクタの相対 位置を表す相対位置データ と、 データ本体と、 セク タ領域全体 に対してエラー訂正を行う ための E C C とで構成され、 これら 全体をエラ一訂正範囲及び記録範囲とする。 相対位置データを ヘッダと してエラ一訂正範囲に含める こ とによ り 、 例えばセク 夕内でランダム · エラーが発生した場合であってもエラー訂正 によ り相対位置データを回復する こ とができるので、 円滑なデ イ スク · アクセス動作を実現する こ とができる。
一般に、 セクタはセクタの番地を記録するための I D フィ ー ル ドを持つが、 絶対位置ではなく相対位置を記録するので、 I D フィ ール ドのサイ ズを縮小する こ とができる。 その分だけセ クタ中でデ一夕本体に使用可能なフィ ール ド · サイズが大きく な り記憶領域の有効活用になる。
ト ラ ッ クに書き込みを行う とき、 アクセスを開始したセクタ か ら始まる相対位置をセクタに与え、 相対位置と本来の記録デ 一夕による E C Cデータ を生成して、 それぞれを当該セクタの 相対位置フィ 一ル ド、 データ ' フィ ール ド、 及び E C C フ ィ ー ル ドに記録する。 アクセスを開始したセクタか ら書き込みを開 始するので、 回転待ちする必要がない。
また、 読み出しを行う ときには、 ト ラ ッ ク上でアクセスを開 始したセクタから読み出しを行い、 相対位置フ ィ ール ドによつ て得られたセクタ位置に基づいて、 ノ ッ フ ァ R A M 1 4上での 格納位置を決定する。 したがって、 任意のセクタからデータの 読み出しを開始しても、 ノ ッ フ ァ R A M 1 4上では相対位置に 基づいてデータを再配置する こ とによって、 ト ラ ッ ク上に格納 されているデ一夕が元の順番通り に復元される。 また、 ァクセ スを開始したセクタか ら読み出しを開始するので、 回転待ちす る必要がない。
また、 他の例と して、 読み出しを行う ときには、 トラ ッ ク上 でアクセスを開始したセクタから読み出しを行い、 1 ト ラ ッ ク 上の全てのデ一夕をバッ フ ァ R A M 1 4 に一旦記憶させた後、 相対位置フィ ール ドによって得られたセク タ位置に基づいて、 バッ ファ R A M I 4 か ら読み出す順序を変更する こ とで、 ト ラ ッ ク上に格納されているデータが元の順番通 り に復元させる こ とも可能である。
更に他の例と して、 読み出しを行う ときには、 ト ラッ ク上で アクセスを開始したセク タから読み出しを行い、 読み出された データをバッ フ ァ R A M 1 4 に記憶させていく と と もに、 相対 位置フィ ール ド によっ て読み出しを行っ ている ト ラ ッ ク の先 頭セクタ と認識されるデ一夕が読み出されたときには、 先頭セ クタから外部へ出力 し、 1 ト ラ ック分のデ一夕 を出力した後に ノ ツ フ ァ R A M 1 に記憶されていたデータ を出力するよ う にしても良い。 このよう にする こ とで外部への出力遅延時間の 削減が可能となる。
また、 図 1 0 には、 本実施形態に係る H D D 1 0 において、 磁気ディ スク 2 1 の ト ラ ッ クで利用されるセクタ · フ ォ一マツ ト の他の例を模式的に示している。
この場合も、 上述と同様に、 セクタは、 ト ラ ッ ク上でのセク 夕の相対位置を表す相対位置データ と、 データ本体と、 セクタ 領域全体に対してエラー訂正を行う ための E C C とで構成さ れる。 但し、 これら全体をエラー訂正範囲とするが、 図 9 に示 した例と相違し、 相対位置フィ ール ドを記録範囲に含まない。 したがって、 相対位置フィ ール ドがなく なる分だけ、 さ らに上 述した例よ り もセク タ 中でデータ本体に使用可能なフィ 一ル ド · サイズが大きく な り記憶領域の有効活用になる。
ト ラッ ク に書き込みを行う とき、 アクセスを開始したセクタ から始まる相対位置をセクタに与え、 相対位置と本来の記録デ 一夕による E C Cデータを生成して、 記録データ及び E C Cデ 一夕のみを当該セクタ上に記録する。 アクセスを開始したセク 夕から書き込みを開始するので、 回転待ちする必要がない。
また、 読み出しを行う ときには、 アクセスを開始したセクタ から読み出しを行い、 E C Cを用いてエラ一訂正を行う こ とに よって、 セクタには書き込まれなかった相対位置を再生成する そして、 こ の相対位置に基づいて、 ノ ッ フ ァ R A M 1 4上での 格納位置を決定する。 したがって、 任意のセクタか らデータの 読み出しを開始しても、 バッフ ァ R A M I 4上では ト ラッ ク上 に格納されているデ一夕が元の順番通り に復元される。 また、 アクセスを開始したセクタから読み出しを開始するので、 回転 待ちする必要がない。
図 1 1 及び図 1 2 には、 本実施形態に係る E C Cブロ ッ ク構 成において、 イ ンターリ一プを適用 した例を示している。
図 1 1 及び図 1 2 では、 セクタ— n に対してイ ンタ一リ ーブ を適用 したものであ り 、 1 セクタが 3 ノ イ トのヘッダと 5 1 2 バイ トのデータ、 そして 4バイ トの C R Cよ り、 これらの合計 を 3分割し、 各分割単位毎に 1 2バイ トの E C C符号 C 1 を付 加している。
例えば、 3 バイ ト · ヘッダと 5 1 2 バイ ト · データ、 そして 4バイ ト C R C に対して、 イ ンター リ ーブ 0 では 1 バイ 卜のへ ッ ダと 1 7 1 ノ イ ト のデータ と 1 ノ ィ ト の C R C に 1 2 ノ イ トのパリ ティ が、 イ ンタ一リーブ 1 では 1 ノ ィ トのヘッダと 1 7 1 バイ ト のデータ と 1 ノ イ トの C R C に 1 2 ノ イ ト のパ リ ティ が、 そして、 イ ンタ一リーブ 2 では 1 バイ 卜のヘッダと 1 7 0 バィ ト のデ一夕 と 2 ノ ィ ト の C R C に 1 2 バィ ト のパ リ ティ が、 それぞれ構成されている。
そして、 セク タ内の配置を、 0 番目 にはイ ン夕一 リ ーブ 0 、 1 番目 にはイ ンタ一リーブ 1 、 2 番目 にはイ ンターリ ーブ 2 、 3番目 には再び戻ってイ ンター リ ーブ 0 、 · · ·のよ う に順に並 ベる。 3 ノ イ トのヘッダ、 5 1 2 ノ イ ト のデータ、 その後には 4バイ トの C R C を付加し、 続いて作成した C 1 コー ドを同様 にして順に並べる。
図 1 1 にはイ ンターリーブで分解したものを示してお り 、 ま 6た、 図 1 2 にはメモリ上にア ド レス 0 か ら 5 5 4 まで割 り振 つたときの配置を示している。
このよ う にして図 1 1 及び図 1 2 は、 前述の図 8 と同じセク 夕単位となる。 すなわち、 3 ノ ィ トのヘッダ、 5 1 2 バイ トの データに、 4 ノ ィ 卜 の C R C と、 合計 3 6 ノ ィ ト の E C C符号 C 1 が付加されて 1 セクタ とな り 、 磁気ディ スク 2 1 上への記 録セクタの主要部と して構成される。
なお、実際の記録データの構成は、 プリ アンブル、同期信号、 ポス トアンブルなどがさ ら に付加されている。 また、 セクタ単 位の他の構成例と しては、ヘッダ · フ アイルを持たない形式や、 あるいは C R C を持たない形式などがある。
このよ う なィ ン夕一リーブの構成は、 主にハー ドウエア構成 によって決定すればよく 、 シンボル長 8 のリ 一 ド · ソ ロモン符 号では、 C 1 方向 （すなわちセクタ方向） においてイ ンターリ —ブ構成を例えば図 1 1 に示すよ う に適用する。
なお、 上述したイ ンター リ ーブは、 セクタ間で E C C を実行 した C 2 に対して適用してもよい。 この場合においても、 図 1 1 において、 D A T A部のバイ ト をセクタ と置き換えて C 2方 向 （すなわちセクタに直交する方向） に展開させる こ とで、 同 様な構成及び作用を実現する こ とができる。
以上説明してきたよ う に、 E C Cブロ ック を ト ラ ッ ク単位に 完結させる こ とによって、 回転待ちを発生する こ とのないデー 夕 · アクセス制御を行う こ とができる。 また、 E C Cブロ ッ ク を C 1 + C 2構成と し、 さ ら にイ ンターリーブ構成とする こ と によって、 よ り広い範囲でのランダム ' エラ一や、 バ一ス ト ' エラ一に対してもエラ一訂正が可能なよう にする こ とができ る。 この結果、 リ ト ライ動作によるデータ転送速度の低下を防 いだ、 安定したシステムを構築する こ とができる。
なお、 この例においては、 1 セクタを 5 1 2 ノ イ トのデ一タ と したが、 セクタ数はこの限り ではなく 、 例えば 1 0 2 4バイ ト、 あるいは 2 0 4 8 ノ ィ ト を 1セク タのデ一夕 と した場合に おいても、 上記と同様にしてセクタ毎及びセクタ間に構成され た E C Cブロ ック を実現する こ とができる。
と ころで、 上述した E C C ブロ ッ ク を ト ラ ッ ク単位に完結さ せる とき、 磁気ディ スク 2 1 のゾーンが切 り替わっ た際には、 ト ラ ッ クあた り のセクタ数が'異なるので、 同一の E C Cパ リ テ ィ 数の構成では、 エラー訂正能力がゾーン毎で大きく 異なった ものとなる可能性がある。
そこで、 ゾーン毎で E C C ブロ ッ ク構成を可変とする こ とに よって、 エラー訂正符号の冗長度を一定範囲内におさめる こ と ができ、 その結果、 エラー訂正能力をディ スクの全周に渡って 同様な強さ とする こ とができる。
図 1 3 には、 E C Cブロ ッ ク をゾーン毎で可変に構成した場 合のディ スク · フォ一マツ 卜の例を模式的に示している。
同図において、磁気ディ スク 2 1 は、 ゾーン分割されており、 さ ら にセクタ数が切り替わつている。 ゾーン 0 では 3 2 セクタ が配置され、 ゾーン 1 では 1 6セクタ、 ゾーン 2 では 8 セクタ が配置されている。 各ゾーンの配置では、 回転数を同一とする が、 動作ク ロ ック を変更し、 各ゾーンにおける線記録密度は一 定範囲にある ものとする。
このとき、 E C Cは、 セクタ毎においては C 1 が付加されて いる。 C 1 の構成は固定で同一である ものとする。具体的には、 例えば図 1 1 あるいは図 1 2 のような構成とする。
そして、 C 2 の構成については、 図に示すよう に、 ゾーン 0 では 4セクタを C 2パリ ティ と して与え、 ゾーン 1 では 2 セク 夕を、 ゾーン 2 では 1 セクタをそれぞれ C 2 パ リ ティ と して与 えてレ る。
このよう に構成にしたとき、 各ゾーンの 1 周分のデータ ' セ ク タ数に対する C 2 パリ ティ · セクタ数の割合が一定にな り、 C 2訂正能力についても各ゾーンで同一とする こ とができる。
なお、 実際のフォーマッ ト においては、 図 1 3 に示すような ゾーンとセクタ数の関係にあるような、 ち ょ う ど割り切れる値 となる場合は少ないので、 E C C部分の冗長度が一定範囲とな るような設定をすればよい。
例えば、 以下に示すよ うな値となる。 表 2 に示す例は、 ゾ一 ン数を 6 とし、 C 1 構成を例えば図 1 1 のよう なフォーマッ ト で固定と し、 C 2 構成を可変と したときのものである。 C 2 は パ リ ティ · セク タ数と、 総セクタ数を可変と している。 そして さ ら に、 1 2 8 を越えるセク タに対してィ ンタ一 リ ーブを与え たものである。 この例では、 C 2部分の冗長度と して、 0 % 〜 1 1 %程度を付加させたものである。 表 2 有効セクタ数 C2構成
ゾ—ン 0 3.6 0セクタ ( 1 0 8デ-タセクタ + 1 2. — C2セクタ） x 3 インタ一リーブ ゾ—ン 1 3 3 0セクタ ( 9 8デ—タセクタ + 1 2. _C2セクタ） X 3 インターリーブ ゾーン 2 3 0 0セクタ ( 9 0デ—タセクタ + 1 0. _C2セクタ） X 3 インターリーブ ゾ-ン 3 2 8 0セクタ ( 8 4デー夕セクタ + 1 0. _C2セクタ） X 3 インタ一リーブ ゾ—ン 4 2 5 2セクタ ( 1 1 2データセクタ + 1 4_C2セクタ） X 2 インターリ一ブ ゾ一ン 5 2 2 4セクタ ( 1 0 0データセクタ + 1 2.一 C2セクタ） X 2 ィンタ—リーブ
以上のよう に、 E C C プロ ッ ク を ト ラ ッ ク単位に完結させ、 C 1 + C 2構成と し、 さ らにイ ンタ一リーブ構成とする こ とに 加えて、 ゾーン毎で E C C構成を可変と して E C C部分の冗長 度を所定範囲内に制御する こ とによって、 ディ スクの全周に渡 つて、 よ り広い範囲でのラ ンダム · エラーやバ一ス ト · エラ一 に対してもエラ一訂正が可能なよう にな り 、 安定したデータ再 生が実現する。
なお、 上述した実施形態においては、 E C C構成のう ち C 1 部分を固定と し、 C 2 部分を可変とする こ とで E C ( 部分の冗 長度すなわちエラ一訂正能力を所定範囲内に制御した。 しかし ながら、 本発明の要旨はこれに限定されるものではなく 、 例え ば C 1 部分をゾーン毎に可変と して C 2 部分を固定させてェ ラー訂正能力を所定範囲内に制御するよう にしてもよ く 、 ある いは C 1 と C 2 を総合的に制御してエラー訂正能力を所定範 囲内に制御するよう にしてもよい。 図 1 4 には、 E C Cブロ ッ ク構成をゾーン毎で可変構成と し たときの、 他の実施形態を示している。 図 1 4では、 図 1 3 に 示したゾーン毎で E C C構成を切 り替える と ともに、 あるゾ一 ンでは E C C の構成を 1 ト ラ ッ ク単位ではない例を示してい る。
同図において、磁気ディ スク 2 1 は、 ゾーン分割されてお り 、 さ らにセクタ数が切 り替わつている。 ゾーン 0 では 3 2セクタ が配置され、 ゾーン 1 では 1 6セクタ、 ゾーン 2 では 8セクタ が配置されている。 各ゾーンの配置では、 回転数を同一とする が、 動作ク ロ ッ ク を変更し、 各ゾーンにおける線記録密度は一 定範囲にあるものとする。
このとき、 E C Cは、 セクタ毎においては、 C 1 が付加され ている。 また C 2 については、 同図に示すよ う に、 ゾーン 0 で は 2 セク タを与え、 ゾーン 1 では 1 セク タを与えている。 そし てゾーン 2 については C 2 を持っていない。
このよ う に構成する と、 ゾーン 0、 1 については 1 周分のデ 一夕 · セク タ数に対する C 2 セクタ数の割合が一定にな り、 C 2 によるエラー訂正能力についても、 両ゾーンでは同一とする こ とができる。 そしてゾーン 2 については、 C 1 だけの構成と してある。
このとき、 実際のエラ一訂正時には、 C 1 + C 2 を実行する ゾーンと、 あるいは C 1 のみを実行するゾーンを、 選択的に切 替する。
例えばゾーン 0， 1 には、 A Vコ ンテンツのよ うな ト ラッ ク と比較して十分に大きいサイ ズで且つ一定以上の転送速度が 必要とされるデータ を配置する。 一方のゾーン 2 には、 それ以 外の厳しい転送速度の要求されないデ一夕 （ヘッダ情報や、 あ るいは通常のコ ンピュータ · フ ァイルなど） を配置する。
このよう に記録されるデータに適した形式とする ことで、 効 率的な書き込み及び読み出しが可能となる。
図 1 5 には、 データ書き込み動作時におけるディ スク · コ ン ト ロ一ラ 1 3 内の処理動作をフ ローチャー トの形式で示 して いる.。
まず、 目標 ト ラ ッ クが設定される と （ステップ S 1 ) 、 そこ からシーク動作が起動する (ステッ プ S 2 ) 。
そして、 目標 ト ラ ッ ク値からゾーンが決定し（ステップ S 3 ) それに基づく 情報が、 ディ スク · コ ン ト ローラ 1 3 内の各部へ 送られる （ステッ プ S 4 ) 。
例えば、 ディ スク · フォーマッタ 3 5 では、 ゾーン毎に決め られた書き込みク ロ ッ ク の設定やセク タ設定などのフ ォーマ ッ ト情報が設定される。 また、 E C C コ ン ト ローラ 3 6 では、 ゾーン毎に決め られたパ リ ティ 数他 C 1 、 C 2 の各種設定値な どの E C C情報が設定される。
これらの設定後、 E C C生成処理が実行される （ステッ プ S
5 )。すなわち、ノ ッ フ ァ R A M 1 4 を介してデータが送られ、 E C C コ ン ト ローラ 3 6 で E C C演算が行われて C 1 及び C
2 が付加される。 演算は、 まず C 2 生成が行われ、 続いて C 1 生成が行われる。 そして、 ディ スク · フォーマッタ 3 5 で所定 のフォーマツ ト形式にされて、 デ一夕読み書き制御部 1 5 へと 送られる。
そして、 シーク完了後に実際のディ スクへの書き込みが行わ れる (ステッ プ S 6 ) 。 また、 図 1 6 には、 データ読み出し動作時におけるディ スク ' コ ン ト ローラ 1 3 内の処理動作をフ ローチャー トの形式で示 している。
まず、 目標 ト ラ ックが設定される と （ステップ S 1 1 ) 、 そ こか らシーク動作が起動する （ステッ プ S 1 2 ) 。
そして、 目標 ト ラッ ク値か らゾーンが決定し （ステッ プ S 1 3 ) 、 それに基づく 情報が、 ディ スク · コ ン ト ローラ 1 3 内の 各部へ送られる （ステップ S 1 4 ) 。
例えば、 ディ スク · フォーマッ タ 3 5 では、 ゾ一ン毎に決め られた書き込みク ロ ッ クの設定やセク タ設定などのフ ォーマ ッ ト情報が設定される。 また、 E C C コ ン ト ローラ 3 6 では、 ゾーン毎に決め られたパリ ティ 数他 C 1 、 C 2 の各種設定値な どの E C C情報が設定される。
これらの設定を行い、 シーク完了後に磁気ディ スク 2 1 か ら の読み出し処理が実行される （ステッ プ S 1 5 ) 。
そして、 データ読み書き制御部 1 5 を介して、 E C C の付加 されたデータがディ スク · コ ン ト ローラ 1 3 内部へ送られてく る。 読み込まれたデータは、 ディ スク · フォーマッタ 3 5 を介 してバッ フ ァ R A M 1 4上に E C C構成単位以上分だけ蓄積 される。 E C C コ ン ト ローラ 3 6 では、 バッ フ ァ R A M I 4 よ り 、 上記のゾーン毎に定め られた E C C構成に基づいて E C C 訂正処理を行う （ステップ S 1 6 ) 。
E C Cデコー ドの順序は、 基本的には、 セクタ内の E C C コ — ド C 1 のデコー ドを行い、 エラー訂正ができなかった場合に セクタ間の E C C コー ド C 2 のデコー ドを続いて行う。 また、 エラー位置を示す、 消失位置情報が得られる場合には、 これを 利用 して C 1 あるいは C 2 において消失訂正も併せて行う。 その他と して、 C 1 + C 2 を実行するか、 あるいは C 1 のみ を実行するかを、 任意に （例えばゾーン毎とか、 システム毎と かなど） 切 り替え選択してもよい。
E C C訂正処理結果は、 バッ フ ァ R A M I 4上で反映される そして、 所定のタイ ミ ングで読み出しデータがホス ト · コ ン ト ローラ 1 3 を介してイ ンターフエ一ス 1 7 へ送出されてい く 。
以上、 特定の実施形態を参照しながら、 本発明について詳解 してきた。 しかしながら、 本発明の要旨を逸脱しない範囲で当 業者が該実施形態の修正や代用を成し得る こ とは自明である。 すなわち、 例示という形態で本発明を開示してきたのであ り 、 本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。 本発明 の要旨を判断するためには、 冒頭に記載した特許請求の範囲の 欄を参酌すべきである。
上記実施の形態では、 書き込み時に指定 トラ ッ ク の各セク タ に開始セクタ を基準と した相対位置情報を割 り振る構成を例 示したが、 本発明は、 かかる構成に限定されない。 本発明は、 例えば、 書き込み時に指定 ト ラ ッ クの開始セクタをオン · ト ラ ッ ク後にヘッ ド下を通過する指定 ト ラ ッ クのセク タであっ て 最初にサーポ直後に配されるセク タ とする構成を採用する こ と もできる。 この構成では、 指定 ト ラ ッ クの各セクタに開始セ クタを基準と した相対位置情報を割り振る必要が無いため、 本 発明にかかる E C Cは、 相対位置情報と無関係に生成する こ と ができる。 例えば、 相対位置情報ではなく 、 セクタの論理ア ド レス （ I D )や物理ア ド レス （ I D )と関係させて、 E C C を生成 する こ とが可能である。 なお、 最初にサーポ直後に配されるセ クタを開始セクタ とする構成では、 さ らに、 記録媒体における ト ラ ッ ク 間の距離と該 ト ラ ッ ク間でのシーク動作で発生する スキュー との関係を示すテーブルを用 いて指定 ト ラ ッ ク の開 始セクタの I Dを求め、 駆動装置に求め られた I Dの情報をホ ス ト装置に転送させる構成を採用する こ と もできる。 こ こで言 う I Dに物理 I D、 論理 I D、 相対 I Dのいずれを利用 した構 成においても、 本発明の適用は可能である。 産業上の利用可能性
以上詳記したよう に、 本発明によれば、 転送速度を低下させ る こ となく安定したデータ再生を行う こ とができる、 優れたデ 一夕記録再生装置及びデ一夕記録再生方法、 並びにコ ンピュー 夕 · プログラムを提供する こ とができる。
また、 本発明によれば、 よ り広い範囲でのランダム · エラー やバース ト · エラ一に対してもエラ一訂正が可能であ り 、 リ ト ライ動作を回避する こ とによって、 転送速度を低下させる こ と なく 、 安定したデータ再生を行う こ とができる、 優れたデータ 記録再生装置及びデータ記録再生方法、 並びにコ ンピュータ · プログラムを提供する こ とができる。
本発明に係るデータ記録再生装置又はデータ記録再生方法 によれば、 第 1 のエラー訂正符号単位を用いる こ とによ り セク タ内でのラ ンダム · エラーを訂正する こ とができる と と もに、 第 2 のエラー訂正符号単位を用いる こ とによ り セク タ 内エラ —訂正範囲を越えるエラーや、 セクタ間にまたがるバース ト ' エラ一を訂正する こ とができる。 すなわち、 エラ一訂正ブロ ッ ク構成を C 1 + C 2 とする こ とによって、 デ一夕転送速度を所 望以上に保っために リ ト ライが行えない状況においても、 C 1 でエラ一訂正が不能となった際に、 さ ら に C 2 でエラ一訂正を 行'う こ とができるので、 よ り安定したシステムを提供する こ と ができる。
また、 ト ラ ッ ク当た り に 2 以上のエラー訂正ブロ ッ クが存在 しないよう に、 且つ、 1 又は複数の ト ラ ック単位でエラ一訂正 ブロ ック を完結させる構成とする こ とによって、 1 ト ラ ッ ク を アクセス単位とする こ とができ、 回転待ちを発生する こ とのな いデータ · アクセス制御を実現する こ とができる。 すなわち、 所望のデータ記憶場所へのアクセス時間を短縮する こ とがで きる。 また、 同一 ト ラ ッ ク上で 2以上のエラ一訂正ブロ ック を 持つこ とがないので、 エラ一訂正符号構成を複数 ト ラッ ク単位 と した場合であっても、 同様に、 回転待ちを発生する こ とのな いデータ · アクセス制御を実現する こ とができる。
また、 ディ スク内をゾーン毎など所定の区切 り においてエラ 一訂正ブロ ッ ク構成を可変とする こ とによ り 、 ディ スクの全周 に渡ってエラ一訂正能力を均一にする こ とができる と ともに、 効率のよいディ スク · フ ォ一マツ ト を作成する こ とができる。
また、 E C Cブロ ッ ク構成にイ ンターリ ーブ構造を採用する こ とによ り 、 ハー ドウェア構成を考慮した上でよ り安定したシ ステムを実現する こ とができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . データが同心円状の ト ラ ッ ク に設けられたアクセスの最 小単位となるセク タへ所定量毎に分割して記録されるデイ ス ク状記録媒体にデータの記録再生を行う デ一夕記録再生装置 において、
上記ディ ス ク状記録媒体に対するデータの記録再生を行う 記録再生手段と、
上記記録再生手段を上記ディ スク状記録媒体上の所定の記 録 卜 ラ ッ クへ移送する移送手段と、
上記所定 卜 ラ ッ ク に移送された上記記録再生手段がァクセ ス可能となっ た上記セク タか ら 1 ト ラ ッ ク分のデ一夕 にァク セスするよう に制御するアクセス制御手段と、
上記アクセス される 1 ト ラ ッ ク分のデ一夕 に対して第 1 の 所定デ一夕量単位に対してエラ一訂正を行う第 1 のエラ一訂 正符号の生成を行う第 1 のエラー訂正符号生成手段と、
複数の上記第 1 の所定のデータ量単位に対してエラー訂正 を行う第 2 のエラー訂正符号の生成を行う第 2 のエラー訂正 符号生成手段とを備え、
生成された上記第 1 のエラ一訂正符号と上記第 2 のエラー 訂正符号と を備えるエラー訂正符号ブロ ッ ク は ト ラ ッ ク ごと に 1 のみ生成される こ とを特徴とするデータ記録再生装置。
2 . 上記記録再生装置は、 更に
上記アクセス される 1 ト ラ ッ ク分のデータ に対して第 1 の 所定データ量単位に対してエラー訂正を行う第 1 のエラー訂 正符号に基づいてエラー訂正を行う第 1 のエラー訂正手段と、 複数の上記第 1 の所定のデータ量単位に対してエラー訂正 を行う 第 2 のエラ一訂正符号に基づいてエラー訂正を行う 第 2 のエラ一訂正手段と
を備える こ とを特徴とする第 1 項記載のデータ記録再生装置。
3 . 上記アクセス制御手段は、
上記ディ スク上記録媒体へのデータの書き込み時には、 所定の 記録 ト ラ ッ ク上で書き込みが可能となっ たセク タか ら各セク 夕に対して、 順番に相対位置ァ ド レスを割り振る
第 1 項記載のデータ記録再生装置。
4 . 上記アクセス制御手段は、 記録再生手段が移送されて所 定の記録 ト ラ ッ ク か ら最初に読出 し可能となっ たセク タか ら 逐次データを読みだし、 上記セクタ に毎に割り振られた相対位 置情報に基づいてセクタ単位でデータを再配置する
第 1 項記載のデータ記録再生装置。
5 . 上記データ記録再生装置は、 上記ディ スク状記録媒体か ら読みだされたデ一夕を記憶する記憶手段を更に備え、
上記相対位置情報に基づいて上記記憶手段の所定位置へ読 みだされたデータが記憶される よ う に制御する第 4項記載の データ記録再生装置。
6 . 上記データ記録再生装置は、 上記ディ スク状記録媒体か ら読みだされたデータを記憶する記憶手段を更に備え、
上記記憶手段に 1 ト ラ ック分のデータが記憶された後、 上記 相対位置情報に基づいて上記記憶手段か らデータが読出され るよう に制御する第 4項記載のデ一夕記録再生装置。
7 . 上記データ記録再生装置は、 上記ディ スク状記録媒体か ら読みだされたデータを記憶する記憶手段を更に備え、 所定の ト ラ ッ クか ら読みだされるデータが上記相対位置情 報に基づいて最初のセク タ と判断される までは上記記憶手段 に記憶し、 最初のセクタが上記ディ スク上記録媒体か ら読出さ れた場合には、 後続の読出されたセク タデータを出力 し、 その 後上記記憶手段に記憶されたデータ を出力する第 4項記載の データ記録再生装置。
8 . 前記第 2 のエラ一訂正符号生成手段はリー ド ' ソ ロモン 符号方式によ り エラー訂正符号を生成する、 ことを特徴とする 請求項 1 に記載のデータ記録再生装置。
9 . 上記ディ スク上記録媒体は、 半径位置に基づいて ト ラ ッ ク上のセクタ数が相違するゾーンビッ ト · レコーディ ング方式 によ り構成され、
こ とを特徴とする請求項 1 に記載のデータ記録再生装置。
上記第 2 のエラー訂正符号生成手段は、 エラ一訂正ブロ ッ ク 構成を所定のゾーン毎に可変とする、 こ とを特徴とする請求項 1 に記載のデータ記録再生装置。
1 0 . 第 2 のエラ一訂正符号単位又は、 第 1 のエラー訂正符 号単位の構成を変更する こ とによ り 、 エラ一訂正ブロ ッ ク構成 を可変とする、 こ とを特徴とする請求項 9 に記載のデータ記録 再生装置。
1 1 . エラー訂正ブロ ッ ク は第 1 又は第 2 のエラ一訂正符号 単位においてイ ンターリ ーブ構造を備える、 ことを特徴とする 請求項 1 に記載のデータ記録再生装置。
1 2 . 上記データ記録再生装置は、
上記第 1 のエラー訂正手段と上記第 2 のエラー訂正手段と の 2 のエラー訂正手段によるエラー訂正と、 上記第 1 のエラ一訂正手段によるエラー訂正と上記第 2 の エラ一訂正手段によるエラー訂正との一方を選択的に実行す る第 2 項記載のデータ記録再生装置。
1 3 . 上記ディ スク状記録媒体記録されるデータのう ちの少 な く と も 1 は上記第 1 のエラ一訂正符号生成手段によ る第 1 のエラー訂正符号の生成のみが実行される第 1 項記載のデ一 夕記録再生装置。
1 4 . データが同心円状の ト ラ ッ ク に設けられたアクセスの 最小単位となるセクタへ所定量毎に分割して記録されるディ ス ク状記録媒体にデ一夕の記録再生を行う データ記録再生方 法において、
上記ディ ス ク状記録媒体に対するデータの記録再生を行う 記録再生手段を上記ディ ス ク状記録媒体上の所定の記録 ト ラ ッ クへ移送し、
上記所定 ト ラ ッ ク に移送された上記記録再生手段がァクセ ス可能となっ た上記セク タか ら 1 ト ラ ッ ク分のデータ にァ ク セスするよう に制御し、
上記ディ スク状記録媒体へデータの記録を行う場合には、 少 な く と も上記アクセス される 1 ト ラ ッ ク分のデータ に対して 第 1 の所定データ量単位に対してエラー訂正を行う第 1 のェ ラー訂正符号と、 複数の上記第 1 の所定のデータ量単位に対し てエラー訂正を行う第 2 のエラ一訂正符号とを備えるエラ一 訂正ブロ ッ ク を ト ラ ッ ク ごと に 1 のみ生成するデータ記録再 生方法。
1 5 . 上記再生方法は、
上記ディ スク状記録媒体か らのデータの再生時には、 少なく とも上記第 1 のエラー訂正符号に基づく エラー訂正と、 上記第 2 のエラー訂正符号に基づく エラー訂正と を更に行う 第 1 4 項記載のデータ記録再生方法。
1 6 . 上記所定 卜 ラ ッ ク に移送された上記記録再生手段がァ クセス可能となっ た上記セク タか ら 1 ト ラ ッ ク分のデータ に アクセスするよう に制御するアクセス制御手段と、
上記アクセスされる 1 ト ラ ッ ク分のデータ に対して第 1 の 所定デ一夕量単位に対してエラ一訂正を行う第 1 のエラー訂 正符号の生成を行う第 1 のエラ一訂正符号生成手段と、
複数の上記第 1 の所定のデータ量単位に対してエラー訂正 を行う第 2 のエラ一訂正符号の生成を行う第 2 のエラー訂正 符号生成手段とを備え、
生成された上記第 1 のエラ一訂正符号と上記第 2 のエラー 訂正符号と を備えるエラー訂正符号ブロ ッ ク は ト ラ ッ ク ごと に 1 のみ生成される こ とを特徴とするデータ記録再生装置。
1 7 . デ一夕が同心円状の ト ラ ッ ク に設けられたアクセスの 最小単位となるセク タへ所定量毎に分割して記録されるディ ス ク状記録媒体にデータ の記録再生を行う データ記録再生装 置において、
上記ディ スク状記録媒体に対するデータの記録再生を行う 記録再生手段と、
上記記録再生手段を上記ディ スク状記録媒体上の所定の記 録 ト ラ ッ クへ移送する移送手段と、
上記所定 ト ラ ッ ク に移送された上記記録再生手段がアクセス 可能となっ た上記セク タか ら順番に相対位置ア ド レス を割 り 振っ て 1 ト ラ ッ ク分のデータ を記録する と共にデータ の再生 時には上記所定 ト ラ ッ ク に移送された上記記録再生手段がァ クセス可能となっ た上記セク タか ら 1 ト ラ ッ ク分のデータ を 読出すよう に制御するアクセス制御手段と、
上記データの記録時に記録されるデータ に上記相対位置ァ ド レス を含んで所定のエラ一訂正符号を生成するエラー符号 生成手段と
を備えるデータ記録再生装置。
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