JPH01267876A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は磁気ディスク装置の改良に関し、特に磁気ヘッ
ドの位置決め制御に関する。

（従来の技術） 一般Ｋ、磁気ディスク装置への書込み、あるいは読出し
だ要する時間をアクセス時間といい、磁気ディスク装置
の重要な性能の一つである。このアクセス時間はデータ
の書込み、あるいは読出しを行う目的のシリンダへ磁気
ヘッドを移動させるに要するシーク時間と、磁気ヘッド
が目的のシリンダでデータの書込み、あるいは読出しを
行なうべき回転位置まで到達するのに要する回転待時間
とからなる。シーク時間は磁気ヘッドを移動させる速度
に依存し、回転待時間は回転速度に依存している。

近年、磁気ディスク装置のアクセス時間を短縮すること
が強く要望されているが、このような状況下でシーク時
間を短縮するように検討が始められている。磁気ヘッド
の移動には、サーボ機構による速度制御が用いられてい
る。従来の磁気ディスク装置では、磁気ヘッドの速度制
御は磁気ヘッドが位置するシリンダと、磁気ヘッドが位
置決めされるべき目的のシリンダとの差のシリンダによ
って行なわれている。

第３図は、上記速度制御の動作について示す説明図であ
る。以下、第３図に従って従来の磁気ディスク装置の磁
気ヘッドの速度制御について説明する。第８図において
、縦軸は磁気ヘッドの移動速度を表わし、横軸は目的と
するシリンダまでの差の７リングを示し、実線は速度制
御の基準速度を示し、破線は磁気ヘッドが実際に移動す
る速度を示している。横軸のＡ点およびＡ１点はシーク
の開始点を示し、Ｂ点は目的とするシリンダを示してい
る。基準速度は目的シリンダに対して予め定められたシ
リンダ数（第８図のＮ点）に接近するまで一定の速度で
移動し、予め定められたシリンダにまで接近すると減速
曲線を示す。

シーク開始点Ａ点から目的とするシリンダの置かれ７’
？Ｂ点まで移動するものと仮定すると、まず磁気ヘッド
は基準速度に到達するまで加速される。

次に加速された磁気ヘッドの速度が基準速度に到達する
（第３図の８１点）と、加速は停市されて基準速度に従
って定速で移動する。次に目的とするシリンダの置かれ
たＢ点に対して予め定められたシリンダ数にまで接近す
ると、基準信号に従って減速されて目的とするシリンダ
８点にまで達する。

また、シーク開始点Ａ！点から目的とするシリンダの置
かれたＢ点にまで磁気ヘッドが移動するものと仮定する
と、まず、磁気ヘッドは同様に基準速度になるまで加速
される。次に、加速された磁気ヘッドの速度が基準速度
に到達する（第３図の８１点）と、この場合には基準速
度がすでに減速カーブに入っているため、磁気ヘッドの
速度が基準速度に到達した後、直ちに減速され、目的と
する７リンダの置かれたＢ点に達する。

このようにして磁気ヘッドは速度制御を受けるが、その
基準速度は目的とするシリンダまでに到達するまでの差
のシリンダ数の関数となっている。

第４図は、基準速度発生回路の一例を示すブロック図で
ある。第４図において、１２は目的シリンダレジスタ、
１３は現在シリンダレジスタ、１４はディファレンスレ
ジスタ、１６は比較回路、１フは変換回路である。

第４図を説明すると、目的シリンダレジスタ１２は磁気
ディスク装置の上位装置により指定される目的のシリン
ダを記憶する虎めのレジスタ回路であり、第８図で示さ
れるＢの値を記憶するものである。現在シリンダレジス
タ１３は磁気ヘッドが現在位置決めしているシリンダを
記憶するなめのレジスタ回路であり、第３図で示される
Ａ１あるいはＡ！の値を記憶するものである。デイ７ア
レンスレジスタ１４は目的シリンダレジスタ１２と現在
シリンダレジスタ１３との信号を受け、目的シリンダま
での差のシリンダ数、すなわち第８図で示されるＢ−Ａ
、、あるいはＢ−Ａ、の値を算出して記憶し、シークが
開始されると磁気ヘッドが１シリンダだけ通過するごと
に信号＠１５上だ発生するシリンダパルス信号によって
上記差のシリンダ数を減算するものであり、レジスタ回
路と減算カウンタとで構成されている。

ディファレンスレジスタ１４の出力がゼロとなると、目
的シリンダ３点に磁気ヘッドが到達したことを意味する
。

比較回路ＩＢは、ディファレンスレジスタ１４の出力値
が第３図で示されるＮの値よりも大きい場合にはＮの値
を出力し、Ｎの値よりも小さい場合にはディファレンス
レジスタ１４の出力値をそのまま出力する。

変換回路１フは、比較回路１６から出力されるシリンダ
数を、それに見合う速度に変換する回路であり、変換回
路１７の出力が第８図で示される基準速度となる。よっ
て、変換回路１フは第８図で示されるシリンダ数Ｎを速
度ＶＴＩＫ変換することになる。

また、シーク時間を短縮するためには基準速度を最高速
度にすること、すなわち第３図で示されるＶＨの値をで
きるだけ大きくすることが重要である。、ま虎、同様に
磁気ヘッドの加速、減速を大きくすること、すなわち第
３図で示される加速カーブ、および減速カーブの傾きを
大きくする。ことなども重要である。これらが努力され
ているが、いずれの場合でも速度側間の丸めの電子回路
の消費電力は増大する。

一方、第５図は回転待ち時間例を示す説明図である。次
に１回転待ち時間について第５図を参照して説明する。

磁気ヘッド２４があるシリンダから目的シリンダ２２に
シークしてきたとき、第５図で示すＡ点に位置決めされ
たとし、磁気ヘッド２４が目的のシリンダ２２でデータ
の書込み、あるいは読出しを行うべき目的の回転位置２
３がＢ点であったとする。この場合、磁気ヘッド２４は
目的の回転位置２３がＡ点に到達するまでデータの書込
み、あるいは読出し動作を行なうことができないので、
回転の終了まで待つ必要がある。この待ち時間を回転待
時間と呼んでいる。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の磁気ディスク装置では一般に大量の電力
を消費し、しかもシーク時間を短縮しても実際に目的の
シリンダでデータの書込み、あるいは読出し動作を行な
うためには、回転待時間の間、待たなければならず、む
だに電力を消費するとｂう欠点がある。

本発明の目的は、磁気ヘッドを現在位置決めしているシ
リンダとその回転位置、次に磁気ヘッドを位置決めし、
データの書込み、あるいは読出しを行なうべき目的のシ
リンダとその回転位置に従って磁気ヘッドの移動速度を
制御することＫよって上記欠点を除去し、電力消費量を
減少できるように構成した磁気ディスク装置を提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段） 本発明による磁気ディスク装置は、第１のレジスタ対と
、第２のレジスタ対と、ディファレンスレジスタと、演
算回路と、比較回路とを具備して、溝成し念ものである
。

第１のレジスタ対は、磁気ヘッドが現在位置決めされて
いる第１のシリンダ、および第１の回転位置を表わすデ
ータをそれぞれ格納するためのものである。

第２のレジスタ対は、磁気ヘッドが次に位置決めされて
いる第２のシリンダ、および第２の回転位置を表わすデ
ータをそれぞれ格納するためのものである。

ディファレンスレジスタは、磁気ヘッドを現在位置決め
されている第１のシリンダから次に位置決めされている
第２のシリンダへ移動させる際の位置の差を検出するた
めのものである。

演算回路は、第１および第２のレジスタ対の内容にもと
づき、移動の速度を演算するためのものである。

比較回路は、ディファレンスレジスタおよび演算回路の
出力にもとづき、移動の速度を制御するためのものであ
る。

（実施例） 次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は、本発明によるディスク装置における磁気ヘッ
ドの速度制御回路の基準速度発生回路の一実施例を示す
ブロック図である。

第１図において、１は目的回転位置レジスタ、２は現在
回転位置レジスタ、３は目的シリンダレジスタ、４は現
在シリンダレジスタ、５は演算回路、６はディファレン
スレジスタ、７は比較回路、８は変換回路である。

目的回転位置レジスタ１は、磁気ディスク装置の上位装
置から指定されるデータの書込み、あるいは読出しを行
なうべき目的の回転位置を記憶するレジスタ回路である
。現在回転位置レジスタ２は、磁気ディスク板の回転の
始点を示す信号線８上のインデックス信号と、磁気ヘッ
ドの速度制御回転の基準となる信号線９上のクロック信
号とによって、磁気ヘッドが現在、位置する現在の回転
位置を記憶するためのもので、カウンタとレジスタ回路
とより成る回路である。

目的シリンダレジスタ３は、上位装置から指定される目
的のシリンダを記憶しているレジスタ回路である。現在
レジスタ４は、磁気ヘッドが現在、位ぼ決めされている
現在のシリンダを記憶してぃるレジスタ回路である。

ディファレンスレジスタ６は、目的シリンダレジスタ３
と現在シリンダレジスタ４との信号を受け、目的シリン
ダまでの差のシリンダ数を算出し、シーク動作が開始さ
れると磁気ヘッドが１シリンダ通過するごとに発生する
信号線１ａ上のシリンダパルス信号によって、上記差の
シリンダ数を減算するものであり、レジスタ回路と減算
カウンタ回路とから成る回路である。

演算回路５は目的回転位置レジスタ１と、現在回転位置
レジスタ２と、目的シリンダレジスタ３と、現在シリン
ダレジスタ４との各信号を受け、目的シリンダへのアク
セス時間を演算し、回転待ち時間が最少となるよりに基
準速度の最高速度を演算する九めの回路である。

比較回路７は演算回路５とデイプアレ／スレジスタロと
の信号を受け、ディファレンスレジスタ６の値が演算回
路５により指示される値よりも大きい場合にはある一定
の値を出力し、デイ７アレンスレジスタ６の値が演算回
路５によシ指示される値より小さくなるとディファレン
スレジスタ６の値をそのまま出力する比較回路である。

変換回路１１はシリンダ数をそれに見合う速度に変換す
る回路で、変換回路１１の出力が速度制御回路の基準速
度となる。

次に、本発明による磁気ヘッドの速度制御について第２
図を参照して説明する。速度制御方式は、基本的には従
来装置の速度制御と同じであるが、第２図において縦軸
は磁気ヘッドの移動速度を示し、横軸は目的シリンダま
での差のシリンダをそれぞれ示す。実線は速度制御の基
準速度を示し、破線は磁気ヘッドが実際に移動する速度
を示し、横軸のＡ、点およびＡ８点はシークの開始点を
示し、Ｂ点は目的シリンダを示している。

まず、Ａ１点からＢ点の目的シリンダにシークする場合
を考える。このとき、第１図に示す現在シリンダ４には
Ａ１の値が記憶され、目的シリンダレジスタ３にはＢの
値が記憶されている。第１図の目的回転位置レジスタ１
には上位装置により指定された値が記憶され、現在回転
位置レジスタ２にはシークを開始する時点の磁気ヘッド
の回転位置が記憶されている。

標準の基準速度カーブの場合、すなわち第２図で示す基
準速度で最高速度がＶ３．の場合には、第１図の演算回
路５はシークした場合のシーク時間および回転待ち時間
、すなわち目的のシリンダにより目的の回転位置でデー
タの書込み／読出しが行なわれるまでの時間（アクセス
時間）を演算する。次に、演算回路Ｓは回転待ち時間が
最少となり、このアクセス時間をすべてシーク時間に費
すことができる場合の基準態度の最高速度を算出する。

例えば、最高速度ＶＩｌｌ！でシークした場合の７一ク
時間が１５一ク、待ち時間が５一クであるとし九場合、
アクセス時間は２０ｍ５となる。しかし、このアクセス
時間２０ｍ８をすべてシーク時間で費すようなシークを
しても、回転待ち時間が０となるだけで、シーク終了後
に磁気ヘッドは直ちに目的の回転位置に置かれてデータ
の書込み、あるいは読出しを行なうことができ、実効ア
クセス時間は影響を受けない。

最高速度は、先の標準の基準速度ＶＨａに比べ低くなり
、第２図に示すｖＨｂとなる。演算回路５は、基準速度
ＶＴｌａに見合う減速開始点（第２図中でＮ１．点）と
比較回路フに指示する。ディファレンスレジスタ６には
、シーク開始点では目的シリンダＢと現在シリンダＡ１
　との差の値、すなわち（Ｂ−Ａｔ）が記憶されている
。シークが開始され、磁気ヘッドが移動するに伴なって
ディファレンスレジスタ６が記憶している値はシリンダ
パルス１０によって減算されてゆく。

比較回路７は、ディファレンスレジスタ６の値が演算回
路Ｓによって指示される減速開始点Ｎｂを示すシリンダ
数になるまで一定の値（Ｎｌ））全出力し、デイ７アレ
ンスレジスタ６の値がＮｂ以下になると、デイ２アレン
スレジスタロの１直ヲ出力するつ比較回路７の出力値が
Ｎａであれば、変換回路１１はこれを基準速度Ｖ□８に
変換し、ＮｂでちればｖＨｂに変換するように比較回路
フが示すシリンダ数を速度信号に変換する。仁の変換回
路１１の出力が基準速度信号となる。

第２図に示すように、基準速度の最高速度をＶＨａから
ＶＨｂＫ低下することゼ、磁気ヘッドを加速している時
間が３１からｂｌに減少し、減速している時間もＮａか
らＮｂへと減少する。この加速あるいは減速をしている
間、大量の電力が制御回路で消費されるため、このよう
に基準速度の最高速度を低下させることばより電力の消
費を大幅に低減させることができる。

一方、第２図で示すＡ２点からＢ点の目的シリンダにシ
ークする場合も考えると、目的シリンダおよび目的回転
位置、現在シリンダおよび現在回転位置から演算し、最
高速度をｖＨａからＶＨｂに低下させてもアクセス時間
に影響を与えず、シークすることが可能であると判断で
きれば、現在シリンダから目的シリンダにシークする場
合の制御回路が消費する電力は加速、あるいは減速の時
間が第２図中で８１からｂｌへ、ＩｋｌからＮｂへ低減
される。こればより、太陽に消費電力を低減することが
可能となる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、現在磁気ヘッドを位置決
めしてｂるシリンダとその回転位置、ならびに次に磁気
ヘッドを位置決めし、データの読出し／書込みを行なう
べき目的シリンダとその回転位置とＫよって磁気ヘッド
を移動させるための速度制御を行なうことにより、アク
セス時間に影響を与えることなくシーク時間を暴くでき
、磁気ヘッドの位置決め制御回路の消費する（力を低減
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による磁気ディスク装置の磁気ヘッド
の速度別（２）回路の基＊速度発生回路の一実施例を示
すプ゛ロック図である。 第２図は、本発明による磁気ヘッドの速度制御について
の説明図である。 第８図は、従来技術による磁気ヘッドの速度制御につい
ての説明図である。 第４図は、従来技術による磁気ヘッドの速度制御回路の
基準速度発生回路の一例を示すブロック図である。 第５図は、回転待時間を示す説明図である。 １・・・目的回転位置レジスタ ２・・・現在回転位置レジスタ ３．１２・・拳目的シリンダレジスタ ４．１３・−・現在シリンダレジスタ ５拳・・演算回路 ６．１４・−・ディファレンスレジスタフ、１６・・・
比較回路 １１．１フ・・・変換回路 ２１・・・磁気ディスク板 ２２・・―目的シリンダ ２３・・・目的回転位置 ２４・・・磁気ヘッド ８〜１Ｇ、Ｉｓ・・・信号線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁気ヘッドが現在位置決めされている第１のシリンダお
   よび第１の回転位置を表わすデータをそれぞれ格納する
   ための第１のレジスタ対と、前記磁気ヘッドが次に位置
   決めされ、データの読出し、あるいは書込みが行なわれ
   る第２のシリンダおよび第２の回転位置を表わすデータ
   をそれぞれ格納するための第２のレジスタ対と、前記磁
   気ヘッドを前記現在位置決めされている第１のシリンダ
   から前記次に位置決めされている第２のシリンダへ移動
   させる際の位置の差を検出するためのデイフアレンスレ
   ジスタと、前記第１および第２のレジスタ対の内容にも
   とづき、前記移動の速度を演算するための演算回路と、
   前記デイフアレンスレジスタおよび前記演算回路の出力
   にもとづき、前記移動の速度を制御するための比較回路
   とを具備して構成したことを特徴とする磁気ディスク装
   置。