JPH05282794A - 磁気ディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 交代処理が施されている場合でもデータセク
タのアクセス処理時間の低下を招くことのない高容量の
磁気ディスクドライブ装置の提供を目的とする。 【構成】 セクタＩＤにサーボ領域によるデータ部の分
離パターンを求めるための参照情報と交代処理がなされ
ていない初期状態に対し交代処理の結果次のトラックへ
シフトしたセクタ数８と次の有効セクタまでのセクタ数
９を付加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、データ領域の所定領域
にサーボ情報を形成した磁気ディスクを使用する磁気デ
ィスクドライブ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気ディスクドライブ装置におい
ては、磁気ディスク一面にサーボ情報を磁気的に形成し
てサーボヘッドを目標トラックに位置決めし、他面をデ
ータ面としてデータヘッドでもって情報を記録・再生す
るサーボ面サーボ方式が広く採用されている。しかし、
この方式は、磁気ディスクドライブ装置の使用環境の変
化、特に温度上昇によって、サーボ面のサーボトラック
とデータ面のデータトラックの位置ずれ、いわゆるサー
マルオフトラックを生じやすく、データの記録・再生が
できなくなり、本質的にトラック密度を高めることがで
きないという問題を有していた。

【０００３】最近では、磁気ディスクドライブ装置に組
み込まれた磁気ディスクの全面をデータ面として用い、
そのデータ面に離散的にサーボ情報を形成して、磁気ヘ
ッドを目標トラックに位置決めするデータ面サーボ方式
が採用され始めている。

【０００４】一方、磁気ディスクドライブ装置の小型化
・大容量化を実現するため磁気ディスクの記録密度を上
げる新しい記録方式が導入されてきている。従来、磁気
ディスクの面上のどの位置においても一定の転送速度で
記録・再生を行っているため磁気ディスクの外周側の線
記録密度が最内周に比べて余裕があった。そこで、磁気
ディスクを半径方向に数個の小領域（ゾーン）に分割し
て区分し、各小領域に対してデータの転送速度を変化さ
せ、外周側の線記録密度を最内周と同程度にすることに
よって、外周側により多くのセクタをもつ構成として大
容量化が実現されてきている。また、磁気ディスクを小
領域に分割して各小領域で転送速度を変化させ、かつデ
ータ面サーボ方式の磁気ディスクドライブ装置では、デ
ータ領域の境界にサーボ領域を形成している。

【０００５】さらに近年、サーボ領域の個数とサーボ領
域とデータ領域との位置関係をより柔軟にし、データ領
域の境界以外すなわちセクタ内にサーボ領域を形成する
フォーマット構成を用いて容量を増す方式が試みられて
いる。

【０００６】以下、図５のようなデータセクタがサーボ
領域によって分離されているフォーマット構成の磁気デ
ィスクドライブ装置について説明する。

【０００７】図５は、従来の磁気ディスクの記録パター
ンを模式的に示したものであり、２１はサーボ領域、２
２はゾーン１のデータ領域、２３はゾーン２のデータ領
域、２４はゾーン３のデータ領域である。図において、
隣り合うサーボ領域間に、内周のゾーン１では１セク
タ、外周のゾーン３では２セクタが形成され、それぞれ
のゾーンは数十から数百のトラックで構成されている。
なお、磁気ディスクの同一面上で同一半径上のデータの
集まりをトラックと呼び、磁気ディスクの両面または複
数個の磁気ディスクの面上で同一半径上にあるトラック
の集まりをシリンダと呼ぶ。磁気ディスクにおいて、磁
気ディスク面の同心円上の１周のデータ領域をセクタと
呼ばれる複数個の分割した小領域にデータが記録され
る。

【０００８】図６は、従来の磁気ディスクにフォーマッ
トされたセクタの構成図である。図６において、５０は
ＩＤ部、５１はデータ部、５２はＩＤのヘッダ部であ
る。５３はＩＤ部のＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ
Ｌｏｏｐ）シンク、５４はＩＤのアドレスマーク、５
５はシリンダ番号、５６はヘッド番号、５７はセクタ番
号、５８はＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃ
ｙ Ｃｈｅｃｋ）、５９はＰＡＤでありＩＤ部が構成さ
れている。６０はデータ部のＰＬＬシンク、６１はデー
タのアドレスマーク、６２はデータ、６３はＥＣＣ（Ｅ
ｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ Ｃｏｄｅ）、６４は
ＰＡＤ、６５はＩＳＧ（Ｉｎｔｅｒ Ｓｅｃｔｏｒ Ｇ
ａｐ）であり、データ部が構成されている。ＩＤは、各
データセクタにあり磁気ディスクのフォーマット時に記
録され、通常のライト処理時には記録されない。また、
ＩＤはリードやライト処理時にヘッドが各セクタにアク
セスする際の目印となるラベルである。ＰＬＬシンクは
書き継ぎ点で乱れたＰＬＬのロックを回復するために用
いられる。ＩＤとデータのアドレスマーク５４，６１
は、それぞれ、これ以降のＩＤ情報またはデータを読む
にあたってのバイト同期を取るためのものである。ＣＲ
Ｃは、ＩＤ部のチェックコードで、ＥＣＣはデータの誤
り検出，訂正を行うためのコードである。ＰＡＤは書き
込み時にそれまでＩＤ部を読んでいたヘッドに対し、書
き込みを開始するときの時間差を吸収するためのギャッ
プに用いられたり、リード時にＥＣＣを最後まで安定に
読むためのヌルデータである。ＩＳＧは次のセクタの始
まりまでのギャップでデータ部を書くときの位置のゆら
ぎや磁気ディスクの回転変動による誤差を吸収するため
のギャップである。

【０００９】通常磁気ディスクドライブ装置を製造時，
出荷時あるいは出荷後に磁気ディスク面に傷が発生し使
用できない欠陥セクタが発生することがある。その場
合、そのセクタへのデータのライトを行わないように
し、代わりのセクタを割り当てる交代処理が必要にな
る。

【００１０】図７は、従来の交代処理管理の説明図であ
る。図において、３０，３１は欠陥セクタ、３２はトラ
ック、３３は交代領域、３４，３５は交代セクタを示
す。交代領域３３は、例えばシリンダの後尾に位置する
領域である。欠陥セクタがトラック３２上に存在しない
場合、前記ＩＤのセクタ番号は隣り合ったセクタと連続
的な番号が記録されている。欠陥セクタ３０がトラック
３２上に存在した場合、セクタ番号１に相当するセクタ
は交代領域３３の交代セクタ３４に交代処理される。ま
た、交代処理を行った際には交代元の欠陥セクタの物理
的情報と交代処理された交代領域３３内の物理的情報を
交代テーブルに保持している。

【００１１】ここで、従来の磁気ディスクドライブ装置
のリード動作について図７を用いて説明する。ホストコ
ンピュータからトラック３２の全セクタのデータ読み出
し要求が磁気ディスクドライブ装置に送られた場合を例
にとる。まず、目的セクタをサーチする前に前記交代テ
ーブルからトラック３２の交代処理情報を得た後、目的
セクタの前記ＩＤ情報をサーチし、磁気ディスクからリ
ードしたＩＤ情報と所望のセクタのＩＤ情報を比較し一
致していればデータ部のリードを行う。トラック３２の
２セクタ目は欠陥セクタであり、前記交代テーブルから
欠陥セクタ３０の交代先がわかっているので交代先のセ
クタが存在するシリンダへシークした後、交代領域３３
の交代セクタ３４をリードする。次セクタはトラック３
２上にあるので再び目的セクタの存在するシリンダへシ
ークし３セクタ目をリードする。このように連続したセ
クタをリードまたはライトする際、磁気ディスク上に欠
陥セクタが存在している場合にも、連続するセクタ番号
のセクタに対し読み書きを保証するため、交代処理され
たセクタが存在するごとに離れた領域に位置する交代セ
クタにアクセスする必要がある。その場合離れたセクタ
へのシークを要するので磁気ディスクドライブ装置のス
ループットが低下する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のＩＤの構成と交代処理方法では、交代セクタが離
れているため磁気ディスク上に交代セクタが多数存在し
ている場合には、連続的に隣接したセクタ番号の複数セ
クタにアクセスする際の磁気ディスクドライブ装置のス
ループットが低下するという問題点を有していた。ま
た、近年の技術発展による記憶容量の増大にともない、
このような交代処理方法は重要になってきている。

【００１３】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、データの記憶容量を増すための記憶パタ
ーン、すなわち磁気ディスクの外周方向の転送速度を内
周側に比べ上げ、かつサーボ情報がセクタのデータ部を
分離するように形成されたセクタを有した磁気ディスク
ドライブ装置に対しデータのスループット低下を抑制で
きる磁気ディスクドライブ装置を提供することを目的と
するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、従来のＩＤ情報にデータセクタとサーボ領域
のパターン情報と交代処理のため次トラックへシフトし
たセクタ数と所定数先の欠陥セクタでない有効セクタま
での長さを示すフラグ情報を加えた構成をとり、目的セ
クタへのアクセス方法として目的セクタが存在すると思
われるトラック上の最初に検出されたＩＤ情報を磁気デ
ィスクからリードし、次に目的セクタと同一トラック上
に存在する目的セクタから所定数前にあるセクタのＩＤ
情報を磁気ディスクからリードした後、目的セクタのＩ
Ｄ情報を磁気ディスクからリードする３段階のＩＤ情報
リード手段を備える。

【００１５】

【作用】本発明は上記した構成によって、目的セクタか
ら所定数前のセクタのＩＤ情報を磁気ディスクからリー
ドすることによって、目的セクタのデータ部のパター
ン、すなわちデータとサーボ情報の物理的な位置関係に
対応した処理に分類することが可能となるから、データ
部がサーボ情報によって分離されたセクタのデータのリ
ード，ライトが欠陥セクタの有無によらず、したがって
スループット低下を招くことなくできる。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の一実施例における磁気ディ
スクドライブ装置を説明するためのブロック図である。
図１において、１は中央演算処理装置、２は磁気ディス
ク制御部、３は磁気ディスク記録・再生部である。

【００１７】図２は、ＩＤ部の構成を示す。図２におい
て、４はシリンダ番号、５はヘッド番号、６はセクタ番
号、７はデータ部パターン情報、８は交代処理がなされ
ていない初期状態に対し交代処理の結果次のトラックへ
シフトしたセクタ数を示す第１のフラグ、９は次の有効
セクタまでのセクタ数を示す第２のフラグである。デー
タ部パターン情報７は、各物理的なセクタに対し固有の
値であり交代処理にかかわらず固定である。すなわち、
磁気ディスクのフォーマット時のデータ部とサーボ情報
の物理的な位置関係で決定する。なお、５３のＰＬＬシ
ンク，５４のＩＤアドレスマーク，５８のＣＲＣ，５９
のＰＡＤは従来と同様である。

【００１８】図３は、交代処理の説明図である。従来例
とは異なる交代処理であり欠陥セクタに対しスリップ処
理を施し再配置する。図３において、４０，４１は欠陥
セクタ、４２はトラックＡ、４３はトラックＢ、４４は
トラックＣ、４５，４６は交代処理を行う前はトラック
Ａにあり交代処理後トラックＢにスリップしたセクタ、
４７はスペア領域、４８，４９は交代処理を行う前はト
ラックＣのスペア領域との境界にあり交代処理後スペア
領域にスリップしたセクタである。欠陥セクタが存在し
た場合欠陥セクタは、交代領域に交代処理されるのでは
なく、欠陥セクタの次のセクタにスリップする。例え
ば、図３においてトラックＡに欠陥セクタ４０，欠陥セ
クタ４１が存在した場合、図のように欠陥セクタ４０，
欠陥セクタ４１は次セクタにスリップする。交代処理が
なされる前にトラックＡ上の最終の２セクタに位置して
いたセクタ４５，４６は、欠陥セクタ４０，４１の交代
処理によってトラックＢにスリップする。スペア領域４
７は、シリンダの最終数セクタからなり交代処理でスリ
ップしてくるセクタのために確保している。交代処理が
なされる前にトラックＣ上のスペア領域との境界に位置
していた２セクタは、欠陥セクタ４０，４１の交代処理
によってスペア領域４７にスリップする。

【００１９】以下に、データ読み出し時を例にとり本実
施例の動作を説明する。図４は、目的セクタへのアクセ
ス方法の流れ図を示す。

【００２０】まず、ホスト・コンピュータから磁気ディ
スクドライブ装置に組み込まれた磁気ディスクに記録さ
れているデータを読みだす要求が送られてくる（１０）
と、目的のセクタが存在すると思われるトラックへシー
クし（１１）、その第１のトラック上で最初に見つかっ
た第１のＩＤのみを読み、データ部は読まない（１
２）。このときリードした第１のＩＤは、目的セクタが
この第１のトラックに存在するかどうかを調べるための
処理に使われる（１３）。例えば、リードしたシリンダ
番号４と中央演算処理装置１が磁気ディスク制御部２に
設定した目的シリンダ番号を比較し、目的のシリンダへ
シークできたかどうかを確認し、リードした第１のフラ
グ８から中央演算処理装置１は目的セクタが第１のトラ
ック上にあるかどうかを判断する。もし、目的セクタが
シークした第１のトラック上にないことが判明したらヘ
ッドを切り換えて次の第２のトラックで再度最初に見つ
かったＩＤをリードする（１４）。目的セクタが存在す
るトラックが確認できた場合、目的セクタの一つ前のセ
クタの第２のＩＤをサーチし（１５）、リードした第２
のＩＤと中央演算処理装置１が磁気ディスク制御部２に
設定している目的セクタの一つ前のセクタのＩＤが一致
しているかどうかをチェックする（１６）。もし、シリ
ンダ番号４，ヘッド番号５，セクタ番号６が一致しなけ
れば、再度同一トラック上で目的セクタの一つ前のセク
タのＩＤをサーチする。一致していれば、磁気ディスク
制御部２はリードした目的セクタの一つ前のセクタのデ
ータ部パターン情報７を中央演算処理装置１へ送る。中
央演算処理装置１は、前記目的セクタの一つ前のセクタ
のデータ部パターン情報７と第２のフラグ９から目的セ
クタのデータ部パターン情報７を求め、そのパターンか
ら磁気ディスク制御部２への処理を決定し指令する（１
７）。データ部パターン情報とは、サーボ領域とデータ
領域の物理的な位置関係によるもので、サーボ領域によ
ってセクタがどのように分離されているかを分類するた
めに参照する情報である。サーボ領域に分離されたデー
タ部のパターンはセクタごとに変化する。ただし、サー
ボ情報は磁気ディスクの面上に一定間隔に形成されてお
れば、数セクタおきにデータ部のパターンが同じセクタ
に繰り返し存在する。次に、目的セクタのＩＤをサーチ
し（１８）、リードした第３のＩＤと目的セクタのＩＤ
が一致しているかどうかをチェックする（１９）。シリ
ンダ番号４，ヘッド番号５，セクタ番号６が一致しなけ
れば、再度同一トラック上で目的セクタのＩＤをサーチ
する。一致しておれば磁気ディスク記録・再生部３は目
的セクタのデータ部をリードする（２０）。データ部パ
ターン情報７は、目的セクタのデータ部のリード・ライ
ト時にそのセクタの分離されたデータ部のサーボ領域前
後の長さを得るためにも使用する。第１のＩＤリード
で、シークしてきたトラック上に目的セクタが存在する
かどうかを判断するための情報をＩＤから得る。第２の
ＩＤリードで、目的セクタの一つ前のセクタのデータ部
パターン情報７を得た後、中央演算処理装置１が目的セ
クタのデータ部とサーボ領域の位置パターンの違いによ
る磁気ディスク制御部２の処理を区別するためのデータ
部パターン情報７を決定する。第３のＩＤリードで目的
セクタであることをＩＤで確認した上でデータ部をリー
ドする。また、目的セクタがトラックの１番目のセクタ
の場合、第２のＩＤリードではそのトラックの最後のセ
クタをＩＤサーチする。

【００２１】以上のように本実施例によれば、ＩＤ部に
シリンダ番号とヘッド番号とセクタ番号とデータ部とサ
ーボ領域のパターン情報と交代処理のため次トラックへ
シフトしたセクタ数を示す第１のフラグと次の有効セク
タまでのセクタ数を示す第２のフラグをもたせてあるか
ら、スリップ式の交代処理がなされているセクタのアク
セスが可能となり、スループットの低下を招くことなく
目的セクタにアクセスできる。さらに目的セクタより一
つ前のセクタのＩＤをリードしデータ部パターン情報を
得ることによって目的セクタのデータ部のサーボ領域の
分離パターンの違いによるリード・ライト処理の分類が
可能となる。

【００２２】なお、本実施例では第２のＩＤリードで目
的セクタの一つ前のセクタのＩＤをリードしたが、目的
セクタの所定数前のセクタをリードしてもよい。その場
合は、第２のフラグは所定数先の有効セクタまでのセク
タ数を示す。また、本実施例ではホスト・コンピュータ
からのデータ部の読み出し要求に対しての磁気ディスク
ドライブ装置の処理としたが、ＩＤ部のリードに関して
はデータ部の書き込み要求に対しても同じであることは
いうまでもない。

【００２３】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
は、ＩＤ情報にデータ部とサーボ領域の位置関係の違い
による中央演算処理装置のデータ部に対するリードやラ
イト処理を分類するためのデータ部パターン情報と交代
処理のため次セクタへシフトしたセクタ数と現セクタか
ら所定数先の欠陥セクタでないセクタまでのセクタ数を
付加した構成にしてあるから、欠陥セクタが存在し交代
処理を施している場合にもデータの読み出し，書き込み
処理において目的セクタのアクセスを高速化することが
できる。さらに、前記ＩＤの構成と目的セクタの所定数
前のセクタのＩＤをリードした結果から目的セクタのデ
ータ部パターン情報を中央演算処理装置が求めるように
したＩＤ情報リード方法によって目的セクタのデータ部
パターン情報を従来の目的セクタのＩＤをサーチする一
連の処理の流れの中で求めることができ、データ部をサ
ーボ領域が複数に分離する記憶パターンに対しても磁気
ディスクの回転待ちなどのスループット低下を抑制でき
るという効果を得ることができる優れた磁気ディスクド
ライブ装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の磁気ディスクドライブ装置
のブロック図

【図２】同装置におけるＩＤ部の構成図

【図３】同装置の交代処理の説明図

【図４】同装置のデータ読み出しの流れ図

【図５】従来の磁気ディスクドライブ装置のデータセク
タとサーボセクタの配置を示す模式図

【図６】従来の磁気ディスクドライブ装置のセクタの構
成図

【図７】従来の磁気ディスクドライブ装置の交代処理の
説明図

【符号の説明】

１ 中央演算処理装置 ２ 磁気ディスク制御部 ３ 磁気ディスク記録・再生部 ８ 第１のフラグ ９ 第２のフラグ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データの記録面と同一の磁気ディスク面
   に磁気ヘッドを目標トラックに位置決めするためのサー
   ボ情報をデータセクタを複数に分離する位置に磁気的に
   埋め込み形成されたデータ面サーボ方式の磁気ディスク
   ドライブ装置において、交代処理の結果次トラックへの
   移動セクタ数と現セクタから所定数先の有効セクタまで
   の距離に関する第１のセクタＩＤ情報と前記サーボ情報
   と前記データセクタの磁気ディスク面上の記憶パターン
   に関する第２のセクタＩＤ情報を記録した磁気ディスク
   を備え、ホスト・コンピュータからのデータ読み出し・
   書き込み要求が発生したときに、交代処理前に目的セク
   タが存在しているトラック上の前記磁気ディスク面に記
   録している第１のセクタＩＤ情報をリードし、その後前
   記目的セクタと同一トラック上に存在する目的セクタか
   ら所定数前の第２のセクタＩＤ情報を前記磁気ディスク
   面からリードした後、目的セクタにアクセスする手段を
   有する磁気ディスクドライブ装置。