JPH09171487A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャッシュ機構を備えた磁気ディスク装置に
おいて、効率的なキャッシュ動作を実現する。 【解決手段】 ホストコンピュータ１から磁気ディスク
装置１１に対してライト要求があると、読み込み書き込
み制御部１０は、ライト要求のあったセクタにデータを
書き込むための記録媒体の回転運動の前後のタイミング
で、ライト要求のあったセクタが存在するトラック中
の、ライト要求以外のセクタのデータをバッファ３に読
み込む。これにより、バッファ３内には読み込んだデー
タと書き込んだデータとが連続的に存在する。従って、
読み込み書き込み制御部１０は、バッファ３に存在する
データを読み込みデータ・書き込みデータの区別をする
ことなく、キャッシュデータとして用いることができる
ので、キャッシュヒット判定及びデータ転送処理が簡素
化し、処理時間を削減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスク装置に
関し、特にキャッシュメモリへのデータの蓄積に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気ディスク装置は、図１０
（ａ）及び同図（ｂ）に示すように、磁気ディスク記録
媒体（以下、記録媒体と記す）８１は円盤状をなし、デ
ータはこの記録媒体８１に同心円状に記録・再生され
る。そして、この記録・再生する同心円の状の部分をト
ラック８５と呼ぶとともに、データ処理単位に合わせて
セクタ８６と呼ばれる円弧状に区切られる。

【０００３】記録媒体８１の両面もしくは複数枚の記録
媒体８１を用いる場合、磁気ヘッド８２は複数必要であ
る。また、記録媒体８１の両面もしくは複数枚の記録媒
体８１を同心状に重ねた場合、トラック８５は円筒状に
位置していると見做すことができるので、これをシリン
ダ８７と呼んでいる。そして、セクタ８６，磁気ヘッド
８２，シリンダ８７には、これを区別するために“０”
から始まる連番を設定し、この連番の組み合わせによ
り、磁気ディスク装置の任意のセクタ８６を識別でき
る。

【０００４】ここで、ホストコンピュータが磁気ディス
ク装置に対してデータの書き込み・読み出しを行う場合
には、ライト要求及びリード要求を行うが、これらの要
求には、書き込み・読み出しを始める最初のセクタ８６
を示す情報と、そのセクタ８６から連続して何セクタ分
の書き込み・読み出しを要求するかを示す情報とが含ま
れる。

【０００５】磁気ディスク装置において、記録媒体８１
にデータを書き込み・読み出しを行うには、まず、アク
チュエータ８３の駆動によって目的のセクタ８６の存在
するトラック８５に磁気ヘッド８２を位置決めし、スピ
ンドルモータ８４で回転する記録媒体８１の目的のセク
タ８６が磁気ヘッド８２の直下を通過するのを待つ必要
がある。磁気ディスク装置では、リードゲート信号（以
下、ＲＧ信号と記す）をアサートすることにより、記録
媒体８１のデータを読み出す。また、同様にライトゲー
ト信号（以下、ＷＧ信号と記す）をアサートすることに
より、記録媒体８１にデータを書き込む。

【０００６】さらに、磁気ディスク装置では、記録媒体
８１にデータを書き込む場合、目的セクタ８６の認識番
号（ＩＤ番号）を検索し、ＩＤ番号照合で合致したセク
タ８６に対してデータを書き込む。ＩＤ番号を検索して
いる時間は、記録媒体８１−バッファ間のデータ転送は
行われない。目的のセクタ８６を認識するとバッファ−
記録媒体８１間のデータ転送が行われ、データが記録媒
体８１に書き込まれる。そして、セクタ８６へのデータ
書き込みが完了すると、バッファ−記録媒体８１間のデ
ータ転送は終了する。

【０００７】ホストコンピュータが磁気ディスク装置の
記録内容を更新する場合、磁気ディスク装置にリード要
求を行い、磁気ディスク装置の記録内容をホストコンピ
ュータのメモリ上に展開・修正の後、磁気ディスク装置
に対してライト要求を行い、更新後のデータを磁気ディ
スク装置に書き込む。このとき、磁気ディスク装置は、
近傍のセクタ８６への読み出し・書き込みを行う。

【０００８】磁気ディスク装置では、スループットの向
上を目的としてキャッシュ技法を用いることがある。こ
こで、キャッシュ技法を用いた一例を示すと、磁気ディ
スク装置は、あらかじめセクタ８６のデータをバッファ
に格納しておき、バッファに格納しているのと同じセク
タ８６へのリード要求があった場合、バッファに格納し
ているセクタ８６のデータを、ホストコンピュータへ転
送する。これにより、ホストコンピュータからのリード
要求に対して遅延なく所望のデータを送出することが可
能である。

【０００９】また、あらかじめ、セクタ８６のデータを
バッファに格納する方法として、以下に挙げる機構が開
示されている。例えば、特開平３−１１６２２１号公報
によると、磁気ディスク装置は、目的のセクタ８６が存
在するトラック上に磁気ヘッド８２のシーク動作が完了
した時点から、セクタ８６が磁気ヘッド８２下を通過す
るまでの間に、磁気ヘッド８２下を通過するセクタ８６
のデータを順にキャッシュメモリに読み込む。さらに、
特開平２−１２２３４５号公報によると、磁気ディスク
装置は、リード要求のあったセクタ８６のデータの読み
出しが完了した後のアイドル状態を利用して、セクタ８
６のデータをキャッシュメモリに読み込む。

【００１０】

【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、任意のセクタに対してデータの書き込
み・読み出しを行う場合、磁気ヘッドを目的のセクタ位
置に設定する必要があり。このとき、磁気ヘッドは、セ
クタが存在するシリンダへの移動と、記録媒体の回転運
動による磁気ヘッドの位置とセクタ位置との合致のため
の回転待ちとが必要となるが、この磁気ヘッドの移動時
間及び記録媒体の回転待ちに要する時間は、磁気ディス
ク装置におけるスループット向上を妨げる原因の１つで
ある。

【００１１】これに対して、例えば、特開平３−１１６
２２１号公報及び特開平２−１２２３４５号公報は、キ
ャッシュ技法を用いて、リード要求時の応答時間の短縮
をはかるための機構が開示されているが、これには次の
ような欠点がある。

【００１２】まず、特開平３−１１６２２１号公報に開
示された内容によれば、アクセス目標以降に存在するセ
クタのデータをキャッシュメモリに取り込むには、キャ
ッシュメモリに読み込むための設定が別途必要となる。
このため、アクセス目標以降に存在するセクタのデータ
のキャッシュメモリへの取り込みは、目的のセクタへの
アクセスと同一周回中に行うことはできない。すなわ
ち、記録媒体の１回転分の待ち時間を要する。次に、特
開平２−１２２３４５号公報に開示された内容によれ
ば、ライト要求時にキャッシュメモリへのデータ取り込
みを行わない。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気ディスク装
置は、データを一時蓄積するバッファを備え、データを
書き込むセクタと同一トラックに位置するセクタのデー
タを前記バッファに読み込み、読み込んだデータと書き
込んだデータとを連続的に存在させ、それらのデータを
区別をすることなくキャッシュデータとして用いるよう
にしたことを特徴とする。

【００１４】また、ホストコンピュータからライト要求
があるとき、ライト要求されたセクタにデータを書き込
むための記録媒体の回転運動の前後のタイミングで、前
記ライト要求のあったセクタが存在する同一トラック中
の、前記ライト要求以外のセクタのデータを読み出し、
前記バッファに蓄積する手段を備えることを特徴とす
る。

【００１５】さらに、前記バッファは、内部がトラック
容量単位に区切られ、かつ書き込だセクタのデータと先
読みしたセクタのデータとをセクタ番号，バッファアド
レスに関して連続に配置することを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。

【００１７】図１は、本発明の一実施の形態を示すブロ
ック図であり、図２は、図１の読み込み書き込み制御部
１０の詳細を示すブロック図である。そして、図中の各
ブロックを結ぶ太線はデータ信号の流れを示し、細線は
制御信号の流れを示す。

【００１８】図１及び図２を参照すると、磁気ディスク
装置１１は、プロトコル制御回路２，バッファ３，Ｒ／
Ｗ復変調回路７，サーボ制御回路８及びＨＤＡ９を備え
ており、プロトコル制御回路２を介してホストコンピュ
ータ１に接続されている。また、磁気ディスク装置１１
の読み出し書き込み制御部１０は、ＤＭＡ制御回路４，
マイクロプロセッサ５及びＲ／Ｗチャネル制御回路６を
備えている。

【００１９】読み出し書き込み制御部１０は、ホストコ
ンピュータ１からライト要求がある場合、図９に示すタ
イミングに従って書き込みセクタの検索中、及びライト
要求セクタへのデータ書き込み終了後、ライト要求セク
タが存在するトラックと同じトラックの他セクタのデー
タを読み出す。読み出したデータは、バッファ３にキャ
ッシュデータとして格納しておく。そして、ホストコン
ピュータ１から、バッファ３に読み込んであるセクタに
対するリード要求があれば、バッファ３に存在するデー
タをホストコンピュータ１に転送することができる。

【００２０】ＤＭＡ制御回路４は、２系統以上のＤＭＡ
コントローラを有し、プロトコル制御回路２とバッファ
３との間のデータ転送の制御と、Ｒ／Ｗチャネル制御回
路６とバッファ３と間のデータ転送の制御とを同時に行
う。

【００２１】次に、図２を参照すると、ＳＡレジスタ２
１はバッファ３中に設けるトラックバッファ５２の先頭
アドレスを示す。ＳＢレジスタ２２はセクタサイズを示
す。ＲＡレジスタ２３はホストコンピュータ１からのリ
ード要求時にホストコンピュータ１へのデータ転送開始
セクタ番号を示し、また、ＲＣレジスタ２４はリード転
送セクタ数を示す。ＷＡレジスタ２５はホストコンピュ
ータ１からのライト要求時にホストコンピュータ１から
のデータ転送開始セクタ番号を示し、ＷＣレジスタ２６
はライト転送セクタ数を示す。

【００２２】また、ＲＳレジスタ２７は先読みの先頭セ
クタ番号を示し、ＳＮレジスタ２８は先読みを行ったセ
クタ数を示す。ＷＳレジスタ２９は書き込みの先頭セク
タ番号を示し、ＷＮレジスタ３０は書き込みセクタ数を
示す。データバス３１はプロトコル制御回路２とＤＭＡ
制御回路４との間のデータ転送用のバスであり、アドレ
スバス３２はこのデータ転送の際のアドレス指定に用い
る。データバス３３はバッファ３とＤＭＡ制御回路４と
の間のデータ転送用のバスであり、バッファ制御信号３
４はＤＭＡ制御回路４がバッファ３の制御用に用いる。

【００２３】データバス３５はＤＭＡ制御回路２とＲ／
Ｗチャネル制御回路６との間のデータ転送用バスであ
り、データ転送制御バス３６は両制御回路が持つレジス
タ情報の転送に用いる。Ｒ／Ｗデータ信号３７はＲ／Ｗ
チャネル制御回路６とＲ／Ｗ復変調回路７との間のデー
タ転送用であり、このデータ転送は基準クロック信号４
０に同期して行う。

【００２４】次に、本発明の磁気ディスク装置における
読み込み書き込み制御部１０の動作について図面を参照
して説明する。

【００２５】図４は、図１の読み込み書き込み制御部１
０の動作を示すフローチャートである。また、図５は図
４に接続するフローチャート、同様に図６〜図８は、そ
れぞれ図５〜図７に接続するフローチャートであり、各
フローチャートの接続子はそれぞれ同じ符号の接続子に
接続するもとする。さらに、図９は、図４から図８に従
った場合の主要部の信号波形を示すタイミングチャート
である。

【００２６】図４〜図８に示すフローチャートを参照す
ると、まず、磁気ディスク装置１１がホストコンピュー
タ１からライト要求を受付けると（Ｓ１）、マイクロプ
ロセッサ５は、ＳＢレジスタ２２にセクタ８６のバイト
数を設定する（Ｓ２）。そして、ライト要求を受けたセ
クタ８６が存在するシリンダ番号，トラック番号を求め
（Ｓ３）、サーボ制御回路８に対してヘッド・ディスク
組立体（以下、Head Disk Assembly：ＨＤＡという）９
内の磁気ヘッド８２を目的のシリンダ・トラックの位置
に位置づける命令を出す（Ｓ４）。

【００２７】マイクロプロセッサ５は、ＷＳレジスタ２
９に書き込みを開始するセクタ番号を、ＷＮレジスタ３
０に書き込みを行うセクタ数を設定する（Ｓ５）。マイ
クロプロセッサ５は、トラックバッファ５２の先頭アド
レスをＳＡレジスタ２１に設定する（Ｓ６）。トラック
バッファ５２は、バッファ３内に、１トラック分と同じ
容量の領域を確保したものである。トラックバッファ５
２の先頭アドレスは、セクタ番号＝０のセクタ８６のデ
ータを格納するセクタバッファ５４の先頭アドレスと同
一値である。

【００２８】マイクロプロセッサ５は、先読み実行中フ
ラグ４３，ライト実行中フラグ４４，ライト完了フラグ
４５に“０”を設定する（Ｓ７）。マイクロプロセッサ
５は、ＷＡレジスタ２５にライト開始セクタ番号を、Ｗ
Ｃレジスタ２６にホストコンピュータ１が要求したライ
トセクタ数を設定する（Ｓ８）。そして、ホストコンピ
ュータ１とバッファ３との間でデータ転送を開始する
（Ｓ９）。ライト開始アドレスは、式(1) の値を用い
る。

【００２９】 ライト開始バッファアドレス ＝（ＳＡレジスタ２１の値）＋（ＷＡレジスタ２５の値） ×（ＳＢレジスタ２２の値） ………… (1) マイクロプロセッサ５は、ＤＭＡ制御回路４に対してラ
イトデータ転送命令を出す（Ｓ１２）。ここで、ＤＭＡ
転送回路４は、式(1) の値を受信したデータをバッファ
に書き込む先頭アドレスと認識し、次式(2) の値を受信
データバイト数と認識する。

【００３０】 受信データバイト数 ＝（ＷＣレジスタ２６の値）×（ＳＢレジスタ２２の値） …… (2) ＤＭＡ制御回路４は、プロトコル制御回路２を経由し
て、ホストコンピュータ１から受信データバイト数分の
データを受け取りバッファ３に書き込む。マイクロプロ
セッサ５は、サーボ制御回路８からヘッドの位置決めが
完了した旨を受けると（Ｓ１０）、Ｒ／Ｗチャネル制御
回路６に先読み及び書き込み命令を出す（Ｓ１１）。記
録媒体８１に、ＳＰ信号４１がアクティブとなるタイミ
ングの位置にセクタ識別情報が書き込まれている装置の
場合、Ｒ／Ｗチャネル制御回路６はＳＰ信号４１がアク
ティブであることを検出した後、ＲＧ信号３８をアサー
トし、Ｒ／Ｗ復変調回路７を通して記録媒体８１のデー
タを取得し、セクタ識別情報を取得する。

【００３１】そして、サーボ制御回路８がセクタ識別情
報を生成する装置の場合は、Ｒ／Ｗチャネル制御回路６
は、制御バス４２を通じてサーボ制御回路８からセクタ
識別情報を受け取る。Ｒ／Ｗチャネル制御回路６は、セ
クタ識別情報からセクタ番号を取り出す（Ｓ１２）。そ
して、Ｒ／Ｗチャネル制御回路６は、取得したセクタ番
号とＷＳレジスタ２９の値とを比較し、それらが一致す
るか否かを調べる（Ｓ１３）。

【００３２】比較の結果、不一致の場合はＳ２１に分岐
する。また、取得したセクタ番号とＷＳレジスタ２９の
値とが一致する場合には、Ｒ／Ｗチャネル制御回路６
は、ＤＭＡ制御回路４に対してＷＳレジスタ２９の値を
送り、ライトデータ転送命令を出す（Ｓ１４）。ライト
データ転送命令を受けたＤＭＡ制御回路４は、ライトデ
ータ転送開始アドレスから１セクタ分のデータをバッフ
ァ３からＲ／Ｗチャネル制御回路６に転送する。

【００３３】ここで、ライトデータ転送開始アドレスは
式(3) の値である。

【００３４】 ライトデータ転送開始アドレス ＝（ＳＡレジスタ２１の値）＋ （取得したセクタ番号）×（ＳＢレジスタ２２の値）……… (3) Ｒ／Ｗチャネル制御回路６は、ＷＧ信号３９をアサート
し、データをＲ／Ｗ復変調回路７に送り、セクタ番号が
ライト開始セクタ番号に等しいセクタにデータの書き込
みを行う（Ｓ１５）。バッファ−Ｒ／Ｗチャネル間のデ
ータ転送が完了し（Ｓ１６）、記録媒体への１セクタ分
の書き込みが完了すると（Ｓ１７）、Ｒ／Ｗチャネル制
御回路６はＷＳレジスタ２９の値に“１”を加算し、Ｗ
Ｎレジスタ３０の値から“１”を減算する（Ｓ１８）。

【００３５】次に、Ｒ／Ｗチャネル制御回路６は、ＷＮ
レジスタ３０の値が“０”であるか否かを調べ（Ｓ１
９）、ＷＮレジスタ３０の値が“０”である場合は、書
き込み完了報告をマイクロプロセッサ５に行う（Ｓ２
０）。また、Ｒ／Ｗチャネル制御回路６は、ＷＳレジス
３０の値が“０”でない場合、及びＳ２０において書き
込み完了報告を行った後、Ｓ１２からの処理を行う。続
いて、Ｒ／Ｗチャネル制御回路６は、Ｓ１２で取得した
セクタ番号が式(4) を満しているか否かを調ベる（Ｓ２
２）。

【００３６】 （ＷＳレジスタ２９の値）＜（取得セクタ番号） ≦（ライト終了セクタ番号）…… (4) この式(4) のライト終了セクタ番号の値は、次式(5) か
ら求められる。

【００３７】 ライト終了セクタ番号 ＝（ＷＳレジスタ２９の値） ＋（ＷＮレジスタ３０の値）−１ …… (5) ここで、取得セクタ番号が式(4) を満たす場合は、Ｓ１
２へ分岐する。これにより、この取得セクタ番号のセク
タは先読みを行わない。また、取得セクタ番号が式(4)
を満たさない場合には、Ｒ／Ｗチャネル制御回路６は、
取得セクタ番号を先読みセクタ番号とし、ＤＭＡ制御回
路４に対して先読みセクタ番号を送り、リードデータ転
送命令を出す（Ｓ２３）。ＤＭＡ制御回路４は、Ｒ／Ｗ
チャネル制御回路６から先読みセクタ番号とリードデー
タ転送命令とを受け取ると、リードデータ格納先頭バッ
ファアドレスを計算する（Ｓ２４）。リードデータ格納
先頭バッファアドレスは式(6) により求められる。

【００３８】 リードデータ格納先頭バッファアドレス ＝（ＳＡレジスタ２１の値） ＋（先読みセクタ番号）×（ＳＢレジスタ２２の値）…… (6) 式(6) からリードデータ格納先頭バッファアドレスの計
算が完了すると、ＤＭＡ制御回路４は、Ｒ／Ｗチャネル
制御回路６からデータを受け取る待ち状態となる。Ｒ／
Ｗチャネル制御回路６は、先読み実行中フラグが“１”
であるか否かを調べる（Ｓ２５）。そして、先読み実行
中フラグが“１”でない場合には、Ｒ／Ｗチャネル制御
回路６は、ＲＳレジスタ２７に先読みセクタ番号を、Ｓ
Ｎレジスタ２８に“０”を設定し（Ｓ２６）、先読み実
行中フラグに“１”を設定する（Ｓ２７）。

【００３９】Ｒ／Ｗチャネル制御回路６は、ＲＧ信号３
８をアサートして読み込みを開始する（Ｓ２８）。先読
みセクタのデータは、Ｒ／Ｗ復変調回路７、Ｒ／Ｗチャ
ネル制御回路６を経由して、ＤＭＡ制御回路４に送ら
れ、バッファ３にリードデータ格納先頭バッファアドレ
スから書き込まれる（Ｓ２９）。

【００４０】Ｒ／Ｗチャネル制御回路６は、Ｒ／Ｗ復変
調回路７から１セクタ分のデータを受け取ると、先読み
セクタの読み出しが完了したと判断し（Ｓ３０）、ＤＭ
Ａ制御回路４は、バッファ３に１セクタ分のデータを書
き込むと、Ｒ／Ｗチャネル−バッファ間のデータ転送が
完了した旨を、マイクロプロセッサ５及びＲ／Ｗチャネ
ル制御回路６に報告する（Ｓ３１）。

【００４１】１セクタ分の読み出しが完了すると、Ｒ／
Ｗチャネル制御回路６は、先読みセクタ番号に“１”を
加算する（Ｓ３２）。Ｒ／Ｗチャネル制御回路６は、先
読みセクタ番号がトラックの最終セクタ番号を超えるか
否かを調べる（Ｓ３３）。そして、先読みセクタ番号が
トラックの最終セクタ番号を超える場合には、Ｒ／Ｗチ
ャネル制御回路４は、先読みセクタ番号にトラックの先
頭セクタ番号を設定する（Ｓ３４）。

【００４２】次に、Ｒ／Ｗチャネル制御回路４は、先読
みセクタ番号がＲＳレジスタ２７の値と等しいか否かを
調べる（Ｓ３５）。そして、等しくない場合には、Ｓ１
２へ分岐する。また、等しい場合には、Ｒ／Ｗチャネル
制御回路６は、ライト終了フラグが“１”であることを
確認すると（Ｓ３６）、先読み完了報告をマイクロプロ
セッサ５に報告する。

【００４３】マイクロプロセッサ５は、Ｓ２１におい
て、Ｒ／Ｗチャネル制御回路６からの書き込み完了報告
を受けた場合、ホストコンピュータ１からのライト要求
セクタ数分の書き込み動作が完了したか否かを調べる。
そして、完了している場合、マイクロコンピュータ５
は、プロトコル制御回路２を経由して、ホストコンピュ
ータ１にライト要求完了報告を行う。また、Ｓ３６にお
いて、ライト終了フラグが“１”でない場合には、次ト
ラックの処理を行うため、Ｓ１２から処理を継続する。

【００４４】次に、本実施例のバッファ３の構成及びそ
の管理方法について説明する。

【００４５】図３は、図１のバッファ３の構成を示す図
であって、図３（ａ）及び同図（ｂ）は、バッファ３の
管理方法を示したものである。

【００４６】バッファ空間は、１トラック分の容量ごと
に分割して管理を行う。この分割したバッファ空間（ト
ラックバッファ［０］〜トラックバッファ［Ｍ−１］）
をトラックバッファ５１と呼ぶ。このトラックバッファ
５１は、１セクタの容量ごとに分割する。そして、トラ
ックバッファ５１を分割したもの（セクタバッファ
［０］〜セクタバッファ［Ｎ−１］）をセクタバッファ
５２と呼ぶ。このセクタバッファ５２の先頭アドレス部
分には、セクタ番号＝０のセクタのデータが格納され、
以下、昇順にセクタのデータが格納される。

【００４７】トラックバッファ５１は、ホストコンピュ
ータ１から転送されるライトデータ、及び記録媒体８１
から読み出すデータの保持に用いられる。１つのトラッ
クバッファ内では、セクタバッファ５２は連続して存在
する。ホストコンピュータ１からのライト要求が完了し
た時点で、トラックバッファ５１には、ライトデータが
存在する。また、先読みが完了した時点では、ライトデ
ータと先読みデータは連続して存在する。ホストコンピ
ュータ１から先読みをしているセクタ、及びライトを行
ったセクタのデータを磁気ディスク装置に要求してきた
場合、マイクロプロセッサ５は、ＲＡレジスタ２３に要
求セクタ番号を、ＲＣレジスタ２４にバッファにデータ
が存在する連続セクタ数を設定する。

【００４８】マイクロプロセッサ５は、ＤＭＡ制御回路
４に対してリードデータ送出命令を出す。ＤＭＡ制御回
路４は、バッファ３の次式(7) で得られるアドレスか
ら、ＲＣレジスタ２４が示す転送数分のデータをプロト
コル制御回路２を経由してホストコンピュータ１へ転送
する。

【００４９】 リード開始バッファアドレス ＝（ＳＡレジスタ２１の値） ＋（ＲＡレジスタ２３の値）×（ＳＢレジスタ２２の値）…… (7) 図９は、図４から図８に示すフローチャートに従った場
合のＳＰ信号４１，ＲＧ信号３８，ＷＧ信号３９，Ｒ／
Ｗデータ信号３５と記録媒体のセクタ番号との関係を示
すタイミングチャートの一例を示す。

【００５０】図９を参照すると、本例においてセクタ識
別情報は、記録媒体のＳＰ信号４１がアクティブになっ
た直後の位置に記されており、１トラックのセクタ数は
７つである。ここで、ホストコンピュータ１からセクタ
番号３のセクタから３セクタ分のライトを行う要求があ
ったと仮定すると、Ｒ／Ｗチャネル制御回路６がマイク
ロプロセッサ５からの先読み及び書き込み命令を受け取
ると（図５のＳ１１参照）、ＳＰ信号４１の監視を行
い、ＳＰ信号４１がアクティブの検出に合わせて、ＲＧ
信号３８をアサートする（図９の符号６１参照）。

【００５１】このとき、磁気ヘッドの直下をセクタ番号
１のセクタが通過中であると仮定すると、Ｒ／Ｗチャネ
ル制御回路はＲ／Ｗデータ信号３７からセクタ識別情報
を取り出し（図５のＳ１２参照）、ＲＧ信号３８をネゲ
ートする。Ｒ／Ｗチャネル制御回路６は、セクタ識別情
報を基にセクタ番号＝１を得る。取得セクタ番号＝１
は、ライトセクタ番号＝３とは不一致であるので（図５
のＳ１３参照）、読み込み動作に移行する（Ｓ２９）。

【００５２】Ｒ／Ｗチャネル制御回路６は、再びＲＧ信
号３８をアサートして、セクタ番号＝１のセクタのデー
タを読み込む。１セクタ分の読み込みが完了すると、Ｒ
／Ｗチャネル制御回路６はＲＧ信号３８をネゲートす
る。次に、Ｓ３２（図７参照）において“１”を加算し
た先読みセクタ番号は、先頭先読みセクタ番号と不一致
であるため（図８のＳ３５参照）、Ｓ１２（図５参照）
へ処理を移行し、セクタ番号＝２のセクタの先読みを行
う（図９の符号６２，符号６３参照）。Ｒ／Ｗチャネル
制御回路６がチャート６４のタイミングでＲＧ信号３８
をアサートすると、Ｒ／Ｗチャネル制御回路６は、セク
タ番号＝３を得る。

【００５３】取得セクタ番号＝１はライトセクタ番号＝
３と一致するため、ＷＧ信号をアサートして（図９の符
号６５）、バッファ３に存在するホストコンピュータ１
から送られたデータをセクタ番号３のセクタに書き込
む。セクタ番号＝３からセクタ番号＝５までのセクタの
データ書き込みが終了すると（図９の符号６６）、Ｒ／
Ｗチャネル制御回路６は、マイクロプロセッサ５に対し
て書き込み完了報告を行った後（図６のＳ２１参照）、
再び、セクタ番号の検索を行う（図５のＳ１２参照）。

【００５４】次に、セクタ番号＝０の先読みが終了した
時点で（図９の符号６７）、先読みセクタ番号に“１”
を加算すると（図７のＳ３２参照）、先読みセクタ番号
＝１となり、先頭先読みセクタ番号に一致する（図８の
Ｓ３５参照）。そして、ライト動作すでに完了している
ので、Ｒ／Ｗチャネル制御回路６は、マイクロプロセッ
サ５に対して先読み完了報告を行い、先読み及び書き込
み動作が完了する。

【００５５】次に、トラックバッファ５１に蓄えられて
いるデータをキャッシュデータとして、ホストコンピュ
ータ１からのリード要求時に用いる一例を示す。

【００５６】マイクロプロセッサ５は、バッファ３に蓄
積しているセクタのリードデータ・ライトデータに関し
て、トラックバッファ５１の先頭バッファアドレス、及
びトラックバッファ５１にデータが蓄積されている先頭
セクタの識別情報（これらをデータ蓄積情報と呼ぶ）を
保持する。ホストコンピュータ１からリード要求があっ
た場合、マイクロプロセッサ５は、データ蓄積情報とリ
ード要求セクタ番号及びセクタ数を比較する。

【００５７】マイクロプロセッサ５は、トラックバッフ
ァ５１に要求セクタのデータが存在すると判断した場
合、ＳＡレジスタ２１に要求セクタのデータが存在する
トラックバッファ５１の先頭バッファアドレスを、ＳＢ
レジスタ２２にセクタサイズを、ＲＡレジスタ２３に要
求セクタ番号を、ＲＣレジスタ２４にホストコンピュー
タ１へデータを転送するセクタ数を、それぞれ設定し、
ＤＭＡ制御回路４にリードデータ転送命令を出す。ＤＭ
Ａ制御回路４は、データ転送開始バッファアドレスを次
式(8) に従って求める。

【００５８】 リードデータ転送先開始バッファアドレス ＝（ＳＡ２１レジスタの値）＋ （ＲＡ２３レジスタの値）×（ＳＢレジスタ２２の値）…… (8) そして、プロトコル制御回路２を経由し、ホストコンピ
ュータ１へトラックバッファ５１のデータを転送する。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、先読み
はセクタへのライト実施の前後のタイミングで行う。こ
れにより、ライト実施セクタ近傍のセクタのデータがバ
ッファに存在する確率が高くなる。また、同一トラック
上に存在するセクタへのリード要求に対しては、キャッ
シュメモリから該当セクタのデータを転送することが可
能となり、磁気ヘッドの位置決め動作時間と記録媒体の
回転待ちに要する時間とを省くことができるため、スル
ープットが向上するという効果がある。

【００６０】また、目的セクタのデータの書き込み完了
から近傍セクタのデータの読み出し完了までの一連の動
作が、記録媒体の１回転分の時間内に完了するため、ホ
ストコンピュータが磁気ディスク装置の記憶内容を順次
更新する処理を行う場合に、高速で応答できるという効
果がある。

【００６１】さらに、先読み動作が完了した時点で、バ
ッファにはライト処理を行ったトラックの全データが存
在し、しかもセクタ番号順に蓄えられているため、これ
らのデータをキャッシュデータとして用いると、ホスト
コンピュータからのリード要求に対するキャッシュヒッ
ト判定及びホストコンピュータへのデータ転送作業が簡
単になり、キャッシュヒットデータのデータ転送時間を
削減できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示すブロック図であ
る。

【図２】図１の読み込み書き込み制御部１０の詳細を示
すブロック図である。

【図３】図１のバッファ３の構成を示す図である。

【図４】図１の読み込み書き込み制御部１０の動作を示
すフローチャートである。

【図５】図４に接続するフローチャートである。

【図６】図５に接続するフローチャートである。

【図７】図６に接続するフローチャートである。

【図８】図７に接続するフローチャートである。

【図９】図４から図８に従った場合の主要部の信号波形
を示すタイミングチャートである。

【図１０】従来の磁気ディスク装置の概要の説明する図
である。

【符号の説明】 １ ホストコンピュータ ２ プロトコル制御回路 ３ バッファ ４ ＤＭＡ制御回路 ５ マイクロプロセッサ ６ Ｒ／Ｗチャネル制御回路 ７ Ｒ／Ｗ復変調回路 ８ サーボ制御回路 ９ ＨＤＡ １０ 読み出し書き込み制御回路 １１ 磁気ディスク装置 ２１ ＳＡレジスタ ２２ ＳＢレジスタ ２３ ＲＡレジスタ ２４ ＲＣレジスタ ２５ ＷＡレジスタ ２６ ＷＣレジスタ ２７ ＲＳレジスタ ２８ ＳＮレジスタ ２９ ＷＳレジスタ ３０ ＷＮレジスタ ３１，３３，３５ データバス ３２ アドレスバス ３４ バッファ制御信号 ３６ データ転送制御バス ３７ Ｒ／Ｗ信号 ３８ ＲＧ信号 ３９ ＷＧ信号 ４０ 基準クロック信号 ４１ ＳＰ信号 ４２ 制御用バス ４３ 先読み実行中フラグ ４４ ライト実行中フラグ ４５ ライト完了フラグ ５１ トラックバッファ ５２ セクタバッファ ８１ 記録媒体 ８２ 磁気ヘッド ８３ アクチュエータ ８４ スピンドルモータ ８５ トラック ８６ セクタ ８７ シリンダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データを一時蓄積するバッファを備え、
   データを書き込むセクタと同一トラックに位置するセク
   タのデータを前記バッファに読み込み、読み込んだデー
   タと書き込んだデータとを連続的に存在させ、それらの
   データを区別をすることなくキャッシュデータとして用
   いるようにしたことを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 【請求項２】 ホストコンピュータからライト要求があ
   るとき、ライト要求されたセクタにデータを書き込むた
   めの記録媒体の回転運動の前後のタイミングで、前記ラ
   イト要求のあったセクタが存在する同一トラック中の、
   前記ライト要求以外のセクタのデータを読み出し、前記
   バッファに蓄積する手段を備えることを特徴とする請求
   項１記載の磁気ディスク装置。
3. 【請求項３】 前記バッファは、内部がトラック容量単
   位に区切られ、かつ書き込だセクタのデータと先読みし
   たセクタのデータとをセクタ番号，バッファアドレスに
   関して連続に配置することを特徴とする請求項１または
   ２記載の磁気ディスク装置。