JPH10275425A - ディスク装置及び同装置における欠陥による再配置データの高速ホスト転送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】欠陥セクタを含む領域に対するリードアクセス
が要求された場合、その要求されたデータを高速でホス
ト装置に転送できるようにする。 【解決手段】ディスク１０上の代替領域に再配置された
データを、ディスク装置の初期化動作時に、ＣＰＵ３の
制御のもとでＨＤＣ１により読み出して、バッファ２内
に確保されたディフェクト保持領域にコピーして保持し
ておき、ホスト装置から与えられる欠陥セクタを含むデ
ィスク領域を対象とするリードコマンドの実行時には、
その欠陥セクタに対するディスク１０上の代替領域をア
クセスすることなく、バッファ２内のディフェクト保持
領域に保持されている再配置データをＣＰＵ３の制御の
もとででＨＤＣ１が読み込んでホスト装置に転送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスクの記録面
上に欠陥セクタが存在した場合に、その欠陥セクタが代
替領域に再配置されるディスク装置に係り、特にその欠
陥セクタを含む領域に対するリードアクセス要求を実行
するのに好適なディスク装置及び同装置における欠陥に
よる再配置データの高速ホスト転送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ヘッドにより、記録媒体として
の記録単板、即ちディスク（ディスク媒体）に対するデ
ータの記録再生が行われるディスク装置、例えば磁気デ
ィスク装置では、ディスク（磁気ディスク）の記録面上
に欠陥（ディフェクト）が存在した場合、パーソナルコ
ンピュータなどのホスト装置（ホストシステム）にその
旨を通知することなく、欠陥領域をセクタ（データセク
タ）単位でディスク上の代替領域に再配置する再配置処
理（代替処理）が行われる。この再配置処理により、ホ
スト装置はディスク上の欠陥領域を意識することなく、
欠陥セクタを含む領域を連続的にアクセス（書き込み／
読み出し）することができる。

【０００３】ここで、欠陥領域と判断されて代替領域に
再配置されたセクタ（欠陥セクタ）を含む領域に対する
アクセスコマンド、例えばリードコマンドを、磁気ディ
スク装置がホスト装置から受け取った場合の、従来の磁
気ディスク装置のデータアクセス手順を、図１３のヘッ
ド（磁気ヘッド）移動経路を示す図、及び図１４のフロ
ーチャートを参照して説明する。

【０００４】磁気ディスク装置は、ホスト装置からリー
ドコマンドを受信すると（ステップＳ４１）、当該コマ
ンドで指定された図１３に示すディスク（磁気ディス
ク）１００上の領域（読み出し指定範囲）１１０へのリ
ード動作を次の手順で開始する（ステップＳ４２）。

【０００５】まず磁気ディスク装置は、ホスト装置から
のリードコマンドで指定された、欠陥セクタ１１１を含
むトラックへ磁気ヘッドを移動する（経路ｂ１）。次に
磁気ディスク装置は、ホスト装置から指定された読み出
し指定範囲１１０の先頭セクタ位置が来るまで、ディス
ク１００の回転待ちをする（経路ｂ２）。次に磁気ディ
スク装置は、欠陥セクタ１１０の直前までアクセス（リ
ード動作）を行う（経路ｂ３）。

【０００６】このようにして、リード動作を開始（ステ
ップＳ４２）して、欠陥セクタ１１０の直前までリード
動作を行うと、磁気ディスク装置は、その欠陥１１０の
直前の位置ｂ４でリード動作を一旦中断する（ステップ
Ｓ４３）。

【０００７】次のステップＳ４４では、磁気ディスク装
置は、目的の再配置されたセクタ１１３を含む代替領域
１１２のあるトラックへ磁気ヘッドを移動し（経路ｂ
５）、更に次のステップＳ４５では、当該セクタ１１３
が来るまでディスク１００の回転待ちをする（経路ｂ
６）。

【０００８】次のステップＳ４６では、磁気ディスク装
置は、（欠陥セクタ１１１の代替セクタである）再配置
セクタ１１３のリード動作を行い（経路ｂ７）、当該セ
クタ１１３の終端の位置ｂ８でリード動作を一旦中断す
る。

【０００９】次のステップＳ４７では、磁気ディスク装
置は、欠陥セクタ１１１のある元のトラックへ磁気ヘッ
ドを移動し（経路ｂ９）、更に次のステップＳ４８で
は、当該欠陥セクタ１１１の直後のセクタ位置までディ
スク１００の回転待ちをする（経路ｂ１０）。

【００１０】次のステップＳ４９では、磁気ディスク装
置は、欠陥セクタ１１１の直後のセクタから読み出し指
定範囲１１０内の最後のセクタまでのリード動作を行う
（経路ｂ１１）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来技
術においては、代替領域を別途アクセスするために、ア
クセスの中断、ヘッド移動等の動作が必要であり、ホス
ト装置から指定されたアクセス範囲に欠陥セクタが含ま
れていない場合のアクセスに対して実行時間が著しく増
加するという問題があった。また、このことが、磁気デ
ィスク装置のパフォーマンスの低下や機体（磁気ディス
ク装置）間のパフォーマンスのばらつきの原因となって
いた。

【００１２】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
でその目的は、欠陥セクタを含む領域に対するリードア
クセスがホスト装置から要求された場合、その要求され
たデータを高速でホスト装置に転送できるディスク装置
及び同装置における欠陥による再配置データの高速ホス
ト転送方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のディスク装置
は、ディスクの記録面上に欠陥セクタが存在した場合
に、その欠陥セクタをディスク上の代替領域に再配置す
ることで、上記欠陥セクタのアクセス時にはその再配置
情報に従って上記再配置されたデータをアクセスするこ
とが可能なディスク装置において、上記代替領域に再配
置されたデータを保持するためのディフェクト保持領域
が確保された高速メモリと、上記代替領域に再配置され
たデータを予め上記ディスクから上記ディフェクト保持
領域にセクタ単位でコピーしておく再配置データコピー
処理手段と、ホスト装置から与えられる欠陥セクタを含
むディスク領域を対象とするリードコマンドの実行時に
は、上記欠陥セクタの再配置データを上記ディフェクト
保持領域から読み出して上記ホスト装置に転送する再配
置データ読み出し・転送手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１４】このように、代替領域に再配置されたデー
タを予め高速なメモリ上にコピーして保持し、ホスト装
置からの欠陥セクタを含むディスク領域を対象とするリ
ードコマンドに対して代替領域をアクセスすることな
く、メモリに保持されている再配置データを読み込んで
ホスト装置に転送することにより、欠陥セクタ直前のデ
ータ読み出し後の代替領域に対するアクセス動作、即ち
ヘッドの移動、ヘッドが目標領域に達するまでのディス
ク回転待ちと代替領域から欠陥セクタ直後までの同様な
アクセス動作を省略することができるため、欠陥セクタ
を含む領域に対するホストからのリードコマンドの実行
時間を短縮することができる。

【００１５】また本発明は、上記ディスク装置における
再配置データコピー処理手段が、ディスク装置の初期化
動作時に起動される構成としたことをも特徴とする。こ
のように、ディスク装置の初期化時、例えば電源投入時
とか、ホスト装置からのハードウェアリセット信号の入
力時に、再配置データをメモリ上のディフェクト保持領
域にコピーする（読み込む）ことにより、この動作がホ
スト装置からのコマンドと衝突することによるパフォー
マンスの低下を招くことなく、再配置データをディフェ
クト保持領域に保持することが可能となる。

【００１６】また本発明は、上記再配置データコピー処
理手段による再配置データのコピー処理にあっては、上
記代替領域に再配置されたデータの総量が上記ディフェ
クト保持領域の容量より大きい場合には、上記各欠陥セ
クタとその再配置先との物理的距離が大きい順に上記デ
ィフェクト保持領域が満杯になるまで対応する再配置デ
ータをコピーするようにしたことをも特徴とする。

【００１７】このように、多数の欠陥セクタが存在する
場合でも、代替領域へのヘッドの移動量が小さい欠陥セ
クタの再配置データを優先的にディフェクト保持領域に
へ辞することにより、パフォーマンスの低下を最小限に
抑えることができる。

【００１８】また本発明は、ディスク装置の初期化動作
以後の上記各欠陥セクタへのアクセス回数を管理するア
クセス回数管理手段を設け、ディフェクト保持領域が満
杯の状態において、当該ディフェクト保持領域に再配置
データがコピーされていない欠陥セクタの中に、当該デ
ィフェクト保持領域に再配置データがコピーされている
欠陥セクタよりアクセス回数が多い欠陥セクタがある場
合には、そのアクセス回数が少ない欠陥セクタの再配置
データに代えて、上記再配置データコピー処理手段が、
そのアクセス回数が多い欠陥セクタの再配置データをデ
ィフェクト保持領域にコピーするようにしたことをも特
徴とする。

【００１９】このように、ディフェクト保持領域が満杯
の場合には、当該ディフェクト保持領域には、常にアク
セス回数が多い欠陥セクタの再配置データが保持される
ようにすることで、パフォーマンスの低下を最小限に抑
えることができる。

【００２０】また本発明は、新たな欠陥セクタが代替領
域に再配置される毎に、その再配置データを上記再配置
データコピー処理手段が上記ディフェクト保持領域にコ
ピーするようにしたことをも特徴とする。

【００２１】このように代替領域への再配置直後に、そ
の再配置データをディフェクト保持領域に読み込むこと
により、改めて代替領域をアクセスして再配置データを
読み込む動作が省略される上に、常に最新の再配置状況
をディフェクト保持領域に反映することができる。但
し、ディフェクト保持領域が満杯の場合には、この処理
が適用できない。

【００２２】そこで本発明は、新たな欠陥セクタが上記
代替領域に再配置された際に、上記ディフェクト保持領
域が満杯の場合には、当該ディフェクト保持領域にコピ
ーされている再配置データのうち、一度もアクセスされ
たことのない再配置データがあれば、そのデータに代え
て、一度もアクセスされたことのない再配置データがな
ければ、最も以前にアクセスされた再配置データに代え
て、上記再配置データコピー処理手段が、新たな欠陥セ
クタの再配置データを当該ディフェクト保持領域にコピ
ーするようにしたことを特徴とする。

【００２３】このように、代替領域への再配置直後に、
その再配置データをディフェクト保持領域に読み込もう
としても、当該ディフェクト保持領域が満杯の場合に
は、当該ディフェクト保持領域に保持されている再配置
データの中で最も利用されそうもない再配置データを選
んで、新たに再配置されたデータと置き換えることで、
パフォーマンスの低下を最小限に抑えることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を磁気ディスク装置
に適用した実施の形態につき図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の構
成を示すブロック図である。

【００２５】図１において、１０はデータが記録される
媒体であるディスク（磁気ディスク）、７はディスク１
０へのデータ書き込み（データ記録）及びディスク１０
からのデータ読み出し（データ再生）に用いられるヘッ
ド（磁気ヘッド）である。このヘッド７は、ディスク１
０の各記録面に対応してそれぞれ設けられているものと
する。なおディスク１０は、本実施形態では単一枚であ
るとするが、複数枚積層して設けられることもある。

【００２６】ディスク１０の両面には同心円状の多数の
トラックが形成され、各トラックには、位置決め制御等
に用いられる（シリンダ番号を示すシリンダコード、当
該シリンダコードの示すシリンダ内の位置誤差を波形の
振幅で示すためのバーストデータを含む）サーボデータ
が記録された複数のサーボエリアが等間隔で配置されて
いる。これらのサーボエリアは、ディスク１０上では中
心から各トラックを渡って放射状に配置されている。サ
ーボエリア間はデータエリア（ユーザエリア）となって
おり、当該データエリアには複数のデータセクタが設定
される。

【００２７】ディスク１０の記録面の所定の領域（シス
テム領域）には、当該記録面での欠陥セクタとその代替
先（再配置先）セクタ等を示す欠陥セクタ再配置情報
（以下、ディフェクトマップと称する）が保存されてい
る。

【００２８】ディスク１０はスピンドルモータ（ＳＰ
Ｍ）１１により高速に回転する。ヘッド７はキャリッジ
機構９と称するヘッド移動機構に取り付けられて、この
キャリッジ機構９の移動によりディスク１０の半径方向
に移動する。キャリッジ機構９は、ボイスコイルモータ
（ＶＣＭ）１３により駆動される。

【００２９】ＳＰＭ１１は、当該ＳＰＭ１１に制御電流
を流して当該ＳＰＭ１１を駆動するためのＳＰＭドライ
バ１２に接続され、ＶＣＭ１３は、当該ＶＣＭ１３に制
御電流を流して当該ＶＣＭ１３を駆動するためのＶＣＭ
ドライバ１４に接続されている。上記制御電流の値（制
御量）は、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３の計算処理
で決定される。

【００３０】ヘッド７は例えばフレキシブルプリント配
線板（ＦＰＣ）に実装されたヘッドアンプ回路８と接続
されている。ヘッドアンプ回路８は、ヘッド７の切り替
え、ヘッド７との間のリード／ライト信号の入出力等を
司るもので、ヘッド７で読み取られたアナログ出力を増
幅するヘッドアンプ（プリアンプ）、及びＲ／Ｗ回路６
から送られてくる書き込みデータに従いヘッド７にライ
ト信号（ライト電流）を出力するライトドライバ（いず
れも図示せず）を有している。

【００３１】Ｒ／Ｗ回路（リード／ライト回路）６は、
ヘッド７によりディスク１０から読み取られてヘッドア
ンプ回路８（内のヘッドアンプ）により増幅されたアナ
ログ出力（ヘッド７のリード信号）を入力してデータ再
生動作に必要な信号処理を行うデコード機能（リードチ
ャネル）と、ディスク１０へのデータ記録に必要な信号
処理を行うエンコード機能（ライトチャネル）と、ヘッ
ド位置決め制御等のサーボ処理に必要なサーボデータ中
のバーストデータを抽出する処理を行う信号処理機能と
を有する。

【００３２】サーボ処理回路１５は、Ｒ／Ｗ回路６で再
生されたデータを受けてサーボ処理に必要な信号処理を
実行する。即ちサーボ処理回路１５は、Ｒ／Ｗ回路６で
再生されたデータからサーボエリアの期間だけ有効
（真）となる周知のタイミング信号であるサーボゲート
等のタイミング生成機能、サーボエリアに記録されてい
るサーボデータ中のシリンダコードを抽出・復号するデ
コード機能を有する。

【００３３】ＧＡ（ゲートアレイ）５は、Ｒ／Ｗ回路６
及びサーボ処理回路１５とＨＤＣ１及びＣＰＵ３との間
の情報の受け渡しを行う他、サーボ処理回路１５で生成
されたサーボゲートのタイミングの監視、該当するサー
ボエリアに後続するデータエリアに配置されるデータセ
クタの位置情報をＨＤＣ１に通知するなどの機能を有す
る。

【００３４】ＣＰＵ３は、例えばワンチップのマイクロ
プロセッサである。このＣＰＵ３は、ＲＯＭ４に格納さ
れている制御プログラムに従って磁気ディスク装置内の
各部を制御する。即ちＣＰＵ３は、サーボ処理回路１５
により抽出されたサーボデータ中のシリンダコード及び
Ｒ／Ｗ回路６により抽出されたサーボデータ中のバース
トデータに従ってＶＣＭドライバ１４を駆動制御するこ
とでヘッド７を目標シリンダ（トラック）位置に移動さ
せるためのシーク・位置決め制御、ＨＤＣ１を制御する
ことによるリード／ライトデータの転送制御などの制御
を行う。

【００３５】ＣＰＵ３には、磁気ディスク装置全体を制
御するための制御プログラム（ファームウェア）等が格
納されているＲＯＭ（Read Only Memory）４と、ＨＤＣ
（ディスクコントローラ）１とが接続されている。

【００３６】ＨＤＣ１は、ホストインタフェースの規格
に従ってホスト装置との間のコマンド、データの通信を
制御するホストインタフェース機能と、バッファ２の管
理を行うバッファ管理制御機能と、Ｒ／Ｗ回路６、ヘッ
ドアンプ回路８を介して行われるディスク１０を対象と
するリードとライトのタイミングを制御するディスク制
御機能を有する。

【００３７】バッファ２は高速メモリ、例えばＲＡＭ構
成のバッファメモリである。バッファ２には、図２に示
すように、バッファ領域２１、ディフェクトマップ領域
２２、及びディフェクト保持領域２３の各領域が確保さ
れている。

【００３８】バッファ領域２１は、ディスク１０から読
み出したデータ、及びホスト装置から転送されたディス
ク１０への書き込みデータを一時格納するのに用いられ
るキャッシュ領域を提供する。

【００３９】ディフェクトマップ領域２２は、当該記録
面での欠陥セクタとその代替先（再配置先）セクタ等を
示すディフェクトマップを格納するための領域であり、
ディスク１０の各記録面（ヘッド）毎に、欠陥セクタが
存在するシリンダを示すシリンダ情報と、そのシリンダ
上の欠陥セクタの情報の格納先へのポインタ情報を登録
するシリンダ情報領域２２１と、シリンダ情報領域２２
１内のシリンダ情報で示されるシリンダ上の欠陥セクタ
に関する情報を登録するセクタ情報領域２２２とからな
る。

【００４０】セクタ情報領域２２２には、各欠陥セクタ
毎に、その欠陥セクタ（代替元セクタ）の情報２２２ａ
と、その欠陥セクタの代替先セクタ（再配置セクタ）の
情報２２２ｂと、その欠陥セクタのディフェクトの種別
２２２ｃに加えて、その欠陥セクタ（の代替先セクタ）
へのアクセス回数２２２ｄと、コピーフラグ２２２ｅの
各情報が登録される。このコピーフラグ２２２ｅは、再
配置先のデータがバッファ２内の後述するディフェクト
保持領域２３（内の再配置データコピー領域２３２）に
コピーされているか否かを示す。

【００４１】ディフェクトマップ領域２２に格納される
ディフェクトマップは、磁気ディスク装置の初期化動作
時（例えば装置の電源投入時や、ホスト装置からのハー
ドウェアリセット信号の入力時）に、ディスク１０のシ
ステム領域から読み出されるものである。但し、各欠陥
セクタ毎のセクタ情報中の、上記アクセス回数２２２ｄ
及びコピーフラグ２２２ｅは、ディフェクトマップ領域
２２に固有のもので、ディスク１０のシステム領域から
読み出されたディフェクトマップ中の各欠陥セクタ毎の
セクタ情報に付加されるものである。

【００４２】ディフェクトマップ領域２２内のディフェ
クトマップは、ホスト装置からディスクアクセスが要求
された場合に、要求されたアクセス範囲に欠陥セクタが
含まれているか否かの判断と、含まれている場合には、
その欠陥セクタの位置の検出と、対応する再配置セクタ
のデータがディフェクト保持領域２３（内の再配置デー
タコピー領域２３２）にコピーされているか否かの判断
等に用いられる。

【００４３】また、新たに欠陥セクタが検出されて、代
替セクタへの再配置処理がなされた場合には、その欠陥
セクタに関する情報のディフェクトマップへの登録、即
ちディフェクトマップの更新は、バッファ２内のディフ
ェクトマップ領域２２とディスク１０のシステム領域の
両方に対して行われる。

【００４４】次にディフェクト保持領域２３は、テーブ
ル領域２３１、及び再配置データコピー領域２３２から
なる。再配置データコピー領域２３２は、１セクタ分の
サイズ（例えば５１２バイト）を単位に分割して使用さ
れ、その１セクタ分の分割領域に、ディスク１０上の欠
陥セクタの再配置先のデータ、即ち再配置セクタ（代替
先セクタ）のデータがコピーされる。テーブル領域２３
１は、再配置データコピー領域２３２内のいずれの位置
（分割領域）に、いずれの再配置セクタのデータがコピ
ー（格納）されているかを示す、コピー先の位置情報
と、再配置セクタを示す再配置セクタ情報とからなるテ
ーブル情報を、各再配置セクタ毎に登録するのに用いら
れる。ここで再配置セクタ情報は、再配置セクタのセク
タ番号と、再配置セクタが存在するシリンダ及びヘッド
を示す情報からなる。

【００４５】次に、図１の構成の磁気ディスク装置の動
作を説明する。 （Ａ）再配置セクタデータコピー処理 まず、ディスク１０上の代替領域に保存されている再配
置セクタのデータをバッファ２上に確保されたディフェ
クト保持領域２３にコピーする再配置セクタデータコピ
ー処理を例に、図３を参照して説明する。

【００４６】今、ディスク１０上の通常の記録領域のあ
るシリンダ上のセクタ＃３が欠陥セクタであり、その欠
陥セクタ＃３がディスク１０に予め用意されている代替
領域内の１つの代替セクタ（再配置セクタ）に再配置さ
れているものとする。

【００４７】このような状態で、装置の電源が投入され
るか、或いはホスト装置からのハードウェアリセット信
号が入力されると、ＣＰＵ３は磁気ディスク装置内の各
部を初期化する初期化動作を開始する。この初期化動作
においてＣＰＵ３は、ディスク１０上のシステム領域に
保存されているディフェクトマップを読み出してバッフ
ァ２のディフェクトマップ領域２２に格納するディフェ
クトマップコピー処理を、ＨＤＣ１を制御することで実
行する。このとき、ディフェクトマップ領域２２に格納
されるディフェクトマップ中の各欠陥セクタ毎のセクタ
情報には、アクセス回数０を示すアクセス回数２２２ｄ
及び未コピーを示すコピーフラグ２２２ｅの両情報が付
加される。

【００４８】また、上記の電源投入時、或いはハードウ
ェアリセット信号入力時には、即ち磁気ディスク装置の
初期化動作時には、ＣＰＵ３は、ディスク１０上の代替
領域に保存されている再配置セクタのデータを、バッフ
ァ２のディフェクト保持領域２３内に確保されている再
配置データコピー領域２３２にセクタ単位でコピーする
処理をＨＤＣ１を制御して行う。同時にＣＰＵ３は、コ
ピーした再配置セクタの情報とコピー先の位置情報から
なるテーブル情報を、各再配置セクタ毎にテーブル領域
２３１に登録する処理を行う。更にＣＰＵ３は、ディフ
ェクトマップ領域２２に格納されているディフェクトマ
ップ中の各欠陥セクタ毎のセクタ情報のうち、コピーし
た再配置セクタに対応する欠陥セクタに関するセクタ情
報に付加されているコピーフラグ２２２ｅをコピー済み
を示す状態に設定する。

【００４９】ここでディフェクトマップの示す全再配置
セクタのデータの総量が再配置データコピー領域２３２
の容量より大きい場合には、後述する方法で最適なコピ
ー対象再配置セクタを選択する。

【００５０】さて本実施形態では、上記のコピー処理
は、新たに欠陥セクタであることが検出されて、代替セ
クタへの再配置が行われた直後にも行われる。即ちＣＰ
Ｕ３は、再配置が行われた代替セクタ、即ち再配置セク
タのデータを再配置データコピー領域２３２内の空き領
域にコピーすると共に、コピーした再配置セクタの情報
とコピー先の位置情報からなるテーブル情報をテーブル
領域２３１に登録する処理を、ＨＤＣ１を制御すること
で実行する。

【００５１】このようにして、バッファ領域２１のディ
フェクト保持領域２３内に確保された再配置データコピ
ー領域２３２のある１セクタ分の領域には、ディスク１
０上の上記セクタ＃３の再配置セクタのデータがコピー
され、その再配置セクタとコピー先を示すテーブル情報
がテーブル領域２３１に格納されているものとする。

【００５２】（Ｂ）リードコマンド受信時動作 次に、ホスト装置から、再配置された欠陥セクタを含む
領域に対するリードコマンドが発行された場合の動作
を、（ｂ１）ＨＤＣへの飛ばし読みセクタの設定、及び
（ｂ２）リード動作に分けて、図４のフローチャートを
適宜参照しながら説明する。

【００５３】（ｂ１）ＨＤＣへの飛ばし読みセクタの設
定 まず、再配置された欠陥セクタを含む領域に対するリー
ドコマンドを受信した場合に行われる、ＨＤＣ１への飛
ばし読みセクタの設定動作について説明する。

【００５４】今、ホスト装置から、図３に示したような
再配置された欠陥セクタ＃３を含む領域に対するリード
コマンドが図１の磁気ディスク装置に対して発行され、
そのリードコマンドを磁気ディスク装置内のＨＤＣ１が
受信したものとする（ステップＳ１）。

【００５５】ＣＰＵ３は、ＨＤＣ１により受信されたリ
ードコマンドを受け取ると、バッファ２のディフェクト
マップ領域２２に格納されているディフェクトマップを
もとに、当該リードコマンドの指定する読み出し対象領
域内に代替領域に再配置された欠陥セクタが含まれてい
るか否かを判断し、含まれているならば、その欠陥セク
タの代替先セクタのデータ（再配置セクタデータ）がデ
ィフェクト保持領域２３にコピーされているか否かを判
断する。ここでは、読み出し対象領域内に欠陥セクタ＃
３が含まれており、しかも当該欠陥セクタ＃３の再配置
セクタのデータがディフェクト保持領域２３（内の再配
置データコピー領域２３２）にコピーされていると認識
する。同時にＣＰＵ３は、ディフェクトマップ領域２２
に格納されているディフェクトマップ中の欠陥セクタ＃
３に関するセクタ情報に付加されているアクセス回数２
２２ｄを１インクリメントする。

【００５６】さてＣＰＵ３は、読み出し対象領域内に欠
陥セクタ＃３が含まれており、且つ当該欠陥セクタ＃３
の再配置セクタのデータがディフェクト保持領域２３に
コピーされていると判断した場合、ＨＤＣ１に対して、
当該欠陥セクタ＃３を、図５に示すように、飛ばし読み
の対象セクタとして設定すると共に、飛ばし読みした段
階でホスト装置へのデータ転送を一時中断するように設
定する。またＣＰＵ３は、ディフェクト保持領域２３内
のテーブル領域２３１を参照して、再配置セクタ＃３の
データがコピーされている再配置データコピー領域２３
２内の先頭位置を特定しておく。

【００５７】（ｂ２）リード動作 次に、上記（ｂ１）の設定動作に続くリード動作につい
て上記図４のフローチャートの他に図５乃至図９を参照
して説明する。なお、図９は、従来の技術の説明で参照
した図１３と同様のヘッド移動経路を示すものである。

【００５８】まずＣＰＵ３は、ホスト装置からのリード
コマンドの実行の前処理として上記（ｂ１）の設定動作
を行うと、リードコマンドの指定するリード動作を次の
手順で開始する（ステップＳ２）。ここでのリード動作
は、ディスク１０上の指定された領域のデータを読み出
すディスク読み出し動作と、ディスク１０から読み出し
たデータをホスト装置に転送するホスト転送動作とから
なる。

【００５９】まずＣＰＵ３は、ヘッド７を、現在位置か
ら、リードコマンドで指定された図９に示すディスク１
０上の読み出し指定範囲（読み出し対象領域）９０が存
在するトラックへ移動する（経路ａ１）。この読み出し
指定範囲９０には、先に飛ばし読みが設定された欠陥セ
クタ＃３である欠陥セクタ９１が含まれているものとす
る。

【００６０】読み出し指定範囲９０が存在するトラック
へヘッド７を位置決めできると、ＨＤＣ１は、当該読み
出し指定範囲９０の先頭セクタ位置が来るまで、ディス
ク１０の回転待ちをする（経路ａ２）。

【００６１】次にＨＤＣ１は、欠陥セクタ９１（＃３）
の直前まで、セクタ単位でディスク１０からのデータ読
み出しを行い（経路ａ３）、その読み出したデータをセ
クタ単位でバッファ２のバッファ領域２１に格納しなが
ら、当該バッファ領域２１に格納したデータをホスト装
置に転送する。この様子を図６に示す。ここでは、セク
タ＃１，＃２の２セクタからのディスク読み出しが行わ
れて、そのリードデータがホスト装置に転送される例が
示されている。

【００６２】ＨＤＣ１は、欠陥セクタ９１（＃３）の直
前のセクタ（＃２）のデータをホスト装置に転送した時
点で、先のＣＰＵ３からの設定に従って図７に示すよう
にホスト転送のみを中断する。

【００６３】このように、リード動作が開始（ステップ
Ｓ２）され、欠陥セクタ９１（＃３）の直前までセクタ
単位でデータをホスト装置に転送したところで、ホスト
転送が一旦中断される（ステップＳ３）。本実施形態に
おいて、ＨＤＣ１でのディスク読み出しは、同じＨＤＣ
１でのホスト転送とは独立して動作している。このた
め、ホスト転送の中断の間に、欠陥セクタ９１（＃３）
の飛ばし読みが行われ（経路ａ４）、バッファ領域２１
には欠陥セクタ９１（＃３）の直後のセクタ（＃４）の
データが読み出されることになる。

【００６４】ＣＰＵ３は、欠陥セクタ９１（＃３）の直
前のセクタ（＃２）のデータがホスト装置に転送された
時点で、ホスト装置への転送元を、ディフェクト保持領
域２３の再配置データコピー領域２３２にコピーされて
いる欠陥セクタ９１（＃３）の再配置データの先頭位
置、即ち先に特定しておいた位置に切り替え、その再配
置データコピー領域２３２からの１セクタ分の再配置デ
ータ（再配置セクタデータ）のホスト転送後に、ホスト
転送を中断するようにＨＤＣ１に設定する。

【００６５】これによりＨＤＣ１は、図７に示すよう
に、再配置データコピー領域２３２にコピーされていた
欠陥セクタ９１（＃３）の再配置データをホスト装置へ
転送し（ステップＳ４）、しかる後にホスト転送を中断
する（経路ａ５）。これと並行してＨＤＣ１では、図７
に示すように、欠陥セクタ９１（＃３）の直後のセクタ
（＃４…）のデータがバッファ領域２１に読み出される
（経路ａ６）。

【００６６】次にＨＤＣ１は、再配置セクタデータをホ
スト装置に転送した時点で、先のＣＰＵ３からの設定に
従って、ホスト転送を中断する。するとＣＰＵ３は、ホ
スト装置への転送元を、欠陥セクタ９１（＃３）の直後
のセクタ（＃４）の位置とするようにＨＤＣ１に設定
し、ＨＤＣ１によるホスト転送を再開させる。

【００６７】先に述べたように、ＨＤＣ１ではホスト転
送とディスク読み出しとが独立して動作するため、バッ
ファ領域２１には、当該バッファ領域２１からのホスト
転送の中断の間に、欠陥セクタ９１（＃３）の直後のセ
クタ（＃４…）のデータが読み出されている。したがっ
て、ＣＰＵ３からのホスト転送再開指示により、既にバ
ッファ領域２１に読み出されている欠陥セクタ９１（＃
３）の直後のセクタ（＃４…）から、図８に示すように
ホスト装置への転送を再開する（ステップＳ５）（経路
ａ７）。

【００６８】その後、ＨＤＣ１は、読み出し指定範囲９
０の最終セクタまでディスク読み出し並びに読み出した
セクタデータのホスト転送を行う（経路ａ８）。そして
最終セクタのデータがホスト装置に転送された段階で一
連のリード動作は終了となる。

【００６９】以上に述べた上記（ｂ２）のリード動作に
よれば、図９と図１３とを比較すれば明らかなように、
ヘッドの移動距離が大幅に短縮されている。周知のよう
に、ディスクアクセス動作に要する時間のうちで高い比
率を占めるのは、目標トラックへヘッドを移動させる動
作（シーク動作）と、磁気ヘッドが目標セクタの存在す
る位置に来るまで待つディスクの回転待ち時間である。

【００７０】従来技術では、図１３に示されているよう
に、再配置セクタデータをアクセスする場合には、欠陥
セクタのない場合に比べて２回多いシーク動作と２回多
い回転待ち動作が発生するため、多くの余分な時間を必
要としていた。

【００７１】これに対して本実施形態では、代替領域に
再配置されたデータを予めバッファ領域２１内のディフ
ェクト保持領域２３にコピーして保持し、ホスト装置か
らの欠陥セクタを含むディスク領域を対象とするリード
コマンドに対して代替領域をアクセスすることなく、デ
ィフェクト保持領域２３に保持されている再配置データ
を読み込んでホスト装置に転送することにより、欠陥セ
クタ直前のデータ読み出し後の代替領域に対するアクセ
ス動作、即ちヘッドの移動、ヘッドが目標領域に達する
までのディスク回転待ちと代替領域から欠陥セクタ直後
までの同様なアクセス動作を省略することができるた
め、図９に示されているように、これらの余分な時間を
ほぼ０にすることができる。

【００７２】これは、大別して以下の３つの理由によ
る。 （１）ディスクアクセス（ディスク読み出し）とホスト
転送は独立に並行して行われる。

【００７３】（２）ホスト転送位置変更動作、転送中断
／再開動作に要する時間は、ディスクアクセス動作に比
較して十分短い。 （３）たとえ上記（２）の動作に多くの時間が必要であ
ったとしても、ホスト転送の方がディスクアクセスより
高速な場合、一旦遅れたホスト転送がディスクアクセス
に追いつく形となり、遅延時間がキャンセルされる。

【００７４】以上のことから、本実施例においては、欠
陥セクタを含むディスク領域に対するリードアクセス動
作の実行時間を大幅に短縮できる。 （Ｃ）コピー対象再配置セクタの選択 次に、コピー対象再配置セクタの選択処理について、図
１０のフローチャートを参照して説明する。

【００７５】本実施形態では、電源投入時、或いはハー
ドウェアリセット信号入力時等の初期化動作時におい
て、ディスク１０上の代替領域に保存されている再配置
セクタのデータをバッファ領域２１内の再配置データコ
ピー領域２３２にコピーする動作が自動的に行われる。
このとき、ディフェクトマップの示すディスク１０上の
全ての再配置セクタのデータの総量が再配置データコピ
ー領域２３２の容量より大きい場合には、コピー対象再
配置セクタを選択する必要がある。

【００７６】そのためＣＰＵ３は、装置の初期化動作時
には、ディフェクトマップの示す全再配置セクタのデー
タの総量が再配置データコピー領域２３２の容量より大
きいか否かを調べ（ステップＳ１１）、大きい場合に
は、欠陥セクタ（のあるトラック）から再配置セクタ
（のあるトラック）までのトラック数の多い順、即ち物
理的距離（再配置セクタへのシーク時のヘッド移動量）
が大きい順に、対応する再配置セクタをコピー対象とし
て選択し（ステップＳ１２）、その選択した再配置セク
タのデータを、再配置データコピー領域２３２にコピー
する処理（ステップＳ１３）を、当該再配置データコピ
ー領域２３２が一杯になるまで繰り返す（ステップＳ１
４）。この選択手法を適用するのは、欠陥セクタから再
配置セクタ（代替先セクタ）までの磁気ヘッドの移動距
離（シーク距離）が長い再配置セクタのデータを再配置
データコピー領域２３２にコピーする方が、対応する欠
陥セクタを含むディスク領域を対象とするリードコマン
ドの実行時間短縮の効果が大きいためである。

【００７７】さて、再配置データコピー領域２３２にデ
ータがコピーされていない再配置セクタ、即ち未コピー
の再配置セクタ（に対応する欠陥セクタ）の中に、アク
セス頻度が高いものがある場合、その再配置セクタのデ
ータを再配置データコピー領域２３２にコピーした方
が、再配置データコピー領域２３２を利用した欠陥セク
タを含むディスク領域からのリード動作の実行時間の短
縮の効果が大きい。

【００７８】そこで本実施形態では、図１１のフローチ
ャートに示すように再配置データの置き換え（入れ替
え）を行うようにしている。まずＣＰＵ３は、欠陥セク
タ（を含む領域）へのアクセスが発生した場合、アクセ
ス対象となる欠陥セクタの再配置セクタのデータが未コ
ピーであるか否かをチェックし（ステップＳ２１）、未
コピーである場合には、ＣＰＵ３は、ディフェクトマッ
プ領域２２に格納されているディフェクトマップから、
アクセス対象欠陥セクタのアクセス回数（２２２ｄ）を
読み込む（ステップＳ２２）。

【００７９】次にＣＰＵ３は、上記ディフェクトマップ
から、（コピーフラグ２２２ｅで示される）コピー済み
の再配置セクタに対応する欠陥セクタの中に、ステップ
Ｓ２２で読み込んだアクセス回数よりもアクセス回数が
少ないものがあるか否かをチェックする（ステップＳ２
３）。もし、アクセス回数が少ない欠陥セクタがあるな
らば、その欠陥セクタのコピー済み再配置データに代え
て、アクセス対象欠陥セクタの再配置データを再配置デ
ータコピー領域２３２にコピーする（ステップＳ２
４）。即ち再配置データコピー領域２３２にコピーする
再配置セクタを、各再配置セクタのアクセス回数に基づ
いて動的に入れ替える。この動作は、アクセス対象欠陥
セクタの再配置データをバッファ２のバッファ領域２１
に読み込んだ際に行うと、再配置セクタからの再読み出
しが不要なため効率的である。

【００８０】この他、新たな欠陥セクタが検出されて再
配置セクタへの再配置が行われた場合、その欠陥セクタ
（の再配置セクタ）は近いうちに再度アクセスされる可
能性が高く、逆に長時間アクセスされていないセクタは
近いうちに再度アクセスされる可能性が低いことを考慮
して、図１２のフローチャートに示すような再配置デー
タの置き換えを行うことも可能である。

【００８１】まずＣＰＵ３は、新たな欠陥セクタが検出
されて再配置セクタへの再配置処理が発生した場合に
は、再配置データコピー領域２３２にコピーされている
再配置データの中に、一度もアクセスされたことのない
再配置データがあるか否かをチェックする（ステップＳ
３１）。

【００８２】もし、一度もアクセスされたことのないコ
ピー済みの再配置データがあるならば、ＣＰＵ３は、そ
の再配置データを置き換え（追い出し）対象として選択
する（ステップＳ３２）。

【００８３】これに対し、一度もアクセスされたことの
ないコピー済みの再配置データがないならば、ＣＰＵ３
は再配置データコピー領域２３２にコピーされている再
配置データの中で最も以前にアクセスされた再配置デー
タを置き換え（追い出し）対象として選択する（ステッ
プＳ３３）。このためには、再配置データコピー領域２
３２内の各再配置データについて、そのアクセス順を示
す情報を、例えばテーブル領域２３１の各テーブル情報
に持たせればよい。

【００８４】次にＣＰＵ３は、ステップＳ３２またはＳ
３３で選択した再配置データに代えて、再配置直後の再
配置データを再配置データコピー領域２３２にコピーす
る（ステップＳ２４）。

【００８５】また、新たに検出された欠陥セクタに限ら
ず、新たにアクセスが発生したセクタは、近いうちに再
度アクセスされる可能性が高いことから、上記の方式
は、未コピーの再配置セクタへのアクセスが発生した場
合にも適用可能である。

【００８６】なお、以上の説明では、ディスクから読み
出したデータ、及びディスクへの書き込みデータを一時
格納するバッファ内にディフェクト保持領域を確保し
て、ディスク上の欠陥セクタの代替先セクタの再配置デ
ータを保持する場合について説明したが、当該バッファ
とは独立の高速メモリをディフェクト保持領域として用
いるようにしても構わない。

【００８７】以上に述べた実施形態では磁気ディスク装
置について説明したが、本発明は、ディスクの記録面上
に欠陥セクタが存在した場合に、その欠陥セクタをディ
スク上の代替領域に再配置することで、欠陥セクタのア
クセス時にはその再配置情報に従って再配置されたデー
タをアクセスすることが可能なディスク装置であれば、
光磁気ディスク装置など、磁気ディスク装置以外のディ
スク装置にも適用可能である。

【００８８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、代
替領域に再配置されたデータを予め高速なメモリ上にコ
ピーして保持し、ホスト装置からの欠陥セクタを含むデ
ィスク領域を対象とするリードコマンドに対して代替領
域をアクセスすることなく、メモリに保持されている再
配置データを読み込んでホスト装置に転送するようにし
たので、欠陥セクタ直前のデータ読み出し後の代替領域
に対するアクセス動作と、代替領域から欠陥セクタ直後
までのアクセス動作を省略でき、リードコマンドの実行
時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の
構成を示すブロック図。

【図２】図１中のバッファ２に割り当てられる各領域を
説明するための図。

【図３】同実施形態における再配置セクタデータコピー
処理を説明するための図。

【図４】同実施形態における欠陥セクタを含むディスク
領域に対するホスト装置からのリードコマンド受信時の
動作を説明するためのフローチャート。

【図５】同実施形態におけるＨＤＣ１への飛ばし読みセ
クタの設定動作を説明するための図。

【図６】同実施形態における欠陥セクタ直前までのディ
スク読み出し動作とホスト転送動作を説明するための
図。

【図７】同実施形態にける欠陥セクタの直前のセクタの
データをホスト装置に転送した後の再配置データのホス
ト転送動作と、欠陥セクタ直後のセクタのデータのディ
スク読み出し動作を説明するための図。

【図８】同実施形態における欠陥セクタ直後のセクタの
データのホスト転送動作を説明するための図。

【図９】同実施形態における欠陥セクタを含むディスク
領域に対するリード動作時のヘッド移動経路を示す図。

【図１０】同実施形態におけるコピー対象再配置セクタ
の選択処理を説明するためのフローチャート。

【図１１】同実施形態における再配置データの置き換え
処理を説明するためのフローチャート。

【図１２】同実施形態における再配置データの他の置き
換え処理を説明するためのフローチャート。

【図１３】従来の磁気ディスク装置における欠陥セクタ
を含むディスク領域に対するリード動作時のヘッド移動
経路を示す図。

【図１４】従来の磁気ディスク装置における欠陥セクタ
を含むディスク領域に対するホスト装置からのリードコ
マンド受信時の動作を説明するためのフローチャート。

【符号の説明】

１…ＨＤＣ（ディスクコントローラ、再配置データ読み
出し・転送手段） ２…バッファ（高速メモリ） ３…ＣＰＵ（再配置データコピー処理手段） ７…ヘッド １０…ディスク ２１…バッファ領域 ２２…ディフェクトマップ領域（アクセス回数管理手
段） ２３…ディフェクト保持領域 ２２２ｄ…アクセス回数 ２２２ｅ…コピーフラグ ２３１…テーブル領域 ２３２…再配置データコピー領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ１１Ｂ 20/18 ５１２ Ｇ１１Ｂ 20/18 ５１２Ｄ ５５２ ５５２Ａ ５７２ ５７２Ｂ ５７２Ｆ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクの記録面上に欠陥セクタが存在
   した場合に、その欠陥セクタを前記ディスク上の代替領
   域に再配置することで、前記欠陥セクタのアクセス時に
   はその再配置情報に従って前記再配置されたデータをア
   クセスすることが可能なディスク装置において、 前記代替領域に再配置されたデータを保持するためのデ
   ィフェクト保持領域が確保された高速メモリと、 前記代替領域に再配置されたデータを予め前記ディスク
   から前記ディフェクト保持領域にセクタ単位でコピーし
   ておく再配置データコピー処理手段と、 ホスト装置から与えられる欠陥セクタを含むディスク領
   域を対象とするリードコマンドの実行時には、前記欠陥
   セクタの再配置データを前記ディフェクト保持領域から
   読み出して前記ホスト装置に転送する再配置データ読み
   出し・転送手段とを具備することを特徴とするディスク
   装置。
2. 【請求項２】 前記再配置データコピー処理手段は、少
   なくとも前記ディスク装置の初期化動作時に起動される
   ことを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
3. 【請求項３】 前記再配置データコピー処理手段は、前
   記代替領域に再配置されたデータの総量が前記ディフェ
   クト保持領域の容量より大きい場合には、前記各欠陥セ
   クタとその再配置先との物理的距離が大きい順に前記デ
   ィフェクト保持領域が満杯になるまで対応する前記再配
   置データをコピーすることを特徴とする請求項２記載の
   ディスク装置。
4. 【請求項４】 前記各欠陥セクタへのアクセス回数を管
   理するアクセス回数管理手段を更に具備し、 前記再配置データコピー処理手段は、前記ディフェクト
   保持領域に再配置データがコピーされていない欠陥セク
   タの中に、前記ディフェクト保持領域に再配置データが
   コピーされている欠陥セクタより、前記アクセス回数管
   理手段により管理されているアクセス回数が多い欠陥セ
   クタがある場合には、そのアクセス回数が少ない欠陥セ
   クタの再配置データに代えて、そのアクセス回数が多い
   欠陥セクタの再配置データを前記ディフェクト保持領域
   にコピーすることを特徴とする請求項３記載のディスク
   装置。
5. 【請求項５】 前記再配置データコピー処理手段は、新
   たな欠陥セクタが前記代替領域に再配置される毎に、そ
   の再配置データを前記ディフェクト保持領域にコピーす
   ることを特徴とする請求項２記載のディスク装置。
6. 【請求項６】 前記再配置データコピー処理手段は、前
   記新たな欠陥セクタが前記代替領域に再配置された際
   に、前記ディフェクト保持領域に空きがない場合には、
   前記ディフェクト保持領域にコピーされている再配置デ
   ータのうち、一度もアクセスされたことのない再配置デ
   ータがあれば、そのデータに代えて、一度もアクセスさ
   れたことのない再配置データがなければ、最も以前にア
   クセスされた再配置データに代えて、前記新たな欠陥セ
   クタの再配置データを前記ディフェクト保持領域にコピ
   ーすることを特徴とする請求項５記載のディスク装置。
7. 【請求項７】 ディスクの記録面上に欠陥セクタが存在
   した場合に、その欠陥セクタを前記ディスク上の代替領
   域に再配置することで、前記欠陥セクタのアクセス時に
   はその再配置情報に従って前記再配置されたデータをア
   クセスすることが可能なディスク装置における欠陥によ
   る再配置データの高速ホスト転送方法であって、 前記代替領域に再配置されたデータを高速メモリに確保
   されたディフェクト保持領域に前記ディスクからセクタ
   単位で予めコピーしておき、 ホスト装置から与えられる欠陥セクタを含むディスク領
   域を対象とするリードコマンドの実行時には、前記欠陥
   セクタの再配置データを前記ディフェクト保持領域から
   読み出して前記ホスト装置に転送するようにしたことを
   特徴とする欠陥による再配置データの高速ホスト転送方
   法。
8. 【請求項８】 前記代替領域に再配置されたデータをセ
   クタ単位で前記ディフェクト保持領域にコピーする動作
   を、前記ディスク装置の初期化動作時に行うことを特徴
   とする請求項７記載の欠陥による再配置データの高速ホ
   スト転送方法。