JP2986089B2 - デイスク装置およびデイスク装置におけるヘッド切り換え方法 - Google Patents
デイスク装置およびデイスク装置におけるヘッド切り換え方法Info
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- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
Description
るデイスク装置におけるヘッド切り換え時のパフォーマ
ンス向上に係り、特に、ヘッド間のチルト量を考慮した
ターゲット・トラックの設定によって効率的ヘッド切り
換えを可能とした装置および方法に関する。
にデータ・トラックが形成されている。磁気デイスクに
対する情報の読み取りまたは書き込みは、シーク動作、
すなわち磁気ディスクを回転させると共に、磁気ヘッド
を磁気デイスクの半径方向に略沿って移動させて特定の
データ・トラックに位置決めした後に行われる。磁気ヘ
ッドを特定のデータ・トラックに位置決めするには、次
に説明するように、磁気デイスクに予め記録されたヘッ
ド位置識別情報及びバースト・パターンを磁気ヘッドに
よって各々読み取ることによって行われる。
れて形成されている。例えば図1に概略的に示すよう
に、デイスク18にはデータ領域52、サーボ領域50
が形成され、磁気ヘッドが、これらのサーボ領域50に
記録されたサーボ・データに基づいてデイスク上の位置
を認識し、所定の位置のデータ領域にデータを書き込
み、また読み取るものである。
(CYL)、およびセクタ(SEC)位置情報はグレイ
・コードに含まれる。このグレイ・コードに続いて、ヘ
ッド位置のトラックに対する微調整用信号を提供するバ
ースト・パターンがデイスク上で記録されている。これ
らのサーボ・データの読み取りによって、磁気ヘッドは
所定トラックに位置決めされる。
ド位置識別情報及びバースト・パターンの一部を示す。
図2において、磁気デイスクは円周方向(図2矢印F方
向)に沿って回転し、図示しない磁気ヘッドは磁気ディ
スクの半径方向(図2矢印G方向)に略沿って移動す
る。磁気デイスクにはデータが記録される複数のデータ
・トラック100A、100B、100C、・・・が同
心円状に形成されている。データ・トラックは円周方向
に沿って配置されており、隣り合うデータ・トラックの
間に識別情報記録領域102及びバースト・パターン記
録領域104が形成されている。
めのトラックアドレスが予め付与されている。識別情報
記録領域102には対応するデータ・トラックのトラッ
クアドレスをグレイ・コード(Cyclic binary code :
巡回2進符号)で表した所定ビット数の識別情報が記録
されている。また、バースト・バターン記録領域104
には、信号が記録された領域(図2ではハッチングで示
す)が各々デイスク半径方向に沿って配列された複数本
(図2では4本)のバースト・パターン列106A、1
06B、106C、106Dが記録されている。
置決めする際、へッドが識別情報記録領域102に対向
する度に磁気ヘッドから出力される識別情報読み取り信
号に基づいて、磁気ヘッドが対向しているデータ・トラ
ックのトラックアドレスを算出する。識別情報は、より
詳しくは図3(A)に示すように、1ビットのデータの
記録長さ(図3(A)のL)が予め定められており、ト
ラックアドレスを表すグレイ・コードの各ビットの値が
「0」か「1」かに応じて、各ビットに対応する長さL
の記録範囲の中のNまたはSに磁化される部分の位置が
異なるように記録されている。
Nの識別情報記録領域を磁気ヘッドが通過すると、図3
(B)に示すようにNまたはSに磁化された部分でパル
スが生じる。また、図3(A)に示すデータ・トラック
N+1の識別情報記録領域を磁気ヘッドが通過すると、
図3(C)に示すようにNまたはSに磁化された部分で
パルスが生じる。これらの識別情報読み取り信号のパル
スの位置に基づいて、識別情報記録領域に記録されたグ
レイ・コードの値を判別することができ、判別したグレ
イ・コードをバイナリ・コードに変換することによって
トラックアドレスを得ることができる。
ド(100)が判別され、それをさらに変換することに
よってバイナリ・コード(111)が得られる。図3
(C)のパルス列からはグレイ・コード(000)が判
別され、それをさらに変換することによってバイナリ・
コード(000)が得られる。
達したと判断すると、磁気ヘッドによりバースト・パタ
ーン記録領域104の複数本のバースト・パターン列を
各々読み取ることによって得られる複数の信号の和を解
析して、磁気ヘッドの位置に応じてリニアにレベルが変
化する位置検出信号を生成する。該位置検出信号に基づ
いて、磁気ヘッドのギャップのセンタが目的のデータ・
トラックの幅方向中央に位置するように磁気ヘッドを位
置決めする。
あっては、データの書き込み、読み取りに際し、順次磁
気ヘッドの切り換えが実行される。例えばデイスクを2
枚具備し、4個の磁気ヘッド、例えばヘッド番号 0,
1,2,3を有するデイスク装置の場合、ヘッド番号
0,1,2,3の順にヘッドが切り換えられてデータの
書き込みまたは読み取りが行われる。この場合、例えば
シリンダ番号2500において磁気ヘッド0によるデー
タの書き込みが終了すると、磁気ヘッド1に切り換えら
れ、ヘッド1に対向するデイスクのシリンダ2500に
書き込みが実行される。同様にして、順次ヘッド2,3
によってシリンダ2500にデータが書き込まれ、続い
てシリンダ2501に対して磁気ヘッド0,1,2,3
により書き込みが実行される。
の磁気ヘッドを有する磁気ディスクにおいては、上述の
ように磁気ヘッドの切り換え時に同一シリンダ番号の位
置にそれぞれのヘッドを位置決めすることが必要とな
る。一般的にヘッドを位置決めするためのサーボ情報
は、デイスク装置の製造時に基本的にすべてのデイスク
面で同心円上に記録される。その結果、理想的な状態で
は基本的にヘッドの切り換え時に切り換え後のヘッドを
ターゲット・トラックに移動するシーク動作は不要とな
る。すなわち、図4に示すように1つのヘッドを所定の
トラックに位置決めした時、他のヘッドも対向するデイ
スク上の同一シリンダ位置のトラック上に位置する場合
である。なお、図4および図5では、理解を助けるため
に各ヘッドをトラック周方向にずらして示してあるが、
実際は各ヘッドのデイスクのトラック周方向のずれはな
いものと考えてよい。
込んだデイスクをデイスク装置に取付ける場合には、磁
気ヘッドの駆動機構であるアクチュエータやデイスクの
駆動機構であるスピンドルモータの回転軸の傾き、ある
いはクランプによるゆがみ等の影響により、各ヘッドの
取付け位置のずれによるヘッド相互間の相対的ずれ、す
なわちチルトが発生してしまう。サーボ・ライタによる
サーボ・データの書き込み時には、各デイスク間にずれ
のない位置にサーボ・パターンが書かれることとなる
が、その後サーボ・ライタからデイスク装置を取り外す
際のクランプ取り外し工程、デイスク装置に対するトッ
プカバーの取付け等の工程においてゆがみが発生し、デ
イスク装置の組みつけ終了時には例えば図5に示すよう
に、各磁気ヘッドの位置は相対的にずれた状態で組みつ
けられることになる。このような状態で上述のヘッド切
り換えを実行すると、ヘッド0でトラックnにデータを
書き込んだ後、ヘッド1によってトラックnにデータ書
き込みを続行する場合、ヘッド1はヘッドが位置するト
ラックn+1からトラックnへの移動、すなわち1トラ
ック分のシーク動作を要することとなる。
デイスク装置においては、ヘッド切り換え時にシーク動
作が必要となる。チルト量が大であれば、すなわち、タ
ーゲット・トラックまでの距離が大であれば大である
程、シーク・タイムは大となる。これらのシーク・タイ
ムはヘッドの切り換え毎に発生することとなり、データ
の書き込み、または読み取り時におけるパフォーマンス
低下を招く原因となっていた。
の磁気ヘッドを持つ磁気デイスク装置において、各ヘッ
ドの切り換え時のシーク動作を極力減少させ、ヘッドの
切り換え動作に要する時間を減少させて、データの書き
込み動作、および読み取り動作におけるパフォーマンス
の向上を達成するものである。特に、複数セクタにわた
る連続シーケンシャル・リード/ライト時のように順次
ヘッドを切り換えながらデータのリード/ライトを実行
する際には繰り返しヘッド切り換えが必要となり、本願
発明によるシーク・タイムの減少による処理時間の削減
はより大きなものとなる。
装置は、各ヘッドのチルト量を予め測定し、この値をテ
ーブルとして記憶しておき、この値を使ってヘッド切り
換えを行ったときに、次に使用されるヘッドの現在位置
から最も近接したトラックをターゲット・トラックとす
る。すなわち連続して書き込みまたは読み取りを実行す
るトラックとなるように構成したものである。
のためのヘッド変換補正テーブルを有する。このテーブ
ルはデイスクの所定領域に記憶保持され、実際の使用に
あたってはハード・デイスク・コントローラのアクセス
可能なメモリ(例えばRAM)等に読み込まれる。この
チルト補正のためのヘッド変換補正テーブルには、各ヘ
ッド相互間の相対的ずれトラック量をデータとして有す
る。例えば、ヘッド1からヘッド2では、ずれ量が+1
トラックである等をデータとして持つ。ヘッドの切り換
え時にはこのヘッド変換補正テーブルを参照し、ヘッド
1において、例えばトラックnにおいて書き込みが実行
されていて、ヘッド2にヘッド切り換えを実行して連続
の書き込みを行う場合には、ヘッド2においてデータの
書き込みが実行されるトラックをトラックnとするので
はなく、ヘッド変換補正テーブルの+1を考慮しトラッ
クn+1としてターゲット・トラックの設定をする。こ
れによって、ヘッド2の現在位置からの移動量は減少
し、ヘッド切り換え時のシーク時間が減少する。
ーザ・データ領域以外の領域であって、デイスクの不良
セクタ、あるいは欠陥トラック情報等が書き込まれた領
域に記録保持される。このテーブルはHDD(ハード・
デイスク・ドライブ)の電源を入れた直後にすべて読み
取られ、セクタバッファ・メモリ中へ保管される。実際
のデータ読み取り、書き込み時におけるヘッド切り換え
時にはこのセクタバッファ中に保持されたテーブルを参
照する。
有するデイスク装置において、ヘッド相互のチルト量、
すなわち、デイスク半径方向の相対的ずれを予め測定す
る。チルト量の測定はデイスク装置の組みつけが終了し
た後に実行する。チルト量の測定は、デイスク上に記録
されたサーボ情報から各ヘッドの正確な位置情報を得
て、各ヘッド間の位置情報の差を読み取ることによって
実行される。
ッドを有する場合、まずヘッド0からのチルト量が何ト
ラック分であるかを測定する。以下のチルト量が得られ
たとする。 この時、チルト量V1,V2,V3...Vnを、小数
点以下4捨5入する。この結果、以下の整数化されたチ
ルト・トラック数が得られるとする。 これらの値を使用して、ヘッド0,1,2...nまで
のすべてのヘッド間における相互のチルト量を算出し、
テーブル化すると図6のようになる。図6において、a
列からb行へのヘッドの切り換えを実行した場合の各々
のチルト量がデータとして格納されている。
あって、図5に示すようなチルトが発生したデイスク装
置の場合について、このヘッド変換補正テーブルを作成
すると図7に示すようなテーブルが作成可能である。例
えばヘッド0からヘッド1へヘッド切り換えを実行する
場合、そのチルト量は+1トラックであり、ヘッド1か
らヘッド2への切り換えにおいては−1トラックである
ことがこのテーブルから読み取れる。このテーブルを用
いて、ヘッド切り換えの際のターゲット・トラックを決
定する。
コードを指定することによって実行される。グレイ・コ
ードは前述のごとくトラックを識別するコードを有す
る。従来のデイスク装置において、例えばヘッド0によ
ってトラック250上でデータを書き込んだ後、連続デ
ータをヘッド1に切り換えてヘッド1による書き込み
(シーケンシャル・ライト)を実行する場合、ヘッド1
に対向するデイスクのトラック250にヘッドが移動さ
れることになる。本発明においては、ヘッド0において
例えばトラック250で書き込みが実行されているとす
ると、ヘッド1に切り換える際に、図7のヘッド変換補
正テーブルからヘッド0に対するヘッド1のチルト量で
ある「1」を読み取り、これを現トラック250に加算
して、250+1=251を得、これをヘッド1におけ
るターゲット・トラック・アドレスとして指定する。
な式で与えられる。 ターゲット・アドレス=シリンダID+オフセット+欠
陥トラック数 ここでシリンダIDとは、シリンダ(トラック)番号を
示す識別値、オフセットとは、デイスクのヘッド移動可
能最外周位置となるアウター・クラッシュ・ストップか
ら実際使用されるデータ・トラックまでのスキップ・ト
ラック数、欠陥トラック数とは、不良セクタ等のために
使用されずスキップすべきトラック数、である。
を実行する場合には、ヘッドYにおけるターゲット・ト
ラックを示すターゲット・アドレス(y)は以下のよう
に示される。 ターゲット・アドレス(y) =シリンダID(x)+オフセット+欠陥トラック数+V
R(x to y) ここでVR(x to y)は、ヘッド変換補正テーブルから読
み取られるヘッドXからヘッドYに切り換えた際のチル
ト量であり、シリンダID(x)はヘッドXの位置する
シリンダIDであり、オフセットはデイスク装置に固有
の値であり、欠陥トラック数は予め登録されたスキップ
すべきトラック数であり、各ヘッドにおいて共通であ
る。
位置するトラックnをシリンダ2500とし、オフセッ
トを50、欠陥トラック数を10とすると、ヘッド0に
おけるアドレスは、 アドレス(0)=2500 + 50 + 10 = 2560 となり、ヘッド0から1に切り換えの際のターゲット・
アドレスは、 ターゲット・アドレス(0 to 1)=2500 + 50 + 10 + 1
= 2561 となる。
ラックn+1すなわち、シリンダが2561のトラック
位置にある。従って、ヘッドのターゲット・トラックへ
のシーク動作に要する時間は極めて少ないものとなる。
トラック分のチルトを有するヘッド1にヘッド切り換え
を行った場合のシーク・プロファイルを示す。図8が従
来のデイスク装置の場合であり、図9が本発明の構成の
ヘッド変換補正テーブルを使用した場合である。図8の
従来例においてはほぼターゲット・トラックにヘッドが
位置決めされるまでに要する時間、すなわち、シーク・
タイムが約2.0msecであるのに対して、本発明の
ヘッド変換補正テーブルを使用した場合の図9における
シーク・タイムは約1.0msecであり、大幅なシー
ク・タイムの削減が実証されている。
トラックであるため、ターゲット・トラック2500か
ら約0.8トラックずれた地点からシークが開始される
こととなる。すなわち0.8トラックの距離のヘッド移
動が必要となる。これに対し、図9ではヘッドの現在位
置から最も近いトラック、すなわちトラック2501を
ターゲット・トラックとしているため、ヘッドの移動距
離が短く、シーク時間の短縮が可能となっている。
を示す。デイスク80はスピンドル・モータ81と一体
となって高速回転し、デイスク80上に記録されたデー
タはヘッド82によって読み取られ、またはデータの書
き込みが実行される。ヘッド82の位置はVCM(ボイ
ス・コイル・モータ)83による駆動によって行われ
る。スピンドル・モータ81の制御、およびVCMの制
御はそれぞれMPU(マイクロ・プロセッサ・ユニッ
ト)86に接続されたスピンドルモータ・ドライバ8
4、VCMドライバ85によって実行される。ヘッド8
2を介した信号の伝達はAMP87、リード/ライト・
チャネル88をおよび、HDC(ハード・デイスク・コ
ントローラ)90にを介して実行される。HDC90は
所定のインタフェースを介してホスト等と接続される。
HDC90にはメモリ89が接続され、主にリード/ラ
イト用のデータを一時記憶するセクタ・バッファ・メモ
リとして使用される。メモリ89には本発明のヘッド変
換補正テーブルも記憶され、ヘッド切り換え時にはメモ
リ89中のヘッド変換補正テーブルを参照してヘッド切
り換えが実行される。
ストからインターフェースを介し、HDC90に入力さ
れた場合の動作について説明する。リード・コマンドが
HDC90によって受領されるとHDC90はコマンド
が入力されたことをMPU86に通知する。MPU86
は入力コマンドがリード・コマンドであることを解読
し、シークすべき目的のシリンダ(トラック)、ヘッ
ド、セクタを求める。この際に、現在使用中のヘッドと
目的とするヘッド間のチルト量をヘッド変換補正テーブ
ルを使用して確認し、テーブル中の数値をターゲット・
グレイ・コードを求める際に使用し、計算されたグレイ
・コードに基づいてその目的とするトラックに目的のヘ
ッドを位置させる。ヘッドが目的トラックへシークされ
た後、目的のセクタからのデータ読み取りを実行する。
読み取るデータが記録されたセクタが次のヘッドに及ぶ
場合は、ヘッド相互間のチルト関係をヘッド変換補正テ
ーブルを参照して確認し、このテーブルの値を変換後の
グレイ・コード計算の際に使用し、算出されたグレイ・
コードに基づいてヘッドの切り換え、シークを実行す
る。ヘッドの切り換え、シークの完了後、次のデータを
切り換えられたヘッドによって読み取る。
切り換え時にはヘッド変換補正テーブルを参照してヘッ
ドの切り換えを実行する。テーブルはメモリ89中に記
憶されたものであり、その参照に要する時間は無視でき
る。このように各ヘッドの切り換え時のシーク動作を最
短トラックまでのシーク動作とするようなヘッド変換補
正テーブルが作成してあるので、複数ヘッドの切り換え
が必要となるシーケンシャル・データの読み取り、書き
込み動作が効率よく実行できる。
数のヘッドを有するデイスク装置におけるヘッド切り換
え時のシーク時間の削減の達成により、データの読み取
り、書き込み時における大幅なパフォーマンスの向上が
達成される。
る。
示す図である。
ある。
各ヘッドの相対位置を示す図である。
ドの相対位置を示す図である。
ッド変換補正テーブルを示す図である。
ッド変換補正テーブルを示す図である。
イルを示す図である。
ァイルを示す図である。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】複数の記録面を有するデイスクと、該複数
の記録面の各々に対応して配設されたヘッドを有するデ
イスク装置であり、上記デイスクを回転させ、該デイス
ク上を浮揚するヘッドによって該デイスク上のトラック
に記録された信号を読み取り、または該トラック上に信
号を記録するデイスク装置において、 上記複数のヘッドの各々のデイスク半径方向の相対的チ
ルト量をデータとして含むヘッド変換補正テーブル手段
と、 ヘッドの切り換えの時に、該ヘッド変換補正テーブル中
のデータに基づいて、切り換え後のヘッド・シーク量を
最小とするトラックをターゲット・トラックとしてアド
レス指定する手段と、 を有するデイスク装置。 - 【請求項2】上記ヘッド変換補正テーブル手段は切り換
え前のヘッドと、切り換え後のヘッド相互のデイスク半
径方向の相対的チルトをトラック単位の整数で示した値
をデータ値として有することを特徴とする請求項1記載
のデイスク装置。 - 【請求項3】上記ヘッド変換補正テーブル手段は切り換
え前のヘッドと、切り換え後のヘッド相互のデイスク半
径方向の相対的チルト量の計測値をトラック間距離で除
した値を4捨5入して得た整数値をデータ値として有す
ることを特徴とする請求項1記載のデイスク装置。 - 【請求項4】 複数の記録面を有するデイスクと、該複
数の記録面の各々に対応して配設されたヘッドを有する
デイスク装置であり、上記デイスクを回転させ、該デイ
スク上を浮揚するヘッドによって該デイスク上のトラッ
クに記録された信号を読み取り、または該トラック上に
信号を記録するデイスク装置におけるヘッド切り換え方
法であって、 ヘッドの切り換えの時に切り換え前ヘッドと切り換え後
ヘッドのチルト量を、上記複数ヘッド各々のデイスク半
径方向の相対的チルト量をデータとして含むヘッド変換
補正テーブル手段から求めるステップと、 上記ヘッド変換補正テーブルから求められたヘッドのチ
ルト量を上記切り換え後ヘッドのターゲット・トラック
算出の際に補正値として加えて、切り換え後のヘッド・
シーク量を最小とするターゲット・トラックを決定する
ステップと、 上記決定されたターゲット・トラックに切り換え後ヘッ
ドを位置決めするステップと、 を有することを特徴とするデイスク装置におけるヘッド
切り換え方法。 - 【請求項5】上記ヘッド変換補正テーブル手段は切り換
え前ヘッドと、切り換え後のヘッド相互の相対的チルト
をトラック単位の整数で示した値をデータ値として有
し、上記ターゲット・トラック算出時には該整数値を補
正値として使用することを特徴とする請求項4記載のデ
イスク装置におけるヘッド切り換え方法。
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