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KR20010040467A - 판독의 자동 교체 방법 및 이를 이용한 자기 디스크 장치 - Google Patents

판독의 자동 교체 방법 및 이를 이용한 자기 디스크 장치 Download PDF

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KR20010040467A
KR20010040467A KR1020007008322A KR20007008322A KR20010040467A KR 20010040467 A KR20010040467 A KR 20010040467A KR 1020007008322 A KR1020007008322 A KR 1020007008322A KR 20007008322 A KR20007008322 A KR 20007008322A KR 20010040467 A KR20010040467 A KR 20010040467A
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KR
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KR1020007008322A
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English (en)
Inventor
마스따까 하라다
Original Assignee
가나이 쓰토무
가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 가나이 쓰토무, 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 filed Critical 가나이 쓰토무
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Abstract

자기 디스크 장치(3)에 대하여 특히, 판독시 이하에서와 같은 자동 교체 처리를 적용한다. 즉, 정보를 취급하는 단위 (섹터)에 대하여, 판독 에러(53)를 계기로 그 단위가 결함이 되는 징후를 갖는 것을 감지하여 (후퇴 처리 임계치 N3), 그 단위의 정보를 일시적인 저장 영역 (백업 영역(22d))에 일시적으로 피난시켜 (후퇴 처리), 결함이 되는 징후를 갖는 단위가 확정적으로 결함이라고 판단되면, 그 단위의 정보를 안전한 저장 영역 (교체 영역(22c))으로 옮긴다. 이로써, 치명적인 판독 에러와 경미한 판독 에러를 구별하여 처치할 수 있다.

Description

판독의 자동 교체 방법 및 이를 이용한 자기 디스크 장치{AUTOMATIC REPLACING METHOD IN READING AND MAGNETIC DISC DRIVE USING THE METHOD}
일반적으로, 컴퓨터 주변 기기인 정보 기억 장치의 기억 용량의 증가에 따라, 저장한 정보 (데이터)의 신뢰성이 중요시되고 있다. 전자 계산기 시스템이, 정보 저장 매체 상에 저장된 정보의 단위에 대한, 판독 처리 또는 기입 처리를 행할 때에, 어떤 장해의 원인으로, 판독 불능 (에러) 또는 기입 불능이 생기는 일이 있다. 이러한 데이터 에러의 형태로는, 시스템으로부터의 데이터 판독 명령에 대하여 판독할 수 없는 것, 시스템으로부터의 데이터 라이트 명령에 대하여 기입 종료 후에, 그 데이터를 판독하여 보면, 정상적으로 기입되어 있지 않는 것이 판명된 바 있다.
이러한 경우에, 데이터 저장의 신뢰성을 향상시키는 하나의 기술로서, 자동 교체 기능이 채용되고 있다. 여기서, 자동 교체 처리 기능이란, 정보를 저장하는 용량의 일부분으로서, 정보를 취급하는 단위의 집합 (예를 들면, 자기 디스크 장치에 있어서의 자기 디스크 매체의 트랙 상의 복수의 섹터)와는 별개로, 그 정보의 단위의 복제를 미리 준비하고 놓고, 필요에 따라서 자동적으로 정부(正副)를 교체하여 이용하는 기능을 말한다.
외부 기억 장치로서 이용되는 자기 디스크 장치에 있어서는, 그 기록 밀도가 높고 기억 용량도 크기 때문에, 데이터 에러의 발생 빈도가 종래 장치보다 높게 되어 있다.
이 때문에, 퍼스널 컴퓨터 등에 내장되는 자기 디스크 장치에 있어서는, 자기 디스크 장치 내에 결함이 있는 섹터 (결함 섹터)의 자동 교체 기능을 설치하고, 라이트 에러가 발생한 경우에는 교체 영역에 라이트하고, 또한 판독 에러가 발생한 경우에는 재시도 횟수의 감시 등을 행하여, 교체 영역에 데이터를 라이트함으로써, 데이터의 신뢰성을 높이는 것이 일반적이다. 판독의 자동 교체 처리는, 어떠한 타이밍에서 판독의 교체 처리를 실행하여 데이터를 보증할지의 관점이 중요하다. 종래부터 이하와 같은 여러가지의 기술이 제안되어 있다.
예를 들면, 특개평6-75717 「하드 디스크의 판독 에러 리커버리 방식」에 도시한 바와 같이, 판독 에러가 발생한 경우에 재판독를 행하고, 재판독 횟수가 소정 횟수에 달하기 전에 정상적인 판독가 행해졌으면 동일 영역에 라이트를 실시하여, 자기 헤드와 자기 디스크의 미묘한 어긋남을 회피한다. 또한 재판독 횟수가 소정 횟수 이상이 되었을 때는, 다른 영역에 교체 처리 (다른 교체 영역에 그 데이터를 저장하는 것)을 행하여, 판독 데이터의 신뢰성 향상을 도모하고자 하고 있다. 특개평6-75717에서는, 판독 에러가 발생한 경우에 재판독를 행하여, 재판독 횟수가 소정 횟수에 달하기 전에 정상적인 판독가 행해지면, 동일 영역에 라이트를 실시한다.
자기 헤드와 자기 디스크의 미묘한 어긋남이 원인인 경우에는, 이와 같이 다시 한번, 데이터 라이트 명령을 실행하는 것은 유효하다. 그러나, 섹터에 미소 밴드 (미소한 결함 영역)가 존재하기 때문에 에러가 생겼을 때, 즉, 매체 결함이 원인일 때는, 라이트는 정상적으로 행해져도, 판독로 재시도를 반복한다고 하는 경향이 있다.
본 발명은, 퍼스널 컴퓨터나 워크스테이션을 포함하는 전자 계산기의 시스템에서, 이들의 정보 저장에 이용되는 자기 디스크 장치에 관한 것으로, 특히, 데이터의 신뢰성을 향상시키는 자동 교체 처리 기능에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명의 자동 교체 제어 기술의 관리 테이블 중, 교체 정보 테이블을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는, 본 발명의 자동 교체 제어 기술의 관리 테이블 중, 백업 정보 테이블을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 메모리를 내장하는 자기 디스크 장치와 호스트의 구성을 나타내는 도이다.
도 4는, 자기 디스크 매체 상의 각 저장 영역을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는, 본 발명의 백업 정보 테이블에 빈 부분이 있는 경우의 데이터의 등록을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은, 본 발명의 백업 정보 테이블이 가득찬 경우의 데이터의 추가 등록을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은, 본 발명의 백업 정보 테이블에 이미 등록되어 있는 재시도 횟수의 갱신을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은, 본 발명의 백업 정보 테이블에 이미 등록되어 있는 어드레스가 교체 처리에 의해 삭제되는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는, 본 발명의 자기 디스크 장치로부터 유저 데이터를 판독할 때의 처리 플로우이다.
도 10은, 백업 영역에의 후퇴 처리의 플로우이다.
도 11은, 교체 영역에의 교체 처리의 플로우이다.
도 12는, 데이터의 판독 불능이 발생한 경우의 처리 플로우이다.
도 13은, 후퇴 처리, 교체 처리를 실시한 후의 라이트 처리의 플로우이다.
본 발명은, 자동 교체 처리 (특히, 판독시)의 기술을 자기 디스크 장치에 적용하여, 다음과 같은 제어를 행하는 것이다.
본 발명에서는, 정보를 취급하는 단위에 대하여, 판독 에러를 계기로 그 단위가 결함이 되는 징후를 갖는 것을 지각하여, 그 단위의 정보를 일시적인 저장 영역 (백업 영역)에 일시적으로 피난시키고 (후퇴 처리), 결함이 되는 징후를 갖는 단위가 확정적으로 결함이라고 판단되면, 그 단위의 정보를 안전한 저장 영역 (교체 영역)에 옮기는 것이다. 치명적인 판독 에러와 경미한 판독 에러를 구별하여 처리하고 있다.
바꾸어 말하면, 교체 영역으로 옮겨야 되는 데이터의 후보의 우선 순위를, 판독 에러에 수반하여 행해지는 재시도 동작의 횟수를 참조하여 추출하고, 백업 영역이 되는 일시적 저장 영역에 저장하여, 그 후의 재시도 횟수의 축적 상황, 타임스태그 외 정보로부터, 동적으로 결정하고 있다.
본 발명에서는, 특정 영역, 정보를 취급하는 단위 또는 섹터에 대하여, 재판독 횟수가 소정 횟수에 달하기 전에, 정상적인 판독가 행해졌을 때에, 그 내용을 종래와 같이 직접적으로 갱신하는 것은 아니고 (그 영역, 정보를 취급하는 단위 또는 섹터에 데이터 라이트 명령을 실행하는 것은 아니고), 미리 준비된 데이터의 백업 영역에 그 내용을 보유하여, 백업 정보 테이블을 이용하여 관리하고 있다. 그리고, 백업 영역에 보유된 정보의 단위 중 확정적으로 결함이라고 판단된 단위에 관해서, 그 내용을 교체 영역으로 이행시켜, 판독 에러 발생시의 신뢰성을 향상하는 것이다.
판독의 자동 교체 기능을 구비하는 자기 디스크 장치에 있어서,
(1) 자기 디스크 장치의 기억 용량을 이용하는 사용자 (전자 계산기 시스템)의 데이터를 저장하는 사용자 데이터 영역 외에, 사용자 데이터를 일시적으로 후퇴시키는 백업 영역, 결함이 되는 유저 데이터 영역이나 섹터를 대신하는 교체 영역 및 관리 데이터를 저장하는 관리 영역을 자기 디스크 매체 상에 미리 설치한다.
(2) 자기 디스크 장치에 있어서, 특정 섹터에의 판독 처리로 에러가 발생하여, 재시도 처리로 그 섹터에 대한 판독 처리가 구제된 후, 호스트 (상위 처리 장치, 전자 계산기 시스템)로부터 해당 섹터에의 라이트 커맨드를 수취한 경우에는, 백업될 섹터 (구제되어 판독 처리가 이루어진 섹터)에의 데이터의 갱신이 생기게 된다. 이 때, 백업될 섹터와 백업 영역 (보다 구체적으로는, 백업 영역에서의 백업인 백업 섹터)에 데이터를 기입한다 (동일 데이터의 이중 기입).
(3) 특정 섹터에의 판독 처리로 에러가 발생한 경우에, 그 섹터가 결함의 징후가 있는 섹터라고 판단하는 기능을 구비하여, 백업 영역에의 후퇴 처리를 행한다. 즉, 판독의 재시도 처리에 있어서, 후퇴 처리 임계치를 설치하고, 이를 넘는 재시도가 생긴 후에 판독을 할 수 있으면, 그 섹터의 데이터를 백업 영역으로 후퇴시키는 것이다.
(4) 백업될 섹터가 판독 불능이 된 경우에, 백업 섹터의 데이터를 이용하여 판독 불능을 회피한다.
(5) 특정 섹터에의 판독 처리로 에러가 발생한 경우에, 그 섹터가 결함이라고 판단하는 기능을 구비하여, 교체 영역에의 교체 처리를 행한다. 즉, 판독의 재시도 처리에 있어서, 교체 처리 임계치를 설치하여, 이것을 넘는 재시도가 생겼으면, 그 섹터가 결함이라고 판단하는 것이다.
(6) 결함 섹터의 어드레스를 등록하는 백업될 어드레스 기록부와, 결함 섹터 대신해 이용되는 교체 섹터의 어드레스를 등록하는 백업 어드레스 기록부를 구비한 교체 정보 테이블에 의해, 이러한 교체의 처리를 관리한다.
(7) 결함의 징후가 있는 섹터 (징후 섹터)로서, 그 어드레스를 등록하는 백업될 어드레스 기록부와, 백업 영역에 징후 섹터의 백업 (일시적 저장)으로서 등록하는 백업 섹터의 백업 어드레스 기록부와, 재시도 누적 횟수를 등록하는 재시도 누적 횟수 기록부와, 등록의 우선 순위를 관리하는 우선 순위 기록부를 구비한 백업 정보 테이블에 의해 후퇴 처리의 관리를 행한다. 백업 정보 테이블의 등록은, 누적 재시도 횟수가 많은 것을 높은 우선 순위로 할당한다. 새롭게 생긴 징후 섹터는 반드시 등록하여 (결함 섹터 외의 정보에 대해서는 등록은 임의이다), 누적 재시도 횟수가 많고 최근에 액세스된 것을 우선적으로 보유한다.
도 1 내지 도 13에 본 발명의 실시의 형태를 도시한다.
도 3에, 메모리(33)를 내장하는 자기 디스크 장치(3)를 이용한, 퍼스널 컴퓨터의 구성예를 도시한다.
즉, 이 퍼스널 컴퓨터에서는 그 일부를 구성하는 중앙 처리 장치(1; Central Processing Unit) 또는 호스트(1)와, 외부 기억 장치로서의 자기 디스크 장치(3)를 갖고 있다. 이 기본 구성은, 소위 대형 계산기 시스템의 상위 장치로서의 호스트(1)와, 외부 기억 장치로서의 자기 디스크 장치(3)이더라도 좋다.
자기 디스크 장치(3)는, 마이크로 프로세서(31), 하드 디스크 컨트롤러(32), 메모리(33) 및 디스크(2; 자기 기록 매체)로 이루어진다. 마이크로 프로세서(31)는, 자기 디스크 장치(3)의 제어를 행하고, 하드 디스크 컨트롤러(32)는, 호스트(1), 디스크(2)의 데이터 및 커맨드의 교환 등의 제어를 담당하고 있다. 메모리(33)는, 호스트(1)로부터 액세스된 데이터를 보유하는 영역과, 디스크(2)에 저장되어 있는 관리 정보인 교체 정보 테이블(4)과 백업 정보 테이블(5)을 저장하는 영역을 가지고 있다.
도 4는, 디스크(2)의 구성을 도시한 것이다. 기억 매체인 복수의 디스크(2)의 각각의 양면에 동심원형으로 복수의 트랙(22)이 설치된다. 각각의 트랙(22)에는 데이터의 기록 단위의 일종인 섹터가 여러개 설치된다. 또한, 개개의 디스크(2)의 양면에는, 각각 디스크(2)의 회전 중심에서의 거리가 상호 거의 같은 상태에서, 해당 디스크(2)의 직경 방향으로 동시에 동일 방향으로 이동하여 목적의 트랙(22) 상에의 포지셔닝 동작 (씨크 동작)을 행하는, 복수의 자기 헤드가 대향하여 배치되어 있다. 이 자기 헤드를 통해 임의의 트랙(22)에 대한 상기 섹터의 기록 또는 재생이 행해진다. 또한 트랙(22)은, 사용자 데이터의 기록 또는 판독을 행하는 사용자 데이터 영역(22a), 교체 정보 테이블(4)과 백업 정보 테이블(5)을 저장하는 관리 영역(22b), 교체 처리의 백업 데이터를 저장하는 교체 영역(22c) 및 후퇴 처리의 백업 데이터를 저장하는 백업 영역(22d)를 갖는다.
상위의 호스트(1)로부터의 임의의 액세스는, 이 실린더(2l)의 실린더 번호, 헤드 번호 및 섹터 번호의 어드레스 등을 지정하여 행해지는 것이다.
도 1은 교체 정보 테이블(4)의 구성의 일 예를, 도 2는 백업 정보 테이블(5)의 구성의 일 예를, 각각, 도시한 것이다. 이들은 디스크(2)의 관리 영역(22b)에 저장되어 있고, 자기 디스크 장치에의 전원 투입 직후에, 또는, 디스크(2)로부터 데이터의 판독 및 데이터의 라이트를 하기 전에, 메모리(33)내의 저장 영역에 전개하여, 교체 처리 및 후퇴 처리의 관리를 행하는 것이다. 또한, 자기 디스크 장치의 전원 차단 전, 또는, 전원 투입 후 소정 시간 경과후, 이들의 관리 데이터를 관리 영역(22b)에 보존하도록 하여, 다음의 전원 투입 직후의 사용에 구비하도록 해도 좋다.
교체 정보 테이블(4) (도 1)는, 백업될 어드레스 기록부(41)와 백업 어드레스 기록부(42)를 구비한다. 그리고 결함 섹터가 발생한 경우에, 결함 섹터의 어드레스를 교체 정보 테이블(4)의 백업될 어드레스 기록부(41)에, 백업의 섹터인 교체 섹터의 어드레스를 백업 어드레스 기록부(42)에, 각각, 추가 등록할 수 있도록 구성되어 있다. 이에 의해, 판독 및 라이트하는 경우에 결함 섹터를 회피하여 디스크(2)에의 액세스를 행하는 것이 가능해진다.
더욱, 백업 정보 테이블(5) (도 2)는, 백업될 어드레스 기록부(51)와 백업 어드레스 기록부(52)와 누적 재시도 횟수 기록부(53) 및 우선 순위 기록부(54)를 구비한다. 그리고 디스크(2)로부터의 판독에서 결함의 징후가 있는 섹터 (결함의 징후 섹터)라고 판단된 경우에, 해당 섹터 어드레스를 백업 정보 테이블(5)의 백업될 어드레스 기록부(51)에, 백업 영역(22d)의 백업 섹터의 어드레스를 백업 어드레스 기록부(52)에, 각각, 추가 등록할 수 있도록 구성되어 있다. 이에 따라, 다음의 판독시 결함의 징후 섹터가 돌연히 판독 불능이 된 경우에, 백업 어드레스의 판독에 의해, 판독 에러를 회피하는 것이 가능해진다.
또한, 후술하는 백업될 또는 백업 어드레스의 이중 라이트 처리화에 따른 퍼포먼스의 열화에 대처하기 위해서, 백업 정보 테이블(5)의 등록수에 제한을 설치하여, 누적 재시도 횟수 기록부(53)와 우선 순위 기록부(54)에 의해 등록수의 관리를 행한다. 이에 따라 우선 순위가 높은 백업 정보를 항상 보유하는 것이 가능해진다.
구체적으로는, 재판독 횟수의 상한을 관리하는 최대 재시도 횟수 N1 외에, 제2 재시도 횟수 N2 (교체 처리 임계치), 제3 재시도 횟수 N3 (후퇴 처리 임계치)를 설치한다.
재시도 횟수 N2은, 교체 처리를 실행할지의의 판단을 행하는 목적으로 사용하는 파라미터로서, 최대 재시도 횟수 N1보다 적다. 재시도 횟수 N3은, 후퇴 처리를 실행할지의 판단을 행하는 목적으로 사용하는 파라미터로서, 재시도 횟수 N2보다 적다 (다만, 0회가 아니다).
디스크(2)로부터의 판독 처리에서 판독 에러가 발생했을 때는, 재차, 판독를 행한다. 재시도 횟수가 후퇴 처리 임계치를 넘고, 또한, 교체 처리 임계치 이하에서 정상적인 판독가 행해졌을 때는, 결함의 징후 섹터라고 판단한다. 그리고, 판독한 해당 섹터 데이터를 백업 영역에 라이트하여, 백업 정보 테이블(5)의 갱신을 행한다.
또한, 재시도 횟수가 교체 처리 임계치를 넘어, 정상적인 판독가 행해진 경우에는, 결함 섹터라고 판단하여, 판독한 해당 섹터 데이터를 교체 영역에 라이트하여, 교체 정보 테이블(4)의 갱신을 행한다.
혹시, 재시도 횟수가 최대 재시도 횟수 N1이 될 때까지 정상적인 판독를 할수 없는 경우에는, 백업 정보 테이블(5)을 검색하여, 해당 섹터의 어드레스가 백업될 어드레스 기록부(51)에 등록되어 있을 때에는, 백업 영역의 백업 어드레스의 섹터를 판독한다. 그 후, 판독 불능이 된 백업될 어드레스를 결함 섹터라고 판단하여, 백업 어드레스의 데이터를 교체 영역에 라이트하여, 교체 정보 테이블(4)의 갱신을 행하는 것에 의해 판독불능을 회피한다. 본 발명의 실시에 의해 백업 정보 테이블(5)이 어떻게 갱신되어 가는지, 그 예를 도 5 내지 도 8에 도시한다. 모두 최대 등록수가 5인 경우이다.
도 5에 있어서, 백업 정보 테이블(5)에 빈 부분이 있고 (5a, 갱신 개소를 의미한다. 이하, 5b에서 5k까지, 5m에서 동일), 결함의 징후 섹터의 추가 등록이 필요하게 된 경우에, 백업될 어드레스 기록부(51)에 결함의 징후 섹터의 어드레스, 누적 재시도 횟수 기록부(53)에 재시도 횟수를 등록한다 (5b). 이미 백업 정보 테이블(5)에 등록되어 있는 다른 누적 재시도 횟수와의 비교를 행하여, 누적 재시도 횟수가 많든지 동일한 경우에는, 우선 순위를 높게 설정하여 우선 순위 기록부(54)의 재할당을 행한다 (5c). 이에 따라, 결함의 징후 섹터의 데이터 보증이 가능해진다.
도 6에 있어서, 백업 정보 테이블(5)의 등록수가 최대수 등록수에 달한 후에, 결함의 징후 섹터의 추가 등록이 필요하여진 경우에, 등록되어 있는 우선 순위 기록부(54)의 최하위의 등록(5d)을 삭제하여, 백업될 어드레스 기록부(51)에 결함의 징후 섹터의 어드레스, 누적 재시도 횟수 기록부(53)에 재시도 횟수를 등록한다 (5e). 도 5와 마찬가지로, 이미 등록되어 있는 누적 재시도 횟수의 비교를 행하여, 누적 재시도 횟수가 많든지 동일한 경우에는, 우선 순위를 높게 설정하여 우선 순위 기록부(54)의 재할당을 행한다 (5f). 이에 따라, 최근 액세스한 결함의 징후 섹터의 데이터 보증이 가능해진다.
도 7에 있어서, 백업 정보 테이블(5)에 이미 등록되어 있는 백업될 어드레스(5g)에서 결함의 징후 섹터라고 판단하는 재시도 횟수가 발생한 경우에, 이번의 재시도 횟수를 누적 재시도 기록부(53)에 가산하여 (5h), 누적 재시도 횟수가 많든지 동일한 경우에는, 우선 순위를 높게 설정하여 우선 순위 기록부(54)의 재할당을 행한다 (5i).
도 8에 있어서, 백업 정보 테이블(5)에 이미 등록되어 있는 백업될 어드레스(5j)에서 재시도 횟수가 교체 처리 임계치를 넘은 경우, 또는, 판독 불능에 의해 교체 처리가 발생한 경우, 백업 정보 테이블(5)의 해당 섹터의 백업될 어드레스, 누적 재시도 횟수를 등록으로부터 삭제하여 (5k) 교체 처리를 행한다. 또, 등록 삭제에 의해 우선 순위의 재할당을 행한다 (5m). 이상, N2 〉 재시도 5회 〉 N3인 경우로 설명하였다. 다음에 본 발명의 실시 형태인 판독 자동 교체 제어의 동작의 일 예를 설명한다.
도 9에, 판독 처리의 제어 플로우를 도시한다. 호스트(1) (도 3)는, 헤드 디스크 컨트롤러(32)에, 실린더(21)의 실린더 번호, 헤드 번호, 섹터 번호 등을 지시하여 자기 디스크 장치(3)에 대한 판독 요구를 발한다.
자기 디스크 장치(3)는, 디스크(2)에 억세스하기 위해서, 호스트(1)로부터의 논리 어드레스를 디스크(2) 상의 물리 어드레스에 변환을 행한다 (도 9, 101 단계). 그리고, 재시도 카운터를 O으로 클리어한다 (102 단계). 그 후, 디스크(2)로부터 데이터의 판독를 행하여 (103 단계), ECC 등의 판독 에러의 발생의 유무를 체크한다 (104 단계).
판독 에러가 발생한 경우에는, 재시도 카운터에 1을 가산하고 (107 단계), 재시도 카운터가 최대 재시도 횟수 N1에 달했는지의 판정을 행하여 (108 단계), 달하지 않았으면 다시 판독 처리 (103 단계)를 행한다.
판독가 정상적으로 행해진 경우에는, 재시도 카운터의 내용이 N3보다 큰지의 여부의 체크를 행한다 (105 단계). 재시도 카운터가 N3 (후퇴 처리 임계치) 이하인 경우에는, 다시 판독 처리(103 단계)를 행하는 일 없이, 정상 판독가 실시된 것이라고 판단하여 호스트(1)로부터의 판독 처리를 종료한다.
재시도 카운터가 N3 (후퇴 처리 임계치)을 넘은 경우에는, 교체 처리 임계치(N2)에 달했는지의 여부의 체크를 행한다 (106 단계). 재시도 카운터의 내용이 교체 처리 임계치 (N2) 이하인 경우에는, 도 10에 도시하는 백업 영역에의 후퇴 처리를 실행한다. 재시도 카운터의 내용이 N2을 넘은 경우에는, 도 11의 교체 영역에의 교체 처리를 실시한다. 재시도 카운터의 내용이, 판독의 최대 재시도 횟수 N1에 달한 경우 (108 단계)에는, 도 12의 판독불능시의 처리를 실시한다.
도 10의 백업 영역에의 후퇴 처리에 관해서 설명한다.
최초에, 에러인 해당 섹터의 어드레스가, 백업 정보 테이블(5)에 등록되어 있는지의 검색을 행한다 (201 단계). 이미 등록되어 있는 경우에는, 백업 정보 테이블(5)의 누적 재시도 횟수 기록부(53)에 이번의 재시도 횟수를 가산한다 (203 단계). 한편, 등록되어 있지 않은 경우에는, 백업 정보 테이블(5)의 등록수가 최대 등록수로 되어 있는지의 여부의 체크를 행하고 (206 단계), 백업 정보 테이블(5)에 등록의 빈 부분이 없는 경우에는, 우선 순위 기록부(54) 중 가장 낮은 등록의 백업될 어드레스를 삭제하고 (207 단계), 이번 발생한 결함의 징후 섹터의 내용을 등록하는 영역을 확보한다. 이것은, 최근 액세스된 것을 우선적으로 남기기 위한 것이다. 금회 판독한 해당 섹터의 데이터를 백업 영역에 라이트하여 (208 단계), 백업될 어드레스 기록부(51)에 이번의 섹터의 어드레스, 누적 재시도 횟수 기록부(53)에 재시도 횟수를 신규로 등록한다 (209 단계). 그리고, 신규 등록 또는 기 등록의 누적 재시도 횟수의 가산을 행하기 위해서, 우선 순위 기록부(54)의 우선 순위의 재할당 처리를 실행한다 (204 단계). 갱신된 백업 정보 테이블(5)을 디스크 관리 영역의 백업 정보 저장 어드레스에 라이트한다 (205 단계).
다음에 도 11의 교체 영역에의 교체 처리에 관해서 설명한다.
최초에, 해당 섹터 어드레스가 백업 정보 테이블(5)에 등록되어 있는지의 여부의 검색을 행한다 (301 단계). 이미 등록되어 있는 경우에는, 교체 영역에 라이트하기 위해서 백업을 행할 필요가 없어진다. 이 때문에 백업 정보 테이블(5)의 해당 섹터의 어드레스의 등록 정보를 삭제한다 (303 단계). 그 후, 등록 삭제에 의해 생긴 순위의 혼란을 치유하기 위해, 백업 정보 테이블(5)의 우선 순위 기록부(54)의 재할당 처리를 실행한다 (304 단계). 다음에 디스크 관리 영역의 백업 정보 테이블(5)의 저장 어드레스에 라이트한다 (305 단계). 그리고, 금회 판독한 데이터를 교체 영역에 라이트하고 (306 단계), 교체 정보 테이블(4)의 백업될 어드레스 기록부(41)에 금회 판독한 섹터의 어드레스를 등록하여, 백업 어드레스 기록부(42)에 교체 영역의 백업 어드레스를 등록하고, 디스크 관리 영역의 교체 정보 테이블(4)의 저장 어드레스에 라이트한다 (307 단계).
다음에 도 12의 판독불능 시의 처리에 관해서 설명한다.
최초에, 에러인 해당 섹터의 어드레스가 백업 정보 테이블(5)에 등록되어 있는지의 여부의 검색을 행한다 (401 단계, 402 단계). 등록되어 있지 않은 경우에는, 호스트(1)에 판독 에러의 보고를 행하는 처리를 실행한다 (413 단계). 만약, 백업 정보 테이블(5)에 등록이 있는 경우에는, 재시도 카운터를 0으로 클리어한다 (403 단계). 그 후, 디스크(2)로부터 해당 섹터의 백업 어드레스의 판독를 행하고 (404), ECC 등에 판독 에러가 발생하고 있는지의 유무를 체크한다 (405 단계).
그 결과, 판독가 정상적으로 행해진 경우에는, 해당 섹터의 어드레스 등록을 백업 정보 테이블(5)로부터 삭제한다 (406 단계). 백업 정보 테이블(5)의 우선 순위 기록부(54)의 재할당 처리를 실행하고 (407 단계), 디스크 관리 영역의 백업 정보 테이블(5)의 저장 어드레스에 라이트한다 (408 단계). 그리고, 이번 판독한 데이터를 교체 영역에 라이트하여 (409 단계), 교체 정보 테이블(4)의 백업될 어드레스 기록부(41)에 이번 판독 불능이 된 백업될 어드레스를 등록하고, 백업 어드레스 기록부(42)에 교체 영역의 백업 어드레스를 등록하여, 디스크 관리 영역의 교체 정보 테이블(4)의 저장 어드레스에 라이트한다 (410 단계).
또한, 백업 어드레스의 판독를 할 수 없는 경우에는, 재시도 카운터에 1을 가산하여 (411 단계), 판독의 최대 재시도 횟수 N1와 동일한지의 여부를 체크한다 (412 단계). N1을 만족하지 않을 때 백업 어드레스의 판독 처리(404 단계)로부터 반복한다. 그리고 백업 어드레스의 판독를 할 수 없는 결과가 되었을 때 (재시도 횟수가 N1에 달하였을 때)에는, 호스트(1)에 판독 에러를 보고한다 (413).
다음에, 상기에서 설명한 교체 처리, 및 후퇴 처리를 실시한 경우의, 라이트 처리 동작의 일 예를 설명한다. 도 13는 라이트 처리의 제어 플로우를 도시한 것이다.
호스트(1)는, 하드 디스크 컨트롤러(32)에 실린더(21)의 실린더 번호, 헤드 번호, 섹터 번호 등을 지시하여 자기 디스크 장치(3)에 대한 라이트 요구를 발한다. 자기 디스크 장치(3)는, 디스크(2)를 액세스하기 위해서, 논리 어드레스로부터 물리 어드레스에의 변환을 행하여 (501 단계), 디스크(2)에의 라이트를 행하기 전에 교체 정보 테이블(4)을 검색한다 (502 단계).
교체 정보에 등록되어 있는 경우, 상기한 물리 어드레스를 백업 어드레스에 재설정한다 (509 단계). 다음에, 액세스하는 어드레스가 백업 정보 테이블(5)에 등록되어 있는지가 검색된다 (504 단계). 등록되어 있는 경우, 후퇴 처리를 실행하고 있는 것을 도시하는 후퇴 처리 플랙을 1로 설정한다 (510 단계). 등록되어 있지 않은 경우에는 0을 설정하는, 환언하면 후퇴 처리 플랙의 클리어를 행한다 (506 단계). 다음에 라이트 처리를 실행하고 (507 단계), 후퇴 처리 플랙이 1인 경우에는, 동일 데이터를 백업 어드레스에 라이트한다 (511 단계). 이에 따라, 백업 정보 테이블(5)에 등록되어 있는 백업될과 백업 어드레스의 데이터를 동일하게 유지할 수 있어, 백업 정보 테이블(5)에 등록되어 있는 백업될 데이터가 판독 에러가 된 경우에도, 백업 어드레스의 데이터를 참조하는 것이 가능해진다.
본 발명에 따르면, 재시도에 의한 데이터 액세스 시간의 장기화를 억제하면서, 자기 디스크 장치의 실용에 견디는 장치 수명을 연장시킬 수 있다. 구체적으로는, 본 발명의 자기 디스크 장치(3)에 따르면, 결함 섹터를 관리하는 교체 정보 테이블(4)에 가하여, 결함의 징후가 있는 섹터의 백업될 어드레스와 백업 어드레스를 보유하는 백업 정보 테이블(5)을 구비하고, 또한 백업 어드레스에 데이터를 후퇴하는 백업 영역을 구비하는 것에 의해, 결함의 징후가 있는 섹터의 데이터를 보증하는 것이 가능해진다.
또한, 백업 정보 테이블(5)에는 누적 재시도 횟수를 보유하는 기록부를 구비하여, 이 누적 재시도 횟수치에 의해 우선 순위를 결정함으로써, 사용 빈도가 높은 데이터의 보증이 가능해진다.
더욱 판독 불능이 된 경우에는, 판독 불능 섹터의 내용이 백업 정보 테이블(5)에 등록되어 있을 때, 판독 불능을 회피하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 데이터를 잃는 일이 적은 자기 디스크 장치의 실현이 가능해진다.

Claims (7)

  1. 상위 장치로부터 발생된, 자기 디스크 매체로부터 원하는 데이터를 판독하기 위한 판독 명령을 입력하는 단계와,
    판독 처리에서 에러가 발생하여, 재시도 처리를 행하는 단계와,
    재시도 처리로 판독가 구제되는 단계와,
    구제된 데이터를 백업 영역에 저장하는 단계
    를 포함하는 판독의 자동 교체 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상위 장치로부터 발생한, 자기 디스크 매체에 데이터를 기입하는 취지의 라이트 명령을 입력하는 단계와,
    자기 디스크 매체에 데이터를 기입하는 단계와,
    백업 영역에 데이터를 저장하는 단계
    를 더 포함하는 판독의 자동 교체 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 단계가 기재의 순서대로 수행되는 판독의 자동 교체 방법.
  4. 상위 장치로부터 발생한, 자기 디스크 매체로부터 원하는 데이터를 판독하는 취지의 판독 명령을 입력하는 단계와,
    판독 처리에서 에러가 발생하여, 재시도 처리를 행하는 단계와,
    자연수 N1, N2, N3 사이에, N1 〉 N2 〉 N3 〉 0의 관계가 있을 때, 상기 재시도 처리의 회수에 따라서, 다음 세 개 중 하나를 행하는 단계와,
    1) 상기 재시도 처리의 횟수가, 제1 임계치 N1과 동일할 때, 판독 처리 불능을 상위 장치로 보고하는 단계,
    2) 상기 재시도 처리 횟수가, 제2 임계치 N2 보다 크고, 제1 임계치 N1에 만족할 때, 재시도 처리에서 판독한 데이터를 교체 영역에 기입하는 단계,
    3) 상기 재시도 처리의 횟수가, 제3 임계치 N3보다 크고, 제2 임계치 N2 이하일 때, 재시도 처리에서 판독한 데이터를 백업 영역에 기입하는 단계
    를 포함하는 판독의 자동 교체 방법.
  5. 제4항에 있어서, 백업된 섹터가 판독 불능이라고 판단되는 단계와,
    백업된 데이터를 상위 장치에 발하는 단계를 더 포함하는 판독의 자동 교체 방법.
  6. 상위 장치로부터의 데이터를 저장하는 자기 디스크 매체와,
    상위 장치와 자기 디스크 매체 사이의 데이터 및 커맨드의 교환을 제어하는 하드 디스크 컨트롤러와,
    결함 섹터가 발생한 경우에 결함 섹터의 어드레스와, 백업의 섹터의 어드레스를 저장하는 교체 정보 테이블 및 백업될의 섹터의 어드레스와, 백업의 섹터의 어드레스를 저장하는 백업 정보 테이블을 저장하는 영역를 포함하는 메모리와,
    판독 처리에서 에러가 발생하여, 재시도 처리를 행하는 경우에 있어서, 재시도 처리의 횟수에 따라서, 재시도 처리에서 판독한 데이터를 데이터의 본래의 저장 위치, 백업 영역 및 교체 영역에 기입하는 기능를 갖는 마이크로 프로세서
    를 포함하는 자기 디스크 장치
  7. 제6항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 상기 교체 영역으로 이전해야 하는 데이터의 후보를, 판독 에러에 수반하여 행해지는 재시도 동작의 횟수를 참조하여 추출하고,
    일시적 저장 영역인 백업 영역에 저장하고,
    그 후의 재시도 횟수로부터, 교체 영역으로 교체를 행할 때의 우선 순위를 동적으로 결정하고 있는 자기 디스크 장치.
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