(57)【要約】【課題】特に２次欠陥セクタに対する効果的なアクセス時間の短縮化を実現して、パフォーマンスの向上を図ることが可能なディスク記憶装置を提供することにある。【解決手段】ディスク１０上に存在する後発欠陥セクタに対する欠陥セクタ処理を実行する機能を備えたディスクドライブ１が開示されている。ディスクドライブ１は、後発欠陥セクタに対する交替セクタのデータを読み出し、後発欠陥セクタを含む元のトラック内に再書き込みする欠陥セクタ処理を実行する構成を有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク上に発生した欠陥セクタに対応し、当該欠陥セクタに記録すべきデータを記録するための交替セクタを設定する手段と、
前記交替セクタに記録されたデータを読み出す読出し手段と、
前記読出し手段により読み出されたデータを、前記欠陥セクタを含むトラック内で他のセクタと連続する論理アドレスを割り当てられるセクタに書き込む再書き込み手段と
を具備したことを特徴とするディスク記憶装置。
【請求項２】
前記読出し手段は、リフレッシュライト動作の実行時に、前記データを読み出す動作を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のディスク記憶装置。
【請求項３】
前記ディスク上で交替セクタが設定されていない欠陥セクタを識別する情報を記憶する欠陥登録手段と、
前記再書き込み手段の書き込み動作時に、前記読出し手段によりデータが読み出された前記交替セクタに対応する欠陥セクタを識別する情報を前記欠陥登録手段に記憶させる手段と
をさらに有する構成であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。
【請求項４】
前記再書き込み手段の書込み動作に応じて、前記トラック内のセクタ列から別のトラックに再配置すべきセクタのデータを、指定の交替セクタに書き込む手段をさらに有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。
【請求項５】
前記指定の交替セクタには、前記再書き込み手段の書込み動作後の前記セクタ列に割り当てられる論理アドレスと連続する論理アドレスが割り当てられる構成であることを特徴とする請求項４に記載のディスク記憶装置。
【請求項６】
ディスク記憶装置の製造時に、前記ディスク上の欠陥セクタを識別する情報を記憶する第１の欠陥登録手段と、
ディスク記憶装置の動作時に、前記ディスク上に発生する後発の欠陥セクタ及び当該後発の欠陥セクタに対応する交替セクタのそれぞれを識別する情報を記憶する第２の欠陥登録手段とを有し、
前記読出し手段により前記第２の欠陥登録手段に登録されている前記交替セクタからデータが読み出されて、当該データが前記再書き込み手段により書き込みされるときに、前記後発の欠陥セクタを識別する情報を前記第１の欠陥登録手段に記憶させる手段と
をさらに有する構成であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。
【請求項７】
前記読出し手段は、前記ディスクに対する通常のデータの読出し動作又は書込み動作を除く時点又は期間に、前記データを読み出す動作を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のディスク記憶装置。
【請求項８】
ディスク上の各セクタに対してデータの読出し動作又は書込み動作を行なうディスク記憶装置に適用する欠陥処理方法であって、
前記ディスク上に発生した欠陥セクタに対応し、当該欠陥セクタに記録すべきデータを記録するための交替セクタからデータを読み出す処理と、
前記読み出されたデータを、前記欠陥セクタを含むトラック内で他のセクタと連続する論理アドレスを割り当てられるセクタに書き込む再書き込み動作を実行する処理と
を有することを特徴とする欠陥処理方法。
【請求項９】
リフレッシュライト動作の実行時に、前記交替セクタからデータを読み出す動作を実行するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の欠陥処理方法。
【請求項１０】
前記再書き込み動作時に、前記ディスク上で交替セクタが設定されていない欠陥セクタを識別する情報を記憶する欠陥登録テーブルに、前記読み出し処理された前記交替セクタに対応する欠陥セクタを識別する情報を記憶する処理をさらに有する構成であることを特徴とする請求項８または請求項９のいずれか１項に記載の欠陥処理方法。
【請求項１１】
前記再書き込み動作に応じて、前記トラック内のセクタ列から別のトラックに再配置すべきセクタのデータを、指定の交替セクタに書き込む処理をさらに有することを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の欠陥処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク記憶装置の欠陥セクタ処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ハードディスクドライブを代表とするディスク記憶装置（以下、ディスクドライブと表記する場合がある）は、データの記録媒体としてディスクを使用し、セクタ単位でのアクセス（読み出し動作又は書き込み動作）を実行する。
【０００３】
ディスクドライブでは、ディスク上の欠陥セクタをデータ記録領域としては使用しないために欠陥セクタ登録用テーブルに登録する。ここで、便宜的に、製造時に検出された欠陥セクタを１次欠陥セクタと呼び、出荷後の動作中に発生又は発見された後発の欠陥セクタを２次欠陥セクタと呼ぶことにする。
【０００４】
２次欠陥セクタに関する処理としては、ディスク上に代替するための交替セクタが設定されて、２次欠陥セクタに対応するデータの記録領域として使用される。このような２次欠陥セクタに関する処理としては、スキップ処理やスリップ処理と呼ぶ代替え処理を行なう方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２０００−５７６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
２次欠陥セクタに関する欠陥セクタ処理には、２次欠陥セクタに対応する交替セクタを設定する処理が含まれる。この交替セクタは、通常のユーザデータを記録する領域（多数本のトラックからなる領域）から離れた例えば最内周領域や最外周領域に確保されている。このため、２次欠陥セクタに対するアクセスが発生する度に、交替セクタまでヘッドを移動させるシーク動作が発生するため、アクセス時間の増大を招き、パフォーマンスを低下させる要因の１つになっている。この場合、前述したスキップ処理やスリップ処理を組み合わせても、交替セクタを２次欠陥セクタのトラックから別のトラックに確保する必要が生ずることがあるために、効果的なアクセス時間の短縮化は困難である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、特に２次欠陥セクタに対する効果的なアクセス時間の短縮化を実現して、パフォーマンスの向上を図ることが可能なディスク記憶装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の観点に従ったディスク記憶装置は、ディスク上に発生した欠陥セクタに対応し、当該欠陥セクタに記録すべきデータを記録するための交替セクタを設定する手段と、前記交替セクタに記録されたデータを読み出す読出し手段と、前記読出し手段により読み出されたデータを、前記欠陥セクタを含むトラック内で他のセクタと連続する論理アドレスを割り当てられるセクタに書き込む再書き込み手段とを備えた構成である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、特に２次欠陥セクタに対する効果的なアクセス時間の短縮化を実現することができる。従って、ディスク記憶装置のパフォーマンスの向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１０】
（ディスクドライブの構成）
図１は、本実施形態に関するディスクドライブ１の要部を示すブロック図である。なお、図１において、細線は制御信号線を意味し、ブロック線はデータ伝送線を意味する。
【００１１】
図１に示すように、ディスクドライブ１は、データ記録媒体であるディスク１０と、当該ディスク１０を回転させるスピンドルモータ（ＳＰＭ）１１と、磁気ヘッド（以下単にヘッドと表記する）１２と、ヘッド１２を搭載しているアクチュエータ１３と、ランプ１５とを有する。
【００１２】
ディスク１０は、ユーザエリアとして多数のトラック（シリンダ）が構成されている。アクチュエータ１３は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１４により、ヘッド１２をディスク１０上の半径方向に移動させる。ヘッド１２は、ディスク１０からデータを読み出すためのリードヘッド、及びディスク１０にデータを書き込むためのライトヘッドを有する。ランプ１５は、非動作時にディスク１０から退避させるヘッド１２を保持するための部材である。
【００１３】
さらに、ディスクドライブ１は、ヘッドアンプ１６と、リード／ライトチャネル１７と、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）１８と、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）２１と、モータドライバ２４とを有する。ヘッドアンプ１６は、ヘッド１２のリードヘッドにより読み出されたリード信号を増幅してリード／ライトチャネル１７に伝送する。また、ヘッドアンプ１６は、リード／ライトチャネル１７から出力されるライトデータをライト電流に変換して、ヘッド１２のライトヘッドに伝送する。
【００１４】
リード／ライトチャネル１７は、リード／ライトデータ信号を処理する信号処理ユニットであり、リード信号から記録データを復調し、またライトデータの変調（符号化）を行なう。ＨＤＣ１８は、ホストシステム（パーソナルコンピュータやディジタル機器）２６とインタフェースバス２５により接続し、ホストシステム２６との間でコマンドやデータの転送を制御する。また、ＨＤＣ１８は、リード／ライトチャネル１７のリード／ライト動作を制御する。
【００１５】
ＣＰＵ２１は、ディスクドライブ１のメインコントローラであり、ヘッド位置決め制御（サーボ制御）を実行する。また、ＣＰＵ２１は、ＨＤＣ１８と連携して後述する欠陥セクタ処理を実行する。モータドライバ２４は、ＳＰＭ１１に駆動電流を供給するＳＰＭドライバ及びＶＣＭ１４に駆動電流を供給するＶＣＭドライバを有する。
【００１６】
さらに、ディスクドライブ１は、メモリ群として、バッファメモリ１９と、フラッシュメモリ２０，２２、及びスタティックＲＡＭ２３を有する。バッファメモリ１９は、ホストシステム２６との間で転送されるリード／ライトデータを格納する。フラッシュメモリ２０はデータ保存用メモリである。
【００１７】
（欠陥セクタ処理）
以下図２から図４、及び図５、図６のフローチャートを参照して、本実施形態の欠陥セクタ処理を説明する。
【００１８】
まず、ディスクドライブ１では、製造時に検出されたディスク１０上の欠陥セクタ（１次欠陥セクタ）が、図４に示すように、１次欠陥セクタ登録用テーブル（１次欠陥用テーブルと略す）３００に登録されている。１次欠陥用テーブル３００は、ディスク１０上の最外周エリアやフラッシュメモリ２２に格納されている。実際には、１次欠陥用テーブル３００には、１次欠陥セクタを識別するための物理アドレスが登録されている。
【００１９】
ディスク１０上のユーザエリア（各トラックからなるゾーンＮとする）では、各セクタに対して連続する論理アドレス（ＬＢＡ：logical block address）が割り当てられる。このとき、１次欠陥セクタは、論理アドレスがスキップされて、未使用領域として取り扱われる。即ち、ＣＰＵ２１は、１次欠陥セクタには論理アドレスが割り当てられていないため、最初からリード／ライトアクセス対象から除外される。なお、ユーザデータが記録されているセクタを便宜的にデータセクタと表記する。
【００２０】
一方、ディスクドライブ１の出荷後で、ディスクドライブ１の動作中に発見された後発の欠陥セクタ（２次欠陥セクタ）は、図４に示すように、２次欠陥セクタ登録用テーブル（２次欠陥用テーブルと略す）３１０に登録されている。２次欠陥用テーブル３１０も同様に、ディスク１０上の最外周エリアやフラッシュメモリ２２に格納されている。また、２次欠陥用テーブル３１０には、２次欠陥セクタを識別するための物理アドレス、及び代替領域として使用するための交替セクタの物理アドレスが登録されている。
【００２１】
ディスクドライブ１は、ホストシステム２６からのリード／ライトアクセス要求に応じて、ディスク１０上のアクセス対象のセクタに対して、データの読み出し動作又は書込み動作を実行する（ブロック５００のＹＥＳ）。このとき、ＣＰＵ２１は、アクセス対象の論理アドレスに対応するセクタの物理アドレスを設定し、当該論理アドレスを含むユーザエリア（トラック）にヘッド１２を位置決めする（ブロック５０１）。
【００２２】
ここで、図２（Ａ）に示すように、アクセス対象のユーザエリアは、後発の２次欠陥セクタ２００，２１０が、正常なセクタ１００，１２０，１４０（１４０ａ，１４０ｂ）と共に含まれているものとする。この場合、２次欠陥セクタ２００，２１０に対応する交替セクタ１１０，１３０は、図２（Ｂ）に示すように、ユーザエリアから離れた例えば最内周側のトラックにスペアエリアとして設定されている。従って、論理アドレス（ＬＢＡ）は、セクタ１００、交替セクタ１１０、セクタ１２０、交替セクタ１３０、セクタ１４０の順に連続的に割り当てられている。
【００２３】
ＣＰＵ２１は、アクセス対象が２次欠陥セクタ２００，２１０であれば、ヘッド１２をスペアエリアまでシーク（移動）させる（ブロック５０２のＹＥＳ，５０３）。ＣＰＵ２１は、２次欠陥セクタ２００，２１０に対応する交替セクタ１１０，１３０に対して、例えばデータを書き込むライト動作を実行させる（ブロック５０４）。
【００２４】
なお、１次欠陥セクタは未使用領域として登録されているため、１次欠陥セクタには論理アドレスが割り当てられていない。従って、１次欠陥セクタに対応する記録領域は、スキップされて、アクセス対象として次のセクタに対してリード／ライト動作が実行される（ブロック５０５，５０６）。
【００２５】
次に、図６に示すように、ディスクドライブ１では、前述のような通常のリード／ライト動作（リード／ライトアクセス）以外に、トラックリフレッシュ処理を行なうためのリフレッシュライト動作（ＴＲ動作）が実行される（ブロック５０７のＹＥＳ）。トラックリフレッシュ処理とは、高記録密度の各トラックに対してデータを書き込む場合に、隣接するトラックに記録磁界漏れによる記録特性の劣化が発生するため、ゾーン単位の複数のトラックに対して記録データの再書き込み（リフレッシュライト動作）を行なう処理である。なお、通常では、トラックリフレッシュ処理の実行タイミングは、ホストシステム２６からの要求ではなく、ディスクドライブ１に委ねられている。即ち、ディスクドライブ１は、通常のリード／ライト動作以外の期間に、任意のタイミングでトラックリフレッシュ処理を実行する。
【００２６】
ＣＰＵ２１は、当該ＴＲ動作時に、ヘッド１２をスペアエリアまでシークさせて、交替セクタ１１０，１３０に記録されているデータを読み出す（ブロック５０８）。次に、ＣＰＵ２１は、図３（Ａ）に示すように、交替セクタ１１０から読み出したデータを、対応する２次欠陥セクタ２００の直後のセクタに書き込む（ブロック５０９）。同様にして、交替セクタ１３０から読み出したデータを、対応する２次欠陥セクタ２１０の直後のセクタに書き込む。このとき、ＣＰＵ２１は、２次欠陥セクタ２００，２１０を１次欠陥セクタとして１次欠陥用テーブル３００に登録し直す処理を実行する（ブロック５１０）。
【００２７】
このような処理により、図３（Ａ）に示すように、ユーザエリアは、本来の論理アドレスの順序に従ったデータセクタの配置になるように再配置される。この場合、欠陥セクタ２００の直後に位置しているデータセクタ１２０は、再配置されたセクタ１１０（交替セクタ１１０のデータセクタ）の次に押し出される状態となる。従って、あたかもスリッピング（slipping）が発生したようなデータセクタ配置となるが、ユーザエリア（トラック）全体に亘ってシーケンシャルなセクタ配置となる。
【００２８】
なお、前述の処理により、図３（Ａ）に示すように、ユーザエリア（ゾーンＮ）の最終部分付近に配置されていたデータセクタ１４０ｂは、交替セクタ１３０に対応するセクタが再配置されることで、当該ユーザエリアから押し出される状態（スリップアウト）となる。図３（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ２１は、これらのスリップアウトしたデータセクタ１４０ｂのデータを、スペアエリアに設けられた交替セクタに再書き込みを行なう（ブロック５１１）。従って、交替セクタ１４０ｂには、ユーザエリアで再配置されたデータセクタ１４０ａに割り当てられた論理アドレスに連続する論理アドレスが割り当てられる。
【００２９】
以上のように本実施形態の欠陥セクタ処理によれば、トラックリフレッシュ処理時に、後発欠陥セクタである２次欠陥セクタ２００，２１０に対応する交替セクタ１１０，１３０を、元のユーザエリアに再配置させることにより、本来の論理アドレスの順序に従ったシーケンシャルなデータセクタに再配置される。従って、リード／ライトアクセス処理時に、２次欠陥セクタ２００，２１０に対応する交替セクタ１１０，１３０に対するヘッド１２のシーク動作を不要にすることができる。これにより、リード／ライトアクセスでのアクセス時間の短縮化を図ることができるため、リード／ライト動作時のパフォーマンスを向上させることが可能となる。
【００３０】
また、データセクタの再配置により、ユーザエリアからスリップアウトするセクタが交替セクタとしてスペアエリアに配置されるが、連続的な論理アドレスが割り当てられる。換言すれば、欠陥セクタ処理によりスリップアウトされるデータセクタを、まとめてスペアエリアにシーケンシャルに配置できるため、当該スペアエリアに対するアクセスのパフォーマンスを向上できる。
【００３１】
なお、本実施形態では、トラックリフレッシュ処理のリフレッシュライト動作時に実行する欠陥セクタ処理について説明したが、実行のタイミングはこれに限ることなく、通常のリード／ライト動作以外の時点又は期間であれば良い。例えば、ディスクドライブ１の電源投入直後に、通常のリード／ライト動作を開始する前に、本実施形態の欠陥セクタ処理を実行してもよい。
【００３２】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に関するディスクドライブの要部を示すブロック図。
【図２】本実施形態に関する２次欠陥セクタの交替処理を説明するための図。
【図３】本実施形態に関する欠陥セクタ処理を説明するための図。
【図４】本実施形態に関する欠陥セクタ登録用テーブルを説明するための図。
【図５】本実施形態に関する欠陥セクタ処理を説明するためのフローチャート。
【図６】本実施形態に関する欠陥セクタ処理を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００３４】
１…ディスクドライブ、１０…ディスク、１１…スピンドルモータ（ＳＰＭ）、
１２…磁気ヘッド、１３…アクチュエータ、１４…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、
１５…ランプ、１６…ヘッドアンプ、１７…リード／ライトチャネル、
１８…ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）、１９…バッファメモリ、
２０，２２…フラッシュメモリ、２１…マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、
２３…スタティックＲＡＭ、２４…モータドライバ、２５…インタフェースバス、
２６…ホストシステム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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