(57)【要約】【課題】  特定のトラック近傍に長時間アクセスが集中する場合にも、より確実に定点浮上状態を回避させ、媒体の劣化を防止する磁気ディスク装置を提供する。【解決手段】  ヘッドの位置を制御する制御手段４１は、ヘッド５１に対し、磁気ディスク５２上の記録アドレスへアクセスを指示した後に、磁気ディスク上の所定の位置に移動待機させるようにした。さらに、待機位置を所定時間間隔で変更するようにした。また、記録レートが所定の値を超える場合には、制御手段はヘッドにアクセスを指示した後所定の位置に移動待機させないようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスクと、該磁気ディスクに信号を記録するヘッドと、該ヘッドの位置を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は前記ヘッドに対し、前記磁気ディスク上の記録アドレスへアクセスを指示した後に、該磁気ディスク上の所定の位置に移動待機させることを特徴とする磁気ディスク記録装置。
【請求項２】
前記待機位置を所定時間間隔で変更することを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク記録装置。
【請求項３】
記録信号の記録レートを所定の基準値と比較する比較手段を備え、
前記記録レートが所定の値を超えない場合には、前記制御手段は前記ヘッドにアクセスを指示した後前記所定の位置に移動待機させ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記録装置。
【請求項４】
記録信号の記録レートを所定の基準値と比較する比較手段を備え、
前記記録レートが所定の値を超える場合には、前記制御手段は前記ヘッドにアクセスを指示した後前記所定の位置に移動待機させない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記録装置。
【請求項５】
磁気ディスクと、該磁気ディスクに信号を記録するヘッドと、該ヘッドを介して前記磁気ディスクに記録する信号を生成する信号処理手段と、該ヘッドの位置を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記磁気ディスク上の管理情報領域に前記ヘッドのアクセスを指示した後に該磁気ディスク上の所定の位置に移動待機させるとともに、該待機位置を所定時間間隔で変更することを特徴とする磁気ディスク記録装置。
【請求項６】
請求項５記載の磁気ディスク記録装置が複数個接続された磁気ディスク記録装置であって、前記管理情報領域には他の磁気ディスク記録装置の管理情報を含めて記録されることを特徴とする磁気ディスク記録装置。
【請求項７】
前記待機位置は、前記管理情報領域以外の領域に設定することを特徴とする請求項５または６記載の磁気ディスク記録装置。
【請求項８】
ディスクと、該ディスクに信号を記録するヘッドと、該ヘッドの位置を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は前記ヘッドに対し、前記ディスク上の記録アドレスへアクセスを指示した後に、該ディスク上の所定の位置に移動待機させることを特徴とするディスク記録装置。
【請求項９】
監視カメラと、複数の磁気ディスク装置と、前記複数の磁気ディスク装置を制御し、映像情報を含む情報を圧縮符号化して前記複数の磁気ディスク装置に記録する監視装置を備える監視システムにおいて、
前記監視装置は、前記複数の磁気ディスク装置を管理する管理手段を有し、前記複数の磁気ディスク装置に管理情報の記録を指示するとともに、前記管理情報にアクセスした後前記複数の磁気ディスク装置に備えられたヘッドを磁気ディスク上の所定の位置に移動待機させるとともに、該待機位置を所定時間間隔で変更することを特徴とする監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク等の媒体にデジタル信号を記録する磁気ディスク記録装置に関し、特にヘッドアクセス集中による媒体の劣化を回避する磁気ディスク記録装置およびこれを用いた監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高密度、大容量記録可能な磁気ディスクを媒体に用いて、画像、音声等のデジタル信号を記録する装置が実用化されている。磁気ディスク装置において、特定のトラック近傍に集中的にアクセスが行われる、いわゆる「定点浮上状態」が長時間続くと、その部分の媒体が局所的に特性の劣化が生じる。これは、ヘッドとヘッドを支えるアクチュエータからの風圧で、ディスク保護膜が損傷を受けるためと言われる。これを避けるため、一定期間ヘッドの移動量を監視して、所定の距離を移動していない場合にヘッドをシークさせるようにしている。シークの仕方には「定点浮上状態」を避けるようにヘッド部分の幅以上に移動させる方法と、ディスク上を複数のエリアに分割してヘッドを順々に移動する方法とがあった（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５１２２９号公報
【０００４】
【特許文献２】特開平４−２８６７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術は、「定点浮上状態」対策として、一定期間のヘッドの移動量が所定以下のとき、あるいは周期的にヘッドを移動させるものである。ヘッドはアクセス指令があった場合、アクセス位置へ移動するが、その後、ヘッドは次に定点浮上対策が行われる周期が来るか、または次のアクセス指令があるまで、そのアクセス位置に停止する。アクセス位置に移動後、次のアクセス指令があるまで直ちに他の位置に移動することは開示されない。
【０００６】
本発明の目的は、特定のトラック近傍に長時間アクセスが集中する場合にも、より確実に「定点浮上状態」を回避する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】
本発明の磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、該磁気ディスクに信号を記録するヘッドと、該ヘッドの位置を制御する制御手段を備え、前記制御手段は前記ヘッドに対し、前記磁気ディスク上の記録アドレスへアクセスを指示した後に、該磁気ディスク上の所定の位置に移動待機させるようにした。さらに、前記待機位置を所定時間間隔で変更するようにした。また、記録レートが所定の値を超える場合には、前記制御手段は前記ヘッドにアクセスを指示した後前記所定の位置に移動待機させないようにした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、磁気ディスク装置の信頼性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
始めに、磁気ディスク装置における「定点浮上状態」の具体例について説明する。例えば、毎秒１枚の画像を記録する監視システムがあるとすると、１枚の画像サイズが３０キロバイトの場合、２５０ギガバイトのハードディスクには９６日間記録することが出来る。
【００１０】
図４はディスク５２とヘッド５１の位置関係を示したものである。ディスクの有効領域の幅１５０をＬとする。図３はディスク５２のセクタ構成を示したものである。ディスクの構成が図３（ａ）に示すように各トラックのセクタ数が同一の場合、外周から内周へヘッドは直線的に移動する。この場合、Ｌの長さを３ｃｍとすると一日あたり０．３１ｍｍしか移動しない。その様子を図４（ａ）の点線１５１に示す。ヘッドの幅Ｗｈを０．７ｍｍとするとヘッドの幅Ｗｈだけヘッドが移動するのに要する時間は約２日となる。一方最近のハードディスクでは、図３（ｂ）に示すように、ディスクを任意のシリンダ毎にゾーン分割して、それぞれのゾーンに異なる数のセクタを配置している。その際のヘッドの移動は直線的には進まず、図４（ａ）の実線１５２に示すように凹んだ形で変化するため、ディスクの外周では、上記で求めた約２日以上の時間を要する。
【００１１】
このように長い周期で記録を行う監視システムでハードディスクを使用した場合、ヘッドの移動量が少なくヘッドがハードディスク上のほぼ同じ場所に位置し続ける「定点浮上状態」が起こりやすい環境となる。本発明では、このような環境で定点浮上を防ぐために、アクセスが集中しているアドレスが存在するトラックからヘッドをヘッド幅Ｗｈを大きく越えるように移動させるようにした。
【実施例１】
【００１２】
以下、本発明の第１の実施例として、磁気ディスク記録装置の構成とディスク上の記録形態およびヘッドの移動について説明する。
【００１３】
図１は、本発明による磁気ディスク記録装置とこれを用いた監視システムの基本構成を示す図である。監視システムは、ビデオカメラ１０からの映像と、マイクロフォン１１からの音声を、デジタルレコーダ装置１に記録し、これを再生してモニター１２に表示する。デジタルレコーダ装置１は、ビデオ・音声信号制御装置２、磁気ディスク装置３、ケーブル４から構成される。
【００１４】
ビデオ・音声信号制御装置２において、記録動作時、Ａ／Ｄ変換部２０は入力信号をデジタル信号に変換し、圧縮符号化部２１では該デジタル信号をＪＰＥＧあるいはＭＰＥＧ信号などに符号化圧縮を行う。２２はデータが経由するバスラインである。２３はＣＰＵ部でありビデオ・音声信号制御装置２のコントロールを行う。また、ＣＰＵ部２３は内部にメモリ機能とタイマー機能を備えている。２４はデバイスコントローラであり、磁気ディスク装置３とのインタフェースを行う。２５はコネクタでありケーブル４と接続されている。再生動作時、復号部２６はデバイスコントローラ２４より取り出された信号を復号化する。２７はＤ／Ａ変換部であり復号化されたデジタル信号をアナログ信号に変換する。
【００１５】
磁気ディスク装置３において、３０はケーブル４を接続するコネクタ、３１はホストインタフェースであり、ビデオ・音声信号制御装置２とのインタフェースを行う。３２はバスライン、３３はディスクインタフェースであり、データを磁気ディスクに記録・再生をするために変調・ＥＣＣ符号化処理、復調・ＥＣＣ復号処理を行なう。３４はデータをドライブするヘッドアンプ、４０はＣＰＵ部、４１はサーボ位置制御部であり、ＣＰＵ部４０及びサーボ位置制御部４１によりヘッドの制御が行われる。４２はパワーアンプ、４３はボイスコイルモータであり、パワーアンプ４２とボイスコイルモータ４３によりヘッドは駆動される。４４はフィードバック制御部である。５０はヘッドを動かすアクチュエータであり、ヘッド５１により磁気ディスク５２へデータのアクセスが行われる。５３はディスクを回転させるスピンドルモータである。
【００１６】
図２は、磁気ディスク部の構成とディスク上の記録形態について示している。図２（ａ）に示すように、磁気ディスク部は複数のディスク及びヘッドから構成する（勿論単一のディスクでも良い）。磁気ディスク５２の磁性面には円周状にトラック１２０が設けられており、トラック１２０はヘッド５１がアクセスを行うデータ領域を指す。また、図２（ｂ）は、磁気ディスク部を横から見た図であり、複数のヘッド及びトラックが縦に並んでいる。図２（ｃ）に示した符号１２１は、縦に並んだ複数のトラックをまとめたものでシリンダと呼ぶ。図２（ｄ）は、それぞれのトラック１２０が、セクタ１２２と呼ばれる単位で分割されていることを示す。
【００１７】
図３は、セクタによるトラックの分割方法を示す。図３（ａ）に示すように各トラック当りのセクタ数を同一とするものと、図３（ｂ）に示すように内周と外周においてトラック当りのセクタ数を変えている２つの種類がある。
【００１８】
ヘッド移動は次に説明するオフセットの考えにより行なわれる。オフセットには２種類あり、オフセット１はシリンダ数に基づいて粗く分割するものであり、オフセット２はオフセット１内を細かく分割したものである。
【００１９】
図３（ａ）のトラックの分割法を図５で説明する。記録有効領域１５０を、ヘッドの幅Ｗｈより十分広くなるようにオフセット１のシリンダ数ｎによって粗く分割する。ヘッド５１は、それぞれのエリアに移動しディスク全面に移動を終えると最初のエリアへ戻ると共に、オフセット１で分割されたエリアを細かいオフセット２でｍ個に分割し隣のエリアへ移動するようにする。
【００２０】
図３（ｂ）のトラックの分割法を図６で説明する。ここでは、オフセット１，２をセクタ数により定義した考えによりヘッドの移動を行なう。総セクタ数をＳ個とし、オフセット１に含まれるセクタ数をＤｃ個、オフセット２に含まれるセクタ数をＤｆ個とする。全体をｎ個の大エリアに分割し、１個の大エリアをｍ個の小エリアに分割する。このようにしたとき、大エリア内の最初のセクタが属する小エリアと隣接する大エリア内の最初のセクタが属する小エリアの間隔がオフセット１であり、大エリア内で隣接する小エリアの間隔がオフセット２となる。
【００２１】
図７は、定点浮上を防ぐための本実施例におけるヘッドの動作を説明する。以下の説明では、１シリンダを１トラックとして説明を行うが、複数のトラックで構成された場合も同様の処理となる。図７の横軸は時間を示し、縦軸はセクタ数で数えたトラックの位置を示す。セクタ数Ｄｆ毎にオフセット２だけ位置が変わり、セクタ数Ｄｃ毎にオフセット１だけ位置が変わる。
【００２２】
ここでは、ある周期Ｔａで連続してアドレスＳａにアクセスが行われている場合を想定している。アドレスＳａへ周期Ｔａで連続してアクセスを行う場合、Ｓａへのアクセスが終了すると直ちにヘッド５１を待機位置Ａ（図ではセクタ０）へ強制移動させる。なお、待機位置Ａは周期Ｔａより長い周期Ｔｍで順次位置を変える（図でセクタ０→Ｄｃ→２＊Ｄｃ・・・）。これにより、アドレスＳａの存在するトラックへの停止時間は最小に抑えられる。また、待機位置も一定位置に固定しないので、その結果、定点浮上状態を回避し、媒体の劣化を防止することができる。
【００２３】
図８は、本実施例を実現するための制御フロー（Ｓ２１０）を示す。ハードディスクへの記録レートＲを、予め設定したレートＲｔｈと比較する（Ｓ２１１）。もし記録レートＲがＲｔｈよりも大きい場合はヘッド５１の移動が速いので、定点浮上状態にならないものとしてヘッドの強制移動は行わない（Ｓ２１２）。記録レートＲがＲｔｈより小さい場合には、以下の移動動作を実施する。まずＣＰＵ２３によりアクセス要求の有無を判定する（Ｓ２１３）。アクセス要求があった場合は、該当するアドレスＳａへアクセスを行い（Ｓ２１４）、その後アドレスＡへヘッドを移動待機させる（Ｓ２１８）。アクセス要求が無い場合は、ＣＰＵ２３に内蔵のタイマーにより計時し（Ｓ２１５）、タイマー時間がＴｍになるまでアドレスＡへヘッドを待機させる。タイマー時間がＴｍが経過した場合はヘッドの移動先アドレスＡを更新する（Ｓ２１６）。新たなアドレスＡは、現在のアドレスとＣＰＵ２３に記憶されたオフセット１の値を元に求める。そしてタイマーをクリアし（Ｓ２１７）、更新したアドレスＡへヘッドを移動させる（Ｓ２１８）。
【００２４】
このように、本実施例では記録レートの大きさに基づいてアクセス後の移動待機を制御するので、より実用的な制御ができる。
【実施例２】
【００２５】
図９は、第２の実施例として複数の磁気ディスク装置を接続した場合を示す。ハードディスク３は規格に従い、コントロール装置（ホスト）２へ複数台接続することが可能である。例えば、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）では７台のハードディスクを接続することが可能であり、ＡＴＡ（ＡＴ  Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）では、プライマリ側、セカンダリー側それぞれにマスター／スレーブとしてハードディスクを接続することが可能である。
【００２６】
また図１０は、複数のハードディスク３をビデオ・音声制御装置（ホスト）２とケーブル４で繋ぎ、一つの仮想的なハードディスクとして制御する場合を示す。監視システムのように、半年あるいは一年間にわたって記録を行う場合がある。このような場合、大量のデータを記録するメディアが必要となるため、複数の記録装置を接続して記録を行う。その際に、複数の記録装置を一つの仮想記録装置としてコントロール装置側から制御する。この場合、複数の記録装置をマルチボリュームと呼び、上記の複数接続可能なハードディスクなどで構築する。
【００２７】
マルチボリュームの場合、検索時には他のハードディスクにわたって画像情報を検索する必要がある。そのため図１１に示すように、それぞれのハードディスク３には自身の管理情報とは別に、他のハードディスク３の管理情報を持つことで高速な検索を行えるようになる。また、長期間にわたって画像情報を記録した場合、画像の検索時には大量の画像情報から検索を行うことになるため、画像の管理情報は任意の箇所に集中して配置すると検索の効率が良くなる。図１２では、画像の管理情報をディスクの外周に配置した様子を示す。なお、ディスクの管理情報は必ずしも外周である必要はない。
【００２８】
このようなマルチボリュームを使用したシステムでは、実際に画像・音声データを記録していないハードディスクでも管理情報を書き込む必要があるため、ヘッドが管理情報領域で定点浮上状態となり易い。
【００２９】
図１３は、複数の磁気ディスク装置（マルチボリューム）において、実施例１で述べた定点回避の技術を適用した図である。この場合、所定時間Ｔｍ毎に待機位置を変更しているが、アクセスの頻度の高い管理情報エリア（図ではセクタ０〜Ｄｃ）へのアクセス頻度は他のエリアに比較して高くなり、この領域は定点浮上状態になり易い。
【００３０】
図１４は、その対策として、定点回避の第２の実施例を示す図である。ここでは、管理情報エリアのようなアクセス頻度の高い箇所を、ヘッドの強制移動先から外し、ヘッドの一定位置への停止時間を減少させるようにした。すなわち、ヘッドの移動は管理情報エリアに対しては実際のアクセス時のみ行い、ヘッドの強制移動先はその他のエリア（図ではセクタＤｃ→２＊Ｄｃ→・・・）とする。よって、管理情報エリアでのヘッドの定点浮上状態を低減することが出来る。
【００３１】
図１５は、第２の実施例を実現するための制御フロー（Ｓ２８０）を示す。管理情報のみを記録するディスクかの判断を行い（Ｓ２８１）、他に画像・音声データも記録するような場合、定点浮上状態にならないものとして、ヘッドの強制移動を行わない（Ｓ２８２）。管理情報のみの場合には、以下の動作を行う。アクセス要求の有無を判定し（Ｓ２８３）、アクセス要求があった場合は、該当するアドレスＳａへアクセスを行い（Ｓ２８４）、アドレスＡへヘッドを移動待機させる（Ｓ２８８）。アクセス要求が無い場合は、タイマーにより計時し（Ｓ２８５）、タイマー時間がＴｍになるまでアドレスＡへヘッドを待機させる。タイマー時間がＴｍを経過した場合は、ヘッドの移動先アドレスＡを更新する（Ｓ２８６）。更新方法は、オフセット１、オフセット２から求めるが、管理情報領域を除いた位置とする。その後、タイマーをクリアして（Ｓ２８７）、更新したアドレスＡへヘッドを移動させる（Ｓ２８８）。
【００３２】
第２の実施例によれば、複数の磁気ディスク装置において特にアクセスの集中しやすい管理情報領域での定点浮上状態を回避し、媒体の劣化を防止できる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、以上説明した監視システムだけでなく、民生用レコーダ、コンピュータ用のデータ記憶装置など、磁気ディスク、光ディスクを媒体として用いるその他の記録装置において、同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施例である磁気ディスク装置とこれを用いた監視システムの基本構成を示す図。
【図２】磁気ディスク部の構成とディスク上の記録形態を示す図。
【図３】磁気ディスク上のトラックとセクタを示す図である。
【図４】ディスクとヘッドの位置関係を示す図。
【図５】ディスクをシリンダー単位でエリア分割した状態を示す図。
【図６】ディスクをセクタ単位でエリア分割した状態を示す図。
【図７】実施例１におけるヘッドの移動動作を示す図。
【図８】実施例１における制御フローチャートを示す図。
【図９】本発明の第２の実施例を適用する複数の磁気ディスク装置を接続したシステム構成を示す図である。
【図１０】複数の磁気ディスク装置（マルチボリューム）を１つの仮想磁気ディスク装置として制御する場合を示す図。
【図１１】マルチボリュームにおける管理情報記録の例を示す図。
【図１２】ディスク上の管理情報領域を示す図。
【図１３】マルチボリュームに対し、実施例１の技術を適用したときのヘッドの移動動作を示す図。
【図１４】マルチボリュームに適用する、第２の実施例としてのヘッドの移動動作を示す図。
【図１５】実施例２における制御フローチャートを示す図。
【符号の説明】
【００３５】
１…デジタルレコーダ装置、２…ビデオ・音声信号制御装置、３…磁気ディスク装置、４…ケーブル、１０…ビデオカメラ、１１…マイクロフォン、１２…モニター、２０…Ａ／Ｄ変換部、２１…圧縮符号化部、２２…バスライン、２３…ＣＰＵ部、２４…デバイスコントローラ、２５…コネクタ、２６…復号部、２７…Ｄ／Ａ変換部、３０…コネクタ、３１…ホストインタフェース、３２…バスライン、３３…ディスクインタフェース、３４…ヘッドアンプ、４０…ＣＰＵ部、４１…サーボ位置制御部、４２…パワーアンプ、４３…ボイスコイルモータ、４４…フィードバック制御部、５０…アクチュエータ、５１…ヘッド、５２…磁気ディスク、５３…スピンドルモータ、１２０…トラック、１２１…シリンダ、１２２…セクタ、１５０…有効記録領域
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2005149681.tif 000014
【図１３】
2005149681.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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