(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低密度パリティチェックエラー訂正コードのエラー訂正能力を調整するシステム（１０）であって、
低密度パリティチェックエラー訂正コードで符号化されているデータを、該データにおけるビット値の尤度推定に基づいて、復号するよう構成された復号器（１２）、及び
前記復号器に通信可能に結合され、前記復号器による復号に先立って、前記データにおける１つ又は複数のビット値の前記尤度推定を計算するよう構成された検出器（１１）を備え、
前記検出器は、更に前記１つ又は複数のビット値の前記尤度推定を軽減して前記低密度パリティチェックエラー訂正コードのエラー訂正能力を軽減するよう構成され、前記軽減されたエラー訂正能力がディスクドライブ（７０）のテストディスクの製造過程におけるセクター故障レートを決定するために用いられることを特徴とする、システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記検出器はソフト出力ビタビアルゴリズムを備える、システム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記復号器と前記検出器は前記ディスクドライブのリードモジュール（７４）に構成されている、システム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記検出器は更に前記１つ又は複数のビット値の前記尤度推定の際に対数尤度比を設定するよう構成されている、システム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記復号器は更に前記データの復号に応答して前記ディスクドライブの前記セクター故障レートを解析するよう構成されている、システム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記検出器は更に前記データにおける所定のビット間隔で前記尤度推定を計算するよう構成されている、システム。
【請求項７】
ディスクドライブをテストする方法（８０）であって、
低密度パリティチェックコードでデータを符号化すること（８１）、
該ディスクドライブに前記符号化されたデータを蓄積すること（８２）、
該ディスクドライブから前記符号化されたデータを読み出すこと（８３）、
前記符号化されたデータにおける１つ又は複数のビット値の尤度推定を計算すること、
前記符号化されたデータにおける前記１つ又は複数のビット値の前記尤度推定を軽減して前記低密度パリティチェックコードのエラー訂正能力を軽減すること、及び
前記低密度パリティチェックコードと前記符号化されたデータにおけるビット値の尤度推定を用いて前記符号化されたデータを復号して（８６）、該ディスクドライブにおけるセクター故障レートを決定することを含むことを特徴とする、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記尤度推定を計算することは、前記データのビットの繰り返し数での前記計算、あるいは前記１つ又は複数のビット値へのソフト出力ビタビアルゴリズムの遂行を行って、前記１つ又は複数のビット値についての対数尤度比を設定することを含む、方法。
【請求項９】
請求項７に記載の方法において、前記尤度推定を軽減することは前記低密度パリティチェックコードエラー訂正能力を軽減し、前記軽減されたエラー訂正能力はディスクドライブ製造過程において測定されるセクター故障レートを増加させる、方法。
【請求項１０】
ディスクドライブ（７０）をテストするよう構成されたシステム（１０）であって、
低密度パリティチェックコードでデータを符号化し、該符号化されたデータを該ディスクドライブに書き込むよう構成されたライトモジュール（７４）、及び
該ディスクドライブから前記符号化されたデータを読み出し、前記符号化されたデータにおける１つ又は複数のビット値の尤度推定を計算し、さらに、前記符号化されたデータにおける該１つ又は複数のビット値の該尤度推定を軽減するよう構成されたリードモジュール（７４）を備え、
前記符号化されたデータにおける前記１つ又は複数のビット値の前記軽減された尤度推定は前記低密度パリティチェックコードのエラー訂正能力を軽減して、該ディスクドライブのセクター故障レートを決定しており、
前記リードモジュールは、
前記低密度パリティチェックコードと前記符号化されたデータにおけるビット値の尤度推定に基づいて、前記符号化されたデータを復号するよう構成された復号器、及び
前記復号器に通信可能に結合され、前記復号器による復号に先立って、ソフト出力ビタビアルゴリズムを用いて、前記符号化されたデータにおける前記１つ又は複数のビット値の前記尤度推定を計算するよう構成された検出器を備えることを特徴とする、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、あるテスト条件下で蓄積装置をテストすることに係る。より詳細には、蓄積装置のセクター故障レートが歩進的に決定され得るようなＬＤＰＣのエラー訂正能力を調節することに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの蓄積装置（メモリー）において、データは隣接ブロックにおける装置に書き込まれそして検索される。ディスクドライブにおいて、リード／ライトチャネルはそのような読み出しと書き込みを行う。リード／ライトチャネルはある検出アルゴリズムを用いてハードディスクへ書き込みそこから読み出すデータの検出を改良している。例えば、ＰＲＭＬ（最大可能性検出での部分応答信号化）はデータが正しく読み出される可能性を増すハードディスクから読み出されているデータの雑音対信号比（ＳＮＲ）を増加させる。データの正しい検出についてより可能性があるから、これらのアルゴリズムはディスク上の面積密度の増加（即ち、ハードディスク上の蓄積可能なビットの数の増加）を可能にする。しかし、データエラーは面積密度が大になるにつれて増すから、エラー制御符号化が検出アルゴリズムの性能を改良するために用いられる。しばしば、ＲＥＥＤ−ＳＯＬＯＭＯＮ符号（ＲＳコード）は、このエラー訂正能力を与える。
【０００３】
読み出しの際に生ずるデータエラーの数（即ち、セクター故障レート又はＳＦＲ）は、読み出し信号のＳＮＲに一致する。高いＳＮＲは低いエラーレートをもたらす。読み出し信号のＳＮＲは、電力、部品構成及びディスクドライブ超過時間故にある制限を有する。
【０００４】
ディスクドライブ製造業者は、ディスクドライブがハードディスクが劣化するときに耐えうると期待される最大エラーレートに適う訂正の最大レベルに関する“Ｔ＝２０”のコードレベルを一般に設定する。製造の際、ディスクドライブは、ドライブが所与のＳＮＲに関するエラーレートのある要求レベルに適うことを保証するようテストされる。ハードディスクは新品であるから、年を経た同一物よりもより少ないエラーとなるであろう。しかし、幾つかの新品ディスクは製造プロセスの不都合に因ってエラーの許容できない数となることがある。フルＴ＝２０エラー訂正により、回復されることなしに、ディスクがあるＳＮＲに関する許容可能ＳＦＲに適うことを保証するため、コードレベルはＴ＝５に呼び戻される（“ＤＩＡＬＥＤ  ＢＡＣＫ”）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在、ディスクドライブ製造業者は、面積密度と処理能力が技術の進歩につれて増すので、他のコードを採用することを研究している。現在行われている１つのコードは、低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードと呼ばれる。ＬＤＰＣコードは、比較的複雑で計算量が多い。例えば、ＬＤＰＣコードはＲＳコードよりもデータの大きな隣接ブロックにおけるエラーを訂正し、従ってより計算量が大きい。ＬＤＰＣコードはＲＳコードよりもより多くのエラーを訂正することができ、処理能力が著しく増加した超過時間を有するときに、エラー訂正における明らかな後継者であるように思われる。しかし、ＬＤＰＣはＳＦＲの要求される最小レベルに製造されたテストドライブが適うことを保証するための”呼び戻し”のＲＳコード能力を有していない。従って、もしＬＤＰＣコードが蓄積装置に用いられるなら、テストの目的でＬＤＰＣエラー訂正のレベルを軽減する必要が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上述の問題を解決し、それにより低密度パリティチェックエラー訂正（ＬＤＰＣ）コードのエラー訂正能力を調節する方法と構成を提供し技術の進歩に寄与する。例えば、蓄積装置は一般に顧客引き渡しに先立ってテストを必要とする。以前は、蓄積装置は上述のように符号化データのＲＳコードを呼び戻し（ＣＡＬＬＥＤ  ＢＡＣＫ）することでテストされていた。蓄積装置におけるＬＤＰＣコードの出現以来、ＬＤＰＣのエラー訂正能力は、最近製造された蓄積装置についてＳＦＲを設定する能力に先行するが、基本的にＬＤＰＣの計算量の多いフル使用を必要とする“フルスケール”であった。１つの実施例におけるシステムは、ＬＤＰＣ符号化データを復号するよう構成された復号器を提供することにより、これらの制限を克服している。検出器が”復号器”に結合され、復号器による復号に先立ってデータにおけるビット値を推定している。検出器は更に、ビット値推定に基くビット値を変えて  低密度パリティチェックエラー訂正コードのエラー訂正能力を軽減している。
【０００７】
ディスクドライブをテストする本発明の別の側面である方法は、ＬＤＰＣコードを符号化しそしてディスクドライブ上に符号化データを蓄積することを含む。その方法は、さらにディスクドライブからの符号化データを読み出し符号化データにおけるビット値を推定し、そしてビット値推定に基いた符号化データにおける複数のビット値の一部を変更することを含む。その方法は、又ビット値のその一部の変更に応答して低密度パリティチェックコードに従って符号化データを復号して、ディスクドライブにおけるセクター故障レートを決定することを含む。
【０００８】
本発明の別の側面は、ディスクドライブをテストするシステムである。そのシステムは、ＬＤＰＣコードでデータを符号化しディスクドライブに符号化データを書き込むライトモジュールを含む。そのシステムは、又ディスクドライブから符号化データを読み出し、符号化データにおけるビット値を推定しそしてビット値推定に基づいた複数のビット値を変更するリードモジュールを含む。変更されたビット値は低密度パリティチェックコードのエラー訂正能力を軽減し、ディスクドライブのセクター故障レートを決定している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、ＬＤＰＣコードのエラー訂正能力を調節する例示システムを示す図である。
【図２】図２は、種々のＬＤＰＣエラー訂正調節についてのＳＦＲ解析を示すグラフの図である。
【図３】図３は、ディスクドライブに実装された図１のシステムの例を示す図である。
【図４】図４は、蓄積装置をテストする方法のフローチャートの例を示す図である。
【実施例】
【００１０】
図１〜４とその説明は、本発明の例示的実施例を示し、いかに本発明を作り使用するかを教示する。本発明の原理を教示する趣旨で、本発明の従来部分はその説明が簡略化または省略される。当業者は本発明の範囲内でこれら実施例からその変形も理解されよう。以下に述べる構成要素は本発明の多数の変形をつくるため種々の方法で組み合わせ得ることを、当業者は理解されよう。それにより、本発明は以下の実施例に限定されず、請求の範囲とその均等内容により規定される。
【００１１】
図１は、ＬＤＰＣコードのエラー訂正能力を調整する例示システム１０である。この実施例で、システムはＬＤＰＣ符号化データを復号するＬＤＰＣ復号器１２を含む。ＬＤＰＣコードは、復号されたときに”ＳＨＡＮＮＯＮ限界“又は所与の変調とコードレートに関するチャネル容量についての理論的限界に近似するコードである。即ち、ＳＨＡＮＮＯＮ限界は、通信チャネルを介してエラーフリー伝送を達成する特定のＳＮＲを有する、通信チャネルにおいて使用されるべきデータレートであるとみることができる。
【００１２】
ＬＤＰＣ符号化データは、各々が共通コードレートを有しそして単一の変調にマップされる複数のシンボルを含む信号を発生することにより符号化される。即ち、ＬＤＰＣ符号化変調信号のシンボル達は、同じコードレートと同じ変調周波数を有する。一度符号化されると、データはその後デスクドライブシステムのような蓄積システムに格納され得る。
【００１３】
蓄積システムからデータを読み出すとき、ＬＤＰＣ復号器１２は所与のＬＤＰＣの二部（ＢＩＰＡＲＴＩＥ）グラフにもとづいてデータを復号化し、そのグラフはビットノードとチェックノードの双方を含む。受信シンボルと関連する同相／４相（ＩＭ−ＰＨＡＳＥ／ＱＵＡＤＲＡＴＵＲＥ：Ｉ／Ｑ）値はシンボルノードに関連し、そしてそのシンボルノードは対応のビットノードと関連している。ビット作成法（メトリックス）がそれから対応シンボルの個々のビットに関し計算され、それらのビットメトリックスは所与のＬＤＰＣコードの二部グラフのビットノードに提供される。ビットノードとチェックノードとを相互接続するエッジに対応するエッジ情報が計算され、適宜アップデートされ、そしてＬＤＰＣ符号化信号の相互対話的復号の際ビットノードとチェックノードの間で通信をやりとりする。採用されるビットメトリック値は、相互対話的復号処理においてくり返し用いられる一般的な固定値である。
【００１４】
ＬＤＰＣコードの構造故に、復号器１２はエラー訂正能力を変更するようには容易に構成され得ない。即ち復号器１２は、データを復号するために用いられるのと同じＬＤＰＣコードに従ってデータを復号化するように構成されている。したがって、復号器１２のエラー訂正能力は、スケーラブルＲＳコードのようではなく、一般に静的である。上述したように製造者は、製造プロセスに関連する蓄積装置の予測故障レートに近似するようコードのエラー訂正能力を呼び戻す（ＤＩＡＬＩＮＧ  ＢＡＣＫ）ことにより、蓄積装置をテストすることを望む。一般に復号器１２はエラー訂正能力を調節することを容易には行い得ないから、システム１０は復号器１２による復号の前にデータにおけるビット値を推定するように構成された検出器１１を用いて構成されている。検出器１１は、ＬＤＰＣエラー訂正コードのエラー訂正能力を軽減させるよう、復号器１２による復号に先立ってビット値推定に基いてビット値を変える。
【００１５】
例示のため、復号器１２がエラービットを有する有効コードワード（例えば、認識できない点迄劣化している）を受信したとき、復号器１２はコードワードから欠けているビットを考える。復号器１２は、ＬＤＰＣコードのエラー訂正能力を用いてビットを訂正することにより応答する。システム１０は復号器１２の復号に先立って欠けたビットを又はその一部を訂正する検出器１１を有し、それによりビットを復号器１２が訂正する必要性をなくすことによって、このエラー訂正能力を克服している。複数ビットの所定間隔で検出器１１が動作することで、復号器１２のエラー訂正能力は基本的には呼び戻される（ＤＩＡＬＥＤ  ＢＡＣＫ）。
【００１６】
検出器１１がビットを訂正するデータ間隔を調節することで、システム１０は蓄積システムにおける種々の信号対雑音比に関しＳＦＲを解析し得る。例えば、図２は、種々のＬＤＰＣエラー訂正調節に関するＳＦＲ解析を示すグラフである。Ｙ軸４１は蓄積装置のＳＦＲを示す。Ｙ軸４１のＳＦＲはＬＤＰＣコードワード当たりのシンボル（即ち、１０ビット）エラーにおいて示されている。Ｘ軸４２はデシベルでの読み出し信号（即ちＬＤＰＣ符号化データ）のＳＮＲを示す。ステップ４３〜４８の各々は検出器１１により行われたビット間隔チェックを示す。
【００１７】
例示のため、検出器１１がＬＤＰＣ符号化データ（即ち、ステップ４８）における５０番目毎のビットを訂正するとき、ＳＦＲはＳＮＲが増すにつれて減少する。しかし、ＬＤＰＣ復号器１２がステップ４３に示されているようにＬＤＰＣ符号化データの各ビット毎を復号することが許容されているとき、それは少ない割合でそうなる。ＬＤＰＣ符号化データにおける各ビット毎に訂正する能力をなくすことにより、製造された蓄積装置が上述のＲＳコード呼び戻し（ＤＩＡＬＥＤ  ＢＡＣＫ）に類似な手法で所与のＳＮＲに関するＳＦＲのある必要最小レベルに適うかどうかを、技術者は決定し得る。したがって、蓄積要量からデータを読み出しそして特定のビット間隔でビットを訂正することにより蓄積装置がテストされるとき、決定されたＳＦＲは顧客の使用について蓄積装置を保証する。
【００１８】
一実施例において、検出器はソフト出力ビタビ（ＶＩＴＥＲＢＩ）アルゴリズム（ＳＯＶＡ）を採用している。ＳＯＶＡは修正経路メトリックを用いる古典的ビタビアルゴリズムとは異なり、それは入力シンボルの既知の確率を考慮して決定の信頼度を示すソフト出力を生成しているものである。例えば、検出器１１は特定のビット間隔で対数尤度比（ＬＬＲ）を推定し得る。あり得るエラーが検出されたとき、検出器１１はそのビットが１か０かを推定する。しかし、本発明の検出は、他の検出アルゴリズムが特定の受信ビットの確率を推定するために用いられ得るようにＳＯＶＡに限定されるものではない。
【００１９】
図３は、図１のシステム１０を採用するリード／ライトチャネル７４を有するディスクドライブ７０のブロック構成を示す。この実施例で、リード／ライトヘッド７２は磁気ディスク７１に隣接配置して動作し、データを記録（即ち書き込み）を磁気的にホスト装置から磁気ディスク７１に行う。リード／ライトヘッド７２は、磁気ディスク７１に磁束反転を検知し、磁気ディスク７１から読出しそしてデータをホスト装置７６に転送する。磁気ディスク７１へのデータの書き込みのため、ホスト装置７６はコントローラ７５にデータ信号と位置（例えば磁気ディスク７１のセクターアドレス）を与え、磁気ディスクにデータ信号を書き込む。コントローラ７５はリード／ライトヘッド７２に指示して、正しい位置へ移動させデータ信号をリード／ライトチャネル７４へ転送する。リード／ライトチャネル７４ＬＤＰＣはデータ信号を符号化し、それをアナログ信号に変換する。リード／ライトチャネル７４は増幅のため増幅器７３にアナログ信号を転送する。それから増幅器７３は増幅アナログ信号をリード／ライトヘッド７２に転送する。リード／ライトヘッド７２は磁束反転をデータ信号を表す磁気ディスク７１に与える。リード／ライトチャネル７４はピーク検出、ＰＲＭＬ符号化等を介する磁束反転を制御し得る。
【００２０】
一般的に、磁気デスク７１からのデータを読み出すため、ホスト装置７６は磁気デスク７１の位置識別又はセクターアドレスをディスクドライブ７０に与えている。コントローラ１０は位置識別を受信し、ディスク７１上のデータの物理位置を決定する。コントローラ７５は１つ以上のリード／ライトヘッド７２を指令し、リード／ライトヘッド７２に隣接して回転する磁気ディスク７１上のデータの正しい位置に移動させる。磁気ディスク７１が回転すると、リード／ライトヘッド７２は磁気ディスク上の磁束反転の存在又は不存在を検知する。リード／ライトヘッドは磁束反転に応答してアナログ信号を発生する。リード／ライトヘッド７２はアナログ信号を増幅器７３に転送する。増幅器７３は、アナログ信号を増幅してリード／ライトチャネル７４に伝える。リード／ライトチャネル７４は増幅されたアナログ信号をピーク検出、ＰＲＭＬ復号等を介して  バイナリデジタルデータ信号へ復号する。リード／ライトチャネル７４はデータ信号をコントローラ７５に転送し、その後データ信号をホスト装置７６に転送する。
【００２１】
この実施例における、リード／ライトチャネル７４は図１のシステム１０を含み、データ信号を元々符号化するに用いられたＬＤＰＣコードのエラー訂正能力を軽減している。
即ち、データが磁気ディスク７１から読み出されたとき、システム１０はＬＤＰＣコードワードにおける欠けたビットを検出し、ＬＤＰＣ復号器（例えばＬＤＰＣ復号器１２）で復号される前に、それらを訂正する。欠けたビットは訂正されてしまっているから、システム１０はそれらビットのＬＤＰＣ復号をバイパスし、それによりＬＤＰＣ復号器の効果度を軽減する。
【００２２】
ディスクドライブ７０で履行されているシステム１０に関し記述されたが、本発明はそれに限定されはしない。むしろ、システム１０はＬＤＰＣコードを採用する任意の装置で履行され、それはＬＤＰＣコード呼び戻し（ＤＩＡＬＥＤ  ＢＡＣＫ）のエラー訂正能力を有することが望まれる。例えば、ＬＤＰＣコードはフラッシュメモリ装置に格納のためデータを符号化することに用いられ得る。従って、製造者は顧客へ渡す前にフラッシュメモリ装置のＳＦＲをテストすることを望むとき、ＬＤＰＣコードエラー訂正能力は類似の手法で呼び戻され得る。又、本発明はリード／ライトチャネル７４との実装に限定されない。例えば、システム１０はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせとして任意の装置において実装され得、ＬＤＰＣコードのエラー訂正能力は呼び戻しを必要とする。この点、システム１０は、コントローラ７５又はホスト装置７６とも実装し得る。
【００２３】
図４は、蓄積装置をテストする方法８０の例示的フローチャートである。この実施例において、データは処理要素８１においてＬＤＰＣコードで先ず符号化され、符号化されたデータは処理要素８２において蓄積装置で格納される。蓄積装置は、ディスクドライブ、フラッシュメモリー装置、光ドライブ（例えばＣＤ−ＲＯＭ）等のデジタルデータを格納し得る蓄積装置である。特に、データ格納のためＬＤＰＣコードを採用することが技術的に可能な任意の蓄積装置が用いられる。
【００２４】
ＬＤＰＣ符号化データは、処理要素８３において蓄積装置から読み出される。１つの実施例において、ディスクドライブにおけるリードヘッドはディスクドライブの磁気ディスク上の磁束反転を検出し、その後にデジタル信号（即ち、デジタルデータ）に変換されるアナログ信号を形成する。それから、ＬＤＰＣ符号化データを復号するに先立って、データのビット値は処理要素８４で推定される。例えば、検出器はリードデータストリームにおけるビットを解析してデータのありうるエラーを決定する。特に、検出器は特定のビット間隔でＬＬＲを推定しそのビット間隔でビット値を設定するＳＯＶＡ検出器でありうる。あり得るエラーが検出されるとき、検出器はビットが１か０かを推定する。従って、これらのあり得るエラーをビット間隔で検出したとき、検出器は処理要素８５でビット値推定に基づいてビット値の一部を変える。その後、データは処理要素８６でＬＤＰＣコードに従って復号される。例えば、ＬＤＰＣ復号器は  データを符号化するに用いられたＬＤＰＣコードに従ってデータを復号する。故に、種々のエラーは検出器を介して予め推定及び訂正され、それによりＬＤＰＣコードのエラー訂正能力が軽減される、又は呼び戻される。
【００２５】
ＬＤＰＣ符号化データを復号している間の復号器は、処理要素８７において蓄積装置でＳＦＲを決定する。例えば、あるビットエラーが検出器を介してデータにおいて推定され訂正されても、エラーは読み出しデータに尚生じていることがある。復号器は、ＬＤＰＣ復号処理の際に読み出しデータ全体に対し訂正されたエラーの数に関する統計を累積している。従って、復号器は読み出しデータのビットエラーレート又はＳＦＲを決定する。一般的に、検出器は復号器による復号に先立って読み出しデータの一部を訂正しているから、ＳＦＲは減少されているであろう。しかし、比較的に新しい装置におけるＳＦＲはかなり低い。従って、ＬＤＰＣエラー訂正能力のスケーリングバック（規模を戻す）は製造中の一貫性がないことに一般に関連するＳＦＲを観察することを技術者に可能にする。この点、方法８０は、ＳＦＲが閾値より大きいかどうかを処理要素８８において決定することで続けられる。もしそうなら、蓄積装置は、処理要素８９において生産（例えば、改装、破壊等）から除くことができる。そうでなければ、蓄積装置は処理要素９０において顧客への引き渡しの準備がされる。
【００２６】
本発明は前述の記載と図で述べられたが、それらは例示的なものと考えられるべきで、それらに限定されるものではない。本発明の一つの実施例と種々のマイナーチェンジは記述されてきた。保護は本発明の精神内でのすべての変更に及ぶ。当業者は本発明の範囲内になる上述の実施例の変形を認識できるだろう。それ故、本発明は上述の特定の例に限定されず、請求の範囲に記載された内容とその均等物に及ぶものである。
【符号の説明】
【００２７】
１１      検出器
１２      ＬＤＰＣ復号器
７０      ディスクドライブ
７１      磁気ディスク
７２      リード／ライトヘッド
７３      増幅器
７４      リード／ライトチャネル
７５      コントローラ
７６      ホスト装置
【図１】
0005297536.tif 000002
【図２】
0005297536.tif 000003
【図３】
0005297536.tif 000004
【図４】
0005297536.tif 000005