DE2921387C2

DE2921387C2 - Verfahren zum Austauschen von Informationen zwischen einer Datenverarbeitungsanlage und einem Magnetplattenspeicher

Info

Publication number: DE2921387C2
Application number: DE2921387A
Authority: DE
Inventors: Gilbert Soisy sous Montmorency Slakmon
Original assignee: Compagnie Internationale pour l'Informatique CII-Honeywell Bull, 75020 Paris
Priority date: 1978-05-26
Filing date: 1979-05-25
Publication date: 1983-12-29
Also published as: GB2024470B; IT1127602B; IT7922980A0; GB2024470A; US4405952A; DE2921387A1; FR2426938B1; JPS554693A; JPS6049988B2; FR2426938A1

Description

uie Erfindung betrifft ein Verfahren zum Austauschen von Informationen zwischen einer Datenverarbeitungsaniage und einem Magnetplattenspeicher nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit Magnetplattenspeichern, die in Datenverarbeitungssystemen /erwendet werden, bei denen die Informationen in binär edierter Form auf konzentrischen Aufzeichnungsspuren auf jeder Plattenseite aufgezeichnet werden. Es wird daran erinnert, daß ein Datenverarbeitungssystem im allgemeinen aus einer zentralen Datenverarbeitjngseinheit gebildet ist. die Periphergeräten zugeordnet ist. z. B.

Druckern, Schreibern. Magnetbandeinheiten. Platten-

In den Plattenspeichern wird meistens jeder Plattenseite ein einzelner elektromagnetischer Wandler zugeordnet, der gleichzeitig nur auf einer einzigen Spur auslesen oder einschreiben kann. Das Einschreiben der Auslesen einer Information auf einem beliebigen Punkt der Platte erfordert .»Iso eine Bewegung des Wandlers parallel zur Plattenoberfläche. Der Wandler ist zum einen elektronischen Ausleseschaltungen, welche elekirische Impulse abgeben, die dem Durchgang der aufgezeichneten Information vordem Wandler entsprechen (Wiedergabe der auf der Platte aufgezeichneten Informationen) und zum anderen elektronischen Aufzcichnungsschaltungcn zugeordnet, deren Aufgabe es ist. dem Wandler die Informationen zuzuführen, die auf dem gegenüber dem Wandler vorbeilaufenden Teil der Platte aufgezeichnet werden sollen: die aufzuzeichnenden Informationen liegen ebenfalls in Form von elektrischen Impulsen am Eingang _je^r elektronischen .Schreibschallungen vor. In dieser Vorrichtung können die elektrischen Impulse zwei Werte, nämlich »0« oder »I« haben. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden diese elektrischen Impulse auch als digitale Signale oder Bits bezeichnet.

Die Verteilung der Informationen auf einer Plaitenseite erfolgl auf gleichen und aneinander angrenzenden Kreissektoren, wobei jeder Sektor zwei Teile mit ungleichen Oberflächen aufweist. Der größere Teil eines Sektors trägt die aufgezeichneten Informationen.

während der kleinere Teil, der als Referenzzone bezeichnet wird, die Informationen zur Auffindung der Sp'ircn trägt. Gewöhnlich ist eine Plattcnseite in mehrere zehn Sektoren unterteilt.

Die Auffindung bzw. Bezeichnung der Spuren erfolgt.

indem ihnen eine Ordnungszahl / zugewiesen wird (J ganzzahlig), die sich von Null bis (N- 1) ändert, wobei N die Gesamtzahl der Aufzeichnungsspuren ist. Als Adresse wird die codierte Bezeichnung für
Ordnungszahl / einer Spur bezeichnet. Die

häufigsten verwendeten Codes sind Binärcodes.

Die derzeitige Tendenz bei der Entwicklung von Magnctplatten besteht darin, die Dichte der Informationen zu steigern. Hierfür wird sowohl die radiale Dichte, also die Anzahl von Aufzeichnungsspuren pro Längen-

<>5 einheit, die entlang einem Plattenradius gezählt wird, als auch die Dichte in Längsrichtung gesteigert, also die Anzahl der Bits pro Längeneinheit der Aufzeichnungsspuren. Wenn die Informationsdichte zunimmt, so isi

die am

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natürlich auch die Wahrscheinlichkeit großer, daß bei der Herstellung Fehlstellen auf den Spuren der Platten auftreten, und folglich ist die Wahrscheinlichkeit, daß fehlerhafte Sektoren (die vorstehend definiert wurden) auftreten, nicht vernachlässigbar.

Deshalb wird bei einem bekannten Magnetplattenspeicher (vgl. IBM Systems References Library, Order No. Ga33-3002-0, ICM 5444 Disk Storage Drive, IBM 5440 Disk Cartridge: Component Descriptions, S. 8—10) auf jeder Plattenseite eine bestimmte Anzahl von zusätzlichen Spuren vorgesehen, die als »Rettungsspuren« bezeichnet werden und dazu bestimmt sind, die Informationen aufzunehmen, die normalerweise auf den fehlerhaften Sektoren aufgezeichnet werden sollen. Diese Rettungsspuren sind am Umfang der Platte angeordnet

Um zu verhindern, daß in einem fehlerhaften Sektor eingeschrieben bzw. daraus ausgelesen wird, wird gemäß DE-OS 28 03 611 jedem Spuranfang dieses Sektors eine information zugeordnet, die anzeigt, ob auf dieser Spur ein Fehler vorhanden ist, gemeinsani mit einer Information, welche die Adresse der »Retti-ngsspur« angibt, wenn ein solcher Fehler vorliegt.

Daraus ergeben sich folgende Konsequenzen:

1. Die Wandler müssen sich von der fehlerhaften Spur bis zu der Rettungsspur bewegen, die am Umfang der Platte liegt.

2. Die Fehlerverwaltungsvorrichtung muß wenigstens einen Speicher enthalten, in dem eine Fehlertabelle gespeichert ist. welche die die fehlerhaften Spuren betreffenden Informationen enthält.

3. Die Adreßinformation der Rettungsspur kann selbst fehlerhaft sein.

Daraus ergeben sich folgende Mängel:

1. Da die Ztigriffszeit /.u den Retltingsspurcn /u einem großc"!Teil von der Zeit abhangt, die für die Wandlcrbcwegung benötigt wird, ist sie sehr groß gegenüber der Zeit, die für die Überführung der Informationen mittels des magnetischen Wandlers erforderlich ist. wenn dieser sich bereits auf der gesuchten Spur im gesuchten Sektor befindei.

2. Das Vorhandensein einer Fehlertahelle erfordert ein Vcrwaltungs-Mikroprogramm für diese Tabelle, deren Algorithmus im allgemeinen kompliziert ist.

Es wird daran erinnert, daß ein Mikroprogramm eine feste Folge von Mikrobefehlen ist. deren Ausführung die verschiedenen Elementarfunktionen verkettet, deren Summe eine bestimmte Funktion einer automatischen Datenverarbeitungsmaschine darstellt.

3. Wenn die Adresse der Rettungsspur fehlerbehaftet ist. so kann die Rettungsspur nicht gefunden werden, und die Informationen können weder ausgelesen noch aufgeschrieben werden.

4. Die Adreßinformation der Rettungsspur am Anfang der Spur benötigt Platz auf der Oberfläche der Platte.

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Aufgabe der Erfindung ist es. ein Verfahren zum Austauschen von Informationen zwischen einer Datenverarbeitungsanlage und Einern Magnetplattenspeicher zu schaffen, durch das die Zugriffszeil zu den Rettungssektoren wesentlich verkürzt wird und die Datenverarbeitungsanlage von zusätzlichen Aufgaben, die durch die Zuweisung und das Auffinden von Rettungssektoren entstehen, befreit wird.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der vorausgesetzten Gattung gelöst, das nach der Erfindung gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die Rettungssektoren bzw. Ersatzsektoren jeweils an den Spurenden angeordnet. Fehlerhafte Sektoren der Magnetplatte sind durch eine permanente Information bezeichnet, die auf ihren fehlerhaften Zustand hinweist. Die ausgetauschten Informationen werden sowohl im Lesebetrieb als auch im Schreibbetrieb in einem Pufferspeicher zwischengespeichert Werden fehlerhafte Sektoren angetroffen, so werden ihre Adressen »im Fluge« gespeichert, d. h. während das Auslesen oder Einschreiben bei den fehlerfreien Sektoren entlang der Spur fortgeführt wird. Am Ende der Spur werden dann die zu den fehlerhaften Sektoren gehörenden Informationen sequentiell in die Ersatzsektoren '? sw. Rettungssektoren eingeschrieben oder aus diesen püsgelösen. Diese Vorgänge können ohne Mitwirkung der Datenverarbeitungsanlage allein durch den Magnetplattenspeicher gesteuert werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. Ia bis Id die Aufteilung der Informationen auf der Oberfläche einer Magnetplatte,

Fig.2 ein Ausführungsbeispiel einer Elementarzelle einer Referenzzone,

Fig.3a und 3b eine Darstellung, welche die Gesamtheit der Sektoren einer Platte zeigt,

F i g. 4a und 4b ein Ausführungsbeispie! einer Vorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet,

Fig.5 eine Wahrheitstabelle aller Zustände, die durch die Leitungen DATA und DOT in F i g. 4 erhalten werden.

F i g. b eine Tabelle aller Steuerbefehle, die die Platteneinheit ausführen muß,

F i g. 7 das Format des Steuerbyte Nr. 1,
F i g. 8 das Format des Steuerbyte Nr. 2,
F i g. 9 das Format des Steuerbyte Nr. 3,
Fig. IO das Format des Zustandsregisters,
Fig. 11, 12 und 13 das Format des Bytes, welche die Bestimmung der Adresse der Pufferregister in Fig.4a ermöglichen,

Fig. 14a und 14b Flußdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der in F i g. 4 gezeigten Vorrichtung und

Fig. 15? Isis 15c verschiedene Betspiele der Arbeitsweise der Vorrichtung nach F i g. 4.

In Fig. la wird eine Magnetplatte D betrachtet, die in Richtung des Pfeils F rotiert und deren nutzbare Aufzeichnungsoberfläche durch Kreise d\ und d2 begrenzt ist. Auf dieser Platte werden π kreisförmige gleiche Sektoren So... S₁... S_n definiert.

Wie aus Fig. ib ersichtlich ist, ist jeder Sektor S₁ in zwei Teile SDO, und SDA, unterteilt, worin zum eifien die Daten, zu denen der Plattenspeicher gehört, und zum anderen die Spurauffindungsinformationen gespeichert sind, also die in Informationen, die für die Positionsfolgeregelung des magnetischen Wandlers T bezüglich der Achse Axj der Spuren erforderlich sind, sowie deren Adressen. Die Oberfläche des Teils SA D, ist wesentlich kleiner als die Oberfläche SDO_f

Fig. Ic und id sind vergrößerte Darstellungen des

Teils SAD,der Sektoren .V, im Inneren ties Kreises ('.

leder Teil SAl) eines Sektors S, isl in N /onen ZRP,_U ... ZRP₁₁ ... ZRl',,s, ,) unterteilt, die als Positions-Referenz/onen be/eiehnet werden. In den F-" i g. Ie und IcI sind /ur Vereinfachung nur die ersten fünf Zonen ZRP_1n und ZRPi gezeigt, die durch Rechtecke dargestellt sind.

Die Grenzen zwischen den verschiedenen Zonen ZRPii sind die kreisförmigen Achsen /U/der Magnetspuren. Jeder Magnetspur der Ordnungszahl j und Achse Ay ist die Zone ZRP,, zugeordnet. Die Spur 0 ist also der Zone ZRP,ο zugeordnet, der Spur 1 die Zone ZRP, ι usw.

|ede Zone ZRP₁₁ enthält eine Gruppe aus mehreren Elementar/eilen gleicher Länge, deren Anzahl wenigstens gleich der Anzahl der Bits /um Einschreiben der Spuradressen ist.

Ein Alisführungsbeispiel einer Elementar/eile ist in Fig. 2 gezeigt, wo eine Zelle C\ und ein Teil der benachbarten Zellen C\ ι und (\ . : einer Zone ZRP_n dargestellt ist.

lede Zelle ist in vier gleiche Teile CP \. C 7'2. ( V 5 und CP4 unterteilt, deren Grenzen zwischen den Teilen CP 1 und CP2 usw. definiert sind.

|cdc Zelle enthält zwei aufeinanderfolgende Änderungen der Magnetisierungsrichtung der Magnetplatte. die in F" i g. 2 durch einen doppelten Strich angegeben sind, wobei für jede Zelle ferner die Richtung und das Vorzeichen der magnetischen Induktion im Inneren jedes Teils CP 1 bis CP4 angegeben ist.

|edc der beiden Änderungen der Magnetisierungsrichtung kann zwei Positionen einnehmen:

— die »erste Änderung« kann entweder die Position Pl oder die Position P2 einnehmen.

— die »/weite Änderung« kann die Position /¹J oder P4 einnehmen.

in der üblichen Praxis cmiiäii die Mein/aiii der Elementar/eilen einer Zone ZRP die Informationen. die zur Positionsfolgeregelung des Kopfes / auf der Spur / erforderlich sind, sowie die Adreßbus dieser selben Spur, wobei diese Informationen und diese Adreßbus jeweils der »ersten Änderung« b/w. »zweiten Λnri.T'jng« entsprechen.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist. entsprechen die die Position PI oder PI belegerden Änderungen einem Bit. das gleich »digital Null« ist. und die die Position /'2 bzw. P4 belegenden entsprechen einem Bit. das gleich »digital Eins« ist.

Wie vorstehend ausgeführt wurde, isl aufgrund der Verwendung von Magnetplatten mit hoher Informationsdichte in seitlicher u..J in Längsrichtung die Wahrscheinlichkeit, daß ein Plattensektor einen Fehler aufweist, nicht vernachlässigbar. Daher sind auf jeder Seite der Platte D zusätzlich /u den η Sektoren .S₁ bis S_n : zusätzliche Sektoren vorgesehen, die als »Rettungssektoren« bezeichnet werden, u'c dies in F i g. 3 dargestellt ist. Die Anzahl dieser »Rettungssektoren« liegt in der Größenordnung von einigen Einheiten, z. B. drei bei der hier beschriebenen Ausführungsform. also die Sektoren SSu SS:. SSi. Diese Sektoren sind gleich den Sektoren S_n bis 5,!. Insbesondere enthält joder dieser Sektoren für jede der N Spuren eine Referenzzone.

Die Fehlstellen einer Magnetplatte werden durch Piatten-Kontroilüperatiunen aufgefunden, die von dem Hersteller unmittelbar nach 'ler Herstellung durchgeführt werden. Es sind also aui dieser Platte diejenigen Sektoren bekannt, die Fehlstellen aufweisen, und im

Inneren derselben die von diesen Fehlstellen betroffenen Spuren.

Um zu verhindern, daß Störungen beim Auslesen der Informationen einer Plattenseite durch den magnetischen Wandler 7~auftreten. müssen für jeden Spurenteil, der in irgendeinem Sektor dieser Plattenseite enthalten ist. Informationen aufgeschrieben werden, die angeben, ob dieser Teil eine Fehlstelle aufweist oder nicht, die dort eine Aufzeichnung oder Auslesung unmöglich macht.

Diese Fehler-An/eigeinformationen werden im Inneren jeder Referenzzone in eine Zelle eingeschrieben, d'tvorzugsweise am Anfang der Zone liegt.

F'ig.4a und 4b /eigen ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung, die nach dem Verfahren nach dem Patentanspruch I arbeitet. In diesen Figuren sind nur die hierfür vorgesehenen digitalen Einrichtungen dargestellt. Die anderen Elemente der Platteneinheit, die nicht direkt daran mitwirken, sind nicht dargestellt. /. B. die Lese- und Schreibkopf-Folgeregclungsorgane 'ind die Antriebselemente der Platte. Für Einzelheiten des Aufbaus dieser Elemente wird auf Kapitel 9 und 10 des Werkes »Peripheral Devices« von Ivan Flores. Hrsg. Prentice-Hall. Englewood Cliffs, N. ).. 1973. verwiesen. Die Digitaleinrichtung fur die Rettung und die Schnittstellen liegt zwischen der zentralen Datenverarbeitungscinheit und der Steuerlogik der Schreib- und l.eseköpic der Plattencinheit. Sie ist auf der CPU-Seite durch Informationsleitungen und Befehlsleitungen und auf der Seite der Schreib- und Leseköpfe über Leitungen angeschlossen, die als »data-read« und »data-write« bezeichnet werden. Auf dem I/O-Bus werden die Informationen /wischen der zentralen Yerarbeitungseinheit und der Platteneinheit überführt. Diese Informationen können Daten oder Befehle sein, die für die Steuerung der verschiedenen Organe der riaHcneinncit bcstimitii Sind. !5er '/O-Bus ;si ;;η i!c;; I ingang 1 des Befehlsdecoclers und der Steuerlogik 21 angeschlossen, die an den Ausgängen 2—11 die \ersehiedenen Befehlssignale der verschiedenen in den I i g. 4a und 4b gezeigten Elemente abgeben soll.

Ein Ausführungsbeispiel eines Befehlsdecoders ist auf Seiten 187 und 188 des Werkes »Structure et fonclionncmcni des ordinateurs« von |ean Pierre Mainadier. Hrsg. Larousse, Paris, beschrieben.

Die Daten werden auf dem I/O-Bus auf zwei Weisen überführt, nämlich Schreibbetrieb und Lesebetrieb. Im Schreibbetrieb werden die Daten auf den Spuren der Magnetplatte aufgezeichnet, während sie im Lesebetrieb aus der Spur der Magnetplatte ausgelesen u"d /ur zentralen Verarbeitungseinheit übertragen werden. Ein Multiplexer I hat die Aufgabe, die Daten in der einen oder anderen Weise zu übertragen. Die Eingänge 1 und 3 des Multiplexers gewährleisten die Übertragung von Daten im Lesebetrieb, während der Eingang 2 dieses Multiplexers diese Übertragung im .Schreibbetrieb übernimmt. Zur Durchführung dieser Übertragung ist der I/O-Bus mit dem Eingang 2 des Multiplexers 5 verbunden, während der Eingang 1 mit dem Ausgang eines Pufferregisters 2 und der Eingang 3 mit dem Ausgang 4 eines seriell/nicht-seriell-Umsetzers 6 verbunH-n ist. Im Schreibbetrieb gewährleistet der Multiplexer 1 die Verbindung zwischen dem Ausgang 5 und seinem Eingang 2 und stellt somit die einzuschreibenden Daten zu dem seriell/nicht-serieü-Urnsetzer 6 durch, über die Verbindung, die den Ausgang 5 des Multiplexers 6 verbindet. Im Schreibbetrieb werden die Daten im Parallelbetrieb auf einer beliebigen Breite

ubertr.igen. die ζ Π. 8 Hits betrügen kann. Der seriell m.ht-senell-l'msct/er 6 ermöglicht die Umse'-/ung dieses Par.illelbeiriebx in einen seriellen Betrieb und tiberiuhrt die Daten Bit für Bit vom Ausgang 2 zum Eingang 2 einer Steuerlogik für die Schreibköpfe 20. Der Ausgang des Multiplexers I ist ferner mit dem Eingang I iines Putferregisters 5 verbunden, das \\ icderum an .einem Eingang 2 mit dem Eingang I einer Pufferregistergruppe 2 verbunden ist. Der Ausgang 2 dieser "ufferregister 2 verbunden ist. Der Ausfang J dieser Pufferregister 2 ist auf den Eingang I des Multiplexers I zurückgeschleift. Diese Vorrichtung ermöglicht eine Pufferung der Daten, die zwischen der zentralen Vei.irbeiiungseinheit und der Platteneinheit überführt werden, und zwar sowohl im Lese- als auch im Schreibbetrieb. Die aus einer Spur der Platte ausgelesenen Daten werden zum Eingang 3 des seriell/nicht-seripM.|_!n!SPi7pr* 6 Rit für Bit überführt und dann am Ausgang 4 des seriell/nicht-seriell-Umsetzers 6 parallel zum Eingang 3 des Multiplexers I übertragen. Die Pufferregister 2 werden von einem Adreßzähler 7 adressiert, dessen Adressenprogression durch ein Signal CS gesteuert svird. das auf den Befehlsleitungen /wischen der Datenverarbeitungseinheit und der Platteneinheit übertragen und an seinen Eingangsanschluß 5 angelegt wird. Die zwei höchstwertigen Bits des Adrcßzählers können durch den Inhalt eines Sektor-Anzeigerspeichers 8 (auch als Speicheradressierverwaltung bezeichnet) gesetzt werden, der an seinem Ar-gang 3 zwei Bits abgibt, wobei dieser Ausgang mit dem Eingang I des Adreßzählers 7 \erblinden ist. Es wird hier daran erinnert, daß ein Anzeiger (bzw. Speicheradressenverwaltung) im allgemeinen aus einem Register oder einer Speicherzelle einer bestimmten Adresse gebildet wird, welches bzw. welche die Adresse einer Information oder einer Inlormationsgruppe enthält. Der Sektor-Anzeigerspcieher 8 ist über seine Eingange I und 2 mit .Ausgang 2 b/'Λ. 3 eines Sektor/.ihl-Zählers 9 für die Anzahl der zu rettenden Zähler verbunden. Die Inkremeniierung dieses Zahlers wird durch das Ausgangssignal einer Verknüpfungsschaltung E₁^ gewährleistet, welches an den Eingang I des Zählers 9 angelegt w ird. w ährend die Verknüpfungsschaltung E^ an ihrem Eingang I das Signal /V/Sempfangt, welches anzeigt, daß der gewählte Sektor falsch ist. während dieses Signal MS durch den Ausgang 3 eines Zustandsregisters 25 übertragen wird. Das Zustandsregister 25 empfängt an seinem Eingang 1 Informationen über den Zustand der Platte, die von einem Spurinformationsdecoder 24 decodiert werden: diese Informationen werden durch den Ausgang 2 des Decoders 24 zum Eingang I des Zustandsregisters 25 übertragen. Wenn die zentrale Verarbeitungseinbeit Kenntnis über den Zustand der Platteneinheit verlangt, so fragt sie das Zustandsregister 25 ab. das an seinem Ausgang 4 die Zustandsinformationen über den I/O-Bus überträgt, der die zentrale Verarbeitungseinheit mit der Platteneinheit verbindet. Die Überführung dieser Informationen wird am Eingang 2 des Zustandsregisters 25 durch ein Signa! RS gesteuert, das am Ausgang 4 des Befehlsdecoders 21 abgegeben wird. Der Spurinforma- :ionsdecoder 24 überträgt von seinem Ausgang 3 die Informationen »Sektor-Impuls« zum Eingang 2 der Verknüpfungsschaltung Em und die Information »Index-Impuls« von seinem Ausgang 4 zum Eingang I eines Sektorzählers 16. Es wird daran erinnert, daß auf einer Magnetplatte der Index den Ursprung der Spuren und Sektoren auf der Oberfläche einer Platte bezeichnet.

Die Information »Index-Impuls« hat die Aufgabe, den .Sektorzähler 16 auf Null zurückzusetzen. Der Sektorzähler 16 wird durch die Signale »Sektor-Impuls« hoehgezählt. die an seinem Eingang 2 ankommen und vom Ausgang 3 des .Spurinformationsdecoders 24 übertragen werden. Der I/O-Bus ist ferner mit dem Eingang I eines Multiplexers 14 verbunden, um an seinen Ausgang 3 die Adresse des in dem Adreßregister 15 aufgesuchten Sektors zu übertragen. Ein Vergleich

to zwischen dem Inhalt des Adreßregisters 15 und dem Zähler 16 erfolgt in einem Vergleicher 17. dessen Eingang 1 mit dem Ausgang 2 des Registers 15 und dessen Eingang 2 mit dem Ausgang 3 des Zählers 16 verbunden ist. Das Vergleichersignal wird am Ausgang 3 des Vergleichers 17 zum Eingang 2 einer AND-Schaltung 18 übertragen, die an ihrem Eingang 1 ferner das Signal »Sektor-Impuls« empfängt.

Die AND-Verknüpfungsschaltung 18 hat die Aufgabe, ein Schreib/Lese-Freigabesignal /um Eingang 3 der Steuerlogik der L.ese/Schreibköpfe 20 zu liefern. Ein Abwärtszähler 11 wird an seinem Eingang I mit der Zahl der anzuknüpfenden Sektoren geladen, die durch einen Befehl CB; am Ausgang 5 des Befehlsdecoders 21 übertragen wird. Der Ausgang 2 des Abwärtszählers 11 ist mit dem Eingang I einer Verkettungs-Kippschaltung 12 verbunden, die den binären Zustand »1« annimmt, wenn die Anzahl der zu verkeitenden Sektoren gleich Null ist. Der Ausgang 2 der Verkettungs-Kippschaliung 12 ist ferner mit dem Eingang 2 einer AND-Schaltung 23 verbunden, deren Eingang I das Ausgangssignal einer OR-Schaltung 10 empfängt, deren Eingang 1 mit dem Eingang 2 und deren Eingang 2 mit dem Eingang 3 des Zählers 9 für die Anzahl der zu rettenden Sektoren verbunden ist. Der Ausgang 3 der AND-Schaltung 23 ist mit dem Eingang 1 einer Reitungs-Kippschaltung 13 verbunden, die den Zustand »1« annimmt, wenn die Anzahl der zu verkettenden Sektoren gleich Nuii ist und wenn zu rettende Sektoren vorhanden sind. Der Zustand dieser Rettungs-Kippschaltung wird über deren Ausgang 2 zum Eingang 3 des Adreßregisters 15 und zum Eingang 4 eines Multiplexers 14 übertragen, dessen Eingang 2 eine vorverdrahtete feste Adresse empfängt. Bei der in Fig. 4b gezeigten Ausführungsform hat die feste vorverdrahtete Adresse den Wert 48.

Wenn eine Rettung durchgeführt werden muß. so wird die Adresse 48 in das Adreßregister 15 eingeladen, um dem Vergleicher 17 als Vergleichselement zu dienen.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel kann leicht in integrierter Technik verwirklicht werden.

Insbesondere können elektronische Bauteile verwendet werden, deren Eigenschaften im »The TTL data book for design Engineers«. Texas Instruments. Copyright 1973. beschrieben sind. Insbesondere können als Multiplexer eine Schaltung SN74 150. als Pufferregister eine Schaltung SN74 198. als seriell/nicht-seriell-Umsetzer eine Schaltung SN74 164. als Vergleicher eine Schaltung SN74 196 und als Kippschaltung eine Schaltung SN74S112 verwendet werden.

Die in Fig.5 dargestellte Wahrheitstabelle zeigt die Gesamtheit der Zustände, die durch Kombinationen der Signale auf den Leitungen »data« und »dot« erhalten werden. Wenn die Leitung »data« und die Leitung »dot« beide im Zustand »0« sind, so nehmen die Elemente der Platteneinheit den Zustand an. indem sie die verschiedenen Zustände der Piatteneinheit auslesen können. Wenn die Leitung »data« im Zustand »0« ist und die Leiiung »dot« im Zustand »1«. so interpretiert die Platteneinheit die auf dem I/O-Bus vorhandenen Signale als Befehle.

Diese Befehle werden ikinti in ilen Befehlsdecoder 21 eingeladen. Wenn die Leitung »d;ii;i« im Zustand »I« und die Leitung »dot« im Zustand »0« ist. so geht die Pliiitencinheit /um Auslesebetrieb über. Wenn die Leitung »data« im Zustund »1« ist und die Leitung »dot« ebenfalls im Zustand »1«. so geht die Platteneinheit zum Schreibbetrieb über. Die Steuersignale »data« und »clot« werden natürlich an die Befehlsdecodcr und an die Steuerlogik 21 an den Eingängen 9 und 10 angelegt. Sie erscheinen decodiert an den Ausgängen 4. 6 und 7 des Decoders 21. wobei die Ausgange b und 7 Schreibund Lesesignale D und R zu dem Multiplexer I und zu dem seriell/nieht-seriell-Umsetzer 6 senden, so daß diese Elemente in den entsprechenden Schreibbetrieb und Auslesebetrieb versetzt werden. Wenn es sich um das Auslesen eines Zustands handelt, so wird der Befehl vom Ausgang 4 des Decoders 21 zum Zustandsregister 25 gegeben, und zwar durch das Signal RS, das an den Eingang 2 dieses Registers angelegt wird.

Die in F i g. 6 dargestellte Tabelle zeigt die verschiedenen Codes, die für die Steuerbefehle der Pkiticneinheit verwendet werden. Der Code in der ersten Zeile ist derjenige, der für die Selektion der Spuren der Platte verwendet wird; er wird in Kombination mit den Befehlssignalen »data« und »dot« verwendet, um die Platteneinheil für den Übergang in den Schreib- oder Lesebetrieb vorzubereiten. Der Befehlscode in der zweiten Zeile wird für die Selektion der Spuren der Platte verwendet und zeigt ferner die Anzahl der Sektoren an. die verkettet werden: er wird ferner da/u verwendet, die Platteneinheit zum Übergang in den Schreib- oder Lesebetrieb vorzubereiten. Der in Zeile 3 aufgeführte Befehl dient zur Steuerung der geregelten Kopfbewegungen auf den ausgewählten Zeilen und Sektoren und wird im Lesebetrieb verwendet. Der in Zeile 4 aufgeführte Befehl dient ferner /ur Steuerung

Spuren der gewählten Sektoren, wird jedoch hier im Schreibbetrieb verwendet. Die Befehle in den Zeilen >. h und 7 dienen /ur Steuerung der Selektion der Puflenegisler 2 in F i g. 4. Die Befehle m den Zeilen I. 2 und J in Fig. b haben ein 8-Bil-Format. das in den I '^ 7.8 bzw. 4 gezeigt ist.

In Fig. 7 hat das Bit I Meii den Wert »0«. wahrend die Bits 2 und 8 einen beliebigen Wert annehmen und den niedrigwertigen Bits der Spurselektionsadresse entsprechen.

In Fig. 8 haben die Bits I und 2 stets den Wert »0«. die Bits 3 und 4 bezeichnen die Anzahl der Sektoren, die verkettet werden können, und die Anzahl der /w verkettenden Sektoren betrag: also bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel maximal 4: das Bit 5 wird zur Identifizierung der Platte verwendet, das Bit b hat hier keine Bedeutung, die Bits 7 und 8 können mit den Bytes aus Fig. 7 verwendet werden, um die höchstwertigen Bits der auszuwählenden Spuradresse anzuordnen.

In F i g. 9 werden die Bits I und 2 in Kombination mit den Befehlszeilen »data« und »dot« verwendet, um eine Lescoperation oder eine Schreiboperation anzuzeigen. Die Bits 3 bis 8 bezeichnen die Adresse des Sektors, auf dem eine Lese- oder Schreiboperation ausgeführt werden soll.

Fig. 10 zeigt das Format des Zustandsregisters: dieses Register hat eine Breite von 8 Bits, wobei diese Bits folgende Bedeutung haben:

— Bit BSF zeigt an. daß der aufgefundene Sektor fehlerhaft ist:

Bit WCE 'eigt an, daß die Anzahl der zu beschreibenden Sektoren die normale Kapazität der Platte übersteigt:

Bit FLT zeigt den Ausfall irgendeines beliebigen Elements in der Platteneinheit an; Bit PER zeigt einen Paritätsfehler auf der Adresse eines Sektors an den eingeschriebenen oder alisgelesenen Datenbits an usw.; Bit RER zeigt einen Auslesefehler an:

Bit BSY zeigt an, daß die Platteneinheit besetzt ist; Bit RDY zeigt an. daß die Platteneinheit zum Empfang oder zur Übertragung von Informationen bereit ist:

Bit DAS bedeutet, daß die Platteneinheit im Betrieb ist.

Fig. II. 12 und 13 zeigen das Format der Bits für die Bestimmung der Adresse der Pufferregister in Fig. 4a. Das Puiferregister in F i g. 4a ist aus vier Regisieigiuppen mit jeweils 25b Bytes gebildet, wobei die Adressierung der 25b Bytes im Inneren einer Registergruppe durch die Bits 5 bis 8 in F i g. 11. welche die niedrigstwertigen Adreßbits angibt, und durch die Bits 5 bis 8 in Fig. 12 erfolgt, welche die höchstwertigen Adreßbits angibt. Die Bits 7 und 8 in F ig. 13 dienen zur Adressierung eines der vier Register des Pufferregisters 2 aus F i g. 4a. Diese drei Befehle werden auf dem I/O-Bus in den Befehlsdecoder 21 überführt. Sie werden einzeln in den Befehlsdecoder 21 eingegeben und sind durch die Bits 3 und 4 bezeichne'. Wenn die Bits 3 und 4 beide auf »0« sind, so bedeutet dies, daß es sich um das erste Byte aus F-" i g. 11 handelt: wenn das Bit 3 den Wert »1« und das Bit 4 den Wert »0« hat. so bedeutet dies, daß es sich um das zweite Byte aus F ig. 12 handelt: wenn beide Bits im Zustand »I« sind, so bedeutet dies, dall es sich mn das dritte Byte aus I i g. I 3 handelt.

! i ü. !4a und Mb /eigen !"lolkliugriWne /ur Frliuuorung der Funktionsweise der in Fig.4 gezeigten Vorrichtung. In F i g. 14a ist der Anfang einer Operation mit dem Schritt 1400 bezeichnet. Im Schritt 1401 wird der Zähler 9 für die Anzahl der zu rettende Sektoren, der in F i g. 4 ge/eigt ist. durch ein Signal »reset« auf Null zurückgesetzt. Die Adresse des ersten verketteten Sektors wird von der zentralen Datenverarbeitungsein-

■»5 heil zu dem Register 15 über den Eingang 1 des Multiplexers 14 geschickt (Schritt 1402). Der Scktoren-/ähler wird hochgezählt, und sein Inhalt wird in dem Vergleicher 17 mit der gesuchten Adresse verglichen, die in dem Register 15 enthalten ist. Wenn der Vergleicher 17 anzeigt, daß die beiden Adressen übereinstimmen und wenn ein »Sektor-Impuls« am Eingang 1 der Verknüpfungsschaltung E^ vorhanden ist (Schritte 1402 und 1403) und wenn der ausgewählte Sektor von dem Zustandsregister 25 nicht als fehlerhaft ermittelt wird, so wird von der Verknüpfungsschaltung fm keinerlei Signal bzw. Fehlerkennzeichen (»Fahne«) abgegeben, und die Schreib/Lese-Freigabe wird durch die Verknüpfungsschaltung E^ gegeben (Schritte 1404 und 1408). Wenn der ausgewählte Sektor als fehlerhaft erkannt wird, so wird der Zähler für die Anzahl der zu rettenden Sektoren um eine Einheit'hochgezählt, und der Zistand dieses Speichers wird in dem Sektor-Anzeigespeicher 8 gespeichert (Schritte 1405 und 1406). Der Schreib/Lese-Befehl wird dann im Schritt 1407 gesperrt.

6" Wenn der Schritt 1407 oder 1408 beendet ist, so wird im Schritt 1409 die Zahl der zu verkettenden Sektoren in dem Abwärtszähler 11 dekrementiert. Wenn der Abwärtszähler anzeigt, daß keine zu verkettenden

Sektoren mehr vorhanden sind, so kehrt die Vorrichtung /um Schri:: 1408 zurück, wartet einen Sektor-Impi.. ■ 14Oi .ib. überprüft oder überprüft nicht das Vorhandensein eines Signals bzw. Fchlcrkcnnzeichfns .im Ausgang der Verknüpfungsschaltung Ew (Schritt 1404). und in Abhängigkeit vom Zustand dieses Fehlerkenn/eichens führt sie erneut die Schritte 1405 bis 1407 oder den Schritt 1408 durch. Bei der Rückkehr /um Schritt 1410 überprüft die Vorrichtung, wenn die Verkeilung nicht beendet ist, ob eine Rettung durchgeführt werden muß oder nicht, tine Rettung muß durchgeführt werden, wenn die Kippschaltung 13 im Zustund »1« ist. wenn diese jedoch im Zustand »0« ist. so ist die Operation beendet (Schritt 1412). Wenn im Schritt 1411 eine Rettung durchgeführt werden muß. so geh; die Vorrichtung direkt zum Rettungszyklus über und lädt die Adresse 48 in die Adreßregister 15 über den Multiplexer 14 ein. In diesem Schritt wird die letzte im Speicher 8 gespeicherte Speicherhinweisadresse in den Adreßzähler 7 cirjeladen. Wenn der Sektor-Ad-eßzähler seinen Adreßwert 48 erreicht, so erfolgt in dem Vergleicher 17 ein Vergleich, der anzeigt, daß die Adresse des ersten zu rettenden Sektors gefunden ist (Schriit 1414). Wenn eine Fehlstelle in der Rettungszone vorhanden ist. so ermittelt das System ein Fehlerkcnnzeichen im Schritt 1416. welches von der Verknüpfungsschaltung EiM erzeugt wird, wenn das von dem Zustandsregister 25 erzeugte Signal MS und der »Sektor-Impuls«, der von dem Spurinformationsdecoder 24 erzeugt wird, vorhanden sind. Die Anwesenheil dieses Fehlerkennzeichens bzw. dieser »Fahne« verursacht dann eine Inkrementierung des Zählers 9 für die Anzahl der zu rettenden Sektoren (Schritt 1417). Das System überprüft dann, daß keine weiteren Fehler in der Rettungszone vorhanden sind, und durchläuft wieder den Schritt 1415: wenn kein Signal bzw. Fehlerkennzeichen ermittelt wird, so gibt die Vorrichtung im Schrill

1420 das Einschreiben oder Auslesen von Daten auf der Platte frei, indem ein Signal am Ausgang der Verknüpfungsschaltung Eis erzeugt wird. Im Schrill

1421 wird die Adresse des Rettungssektors in dem Adreßregister 15 um eine Einheit inkrementiert. Im Schritt 1422 wird die Anzahl der zu rettenden Sektoren um eine Einheit im Zähler 9 dekrementiert. und diese Adresse wird in den Sektor-Anzeigespeicher 8 eingeladen. Wenn bei dem Dekrementierungsvorgang der Zähler auf den Zustand »0« zurückgelangt, so gibt der Ausgang 3 der OR-Schaltung 10 keinerlei Signal ab. und das System wird informiert, daß kein weiterer Fehler behandelt werden muß. alle Rettungsvorgänge durchgeführt sind und die Operation somit im Schritt 1424 beendet ist: wenn hingegen der Zähler für die Anzahl der zu rettenden Sektorer durch die Dekrementierung nicht auf Null zurückgelangt, so nimmt das System die Operationen ausgehend von dem Schritt 1415 wieder auf. Es ist auch möglich, daß ein Fehler zwischen dem Ende der Verkettung und dem Anfang der Rettungszone erscheint. In diesem Fall führt das System die Operationen ausgehend vom Schritt 1414 durch. überprüft im Schritt 1518 das Vorhandensein eines Fehlerkennzeichens und inkrementiert im Schritt 1419 den Zähler für die Anzahl der zu rettenden Sektoren, um wieder zu dem Schritt 1414 zu gelangen. Wenn jedoch im Schritt 1418 keinerlei Fehlerkennzeichen ermittelt wird, so nimmt das System die Operationen ab dem Schritt 1414 wieder auf.

Die Fig. 15a und 15c /eigen verschiedene Beispiele der Funktionsweise der in F i g. 4 gezeigten Vorrich-Hing. In Fig. 15a erscheinen die Fehlstellen ζ wichen den »Sektor-Impulsen« 2 und 3. 7 und 8, 12 und 13. Zu dieser Figur ist anzumerken, daß nur die Fehistelle berücksichtigt ist. die zwischen den »Sektor-Impulsen« 12 und 13 erscheint. Die Verkettung der Sektoren erfolgt nur. wenn der gesuchte Sektor aufgefunden ist; bei dem Beispiel in F i g. 15a ist die tatsächliche Adresse des gesuchten Sektors 12, und seine digitale Adresse wird um eine Einheit auf 11 dekrementiert. wobei diese Adresse bei jedem »Sektor-Impuls« während der gesamten Dauer der Verkettung inkrementiert ist. wie den Sektoradressen 12, 13, 14 und 15 zu entnehmen ist. Am Ende der Verkettung wird die Sekioradresse 48 in das Sektor-Adreßregister eingeladen. Das Fchlerkennzeichen signalisiert t-ehler. die /wischen den »Sektor-Impulsen« 12 und 13 ermittelt wurden, wodurch das Fehlerkenn/eichen für die Adresse 13 des gesuchten Sektors erscheint Aus der Figur kann entnommen werden, daß die Erscheinung dieses Fehlerkennzeichens jeglichen Schreib/l.cse-Vorgang zwischen den »Sektor-Impulsen« 12 und 13 verhindert: während der verbleibenden Zeit, die für den Verkettungszyklus zur Verfugung steht, erfolgt hingegen der Schreib/Lese-Vorgang. Beim Erscheinen des Fehlerkennzeichens hat der die Anzahl der zu rettenden Sektoren anzeigende Zähler den Wert »I« angenommen. Am Ende des Verkettungs/.ykkis hat die Kippschaltung 13 den Wert »1«. und der Rettungs^yklus beginnt. Aus Fig. 15a ist ferner ersichtlich, daß das Einschreiben oder Auslesen von zu rettenden Informationen zwischen den »Sektor-Impulsen« 48 und 49 erfolgt, also auf dem Sektor 48.

Fig. 15b zeigt einen Fall, wo zwei Fehler auftreten: der eine in dem Verkettungszyklus und der andere /wischen dem*Ende des Verkeimngs/yklus und dem Anfang der Rettungs/one. Der am Ende des Vcrkei-Hingszykliis auftretende Fehler erscheint im Sektor 14. während der /wischen dem Ende des Verkettungszyklus und dem Anfang der Rettungszone auftretende Fehler im Sektor 30 erscheint. Der Zähler für die Anzahl dr zu rettenden Sektoren nimmt also den Wert »1« an: wenn der Fehler im Sektor 14 ermittelt ist. wird das Einschreiben oder Auslesen im Sektor 14 auf diesem Sektor gesperrt, jedoch auf dem Sektor 49 freigegeben. In F i g. 15c erscheinen zwei Fehler in dem Verkettungszyklus auf den Sektoren 12 und 13. und ein Fehler erscheint im Sektor49 in der Rettungszone. Es wird also ein Fehlerkennzeichen beim Durchgang der Sektoren 11.13 und 49 ermittelt. Das Einschreiben wird also nur für die Sektoren 12. 14, 48 und 50 freigegeben. Bei Betrachtung der Fig. 15a und 15c ist also ersichtlich.

daß die Schreib- und Leseoperationen in den Sektoren verboten werden, wo Fehler vorhanden sind, und daß diese Operationen verschoben werden, um auf Sektoren ausgeführt zu werden, die in der Rettungszone definiert sind. Wenn also eine Schreiboperation verschoben wird.

so bleiben die Informationen in einem der vier Pufferregister 2 gespeichert (Fig.4a). Diese Informationen werden während des Rettungszyklus in der umgekehrten Reihenfolge, wie sie in dem Pufferregister 2 gespeichert wurden, wieder abgenommen.

Hierzu 13 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Austauschen von Informationen zwischen einer Datenverarbeitungseinheit und einem Magnetplattenspeicher, bei dem jede Plattenseite in Kreissektoren und konzentrische Spuren unterteilt ist, auf denen die Informationen aufgezeichnet bzw. aus denen die informationen ausgelesen werden, welche zwischen der Datenverarbeitungseinheit und dem Magnetplattenspeicher ausgetauscht werden, wobei fehlerhafte Sektoren der Magnetplatte durch eine auf ihren fehlerhaften Zustand hinweisende Information bezeichnet sind, die am Anfang des fehlerhaften Sektors gespeichert ist, und wobei fehlerhaften Magnetplattensektoren Ersatzsektoren zugeordnet werden, die sich am Ende der Spuren befinden, dadurch gekennzeichne t, daß

a) die Inkarnationen sowohl im Lese- als auch im Scnreibbetrieb iti einem Pufferspeicher gepuffert werden:

b) bei Deteklion von fehlerhaften Sektoren deren Adressen gespeichert werden:

c) bei Detektion von fehlerhaften Sektoren ein Spcrrsignal erzeugt wird.C¹US den Schreib/Lesevorgang sperrt: und

d) mich Erreichen des Spurendes die den fehlerhaften Sektoren entsprechenden Schreib/Lescvorgänge auf den ihnen zugewiesenen Ersatzsektoren lachgeholt werden, wobei der Pufferspeicher mit den ges-pcicherten Adressen adressiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch '. dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferspeicher /um Speichern der Informationen einer vorbestimmten Anzahl von Magnetplattensektoren eingerichtet ist und daß bei Detektion von mehreren fehlerhaften Magnetplattcnsektoren diesen eine gleich große Anzahl von Ersat/scktoren zugeordnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß ansprechend auf ein Signal aus de·· DiUenvcrarbeitungseinheit die Anzahl von Magnetplattensekloren gespeichert wird, die ausgelesen werden sollen bzw. auf denen aufgeschrieben werden soll, daß während des Informationsaustauschs die Anzahl der ausgelesenen bzw. beschriebenen Magnetplattcnsektoren gezählt wird und daß die gespeicherte Anzahl mit der gezählten Anzahl verglichen wird, um bei Gleichheit ein Steuersignal zu erzeugen, das die Zuc-dnung der Ersatzsektoren auslöst.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Informationsaustausch die Anzahl der gefundenen fehlerhaften Magnetplattensektoren gezählt und gespeichert wird, daß die Reihenfolge des Auftretens der fehlerhaften MagnetpUitteiisektoren gespeichert wird und daß die Adressen, mit denen der Pufferspeicher am Ende einer Spur adressiert wird, um die den fehlerhaften Magnctplattensektoren entsprechenden Schreib/ Lesevorgänge nachzuholen, durch die gespeicherte Reihenfolge des Auftretens der fehlerhaften Magneiplattcnscktoren bestimmt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Anzain von gefundenen fehlerhaften Magnctplattenscktnr^,! in einem Aufwärts/Abwärts-Zähler in einer Richtung gezählt wird, eier nach jeder erfolgten Zuweisung eines Ersatzsektors um eine Position in der entgegengesetzten Richtung verstellt wird