JP2010118129A - 情報記憶装置および制御回路 - Google Patents

Abstract

【課題】対象セクタの開始標識が読み出せない場合でもユーザデータを読出すことが可能な情報記憶装置等を提供する。
【解決手段】情報記憶装置１において、媒体２１のトラック上を相対移動しながら、媒体上に記録された各セクタのユーザデータおよびユーザデータの記録開始位置を示す開始標識を、開始標識、ユーザデータの順に読み出すヘッド２３と、ヘッドに、媒体の移動に伴って対象セクタ２１２Ｂよりも先に読み出しがなされる位置に並んだ先行セクタ２１２Ａに記録された開始標識を読み出させ、ヘッドに読み出させた開始標識と、先行セクタと対象セクタとの間の相対的な位置関係とに基づいて対象セクタに記録された読出対象のユーザデータの記録開始位置情報を得てヘッドに対象セクタに記録されたユーザデータを読み出させる制御部（１４，１５）とを備える。
【選択図】 図６

Description

本件は、情報記憶装置、および制御回路に関する。

ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に代表される情報記憶装置は、データの高速アクセス及び高速転送が可能な大容量記憶装置として、コンピュータのみならずビデオレコーダに代表される電子機器に搭載されている。

磁気ディスク装置は、情報を磁気的に記憶する円盤状の磁気ディスクと、磁気ディスクに対するデータの書込みおよび読出しを担う磁気ヘッドと、制御回路とを有している。

磁気ディスクには、同心円状に複数のトラックが設けられており、各トラックは複数のセクタに区切られている。磁気ヘッドは、磁気ディスクの回転に伴いトラック上を相対移動し、対象となるセクタに対するデータの書込みおよび読出しを担う。磁気ディスクの各セクタには、プリアンブル、シンクマーク、およびユーザデータが、この順で読み出されるように記録されている。プリアンブルは、データを読み出すクロックの同期基準となるデータであり、全てのセクタに共通の単一パターンを表す。シンクマークは、ユーザデータの先頭を見つけるための標識であり、全てのセクタに共通の単一パターンを表す。磁気ディスク装置の制御回路は、磁気ヘッドで読み出されるプリアンブルのパターンに読出しのためのクロックを同期させ、シンクマークが読み出されるとシンクマークにユーザデータが続くものとして、磁気ヘッドにユーザデータを読み出させる。

図１は、セクタから読み出されたデータを示す図である。

磁気ディスク装置の制御回路は、読出対象のセクタが磁気ヘッドに差し掛かったことを表すリードゲート信号ＲＧに応じて、セクタから読み出されたプリアンブル３０１のパターンに読出しのためのクロックを同期させる。次に、制御回路は、シンクマーク３０２を検出し、ユーザデータ３０３を取得する。なお、リードゲート信号ＲＧは、トラック上に離散したサーボパターンに基づいて生成されており、データの読出しタイミングにクロックレベルの精度で同期したものではない。

図２は、セクタから読み出されたデータのうちユーザデータに誤りが含まれた状態を説明する図であり、図３は、シンクマークに誤りが含まれた状態を説明する図である。

例えば磁気ディスク上の埃や傷によって、読み出したユーザデータ３０３に誤りが含まれる場合がある。ユーザデータ３０３には、誤り訂正のためのＥＣＣ（ｅｒｒｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ ｃｏｄｅ）データが含まれており、図２に示すようにユーザデータ３０３の一部に誤りが含まれた場合でも、誤りの量が一定の範囲であれば誤り訂正によって正しいデータを復元することができる。しかし、図３に示すように、シンクマーク２０３に誤りが含まれた場合には、ユーザデータ３０３の読出しタイミングが取得されず、ユーザデータの読み出しが不能となる。

ここで、シンクマークの誤り対策の一つとして、各セクタ内に２つのシンクマークを配置する、デュアルシンクマークと称する技術が知られている。デュアルシンクマークによれば、読出対象セクタ内の先に読み出されるシンクマークが誤りのため認識できない場合、後に読み出されるシンクマークに基づいてユーザデータが読み出される。２つのシンクマークの間のユーザデータはＥＣＣを用いて復元される。

また、別の対策として、シンクマークを構成するビットのうちのいくつかが異常であってもシンクマークとみなす技術が知られている。この場合、シンクマークの一部のビットに誤りが含まれていても、ユーザデータが読み出される可能性がある。

またさらに別の対策として、シンクマークを使用せず、リードゲート信号ＲＧから所定の遅延時間を待ってユーザデータの読み出しを試みる、フォースシンクマーク（Ｆｏｒｃｅ ＳＭ）と称する技術が知られている。

また、シンクマークに関するものではないが、利用可能なセクタのそれぞれにＩＤデータとして連続する番号が記録された記録媒体について、前後に並んだセクタの双方でＩＤデータが読み出せれば、この間のセクタも利用可能なセクタとして使用する、記録媒体の処理方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１７３１９９号公報

しかしながら、デュアルシンクマークにおいて、２つのシンクマーク間に記録されるユーザデータの量は、ＥＣＣ訂正で復元可能な範囲に制限される。このため、記録が高密度化すると磁気ディスク上における２つのシンクマークの物理的距離が短くなり、１つの埃や傷によって、双方のシンクマークが読み出せない事態が生じる。

また、いくつかのビットが異常でもシンクマークとみなす技術では、本来シンクマークでないデータがシンクマークとみなされるおそれがあり、異常なビットの許容範囲が増えるにしたがい、ユーザデータが正確に読み出せないおそれがある。

また、フォースシンクマークでは、ユーザデータを読出すべきタイミングに対しリードゲート信号のタイミングに含まれるジッタが大きいため、ユーザデータを正確に読み出せる確率が低い。

図４は、データのタイミングと、磁気ディスク上のセクタに書き込まれたデータの配置を説明する図であり、図５は、磁気ディスク上に書き込まれたデータの読出しを説明する図である。

図４に示す磁気ヘッド３１０は、ライトゲート信号ＷＧのタイミングに合わせて、プリアンブル３１１、シンクマーク３１２、およびユーザデータ３１３を書込対象セクタに書き込むが、ライトゲート信号ＷＧは、書込対象セクタとは離れた位置に記録されたサーボパターンを基準に生成されており、回転ムラ等に起因するずれ（ジッタ）を有している。つまり、データが書き込まれる位置には、クロックの精度で見ると書込みごとにずれが生じている。このことは、図５に示す読出しの場合も同様であり、リードゲート信号ＲＧもまたジッタを有している。このため、フォースシンクマークによってシンクマーク３２２およびユーザデータ３２３を正確なタイミングで読み出すことは困難であり、実用的でない。

また、ＩＤデータが読み出された２つのセクタの間のセクタを利用可能セクタとみなす方法は、ＩＤデータが読み出せない場合を問題としており、シンクマークが検出できない場合に、ユーザデータが読み出せない問題を解決できない。

本件開示は、上記事情に鑑み、対象セクタの開始標識が読み出せない場合でもユーザデータを読出すことが可能な情報記憶装置および制御回路を提供することを目的とする。

本件開示の情報記憶装置の基本形態は、
媒体のトラック上を相対移動しながら、この媒体上に記録された各セクタのユーザデータおよびこのユーザデータの記録開始位置を示す開始標識を、この開始標識、このユーザデータの順に読み出すヘッドと、
上記ヘッドに、上記媒体の移動に伴ってこの対象セクタよりも先に読み出しがなされる位置に並んだ先行セクタに記録された開始標識を読み出させ、このヘッドに読み出させた開始標識と、この先行セクタとこの対象セクタとの間の相対的な位置関係とに基づいてこの対象セクタに記録された読出対象のユーザデータの記録開始位置情報を得てこのヘッドにこの対象セクタに記録されたユーザデータを読み出させる制御部とを備えている。

また、本件開示の制御回路の基本形態は、
媒体のトラック上を相対移動しながら、この媒体上に記録された各セクタのユーザデータおよびこのユーザデータの記録開始位置を示す開始標識を、この開始標識、このユーザデータの順に読み出すヘッドとを備えた情報記憶装置の制御回路であって、
上記ヘッドに、上記媒体の移動に伴ってこの対象セクタよりも先に読み出しがなされる位置に並んだ先行セクタに記録された開始標識を読み出させ、このヘッドに読み出させた開始標識と、この先行セクタとこの対象セクタとの間の相対的な位置関係とに基づいてこの対象セクタに記録された読出対象のユーザデータの記録開始位置情報を得てこのヘッドにこの対象セクタに記録されたユーザデータを読み出させる制御部とを備えている。

これらの基本形態によれば、標識転用モードでは、先行セクタの開始標識とセクタ間の位置関係とに基づいて対象セクタのユーザデータが読み出されるので、対象セクタの開始標識が読み出せない場合でもユーザデータが読出される。

以上の本件開示の情報記憶装置および制御回路の上記基本形態によれば、対象セクタの開始標識が読み出せない場合でもユーザデータを読出すことができる。

以下、本件開示の情報記憶装置および制御回路の具体的な実施形態について説明する。

図６は、磁気ディスク装置の具体的な第１の実施形態であるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を示すブロック図である。

図６に示すＨＤＤ１は、制御回路１０およびディスクエンクロージャー（ＤＥ）２０を備えている。ディスクエンクロージャー２０は、磁気ディスク２１、スピンドルモータ（Ｓｐｉｎｄｌｅ Ｍｏｔｏｒ）２２、磁気ヘッド２３、プリアンプ（Ｐｒｅ Ａｍｐ）２４、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２７を備えている。

磁気ディスク２１はスピンドルモータ２２に駆動されて回転する。磁気ディスク２１には回転軸を中心とした円形のトラック２１１が設けられており、データはトラック２１１上に記録される。磁気ヘッド２３は、磁気ディスク２１の回転に伴いトラック２１１上を相対移動しながら、磁気ディスク２１に対しデータの書込みおよび読出しを行う。プリアンプ２４は、磁気ヘッド２３に供給される信号および磁気ヘッド２３から出力される信号を増幅する。ボイスコイルモータ２７は、磁気ヘッド２３を磁気ディスク２１の径方向に移動させる。

図７は、磁気ディスクのトラックに記録されたデータのフォーマットを示す図である。

トラック２１１には複数のセクタ２１２（２１２Ａ，２１２Ｂ，２１２Ｃ，…）が順次並んでおり、データはセクタ２１２の単位で記録されている。各セクタ２１２には、プリアンブル２１４（２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃ，…）、シンクマーク２１５（２１５Ａ，２１５Ｂ，２１５Ｃ，…）、およびユーザデータ２１６（２１６Ａ，２１６Ｂ，２１６Ｃ，…）が記録されている。磁気ヘッド２３（図６参照）は、磁気ディスク２１の回転によりトラック２１１が矢印Ｒで示す方向に移動するのに伴い、矢印Ｒとは反対方向に相対移動することとなる。すなわち、各セクタ２１２には、データが、磁気ヘッド２３によって、先にプリアンブル２１４が読み出され、次いでシンクマーク２１５が読み出され、次いでユーザデータ２１６が読み出される順に記録されている。なお、ユーザデータ２１６の隣には有効なデータが記録されないギャップ領域２１７が設けられている。

プリアンブル２１４は、セクタ２１２からデータを読み出すためのクロックを同期させる基準となるデータであり、全てのセクタで共通のパターンを有している。シンクマーク２１５は、ユーザデータ２１６の記録開始位置を示すデータである。シンクマーク２１５は、より詳細には、シンクマーク２１５の直後からユーザデータ２１６が読み出されることを示している。シンクマーク２１５も、全てのセクタで共通のパターンを有している。ユーザデータ２１６は、ＨＤＤ１が外部接続された図示しないホストから受けたデータである。ホストから受けたデータは、５１２バイトの単位で１つのセクタ２１２にユーザデータとして記録されている。ただし、ユーザデータ２１６は、ホストから受けたデータが変換され、ＣＲＣ（ｃｙｃｌｉｃ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｃｈｅｃｋ）やＥＣＣのデータが含まれた状態で記録されている。ここで、シンクマーク２１５は、上述した基本形態における開始標識の一例に相当する。

図６に戻って説明を続ける。

制御回路１０は、データバッファ（Ｄａｔａ Ｂｕｆｆｅｒ）１１、フラッシュＲＯＭ（Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ：Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、サーボコントローラ（ＳＶＣ）１３、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）１４、およびリードチャネル１５を備えている。

制御回路１０のハードディスクコントローラ１４およびリードチャネル１５は、磁気ヘッド２３に、対象セクタへのデータの書込みおよび読出しを行わせる。ハードディスクコントローラ１４およびリードチャネル１５は、磁気ヘッド２３に、対象セクタからユーザデータを読み出させる場合に、通常モードと標識転用モードの双方の読出モードのうちの一方を選択してユーザデータを読み出させる。例えば、図７における符号２１２Ｂで示すセクタを読出対象のユーザデータ２１６Ｂが記録された対象セクタ２１２Ｂとした場合、通常モードでは、ハードディスクコントローラ１４およびリードチャネル１５は、磁気ヘッド２３に対象セクタ２１２Ｂに記録されたシンクマーク２１５Ｂを読み出させ、シンクマーク２１５Ｂに基づいてユーザデータ２１６Ｂの記録開始位置情報を得、磁気ヘッド２３にユーザデータ２１６Ｂを読み出させる。ここで、ユーザデータ２１６Ｂの記録開始位置情報は、シンクマーク２１５Ｂの読出し完了タイミングである。したがって、ハードディスクコントローラ１４およびリードチャネル１５は、磁気ヘッド２３に、シンクマーク２１５Ｂの読出しに続いてユーザデータ２１６Ｂを読み出させる。一方、標識転用モードでは、ハードディスクコントローラ１４およびリードチャネル１５は、先ず対象セクタ２１２Ｂではなく、対象セクタ２１２Ｂよりも先に読み出される位置に並んだ先行セクタ２１２Ａに記録されたシンクマーク２１５Ａを磁気ヘッド２３に読み出させる。次に、磁気ヘッド２３に読み出させたシンクマーク２１５Ａと、先行セクタ２１２Ａと対象セクタ２１２Ｂとの間の相対的な位置関係とに基づいて対象セクタに記録された読出対象のユーザデータ２１６Ｂの記録開始位置情報を得、磁気ヘッド２３にユーザデータ２１６Ｂを読み出させる。通常モードおよび標識転用モードにおける読出しの詳細については後述する。ここで、ハードディスクコントローラ１４およびリードチャネル１５の組合せが上述した基本形態における制御部の一例に相当する。

ハードディスクコントローラ１４は、フレーム変換部１４１および書込読出制御部１４２を備えている。フレーム変換部１４１は、ＨＤＤ１に接続されたホストから受け取ったデータの変換およびホストに出力するデータの変換を行う。書込読出制御部１４２は、ＨＤＤ１全体の制御を担い、磁気ヘッド２３に、磁気ディスク２１の対象となるセクタへのデータの書込みおよび読出しを行わせる。書込読出制御部１４２は、磁気ヘッド２３が磁気ディスク２１の対象セクタに到達したことを表すリードゲート信号ＲＧおよびライトゲート信号ＷＧを生成する。磁気ヘッド２３が磁気ディスク２１の対象セクタに到達したことは、磁気ディスク２１のサーボパターン２１０から読み出されるサーボ情報に基づいて判定される。サーボ情報はリードチャネル１５を介して供給される。書込読出制御部１４２は、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）を有しており、プログラムを実行することによって制御処理を行う。

データバッファ１１は、ホストコンピュータらのデータを一時的に記憶するメモリであり、フラッシュＲＯＭ１２は、ハードディスクコントローラ１４が実行するプログラムおよび各種パラメータが記憶されたメモリである。

サーボコントローラ１３は、スピンドルモータ２２を制御して磁気ディスク２１の回転数を保つとともに、ボイスコイルモータ２７を制御して磁気ヘッド２３を読出し対象のトラック２１１に移動させる。

リードチャネル１５は、ハードディスクコントローラ１４と磁気ヘッド２３との間でやり取りされる信号の変換を担う。リードチャネル１５は、コード変換部１５１、タイマ１５２、シンクマーク検出部１５３、およびクロック生成部１５４を備えている。

クロック生成部１５４は、クロックを生成する。このクロックに同期して、磁気ヘッド２３に向けてデータが出力され、また、磁気ヘッド２３から供給された信号が取り込まれる。データの読出しにおいて、クロック生成部１５４は、磁気ヘッド２３から読み出されるプリアンブルの信号に同期したクロックを生成する。生成されたクロックは、コード変換部１５１、タイマ１５２、およびシンクマーク検出部１５３に供給される。同期したクロックを用いることで、コード変換部１５１およびシンクマーク検出部１５３はデータを適切なクロックタイミングで読み出すことができる。

シンクマーク検出部１５３は、磁気ヘッド２３が読み出したデータの信号からシンクマークを検出する。

タイマ１５２は、シンクマーク検出部１５３がシンクマークを検出した時点、すなわち磁気ヘッド２３によるシンクマークの読出しが完了した時点から、書込読出制御部１４２によって設定された遅延時間を計時し、この遅延時間が経過した時点でコード変換部１５１に読出しのタイミングを通知する。タイマ１５２は、より詳細には、クロック生成部１５４から出力されるクロックを計数するカウンタである。上述した通常モードでは、書込読出制御部１４２によって遅延時間には０が設定されており、この場合、タイマ１５２は実質的には計時することなく、コード変換部１５１に、シンクマーク検出部１５３がシンクマークを検出したタイミングで読出しのタイミングを通知する。

コード変換部１５１は、フレーム変換部１４１から供給されたデータをコード変換して、磁気ヘッド２３に向けて出力する。また、コード変換部１５１は、磁気ヘッド２３から読み出されたデータの信号に対し書込みの場合とは逆の変換処理を施してフレーム変換部１４１に供給する。

図７に示す各セクタに書き込まれたデータは、ホストから受けたデータがハードディスクコントローラ１４およびリードチャネル１５によって変換され、磁気ヘッド２３によって書き込まれたものである。

ここで、データの読出しについて説明する前に、ハードディスクコントローラ１４のフレーム変換部１４１と、リードチャネル１５のコード変換部１５１によるデータ変換を説明し、セクタにデータがどのように書き込まれるかを説明する。

図８は、フレーム変換部とコード変換部におけるデータ変換の主要部を示すブロック図である。

フレーム変換部１４１は、ホストから受け、データバッファ１１に一時的に記憶されたデータを５１２バイト単位で読み出して処理する。データバッファ１１に記憶されたホストからのデータが５１２バイトを超える場合、フレーム変換部１４１は、隣接するセクタに連続してデータを書き込むことができるよう、５１２バイト単位のデータを順次読み出して処理する。

フレーム変換部１４１は、バイト／シンボル変換部１４１ａ、ＤＦＩＦＯ（Ｄａｔａ Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）１４１ｂ、ＥＣＣ生成部１４１ｃ、およびレイテンシシフト部１４１ｄを備えている。またリードチャネル１５のコード変換部１５１は、ＲＬＬ（ｒｕｎ ｌｅｎｇｔｈ ｌｉｍｉｔｅｄ）部１５１を備えている。

バイト／シンボル変換部１４１ａは、データの単位をバイトからシンボルに変換する。ここで、１バイトは８ビットであり、１シンボルは１０ビットである。バイト／シンボル変換部１４１ａは、より具体的には、５１２バイトのデータに４バイトのＣＲＣデータを加えた５１６バイトのデータを１６／２０変換によってシンボルに変換する。５１６バイトのデータは１６／２０変換によって、５１６×１６÷２０＝４１２．８シンボルに変換される。ＤＦＩＦＯ１４１ｂは、バイト／シンボル変換部１４１ａで変換されたシンボルデータを一旦格納し、格納したシンボルデータをＥＣＣ生成部１４２ｃ、およびレイテンシシフト部１４１ｄに供給する。ＤＦＩＦＯ１４１ｂは、４１２．８シンボルのデータを、ＥＣＣ処理の便宜のため、１．２シンボルのデータを付加して４１４シンボルとするが、付加するデータに、連続識別情報を含める。この連続識別情報は、対象となるセクタとこの次に読み出される位置に並んだセクタとに跨って、データが連続して記録されることを表す情報である。バイト／シンボル変換部１４１ａがデータバッファ１１から１セクタ分のデータを読み出した後も、データバッファ１１に未処理のデータが残っている場合、この連続識別情報が挿入される。

ＥＣＣ生成部１４１ｃは、ＤＦＩＦＯ１４１ｂから取得したシンボルデータに基づいて例えば３２シンボルのＥＣＣデータを生成する。また、レイテンシシフト部１４１ｄは、ＤＦＩＦＯ１４１ｂから取得したシンボルデータを遅延させる。

ＲＬＬ部１５１ａは、データを表す波形が直線的になることを防ぐため、波形に周期的な波が含まれるようデータ修正する。また、ＲＬＬ部１５１ａは、レイテンシシフト部１４１ｄから出力された４１４シンボルのデータに、ＥＣＣ生成部１４１ｃで生成された３２シンボルのデータを加えた４４６シンボルのデータに対して６０／３０変換を実行する。さらに、ＲＬＬ部１５１ａは、６０／３０変換されたデータに、プリアンブルおよびシンクマークを付加する。これによって、１セクタに書き込まれるデータが完成する。このデータは、プリアンプ２４（図６参照）を介して磁気ヘッド２３に供給される。なお、フレーム変換部１４１およびコード変換部１５１は、データの読出し時には、上述した処理とは逆の処理を実行する。

図９は、リードチャネル１５から出力された書込データを示すタイミングチャートである。

リードチャネル１５は、ＲＬＬ部１５１ａ（図８参照）で完成したデータを、クロック生成部１５４が生成するクロックＣＬＫに同期して出力する。データは、プリアンブル４１４、シンクマーク４１５、ユーザデータ４１６の順で出力され、最後にＧＡＰ４１７に対応して固定値が一定期間出力される。

ここで、ホストから受けたデータが５１２バイトよりも大きく、複数のセクタにデータが書き込まれる場合には、隣接したセクタに跨ってデータの書込みが連続的に行われる。例えば、ホストは、画像データや音楽データのみならず、文書データであっても５１２バイト以下のデータを扱う機会が少なく、データは複数のセクタに跨って書き込まれることが通常である。例えば、２つの隣接したセクタにデータが書き込まれる場合には、リードチャネル１５からは、第１のセクタのデータ４１２Ａに連続して、第２のセクタのデータ４１２Ｂが出力される。この場合、隣接する２つのセクタに跨って、連続したクロックＣＬＫに同期してデータが書き込まれる。このようにして、図７に示す並びでセクタ２１２Ａ，２１２Ｂにデータが書き込まれた状態となる。

ここで、２つの隣接したセクタにデータが連続的に書き込まれる場合、先に書き込まれる第１のセクタのデータ４１２Ａのうちのユーザデータ４１６には連続識別情報が含まれる。これに対し、後に続いて書き込まれる第２のセクタのデータ４１２Ｂのうちのユーザデータ４１６には連続識別情報は含まれない。これによって、図７に示すセクタ２１２Ａには、このセクタ２１２Ａと、磁気ディスク２１の回転に伴ってこのセクタ２１２Ａの次に読み出される位置に並んだセクタ２１２Ｂとに跨って、データが連続して記録されていることを表す連続識別情報が記録されることとなる。

続いて、データの読出しについて説明する。例として、図７に示すセクタ２１２Ｂからデータが読み出されるものとして説明する。

通常モードにおける読み出しでは、リードチャネル１５がハードディスクコントローラ１４から、磁気ヘッド２３が読出し対象のセクタ２１２Ｂに到達したことを表すリードゲート信号ＲＧを受ける。リードチャネル１５のクロック生成部１５４は、リードゲート信号に応じて、磁気ヘッド２３で読み出されたプリアンブル２１４Ｂのパターンに同期したクロックを生成する。

次に、磁気ヘッド２３がシンクマーク２１５Ｂを読み出すと、シンクマーク検出部１５３が磁気ヘッド２３の出力信号からシンクマークのパターンを検出する。

タイマ１５２は、シンクマーク検出部１５３がシンクマークを検出したタイミングから設定された遅延時間を計時し、この遅延時間が経過した時点でコード変換部１５１に読出しのタイミングを通知する。ただし、通常モードでは、遅延時間時間は０に設定されており、コード変換部１５１には、シンクマーク検出部１５３がシンクマークを検出したタイミングで読出しのタイミングが通知される。つまり、通常モードでは、シンクマーク２１５Ｂに基づいて、ユーザデータ２１６Ｂの記録開始位置情報としての読出しのタイミングが得られる。

コード変換部１５１は、タイマ１５２によって通知された読出しのタイミング、すなわちシンクマーク検出部１５３がシンクマークを検出したタイミングで、磁気ヘッド２３が読み出したユーザデータ２１６Ｂを取り込んで、データの変換を行う。

図１０は、標識転用モードおける読み出しを説明する図である。

標識転用モードでは、磁気ヘッド２３によって、対象セクタ２１２Ｂの直前に読み出しがなされる位置に並んだ先行セクタ２１２Ａに記録されたプリアンブル２１４Ａおよびシンクマーク２１５Ａが読み出される。より詳細には、書込読出制御部１４２は、対象セクタ２１２Ｂではなく、先行セクタ２１２Ａに磁気ヘッドが到達するタイミングでリードゲート信号ＲＧを出力する。また、タイマ１５２には、書込読出制御部１４２によって、先行セクタ２１２Ａと対象セクタ２１２Ｂとの間の相対的な位置関係とを表す遅延時間αが設定される。遅延時間αは、より詳細には、磁気ヘッド２３がユーザデータ２１６Ａ、ＧＡＰ２１７Ａ、プリアンブル２１４Ｂ、およびＳＭ２１５Ｂを通過するのに要する時間として計算されたクロック数である。遅延時間αは、磁気ヘッド２３が１つのセクタ２１２Ａを通過するのに要する時間に等しく、トラックによって異なる。フラッシュＲＯＭ１２には、トラックごとに予め計算された遅延時間が記憶されており、書込読出制御部１４２は、読み出すセクタが属するトラックに応じた遅延時間を読み出してタイマ１５２に設定する。なお、遅延時間には、シンクマーク検出部１５３での検出処理による遅延等の補正が含まれていてもよい。

リードチャネル１５は、ハードディスクコントローラ１４から、磁気ヘッド２３が先行セクタ２１２Ａに到達したことを表すリードゲート信号ＲＧを受ける。リードチャネル１５のクロック生成部１５４は、リードゲート信号ＲＧに応じて、磁気ヘッド２３で読み出されたプリアンブル２１４Ａのパターンに同期したクロックを生成する。次に、磁気ヘッド２３がシンクマーク２１５Ａを読み出すと、シンクマーク検出部１５３が磁気ヘッド２３の出力信号からシンクマークを検出し、検出信号ＦＳＭＤを出力する。

タイマ１５２は、シンクマーク検出部１５３がシンクマークを検出したタイミングから、遅延時間αが経過した時点ｔ１でコード変換部１５１に読出しのタイミングを通知する。このタイミングは、コード変換部１５１には、磁気ヘッド２３が先行セクタ２１２Ａに続く対象セクタ２１２Ｂのユーザデータ２１６Ｂの記録位置に到達したタイミングとなる。つまり、シンクマーク２１５Ａと、先行セクタ２１２Ａおよび対象セクタ２１２Ｂとの間の相対的な位置関係とに基づいて対象セクタ２１２Ｂに記録されたユーザデータ２１２Ｂの記録開始位置情報である読出しのタイミングが得られる。

コード変換部１５１が、通知された読出しのタイミングで、磁気ヘッド２３が読み出した、ユーザデータを取り込むことによって、対象セクタ２１２Ｂからユーザデータ２１２Ｂが正確に読み出される。

標識転用モードでは、対象セクタ２１２Ｂのシンクマーク２１５Ｂを読み出すことなくユーザデータ２１２Ｂを読み出すことができるので、対象セクタ２１２Ｂのシンクマーク２１５Ｂが読み出せない場合でもユーザデータ２１６Ｂの読出しが可能となる。

次に、通常モードと標識転用モードとを切り替えて読み出しを行う処理を説明する。

図１１は、読出しの処理を示すフローチャートである。

まず、書込読出制御部１４２は、通常モードでの読出しを試みる。具体的には、書込読出制御部１４２は、タイマ１５２に遅延時間として０を設定し（ステップＳ１１）、リードゲート信号ＲＧの出力を読出しの対象セクタ（図１０の２１２Ｂ）のタイミングで行い（ステップＳ１２）、ユーザデータを読出させる（ステップＳ１３）。このステップＳ１３で、対象セクタ２１２Ｂが磁気ヘッド２３に到達しリードゲート信号ＲＧが出力され、シンクマーク検出部１５３によって対象セクタ２１２Ｂのシンクマーク２１５Ｂが検出されれば、シンクマーク２１５Ｂに続きユーザデータ２１６Ｂが読み出される（ステップＳ１４でＹｅｓ）。

この一方、ユーザデータ２１２Ｂが所定の制限時間内に読み出されない場合（ステップＳ１４でＮｏ）、かつ、対象セクタのシンクマークが読み出せないエラー以外のエラーが検出されない場合（ステップＳ１５でＮｏ）、書込読出制御部１４２は、シンクマーク２１５Ｂの読み出しができないと判定し、データを再度読み出すリカバリ処理を行う。リカバリ処理では、書込読出制御部１４２は、読出モードを標識転用モードに切り替えてデータの読出しを試みる。具体的には、書込読出制御部１４２は、タイマ１５２に遅延時間として、対象トラックに応じた遅延時間αを設定し（ステップＳ１６）、対象セクタ２１２Ｂの代わりに先行セクタ２１２Ａのタイミングでリードゲート信号ＲＧを出力し（ステップＳ１７）、ユーザデータを読出させる（ステップＳ１８）。

標識転用モードにおいて、先行セクタ２１２Ａが磁気ヘッドに到達しリードゲート信号ＲＧが出力され、シンクマーク検出部１５３によって先行セクタ２１２Ａのシンクマーク２１５Ａが検出されれば、この検出タイミングからタイマ１５２で計時された遅延時間αで対象セクタ２１２Ｂからユーザデータ２１６Ｂが読み出される（ステップＳ１９でＹｅｓ）。

標識転用モードでもユーザデータが読み出されない場合には（ステップＳ２０）、先行データのシンクマークが正確に記録されていない等、何らかの理由で読み出せないとみなし、エラー処理を実行する（ステップＳ２０）。エラー処理では、ホストに対し読み出しができなかったことを表すエラー情報を送信したり、対象セクタを無効セクタとして扱うリアサイン処理を行う。なお、エラー処理（ステップＳ２０）に先立って、例えば磁気ヘッドへの供給電流を変えるといった他の手法により、リカバリ処理を実行することも可能である。

このようにして、標識転用モードでは、対象セクタ２１２Ｂからシンクマーク２１５Ｂが読み出せない場合でもユーザデータ２１６Ｂを読出すことが可能なとなる。なお、対象セクタ２１２Ｂからシンクマーク２１５Ｂが読み出せる場合には、通常モードでデータを読出すことによって、対象セクタ２１２Ｂに記憶されたプリアンブル２１４Ｂに基づいて同期したクロックでユーザデータ２１６Ｂが読み出されるので、ユーザデータ２１６Ｂがより正確なクロックタイミングで読み出される。したがって、読出モードを切り替えることにより、通常モードでより正確なタイミングでデータの読み出しを行うとともに、標識転用モードで読出しの可能性を高めることが可能となる。

このことは、上記基本形態に対し、上記制御部は、上記磁気ヘッドによる上記対象セクタに記録された開始標識の読み出しが不能の場合に、上記通常モードを上記標識転用モードに切り替えるものである」という応用形態が好適であることを意味する。

上述した実施形態では、対象セクタの直前に読み出される位置に並んだセクタを先行セクタとすることによって、先行セクタを２つ以上前に読み出されるセクタとする場合に比べ、先行セクタにおけるシンクマークの検出から、対象セクタのユーザデータの読出し開始までに蓄積するクロックのずれが抑えられる。

このことは、上記［課題を解決するための手段］欄で説明した基本形態に対し、「上記制御部は、上記ディスクの回転に伴い上記対象セクタの直前に読み出される位置に並んだセクタを上記標識転用モードにおける上記先行セクタとするものである」という応用形態が好適であることを意味する。

次に、磁気ディスク装置および制御回路の具体的な第２実施形態について説明する。以下の第２実施形態は、データ読出しの処理の一部が上述した第１実施形態と異なり、データ読出しの処理の他の部分およびブロック構成は第１実施形態と同一である。したがって、第２実施形態の説明にあたっては、第１実施形態における各処理と同一の処理には同一の符号を付けて説明し、第１実施形態との相違点について説明する。また、ブロックの構成やデータの配置については、これまで説明してきた図を流用して説明する。

図１２は、第２実施形態における読出しの処理を示すフローチャートである。

図１２に示す読出しの処理では、書込読出制御部１４２（図６参照）が、対象セクタ２１２Ｂ（図１０参照）からシンクマーク２１５Ｂの読み出しができないと判定した場合に（ステップＳ１５でＮｏ）、読出モードを標識転用モードに切り替える（ステップＳ１６）の前に、通常モードのままで先行セクタ２１２Ａからデータの読出しを行う（ステップＳ３１）。次に、先行セクタ２１２Ａの後続セクタである対象セクタ２１２Ｂに対し、先行セクタ２１２Ａと連続してデータが書き込まれたものであるか否かを判定する（ステップＳ３２）。この判定は、先行セクタ２１２Ａに記録された連続識別情報が読み出されたか否かにより決せられ、より詳細には、上記ステップＳ３１で、先行セクタ２１２Ａから読み出されたユーザデータ２１６Ａに連続識別情報が含まれているか否かにより決せられる。先行セクタ２１２Ａのユーザデータ２１６Ａに連続識別情報が含まれている場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、書込読出制御部１４２は、ステップＳ１６以降の処理で読出モードを標識転用モードに切り替え、対象セクタ２１２Ｂのユーザデータ２１６Ｂを読み出す。

この一方、先行セクタ２１２Ａのユーザデータ２１６Ａに連続識別情報が含まれていない場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、先行セクタ２１２Ａと対象セクタ２１２Ｂにはデータが連続して書き込まれていない。この場合、先行セクタ２１２Ａと対象セクタ２１２Ｂとの間で、データが書き込まれたクロックのタイミングは不連続となっており、標識転用モードでデータが読み出せる可能性が低い。この場合、書込読出制御部１４２は、標識転用モードでの読出し（ステップＳ１６〜Ｓ１９）をせず、他の方法によるリカバリ処理やエラー処理（ステップＳ２０）を行う。

このようにして、先行セクタ２１２Ａから連続識別情報が読み出された場合に、標識転用モードに切り替えることによって、標識転用モードによる読み出しを、読出しの可能性が高い場合に実行することができる。

このことは、上記基本形態に対し、「上記磁気ディスクに並んだ各セクタは、このセクタと、この磁気ディスクの回転に伴ってこのセクタの次に読み出される位置に並んだセクタとに跨って、データが連続して記録されていることを表す連続識別情報が記録されたものであり、
上記制御部は、上記先行セクタに連続識別情報が記録されている場合に、上記標識転用モードでユーザデータを読み出させるものである」という応用形態が好適であることを意味する。

次に、磁気ディスク装置および制御回路の具体的な第３実施形態について説明する。以下の第３実施形態は、データの上書きおよびベリファイの処理が加わった点が上述した第２実施形態と異なり、データ読出しの部分およびブロック構成は第２実施形態と同一である。したがって、第３実施形態の説明にあたっては、第２実施形態における各処理と同一の処理には同一の符号を付けて説明し、第２実施形態との相違点について説明する。また、ブロックの構成やデータの配置については、これまで説明してきた図を流用して説明する。

図１３は、第３実施形態における読出しの処理を示すフローチャートである。

図１３に示す読出し処理では、標識転用モードで対象セクタ２１２Ｂ（図１０参照）からユーザデータ２１６Ｂが読み出された場合に（ステップＳ１９でＹｅｓ）、書込読出制御部１４２（図６参照）が、磁気ヘッド２３に、先行セクタ２１２Ａと対象セクタ２１２Ｂにデータを連続上書きさせる（ステップＳ４１）。このステップでは、書込読出制御部１４２（図６参照）が、ステップＳ３１で先行セクタ２１２Ａから読み出されたデータを先行セクタ２１２Ａに書き込ませ、これに連続してステップＳ１８で対象セクタ２１２Ｂから読み出されたデータを対象セクタ２１２Ｂに書き込ませる。このとき、それぞれのセクタ２１２Ａ，２１２Ｂには、通常の書込みと同様、ユーザデータにプリアンブルおよびシンクマークが付加されたデータが書き込まれる。またこのとき、先行セクタ２１２Ａのユーザデータには、連続識別情報が含まれる。

この後、書込読出制御部１４２は、読出しモードを通常モードに切り替え（ステップＳ４２，Ｓ４３）、磁気ヘッド２３に対象セクタ２１２Ｂからデータ読出しを行わせる（ステップＳ４４）。ここで、対象セクタ２１２Ｂからシンクマークが読み出され、ユーザデータが読み出されれば（ステップＳ４５でＹｅｓ）、一連の読出し処理は完了する。この一方、上書き後もユーザデータが読み出されない場合には（ステップＳ４５でＮｏ）、書込読出制御部１４２は、リアサイン処理を行い、対象セクタ２１２Ｂを今後利用不可能なセクタとして登録する（ステップＳ４６）。

第３実施形態の読出し処理では、先行セクタ２１２Ａと対象セクタ２１２Ｂとに跨ってデータが連続して書き込まれるので、後に、通常モードでの対象セクタ２１２Ｂからの読み出しが不能の場合に、標識転用モードで先行セクタ２１２Ａのシンクマーク２１５Ａを利用した読み出しが可能となる。

このことは、上記基本形態に対し、「上記磁気ヘッドが磁気ディスクに記録されたデータの読出しを担うとともにこの磁気ディスクへのデータの書込みを担うものであり、
上記制御部は、上記磁気ヘッドに上記先行セクタからユーザデータを読み出させ、上記標識転用モードで対象セクタに記録されたユーザデータを読み出させた場合に、この磁気ヘッドに、この先行セクタおよびこの対象セクタから読み出されたユーザデータをこのユーザデータの記録開始位置を示す開始標識を付して連続して上書させるものである」という応用形態が好適であることを意味する。

なお、具体的な各実施形態に対する上記説明では、「課題を解決するための手段」で説明した基本形態における標識転用モードの一例として、対象セクタの直前に読み出される位置に並んだセクタを先行セクタとすることが示されているが、この標識転用モードにおける先行セクタは、対象セクタの直前に読み出されるセクタの代わりに、対象セクタよりも２つ以上前に読み出されるセクタであってもよい。

また、具体的な各実施形態に対する上記説明では、「課題を解決するための手段」で説明した基本形態における開始標識の例として、直後からユーザデータが読み出されることを示すシンクマークが示されているが、この開始標識はユーザデータの記録開始位置を示すものであればよく、例えばユーザデータに対し一定距離だけ離れた位置に記憶されたものであってもよい、この場合、通常モードではタイマに遅延時間時間は０が設定される代わりに上記一定距離に応じた時間が設定される。

以上のように、本実施形態は磁気ディスク装置について説明したが、本発明は磁気ディスク装置に限定されることなく、媒体上に記録されたデータをヘッドで読み出す情報記憶媒体であれば、磁気ヘッド、光ヘッド、光磁気ヘッド及びディスク媒体、テープ媒体であっても適用することができる。

セクタから読み出されたデータを示す図である。 セクタから読み出されたデータのうちユーザデータに誤りが含まれた状態を説明する図である。 セクタから読み出されたデータのうちシンクマークに誤りが含まれた状態を説明する図である。 データのタイミングと、磁気ディスク上のセクタに書き込まれたデータの配置を説明する図である。 磁気ディスク上に書き込まれたデータの読出しを説明する図である。 磁気ディスク装置の具体的な第１の実施形態であるＨＤＤを示すブロック図である。 磁気ディスクのトラックに記録されたデータのフォーマットを示す図である。 フレーム変換部とコード変換部におけるデータ変換の主要部を示すブロック図である。 リードチャネル１５から出力された書込データを示すタイミングチャートである。 標識転用モードおける読み出しを説明する図である。 読出しの処理を示すフローチャートである。 第２実施形態における読出しの処理を示すフローチャートである。 第３実施形態における読出しの処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ＨＤＤ（情報記憶装置）
１０ 制御回路
１４ ハードディスクコントローラ
１５ リードチャネル（１４と合わせて制御部）
２１ 磁気ディスク（媒体）
２３ 磁気ヘッド
１４１ フレーム変換部
１４２ 書込読出制御部
１５１ コード変換部
１５２ タイマ
１５３ シンクマーク検出部
１５４ クロック生成部
２１２Ａ 先行セクタ
２１２Ｂ 対象セクタ
２１５Ａ，２１５Ｂ シンクマーク
２１６Ａ，２１６Ｂ ユーザデータ

Claims (6)

1. 媒体のトラック上を相対移動しながら、該媒体上に記録された各セクタのユーザデータおよび該ユーザデータの記録開始位置を示す開始標識を、該開始標識、該ユーザデータの順に読み出すヘッドと、
   前記ヘッドに、前記媒体の移動に伴って該対象セクタよりも先に読み出しがなされる位置に並んだ先行セクタに記録された開始標識を読み出させ、該ヘッドに読み出させた開始標識と、該先行セクタと該対象セクタとの間の相対的な位置関係とに基づいて該対象セクタに記録された読出対象のユーザデータの記録開始位置情報を得て該ヘッドに該対象セクタに記録されたユーザデータを読み出させる制御部とを備えたことを特徴とする情報記憶装置。
2. 前記制御部は、前記ヘッドが前記媒体の移動に伴って該対象セクタの開始標識を読み出させない場合に、前記ヘッドに、前記媒体の移動に伴って該対象セクタよりも先に読み出しがなされる位置に並んだ先行セクタに記録された開始標識を読み出させ、該ヘッドに読み出させた開始標識と、該先行セクタと該対象セクタとの間の相対的な位置関係とに基づいて該対象セクタに記録された読出対象のユーザデータの記録開始位置情報を得て該ヘッドに該対象セクタに記録されたユーザデータを読み出させるものであることを特徴とする請求項１記載の情報記憶装置。
3. 前記制御部は、前記媒体の移動に伴い前記対象セクタの直前に読み出される位置に並んだセクタを前記先行セクタとするものであることを特徴とする請求項１または２記載の情報記憶装置。
4. 前記媒体に並んだ各セクタは、該セクタと、該媒体の移動に伴って該セクタの次／前に読み出される位置に並んだセクタとに跨って、データが連続して記録されていることを表す連続識別情報が記録されたものであり、
   前記制御部は、前記先行／該セクタに連続識別情報が記録されている場合に、前記ヘッドに、前記媒体の移動に伴って該対象セクタよりも先に読み出しがなされる位置に並んだ先行セクタに記録された開始標識を読み出させ、該ヘッドに読み出させた開始標識と、該先行セクタと該対象セクタとの間の相対的な位置関係とに基づいて該対象セクタに記録された読出対象のユーザデータの記録開始位置情報を得て該ヘッドに該対象セクタに記録されたユーザデータを読み出させるものであることを特徴とする請求項３記載の情報記憶装置。
5. 前記ヘッドが媒体に記録されたデータの読出しを担うとともに該媒体へのデータの書込みを担うものであり、
   前記制御部は、前記ヘッドに前記先行セクタからユーザデータを読み出させ、前記ヘッドに、前記媒体の移動に伴って該対象セクタよりも先に読み出しがなされる位置に並んだ先行セクタに記録された開始標識を読み出させ、該ヘッドに読み出させた開始標識と、該先行セクタと該対象セクタとの間の相対的な位置関係とに基づいて該対象セクタに記録された読出対象のユーザデータの記録開始位置情報を得て該ヘッドに該対象セクタに記録されたユーザデータを読み出させた場合に、該ヘッドに、該先行セクタおよび該対象セクタから読み出されたユーザデータを該ユーザデータの記録開始位置を示す開始標識を付して連続して上書させるものであることを特徴とする請求項３または４記載の情報記憶装置。
6. 媒体のトラック上を相対移動しながら、該媒体上に記録された各セクタのユーザデータおよび該ユーザデータの記録開始位置を示す開始標識を、該開始標識、該ユーザデータの順に読み出すヘッドとを備えた情報記憶装置の制御回路であって、
   前記ヘッドに、前記媒体の移動に伴って該対象セクタよりも先に読み出しがなされる位置に並んだ先行セクタに記録された開始標識を読み出させ、該ヘッドに読み出させた開始標識と、該先行セクタと該対象セクタとの間の相対的な位置関係とに基づいて該対象セクタに記録された読出対象のユーザデータの記録開始位置情報を得て該ヘッドに該対象セクタに記録されたユーザデータを読み出させる制御部とを備えたことを特徴とする制御回路。

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