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発明の名称 磁気ディスク記憶装置、残留磁化消去現象の発生予測方法及びホストシステム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−12149(P2007−12149A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−190675(P2005−190675)
出願日 平成17年6月29日(2005.6.29)
代理人 【識別番号】100109900
【弁理士】
【氏名又は名称】堀口 浩
発明者 赤松 学
要約 課題
残留磁化消去現象によるHDDの故障の予測が可能となる磁気ディスク記憶装置、残留磁化消去現象の発生予測方法及びホストシステムを提供する。

解決手段
垂直磁気記録方式の磁気ディスク記憶装置であって、残留磁化消去現象のセルフテストを行なうための領域を有するディスク媒体と、前記ディスク媒体上に垂直磁気記録を行なうライトヘッド、及び当該ディスク媒体上から記録データ信号を再生するリードヘッドを含む磁気ヘッドと、前記ディスク媒体上の前記セルフテストを行なうための領域においてリードエラーが発生したかどうかを検出するエラー検出手段と、前記エラー検出手段により検出されたリードエラーの状態によって残留磁化消去現象の発生を予測する予測手段とを有することを特徴とする磁気ディスク記憶装置である。
特許請求の範囲
【請求項1】
垂直磁気記録方式の磁気ディスク記憶装置であって、
残留磁化消去現象のセルフテストを行なうための領域を有するディスク媒体と、
前記ディスク媒体上に垂直磁気記録を行なうライトヘッド、及び当該ディスク媒体上から記録データ信号を再生するリードヘッドを含む磁気ヘッドと、
前記ディスク媒体上の前記セルフテストを行なうための領域においてリードエラーが発生したかどうかを検出するエラー検出手段と、
前記エラー検出手段により検出されたリードエラーの状態によって残留磁化消去現象の発生を予測する予測手段と
を有することを特徴とする磁気ディスク記憶装置。
【請求項2】
残留磁化消去現象のセルフテストを行なうための領域を有するディスク媒体と、当該ディスク媒体上に垂直磁気記録を行なうライトヘッド、及び当該ディスク媒体上から記録データ信号を再生するリードヘッドを含む磁気ヘッドとを有する 垂直磁気記録方式の磁気ディスク記憶装置における残留磁化消去現象の発生予測方法であって、
前記ディスク媒体上の前記セルフテストを行なうための領域においてリードエラーが発生したかどうかを検出し、
前記リードエラーの検出状態によって残留磁化消去現象の発生を予測する予測する
ことを特徴とする磁気ディスク記憶装置の残留磁化消去現象の発生予測方法。
【請求項3】
前記残留磁化消去現象のセルフテストを行なうための領域をユーザ領域内に配する
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気ディスク記憶装置。
【請求項4】
前記残留磁化消去現象のセルフテストを行なうための領域をユーザ領域内に配し、当該領域のリードエラーを検出することにより残留磁化消去現象の発生を予測する
ことを特徴とする請求項2に記載の磁気ディスク記憶装置の残留磁化消去現象の発生予測方法。
【請求項5】
前記残留磁化消去現象のセルフテストを行なうための領域は、あらかじめ不良セクタリストに登録されると共に、ユーザ領域として使用を禁止する
ことを特徴とする請求項4に記載の磁気ディスク記憶装置の残留磁化消去現象の発生予測方法。
【請求項6】
前記残留磁化消去現象のセルフテストをおこなうための領域をSMARTログを記録するシリンダと同一シリンダに配する
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気ディスク記憶装置。
【請求項7】
前記残留磁化消去現象のセルフテストをおこなうための領域をSMARTログを記録するシリンダと同一シリンダに配し、当該セクタのリードエラーを検出することにより残留磁化消去現象の発生を予測する
ことを特徴とする請求項2に記載の磁気ディスク記憶装置の残留磁化消去現象の発生予測方法。
【請求項8】
前記残留磁化消去現象のセルフテストをおこなうための領域を有し、前記エラー検出手段は、当該領域で定期的に行なわれるライト動作の直後のセクタのリードエラーを検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気ディスク記憶装置。
【請求項9】
前記残留磁化消去現象のセルフテストをおこなうための領域を有し、当該領域で定期的にライト動作をおこない、ライト動作をおこなった直後のセクタのリードエラーを検出することにより残留磁化消去現象の発生を予測する
ことを特徴とする請求項2に記載の磁気ディスク記憶装置の残留磁化消去現象の発生予測方法。
【請求項10】
前記請求項1乃至9のいずれか1つの磁気ディスク記憶装置を搭載したホストシステムであって、前記磁気ディスク記憶装置における前記残留磁化消去現象の発生を予測した結果に基づいて使用者に警告を発する警告発生手段
を有することを特徴とするホストシステム。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般的には垂直磁気記録方式のディスク記憶装置に関し、特に、ライトヘッドの帯磁テスト機能を有するディスク記憶装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、垂直磁気記録方式のディスク記憶装置(以下、ディスクドライブと表記する)では、ライトヘッド(記録ヘッド)として、垂直磁気記録に適合する単磁極型ヘッド(SPT : single pole type head)が使用されている。
【0003】
このようなディスクドライブおいて、ライトヘッドにより、ディスク媒体上にデータ信号が垂直磁気記録された後に、当該ライトヘッドに印加する記録電流を零にしても、当該ライトヘッドは磁化が残留して帯磁状態となる。
【0004】
このライトヘッドの残留磁化を要因として、ライト動作(データ記録)の終了後に、ディスク媒体上のデータセクタの記録データや、サーボセクタ上に記録されたサーボデータが誤って消去されるという問題がある。なお、このような問題は、長手磁気記録方式のディスクドライブでは発生しない。
【0005】
このような問題を解決する先行技術として、磁気ヘッドの残留磁化を除去する帯磁除去回路(消磁回路またはデガウス回路とも呼ばれる)を有するデータ書き込み回路が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。この帯磁除去回路は、ライトゲートが閉じた後に書き込み電流(記録電流)を一定の時定数でデータの立下りに合わせて減衰消去させていく回路である。また、デガウス回路を含むリード/ライトチャネルを備えたディスクドライブが提案されている(例えば、特許文献2を参照)。
【特許文献1】特公平5−84564号公報
【特許文献2】特開平7−134804号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ライトヘッドの残留磁化を除去するデガウス回路と共に、ディスクドライブでは、製造時または製品として出荷後の動作時に、搭載されたライトヘッドの帯磁状態を検出するテストモードを自動的に実行する機能(帯磁テスト機能)が有用である。このような機能を、ディスクドライブの自己故障診断機能、例えばSMART(Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology System)機能の一つとして組み込むことにより、ホストシステムは、ライトヘッドの帯磁状態を把握することができる。
【0007】
そこで、本発明の目的は、残留磁化消去現象によるHDDの故障の予測が可能となる磁気ディスク記憶装置、残留磁化消去現象の発生予測方法及びホストシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の観点は、垂直磁気記録方式の磁気ディスク記憶装置であって、残留磁化消去現象のセルフテストを行なうための領域を有するディスク媒体と、前記ディスク媒体上に垂直磁気記録を行なうライトヘッド、及び当該ディスク媒体上から記録データ信号を再生するリードヘッドを含む磁気ヘッドと、前記ディスク媒体上の前記セルフテストを行なうための領域においてリードエラーが発生したかどうかを検出するエラー検出手段と、前記エラー検出手段により検出されたリードエラーの状態によって残留磁化消去現象の発生を予測する予測手段とを有することを特徴とする磁気ディスク記憶装置である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、FAT(ファイル・アロケーション・テーブル)など頻繁にライト動作がおこなわれるシリンダと同一のシリンダに残留磁化消去現象による故障を予測するためのセクタを確保しておき、製造時に一度だけライトしておくことで、セルフテスト実施時にリードエラーが発生しないかを検査して、残留磁化消去現象による磁気ディスク記憶装置の故障可能性を予測することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
(第1の実施形態)
図1は、各実施形態に関する垂直磁気記録方式のディスクドライブである磁気ディスク記憶装置(以下、HDDと称する)の要部を示すブロック図である。
HDD1において、11はデータが記録される磁気ディスク媒体、12は磁気ディスク媒体11へのデータの記録及び磁気ディスク媒体11からのデータの再生をおこなう磁気ヘッドである。磁気ヘッド12は磁気ディスク媒体11の各記録面に対応してそれぞれ設けられている。
【0011】
磁気ディスク媒体11の各記録面には、ユーザデータを記録するユーザ領域11aと、システム管理に必要な情報を記録するための管理領域及び欠陥セクタの代替トラックのある代替領域を含むシステム領域11bが割り当てられている。
【0012】
システム領域11bには、磁気ディスク媒体11上のディフェクトセクタを管理するための図2に示すディフェクト管理リスト110が保存される。このディフェクト管理リスト110は、HDD1の出荷時のディフェクト検査で検知されたディフェクトセクタを管理するための第1のディフェクト管理リストとしての初期ディフェクト管理リストであるPリスト(プライマリ・リスト)111、HDD1の出荷後のセクタアクセスで検出されたディフェクトセクタを管理するための第2のディフェクト管理リストとしての後発ディフェクト管理リストであるGリスト(グローイング・リスト)112とから構成される。
【0013】
Pリスト111は図3に示すデータ構造のアドレスマップ30をもとに作成される。このアドレスマップは磁気ディスク媒体11上の全セクタの物理アドレスと当該セクタに割り当てられる論理アドレスとの対応を表す。また、全セクタの物理アドレスはシリンダ(C)/ヘッド(H)/セクタ(S)のアドレスと一対一対応している。
【0014】
なお、図3中の×印は、対応するセクタがディフェクトセクタであり、論理アドレスが割り当てられていないことを示している。ただし、残留磁化消去セルフテストフラグが1のセクタは、実際にはディフェクトセクタではないが、残留磁化消去現象のセルフテストのために用いるセクタである。
【0015】
また、アドレスマップ30はユーザ領域11aのシリンダ数が1000、ヘッド数が2、1シリンダあたりのセクタ数が100のHDDを表しているが、必ずしもこれらの値である必要はない。
【0016】
さらに、アドレスマップ30では残留磁化消去現象のセルフテストのためのセクタを各磁気ヘッドの外周側2シリンダに、シリンダにつき1セクタだけ設けているが、テストセクタを配する位置、数に関してもこの限りでない。
【0017】
次に、図1に示した構成のHDD1に関して、残留磁化消去現象のセルフテストの動作について説明する。なお、本実施形態ではセルフテストを一定時間毎、例えば24時間間隔で、HDD1において自動的に実施されるものとする。しかしながら、ホストシステム2からの指示によりセルフテストが実施される構成とすることも可能である。
【0018】
HDD1は電源が投入されると、当該HDD1の初期化処理がおこなわれる。この初期化処理においてCPU17は磁気ディスク媒体11のシステム領域11bに保存されているディフェクト管理リスト中のPリスト(111)及びGリスト(112)のコピーを、図5に示すディフェクト管理リスト250中のPリスト(111)及びGリスト(112)としてバッファRAM25に格納する。
【0019】
CPU17は残留磁化消去現象のセルフテストを実行するモードが設定されると、バッファRAM25に格納されているディフェクト管理リスト250により示されているディフェクトセクタのうち、残留磁化消去セルフテストフラグが1の全セクタに対して、図4のフローチャートに従い残留磁化消去現象のセルフテストを行なう。
【0020】
まず、CPU17はディフェクト管理リスト250を参照して未処理の残留磁化消去セルフテストセクタの物理アドレスを1つ選択する(ステップS1)。次に、CPU17はステップS1で選択されたセクタからデータを読み出しすよう制御を行なう(ステップS2)。これにより磁気ヘッド12により磁気ディスク媒体11上の当該セクタからデータが読み出され、ヘッドIC23で増幅され、R/WIC24で元のデータに復号される。
【0021】
復号されたデータはHDC21で誤り訂正され、誤り訂正不能の場合はリードエラーを表すレジスタのビットがセットされる。CPU17は、HDC21のステータスレジスタを読み出すことにより、誤り訂正できないリードエラーが発生したか否かを判定する(ステップS3)。
【0022】
ここで、リードエラーが発生した場合、SMART(Self-Monitoring, Analysys and Reporting Technology)のアトリビュート値にエラーを表す値をセットすることによりホストシステムに通知する(ステップS4)。
【0023】
以上の動作を全検査対象セクタに対して実行し(ステップS5)、セルフテストを終了する。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態として、残留磁化消去現象のセルフテストをおこなうためのセクタをSMARTログを記録するシリンダと同一シリンダに配し、当該セクタのリードエラーを検出することにより残留磁化消去現象の発生を予測する方法について説明する。
【0024】
第2の実施形態においても、HDD1の基本的構成は上記第1の実施形態と同様であり、図1のブロックを用いてこれらを説明する。図1は本発明の第2の実施形態に関するHDD1の構成を示すブロック図である。
【0025】
HDD1において、11はデータが記録される磁気ディスク媒体、12は磁気ディスク媒体11へのデータの記録及び磁気ディスク媒体11からのデータの再生をおこなう磁気ヘッドである。磁気ヘッド12は磁気ディスク媒体11の各記録面に対応してそれぞれ設けられている。
【0026】
磁気ディスク媒体11の各記録面には、ユーザデータを記録するユーザ領域11aと、システム管理に必要な情報を記録するための管理領域及び欠陥セクタの代替トラックのある代替領域を含むシステム領域11bが割り当てられている。
【0027】
図6は、本発明の第2の実施形態に係るシステム領域11bの構成を示す概略図である。
システム領域11bには、SMART機能がセルフテスト等の結果(SMARTログ)を記録するためのトラックがあり、SMARTログを記録するトラックには、SMARTログを記録する領域(セクタ)(11ba)と、残留磁化消去現象のセルフテストをおこなう領域(セクタ)(11bb)を設ける。
【0028】
なお、図6ではSMARTログを記録する領域11baの後ろに残留磁化消去現象のセルフテストをおこなう領域11bbを1セクタだけ設ける構成となっているが、残留磁化消去現象のセルフテストをおこなう領域11bbはSMARTログを記録する領域11baの間に設けてもよく、また、複数領域(セクタ)設けてもよい。
【0029】
次の本発明の第2の実施形態の実施手順を図7のフローチャートに従い説明する。
本発明の第2の実施形態の残留磁化消去現象のセルフテストは、SMART機能によるセルフテストが実施されるなど、SMARTログの記録領域11baにデータが記録される毎に実施される。
【0030】
まず、磁気ヘッド12をヘッド0へ移動し(ステップ21)、SMARTログ記録領域11baにSMARTログを書き込む(ステップ22)。次に、残留磁化現象セルフテスト領域11bbを読み込み(ステップ23)、リードエラーの検査をおこなう(ステップ24)。
【0031】
ここで、リードエラーが発生した場合は、残留磁化消去現象発生フラグをセットする(ステップ25)。磁気ディスク11の全ての面にSMARTログを記録していなければ(ステップ26)、次のヘッドに処理を移動し(ステップ27)、同様の手順でSMARTログの書き込み、残留磁化消去現象のセルフテストを実施する。
【0032】
磁気ディスク媒体11の全ての面にSMARTログを書き込み終わると、残留磁化消去現象発生フラグがセットされていないか調べる(ステップ28)。
残留磁化消去現象発生フラグがセットされていた場合、ホストシステムに残留磁化消去現象の発生を通知し(ステップ29)終了する。残留磁化消去現象フラグがセットされていなければ、なにも行なわず終了する。
【0033】
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態として、残留磁化消去現象のセルフテストをおこなうための領域を有し、当該領域の特定のセクタに対して定期的にライト動作をおこない、ライト動作をおこなった直後のセクタのリードエラーを検出することにより残留磁化消去現象の発生を予測する方法について説明する。
【0034】
磁気ディスク媒体11の各記録面には、ユーザデータを記録するユーザ領域11aと、システム管理に必要な情報を記録するための管理領域、欠陥セクタの代替トラックのある代替領域、残留磁化消去現象のセルフテスト領域からなるシステム領域11bが割り当てられている。
【0035】
図8はシステム領域11bの各領域の配置を表す図であり、本実施形態ではシリンダ1〜m−1をシステム管理領域11b1、シリンダm〜n−1を代替領域11b2、シリンダn〜n+2をセルフテスト領域11b3にそれぞれ割り当てている。
【0036】
図9はセルフテスト領域11b3の構成を示す図である。セルフテスト領域11b3は、1本のセルフテストトラックと、セルフテストトラックの両側にある1本以上のガードトラックより構成される。セルフテストトラックには、連続的に記録をおこなう連続ライトセクタと、連続ライトセクタの直後のデータセクタでエラーレートの測定をおこなうエラーレート測定セクタが設けられる。
【0037】
なお、エラーレート測定セクタには、出荷検査時にあらかじめデータを記録しておく。
次に、本セルフテストの実施手順をフローチャートを元に説明する。図10が実施形態に関するセルフテストの実施手順を示すフローチャートである。
まず、セルフテストトラックの連続ライトセクタへヘッドを移動し(STEP1、x:セルフテストトラック、y:連続ライトセクタ)、当該セクタへ連続的に記録をおこなう(STEP2)。
【0038】
なお、記録回数は多いほどよい。次に、セルフテストトラックのエラーレート測定セクタへヘッドを移動し(STEP3)、当該セクタのエラーレートを測定する(STEP4)。測定結果が規定のエラーレートを下回ったとき、ホストシステムへ異常を通知し(STEP8)、セルフテストを終了する。
【0039】
測定結果が規定のエラーレートを下回らず、セルフテストを実施していないヘッドがあるとき、次のヘッドのセルフテストトラックの連続ライトセクタへヘッドを移動する(STEP7)。以上の動作を全てのヘッドに対して実施し、規定のエラーレートを下回るヘッドがなければセルフテストは正常終了となる。
【0040】
以上述べたように、本発明によれば、FAT(ファイル・アロケーション・テーブル)など頻繁にライト動作がおこなわれるシリンダと同一のシリンダに残留磁化消去現象による故障を予測するためのセクタを確保しておき、製造時に一度だけライトしておくことで、セルフテスト実施時にリードエラーが発生しないかを検査して、残留磁化消去現象による磁気ディスク記憶装置の故障可能性を予測することが可能となる。
【0041】
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】
【0042】
【図1】本発明の各実施形態に関する垂直磁気記録方式のディスクドライブの要部を示すブロック図。
【図2】第1の実施形態に関するディフェクト管理リストを示すブロック図。
【図3】本実施形態に関する初期ディフェクト管理リスト(プライマリ・リスト)のデータ構造を示すブロック図。
【図4】本実施形態に関する残留磁化消去現象のセルフテストの動作を説明するためのフローチャート。
【図5】第1の実施形態に関するバッファRAMに格納されたディフェクト管理リストを示すブロック図。
【図6】第2の実施形態に関するディスク上のシステム領域の構成を示す概略図。
【図7】第2の実施形態に関する残留磁化消去現象のセルフテストの動作を説明するためのフローチャート。
【図8】第3の実施形態に関するシステム領域の各領域の配置を示す表。
【図9】第3の実施形態に関するディスク上のシステム領域の構成を示す概略図。
【図10】第2の実施形態に関する残留磁化消去現象のセルフテストの動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【0043】
1…HDD
2…ホストシステム
11…ディスク
110…ディフェクト管理リスト
111…初期ディフェクト管理リスト(プライマリ・リスト)
112…後発ディフェクト管理リスト(グローイング・リスト)
11a…ユーザ領域
11b…システム領域
11b1…管理領域
11b2…代替領域
11b3…セルフテスト領域
11ba…SMART機能がセルフテスト結果を記録する領域
11bb…残留磁化消去現象のセルフテストをおこなう領域
12…ヘッド
13…スピンドルモータ
14…アクチュエータ
15…ボイスコイルモータ
16…モータドライバIC
17…CPU
18…CPUバス
19…ROM
20…RAM
21…HDC
22…ゲートアレイ
23…ヘッドIC
24…R/WIC
25…バッファRAM
250…ディフェクト管理リスト
251…初期ディフェクト管理リスト(プライマリ・リスト)
252…後発ディフェクト管理リスト(グローイング・リスト)
30…アドレスマップ




 

 


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