磁盘装置的制作方法

磁盘装置
1.本申请享受以日本专利申请2020-34864号(申请日：2020年3月2日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包括基础申请的全部内容。
技术领域
2.实施方式一般涉及磁盘装置。


背景技术：

3.在磁盘处理装置中，已知有如下的技术：设置第1存储装置和第2存储装置，存储检测出能够纠正的数据的地址和纠正完毕的数据，在被命令了从同一地址进行读出时，不进行从磁盘装置的读出，而直接送出存储着的纠正完毕的数据，另外，在处理装置成为了空闲状态时，将纠正完毕的数据向磁盘写入。由此，磁盘装置能够迅速地进行检测出了能够纠正的数据的情况时的处理。


技术实现要素：

4.本发明的实施方式提供能够使数据品质提高的磁盘装置。
5.根据实施方式，磁盘装置具备：磁盘，存储用户数据；存储部，存储以磁道为单位来管理进行了纠错的扇区的管理数据、及进行了所述纠错的扇区的纠错数据；磁头，对于所述磁盘读/写数据；纠错部，在由所述磁头读出了的所述用户数据中检测出错误的情况下，以所述磁道为单位进行检测出错误的扇区的所述纠错，取得所述纠错数据；及控制部，控制对于所述磁盘的数据的读/写。所述控制部控制所述用户数据、所述纠错数据及所述管理数据的读/写，在不存在主机访问的情况下，对于包括进行了所述纠错的扇区的磁道，基于存储于该磁道的所述用户数据、和所述磁道内的检测出错误的扇区的所述纠错数据，对所述磁道重写数据。
附图说明
6.图1是示出第1实施方式涉及的磁盘装置的结构的一例的图。
7.图2是用于说明该实施方式涉及的磁道ecc部的处理的详细的一例的图。
8.图3是示出该实施方式涉及的磁盘的存储区域的一例的图。
9.图4是示出该实施方式涉及的纠错数管理部的详细的一例的图。
10.图5是示出该实施方式涉及的数据管理部的一例的图。
11.图6是示出该实施方式涉及的、在从主机接收到读命令时磁盘装置所执行的处理的一例的流程图。
12.图7是示出该实施方式涉及的重写处理的一例的流程图。
13.图8是示出第2实施方式涉及的重写处理的一例的流程图。
具体实施方式
14.(第1实施方式)
15.图1是示出第1实施方式涉及的磁盘装置1的结构的一例的图。
16.如图1所示，磁盘装置1例如作为硬盘驱动器(hdd)而构成，具备磁盘2、主轴马达(spm)3、致动器4、音圈马达(vcm)5、磁头10、头放大器ic11、r/w(读/写)通道12、硬盘控制器(hdc)13、微处理器(mpu)14、驱动器ic15、及存储器16。另外，磁盘装置1能够与主计算机(主机)17连接。磁头10详细情况在后叙述，具备写头(记录头：writer)10w、读头(再现头：reader)10r、及作为高频振荡元件的自旋转矩振荡器(spin-torque-oscillator：sto)100。此外，r/w通道12、hdc13及mpu14可以组装入1芯片的集成电路。
17.磁盘2例如具有形成为圆板状且由非磁性体形成的基板。在基板的各表面，按以下记载的顺序层叠有：作为基底层的由显现软磁特性的材料形成的软磁性层、在该软磁性层的上层部在相对于盘面垂直的方向上具有磁各向异性的磁记录层、及在该磁记录层的上层部的保护膜层。在此，将磁头10的方向设为上层。
18.磁盘2固定于主轴马达(spm)3，通过该spm3而以预定的速度旋转。此外，不限于1张，也可以是多张磁盘2设置于spm3。spm3由从驱动器ic15供给的驱动电流(或驱动电压)驱动。磁盘2由磁头10记录再现数据模式(pattern)。
19.致动器4被设置成转动自如，并且在其前端部支承有磁头10。通过利用音圈马达(vcm)5使致动器4转动，磁头10移动并定位在磁盘2的所希望的磁道上。vcm5由从驱动器ic15供给的驱动电流(或驱动电压)驱动。
20.磁头10具有设置于致动器4的前端的滑块、形成于滑块的写头10w及读头10r(参照图2)。磁头10相应于磁盘2的张数而设置有多个。
21.头放大器ic11包括与sto100的驱动、振荡特性的检测等有关的电路。头放大器ic11执行sto100的驱动、驱动信号检测等。而且，头放大器ic11将与从r/w通道12供给的写数据相应的写信号(写电流)向写头10w供给。另外，头放大器ic11将从读头10r输出的读信号放大并向r/w通道12传送。
22.r/w通道12是处理与读出(读)/写入(写)关联的信号的信号处理电路。r/w通道12包括执行读数据的信号处理的读通道和执行写数据的信号处理的写通道。r/w通道12将读信号变换为数字数据并从数字数据解调读数据。r/w通道12对从hdc13传送来的写数据进行编码，并将编码后的写数据向头放大器ic11传送。另外，在r/w通道12设置有磁道ecc部(纠错部)18。关于该磁道ecc部18，参照图2在后叙述。
23.hdc13经由磁头10、头放大器ic11、r/w通道12、及mpu14控制向磁盘2的数据的写入和从磁盘2的数据的读出。hdc13构成磁盘装置1与主机17的接口，执行读数据及写数据的传送控制。即，hdc13作为接收从主机17传送来的信号且向主机17传送信号的主机接口控制器而发挥功能。另外，hdc13接收从主机17传送来的命令(写命令、读命令等),将接收到的命令向mpu14发送。
24.mpu14是磁盘装置1的主控制器(控制部)，执行读/写动作的控制及磁头10的定位所需的伺服控制。
25.驱动器ic15按照mpu14的控制来控制spm3和vcm5的驱动。通过vcm5进行驱动，使磁头10位于磁盘2上的目标磁道。
26.存储器16包括作为非易失性存储器的闪速rom161及作为易失性存储器的dram162。例如，闪速rom161保存mpu14的处理所需的程序及参数。dram162被用作工作区等。
27.接着，对磁道ecc部18进行说明。图2是用于说明磁道ecc部18的处理的详细的一例的图。图2示出对预定的磁道的扇区、及奇偶校验扇区进行读取的情况的一例。该处理以磁道为单位来执行。此外，扇区在磁道内设置有多个(例如，1000以上)，存储用户数据。奇偶校验扇区设置于磁道的最后的扇区，存储用于进行从扇区读出的数据的纠错的奇偶校验数据。
28.在图2中，信号检测波形w1正在上升时为能够检测出扇区的数据的情况。因此，在图2中，示出检测出扇区0、扇区1、扇区4、扇区7、
…
、奇偶校验扇区的数据的情况。这样检测出数据的扇区0、扇区1、扇区4、扇区7的数据由xor(异或逻辑)电路运算，而得到该xor的结果。将这样得到的xor的结果和检测出读取错误的扇区3、扇区5、扇区6的数据向迭代解码电路18a输入。
29.迭代解码电路18a使用xor的结果和检测出错误的扇区的数据来进行检测出错误的扇区的纠错。例如，高速地执行使从扇区进行读取而得到的数字数据的顺序错开、调换一部分数据的0和1等的处理，进行数据的纠错。
30.通常，在使用了xor的处理结果和奇偶校验扇区的数据的情况下，只能进行1个扇区的纠错。但是，在本实施方式中，由于设置有磁道ecc部18(迭代解码电路18a)，因此即使在1个磁道中检测出2以上的扇区的读取错误也能够进行纠错。在本实施方式中，即使在31个扇区中发生错误，磁道ecc部18也能够进行纠正。能够由该磁道ecc部18进行纠错的扇区的上限数能够基于r/w通道12的处理能力及纠错所容许的时间等进行变更。
31.接着，对磁盘2的记录区域的构成进行说明。在本实施方式中，以通过所谓的瓦写记录(singled magnetic recording：smr)方式向磁盘2记录数据的情况进行说明。
32.图3是示出磁盘2的存储区域的一例的图。在磁盘2设置有多个由多个磁道tr1、
…
、trn构成的带b。带b被定义为连续地进行数据的记录的磁道群的最小构成组。因此，带b内的磁道tr1、
…
、trn连续地被瓦写。在一个带b与接下来的带b之间设置有保护带gb。作为存储部的媒体高速缓存mc设置有管理数据的区域及暂时记录数据的区域。在此，在管理数据的区域中，包括管理与进行了纠错的扇区有关的信息(管理数据)的纠错数管理部。图4是示出该纠错数管理部的详细的一例的图，其详细情况在后叙述。暂时存储数据的区域包括：存储对检测出错误的扇区的错误进行了纠正的数据(纠错数据)的数据管理部。图5是示出该数据管理部的详细的一例的图，其详细情况在后叙述。此外，在本实施方式中，媒体高速缓存mc虽然如图3所示那样以设置于磁盘2的外周侧的情况进行说明，但不限于此，也可以设置于磁盘2的记录区域内的预定位置或内周侧。
33.在此，对磁盘装置1的瓦记录进行说明。在从主机17送来数据记录的要求时，将由缓冲存储器(省略图示)接受到的记录数据临时记录于媒体高速缓存mc的预定的区域。存储于媒体高速缓存mc的数据以能够作为磁盘2上的地址顺序进行访问的方式被再计算，并被瓦记录于预定的带b。在改写记录完毕的数据的情况下，读出已经被记录的带b的旧数据，并与位于媒体高速缓存mc的改写对象数据合并，瓦记录于新带。
34.图4是示出纠错数管理部200的一例的图。纠错数管理部200管理整个带b内的每个磁道的扇区的纠错数、及进行了纠正的数据的地址。
35.如图4所示，纠错数管理部200将带编号210、磁道编号220、纠错数230、及地址240的字段相关联地进行管理。带编号210是识别带b的编号。磁道编号220是识别磁道的编号，在图3的例子中，与磁道tr1、
…
trn对应。纠错数230是在磁道内对从扇区读出的数据检测错误并由磁道ecc部18进行了数据的纠错的扇区的数。地址240是记录有进行了纠错的扇区的数据的区域的地址。因此，在进行了多个扇区的纠错的情况下，存储多个地址。此外，地址例如存储记录区域的起始地址、和最后的地址。
36.在图4中，例如，在带编号210为带1、磁道编号220为磁道1的磁道中，示出纠错数230为15。也就是说，在带1的磁道1中，示出进行了纠错的扇区为15个。并且，存储该15个扇区的纠错数据的地址被存储于地址240。
37.图5是示出数据管理部300的一例的图。数据管理部300管理进行了纠错的扇区的数据。如图5所示，地址310与数据的内容320相关联。地址310与纠错数管理部200所管理的地址240对应，数据的内容320是记录于该地址的数据的内容。在图5中，例如，数据d1相关联地存储于地址xxxxx1。
38.接着，对从磁盘2读取数据的处理进行说明。图6是示出在从主机17接收到读命令时磁盘装置1所执行的处理的一例的流程图。
39.如图6所示，若接收读命令，则磁盘装置1读取数据(st101)。更详细而言，使磁头10位于由读命令指定的地址，将从磁头10读取的模拟数据由r/w通道12变换为数字数据，而能够得到基于所指定的地址的数据。在本实施方式中，数据被瓦记录，在磁道中存储有连续的数据，因此按每个磁道读取数据。
40.接着，r/w通道12判定是否发生了读取错误(st102)。在r/w通道12判定为没有发生读取错误的情况下(st102：否)，该处理结束。另一方面，在r/w通道12判定为发生了读取错误的情况下(st102：是)，磁道ecc部18执行前述的纠错处理(st103)。在这样执行纠错处理时，mpu14接收处理结果，将表示进行了纠正的扇区的数据、及该扇区的纠错数据存储于dram162(st104)。在此，表示进行了纠正的扇区的数据更详细而言包括带编号、磁道编号、扇区编号。
41.接着，mpu14判定是否处于预定的定时(st105)。预定的定时例如是不存在主机访问的定时。另外，例如，是预先设定的中断主机访问的定时。像这样预先设定定时，mpu14判定是否处于该定时。在mpu14判定为不处于预定的定时的情况下(st105：否)，处理返回到步骤st105。也就是说，成为待机状态。
42.在判定为处于预定的定时的情况下(st105：是)，mpu14将存储于dram162的数据记录于媒体高速缓存mc(st106)。由此，纠错数管理部200及数据管理部300被分别更新。具体而言，在纠错数管理部200中，使对应的扇区的纠错数增加，并且追加存储了该扇区的数据的地址。另外，在数据管理部300中，在被追加的地址中存储扇区的纠错数据。另外，此时，将这些数据从dram162清除。这样，在磁盘装置1中，表示进行了纠正的扇区的数据、及纠错数据，经由dram162而按每个预定的定时存储于媒体高速缓存mc。
43.接着，关于将存储于媒体高速缓存mc的数据重写于带b的处理进行说明。图7是示出mpu14所执行的重写处理的一例的流程图。
44.如图7所示，首先，mpu14判定是否不存在来自主机17的访问(st201)。在判定为存在来自主机17的访问的情况下(st201：否)，处理成为返回。另一方面，在判定为不存在来自
主机17的访问的情况下(st201：是)，执行以下的步骤st202～步骤st206的处理。也就是说，步骤st202～步骤st206的处理在空闲状态等不存在主机访问的定时执行。
45.接着，mpu14判定是否需要重写数据(st202)。更详细而言，mpu14参照纠错数管理部200，基于是否存在纠错数被计数的磁道来进行该判定。mpu14在存在纠错数被计数的磁道的情况下，判定为需要重写数据，在不存在纠错数被计数的磁道的情况下，判定为不需要重写数据。在mpu14判定为不需要重写数据的情况下(st202：否)，处理成为返回。
46.在判定为需要重写数据的情况下(st202：是)，mpu14从纠错数被计数的磁道选择纠错数最大的磁道(st203)。也就是说，mpu14从纠错数管理部200的纠错数寻找纠错数最大的纠错数，选择与该纠错数对应的磁道。在图4的情况下，纠错数最大的是15，选择与此对应的带1的磁道1。
47.接着，mpu14读取包括在步骤st203中选择出的磁道的带b的数据(st204)，将该读出的数据向包括该选择出的磁道的带b进行重写处理(st205)。在图4的情况下，由于选择带1的磁道1，因此，读取包括磁道1的带1的数据。此时，关于带1所包括的检测出错误的扇区，从存储有该扇区的数据的地址(媒体高速缓存mc)读取数据，并与从带b读出的数据合并。然后，mpu14将这样读出的数据写入带1。这样一来，执行重写处理。
48.接着，mpu14变更管理状态(st206)。在本实施方式中，变更纠错数管理部200及数据管理部300的状态。也就是说，在纠错数管理部200中，对进行了重写处理的带b的纠错数、及扇区的数据的地址进行清除，并且，在数据管理部300中，删除与清除了的地址对应的数据的内容。在图4的情况下，清除纠错数管理部200的带1的纠错数、及地址，清除与该地址对应的数据的内容。
49.根据以上说明的磁盘装置1，mpu14在不存在主机访问的情况下，基于存储于纠错数管理部200的管理数据，对于包括有包括进行了纠错的扇区的磁道的带b，基于存储于包括该磁道的带b的用户数据、和带b的磁道内的检测出错误的扇区的纠错数据，作成包括该磁道的带b的数据，将该作成的数据重写于该带b。这样，在不存在主机访问时，对包括检测出错误的扇区的带b的数据进行重写，因此，磁盘装置1能够在超出磁道ecc部18的纠错能力之前执行数据的重写，能够使数据品质提高。
50.另外，磁盘装置从包括纠错数大的磁道的带b优先执行重写处理。因此，磁盘装置1能够进一步防止由纠错数管理部200管理的扇区的纠错数超出磁道ecc部18的纠错能力这一情况。
51.(第2实施方式)
52.第2实施方式与第1实施方式不同的是，构成为在一定的情况下从磁盘装置1向主机17发送警报这一点。因此，在第2实施方式中，对该处理详细地进行说明。此外，对与上述第1实施方式相同的构成标注相同的附图标记，并对它们省略详细的说明。
53.图8是示出本实施方式的重写处理的一例的流程图。
54.如图8所示，mpu14判定是否处于预定的定时(st301)。预定的定时例如是从进行前次本处理起经过了预定时间的定时。此外，预定的定时不限于此，也可以设定其他的定时。在mpu14判定为不处于预定的定时的情况下(st301：否)，处理成为返回。
55.另外，在判定为处于预定的定时的情况下(st301：是)，mpu14判定是否需要重写数据。该步骤st301的处理由于与步骤st202的处理是同样的，因此省略说明。
56.在判定为需要重写数据的情况下(st302：是)，mpu14判定是否存在纠错数为阈值以上的磁道(st303)。也就是说，mpu14参照纠错数管理部200，判定是否存在纠错数超过阈值的磁道。在此，阈值是预先设定的，被设定为不超过磁道ecc部18的纠错能力的上限数。在本实施方式中，磁道ecc部18能够纠错至扇区31个地进行纠正，因此设定为低于该31的值。例如，使得阈值到上限数存在些许裕量，而设定为25这样的值。此外，在由mpu14判定为不存在纠错数为阈值以上的磁道的情况下(st303：否)，处理成为返回。
57.另一方面，在判定为存在纠错数为阈值以上的磁道的情况下(st303：是)，mpu14发送警报(st304)。更详细而言，mpu14将表示产生了检测出错误的扇区成为了阈值以上的磁道这一意思的警报向主机17发送。在主机17中，在接收到该警报的情况下，在显示部等中显示该警报，并且对主机17的管理者显示促使进行指示的消息。例如，在主机的显示部中，显示“执行重写处理吗？”等消息和“是”、“否”按钮。然后，将该按钮的输入结果向磁盘装置1发送。
58.此外，在步骤st304中发送警报之后，mpu14停止用户命令的处理(st305)。由此，能够防止再次读取成为了阈值以上的磁道的数据。因此，磁盘装置1能够抑制该磁道的纠错数超出磁道ecc部18的纠错能力。
59.接着，mpu14判定对于前述的警报的响应结果是否是执行重写(st306)。若是前述的例子的情况，则mpu14在从主机接收到“是”的指示的情况下，判定为是执行重写，在接收到“否”的指示的情况下，判定为不是执行重写。
60.在判定为是执行重写的情况下(st306：是)，mpu14读取包括纠错数成为了阈值的磁道的带b的数据(st307)，执行重写处理(st308)，变更管理状态(st309)。该步骤st307、st308、st309的处理由于与前述的步骤st204、st205、st206的处理是同样的，因此省略说明。然后，mpu14开始用户命令的处理(st310)，结束该处理。
61.根据以上说明的磁盘装置1，mpu14在纠错数为阈值以上时，对主机17发送警报，基于该警报的响应结果，执行重写。因此，能够结合用户的意图而执行重写。例如，在用户当前对磁盘装置1正进行指示的处理的重要度高的情况下，能够对磁盘装置1指示对该处理优选进行处理。在该情况下，虽然也可能存在对纠错数成为了阈值的磁道执行处理的情况，但由于将阈值设定得比磁道ecc部18的纠错能力低，因此即使执行处理也能够进行数据的读取，不会有损磁盘装置1的数据的可靠性。
62.另外，在上述实施方式中，向磁盘装置1的磁盘2的数据的记录，以用smr方式来执行的情况进行了说明，但数据的记录的方式不限于此。例如，即使是由cmr(conventional magnetic recording：常规磁记录)方式进行的写入也能够使用前述的技术。在cmr方式的磁盘装置中，例如，在对大的数据(至少1磁道以上)以磁道为单位进行数据的重写的情况下，也能够有效地利用前述的技术。在该情况下，纠错数管理部200及数据管理部300可以不设置于磁盘2，例如，也可以设置于闪速rom161。另外，关于使用对于1张磁盘2的记录区域而区分为用smr方式进行记录的区域和用cmr方式进行记录的区域的数据的记录方式的磁盘装置，能够对两区域应用前述的技术。
63.对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而示出，并非意在限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式来实施，能够在不脱离发明的要旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包括在发明的范围和/
或主旨中，并且包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围中。