专利名称：磁盘控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用以控制磁头对磁盘存取的磁盘控制装置，此磁盘是多磁道的，每个磁道有多扇形区，特别涉及到一种用处理机控制把磁头放置到磁盘上的磁盘控制装置。
在PUPA No.58-33，786(专利申请No.56-130，208)中披露了一种信息处理系统，用以在即使被读或写的扇形区的数量变得比在一个磁通中扇形区的数量大时仍能成功地进行读和写，该系统包括一寄存器，其中在一个磁通中所容纳的扇形区的数量用处理机来调整。该系统还包括一计算器，其中用以启动信息处理(即读或写)的第一扇形区地址用处理机来调整并统计处理的扇形区。此处理机将所说的计算器的计算值与所说的电阻器(应为寄存器-译者)的值进行比较，并且当数值相等时导致磁通地址分步。
在所说的PUPA No.58-33，786所披露的信息处理系统中，如果在一个磁道中所容纳的扇形区的数量对所有磁道来说都是相同的，处理机仅在开始时可以调整一个磁道中所容纳的扇形区的数量。然而，由于磁盘中总是有某些有缺陷的区域，处理机必须对每个磁通调节所容纳的扇形区的数量，因此将使转换磁道所需要的时间增加，处理机的荷载也将增加。
鉴于上述现有工艺装置中存在的问题，本发明的任闭是提供一种磁盘控制装置及其所用的磁盘，当扩展至多磁道的读或写被完成时，转换磁道所需要的时间能够缩短，处理机的负荷能够降低。
按照本发明，在磁盘中每个磁道的最后的扇形区中提供一种最后扇形区的指示装置。此最后扇形区指示装置，例如，通过在最后扇形区“1”的ID(一种标志的缩写)区域中用特殊二进位组的位数O来表示。
使用一信号检测此最后扇形区指示装置以转换磁道时，处理机不需要调整每个磁道所容纳的扇形区的数量。
在用处理机，例如微处理机控制实现磁头在磁盘上的位置的装置中，用最后扇形区指示装置检测出的信号作为一种阻断信号加到处理机。从而使处理机能够令磁头对磁盘的存取终止。在此磁道中，最后扇形区被检测，并能使磁头向随后的特定磁道移动。
在读或写(这些操作在下文中称作“存取”)扩展到多个磁道的情况下，必须使处理机接到最后扇形区的指令，此最后扇形区包括在第一磁道和最后磁道扇的磁道之间的每一个磁道中，并且与被存取的扇形区有关，最终在最后磁道中完成提取。
如上所述，此最后扇形区能够通过检测与此有关的最后扇形区识别手段来识别。而且，每次第一个或随后每个被存取的扇形区用磁头存取时，就产生一扇形区检测信号，在用包括在被磁头存取的所有磁道中的扇形区数来计算所说的扇形区检测信号时，就产生指示存取完成的阻断信号，因此，在最后磁道中的最终被存取的扇形区的存取完成就能够被检测。
图1示出按照本发明的磁性硬磁盘控制装置的优选实施例。此磁性硬磁盘控制装置包括用以旋转磁性硬磁盘2的主轴马达4，用以向磁性硬磁盘2中存入或从磁性硬磁盘2中取出数据的磁头6;用以支承磁头6并完成探寻和跟踪两项工作的磁头驱动机构8;和用以控制主轴马达4和磁头驱动机构8的微处理器10。
主计算机12输出一表达第一逻辑扇形区和此逻辑扇形区数的控制指令到微处理器10，逻辑扇形区对相对于磁性硬磁盘2的读或写(这些操作在下文中叫做“存取”)来说是必须的。响应此控制指令，微处理器10输出首先被存取的扇形区数到扇形区检测装置20，并且输出所有被存取的扇形区数到存取完成检测装置30。
此扇形区检测装置20包括一ID预置计算器22;一ID寄存器24;一比较器26和一“与”门电路49。ID预置计算器22预置有从微处理器10输出的，首先被存取的扇形区数，并且每当扇形区检测信号从“与”门电路49输出时，其读数值就增加1。此ID寄存器24存储指示扇形区数，此数用磁头从磁盘中的相关的ID区域读出，也就是说从相关的ID区域的1到3位组读出。比较器26使ID预置计算器22的计算值与ID寄存器24中的佐存值相比较，当数值相等时，输出一重合信号。换言之，当重合信号从比较器26输出时，“与”门电路49输出一扇形区检测信号48到ID预置计算器22，存取完成检测装置30和最后扇形区检测装置40，如随后将讨论的，表征一扇形区有缺陷的信号不从标记检测器42输出。总之，每当首先被存取的扇形区或随后被存取的扇形区用磁头6存取时，扇形区检测装置20就产生扇形区检测信号。
存取完成检测装置30包括一扇形区预置计算器32和一“或非”门电路34。扇形区预置计算器32预置有由微处理器10输出的所有被存取的扇形区的数，并且每次接收来自扇形区检测装置20的扇形区检测信号时，它的计算器值都增加1。“或非”门电路34接收扇形区预置计算器32的输出值。在这方面，当扇形区检测信号借助所有用磁头存取的扇形区数接收时，扇形区预置计算器32的全部输出位都调整到0。响应这些输出，“或非”门电路34输出一表示存取完成的信号“1”。然后将此信号“1”作为阻断信号加到微处理器10。
图2示出图1中所示的磁性硬磁盘2的扇形区组成的例子。虽然磁盘2的每个磁道实际有27个物理扇形区，如叙述方便，图2所示的扇形区组成，每个磁道只给出8个物理扇形区。通常从第一磁道到最后磁道的物理扇形区用序列号表示，即用逻辑扇形区序数表示。然而，如果某个物理扇形区是有缺陷的，则有缺陷的扇形区的序号作为逻辑扇形区序号就要分配给下一个物理扇形区。也就是说，在图2所示的扇形区组成的例子中，由于在0磁道没有有缺陷的扇形区，所以从0到7顺序逻辑扇形区数字，按用数字表示的次序分配给包括在0磁道的7个(此处似有误，应为8个-译者)扇形区。从另一方面来说，对于磁道1，由于紧靠着最后的扇形区是有缺陷的，同样的逻辑扇形区号数，即相同的逻辑扇区号数14分配给最后的扇形区和紧靠最后扇形区的有缺陷的扇形区这两者。
图3示出图2所示磁性硬磁盘中一个扇形区的格式。虽然在图3中作为例子仅展示出0磁道中最后扇形区7的格式，而磁盘中所有扇形区都有和此扇形区相同的格式。一个扇形区由ID区域60和数据区域70组成。相关扇形区的标识数据存入ID区域60。标识数据包括有一逻辑扇形区号数;一指示扇形区是否是最后扇形区的标记，和指示扇形区是否有缺陷的扇形区的标记。从另一方面来说，由用户输入的数据，向用户输出的数据，被主计算机12处理的数据，已被主计算机处理过和已输出了的数据，和类似的数据都记录在数据区域70中。
图4示出ID区域60的组成结构。ID区域60由4个位组组成，即位组0、位组1、位组2和位组3。在这方面，逻辑扇形区数码部分由位组1、2和3组成，而位组0构成标记部分。
图5示出ID区域60中位组0的组成结构。位组0由8位组成。位0指示扇形区是否是最后扇形区，位1指示扇形区是否是有缺陷的扇形区。当扇形区是最后的扇形区时，位0被调整到“1”，而当扇形区是有缺陷的扇形区时，位1被调整到“1”。由于分配给最后扇形区的扇形区是一无缺陷扇形区，所以在最后扇形区中位组0的位0是“1”，其位1是“0”。
最后扇形区检测装置40包括有标记检测器42和D触发器44。标记检测器42接收ID区域中由磁头读出的位组0，并输出一“1”信号到对应于构成位组0的位中的“1”位的输出线，由于位组0由8位组成，通常标记检测器42有8个输出线。然而，仅位组0的位0，此位指示这扇形区是否是最后扇形区，和位组0的位1，此位指示这扇形区是否是一有缺陷的扇形区，涉及到本发明，因此，仅这些位0和1及分别与其相应的输出线46和48在本文中将被讨论。也就是说，当IV区域中的位组0的位0是“1”时，标记检测器42输出一“1”信号到输出线46，即检测器42检测出此扇形区是最后扇形区。另一方面，当ID区域中的位组0的位1是“1”时，标记检测器42输出一“1”信号到线8，即扇形区是一有缺陷的扇形区。
对于D触发器44，D输入端联接到线46，时钟输入端C联接到扇形区检测装置20中的“与”门电路49的输出端，和Q输出端联接到微处理器10的阻断输入端。在这方面，当D触发器44在它在D输入端收到“1”信号之后，在时钟输入端C收到“1”信号时，它在Q输出端产生一“1”信号。也就是说，在标记检测器42检测出本扇形区是最后扇形区之后，扇形区检测装置20识别扇形区数符合时，D触发器输出一最后扇形区检测信号到微处理器10作为一阻断信号。
其次，按照本发明磁性硬磁盘控制装置的在图1中所示的实施例中的工作，将以一特例为基础来讨论。如简化叙述，假定每个磁道的物理扇形区数为8，在磁道1中物理扇形区14是有缺陷的扇形区，因此，表示物理扇形区14为有缺陷的扇形区的位(在ID区域中位组0的位1)被调整到“1”，与有缺陷的扇形区14的数相同的逻辑扇形区数14记入物理扇形区15的ID区域，由从随后的物理扇形区的数中减去1得到的逻辑扇形区数按用数字表示的顺序记入后来的物理扇形区的ID区域中。
微处理器12(应为10-译者)预置一数值0到逻辑扇形区检测装置20的ID预置计算器22中。换言之，微处理器12(应为10-译者)把数值“16”加到存取完成检测装置30的扇形区数预置计算器32中。
物理扇形区0不是最后扇形区，相应地，在其ID区域中的位组0的位0被调整到“0”。因此，当用磁头6读出位0时，最后扇形区检测装置40的标记检测器42输出一“0”信号到输出线46以指示此扇形区不是最后扇形区。换言之，该物理扇形区不是有缺陷的扇形区，相应地，其ID区域中的位组0的位1调整到“0”。因此，当此位1用磁头6读出时，标记检测器42输一“0”信号到输出线48，它使物理扇形区0中数据区域的数据是有效的。当磁头6读出物理扇形区0中ID区域的从1到3的位组时，ID寄存器24被用“0”数值加载。响应此ID寄存器24的输出，比较器26输出一重合信号。通过接收此重合信号ID计算器22的读数增加1是“1”，而扇形区数值预置计算器32的读数减少1是“15”。此此重合信号也增加到最后扇形区检测装置40中的D触发器44的钟表输入端。然而，指示最后扇形区的一“1”信号没有加到D触发器44的D输入端，因此D触发器44的Q输出成为“0”。
当磁头6读出下面的物理扇形区1中ID区域的从1到3位组时，ID电阻器(应为寄存器-译者)24用数值“1”加载，响应此ID寄存器的输出，比较26输出一重合信号。此重合信号作为扇形区检测信号经由“与”门电路49加到ID计算器22和扇形区数预置计算器32等。结果，ID计算器22的读数增加1是“2”，而扇形区数预置计算器32的读数减少1是“14”。
同样地，当磁头6相应地逐一读出扇形区2、3、4、5和6中的ID区域时，ID寄存器24依次用数值“2”、“3”、“4”、“5”和“6”加载。而且，每次ID寄存器24被加载时，比较器26就输出一重合信号。扇形区检测信号一产生，ID预置计算器的读数值就逐一增加，依次是“3”、“4”、“5”和“6”，而扇形区数预置计算器32逐一减少1，依次是“13”“12”、“11”、“10”和“9”。
现在，由于扇形区1，2，3，4，5和6既不是最后扇形区，也不是有缺陷的扇形区，其每个ID区域中位组0的位0和1这两者都被调整到“0”，而且每当这些扇形区的每一个依次用磁头6存取时，标记检测器42分别输出一“0”信号到输出线46和48。物理扇形区7是0磁道中的最后扇形区，相应地，其ID区域中位组0的位0调整到“1”。因此，当用磁头6读出此位0时，标记检测器向输出线46输出一表示此物理扇形区7是最后扇形区的信号“1”。然后此信号“1”经由线46加到D触发器44的D输入端。此外，此物理扇形区7不是有缺陷的扇形区，而且其ID区域中位组0的位1被调整到“0”。因此，当此位1用磁头6读出时，标记检测器42输出一“0”信号到输出线48，这就使物理扇形区7中数据区域的数据有效。
当磁头6读出物理扇形区7中ID区域的从1到3位组时，ID寄存器24用数值“7”加载。如上所述，由于ID预置计算器22的读数数值被调整到“7”，比较器26输出一重合信号。此重合信号作为扇形区检测信号经由“与”门电路49加到最后扇形区检测装置40中的D触发器44的时钟输入端。结果，D触发器44的Q输出变为“1”。然后，此Q输出“1”作为最后扇形区检测阻断信号加到微处理器10。响应此最后扇形区检测阻断信号，在对扇形区7的存取完成后，一指示磁头6应移到下一磁道的标记信号置于微处理器10中。
通过接收此扇形区检测信号，ID预置计算器22的读数增加1是“8”;而扇形区数预置计算器32的读数减少1是“8”。当磁头6完成对物理扇形区7中的数据区域的存取时，微处理器10施加一为使磁头6移动到下一磁通即磁道1的电信号到传动机构8。结果，磁头6在传动机构8的操纵下移动到磁道1。
在磁道1中，每次磁头6依次读出物理扇形区8、9、10、11、12和13的ID区域时，因为这些物理扇形区不是最后扇形区，标记检测器42就输出一信号“0”到输出线46，并且因为些物理扇形区不是有缺陷的扇形区，标记检测器42也输出一“0”信号到输出线48。而且，ID寄存器24被依次用数值“8”、“9”、“10”、“11”、“12”和“13”加载，每次ID寄存器24加载时，比较器26输出一重合信号，响应此重合信号，“与”门电路49产生一扇形区检测信号。每当此扇形区检测信号产生时，ID预置计算器22的读数数值逐一增加，依次是“9”、“10”、“11”、“12”、“13”和“14”，而扇形区数预置计算器32的读数逐一减少依次是“7”、“6”、“5”“4”、“3”和“2”。
由于随后的物理扇形区14是一有缺陷的扇形区，“1”被记入指示其ID区域的位(位组0的位1)的有缺陷的扇形区，并且信号48成为“1”。结果，一种导致ID预置计算器22和扇形区数预置计算器32的读数分别增加和下降的信号不从“与”门电路49输出，因此ID预置计算器22的读数保持在“14”，而扇形区数预置计算器的读数保持在“2”。
由于物理扇形区14如上所述是有缺陷的，一逻辑扇形区数14被记入物理扇形区15的ID区域。同时，由于物理扇形区15是磁道1中的最后扇形区，“1”被记录在其ID区域中位组0的位0中。当此位0被用磁头6读出时，最后扇形区检测装置40中的标记检测器42输出一指示最后扇形区的信号“1”到输出线46。然后，此“1”信号经由线46加到D触发器44的D输入端。在位组0之后。当此扇形区15中ID区域的从1到3位组被依次用磁头6读出时，此ID寄存器24被用数值“14”加载。如上所述，由于ID预置计算器22的读数数值被调整到“14”，比较器26输出一重合信号。此重合信号作为扇形区检测信号，经由“与”门电路49加到最后扇形区检测装置中的D触发器44的时钟输入端。结果，D触发器44的Q输出变为“1”。然后，将此Q输出“1”作为一最后扇形区检测阻断信号加到微处理器10。
通过接收扇形区检测信号，ID预置计算器22的读数增加1是“15”，而扇形区数预置计算器32的读数减少1。
当磁头6完成对物理扇形区15(即第二逻辑扇形区14)中数据区域的存取时，微处理器10施加一使磁头移动到下一磁道即磁道2的电信号到驱动机构8。响应此信号，驱动机构8移动磁头到磁道2。
由于磁道2中第一物理扇形的逻辑扇形区15不是最后物理扇形区，在其ID区域中位组0的位0被调整到“0”。因此，当此位0被用磁头6读出时，最后扇形区检测装置40中的标记检测器42输出一指示此扇形区不是最后扇形区的“0”信号到线46。而且，由于此逻辑扇形区15，即物理扇形区16，不是有缺陷的扇形区，在其ID区域中的位组0的位1被调整到“0”。从而，当此位1被用磁头6读出时，标记检测器42输出一“0”信号到输出线48。结果，该物理扇形区16没有显示是有缺陷的扇形区，这就使物理扇形区16中的数据是可利用的。
当磁头6依次读出物理扇形区16中ID区域的从1到3位组时，ID寄存器24用数值“15”加载。如上所述，ID预置计算器22的读数被调整到“15”，因此，比较器26输出一重合信号。此重合信号作为一扇形区检测信号，经由“与”门电路44加到预置计算器22、扇形区数预置计算器32等。通过接收重合信号，ID预置计算器22的读数增加1是“17”，而扇形区数预置计算器32的读数减少1是“0”。
当扇形区数预置计算器的读数变为“0”时，“0”信号被输出到计算器32的所有输出位线。一接收到这些“0”信号，“或非”门电路34就输出一“1”信号作为“或非”信号。然后将此“1”信号作为一存取完成检测阻断信号加到微处理器10。结果，微处理器10被告知，按照主计算机12给出的指合，处理已经完成。
如上文所说，当磁性硬磁盘控制装置必须对多磁道存取时，微处理器10不需要对电阻器(应为寄存器-译者)逐一调整能存取每个磁道的扇形区数。因此，微处理器的负荷能减少，对这样扇形区存取所需要的存取时间能被有效地缩短。因而，微处理器10不需计算能存取每个磁道的扇形区数，这就使微处理器10的负荷减少。
所以，在按照本发明的上述磁性硬磁盘控制装置的实施例中，包括在磁道的每个最后扇形区的ID区域中的位组0的位0分配给指显位的最后扇形区。然而，ID区域中的任何位都可以分配给指示位的最后扇形区。
进而在上述实施例中，标记检测器42和D触发器44被结合以形成最后扇形区检测装置40。然而，请注意，本发明不限于这样的实施例，在最后扇形区指示位读出信号蔑输入到其中之后，任何产生一固定周期预定信号的装置都可作为最后扇形区检测装置40。
并且，在上述实施例中，存取完成检测装置30由扇形区数预置装置32和“或非”门电路34组成。但本发明不限于这种结构。例如，存取完成检测装置30可以由所被存取的物理扇形区数都预置其中的电阻器(应为寄存器-译者)、每次每个物理扇形区被检测其读数数值增加1的计算器、和用以使所说的计算器读数同所说的电阻器(应为寄存器-译者)数值比较的比较器组成。总之，任何能检测对所有被存取的扇形区完成存取的装置都可以取代存取完成检测装置30。
此外，上述实施例涉及一磁性硬磁盘，但本发明不限于这样一种应用，也可以应用任何扇形区方式磁盘，例如磁性软磁盘、磁光磁盘、光学磁盘或其类似物。
按照本发明，当扩展到多磁道的读或写被完成时，转换磁道所需要的时间能被缩短，处理机的荷载能有效地减少。
附图的简要说明图1是一展示按照本发明的磁性硬磁盘控制装置的一种实施例的方框图;
图2是说明图1中磁性硬磁盘格式的一种例子的平面图;
图3是说明图2所示磁性硬磁盘的一个扇形区中ID区域和数据区域这两者的部分放大的平面图;
图4是一展示ID区域结构例子的图表;和图5是一展示ID区域中位组0结构的图表。
10-微处理器，20-物理扇形区检测装置，30-存取完成检测装置，40-最后扇形区检测装置，60-ID区域，70-数据区域。
权利要求
1.一种用以控制磁头对磁盘存取的磁盘控制装置，该磁盘有多个磁道，每个磁道有多个扇形区，其特征在于在所说的磁盘中每个磁道的最后扇形区中提供一最后扇形区指示装置；一种用以检测所说的最后扇形区指示装置以产生一最后扇形区检测信号的装置；一种磁头位置控制装置，用以响应所说的最后扇形区检测信号，终止磁头对磁道的存取，该磁道中所说的扇形区指示装置已被检测。
2.一种用以定位磁头在磁盘上位置的供助处理器操纵的磁盘控制装置，磁盘有多个磁道，每个磁道有多个扇形区，其特征在于在所说的磁盘中每个磁道的最后扇形区中提供有最后扇形区指示装置;和一种最后扇形区检测装置，该装置用以检测所说的最后扇形区指示装置以产生最后扇形区检测信号并将此最后扇形区检测信号作为一种阻断信号加至处理器。
3.按照权利要求2所说的磁盘控制装置，其特征在于它包括有一种扇形区检测装置，用以在每次被首先存取的扇形区或每个随后被存取的扇形区已用所说的磁头存取时，产生一扇形区检测信号，和一种存取完成检测装置，用以输出一阻断信号，在接收所说的扇形区检测信号时，借助被所说的磁头存取的扇形区数指示存取完成。
4.一种有多个磁道，每个磁道有多个磁形区的磁盘，其特征在于，在所说的磁盘中每个磁道的最后扇形区提供有最后扇形区指示装置。
5.按照权利要求4所说的磁盘，其特征在于所说的最后扇形区是一无缺陷扇形区。
6.按照权利要求1，2，3，4或5所说的磁盘控制装置，其特征在于，所说的最后扇形区指示装置是一记在最后扇形区的ID区域中的位信号。
全文摘要
当在多磁道上进行读和写时，磁道转移时间能被缩短，用以控制磁头位置的微处理器的工作荷载能减少。把最后扇形区识别装置的检测信号作为第一阻断信号提供给微处理器，微处理器响应此第一阻断信号，能终止磁头对其最后扇形区已被检测的磁道的存取，并移动磁头到下一个磁道。提供一扇形区检测电路以产生扇形区检测信号。提供一存取完成检测电路，该电路输出指示存取完成的第二阻断信号。此第二阻断信号表示被存取的最后磁道的最后扇形区的存取已完成。
文档编号G06F3/06GK1049739SQ9010717
公开日1991年3月6日 申请日期1990年8月23日 优先权日1989年8月24日
发明者中川羲弘, 沼田勉, 大垣一隆 申请人:国际商业机器公司