磁带数据存储驱动器和提供诊断信息的服务提供方法

专利名称：磁带数据存储驱动器和提供诊断信息的服务提供方法
技术领域：
本发明涉及数据存储磁带盒，尤其涉及数据存储磁带盒的可靠性和维护方便性。
背景技术：
数据存储磁带盒和向数据存储磁带盒读写数据的磁带数据存储驱动器一般是提供长期信息存储的可靠手段。数据通过磁带数据存储驱动器被写入数据存储磁带盒，然后一般从驱动器中取出磁带盒，并将其存储在自动数据存储库的存储架中，和/或将磁带盒放到一个长期存储设施中，并且可以在将来某个时候由另一个磁带数据存储驱动器来读取。假如一个或多个应用不遍访(cycle through)多个驱动器，例如，所有的作业都开始于同一个驱动器，并且如果该驱动器正忙于做下一个，那么数据传输过程中的差错(例如源于有缺陷的磁带盒)将集中在第一个驱动器中。因此，就会假定问题在于磁带数据存储驱动器，导致驱动器被替换，并让驱动器供应商负担保修费用，上述问题可能导致被替换并退回的驱动器“未发现任何缺陷”。一种方法是中断出现数据差错的应用，以将证实有差错的磁带盒从一个驱动器移动到另一个驱动器，并在另一个驱动器中测试所述磁带盒。这种方法不一定是驱动器和磁带盒的用户乐于使用的。

发明内容
提供了磁带数据存储驱动器、处理器、维护方法和计算机程序产品，用于提供有关磁带的诊断信息。诊断信息是关于具有被配置为用来检测并且磁道跟踪磁带上的伺服磁道的磁道跟踪伺服装置的磁带数据存储驱动器的，使得当驱动系统相对于磁带读头和写头移动磁带时，至少一个磁带读头和写头可以对磁带进行数据读和/或写。
本发明的一种实施方案的步骤包括将磁带数据存储驱动器设置为写模式，写模式名义上是用于在磁道跟踪伺服装置检测并且磁道跟踪磁带的伺服磁道的同时，操作写通道来写数据；在写模式中扫描磁带的伺服磁道，但是不写数据；使用写模式的标准来检测伺服误差；并且将检测到的伺服误差的信息写入日志。
在本发明进一步的实施方案中，检测伺服误差的步骤包括检测在写模式标准下足以使磁带数据存储驱动器停止写操作的伺服误差。
本发明的另一个实施方案还包括以下步骤将写入日志的检测到的伺服误差的信息记录到含有所述磁带的数据存储磁带盒的内务管理区(housekeeping area)。
在本发明的另外一个实施方案中，扫描伺服磁道的步骤包括至少对伺服磁道中最顶部和最底部的伺服跟踪位置进行扫描。
为了更充分地理解本发明，要结合附图来阅读以下详细的描述。


图1是可以实现本发明的磁带数据存储驱动器的实施方案的框图；图2是图1的磁带数据存储驱动器的磁带头以及具有多个伺服磁道的磁带的一段的示意图；图3是伺服传感器(servo transducer)在跟踪图2中的伺服磁道之一时的图形表示，以及它所生成的伺服输出信号和对应的信号间隔的图形表示；图4是具有多个图1中的磁带数据存储驱动器的自动数据存储库的等轴图示；并且图5是描绘根据本发明的方法的实施方案的流程图。
具体实施例方式
下面参考附图来描述本发明的优选实施方案，其中相近的标号代表相同或相似的元件。虽然参照用于实现本发明的目的的最佳方式来描述本发明，但是本领域的技术人员将会理解根据这些教导可以完成多种变体方案，而不会偏离本发明的精神和范围。
参考图1，图解说明了可以实现本发明的多个方面的磁带数据存储驱动器10。磁带数据存储驱动器提供了相对于数据存储磁带盒11的磁带14来读写信息的手段。
数据存储磁带盒提供了在磁带上存储要保存的数据，并且随后进行读取的手段。此外，数据存储磁带盒可以在磁带驱动器之间相互交换，使得在一个磁带驱动器上被写的磁带可由另一个磁带驱动器来读取。
本领域的技术人员将会理解，数据存储磁带盒11包括缠绕在一个或两个卷轴15、16上的一定长度的磁带14。
图示了单卷数据存储磁带盒11，它的例子是遵从线性磁带开放(LTO，Linear Tape Open)格式的磁带盒。磁带数据存储驱动器10的一个例子是基于LTO技术的IBM3580Ultrium磁带驱动器。单卷磁带数据存储驱动器及相关磁带盒的另一个例子是IBM3592TotalStorage Enterprise磁带驱动器以及相关的磁带盒。双卷磁带盒的例子是IBM3570磁带盒及相关的驱动器。
另外本领域的技术人员还可以理解，磁带数据存储驱动器10包括用于根据在接口21或接口33接收到的命令来操作磁带驱动器的记录系统的一个或多个控制器18。控制器一般包括带有存储器19的逻辑和/或一个或多个微处理器，其中存储器19用于存储信息以及用于操作微处理器的程序信息。这里，“处理器”可以包括用于响应程序指令的任何适当的逻辑、微处理器以及关联的存储器，并且关联的存储器可以包括固定的或者可重写的存储器或数据存储设备。程序信息可以经由接口21，经由接口33，或者通过从磁带盒中读取，或者通过其他适当的手段被提供给控制器或存储器。磁带数据存储驱动器10可以构成一个独立的单元，或者可以构成自动数据存储库或其他子系统的一部分。磁带数据存储驱动器可以通过库或者通过网络直接耦合到主机系统，并且采用小型计算机系统接口(SCSI)、光纤通道接口等作为接口21和/或33。
数据存储磁带盒11可以被插入磁带数据存储驱动器10并由磁带驱动器载入，使得当磁带在驱动卷轴15、16旋转的一个或多个马达的作用下纵向移动时，记录系统的一个或多个读和/或写磁带头23以信号的形式对磁带14读和/或写信息。
数据存储磁带盒11还可以包括磁带盒存储器12，它存储有关磁带盒的信息(例如，磁带盒是否已被初始化)以及有关磁带盒的出厂信息，并且可以存储内务管理信息。磁带数据存储驱动器利用无线通信接口13与磁带盒存储器12通信，以针对磁带盒存储器读和/或写信息，它还与驱动器控制器18进行通信。
另外参考图2，磁带14一般包括多个平行的磁道或者多组磁道，它们被纵向的伺服磁道41、42、43和44隔开。在一些格式(例如LTO格式)中，磁道被排列为本领域的技术人员公知的独立的匝(wrap)的来回蛇形盘旋图案。磁带头23一般包括多个独立的元件，它们对多个平行的数据磁道进行数据读和/或写，该磁带头还配备有横向上偏离读和/或写元件17的单独的伺服传感器或者多个伺服传感器20、24，使得当伺服传感器磁道跟踪伺服磁道时，读和/或写元件17被沿着数据磁道引导。
图1的磁带数据存储驱动器10的伺服系统26相对于磁带14横向移动磁带头23，用以访问磁道或磁道组，同时磁道跟踪伺服磁道，使得读和/或写元件17与被访问的数据磁道保持对齐。本领域的技术人员也知道，一组磁道可以被称为“匝(wrap)”，伺服系统可以包括匝控制系统，用于使磁带头23横向移动来访问匝，例如在BOT(带首)和EOT(带尾)处，并且伺服系统还可以通过马达驱动器29来控制马达25的操作，以上两种控制都是响应于控制器18的指令。
控制器18还利用本领域的技术人员公知的缓冲器30、读通道31和写通道32，为将要从磁带中读出或者将要写入磁带的数据提供数据流和格式化程序(formatter)。
另外参考图3，至少包括马达25、马达驱动器29和卷轴15、16的驱动系统相对于磁带头23纵向移动磁带14，使得当伺服传感器跟踪图2中的伺服磁道之一(例如伺服磁道41)时，伺服传感器20将会追踪路径35。图3中所示的典型的伺服磁道属于美国专利No.5,689,384(其内容通过在此引用合并到本申请中)中所描述的类型，它包括在横跨伺服磁道的宽度方向的超过一个的方位取向上记录的变换图案，这些图案因此不是平行的。由于伺服传感器20与伺服图案的宽度相比较小，所以当伺服传感器20横向移动穿过伺服磁道时，在横跨这样的图案的宽度方向的任一点进行读取所获得的信号27的时间28都是连续变化的。通过导出图3中两个伺服图案间隔A和B之比而实现横向位置感测，因此这种感测对于磁带速度是不敏感的。
伺服系统可以提供寻找并且磁道跟踪单独的伺服跟踪位置的能力。例如，在图3中，路径35代表几个独立的伺服跟踪位置之一，路径36代表独立的伺服跟踪位置的最顶部，而路径37代表最底部的伺服跟踪位置。信息也可以被编码为伺服信息，如本领域的技术人员所公知的，例如纵向定位信息。
图1的伺服系统26或者可以包括任何适当的用于提供横向磁道跟踪能力的其他系统，如本领域的技术人员所公知的，例如基于幅度的系统，象在合并到本申请中的美国专利No.6,798,607中所讨论的那样。
与伺服传感器20的预期位置之间的偏移被称为定位误差，该偏移的伺服信号被称为定位误差信号(PES)。伺服系统因而试图让PES达到一个预期值，从而准确地磁道跟踪伺服磁道。伺服磁道无论是基于时间的还是基于幅度的都可以在单个伺服磁道上实现几个伺服跟踪位置。如上所述，独立的伺服跟踪位置可以包括每个磁道中的中央伺服跟踪位置35、最顶部伺服跟踪位置36、最底部伺服跟踪位置37以及一个或多个中间伺服跟踪位置。
一般地，在读通道31和写通道32之间区别对待磁道跟踪中的误差，这是因为读动作不影响磁带14上存在的数据，而偏离磁道的写操作会有风险覆写相邻磁道上的已有数据。因此，在写操作中的标记伺服误差的标准要比在读操作中使用的标准更加严格，并且磁带驱动器可以被配置为检测大得足以有风险覆写相邻磁道的伺服误差，例如不连续的伺服信号或者未被正确读取的伺服信号，藉此使磁带数据存储驱动器停止写操作。本领域的技术人员都可以理解，这样的伺服误差可能起源于磁带中的缺陷，起源于伺服传感器的信号不良，或者起源于与驱动器或者磁带有关的其他原因。伺服误差的例子包括低幅度伺服信号、超出期望参数之外的定位误差信号(PES)、未被读取或者超出期望参数之外的纵向定位(LPOS)误差等。在写模式中，误差可能大到足以引起磁带数据存储驱动器停止写操作。
参考图4，图示了自动数据存储库50的一种实施方案，它被配置来访问数据存储介质，例如磁带盒，并且它包括多个用于存储磁带盒的存储架56以及多个用于对磁带盒进行数据读和/或写的磁带数据存储驱动器10。库50还包括至少一个用于在存储架56和磁带数据存储驱动器10之间传送磁带盒的机器人存取器58。机器人存取器58包括用于抓取一个或多个磁带盒的抓取组件60，并且可以包括存取器感测器62，用于读取与磁带盒或者库有关的识别信息。
库50还包括一个或多个控制模块64，用于操作库并且与一个或多个主机系统通信，并且库50例如可以在图1的接口21处与磁带数据存储驱动器10通信。或者，磁带数据存储驱动器10可以直接与一个或多个主机系统通信，而库到一个或多个主机系统例如可以在图1的接口33处通过磁带驱动器通信来进行。控制模块还可以包括用户接口，例如基于web的接口，它允许用户与库进行交互。此外，库可以提供用于与库控制模块通信的操作员面板53。自动数据存储库的例子包括IBM3584磁带库，自动数据存储库的另一个例子包括IBM3594磁带库。
如上所述，在读或写磁带盒中检测到的误差可能来源于磁带或磁带数据存储驱动器中的缺陷。图4的自动数据存储库50的(一个或多个)应用或者使用库之外的多个驱动器的任意应用可能不会遍访多个驱动器10。例如，所有的作业都开始于同一个驱动器，并且如果该驱动器正忙于做下一个。在这种情况下，例如因有缺陷的磁带盒引起的数据传输过程中的差错将会集中在第一个驱动器中。因此，就会假定问题在于磁带数据存储驱动器，导致该驱动器被替换并且由驱动器供应商承担保修费用，但这可能导致被替换并退回的驱动器“未发现任何缺陷”。
根据本发明的实施方案，图1的磁带数据存储驱动器10被配置为在写模式中，操作写通道32和伺服系统26来写数据，同时磁道跟踪伺服装置检测并且磁道跟踪磁带14的伺服磁道；并且磁带数据存储驱动器还被配置为在写模式中扫描磁带的伺服磁道，但是不写数据，并且使用写模式的标准来检测伺服误差；并且还被配置来将检测到的伺服误差的信息写日志到例如存储器19中。
参考图1到5，根据本发明的方法的一种实施方案开始于步骤61，例如，每当由磁带数据存储驱动器初始化磁带盒11的时候开始该方法。初始化过程可以由主机应用(例如通过接口33)来启动，或者可以由自动数据存储库的应用启动，或者由操作员(例如在操作员面板53上)启动，并且通过接口21来提供。例如，磁带盒的初始化或者初次使用可以被称为“零时刻(T0)”使用。在步骤63中，控制器18为磁带驱动器选择写模式，写模式名义上是在磁道跟踪伺服装置检测并且磁道跟踪磁带14的伺服磁道的同时，操作写通道32和伺服系统26来写数据。然而，在步骤65中，控制器18停用(deactivate)写操作，使得磁带数据存储驱动器被配置为即使在写模式中也不对数据磁道进行写操作。例如，禁止“写使能”信号，并且关闭数据校验。步骤63和65或者可以包括以下单个步骤选择特殊的非写模式，同时保持写模式下的伺服误差检测特性。
这样，在步骤63和65的写模式中，介质和伺服参数被设置为写操作中实际使用的。
在步骤67中，控制器操作磁带数据存储驱动器在写模式下扫描磁带的伺服磁道，而不写数据。在这种模式下，磁道跟踪伺服装置26检测并且磁道跟踪磁带14的伺服磁道，并且使用写模式的标准来检测伺服误差。写模式标准一般比读标准更加严格。写标准可以有几个成份，其中之一是针对定位误差信号(PES)。无论何时发生PES误差，驱动器都需要停止写操作，以避免覆写相邻的磁道(如上所述)，并且向前跳过一些距离，或者进行一个或多个误差恢复过程(ERP)，并且试图再次写数据。典型的PES误差包括伺服信号不连续，并且可能起源于凸起(embossment，表面变形)、信号丢失(drop outs)、皱纹、z折叠或者边缘损坏，其中的很多起因可以从误差恢复过程中识别出来。一般地，写模式为若干个可纠正误差设置阈值，并且如果达到或超过阈值，则标记误差。本领域的技术人员也可以实施其他写模式标准。
这里，这样的误差被命名为“伺服误差”。
在步骤68中，判断检测到的(一个或多个)伺服误差是否大到如果写通道32在写数据的话足以使系统会停止写操作。一个例子是前面所讨论的PES误差，此时由于有覆写相邻磁道的风险，所以写通道将会停止写操作。如果伺服误差足够大，那么在步骤69中，将伺服误差写入日志。或者，所有的伺服误差可以在步骤69中被写入日志，并且步骤68被省略，或者将步骤68用来将有关类型或重要性的标记或其他指示信息添加到写入日志的伺服误差中。步骤70检查扫描是否结束，如果还没有结束，则返回步骤67继续扫描，例如对另一个匝进行扫描。步骤70提供了继续扫描磁带的伺服磁道的能力，例如包括在独立的伺服磁道以及独立的伺服跟踪位置上，从“带首(BOT)”到“带尾(EOT)”扫描多次，使得每个磁道中的最顶部36和最底部37伺服跟踪位置都被扫描。
在步骤69中，伺服误差被写日志到例如控制器18的存储器19中。在步骤71中，写入日志的伺服误差的诊断信息或者写入日志的伺服误差的某一版本被写入数据存储磁带盒11的某一区域中，例如该区域已被留出来用于非数据的“内务管理”信息。这是通过驱动器将磁带定位于内务管理区的起点，并将诊断信息写入内务管理区的适当部分而实现的。这样，就可以将有关磁带盒的诊断信息保存在磁带盒中，并且可以供将来查看磁带盒的诊断伺服历史时使用。例如，以后的驱动器可以读取内务管理记录信息，并且在发生故障时在转储操作中提供该信息，用于故障分析的目的。此外，或者替换地，内务管理信息可以由无线接口13提供给磁带盒存储器12，并被保存在磁带盒中。在步骤73中，写入日志的伺服误差的诊断信息或者写入日志的伺服误差的某一版本例如通过接口33被传送到主机应用，或者通过接口21被传送到图4的自动数据存储库50，例如被传送到控制器64。按照这种方式，主机应用软件或者库50就可以跟踪每个驱动器10和/或每个磁带盒的伺服误差。
本发明的方法包括提供诊断信息的服务，并且可以用任何适当的形式来实施，其中之一包括被提供给可编程计算机处理器(例如图1的控制器18)的计算机程序产品。计算机程序产品可以包括PROM的固件，可以被存储在存储器中，和/或在接口21和/或接口33处从自动数据存储库或者主机系统被提供给磁带数据存储驱动器，从磁带盒或者利用其他手段被提供给磁带数据存储驱动器。
本领域的技术人员将会理解可以对图5中的步骤的顺序进行改变。此外，本领域的技术人员将会理解可以采用与这里所图示的布局不同的特定的组件布局。
虽然已经详细描述了本发明的优选实施方案，但是很清楚，本领域的技术人员可以作出多种修改和调整，而不会偏离在所附的权利要求中表述的本发明的范围。
权利要求
1.一种为磁带数据存储驱动器提供有关磁带的诊断信息的服务提供方法，所述磁带数据存储驱动器具有磁道跟踪伺服装置，该磁道跟踪伺服装置被配置为用于检测并且磁道跟踪磁带上的伺服磁道，使得当驱动系统相对于至少一个磁带读头和写头移动所述磁带时，所述至少一个磁带读头和写头可以对所述磁带读和/或写数据；所述方法包括以下步骤将所述磁带数据存储驱动器设置为写模式，所述写模式名义上是用于操作所述至少一个写通道和所述磁道跟踪伺服装置在检测并且磁道跟踪磁带的所述伺服磁道的同时写数据；在所述写模式中扫描磁带的所述伺服磁道，但是不写数据；使用所述写模式的标准来检测伺服误差；并且将所述检测到的伺服误差的信息写入日志。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述检测伺服误差的步骤包括检测在写模式下足以使所述磁带数据存储驱动器停止写操作的伺服误差。
3.如权利要求2所述的方法，还包括以下步骤将所述被写入日志的所述检测到的伺服误差的信息记录到含有所述磁带的数据存储磁带盒的内务管理区。
4.如权利要求2所述的方法，其中，所述扫描所述伺服磁道的步骤包括至少对所述伺服磁道中最顶部和最底部的伺服跟踪位置进行扫描。
5.一种磁带数据存储驱动器，包括至少一个磁带读头和写头；被配置为用来相对于所述至少一个磁带读头和写头移动磁带的驱动系统；磁道跟踪伺服装置，被配置为用来检测并且磁道跟踪磁带上的伺服磁道，使得当所述驱动系统相对于所述至少一个磁带读头和写头移动所述磁带时，所述至少一个磁带读头和写头可以对所述磁带读和/或写数据；至少一个读通道；至少一个写通道；所述磁带数据存储驱动器被配置为在写模式中，操作所述至少一个写通道和所述磁道跟踪伺服装置在检测并且磁道跟踪磁带的所述伺服磁道的同时写数据；并且所述磁带数据存储驱动器还被配置为在所述写模式中扫描磁带的所述伺服磁道，但是不写数据，并且使用所述写模式的标准来检测伺服误差；并且还被配置为将所述检测到的伺服误差的信息写入日志。
6.如权利要求5所述的磁带数据存储驱动器，被配置为检测包括下述伺服误差的伺服误差在写模式下足以使所述磁带数据存储驱动器停止写操作的伺服误差。
7.如权利要求6所述的磁带数据存储驱动器，被配置为将所述被写入日志的所述检测到的伺服误差的信息记录到含有所述磁带的数据存储磁带盒的内务管理区。
8.如权利要求6所述的磁带数据存储驱动器，被配置为扫描所述伺服磁道，包括至少对所述伺服磁道中最顶部和最底部的伺服跟踪位置进行扫描。
9.一种包含在计算机可读介质上的计算机程序产品，被配置为可与至少一个可编程计算机处理器一同使用，以便为磁带数据存储驱动器提供有关磁带的诊断信息，所述磁带数据存储驱动器具有磁道跟踪伺服装置，该磁道跟踪伺服装置被配置为检测并且磁道跟踪磁带上的伺服磁道，使得当驱动系统相对于至少一个磁带读头和写头移动所述磁带时，所述至少一个磁带读头和写头可以对所述磁带读和/或写数据；所述计算机程序产品包括使所述至少一个可编程计算机处理器将所述磁带数据存储驱动器设置为写模式的计算机可读程序代码，所述写模式名义上是用于操作所述至少一个写通道和所述磁道跟踪伺服装置在检测并且磁道跟踪磁带的所述伺服磁道的同时写数据；使所述至少一个可编程计算机处理器在所述写模式中扫描磁带的所述伺服磁道，但是不写数据的计算机可读程序代码；使所述至少一个可编程计算机处理器使用所述写模式的标准来检测伺服误差的计算机可读程序代码；以及使所述至少一个可编程计算机处理器将所述检测到的伺服误差的信息写入日志的计算机可读程序代码。
10.一种被配置为用来操作磁带数据存储驱动器的处理器，所述磁带数据存储驱动器具有磁道跟踪伺服装置，该磁道跟踪伺服装置被配置为用来检测并且磁道跟踪磁带上的伺服磁道，使得当驱动系统相对于至少一个磁带读头和写头移动所述磁带时，所述至少一个磁带读头和写头可以对所述磁带读和/或写数据；所述处理器被配置为用来操作所述磁带数据存储驱动器执行前述方法权利要求1-4之一的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种磁带数据存储驱动器和提供诊断信息的服务提供方法。对磁带数据存储驱动器和数据存储磁带盒的诊断包括磁带数据存储驱动器在写模式中具有比读模式中更严格的伺服误差检测。磁带数据存储驱动器被设置为写模式，写模式名义上是用于在磁道跟踪伺服装置检测并且磁道跟踪磁带的伺服磁道的同时操作写通道来写数据；在写模式中扫描磁带的伺服磁道，但不写数据；使用写模式的标准来检测伺服误差；并将检测到的伺服误差的信息写入日志。
文档编号G06F11/00GK1917072SQ20061010912
公开日2007年2月21日 申请日期2006年8月2日 优先权日2005年8月18日
发明者阿图罗·阿维拉·莫及卡 申请人:国际商业机器公司