用于以顺序访问的方式将数据写入盘驱动器的方法和设备的制作方法

专利名称：用于以顺序访问的方式将数据写入盘驱动器的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种盘驱动器。更具体地，本发明涉及一种要求顺序访问 的数据写入技术。
背景技术：
近年来，盘驱动器，其代表性实例为硬盘驱动器，不仅用于存储计算 机数据的文件设备，而且还用于存储诸如数字视频数据这样的流数据(亦 称"连续数据")的视频记录设备。
盘驱动器具有至少一个盘，其为磁记录介质。在该盘上设有大量同心 的磁道(柱面)。每个磁道被分成多个数据扇区。在盘驱动器中，以扇区 为单位对盘进行读/写访问，以便将数据从盘中读取或者将数据写入盘中。
在最近开发的各种盘驱动器中，磁道高密度地形成于盘上以增加记录 容量。任意两相邻磁道之间的距离(即磁道间距)因此变短。结果，当数 据被写入磁道时，该数据的 一部分覆盖写在相邻两磁道的与该磁道接壤的 那些部分中的数据。
如果这种数据覆盖重复发生的话，那么记录在两相邻磁道上的数据信 号将会变弱。在最坏的情况下，数据变弱至不再能够被读取的程度。为了
解决这个问题，例如在日本专利申请的KOKAI公开"否"2004-273060 中提出了一种方法。在该方法中，记录各磁道的数据写入次数，在次数达 到预设值的情况下，将数据从两相邻磁道中读取并且重新写入。
在上述现有技术参考文献所公开的方法中，各磁道的数据写入次数受 到限制，从而防止相邻磁道的数据被擦除。
诸如数字视频数据这样的流数据为连续的数据，并且常常会超过盘的
5单磁道存储容量。为了写入或者读取流数据，在很多情况下必须顺序访问 盘的相邻磁道。在这种顺序访问中，在各磁道的两相邻磁道上执行的数据 覆盖次数可被限制为例如1。在这种情况下，磁道间距可被减小，从而最 终增加盘的存储容量。
然而，在上述现有技术参考文献所公开的方法中，在各磁道的两相邻 磁道上执行的数据覆盖次数不能被限制为例如仅仅1次。

发明内容
本发明的目标是提供一种盘驱动器，其中数据在各磁道的两相邻磁道 上可被覆盖的次数受到限制，从而相对减小磁道间距，并且最终增加盘的 存储容量。
根据本发明的一个方面的盘驱动器包括盘，其具有用作数据记录区 域的多个同心磁道；头，其被配置成从盘中读取数据和将数据写入盘；快 速存储器，其被配置成存储数据，以及控制模块，其被配置用于从盘中读 取数据，将数据写入盘，和将数据写入快速存储器。控制模块确定待记录 在盘中和从主机系统中传出的被请求的数据是否为流数据(其足够大以致 于要写在地址连贯的区域中，所述地址连贯的区域对应于盘的至少两个相 邻磁道)，在被请求的数据为流数据时将包括被请求数据的起始地址的第 一单磁道数据项存入快速存储器，并且顺序地将第二至最后一个单磁道数 据项写入盘。
本发明的额外目标和优点将在下面的描述中得到陈述，并且在某种程 度上将从这种描述中变得显而易见，或者可通过本发明的实践而得知。本 发明的目标和优点可借助在下文中具体指出的手段或组合来实现和获得。


并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的这些附图示出了本发明 的实施例，并且与在上文中给出的总体描述和在下面给出的对实施例的详 细描述一同用于解释本发明的原理。图l是示出了根据本发明实施例的盘驱动器的构造的方框图2示出了根据该实施例的替换磁道管理表；
图3示出了根据该实施例的另一替换磁道管理表；
图4示出了当在该实施例中执行顺序访问时如何记录数据项；
图5示出了当在该实施例中执行顺序访问时如何记录数据项的另一
图6示出了当在该实施例中执行顺序访问时如何记录数据项的又一
图7示出了该实施例的基本操作，其示出了其中数据项被记录在盘中 的状态；
图8示出了该实施例的基本操作，其示出了如何将数据项存储在快速 存储器中；
图9A和9B示出了在该实施例中如何写入数据；
图10A和10B示出了在该实施例中如何写入数据的其他图11A和11B示出了在该实施例中如何写入数据的其他图12A和12F示出了在该实施例中写入流数据顺序；
图13示出了根据该实施例的流数据管理表；
图14A和14B示出了如何管理存储在设在该实施例中的快速存储器中 的数据；
图15示出了如何管理存储在设在该实施例中的快速存储器中的数据 的另一图16示出了在该实施例中流数据写入过程的流程图17示出了在该实施例中如何写入流数据的流程图18A和18B示出了在本发明的另一实施例中如何写入数据；以及
图19示出了根据所述另一实施例的替换磁道管理表。
具体实施例方式
本发明的实施例将参见附图进行描述。(盘驱动器的构造) 图l是示出了根据本发明实施例的盘驱动器的构造的方框图。
盘驱动器1是称为混合型盘驱动器的驱动器，其具有盘10和快速存储 器22,它们均用作记录用户数据的介质。盘10为磁记录介质。快速存储 器22为非易失性半导体存储器，更准确地，是能够以块为单位将数据重新 写入其中的快速电可擦可编程只读存储器(EEPROM)。除存储用户数据 的快速存储器22以外，盘驱动器1还具有另一快速存储器21 (为方便起 见，在下文中称为快速ROM)。快速ROM21在被_」微处理器(CPU) 19 访问时存储各种控制数据项。
盘10具有大量同心的磁道。每个磁道被分成多个数据扇区。对盘10 进行读/写访问，以便以扇区为单位从盘IO中读取数据或者将数据写入盘 10。
盘驱动器1还具有主轴电动机(SPM) 11、头12、致动器13和音圈 电动机(VCM) 14。主轴电动机11转动盘10。头12具有用于将数据写 入盘10的写头和用于从盘10中读取数据的读头。驱动器13保持头12。 当受到音圏电动4几14的驱动时，致动器13可沿盘10的径向方向(箭头方 向)在盘10上方移动头12。
进一步地，盘驱动器1具有头放大器15、读/写(R/W)信道16、緩 冲存储器17、电动机驱动器18、 CPU19，和盘控制器(HDC) 20。
正如在大多数情况下那样，头放大器15包括读放大器和写放大器。读 放大器放大读头从盘10中读取的读取信号。写放大器接收从读/写信道16 输出的写入信号，并且将其转换成写入电流。写入电流被供应给写头。读/ 写信道16是信号处理单元，并且具有读信道和写信道。读信道处理来自读 头的读取信号，并且将其解码成原始数据。写信道对主机系统2提供的写 入信号进行编码。
正如在大多数情况下那样，緩冲存储器17是动态随机存储器 (DRAM)。在受到盘控制器20的控制时，緩冲存储器17临时存储读取 数据或者写入数据。电动机驱动器18包括VCM驱动器和SPM驱动器。VCM驱动器控制音圏电动机14。 SPM驱动器控制SPMll。
CPU19为盘驱动器1中的主控制器，并且主要控制对盘10的读/写访 问。更准确地，CPU19确定盘10上方的目标位置，其中应该在该目标位 置上访问盘10以便能够将数据从盘10中读取或者将数据写入盘10，并且 控制电动机驱动器18的VCM驱动器，从而驱动致动器13并且最终执行 定位操作，将头12移至目标位置。在大多数情况下，定位操作包括寻道操 作和跟踪操作。在寻道操作中，头12被移动，从而接近目标位置。在跟踪 操作中，头12被定位在目标柱面、即目标位置上。
盘控制器20是控制读取/写入数据在盘驱动器1与主才几系统2之间的 传递的接口 。盘控制器20响应来自主机系统2的写入命令执行写入操作， 将从主机系统2中传出的写入数据写入盘10或者快速存储器22。更具体 地，根据写入命令，盘控制器20将写入数据临时存入緩冲存储器17，然 后将写入数据从緩冲存储器17转移到读/写信道16，以便能够将写入数据 写入盘10。另外，盘控制器20执行数据写入操作，其与根据本发明的顺 序访问同时发生。
此外，盘控制器20根据来自主机系统2的读取命令执行读取操作，因 此将存储在緩冲存储器17中的数据或者从快速存储器22中读取的数据传 递给主机系统2。盘控制器20根据来自主机系统2的读取命令执行对盘10 的读取访问。更具体地，盘控制器20将从盘10中读取并且被读/写信道16 解码的数据存储在緩冲存储器17中。 (此实施例的优点)
将参见附图4 - 8解释在根据此实施例的盘驱动器1中执行的数据写入 的原理。
图4示出了记录在各磁道中的数据在数据被写入下一磁道上时如何变 弱。假定数据A已被写入设在盘10上的磁道N+l。当数据B被写入下一 磁道N+2时，数据B的一部分写在记录在磁道N+1中的数据A上，如图 4所示。如果这种数据覆盖重复发生的话，所记录的代表数据A的信号将 会变弱。在最坏的情况下，数据A变弱至不再能被读取的程度。在普通类型的盘驱动器中，设在盘上的磁道间距被设置成所记录的数据在数据覆盖
已重复发生超过例如100000次之前不会被擦除。
图5是解释当在此实施例中执行顺序访问(在某些情况下，在下文中 称作顺序写入)时如何分别将数据项N+l至N+4写入磁道N+l至N+4的 图。如图5所示，当数据项N+4被写入磁道N+4时，数据项N+1至N+3 已经分别在位于一侧的相邻磁道中被覆盖过一次。在顺序写入中，各数据 项在位于一侧的相邻磁道中仅被覆盖一次，如图5所示。换句话说，由于 各数据项仅被覆盖一次，因此，即使磁道间距较短，在磁道中发生数据擦 除的可能性仍然极其低。
图6示出了在已分别将数据项N+l至N+4顺序写入磁道N+l至N+4 之后，如何将新的数据项X写入磁道N。在这种情况下，写在磁道N+l 中的数据项N+l ^^葭盖两次，第一次是被记录在位于磁道N+l —侧的磁道 N+2中的数据项N+2覆盖，然后是被记录在磁道N中的数据项X覆盖。 因此，代表数据项N+l的信号更有可能被擦除。甚至在这种情况下，只要 数据项N+l只被覆盖两次(第一次是4皮lt据项N+2覆盖，然后是被数据项 X覆盖)，那么在磁道N+1中发生数据擦除的可能性仍然较低，即使磁道 间i 巨较短。
鉴于此，本实施例提供一种数据写入方法，其中在顺序写入期间， 各数据项在位于两侧的两相邻磁道中仅#^盖 一 次。根据此实施例的数据 写入方法将参见图2、 3、 7和8，图9A和9B，图10A和10B，图11A和 IIB，图12A和12F，图13，图14A和14B，图15、 16和17进4亍详细解 释。
假定本实施例对盘10执行顺序写入，以将诸如电视节目的数字视频数 据这样的连续数据写入盘10的多个磁道、即地址连贯的区域中。在下文中， 这种连续数据将被称作流数据。该流数据是作为相对较大的连续数据进行 存储的。管理程序属性的数据和主机系统2的系统数据是比流数据小的数 据项，并且因此在某些情况下可被称作非流数据。
为了对盘10执行读/写访问，由主机系统2提供的逻辑地址(LBA)被顺序分配给包括在连续磁道中的扇区。即，连续的地址被分配给设在盘
10的一个数据记录表面上的用户区域中的所有磁道。因此，地址分配基于 这样的假定，即任何逻辑地址都决不会与下一地址不连续。但是，盘驱 动器1的设计可能基于这样的假定，即某些逻辑地址可以彼此不连续。 在这种情况下，可以仅通过在逻辑地址与下一地址不连续的任一位置上为 一个磁道提供非使用区域来实施本实施例。 (数据写入方法中的基本操作)
根据此实施例的数据写入方法中的基本操作将参见图7和8进行解释。
图7是示出了全部记录在根据本实施例的盘驱动器1的盘10中的两个 流数据项A和B以及两个非流数据项P-l和P-2的图。图8是示出了存储 在快速存储器22中的数据的图。
流数据项A和B已通过顺序写入的方式被写在多个彼此连续的磁道 中。磁道数据A-H是包含流数据A的起始地址的单磁道数据项。磁道数据 项A-N是除流数据项A以外的数据，并且是记录在与具有流数据项A的 结束地址的磁道相邻的磁道中的数据。与磁道数据项A-H类似，磁道数据 项B-H是包含流数据B的起始地址的单磁道数据项。与磁道数据项A-N 类似，磁道数据项B-N是除流数据项B以外的数据，并且是记录在与具有 流数据项B的结束地址的磁道相邻的磁道中的数据。
如上所述，流数据项A和B已被顺序写入。因此，它们仅分别在相邻 磁道的一侧上被覆盖一次。流数据项A和B可以分别在相同区域中被多次 写入。在这种情况下，这两个流数据项每次都净皮重新写入。因此，所记录 的代表该流数据项的信号的强度将不会下降。相比之下，分别记录在紧接 容纳流数据项A的磁道之前和之后的两个磁道中的两个数据项(即磁道数 据项A-H和磁道数据项A-N )以及分别记录在紧接容纳流数据项B的磁道 之前和之后的两个磁道中的两个数据项(即磁道数据项B-H和磁道数据项 B-N)在写入流数据项之后被再次覆盖。如果这些数据项根本就未被重新 写入的话，那么与流数据项A和B相比，它们更有可能被擦除。
因此，分别包括流数据项A和B的起始地址的磁道数据项A-H和B-H
ii未被写入根据此实施例的盘驱动器1的盘10中。而是将磁道数据项A-H 和B-H存储在用作替换记录区域的快速存储器22中，如图8所示。另夕卜， 还将分别位于容纳流数据项A和B的结束磁道之后的磁道中的磁道数据项 A-N和B-N存储在快速存储器22中。因此，数据在与流数据项A相邻的 两个磁道中被覆盖的次数减少，并且数据在与流数据项B相邻的两个磁道 中被覆盖的次数也减少。这能够防止记录在这些磁道中的数据被擦除。
如此被存储在用作替换记录区域的快速存储器22中的磁道数据项按 照图2所示的流数据管理表进行管理。该流数据管理表被存储在系统区域 中，系统区域被设在盘10上。被替换的任何磁道的序列号、磁道数据项的 大小、快速存储器22的起始地址以及链接数据项(1至X)被登记在流数 据管理表中。
链接信息是代表(一方面)被替换的磁道与(另一方面)快速存储器 22的块之间的关系的属性信息。(因此，链接信息标识保持磁道数据项的 块，并且体现这些块的设置次序)。由此，如果在快速存储器22中某一地 址与下一地址不连续的话，那么链接信息指示快速存储器22的哪个块保持 哪个磁道数据项。盘控制器20参照块使用管理表以l更将数据项保存在快速 存储器22中，其中管理表指出用作擦除单元的块。数据项被保存在在块使 用管理表中发现的空白块中。快速存储器22所具有的块(每个块能够容纳 例如128kB)的数量多至能够容纳记录在盘10中的最大单磁道数据(例如 600kB)。因此，快速存储器22能够保存被替换的磁道数据。
如图7所示，非流数据项P-l和P-2，其替换比单磁道数据小的数据， 可随便写入同一磁道。这些数据项P-l和P-2的重复写入次数可能比流数 据多。必然地，记录在与容纳非流数据项P-l和P-2的磁道相邻的磁道中 的数据项,皮擦除的几率会较高。因此，在本实施例中，可能净皮多次写入的 非流数据项P-l和P-2也存储在快速存储器22中。
在这种情况下，通过使用诸如图3所示那样的替换磁道管理表来管理 非流数据项P-l和P-2。这些数据项P-l和P-2并非以磁道为单位进行存储， 而是以扇区为单位进行存储。各数据项的逻辑地址(LBA)和大小必须与快速存储器的地址相关联进行登记。因此，数据项的被替换的逻辑地址
(LBA)、大小、快速存储器22中的开始地址以及链接数据项(1至X) 被登记在图3所示的替换磁道管理表中。在图3所示的管理表中，逻辑地 址(LBA )可被盘10上的物理地址所取代。 (数据写入方法的特殊实例)
图9A和9B，图10A和IOB，以及图11A和11B是解释如何与记录 在盘10中的流数据连续或者重叠地写入新的流数据的图表。
图9A示出了已经记录在盘10中的流数据项A (即起始磁道数据项 A-H)。如上所述，起始磁道数据项A-H和关于与结;^道相邻的磁道的 磁道数据项A-N被^^在快速存储器22中，而不是保存在盘10中。假定 除了已记录的流数据项A之外还写入新的流数据项(此后称做项C)。在 这种情况下，除被替换的起始磁道数据项A-H之外，流数据项C的起始磁 道数据项C-H也保存在快速存储器22中。因此，该数据未写入盘10的起 始磁道C-H，其在图9B中示出。存储在快速存储器22中的磁道数据项 A-N变成多余。由此，关于与流数据项C的结^道相邻的磁道的磁道数 据项C-N被保存，以取代磁道数据项A-N 。
假定除如图10A所示的已记录的流数据项A之夕卜，还要写入新的流数 据项C。即，如图10B所示，包括起始磁道数据项C-H的新流数据项C 被覆盖到流数据项A的中部。起始磁道数据项C-H并未写入盘10，而是 存储在快速存储器22中。存储在快速存储器22中的磁道数据项A-H变成 多余。磁道数据项A-N仍然存储在快速存储器22中，并且新的磁道数据 C-N被保存。
进一步地，假定数据覆盖如图11A所示的盘10中的整个流数据项A。 于是如图11B所示那样，将包括起始磁道数据项C-H的新流数据C重新 写入记录流数据项A的整个区域。起始磁道数据项C-H并未写在盘10中， 而是存储在快速存储器22中。均存储在快速存储器22中的磁道数据项A-H 和A-N变成多余。磁道数据项C-N与起始磁道数据项C-H —道被保存在 快速存储器22中。(流数据项的写入顺序)
将主要参见图12A - 12F以及图16和17的流程图来解释流数据项的 写入顺序。
首先，主机系统2确定盘10上的写入请求区域(写入访问区域)WR， 其中应保存流数据项，如图12A所示那样。注意该写入请求区域WR从 磁道(更准确地说，起始磁道)T-H的中间扇区延伸至磁道(更准确地说， 结束磁道)T-E的中间扇区。
如图16的流程图所示，盘驱动器1将来自主机系统2的写入请求的逻 辑地址转变成物理地址，其识别出设在盘10上的写入请求区域WR (方框 100)。为了保存初始的流数据，将第一磁道的数据T1存储在快速存储器 22中，如图12B所示(方框104，假设方框IOI中为"否")。CPU19和 盘控制器20共同执行盘10和快速存储器22的写入操作。在此实施例的以 下描述中，CPU19所执行的控制将不会与盘20所执行的控制有显著区别。 换句话说，所有的控制都将被视为是在盘驱动器l中执行的。
在发现来自主机系统2的写入数据代表用于一个或多个磁道的连续地 址时，盘驱动器1确定该写入数据为流数据。在这种情况下(假设方框105 中为"是")，盘驱动器l将写入数据登记在如图13所示的流数据管理表 中(方框106)。即，为了将写入数据重新登记为流数据，在快速存储器 22中标记出该写入数据的存储区域。然后将第一磁道的数据Tl存储在快 速存储器22中。
接着，盘驱动器1从盘10中读取数据T-Hb，其中数据T-Hb被记录 在起始磁道T-H中并且不同于待写入的数据(即，不同于数据Tl的数据 的一部分)。由此读取的数据T-Hb被存储在快速存储器22 (方框107 ) 中。此时，数据T-Hb被写入快速存储器22时应处的地址被记录在图2所 示的流数据管理表中(方框108)。
关于该磁道(即起始磁道T-H)的数据可存储在于快速存储器22中。 在这种情况下，此数据不再是必需的。快速存储器22的存储区域(存储块) 因此是自由区域(方框109)。如果磁道数据被发现是流数据，那么关于该流数据的第二磁道的磁道数据T2不必存储在快速存储器22中。因此， 磁道数据T2不必被存入快速存储器22。
盘驱动器1顺序地将关于紧接起始磁道T-H之后的第二磁道(即被替 换的磁道)的磁道数据项T2和关于在第二磁道后面的磁道的磁道数据项 写入设在盘10上的连续区域(方框110 )。作为被替换的磁道数据项Tl， 关于起始磁道T-H的数据被保存在快速存储器22中。
在来自主机系统2的最后一个写入请求之后经过预定时间，盘驱动器 l确定已将流数据全部写入。此后，盘驱动器l读取在如图12E所示的设 在盘10的结束磁道T-E中的写入区域外部记录的数据T-Eb，然后再将数 据T-Eb写入位于写入区域外部的同一区域。接着，盘驱动器l从紧接结 束磁道T-E之后的磁道T-N中读取数据，并且将此数据存储在快速存储器 22中，如图12F所示。然后，盘驱动器l终止流数据的写入过程。(此过 程的终止相当于将在下面描述的关闭状态过程)。
在收到来自主机系统2的写入请求(其请求写入关于紧接起始磁道 T-H (即被替换的磁道)之后的第二磁道的磁道数据项T2和关于在第二磁 道后面的磁道的磁道数据项)时，盘驱动器1顺序地将这些磁道数据项写 入"^殳在盘10上的连续区域，如图12D所示(方框102，假i殳方框101中为 "是")。此时，如果存在将被覆盖的被替换磁道，那么存储在快速存储 器22中的被替换的磁道数据不再是必要的。因此，盘驱动器1打开用于被 替换的磁道数据的存储区域(存储块)(方框103，假设方框111中为"是")。
如图13所示，流数据管理表存储流号、状态、写入逻辑地址(可选的 是写入物理地址)和相邻磁道的保存属性，它们被分配给所登记的流数据 项。在这些状态中，"打开"是指示流数据正被写入的属性数据。在收到 来自主机系统2的写入请求时，盘驱动器l参照写入逻辑地址，确定与写 入请求相关联的流数据项。如果写入请求与当前打开的流数据项相关，那 么盘驱动器1继续写入流数据项。在这些状态中，"关闭"是指示流数据 已被写入的属性数据。
如果在预定时间内均未有来自主机系统2的写入请求，盘驱动器1处于空闲状态下，此时盘驱动器1在图13所示的流数据管理表中将各个流数 据项的状态设为"关闭"。可选的是，盘驱动器1可以给各个流数据项指 定时间标记，并且可以在自最后一次访问流数据项起经过预定一段时间之 后将流数据项的状态设为"关闭"。盘驱动器l对任何被设成"关闭"状 态的流数据项执行如图12E或者12F所示的过程。当磁道数据项得到^ 时，相邻磁道的保存属性被设成"已保存"。
图17是一流程图，其解释了在盘驱动器l处于空闲状态时，将各个流 数据项的状态设为"关闭"的顺序。
如果有任何流数据项处于打开状态或者正在^L写入，并且在结束磁道 中存在自由扇区区域，那么盘驱动器1从盘10的结束磁道中读取数据，并 且将该数据写入结束磁道中(方框200至方框202 )。然后，如图12F所 示那样，盘驱动器1从紧接在结束磁道T-E之后的磁道T-N中读取数据， 并且将此数据存入快速存储器22 (方框203 )。 (对存储在快速存储器中的数据的管理)
图14A是解释如何将存储在快速存储器中的被替换的磁道数据往回写 入盘10的图。
如上所述，在此实施例中， 一些磁道数据项作为被替换的磁道数据被 存储在快速存储器22中，以便将这些流数据项顺序地往回写入(记录到) 盘10中。这减少了数据在与流数据记,道相邻的两个磁道中被覆盖的次 数。然而，在许多数量相对较小的流数据项被写入盘10中的情况下，会有 越来越多的被替换的磁道数据项被存储在快速存储器22中。结果可能会造 成快速存储器22中的有效空闲存储区域不足。不可避免地，在快速存储器 22不再能够写入更多的被替换的磁道数据项。
为了将更多的被替换的磁道数据项写入快速存储器22，根据此实施例 的盘驱动器1从快速存储器22中读取被替换的磁道数据项，并将它们往回 写入盘IO。注意应当按照顺序写入的模式将这些数据项往回写入盘10。 即，这些被替换的磁道数据项不能按照它们存入快速存储器22时的次序往 回写入盘10。更具体地，如图14B所示，盘驱动器1在与被替换的磁道A-N连续的 给定区域中执行顺序写入，其中磁道A-N位于记录流数据的磁道附近。此 时，盘驱动器1从快速存储器22中读取被替换的磁道数据并将该数据写入 盘10中的指定位置，并且从盘10中读取其他数据项并且在盘10的指定位 置上将它们顺序往回写入盘10 (方框141至方框143)。另外，如图14B 所示，盘驱动器1从紧接在已从中读取数据的磁道之后的磁道中读取数据， 并且将该数据存储在快速存储器22中。
由于盘驱动器1所执行的这个过程，当前记录在顺序写入区域中的被 替换的磁道数据不必存储在快速存储器22中。快速存储器22的指定用于 被替换的数据项的存储区域可被打开。这增加了快速存储器22的有效存储 容量，特别是在盘IO中的顺序写入区域较大的情况下。然而，这个过程给 盘驱动器1添加了负载。因此，希望盘驱动器1会根据快速存储器22的有 效存储容量来执行该过程，尽管没有来自主机系统2的命令。
图15是解释在快速存储器22没有空闲存储区域的情况下将流数据写 入盘10的过程的图表。然而在该实施例中，此过程并非绝对必要。在快速 存储器22没有空闲存储区域的情况下，代替地，可以执行在上文中参见图 14A和14B解释的过程。
如图15所示，除普通的用户数据区域10A之外，盘驱动器1还在盘 10上设置备用緩沖区域10B。緩冲区域10B专门用于顺序写入，并且由沿 盘10的径向方向连续的多个磁道构成。当快速存储器不再具有任何空闲存 储区域时，盘驱动器1将包括起始地址的流数据临时存储在緩冲区域10B 中(按照顺序写入模式)。当快速存储器22中出现空闲存储区域时，盘驱 动器1将该流数据从緩冲区域10B中读取并且以正确的地址将该流数据顺 序写入盘IO。此时，盘驱动器l将包括流数据的起始地址的单磁道数据项 存储在快速存储器22的有效空闲存储区域中。
随着上述过程继续进行，即使在快速存储器22没有空闲存储区域的情 况下，流数据也能够通过利用备用緩冲区域10B而顺序写入。当在快速存 储器22中出现空闲存储区域时，包括流数据的起始地址的单磁道数据可被存储在快速存储器22中。
因此在本实施例中，在将数据顺序写入各磁道的过程中，数据在与该 磁道相邻的两个磁道中被覆盖的次数受到限制，由此可以减小磁道间距。 这将最终增加盘的存储容量。 (另一实施例)
图18A、 18B和图19是解释本发明的另一实施例的图。根据该另一实 施例的盘驱动器1在构造上与图1所示的盘驱动器1相同，并且将不再示 出或者描述。
根据上述实施例的盘驱动器1将关于磁道的单磁道数据(其包括流数 据的起始地址)和关于与该磁道相邻的磁道的另一单磁道数据(其包括流 数据的结束地址)写入快速存储器22。相比之下，根据该另一实施例的盘 驱动器1关于盘10上的写入请求区域(在图18A中示出)的写入请求将 如图18B所示的包括流数据的起始地址的单磁道数据Tl和包括流数据的 结束地址的单磁道数据Te写入快速存储器22。
在此数据写入过程中，盘驱动器l使用如图19所示的替换磁道管理表。 与在图3中示出的替换磁道管理表不同，此替换磁道管理表示出了替换开 始的磁道号、替换开始的扇区号、替换结束的磁道号以及替换结束的扇区 号。所述另一实施例的设计基于以下假设，即各磁道中的最小序号的逻 辑地址在盘10的圆周方向上与其他任何一个磁道中的最小序号的逻辑地 址对齐。因此，记录在各磁道中的数据将在盘10上的仍未替换的两个相邻 磁道中净M盖。因此，如果各磁道中的最小序号的逻辑地址在圆周方向上 与其他任何一个磁道中的最小序号的逻辑地址不对齐，那么就不能使用所 述另一实施例。
总而言之，在将流数据顺序写入盘10上的任一磁道中时，流数据在该 磁道两侧的两个相邻磁道中受到覆盖的次数可被限制为例如一次。这能够 减小磁道间距，从而最终增加盘10的存储容量。此外，流数据的起始地址 上的单磁道起始数据被存储在快速存储器22中。快速存储器22因此能够 访问起始数据，以便在盘10上的头寻道(读访问)完成之前从头开始回放例如电5f见节目。这能够缩短回放模式下的响应时间。
而且，在数量上等于或小于单磁道数据的非流数据项(P-l和P-2)， 诸如属性数据项，也被存储在快速存储器22中。这有助于大大减少盘10 的净皮访问次数。
各个实施例的优点将得到更加详细地解释。
假定盘驱动器1具有存储容量为320GB的盘10。然后，如果数据在 各磁道两侧的两个相邻磁道中被覆盖的次数受到限制的话，盘10的实际存 储容量可增加约16%。即，盘10的存储容量可增至372GB。如果某一流 数据项代表5分钟的节目(3MB/s x 300s = 900MB)，那么具有盘10(其 具有增加的存储容量371GB )的盘驱动器1最多可存储412个流数据项。 由于每个磁道最多具有约600KB的存储容量，因此快速存储器22必须具 有494MB的存储容量，以便为每个流数据项保持两个磁道的数据。
如果快速存储器22具有约1GB的存储容量，如近年来研发的大多数 快速存储器那样，其存储容量的一般可被分配被替换的磁道数据，同时另 一半被分配给非流数据。
额外的优点和改进对于本领域技术人员而言将易于想到。因此，在更 宽泛的方面上，本发明不限于在此示出和描述的具体细节和代表性实施例。 相应地，可以进行各种改进而不会脱离如所提交的权利要求书及其等效物 所定义的总的发明构思的精神或者范围。
权利要求
1. 一种盘驱动器，其特征在于包括盘，其具有用作数据记录区域的多个同心磁道；头，其被配置成从盘中读取数据和将数据写入盘；快速存储器，其被配置成存储数据；以及控制模块，其被配置用于从盘中读取数据、将数据写入盘、和将数据写入快速存储器，其中，所述控制模块确定待记录在盘中和从主机系统中传出的被请求的数据是否为连续数据，其中所述连续数据足够大以致于要写在对应于盘的至少两个相邻磁道的地址连贯的区域中，在被请求的数据为连续数据时，将包括被请求数据的起始地址的第一单磁道数据项存入快速存储器，并且顺序地将第二至最后一个单磁道数据项写入盘。
2. 如权利要求l所述的盘驱动器，其特征在于所述控制模块将要 记录在与包括连续数据的结束地址的磁道相邻的磁道中的数据存入快速存 储器。
3. 如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于在将所述第一数据 项存入所述快速存储器之后，所述控制模块顺序地将第二至最后一个单磁 道数据项写入盘中，所述第二单磁道数据项是要记录在与包括被请求数据 的起始地址的磁道相邻的磁道中的数据项。
4. 如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于当被请求数据终止 于盘的最后磁道的中间部分，同时包括结束地址的数据正被写入所述最后 磁道时，所述控制模块首先从所述最后磁道中读取被请求数据的剩^P分， 然后将被所述请求数据的剩余部分写入盘的所述最后磁道。
5. 如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于如果即使在从将连 续数据或者被请求数据写入盘的时刻起经过预定一段时间之后仍然没有从 主机系统中接收到与该连续数据连续的数据，则所述控制模块确定该连续 数据已经全部写入。
6. 如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于如果即使在从将连 续数据或者被请求数据写入盘的时刻起经过预定一段时间之后仍然没有从 主机系统中接收到与该连续数据连续的数据，则所述控制模块确定该连续 数据已经全部写入，并且所述控制模块将在与包括该连续数据的结束地址 的最后磁道相邻的磁道中记录的数据存储在快速存储器中。
7. 如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于所述控制模块读取 存储在快速存储器中的数据，在记录连续数据的区域中的指定位置上将该 数据往回写入盘中，并且在该指定位置上从盘中读取连续数据，连续地将 该数据重新写入盘，从紧接在上次已从中读取数据的磁道之后的磁道中读 取数据，并且将由此读取的数据存入快速存储器。
8. 如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于所述控制模块在盘 上提供用于容纳连续数据的备用緩沖存储器，当在快速存储器中没有空闲 区域时将连续数据临时存储在该备用緩冲存储器中，当在快速存储器中具 有空闲区域时，从所述备用緩冲区域中读取连续数据，并在盘上的正确的 地址位置上写入该连续数据，以及，将包括连续数据的起始地址的第一单 磁道数据存储在快速存储器的有效空闲区域中。
9. 如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于所述控制模块将包一单磁道数据一起存储在快速存储器中。
10. —种将数据写入盘驱动器中的方法，其中所述盘驱动器具有盘、 头和用于存储数据的快速存储器，所述方法的特征在于包括确定待记录在盘中和从主机系统中传出的净皮请求的数据是否为连续数 据，其中所述连续数据足够大以致于要写在与盘的至少两个相邻磁道相对 应的地址连贯的区域中；在被请求的数据为连续数据时将包括被请求数据的起始地址的第 一单 磁道数据项存入快速存储器；并且顺序地将第二至最后一个单磁道数据项写入盘。
11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于还包括将要记录在与包括连续数据的结束地址的磁道相邻的磁道中的数据存 储在快速存储器中。
全文摘要
一种用于以顺序访问的方式将数据写入盘驱动器的方法和设备。盘驱动器具有盘(10)、控制器(19和20)、以及快速存储器(22)，要记录在盘(10)中的请求数据可以是连续数据。在这种情况下，包括被请求数据的起始地址的第一单磁道数据项被存储在快速存储器(22)中，并且第二至最后的单磁道数据项被顺序地写入盘(10)中。
文档编号G11B5/09GK101458932SQ200810169710
公开日2009年6月17日 申请日期2008年10月20日 优先权日2007年12月13日
发明者小岛秀一 申请人:株式会社东芝