专利名称：响应于检测到错误而向磁性数据带重写码字对象的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及向磁带写数据，并且尤其涉及在原始已写数据中检测到错误的情况中重写数据。
背景技术：
在线性磁带开放(LTO)磁带驱动器中，采用被称为同步码字对象(SCO)的结构在磁带轨道上写入数据分组(每个数据分组包括数据块和相关开销)。SCO包括两个编码数据单元和附加的同步模式，每个编码数据单元具有相关联的报头。编码数据单元包括m个交织的Reed-Solomon码字，由术语码字交织_m( “CWI_m”)表示。在1至4代LTO中m = 2，并且SCO包括具有相关联的报头和附加的同步模式的两个CWI-2。在LTO中，具有相关联的报头的两个CWI-m的结构被称为码字对象(“CO”)。在LT0-1到LT0-4中，可以被写入的最小单元是T个CO的集合，其中T是同时被写入磁带上的物理轨道的数量。在磁带记录期间，可以通过使用“写时读”过程来检测错误，在该过程中，在写入数据之后立即读取并验证数据。如果检测到错误，则磁带驱动器重写相同的数据，以确保数据的至少一个正确实例存在于磁带上。在LTO 1-4标准中，由于可以被写入的最小单元是CO 集合，因而可以被重写的最小单元也是CO集合。在未来的几代LTO中，将通过增加码字对象的长度来改进格式效率。然而，用于重写码字对象的代价将以相应的方式增加。例如，在具有1680GB实际容量的盒式磁带中，可以为了重写CWI-2而保留平均 5%的容量或约80GB，这导致了标称(有用)容量为1600GB。如果被重写的SCO数量保持相同，则重写所需的空间加倍到约160GB，这将盒式磁带的标称容量再减少了约80GB，成为 1680-160 = 1520GB。盒式磁带容量中的此类损失是显著的。
发明内容
提供用于当在码字对象中检测到错误时向磁带重写数据的方法和装置。该方法包括形成第一同步的码字对象(SC0)，该第一同步的码字对象具有第一编码处理的用户数据单元和第二编码处理的用户数据单元和一个或多个同步模式。第一 SCO是第一 SCO集合中 T个SCO中的一个。第一用户数据单元是第一 SCO集合内的第一用户数据单元集合中的T 个用户数据单元中的一个，并且第二用户数据单元是第一 SCO集合内的第二用户数据单元集合中的T个用户数据单元中的一个，其中T是被同时写入数据的磁带上的物理轨道的数量。将第一 SCO集合写入磁带上的第一位置，并且在写入数据之后读取第一 SCO集合。当在用户数据单元的一个中检测到错误时，形成第二 SCO以包括用户数据单元集合，该用户数据单元集合具有有缺陷的用户数据单元，并且仅当在其他用户数据单元集合中的用户数据单元中没有检测到错误时，不包括该其他用户数据单元，第二 SCO是第二 SCO 集合中的T个SCO中的一个。继而，将第二 SCO集合重写到磁带中比第一位置靠后的位置。在某些实施方式中，编码处理的用户数据单元包括m个交织的Reed-Solomon码字 (CWI-m)和相关联的报头。在那些实施方式中的某些中，尽管m也可以等于其他数字，m =4或8。在其他实施方式中，一个或多个同步模式包括第一编码处理的用户数据单元之前的前向同步模式，第一用户数据单元和第二用户数据单元之间的再同步模式以及第二用户数据单元之后的反向同步模式。因此，保留在SCO中的合并更长用户数据单元(诸如双长度CWI-4)的效率，同时降低当在检测到错误之后必须重写数据的代价。
图1是可以利用其实现本发明的磁带驱动器的框图；图2示出了如LT0-4标准定义的、包含两个码字交织(CWI)字段的同步的码字对象(SCO)的结构；图3A示出了具有T = 16个SCO的SCO集合，该SCO具有图2中所示的结构，其中 T是磁带上的物理轨道的数量；图:3B示出了响应于检测到集合中的错误而向磁带上的稍后位置重写整个SCO集合；图4示出了用于改进效率的、具有两个双长度CWI-4的所提出的未来SCO的结构；图5示出了具有T = 16个提出的SCO的SCO集合，该SCO具有图4中示出的结构；图6示出了具有单个双长度CWI-4的提出的SCO的结构；图7示出了具有T = 16个SCO的SCO集合，该SCO具有图6中示出的提出的结构；图8A示出了本发明的SCO集合的结构；以及图8B示出了响应于在一个CWI-4中检测到缺陷而仅将CWI-4重写到磁带上的稍
后位置。
具体实施例方式已经将本说明书中描述的某些功能单元标记为模块，以便更特别地强调它们的实现独立性。例如，模块可以被实现为硬件电路，该硬件电路包括自定义VLSI电路或门阵列、 现有的半导体，诸如逻辑芯片、晶体管或其他分立组件。还可以以可编程硬件器件实现模块，该可编程硬件器件诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件等。还可以以由各类处理器执行的软件实现模块。标识的可执行代码的模块例如可以包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块，它们例如可以组织为对象、过程或函数。可执行代码的模块可以是单个指令或很多指令，并且甚至可以在不同程序中、跨越多个存储器设备而分布在多个不同代码段上。而且，本发明的所描述的特征、结构或特性可以在一个或多个实施方式中以任何合适的方式组合。在以下描述中，提供了多个特定细节，诸如编程、软件模块、硬件模块、硬件电路等的示例，以提供对本发明的实施方式的透彻理解。然而，相关领域技术人员将意识到，可以在不具有一个或多个特定细节的情况下、或利用其他方法、组件等来实践本发明。在其他情况中，没有详细示出或描述公知的结构、材料或操作，以避免模糊本发明的方面。图1是可以在其中合并本发明的数据磁带驱动器100的高级框图。通过主机接口102从主机(未示出)向驱动器100传输用户数据符号的流，该用户数据符号的流形成将记录到磁带上的数据集合。数据在Cl编码器104中经历第一次编码，并且被传送到DRAM缓冲器控制器106，该Cl编码器104可以是Reed-Solomon或其他类型的编码器。经Cl编码的数据在C2编码器108中经历第二次编码，并且被存储在DRAM缓冲器110中。随后将数据存储在SRAM缓冲器112中，并且根据预定标准在格式化器114中对其进行格式化。向写通道发送经格式化数据，并且继而向写磁头118发送该数据，写磁头118将该数据记录在磁带120上的T个物理轨道上。当从磁带120读回数据时，读磁头122检测数据并且向读通道传送该数据。继而， 在解格式化器126中对数据进行处理以生成码字对象(CO)，并且对其进行错误校验并在验证器128中验证。继而，对数据进行解码并且向请求主机发送所得的用户数据。图2示出了由LT0-4标准定义的、同步的码字对象(SCO) 200的结构。该SCO包括两字节前向同步模式204A、第一"h字节报头206A和第一 480字节CWI-2208A。接下来是四字节再同步模式204B，之后是第二十字节报头206B和第二 480字节CWI-2208B。最后两字节同步模式204C完成了 SCO。还示出了 32字节VFO模式202，从技术上说，其不是SCO标准的一部分。如图3A中所示，例如T= 16个SCO的SCO集合300被同时写入到数据磁带 120上相等数量的物理轨道。在报头之一或CWI-2字段之一的内容中检测到缺陷的情况中， 在沿磁带120较远的稍后位置处重写整个SCO集合300(300’ )(参见图3B)。转而参考图4，为了改进数据写入效率，将每个SCO 400中的每个CWI字段的长度从每个CffI-2 208A、208B(图2)的480字节加倍到每个CffI-4 408A.408B的960字节。 通过增加每个SCO中的用户数据量，降低了 VF0、同步和报头模式形式的相对开销量。表1 示出了当向双倍长度的CWI写入用户数据时效率的增益，其中通过将客户比特的数量除以 SCO中的总比特来确定效率。表1的第一列中速率-16/17调制编码的480字节CWI-2具有 (480X8比特)X (17/16) = 4080比特的大小，而表1的第二列中速率-16/17调制编码的 960字节CWI-4具有(960X8比特)X (17/16) = 8160比特的大小。应该领会，尽管在这里使用速率-16/17调制编码器提供了示例，但是可以使用其他调制编码器，诸如速率-32/33 调制编码器。在速率-32/33调制编码器的情况中，调制编码的480字节CWI-2和960字节 CWI-4的长度分别是3960比特和7920比特。而且，应该领会，尽管在这里使用具有四次交织的CWI提供了示例，但是可以利用多于四次交织(诸如六次、八次等)来形成CWI。本发明并不限于使用CWI-4并且可以在这里将术语“CWI-m”用于表示更一般的情况。更一般地， 术语“编码处理的数据单元”可以被用于描述各种用户数据结构，包括(但不限于)调制编码的CWI-m，其具有它的遵循数据处理(诸如压缩和可选的加密)的相关联的报头。表 权利要求
1.一种用于当在码字对象中检测到错误时向磁带重写数据的方法，包括形成第一同步的码字对象(SCO)，所述第一同步的码字对象具有第一编码处理的用户数据单元和第二编码处理的用户数据单元以及一个或多个同步模式，所述第一 SCO是第一 SCO集合中的T个SCO之一，所述第一用户数据单元是所述第一 SCO集合内的第一用户数据单元集合中的T个用户数据单元之一，并且所述第二用户数据单元是所述第一 SCO集合内的第二用户数据单元集合中的T个用户数据单元之一，其中T是被同时写入数据的所述磁带上的物理轨道的数量；向磁带上的第一位置写入所述第一 SCO集合； 在写入数据之后立即读取所述第一 SCO集合； 在所述用户数据单元的一个中检测错误；形成第二 SCO以包括所述用户数据单元集合，所述用户数据单元集合具有有缺陷的用户数据单元，并且仅当在其他用户数据单元集合中的用户数据单元中没有检测到错误时， 不包括所述其他用户数据单元，所述第二 SCO是第二 SCO集合中的T个SCO之一；以及将所述第二 SCO集合重写到所述磁带上比第一位置靠后的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中每个用户数据单元包括调制编码的交织调制编码的Reed-Solomon码字(CWI_m)和相关联的报头。
3.根据权利要求2所述的方法，其中m= 4。
4.根据权利要求2所述的方法，其中m= 8。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述Reed-Solomon码字是240字节长度。
6.根据权利要求2所述的方法，其中利用速率-32/33调制编码器对所述交织调制编码的Reed-Solomon码字进行编码。
7.根据权利要求2所述的方法，其中每个用户数据单元包括7920比特。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个同步模式包括所述第一编码处理的用户数据单元之前的前向同步模式，所述第一用户数据单元和第二用户数据单元之间的再同步模式，以及所述第二用户数据单元之后的反向同步模式。
9.一种用于向磁带的T个轨道同时写入数据的数据磁带驱动器，包括 主机接口，通过所述主机接口接收包括数据集合的用户数据符号流； Cl编码器，耦合至所述主机接口的输出以生成Cl编码的数据；C2编码器，耦合至所述Cl编码器的输出以生成C1/C2编码的数据； 格式化器，耦合至C2编码的输出以根据预定标准来格式化所述C1/C2编码的数据； 写通道，包括写磁头，用于向所述磁带上的T个物理轨道同时写入格式化的数据； 读通道，包括读磁头，用于在已经写入数据之后立即从所述磁带读取所述数据； 解格式化器，用于根据从所述磁带读取的所述数据生成码字对象，所述码字对象包括第一同步的码字对象(SCO)，其具有第一编码处理的用户数据单元和第二编码处理的用户数据单元以及一个或多个同步模式，所述第一 SCO是第一 SCO集合中的T个SCO之一，第一用户数据单元是所述第一 SCO集合内的第一用户数据单元集合中的T个用户数据单元之一，并且第二用户数据单元是所述第一 SCO集合内的第二用户数据单元集合中的T个用户数据单元之一；以及CO验证器，可操作用于在所述用户数据单元的一个中检测错误；引导所述格式化器形成第二 SCO以包括所述用户数据单元集合，所述用户数据单元集合具有有缺陷的用户数据单元，仅当在其他用户数据单元集合中的用户数据单元中没有检测到错误时，不包括所述其他用户数据单元，所述第二 SCO是第二 SCO集合中的T个SCO之一；以及弓丨导将所述第二 SCO集合写入到所述磁带上比第一位置靠后的位置。
10.根据权利要求9所述的数据磁带驱动器，其中每个用户数据单元包括调制编码的交织Reed-Solomon码字(CWI_m)和相关联的报头。
11.根据权利要求10所述的数据磁带驱动器，其中m= 4。
12.根据权利要求10所述的数据磁带驱动器，其中m= 8。
13.根据权利要求10所述的数据磁带驱动器，其中所述Reed-Solomon码字是240字节长度。
14.根据权利要求10所述的数据磁带驱动器，其中利用速率-32/33调制编码器对所述交织调制编码的Reed-Solomon码字进行编码。
15.根据权利要求10所述的数据磁带驱动器，其中每个用户数据单元包括7920比特。
16.根据权利要求9所述的数据磁带驱动器，其中所述一个或多个同步模式包括所述第一编码处理的用户数据单元之前的前向同步模式，所述第一用户数据单元和第二用户数据单元之间的再同步模式，以及所述第二用户数据单元之后的反向同步模式。
17.一种可与可编程计算机一起使用的计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机程序产品具有包含于其中的计算机可读代码，用于向磁带重写数据，所述计算机可读代码包括用于以下的指令形成第一同步的码字对象(SC0)，所述第一同步的码字对象具有第一编码处理的用户数据单元和第二编码处理的用户数据单元以及一个或多个同步模式，所述第一 SCO是第一 SCO集合中的T个SCO之一，所述第一用户数据单元是所述第一 SCO集合内的第一用户数据单元集合中的T个用户数据单元之一，并且所述第二用户数据单元是所述第一 SCO集合内的第二用户数据单元集合中的T个用户数据单元之一，其中T是被同时写入数据的所述磁带上的物理轨道的数量；向磁带上的第一位置写入所述第一 SCO集合；在写入数据之后立即读取所述第一 SCO集合；在所述用户数据单元的一个中检测错误；形成第二 SCO以包括所述用户数据单元集合，所述用户数据单元集合具有有缺陷的用户数据单元，仅当在其他用户数据单元集合中的用户数据单元中没有检测到错误时，不包括所述其他用户数据单元，所述第二 SCO是第二 SCO集合中的T个SCO之一；以及将所述第二 SCO集合重写到所述磁带上比第一位置靠后的位置。
18.根据权利要求17所述的计算机程序产品，其中每个用户数据单元包括调制编码的交织Reed-Solomon码字(CWI_m)和相关联的报头。
19.根据权利要求18所述的计算机程序产品，其中m= 4。
20.根据权利要求18所述的计算机程序产品，其中m= 8。
21.根据权利要求18所述的计算机程序产品，其中所述Reed-Solomon码字是240字节长度。
22.根据权利要求18所述的计算机程序产品，其中利用速率-32/33调制编码器对所述交织调制编码的Reed-Solomon码字进行编码。
23.根据权利要求18所述的计算机程序产品，其中每个用户数据单元包括7920比特。
24.根据权利要求17所述的计算机程序产品，其中所述一个或多个同步模式包括所述第一编码处理的用户数据单元之前的前向同步模式，所述第一用户数据单元和第二用户数据单元之间的再同步模式，以及所述第二用户数据单元之后的反向同步模式。
25.一种用于部署计算基础设施的方法，所述计算基础设施包括将计算机可读代码集成到用于向磁带重写数据的计算系统中，所述方法包括形成第一同步的码字对象(SCO)，所述第一同步的码字对象具有第一编码处理的用户数据单元和第二编码处理的用户数据单元以及一个或多个同步模式，所述第一 SCO是第一 SCO集合中的T个SCO之一，所述第一用户数据单元是所述第一 SCO集合内的第一用户数据单元集合中的T个用户数据单元之一，并且所述第二用户数据单元是所述第一 SCO集合内的第二用户数据单元集合中的T个用户数据单元之一，其中T是被同时写入数据的所述磁带上的物理轨道的数量；向磁带上的第一位置写入所述第一 SCO集合；在写入数据之后立即读取所述第一 SCO集合；在所述用户数据单元的一个中检测错误；形成第二 SCO以包括所述用户数据单元集合，所述用户数据单元集合具有有缺陷的用户数据单元，仅当在其他用户数据单元集合中的用户数据单元中没有检测到错误时，不包括所述其他用户数据单元，所述第二 SCO是第二 SCO集合中的T个SCO之一；以及将所述第二 SCO集合重写到所述磁带上比第一位置靠后的位置。
26.根据权利要求25所述的方法，其中每个用户数据单元包括调制编码的交织 Reed-Solomon码字(CWI_m)和相关联的报头。
27.根据权利要求沈所述的方法，其中m= 4。
28.根据权利要求沈所述的方法，其中m= 8。
29.根据权利要求沈所述的方法，其中所述Reed-Solomon码字是240字节长度。
30.根据权利要求沈所述的方法，其中利用速率-32/33调制编码器对所述交织调制编码的Reed-Solomon码字进行编码。
31.根据权利要求沈所述的方法，其中每个用户数据单元包括7920比特。
32.根据权利要求25所述的方法，其中所述一个或多个同步模式包括所述第一编码处理的用户数据单元之前的前向同步模式，所述第一用户数据单元和第二用户数据单元之间的再同步模式，以及所述第二用户数据单元之后的反向同步模式。
全文摘要
在磁带上的写后读操作期间形成第一SCO，该第一SCO包括两个编码处理的用户数据单元并且是第一SCO集合中T个SCO中的一个。用户数据单元的每个分别是第一SCO集合内第一用户数据单元集合和第二用户数据单元集合中T个用户数据单元中的一个。将第一SCO集合写入磁带并且立即读取。当在用户数据单元的一个中检测到错误时，形成第二SCO以包括第一用户数据单元，仅当在其他用户数据单元集合中的用户数据单元中没有检测到错误时，不包括该其他用户数据单元，第二SCO是第二SCO集合中T个SCO中的一个。继而，稍后将第二SCO集合重写到磁带上的稍后位置。
文档编号G11B20/18GK102265346SQ200980152215
公开日2011年11月30日 申请日期2009年11月17日 优先权日2009年1月9日
发明者P·西格, R·D·西德西扬, T·米特尔霍尔泽, 田中启介 申请人:国际商业机器公司