JP2008217931A - ディスク装置およびこれを用いた測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記憶媒体の特定の物理セクタへの集中的な書き込み、消去を抑えたディスク装置およびこれを用いた測定装置を実現することにある。
【解決手段】複数の物理セクタからなり、物理セクタ単位で電子データを記憶する記憶媒体を有するディスク装置に改良を加えたものである。本装置は、記憶媒体の物理セクタそれぞれに論理セクタを割り当て、論理セクタと物理セクタとの対応関係を変更するセクタ交換部と、論理セクタの論理セクタ番号と物理セクタの物理セクタ番号との変換を行なう変換部とを設けたことを特徴とするものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の物理セクタからなり、物理セクタ単位で電子データを記憶する記憶媒体（例えば、半導体メモリ等）を有するディスク装置およびこのディスク装置を用いた測定装置に関し、詳しくは、記憶媒体の特定の物理セクタへの集中的な書き込み、消去を抑えたディスク装置およびこれを用いた測定装置に関するものである。

ディスク装置は、電子データを記憶する記憶媒体を有するものであり、例えば、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光磁気ディスク（ＭＯディスク等）、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ（フラッシュメモリ、ＵＳＢメモリ）等である。そして、ディスク装置は、電源をオフしても、記憶した電子データが消去されることがない。

このようなディスク装置は、例えば、電子計算機の一部品として内蔵または外付けされる。もちろん、電子計算機に限らず、測定装置、家電製品等のあらゆる電子機器の一部品として内蔵または外付けされる（例えば、特許文献１、２参照）。

ディスク装置の記憶媒体は、セクタと呼ばれる固定長の単位（記憶媒体における最小の記録単位）に分割される。そして、ディスク装置へのデータへの書き込み（消去を含む）や読み込みは、セクタ単位で行なわれる。

例えば、ディスク装置が内蔵された測定装置では、測定装置の測定条件（測定レンジ、信号の入力や出力のレベル等）や測定装置での処理手順を記述したプログラム等の様々な電子データが、電子ファイルとしてＲＡＭに一旦格納される。そして、ＲＡＭの電子ファイルをディスク装置の記憶媒体に保存することにより、測定装置の電源を切って再度電源をオンしても（もちろんディスク装置の電源もオフ、オンされる）、記憶媒体から電子ファイルの再読み出しができ、ＲＡＭに展開することができる。

これにより、ユーザは、測定条件を再度測定装置に設定したり、プログラムを再度打ち直すといった面倒な作業を軽減することができる。

図７は、ディスク装置を内蔵した従来の測定装置の構成を示した図である。図７において、ＲＡＭ１０は、測定条件等の電子ファイルＦ１が記憶される。ディスク装置２０は、複数の物理セクタＳ（０）〜Ｓ（ｎ）からなる記憶媒体２１を有する。記憶媒体２１のセクタＳ（０）は、記憶媒体２１に関する様々な情報を記憶した管理情報テーブルが配置される。

ファイルシステム部３０は、ＲＡＭ１０とディスク装置２０との間に設けられ、ＲＡＭ１０とディスク装置２０間で電子データの授受を行なう。例えば、書き込み時には、ファイルシステム部３０が、セクタ番号とデータブロックをディスク装置２０に出力し、ディスク装置２０が、指定されたセクタ番号のセクタにデータブロックを格納する。読み出し時には、ファイルシステム部３０が、セクタ番号をディスク装置２０に出力し、ディスク装置２０が、指定されたセクタ番号のデータブロックを返す。

なお、データブロックとは、セクタのデータ長に合わせたデータのかたまりのことである。

このような装置の動作を説明する。
まず、ＲＡＭ１０のファイルＦ１をディスク装置２０に書き込む動作から説明する。
ファイルシステム部３０が、ファイルＦ１のサイズを確認すると共に、図示しないインターフェース部（例えば、ＩＤＥコントローラ、ＳＣＳＩコントローラ等）を介してディスク装置２０の記憶媒体２１のセクタＳ（０）の管理情報テーブルを読み出す。

そして、ファイルシステム部３０が、管理情報テーブルの情報の１種類であるリンクリスト（物理セクタＳ（１）〜Ｓ（ｎ）の番号列）を参照してファイルＦ１を格納するための空きセクタ（図７では、セクタＳ（ｊ）、Ｓ（ｍ）（複数のセクタをセクタ群と呼ぶ））を決定し、これら空きセクタ群にデータブロックの割付を行なう。そして、ファイルシステム部３０が、インターフェース部（図示せず）を介してディスク装置２０の記憶媒体２１にセクタ番号Ｓ（ｊ），Ｓ（ｍ）とデータブロックとを出力し、空きセクタ群にデータブロックを書き込ませる。

書き込み終了後、ファイルシステム部３０が、インターフェース部を介して、記憶媒体２１のセクタＳ（０）のリンクリストやこれに関連した管理情報テーブル中の情報を更新する。

次に、ファイルＦ１の内容を読み出してＲＡＭ１０にコピーする動作を説明する。
ファイルシステム部３０が、インターフェース部（図示せず）を介してセクタＳ（０）の管理情報テーブルを読み出し、管理情報テーブル中のリンクリストを参照してファイルＦ１が記憶されているセクタ群のセクタ番号を取得する。ファイルシステム部３０が、ファイルＦ１が格納されるセクタＳ（ｊ），Ｓ（ｍ）からファイルＦ１のデータブロックを順番に読み出して連結し、ファイルＦ１の内容を完成させてＲＡＭ１０に書き込む。

特開平０４−１３９５４３号公報 特開２００６−２４４４１５号公報

ディスク装置２０の記憶媒体２１は、書き換えの回数が有限である。例えば、半導体メモリの一種である不揮発性メモリ（フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ等）の場合、書き換えの限度回数が１００万回程度であり、書き換え可能な回数が少ない。そして、この書き換え回数が記憶媒体２１の寿命にもなる。

ファイルシステム部３０によってディスク装置２０の記憶媒体２１の読み書きを行なう場合、管理情報テーブルは固定セクタ番号（通常は、セクタの先頭となるセクタ番号”０”（図７のセクタＳ（０）））に配置される。そして、管理情報テーブルの更新、すなわちセクタ番号”０”のセクタの書き換えは、記憶媒体２１へのファイルの書き込み（消去も含む）によって必ず発生する。

そのため、セクタ番号”０”のセクタの書き換え頻度が、他の番号のセクタに比べて著しく多くなり、セクタ番号”０”のセクタの書き換え回数によってディスク装置２０の寿命が決まってしまう。

また、セクタ番号”０”程の書き換え頻度ではないが、セクタ番号”０”以外のセクタであっても、ファイルシステム部３０によるセクタの選択が全セクタに対して均一でないため、特定のセクタに書き込みが集中する場合もある。そして、特定セクタの書き換え回数がディスク装置２０の寿命になってしまう。

特に、測定装置では、フラッシュメモリ等が機器に内蔵されるため、パソコンの外付けディスクのようにユーザが自ら交換することは困難である。そして、フラッシュメモリが壊れること自体が測定装置の故障となり、フラッシュメモリ等の記憶媒体２１の寿命がそのまま測定装置の寿命にもなりかねないという問題があった。

また、測定装置では、測定結果およびこの測定を行なった測定条件等のデータは非常に重要であるが、セクタ番号”０”の破損によりリンクリストも読み出せなくなり電子ファイルＦ１が記憶されるセクタ番号も不明となる。その結果、測定結果や測定条件等が読み出せないという問題があった。

そこで本発明の目的は、記憶媒体の特定の物理セクタへの集中的な書き込み、消去を抑えたディスク装置およびこれを用いた測定装置を実現することにある。

請求項１記載の発明は、
複数の物理セクタからなり、物理セクタ単位で電子データを記憶する記憶媒体を有するディスク装置において、
前記記憶媒体の物理セクタそれぞれに論理セクタを割り当て、論理セクタと物理セクタとの対応関係を変更するセクタ交換部と、
前記論理セクタの論理セクタ番号と前記物理セクタの物理セクタ番号との変換を行なう変換部と
を設けたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
記憶媒体は、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリであることを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
セクタ交換部は、前記論理セクタのうち論理セクタ番号が付与されていない論理セクタと論理セクタ番号が付与されている論理セクタとを交換することを特徴とするものである。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、
セクタ交換部は、論理セクタ番号が付与された交換先の論理セクタに対応する物理セクタの内容を、交換元の論理セクタに対応する物理セクタにコピーすることを特徴とするものである。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、
前記論理セクタ番号が付与されていない論理セクタは、全論理セクタのうち１個であることを特徴とするものである。
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、
論理セクタと物理セクタとの対応関係を示した番号を記憶する番号記憶部を有し、
前記変換部は、前記番号記憶部の番号を参照して前記論理セクタ番号と前記物理セクタ番号の変換を行ない、
前記セクタ交換部は、対応関係の変更を行なった場合、前記番号記憶部の番号を更新することを特徴とするものである。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、
番号記憶部は、
前記番号を記憶する物理セクタと、
この物理セクタにおけるビット値”０”または”１”のビット数を検出するビット数検出部と、
このビット数検出部の検出結果によって所望のビットのビット値を変更するビットクリア部と、
前記ビット数検出部の検出結果によって前記物理セクタの全ビットの消去を行なうセクタ消去部と
を設けたことを特徴とするものである。
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、
番号記憶部の物理セクタは、書き換え可能な不揮発性の半導体メモリに設けられることを特徴とするものである。
請求項９記載の発明は、
被測定対象からの信号の測定または被測定対象への信号の出力の少なくとも一方を行なう測定装置において、
測定または出力の少なくとも一方の測定条件を記憶する請求項１〜８のいずれかのディスク装置を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、セクタ交換部が、記憶媒体上で物理的に分割された物理セクタと、この物理セクタに仮想的に割り振られた論理セクタとの対応関係を変更するので、同一の論理セクタを指定して電子データの書き込みを行なっても、記憶媒体上の特定の物理セクタへの集中的な書き込み、消去を抑えることができる。従って、記憶媒体の寿命をのばすことができる。
また、このようなディスク装置を用いることで測定装置の故障を抑えることができる。

以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施例］
図１は、本発明の第１の実施例を示した構成図である。ここで、図７と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。
図１において、ディスク装置４０がディスク装置２０の代わりに設けられる。ディスク装置４０は、記憶媒体４１、番号記憶部４２、変換部４３、セクタ交換部４４が設けられ、ファイルシステム部３０からの指示に従って、記憶媒体４１のセクタへの電子データの読み出し、書き込み、消去等を行なう。

記憶媒体４１は、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等であり、固定長のデータ長（例えば、５１２バイト）のセクタに物理的に分割される。ここで、記憶媒体４１上で物理的に複数に分割されたセクタを物理セクタと呼ぶ。また、各物理セクタには、物理セクタ番号Ｙ（Ｙは整数）が重複することなくあらかじめ（例えば、フォーマット時）割り振られ、この物理セクタ番号Ｙは固定である。

そして、物理セクタそれぞれに論理セクタが１対１に割り振られ、論理セクタのうちデータを格納する論理セクタには、論理セクタそれぞれを識別するための論理セクタ番号Ｘ（Ｘは整数）が割り振られる。論理セクタ番号Ｘは重複しない。また、物理セクタと論理セクタの対応付けは変更可能（具体的には、論理セクタ番号Ｘの対応関係を変更する）である。

また、論理セクタには、論理セクタ上の空きセクタ（記憶すべきデータブロックが存在しないセクタ）であって論理セクタ番号Ｘが付与されていない論理セクタ（以下、ホールセクタと呼ぶ）が存在する。物理セクタとホールセクタの対応付けも、変更可能である。このホールセクタに対応する物理セクタのデータは消去状態にある。

そして、物理セクタに対し、論理セクタ（ホールセクタ）の対応付けは変更可能なので、物理セクタに対して論理セクタおよびホールセクタが割り振られている状態それぞれを識別するための番号（以下、ローテート番号と呼ぶ）Ｒ（Ｒは整数）が割り振られる。

つまり、論理セクタとは、物理セクタ番号Ｙが完全に固定された物理セクタに対して自在に対応付け可能な仮想的なセクタである。そして、図７に示すファイルシステム３０が、物理セクタのセクタ番号をディスク装置２０に入出力したものの代わりの番号であり、ディスク装置４０と外部の装置（この場合、ファイルシステム部３０）とは、論理セクタ番号Ｘが授受される。

ここで、
（物理セクタの番号数）＝（論理セクタの番号数）＋（ホールセクタ数）
であり、（ホールセクタ数）＝１として説明する。

上式のように、記憶媒体４１のフォーマットによって、物理セクタの個数が決まるので、ホールセクタの個数によって論理セクタの個数も一意に決まる。そして、ローテート番号の個数も、ホールセクタの個数が１個の場合、（ローテート番号の数）＝（物理セクタの個数）×（ホールセクタを除く論理セクタの個数）で求まる。

番号記憶部４２は、ローテート番号Ｒおよびローテート番号Ｒの範囲等を記憶する。変換部４３は、ファイルシステム部３０と相互に接続され、記憶媒体４１と相互に接続される。また、変換部４３は、番号記憶部４２のローテート番号Ｒを読み出し、この番号に基づいて論理セクタ番号Ｘと物理セクタ番号Ｙの変換を行なう。セクタ交換部４４は、物理セクタそれぞれへの論理セクタおよびホールセクタの割り当て、割り当ての変更等を行なう。

このような装置の動作を説明する。
まず、物理セクタ、論理セクタ、ホールセクタの関係について説明する。図２は、物理セクタ、論理セクタ、ホールセクタのマッピングおよびホールセクタの交換の一例を示した図である。

図２においては、物理セクタのセクタ数を８個（物理セクタ番号を”０”〜”７”）とする（実際の記憶媒体４１では、物理セクタの個数はもっと多い）。また、論理セクタのセクタ数を７個（論理セクタ番号を”０”〜”６”）とする。また、物理セクタ番号をＹとし、論理セクタ番号をＸとし、ローテート番号をＲとする。この場合、Ｘ、Ｙ，Ｒは、Ｙ＝Ｆｕｎｃ（Ｒ，Ｘ）の写像の関係が成り立つ。

つまり、ローテート番号Ｒが異なれば、物理セクタ、論理セクタ、ホールセクタの対応関係も異なる。

例えば、図２において、論理セクタ番号Ｘ＝０、ローテート番号Ｒ＝０の場合、物理セクタ番号Ｙ＝０となる。また、論理セクタ番号Ｘ＝３で、ローテート番号Ｒ＝１４の場合、物理セクタ番号Ｙ＝５となる。また、初期状態はローテート番号Ｒ＝０であり、例えば、フォーマット時を初期状態として、セクタ交換部４４が、番号記憶部４２に番号Ｒ＝０を記憶させ、図２に示す対応関係となるように論理セクタの論理セクタ番号、ホールセクタを物理セクタに割り当てる。

図２に示すマッピングは、論理セクタの論理セクタ番号Ｘとローテート番号Ｒが定まれば、論理セクタ番号Ｘの論理セクタに対応する物理セクタの物理セクタ番号Ｙは一意に求まる関係になる。従って、変換部４３が変換式によって物理セクタの物理セクタ番号Ｙを求めてもよく、あらかじめ図２に示すマッピングのテーブルを変換部４３がアクセスできる記憶部（例えば、記憶部４２）に格納しておき、テーブルを参照して物理セクタ番号Ｙを求めてもよい。

もちろん、物理セクタ番号Ｙから論理セクタ番号Ｘを求める場合、変換部４３が逆の演算またはテーブルを参照して行なう。

図７に示す従来の装置では、ファイルシステム部３０が指定する番号は、そのまま記憶媒体２１の物理セクタ番号に対応していたが、図１に示す装置では、ファイルシステム３０が指定する番号は、ディスク装置４０における論理セクタ番号Ｘであり、ディスク装置４０内で変換部４３が、論理セクタ番号Ｘと物理セクタ番号Ｘとの変換を行なう。

続いて、ＲＡＭ１０の電子ファイルＦ１をディスク装置４０に書き込む動作を説明する。ここで、図３は、ＲＡＭ１０の電子ファイルＦ１をディスク装置４０に書き込む動作を示したフローチャートである。

ファイルシステム部３０が、電子ファイルＦ１のサイズを確認すると共に、図示しないインターフェース部（例えば、ＩＤＥコントローラ、ＳＣＳＩコントローラ等）を介してディスク装置４０の記憶媒体４１のセクタ番号”０”をディスク装置４０に出力する。すなわち、ファイルシステム部３０からディスク装置４０への管理情報テーブルの指定は、図７に示す装置と同様になんら変更なく番号”０”で行なわれる（Ｓ１０）。

そして、ディスク装置４０の変換部４３が、ファイルシステム部３０からの番号”０”（ディスク装置４０に入出力される番号は、全て論理セクタの論理セクタ番号Ｘになる）を、ローテート番号Ｒによって物理セクタ番号Ｙに変換し、この物理セクタ番号Ｙの物理セクタから管理情報テーブルを読み出し、管理情報テーブルをインターフェース部を介してファイルシステム部３０に出力する。なお、管理情報テーブル中に記載されるセクタ番号は、全て論理セクタ番号Ｘで記述されている（Ｓ１１）。

そして、ファイルシステム部３０が、管理情報テーブルの情報の１種類であるリンクリスト（論理セクタの番号列）を参照してファイルＦ１を格納するための空きセクタ（もちろん、ホールセクタを除く）を決定し、これら空きセクタ群にデータブロックの割付を行なう。そして、ファイルシステム部３０が、インターフェース部（図示せず）を介してディスク装置４０の記憶媒体４１の所定の空きセクタ群の論理セクタ番号Ｘを出力するとともに、この論理セクタに対応するデータブロックを出力する。なお、論理セクタの論理セクタ番号Ｘが連続する場合は、複数の論理セクタを指定することができる（Ｓ１２）。

そして、変換部４３が、与えられた論理セクタの論理セクタ番号Ｘを、記憶部４２のローテート番号Ｒで物理セクタの物理セクタ番号Ｙに変換し、この物理セクタ番号Ｙの物理セクタにデータブロックを書き込む（Ｓ１３）。

電子ファイルＦ１の全データのディスク装置４０への格納が終了した場合、次のステップＳ１５を実行し（Ｓ１４）、未格納のデータがある場合、再度、ファイルシステム部３０が論理セクタ番号Ｘ，データブロックを出力し、変換部４３が番号Ｘ，Ｙの変換を行なって各物理セクタにデータブロックを書き込む（Ｓ１４、Ｓ１２、Ｓ１３）。

電子ファイルＦ１の全データの格納が終了すると、ファイルシステム部３０が、インターフェース部（図示せず）を介して、記憶媒体４１の論理セクタ”０”のリンクリストやこれに関連した管理情報テーブル中の情報を更新したデータブロックを変換部４３に出力する。そして、変換部４３が論理セクタ番号”０”を物理セクタ番号Ｘに変換し、この番号Ｘの物理セクタの管理情報テーブルを更新する（Ｓ１５）。

次に、ファイルＦ１の内容を読み出してＲＡＭ１０にコピーする動作を説明する。ここで、図４は、ディスク装置４０の記憶媒体４１から電子ファイルＦ１を読み出してＲＡＭ１０にコピーする動作を示したフローチャートである。

ファイルシステム部３０が、図示しないインターフェース部（例えば、ＩＤＥコントローラ、ＳＣＳＩコントローラ等）を介してディスク装置４０の記憶媒体４１のセクタ番号”０”をディスク装置４０に出力する（Ｓ２０）。

そして、ディスク装置４０の変換部４３が、ファイルシステム部３０からの番号”０”を、ローテート番号Ｒによって物理セクタ番号Ｙに変換し、この物理セクタ番号Ｙの物理セクタから管理情報テーブルを読み出し、管理情報テーブルをインターフェース部を介してファイルシステム部３０に出力する（Ｓ２１）。

そして、ファイルシステム部３０が、リンクリストを参照してファイルＦ１が記憶されているセクタ群のセクタ番号Ｘを取得する。そして、ファイルシステム部３０が、インターフェース部（図示せず）を介してディスク装置４０の変換部４３に論理セクタ番号Ｘを出力する。この際、電子ファイルＦ１を結合する順に番号Ｘを出力するとよい（Ｓ２２）。

そして、変換部４３が、与えられた論理セクタの論理セクタ番号Ｘを、記憶部４２のローテート番号Ｒで物理セクタの物理セクタ番号Ｙに変換し、この物理セクタ番号Ｙの物理セクタからデータブロックを読み出し、読み出したデータブロックを論理セクタ番号Ｘの内容としてファイルシステム部３０に返す（Ｓ２３）。

電子ファイルＦ１の全データのディスク装置４０から読み出した場合、次のステップＳ２５を実行し（Ｓ２４）、読み出していないデータがある場合、再度、ファイルシステム部３０が読み出していない論理セクタ番号Ｘを出力し、変換部４３が番号Ｘ，Ｙの変換を行なって各物理セクタからデータブロックを読み出してファイルシステム３０に出力する（Ｓ２４、Ｓ２２、Ｓ２３）。

電子ファイルＦ１の全データの読み出しが終了すると、ファイルシステム部３０が、読み出したデータブロックを連結し、電子ファイルＦ１の内容を完成させてＲＡＭ１０に書き込む（Ｓ２５）。

次に、ホールセクタを現在の物理セクタから異なる物理セクタに交換する動作（現在の物理セクタ番号をＹａとし、交換後の物理セクタ番号Ｙｂ）を説明する。ここで、図５は、セクタ交換部４４の動作を説明したフローチャートである。

測定装置内のＣＰＵ等の測定装置全体を制御する制御部（図示せず）やファイルシステム３０等が、セクタ交換部４４にホールセクタの交換の実行を指示する。または、変換部４３が、セクタ交換部４４にホールセクタの交換の実行を指示する。交換の実行の指示は、例えば、記憶媒体４１の管理情報テーブルの更新を行なった場合（書き込み、消去を行なった場合）や、ホールセクタの交換後に所定の期間が経過した場合等である（Ｓ３０）。

そして、交換部４４が、ローテート番号記憶部４３から現在のローテート番号Ｒを読み出す（Ｓ３１）。

交換部４４が、ローテート番号Ｒから現在の各物理セクタそれぞれに対応する論理セクタおよびホールセクタを計算して求める。または、図２に示すテーブルを参照して求める。（Ｓ３２）。

そして、交換部４４が、あらかじめ定めた規則に従ってホールセクタと番号の付与された論理セクタとを入れ替えると共に、物理セクタの内容を更新する（Ｓ３３）。

詳細には、物理セクタの物理セクタ番号を”０”〜”７”で循環するリング状とみなし、交換部４４が、現在のホールセクタに対応する物理セクタの番号を”−１”する（例えば、Ｙａ＝７の場合Ｙｂ＝６、Ｙａ＝０の場合Ｙｂ＝７）（Ｓ３３ａ）。

そして、交換部４４が、”−１”した物理セクタ番号Ｙｂの物理セクタを新たなホールセクタに割り当てる（Ｓ３３ｂ）。

さらに、交換部４４が、新たなホールセクタとなる物理セクタのデータを、現在のホールセクタの物理セクタにコピーする（Ｓ３３ｃ）。

そして、交換部４４が、新しくホールセクタとなる論理セクタの論理セクタ番号を、現在のホールセクタに割り当てる（Ｓ３３ｄ）。

さらに、交換部４４が、新しくホールセクタとなる物理セクタの内容を消去（半導体メモリの場合、全ビットを”１”）する（Ｓ３３ｅ）。

ホールセクタの交換後、交換部４４が、ローテート番号記憶部４３のローテート番号Ｒを”＋１”増加させる。なお、ローテート番号Ｒ＝”５５”（上限値）の場合は、ローテート番号Ｒ＝”０”にする（Ｓ３４）。

このようなステップＳ３３（Ｓ３３ａ〜Ｓ３３ｅ）によって、例えば、管理情報テーブルが書き込まれる論理セクタ（論理セクタ番号Ｘ＝”０”）に対応する物理セクタは、
・ローテート番号”０”〜”６”までは、物理セクタ（番号”０”）
・ローテート番号”７”〜”１３”までは、物理セクタ（番号”１”）
・ローテート番号”１４”〜”２０”までは、物理セクタ（番号”２”）
・ローテート番号”２１”〜”２７”までは、物理セクタ（番号”３”）
・ローテート番号”２８”〜”３４”までは、物理セクタ（番号”４”）
・ローテート番号”３５”〜”４１”までは、物理セクタ（番号”５”）
・ローテート番号”４２”〜”４８”までは、物理セクタ（番号”６”）
・ローテート番号”４９”〜”５５”までは、物理セクタ（番号”７”）
となる。もちろん、その他の論理セクタ（番号Ｘ＝”１”〜”６”）それぞれのデータも、ローテート番号Ｒによって実際に書き込まれる物理セクタの位置が変更される。

ホールセクタの交換を１回実行することにより、現在のホールセクタに対応する物理セクタと、新たなホールセクタに対応する物理セクタの内容が交換されるので、物理セクタ上をホールセクタがリング状にローテーションしていく。結果的には、ホールセクタが物理セクタ上を１個ずつ隣に移動することになる。従って、物理セクタの個数（図２では８個）分ホールセクタがローテートされると、ホールセクタは一巡して元の物理セクタに戻ってくる。これを論理セクタ（ホールセクタを除く）の個数（図２では７個）分繰り返す（８×７＝５６回）と、全体が一巡し、物理セクタに対するホールセクタおよび論理セクタが元の配置に戻る。

このように、セクタ交換部４４が、適度なタイミング（管理情報テーブルの更新にあわせる等）に合わせて、ホールセクタを隣の物理セクタに変更し、新たな物理セクタの内容を現在のホールセクタの物理セクタにコピーすると共に、新たなホールセクタとなる論理セクタの論理セクタ番号を現在のホールセクタに付与する。これにより、記憶媒体４１の特定の物理セクタへの集中的な書き込み、消去を抑えることができる。従って、記憶媒体４１の寿命が延び、ディスク装置４０を使用した測定装置自体の寿命も延ばすことができ、測定装置の故障を抑えることができる。

また、交換部４４が、ホールセクタの交換において、全部の物理セクタ間でデータブロックの入れ替えを行なうのでなく、隣り合う物理セクタＹａ，Ｙｂ間のみで入れ替えを行なうので、ホールセクタの交換を非常に短時間で行なうことができる。

そして、変換部４３が、ファイルシステム部３０からの番号（ディスク装置４０内では論理セクタ番号Ｘ）と記憶媒体４１の物理セクタの番号Ｙとの変換を行なうので、ファイルシステム部３０側から見ると、従来の装置と同様のプロトコルでセクタの番号を指定して記憶媒体４１へのデータブロックの読み書きを行なうことができる。

［第２の実施例］
図６は、本発明の第２の実施例を示した構成図である。ここで、図１と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。また、ＲＡＭ１０、ファイルシステム部３０の図示も省略する。

ローテート番号記憶部４２でローテート番号Ｒを記憶させる記憶媒体としては、バッテリーなどでバックアップされるメモリでも実現できるが、不揮発性の半導体メモリ（フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ等）を用いた場合に図６に示す装置が有効である。

不揮発性メモリにデータを書き込む場合、一度全ビットを消去（全ビットのビット値を”１”にする）し、それから任意のビットを”０”にすることによってデータの書き換えを行なう。これは、半導体メモリ等の不揮発性メモリでは、物理セクタ中の所望の１ビットのみを”１”から”０”に書き換えることはできても、所望の１ビットのみを”０”から”１”に書き換えることができないためである。

従って、従来の不揮発性メモリへの書き込み動作に合わせた場合、ローテート番号Ｒの更新ごとにローテート番号Ｒを記憶する物理セクタの消去（書き換え）が行なわれ、この物理セクタの書き換え回数が非常に多くなる。

図６において、番号記憶部４２は、物理セクタ４２ａ、ビット数検出部４２ｂ、番号更新部４２ｃ、セクタ消去部４２ｄ、ビットクリア部４２ｅを有する。

物理セクタ４２ａは、ローテート番号Ｒを記憶するための１個分の物理セクタ（ここでは、不揮発性の半導体メモリ中の１セクタ（例えば、５１２バイト））であり、記憶媒体４１の物理セクタでもよく、記憶媒体４１と別に設けた半導体メモリの１セクタでもよい。なお、記憶媒体４１の物理セクタを用いる場合、この物理セクタ４２ａには論理セクタを割り当てない。逆に、論理セクタを割り当てた場合、ファイルシステム部３０からは番号の指定ができないように管理情報テーブルを作成する。

ビット数検出部４２ｂは、物理セクタ４２ａの各ビットの値を参照し、ビット値”０”のビット数を検出し、ビット数をローテート番号Ｒとして変換部４３、交換部４４、番号更新部４２ｃに出力する。

番号更新部４２ｃは、セクタ交換部４４からのローテート番号Ｒの更新の指示によって、ビット検出部４２ｂのビット値に基づいてセクタ消去部４２ｄ、ビットクリア部４２ｅに指示を行なう。

セクタ消去部４２ｄは、番号更新部４２ｃからの指示に従って物理セクタ４２ａのセクタ全体を消去（全ビットのビット値を”１”）する。

ビットクリア部４２ｅは、番号更新部４２ｃからの指示に従って物理セクタ４２ａ内の所望の１ビットのビット値を”１”から”０”にする。

このような装置の動作を説明する。
現在のローテート番号Ｒを物理セクタ４２ａから読み出す動作から説明する。
変換部４３、セクタ交換部４４からの要求により、ビット数検出部４２ｂが、物理セクタ４２ａ内の各ビットの値を参照し、ビット値が”０”のビット数を検出する。そして、検出したビット数をローテート番号Ｒとして、変換部４３、セクタ交換部４４に出力する。

次に、ローテート番号Ｒを更新する動作を説明する。
セクタ交換部４４が、番号更新部４２ｃにローテート番号の更新を指示する。これによって、番号更新部４２ｃが、ビット数検出部４２ｂを介して現在のローテート番号Ｒを取得する。そして、番号更新部４２ｃが、現在のローテート番号Ｒとローテート番号の上限値とを比較する。

ローテート番号Ｒが上限値未満の場合、番号更新部４２ｃが、ビットクリア部４２ｅに１ビットクリアの指示を出す。そして、ビットクリア部４２ｅが、物理セクタ４２ａ中でビット値”１”のビットの１個を”０”にクリアする。

一方、ローテート番号Ｒが上限値と等しい場合、番号更新部４２ｃが、セクタ消去部４２ｄにセクタ消去の指示を出す。そして、セクタ消去部４２ｄが、物理セクタ４２ａの全ビットのビット値を”１”にしてセクタ全体を消去する。

このように、ローテート番号Ｒが記憶される物理セクタ４２ａのセクタ全体の消去は、ローテート番号Ｒが、上限値から”０”に変更される場合のみであり、本実施例では、５６回に１度しか消去が行なわれず、物理セクタ４２ａが消去される頻度が１／上限値（＝１／５６）に軽減できる。これにより、物理セクタ４２ａの寿命が延び、ディスク装置を使用した測定装置自体の寿命を抑えることができる。

なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下に示すようなものでもよい。
（１）交換部４４が、新しくホールセクタとなる物理セクタの内容を消去する構成を示したが、ビットごとに”０”から”１”、”１”から”０”を行なえる記憶媒体４１の場合（例えば、磁気メディア）、内容を消去しなくてもよい。そして、ホールセクタの交換時に、交換先の物理セクタの内容を上書きすればよい。

（２）ディスク装置を測定装置に用いる構成を示したが、その他の電子機器（電子計算機、家電等）に内蔵、外付けして用いてもよい。

（３）図６に示す装置において、ビット数検出部４２ｂが、物理セクタ４２ａ中のビット値”０”のビット数を検出する構成を示したが、ビット値”１”のビット数を検出してもい。この場合、ローテート番号Ｒを”−１”していくことになる。

（３）測定装置としては、例えば、（Ａ）被測定対象の信号を測定する波形測定装置や電圧、電流、電力等を測定する電力計等に代表される信号測定装置、（Ｂ）被測定対象に電圧、電流等の信号を出力する発生装置、（Ｃ）両方の機能（信号の測定及び信号の出力）を備えた装置等がある。

そして、信号測定装置（Ａ），（Ｃ）の場合、被測定信号を測定部がＡＤ変換して、データ処理部がデータ処理や解析を行なって表示部にデータ処理結果や解析等を表示する。ディスク装置は、データ処理部でのデータ処理や解析を行なうプログラムを格納したり、測定部でのＡＤ変換器のサンプリング速度、測定部での信号のゲイン調整、表示画面上の縦軸・横軸の測定条件等を記憶する。

また、発生装置（Ｂ），（Ｃ）の場合、発生部がデジタルデータをＤＡ変換して所望の信号を発生するが、ディスク装置は、信号のパターンのプログラムを格納したり、発生部のゲイン調整等の測定条件を記憶する。

本発明の第１の実施例を示した構成図である。 記憶媒体４１の物理セクタ、論理セクタ、ホールセクタ、ローテート番号のマッピングの一例を示した図である。 ディスク装置４０への書き込みの動作を説明したフローチャートである。 ディスク装置４０からの読み出しの動作を説明したフローチャートである。 ホールセクタの交換の動作を説明したフローチャートである。 本発明の第２の実施例を示した構成図である。 従来の測定装置の構成を示した図である。

符号の説明

４０ ディスク装置
４１ 記憶媒体
４２ａ 物理セクタ
４２ｂ ビット数検出部
４２ｄ セクタ消去部
４２ｅ ビットクリア部
４２ ローテート番号記憶部
４３ 変換部
４４ セクタ交換部

Claims (9)

1. 複数の物理セクタからなり、物理セクタ単位で電子データを記憶する記憶媒体を有するディスク装置において、
   前記記憶媒体の物理セクタそれぞれに論理セクタを割り当て、論理セクタと物理セクタとの対応関係を変更するセクタ交換部と、
   前記論理セクタの論理セクタ番号と前記物理セクタの物理セクタ番号との変換を行なう変換部と
   を設けたことを特徴とするディスク装置。
2. 記憶媒体は、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリであることを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
3. セクタ交換部は、前記論理セクタのうち論理セクタ番号が付与されていない論理セクタと論理セクタ番号が付与されている論理セクタとを交換することを特徴とする請求項１または２記載のディスク装置。
4. セクタ交換部は、論理セクタ番号が付与された交換先の論理セクタに対応する物理セクタの内容を、交換元の論理セクタに対応する物理セクタにコピーすることを特徴とする請求項３記載のディスク装置。
5. 前記論理セクタ番号が付与されていない論理セクタは、全論理セクタのうち１個であることを特徴とする請求項４記載のディスク装置。
6. 論理セクタと物理セクタとの対応関係を示した番号を記憶する番号記憶部を有し、
   前記変換部は、前記番号記憶部の番号を参照して前記論理セクタ番号と前記物理セクタ番号の変換を行ない、
   前記セクタ交換部は、対応関係の変更を行なった場合、前記番号記憶部の番号を更新することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のディスク装置。
7. 番号記憶部は、
   前記番号を記憶する物理セクタと、
   この物理セクタにおけるビット値”０”または”１”のビット数を検出するビット数検出部と、
   このビット数検出部の検出結果によって所望のビットのビット値を変更するビットクリア部と、
   前記ビット数検出部の検出結果によって前記物理セクタの全ビットの消去を行なうセクタ消去部と
   を設けたことを特徴とする請求項６記載のディスク装置。
8. 番号記憶部の物理セクタは、書き換え可能な不揮発性の半導体メモリに設けられることを特徴とする請求項７記載のディスク装置。
9. 被測定対象からの信号の測定または被測定対象への信号の出力の少なくとも一方を行なう測定装置において、
   測定または出力の少なくとも一方の測定条件を記憶する請求項１〜８のいずれかのディスク装置を有することを特徴とする測定装置。

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