JP3457602B2

JP3457602B2 - ディスク装置

Info

Publication number: JP3457602B2
Application number: JP37423999A
Authority: JP
Inventors: 郁子飯田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2003-10-20
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: JP2001189060A; SG85729A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、障害発生時におけ
る原因解析のために有益な情報を提供する機能を備えた
ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置はコンピュータの外部
記憶装置として広く普及している。磁気ディスク装置で
は、回転する円盤状の磁気ディスクに対し磁気ヘッドが
メディアの半径方向にシーク動作することによりデータ
記録（または読み出し）が行われる。このような磁気デ
ィスク装置は、機械的な動作部分を有しているため例え
ば半導体装置等に比べて故障率が高い。したがって、例
えばユーザが定期的にデータのバックアップを取るとい
った人為的な故障対策が必要であった。このような事態
をふまえて、装置自らが故障を診断する機能を備えた磁
気ディスク装置が製品化されてきている。磁気ディスク
装置における故障の自己診断機能によれば、ＲＡＷエラ
ーレート（生エラーレート）、ＣＳＳ（Contact Start
Stop）回数、起動リトライ、シークパフォーマンス等、
装置の故障につながる要因を示すパラメータが定期的に
チェックされ、故障の発生が予測され得るような危険な
状態にあるか否かが診断される。そして危険な状態にあ
ると診断された際には、ホストシステムに対して事前に
警告を出すことが行われる。

【０００３】より進歩した自己診断機能として、ＳＭＡ
ＲＴ（故障予測機構）が知られている。ＳＭＡＲＴはＡ
ＴＡ（AT Attachment）規格においてサポートされてい
る。ＡＴＡ規格とは、パーソナルコンピュータと磁気デ
ィスク装置を接続する実質標準であるＩＤＥインタフェ
ースであって、米国規格協会（ＡＮＳＩ）により標準化
がなされた規格である。

【０００４】ＳＭＡＲＴが備える機能の一つに、イベン
トログを取得する機能がある。この機能は磁気ディスク
装置において規定される様々なイベントのログ（履歴）
をメディアに記録するものであり、記録されたイベント
が故障診断等に用いられる。

【０００５】より具体的な構成として、ログの記録領域
として２５５ブロックが割り当てられる。１ブロックは
最大で１６セクタからなる。２５５ブロックのうち、Ａ
ＴＡ規格が仕様を設定する領域として１２８ブロック、
ホストベンダのために３２ブロック、そしてデバイスベ
ンダのために９６ブロックが割り当てられている。

【０００６】現状では、ＡＴＡが規定している２ブロッ
クが使用されており、この２ブロックを用いて、エラー
発生時から遡及して５つ前までのコマンド及びエラーと
なったコマンドステータスのログを記録するエラーログ
機能や、磁気ディスク装置が自身の処理機能を診断する
自己診断（セルフテスト）機能の実行結果ログを記録す
る機能等が実現されている。これらの機能により記録さ
れたログ情報は、ＳＭＡＲＴ機構が実装するサブコマン
ドにより読み出すことができる。また、メディアのログ
記録領域には、ホストシステムが独自の情報を書き込ん
だり、読み出したりすることも可能である。

【０００７】このような従来例には次のような問題点が
ある。すなわち、ホストシステム側において動作異常等
の障害が発生した場合、従来の磁気ディスク装置が提供
する自己診断機能のみでは、その原因解析のために必要
な情報が必ずしも十分に得られるわけではないという問
題点がある。例えば、ホストシステム側のドライバソフ
トウェア等の不具合に起因するような障害が発生したよ
うな場合である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、障害
発生時における原因解析のために有益な情報を得ること
のできるディスク装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の観点に従ったデ
ィスク装置は、ホストから発行されたコマンドに応じ
て、ディスクに対するデータの記録または再生を実行す
るディスク装置であって、前記ホストから受信したコマ
ンドを格納するコマンドレジスタ、及び当該コマンドの
実行状態を示すフラグをセットするステータスレジスタ
を含むレジスタ手段と、前記ホストから受信したコマン
ドを前記コマンドレジスタに格納したときに、前記ステ
ータスレジスタには当該コマンドより先行して受信した
コマンドが実行中であることを示すフラグがセットされ
ている場合には、コマンドオーバーライトが発生したこ
とを示すコマンドオーバーライト情報を作成する作成手
段と、前記コマンドオーバーライト情報を記憶する記憶
手段とを備えたものである。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。

【００１８】（第１実施形態）図１は本発明の第１実施
形態に係る磁気ディスク装置の概略構成を示すブロック
図である。同図に示すように、本実施形態の磁気ディス
ク装置は不揮発性の記録再生媒体１（メディア）、読み
出し／書き込み回路２、ディスクデータコントローラ
３、バッファラム４、ＣＰＵ５、ホストインターフェー
ス６、ＲＯＭ及びＲＡＭ７、ＶＣＭ（ボイスコイルモー
タ）及びスピンドルモータのドライバ８、ディスクヘッ
ド１０を備える。

【００１９】ディスクヘッド１０は、キャリッジと称さ
れるヘッド移動機構に取り付けられている。またディス
クヘッド１０は、キャリッジの動作によりメディア１の
半径方向に移動可能となっている。ディスクヘッド１０
はサーボ処理システム（ヘッド位置決め制御機構）によ
り、指定された目標シリンダ（目標トラック）上に位置
決め制御される。通常はセクタ単位でデータのリード／
ライトが行なわれる。

【００２０】またキャリッジは、ＶＣＭにより駆動され
る。ＶＣＭはドライバ８により駆動される。またスピン
ドルモータもドライバ８により駆動される。ドライバ８
は、モータドライバおよびＶＣＭドライバ（ダブルドラ
イバと称される）を構成するドライバＩＣ（集積回路）
である。

【００２１】リード／ライト回路２はヘッドアンプによ
り増幅されたディスクヘッド１０からのリード信号を入
力し、データ再生動作に必要な信号処理を行なう。ま
た、リード／ライト回路２は、データ記録動作に必要な
信号処理を行ない、ライトデータに応じたライト電流を
ヘッドアンプを介してディスクヘッド１０に供給する。

【００２２】またリード／ライト回路２は、通常のユー
ザデータの記録再生処理と共に、ヘッド位置決め制御の
サーボ処理に必要なサーボデータの再生処理を実行す
る。サーボデータには、ディスクヘッド１０の現在位置
を示すシリンダアドレス及びシリンダ内の位置誤差を示
すためのバーストデータ（バースト信号）が含まれてい
る。図示しないサーボ回路は、リード／ライト回路２か
ら出力されたデータパルスからシリンダアドレスを抽出
して保持する。また、サーボ回路は、バースト信号を抽
出するためのサンプルタイミング信号を出力処理し、あ
るいはセクタパルスの抽出処理を行なう。

【００２３】ＣＰＵ５は、サーボ回路と共にヘッド位置
決め制御を実行するサーボ処理システムを構成する。こ
のＣＰＵ５は、ヘッド位置決め制御以外に、リード／ラ
イトデータの転送制御を含む磁気ディスク装置の各種駆
動制御を実行する。このような場合ＣＰＵ５は、ＲＯＭ
７に格納された制御プログラムに基づいて各種駆動制御
を実行する。ＲＯＭ７は、外部バスを介してＣＰＵ５に
接続されている。このＲＯＭ５には、磁気ディスク装置
の故障診断のためのファームウェアが格納されている。
またＲＯＭ７には、データの出力レベルの変動、繰返し
行われたリード処理の回数（リトライ回数）、ＥＣＣ等
のエラー訂正機能によりデータが正確に読み出されたこ
と等の条件が記憶されている。またＲＯＭ７のファーム
ウェアは本発明の特徴点に係るコマンド発行履歴情報の
収集機能を備えている。その詳細については後述する。

【００２４】ＣＰＵ５はワンチップのマイクロプロセッ
サからなり、入出力部としてＡ／ＤコンバータおよびＤ
／Ａコンバータを内蔵する。更に、命令ＲＡＭと称する
内部リード／ライトメモリを有する。尚、同実施形態で
は、ＣＰＵ５は、Ａ／Ｄコンバータを用い、供給される
バースト信号をディジタルデータに変換する。又、ＣＰ
Ｕ５はＤ／Ａコンバータを用い、サーボ処理に必要な制
御量（ヘッド位置決め制御等に必要な制御量）をアナロ
グ信号に変換してドライバ８に出力する。

【００２５】ディスクデータコントローラ３は、磁気デ
ィスク装置とホストシステムとのインターフェースを構
成し、主としてリード／ライトデータの転送を行なうコ
ントローラである。このディスクデータコントローラ３
は、メディア１から読出されたセクタ単位のリードデー
タ及びメディア１に書き込むためのライトデータをバッ
ファーラム（ＲＡＭ）４に一時的に格納する。ディスク
データコントローラ３及びＣＰＵ５はデータ転送制御を
行なうシステムを構成している。また、ディスクデータ
コントローラ３には、エラー検知回路が設けられてい
る。このエラー検知回路は、メディア１から読み出され
たデータに基づいてデータエラーを検知するほか、所定
の狭い領域であれば、エラーを回復する機能、すなわち
ＥＣＣ（Error Correction Code）機能を有している。

【００２６】またディスクデータコントローラ３は、ホ
ストインターフェース６を介してホスト（図示しない）
から送られてきたコマンドを処理する際に利用されるレ
ジスタ群１２を備える。このレジスタ群１２はタスクフ
ァイルとも称され、図２に示すように、ステータスレジ
スタ１２１、コマンドレジスタ１２２、アドレスレジス
タ１２３を備える。レジスタ群１２はこれら以外にもレ
ジスタを有するが、ここではその説明を省略する。また
ディスクデータコントローラ３は、コマンドシーケンス
情報の記憶部１４を有する。この記憶部１４は、上述し
たＳＭＡＲＴ（故障予知）機構のログ機能がサポートし
ている記憶部内の所定領域に特別に用意される。なお、
記憶部１４がバッファラム４に設けられていても良い。

【００２７】ステータスレジスタ１２１は、コマンドレ
ジスタ１２２に対しホストから書き込まれたコマンドの
実行状態を示すレジスタである。ディスクデータコント
ローラ３内（磁気ディスク装置側）において、当該コマ
ンドの実行中は当該レジスタ１２１はビジー(Busy)状態
にセットされ、その実行完了によってレディー(Ready)
状態がセットされる。これらは、ファームウェア内部で
はコマンド実行フラグのセット／リセットとして表現さ
れる。図示しないホストは、ステータスレジスタ１２１
を参照することでコマンドの実行状態を検知できるか
ら、正常動作時には適切なタイミングでコマンドを送出
するが、ホスト側に装備されるソフトウェアの不具合等
による何らかの障害が発生した場合、ステータスレジス
タ１２１がビジー状態であるにもかかわらず、ホストか
ら後続のコマンドが供給され、コマンドレジスタ１２２
に書き込まれることがある。これをコマンドオーバーラ
イトと称する。

【００２８】本実施形態の磁気ディスク装置は、ディス
クデータコントローラ３においてコマンドオーバーライ
トを検出し、その検出結果をコマンド発行履歴情報に含
めて記録する手段を備える。これは、上述したファーム
ウェアの追加機能として実現される。

【００２９】以上のように構成された本実施形態の磁気
ディスク装置によるコマンド実行時の動作を図３のフロ
ーチャートを参照して説明する。まずステップＳ１にお
いて、ホストインターフェース６を介してディスクデー
タコントローラ３に対しコマンドが供給される。このコ
マンドはレジスタ群１２のコマンドレジスタ１２２に書
き込まれる。このとき、当該コマンドに対応するタスク
ファイルの内容（各レジスタの値）と、ライフタイムス
タンプとが、コマンド情報としてバッファラム４に一時
的に記憶される。ここでは、ライフタイムスタンプは磁
気ディスク装置の電源投入時からの経過時間の値をい
う。

【００３０】コマンド情報は、ＳＭＡＲＴ機構が備える
他のエラーログ機能にも利用される。コマンド情報の記
憶領域は有限長のリングバッファを構成しており、記憶
データ量が一杯になると、最新の情報が最古のデータに
上書きされる。

【００３１】ここで、コマンドオーバーライトが発生し
ているか否かをコマンド実行フラグに基づいて判定する
（ステップＳ２）。すなわち、当該コマンド実行フラグ
がセットされているにもかかわらず、当該ステップＳ２
が実行されることをもってコマンドオーバーライトの発
生を検出する。このとき、ホストから供給された後続の
コマンドはコマンドレジスタ１２２に書き込まれる。な
お、ここでの検出方法はあくまで一例であって、他の検
出方法により代替され得る。

【００３２】コマンドオーバーライトが検出された場
合、その検出結果はコマンドオーバーライト情報として
記憶部１４に記憶される。記憶部１４は、上記コマンド
情報と同様に有限長のリングバッファを構成しており、
複数件数のコマンドオーバーライト情報をログとして記
憶する。記憶データ量が一杯になると、最新の情報が最
古のデータに上書きされる。記憶部１４の先頭領域は、
ログ・インデックスを有する。ログ・インデックスは、
何番目にログされたものが最新であるか等、コマンドオ
ーバーライト情報の登録順序を表す。ログ・インデック
スに続き、コマンドオーバーライト情報が記憶される。

【００３３】コマンドオーバーライト情報は、１件につ
き例えば５１２バイトのデータサイズを有し、その内容
としては、先に発行され未だ実行が完了していないコマ
ンドのタスクファイルの値、ライフタイムスタンプの
値、今回送られてきたコマンドのタスクファイルの値、
ライフタイムスタンプの値、及びこれら２つのコマンド
の発行時間間隔（ｍｓ）の値である。コマンドオーバー
ライト情報のデータ構造（フォーマット）はこれのみに
限定されない。

【００３４】このようなコマンドオーバーライト情報が
１回の検出につき、ログデータとして記録されるわけで
あるが、次回新たに検出されたコマンドオーバーライト
に関しては、記憶部１４内の続く領域に対応するコマン
ドオーバーライト情報が書き込まれる。記憶部１４の記
憶容量が一杯となったら、最新のデータが最古のデータ
に対して上書きされる。

【００３５】一方、コマンドオーバーライトが発生しな
かった場合は、今回のコマンドに対応してコマンド実行
フラグがセットされる（ステップＳ４）。そして、当該
コマンドの実行が行われる（ステップＳ５）。その実行
が完了すると、コマンド実行フラグがリセットされる
（ステップＳ６）。

【００３６】以上のような本実施形態の磁気ディスク装
置によれば、コマンドオーバーライト情報を記憶部１４
に記憶する。したがって、記憶されたコマンドオーバー
ライト情報を読み出すことで、ホストから発行され先行
するコマンドの実行完了前に、該ホストから後続のコマ
ンドが供給されたことを事後に知ることができるように
なる。したがって、障害発生時における原因解析のため
に有益な情報を得ることができる。

【００３７】（第２実施形態）図４は、本発明の第２実
施形態に係る磁気ディスク装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。この装置において、第１実施形態と同じ部
分には同一の参照符号が付してある。

【００３８】第２実施形態に係る磁気ディスク装置は、
コマンドオーバーライト情報を含むコマンド情報（総称
してコマンド情報という）を不揮発性の記録媒体に記録
する点が第１実施形態とは異なる。特にここでは、記録
再生媒体（メディア）１に特別に設けられた媒体領域１
１にコマンド情報を記録する。また本実施形態は、所定
の要求（コマンド）に対し、メディア１の媒体領域１１
に記録されたコマンド情報をホストインターフェース６
を介してホストに対し転送する構成である。

【００３９】本実施形態では、コマンドオーバーライト
の発生如何に拘らず上述したコマンドオーバーライト情
報に相当する情報を記憶部１４に記憶させるとともに、
該情報を適当なタイミングでメディア１の媒体領域１１
に対し書き込む。つまり、リード／ライト回路２を介し
てデータをメディア１に書き込むための所要時間が磁気
ディスク装置全体の動作に影響を与えないように、コマ
ンドの受け取り時等を除外してログの書き込み動作が行
われる。なお、メディア１の媒体領域１１についてもリ
ングバッファを構成し、領域の記録データが一杯になっ
たら、最古のデータに対し最新のデータを上書きする。

【００４０】ホストにおいて、磁気ディスク装置のメデ
ィア１の媒体領域１１に記録されているログ情報の転送
を受けた場合、コマンド情報とコマンドオーバーライト
情報の両者を表示する場合と、コマンド情報のみを表示
する（つまり、コマンドの発行履歴）のみを表示する場
合とがある。

【００４１】そこで、ホストから磁気ディスク装置に対
しログ情報の転送を要求する場合、コマンドオーバーラ
イト情報の表示可否を指示するための手段を設ける。具
体的には、転送要求に係るＦｅａｔｕｒｅレジスタ等に
特別なビットを用意する。

【００４２】かかる場合、本実施形態の磁気ディスク装
置は、コマンドオーバーライト情報の表示が指示されて
いる場合は、コマンド情報とコマンドオーバーライト情
報の両者をホストインターフェース６を介してホストに
転送する。一方、コマンドオーバーライト情報の表示が
指示されていない場合は、コマンド情報のみをホストイ
ンターフェース６を介してホストに転送する。ホスト側
では、送られてきた情報をそのままのフォーマットで表
示できる。

【００４３】以上のような第２実施形態の磁気ディスク
装置によれば、第１実施形態と同等の作用効果が得られ
るとともに、コマンドオーバーライト情報を不揮発性の
記憶媒体（メディア１）に記録するようにしているの
で、該情報を恒久的に得ることができるようになる。ま
た、該記録情報のホストへの転送についても、コマンド
オーバーライト情報の表示可否を指定することができ、
柔軟なシステム構成を得ることができる。

【００４４】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず種々変形して実施可能である。例えば本発明は、磁
気ディスク装置のみならず他の情報記録装置にも適用可
能である。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
障害発生時における原因解析のために有益な情報を得る
ことのできるディスク装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る磁気ディスク装置
の概略構成を示すブロック図

【図２】レジスタ群（タスクファイル）の詳細構成を示
す図

【図３】磁気ディスク装置におけるコマンド実行時の動
作を示すフローチャート

【図４】本発明の第２実施形態に係る磁気ディスク装置
の概略構成を示すブロック図

【符号の説明】

１…記録再生媒体１（メディア）２…読み出し／書き込み回路３…ディスクデータコントローラ４…バッファラム５…ＣＰＵ６…ホストインターフェース７…ＲＯＭ及びＲＡＭ８…ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）及びスピンドルモー
タのドライバ１０…ディスクヘッド１２…レジスタ群１４…コマンドシーケンス情報の記憶部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 3/06 - 3/08 G11B 20/10 G11B 20/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ホストから発行されたコマンドに応じ
て、ディスクに対するデータの記録または再生を実行す
るディスク装置であって、前記ホストから受信したコマンドを格納するコマンドレ
ジスタ、及び当該コマンドの実行状態を示すフラグをセ
ットするステータスレジスタを含むレジスタ手段と、前記ホストから受信したコマンドを前記コマンドレジス
タに格納したときに、前記ステータスレジスタには当該
コマンドより先行して受信したコマンドが実行中である
ことを示すフラグがセットされている場合には、コマン
ドオーバーライトが発生したことを示すコマンドオーバ
ーライト情報を作成する作成手段と、前記コマンドオーバーライト情報を記憶する記憶手段と
を具備することを特徴とするディスク装置。
【請求項２】前記ホストとの間で前記コマンド及びデ
ータの転送を実行するコントローラを有し、当該コントローラは、前記レジスタ手段及び前記記憶手
段を含み、前記記憶手段に記憶された前記コマンドオー
バーライト情報を前記ホストに転送することを特徴とす
る請求項１に記載のディスク装置。
【請求項３】ホストから発行されたコマンドに応じ
て、ディスクに対するデータの記録または再生を実行す
るディスク装置に適用するコマンド処理方法であって、前記ホストから受信したコマンドをコマンドレジスタに
格納するステップと、前記コマンドを前記コマンドレジスタに格納したとき
に、コマンドの実行状態を示すフラグがセットされるス
テータスレジスタを参照し、当該コマンドより先行して
受信したコマンドが実行中であることを示すフラグがセ
ットされている場合には、コマンドオーバーライトが発
生したことを示すコマンドオーバーライト情報を作成す
るステップと、前記コマンドオーバーライト情報を記憶手段に記憶する
ステップとを有する手順を実行することを特徴とするコ
マンド処理方法。