JP4963377B2 - ハードディスクドライブのアンロード待機時間制御方法、ハードディスクドライブ及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）のアンロード制御に係るアンロード待機時間制御方法、ハードディスクドライブ及び記憶媒体に関する。

ＨＤＤは、情報保存のために使われる記録装置である。通常、情報は、１個以上の磁気記録ディスクの何れか一面上にある同心トラック上に記録される。ディスクは、スピンモータ上に回転可能に搭載され、情報は、ボイスコイルモータ（Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ：ＶＣＭ）によって回転するアクチュエータアームに取り付けられた読取／記録ヘッドによってアクセスされる。ＶＣＭは、電流によって励起されてアクチュエータを回転させ、ヘッドを移動させる。読取／記録ヘッドは、ディスクの表面から出た磁気の変化を感知してディスク表面に記録された情報を判読する。データをトラックに記録するために、電流が記録ヘッドに供給される。電流は磁界を発生させ、これにより、ディスク表面は磁化される。

ＨＤＤは、ホストシステムからの命令に応答してデータの記録／再生動作を行う。

ＨＤＤにおいて、機器がアイドル状態、すなわち、特定の動作を行わず、ホスト装置からのコマンド受信を待機している状態が所定時間以上である時、電力節減のためにヘッドをアンロード（あるいはパーキング）させる方法が知られている。

図１は、従来のアンロード制御方法を示すフローチャートである。

コマンドが実行された後、すなわち、ホストシステムによって要求された動作が終了すると、ＨＤＤはアイドル状態となる。この時、アイドル状態の経過時間を計測するためのタイマーが初期化される（Ｓ１０２）。タイマーは、アンロード動作を行うための待機時間が経過したか否かをチェックするためのものである。

ホストシステムから受信されたコマンドがあるか否かを検査する（Ｓ１０４）。

ステップＳ１０４で受信されたコマンドがあれば、受信されたコマンドを実行する（Ｓ１０６）。この時、タイマーは終了する。

ステップＳ１０４で受信されたコマンドがなければ、アンロード動作のための待機時間が経過したかどうかを判断する（Ｓ１０８）。

ステップＳ１０８で待機時間が経過していなければ、ステップＳ１０２に復帰する。

ステップＳ１０８で待機時間が経過すれば、アンロード動作を行う（Ｓ１１０）。

ヘッドがアンロードされると、ＶＣＭに電流が印加されず、またスピンドルモータが停止している状態であるので、ＨＤＤの電力消耗が最低となる。このようなアイドル状態が所定時間以上持続される場合、ヘッドをアンロードさせることは電力節減の側面では望ましいしかし、アイドル状態から外れる時にアンロードされたヘッドをロードするための時間が必要になるということや、ロードまたはアンロード動作中にヘッドによってディスクに傷が付く危険性が高いという理由から、ＨＤＤのパフォーマンスの側面では望ましくない。

また、他の装置と同様に、ＨＤＤも使用回数が増加するほど設計された性能を発揮できなくなる。ＨＤＤのアンロード装置においても、ロード／アンロード回数が設計された仕様において保証される回数を超過すれば、機械部品の摩耗、弾性の低下などによってロード／アンロードの過程でヘッドとディスクとが衝突して、結果的にディスクに記録されたデータが損傷する可能性が高くなる。

特に、モバイル装置に採択されたＨＤＤは、頻繁にロード／アンロード動作が行われるため、ロード／アンロード回数の増加によってデータ損傷の危険がさらに高まる。

特開２００１−２８３５０３号公報 特開２００２−１５７８１３号公報 特開平８−２３５７６１号公報

しかし、従来のアンロード制御方法では、アイドル状態の持続時間が所定時間を超える場合、無条件にアンロード動作を行うようにされており、アンロード装置の設計仕様において保証される回数を超過したロード／アンロード動作によるデータ損傷の可能性が全く考慮されていない。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ＨＤＤにおいて、ロード／アンロード動作によるデータ損傷の可能性を減らすアンロード待機時間制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、ＨＤＤのアンロード動作を制御する方法において、ＨＤＤがアイドル状態の場合に、アンロード待機時間が経過するまでの間待機する過程と、アンロード待機時間が経過すれば、ヘッドをアンロードさせ、ＨＤＤにより行われたアンロード動作の累積アンロード回数を算出するためにアンロード回数を計数する過程と、累積アンロード回数によってアンロード待機時間を再設定する過程と、を含むことを特徴とする、ハードディスクドライブのアンロード待機時間制御方法が提供される。

また、アンロード待機時間は、累積アンロード回数の増加によって増加するようにしてもよい。

また、アンロード待機時間は、累積アンロード回数がアンロード装置の設計仕様において保証される保証アンロード回数を超えるまでは一定に維持され、累積アンロード回数が保証アンロード回数を超過すれば、アンロード待機時間を累積アンロード回数に比例して増加させるようにしてもよい。

また、累積アンロード回数が保証アンロード回数を超過すれば、アンロード後のロード時にデータ領域をスキャンしてデータの損傷有無を検査する過程をさらに含むようにしてもよい。

また、アンロード待機時間は、累積アンロード回数がアンロード装置の設計仕様によって保証される保証アンロード回数を超えるまでは一定に維持され、累積アンロード回数が保証アンロード回数の９０％を超過すれば累積アンロード回数に比例して増加し、累積アンロード回数が保証アンロード回数の１５０％を超過すればより大きい増加率で増加するようにしてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ハードディスクドライブに接続されているホストシステムからの命令を受信するホストインターフェース回路と、ヘッドをロードまたはアンロードさせるアンロード装置と、ホストインターフェース回路を通じて命令が受信されるまで待機するアイドル状態の経過時間によって、アンロード装置のロードまたはアンロード動作を制御するコントローラとを備え、コントローラは、アンロード待機時間の間にホストシステムから命令が受信されなければ、アンロード装置を制御してヘッドをアンロードさせ、ハードディスクドライブにより行われたアンロード動作の累積アンロード回数を算出するためにアンロード回数を計数し、累積アンロード回数によってアンロード待機時間を再設定することを特徴とする、ハードディスクドライブが提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ハードディスクドライブのアンロード動作を制御するプログラムが記録されたコンピュータ可読記録媒体において、ハードディスクドライブがアイドル状態の場合に、アンロード待機時間が経過するまでの間ホストシステムからの命令受信を待機する過程と、アンロード待機時間が経過するまでの間にホストシステムから命令が受信されなければ、ヘッドをアンロードさせ、ハードディスクドライブにより行われたアンロード動作の累積アンロード回数を算出するためにアンロード回数を計数する過程と、累積アンロード回数によってアンロード待機時間を再設定する過程と、を含むプログラムが記録されたことを特徴とする、記録媒体が提供される。

以上説明したように本発明によれば、ＨＤＤにおいて、ロード／アンロード動作によってデータが損傷する危険性を最小化させる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図２は、本実施形態にかかるアンロード待機時間制御方法を図式的に示すグラフである。図２において、横軸は累積アンロード回数を示し、縦軸は望ましいアンロード待機時間を示す。図２に示されたように、本実施形態にかかるアンロード待機時間制御方法は、累積アンロード回数の増加によってアンロード待機時間を増加させることを特徴とする。

図２において、保証アンロード回数は、アンロード装置の設計仕様による安全なアンロード動作が保証される回数を示す。本実施形態にかかるアンロード待機時間制御方法によれば、アンロード待機時間は、保証アンロード回数を基準として区分された３つの範囲、すなわち、グリーンゾーン（安全領域）、イエローゾーン（注意領域）、そしてレッドゾーン（危険領域）により異なる方法で制御される。

グリーンゾーンは、累積アンロード回数が保証アンロード回数よりやや少ない、望ましくは保証アンロード回数の９０％程度の回数までの範囲である。イエローゾーンは、グリーンゾーンの範囲を超え、すなわち累積アンロード回数が保証アンロード回数の９０％より多く、保証アンロード回数を超える値、望ましくは保証アンロード回数の１５０％程度の回数までである。そして、レッドゾーンは、イエローゾーンの範囲以上、すなわち累積アンロード回数が保証アンロード回数の１５０％を超える値である場合となる。

グリーンゾーンでは、アンロード待機時間は一定であり、イエローゾーン及びレッドゾーンでは、アンロード回数によってアンロード待機時間が増加する。また、レッドゾーンでのアンロード回数に対する増加率は、イエローゾーンでの増加率より大きい。

図３は、本発明によるアンロード待機時間制御方法を示すフローチャートである。

コマンドが実行された後、すなわち、ホストシステムにより要求された動作が終了した後、ＨＤＤはアイドル状態となる。この時、アイドル状態の持続時間を計測するためのタイマーが初期化される（Ｓ３０２）。タイマーは、アンロード動作を行うための待機時間が経過したか否かをチェックするためのものである。

次いで、ホストシステムから受信されたコマンドがあるか否かを検査する（Ｓ３０４）。

ステップＳ３０４で受信されたコマンドがあれば、受信されたコマンドを実行する（Ｓ３０６）。この時、タイマーは終了する。

ステップＳ３０４で受信されたコマンドがなければ、アンロード動作のための待機時間が経過したかどうかを判断する（Ｓ３０８）。

ステップＳ３０８で待機時間が経過していなければ、ステップＳ３０２に復帰する。

ステップＳ３０８で待機時間が経過したとすれば、アンロード動作を行う（Ｓ３１０）。

この時、アンロード回数が累積計数される。

アンロード動作が行われた後にアンロード待機時間を再設定する。具体的には、図２に示されたように、累積アンロード回数を参照して、その時点での累積アンロード回数がグリーンゾーン、イエローゾーン、またはレッドゾーンのうちどの範囲に属するかを判断してアンロード待機時間を再設定する。

本実施形態において、グリーンゾーン、イエローゾーン、及びレッドゾーンにおけるアンロード待機時間の設定は、ＨＤＤの性能、用途などによって適切に設計されうる。

また、累積アンロード回数が、イエローゾーン及びレッドゾーンにある時は、アンロード後のロード時にデータ領域をスキャンしてデータの異常有無を判断するようにしてもよい。このとき、異常があった場合のロードリトライ回数は所定の回数に制限してもよい。

図４は、本発明によるアンロード待機時間制御方法が適用されるＨＤＤの構成を示す図面である。

ＨＤＤ１００は、スピンドルモータ１１４によって回転する少なくとも一つのディスク１１２を備えている。ＨＤＤ１００は、ディスク１１２の表面に隣接して位置したヘッド１２０をさらに備えている。

ヘッド１２０は、ディスク１１２の表面に形成された磁界を感知するか、またはディスクの表面を磁化させることによって、回転するディスク１１２から情報を読み出したり、ディスク１１２に情報を書き込んだりできる。図１においてヘッド１２０は、単一のヘッドとして示されているが、これは、ディスク１１２を磁化させるための記録用ヘッドとディスク１１２の磁界を感知するための分離された読み取り用ヘッドからなると理解される。

ヘッド１２０は、ヘッド１２０とディスク１１２の表面との間に空気軸受を生成させる構造になっている。ヘッド１２０は、ヘッドスタックアセンブリ（ＨＳＡ：Ｈｅａｄ Ｓｔａｃｋ Ａａｓｓｅｍｂｌｙ）１２２に結合されている。ＨＳＡ１２２は、ボイスコイル１２６を有するアクチュエータアーム１２４に付着されている。ボイスコイル１２６は、ＶＣＭ１３０を支持するマグネチックアセンブリ１２８に隣接して位置している。ボイスコイル１２６に供給される電流は、軸受アセンブリ１３２に対してアクチュエータアーム１２４を回転させるトルクを発生させる。アクチュエータアーム１２４が回転することにより、ヘッド１２０はディスク１１２の表面を横切って移動する。ディスク１１２にデータを書き込み及び読み出しするために、ヘッド１２０は、ディスク１１２上のトラック１３４を辿る。

情報は、ディスク１１２の環状トラック内に保存される。一般的に、ディスク１１２は、ユーザーデータが記録されるデータゾーン、ドライブを使用しない場合にヘッドが位置するパーキングゾーン及びメンテナンスシリンダーから構成される。メンテナンスシリンダーには、累積アンロード回数により決定されるアンロード待機時間が保存されている。

図５は、図４に示されたＨＤＤを制御する制御装置２００のブロック図を示す。

図４及び図５を参照すれば、制御装置２００は、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャンネル回路２０４及びリードプリアンプ＆ライトドライバ回路２０６によってヘッド１２０に結合されたコントローラ２０２を含んでいる。コントローラ２０２は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラなどからなる。

コントローラ２０２は、ディスク１１２からデータを読み出し及び書き込みするためにＲ／Ｗチャンネル２０４に制御信号を供給する。

情報は、Ｒ／Ｗチャンネル２０４からホストインターフェース回路２１０に伝送される。ホストインターフェース回路２１０は、パソコンのようなシステムと連動するための制御回路を含んでいる。

Ｒ／Ｗチャンネル回路２０４は、再生モードでは、ヘッド１２０から読み取られてリードプリアンプ＆ライトドライバ回路２０６で増幅されたアナログ信号を、ホストコンピュータ（図示せず）が判読できるデジタル信号に変調させてホストインターフェース回路２１０に出力する。また、ホストコンピュータからユーザーデータをホストインターフェース回路２１０を通じて受信し、ディスクに記録できるように記録電流に変換させて、リードプリアンプ＆ライトドライバ回路２０６に出力させるように信号処理を実行する。

コントローラ２０２は、ボイスコイル１２６に駆動電流を供給するＶＣＭ駆動回路２０８にも結合されている。コントローラ２０２は、ＶＣＭの励起及びヘッドの動きを制御するためにＶＣＭ駆動回路２０８に制御信号を供給する。

コントローラ２０２は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２１４またはフラッシュメモリのような不揮発性メモリ及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２１６に結合されている。メモリ２１４、２１６は、ソフトウェアルーチンを実行させるためにコントローラ２０２によって使われる命令語及びデータを含んでいる。

ソフトウェアルーチンの一つとして、図３に示されたように、アイドル持続時間及びアンロード回数を判断してアンロード動作モードを制御する制御ルーチンが含まれている。

コントローラ２０２は、ホストインターフェース回路２１０を通じてコマンドを受信する。コントローラ２０２は、このコマンドを解釈してアイドル動作モード及びアンロード動作モードを制御する。

コントローラ２０２は、ホストシステムからのコマンドが所定時間の間に受信されない場合、すなわち、アイドル状態が所定時間持続された場合、ヘッド１２０をアンロードさせる。この時、アンロードのための待機時間は、累積アンロード回数によって決定される。

コントローラ２０２は、アンロード動作が行われる度にアンロード回数を累積計数し、累積アンロード回数によってアンロード待機時間を再設定する。特に、図２のイエロー領域及びレッド領域でのアンロード待機時間は、アンロード回数に比例して増加する。

本実施形態においては、ＨＤＤにおけるアンロード待機時間制御方法について説明したが、光ディスクドライブ、光磁気ディスクドライブにも本発明を容易に適用できるということは当然のことである。

本発明の実施形態は、方法、装置、システムなどとして実行されうる。ソフトウェアとして実行される場合、本発明の構成手段は、必然的に必要な作業を実行するコードセグメントである。プログラムまたはコードセグメントは、プロセッサ判読可能媒体に保存され、または伝送媒体または通信網で搬送波と結合されたコンピュータデータ信号によって伝送されうる。プロセッサ判読可能媒体は、情報を保存または伝送できるいかなる媒体も含む。プロセッサ判読可能媒体の例としては、電子回路、半導体メモリ素子、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、消去可能ＲＯＭ（ＥＲＯＭ：Ｅｒａｓａｂｌｅ ＲＯＭ）、フロッピー(登録商標)ディスク、光ディスク、ハードディスク、光ファイバ媒体、無線周波数（ＲＦ）網などがある。コンピュータデータ信号は、電子網チャンネル、光ファイバ、空気、電子界、ＲＦ網のような伝送媒体上に伝播できるいかなる信号も含まれる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、ハードディスクドライブ関連の技術分野に適用可能である。

従来のアンロード制御方法を示すフローチャートである。 本発明によるアンロード待機時間制御方法を図式的に示すグラフである。 本発明によるアンロード待機時間制御方法を示すフローチャートである。 本発明によるアンロード待機時間制御方法が適用されるＨＤＤの構成を示す図面である。 図４に示されたＨＤＤを制御する制御装置のブロック図である。

符号の説明

１００ ハードディスクドライブ
１１２ ディスク
１１４ スピンドルモータ
１２０ ヘッド
１２２ ヘッドスタックアセンブリ
１２４ アクチュエータアーム
１２６ ボイスコイル
１２８ マグネチックアセンブリ
１３０ ボイスコイルモータ
１３２ 軸受アセンブリ
１３４ トラック

Claims (6)

1. ハードディスクドライブのアンロード動作を制御する方法において：
   ハードディスクドライブがアイドル状態の場合に、アンロード待機時間が経過するまでの間待機する過程と；
   前記アンロード待機時間が経過すれば、ヘッドをアンロードさせ、前記ハードディスクドライブにより行われたアンロード動作の累積アンロード回数を算出するためにアンロード回数を計数する過程と；
   前記累積アンロード回数によって前記アンロード待機時間を再設定する過程と；
   を含み、
   前記アンロード待機時間は、前記累積アンロード回数がアンロード装置の設計仕様によって保証される保証アンロード回数の第１比率までは一定に維持され、前記累積アンロード回数が前記保証アンロード回数の第１比率を超過すれば前記累積アンロード回数に比例して第１増加率で増加し、前記累積アンロード回数が前記保証アンロード回数の第２比率を超過すれば前記累積アンロード回数に比例して第２増加率で増加し、
   前記第２比率は前記第１比率より大きく、前記第２増加率は前記第１増加率より大きく設定されることを特徴とする、ハードディスクドライブのアンロード待機時間制御方法。
2. 前記アンロード待機時間は、前記累積アンロード回数の増加によって増加することを特徴とする、請求項１に記載のハードディスクドライブのアンロード待機時間制御方法。
3. 前記アンロード待機時間は、前記累積アンロード回数がアンロード装置の設計仕様において保証される保証アンロード回数を超えるまでは一定に維持され、前記累積アンロード回数が前記保証アンロード回数を超過すれば、前記アンロード待機時間を前記累積アンロード回数に比例して増加させることを特徴とする、請求項２に記載のハードディスクドライブのアンロード待機時間制御方法。
4. 前記累積アンロード回数が前記保証アンロード回数を超過すれば、アンロード後のロード時にデータ領域をスキャンしてデータの損傷有無を検査する過程をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載のアンロード待機時間制御方法。
5. ハードディスクドライブに接続されているホストシステムからの命令を受信するホストインターフェース回路と；
   ヘッドをロードまたはアンロードさせるアンロード装置と；
   前記ホストインターフェース回路を通じて命令が受信されるまで待機するアイドル状態の経過時間によって、前記アンロード装置のロードまたはアンロード動作を制御するコントローラと；
   を備え、
   前記コントローラは、アンロード待機時間の間に前記ホストシステムから命令が受信されなければ、前記アンロード装置を制御して前記ヘッドをアンロードさせ、前記ハードディスクドライブにより行われたアンロード動作の累積アンロード回数を算出するためにアンロード回数を計数し、前記累積アンロード回数によって前記アンロード待機時間を再設定し、
   前記アンロード待機時間は、前記累積アンロード回数がアンロード装置の設計仕様によって保証される保証アンロード回数の第１比率までは一定に維持され、前記累積アンロード回数が前記保証アンロード回数の第１比率を超過すれば前記累積アンロード回数に比例して第１増加率で増加し、前記累積アンロード回数が前記保証アンロード回数の第２比率を超過すれば前記累積アンロード回数に比例して第２増加率で増加し、
   前記第２比率は前記第１比率より大きく、前記第２増加率は前記第１増加率より大きく設定されることを特徴とする、ハードディスクドライブ。
6. ハードディスクドライブのアンロード動作を制御するプログラムが記録されたコンピュータ可読記録媒体において：
   ハードディスクドライブがアイドル状態の場合に、アンロード待機時間が経過するまでの間ホストシステムからの命令受信を待機する過程と；
   前記アンロード待機時間が経過するまでの間に前記ホストシステムから命令が受信されなければ、ヘッドをアンロードさせ、前記ハードディスクドライブにより行われたアンロード動作の累積アンロード回数を算出するためにアンロード回数を計数する過程と；
   前記累積アンロード回数によって前記アンロード待機時間を再設定する過程と；
   を含み、
   前記アンロード待機時間は、前記累積アンロード回数がアンロード装置の設計仕様によって保証される保証アンロード回数の第１比率までは一定に維持され、前記累積アンロード回数が前記保証アンロード回数の第１比率を超過すれば前記累積アンロード回数に比例して第１増加率で増加し、前記累積アンロード回数が前記保証アンロード回数の第２比率を超過すれば前記累積アンロード回数に比例して第２増加率で増加し、
   前記第２比率は前記第１比率より大きく、前記第２増加率は前記第１増加率より大きく設定される、プログラムが記録されたことを特徴とする、記録媒体。
   
   

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