磁盘装置以及磁盘装置的控制方法与流程

磁盘装置以及磁盘装置的控制方法
1.本技术享受以日本专利申请2022-013046号(申请日：2022年1月31日)为基础申请的优先权。本技术通过参照该基础申请而包括基础申请的全部内容。
技术领域
2.本发明的实施方式涉及磁盘装置以及该磁盘装置的控制方法。


背景技术：

3.在搭载于磁盘装置的盘(disk)的表面(记录面)例如存在微小的伤痕(瑕疵)和/或飞溅碎片(spatter flake)等微小的突起等缺陷(defect)。这些缺陷成为给数据相对于盘的正常写入和读取带来障碍的主要原因，另外也成为使头(head，磁头)损伤的主要原因。因此，在磁盘装置中，缺陷的所在位置被预先登记为缺陷信息。关于被登记为存在缺陷的区域，例如通过不对该区域分配逻辑地址而将其从盘的记录区域中排除。
4.随着记录密度的提高，磁盘装置需要缩小再现头(读取器(reader))及记录头(写入器(writer))与磁盘之间的间隙。因此，已知有在读取器及写入器的旁边搭载有加热器(heater)的磁盘装置。加热器对读取器和/或写入器进行加热，使它们向盘的表面侧突出。由此，确保头的读写特性余裕(margin)。
5.例如在向对象磁道(track)寻道(seek)时头需要跨越盘的突起(凸块：bump)的情况下，将读取器和/或写入器冷却，并等待突出平复后再开始寻道。而且，在头完全跨越突起后，进行施加加热器而使读取器和/或写入器突出的控制。由此，避免了读取器和/或写入器与突起的碰撞(冲突)。
6.另一方面，在头跨越突起的前后需要预定的等待时间。因此，突起等缺陷的数量越多，则相应地等待时间就越长，数据的读取(read，读)处理和写入(write，写)处理就越需要时间。因此，要求抑制由这种缺陷引起的数据的读取性能和写入性能、例如连续(sequential)性能的降低。


技术实现要素：

7.本发明的实施方式提供即使在盘上存在突起等缺陷的情况下也能够避免与该突起等的碰撞并抑制在数据的读取时和写入时的连续性能的降低的磁盘装置以及该磁盘装置的控制方法。
8.实施方式的磁盘装置具备磁盘、头以及控制器。所述头向所述磁盘写入数据，从所述磁盘读取所述数据。所述控制器不对由所述磁盘中彼此相邻的多个柱面(cylinder)构成的预定记录区域中的、对应于所述预定记录区域内存在的缺陷所规定的第1区域的扇区(sector)分配逻辑地址，而对所述预定记录区域中的、所述第1区域以外的第2区域的扇区唯一地分配所述逻辑地址。所述控制器根据所述预定记录区域内存在的所述缺陷的数量，使对于所述第2区域的所述扇区的、所述逻辑地址的分配不同。
附图说明
9.图1是表示实施方式涉及的磁盘装置的概略构成的框图。
10.图2是在实施方式涉及的磁盘装置中，进行lba分配处理时管理部所执行的控制的流程图。
11.图3是在实施方式涉及的磁盘装置中，进行第2lba分配处理时管理部所执行的控制的流程图。
12.图4是示意性地表示在实施方式涉及的磁盘装置中，通过第2lba分配处理进行的逻辑地址的分配模式的图。
13.图5是在实施方式涉及的磁盘装置中，进行第3lba分配处理时管理部所执行的控制的流程图。
14.图6是示意性地表示在实施方式涉及的磁盘装置中，通过第3lba分配处理进行的逻辑地址的分配模式的图。
15.标号说明
16.1磁盘装置；10磁盘(盘)；10a用户数据区域；10b系统区(system area)；12主轴马达(spm)；13臂(arm)；14音圈马达(vcm)；15头；15w写头；15r读头；20驱动器ic；30头放大器ic；40读/写(r/w)通道；50硬盘控制器(hdc)；60微处理器(mpu)；61读/写控制部；62管理部；70易失性存储器；80缓冲存储器；90非易失性存储器；100系统控制器；200主机系统(主机)。
具体实施方式
17.以下，参照图1至图6，对实施方式涉及的磁盘装置进行说明。
18.图1是表示实施方式涉及的磁盘装置1的概略构成的框图。如图1所示，磁盘装置1具备后述的头盘组件(hda：head disk assembly)、驱动器ic20、头放大器集成电路(以下，称为头放大器ic)30、易失性存储器70、缓冲存储器(缓存)80、非易失性存储器90以及系统控制器100。另外，磁盘装置1与主机系统(以下，简称为主机)200连接。
19.hda具有磁盘(以下，称为盘)10、主轴马达(以下，称为spm)12、搭载着头15的臂13、以及音圈马达(以下，称为vcm)14。盘10安装于spm12，通过spm12的驱动而旋转。臂13和vcm14构成致动器。致动器利用vcm14的驱动，控制搭载于臂13的头15移动(寻道)到盘10上的目标位置。盘10和头15的数量不限于一个，也可以为多个。
20.盘10具有能够由用户利用的用户数据区域10a以及写入系统管理所需的信息的系统区10b。上述用户数据区域10a和系统区10b分别分配于盘10中的能够写入数据的区域。以下，将与盘10平行且与盘10的半径方向正交的方向称为圆周方向。
21.头15以滑块作为主体而构成，具备安装于该滑块的写头15w和读头15r。写头15w在盘10上写入(写)数据。读头15r读取(读)记录在盘10上的数据磁道中的数据。
22.驱动器ic20按照系统控制器100(详细而言为后述的mpu60)的控制，控制spm12及vcm14的驱动。
23.头放大器ic30具备读放大器以及写驱动器。读放大器将从盘10读出的读信号放大，并向系统控制器100(详细而言为后述的读/写(r/w)通道40)输出。写驱动器将与从r/w通道40输出的信号相应的写电流输出到头15。
24.易失性存储器70是在电力供给断开时会丢失所保存的数据的半导体存储器。易失
性存储器70保存磁盘装置1的各部中的处理所需的数据等。易失性存储器70例如是dram(dynamic random access memory，动态随机存取存储器)或者sdram(synchronous dynamic random access memory，同步动态随机存取存储器)。
25.缓冲存储器80是临时记录磁盘装置1与主机200之间收发(发送和接收)的数据等的半导体存储器。此外，缓冲存储器80也可以与易失性存储器70一体地构成。缓冲存储器80例如是dram、sram(static random access memory，静态随机存取存储器)、sdram、feram(ferroelectric random access memory，铁电随机存取存储器)或者mram(magnetoresistive random access memory，磁阻式随机存取存储器)等。
26.非易失性存储器90是即使电力供给断开也保持所存储的数据的半导体存储器。非易失性存储器90例如是nor型或者nand型的闪速存储器(flash read only memory：from，闪速只读存储器)。
27.在非易失性存储器90中存储有缺陷信息(以下，称为plist)。plist是表示盘10的表面(记录面)存在的缺陷的所在位置的信息的集合。缺陷的有无例如是在产品(磁盘装置1)出厂前的盘10的品质检查中检测出的。例如存在缺陷的柱面位置、磁道位置、扇区位置、扇区数、头位置等各信息相互关联地登记在plist中。柱面位置、磁道位置、扇区位置例如是盘10上的存在对应的缺陷的柱面、磁道、扇区的各位置(物理地址)。扇区数例如是存在对应的缺陷的扇区的数量。头位置例如是针对存在对应的缺陷的盘10读写数据的头15的位置(头编号)，且确定存在该缺陷的盘10的记录面。
28.在plist中，除了实际存在缺陷的扇区之外，作为边缘(margin)，还登记有与该扇区接近的预定的扇区(接近扇区)的数量。接近扇区是虽然没有检测出存在缺陷但是实际上存在比该缺陷小的缺陷例如微小的伤痕和/或突起等的扇区、或者有可能存在该突起等的扇区。在本实施方式中，作为一例，以存在缺陷的扇区为边界，分别在扇区的配置方向的前后、换言之是盘10的旋转方向的上游侧和下游侧设定有接近扇区。因此，plist中登记有在存在缺陷的扇区的前后设定的扇区数(边缘扇区数)。
29.即，盘10的记录面可能包含与缺陷对应的区域(第1区域，以下称为磁道跳过(skip)区域)。磁道跳过区域是包含具有存在缺陷的扇区的磁道和与该磁道接近的磁道的区域，通过不对该区域的扇区分配逻辑地址而将其从盘10的记录区域中排除。关于磁道跳过区域所包含的磁道的信息例如磁道编号等作为plist也即是说缺陷信息之一而存储于非易失性存储器90。盘10的记录面中的、磁道跳过区域以外的区域(第2区域，以下称为通常记录区域)的扇区被唯一地分配逻辑地址，被用作盘10的记录区域。
30.另外，在非易失性存储器90中存储有盘10的管理信息。在存在多个盘10的情况下，按各个盘10存储有管理信息。盘10的管理信息例如是lba(logical block addressing，逻辑块地址)开始扇区位置、扇区数、寻道扇区数、偏斜(skew)值等。lba开始扇区位置是在盘10中分配了逻辑地址的开头地址的扇区的位置(例如物理地址)。扇区数是每一个磁道的扇区的数量。寻道扇区数是根据头15为了对磁道跳过区域内包含的磁道数进行寻道所需的时间而设定的扇区的数量。例如，寻道扇区数与磁道跳过区域内包含的磁道数(磁道跳过宽度)相关联而被列表(表格)化。在执行后述的lba分配处理时，作为参数，从这种列表中读取寻道扇区数。偏斜值是头相对于磁道的偏斜角的值，是与相邻的磁道中的lba的开始位置(或者结束位置)的偏离相当的扇区数。
31.系统控制器(控制器)100例如使用多个元件集成于单一芯片的被称为片上系统(system-on-a-chip：soc)的大规模集成电路(lsi)来实现。系统控制器100包括读/写(r/w)通道40、硬盘控制器(hdc)50以及微处理器(mpu)60。系统控制器100与驱动器ic20、头放大器ic30、易失性存储器70、缓冲存储器80、非易失性存储器90以及主机200电连接。
32.r/w通道40根据来自后述的mpu60的指示，执行从盘10向主机200传送的读取数据以及从主机200传送的写数据的信号处理。r/w通道40具有测定写数据的信号品质的电路或者功能。r/w通道40例如与头放大器ic30、hdc50以及mpu60等电连接。
33.hdc50根据来自后述的mpu60的指示，控制主机200与r/w通道40之间的数据传送。hdc50例如与r/w通道40、mpu60、易失性存储器70、缓冲存储器80以及非易失性存储器90等电连接。
34.mpu60是控制磁盘装置1的各部分的主控制器。mpu60经由驱动器ic20控制vcm14，执行进行头15的定位(寻道)的伺服控制。mpu60控制向盘10写入数据的写动作(工作)，并且选择写数据的保存目的地。另外，mpu60控制从盘10读取数据的读动作，并且控制读数据的处理。mpu60与磁盘装置1的各部分连接。mpu60例如与驱动器ic20、r/w通道40、hdc50以及非易失性存储器90等电连接。
35.mpu60具备读/写控制部61以及管理部62。mpu60例如在固件上执行读/写控制部61以及管理部62的处理。此外，mpu60也可以将上述读/写控制部61以及管理部62作为电路而具备。
36.读/写控制部61按照来自主机200的指令，控制数据的读取处理以及写入处理。读/写控制部61经由驱动器ic20控制vcm14，将头15定位(寻址)在盘10上的目标位置，进行数据的读取或者写入。
37.管理部62将盘10的记录区域划分为通常记录区域和磁道跳过区域，并管理记录面。另外，管理部62进行对盘10分配逻辑地址的处理(以下，称为lba分配处理)。lba分配处理是根据plist、也即是说根据盘10的表面(记录面)是否存在缺陷来对盘10分配逻辑地址的处理。管理部62例如在产品(磁盘装置1)出厂前的盘10的品质检查中检测有没有缺陷，并将plist保存于非易失性存储器90。在lba分配处理中，管理部62根据plist中保存的内容，不对磁道跳过区域分配逻辑地址，而对通常记录区域分配逻辑地址。由此，管理部62将磁道跳过区域从盘10的记录区域中排除。如后所述，管理部62根据预定记录区域、在本实施方式中是根据预定记录区域内存在的缺陷的数量，使对于通常记录区域的扇区的、逻辑地址的分配不同。
38.以下，按照流程图，对在磁盘装置1中进行lba分配处理时系统控制器100、具体而言是mpu60的管理部62执行的控制进行说明。图2是进行lba分配处理时管理部62所执行的控制的流程图。
39.如图2所示，在lba分配处理时，管理部62取得预定记录区域内的突起等缺陷的总数(以下，称为缺陷总数)(s01)。在本实施方式中，作为一例，预定记录区域是以单元(cell)为单位的区域。单元是包含相邻的多个柱面的区域。因此，单元是与对应于多个柱面中的每一个的所有盘10的磁道、换言之是通过所有头15读写的磁道对应的区域。但是，预定记录区域不限定于这种以单元为单位的区域，也可以设为任意的区域。即，如后所述，管理部62按每个单元分配逻辑地址，并且在各个单元中，对由多个头15的每一个访问该单元的磁道的
区域依次分配逻辑地址。
40.管理部62例如从存储于非易失性存储器90的plist中读取缺陷的所在位置作为缺陷信息，并累计作为lba分配处理的对象的单元(以下，称为对象单元)中的所有盘10的缺陷的数量。管理部62将累计得到的缺陷的数量保持为对象单元中的缺陷总数。
41.管理部62根据缺陷总数，对对象单元的扇区进行预定的lba分配处理。在本实施方式中，管理部62对对象单元进行不同的三个lba分配处理、也即是说第1至第3lba分配处理中的某一个。这些lba分配处理例如使用两个阈值如下这样分情况来执行。第1lba分配处理是用于分配逻辑地址的第1分配处理，对缺陷总数小于第1阈值的对象单元执行。第2lba分配处理是用于分配逻辑地址的第2分配处理，对缺陷总数大于等于第1阈值且小于第2阈值的对象单元执行。第3lba分配处理是用于分配逻辑地址的第3分配处理，对缺陷总数大于等于第2阈值的对象单元执行。
42.第1阈值和第2阈值是用于根据缺陷总数判定对对象单元执行第1至第3lba分配处理中的哪一个的阈值。以下，将这种判定时的条件称为处理选择条件。第1阈值和第2阈值例如存储于非易失性存储器90，在判定处理选择条件时，作为参数而被读出。这些阈值可以任意设定，但第1阈值设定为比第2阈值大的值。在本实施方式中，作为一例，第1阈值设定为1，第2阈值设定为2。
43.作为处理选择条件，管理部62分别判定将缺陷总数与第1阈值进行比较的第1处理选择条件、和将缺陷总数与第2阈值进行比较的第2处理选择条件。例如，管理部62将缺陷总数与第1阈值进行比较，如果缺陷总数大于等于第1阈值，则判定为第1处理选择条件成立，如果缺陷总数小于第1阈值，则判定为第1处理选择条件不成立(s02)。另外，管理部62将缺陷总数与第2阈值进行比较，如果缺陷总数大于等于第2阈值，则判定为第2处理选择条件成立，如果缺陷总数小于第2阈值，则判定为第2处理选择条件不成立(s03)。在本实施方式中，管理部62判定第1处理选择条件，并在第1处理选择条件成立的情况下，判定第2处理选择条件。但是，管理部62也可以判定第2处理选择条件，并在第2处理选择条件不成立的情况下，判定第1处理选择条件。
44.在第1处理选择条件不成立的情况下(s02：否)、也即是说对象单元中的缺陷总数小于第1阈值的情况下，管理部62执行第1lba分配处理(s04)。在该情况下，对象单元中的缺陷的总数为0(零)，对象单元不存在缺陷。因此，管理部62在对象单元中以使所有头15对该对象单元的扇区进行顺序访问的方式分配逻辑地址。此时，管理部62在相邻的磁道中将lba开始扇区位置错开偏斜值。由此，能够无旋转等待地访问相邻磁道。
45.在第1处理选择条件成立的情况下(s02：是)、也即是说对象单元中的缺陷总数大于等于第1阈值的情况下，管理部62判定第2处理选择条件(s03)。
46.在第2处理选择条件不成立的情况下(s03：否)，管理部62执行第2lba分配处理(s05)。在该情况下，相当于对象单元中的缺陷总数大于等于第1阈值且小于第2阈值的情况、也即是说对象单元中的缺陷总数为1的情况。关于第2lba分配处理，稍后进行说明。
47.在第2处理选择条件成立的情况下(s03：是)，管理部62执行第3lba分配处理(s06)。在该情况下，相当于对象单元中的缺陷总数大于等于第2阈值的情况、也即是说对象单元中的缺陷总数大于等于2的情况。关于第3lba分配处理，稍后进行说明。
48.管理部62根据对象单元中的缺陷总数，重复s01至s06的处理，直到对所有单元中
的磁道跳过区域以外的通常记录区域分配了逻辑地址为止(s07)。因此，在存在没有分配逻辑地址的单元的情况下(s07：否)，管理部62将下一单元、例如与当前的对象单元相邻的单元变更为新的对象单元(s08)，取得新的对象单元中的缺陷总数(s01)。之后，根据取得的缺陷总数，进行第1至第3lba分配处理(s04、s05、s06)中的某一个，对新的对象单元分配逻辑地址。另一方面，在对所有单元分配了逻辑地址，不存在没有分配逻辑地址的单元的情况下(s07：是)，管理部62结束lba分配处理。
49.接着，对第2lba分配处理(s05)进行说明。第2lba分配处理是以使在直到位于磁道跳过区域跟前的磁道为止对数据进行了读写后头15改换(change)为其他头15来读写数据的方式分配逻辑地址的处理。图3是进行第2lba分配处理时管理部62所执行的控制的流程图。图4是示意性地表示通过第2lba分配处理进行的逻辑地址的分配的图。在图4中，横向是磁道的排列方向，纵向是头(盘)的排列方向。在该情况下，横向上的左侧相当于盘的半径方向的外侧，右侧相当于盘的半径方向的内侧。
50.在图4所示的例子中，存在多个对象头，逻辑头编号从0(零)至n。在图4中，与各逻辑头对应的横纵区划出的1个团块(mass)表示由多个磁道形成的区域(块)。另外，单元在与所有逻辑头对应的所述磁道的块的集合区域cy10与集合区域cy11之间分为单元c1和单元c2。实线l4是单元c1与单元c2的边界线。星号b4是作为缺陷的突起(凸块：bump)。即，一个突起b4作为缺陷存在于单元c1、具体而言是由逻辑头编号为1的头(head1)访问的单元c1的磁道(t106、t107)。因此，对单元c1进行第2lba分配处理。另外，磁道t106、t107被设为磁道跳过区域。另一方面，单元c2中不存在突起等缺陷，也不存在磁道跳过区域。因此，对单元c2进行第1lba分配处理。
51.如图3所示，在第2lba分配处理时，管理部62取得预定的参数(s501)。管理部62例如从存储于非易失性存储器90的盘10的管理信息中读取lba开始扇区位置、扇区数、偏斜值、寻道扇区数，并作为参数保持。在此，取得参数的盘10是在对象单元中被分配逻辑地址的预定的盘10。例如是由逻辑头编号为开头的头15读写数据的盘10。以下，将针对这种预定的盘10读写数据的头15称为对象头。对象头例如从逻辑头编号的开头起按顺序设定。
52.另外，管理部62设定开始分配逻辑地址的磁道(以下，称为对象磁道)(s502)。对象磁道是由对象头读写数据的磁道。在本实施方式中，作为一例，管理部62将对象单元的最小磁道作为对象磁道。最小磁道是对象单元所包含的磁道中的、位于盘10的半径方向的最外侧的磁道。但是，最小磁道仅为对象磁道的一例，对象磁道不限于最小磁道。例如，对象磁道也可以是对象单元的最大磁道、也即是说对象单元所包含的磁道中的、位于盘10的半径方向的最内侧的磁道。
53.接下来，管理部62判定对象磁道是否包含于磁道跳过区域(s503)。在判定时，管理部62例如读取存储于非易失性存储器90的plist(缺陷信息)，根据磁道编号等对照对象磁道是否与磁道跳过区域的磁道相符。例如，图4所示的磁道t106、t107与磁道跳过区域相符。
54.在对象磁道包含于磁道跳过区域的情况下(s503：是)，管理部62将下一磁道、例如与当前的对象磁道在盘10的半径方向的内侧相邻的磁道变更为新的对象磁道(s504)，并判定新的对象磁道是否包含于磁道跳过区域(s503)。在该情况下，由于对象磁道包含于磁道跳过区域，因此管理部62不对该对象磁道分配逻辑地址，将其从盘10的记录区域中排除。例如，图4所示的磁道t106、t107包含于磁道跳过区域，因此没有被分配逻辑地址。
55.另一方面，在对象磁道不包含于磁道跳过区域的情况下(s503：否)，管理部62对对象磁道的扇区分配逻辑地址(s505：lba分配)。此时，管理部62从对象磁道的与lba开始扇区位置相符的扇区起，唯一地(例如升序地)分配逻辑地址。例如，图4所示的磁道t000至t010、t100至t105不包含于磁道跳过区域，因此被分配逻辑地址。
56.然后，管理部62判定对象磁道的下一磁道(以下，称为下一对象磁道)、例如与该对象磁道在盘10的半径方向的内侧相邻的磁道是否包含于磁道跳过区域(s506)。下一对象磁道是由对象头读写数据的磁道，是在对象磁道的下一个成为逻辑地址的分配对象的磁道。在判定时，管理部62例如读取存储于非易失性存储器90的plist，根据磁道编号等对照下一对象磁道是否与磁道跳过区域的磁道相符。
57.在下一对象磁道不包含于磁道跳过区域的情况下(s506：否)，管理部62变更lba开始扇区(s507)。例如，在下一对象磁道是图4所示的磁道t105的情况下，在s506中判定为“否”。在该情况下，管理部62将lba开始扇区位置根据偏斜值错开，变更lba开始扇区的位置。例如，管理部62计算对lba开始扇区位置加上偏斜值后的值除以扇区数而得到余数。而且，管理部62将lba开始扇区位置错开计算出的余数的量，并将该位置保持为下一对象磁道的lba开始扇区位置。偏斜值以及扇区数从盘10的管理信息中读取，并作为参数而保持(s501)。
58.管理部62根据对象磁道是否包含于磁道跳过区域，选择性地重复s503至s507的处理，直到对对象单元的所有磁道判定了是否要分配逻辑地址为止(s508)。因此，在存在没有判定是否要分配逻辑地址的磁道的情况下(s508：否)，管理部62将下一对象磁道、例如与当前的对象磁道在盘10的半径方向的内侧相邻的磁道作为新的对象磁道(s504)，并判定新的对象磁道是否包含于磁道跳过区域(s503)。之后，根据这种判定的成立与否，对新的对象磁道分配逻辑地址。
59.另一方面，在对所有磁道判定了是否要分配逻辑地址，不存在没有判定的磁道的情况下(s508：是)，设定在下一对象单元中开始分配逻辑地址的磁道(s509)。下一对象单元是对象单元的下一单元，例如是与当前的对象单元在盘10的半径方向的内侧相邻的单元。在该情况下，管理部62将当前的对象磁道的下一磁道、例如与当前的对象磁道在盘10的半径方向的内侧相邻的磁道设定为在下一对象单元中开始分配逻辑地址的磁道。即，对当前的对象磁道的磁道编号加1后的磁道编号的磁道被设定为在下一对象单元中开始分配逻辑地址的磁道。由此，在由对象头访问的下一对象单元中开始分配逻辑地址的磁道(新的对象磁道)成为在此设定的磁道。作为一例，在图4中，对象头为头0、对象单元为单元c1的情况下，下一对象单元为单元c2。如果对象单元(单元c1)中的当前的对象磁道为t010，那么在下一对象单元(单元c2)中开始分配逻辑地址的磁道成为t011。
60.另外，在下一对象磁道包含于磁道跳过区域的情况下(s506：是)，管理部62设定在下一对象单元中开始分配逻辑地址的磁道(对象磁道)(s510)。例如，在下一对象磁道是图4所示的磁道t106的情况下，在s506中判定为“是”。
61.在设定下一对象单元的对象磁道时，管理部62取得与作为参数所保持的寻道扇区数(s501)对应的磁道跳过宽度。磁道跳过宽度例如与寻道扇区数相关联而被列表(表格)化，并被存储于非易失性存储器90。管理部62将寻道扇区数作为键(key)，读取所述列表，并保持与该寻道扇区数相关联的磁道跳过宽度的值。管理部62将对对象磁道的磁道编号附加
该磁道跳过宽度后的值加上1而得到的值的磁道编号的磁道设定为下一对象单元的对象磁道。管理部62例如保持所设定的下一对象单元的对象磁道的磁道编号。由此，在由对象头访问的下一对象单元中开始分配逻辑地址的磁道(新的对象磁道)成为在此设定的磁道。因此，对下一对象单元分配逻辑地址时，从所设定的新的对象磁道重新开始逻辑地址的分配，并在下一对象单元的最小磁道接着进行逻辑地址的分配。作为一例，在图4中，对象头为头1、对象单元为单元c1的情况下，从对象单元c1的最小磁道t100到磁道跳过区域跟前的磁道t105为止分配了逻辑地址。之后，对作为下一对象单元的单元c2分配逻辑地址时，从磁道t108重新开始逻辑地址的分配，并在作为最小磁道的t111接着进行逻辑地址的分配。
62.管理部62选择性地重复s501至s510的处理，直到对对象单元的所有盘10判定了是否要分配逻辑地址为止(s511)。因此，在存在没有判定是否要分配逻辑地址的盘10(换言之是头15)的情况下(s511：否)，管理部62将对象头的下一个头15、例如具有当前的对象头的下一个逻辑头编号的头15变更为新的对象头(s512)。作为一例，在图4中，对象头为头0(逻辑头编号0的head0)、对象单元为单元c1的情况下，在直到对象单元c1的磁道t010为止分配了逻辑地址后，对象头变更为头1(逻辑头编号1的head1)。接下来，在对象头为头1、对象单元为单元c1的情况下，在直到对象单元c1的磁道t105(磁道跳过区域跟前的磁道)为止分配了逻辑地址后，对象头变更为头2(逻辑头编号2的head2)。
63.然后，管理部62取得关于与新的对象头对应的盘10的预定的参数(s501)。管理部62例如从存储于非易失性存储器90的盘10的管理信息中读取lba开始扇区位置、扇区数、偏斜值，并作为参数保持。之后，使用所取得的参数对与新的对象头对应的盘10分配逻辑地址。
64.另一方面，在针对与所有头15对应的盘10取得了参数，不存在没有取得的头15的情况下(s511：是)，管理部62结束第2lba分配处理。结束第2lba分配处理后，管理部62回到上述的处理步骤s07(图2)，判定是否对所有单元分配了逻辑地址。
65.接下来，对第3lba分配处理(s06)进行说明。第3lba分配处理是根据缺陷的位置变更开始分配逻辑地址的扇区的位置地分配逻辑地址的处理。图5是进行第3lba分配处理时管理部62所执行的控制的流程图。此外，第3lba分配处理中的一部分处理步骤包含与第2lba分配处理的处理步骤相同或者相似的内容。因此，对于与第2lba分配处理相同或者相似的内容的说明，适当应用上述的说明。
66.图6是示意性地表示通过第3lba分配处理进行的逻辑地址的分配模式的图。图6表示了被进行第3lba分配处理的预定单元c6所包含的n条磁道(t0至tn)的区域。在图6中，横向是磁道的排列方向，纵向是扇区的排列方向，横纵区划出的1个团块是1条磁道的1个扇区量的区域。在该情况下，横向上的左侧相当于盘的半径方向的外侧，右侧相当于盘的半径方向的内侧。另外，在纵向从下方朝向上方的方向相当于盘的旋转方向。“start”表示各个磁道中的分配了开头的逻辑地址的扇区，“end”表示各个磁道中的分配了最末尾的逻辑地址的扇区。星号b6是作为缺陷的突起(凸块：bump)。因此，单元c6的区域tsa(磁道tx+1至磁道ty-1之间的区域)被作为磁道跳过区域。
67.如图5所示，在第3lba分配处理时，管理部62取得预定的参数(s601)。管理部62例如从存储于非易失性存储器90的盘10的管理信息中读取lba开始扇区位置、扇区数、偏斜值、寻道扇区数、边缘扇区数，并作为参数保持。在此，取得参数的盘10是被分配逻辑地址的
预定的盘10，针对该盘10读写数据的头15是对象头。对象头例如从逻辑头编号的开头起按顺序设定。
68.另外，管理部62设定开始分配逻辑地址的磁道(对象磁道)(s602)。对象磁道是由对象头读写数据的磁道，是对象单元的最小磁道。但是，最小磁道仅为对象磁道的一例，对象磁道例如也可以是最大磁道以代替最小磁道。
69.接下来，管理部62判定对象磁道是否包含于磁道跳过区域(s603)。在判定时，管理部62例如读取存储于非易失性存储器90的plist(缺陷信息)，根据磁道编号等对照对象磁道是否与磁道跳过区域的磁道相符。
70.在对象磁道包含于磁道跳过区域的情况下(s603：是)，管理部62将下一磁道、例如与当前的对象磁道在盘10的半径方向的内侧相邻的磁道设为新的对象磁道(s604)，判定新的对象磁道是否包含于磁道跳过区域(s603)。在该情况下，由于对象磁道包含于磁道跳过区域，因此管理部62不对该对象磁道分配逻辑地址，将其从盘10的记录区域中排除。例如，图6所示的磁道tx+1至ty-1包含于磁道跳过区域，因此没有被分配逻辑地址。
71.另一方面，在对象磁道不包含于磁道跳过区域的情况下(s603：否)，管理部62判定下一对象磁道是否包含于磁道跳过区域(s605)。在判定时，管理部62例如读取存储于非易失性存储器90的plist，根据磁道编号等对照下一对象磁道是否与磁道跳过区域的磁道相符。例如，图6所示的磁道t1至tx、ty至tn不包含于磁道跳过区域，因此被分配逻辑地址。
72.在下一对象磁道包含于磁道跳过区域的情况下(s605：是)，管理部62修正寻道扇区数，并且计算缺陷区域(s606)。例如，在下一对象磁道是图6所示的磁道tx+1的情况下，在s605中判定为“是”。在修正寻道扇区数时，管理部62计算偏斜值加上寻道扇区数而得到的值，将计算出的值保持为修正后的寻道扇区数。偏斜值以及修正前的寻道扇区数被从盘10的管理信息中读取，并作为参数保持(s601)。作为一例，偏斜值是图6所示的扇区区域s1的扇区数。另外，作为一例，寻道扇区数是图6所示的扇区区域s2的扇区数。缺陷区域是包含存在缺陷的扇区和与该扇区接近的边缘扇区数的扇区的区域，作为一例，是图6所示的区域da。管理部62例如读取存储于非易失性存储器90的plist而取得存在缺陷的扇区的位置。管理部62基于取得的扇区的位置、扇区数以及边缘扇区数，计算缺陷区域。例如，管理部62计算对扇区的位置加上边缘扇区数后的值除以扇区数而得到余数。而且，管理部62将在存在缺陷的扇区位置的前后附加计算出的余数的数量的扇区而得到的区域保持为缺陷区域。扇区数以及边缘扇区数被从盘10的管理信息中读取，并作为参数保持(s601)。
73.接下来，管理部62分别计算缺陷前扇区的位置和缺陷后扇区的位置(s607)。缺陷前扇区是在磁道跳过区域跟前的磁道、也即是说对象磁道中分配有最末尾的逻辑地址的扇区。缺陷后扇区是在隔着磁道跳过区域与对象磁道相反侧、例如在盘10的半径方向的内侧与磁道跳过区域相邻的磁道(相当于下一对象磁道)中分配有开头的逻辑地址的扇区。管理部62计算从lba开始扇区位置减去1后的值除以扇区数而得到的余数，并将该值保持为缺陷前扇区的位置。lba开始扇区位置以及扇区数被从盘10的管理信息中读取，并作为参数保持(s601)。再者，管理部62计算对缺陷前扇区的位置加上寻道扇区数后的值除以扇区数而得到的余数，并将该位置保持为缺陷后扇区的位置。寻道扇区数被保持为在s606中修正后的寻道扇区数。
74.接下来，管理部62对于缺陷前扇区和缺陷后扇区，判定针对缺陷区域的存在与否
条件(s608)。存在与否条件是判定缺陷前扇区和缺陷后扇区是否存在于缺陷区域内的条件。在此，只要缺陷前扇区和缺陷后扇区中的至少一方位于缺陷区域内，管理部62就判定为存在与否条件成立。与此相对，如果缺陷前扇区和缺陷后扇区双方都不位于缺陷区域内，则管理部62判定为存在与否条件不成立。
75.在存在与否条件成立的情况下(s608：是)，管理部62使lba开始扇区位置前进一位(s609)，重新分别计算缺陷前扇区的位置和缺陷后扇区的位置(s607)。使lba开始扇区位置前进一位(增量)相当于使与lba开始扇区位置相当的扇区的物理地址增加1。然后，管理部62再次判定存在与否条件(s608)。即，管理部62重复进行lba开始扇区位置的增量(s609)、缺陷前扇区的位置和缺陷后扇区的位置的计算(s607)、以及存在与否条件的判定(s608)，直到存在与否条件不成立为止。
76.与此相对，在存在与否条件不成立的情况下(s608：否)，也即是说缺陷前扇区和缺陷后扇区双方都不位于缺陷区域内的情况下，管理部62对对象磁道的扇区分配逻辑地址(s610：lba分配)。例如，图6所示的磁道tx的扇区sx与缺陷前扇区相符，磁道ty的扇区sy与缺陷后扇区相符。这时，管理部62从对象磁道的与lba开始扇区位置相符的扇区起，唯一地(例如升序地)分配逻辑地址。此处的lba开始扇区位置是从盘10的管理信息中读取并作为参数所保持的值(s601)或者是将该参数值增加预定值后的值(s609)。
77.然后，管理部62修正lba开始扇区位置(s611)。在该情况下，管理部62将lba开始扇区位置变更并保持为缺陷后扇区的扇区位置。由此，下一对象磁道的lba开始扇区变更为缺陷后扇区。此外，此处的下一对象磁道是隔着磁道跳过区域而与对象磁道相反侧、例如在盘10的半径方向的内侧与磁道跳过区域相邻的磁道。例如，如图6中的箭头a6所示，lba开始扇区位置变更为磁道ty的扇区sy。
78.另外，在下一对象磁道不包含于磁道跳过区域的情况下(s605：否)，管理部62对对象磁道的扇区分配逻辑地址(s612)。例如，在下一对象磁道是图6所示的磁道tx的情况下，在s605中判定为“否”。此时，管理部62从对象磁道的与lba开始扇区位置相符的扇区起，唯一地(例如升序地)分配逻辑地址。此处的lba开始扇区位置是从盘10的管理信息中读取并作为参数所保持的值(s601)。
79.接下来，管理部62变更lba开始扇区(s613)。在该情况下，管理部62将lba开始扇区位置根据偏斜值错开，变更lba开始扇区的位置。例如，管理部62计算对lba开始扇区位置加上偏斜值后的值除以扇区数而得到的余数。而且，管理部62将lba开始扇区位置错开计算出的余数的量，将该位置保持为下一对象磁道的lba开始扇区位置。偏斜值以及扇区数被从盘10的管理信息中读取，并作为参数保持(s601)。
80.在s611或者s613中修正了lba开始扇区位置后，管理部62根据对象磁道是否包含于磁道跳过区域，选择性地重复s603至s613的处理，直到对对象单元的所有磁道判定了是否要分配逻辑地址为止(s614)。因此，在存在没有判定是否要分配逻辑地址的磁道的情况下(s614：否)，管理部62将下一对象磁道、例如与当前的对象磁道在盘10的半径方向的内侧相邻的磁道设为新的对象磁道(s604)，判定新的对象磁道是否包含于磁道跳过区域(s603)。之后，根据这种判定的成立与否，对新的对象磁道分配逻辑地址。
81.另一方面，在针对所有磁道判定了是否要分配逻辑地址，不存在没有判定的磁道的情况下(s614：是)，管理部62选择性地重复s601至s614的处理，直到对对象单元的所有盘
10分配了逻辑地址为止(s615)。因此，在存在没有判定是否要分配逻辑地址的盘10(换言之是头15)的情况下(s615：否)，管理部62将对象头的下一个头15、例如具有当前的对象头的下一个逻辑头编号的头15作为新的对象头(s616)。然后，管理部62取得关于与新的对象头对应的盘10的预定的参数(s601)。管理部62例如从存储于非易失性存储器90的盘10的管理信息中读取lba开始扇区位置、扇区数、偏斜值、寻道扇区数、边缘扇区数，并作为参数保持。之后，使用所取得的参数对与新的对象头对应的盘10分配逻辑地址。
82.另一方面，在针对与所有头15对应的盘10取得了参数，不存在没有取得的头15的情况下(s615：是)，管理部62结束第3lba分配处理。在结束第3lba分配处理后，管理部62回到上述的处理步骤s07(图2)，判定是否对所有单元分配了逻辑地址。
83.如图2、图3、图5所示，管理部62根据处理选择条件(第1处理选择条件以及第2处理选择条件)的成立与否，选择性地执行第1lba分配处理、第2lba分配处理、第3lba分配处理，对所有单元中的磁道跳过区域以外的通常记录区域分配逻辑地址。由此，用于lba分配处理的一系列的控制结束。
84.如此，根据实施方式涉及的磁盘装置1，即使在盘10上存在突起等缺陷的情况下，也能够不需要跨越该突起等地分配逻辑地址。由此，能够避免与突起等缺陷的碰撞，并且能够抑制在数据的读取时和写入时的连续性能的降低。另外，例如即使在包含通过一次写入跨越突起这样的数据长度的随机访问的情况下，由于能够避开突起进行访问，因此也能够抑制写入性能的降低。
85.具体而言，在分配逻辑地址时，能够根据每个单元的缺陷总数，选择性地进行第1lba分配处理、第2lba分配处理和第3lba分配处理。例如，在缺陷总数小于第1阈值的情况下，作为一例，在缺陷总数为0的情况下，进行第1lba分配处理。由此，在对象单元中以使所有头15对扇区顺序存取的方式分配逻辑地址。此时，通过在相邻的磁道中将lba开始扇区位置错开偏斜值，就能够无旋转等待地访问相邻磁道。
86.另外，例如在缺陷总数大于等于第1阈值且小于第2阈值的情况下，作为一例，在为1的情况下，进行第2lba分配处理。由此，能够在直到对象单元的磁道跳过区域跟前的磁道为止分配逻辑地址后，将逻辑地址的分配对象头变更为当前头的下一个头。即，能够以在磁道跳过区域的跟前进行头改换的方式分配逻辑地址。因此，能够无需跨越突起等而访问盘10。
87.而且，例如在缺陷总数大于等于第2阈值的情况下，作为一例，在大于等于2的情况下，进行第3lba分配处理。具体而言，设定包含存在缺陷的扇区和与该扇区接近的边缘扇区数的扇区的缺陷区域。在缺陷前扇区和缺陷后扇区双方都不位于缺陷区域内的情况下，从对象磁道的与lba开始扇区位置相符的扇区起，唯一地(例如升序地)分配逻辑地址。然后，将lba开始扇区位置变更为缺陷后扇区的扇区位置，对下一对象磁道分配逻辑地址。由此，能够避免在仅进行第2lba分配处理的情况下多次重复进行头改换，写入性能降低的情形。即，能够无需重复进行头改换而根据缺陷的位置分配逻辑地址。
88.因此，能够对每个单元选择性地执行在磁道跳过区域的跟前改换头这样的逻辑地址分配和与缺陷的位置相应的逻辑地址分配。所以，根据本实施方式，能够有效地避免与突起等缺陷的碰撞并且抑制在数据读写时的连续性能的降低。
89.以上，说明了本发明的实施方式，但是上述实施方式是作为例子而提示的，并非意
图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的方式来实施，在不脱离发明要旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式和/或其变形包含于发明的范围和/或要旨内，并且包含于技术方案中记载的发明及与其等同的范围内。

技术特征：
1.一种磁盘装置，具备：磁盘；头，其向所述磁盘写入数据，从所述磁盘读取所述数据；以及控制器，其不对由所述磁盘中彼此相邻的多个柱面构成的预定记录区域中的、对应于所述预定记录区域内存在的缺陷所规定的第1区域的扇区分配逻辑地址，而对所述预定记录区域中的、所述第1区域以外的第2区域的扇区唯一地分配所述逻辑地址，所述控制器根据所述预定记录区域内存在的所述缺陷的数量，使对于所述第2区域的所述扇区的所述逻辑地址的分配不同。2.根据权利要求1所述的磁盘装置，所述控制器，在所述缺陷的数量小于第1阈值的情况下，执行第1分配处理，所述第1分配处理在所述第2区域内以使所述头顺序地访问所述第2区域的所述扇区的方式分配所述逻辑地址，在所述缺陷的数量大于等于所述第1阈值且小于比所述第1阈值大的第2阈值的情况下，执行第2分配处理，所述第2分配处理以使在直到位于所述第1区域跟前的磁道为止对所述数据进行了读写后所述头改换为其他头来读写所述数据的方式分配所述逻辑地址，在所述缺陷的数量大于等于所述第2阈值的情况下，执行第3分配处理，所述第3分配处理根据所述缺陷的位置变更在所述第2区域内开始分配所述逻辑地址的所述扇区的位置地分配所述逻辑地址。3.根据权利要求2所述的磁盘装置，在所述第2分配处理中，所述控制器，在下一对象磁道不包含于所述第1区域的情况下，根据所述头相对于所述下一对象磁道的偏斜值，变更在所述下一对象磁道中开始分配所述逻辑地址的分配开始扇区的位置，所述下一对象磁道是在包含分配所述逻辑地址的所述扇区在内的对象磁道的下一个分配所述逻辑地址的磁道，在所述下一对象磁道包含于所述第1区域的情况下，根据所述第1区域内包含的磁道的数量，设定在所述对象磁道的下一个分配所述逻辑地址的磁道。4.根据权利要求2所述的磁盘装置，在所述第3分配处理中，所述控制器，在下一对象磁道不包含于所述第1区域的情况下，对包含分配所述逻辑地址的所述扇区在内的对象磁道的所述扇区分配所述逻辑地址，所述下一对象磁道是在所述对象磁道的下一个分配所述逻辑地址的磁道，在所述下一对象磁道包含于所述第1区域的情况下，基于所述头相对于所述下一对象磁道的偏斜值、根据所述头对所述第1区域内包含的磁道数进行寻道所需的时间而设定的寻道扇区数、以及包含存在所述缺陷的所述扇区和与该扇区接近的预定数量的扇区的缺陷区域，分别计算缺陷前扇区的位置和缺陷后扇区的位置，所述缺陷前扇区是在所述对象磁道中分配有最末尾的逻辑地址的所述扇区，所述缺陷后扇区是在所述下一对象磁道中分配有开头的逻辑地址的所述扇区。5.根据权利要求4所述的磁盘装置，所述控制器，在所述缺陷前扇区和所述缺陷后扇区双方都没有位于所述缺陷区域的情
况下，对所述对象磁道的所述扇区分配所述逻辑地址，并将在所述下一对象磁道中开始分配所述逻辑地址的分配开始扇区的位置作为所述缺陷后扇区的位置。6.根据权利要求1至5中任一项所述的磁盘装置，所述第1区域是包含具有存在所述缺陷的所述扇区的磁道和与该磁道相邻且不存在所述缺陷的磁道的区域。7.一种磁盘装置的控制方法，包括：将由磁盘中彼此相邻的多个柱面构成的预定记录区域划分为第1区域和第2区域，所述第1区域是对应于所述预定记录区域内存在的缺陷所规定的、不被分配逻辑地址的区域，所述第2区域是所述第1区域以外的区域且被唯一地分配所述逻辑地址，在所述缺陷的数量小于第1阈值的情况下，在所述第2区域内以使读写数据的头顺序地访问所述第2区域的扇区的方式分配所述逻辑地址，在所述缺陷的数量大于等于所述第1阈值且小于比所述第1阈值大的第2阈值的情况下，以使在直到位于所述第1区域跟前的磁道为止对所述数据进行了读写后所述头改换为其他头来读写所述数据的方式分配所述逻辑地址，在所述缺陷的数量大于等于所述第2阈值的情况下，根据所述缺陷的位置变更在所述第2区域内开始分配所述逻辑地址的所述扇区的位置地分配所述逻辑地址。

技术总结
提供即使在盘上存在突起等的情况下也能够避免与该突起的碰撞并抑制在读写数据时的连续性能的降低的磁盘装置以及磁盘装置的控制方法。磁盘装置具备磁盘、头以及控制器。控制器不对由磁盘中彼此相邻的多个柱面构成的预定记录区域中的、对应于预定记录区域内存在的缺陷所规定的第1区域的扇区分配逻辑地址，而对预定记录区域中的、第1区域以外的第2区域的扇区唯一地分配逻辑地址。控制器根据预定记录区域内存在的缺陷的数量，使对于第2区域的扇区的逻辑地址的分配不同。区的逻辑地址的分配不同。区的逻辑地址的分配不同。


技术研发人员：柴崎健
受保护的技术使用者：东芝电子元件及存储装置株式会社
技术研发日：2022.05.19
技术公布日：2023/8/9