JPH0736789A - 交替セクタ管理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上位システムから論理アドレスによってアク
セスする際に、欠陥等による不良セクタを交替処理によ
って上位システムには関与させないことを目的とする。 【構成】 論理アドレスを交替した物理アドレスに変換
するため、交替処理の発生した論理アドレスと、初期化
時に欠陥セクタをずらした累積数と、初期化時以降に交
替した先の物理アドレスと、更にタプルの連結を指示す
るためのオフセット値を一組のタプルとし、そのタプル
によって構成される交替管理テーブルによって、論理ア
ドレスを物理アドレスに変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体メモリを用いて
コンピュータ等の外部記憶媒体を構成する装置におい
て、データをセクタ等の管理単位で構造化して蓄積し、
欠陥が生じた場合にセクタを交替させ、論理アドレスを
交替した物理アドレスに対応をとる交替セクタ管理方式
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体による記憶媒体は大容量
化、高密度化している。製造したものすべてに欠陥をな
くすことはまず不可能であり、また経年変化等によって
欠陥が新たに発生することもあり、欠陥によるデータ領
域の交替管理の方式が必要となる。

【０００３】また、欠陥による交替の管理を行い、初期
においてもある程度の欠陥をゆるすことによって、媒体
の歩留まりが向上し、媒体の低価格化に貢献することが
できる。

【０００４】記憶媒体を利用する上位のシステムは、論
理アドレスによって記憶媒体をアクセスし、欠陥が発生
した場合の交替処理及び物理アドレスへの変換処理は、
記憶媒体を直接制御するドライブ装置等で上位のシステ
ムとは無関係に行われる方法が定着している。

【０００５】ここで、従来の技術として光ディスクで行
われている欠陥による交替セクタの管理方式を参照す
る。光ディスクでは、欠陥のあるセクタを交替するため
のスペア領域、及びその交替した情報を管理する管理領
域が定義されている。光ディスクドライブの制御機構
は、媒体上の管理領域から交替に関する情報を読みだし
て、制御機構内部で管理情報のテーブルを作成し、以下
に示すような方法で交替管理を行っている。

【０００６】図７は、特願平４−１８６６５号に記載さ
れている従来の交替管理の方式を示すものである。セク
タの交替管理のために必要な情報をディフェクトテーブ
ルに記述する。このテーブルは、７０１のＬＢＡ（Ｌｏ
ｇｉｃａｌ Ｂｌｏｃｋ Ａｄｄｒｅｓｓ：論理アドレ
ス）テーブル、７０２の論理／物理変換テーブル、７０
３のリプレースメントテーブルからなり、これら３つを
合わせてディフェクト管理ブロックと呼び、このブロッ
クを論理アドレス（ＬＢＡ）の昇順に並べたものがディ
フェクト管理テーブルである。

【０００７】ここでＬＢＡテーブル７０１は、初期化時
に発見された欠陥のためにセクタをずらす処理を行った
場合はずらしたセクタの論理アドレス、初期化時以降に
発見された欠陥のために交替処理を行った場合は交替し
たセクタの論理アドレスを記述する。

【０００８】論理／物理変換テーブル７０２は、ＬＢＡ
テーブル７０１に記述された論理アドレスに対応し、昇
順に並べられた論理アドレスの次の論理アドレスまで有
効な欠陥をずらした累積数を記述する。リプレースメン
トテーブル７０３は、ＬＢＡテーブル７０１に記述され
た論理アドレスに対応し、この論理アドレスが初期化時
に発見された欠陥のためにずらしたものか、初期化時以
降に発見された欠陥によって交替したものかを区別する
ためのものであり、交替処理した場合は、交替したセク
タの物理アドレスを記述する。

【０００９】記憶媒体を初期化するまでは、論理アドレ
スは、物理アドレスと同一な状態であり、図７に示した
テーブルは、空の状態である。

【００１０】図８によって初期化時の動作を説明する。
図８（ａ）が、記憶媒体上の物理アドレスと論理アドレ
スの対応を示す。ここで、物理アドレスの７と１２に初
期の欠陥があったとする。記憶媒体の初期化の処理にお
いて、論理アドレス（初期は、物理アドレスと等し
い。）の低位から昇順に検査を行う。この処理中に欠陥
が発見された場合、該当の論理アドレスをＬＢＡテーブ
ルに記述し、この論理アドレスに対応する物理アドレス
を次のセクタにずらす。一つずらして、欠陥がなけれ
ば、物理／論理変換テーブルに１を記述する。欠陥セク
タがかさなっていた場合は、ずらした数を記述する。更
に、論理アドレスの昇順に検査を進め、次に欠陥が発見
されてセクタをずらした場合には、それまでにずらした
数を加え累積数として物理／論理変換テーブルに記述す
る。

【００１１】図８（ｂ）は、欠陥管理テーブルの状態を
示す。ＬＢＡテーブルには、欠陥によってずらした論理
アドレスが記述される。論理／物理変換テーブルには、
ずらした累積数が記述される。この場合は、論理アドレ
ス７では１、論理アドレス１１では２となる。

【００１２】図９によって初期化時以降に欠陥が発見さ
れた場合の動作を説明する。初期化時の動作によって一
旦テーブルが構成されている。初期化時以降に欠陥が発
見された場合は、該当の論理セクタに対応する物理セク
タを交替領域に設ける処理を行う。

【００１３】図９（ａ）は、媒体上の物理アドレスと論
理アドレスの対応を示す。論理アドレスＢ、物理アドレ
スＣに新たな欠陥が発生して、物理アドレス１００に交
替したことを示す。

【００１４】論理アドレスの昇順に並べられているＬＢ
Ａテーブルにおいて、交替処理を行う論理アドレスを記
述するためには、その値以上の論理アドレスの記述及び
論理アドレスに対応した物理／論理変換テーブルの記述
を書き直す必要がある。そして、交替が発生した論理ア
ドレスをＬＢＡテーブルに記述し、物理／論理変換テー
ブルには、昇順で一つ前の論理アドレスに対応する累積
数をそのまま記述する。リプレースメントテーブルに
は、交替した先の物理アドレスを記述する。

【００１５】図９（ｂ）で欠陥管理テーブルの新たな欠
陥によって書き直す前の内容と書き直した後の内容を示
す。Ａ₁からＡ_Xまでのすべてを書き直さなければならな
いことを示す。

【００１６】上位のシステムは、論理アドレスによって
読みだしの指示を行う。記憶媒体の制御機構は、与えら
れた論理アドレスから物理アドレスへの変換をディフェ
クト管理テーブルを参照して行う。このディフェクト管
理テーブルだけを用いる場合、欠陥の発生は均一ではな
いため、すべて順番に読む必要がある。

【００１７】また、論理空間を均一に分割して、各領域
の先頭アドレスを指示するテーブルを設けたとしても、
新たに欠陥が発生した場合、欠陥が発生した以降のテー
ブルをすべて書き換えなければならない。

【００１８】図１０によって、光ディスクに記述される
欠陥の管理情報を示す。ＰＤＬ（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｄｅ
ｆｅｃｔ Ｌｉｓｔ）は、初期に発見された欠陥を記述
するテーブルである。ＳＤＬ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｄ
ｅｆｅｃｔ Ｌｉｓｔ）は、初期化時以降に交替が発生
した場合のテーブルで、その論理アドレスと交替した先
の物理アドレスを記述する。このため、内部で管理する
情報は、媒体から読みだした情報から変換する必要があ
った。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の構成で
は、初期化後に発生した欠陥セクタを交替させた後テー
ブルを再構成するためには、発生した欠陥セクタの記述
以降の管理データをすべて書き直さなければならず、交
替処理にきわめて時間がかかるという問題点を有してい
た。

【００２０】更に、欠陥は均一に存在するわけではない
ので、欠陥の発生した物理アドレスをキーとしてテーブ
ルを構成した場合に、論理アドレスから物理アドレスへ
の変換処理にきわめて時間がかかるという問題点を有し
ていた。

【００２１】また、論理空間を均等に分割して、各領域
の先頭から欠陥管理テーブルを指示するテーブルを設け
たとしても、初期化時以降に欠陥が発生してディフェク
ト管理テーブルを書き換えるときに、欠陥管理テーブル
を指示するテーブルも欠陥が発生した以降の分は、すべ
て書き換える必要があった。

【００２２】また、記憶媒体を交換可能とするためには
記憶媒体にも交替のための管理情報を記述する必要があ
り、異なる情報形態であれば管理情報を変換するための
処理に時間がかかり、かつテーブルを展開するためにメ
モリ容量を必要とするという問題点を有していた。

【００２３】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、第１に初期化後に欠陥が発生した場合でも再構成
が容易な交替管理テーブルを用いた交替セクタ管理方式
を提供することを目的とする。

【００２４】第２に均等分割した論理アドレスをキーと
したオフセット参照テーブルを交替管理のテーブルと組
み合わせて用い、媒体の特性に依存せずに論理アドレス
から物理アドレスの変換処理を高速化し、新たな欠陥が
発生したとしても変更処理がまったくないか、あるいは
変更がきわめて限定される交替セクタ管理方式を提供す
ることを目的とする。

【００２５】第３に、交替の管理のためのテーブルを直
接記憶媒体に記述することによって内部で管理するため
に記憶媒体から読みだした情報を変換する必要がなく、
内部のメモリ容量も軽減する交替セクタ管理方式を提供
することを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の交替セクタ管理方式は、第１に交替管理のた
めの情報を蓄積する交替管理テーブルとして、交替処理
の発生した論理アドレスと、この論理アドレスに対応
し、これ以降の論理アドレスから物理アドレスを算出す
るために初期化時に欠陥セクタをずらした累積数と、初
期化時以降に発生した交替を示し、交替した物理アドレ
スとを一組のタプルとし、更にこのタプルの連結を指示
するためのオフセット値をタプルに付加し、ゼロ個以上
のタプルによって構成されるテーブルの構成を有してい
る。

【００２７】第２に、上記第１の手段に加え、論理アド
レス空間を均等に分割して、分割された空間それぞれの
最初の論理アドレスから物理アドレスに変換するために
参照しなければならない交替セクタ管理テーブルのタプ
ルを指示するオフセット値を記述したテーブルを備えた
構成を有している。

【００２８】第３に、第１、第２の手段に記載の交替管
理テーブル及び、オフセット参照テーブルを直接記憶媒
体に記録する構成を有している。

【００２９】

【作用】上記第１のタプルの連結を指示するためのオフ
セット値をタプルに付加した構成によって、初期化時以
降に欠陥が発見された場合でも、欠陥が発見された論理
アドレス以降の欠陥管理テーブルすべてを書き換える必
要はなく、新たに発生した欠陥に関する交替を記述した
タプルをテーブルに追加して記述し、欠陥が発見された
論理アドレスの直前の論理アドレスのタプルにおけるオ
フセット値を書き換えて新しいタプルを指示することが
できる。また、新しいタプルのオフセット値は、書き換
えたタプルのオフセット値を記述する。このことによっ
て、テーブルの記述の変更が少なくなり、処理時間も軽
減される。

【００３０】第２に、論理アドレス空間を均等に分割し
て、分割された空間それぞれの最初の論理アドレスから
物理アドレスに変換するために参照しなければならない
交替セクタ管理テーブルのタプルを指示するオフセット
値を記述したテーブルを備えた構成によって、上位のシ
ステムから論理アドレスで書き込み又は読みだしのアク
セスがあった場合に、交替管理テーブルの最初に参照す
べきタプルを容易に知ることができる。このことによっ
て、大容量の記憶媒体に対してもアクセスのための処理
を高速に行うことができる。

【００３１】また、第３の手段により記憶媒体から直接
必要な情報を読みだすことが可能となり変換の動作をを
効率よく達成できる。

【００３２】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図１は、本発明の一実施例におけ
る交替セクタ管理方式の交替管理テーブルの構成を示
す。１０１は交替の発生した論理アドレス、１０２は初
期化時にセクタをずらした累積数、１０３は初期化後に
交替した先の物理アドレス、１０４はタプル指示オフセ
ットであり、これらの組として交替管理テーブルを構成
する。

【００３３】以上のように構成された交替管理テーブル
について、図２を用いて初期化時の動作を説明する。図
２（ａ）が、記憶媒体上の物理アドレスと論理アドレス
の対応を示す。ここで、物理アドレスの７と１２に初期
の欠陥があったとする。交替管理を制御として、初期化
時の物理アドレスの０から昇順に検査する。物理アドレ
スの７に来たときに欠陥が確認されたならば、論理アド
レスの７を物理アドレスの８に割り当てる。以降は、ま
た昇順に検査を進め欠陥が確認されれば、論理アドレス
をずらす処理を行う。

【００３４】図２（ｂ）は、図２（ａ）で示した交替が
発生した場合の交替管理テーブルの内容を示す。論理ア
ドレス７で１回目の交替が発生しており、セクタをずら
した累積数は１を記述する。論理アドレス１１で２回目
の交替が発生して、そこではセクタをずらした累積数は
２を記述する。タプル指示オフセットは、順番に次のタ
プルを示す。

【００３５】図３を用いて初期化時以降に欠陥が発生し
た場合の動作を説明する。図３（ａ）は、記憶媒体上の
物理アドレス論理アドレスの対応を示す。ここで、初期
の物理アドレス７と１２の欠陥に加えて、物理アドレス
Ｃに欠陥が発生したとする。この場合、物理アドレス
Ｃ、すなわち論理アドレスＢは、交替領域のセクタと交
替する。ここでは、物理アドレス１００に交替した例を
示す。

【００３６】図３（ｂ）は、図３（ａ）で示した交替が
発生した場合の交替管理テーブルの内容を示す。初期化
時に作成したテーブルの最終オフセットがＡ_Xとして、
その次をＡ_X+1とする。追加のタプルは、Ａ_X+1から記述
する。論理アドレスＢで新たな交替が発生したため、そ
の内容を交替管理テーブルに追加する。初期化時にずら
したセクタの累積数は、交替の発生した論理アドレスの
中で、今回発生したＢの直前の値と同一である。図３の
例では、１である。交替先物理アドレスは、１００を記
述する。

【００３７】タプル指示オフセットについては、交替し
た論理アドレスの中で、今回発生したＢの直前のタプル
のタプル指示オフセットを書き換える。追加がＡ_X+1に
記述されるため、Ａ_X+1を記述する。追加したタプルの
タプル指示オフセットは、Ｂの直後の論理アドレスを指
示する値を記述する。これは、先に書き換えた直前のタ
プルのタプル指示オフセットに記述されていた内容と同
一である。

【００３８】このように、タプル指示オフセットを用い
ることによって、初期化時以降に欠陥が発見された場合
に、交替セクタ管理テーブルの追加を容易に行うことが
でき、処理時間を軽減することができる。

【００３９】（実施例２）図４に本発明の第２の実施例
における交替セクタ管理方式のオフセット参照テーブル
の構成の例を示す。ここでは、記憶媒体の容量が２５６
とする。この領域を８分割して、各領域の先頭の論理ア
ドレスは、図４に示したテーブルの左側に書かれた値と
なる。オフセット参照テーブルの内容は、それぞれの論
理アドレスを物理アドレスに変換する際に、参照しなけ
ればならない交替管理テーブルのタプルを指示するオフ
セット値である。

【００４０】均等分割した論理アドレスをキーとして用
いるが、キーをテーブルに記述はしていない。容量は、
記憶媒体の制御において基本的なパラメタであり、分割
についても途中で変更するようなパラメタではない。容
量とその分割は、制御のためには既知であるとして、テ
ーブルへの記述は不要とする。

【００４１】図５を用いて、上位システムから論理アド
レスでアクセスされた場合の動作を説明する。オフセッ
ト参照テーブル図５（ａ）は、図４で示したものと同一
であり、論理アドレス０から１Ｆまでの空間をアクセス
する場合は、交替管理テーブルのＡ₀のタプルを最初に
参照することを示している。同様に論理アドレス２０か
ら３Ｆまでの空間をアクセスする場合は、交替管理テー
ブルのＡ₈のタプルを最初に参照することを示してい
る。

【００４２】交替管理テーブル図５（ｂ）については、
図２及び図３を用いた説明と同じである。今、上位シス
テムから、論理アドレス２３が読みだしのためにアクセ
スされたとする。論理アドレスから物理アドレスへの変
換は、オフセット参照テーブルからＡ₈の値を得る。次
に交替管理テーブルにおいて、Ａ₈で示されたタプルを
読む。ここで、論理アドレス２２のときは、セクタをず
らした累積数は３であることを知る。次に、タプル指示
オフセットによってＡ_Nのタプルを読む。ここで、Ａ_Nの
タプルの論理アドレスが２８であることを知る。アクセ
スされた論理アドレスは２３であるから、Ａ_Nで示され
た論理アドレスには達していない。そこで、これまで得
ていた累積数３を論理アドレス２３に加え、物理アドレ
ス２６を得る。物理アドレス２６を読みだし、それを上
位システムに渡す。

【００４３】このように、オフセット参照テーブルを用
いることによって、交替管理テーブルへの参照を高速化
することができる。また、欠陥が新たに発生した場合で
も、均等分割された論理アドレスに交替が発生したなら
ば、オフセット参照テーブルを変更する必要があるが、
それ以外の論理アドレスであればオフセット参照テーブ
ルの変更は必要ない。したがって、新たに欠陥が発生し
た場合でも処理時間が大幅に増える要因とはならない。

【００４４】（実施例３）図６に本発明の第３の実施例
における記憶媒体の使用例を示す。記憶媒体は、管理領
域、データ領域及び交替領域に分割される。更に管理領
域には、オフセット参照テーブルのための領域と交替管
理テーブルのための領域からなる。また、それぞれのテ
ーブルは欠陥を考慮して多重に記述される。ここでは、
２重に記述した例を示す。

【００４５】上記のように、本構成によれば記憶媒体か
ら直接必要な情報を読みだすことが可能となり変換の動
作をを効率よく達成できる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第１にタ
プル指示オフセットを追加した交替管理テーブルを用い
ることにより、初期化時以降に欠陥が発生した場合でも
高速にセクタの交替処理を行うことができる交替セクタ
管理方式を実現できるものである。

【００４７】第２に、論理空間を均等分割し、各領域の
先頭アドレスをキーとして、交替セクタ管理テーブルの
タプルを直接アクセスするためのオフセット参照テーブ
ルを用いることにより、大容量の記憶媒体に対しても論
理アドレスから物理アドレスの変換を高速に行うことの
できる交替セクタ管理方式を実現できるものである。

【００４８】第３に、記憶媒体にオフセット管理テーブ
ル及び交替管理テーブルを記述することによって、記憶
媒体自体の交換を保証すると共に、論理アドレスから物
理アドレスの変換処理を行う制御部にテーブルを展開す
るためのメモリを必要としない交替セクタ管理方式を実
現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における交替管理テーブ
ルの構成図

【図２】（ａ）第１の実施例の初期化時における論理ア
ドレスと物理アドレスの対応図 （ｂ）第１の実施例の初期化時における交替管理テーブ
ルの構成図

【図３】（ａ）第１の実施例の初期化時以降における交
替処理後のアドレス対応図 （ｂ）第１の実施例の初期化時以降における交替処理後
の交替管理テーブルの構成図

【図４】本発明の第２の実施例におけるオフセット参照
テーブルの概念図

【図５】（ａ）第２の実施例におけるオフセット参照テ
ーブルの構成図 （ｂ）第２の実施例における交替管理テーブルの構成図

【図６】本発明の第３の実施例における記憶媒体の構成
図

【図７】従来技術におけるディフェクト管理テーブルの
構成図

【図８】（ａ）従来技術の初期化時における論理アドレ
スと物理アドレスの対応図 （ｂ）従来技術の初期化時におけるディフェクト管理テ
ーブルの構成図

【図９】（ａ）従来技術の初期化時以降における論理ア
ドレスと物理アドレスの対応図 （ｂ）従来技術の初期化時以降におけるディフェクト管
理テ−ブルの構成図

【図１０】従来技術における記憶媒体上の欠陥の記述図

【符号の説明】

１０１ 論理アドレス １０２ 累積数 １０３ 物理アドレス １０４ タプル指示オフセット ７０１ ＬＢＡテーブル ７０２ 論理／物理変換テーブル ７０３ リプレースメントテーブル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交替処理の発生した論理アドレスと、前
   記論理アドレスに至るまでに初期化時にずらした欠陥セ
   クタの累積数と、初期化時以降に交替処理の発生した前
   記論理アドレスの交替先の物理アドレスと、前記論理ア
   ドレスと前記累積数と前記物理アドレスからなるタプル
   の前記論理アドレス順の連結を指示するタプル指示オフ
   セットとを一組の要素とする交替管理テーブルを備え、
   論理アドレスから物理アドレスへの変換を前記交替管理
   テーブルに基づき行うことを特徴とする交替セクタ管理
   方式。
2. 【請求項２】 論理アドレス空間を均等に分割し、分割
   された空間において論理アドレスから物理アドレスに変
   換するために最初に参照しなければならない交替管理テ
   ーブルのタプルを指示するオフセット値を記述するオフ
   セット参照テーブルを備えた請求項１記載の交替セクタ
   管理方式。
3. 【請求項３】 交替管理テーブルとオフセット参照テー
   ブルを前記テーブルにより管理される記憶媒体上に記録
   することを特徴とする請求項２記載の交替セクタ管理方
   式。