数据存储设备和在数据存储设备中处理数据的方法技术

实时的音像应用要求硬盘驱动器保证请求服务时间。但是由于服务时间的某些不期望的延迟，这一要求不是总能满足的。重新分配的扇区就是这种延迟的原固之一。建议采用在硬盘驱动器中将重新映射转换成滑移的方案。重新映射的扇区转换成滑移的或跳过的扇区，可以防止这样的延迟，固为与重新映射的扇区相比，滑移的扇区引起的性能损失要小得多。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在数据存储设备上处理数据的方法，所说的数据存储设备包括数据存储介质，数据存储介质具有在其上确定的用户区和备用区，其中在检测在数据存储介质上的缺陷时，第一步是分配指定给缺陷的数据并将所说的数据映射到备用区。本专利技术进一步还涉及包括数据存储介质的数据存储设备，所说的数据存储介质按照预先确定的体系结构格式化，所说的体系结构包括多个至少一个格式特征并且具有在其上确定的一个用户区和一个备用区。
技术介绍
例如记录多媒体流如MPEG编码的视频信号的基于硬盘的设备需要实时文件系统来向一个盘上写入数据和读出数据。实时文件系统试图及时写入所有的文件，但有时例如因为盘的问题却不能成功。按照传统方式，通常有两种选择数据的写入非常晚或者放弃某些未写入的数据。第一种选择通常引起记录的缓冲器溢出，这可能导致明显的数据丢失。第二种选择也能导致数据丢失。传统的数据定向操作系统没有任何实时的要求，旨在谋求最大的数据完整性，延迟完成每一个命令，直到能够正确地执行时为止。具体来说，实时音像应用要求硬盘驱动器能保证请求服务时间。这一请求不是总能满足的，因为服务时间有时有没预料到的延迟。替代的扇区，即分配给盘上远端备用区的缺陷扇区的数据，就是产生这种延迟的原因之一。延迟主要来源于对于替代的扇区的搜索以及对于已经分配了缺陷扇区数据的远端备用区的访问。这样的远端备用区定位在除了缺陷扇区初始访问的轨道以外的轨道(一个或多个)上。从而。轨道切换以及探索时间引起这样的延迟。在美国专利6101619中，提出了一个方案，通过在通常的数据访问后的优选的晚些时间访问替代的扇区来减小搜索数目。在美国专利5166936或WO98/03970中，建议使用轨道的低电平格式化来建立良好的数据轨道，并且阻止对缺陷的进一步访问。这样一些措施要花费相当大的努力，并且只能在闲置时间进行。然而，应该保证这种事务处理系统没有电源故障。此外，在美国专利6034831中建议如果缺陷区的大小不超过阈值大小，则向原始轨道上实质上相邻的非缺陷区写入本来计划要向缺陷区写入的数据，并且如果缺陷区的大小超过阈值大小，则向原始轨道外边的远端非缺陷区写入这样的数据。这一方案将要求有一个轨道开关，并且只限制在有限的缺陷区阈值大小，这个阈值大小最好只是一个扇区。还有，这个方案在访问一个缺陷区或者包含有缺陷的、替代的或分配的扇区的情况下不能保证请求服务时间。
技术实现思路
这就是本专利技术要解决的问题，本专利技术的目的是规定一种方法，用于处理在包括数据存储介质的数据存储设备上的数据，具体来说，规定一种方法，用于处理在包括数据存盘的盘驱动器上的数据，通过所述的方法可以保证请求服务时间，即使访问包含有缺陷的或替代的扇区的存储介质的区域的情况下亦是如此。本专利技术的另一个目的是规定包括数据存储介质的数据存储设备，具体来说，规定包括数据存储盘的盘驱动器，从而即使访问包含有缺陷的或替代的扇区的存储介质的区域的情况下，也能保证请求服务时间。涉及方法的目的是通过在包括数据存储介质的数据存储设备上处理数据的方法解决的，具体来说，是通过在包括数据存储盘的盘驱动器上处理数据的方法解决的，所说的数据存储介质具有在其上面确定的用户区和备用区，并且其中在检测介质上的缺陷时，第一步是将指定给缺陷的数据分配到备用区，并且其中按照本专利技术在下一步提供有关用户区中的一个连续自由区的大小的信息，并且如果连续自由区的大小大于或等于已确定的阈值大小，将备用区中分配的数据至少部分地重新分配到这个连续自由区内。应该认识到，即使原本调度给缺陷区的数据分配给、重新放置到、或重新映射到远端备用区，这也可能引起严重的性能损坏。实践中，远端备用区中分配的数据通常不在分配单元的最后发生，它是文件系统中的最小可寻址单元。期望的方案是能够分配或重新映射数据到分配单元的最后的方案。因此，主要的思路就是重新分配和重新映射在远端或其它备用区中映射过的数据。优选的作法是，如果连续自由区的大小大于或等于已确定的阈值大小，则重新分配整个数据，但至少部分地把数据重新分配到用户区中的一个连续自由区内。在实践中，这样的重新分配和重新映射最好在分配单元结束时发生。因此，通过所建议的方法，可明显减小性能的损坏。总之，正是基于这种思路，将在备用区中分配、映射、或放置的数据转换成在连续自由区中(最好在用户区中)的重新分配和重新映射的数据。在从属方法权利要求中进一步概括了连续开发的结构。在优选的结构中，通过一个主机提供信息，所说的主机通过接口连接到设备。使用这个信息重新分配在远端或其它备用区中映射过的数据，使其进入连续自由区。这个信息可以包含连续自由区的位置和大小。最好不必追踪整个介质的一系列自由区。有效的作法是确定阈值大小，这个阈值大小实质上等于用户区中最大的连续自由区的大小。具体来说，主机可以声明最大的连续自由区不是最新的释放区。有益的作法是，还可以确定阈值大小，它与备用区中映射的数据的一个逻辑连续顺序相关联。这样就可以有效地重新分配数据。在另一种结构中，还可以通过设备所包括的一个控制器来提供所说的信息。这一开发结果使设备负责有关缺陷处理的所有信息，因此几乎只由设备来执行缺陷处理，具体来说只由控制器单独执行缺陷处理，即，缺陷处理在空中(on-the-fly)进行，不占据主机。可由主机提供的唯一信息就是连续自由区产生的信息。主机的文件系统可以作极其类似的事情，并且如果需要，实际上可以允许在用户区中保留或产生更多的自由区或备用区。至少，主机可以用标准的方法找出映射的扇区。在另一个结构中，最好将缺陷数据重新映射和/或重新分配到优选的预定地址区。最简单的处理方法是，只要不是必要的，决不再检查这样的地址区。在另一个结构中，在存储设备和主机之间的协议可以记录如以上所述的数据的重新分配的信息。在一个优选的连续开发的结构中，可以提供多个备用区阵列，它们对于远端备用区是附加的或者是单独的，并且每个备用区阵列可以分别指定给数据存储介质的多个格式特征中的实质上每一个，因此可以用作用户区中的连续自由区。由于一个盘驱动器包括的数据存储盘上的格式特征可以被具体理解为一个区域，所以在多个盘的情况下的轨道或轨道柱面，应该被理解为一个轨道上的块或以及一个扇区。由于在每个轨道上借此可提供备用扇区，所以在不切换轨道的情况下，在每个数据传输访问到达时间内，可以重新分配曾在远端备用区中映射和分配过的任何数据。所建议的方法的这种配置可以在没有主机干预的情况下自动地进行，即，通过设备进行。还有，这种配置可以在空中进行，因为从逻辑的地址映射到物理的地址映射是在数据存储设备的控制器中进行的。即使在每个数据传输访问到达时没有任何一个备用区可以利用，数据的转换也能自动地进行。即使这样的备用区阵列碰巧被完全占据，也可能将相应的数据重新分配到用户区中的一个连续自由区。数据最好通过滑移(slipping)来重新分配。这就意味着，不仅有从逻辑的地址映射到物理的地址映射的移动，而且有相应扇区的内容的移动。在远端备用区中原始分配的尽可能远的数据按照前后的顺序重新分配到连续自由区。有益的作法是，在另外的步骤中，重复地进行数据从一个备用区到用户区的重新分配和重新映射，直到在用户区的连续自由区中重新分配了至少一个逻辑连续序列的最好所有的数据时为止。优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
在包括数据存储介质（２）的数据存储设备（１）上用于处理数据的方法，具体来说在包数据存储盘（２）的盘驱动器（１）上用于处理数据的方法，介质具有在其上面确定的用户区（ＵＡ）和备用区（１６、ＳＡ、２２ａ、２２ｂ），其中：在检测到在 介质（２）上的一个缺陷（Ｂ）时，在第一步，将指定给缺陷（Ｂ）的数据分配到备用区（１６、ＳＡ、２２ａ、２２ｂ），其特征在于：－在下一步中，提供有关用户区（ＵＡ）中的连续自由区（Ｆ）的大小的信息；－如果连续自由区（Ｆ）的 大小大于或等于已确定的阈值的大小，则将在备用区（１６、ＳＡ、２２ａ、２２ｂ）中分配的数据至少部分地重新分配到用户区（ＵＡ）中的连续自由区（Ｆ）内。

【技术特征摘要】
EP 2002-1-29 02075350.51.在包括数据存储介质(2)的数据存储设备(1)上用于处理数据的方法，具体来说在包数据存储盘(2)的盘驱动器(1)上用于处理数据的方法，介质具有在其上面确定的用户区(UA)和备用区(16、SA、22a、22b)，其中在检测到在介质(2)上的一个缺陷(B)时，在第一步，将指定给缺陷(B)的数据分配到备用区(16、SA、22a、22b)，其特征在于-在下一步中，提供有关用户区(UA)中的连续自由区(F)的大小的信息；-如果连续自由区(F)的大小大于或等于已确定的阈值的大小，则将在备用区(16、SA、22a、22b)中分配的数据至少部分地重新分配到用户区(UA)中的连续自由区(F)内。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过主机(7)提供所说的信息，主机(7)通过接口连接到设备(1)。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于确定的阈值大小与在备用区(16、SA、22a、22b)中映射的数据的至少一个逻辑连续顺序有关。4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于阈值大小大体上等于在用户区中最大的连续自由区的大小。5.根据前述权利要求中任何一个所述的方法，其特征在于通过由设备(1)包括的控制器(6)提供信息。6.根据前述权利要求中任何一个所述的方法，其特征在于提供多个备用区阵列(SA、22a、22b)，每个阵列分别指定给多个格式特征中的实质上每一个，具体来说即轨道(8)，并且具体用作用户区中的一个连续自由区。7.根据前述权利要求中任何一个所述的方法，其特征在于数据是通过滑移重新分配的。8.根据前述权利要求中任何一个所述的方法，其特征在于在另外的步骤中，重复进行数据从备用区(SA、22a、22b)到用户区(UA)的重新分配和重新映射，直到在用户区(UA)的连续自由区(F)中重新分配了至少一个逻辑连续...

【专利技术属性】
技术研发人员：N拉姆伯特，O梅舒特，RJM维南德斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]