动态频带边界的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本公开涉及数据储存介质，并提供系统和方法来提高数据储存设备性能，尤其当使用叠瓦式磁记录(shingled magnetic recording)时。
【发明内容】
[0002]各种本公开的实施例一般涉及用于在数据储存设备中建立动态频带边界的系统和方法，尤其涉及采用叠瓦式磁记录的设备。
[0003]在某些实施例中，一种装置具有数据存储介质和控制器。数据储存介质有第一序列的周向相邻的数据扇区、第二序列的周向相邻的数据扇区和设置在第一序列与第二序列之间的第一防护区，以便没有第一序列的扇区和第二序列的扇区直接地相邻。第一防护区包括未指定用于存储数据的扇区。控制器被配置为重建第一序列，以便拥有来自第一防护区的被选择的扇区来产生移位的第一序列，并且指定该被选择的扇区来储存数据。
【附图说明】
[0004]图1为有动态频带边界的系统的说明性实施例的示图；
[0005]图2为有动态频带边界的系统的另一说明性实施例的示图；
[0006]图3a——3b为有动态频带边界的系统的另一说明性实施例的示图；
[0007]图4a——4b为有动态频带边界的系统的其他说明性实施例的示图；
[0008]图5a——5c为有动态频带边界的系统的另一说明性实施例的示图；
[0009]图6为有动态频带边界的系统的另一说明性实施例的示图；
[0010]图7a——7b为有动态频带边界的系统的另一说明性实施例的示图；
[0011]图8为用于动态频带边界的方法的说明性实施例的流程图；和
[0012]图9为用于动态频带边界的方法的说明性实施例的另一流程图。
【具体实施方式】
[0013]在以下实施例的详细描述中，参考形成本说明书一部分的附图，其中通过特定实施例的图示示出。要理解的是可利用其它实施例并作出结构改变而不脱离本公开的范围。也要理解的是各种实施例的特征可以结合、交换或移除而不脱离本公开的范围。
[0014]图1描绘了具有动态频带边界的系统的实施例，一般指定为100。该系统100可以拥有主机102和数据存储设备(DSD)104。主机102也可以被称为主系统或主计算机。主机102可以为台式计算机、膝上型计算机、服务器、平板计算机、电话、音乐播放器、另一个电子设备，或其任意结合。类似地，DSD 104可以为任何上面所列的设备，或任何可以用于存储或检索数据的其他设备。主机102和DSD 104可以通过有线或无线连接的方式，或局域网(LAN)或广域网(WAN)连接。在某些实施例中，DSD 104可以为没有连接至主机102的单机设备，或主机102和DSD 104可以都为单独单元的一部分。
[0015]DSD 104可以有一个或多个非易失性存储器106。在描绘的实施例中，DSD 104为包括转盘式存储器106的硬盘驱动器(HDD)。在另一实施例中，DSD 104可以包括附加的存储器或存储种类，包括易失性和非易失性存储器。例如，DSD 104可以为拥有盘存储器和非易失性固态存储器的混合HDD。
[0016]在某些实施例中，DSD104可以有一个或多个拥有用于存储数据的轨道的盘106。盘106可以分为多个区，每个区有多个轨道。每个轨道可以进一步分为多个用于存储数据的物理扇区。逻辑扇区为可以存储至物理扇区的具有逻辑块地址(LBA)的数据块，该LBA被逻辑地映射至持有相应逻辑扇区的物理扇区。例如，DSD可以维护一个或多个映射表，该映射表识别哪个物理扇区存储每个LBA。每个区可以有各种选择的不同配置，诸如数据轨道格式、从换能器写的方向、数据密度，或预期用途。例如，盘可以有指定为的以叠瓦式的轨道方式的数据存储的一个或多个区，该叠瓦式的轨道方式使用叠瓦式磁记录(SMR)，和用于以非叠瓦式的方式存储数据的一个或多个区。SMR为用于提高盘上的数据记录密度的记录方法，例如通过将数据的轨道写至部分重叠的相邻的数据轨道。SMR将结合图3—一4做进一步讨论。盘也可以有指定为第二层级高速缓存的区，该第二层级高速缓存使用期望用于非易失性缓存的盘存储。盘可以进一步拥有至少一个指定为备用扇区的区。
[0017]图2描绘了具有动态频带边界的系统的实施例的示图，一般指定为200。具体地，图2提供了示例性盘驱动数据存储设备(DSD)200的功能性框图。DSD 200可以为诸如图1所示的盘驱动器100的数据存储设备。更通常地，DSD 200可以为可移动存储设备、台式计算机、膝上型计算机、服务器、平板计算机、电话、音乐播放器、另一个电子设备、可以用于存储或检索数据的任何其他设备，或其任意结合。
[0018]数据存储设备200可以与主设备202通信，该通信通过可以有连接器(未示出)的硬件或基于固件的接口电路204，连接器允许DSD 200从主机202物理地移除。主机202也可以指代为主系统或主计算机。主机202可以为台式计算机、膝上型计算机、服务器、平板计算机、电话、音乐播放器、另一个电子设备，或其任意结合。在某些实施例中，DSD 200可以和主机202通过接口 204通信，该通信可以在有线或无线通信，或局域网(LAN)或广域网(WAN)上。在某些实施例中，DSD 200可以为没有连接至主机202的单机设备，或主机202和DSD 200可以都为单独单元的一部分。
[0019]缓冲器212可以在读和写操作期间临时地存储数据，并且可以有命令队列(CQ)213，在该CQ中多个等待操作可以临时地存储等待执行。在一些示例中，缓冲器212可以用于对数据进行高速缓存。DSD 200可以有附加存储器203，其可以为易失性存储器(如DRAM或SRAM)，或非易失性存储器(如NAND闪存)。附加存储器203可以充当高速缓存并且存储最近或频繁读取或写的数据，或可能很快就会被读取的数据的功能。包括多个种类的非易失性存储介质(如盘106和闪存203)的DSD 200可以指代为混合存储设备。盘106可以配置为以叠瓦式方式存储数据。
[0020]DSD 200可以为带有关联存储器208和处理器210的可编程控制器206。进一步，图2示出DSD 200可以有读写(R/W)通道217，该读写通道可以在写操作期间将数据编码，并在读操作期间将从盘106索引的用户数据重建。前置放大器电路(preamp)218可以将写电流施加至头216，并提供回读信号的前置放大。伺服控制电路220(其可以包括处理器222)，可以使用伺服数据来给线圈214提供恰当的电流来将头216定位。控制器206可以在命令队列213中的各种等待命令执行期间，与伺服控制电路220通信来将头216移动至盘106上期望的位置。
[0021]如上面讨论的，SMR为用于增加盘上数据记录密度的记录方法，其可以将轨道宽度降低至低于由换能器的写元件所写的宽度来完成。换句话说，盘可以以拥有比由写头写的轨道更窄节距的轨道格式化。这可以通过部分地用相邻数据轨道重写数据轨道来完成，导致“叠瓦式”轨道结构。例如，SMR写操作可以通过排列写来执行，以便它们以一个径向进展(例如，轨道可以被一次写一个，从内直径向外直径移动，或反之亦然)，其中轨道部分地重叠于彼此，类似于房顶的瓦片。用另一个轨道部分地重写轨道也可以指代为“修剪”。单一的写方向可以用于整个盘，但也可基于轨道区或套选择，伴随着用于轨道的每个区或组套的方向集合。
[0022]参见图3a，如果假设在叠瓦式写方案中写按照箭头指示的方向执行，当写至轨道N，相邻的轨道N-1可能被部分地重写。类似地，当写在轨道N+1上执行，相邻的轨道N可能被部分地重写。与写每个轨道而没有任何故意的重叠的记录方法相比，由于在存储介质的径向上的更高的轨道数每英尺(TPI)的特征，SMR可以导致增加记录密度。
[0023]如图3b所示，在轨道N上写之后，如果以叠瓦式记录方向相反的方向写轨道N-1，由于相邻轨道干扰(ATI)轨道N可能变得不可读。因此，遵循轨道N-1不应该在轨道N被写之后被写的约束可能是有益的。相应地，轨道N被记录后在轨道N-1上写或修改数据，或轨道N+1被记录后在轨道N上，可能要求与非叠瓦式轨道相比不同的写策略，其可以简单地在任何时间重写。
[0024]现在转向图4a，描绘了具有动态频带边界的系统400a的另一示例性实施例的示图。由于SMR的轨道写的重叠，在轨道N已被写后去写给出的轨道N-1，可能要求重写跟随轨道N-1的全部叠瓦式轨道(S卩，轨道N、轨道N+1、轨道N+2等)。为了将此现实地完成，一套轨道可以被聚组为“频带”，以便写频带X的最后轨道不要求重写任何跟随的轨道Χ+1、Χ+2、Χ+3等等。转盘介质402可以被分为多个频带(如，频带A、频带B等)，并且每个频带可以包括多个叠瓦式数据轨道。在示例性实施例中，盘402可以分为多个区，一些区包括一个或多个叠瓦式记录频带，而其他区可能包括非叠瓦式轨道。不同区内的不同频带或全部频带可以以不同径向写(例如，ID到0D，或反之亦然)。
[0025]分隔频带以便重写一个不要求重写频带外部的轨道可以通过将轨道定位(诸如频带的最后轨道没有被可以写的轨道剪裁或重叠)来完成。这可以以数个方式依次来实现。一个方式是选择要处于频带末尾处的轨道并使分配给这些轨道的径向节距是完整的、非叠瓦式的轨道宽度。例如，频带可以包括拥有两个或更多轨道宽度的轨道。频