專利名稱：使用虛擬盤片驅(qū)動器的伺服處理器代碼評估的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及盤片驅(qū)動器存儲設(shè)備的領(lǐng)域，尤其涉及(但并不限于)盤片驅(qū)動器固件代碼的建立和評估。
背景技術(shù)：
硬盤驅(qū)動器通常用作現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中主要的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備與檢索設(shè)備。一種典型的盤片驅(qū)動器被配置成具有一個主軸馬達，該主軸馬達以一個恒定的高速度使一個或多個固定的磁性記錄盤旋轉(zhuǎn)。用戶數(shù)據(jù)用磁性方法被存儲在各個磁道上，這些磁道由一個致動器組件所支撐的一排讀/寫磁頭在盤片表面上確定。一個致動器馬達(例如，一個音圈馬達(VCM))用于在盤片表面上旋轉(zhuǎn)致動器組件，然后再旋轉(zhuǎn)各個磁頭。
一種閉環(huán)的、基于處理器的伺服系統(tǒng)的操作用于控制盤片的旋轉(zhuǎn)和磁頭在盤片表面上的移動。該伺服處理器(通常是一個數(shù)字信號處理器或DSP)被提供有關(guān)的編程，以便將電流命令信號輸出到轉(zhuǎn)子和致動器驅(qū)動器電路，從而調(diào)節(jié)被施加到主軸馬達和致動器馬達的電流。
伺服處理器此后執(zhí)行三項主要操作控制主軸馬達速度；致動器搜尋；以及，致動器磁道跟蹤。主軸馬達控制包括感測馬達軸心(hub)的初始靜止部分；逐漸增加主軸馬達的速度；以及，在特定的公差內(nèi)調(diào)整馬達的速度。
搜尋涉及所選磁頭從初始磁道移到對應(yīng)的盤片表面上的目標磁道。在搜尋開始時，處理器計算適當?shù)乃俣确植紙D，該分布圖根據(jù)搜尋的長度(即從初始磁道到目標磁道的磁道的數(shù)目)指示磁頭的一個理想的軌道。其后，處理器反復(fù)將速度誤差確定為磁頭的理想速度與實際速度之間的差，并輸出電流命令信號，使磁頭跟蹤理想的速度軌道并停在目標磁道上。
磁道跟蹤涉及繼續(xù)將磁頭定位在一個所選磁道上。在磁道跟蹤期間，處理器從伺服數(shù)據(jù)中(從磁道轉(zhuǎn)換(transduce))接收位置的輸入信息，并輸出適當?shù)碾娏髅钚盘?，以便保持磁頭與所選磁道有理想的關(guān)系(例如，在磁道的中心上)。將注意到，在磁道跟蹤期間，數(shù)據(jù)被寫到磁道上的數(shù)據(jù)塊(扇區(qū))，并從磁道上的數(shù)據(jù)塊被讀取。例如，在被讓與本發(fā)明的受讓人、發(fā)行給Duffy等人的第5,262,907號美國專利中，討論了各種基于處理器的伺服系統(tǒng)。
為了執(zhí)行必要的伺服控制功能，伺服處理器所用的編程通常必須適合驅(qū)動器特殊的機電反應(yīng)特性。伺服處理器編程(也稱作“固件”和“代碼”)基本設(shè)計的同時還可以開發(fā)其他的盤片驅(qū)動器設(shè)計功能，特別是編程通常不能被全部寫好和調(diào)試好，直到盤片驅(qū)動器的配置(致動器、盤片、主軸馬達)和盤片驅(qū)動器相關(guān)的電配置(馬達驅(qū)動器、伺服數(shù)據(jù)解調(diào)器)至少在一個工程原型水平上實現(xiàn)后為止。因此，不利的是，伺服代碼的開發(fā)和調(diào)試操作給各代新的盤片驅(qū)動器產(chǎn)品的設(shè)計周期增加了大量時間。
隨著人們對具有層次日益提高的數(shù)據(jù)存儲與傳遞性能的盤片驅(qū)動器的持續(xù)需求，每種新的盤片驅(qū)動器產(chǎn)品的生產(chǎn)“壽命”日益縮短，現(xiàn)在大約只有幾個月的時間。這樣，盤片驅(qū)動器制造商面臨一個持續(xù)的挑戰(zhàn)在定時十分緊的時間窗口內(nèi)開發(fā)新的盤片驅(qū)動器產(chǎn)品并將其引進市場。所以，非常需要改善設(shè)計與評估新的盤片驅(qū)動器的方法，而本發(fā)明所針對的就是這些改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對一種方法和裝置，用于評估由一個盤片驅(qū)動器中的一個可編程處理器設(shè)備所用的編程，以便對有關(guān)一個旋轉(zhuǎn)盤片的一個磁頭進行伺服控制。
根據(jù)較佳實施例，編程首先生成為可編程處理器設(shè)備可執(zhí)行的一系列指令。具備商業(yè)實用性的有“現(xiàn)貨供應(yīng)(off-the-shelf)”的處理器仿真軟件被用來模擬對計算機中指令的執(zhí)行。盤片驅(qū)動器的電部分與機械部分的一個動態(tài)模型的生成就采用了具有商業(yè)實用性的有現(xiàn)貨供應(yīng)的設(shè)備模擬軟件。一個動態(tài)鏈接程序被配置成在處理器仿真軟件與設(shè)備模擬軟件之間同步化和傳遞數(shù)據(jù)。其后，所有這三個程序同時在計算機中被執(zhí)行，以評估編程的實時操作。
這樣，在具備實體的工程原型之前，伺服處理器編程可以被書寫和調(diào)試。而且，還可以完成廣泛的大量公差評估，以改善盤片驅(qū)動器設(shè)計配置，而無須創(chuàng)建多個物理驅(qū)動器和在實驗室環(huán)境下延長時期來測試這些驅(qū)動器。
通過閱讀以下詳細的描述并觀察有關(guān)附圖，構(gòu)成本發(fā)明特征的這些和其他各種特點以及優(yōu)點將一目了然。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例設(shè)計和構(gòu)制的一個盤片驅(qū)動器的頂部平面視圖。
圖2提供了圖1中的盤片驅(qū)動器的功能性方框圖，包括伺服處理器(數(shù)字信號處理器，DSP)，其編程根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例來被評估。
圖3是根據(jù)較佳實施例的存儲和執(zhí)行處理器仿真軟件、設(shè)備模型模擬軟件和動態(tài)鏈接程序的計算機的功能圖。
圖4是用于實現(xiàn)速度控制(例如，在搜尋過程中)的伺服處理器的編程的控制方框圖。
圖5是用于實現(xiàn)位置控制(例如，在磁道跟蹤過程中)的伺服處理器的編程的控制方框圖。
圖6是設(shè)備模型模擬軟件所用的盤片驅(qū)動器的動態(tài)設(shè)備模型的控制方框圖。
圖7是“伺服DSP代碼評估”程序的流程圖，一般示出根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例來執(zhí)行的各個步驟。
詳細描述為了提供對本發(fā)明各種較佳實施例的詳細描述，首先參考圖1。該圖提供了用來與一臺主機連接以便用磁性方法存儲和檢索用戶數(shù)據(jù)的一種盤片驅(qū)動器100的頂部平面視圖。盤片驅(qū)動器100包括一個基臺(base deck)102，盤片驅(qū)動器100的各種部件被安裝到該基臺。一個頂蓋104(以局部剖面的方式示出)與基臺102配合形成盤片驅(qū)動器的一個內(nèi)部密封環(huán)境。
主軸馬達(一般在106處示出)被提供用于以如矢量109所示的恒定速度(每分鐘成千上萬次旋轉(zhuǎn))來旋轉(zhuǎn)多個軸向排列的固定的磁性記錄盤片108。通過使用一個致動器組件110，來將用戶數(shù)據(jù)寫到盤片108上的磁道(未指定)，并從這些磁道讀取用戶數(shù)據(jù)，該致動器組件圍繞盤片108附近的一個軸承桿(bearing shaft)組件112旋轉(zhuǎn)。
致動器組件110包括朝盤片108延伸的多個固定的致動器臂114，具有從那里延伸的靈活的懸掛組件116(彎曲部分)。被安裝在每個彎曲部分116的末端的是一個磁頭118，該磁頭包括一個滑動器組件(未分開指定)，這個滑動器組件被設(shè)計成在鄰近有關(guān)盤片108的對應(yīng)表面處飛行。磁頭118的較佳的特征是作為抗磁化(MR)磁頭，它們每個都具有一個薄膜感應(yīng)寫元件和一個MR讀元件。
當不使用盤片驅(qū)動器100時，磁頭118移過來并停在盤片108的內(nèi)部直徑附近的登陸區(qū)120上，致動器組件110采用一個磁性插銷組件122來固定。
通過使用一個音圈馬達(VCM)124，來控制磁頭118的徑向位置。該音圈馬達包括附著于致動器組件110的一個線圈126，以及建立一個磁場(線圈126陷入其中)的一個永久磁鐵128。另一條磁力線路徑被安放在永久磁鐵128上，但還沒有清楚地示出。通過將電流施加到線圈126，磁頭118移過盤片108的表面。
花線(flex)組件130為致動器組件110提供了必要的電連接路徑，同時允許致動器組件110在操作期間進行關(guān)鍵性的運動。花線組件130包括一個前置放大器/驅(qū)動器電路132(前置放大器)，它在一項寫操作過程中將寫電流施加到磁頭118的MR讀元件。前置放大器132進一步放大在一項讀操作過程中獲得的讀回信號，并將這些讀回信號提供給位于附著于基臺102下側(cè)的盤片驅(qū)動器印刷電路板(PCB)上的盤片驅(qū)動器控制電子裝置(未示出)。
圖2結(jié)合一臺相關(guān)主機140展示了圖1中的盤片驅(qū)動器100的功能性方框圖。盤片驅(qū)動器100包括驅(qū)動器處理器142，該驅(qū)動器處理器執(zhí)行驅(qū)動器最高層次的控制功能。將被存儲到盤片108的用戶數(shù)據(jù)從主機140傳送到接口(I/F)電路144以緩沖和序列化該數(shù)據(jù)，傳送到讀/寫(R/W)通道146以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的編碼和串行化數(shù)據(jù)，以及傳送到前置放大器132，將一系列交互的寫電流施加到磁頭118的寫元件以便有選擇地磁化盤片108。在讀操作期間，前置放大器132將讀偏置電流施加到磁頭118的讀元件，并根據(jù)通過該讀元件的電壓的變化來轉(zhuǎn)換盤片108的選擇性磁化。這便產(chǎn)生了與原來寫入的數(shù)據(jù)有關(guān)的讀回信號。這些讀回信號由R/W通道146解碼并經(jīng)由I/F電路144被傳送到主機140。
圖2進一步展示了一個伺服電路148，該伺服電路從被寫到盤片108的伺服數(shù)據(jù)接收讀回信號，并響應(yīng)地將電流施加到線圈126，以便控制磁頭118的位置。伺服電路148被示出是基于處理器的，這在于該電路包括一個數(shù)字信號處理器(DSP)150，該處理器的有關(guān)編程存儲在存儲器(MEM)151中。最后，圖2提供了一個主軸馬達控制電路152，它響應(yīng)于來自DSP 150的命令，將多相電流施加到主軸馬達106，以旋轉(zhuǎn)盤片108。
圖3展示了開發(fā)和評估DSP編程中所使用的各種軟件程序的方框圖。首先注意一個DSP仿真模塊200，它將被認作可從DSP 150的制造商那里獲得的一種基于有“現(xiàn)貨供應(yīng)”的個人計算機(PC)的軟件程序，它通過模仿DSP 150的功能而用作一種開發(fā)工具。也就是說，一個代碼開發(fā)者可以用一種合適的源代碼語言來寫DSP編程?？梢詤R編一個機器可執(zhí)行的指令集，然后，通過仿真模塊200，用一種受控的逐步方式來執(zhí)行代碼。
精通該技術(shù)領(lǐng)域的人將容易理解，仿真模塊200有利于按需要進行操作，依次經(jīng)歷每個指令，并顯示各種命令、登記與存儲內(nèi)容、誤差消息等。例如，一個合適的DSP 150可以從美國德克薩斯州的達拉斯的Texas Instruments公司獲得的CMS320C2700數(shù)字信號處理器，在此情況下，有關(guān)的仿真模塊200包括來自相同來源的CMS320C2700模擬器軟件。
CMS320C2700模擬器軟件在一種微軟公司視窗操作系統(tǒng)環(huán)境(例如，視窗NT4.0版)中進行操作，并且允許建立一個每處理器周期被調(diào)用一次的、由用戶定義的接口子程序，可用于修改被模擬的處理器的狀態(tài)，修改存儲位置，以及輸出有關(guān)模擬的數(shù)據(jù)。圖3在201處展示了這種由用戶定義的接口子程序(“DSP I/F)，其較佳的特征是作為一種“動態(tài)鏈接庫”(*.dll)文件，被并入DSP仿真模塊200。精通該技術(shù)領(lǐng)域的人將會認識到，*.dll文件允許實時鏈接，該文件執(zhí)行調(diào)用功能和數(shù)據(jù)輸入/輸出(I/O)傳遞功能。將會發(fā)現(xiàn)，從許多不同來源可購得各種各樣的DSP，它們具有類似特點的對應(yīng)的仿真模塊。
圖3還展示了一個設(shè)備模型202(也稱作“盤片驅(qū)動器模塊”)，它是一個動態(tài)模擬軟件程序，被配置成用數(shù)學(xué)方法來建立盤片驅(qū)動器100的相關(guān)機電配置的模型。設(shè)備模型202的生成最好使用一個有“現(xiàn)貨供應(yīng)”的軟件包，該軟件包通常由盤片驅(qū)動器制造商用來建模和評估盤片驅(qū)動器的機械與電反應(yīng)特性。例如，一個合適的模擬軟件包是可從美國馬薩諸塞州的Natick的TheMathworks公司獲得的Matlab的“Simulink動態(tài)系統(tǒng)模擬模塊”。“Simulink模塊”也在一個微軟公司視窗操作系統(tǒng)環(huán)境(例如，視窗NT4.0版)中進行操作。
“Simulink模塊”還允許用戶寫一個每個模擬步驟被調(diào)用一次的、由用戶定義的編程子程序，從而允許修改被模擬的動態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)，以影響模擬的結(jié)果。也可以按需要由這些子程序來很容易的進行數(shù)據(jù)傳遞。圖3在203處展示了一個由用戶定義的接口子程序(“設(shè)備I/F”)，它被并入設(shè)備模型模擬，其較佳的特征是作為一種*.dll文件。
動態(tài)鏈接程序204(也稱作一個“鏈接”)在DSP仿真模塊200與設(shè)備模型202之間提供了動態(tài)鏈接或連接。鏈接204的較佳的特征是作為也在一個微軟公司視窗操作系統(tǒng)環(huán)境(例如，視窗NT4.0版)中進行操作的一個可執(zhí)行的程序(*.exe)文件。下文會更加全面地討論關(guān)于鏈接204的建立，調(diào)整仿真模塊200(執(zhí)行周期)與設(shè)備模型204(時間步驟)各自的模擬定時，在這兩個模塊之間傳送數(shù)據(jù)，并對仿真模塊200產(chǎn)生中斷等問題。DSP I/F 201、設(shè)備I/F 203和鏈接204最好用Visual Basic C++6.0版或其他合適的編程語言來寫，隨后被編譯成所需的格式。
首先，仿真模塊200、設(shè)備模型202和鏈接204在運行前述微軟公司視窗NT操作系統(tǒng)的一臺計算機(由虛線方框206表示)中被裝載和操作，因為視窗NT操作系統(tǒng)有利于允許同時執(zhí)行多個程序。待評估的DSP編程(在208處表示)被提供給仿真模塊200。描述盤片驅(qū)動器設(shè)計的盤片驅(qū)動器配置信息(在210處表示)被提供給模擬軟件，以形成設(shè)備模型202。用戶將所需的執(zhí)行周期比率輸入到時間步驟(如輸入方框212所示)，然后執(zhí)行各個程序。
在每個步驟中，系統(tǒng)狀態(tài)作為輸入從設(shè)備模型202被提供給仿真模塊200；電流命令信號作為輸入從仿真模塊200被提供給設(shè)備模型202。如方框214、216和218分別所表示的，輸出數(shù)據(jù)也由各個程序(按需要)生成。舉例來說，仿真模塊200能夠顯示所執(zhí)行的步驟和寄存器內(nèi)容的一個文件，設(shè)備模型202能夠顯示速度、位置和電流波形，鏈接204能夠?qū)戯@示模擬操作過程中所傳送的數(shù)據(jù)的一個傳遞文件。
圖4和圖5是通常代表由圖3中的仿真模塊200評估的DSP編程210的簡化功能性方框圖。特別是，圖4展示了在一次速度受控搜尋過程中所用的代碼的各個部分。一個分布器(profiler)方框220將一個速度分布圖作為一連串命令速度輸出。一個觀察器222作為設(shè)備模型202的一個數(shù)學(xué)模型來進行操作，并提供對磁頭位置和速度的估計。所估計的速度在求和接合處224與命令速度合計，以產(chǎn)生一個速度誤差，該誤差由陷波濾波器226過濾。濾波器226的輸出在求和接合處228處與一個偏置值合計，以形成一個電流命令信號，該信號被提供給設(shè)備(設(shè)備模型)。由磁頭轉(zhuǎn)換的伺服數(shù)據(jù)被(設(shè)備模型)解調(diào)，以提供一個實際位置信號，該信號在求和接合處232與所估計的位置合計，以便將反饋提供給觀察器222。
圖5展示了在位置控制操作過程中(例如，在磁道跟蹤過程中)所用的代碼的各個部分。一個觀察器234輸出乘以增益方框236、238處各自的增益Kv、Kx的速度和位置估計，產(chǎn)生的乘積在求和接合處240被合計。來自觀察器234的所估計的偏置在求和接合處242被合計，輸出被反饋到觀察器，并通過一個主要伺服增益方框244(具有增益Kp)，以產(chǎn)生一個電流命令信號到設(shè)備(設(shè)備模型)。和以前一樣，由磁頭轉(zhuǎn)換的伺服數(shù)據(jù)被(設(shè)備模型)解調(diào)，以提供一個實際位置信號，該信號在求和接合處246與所估計的位置合計，以將反饋提供給觀察器234。
圖6是用于形成圖3中的設(shè)備模型202的盤片驅(qū)動器配置212的簡化功能性方框圖。將會理解，圖6提供了盤片驅(qū)動器100的各種物質(zhì)電部件和機械部件的一個精確的高序列模型，這些部件先前在圖1和圖2中展示和討論過。
仿真模塊200將前述的電流命令信號作為一連串數(shù)值提供給一個脈沖寬度調(diào)制(PWM)數(shù)字-模擬(D/A)變換器250，該變換器將輸入數(shù)值轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的模擬值。一個PWM傳遞功能方框252建立PWM變換器250的反應(yīng)特性模型，一個磁頭/盤片組件(HDA)延遲方框254建立由盤片驅(qū)動器100的各個機電部分引起的物理延遲的模型。產(chǎn)生的模擬電流命令信號被傳送給一個功率放大器256，該功率放大器產(chǎn)生的線圈電流被施加到代表致動器110和盤片108(圖1)的一個HDA機械方框258。外部干擾(disturbance)(例如，振動、公差效應(yīng)等)可以有選擇地加以引入，以便通過干擾方框260來建立各種現(xiàn)實世界的環(huán)境的模型。
來自HDA機械方框258的輸出被提供給一個解調(diào)(解調(diào))方框262，如上文所討論的，該解調(diào)方框規(guī)定從盤片讀取的伺服數(shù)據(jù)，以便將伺服數(shù)據(jù)位置的輸入提供給仿真模塊200。這些輸入按需要包括實際位置、磁道地址信息(格雷代碼碼)、索引信息等。解調(diào)262通常建立圖2中解調(diào)148的操作模型。
從圖2將回憶起，DSP 150提供主軸馬達速度控制，以控制主軸馬達106的旋轉(zhuǎn)速度。用于提供該功能的控制編程可容易地來加以執(zhí)行，所以還沒有被包括于圖4和圖5的DSP編程的表達中。要充分注意到，一個主軸馬達速度糾正信號從仿真模塊200被提供給一個PWM(D/A)變換器264，以產(chǎn)生由一個主軸馬達驅(qū)動器方框266使用的一個驅(qū)動器信號，從而將電流施加到主軸馬達方框268(它模擬主軸馬達106)。
在主軸馬達轉(zhuǎn)子位置感測過程中，馬達定時器方框270為六種交換狀態(tài)中的每種狀態(tài)按增加時間的方式測量了響應(yīng)于由主軸馬達驅(qū)動器方框266驅(qū)動的命令電流的實際主軸馬達電流。結(jié)果被反饋到DSP仿真模塊200，所以，能夠計算靜止的轉(zhuǎn)子的位置、啟動電流和初始驅(qū)動交換相位。然后，當主軸馬達的速度逐漸提高時，馬達定時器方框270為DSP仿真模塊200提供主軸馬達交換周期的測量值，以允許執(zhí)行適當?shù)乃俣瓤刂泼顏碇饾u提高主軸馬達的速度，直至達到所需速度。在隨后的操作過程中，角的定位信息從轉(zhuǎn)子方框268被饋送到解調(diào)262，以便解調(diào)262既能接收到有關(guān)盤片的磁頭的徑向定位信息，又能接收到指示盤片在磁頭下旋轉(zhuǎn)的速度的角的定位信息。
現(xiàn)在，從圖4-6中將會理解，由鏈接204可方便地進行數(shù)據(jù)交換包括從仿真模塊200到設(shè)備模型202的電流命令信號和主軸馬達速度糾正信號，以及從設(shè)備模型202到仿真模塊200的位置信息。原先的技術(shù)分開使用這些程序，它通常涉及生成“數(shù)據(jù)文件”，這些數(shù)據(jù)文件提供的必要的輸入數(shù)據(jù)隨后被各個程序用來執(zhí)行操作。對比而言，鏈接204允許這兩個程序為另一個程序動態(tài)地計算下一輸入數(shù)據(jù)。
鏈接204還使各個模塊的操作同步；仿真模塊200將以一個選擇的速度(處理器周期)來執(zhí)行DSP代碼，設(shè)備模型202將在時間步驟中(約同于微妙)模擬系統(tǒng)的反應(yīng)。通常，DSP代碼將執(zhí)行來自設(shè)備的每個對應(yīng)時間步驟的數(shù)個指令。這樣，在操作過程中，鏈接204將把各個輸入提供給這兩個程序，允許它們經(jīng)過各自數(shù)量的周期或時間步驟，并產(chǎn)生必要的處理器中斷。
圖7示出一個“伺服DSP代碼評估”程序300，總結(jié)了圖3-6中編程配置的操作。在步驟302中，首先生成DSP代碼，用于一個基于計算機的軟件仿真模塊(步驟304)。相關(guān)的電部分和機械部分的一個動態(tài)模型在步驟306中產(chǎn)生，適合該動態(tài)模型和仿真模塊的一個動態(tài)鏈接程序在步驟308中被創(chuàng)建和匯編。
用戶接下來在步驟310中選擇各個運行速度(每時間步驟的處理器周期)，并按所需為模擬運行312選擇額外的輸入。例如，這些輸入可以包括一個外部的干擾頻譜(由圖6的干擾方框260插入)以建立模擬運行期間外部施加的振動效應(yīng)的模型。在步驟314中，仿真模塊、動態(tài)設(shè)備模型和鏈接程序其后由計算機同時執(zhí)行，用戶在步驟316中評估各種結(jié)果。然后，程序在步驟318中結(jié)束。
現(xiàn)在顯而易見，這里具體描述的本發(fā)明為盤片驅(qū)動器制造商在一種新的盤片驅(qū)動器設(shè)計的開發(fā)階段提供了幾個重要的優(yōu)點。首先，使用一個“虛擬”盤片驅(qū)動器來評估伺服處理器代碼，這使代碼在HDA機械設(shè)計(基臺、盤片、致動器配置)和HDA電設(shè)計(馬達驅(qū)動器電路、解調(diào)電路)完全被開發(fā)并具備實體之前就能夠在很大程度上得到完成和調(diào)試。這可潛在地允許對歷史上稱作“面包板”的開發(fā)階段進行評估，其中，所產(chǎn)生的工程原型意在在全面地作出最終設(shè)計決定之前創(chuàng)建實體的第一版盤片驅(qū)動器。
本發(fā)明還允許大量的數(shù)據(jù)在非常短的時間內(nèi)被收集起來。字面上講，來自一個名義上的設(shè)計的各種電部件和機械部件中可能會有成千上萬的公差組合；過去，盤片驅(qū)動器制造商將必須制造成百上千的盤片驅(qū)動器并在一段延長的時期內(nèi)在實驗室環(huán)境下測試這些驅(qū)動器，以評估這些公差的各種效果。對比而言，設(shè)備模型202可被容易地進行調(diào)節(jié)，這些調(diào)節(jié)之間的相互作用和代碼可以立即被評估，而無須制造一個驅(qū)動器。實際的時間比例可按需要來調(diào)節(jié)，時間步驟會比通常在時間驅(qū)動操作過程中使用的取樣時期更加頻繁。為說明起見，例如，圖3中的配置可按一個2000/1的比率來運行，以便2毫秒的盤片驅(qū)動器操作能夠在2秒鐘內(nèi)被模擬。
另一個重要的優(yōu)點是在仿真設(shè)備方面與本發(fā)明有關(guān)的成本儲蓄。一個典型的仿真站(它允許一個“處理器仿真器”被物理地插入一個正在運作的驅(qū)動器中的處理器的插槽中)要耗費數(shù)萬美元，并且只能由一個用戶使用。對比而言，本發(fā)明可在網(wǎng)上的一個設(shè)計部門內(nèi)獲得，它允許多個用戶訪問各種庫和文件，并使用具有商業(yè)實用性的有“現(xiàn)貨供應(yīng)”的仿真模塊和動態(tài)建模程序。
根據(jù)較佳實施例，本發(fā)明針對一種方法和裝置，用于評估由一個盤片驅(qū)動器100中的一個可編程處理器設(shè)備150所用的編程212，以執(zhí)行對有關(guān)一個旋轉(zhuǎn)盤片108的一個磁頭118的伺服控制，并控制一個主軸馬達106(盤片108圍繞它旋轉(zhuǎn))的旋轉(zhuǎn)加速(spin-up)和正常的操作。
編程首先生成為可編程處理器設(shè)備的可執(zhí)行的一系列指令。處理器仿真軟件200被用來模擬對一臺計算機206中的各個指令的執(zhí)行。使用設(shè)備模擬軟件202來產(chǎn)生盤片驅(qū)動器的電部分和機械部分的一個動態(tài)模型。一個動態(tài)鏈接程序204被配置成在處理器仿真軟件與設(shè)備模擬軟件之間同步化和傳遞數(shù)據(jù)。所有這三個程序其后在計算機中被同時執(zhí)行，以評估編程的實時操作。
將會顯而易見，本發(fā)明很適于達到所述的目的和優(yōu)點，以及其固有的目的和優(yōu)點。出于揭示的目的，已對一個目前的較佳實施例加以描述，但是，可以進行許多修改，這些修改將容易為精通該技術(shù)領(lǐng)域的人所理解，它們包含于所揭示的和如所附權(quán)利要求中所定義的本發(fā)明的精神中。
權(quán)利要求
1.一種用于評估由盤片驅(qū)動器中的可編程處理器設(shè)備所用的編程，以相對于可旋轉(zhuǎn)盤片對磁頭執(zhí)行伺服控制的方法，其特征在于，包括以下步驟(a)產(chǎn)生作為可編程處理器設(shè)備可執(zhí)行的一系列指令的編程；(b)提供被配置成模擬由可編程處理器設(shè)備執(zhí)行的一系列指令的處理器仿真軟件，其中，所述處理器仿真軟件輸出指示將被施加到致動器馬達的電流的電流命令信號，所述致動器馬達用來根據(jù)指示磁頭位置的位置輸入而控制磁頭位置；(c)運用設(shè)備模擬軟件來生成包括磁頭、盤片和驅(qū)動器馬達的盤片驅(qū)動器的電部分和機械部分的動態(tài)模型，其中，設(shè)備模擬軟件響應(yīng)于電流命令信號而輸出指示磁頭位置的磁頭位置信號；(d)提供動態(tài)鏈接程序，該程序被配置成將電流命令信號從處理器仿真軟件傳遞到設(shè)備模擬軟件，并將磁頭位置信號從設(shè)備模擬軟件傳遞到處理器仿真軟件；以及，(e)在計算機中同時執(zhí)行處理器仿真軟件、設(shè)備模擬軟件和動態(tài)鏈接程序，以評估編程的實時操作。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由生成步驟(a)產(chǎn)生的指令包括用于在搜尋操作中對磁頭執(zhí)行速度控制的指令，以及用于在磁道跟蹤操作中對磁頭執(zhí)行位置控制的指令。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，運用步驟(c)的動態(tài)模型進一步建立用于旋轉(zhuǎn)盤片的主軸馬達的模型，而且提供步驟(b)的處理器仿真軟件進一步輸出主軸馬達速度糾正信號。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括一個步驟(f)將干擾頻譜提供給設(shè)備模擬軟件，以便在同時執(zhí)行步驟(e)的操作中模擬外部施加的振動。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，動態(tài)鏈接程序的特征是作為一個可執(zhí)行(*.exe)的文件，該文件可在微軟視窗NT4.0版兼容的操作系統(tǒng)環(huán)境中進行操作。
6.一種用于評估由在盤片驅(qū)動器中的可編程處理器設(shè)備所用的編程，以便相對于可旋轉(zhuǎn)盤片對磁頭執(zhí)行伺服控制的裝置，所述編程包括可編程處理器設(shè)備可執(zhí)行的一系列指令，其特征在于，所述裝置包括具有計算機存儲器的計算機；存儲在計算機存儲器中的處理器仿真軟件，它被配置成模擬可編程處理器設(shè)備執(zhí)行的一系列指令，其中，處理器仿真軟件輸出指示將被施加到致動器馬達的電流的電流命令信號，該致動器馬達被用來根據(jù)指示磁頭位置的位置輸入來控制磁頭位置；存儲在計算機存儲器中的設(shè)備模擬軟件，它被配置成生成包括磁頭、盤片和致動器馬達的盤片驅(qū)動器的電部分和機械部分的動態(tài)模型，其中，所述設(shè)備模擬軟件響應(yīng)于電流命令信號來輸出指示磁頭位置的磁頭位置信號；以及動態(tài)鏈接程序，它被配置成將電流命令信號從處理器仿真軟件傳遞到設(shè)備模擬軟件，并將磁頭位置信號從設(shè)備模擬軟件轉(zhuǎn)移到處理器仿真軟件，其中，計算機被配置成同時執(zhí)行處理器仿真軟件、設(shè)備模擬軟件和動態(tài)鏈接程序，以評估編程的實時操作。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，可編程處理器設(shè)備可執(zhí)行的指令包括用于在搜尋操作中對磁頭執(zhí)行速度控制的指令，以及用于在磁道跟蹤操作中對磁頭執(zhí)行位置控制的指令。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，動態(tài)模型進一步建立用于旋轉(zhuǎn)盤片的主軸馬達的模型，而且處理器仿真軟件進一步輸出主軸馬達速度糾正信號。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述動態(tài)鏈接程序進一步向設(shè)備模擬軟件提供干擾頻譜，以便在同時執(zhí)行處理器仿真軟件、設(shè)備模擬軟件和動態(tài)鏈接程序的過程中模擬外部施加的振動。
10.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述動態(tài)鏈接程序的特征是作為可執(zhí)行(*.exe)的文件，該文件可在微軟視窗NT4.0版兼容的操作系統(tǒng)環(huán)境中進行操作。
全文摘要
一種用于估計由在盤片驅(qū)動器(100)中的可編程處理器裝置(142)所用的編程,以相對于可旋轉(zhuǎn)盤片(108)對磁頭(118)執(zhí)行伺服控制的方法和裝置。首先審查(302)編程作為可由可編程處理器裝置執(zhí)行的一系列指令。提供(304)處理器仿真軟件以模擬在計算機中指令的執(zhí)行。運用設(shè)備模擬軟件產(chǎn)生(306)盤片驅(qū)動器的電部分和機械部分的動態(tài)模型。將動態(tài)鏈接程序配置成(308)在處理器仿真軟件和設(shè)備模擬軟件中間同步和傳遞數(shù)據(jù)。此后,在計算機中,同時執(zhí)行(314)所有三個程序以估計編程的實時操作(316)。
文檔編號G11B21/08GK1357138SQ00809200
公開日2002年7月3日 申請日期2000年4月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月21日
發(fā)明者R·D·漢普沙伊, P·卡莫佩特 申請人:西加特技術(shù)有限責任公司