專利名稱：使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法。
背景技術(shù)：
典型的磁盤驅(qū)動器包括至少一個兩面都涂有磁性介質(zhì)的磁盤。這個(些)磁盤裝配在穿過其中心的軸上，以便該磁盤以預(yù)定的速度旋轉(zhuǎn)，通常為3600轉(zhuǎn)/分鐘。通常，對應(yīng)于磁盤的每個表面都裝配有一個讀寫頭。當(dāng)磁盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，該讀寫頭以一個很小的距離懸浮在該磁盤的表面。同時(shí)，當(dāng)磁盤驅(qū)動器發(fā)出讀或?qū)懶盘枙r(shí)，該讀寫頭就在磁盤的預(yù)定位置讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)。
因?yàn)榇疟P上的數(shù)據(jù)通過讀寫頭儲存在同心圓磁道上，且不同磁面上的相應(yīng)磁道呈圓柱狀排列，所以磁盤上數(shù)據(jù)的排列結(jié)構(gòu)有助于磁盤驅(qū)動器的操作。
因?yàn)槊總€磁道又被分解為一個或多個扇區(qū)，所以磁盤驅(qū)動器必須將讀寫頭快速橫穿磁面并移到預(yù)定的磁道，然后讓該讀寫頭沿該磁道做圓周運(yùn)動直到需要的扇區(qū)轉(zhuǎn)到該磁頭下，最后在該扇區(qū)讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。這樣，讀寫頭就被定位在預(yù)定的徑向及圓周位置。
在磁盤驅(qū)動器中，每一個讀寫頭都固定在一個傳動器的臂上，且讀寫頭隨著該傳動器的移動沿半徑方向移動到特定的磁道，這個過程被稱為尋道。傳動器的移動是通過開環(huán)磁盤驅(qū)動器系統(tǒng)中的步進(jìn)電機(jī)，及閉環(huán)磁盤驅(qū)動器系統(tǒng)中的伺服系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。
在硬盤驅(qū)動器中已經(jīng)開發(fā)了許多不同的伺服系統(tǒng)。在一個伺服系統(tǒng)中，讀寫頭通過讀取一個包含在伺服域中的伺服模式，來決定其在磁盤中的徑向及圓周位置。伺服模式中的數(shù)據(jù)是提供給磁盤驅(qū)動控制循環(huán)電路的，該電路可以根據(jù)伺服模式中的數(shù)據(jù)在需要時(shí)不斷更新讀寫頭的位置。良好的伺服控制能夠可靠的在旋轉(zhuǎn)存儲設(shè)備，如硬盤，上寫入或讀取數(shù)據(jù)。
伺服域中的伺服模式是得到良好伺服控制的關(guān)鍵。伺服模式必須給磁盤驅(qū)動控制循環(huán)電路提供精確的讀寫頭位置信息，包括讀寫頭在磁盤上的徑向及圓周位置。通常，用伺服域中的兩個子域來表示讀寫頭的徑向位置，如柱面地址子域及位置子域，這些子域在伺服域中是前后相連的。
柱面地址子域包含一個格雷(Gray)編碼磁道地址模式，該模式用來確定含有伺服域的磁道，同時(shí)指示了讀寫頭的近似徑向位置。該格雷編碼磁道地址模式由一系列包含有磁道地址的磁雙位組成。因?yàn)榇诺赖刂酚酶窭拙幋a進(jìn)行編碼，所以任何不可靠解碼的誤差都被限制在正負(fù)半個磁道之間。在格雷編碼中，磁道地址用一個位來表示不同的磁道。
在柱面地址子域旁邊的是磁道位置子域，磁道位置子域由一個能產(chǎn)生連續(xù)脈沖的磁模式組成。磁盤驅(qū)動電路能夠檢測這些連續(xù)脈沖的最高峰。因?yàn)樵谕淮诺郎舷噜徝}沖的最高峰振幅相等，而不同磁道上的相鄰脈沖的最高峰振幅不相等，所以磁道位置子域能夠很好的指示出讀寫頭的徑向位置。
伺服域中的圓周位置信息包含多個運(yùn)動位置信息，例如，由一個或多個位組成的索引子域，其被用作沿圓周運(yùn)動的位置點(diǎn)的定位器。索引子域中的位通常用于確定磁道上一個扇區(qū)中的位置，而該磁道可能包含72個扇區(qū)。
再加上伺服域中的扇區(qū)標(biāo)識子域就組成了一個更加精確的圓周位置指示器，該扇區(qū)標(biāo)識子域用于精確的確定磁道上的扇區(qū)位置。扇區(qū)標(biāo)識子域中的扇區(qū)標(biāo)識位用于產(chǎn)生準(zhǔn)確的位置信號。通過計(jì)算產(chǎn)生于索引信號之后的扇區(qū)標(biāo)識位置信號的數(shù)量，可以確定特定的圓周位置。因?yàn)樯葏^(qū)標(biāo)識位置信號能提供精確的圓周位置信息，所以其被磁盤驅(qū)動器旋轉(zhuǎn)控制硬件當(dāng)作轉(zhuǎn)速信號來控制與讀寫頭對應(yīng)的磁盤的轉(zhuǎn)速。
植入式伺服系統(tǒng)是伺服系統(tǒng)中的一個類型，其伺服域放置在每個磁道數(shù)據(jù)扇區(qū)的前部，并用于確定讀寫頭的徑向及圓周位置。美國專利第4,823,212號描述了這樣的一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的每個磁道都含有相同數(shù)量的扇區(qū)，每個扇區(qū)都包含一個伺服編碼部分，該伺服編碼部分位于扇區(qū)的開始處，稱為伺服域100。伺服域100含有上述的所有特征。
每個伺服域100都具有相同的長度并從其開始處包括寫接口子域101，自動增益控制(AGC)子域102，扇區(qū)標(biāo)識子域103，扇區(qū)索引子域104，故障位105，格雷(Gray)編碼磁道地址子域106，及磁道位置子域107，其后為另一個接口子域。伺服域100放在最前，其后分別為數(shù)據(jù)區(qū)110及111。自動增益控制(AGC)子域102分為讀寫轉(zhuǎn)換區(qū)及AGC數(shù)據(jù)區(qū)兩部分。
圖1B是該磁盤中磁道3-6伺服域的磁雙位平面圖。其它的伺服域及數(shù)據(jù)區(qū)具有和圖1A所示的方塊圖相同的結(jié)構(gòu)。圖1C表示的是讀取磁道3中的信息時(shí)產(chǎn)生的信號模式。
寫接口子域用作保護(hù)伺服域100不會因磁盤轉(zhuǎn)速的變化而被數(shù)據(jù)所覆蓋。自動增益控制(AGC)子域102的AGC部分用于格式化來自讀寫頭的信號，以便后續(xù)的伺服信息能得到適當(dāng)?shù)臋z測及處理。扇區(qū)標(biāo)識子域103及扇區(qū)索引子域104上面已描述。故障位105用于指出與伺服域100相關(guān)的數(shù)據(jù)區(qū)是否有誤碼。最后，磁道位置子域107，如上所述，用于產(chǎn)生尋道信息。
在伺服域的磁道位置子域中，有幾種不同的信息編碼方法可以進(jìn)行精確的尋道。例如，美國專利第4,823,212號、美國專利第4,530,019號、美國專利第4,424,543號及美國專利第4,669,004號所描述的方法。
為了獲得磁道位置信息，磁盤驅(qū)動器必須準(zhǔn)備一個讀信道及一個與磁盤驅(qū)動器硬件檢測同步的讀模式，以便精確檢測、讀取及儲存伺服域100中的信息。
在讀信道中有兩個要素。第一，自動增益控制電路需要足夠的時(shí)間來調(diào)節(jié)在前操作與伺服域100中的增益差。第二，如果伺服域100緊跟一個寫操作，那么磁盤驅(qū)動器電路需要一個讀寫轉(zhuǎn)換時(shí)間來進(jìn)行操作模式的轉(zhuǎn)換。
AGC控制中的另一個重要因素是伺服域中AGC數(shù)據(jù)的數(shù)量。例如，一個包括63位AGC數(shù)據(jù)的自動增益控制(AGC)子域102，其真正用于AGC控制的只有36位(如美國專利第4,823,212號的圖6B)，其余27位用于讀寫轉(zhuǎn)換而不是AGC控制。
在低能耗計(jì)算機(jī)中為了減少能耗，在磁盤驅(qū)動器閑置時(shí)常常切斷扇區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)上的讀信道電力。當(dāng)讀信道掉電時(shí)AGC精度等級也會丟失，而36位AGC數(shù)據(jù)并不足以重建精確的AGC精度等級。
因?yàn)橹踩胧剿欧Ｊ皆谄渌诘拇疟P上記錄數(shù)據(jù)儲存的真實(shí)狀態(tài)，所以增加允許低能耗操作的AGC子域?qū)拗苾Υ嬖诖疟P上數(shù)據(jù)的數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法。
本發(fā)明的目的是通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的所述方法使一讀/寫頭與含植入式伺服域的一旋轉(zhuǎn)磁盤同步，其中每個植入式伺服域包括一DC消磁缺口，一第一同步脈沖跟隨該DC消磁缺口，一第二同步脈沖跟隨該第一同步脈沖，上述方法包括下列步驟在第一扇區(qū)前的一扇區(qū)內(nèi)探測一同步脈沖；限定上述第一扇區(qū)的一DC消磁缺口；一預(yù)定時(shí)間打開一第一扇區(qū)指示窗口，跟隨上述第一扇區(qū)前扇區(qū)的同步脈沖；在限定DC消磁缺口后打開第一DC消磁指示窗口；當(dāng)上述第一同步脈沖在上述第一DC缺口參考窗口和上述第一扇區(qū)指示窗口都打開時(shí)，使用上述第一扇區(qū)的第一同步脈沖來同步。
因此，本發(fā)明總的目的在于在不改變伺服域大小的情況下，通過讓伺服域中的子域同時(shí)為至少兩個不同的伺服模式提供數(shù)據(jù)，來得到高效率植入式伺服系統(tǒng)的方法。

圖1A是現(xiàn)有技術(shù)伺服域的結(jié)構(gòu)圖。
圖1B是圖1A所示現(xiàn)有技術(shù)伺服域的磁化模式圖。
圖1C是圖1B所示現(xiàn)有技術(shù)伺服域的磁道3的磁道信號圖。
圖2是本發(fā)明使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法的包含植入式伺服系統(tǒng)及磁盤的磁盤驅(qū)動器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法的植入式伺服域的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本發(fā)明使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法的伺服域磁化模式圖。
圖5是本發(fā)明使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法的當(dāng)讀寫頭位于伺服域所在磁道的中心線時(shí)該磁道的磁道信號圖。
圖6是本發(fā)明使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法的伺服域信號時(shí)序圖。
圖7A至圖7H是本發(fā)明使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法的伺服域磁化模式比例圖。
圖8A至圖8C是本發(fā)明使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法的同步誤碼免疫圖。
圖9A及圖9B是本發(fā)明使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法的含交叉存取植入式伺服系統(tǒng)的磁盤驅(qū)動器的讀寫聯(lián)合電路方塊圖。
圖10A至圖10D是本發(fā)明使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法的含交叉存取植入式伺服系統(tǒng)的磁盤驅(qū)動器的門隊(duì)列方塊圖。
圖11是本發(fā)明使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法的含交叉存取植入式伺服系統(tǒng)的磁盤驅(qū)動器的A/D及D/A轉(zhuǎn)換驅(qū)動電路方塊圖。
圖12A及圖12B是本發(fā)明使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法的含交叉存取植入式伺服系統(tǒng)的磁盤驅(qū)動器的傳動驅(qū)動器電路方塊圖。
圖13是本發(fā)明使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法的含交叉存取植入式伺服系統(tǒng)的磁盤驅(qū)動器的組合圖。
具體實(shí)施方式請參照圖2，磁盤驅(qū)動器200包括一植入式伺服系統(tǒng)。磁盤驅(qū)動器電路需要和該植入式伺服系統(tǒng)合作才能響應(yīng)磁盤控制器的寫信號，從標(biāo)準(zhǔn)接口連接器215寫入數(shù)據(jù)到磁盤201上。
磁盤驅(qū)動器200還包括至少一個磁盤201。每個磁盤至少有一個磁面及大量通過讀寫頭202存取信息的同心圓磁道，如磁道221-i及221-(i+1)。不同磁面上的相應(yīng)磁道近似地呈圓柱狀排列。
每一個磁道通過預(yù)置于植入式伺服域的信息由分界線220-n分為多個扇區(qū)SCT-01，SCT-02，...，SCT-n。每一個伺服域區(qū)220-j(j＝1，2，...，n)包括m個伺服域，其中m是磁盤上同心圓磁道的數(shù)量。
請參照圖3，不像現(xiàn)有植入式伺服系統(tǒng)的每一數(shù)據(jù)區(qū)都包含讀寫轉(zhuǎn)換區(qū)及僅僅一個AGC子域，本發(fā)明的植入式伺服系統(tǒng)增加了AGC數(shù)據(jù)的可用空間，同時(shí)，既沒有增大伺服域所占空間，也沒有削弱尋道的性能。以上是通過讓伺服域中的各種子域同時(shí)完成兩種功能來實(shí)現(xiàn)的，詳細(xì)描述如下。
簡單的說，比如，一第一子域在為讀寫頭的定位提供數(shù)據(jù)的同時(shí)，還被第二子域用作AGC數(shù)據(jù)區(qū)。這樣，該第一子域就同時(shí)執(zhí)行了兩種伺服功能。同時(shí)，相對于現(xiàn)有伺服域，本發(fā)明中的柱面地址子域并未與位置子域相鄰。
伺服域300是一個全磁道地址伺服域，其包括6個子域第一AGC子域301，索引/AGC子域302，柱面地址/AGC子域303，扇區(qū)標(biāo)識子域304，第二AGC子域305，及位置子域306。
請參照圖4，為伺服域300的每一個子域的磁化模式400。其中包括磁盤的旋轉(zhuǎn)方向及任意4個表示為“柱面0”到“柱面3”的磁道。對磁化模式400更詳細(xì)的描述請參見比例圖7A至圖7H及以下。
請參見圖5，其描述了當(dāng)讀寫頭位于磁道中心線時(shí)磁化模式400產(chǎn)生的波形500。圖4及圖5顯示了本發(fā)明的幾個重點(diǎn)，第一，磁化模式在各個磁道間是連續(xù)的。這種連續(xù)性保證了系統(tǒng)在讀寫頭離開磁道中心線進(jìn)行尋道時(shí)，仍然能提供可靠的AGC數(shù)據(jù)。
第二，所有提供AGC數(shù)據(jù)的模式及位置子域306都有兩個時(shí)間段T1及T2。T1是正負(fù)最高峰之間的時(shí)間段，而T2等于T1的整數(shù)倍。如果兩個最高峰同時(shí)出現(xiàn)在T1，例如，當(dāng)磁道信號從正最高峰走向負(fù)最高峰時(shí)，那么就用負(fù)最高峰來產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖。根據(jù)時(shí)鐘脈沖，在T2時(shí)間段對數(shù)據(jù)進(jìn)行寫操作。這樣在T1加上T2的時(shí)間段中，時(shí)鐘脈沖與數(shù)據(jù)位的組合就不斷地在模式中反復(fù)執(zhí)行。在此實(shí)施例中，時(shí)鐘脈沖為負(fù)脈沖，而數(shù)據(jù)脈沖為正脈沖。其實(shí)，時(shí)鐘及數(shù)據(jù)脈沖的極性可以是任意相反的，兩者并無差別。
T2時(shí)間段的數(shù)據(jù)脈沖軌跡決定了該數(shù)據(jù)表示的是邏輯0還是邏輯1。此外，T2時(shí)間段的正脈沖位置決定了數(shù)據(jù)表示的是0還是1。如果正脈沖出現(xiàn)于3/4個T2時(shí)間段之前，那么該數(shù)據(jù)表示1。圖5用實(shí)線顯示了子域502及503中的數(shù)據(jù)1脈沖的波形。相反的，如果負(fù)脈沖出現(xiàn)于3/4個T2時(shí)間段之前，那么該數(shù)據(jù)表示0。圖5用虛線顯示了子域502及503中的數(shù)據(jù)0脈沖的波形。
在本發(fā)明的伺服域中，每一個數(shù)據(jù)區(qū)末尾的讀寫轉(zhuǎn)換區(qū)在各種操作中，除了緊跟寫操作，都被用于儲存額外的AGC數(shù)據(jù)。用于儲存AGC數(shù)據(jù)的讀寫轉(zhuǎn)換區(qū)的作用是提供額外的空間給AGC數(shù)據(jù)，而并不增加伺服域長度。
請?jiān)俅螀⒖紙D3，這里AGC子域的長度為4位，其中1位對應(yīng)于時(shí)間段T1。索引/AGC子域302與柱面地址/AGC子域303在提供索引及柱面地址信息的同時(shí)還提供AGC數(shù)據(jù)空間。另一種實(shí)施方式是，不使用第一AGC子域301，而僅僅用索引/AGC子域302與柱面地址/AGC子域303存放AGC數(shù)據(jù)。圖5描述了第一AGC子域301的磁化模式401產(chǎn)生的波形501。
在該實(shí)施例中，索引/AGC子域302的長度為9位，其中包含3個數(shù)據(jù)位。索引/AGC子域302的作用之一在于識別磁道中的每一個扇區(qū)。
如果一個索引丟失，那么當(dāng)讀寫頭202通過每一個索引/AGC子域302時(shí)，這些索引/AGC子域302就會重建該索引。因此，一個索引最多對應(yīng)于3個扇區(qū)，而通常為2個扇區(qū)。如果一個磁道含有72個扇區(qū)，那么這意味著該磁盤平均每旋轉(zhuǎn)1/32就要建立一個索引，而在現(xiàn)有技術(shù)中，該磁盤平均需要旋轉(zhuǎn)1/2，直到帶有索引標(biāo)識的扇區(qū)出現(xiàn)在磁頭下方。因此索引/AGC子域302增強(qiáng)了索引的捕獲率，同時(shí)減少了用于重建索引的潛伏時(shí)間。
因?yàn)樗饕?AGC子域302為每一個扇區(qū)都提供唯一的標(biāo)識域，所以其能在尋道時(shí)對伺服模式進(jìn)行完整性檢驗(yàn)。波形502是索引/AGC子域302中磁化模式402產(chǎn)生的信號的一個例子。
柱面地址/AGC子域303包含一個格雷(Gray)編碼磁道地址。在本實(shí)施例中，柱面地址/AGC子域303的長度為30位。該格雷(Gray)編碼磁道地址的基本功能與現(xiàn)有技術(shù)相同。格雷(Gray)編碼是用于頻率調(diào)制的，這種調(diào)制是本發(fā)明的一大特點(diǎn)，因?yàn)樵摳窭?Gray)編碼同時(shí)用于確定磁道地址及AGC數(shù)據(jù)。波形503描述了柱面地址/AGC子域303中磁化模式403可能產(chǎn)生的信號。
扇區(qū)標(biāo)識子域304的長度為18位，其用于識別磁道中每一個扇區(qū)的圓周位置。扇區(qū)標(biāo)識子域304的前11位是完全DC消磁缺口。當(dāng)最長間隙被限制在誤碼位的任意一邊時(shí)，該完全DC消磁缺口的長度大于扇區(qū)標(biāo)識子域304的該最長間隙。
完全DC消磁缺口用于為電路中的同步起始及磁道地址捕獲提供標(biāo)識區(qū)。因此，如果完全DC消磁缺口的長度不夠，那么在最常間隙之后的下一個柱面地址/AGC子域303中隨時(shí)都會出現(xiàn)一個位誤碼。如圖5所描述的，由該間隙產(chǎn)生的信號是一個無效信號。
緊跟著完全DC消磁缺口的是第一同步位404A，其用于產(chǎn)生第一同步脈沖504A。第一同步位404A之后是長度為5位的第二DC擦除區(qū)。僅接著第二DC擦除區(qū)之后是第二同步位404B。第二DC擦除區(qū)的長度能夠使同步位404A及同步位404B被明顯的區(qū)別開，這樣就不會引起柱面地址/AGC子域303中時(shí)鐘脈沖或數(shù)據(jù)脈沖的丟失。
如下所述，一種檢測方法將用于在第一同步脈沖504A丟失時(shí)，從第二同步脈沖504B處重新獲得同步時(shí)間。這種從扇區(qū)標(biāo)識子域304的任一同步脈沖獲得同步時(shí)間的能力增強(qiáng)了磁盤驅(qū)動器的性能。
獲得同步時(shí)間以后，就只需要位置子域306來完成伺服操作。而對位置子域306的讀操作需要最佳的AGC精度。從索引/AGC子域302及柱面地址/AGC子域303獲得的AGC精度等級必須能夠精確的讀取位置子域306。然而，為了確保精度，這兒還使用了一個長度為12位的第二AGC子域305。波形505就是產(chǎn)生于第二AGC子域305的磁化模式405。
位置子域306的作用是讓讀寫頭能夠位于磁道的正中心。這樣，柱面地址/AGC子域303就能夠指示出讀寫頭的徑向移動過程，同時(shí)，位置子域306也就成了一個很好的徑向位置指示器。在本實(shí)施例中，位置子域306包括由同等數(shù)量正常幀及積分幀組成的幀隊(duì)，這些幀對是交叉存取的。磁盤驅(qū)動電路對位置子域306的最高振幅的采樣及保持方式和現(xiàn)有技術(shù)相同。同時(shí)，為了獲得徑向位置誤碼信號，需要將該最高振幅的電子信號進(jìn)行平均。
這里，一個正常幀是根據(jù)存儲于半磁道位置的幀而形成的。在正常幀對中，一個幀存儲于磁道中心線的上部區(qū)域，另一個存儲于磁道中心線的下部區(qū)域。這些幀可以是任意大小的單元，其用于定義39位長的位置子域306的各個部分。正常幀對中的兩個幀并不需要相互鄰近。例如，在這兩個正常幀中間可能有一個積分幀。為了確保讀回信號間的差別，相鄰磁道中的正常幀極性相反，該讀回信號是用于提供相關(guān)磁道中心線的位置信息的。
在該實(shí)施例中，積分幀是根據(jù)存儲于臨近磁道位置的幀而形成的，并且可有可無。在積分幀對中，一個積分幀的臨近磁道位置是磁化過的，而另一個積分幀的臨近磁道位置沒有被磁化。同時(shí)，在這兩個積分幀之間適宜插入一個正常幀。同樣的，相鄰磁道中的積分幀極性相反。
請參照圖4，為位置子域306的實(shí)施例的磁化模式，其包括相同數(shù)量的正常幀對及伺服幀對。其中，第一正常幀Na緊跟第一積分幀Qa。積分幀Qa緊跟第二正常幀Nb，而正常幀Nb緊跟第二積分幀Qb。這四個幀Na、Qa、Nb、Qb形成了一個單元，將該單元再重復(fù)兩次后就可以得到包含三個單元供12幀的位置子域306。這12幀包括3對正常幀N1，N2，N3，及3對積分幀Q1，Q2，Q3。其中每一幀都包括一個脈沖對或沒有脈沖。
磁盤驅(qū)動電路將正常幀Na及Nb的負(fù)脈沖反轉(zhuǎn)相加。同時(shí)，磁盤驅(qū)動電路對相加后的正常脈沖的正最高峰的頂點(diǎn)進(jìn)行采樣，并且采樣積分幀的正最高峰的頂點(diǎn)。如現(xiàn)有技術(shù)，該三個最高峰的平均值用于在事件中產(chǎn)生差錯信號。
本發(fā)明的一個很重要的方面在于，位置子域306的位置數(shù)據(jù)包括共用于所有用于獲得AGC精度等級的子域的頻率。脈沖對在T1時(shí)間段被寫入，同時(shí)，相鄰脈沖對之間有一個T2時(shí)間段的間隔。位置子域306中的頻率內(nèi)容與AGC子域的近似匹配，其還使各獨(dú)立部分有更大的差別，同時(shí)，該頻率內(nèi)容使積分及正常位置脈沖信息能得到更好的檢測。如果位置脈沖間至少間隔一個T2時(shí)間段，那么信號間的沖突將會降到最低。
請參照圖6，信號609產(chǎn)生于當(dāng)前扇區(qū)的同步脈沖，其用于捕獲每一個積分及正常位置脈沖。信號609的低部的窗口寬度為T2時(shí)間段，且窗口之間寬度為T1時(shí)間段。位置子域306提供精確的磁道跟蹤信息。
這里關(guān)于位置子域306的描述只是適用于本發(fā)明伺服域的實(shí)施例之一，但位置子域306并不限于該實(shí)施例。
請參照表1，為本發(fā)明的伺服域300的長度概要數(shù)據(jù)。同時(shí)還列出伺服域100的長度概要數(shù)據(jù)作為對照。以上定義用作對照的單元的大小為1位，例如，從某極性最高峰到另一極性最高峰的周期。
TABLE現(xiàn)有技術(shù)伺服域100伺服域300子域長度 子域長度讀寫約27 讀寫37AGC 約36扇區(qū)標(biāo)志約21 AGCI4索引1 約2 索引/AGC9故障約2 柱面地址/AGC30柱面地址約25 扇區(qū)標(biāo)志18索引2 約2 AGCII 12位置約28 位置39合計(jì)約143合計(jì)149
％AGC(36/143)25％AGC(w讀/寫) 62(w/o讀/寫)37與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中AGC數(shù)據(jù)的長度在整個伺服域長度中所占的比例有所增加，而整個伺服域的長度仍然與現(xiàn)有技術(shù)的一樣。如上所述，AGC數(shù)量的增加是通過讓幾個子域同時(shí)執(zhí)行兩種伺服功能來實(shí)現(xiàn)的。
在本實(shí)施例中，同時(shí)用于AGC及另一功能的伺服子域中的信息頻率是由一個公用頻率的帶寬決定的，同時(shí)該公用頻率也可以是盡量接近磁盤每個數(shù)據(jù)區(qū)頻率的頻率。例如，最低數(shù)據(jù)頻率的周期范圍可以是144納秒到576納秒，而最高數(shù)據(jù)頻率的周期范圍可以是92納秒到384納秒。上述兩個范圍的公共范圍為144納秒到384納秒。在該公共范圍中，T1時(shí)間段被選擇為208納秒，而T2時(shí)間段則選擇為416納秒。這種周期范圍的選擇有利于增強(qiáng)AGC控制。同時(shí)，T1時(shí)間段可以被兩個數(shù)據(jù)周期所共用。
如上所述，索引/AGC子域302及柱面地址/AGC子域303可以被位置子域306用于AGC數(shù)據(jù)。將柱面地址/AGC子域303同時(shí)用作AGC子域及柱面地址子域時(shí)，需要在數(shù)據(jù)區(qū)310到柱面地址/AGC子域303的轉(zhuǎn)換中保持較小的變化，這樣在讀取柱面地址時(shí)所需要的AGC調(diào)整就較小。柱面地址/AGC子域303中用于格雷編碼的頻率應(yīng)該選擇的和數(shù)據(jù)區(qū)310的頻率相近似，例如，柱面地址/AGC子域307中使用T1及T2時(shí)間段。同樣的，索引/AGC子域302也用這些時(shí)間段進(jìn)行寫操作，這樣即使索引/AGC子域302直接出現(xiàn)于伺服域300的開始處，其3個數(shù)據(jù)位也能進(jìn)行讀寫操作。
如上所述，時(shí)鐘脈沖與數(shù)據(jù)脈沖有著不同的極性，如前者為正，而后者為負(fù)。為了存取索引及柱面地址，來自讀寫頭202的信號將首先進(jìn)行解調(diào)。
因?yàn)閿?shù)據(jù)是調(diào)頻模式的，所以可以使用任何的公共頻率解調(diào)電路。磁盤201上的數(shù)據(jù)及由該數(shù)據(jù)或讀寫頭202提供的頻率都是串行數(shù)據(jù)。但是提供給磁盤驅(qū)動器微處理器210的數(shù)據(jù)最好為并行數(shù)據(jù)。所以，由讀寫頭201為伺服域300所讀取的串行數(shù)據(jù)需要在一個轉(zhuǎn)換寄存器中進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換。該轉(zhuǎn)換寄存器比柱面地址/AGC子域303及索引/AGC子域302的數(shù)據(jù)位要多兩個位。
請參照圖7，轉(zhuǎn)換寄存器將優(yōu)先被索引/AGC子域302的開始部分激活。但轉(zhuǎn)換寄存器的精確激活時(shí)間并不重要，只要其在任何串并轉(zhuǎn)換產(chǎn)生前被激活即可，這樣索引及柱面地址的數(shù)據(jù)位就不會丟失。在本實(shí)施例中，讀寫轉(zhuǎn)換區(qū)312開始處之后的信號，由讀寫頭201以6,667納秒的周期提供給轉(zhuǎn)換寄存器。
來自讀寫頭201的串行信號將首先由頻率解調(diào)電路解調(diào)。然后才從頻率解調(diào)電路送到轉(zhuǎn)換寄存器。
因?yàn)樗饕?AGC子域302及柱面地址/AGC子域303都使用頻率調(diào)制方式，該方式由一個負(fù)脈沖開始并緊跟一個正數(shù)據(jù)脈沖，即一個脈沖對，而負(fù)脈沖用作時(shí)鐘脈沖，所以在這些子域中的伺服域300是自同步的。這樣，該負(fù)脈沖就被用于初始化時(shí)鐘信號，并通過轉(zhuǎn)換寄存器讓索引及柱面數(shù)據(jù)同步。該時(shí)鐘信號在伺服域300產(chǎn)生的每一個時(shí)鐘脈沖之后再同步。該時(shí)鐘信號的周期為T1加上T2。
每個數(shù)據(jù)位在按照時(shí)鐘送入轉(zhuǎn)換寄存器后都會被連續(xù)的轉(zhuǎn)換。當(dāng)一個數(shù)據(jù)位進(jìn)入轉(zhuǎn)換寄存器的末端后，改數(shù)據(jù)位將被轉(zhuǎn)換在轉(zhuǎn)換寄存器之外。因此，當(dāng)直流擦除間隙足夠時(shí)，該轉(zhuǎn)換寄存器就獲得了磁道地址及索引信息。
因?yàn)樗饕?AGC子域302及柱面地址/AGC子域303都是自同步的，所以當(dāng)讀取這些子域時(shí)，如果時(shí)鐘位丟失將會引起數(shù)據(jù)位的丟失。在該實(shí)施例中，如果數(shù)據(jù)位產(chǎn)生丟失，那么后來的時(shí)鐘位也會丟失。但轉(zhuǎn)換寄存器的時(shí)鐘信號可以在沒有收到伺服域300的時(shí)鐘脈沖的情況下，保持一個周期的正常運(yùn)行。這樣，伺服域中的在前時(shí)鐘脈沖其實(shí)被用作后一個的參考。然而，如果伺服域300的第二個連續(xù)脈沖也丟失了，那么轉(zhuǎn)換寄存器的時(shí)鐘信號將會被關(guān)閉。
空閑的時(shí)鐘信號將會提供固定的同步信號，因?yàn)樵趤G失的數(shù)據(jù)位中有50％可能為0。這樣，通過轉(zhuǎn)換寄存器將丟失的數(shù)據(jù)位同步為0平均就有50％的幾率修復(fù)誤碼。
當(dāng)直流擦除間隙足夠時(shí)，轉(zhuǎn)換寄存器時(shí)鐘信號將延長兩個周期，然后停止。因?yàn)檗D(zhuǎn)換寄存器包含兩個多出的位，所以由多出的時(shí)鐘周期將最后兩位忽略。轉(zhuǎn)換寄存器中的其他位包含索引及磁道地址。當(dāng)直流擦除間隙足夠時(shí)，這些數(shù)據(jù)位將被保持在轉(zhuǎn)換寄存器中，同時(shí)時(shí)鐘信號也被關(guān)閉。索引及格雷(Grey)編碼讀電路也被關(guān)閉，同時(shí)從伺服域300讀取的13位索引及磁道地址信息將被儲存。
3個索引位表示了一個0-7的數(shù)字。在這些扇區(qū)中的索引數(shù)字序列用以作為一個讀寫頭圓周位置的線路指示器。在本實(shí)施例中，磁盤每一磁道中的該索引數(shù)字序列都是相同的，并且被儲存在一個固件中以便被磁盤驅(qū)動微處理器使用。表2為一具體實(shí)施方式
。
表2扇區(qū)索引 扇區(qū)索引 扇區(qū)索引 扇區(qū)索引0 0 18 2 36 2 54 41 1 19 1 37 2 55 42 0 20 3 38 5 56 53 2 21 1 39 2 57 44 2 22 4 40 2 8 45 0 23 4 41 6 59 66 3 24 1 42 2 60 47 0 25 5 43 2 61 48 4 26 1 44 7 62 79 4 27 6 45 3 63 510 0 28 1 46 4 64 611 5 29 7 47 4 65 612 0 30 2 48 3 66 513 6 31 2 49 5 67 714 0 32 3 50 3 68 715 7 33 2 51 6 69 616 1 34 2 52 3 70 617 2 35 4 53 7 71 7當(dāng)一個索引被儲存在轉(zhuǎn)換寄存器中后，微處理器會保存該索引。當(dāng)微處理器保存鄰近扇區(qū)的索引后，微處理器會將該兩索引與表2中的數(shù)據(jù)相比較以確定該扇區(qū)號。如果這兩個索引相同，那就需要第三個索引來確定讀寫頭的大概圓周位置。這樣確定扇區(qū)位置平均需要讀取2.24次扇區(qū)。因此，建立索引并不需要讓讀寫頭讀寫預(yù)定的扇區(qū)，如現(xiàn)有技術(shù)，而索引通常建立在3次扇區(qū)讀寫中。
此外，索引數(shù)據(jù)在尋找過程中還會對伺服模式進(jìn)行完整性檢測。這里，完整性檢測的意思是確定伺服模式得到正確的讀取。如果因?yàn)槟承┰蛩欧r(shí)間或一個數(shù)據(jù)位丟失，那么伺服模式的讀取就會出錯。
例如，一尋找期間讀/寫頭201可以跳過伺服區(qū)間的多個磁道。因此，微處理器只知道該柱面地址應(yīng)該在一些磁道范圍內(nèi)，但這對于精確的伺服模式完整性檢測是無效的。作為對比，該發(fā)明的索引提供了讀至多三個伺服扇區(qū)后的一完整性檢測。
特別的，該微處理器讀出兩伺服扇區(qū)的索引，如果該兩扇區(qū)索引值不同，則使用表2來計(jì)劃下一個伺服扇區(qū)的索引。如果該兩扇區(qū)索引值相同，則讀出一第三索引值，然后使用表2來計(jì)劃后續(xù)伺服扇區(qū)的索引。該微處理器把該計(jì)劃索引同后續(xù)讀出的索引相比較。如果后續(xù)讀出的索引同該計(jì)劃索引相同，則該伺服域模式第一完整性檢測已執(zhí)行。在尋找過程中使用該方法，通過提供潛在不良伺服模式的警告提升了該磁盤驅(qū)動器的尋找性能。因此，該索引/AGC子域302中的索引服務(wù)于雙模式，也就是大致的圓周定位和伺服域完整性檢測。該兩個模式和該AGC模式的使用提供了相當(dāng)多的數(shù)據(jù)，且未增加該伺服系統(tǒng)操作。
現(xiàn)有技術(shù)中，一些位有時(shí)被用作完整性檢測，但是這些位即沒有提供有關(guān)單個扇區(qū)的信息，也沒有提供AGC等級。這些位經(jīng)常成為一個好的伺服域的唯一限制條件。因此，現(xiàn)有技術(shù)中這些位的一單獨(dú)位錯誤就會增加伺服域的同步丟失或錯誤率。
根據(jù)本發(fā)明原理，該索引/AGC子域302的完整性檢測僅是多個完整性檢測之一。因此，如果該索引完整性檢測是不良的，則附加的伺服域完整性檢測就會決定是否使用該伺服信息或只使用其中一部分。
另一要點(diǎn)是，任何一完整性檢測的丟失都不會引起同步的丟失，不管它是扇區(qū)地址(索引)，或是柱面地址，同步遺漏或扇區(qū)窗口未對準(zhǔn)。一單獨(dú)不良完整性檢測只產(chǎn)生該非原始伺服模式及相應(yīng)處理的警告。
例如，寫操作是該錯誤伺服扇區(qū)例子中最危險(xiǎn)的操作方式。因此，在執(zhí)行寫的過程中，若任何一伺服域完整性檢測失敗，該寫操作應(yīng)該立即停止并報(bào)告一錯誤，這樣就可以嘗試重新讀和寫該伺服域。相反，在空閑模式下，若任何一伺服域完整性檢測失敗，則沒有附加的特殊動作，除了可能檢測該錯誤是否重復(fù)。
由于該索引/AGC和柱面地址AGC子域302，303是自定時(shí)的，因此不需要同步脈沖來定時(shí)，這些子域可以定位在扇區(qū)標(biāo)志子域304前。如上所述，自域302，303模塊可以作為索引和柱面地址子域也可以作為AGC子域。然而，通過提供第一AGC子域301提供了額外的AGC空間。
帶有索引標(biāo)志子域302和柱面地址子域303的第一AGC子域301，對于扇區(qū)標(biāo)志子域304和位置子域306的精確讀取是靠有效的AGC數(shù)據(jù)。如上一實(shí)例中提到第二AGC子域305，用來提供額外AGC空間給位置子域306。
該索引位置在下列情況下使用(i)磁盤驅(qū)動器初始階段；(ii)尋找期間伺服域的完整性檢測；(iii)當(dāng)索引丟失時(shí)。在這些情況中，該磁盤驅(qū)動器不處于寫模式，所以在數(shù)據(jù)區(qū)310末端的讀寫轉(zhuǎn)換區(qū)312不需要執(zhí)行讀寫恢復(fù)，因此可被AGC數(shù)據(jù)用來讀取該索引位。在寫模式下，對扇區(qū)進(jìn)行計(jì)數(shù)用來保持扇區(qū)數(shù)的磁道，讀取柱面地址用來確保數(shù)據(jù)在合適的位置寫入。
從而，在讀寫轉(zhuǎn)換區(qū)312中為索引子域302提供了額外的AGC數(shù)據(jù)。為了避免這些位在讀寫轉(zhuǎn)換區(qū)312中滯留，一伺服域?qū)懕Ｗo(hù)信號601在讀寫轉(zhuǎn)換區(qū)312開始后大約一微秒起作用，且直到下個數(shù)據(jù)區(qū)開始前一直保持為高。
請參閱圖6，對伺服域?qū)懕Ｗo(hù)信號601進(jìn)行了計(jì)時(shí)，寫模式AGC保持信號602，除了寫模式信號603的AGC保持，同步1扇區(qū)參照窗口606和同步2扇區(qū)參照窗口608，特別使用了在前的伺服扇區(qū)域300中扇區(qū)標(biāo)志子域304產(chǎn)生的同步脈沖進(jìn)行計(jì)時(shí)。當(dāng)同步在當(dāng)前扇區(qū)被建立后，AGC保持信號從當(dāng)前扇區(qū)開始計(jì)時(shí)。當(dāng)然，這只應(yīng)用于當(dāng)同步未被建立時(shí)不被使用的AGC子域305。特殊的，窗口602A和603A在當(dāng)前扇區(qū)被同步計(jì)時(shí)，這樣可以捕捉到AGC子域305中的AGC數(shù)據(jù)。
每個伺服子域的計(jì)時(shí)長度及該數(shù)據(jù)區(qū)和該讀寫轉(zhuǎn)換區(qū)是已知的。因此，簡單計(jì)算自先前扇區(qū)同步脈沖經(jīng)過的時(shí)間，就可以決定先前扇區(qū)同步脈沖后直到一特殊信號轉(zhuǎn)換階段的延遲時(shí)間。
由于伺服域?qū)懕Ｗo(hù)信號601保護(hù)讀寫轉(zhuǎn)換區(qū)312的完整性，所以無論何時(shí)當(dāng)磁盤驅(qū)動器不在寫模式下時(shí)該伺服域都是有用的。當(dāng)AGC數(shù)據(jù)在讀寫轉(zhuǎn)換區(qū)312中使用時(shí)，至少有三種情況。包括(i)當(dāng)讀取索引位來建立該索引；(ii)在脈沖能耗模式下；(iii)尋找中，讀/寫頭下無數(shù)據(jù)時(shí)。
該發(fā)明伺服域300另一重要的方面是最大AGC等級和保證伺服的精確讀入需要從最小AGC等級整理而來的數(shù)據(jù)。因此，伺服模式由索引位后不包含數(shù)據(jù)的位開始，通過利用AGC的讀寫轉(zhuǎn)換區(qū)讀入，格雷碼在地址子域303、扇區(qū)標(biāo)識子域304內(nèi)，位置子域306。這樣的子域順序保證每一個子域按必要的AGC等級被讀取，以保證可靠運(yùn)行。
寫模式AGC保持信號602和寫模式信號603(圖6)分別表示寫模式和所有其它模式的AGC保持信號。當(dāng)AGC保持信號起作用，比如AGC保持信號為高，當(dāng)前AGC等級被保持。當(dāng)AGC保持信號不起作用，比如AGC保持信號為低，數(shù)據(jù)被讀入，用來調(diào)節(jié)AGC等級。寫模式AGC保持信號602和寫模式信號603顯示子域302、303和305用作AGC數(shù)據(jù)，和讀寫轉(zhuǎn)換區(qū)312不在寫模式相同。在第一同步脈沖在在前伺服領(lǐng)域之后，圖6中時(shí)鐘零約188微秒。
在除寫后和來自子域301到303的情況外，從讀寫轉(zhuǎn)換區(qū)312獲得一個理想的AGC等級之后，磁盤驅(qū)動器讀信道預(yù)備偵測扇區(qū)標(biāo)志子域304產(chǎn)生的第一同步脈沖504A和第二同步脈沖504B。
如果第一同步脈沖504A和第二同步脈沖504B其中之一沒有被捕獲，扇區(qū)標(biāo)志子域304之后的伺服信息也會丟失或被破壞。因此偵測同步脈沖的錯誤免疫性和一個偵測錯誤同步脈沖的方法就很重要。此發(fā)明中的伺服域300對于錯誤同步脈沖的產(chǎn)生有免疫性，也能獲得一種偵測錯誤同步脈沖的方法。
與錯誤免疫性相關(guān)的是，有兩個型號的伺服域讀錯誤缺少位和冗余位。信號位錯誤免疫性是本發(fā)明的一個重要方面。如果在扇區(qū)標(biāo)志子域304的同步樣式易受信號位錯誤的影響，在所使用技術(shù)固有的錯誤率下同步樣式可能丟失。在磁盤驅(qū)動器中，此錯誤率為1/1010。
設(shè)計(jì)一個同步樣式是可能的，即一個扇區(qū)標(biāo)志子域只易受兩個或更多位錯誤的影響，然后錯誤免疫性顯著增加。在磁盤驅(qū)動器中，兩個獨(dú)立位錯誤的錯誤率是單個位錯誤率的平方。用單獨(dú)位錯誤率的1/1010，一個同步樣式需要兩個獨(dú)立的位錯誤，導(dǎo)致1/1010錯誤率(因?yàn)殄e誤失獨(dú)立事件，它們的可能性增加)。因此，如果同步樣式對兩個獨(dú)立位錯誤是免疫的，錯誤出現(xiàn)100億次的較少頻率。
為了與磁盤同步，必須確認(rèn)一個在實(shí)際同步位位置前的區(qū)域，以便在同步脈沖上觸發(fā)的硬件能裝配。被確認(rèn)的區(qū)域是在扇區(qū)標(biāo)志子域304中的DC消磁缺口。特定的，伺服域300中兩個脈沖間的距離受到監(jiān)控且當(dāng)在預(yù)定時(shí)間段沒有檢測到脈沖時(shí)，在此實(shí)例中典型的值是兩微秒，硬件也能檢測同步脈沖。
因此，DC消磁缺口既不會在柱面地址子域303被缺少位的出現(xiàn)錯誤的識別，也不會因?yàn)樵谏葏^(qū)標(biāo)志子域304中DC消磁缺口中的冗余脈沖而錯過。為了在不丟失同步時(shí)鐘的情況下允許更大的轉(zhuǎn)速變化，即不捕獲同步位，檢測DC消磁缺口的硬件在柱面地址/AGC子域303被及早給予電壓。
特別的，DC消磁缺口搜尋窗信號604在讀-寫恢復(fù)區(qū)312開啟后大約13微秒開始起作用，DC消磁缺口搜尋窗信號604保持活動直到大約19微秒解決轉(zhuǎn)速變化。DC消磁缺口的長度必須比任何自然出現(xiàn)的DC消磁缺口更長。
因?yàn)镈C消磁缺口檢測在柱面地址/AGC子域303開始，DC消磁缺口的合格長度比任何平常出現(xiàn)的在格雷碼磁道地址內(nèi)的DC消磁缺口要長。另外，為了缺少位的免疫性，DC消磁缺口必須比最長的平常出現(xiàn)的的在格雷碼內(nèi)由于缺少位的出現(xiàn)而產(chǎn)生的DC消磁缺口要長。DC消磁缺口的長度范圍從3*TDC到36*TDC，最佳為10*TDC，其中TDC為166.667納秒，是用于增加DC消磁缺口計(jì)數(shù)的時(shí)鐘周期的長度。TDC是T1的五分之四。
在格雷碼地址讀入以后，DC消磁缺口可能不會被有效隱藏DC消磁缺口的冗余脈沖破壞，DC消磁缺口從格雷碼地址最后的負(fù)脈沖開始，在沒有負(fù)脈沖后結(jié)束。讀通道只允許正脈沖跟隨負(fù)脈沖，因此如果錯誤出現(xiàn)，在柱面地址域的最后一個負(fù)脈沖之后，讀通道只允許一個正的錯誤脈沖通過。因?yàn)楫?dāng)測量DC消磁缺口時(shí)正脈沖不被檢測，所以正的錯誤脈沖不起作用。因此，DC消磁缺口對單個信號位錯誤有免疫性。在檢測完DC效磁缺口后，就必須正確的檢測同步脈沖504A和504B中的一個。
本發(fā)明揭露了用來限定同步脈沖的一補(bǔ)償磁模式中單獨(dú)位錯誤、旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)速率變化和正常采樣變化的新穎方法。簡要的說，第一同步脈沖504A必須位于第一窗口605A內(nèi)指示DC消磁缺口的開始處，稱為同步1DC指示窗口，和第一窗口606A指示同步脈沖處，稱為同步1扇區(qū)指示窗口。
如果第一同步脈沖504A與窗口605A和606A都一致，則第一同步脈沖504A是合格且可以使用的。如果第一同步脈沖504A與窗口605A一致，而與窗口606A不一致，則第一同步脈沖504A仍然是合格且可以使用的。然而，會出現(xiàn)一個錯誤信號暗示在旋轉(zhuǎn)速率中出錯或者一可能錯誤同步脈沖。如果第一同步脈沖504A與窗口605A和606A都不一致，則第一同步脈沖504A將被忽略，而將使用第二同步脈沖504B建立同步。
第一或第二同步脈沖504A和504B都可以達(dá)到同步。如果第一同步脈沖504A是合格的，則忽略第二同步脈沖504B。后續(xù)會有對該新穎同步方法更完全的解釋。
請參照圖7A到7B，類似的特征用相同的符號表示。行752A到752H是本發(fā)明典型伺服域300的一連續(xù)發(fā)射狀磁模式。伺服域模式752A到752H被分為許多部分只是為了陳述的方便。751A到751H代表十億分之333.3333秒(十億分之8*41.66667秒)的時(shí)間。因此，行751B中期間24的結(jié)尾相當(dāng)于十億分之8000秒。行755E到758E和755F到758F代表用來增加DC缺口計(jì)算的時(shí)鐘間隔TDC。本實(shí)例中，每時(shí)鐘間隔TDC是行751中時(shí)間的一半。圖7A到7H中的600個指示數(shù)字代表圖6中相應(yīng)階段和特征的時(shí)間。
選擇同步1指示窗口605A的前緣605A-L來假定格雷編碼柱面地址被完全的讀取。如圖7E所示，DA缺口計(jì)算通過在行751E的最后時(shí)間期間49處帶一波峰的負(fù)脈沖來重新建立。該DA缺口計(jì)算通過相應(yīng)于行755E期間的每個時(shí)鐘嘀噠而增加。當(dāng)該缺口計(jì)數(shù)達(dá)到數(shù)“11”，則該DC消磁缺口是合格的且用來產(chǎn)生同步1DC指示窗口锝605A的硬件也是有效的。在下個時(shí)鐘階段前緣605A-L則被引發(fā)。因此，同步1指示窗口605A在DC消磁缺口合格后立即開始。
同步指示窗口605A的寬度是經(jīng)過挑選的，用來確保如果同步脈沖504A在窗口605A內(nèi)下降時(shí)位置子域306中位置數(shù)據(jù)的正確讀取，也就是說，同步脈沖504A在窗口605A打開時(shí)產(chǎn)生。本實(shí)例中，如果同步脈沖504A在一窗口中下降約3*T1的寬度，仍能正確的檢測到子域306中的位置脈沖。由于期間T1為十億分之208秒，同步1DC指示窗口605A的寬度適當(dāng)?shù)男∮谑畠|分之624秒。因此，同步1DC指示窗口605A被選為十億分之500秒，也就是用行755E所示的三個DC缺口計(jì)算時(shí)鐘期間TDC寬度。
此外為確保位置數(shù)據(jù)的正確探測，該寬度窗口同樣補(bǔ)償在采樣DC消磁缺口開始的正常變化。這一動作可引起一個時(shí)鐘脈沖的延遲。本例中，同步1DC指示窗口605A將稍后開始一DC缺口時(shí)鐘循環(huán)，但窗口605A仍為三個時(shí)鐘區(qū)間TDC寬度。因此，如圖7F所示，第一同步標(biāo)志404A在封在盒子605A中的窗口內(nèi)下降，也就是，同步脈沖504A當(dāng)窗口605A打開時(shí)產(chǎn)生。
因此，限定第一同步脈沖504A的第一要求為，脈沖產(chǎn)生在該伺服域中一斷定指示點(diǎn)后的一第一預(yù)定時(shí)間內(nèi)。
第二個限定條件是從當(dāng)前的同步脈沖中分離。兩同步脈沖尖的距離為一精確的圓周距離，所以同步脈沖間的時(shí)間區(qū)間是已知的。為允許旋轉(zhuǎn)速率變化，選擇一寬度為W2的窗口，W2＝(120/S)*(1/(No.of sectors/track))*(V/100)其中S是旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)速率V是旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)速率容許變化本實(shí)例中，速率S是3571rmp。每磁道扇區(qū)數(shù)為72，速率變化V是±0.2％。窗口寬度W2以0.93微秒計(jì)算。因此窗口606A和608A選為1微秒，基本等于寬度W2。如果該旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)速率是一常量的話，窗口寬度W2則置于同步脈沖位置的中心。
請參照圖7F，該負(fù)同步脈沖在同步標(biāo)志404A處開始。因此，第一同步1扇區(qū)指示窗口居中與該點(diǎn)，開始于22.75時(shí)間區(qū)間結(jié)束語58.75時(shí)間區(qū)間，其中時(shí)間區(qū)間是十億分之333.33秒。
第一同步1脈沖504A直到在同步1DC缺口參考窗口605A中下降才被接受。如果它不在同步1扇區(qū)指示窗口606A中下降則會產(chǎn)生一錯誤。因此，本例中同步不是通過同步1脈沖504A建立起來的。
盡管同步不是通過同步1脈沖504A建立起來的，同步仍然可以通過同步2脈沖504B建立。為從同步2脈沖504B中獲得同步，脈沖504B必須與同步2缺口指示窗口607A一致。同步2扇區(qū)指示窗口608A的位置和寬度的選擇與上述同步1扇區(qū)指示窗口的方式相同，除了窗口是置中于第二同步標(biāo)志404B中。
該同步2的DC缺口參考窗口607A的前緣和寬度的選取是考慮到第一同步脈沖504A遺漏的原因的。如果格雷編碼柱面地址的最后一位丟失或漏掉，該DC缺口計(jì)算就會從行757E或行758E中的采樣錯誤開始。因此，同步1的DC缺口參考窗口605A產(chǎn)生的較早。為捕捉到同步2脈沖504B，同步2的DC缺口參考窗口607A的容差是不嚴(yán)格的。
本實(shí)例中，窗口607A是開始的，所以當(dāng)最后格雷編碼為丟失時(shí)，窗口607A與同步1的DC缺口參考窗口605A重疊。因此，如圖7F所示，該窗口前緣在18.5*TDC。一實(shí)例中，使用該DC缺口計(jì)算來產(chǎn)生一在18.5*TDC的信號接著產(chǎn)生窗口607A。
窗口607A寬度是經(jīng)過挑選的，所以當(dāng)最后格雷編碼柱面地址丟失時(shí)，同步2的DC缺口參考窗口607A至少在同步2脈沖504B后延伸一時(shí)鐘區(qū)間TDC。
行755F顯示了當(dāng)DC消磁缺口被正常檢測到時(shí)，同步2的DC缺口參考窗口607A的位置。行756F顯示了當(dāng)DC消磁缺口在跟隨一采樣錯誤后檢測開始時(shí)，同步2的DC缺口參考窗口607A的位置，圖758F顯示了，當(dāng)DC消磁缺口在跟隨一采樣錯誤后檢測開始時(shí)，及當(dāng)最后為格雷編碼柱面地址丟失或漏掉時(shí)，同步2的DC缺口參考窗口607A的位置。這些例子中，同步2脈沖504B在同步2的DC缺口參考窗口607A中下降。
當(dāng)同步2脈沖504B在同步2扇區(qū)指示窗口608A和同步2DC缺口參考窗口607中下降時(shí)，則建立了同步。然而，由于當(dāng)同步不在同步1脈沖504A建立時(shí)，會產(chǎn)生一錯誤，在一實(shí)例中操作的寫模式被禁止了。如果下個扇區(qū)同步在同步1脈沖504A獲得，則操作正常進(jìn)行。然而，同步2脈沖504B上預(yù)定數(shù)的連續(xù)同步后，典型的為3或4個，則會存在一問題且該磁盤驅(qū)動器必須重新建立同步。
現(xiàn)有技術(shù)中，如果同步在同步1脈沖丟失則重新建立同步時(shí)必須的。本發(fā)明新穎方法則保證了當(dāng)同步在同步1脈沖丟失時(shí)仍保持同步。因而，本方法提升了磁盤驅(qū)動器的操作性能。
請參閱圖8A，缺少了同步1脈沖504A。然而，同步2脈沖504B與同步2DC缺口參考窗口607A和同步2扇區(qū)指示窗口608A一致。因此，同步是通過同步2脈沖504B獲得的。當(dāng)同步從同步2脈沖504B獲得，程序就轉(zhuǎn)向硬件，來補(bǔ)償同步1脈沖504A和同步2脈沖504B之間的差異。
請參閱圖8B，格雷編碼柱面地址中的最后一位丟失，所以該DC消磁缺口被過早的限定了。因此，同步1缺口指示窗口605A產(chǎn)生的早，但同步1脈沖504A與兩窗口605A和606A之間不能獲得一致。然而，同步可以通過捕捉同步2脈沖504B獲得。
圖8C顯示了一未作用于窗口的外來的正脈沖。因此，同步從同步1脈沖504A獲得。
另一個同步定時(shí)條件是的準(zhǔn)確度測量，通過它可以逐扇區(qū)的讀取索引和柱面地址。如果該索引和各類編碼數(shù)據(jù)位是錯誤的，則該同步是不可信的需要采取適當(dāng)?shù)拇胧?br> 同步中兩窗口的使用，提供了一建議設(shè)備來為一磁盤驅(qū)動器提供進(jìn)一步能耗及保持同步。特殊的，用來同步DC缺口參考窗口的計(jì)算或用來同步扇區(qū)指示窗口的計(jì)算可以被編程來計(jì)算兩扇區(qū)而不是一個，這樣同步就可以只為零一扇區(qū)建立。這將允許讀信道在伺服域上保持停止因此降低能耗。跳過2，3，4的擴(kuò)展或一個絕對數(shù)的扇區(qū)遵循相同的原理，只需要對使用的計(jì)數(shù)器進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。因此，只讀取一磁道中該伺服域的一子集從而當(dāng)磁盤驅(qū)動器空閑時(shí)降低了能耗。
建立在本發(fā)明植入式伺服域基礎(chǔ)上的用來驅(qū)動制動器204的電子電路與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中使用的電路類似。該電子電路包括一讀/寫前置放大器205，用來從讀/寫頭202中接收信號。前置放大器205的輸出信號用來驅(qū)動讀/寫結(jié)合電路206，圖9A和圖9B中有詳細(xì)的顯示。
讀/寫結(jié)合電路206，響應(yīng)于讀/寫前置放大器205的邏輯數(shù)據(jù)，從可編程濾波器206-2到內(nèi)部脈沖探測器206-4(圖9A)提供自動增益調(diào)制信號。進(jìn)入脈沖探測器206-4的信號為門列211(圖10A到10D)產(chǎn)生一傳遞脈沖和極性信號，一次產(chǎn)生一用來決定格雷地址分離器211-14(圖10B)窗口的信號。
讀/寫結(jié)合電路206還包括一延遲電路206-9(圖9B)和一脈沖門電路206-8，分別響應(yīng)于脈沖探測器206-4(圖9A)中信號產(chǎn)生一信號。響應(yīng)于一讀門信號，零脈沖開始206-7(圖9B)提供一信號給脈沖探測電路206-10和脈沖門電路206-8。電路206-7和206-8的輸出信號也可驅(qū)動相位探測電路206-10。響應(yīng)于相位探測電路206-10，一VCO電路206-11產(chǎn)生一編碼讀時(shí)鐘信號。響應(yīng)于延遲電路206-9中的信號，鎖位電路206-12提供一編碼讀數(shù)據(jù)信號。
圖10A到10D為格雷列111。
在制動器A/D和D/A電路212(圖11)中，讀/寫結(jié)合電路206的濾波信號首先穿過一單元增益微分放大器212-1，然后通過整流器212-2進(jìn)行整流。整流器的輸出信號磁道保持電路212-3對整流器的輸出信號進(jìn)行采樣，該磁道保持電路212-3在預(yù)定時(shí)間包含4個采樣和保持電路，通過門列211(圖10A到10D)的門控制線212-7進(jìn)行控制。磁道保持電路212-3中的四個信號繼續(xù)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器212-4轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，存儲在數(shù)據(jù)寄存器212-5中，被未控制器210讀取。該四個信號代表位置子域Na，Nb，Qa和Qb的波峰電壓標(biāo)準(zhǔn)的波形。微控制器110處理該四個信號同時(shí)計(jì)算出一位置錯誤。然后微控制器110產(chǎn)生一糾正信號，該糾正信號從數(shù)據(jù)線送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器212-6上，一次轉(zhuǎn)換未一模擬信號。數(shù)模轉(zhuǎn)換器212-6的輸出信號提供給制動器驅(qū)動電路113。
制動器A/D和D/A電路212也產(chǎn)生一轉(zhuǎn)速及校準(zhǔn)信號和一指示信號，提供制動器驅(qū)動電路213。響應(yīng)于制動器電路212中的信號，制動器驅(qū)動電路213(圖12A和12B)在磁盤上移動讀/寫頭到預(yù)定的位置。
圖13是適用本發(fā)明預(yù)先植入式伺服系統(tǒng)的一磁盤的交叉組合視圖。該磁盤數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)徑IR大約13.4毫米，數(shù)據(jù)區(qū)外徑OR大約22.1毫米。因此，該磁盤的數(shù)據(jù)區(qū)包括內(nèi)部的指引區(qū)和外部的半徑約為8.7毫米。該磁盤密度大約40,000bpi，每英寸1550磁道。該磁盤安裝在半徑約6毫米的中樞上。內(nèi)部碰撞停止ICS半徑大約12.7毫米。裝載/卸載斜面203(圖2)通常達(dá)到半徑約22.7毫米。
權(quán)利要求
1.一種使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法，所述方法使一讀/寫頭與含植入式伺服域的一旋轉(zhuǎn)磁盤同步，其中每個植入式伺服域包括一DC消磁缺口，一第一同步脈沖跟隨所述DC消磁缺口，一第二同步脈沖跟隨所述第一同步脈沖，上述方法包括下列步驟在第一扇區(qū)前的一扇區(qū)內(nèi)探測一同步脈沖；限定上述第一扇區(qū)的一DC消磁缺口；一預(yù)定時(shí)間打開一第一扇區(qū)指示窗口，跟隨上述第一扇區(qū)前扇區(qū)的同步脈沖；在限定DC消磁缺口后打開第一DC消磁指示窗口；當(dāng)上述第一同步脈沖在上述第一DC缺口參考窗口和上述第一扇區(qū)指示窗口都打開時(shí)，使用上述第一扇區(qū)的第一同步脈沖來同步。
2.如權(quán)利要求1所述的使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法，其特征在于當(dāng)只有上述第一DC缺口參考窗口處于打開狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的上述第一同步脈沖，用于設(shè)定差錯標(biāo)志和信號同步。
3.如權(quán)利要求1所述的使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法，其特征在于當(dāng)上述第一DC缺口參考窗口打開時(shí)不產(chǎn)生上述第一同步脈沖，上述方法還包括在一預(yù)定時(shí)間打開一跟隨于上述第一扇區(qū)前面一扇區(qū)的同步脈沖的第二扇區(qū)指示窗口；在上述DC消磁缺口的限定區(qū)后打開一第二DC缺口參考窗口；使用上述第二DC缺口參考窗口打開時(shí)產(chǎn)生的上述第二同步脈沖進(jìn)行同步。
4.如權(quán)利要求1所述的使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法，其特征在于其中限定上述DC消磁缺口的步驟進(jìn)一步包括決定上述伺服域在一個比產(chǎn)生單獨(dú)缺失位的上述伺服域中自然產(chǎn)生DC消磁缺口的時(shí)間還長的時(shí)間內(nèi)不產(chǎn)生脈沖。
5.如權(quán)利要求1所述的使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法，其特征在于上述第一DC缺口參考窗口的寬度是上述第一DC缺口參考窗口打開的時(shí)間長度，其中上述第一DC缺口參考窗口保證第一扇區(qū)中伺服域的位置子域被正確的讀取。
6.如權(quán)利要求1所述的使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法，其特征在于上述第一DC缺口參考窗口的寬度，用來補(bǔ)償采樣上述DC消磁缺口開始時(shí)的正常變化。
7.如權(quán)利要求1所述的使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法，其特征在于執(zhí)行步驟進(jìn)一步包括其中上述第一DC缺口參考窗口的寬度大致等于一寬度W2，其中W2滿足以下關(guān)系W2＝(120/S)*(1/(Sectors))*(V/100)其中S是旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)速率，V是當(dāng)前旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)速率的容許變化，Sectors是一磁道中扇區(qū)數(shù)。
8.如權(quán)利要求3所述的使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法，其特征在于上述第二DC缺口參考窗口開始是打開的，這樣當(dāng)上述DC消磁缺口前的一伺服子域的最后位丟失并且在決定上述DC消磁缺口開始時(shí)產(chǎn)生一采樣錯誤時(shí)，上述第二DC缺口參考窗口與第一DC缺口參考窗口重疊。
9.如權(quán)利要求8所述的使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法，其特征在于上述第二DC缺口參考窗口的寬度是上述第一DC缺口參考窗口打開時(shí)間的長度，其中上述第二DC缺口參考窗口的寬度至少為一個計(jì)數(shù)器時(shí)鐘周期，上述計(jì)數(shù)器在上述DC消磁缺口前面的一伺服子域的最后位丟失時(shí)，用來在上述第二同步脈沖波峰后限定上述DC消磁缺口。
10.如權(quán)利要求1所述的使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法，其特征在于上述打開第一DC缺口參考窗口的步驟只被一磁道中上述伺服域的子集執(zhí)行。
全文摘要
一種使植入式伺服系統(tǒng)避免單個位錯誤的方法，所述方法使一讀/寫頭與含植入式伺服域的一旋轉(zhuǎn)磁盤同步，其中每個植入式伺服域包括一DC消磁缺口，一第一同步脈沖跟隨該DC消磁缺口，一第二同步脈沖跟隨該第一同步脈沖，上述方法包括下列步驟在第一扇區(qū)前的一扇區(qū)內(nèi)探測一同步脈沖；限定上述第一扇區(qū)的一DC消磁缺口；一預(yù)定時(shí)間打開一第一扇區(qū)指示窗口，跟隨上述第一扇區(qū)前扇區(qū)的同步脈沖；在限定DC消磁缺口后打開第一DC消磁指示窗口；當(dāng)上述第一同步脈沖在上述第一DC缺口參考窗口和上述第一扇區(qū)指示窗口都打開時(shí)，使用上述第一扇區(qū)的第一同步脈沖來同步。
文檔編號G11B21/10GK1505001SQ02152110
公開日2004年6月16日 申請日期2002年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月29日
發(fā)明者史蒂芬·考文, 史蒂芬 考文 申請人:深圳易拓科技有限公司