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可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)和磁道間距的磁盤驅(qū)動器的制作方法

文檔序號:6747472閱讀:322來源:國知局
專利名稱:可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)和磁道間距的磁盤驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型是關(guān)于一種磁盤驅(qū)動器,特別是關(guān)于一種可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)和磁道間距的磁盤驅(qū)動器。
技術(shù)背景現(xiàn)有的磁盤驅(qū)動器中磁盤的表面附著一層磁性物質(zhì),利用該磁盤上的圓形軌道把信息存儲在磁盤上。當(dāng)同時使用多個磁盤時,這些磁盤就形成一圓柱體狀。對于這種物理結(jié)構(gòu),當(dāng)設(shè)計者要提高磁盤的存儲容量時可以通過提高單磁道上的數(shù)據(jù)存儲量或通過增加磁道的數(shù)量。但常用磁盤驅(qū)動器的設(shè)計者一直都是使用固定數(shù)量的磁道(或柱面)來獲得最大的存儲容量。
在現(xiàn)有的技術(shù)中,每片磁盤表面都會被分成存儲區(qū)和區(qū)位標(biāo)志兩部分,利用區(qū)位標(biāo)志可以將磁盤表面的各存儲區(qū)域垂直地排列。例如美國專利第4,799,112號中就描述了這種工業(yè)應(yīng)用中常見的區(qū)位碼存儲技術(shù)。在該技術(shù)中,磁盤表面的存儲區(qū)及與該存儲區(qū)對應(yīng)的存儲頻率是一個常數(shù),然而從一個存儲區(qū)到另一個存儲區(qū)的讀/寫頻率是不同的。如圖1所示即是磁盤堆棧中的磁盤一和磁盤二上的存儲區(qū)Z1、Z2和Z3,從圖1可以看出兩張磁盤的各個存儲區(qū)是垂直對齊的,存儲區(qū)的邊界是按照從磁盤的中心線C到R1-R4的徑向距離進行劃分的。必須指出的是堆棧中這些磁盤的中心線C是在同一直線上的,且各個磁盤上對應(yīng)存儲區(qū)的讀/寫頻率是相同的,即磁盤一上的Z1存儲區(qū)的讀/寫頻率與磁盤二的Z1存儲區(qū)的讀/寫頻率是相同的。每一存儲區(qū)的存儲頻率是根據(jù)設(shè)計階段的不同參數(shù)進行設(shè)定的。該存儲頻率是基于預(yù)期的讀/寫頭性能進行設(shè)定以獲得所需的存儲容量,而每個存儲區(qū)中的磁道數(shù)則基于后續(xù)將討論到的因素進行設(shè)定。
分區(qū)的配置也是基于對驅(qū)動器的物理尺寸如行程參數(shù)的考慮(詳后述),如不良的磁頭特性,飛高特性,區(qū)域效能和組裝后的性能。磁頭的性能是根據(jù)在特定頻率下的磁道偏離誤碼率來進行判斷的。磁道偏離誤碼率是指在預(yù)設(shè)偏離下對數(shù)據(jù)進行讀取時平均每傳輸多少位時有一位出錯。圖2即是這種磁頭的性能曲線。其中X軸代表讀/寫頻率,Y軸代表磁道偏離誤碼率的對數(shù),如圖2所示,fR是磁頭的平均工作頻率,例如20MHz。磁盤驅(qū)動器設(shè)計者定義了一個容許的最小磁道偏離誤碼率,在圖2中標(biāo)示為虛線TH,此處磁道偏離誤碼率的對數(shù)為6(即每傳輸1000000比特數(shù)據(jù)會有1比特的數(shù)據(jù)傳輸錯誤)。圖2中的標(biāo)號為7的斜線表示一般磁頭的性能曲線,并可因為磁頭的設(shè)計而發(fā)生上下移動。在現(xiàn)有技術(shù)中,磁盤的整體性能取決于各個磁頭的該項指標(biāo)是否達到最小的TH值,如果磁盤堆棧中任何一個磁頭沒有達到最小的TH值,那幺這種磁盤就不能出貨,將要進行返工,包括更換壞磁頭或磁盤、重寫伺服信息及重新測試驅(qū)動器。
圖3中顯示了假定的HD#1、HD#2、HD#3、HD#4磁頭在平均操作頻率fR的性能,磁頭HD#1磁道偏離誤碼率的對數(shù)約等于5.5,而磁頭HD#2大約接近6.5,磁頭HD#3為7.9,磁頭HD#4接近8.5。按照上述的結(jié)論,由于磁頭HD#1磁道偏離誤碼率的對數(shù)低于可接受的最小磁道偏離誤碼率的對數(shù),因此該磁盤將不能使用。
另一個現(xiàn)有的設(shè)計標(biāo)準是利用磁頭的行程。典型的數(shù)值被用來測試磁盤驅(qū)動器,如果實際的行程不能勝任說明書的要求,那幺就不會被寫入預(yù)期的磁道數(shù)量,該磁盤驅(qū)動器也就不合格。通常情況下,該磁盤驅(qū)動器需要重新加工,包括替換或調(diào)整急停帶,再重新寫入伺服信息并重新檢測。
圖4是兩種現(xiàn)有的使用指定的最小的容許行程和第二種只在單面?zhèn)蓽y的分析圖,曲線OCS和ICS分別是期望的外急停帶和內(nèi)急停帶的位置機械分差分布圖,其磁盤驅(qū)動器的分差值是3σ。圖4A中,曲線OCS和ICS中心的垂直線是該分布曲線的平均值,在現(xiàn)有技術(shù)中,磁盤的伺服數(shù)據(jù)在急停帶被設(shè)置之前就已經(jīng)寫入磁盤,如果內(nèi)外急停帶的位置分差是σ2,那幺磁盤驅(qū)動器的平均位置的損失是6σ,這種偵測出一個急停帶后就將數(shù)據(jù)寫入磁道直到偵測出另一個急停帶的平均位置損失是 在前述的兩種技術(shù)中,都有一些可用于存儲數(shù)據(jù)的位置損失掉。在現(xiàn)有的產(chǎn)品中,在設(shè)計階段就將存儲區(qū)的存儲區(qū)表、存儲區(qū)邊界、各存儲區(qū)的頻率和詳細的磁道數(shù)量都確定了下來,這樣就產(chǎn)生了如圖1所示的整齊劃一的存儲區(qū)。在以后的產(chǎn)品中,磁盤驅(qū)動器中的存儲區(qū)表設(shè)計成有時可變化的形式,然而這種變化中的存儲區(qū)邊界和讀/寫頻率還是保持不變的。
除了前述現(xiàn)有的磁盤設(shè)計的標(biāo)準以外,磁道的數(shù)量或磁道間距都是建立在預(yù)先期望的磁道寬度和使用的讀/寫傳感器類型的基礎(chǔ)上的。如果磁頭實際寫入的寬度小于預(yù)計的寬度,那幺就會浪費許多本可以用來存儲數(shù)據(jù)的存儲空間。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種不同的存儲區(qū)利用不同的讀/寫頻率的讀/寫傳感器來存儲和取出數(shù)據(jù)信息的磁盤驅(qū)動器。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的移動磁盤利用讀/寫傳感器從磁盤中讀出數(shù)據(jù),測量讀/寫傳感器的性能,然后在讀/寫傳感器性能的基礎(chǔ)上為每一個存儲區(qū)選擇一個讀/寫頻率,再在讀/寫頻率的基礎(chǔ)上確定每一個存儲區(qū)的邊界。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本實用新型是利用一系列的磁盤,每一個磁盤利用可適應(yīng)的存儲區(qū)存儲技術(shù),在各磁盤性能不等的情況下卻能夠產(chǎn)生一般的存儲特性,其數(shù)據(jù)在不同的存儲區(qū)利用不同的讀/寫頻率進行存儲,而且其各存儲區(qū)的邊界規(guī)劃也是不同的。存儲區(qū)邊界和各存儲區(qū)的讀/寫頻率是建立在讀/寫傳感器和磁盤表面特性的基礎(chǔ)上的。同樣的,相同磁盤表面的各存儲區(qū)邊界的也不需要對齊。除不同的存儲頻率的讀/寫傳感器的存儲特性參數(shù)之外,存儲信號的磁道寬度也被測量出來,用于最大化磁盤的存儲容量。
本實用新型的優(yōu)點就是磁盤驅(qū)動器可以利用一般性能的磁頭-磁盤組合和驅(qū)動組件,甚至一些磁頭或存儲媒質(zhì)的性能在最低標(biāo)準以下,利用上述的較佳性能的磁頭去彌補較差性能的磁頭的所帶來的存儲容量的損失,達到增加存儲容量的目的。

下面參照附圖結(jié)合實施例對本實用新型作進一步的描述。
圖1是一對現(xiàn)有磁盤的存儲區(qū)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是磁道偏離誤碼率的對數(shù)與讀/寫頻率的坐標(biāo)圖。
圖3是假想的一個四磁頭磁盤驅(qū)動器的磁頭性能圖。
圖4A是現(xiàn)有的磁頭行程設(shè)計標(biāo)準的圖示。
圖4B是本實用新型磁頭行程設(shè)計改良的圖示。
圖5A是本實用新型在假想磁頭性能測試和存儲結(jié)構(gòu)的操作頻率改變之間的對比結(jié)果圖。
圖5B是本實用新型另一種磁頭操作頻率的變化和另一種存儲結(jié)構(gòu)對比圖。
圖6是本實用新型磁盤的第一磁表面和第二磁表面的存儲區(qū)結(jié)構(gòu)圖。
圖7是本實用新型其中兩個磁頭的各存儲區(qū)的磁道數(shù)的查找表。
圖8是本實用新型的一對同軸磁盤的可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)。
圖9是本實用新型的一對同軸磁盤的相同存儲區(qū)結(jié)構(gòu)。
圖10是本實用新型展示了兩條分布曲線,其中一條是采用常用行程的磁頭性能曲線,而另一條是采用改良行程的磁頭性能曲線。
圖11是依照本實用新型標(biāo)準的磁盤和磁頭性能而成的存儲區(qū)結(jié)構(gòu)。
圖12A是本實用新型可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)的一種具體實施流程圖。
圖12B是本實用新型可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)的另一種具體實施流程圖。
圖12C是本實用新型可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)的另一種進一步具體實施流程圖。
圖12D是本實用新型可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)的第三種具體實施流程圖。
圖13A是本實用新型一種具體實施例的存儲區(qū)邊界計算方法和可變分區(qū)方法的流程圖。
圖13B是本實用新型另一種具體實施例的存儲區(qū)邊界計算方法和可變分區(qū)方法的流程圖。
圖13C是本實用新型第三種具體實施例的存儲區(qū)邊界計算方法和可變分區(qū)方法的流程圖。
圖14是本實用新型使用可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)磁盤驅(qū)動器的俯視圖。
圖15是本實用新型的磁道寬度測試的部分磁盤平面圖。
圖16-23是本實用新型可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)的進一步具體流程圖。
圖24和圖25是本實用新型利用磁道寬度作為磁盤組裝參數(shù)的兩個具體實施例的流程圖。
圖26-30是本實用新型附加的具體實施的流程圖。
具體實施方式如前所述,現(xiàn)有的存儲區(qū)是固定的,并且對這些存儲區(qū)預(yù)先設(shè)定了固定的頻率。如圖1所示,Z1、Z2和Z3區(qū)的半徑是相對于磁盤中央(如點C)。如果單個的磁頭性能低于最小誤碼率(如圖3所示),那幺磁盤將不會具有充分的特性余量,也不能滿足可以接受的位誤碼率規(guī)則。在本實用新型的實施例中,分區(qū)是基于磁頭特性的測量結(jié)果進行的,且分區(qū)可以根據(jù)磁盤與磁頭的組合數(shù)量及盤片的存儲密度達到驅(qū)動器所需的性能等級,并保持所需的容量。
如果磁頭/磁盤組合的存儲密度是一個平均值為μ,分差為σ2的正態(tài)分布,那幺N個磁頭/磁盤組合的平均密度能力則呈均值為μ,公差為σ2/N的正態(tài)分布。因而現(xiàn)有技術(shù)中的驅(qū)動器設(shè)計(如圖1中所示的)的密度則應(yīng)設(shè)置為d≤μ-3σ2---(2)]]>為了確保3倍的σ輸出,其中μ是必須是所有磁頭的中央分布點。但如果采用本實用新型中的相應(yīng)區(qū)域的分區(qū)方法,則可以提高較好的磁頭的存儲密度并降低較差磁頭的存儲密度,整體的密度d可設(shè)為d≤μ-3σ2N---(3)]]>增加的密度為Δd=3σ(1-1N)---(4)]]>如果σ=0.05(μ),那幺磁盤密度將會增加7.5%。圖12A所示的即為本實用新型實施例中采用相適應(yīng)分區(qū)方法的磁盤驅(qū)動器的組裝步驟的流程圖。在構(gòu)造使用第一實施例相適應(yīng)方法的磁盤驅(qū)動器時,首先構(gòu)造的是磁盤/磁頭組合,如方框圖1201所示。然后,使用常用的伺服磁道寫入器將伺服信息寫入磁盤中的磁道(如方框圖1202所示),伺服信息可以被寫入專用的伺服表面或嵌入式的服務(wù)器中。對于植入的服務(wù)器,在美國專利第5,321,560號,名稱為“低能耗植入伺服系統(tǒng)的磁盤”中有詳細的介紹。接著如模塊1203所示,將該磁頭磁盤組合與相應(yīng)的電路板組合以備測試。再下一步,磁頭移動到內(nèi)環(huán)急停帶,同時查明該位置的磁道號(如模塊1204)。當(dāng)內(nèi)部急停帶被固定下來,磁頭移動到外部急停帶,同時存儲該位置的磁道號(如模塊1205)。
接著,磁盤中每一個磁頭的存儲性能被測量出來,用以決定各磁頭的密度容量(如模塊1206)。在此磁頭/磁盤性能的測試基礎(chǔ)上,判斷這些磁頭的讀/寫頻率是否達到全部的性能目標(biāo),例如判斷其性能是否位于圖5A、圖5B中斜線的下方。利用上述所獲得的磁頭性能信息,每一個磁頭/磁盤組合產(chǎn)生一個相應(yīng)的存儲區(qū)結(jié)構(gòu),圖13A中展示了如何根據(jù)各個磁頭的不同性能特性,在各個磁頭磁盤組合上產(chǎn)生不同的存儲區(qū)結(jié)構(gòu)的流程圖,其具體流程后述。
圖12B是本實用新型的磁盤驅(qū)動器使用可變分區(qū)技術(shù)的另一種實施方法,圖12B的技術(shù)實現(xiàn)在許多步驟上和圖12A是一樣的,但在圖12B的過程中,分區(qū)的進行是建立在測量所得的可利用行程的基礎(chǔ)上的。在此過程中,這里假定所有的磁頭的容量能力均能達到一個平均標(biāo)準。其中圖12B的流程中的圖13B的流程是用來進行存儲區(qū)結(jié)構(gòu)的設(shè)計,其中值得注意的是圖13B的第一步,即模塊1301-1中的預(yù)先基于預(yù)期的磁頭性能設(shè)定了一個參考頻率fRef,而不是象圖12A那樣采用的是校正后的讀/寫頻率,而圖13B中其余的步驟則與圖13A相同。該技術(shù)的優(yōu)越性在于它不象現(xiàn)有技術(shù)那樣采用的是一個假定的可利用磁道數(shù),且現(xiàn)有技術(shù)中的存儲區(qū)邊界的設(shè)定并沒有考慮到驅(qū)動器與驅(qū)動器之間真實可利用的行程不同的事實。
圖12C是本實用新型利用自適應(yīng)分區(qū)技術(shù)建立磁盤的另一具體實施例。如圖12C中用于測量磁頭密度能力及將讀寫頻率調(diào)整至適當(dāng)?shù)念l率的模塊1206與圖12A的模塊1206是相同的。然而在圖12C的過程中,內(nèi)環(huán)的緊急停止位置與外環(huán)的緊急停止位置并沒有進行事先的測量,該流程假定一個給定的行程是可供利用的,當(dāng)存儲區(qū)分區(qū)過程(如圖13A所示)應(yīng)用于圖12C所示的流程時,其內(nèi)環(huán)半徑與外環(huán)半徑是基于預(yù)期可使用的行程進行設(shè)定的,而不會象圖12A中那樣進行測量。
圖12A和12C中基于磁頭與磁盤表面的共同工作特性(模塊1206),對磁頭密度容量能力進行測試并將其調(diào)校至一適當(dāng)值,本實用新型的磁盤的存儲區(qū)邊界和對應(yīng)的存儲區(qū)存儲頻率也可類似地按照圖12D所示的流程建立起來。當(dāng)使用如圖12D所示的建立程序時,其分區(qū)邊界及與存儲域?qū)?yīng)的頻率的建立是采用如流程圖13C所示的步驟,其中圖12D所示的第一步是對磁頭和存儲媒質(zhì)表面進行檢測(如模塊1200所示),在測試和刻畫磁頭特性時,要組裝的磁頭將要與一標(biāo)準磁盤媒質(zhì)配合使用并進行測量,其測量流程如與圖12A及圖12C所示,且測得的磁頭的性能被注明并被存儲下來,類似地,要組裝的磁盤將與一個標(biāo)準磁頭配合使用,且每一表面在與標(biāo)準磁頭配合使用表現(xiàn)出來的性能將得出這個磁盤的性能等級,該磁盤等級信息也會被存儲下來以待將來與磁頭組合時使用。在磁頭和媒質(zhì)表面的特性被測得后,再將經(jīng)測試后的磁頭與磁盤(模塊1200-1)組裝起來,余下的步驟則如模塊1202,1203,1204和1205所示。
圖13C所示即是流程圖12D中對存儲區(qū)邊界和頻率進行計算和測定的方法,其第一步是模塊1302-2,由于在模塊1200(圖12D)中已經(jīng)得到磁頭和磁盤的特性,因此就可以得出參考頻率fRef,然后再將參考頻率fRef代入等式6中得出模塊1302中的頻率比,當(dāng)所有目標(biāo)存儲區(qū)所使用的頻率比被計算出來后,圖13C的其余步驟與圖13A和13B相同。
當(dāng)存儲區(qū)邊界結(jié)構(gòu)完成后,所有存儲區(qū)中讀信道的過濾器被最優(yōu)化(模塊1208),此時磁盤將測試是否有缺陷的扇區(qū)存在,如果有,磁盤就會進行重新格式化以備份有缺陷的扇區(qū)。如模塊1209所示。在保證了磁盤重新格式化后有效的預(yù)防了有缺陷的扇區(qū)后,最后的測試就會執(zhí)行(模塊1210),該磁盤就準備運行了。
在HDA(磁頭磁盤組合)組裝之前的磁道寬度測量在現(xiàn)有技術(shù)中,目前磁盤設(shè)計者已經(jīng)設(shè)想出了指定寬度的磁道,并利用讀/寫傳感器寫入信息。在磁盤的格式化中,每一磁盤表面設(shè)置一期望的磁道數(shù)量。磁盤容量的進一步改進或許可以先測量實際磁道的寬度,利用這一信息格式化磁盤表面來達到。利用可變的存儲區(qū)結(jié)構(gòu)和具有附加的可利用的磁道來達到改進存儲容量的目的。
請參考圖15以配合下面對本實用新型的磁道寬度測量的解釋,磁盤50是部分直徑的透視圖,內(nèi)直徑為51,外直徑為52。在由讀/寫傳感器決定單磁道的磁道寬度時,一種數(shù)據(jù)模式被寫入磁道t中,該磁道的中心線標(biāo)志為53。雖然磁道t被任意地設(shè)置于磁盤表面的不同位置,但其被置于靠外邊緣的數(shù)據(jù)區(qū)會更適宜。寫入的測試模型應(yīng)該更適合于固定振幅的固定頻率NRZ信號,該測試模式的頻率更適合于在或接近于最高存儲頻率,一種可以被利用在測試磁道寬度的技術(shù)是利用任意狀態(tài),萬向接頭組合(HGA)測試器來固定讀/寫傳感器于磁盤50上的。
接著,存儲的測試模式被讀取出來,測量信號的振幅被存儲起來做進一步的使用。在測量并存儲了磁道t讀取的信號振幅以后,讀/寫傳感器移動到磁道t+1上,中心線54距離磁道t的中心線為d,距離d是最初建立的期望最小的讀/寫傳感器的磁道寬度,如果讀/寫傳感器的實際寫的磁道寬度比最小的期望磁道寬度大,那幺在隨后的測量中,距離d就會被增加。當(dāng)讀/寫傳感器在磁道t+1時,一個直流清除信號被寫入。接著讀/寫傳感器移動到磁道t-1,其磁道中心線標(biāo)志為55。同上所述,距離d是期望最小的讀/寫傳感器的磁道寬度,一個直流清除信號被寫入。寫入的直流清除信號可以保證磁道t旁邊的磁道寬度的距離比期望的磁道寬度稍微寬一點。
讀/寫傳感器接著返回到磁道t上的原始位置,測試模式被讀入,測試模式信號的振幅存儲下來用于與先前直流清除信號檢測出來的測試模式信號的振幅相比較。
現(xiàn)在,比較是在直流清除信號寫入的前后,磁道t上讀取信號的振幅之間進行,用直流清除信號寫入后的振幅與直流清除信號寫入前的振幅相比,該比率可用于決定信號的殘余比。
信號殘余比被注明并且萬向接頭組合(HGA)也使用圖形比例注明或注明百分比范圍。其它的HGA也使用殘余信號百分比進行同樣的初始化,在此基礎(chǔ)上,他們被分離成不同的組。為了最大化來自一個區(qū)的存儲密度,磁盤被裝配使用帶有相同磁道寬度的讀/寫傳感器的萬向接頭組合(HGA)。例如一組HGA在每英寸5500磁道的HDA(磁頭磁盤組合)組合中,讀/寫傳感器具有80%或更高的振幅保持力,磁頭具有剩余信號振幅的60%到80%將被使用到每英寸5000磁道的HDA中,磁頭具有剩余信號振幅的40%到60%將被使用到每英寸4500磁道的HDA中,磁頭具有20%或更少的剩余信號的將不會被使用。
作為選擇,或許光技術(shù)可以成為存儲磁道寬度性能主要技術(shù),它優(yōu)于利用HDA(磁頭磁盤組合)來進行處理的方式。在使用光學(xué)方式時,磁道的縫隙寬度或許可以在其滑動平面被觀察到,以一個組的磁道的縫隙寬度為例,其寬度在4.3微米以下的磁盤具有每英寸5500磁道,其磁道的縫隙寬度在4.3微米到4.7微米的磁盤具有每英寸5000磁道,其磁道的縫隙寬度在大于4.7微米的磁盤具有每英寸4500磁道。
在上述的兩種技術(shù)中,讀/寫傳感器的磁道寬度特性是在磁盤組合時事先被確定下來的。這樣就允許一組的讀/寫傳感器具有相似的特性,可以最大化磁盤的存儲容量。這樣即使在使用了一個或更多的低性能磁頭時也不會有存儲容量的丟失,這就是當(dāng)HDA(磁頭磁盤組合)建立在具有磁道寬度信息的讀/寫傳感器上的好處,這種情況需要使用的磁道間距建立在讀/寫傳感器具有低的磁道密度容量的基礎(chǔ)上。
在HDA(磁頭磁盤組合)組裝之后的磁道寬度測量該磁道寬度性能在HDA建立后可以被測試,并且首先將伺服信息寫入到每一磁面的磁道上,或者磁面上的伺服信息可用來利用共同的傳動裝置控制所有的磁頭。在該方法中,當(dāng)多個磁頭配合磁道表面組合到HDA中時,每一個磁頭的磁道寬度性能被確定下來,每一個讀/寫傳感器在上述的處理中被設(shè)置具體特性,除了一個寫入器在處理測試磁道的寫入時被用來移動到每一個讀/寫傳感器以外,還在測試磁道的另一面具有一清除信號,利用讀/寫傳感器在殘余信號與原始信號的比率特性之后,再次存儲磁道寬度的特性。在每一讀/寫傳感器的特性被存儲之后,在適應(yīng)低磁道密度容量的讀/寫傳感器的基礎(chǔ)上,每一組的磁道間距被確定下來,接著利用寫入器將伺服信息寫入到磁盤堆棧的磁道中。作為選擇,在專用的伺服表面,伺服信息當(dāng)然的被寫入到專用伺服面的磁道上。上述的磁道寬度特性可利用標(biāo)準的伺服磁道寫入器來執(zhí)行。
利用讀/寫傳感器測量出來的磁道寬度參數(shù)、存儲磁頭密度容量的測量和讀/寫存儲頻率的判斷來提供改進了的性能,而不是現(xiàn)有技術(shù)中所使用的方法。圖16,17,18和19是磁盤在讀/寫傳感器的磁道寬度測量的基礎(chǔ)上,利用可變的存儲結(jié)構(gòu)和磁道間距的HDA裝置的流程圖。在圖16中組裝過程1601的第一步中,磁頭的磁道寬度或使用的磁頭就被確定下來,在1201-2中HDA使用預(yù)先選擇的讀/寫傳感器被裝配在一起,如上所述,使用排序的方法以提供磁盤最大的優(yōu)勢,所有的HDA使用相似特性的磁道寬度磁頭。
當(dāng)磁盤被裝配完成以后,HDA被放置在伺服磁道寫入器上,這時與磁道寬度性能相一致的伺服信息被寫入到磁道間距中,在圖16中1602模塊之后的步驟與圖12A中1202模塊之后的步驟相同。
圖17是一個變更了的磁盤組裝流程,是利用磁頭的磁道寬度和可變行程的測量來證明。圖17的1601和1602與圖16的1601和1602相同,先假設(shè)讀/寫性能按照所有磁頭的平均頻率性能,圖13B流程圖是用來數(shù)據(jù)存儲區(qū)的設(shè)計。
圖18是本實用新型另一實施例的流程圖,圖18和圖16有很多相同的地方,然而一個顯著的不同是在圖18中,內(nèi)部急停和外部急停的測量是不會被執(zhí)行的,它只被假定為有一個平均的行程被利用到。
在圖19中,一個現(xiàn)有磁頭磁道寬度的磁盤被組合在一起,并且磁頭的讀/寫性能被特性化,如模塊1200所示,磁盤的特性化是建立在標(biāo)準磁頭的使用和關(guān)于標(biāo)準磁頭的磁表面的品質(zhì)率。磁盤表面的品質(zhì)被存儲下來,以便與磁頭相配合時該品質(zhì)率能夠被利用到。與圖12D相比較只有幾個一般的步驟被使用到,而且圖19的步驟優(yōu)于圖12D的步驟,因為由于使用的磁頭的磁道寬度是確定的,使用磁道的最大數(shù)量會被寫入到磁盤表面(模塊1602),以此來提高其存儲容量。這些將會被注明在模塊1201-3中,讀/寫傳感器在其讀/寫性能的存儲頻率和其磁道寬度特性的基礎(chǔ)之上,HDA與讀/寫傳感器被組合在一起。
在圖16-19的過程中,讀/寫傳感器的磁道寬度或者在獨立的滑動水平,或者在HGA水平被偵側(cè)出來,類似性能的磁頭被使用在磁盤組合當(dāng)中,這些特點有利于磁道密度的最大化,其優(yōu)于在組裝之前就對磁道寬度進行的測量。磁頭和磁盤的堆棧組合在一起,堆棧中每一個磁頭的磁道寬度都可以利用上述步驟被偵測出來。圖20是利用這種技術(shù)的一個實施例的流程圖,在模塊1201中,HDA被組裝在一起,但其各組件并不需要特別的檢測以獲取其特性。在模塊2000中,各磁頭的磁道寬度利用上述步驟被偵測出來,利用伺服寫入器將信息寫入到磁道上,對于磁盤使用多個磁頭的情況,為了配合使用低性能的讀/寫傳感器(較寬的寫入磁道),各磁道間距使用相應(yīng)的的間距被建立起來(模塊2001),其余的步驟模塊與圖12A的步驟一樣。
更進一步的實施例如圖21所示,其除了模塊2000和2001與圖12A不同外,其余的步驟和圖12A一樣。
更進一步的實施例如圖22所示,其與圖12C非常相似,其磁頭的磁道寬度的偵測和伺服信息的寫入與圖20和圖21的步驟一樣,其余步驟與圖12C相同。
另一個實施例如圖23所示,其和圖20-22一樣,磁頭的磁道寬度是在HDA(磁頭磁盤組合)組合之后被偵測出來的,堆棧磁道間距的偵測和伺服磁道寫入適合磁頭的間距在模塊2001中完成,與圖12D相比較,除模塊2000和2001不同以外,其余的步驟都是相同的。
在上述的例子中,適應(yīng)帶存儲技術(shù)是依據(jù)磁頭的讀/寫頻率性能,被用來提供給不同的存儲結(jié)構(gòu),在一些實施例中,磁頭磁道寬度的附加因素也與適應(yīng)帶結(jié)構(gòu)技術(shù)一同被加以利用。圖24和25是進一步的實施例,其磁頭的磁道寬度被測量出來,而磁道間距是建立在測量出來的磁頭磁道寬度的基礎(chǔ)之上的。使用這種技術(shù),可以使磁盤的存儲容量得到提高。圖24模塊1601中,磁頭的磁道寬度特性是被電子技術(shù)或光子技術(shù)或其它技術(shù)偵測出來,接著將HDA(磁頭磁盤組合)組合在一起,在磁道上寫入伺服信息。HDA(磁頭磁盤組合)此時與電路板緊密相連(模塊1203),并且數(shù)據(jù)存儲區(qū)的結(jié)構(gòu)在與其相配合的磁頭讀/寫頻率特性的基礎(chǔ)上被建立起來(模塊2401)。而現(xiàn)有技術(shù)中,存儲區(qū)的邊界在碟與碟、面與面之間都是對齊的。接著所有的存儲區(qū)的讀信道被最優(yōu)化(模塊1208),然后驅(qū)動器的保證和備份的偵測(模塊1209),最后是驅(qū)動器的最后測試(模塊1210)。
在上述的例子中,磁盤是使用被預(yù)先設(shè)置好縫隙寬度的讀/寫傳感器和預(yù)選好的范圍內(nèi)的縫隙寬度(例如圖16-19和圖24),更進一步的讀/寫傳感器的磁道寬度的測量如圖26-30所示,其在相同的組裝過程中,在模塊1601和2000中可選擇一個執(zhí)行。模塊2000如上所述,在HDA(磁頭磁盤組合)組裝之后對扇區(qū)磁道寬度的進行測量,使用第二次測量的磁道寬度確定適當(dāng)?shù)拇诺篱g距,以避免出現(xiàn)如果預(yù)測的讀/寫傳感器特性被錯誤的標(biāo)志,或其它方面的原因?qū)е碌腻e誤的磁道寬度。這些是在圖16-19和圖24中所沒有揭露的,也不需要第二次的測量磁道的寬度。
圖25是另一磁頭的磁道寬度在HDA(磁頭磁盤組合)組裝之后進行確定的實施例,磁道寬度的確定(模塊2000)已經(jīng)描述過了,寫入伺服信息(模塊2001)也同前一樣,其余的步驟就和圖24是一樣的了。
請參考圖5A,是用圖例來介紹本實用新型的磁頭存儲密度被調(diào)整來提高整體的存儲密度的,一個四磁盤的堆棧和圖示的沿垂直軸fR形成的圓圈,一個磁頭(HD#1)磁道偏離誤碼率的對數(shù)約等于5.5(低于可接受的磁道偏離誤碼率對數(shù)的最小極限值6),而磁頭HD#2大約接近6.5,磁頭HD#3為7.9,磁頭HD#2接近8.5。磁頭的性能可以在任何磁道位置被測量到,從而獲得每一個磁頭在頻率fR處的磁道偏離誤碼率的對數(shù),然而磁盤表面中間的磁道被用來提供理想的位置以獲得該磁盤的性能數(shù)據(jù)。進一步確定傳感器的誤碼率信息的技術(shù),可參考美國專利第5,408,367號,另一種測量磁頭性能的技術(shù)可以使用在本實用新型中。
使用現(xiàn)有的標(biāo)準在傳統(tǒng)的格式下設(shè)置存儲存儲區(qū)時,如果有一個磁頭的性能沒有達到最小的TH標(biāo)準,磁盤可能不會正常工作。然而,通過降低性能較差的磁頭的讀/寫頻率和提高性能較高的磁頭的讀/寫頻率,磁盤的存儲密度就會得到明顯的改善。存儲密度的改善不僅可以提高磁盤容量,還可以提高磁盤的合格率。
如圖5A所示,在磁頭被賦予的操作頻率上,LOBER(磁道偏移誤碼率的常用對數(shù))的平均值被計算出來,并且每一個磁頭的操作頻率是可變化的,這樣才可以使得LOBER的值在平均值以上。在這個例子中,每一個磁頭的新的頻率用三角號標(biāo)志在了水平線3上,LOBER的平均值接近7.1,通過把性能較高磁頭的讀/寫頻率校正到較高的頻率,把性能較低的磁頭的讀/寫頻率校正到較低的頻率就可以使損失的容量得到恢復(fù)。雖然在圖5A中所有磁頭的頻率都被調(diào)整到具有相同的LOBER值,但在本實用新型中這些磁頭可以是不同的LOBER值。本實用新型的優(yōu)點在于通過提高性能較高的磁頭的操作頻率來抵消降低性能較低的磁頭的操作頻率所帶來的存儲容量的損失,而且每一個磁頭的操作頻率也沒有必要都調(diào)整到相同的LOBER值。每一個磁頭的新的讀/寫頻率只要可以在最小TH值之上提供最大的性能提高就可以了,例如圖5A中,這個值如果在最小的TH值與水平線3之間也是可以的。圖中標(biāo)有磁頭號的虛斜線是每一個磁頭的性能曲線,可以沿著性能曲線將磁頭的讀/寫頻率移動到新的性能值。在選擇磁頭新的讀/寫頻率時,其它的變化包括移動他們的頻率到可以使他們的LOBER(磁道偏移誤碼率的常用對數(shù))值相同的頻率。
調(diào)整磁頭讀/寫傳感器的頻率可以使磁盤提供更大的容量,并且保持最小的誤碼率,如圖5B所示,磁頭HD#1到HD#4的讀/寫頻率從原始的測試位置(參考圖3)被調(diào)整,箭頭指示出磁頭的頻率從原始位置變化到一個新的頻率,用矩形框表示。只有磁頭#1的讀/寫頻率被降低而其它的磁頭的讀/寫頻率都被提高,從而保證每個磁頭都可以保持在最小可接受的LOBER(磁道偏移誤碼率的常用對數(shù))值上。例如希望存儲容量最大化的時候,而可利用的行程又比現(xiàn)有技術(shù)的低時,就可以使用較少的磁道提供理想的容量。
在上述的磁頭性能的特性化中,一個單獨的磁道被用來檢測在fR處的性能,至于其它位置的性能可以使用數(shù)學(xué)模型計算出來(詳后述),這樣每一個磁頭在各個位置處的性能和性能參數(shù)都可以被確定下來。在每個磁頭讀/寫頻率的基礎(chǔ)上,也可以計算出相應(yīng)磁盤表面的存儲區(qū)邊界。從磁盤的中心線到存儲區(qū)邊界內(nèi)半徑的距離可以通過下式計算得到
RN=(a)ir2+(b)ir+c (5)其中,ir代表磁盤的中心線到存儲區(qū)的內(nèi)半徑,a=-0.002119,b=0.12013,c=-0.4343,N代表被計算邊界的存儲區(qū)。a,b,c被賦予的值是在一般磁頭的性能曲線分析的基礎(chǔ)上得到的,磁盤中每一個磁頭的性能曲線或使用更精確的設(shè)備獲取的a,b,c的值。存儲區(qū)的內(nèi)徑ir可以在存儲區(qū)N的RN(頻率比率)獲取的基礎(chǔ)上由方程式(5)來確定,RN(頻率比率)是由劃分開的目標(biāo)存儲區(qū)的NRZ頻率通過調(diào)整磁頭的讀/寫頻率來決定的。頻率比率的量級通過下式得到RN=fNfRef---(6)]]>其中,fRef代表調(diào)整的磁頭讀/寫頻率,fN代表在目標(biāo)存儲區(qū)內(nèi)的NRZ頻率。目標(biāo)NRZ頻率是從存儲區(qū)邊界中獲取的,調(diào)整的讀/寫頻率fRef是磁頭在磁盤的某一處的磁頭性能,它的值是讀/寫傳感器調(diào)整后的讀/寫頻率。例如圖5A中HD#1的讀/寫頻率變動到f1處,此時其頻率近似等于24.12Mhz,那幺方程式(6)中的fRef就使用這一數(shù)值。例如圖5A中磁頭HD#1的存儲區(qū)邊界使用上述方程式得到存儲區(qū)邊界的表3。在存儲區(qū)內(nèi)的目標(biāo)NRZ頻率的確定中,會使用到一個目標(biāo)存儲區(qū)尺寸的表,在表中目標(biāo)存儲區(qū)的NRZ頻率是在現(xiàn)有的技術(shù)上確定下來的,關(guān)于NRZ頻率,在表3中將會介紹。
由上述可見,四個磁頭(HD#1-HD#4)的存儲區(qū)邊界將會被估計出來不同即使他們具有不同的fRef。
圖6是磁盤4的上表面和下表面使用可變的存儲區(qū)結(jié)構(gòu)的剖面圖,該結(jié)構(gòu)建立在目標(biāo)存儲區(qū)的基本原則上,ID代表其內(nèi)直徑,OD代表其外直徑,同時圖示出了存儲存儲區(qū)的邊界。磁頭HD#4放置在表面6處,磁頭HD#1放置在表面5處。考慮到不同的磁盤表面磁頭使用不同的操作頻率,磁盤表面的每一存儲區(qū)邊界會在不同的位置,存儲區(qū)使用Z與一個兩位數(shù)來表示,其中第一個數(shù)字代表存儲區(qū),第二個數(shù)字代表磁盤表面,另一面磁盤表面6的標(biāo)志也是一樣。在上述存儲區(qū)半徑的基礎(chǔ)上磁盤表面5的存儲區(qū)標(biāo)志為Z15,Z25,Z35,Z45,Z55和Z65,讀/寫磁頭HD#1(圖5中)的讀/寫頻率F1約為0.8FR。同時讀/寫頭HD#4也有Z36,Z46,Z56,Z66和Z75五個存儲區(qū),讀/寫頭HD#4的頻率F4約為1.5FR。TN(磁道號)是用TRK加上磁道數(shù)來表示的。
請參考圖6和圖7,磁道280在磁面5的存儲區(qū)4中,而磁道280在磁面6上是位于存儲區(qū)6中。磁頭HD#1的操作頻率低于磁頭HD#4的操作頻率,磁面6上的存儲區(qū)Z36與磁面5上的存儲區(qū)Z35也是不一致的。雖然在實際中磁盤4不會從ID到OD的整個磁面都用于存儲數(shù)據(jù),但這是全部磁面的一個簡單的存儲區(qū)圖示。而且磁面5的存儲區(qū)邊界模式也不同于磁面6的存儲區(qū)邊界模式,更不同的是,在磁面5上其結(jié)構(gòu)包括存儲區(qū)1到6,而在磁面6上其結(jié)構(gòu)包括存儲區(qū)3到7。如上所述,磁頭HD#4能夠操作在較高的頻率范圍內(nèi)。由于可以使用在較高的頻率存儲區(qū),所以會產(chǎn)生圖6中所示的結(jié)構(gòu)。這樣也導(dǎo)致了在垂直方向上相同存儲區(qū)的存儲邊界會有一些偏移,例如磁面6上的存儲區(qū)Z36與磁面5上的存儲區(qū)Z35之間的偏移。
既然磁面與磁面之間的存儲區(qū)邊界是不對齊的,那幺磁面上的某個具體的磁道也沒有必要操作在與另一磁面上相應(yīng)的磁道的讀/寫頻率上。按照慣例,存儲區(qū)數(shù)越高,其使用的讀/寫頻率也越高,磁面6上磁道280的讀/寫頻率就比磁面5上的磁道280的讀/寫頻率高,而且在每一存儲區(qū)內(nèi)的讀/寫頻率是不變的。這樣對于某一磁道的讀/寫頻率就依靠其所處的位置和各磁面的存儲區(qū)結(jié)構(gòu)的變化。因此就產(chǎn)生了各磁頭-磁面和相應(yīng)的磁道數(shù)一存儲區(qū)的查找表。由于各存儲區(qū)的讀/寫頻率已經(jīng)被設(shè)置,所以也就可以知道存儲區(qū)內(nèi)的各磁道的讀/寫頻率。圖7是磁面5和6中的磁道0到磁道1050的查找表,以讀/寫頭HD#4為例,磁道0-149是在存儲區(qū)7中,磁道150-299是在存儲區(qū)6中,以此類推到存儲區(qū)3中,其包括磁道800-1050。磁道的邊界計算使用上述的方程式(5)。
該實用新型技術(shù)不同于現(xiàn)有技術(shù)中的將所有磁面的磁道邊界都對齊,在所有磁面的相同存儲區(qū)內(nèi)使用給定的磁道。由于現(xiàn)有技術(shù)中的所有磁面中存儲區(qū)和磁道都是相同的,所以也就不需要特別標(biāo)志各個存儲區(qū)了。
圖8是一磁盤堆棧,包括磁盤8和9,磁盤表面均設(shè)有磁性涂層用來存儲和重放存儲信息,C8和C9分別是磁盤8和9的中心線。存儲區(qū)邊界只標(biāo)注在各磁盤的上磁面,例如磁盤8,存儲區(qū)邊界就是從中心線C8依據(jù)半徑所產(chǎn)生的Z6,Z7,Z8,Z9和Z10,而存儲邊區(qū)邊界Z7的內(nèi)徑和外徑分別為R2和R3,R6是磁盤8的最外端半徑。這些存儲區(qū)是建立在上述的圖表和數(shù)學(xué)計算的基礎(chǔ)上的,各存儲區(qū)使用的讀/寫頻率是唯一的,并且是建立在包括磁頭性能等各種因素的基礎(chǔ)上的。磁盤9的存儲區(qū)為Z8,Z9,Z10,Z11和Z12,這些存儲區(qū)將會在各讀/寫頭的性能的基礎(chǔ)上,在磁面11上被分別標(biāo)注出來。這些邊界是利用上述方程式和圖表獲得的。各磁盤的相同存儲區(qū)使用相同的存儲頻率,如磁盤9的存儲區(qū)8與磁盤8的存儲區(qū)8的存儲頻率是相同的。與現(xiàn)有技術(shù)相比較,磁盤8和9的各存儲邊界沒有對齊,而且兩磁盤對應(yīng)位置的存儲頻率也是不一樣的,例如磁盤9的存儲區(qū)Z12與其相對應(yīng)的磁盤8的位置處的存儲區(qū)Z10使用的是不同的頻率,而且半徑R2,R3,R4和R5也不同于半徑R7,R8,R9和R10。
本實用新型的另一實施例如圖9,與圖8相比較其磁盤12和13中的存儲邊界是對齊的(如圖中虛線所示),然而磁盤12與13相對應(yīng)位置的存儲區(qū)使用的讀/寫頻率是不同的。例如磁盤12最邊緣的存儲區(qū)使用的頻率為Z1,而磁盤13最邊緣對應(yīng)的存儲區(qū)使用的頻率為Z2。
本實用新型的具體的實施是一個1.8英寸的磁盤,用以說明怎樣使用目標(biāo)存儲區(qū)表和其它更進一步的圖表信息從而建立起存儲區(qū)邊界。如圖11所示,1.8英寸的磁盤14和15其各自的中心線為C14和C15,磁盤14的存儲區(qū)結(jié)構(gòu)是設(shè)在磁面16上,并且該結(jié)構(gòu)是在讀/寫傳感器的固定運轉(zhuǎn)高度的基礎(chǔ)上建立起來的,圖中的18即為該固定運轉(zhuǎn)高度的曲線,移動讀/寫傳感器(圖未標(biāo))到磁盤14的中心來獲得其性能測試。
至于磁盤15,存儲區(qū)結(jié)構(gòu)是建立在可變的運轉(zhuǎn)高度的讀/寫傳感器(圖未標(biāo))基礎(chǔ)上的,曲線19是傳感器在磁盤15的磁面17上的相關(guān)運轉(zhuǎn)高度的曲線,磁盤14和15中可利用的數(shù)據(jù)存儲區(qū)的確定是建立在磁頭的性能和目標(biāo)存儲尺寸表(如表1所示)中存儲區(qū)的使用上,其磁盤的旋轉(zhuǎn)速度大約在4500RPM。
表1目標(biāo)存儲尺寸
在HD#1的磁頭性能基礎(chǔ)上,目標(biāo)存儲區(qū)2到12是被用來數(shù)據(jù)存儲的,存儲區(qū)的結(jié)構(gòu)是使用存儲區(qū)的數(shù)字來標(biāo)注的。關(guān)于表1中的磁道的數(shù)量和實際使用的磁道的數(shù)量之間的考慮也是不能缺少的。表2是在存儲區(qū)中的磁道數(shù)量的整數(shù)調(diào)整。
表2磁道數(shù)量的舍入法調(diào)整
如圖11、表1和表2所示,第一個用于存儲數(shù)據(jù)的存儲區(qū)是Z2,其包括91個磁道,并且每一磁道包括42個扇區(qū)。存儲區(qū)Z2計算出來的磁道數(shù)量是90.3個,利用向上舍入法得到91個磁道。其它各磁道也與此相似。
每一存儲區(qū)的內(nèi)半徑和外半徑的物理位置如表3所示,其包括從中心線C14測量到的實際半徑(利用方程式計算得到的半徑)、內(nèi)半徑(ir)、外半徑(or)。
表3存儲區(qū)邊界的計算 (單位微米)
上述存儲數(shù)據(jù)的存儲區(qū)是從2到12,而NRZ的頻率范圍是從17.17Mhz到28.16Mhz。對于性能更佳的磁頭,就會選擇更高存儲頻率(NRZ頻率)的一組存儲區(qū)。例如使用圖5A中的磁頭HD#4具有比磁頭HD#1更好的性能特性,其可以使用存儲區(qū)10-20,其結(jié)構(gòu)布局不同于圖11中所示,但各存儲區(qū)的建立和邊界的確立方法是相同的。表4是高性能磁頭在使用存儲區(qū)10-20的特性表。
表4目標(biāo)存儲區(qū)尺寸
表5是對表4中在使用的存儲區(qū)的扇區(qū)基礎(chǔ)上,對計算得到的磁道數(shù)按照舍入法對其實際的磁道數(shù)量進行整數(shù)調(diào)整。
表5舍入法調(diào)整
表6是存儲區(qū)10-20的存儲區(qū)邊界的計算結(jié)果表6存儲區(qū)邊界的計算
比較圖11和表1,2,3中的磁頭-磁盤的容量特性和較佳性能的磁盤磁頭在表4,5和6中的容量特性,就可以得到較佳性能的磁頭-磁盤大大提高了數(shù)據(jù)存儲的容量。例如比較表1中第一磁頭的可使用扇區(qū)的總數(shù)與較佳性能的第二磁頭的可利用扇區(qū)的總數(shù)就可以得到,第一磁頭可利用的扇區(qū)數(shù)為83,455,而第二磁頭的可利用扇區(qū)數(shù)為121,838。本實用新型的可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)提供了利用較差性能的磁頭在較低的讀/寫頻率下使用的能力,并通過較佳性能的磁頭來彌補較低性能磁頭的使用所帶來的存儲容量的損失,從而達到改善總體的存儲容量。
圖14中是存儲區(qū)結(jié)構(gòu)的一個舉例,其是動態(tài)磁頭存儲磁盤驅(qū)動器25的俯視圖,同時與存儲區(qū)邊界的流程圖13A和上述及后述的方程式有關(guān)。磁盤驅(qū)動器25包括了一個固定在旋轉(zhuǎn)軸27上的磁盤26,該旋轉(zhuǎn)軸27由一旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(圖未示)帶動,還包括一磁盤夾28,用于使磁盤26和旋轉(zhuǎn)軸27固定在一起。C26是該旋轉(zhuǎn)軸27的中心也是磁盤26的中心。磁盤26和相關(guān)的旋轉(zhuǎn)發(fā)動機,旋轉(zhuǎn)式激勵器及電子組件被安裝在殼體29中,磁盤驅(qū)動器25的旋轉(zhuǎn)式激勵器具有磁頭桿30和一主體部31,該主體部31由一回轉(zhuǎn)樞心32支撐著。旋轉(zhuǎn)式激勵器包括一繞組33,其可與產(chǎn)生的磁通相配合,磁鐵34用于定位讀/寫傳感器35在磁盤26表面上的位置。磁盤驅(qū)動器25的旋轉(zhuǎn)式激勵器利用動態(tài)磁頭存儲裝置,其包括一可放置到凸塊39的凸面38上的起落拉桿37,該凸塊39用來提供讀/寫傳感器在動態(tài)讀取時停放之用的。圖中也標(biāo)志出了本磁盤驅(qū)動器的精確的角度和距離,例如線40表示從回轉(zhuǎn)樞心32到磁盤26的中心C26的距離,其用Dam表示,線41是從回轉(zhuǎn)樞心32到讀/寫傳感器35的間隙(圖未示)的距離,用Dag表示。
旋轉(zhuǎn)式激勵器固定在磁盤26的內(nèi)半徑和外半徑之間的42處,為了便于解釋,假定旋轉(zhuǎn)式激勵器在存儲區(qū)N處,那幺線40和線41之間的夾角就為θN。既然該磁盤驅(qū)動器是動態(tài)磁頭存儲型的磁盤驅(qū)動器,那幺最外端的可利用半徑(or)在起落拉桿37剛剛從磁盤26的表面升起時就確定了下來,同樣,最內(nèi)端的可利用半徑(ir)也在內(nèi)部急停處(圖未示)被確定下來。
圖13A使用來確定磁頭存儲邊界的步驟,該磁頭是按照流程圖12A和12C已經(jīng)被特性化的磁頭。尤其是在流程圖12A的存儲區(qū)規(guī)劃(模塊1207)中測試磁盤驅(qū)動器組合以確定可利用磁道數(shù)量和容量密度,另外對于不同的存儲區(qū)設(shè)置不同的讀/寫頻率以達到所有的存儲區(qū)都能被利用到。流程圖13A是存儲區(qū)規(guī)劃的具體步驟,現(xiàn)以磁頭HD#1連同表1-3為例加以描述在模塊1301中計算出參考頻率fRef,該頻率是Fr校正后的讀/寫傳感器的使用頻率,例如圖5A所描述的利用LOBER在標(biāo)準操作頻率fR下確定磁頭性能的技術(shù),可參考美國專利第5,408,367號,這樣磁頭性能的被測量出來,讀/寫頻率也被校正到適當(dāng)?shù)闹?,例如圖5A磁頭HD#1的校正后的操作頻率在f1處,它就是我們要得到的參考頻率fRef,其頻率大約為24.12Mhz,其值大約為fR處密度的80%,下面的方程式使用來計算fRef的fRef=fR*(密度調(diào)整系數(shù)) (7)頻率比率的計算是利用目標(biāo)存儲區(qū)的NRZ參考頻率(表3中各個目標(biāo)存儲區(qū)的頻率),通過方程式6計算得出來的RN=fNfRef---(6)]]>
其中,fRef代表調(diào)整的磁頭讀/寫頻率,fN在目標(biāo)存儲區(qū)內(nèi)的NRZ頻率。計算出的頻率比率的結(jié)果列出在表3的頻率比率一欄中。完成模塊1302后,在模塊1303中使用方程式8或方程式5就可以得到內(nèi)半徑(ir)的值ir=-b+b2(-4)(a)(c-RN)2a---(8)]]>這些存儲區(qū)內(nèi)半徑的結(jié)果列出在表3的實際半徑一欄中。
在模塊1304中是計算每個存儲區(qū)的外半徑(or),如圖11所示,由于每一個存儲區(qū)的外半徑都等于下一層存儲區(qū)的內(nèi)半徑,因此得到方程式9orN=irN+1(9)在模塊1305中計算出來的內(nèi)半徑和外半徑可能會超出動態(tài)磁頭存取的實際可利用的內(nèi)外半徑范圍,而且允許的內(nèi)外半徑也有可能不被使用而需要進行調(diào)整,請參考表3磁盤驅(qū)動器的存儲區(qū)內(nèi)外半徑在12.8毫米到22.77毫米之間才可以使用,比較表1和表3,只有存儲區(qū)2-12被利用,其范圍從存儲區(qū)2的內(nèi)半徑12.80毫米到存儲區(qū)12的外半徑22.77毫米,其余大于最大外半徑的數(shù)值均以最大外半徑為準,小于最小內(nèi)半徑的數(shù)值均以最小內(nèi)半徑為準。
在模塊1306中是將存儲區(qū)規(guī)劃的半徑轉(zhuǎn)化為磁道數(shù),在圖14中磁道N的角度θN的計算可以使用下述方程式θN=cos-1(Dam2+Dag2-rN22(Dam)(Dag))-θref---(10)]]>其中,角度θref是讀/寫傳感器35的縫隙定位在磁道上方時線40與線41之間的夾角,接下來利用方程式11確定出TN(磁道號)TN=Trackref-(θN)(Rad/Track) (11)其中,Dam和Dag是圖14中所示的距離,θref是上述的定義的角度,Trackref是在角θref處的磁道號,Rad/Track代表磁軌間距的弧度。
這樣就可以完成每個磁頭-磁盤組合的存儲區(qū)規(guī)劃。上述的步驟提供了每個存儲區(qū)的內(nèi)外半徑的性能,例如在表1-3中存儲區(qū)2-12被確定為可以利用的存儲區(qū),而且存儲區(qū)2的內(nèi)半徑為12.80毫米,外半徑為13.42毫米。在所有的存儲區(qū)邊界被確定下來后,如模塊1307所示,將存儲區(qū)邊界的數(shù)據(jù)及存儲區(qū)內(nèi)相應(yīng)的磁道頻率存儲在磁盤驅(qū)動器中的非易失性的記憶體中,這樣就為各個磁頭表面提供了一個查找表,例如圖7中提供的兩個磁頭表面的查找表。在模塊1308中,在上述信息的基礎(chǔ)上將磁盤表面格式化成數(shù)據(jù)存儲區(qū)的結(jié)構(gòu)。
本實用新型的另一優(yōu)點是提高磁盤的存儲密度,其通過優(yōu)化可利用的行程來實現(xiàn)的。請參閱圖4A,在現(xiàn)有技術(shù)中,是一個已經(jīng)確定了磁道數(shù)量的磁盤驅(qū)動器,假如在行程內(nèi)由于從外急停帶到內(nèi)急停帶發(fā)生變化,導(dǎo)致較少數(shù)量的磁道不能被利用,那幺這整個磁盤驅(qū)動器就會不能使用。但是按照本實用新型,磁盤驅(qū)動器的磁頭線移動到內(nèi)急停帶并存儲下磁道的數(shù)量,再通過磁盤表面移動到磁盤的外急停帶并存儲下磁道的數(shù)量,因此這些實際可利用的磁道數(shù)才會被確定下來并加以利用。通過最優(yōu)化行程以便所有的磁道都可以被利用,較長的行程會導(dǎo)致較低的線性存儲密度水平,從而減少磁頭的讀/寫頻率以達到預(yù)先的存儲容量,而且可以改進磁頭的誤碼率。讀/寫頻率的降低將所有磁頭備份到LOBER曲線,這樣就增加了安全系數(shù)。其分布曲線圖保持不變,只是平均值發(fā)生變化。例如圖10中,實線分布曲線圖是較短行程的性能曲線,μo是其原始的平均性能值,虛線是優(yōu)化后的曲線圖,μs是其平均性能值,其σ值相同,但位于TH值以下的磁頭的數(shù)量大大減少,因此通過可變的存儲區(qū)規(guī)劃來優(yōu)化行程,可以提高磁盤的存儲密度,即使在這些磁盤中有一兩個磁頭的性能值在TH值以下。在現(xiàn)有技術(shù)中,內(nèi)外急停帶的位置方差為σ2,那幺磁盤驅(qū)動器上的平均位置損失是6σ,另一種現(xiàn)有的磁盤驅(qū)動器偵測出一個急停帶就寫入磁道直到第二個急停帶被偵測出來,其平均的位置損失為 在本實用新型的磁盤驅(qū)動器不同于固定容量的磁盤驅(qū)動器,其密度是變化的,其平均位置損失是0,如果σ=0.03,那幺與現(xiàn)有技術(shù)相比較其獲得的平均密度增量為6.4%,因此在本實用新型中使用較長的行程同樣可以明顯增加磁盤驅(qū)動器的容量。
與本實用新型相關(guān)的利用驅(qū)動組件達到類似目的磁盤驅(qū)動器技術(shù)如美國專利第5,321,560號,其技術(shù)是利用已為大家所知的旋轉(zhuǎn)式激勵器或利用線性激勵器磁盤驅(qū)動器技術(shù)。其它相關(guān)專利如美國專利第5,469,314和5,379,171號。另外本實用新型技術(shù)可以利用在動態(tài)磁頭存儲的磁盤驅(qū)動器中,也可以利用在接觸起停的磁盤驅(qū)動器中。
權(quán)利要求1.一種可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)和磁道間距的磁盤驅(qū)動器,其組成包括一系列的磁盤,這些磁盤都具有第一磁表面及與第一磁表面相配合的第一讀/寫傳感器,其特征在于第一磁盤的第一磁表面包括多個記錄磁道,這些磁道之間按照第一間距彼此間隔一定的間距,第二磁盤的磁表面同樣包括多個記錄磁道,但這些磁道的間距是按照不同于第一間距的第二間距間隔一定距離,同時該第一和第二磁盤具有大致相等的數(shù)據(jù)存儲容量。
2.如權(quán)利要求1所述的可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)和磁道間距的磁盤驅(qū)動器,其特征在于這些磁盤都具有一第二磁表面及與第二磁表面相配合的第二讀/寫傳感器,該第一磁盤的第二磁表面包括多個記錄磁道,該第一磁盤的第一讀/寫傳感器具有第一磁道寬度,該第一磁盤的第二讀/寫傳感器具有第二磁道寬度,該第二磁道寬度大于第一磁道寬度,且第一和第二磁表面的磁道間距是第二磁道寬度的函數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)和磁道間距的磁盤驅(qū)動器,其特征在于該第一磁盤的第一磁表面上的磁道的數(shù)量與第二磁盤的第一磁表面上的磁道的數(shù)量是不同的。
4.一種可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)和磁道間距的磁盤驅(qū)動器,其組成包括一系列的磁盤,這些磁盤都具有第一磁表面及與第一磁表面相配合的第一讀/寫傳感器,其特征在于第一磁盤的第一磁表面包括多個按照第一磁道間距彼此間隔一定間距的記錄磁道和多個存儲區(qū),這些存儲區(qū)是按照第一邊界模式確定下來的半徑邊界;第二磁盤的磁表面同樣包括多個按照第二間距間隔的記錄磁道和多個存儲區(qū),這些存儲區(qū)是按照另一種邊界模式確定下來的半徑邊界,該第一磁道間距不同于第二磁道間距,并且該第一磁盤和第二磁盤的數(shù)據(jù)存儲容量是大致相同的。
5.如權(quán)利要求4所述的可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)和磁道間距的磁盤驅(qū)動器,其特征在于這些磁盤都具有一第二磁表面及與第二磁表面相配合的第二讀/寫傳感器,該第一磁盤的第二磁表面包括多個記錄磁道和多個存儲區(qū),這些存儲區(qū)是按照不同于第一邊界模式的第二邊界模式確定下來的半徑邊界。
6.如權(quán)利要求5所述的可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)和磁道間距的磁盤驅(qū)動器,其特征在于該第二磁盤的第二磁表面包括多個存儲區(qū),這些存儲區(qū)是按照第三邊界模式確定下來的半徑邊界,該第三邊界模式不同于另一種邊界模式,該第二邊界模式不同于另一種邊界模式。
7.如權(quán)利要求6所述的可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)和磁道間距的磁盤驅(qū)動器,其特征在于該第三邊界模式不同于第一邊界模式和第二邊界模式。
8.如權(quán)利要求4所述的可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)和磁道間距的磁盤驅(qū)動器,其特征在于該第一磁盤的第一磁表面的磁道數(shù)量是不同于第二磁盤的第一磁表面的磁道數(shù)量。
9.如權(quán)利要求5所述的可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)和磁道間距的磁盤驅(qū)動器,其特征在于該第一磁盤的第一磁表面具有第一數(shù)據(jù)存儲容量,該第一磁盤的第二磁表面具有第二數(shù)據(jù)存儲容量,該第一和第二數(shù)據(jù)存儲容量是不同的。
10.如權(quán)利要求5所述的可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)和磁道間距的磁盤驅(qū)動器,其特征在于該第一和第二磁盤的各磁表面都具有一數(shù)據(jù)存儲容量,該第一磁盤的存儲總?cè)萘颗c第二磁盤的存儲總?cè)萘肯嗟龋摰谝淮疟P的一個磁表面的數(shù)據(jù)存儲容量至少不同于第二磁盤的一個磁表面的數(shù)據(jù)存儲容量。
專利摘要一種可變存儲區(qū)結(jié)構(gòu)和磁道間距的磁盤驅(qū)動器,在這些磁盤的表面上分別設(shè)置一些性能特性,并且有相應(yīng)的讀/寫傳感器與其相配合。這些特性是從各磁道的寬度由讀/寫傳感器以特定的頻率獲取的。由于存儲區(qū)的邊界設(shè)計了獨特的性能以便傳感器區(qū)別,這樣就比預(yù)先將各存儲區(qū)的邊界信息固定在其存儲區(qū)上要好,另外磁盤表面的各存儲區(qū)邊界也不需要再對齊了。同樣地,當(dāng)多個磁盤同時使用時,各磁盤的存儲區(qū)邊界也可不再對齊。改進后的磁盤可以進一步提高磁盤的存儲密度。該磁盤的存儲方法就是利用磁道的厚度特性及磁道的間距區(qū)別各存儲區(qū)域的。
文檔編號G11B5/82GK2585363SQ0224877
公開日2003年11月5日 申請日期2002年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月17日
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