專利名稱：在磁盤驅(qū)動(dòng)器中使用螺旋伺服信息進(jìn)行伺服控制的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及到一種使用磁盤介質(zhì)存儲(chǔ)伺服信息的磁盤驅(qū)動(dòng)器，特別是，涉及到使用螺旋伺服信息的磁頭定位控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
通常，在以硬盤驅(qū)動(dòng)器為典型的磁盤驅(qū)動(dòng)器中，用于磁頭定位控制(伺服控制)的伺服信息被記錄在作為數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)的磁盤介質(zhì)上。在磁盤驅(qū)動(dòng)器中，利用磁頭讀出的伺服信息，磁頭被定位在磁盤介質(zhì)上的目標(biāo)位置(目標(biāo)磁道)。
磁頭在目標(biāo)位置處執(zhí)行數(shù)據(jù)的寫入或數(shù)據(jù)的讀取。通常，磁頭被分為讀磁頭和寫磁頭，讀磁頭讀取數(shù)據(jù)(包括伺服信息)，寫磁頭寫入數(shù)據(jù)。
記錄在磁盤介質(zhì)上的伺服信息通常被記錄在伺服扇區(qū)，這些扇區(qū)沿著圓周方向以規(guī)則的間隔排列，伺服扇區(qū)構(gòu)成了同心伺服磁道。在磁盤驅(qū)動(dòng)器中，基于伺服信息來定位的磁頭在磁盤介質(zhì)上形成的同心數(shù)據(jù)磁道中記錄用戶數(shù)據(jù)。
同時(shí)，建議一種磁盤驅(qū)動(dòng)器，在磁盤驅(qū)動(dòng)器的制造過程中該驅(qū)動(dòng)器使用記錄螺旋伺服信息而不是同心伺服信息的磁盤介質(zhì)，以提高在磁盤介質(zhì)上記錄伺服信息的伺服寫入步驟的效率(例如，參考日本專利申請(qǐng)KOKAI公開No.2005-32350)。在這種技術(shù)中，與使用同心伺服信息的情形相比，伺服寫入步驟的效率得以提高，因?yàn)閷懭肼菪欧畔⒉恍枰蓬^停頓時(shí)間，因此，伺服信息以較短時(shí)間被寫入磁盤介質(zhì)的整個(gè)表面上。
另一方面，在商業(yè)化的磁盤驅(qū)動(dòng)器中，要求在磁盤介質(zhì)上的同心數(shù)據(jù)磁道中寫入用戶數(shù)據(jù)(計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)和例如圖像的流數(shù)據(jù))。這是因?yàn)橥臄?shù)據(jù)磁道比螺旋磁道有更高的隨機(jī)存取效率。
然而，當(dāng)從螺旋伺服磁道讀伺服信息，并且相對(duì)于同心數(shù)據(jù)磁道執(zhí)行磁頭的定位時(shí)，伺服磁道的磁道中心線會(huì)從數(shù)據(jù)磁道的磁道中心線發(fā)生偏移，如果沒有任何措施，磁頭的定位精度會(huì)下降。所以，定位控制操作的效率下降，于是，到同心數(shù)據(jù)磁道的隨機(jī)存取性能下降。

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明的目的就是提供一種磁盤驅(qū)動(dòng)器，通過使用螺旋伺服信息，它能提高相對(duì)于同心數(shù)據(jù)磁道的磁頭定位控制的效率，并保證充分的隨機(jī)存取性能。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種磁盤驅(qū)動(dòng)器，通過使用螺旋伺服信息和假設(shè)了虛擬磁道中心線的虛擬伺服信息，該驅(qū)動(dòng)器能實(shí)現(xiàn)相對(duì)于同心數(shù)據(jù)磁道的高精度磁頭定位控制。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種磁盤驅(qū)動(dòng)器包括一個(gè)磁盤介質(zhì)，在其表面上，多個(gè)伺服扇區(qū)以規(guī)則的間隔排列，并有同心數(shù)據(jù)磁道形成，所述伺服扇區(qū)形成螺旋伺服磁道并存儲(chǔ)有伺服信息，所述同心數(shù)據(jù)磁道存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)；一個(gè)磁頭，它讀取伺服信息并在磁盤介質(zhì)上讀取/寫入用戶數(shù)據(jù)；以及一個(gè)控制器，它能夠基于磁頭讀出的伺服信息執(zhí)行磁頭的定位控制，基于伺服信息，假設(shè)了虛擬磁道中心線對(duì)應(yīng)著數(shù)據(jù)磁道中心線的控制器產(chǎn)生虛擬伺服信息，并基于該虛擬伺服信息將磁頭定位到一個(gè)目標(biāo)數(shù)據(jù)磁道。


參考附圖，現(xiàn)在來描述完成本發(fā)明各種特色的一個(gè)一般體系結(jié)構(gòu)。提供附圖及其相關(guān)描述來說明本發(fā)明的實(shí)施例，但并不限制本發(fā)明的范圍。
圖1是一個(gè)方框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的磁盤驅(qū)動(dòng)器的主要部分；圖2是一個(gè)示意圖，示出了根據(jù)本實(shí)施例的磁盤介質(zhì)上的伺服磁道；圖3是一個(gè)示意圖，示出了根據(jù)本實(shí)施例的磁盤介質(zhì)上的數(shù)據(jù)磁道；
圖4是一個(gè)示意圖，示出了記錄在本實(shí)施例中的伺服扇區(qū)上的伺服信息的結(jié)構(gòu)；圖5是一個(gè)示意圖，用來解釋本實(shí)施例中的伺服信息和同心伺服信息之間的差異；圖6是一個(gè)示意圖，用來解釋本實(shí)施例中的伺服信息和同心伺服信息之間的差異；圖7是本實(shí)施例中的伺服信息的示意圖；圖8是一個(gè)示意圖，示出了本實(shí)施例中的伺服信息的一個(gè)狀態(tài)；圖9是一個(gè)示意圖，示出了本實(shí)施例中的伺服信息的另一個(gè)狀態(tài)；圖10是一個(gè)示意圖，示出了再現(xiàn)本實(shí)施例中的柱面碼的方法；圖11是一個(gè)流程圖，示出了本實(shí)施例中的伺服信息的寫入過程；圖12是一個(gè)流程圖，示出了本實(shí)施例中的磁頭定位控制過程；圖13是一個(gè)流程圖，示出了本實(shí)施例的磁頭定位控制中的誤差確定過程；圖14A和14B是示意圖，示出了本實(shí)施例中的虛擬伺服信息；圖15是一個(gè)流程圖，示出了使用本實(shí)施例的虛擬伺服信息的定位控制；圖16是一個(gè)示意圖，示出了再現(xiàn)本實(shí)施例中的柱面碼的方法；圖17是一個(gè)方框圖，示出了本實(shí)施例中的磁頭定位控制系統(tǒng)；圖18是一個(gè)流程圖，示出了本實(shí)施例中的搜尋操作；圖19是一個(gè)示意圖，示出了該實(shí)施例中沒有修正的搜尋操作；圖20是一個(gè)示意圖，示出了該實(shí)施例中使用修正搜尋操作。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，解釋本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
磁盤驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)圖1是一個(gè)方框圖，示出了根據(jù)本實(shí)施例的一個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施例的磁盤驅(qū)動(dòng)器10是一個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器，它使用磁盤介質(zhì)11作為磁記錄介質(zhì)。磁盤介質(zhì)11存儲(chǔ)有伺服信息，如下面所描述的，這些信息構(gòu)成了一個(gè)螺旋形伺服磁道。磁盤介質(zhì)11被放入磁盤驅(qū)動(dòng)器10中，使得磁盤介質(zhì)11穩(wěn)固在主軸電動(dòng)機(jī)(SPM)13上，并作高速轉(zhuǎn)動(dòng)。
同時(shí)，磁盤驅(qū)動(dòng)器10有一個(gè)磁頭12，它包括一個(gè)從磁盤介質(zhì)11上讀取數(shù)據(jù)(伺服信息和用戶數(shù)據(jù))的讀磁頭12R，和一個(gè)把數(shù)據(jù)寫入磁盤介質(zhì)11的寫磁頭12W。磁頭12被安置在致動(dòng)器14上，該致動(dòng)器由音圈馬達(dá)(VCM)15驅(qū)動(dòng)。VCM驅(qū)動(dòng)器21通過為VCM 15提供驅(qū)動(dòng)電流來驅(qū)動(dòng)和控制它。致動(dòng)器14是一個(gè)移動(dòng)磁頭的裝置，用來將磁頭12定位到磁盤介質(zhì)11上的目標(biāo)部位(目標(biāo)磁道)。致動(dòng)器14由一個(gè)微處理器(CPU)19來驅(qū)動(dòng)和控制，如下面所述。
除了上面所描述的磁頭磁盤組件，磁盤驅(qū)動(dòng)器10還有一個(gè)前置放大器電路16、一個(gè)信號(hào)處理單元17、一個(gè)磁盤控制器(HDC)18，CPU 19、和一個(gè)存儲(chǔ)器20。
前置放大器電路16有一個(gè)讀放大器，能夠放大從磁頭12的讀磁頭輸出的讀數(shù)據(jù)信號(hào)；還有一個(gè)寫放大器，能夠?yàn)閷懘蓬^提供寫數(shù)據(jù)信號(hào)。特別是，寫放大器把從信號(hào)處理單元輸出的寫數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)化為寫電流信號(hào)，并將這個(gè)信號(hào)送給寫磁頭。
信號(hào)處理單元17是一個(gè)能夠處理讀/寫數(shù)據(jù)信號(hào)(包括對(duì)應(yīng)著伺服信息的伺服信號(hào))的信號(hào)處理單元，也被稱為讀/寫通道。信號(hào)處理單元17包含一個(gè)伺服解碼器，它能夠從伺服信號(hào)中再現(xiàn)伺服信息，如下面所述。
HDC 18具有驅(qū)動(dòng)器10和主機(jī)系統(tǒng)22(例如個(gè)人電腦或各種數(shù)字化裝置)之間的接口功能。HDC 18控制著讀/寫數(shù)據(jù)在磁盤11和主機(jī)系統(tǒng)22之間的轉(zhuǎn)移。
CPU 10是驅(qū)動(dòng)器10的主控制器，根據(jù)本實(shí)施例，它執(zhí)行磁頭的定位控制，以及用戶數(shù)據(jù)的一般讀/寫操作控制。存儲(chǔ)器20包含一個(gè)RAM和一個(gè)ROM，以及一個(gè)作為非易失性存儲(chǔ)器的閃存(EEPROM)，并存儲(chǔ)著用于CPU 19的控制的各種數(shù)據(jù)和程序。
磁盤介質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖2和3是示意圖，示出了根據(jù)本實(shí)施例的磁盤介質(zhì)11的結(jié)構(gòu)。
圖2是一個(gè)示意圖，示出了根據(jù)本實(shí)施例記錄在磁盤介質(zhì)11上的螺旋伺服信息(伺服圖形)的記錄狀態(tài)。伺服信息記錄在伺服扇區(qū)(用“+”記號(hào)表示)，該伺服扇區(qū)沿圓周方向按規(guī)則的間隔排列。伺服扇區(qū)110被配置為沿磁盤介質(zhì)11的徑向呈放射狀排列。另一方面，伺服扇區(qū)110被配置為，當(dāng)它們的中心線(磁道中心)與各自相鄰伺服扇區(qū)連接在一起時(shí)，形成一個(gè)螺旋形的伺服磁道100。簡言之，相鄰的伺服信息項(xiàng)在沿徑向移動(dòng)的位置中被寫下來。
圖3顯示了一種狀態(tài)，其中多個(gè)同心數(shù)據(jù)磁道200形成在磁盤介質(zhì)11上，螺旋伺服信息(伺服磁道100)在其中被寫下來。每個(gè)數(shù)據(jù)磁道200由多個(gè)數(shù)據(jù)扇區(qū)構(gòu)成，這些數(shù)據(jù)扇區(qū)被安排在伺服扇區(qū)之間。在本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)磁道200的磁道中心(中心線)TC與伺服磁道的磁道中心(中心線)SC并不重合。
圖4是一個(gè)示意圖，示出了記錄在伺服扇區(qū)110上的伺服信息項(xiàng)的結(jié)構(gòu)。
所述伺服信息項(xiàng)包括一個(gè)鋪墊(PAD)單元30、一個(gè)伺服標(biāo)記(SM)單元31、一個(gè)扇區(qū)單元32、一個(gè)地址單元33、和一個(gè)伺服脈沖圖形單元34。在圖4中，標(biāo)記W表示對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)磁道寬度之半的長度。
鋪墊單元30包括一個(gè)間隙和一個(gè)稱作伺服AGC的同步信號(hào)區(qū)。伺服標(biāo)記單元31是一個(gè)用于標(biāo)示伺服扇區(qū)的信號(hào)區(qū)。扇區(qū)單元32是一個(gè)扇區(qū)碼的記錄區(qū)域，用于標(biāo)示伺服扇區(qū)110。地址單元33是一個(gè)磁道碼(柱面碼)的記錄區(qū)域，用于標(biāo)示磁道(柱面)。伺服脈沖圖形單元34是一個(gè)記錄伺服脈沖圖形A到D的區(qū)域，用于探測伺服磁道中磁頭12的位置。
假設(shè)伺服脈沖圖形A到D之間的每個(gè)邊界是一個(gè)伺服中心SC，對(duì)應(yīng)著伺服脈沖圖形A和B間的邊界的伺服中心SC被稱作伺服磁道的磁道中心(中心線)SC。圖4示出了一種狀態(tài)，其中由柱面碼標(biāo)示的伺服磁道的磁道中心SC與數(shù)據(jù)磁道200的各個(gè)磁道中心TC相重合。
圖5是一個(gè)示意圖，示出了這樣一個(gè)情況，其中同心形成的伺服信息被記錄在磁盤介質(zhì)上。特別是，對(duì)應(yīng)著伺服脈沖圖形A和B的邊界的伺服中心(伺服磁道的磁道中心)SC在每個(gè)伺服扇區(qū)中位于同一徑向位置。伺服磁道的磁道中心SC與數(shù)據(jù)磁道200各個(gè)磁道中心TC相重合。
在該磁盤驅(qū)動(dòng)器中，在讀磁頭12R被定位在伺服磁道的磁道中心SC的狀態(tài)中，寫磁頭12W在數(shù)據(jù)磁道200上記錄用戶數(shù)據(jù)。
圖6是圖5的一個(gè)示意圖，示出了在一段時(shí)間內(nèi)從磁頭位置讀出的柱面碼(地址單元33的柱面號(hào))。特別是，讀磁頭12R總是從同一徑向位置讀出同一柱面碼。
伺服寫過程下面參考圖11解釋用來在磁盤介質(zhì)11上記錄本實(shí)施例的螺旋伺服信息的伺服寫過程。在本實(shí)施例中，解釋了一個(gè)使用自發(fā)伺服(self servo)寫入方法的過程，其中，伺服信息被寫在置于磁盤驅(qū)動(dòng)器10中的磁盤介質(zhì)11上。
首先，當(dāng)磁盤介質(zhì)被置于磁盤驅(qū)動(dòng)器10中的主軸電動(dòng)機(jī)13上，CPU 19開始運(yùn)行一個(gè)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器20中的執(zhí)行伺服寫操作的程序，從而開始了伺服信息寫操作。
具體說，CPU 19將磁頭12移動(dòng)到磁盤介質(zhì)11的最內(nèi)側(cè)圓周(步驟S1)上。然后，CPU 19開始以恒定的速度朝著磁盤介質(zhì)11的外側(cè)圓周移動(dòng)磁頭12(步驟S2)。CPU 19設(shè)置要記錄的伺服脈沖圖形(A到D)和柱面碼，并以伺服扇區(qū)0作為寫入的起點(diǎn)寫伺服圖形(步驟S3和S4)。具體說，CPU 19在磁盤介質(zhì)11的最內(nèi)側(cè)圓周上寫一圈伺服脈沖圖形A，寫一圈伺服脈沖圖形D，寫一圈伺服脈沖圖形B，寫一圈伺服脈沖圖形C。CPU 19在以恒定速度朝著外側(cè)圓周移動(dòng)磁頭12時(shí)重復(fù)這些步驟(步驟S5和S6)，而沒有磁頭12的移動(dòng)等待時(shí)間。
然后，當(dāng)要記錄的伺服脈沖圖形(A到D)和柱面碼在從磁盤介質(zhì)11的最內(nèi)側(cè)圓周到最外側(cè)圓周的幾乎整個(gè)表面上被寫下來的時(shí)候，CPU 19停止寫操作和磁頭的恒速移動(dòng)(步驟S7和S8)。
在這個(gè)步驟中，如果第一個(gè)伺服信息被寫在磁盤介質(zhì)11上，一個(gè)采用磁轉(zhuǎn)移方法的專用的(dedicated)伺服信息寫器件可用來替代伺服磁道記錄頭。進(jìn)一步說，在磁盤介質(zhì)11被放入磁盤驅(qū)動(dòng)器10中后，使用一種圖釘(push-pin)類型的伺服磁道記錄頭來寫第一個(gè)伺服信息。該圖釘類型的伺服磁道記錄頭在磁盤驅(qū)動(dòng)器10中操作磁頭12，因此在磁盤介質(zhì)11上寫下第一個(gè)伺服信息。
通過上述過程，伺服信息被寫在伺服扇區(qū)110上以形成如圖2所示的螺旋伺服磁道100。具體說，伺服扇區(qū)110的中心線像用畫筆一筆畫出來的圖畫一樣被連接起來。
然而，如圖9所示，當(dāng)伺服信息寫過程從扇區(qū)號(hào)碼0開始，一圈的寫過程在扇區(qū)N-1結(jié)束，伺服信息被記錄在移動(dòng)了0.5個(gè)磁道的徑向位置處。具體說，在螺旋伺服信息中，對(duì)應(yīng)著伺服脈沖圖形A和B的界面的伺服磁道的中心SC的徑向位置與數(shù)據(jù)磁道200的各個(gè)中心(下面用VTC描述)并不重合，而是從數(shù)據(jù)磁道200的中心移動(dòng)了0.5個(gè)磁道。
磁頭定位控制下面解釋的是，使用根據(jù)本實(shí)施例的螺旋伺服信息，用戶數(shù)據(jù)從同心數(shù)據(jù)磁道200讀取或?qū)懭氲那闆r下的磁頭定位控制。
根據(jù)本實(shí)施例，磁盤驅(qū)動(dòng)器10執(zhí)行著磁頭定位控制，使得磁頭讀取其中心SC構(gòu)成一個(gè)螺旋形的伺服信息，并在同心數(shù)據(jù)磁道200上寫入用戶數(shù)據(jù)。進(jìn)一步說，要求磁頭從同心數(shù)據(jù)磁道200上讀取用戶數(shù)據(jù)。
所以，在本實(shí)施例的磁頭定位控制中，假設(shè)虛擬的磁道中心(虛擬磁道中心線)VTC對(duì)應(yīng)著數(shù)據(jù)磁道200的中心，磁頭12被定位于虛擬磁道中心VTC(參考圖8和9)。
圖7是圖8和圖9的示意圖，示出了在某一時(shí)間從磁頭位置讀出的柱面碼(地址單元33的柱面號(hào))。具體說，因?yàn)樗欧畔⒈挥涗洺陕菪?，讀磁頭12R可以從同一個(gè)徑向位置處讀出不同的柱面碼。
接下來，參考圖12解釋在磁頭定位控制中執(zhí)行磁道跟蹤操作的過程。
在磁盤驅(qū)動(dòng)器10中，CPU 19通過用讀磁頭12R讀出伺服信息來識(shí)別目標(biāo)數(shù)據(jù)磁道200，并將讀磁頭12R或?qū)懘蓬^12W定位到目標(biāo)磁道200的中心。
具體說，讀磁頭12R從伺服扇區(qū)110讀出伺服信息。信號(hào)處理單元17從讀磁頭12R讀出的伺服信號(hào)中再現(xiàn)柱面碼和伺服脈沖圖形(A到D)(步驟S11)。
在這個(gè)過程中，如下面所述，CPU 19完成從信號(hào)處理單元17獲得的柱面碼的誤差確定(步驟S12)。接下來，基于虛擬磁道中心VCT，CPU 19把從伺服扇區(qū)110讀出的伺服信息中的伺服脈沖圖形(A到D)轉(zhuǎn)化為的修正了的虛擬伺服信息(S13)。
通過使用所述虛擬伺服信息，CPU 19把讀磁頭12R定位到虛擬磁道中心VCT，并讀出柱面碼。進(jìn)一步說，CPU 19基于柱面碼執(zhí)行搜尋控制計(jì)算，即，計(jì)算VCM 15的電流值，用以將磁頭定位到所述目標(biāo)柱面碼的目標(biāo)數(shù)據(jù)磁道中心(S14)。在磁盤介質(zhì)11被轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的同時(shí)，CPU 19對(duì)每個(gè)伺服扇區(qū)執(zhí)行這個(gè)過程(步驟S15，S16，S17)。
簡言之，CPU 19基于虛擬磁道中心VCT產(chǎn)生虛擬伺服信息，通過使用該虛擬伺服信息(修正的伺服脈沖圖形A和B)由讀磁頭12R執(zhí)行尋道操作。通過使用由定位的讀磁頭12R讀出的柱面碼，CPU 19執(zhí)行搜尋操作以將磁頭12定位到目標(biāo)數(shù)據(jù)磁道的中心。
再現(xiàn)柱面碼的方法圖10是一個(gè)示意圖，示出了一個(gè)狀態(tài)，其中柱面碼從伺服扇區(qū)(扇區(qū)號(hào)k)中讀出。如圖10所示，當(dāng)讀磁頭12R被定位在由箭頭140指示的圓周方向時(shí)，由讀磁頭12R讀出的柱面號(hào)從N-1增加到N。
假設(shè)在伺服扇區(qū)(扇區(qū)號(hào)k)中的柱面碼(地址)為CYL(k)，基于磁道位置x和其修正值x_crct，可以建立下面的方程(1)和(2)。
CYL(k)＝round(x+x_crct)(1)其中，round是一個(gè)算子，表示對(duì)數(shù)字進(jìn)行四舍五入。
x_crct＝0.5*k/n(2)其中n代表伺服扇區(qū)數(shù)。
x_crct的特性顯示在圖16中。
圖13是一個(gè)流程圖，示出了圖12的步驟S12中執(zhí)行的確定誤差的具體過程。具體說，基于由主機(jī)系統(tǒng)22設(shè)置的目標(biāo)柱面碼，以及由上述方程(2)所表示的修正值(x_crct)(步驟S21)，CPU 19在每個(gè)伺服扇區(qū)計(jì)算讀柱面碼預(yù)測值。
CPU 19對(duì)柱面碼預(yù)測值和由讀磁頭12R所實(shí)際讀出的柱面碼進(jìn)行比較，如果兩者一致，CPU 19確定所述柱面碼是正常的(步驟S22)。如果實(shí)際的柱面碼與預(yù)測值不相符，CPU 19就確定所讀柱面碼是錯(cuò)誤的。
圖14和15是示意圖，用于具體解釋虛擬伺服信息。
如上面所述，基于由讀磁頭12R讀出的伺服脈沖圖形A和B，CPU 19計(jì)算相對(duì)于伺服脈沖圖形A和B間的邊界位置的位置誤差。在本實(shí)施例中，因?yàn)樗欧畔⑹且月菪男问脚帕校?jì)算的位置誤差量xs有一個(gè)鋸齒波形141，如圖14(B)所示。
如圖14(A)所示，當(dāng)讀磁頭12R相對(duì)于以螺旋形排列的伺服脈沖圖形A和B在箭頭140的方向上被定位于同心數(shù)據(jù)磁道的中心TC時(shí)，位置誤差量xs用下面的方程(3)來表示。
xs＝xr-0.5*k/n (3)其中xr代表基于伺服脈沖圖形A和B的位置信息。
具體說，在使用以螺旋形式寫入的伺服信息的情況中，位置誤差量xs在伺服扇區(qū)間有變化。
所以，為了將磁頭定位到同心數(shù)據(jù)磁道的中心，CPU 19計(jì)算虛擬伺服信息(位置誤差量)，它有一個(gè)固定的值(142)，如圖14(B)所示。
虛擬伺服信息xi用下面的方程(4)表示。
xi＝xs+x_crct (4)
具體說，如圖15所示，使用基于以螺旋方式排列的伺服脈沖圖形A和B而計(jì)算的位置誤差量xs和修正值，CPU 19計(jì)算相對(duì)于同心數(shù)據(jù)磁道中心的位置誤差量(步驟S31)。換言之，虛擬伺服信息xi是將伺服扇區(qū)的磁道中心TC轉(zhuǎn)化為虛擬磁道中心VTC的信息。
在虛擬伺服信息xi的基礎(chǔ)上，CPU 19確定相對(duì)于以螺旋方式排列的伺服脈沖圖形而言，磁頭12是否被正常地定位到同心數(shù)據(jù)磁道的中心(VTC)(步驟S32)。如果磁頭12的定位是錯(cuò)誤的，CPU 19使記錄操作不能進(jìn)行，特別是使寫入數(shù)據(jù)不能進(jìn)行。
圖17是一個(gè)方框圖，顯示了本實(shí)施例的磁頭定位控制系統(tǒng)。
控制系統(tǒng)170具體就是由CPU 19執(zhí)行的控制操作。
在控制系統(tǒng)170中，位置信息檢測單元175從伺服信息(柱面碼和伺服脈沖值)檢測螺旋位置信息，其中所述伺服信息是從包含在信號(hào)處理單元17中的伺服解碼器輸出的。另一方面，如上面所述，修正量計(jì)算單元176為每個(gè)伺服扇區(qū)計(jì)算修正值。虛擬位置計(jì)算單元174基于鋸齒波形的位置信息和所述修正值來計(jì)算虛擬伺服信息(虛擬位置信息)xi。根據(jù)基于目標(biāo)柱面值的目標(biāo)位置和虛擬位置信息之間的差異，控制單元173控制驅(qū)動(dòng)器21并執(zhí)行磁頭12的定位控制。
圖18是一個(gè)流程圖，示出了包含在磁頭定位控制中的搜尋操作。
具體說，當(dāng)CPU 19從主機(jī)系統(tǒng)22收到目標(biāo)柱面(目標(biāo)磁道)時(shí)，CPU 19將目標(biāo)柱面轉(zhuǎn)化為目標(biāo)伺服地址(步驟S41和S42)。另一方面，由讀磁頭12R讀出的螺旋伺服信息通過信號(hào)處理電路17中的伺服解碼器解碼(步驟S43)。
CPU 19將每個(gè)伺服扇區(qū)的伺服信息轉(zhuǎn)化為虛擬伺服信息(從伺服信息中產(chǎn)生虛擬伺服信息)(步驟S44)。進(jìn)一步，CPU 19基于虛擬伺服信息執(zhí)行搜尋控制計(jì)算，以將磁頭12定位到同心數(shù)據(jù)磁道的中心(VTC)(步驟S45)。
CPU 19計(jì)算下一個(gè)伺服扇區(qū)的修正值，并對(duì)伺服地址和虛擬伺服信息進(jìn)行比較(步驟S46，S47)。如果比較的結(jié)果是，所述地址與所述虛擬伺服信息一致，那么通過將磁頭12定位到作為目標(biāo)柱面的同心數(shù)據(jù)磁道的中心(VTC)來結(jié)束所述搜尋操作。另一方面，如果所述地址與所述虛擬伺服信息不一致，CPU 19就從把下一個(gè)伺服扇區(qū)的伺服信息轉(zhuǎn)化為虛擬伺服信息這一步起重復(fù)這個(gè)處理(步驟S48)。
如上所述，在搜尋期間通過使用所述虛擬伺服信息來執(zhí)行磁頭移動(dòng)控制，在同心數(shù)據(jù)磁道上的數(shù)據(jù)讀/寫操作可以直接在搜尋操作結(jié)束后來執(zhí)行。具體說，對(duì)同心數(shù)據(jù)磁道的隨機(jī)搜尋操作可以通過使用螺旋伺服信息來有效地執(zhí)行。
圖19是一個(gè)示意圖，示出了一種情況，其中在該實(shí)施例中搜尋操作的執(zhí)行不需要修正。具體地說，在普通的搜尋操作中，當(dāng)通過使用螺旋伺服信息來控制磁頭12的移動(dòng)時(shí)，磁頭12被移向磁道中心TC。然而，記錄用戶數(shù)據(jù)的位置是對(duì)應(yīng)著同心數(shù)據(jù)磁道中心的虛擬磁道中心VTC，因此，在磁道跟蹤操作的開始會(huì)發(fā)生不連續(xù)的瞬間狀態(tài)。
圖20是一個(gè)示意圖，示出了一種情況，其中在本實(shí)施例中搜尋操作的執(zhí)行需要修正。具體地說，如圖18中的流程圖所示，在本實(shí)施例的搜尋操作中，當(dāng)通過使用虛擬伺服信息來控制磁頭12的移動(dòng)時(shí)，磁頭12被移向虛擬磁道中心VTC。所以，搜尋操作結(jié)束時(shí)，磁頭12被定位到同心數(shù)據(jù)磁道的中心，不會(huì)發(fā)生不連續(xù)的瞬時(shí)狀態(tài)。因此，就能夠?qū)崿F(xiàn)與使用同心伺服信息情況同樣的隨機(jī)存取操作。
如上所述，本實(shí)施例使用虛擬伺服信息，它假設(shè)虛擬磁道中心VTC對(duì)應(yīng)著記錄著螺旋伺服信息的磁盤介質(zhì)11上的同心數(shù)據(jù)磁道中心，因此能實(shí)現(xiàn)與使用同心伺服信息情形有同樣的存取性能的磁頭定位控制(搜尋操作和磁道跟蹤操作)。所以結(jié)果是，到同心數(shù)據(jù)磁道的隨機(jī)訪問的效率提高了。
根據(jù)該實(shí)施例，能夠提供一種磁盤裝置，它通過使用螺旋伺服信息有效地執(zhí)行到同心數(shù)據(jù)磁道的磁頭定位控制。所以，通過使用螺旋伺服信息，就提高了到同心數(shù)據(jù)磁道的隨機(jī)訪問的效率。
盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的某些實(shí)施例，這些實(shí)施例只是通過舉例的方式來呈現(xiàn)，并不打算限制本發(fā)明的范圍。的確，這里描述的新的方法和系統(tǒng)可以用多種其它形式來實(shí)施。進(jìn)一步說，可以對(duì)這里描述的方法和系統(tǒng)的形式進(jìn)行各種省略、替代和改變而不偏離本發(fā)明的精神。附隨的權(quán)利要求和它們的等價(jià)說法被打算用來覆蓋這些形式或修改，它們都在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于包括磁盤介質(zhì)，在其表面上，多個(gè)伺服扇區(qū)以規(guī)則的間隔排列，并有同心數(shù)據(jù)磁道形成，所述伺服扇區(qū)形成螺旋伺服磁道并存儲(chǔ)有伺服信息，所述同心數(shù)據(jù)磁道存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)；磁頭，其讀取所述伺服信息并在所述磁盤介質(zhì)上讀取/寫入所述用戶數(shù)據(jù)；以及控制器，其能夠基于所述磁頭讀出的所述伺服信息執(zhí)行所述磁頭的定位控制；基于所述伺服信息，具有假設(shè)的虛擬磁道中心線對(duì)應(yīng)著數(shù)據(jù)磁道中心線的所述控制器產(chǎn)生虛擬伺服信息，并基于所述虛擬伺服信息將所述磁頭定位到一個(gè)目標(biāo)數(shù)據(jù)磁道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述控制器基于所述磁頭從伺服扇區(qū)讀出的所述伺服信息中所包含的所述位置信息，計(jì)算所述磁頭偏離所述伺服磁道中心線的位置誤差；計(jì)算相對(duì)于所述虛擬磁道中心線的所述位置誤差的修正值；以及通過使用所述修正值，計(jì)算對(duì)應(yīng)著所述虛擬磁道中心線的位置信息，作為所述虛擬伺服信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述控制器基于所述磁頭從伺服扇區(qū)讀出的所述伺服信息中所包含的所述位置信息，計(jì)算所述磁頭偏離所述伺服磁道中心線的位置誤差；計(jì)算相對(duì)于所述虛擬磁道中心線的所述位置誤差的修正值；通過使用所述修正值，計(jì)算對(duì)應(yīng)著所述虛擬磁道中心線的位置信息，作為所述虛擬伺服信息；以及利用所述虛擬伺服信息，在所述磁頭的所述定位控制中所包含的搜尋操作中，移動(dòng)所述磁頭到目標(biāo)磁道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述控制器對(duì)柱面預(yù)測值和所述磁頭從伺服扇區(qū)之一讀出的實(shí)際柱面號(hào)進(jìn)行比較，其中所述柱面預(yù)測值是基于所述磁頭從一個(gè)伺服扇區(qū)讀出的扇區(qū)號(hào)，通過預(yù)測對(duì)應(yīng)著所述一個(gè)伺服扇區(qū)的柱面號(hào)來得到的；當(dāng)比較的結(jié)果為所述柱面預(yù)測值與實(shí)際柱面號(hào)不一致時(shí)，所述控制器進(jìn)行誤差的確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述控制器基于所述磁頭從伺服扇區(qū)讀出的所述伺服信息中所包含的位置信息，計(jì)算所述磁頭偏離所述伺服磁道中心線的位置誤差；計(jì)算相對(duì)于所述虛擬磁道中心線的所述位置誤差的修正值；通過使用所述修正值，計(jì)算對(duì)應(yīng)著所述虛擬磁道中心線的位置信息，作為所述虛擬伺服信息；以及通過在磁道跟蹤操作中使用所述虛擬伺服信息來執(zhí)行磁道跟蹤操作，以在所述磁頭的定位控制中把所述磁頭定位到所述虛擬目標(biāo)數(shù)據(jù)磁道的中心線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于當(dāng)不可能通過使用所述虛擬伺服信息將所述磁頭定位到所述目標(biāo)數(shù)據(jù)磁道的中心線上時(shí)，所述控制器執(zhí)行預(yù)定的誤差處理。
7.一種磁盤驅(qū)動(dòng)器中磁頭定位控制的方法，該驅(qū)動(dòng)器包含磁盤介質(zhì)，在其表面上，多個(gè)伺服扇區(qū)以規(guī)則的間隔排列，并有同心數(shù)據(jù)磁道形成，所述伺服扇區(qū)形成螺旋伺服磁道并存儲(chǔ)有伺服信息，所述同心數(shù)據(jù)磁道存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)；還包含磁頭，其讀取所述伺服信息并在所述磁盤介質(zhì)上讀取/寫入所述用戶數(shù)據(jù)，所述方法的特征在于包含通過由所述磁頭讀取所述伺服信息來再現(xiàn)所述伺服信息；假設(shè)磁道中心線對(duì)應(yīng)著所述數(shù)據(jù)磁道的中心線，產(chǎn)生虛擬伺服信息；以及基于所述虛擬伺服信息將所述磁頭定位到目標(biāo)數(shù)據(jù)磁道上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于所述產(chǎn)生所述虛擬伺服信息包括基于由所述磁頭從所述伺服扇區(qū)讀取的所述伺服信息中所包含的位置信息，計(jì)算所述磁頭偏離所述伺服磁道中心線的位置誤差；計(jì)算相對(duì)于所述虛擬磁道中心線的位置誤差的修正值；以及通過利用所述修正值計(jì)算對(duì)應(yīng)著所述虛擬磁道中心線的位置信息，作為所述虛擬伺服信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于所述將所述磁頭定位包括通過利用所述虛擬伺服信息，在所述磁頭的定位控制中包含的搜尋操作中，將所述磁頭移動(dòng)到所述目標(biāo)磁道。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于所述將所述磁頭定位包括通過在磁道跟蹤操作中使用所述虛擬伺服信息來執(zhí)行磁道跟蹤操作，以在所述磁頭的定位控制中把所述磁頭定位到所述虛擬目標(biāo)數(shù)據(jù)磁道的中心線。
全文摘要
在使用磁盤介質(zhì)(11)存儲(chǔ)螺旋伺服信息的磁盤驅(qū)動(dòng)器中，CPU(19)產(chǎn)生虛擬伺服信息，它假設(shè)虛擬磁道中心對(duì)應(yīng)著同心數(shù)據(jù)磁道的中心。CPU(19)執(zhí)行控制，通過使用虛擬伺服信息把磁頭(12)定位到同心數(shù)據(jù)磁道的中心。
文檔編號(hào)G11B21/10GK1959810SQ20061013927
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月1日
發(fā)明者佐渡秀夫, 谷津正英, 巖代雅文, 中島彰治, 水越圣二, 高原真一郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝