專利名稱：使用伺服數(shù)據(jù)控制飛行高度的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于訪問存儲(chǔ)介質(zhì)的系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及用于確定讀/寫頭組件相對(duì)于存儲(chǔ)介質(zhì)的位置的系統(tǒng)和方法。 本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例提供了存儲(chǔ)設(shè)備。這種存儲(chǔ)設(shè)備包括其上有伺服數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)介質(zhì)。相對(duì)于存儲(chǔ)介質(zhì)布置讀/寫頭組件?；谒欧娘w行高度調(diào)節(jié)電路經(jīng)由讀/寫頭組件接收伺服數(shù)據(jù)，并且基于所接收的數(shù)據(jù)來計(jì)算第一諧波比并且將第一諧波比與第二諧波比進(jìn)行比較來確定讀/寫頭組件與存儲(chǔ)介質(zhì)之間的距離上的誤差。
5
在上述實(shí)施例的一些情況下，伺服數(shù)據(jù)包括前同步碼(preamble)圖案。在這種情況中，基于伺服的飛行高度調(diào)節(jié)電路至少接收對(duì)應(yīng)于前同步碼圖案的第一樣本集和對(duì)應(yīng)于前同步碼圖案的第二樣本集。計(jì)算第一諧波比包括至少對(duì)第一樣本集和第二樣本集求平均以產(chǎn)生平均樣本集；基于平均樣本集計(jì)算至少兩個(gè)諧波；并且計(jì)算兩個(gè)諧波的比例。在一些情況下，基于平均樣本集計(jì)算至少兩個(gè)諧波的步驟包括執(zhí)行離散傅里葉變換。在一種或多種情況中，前同步碼圖案是4T前同步碼圖案(即，半速率前同步碼)并且平均樣本集包括八個(gè)樣本。在這種情況下，兩個(gè)諧波中的一個(gè)是一次諧波而另一個(gè)是三次諧波。在這種情況下，計(jì)算第一諧波比包括計(jì)算一次諧波與三次諧波或者三次諧波比一次諧波的比。
在一些情況下，用來產(chǎn)生平均樣本集的樣本源自于存儲(chǔ)介質(zhì)上的兩個(gè)或更多不同的扇區(qū)。在上述實(shí)施例的一些情況下，基于伺服的飛行高度調(diào)節(jié)電路包括數(shù)字鎖相環(huán)電路，其調(diào)節(jié)采樣時(shí)鐘的相位以使采樣時(shí)鐘與所接收的數(shù)據(jù)流同步。在這種情況下，用來產(chǎn)生平均樣本集的樣本中的一些可以是從在使采樣時(shí)鐘與輸入數(shù)據(jù)流同步之前采樣的數(shù)據(jù)得到的。這可以通過使用最初用來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣的采樣時(shí)鐘與同步的采樣時(shí)鐘之間的相位差內(nèi)插數(shù)據(jù)來進(jìn)行。 本發(fā)明的其它實(shí)施例提供了基于伺服數(shù)據(jù)識(shí)別距離誤差的方法。這種方法包括提供對(duì)應(yīng)于已知位置的第一諧波比；提供包括伺服數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)介質(zhì)；使用讀/寫頭組件從存儲(chǔ)介質(zhì)中訪問伺服數(shù)據(jù)；基于該伺服數(shù)據(jù)計(jì)算第二諧波比；以及將第一諧波比與第二諧波比進(jìn)行比較以確定距離誤差。在上述實(shí)施例的一些情況下，在初始化階段期間計(jì)算第一諧波比，并且第一諧波比對(duì)應(yīng)于已知的飛行高度。在上述實(shí)施例的一些情況下，該方法還包括調(diào)節(jié)從讀/寫頭組件到存儲(chǔ)介質(zhì)的距離使得距離誤差減小。 在上述實(shí)施例的各種情況中，伺服數(shù)據(jù)包括前同步碼圖案。使用讀/寫頭組件從存儲(chǔ)介質(zhì)訪問伺服數(shù)據(jù)的步驟包括執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，在其中至少產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于前同步碼圖案的第一樣本集和對(duì)應(yīng)于前同步碼圖案的第二樣本集。計(jì)算第二諧波比包括至少對(duì)第一樣本集和第二樣本集求平均以產(chǎn)生平均樣本集；基于平均樣本集計(jì)算至少兩個(gè)諧波；并且計(jì)算兩個(gè)諧波的比。在一些情況下，基于平均樣本集計(jì)算至少兩個(gè)諧波的步驟包括執(zhí)行離散傅里葉變換。在各種情況中，前同步碼圖案是4T前同步碼圖案并且平均樣本集包括八個(gè)樣本。至少兩個(gè)諧波中的一個(gè)是一次諧波而至少兩個(gè)諧波中的另一個(gè)是三次諧波。計(jì)算第二諧波比包括計(jì)算一次諧波與三次諧波的比或者計(jì)算三次諧波與一次諧波的比。在一種或多種情況中，第一樣本集是從第一扇區(qū)中的前同步碼圖案得到的，而第二樣本集是從第二扇區(qū)中的前同步碼圖案得到的。 在上述實(shí)施例的一些情況下，該方法還包括使采樣時(shí)鐘與伺服數(shù)據(jù)同步。在這種情況下，第一樣本集可以通過內(nèi)插在使采樣時(shí)鐘同步之前接收的伺服數(shù)據(jù)來得到。在這種情況下，第二樣本集可以從使用采樣時(shí)鐘采樣的伺服數(shù)據(jù)直接得到。 本發(fā)明還有其它實(shí)施例提供了基于伺服的飛行高度調(diào)節(jié)電路。這種電路包括存儲(chǔ)器，其保持對(duì)應(yīng)于前同步碼圖案的第一部分的第一樣本集。另外，獲得對(duì)應(yīng)于前同步碼圖案的第二部分的第二樣本集。包括了內(nèi)插電路，其可用來將第一樣本集內(nèi)插到約等于第二樣本集的相位位置。樣本平均電路至少接收第一樣本集和第二樣本集，執(zhí)行求平均計(jì)算，并且提供平均樣本集。離散傅里葉變換電路接收平均樣本集并且計(jì)算至少一個(gè)諧波，并且比較器將該至少一個(gè)諧波與先前計(jì)算的諧波值進(jìn)行比較以產(chǎn)生距離誤差。在這種情況下， 一個(gè)諧波與較早計(jì)算的諧波的比較可以用來產(chǎn)生距離誤差?；蛘撸瑑蓚€(gè)諧波可以被結(jié)合為諧波比并且與較早確定的諧波比進(jìn)行比較來確定距離誤差。 在上述實(shí)施例的一些情況下，該至少一個(gè)諧波是第一諧波而先前計(jì)算的諧波值是
先前計(jì)算的諧波比。在這種情況下，離散傅里葉變換電路還計(jì)算第二諧波。包括諧波比計(jì)算器，其可用來計(jì)算第一諧波與第二諧波的新計(jì)算的諧波比。上述第一諧波是一個(gè)非零的
諧波(例如，一次諧波、三次諧波等等......)，而上述第二諧波是另一個(gè)非零的諧波(例
如， 一次諧波、三次諧波等等......)。將該至少一個(gè)諧波與先前計(jì)算的諧波值進(jìn)行比較的
步驟包括將新計(jì)算的諧波比與先前計(jì)算的諧波比進(jìn)行比較。在一種或多種情況中，該電路還包括鎖相環(huán)電路，該鎖相環(huán)電路可用來使采樣時(shí)鐘與伺服數(shù)據(jù)同步。在這種情況中，可以在使采樣時(shí)鐘同步之前獲得對(duì)應(yīng)于前同步碼圖案的第一樣本集。 此發(fā)明內(nèi)容僅僅提供了本發(fā)明的一些實(shí)施例的概要。從以下詳細(xì)描述、所附權(quán)利要求和附圖中，本發(fā)明的許多其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)和其它實(shí)施例將變得更完全地清楚明白。


可以參考在本說明書其余部分中描述的圖來進(jìn)一步理解本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。在圖中，在整個(gè)若干附圖中使用相似的附圖標(biāo)記來指示類似的組件。在一些情況下，由小寫字母組成的子標(biāo)記與附圖標(biāo)記相關(guān)聯(lián)來表示多個(gè)類似的組件中的一個(gè)。當(dāng)在沒有說明存在的子標(biāo)記的情況下提及附圖標(biāo)記時(shí)，意圖指的是所有這樣的多個(gè)類似的組件。
圖1描述了現(xiàn)有的包括伺服數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)介質(zhì)； 圖2A描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的包括讀取通道的存儲(chǔ)設(shè)備，所述讀取通道具有基于伺服的飛行高度控制電路； 圖2B描述了相對(duì)于圖2A的盤片(disk platter)布置的圖2A的讀/寫頭組件；
圖3描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的包括基于伺服的飛行高度控制電路的數(shù)據(jù)處理電路的一部分； 圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的使用伺服數(shù)據(jù)提供飛行高度控制的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及用于訪問存儲(chǔ)介質(zhì)的系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及用于確定讀/寫頭組件相對(duì)于存儲(chǔ)介質(zhì)的位置的系統(tǒng)和方法。 本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例提供了使用從分布在存儲(chǔ)介質(zhì)上的伺服數(shù)據(jù)接收的數(shù)據(jù)來監(jiān)視和/或調(diào)節(jié)飛行高度的能力。在上述實(shí)施例的一些情況下，基于與伺服數(shù)據(jù)的前同步碼字段相對(duì)應(yīng)的樣本來執(zhí)行飛行高度控制。在一些情況下，僅僅使用在完成了對(duì)采樣時(shí)鐘的相位和頻率的調(diào)節(jié)之后接收的前同步碼字段的樣本。在這種情況下，在接收到足夠數(shù)量的樣本之前處理可以延伸跨過許多扇區(qū)。在上述實(shí)施例的各種情況中，將在充分建立了采樣時(shí)鐘的相位和/或頻率之前接收的樣本存儲(chǔ)到緩沖器。 一旦建立了相位和頻率，則可以將較早存儲(chǔ)的樣本內(nèi)插并且用作飛行高度控制的一部分。通過這樣做，可以使用來自更少扇區(qū)的伺服數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)飛行高度控制。只是作為本發(fā)明實(shí)施例的某些優(yōu)點(diǎn)，不需要為執(zhí)行飛行高度控制而設(shè)計(jì)的特殊圖案。這使得減少了在存儲(chǔ)介質(zhì)上要求的控制信息并且相應(yīng)增加了存儲(chǔ)介質(zhì)上的可用存儲(chǔ)區(qū)域。此外，使用這種方法，由于在這種讀取和寫入期間還訪問用來執(zhí)行飛行高度控制的信息，因此可以與到存儲(chǔ)介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)讀取和寫入訪問并行地來進(jìn)行飛行高度的監(jiān)視與控制?；谠谶@里提供的公開內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到通過實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)的各種其它優(yōu)點(diǎn)。 圖1示出了存儲(chǔ)介質(zhì)100，其具有由虛線表示的兩個(gè)示例性的軌道(track) 150、155。軌道具有被寫在楔形區(qū)(wedge) 160、 165 (在這里這些楔形區(qū)可以被稱作伺服扇區(qū)或多個(gè)伺服扇區(qū))內(nèi)的嵌入的伺服數(shù)據(jù)。這些楔形區(qū)包括伺服數(shù)據(jù)圖案110，其用于在存儲(chǔ)介質(zhì)100上的期望位置上控制和同步讀/寫頭組件。具體來說，這些楔形區(qū)一般包括前同步碼圖案152，其后跟隨有伺服地址標(biāo)記154 (SAM)。伺服地址標(biāo)記154之后為格雷碼156，而格雷碼156之后為猝發(fā)信息158。應(yīng)當(dāng)注意，雖然示出了兩個(gè)軌道和兩個(gè)楔形區(qū)，但是在給定的存儲(chǔ)介質(zhì)上通常包括上百個(gè)軌道和楔形區(qū)。此外，應(yīng)當(dāng)注意，伺服數(shù)據(jù)集可以具有兩個(gè)或更多字段的猝發(fā)信息。在一些情況下，可以將隔離(spacer)布置在前同步碼圖案152、伺服地址標(biāo)記154、格雷碼156和/或猝發(fā)信息158中的一個(gè)或多個(gè)之間。
在操作中，將來自存儲(chǔ)介質(zhì)100的數(shù)據(jù)提供到讀取通道電路(未示出)作為串行流。讀取通道電路用來檢測(cè)前同步碼圖案152。前同步碼圖案152表現(xiàn)出特定的相位和頻率。該相位和頻率信息用來恢復(fù)采樣時(shí)鐘，該采樣時(shí)鐘用來對(duì)伺服數(shù)據(jù)圖案110的其余部分進(jìn)行采樣。具體來說，伺服地址標(biāo)記154被識(shí)別并且其位置被用于對(duì)格雷碼156和猝發(fā)信息158的位置進(jìn)行定時(shí)。 轉(zhuǎn)向圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的包括基于伺服扇區(qū)的飛行高度控制電路214的存儲(chǔ)系統(tǒng)200。存儲(chǔ)系統(tǒng)200可以是例如硬盤驅(qū)動(dòng)器。另外，存儲(chǔ)系統(tǒng)200包括接口控制器220、前置放大器212、硬盤控制器266、電機(jī)控制器268、主軸電機(jī)272 、盤片278和讀/寫頭組件276。接口控制器220控制去往/來自盤片278的數(shù)據(jù)的尋址和定時(shí)。盤片278上的數(shù)據(jù)由多組磁信號(hào)組成，當(dāng)讀/寫頭組件正確地定位在盤片278上方時(shí)，通過讀/寫頭組件276可以檢測(cè)到該磁信號(hào)。在典型的讀/寫操作中，通過電機(jī)控制器268將讀/寫頭組件276準(zhǔn)確地定位在盤片278上的期望的數(shù)據(jù)軌道上方。通過在硬盤控制器266的指引下將讀/寫頭組件移動(dòng)到盤片278上正確的數(shù)據(jù)軌道，電機(jī)控制器268相對(duì)于盤片278定位讀/寫頭組件276并且驅(qū)動(dòng)主軸電機(jī)272。主軸電機(jī)272以確定的旋轉(zhuǎn)速率(RPM)旋轉(zhuǎn)盤片278。讀取通道電路210從前置放大器212接收信息，并且如本領(lǐng)域中已知的那樣執(zhí)行數(shù)據(jù)解碼/檢測(cè)處理以將最初寫到盤片278的數(shù)據(jù)恢復(fù)為讀數(shù)據(jù)203。另外，讀取通道電路210接收寫數(shù)據(jù)201，并且以如本領(lǐng)域中已知的可寫到盤片278的形式將它提供給前置放大器212。 基于伺服扇區(qū)的飛行高度補(bǔ)償電路214接收來自前置放大器212的數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換。根據(jù)該信息，基于伺服扇區(qū)的飛行高度補(bǔ)償電路214利用表現(xiàn)出至少兩個(gè)諧波的4T前同步碼來產(chǎn)生飛行高度調(diào)節(jié)值。圖2B描述了示例性的飛行高度295，其是讀/寫頭組件276與盤片278之間的距離。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，按照下面關(guān)于圖3所述的電路來實(shí)現(xiàn)基于伺服扇區(qū)的飛行高度補(bǔ)償電路214。 在操作中，將讀/寫頭組件278定位為鄰近正確的數(shù)據(jù)軌道，并且隨著盤片278被主軸電機(jī)272轉(zhuǎn)動(dòng)，表示盤片278上的數(shù)據(jù)的磁信號(hào)由讀/寫頭組件276感測(cè)。將所感測(cè)的磁信號(hào)提供作為表示盤片278上的磁數(shù)據(jù)的連續(xù)的、微小的模擬信號(hào)。將此微小的模擬信號(hào)從讀/寫頭組件276經(jīng)由前置放大器212傳送到讀取通道電路210。前置放大器212可用來調(diào)整從盤片278訪問的微小的模擬信號(hào)。另外，前置放大器212可用來調(diào)整來自讀取通道電路210的預(yù)定要被寫到盤片278的數(shù)據(jù)。接著，讀取通道電路210解碼并數(shù)字化所接收的模擬信號(hào)以重新創(chuàng)建最初寫到盤片278的信息。將此數(shù)據(jù)作為讀數(shù)據(jù)203提供給接收電路。寫操作基本上和先前的讀取操作相反，將寫數(shù)據(jù)201提供給讀取通道模塊210。然后將此數(shù)據(jù)編碼并寫到盤片278。在讀取和寫入過程期間(或在脫機(jī)(offline)時(shí)間期間)，基于伺服扇區(qū)的飛行高度補(bǔ)償電路214接收前同步碼圖案。使用離散傅里葉變換分析該前同步碼圖案以產(chǎn)生至少兩個(gè)非零的諧波。計(jì)算兩個(gè)諧波之間的比，并且將所計(jì)算的比與先前確定的比進(jìn)行比較以檢測(cè)任何改變。先前確定的比與已知的飛行高度相關(guān)聯(lián)，因而所檢測(cè)的改變對(duì)應(yīng)于飛行高度的變化。基于所檢測(cè)的變化，計(jì)算并且應(yīng)用對(duì)應(yīng)的飛行高度調(diào)節(jié)值。在操作中，上述飛行高度調(diào)節(jié)用于減少所檢測(cè)的變化。所關(guān)心的是，基于伺服扇區(qū)的飛行高度補(bǔ)償電路214在標(biāo)準(zhǔn)讀取過程和標(biāo)準(zhǔn)寫入過程中的任一個(gè)或兩者期間提供閉環(huán)飛行高度控制。 轉(zhuǎn)向圖3，示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理電路300，其包括基于伺服的飛行高度控制電路。除了基于伺服的飛行高度控制電路之外，數(shù)據(jù)處理電路300還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器310以及數(shù)字鎖相環(huán)電路340。所包括的基于伺服的飛行高度控制電路包括存儲(chǔ)器315、相位/頻率偏移計(jì)算器345、內(nèi)插濾波器320、樣本平均電路325、離散傅里葉變換電路330、諧波比計(jì)算電路335、原始諧波比存儲(chǔ)器350和比較器355。模數(shù)轉(zhuǎn)換器310接收輸入305。模數(shù)轉(zhuǎn)換器310可以是能夠接收模擬輸入并且基于采樣時(shí)鐘342對(duì)模擬輸入進(jìn)行采樣的任何模數(shù)轉(zhuǎn)換器?；谠谶@里提供的公開內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例可以使用各種模數(shù)轉(zhuǎn)換器。采樣過程產(chǎn)生了對(duì)應(yīng)于輸入305的一系列數(shù)字樣本312。在一些情況下，輸入305源于從磁存儲(chǔ)介質(zhì)感測(cè)信息的讀/寫頭組件(未示出)。在讀通道中通過模擬前端電路(未示出)將所感測(cè)的信息轉(zhuǎn)換為輸入305?；谠谶@里提供的公開內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到輸入305的各種潛在的來源。
將數(shù)字樣本312提供給數(shù)字鎖相環(huán)電路340。數(shù)字鎖相環(huán)電路340可用來基于數(shù)字樣本312調(diào)節(jié)采樣時(shí)鐘342的相位和/或頻率。在一些情況中，數(shù)字鎖相環(huán)電路340包括可用來檢測(cè)前同步碼圖案的檢測(cè)器，根據(jù)該前同步碼圖案得到相位和/或頻率信息。這可以使用本領(lǐng)域中已知的用于從所接收的數(shù)據(jù)流恢復(fù)時(shí)鐘的任何處理來進(jìn)行。例如，可以按照在現(xiàn)有硬盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中使用的前同步碼檢測(cè)器和時(shí)鐘恢復(fù)電路來實(shí)現(xiàn)數(shù)字鎖相環(huán)電路340。同時(shí)，將數(shù)字樣本312存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器315。存儲(chǔ)器315可以是任何類型的存儲(chǔ)器。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器315是隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，該隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器被布置為FIFO存儲(chǔ)器。 將采樣時(shí)鐘342提供給相位和頻率偏移計(jì)算器電路345。相位和頻率偏移計(jì)算器345可用來針對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器315中的每一個(gè)樣本識(shí)別相位偏移。相位偏移是在用來對(duì)數(shù)字樣本312中的特定數(shù)字樣本進(jìn)行采樣的采樣時(shí)鐘342的實(shí)例(instance)與采樣時(shí)鐘342的同步實(shí)例之間的相位差。例如，在處理數(shù)字樣本312的許多個(gè)實(shí)例之后，采樣時(shí)鐘342可以被認(rèn)為與輸入305同步。在此過程期間，從將數(shù)字樣本312的第一個(gè)樣本存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器315直到采樣時(shí)鐘342被同步時(shí)，采樣時(shí)鐘342的相位可以移動(dòng)許多度x(即，相位偏移)?？梢愿鶕?jù)下列推導(dǎo)的公式來計(jì)算相位偏移值X。首先，誤差由下列公式定義
= -(") — -(") 其中伊(n)是采樣時(shí)鐘342的相位，并且n是指定前同步碼圖案的特定樣本的整 數(shù)。》(《)由下面的公式來定義 A打)二 & + 其中伊0是與^的初始相位偏移，而f。是初始頻率偏移。在實(shí)現(xiàn)同步之后相位的平
均值(即，從&到rg由下面的公式來定義
"I "2
^ (: ，"2)=——^ z 二 a +
-+ 1園i 2
"2 - "1 + 1 "2
在此公式中，ni是與采樣時(shí)鐘342被認(rèn)為是同步的點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的樣本，并且n2是在 同步過程完成之后接收到的前同步碼的稍后的樣本。基于此公式，可以使用下列公式來估 計(jì)^0和f。 /。 =~~^——^ X！
，以及 A 二
0 0 在本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例中，ni和n2的值分別為66和104。代入上述，可以根 據(jù)下列公式來計(jì)算相位偏移的值 對(duì)于n二l、2........n3，相位偏移=—[A+"/o] 其中n3小于n" 將所計(jì)算的相位偏移值x提供給內(nèi)插濾波器320，該內(nèi)插濾波器320內(nèi)插第一樣本 以使它與使用采樣時(shí)鐘342的同步實(shí)例采樣的稍后的樣本一致。內(nèi)插濾波器320可以是本 領(lǐng)域中已知的能夠內(nèi)插所接收的樣本以與確定相位對(duì)應(yīng)的任何電路。針對(duì)在采樣時(shí)鐘342 被同步之前產(chǎn)生的數(shù)字樣本312的各個(gè)樣本中的每一個(gè)，確定不同的相位偏移值(對(duì)應(yīng)于n 的不同值)。因此，例如，從將數(shù)字樣本312中的另一樣本存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器315直到采樣時(shí)鐘 342被同步時(shí)，采樣時(shí)鐘342的相位可以移動(dòng)許多度y。類似地，將值y提供給內(nèi)插濾波器 320，該內(nèi)插濾波器320內(nèi)插另一樣本以使它與使用采樣時(shí)鐘342的同步實(shí)例采樣的稍后的 樣本一致?？梢詫⒋藘?nèi)插過程應(yīng)用于在使采樣時(shí)鐘342同步之前接收的多個(gè)樣本。
采樣時(shí)鐘342的同步狀態(tài)由前同步碼/同步建立信號(hào)360來指示。當(dāng)回路的反饋 誤差到達(dá)限定的閾值以下時(shí)，通過數(shù)字鎖相環(huán)電路340斷言(assert)前同步碼/同步建立 信號(hào)360。 一旦采樣時(shí)鐘342被同步，則將由同步的采樣時(shí)鐘342采樣的數(shù)字樣本312直接 提供給在其中計(jì)算連續(xù)平均的樣本平均電路325。另外，將已經(jīng)使用內(nèi)插濾波器320內(nèi)插 的樣本提供給樣本平均電路325，在該樣本平均電路325中它們也被結(jié)合到連續(xù)的平均中。 可以逐個(gè)周期地進(jìn)行求平均過程。因此，例如，在使用4T前同步碼圖案(S卩，重復(fù)的八個(gè)位-)的情況下，連續(xù)的平均可以包括八個(gè)平均樣本——每個(gè)位置一個(gè)。下面 參考圖4提供了該求平均的例子。 —旦已經(jīng)有足夠的樣本結(jié)合到連續(xù)的平均中，就將該連續(xù)的平均樣本提供給離散 傅里葉變換電路330。離散傅里葉變換電路330計(jì)算與所接收的樣本相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)或更多 諧波。在4T前同步碼圖案(即，半速率前同步碼)的情況下，八個(gè)所接收的樣本能夠產(chǎn)生 四個(gè)諧波。 一次諧波和三次諧波是非零的并且可用于產(chǎn)生如下的比，即根據(jù)該比可以確定 飛行高度的誤差。因此，在使用4T前同步碼的一些情況下，僅僅計(jì)算一次諧波和三次諧波。 將所計(jì)算的諧波提供給諧波比計(jì)算電路335，其計(jì)算限定的諧波比。使用4T前同步碼例子， 可以根據(jù)下列兩個(gè)公式中的任意一個(gè)來計(jì)算諧波比
,一次諧波、 所計(jì)算的諧波比=log
三次諧波
;或者
所計(jì)算的諧波比=log
三次諧波'
、-次諧波. 在啟動(dòng)時(shí)確定對(duì)應(yīng)的原始諧波比并且將其存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器350。以類似的方式計(jì)算 原始諧波比，但是在讀/寫頭組件距離存儲(chǔ)介質(zhì)已知距離時(shí)計(jì)算(即，原始的諧波比對(duì)應(yīng)于 已知的飛行高度值)。使用比較器電路355將新計(jì)算的諧波比與先前存儲(chǔ)的原始諧波比進(jìn) 行比較。比較器電路355的輸出是飛行高度調(diào)節(jié)信號(hào)365，其表現(xiàn)出如下面公式所定義的 飛行高度調(diào)節(jié)信號(hào)=原始的諧波比_所計(jì)算的諧波比。 當(dāng)飛行高度正確時(shí)，飛行高度調(diào)節(jié)信號(hào)365約為零。因此，通過將飛行高度調(diào)節(jié)信 號(hào)365的值驅(qū)向零來進(jìn)行任何飛行高度調(diào)節(jié)。 轉(zhuǎn)向圖4，流程圖400描述了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的用于使用伺服數(shù)據(jù)來提
供飛行高度控制的方法。按照流程圖400，接收了一系列數(shù)字樣本(塊405)。該一系列
數(shù)字樣本可以對(duì)應(yīng)于從存儲(chǔ)介質(zhì)獲得的模擬數(shù)據(jù)流。針對(duì)前同步碼圖案的存在來查詢
這一系列數(shù)字樣本(塊410)。在一些情況下，前同步碼圖案是4T前同步碼圖案(即，
半速率前同步碼圖案)，其包括四個(gè)正樣本之后跟著四個(gè)負(fù)樣本的多個(gè)實(shí)例(例如， ++++____++++____++++____...)。使用識(shí)別的前同步碼圖案來執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)同步。這種同步包
括調(diào)節(jié)采樣時(shí)鐘的相位和/或頻率并且如本領(lǐng)域中已知的那樣調(diào)節(jié)任何增益因子。
直到前同步碼同步完成(塊410)，將對(duì)應(yīng)于前同步碼的樣本存儲(chǔ)到緩沖器(塊 415)。這可以包括將所有樣本存入存儲(chǔ)器中，并且一旦同步完成，則指出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中哪 些樣本中對(duì)應(yīng)于前同步碼圖案。如下面所討論的，在同步過程完成之后可以內(nèi)插這些樣本 以產(chǎn)生可用于執(zhí)行飛行高度控制的附加的樣本。在前同步碼圖案中的某一點(diǎn)處完成同步過 程(塊410)。 一旦該同步過程完成(即，采樣時(shí)鐘與輸入數(shù)據(jù)流的相位和頻率同步)，則在 沒有附加的內(nèi)插的情況下將對(duì)應(yīng)于前同步碼圖案的剩余樣本認(rèn)為是可用的，并且因此被結(jié) 合到可靠的前同步碼樣本的連續(xù)平均中(塊420)。可以逐個(gè)周期地求平均。例如，在使用4T 前同步碼圖案(即，重復(fù)的八個(gè)位置圖案++++—一)的情況下，連續(xù)平均可以包括八個(gè)平均 的樣本(即，每個(gè)位置一個(gè))。作為特定實(shí)例，對(duì)應(yīng)于++++—一的第一組八個(gè)樣本可以包括 '樣本值O. 75， 0. 81， 1. 11， 0. 90，-0. 70，-0. 90，-1. 15，-0. 90 ;并且對(duì)應(yīng)于++++——的隨后一組八個(gè)樣本可以包括八個(gè)樣本值0. 75， 0. 83， 1. 05， 0. 90， -0. 78， -0. 90， -1. 09， -0. 90。 在這種情況中，連續(xù)的平均可以包括對(duì)應(yīng)于++++—一的八個(gè)樣本位置中的每一個(gè)的平均， 或0. 75，0. 82， 1. 08，0. 90， -0. 74， -0. 90， -1. 12， -0. 90。對(duì)應(yīng)于++++——的隨后的每一組 八個(gè)樣本被平均到當(dāng)前的連續(xù)的平均中。例如，如果對(duì)應(yīng)于++++—一的第三組八個(gè)樣本 為0. 75， 0. 84， 1. 08， 0. 90， -0. 76， -0. 90， -1. 12， -0. 90，則結(jié)果得到的連續(xù)平均會(huì)是0. 75， 0.83， 1.08,0.90， -0. 75， -0.90， -1. 12， -0.90。應(yīng)當(dāng)注意，上述數(shù)值僅僅是示例性的，并且 根據(jù)所選的特定實(shí)現(xiàn)方式任何值都是可能的。 然后確定在塊415中被緩沖的任何樣本現(xiàn)在是否可以被內(nèi)插和使用(塊425)。在 存在一些可以被內(nèi)插的樣本(塊425)的情況下，將那些樣本從它們先前被存儲(chǔ)(塊415) 的存儲(chǔ)器取回并且內(nèi)插(塊430)。此內(nèi)插包括產(chǎn)生被及時(shí)調(diào)節(jié)的一個(gè)或多個(gè)樣本，以包括 應(yīng)用于采樣時(shí)鐘的相位和/或頻率調(diào)節(jié)?？梢允褂帽绢I(lǐng)域中已知的用于內(nèi)插的任何技術(shù) 來進(jìn)行這種內(nèi)插。樣本已經(jīng)被內(nèi)插之后，其被認(rèn)為是可靠的且被結(jié)合到連續(xù)的平均中(塊 435)。以與其它先前結(jié)合的樣本相同的方式，將所述樣本結(jié)合到連續(xù)的平均中。應(yīng)當(dāng)注意， 樣本的連續(xù)平均可以包括來自從兩個(gè)或更多扇區(qū)獲得的前同步碼圖案的樣本、來自在采樣 時(shí)鐘的同步之前獲得的數(shù)據(jù)樣本的樣本、和/或來自在采樣時(shí)鐘同步之后獲得的數(shù)據(jù)樣本 的樣本。 然后確定是否已經(jīng)收集了足夠數(shù)量的可靠的前同步碼樣本以允許可靠的諧波計(jì) 算(塊440)。在本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例中，在計(jì)算諧波之前獲得的周期數(shù)目是兩百個(gè)。 在可靠樣本的數(shù)量不足的情況下(塊440)，等待從其接收樣本的下一個(gè)伺服數(shù)據(jù)(塊405、 410)。否則，在存在足夠樣本的情況下(塊440)，基于平均樣本來計(jì)算至少兩個(gè)諧波(塊 445)。在4T前同步碼的情況中，四個(gè)諧波是可能的，其中一次和三次諧波是非零值。在此 情況下，計(jì)算一次諧波和三次諧波?？梢匀绫绢I(lǐng)域中已知的那樣使用離散傅里葉變換來計(jì) 算該諧波。 然后使用非零諧波中的兩個(gè)來計(jì)算諧波比(塊450)。因此，使用在其中前同步碼 是4T圖案并且一次諧波和三次諧波為非零的先前例子，可以根據(jù)下列兩個(gè)公式中的任意 一個(gè)來計(jì)算諧波比
.一次諧波- 所計(jì)算的+皆波比=log
所i十算的"i皆波比=log
.三次諧波. 三次諧波)
;或者
.一次諧波. 在存儲(chǔ)設(shè)備的設(shè)置或初始化期間的某一點(diǎn)處，定義對(duì)應(yīng)的比，且一并確定與該比 相關(guān)聯(lián)的理想的飛行高度(例如，原始的諧波比)。例如，當(dāng)存儲(chǔ)設(shè)備通電時(shí)，可以使用本領(lǐng) 域中已知的任何方法來調(diào)節(jié)飛行高度。 一旦建立了該理想的飛行高度，則對(duì)于該初始狀態(tài) 執(zhí)行前同步碼同步和諧波比計(jì)算的過程(塊405-塊450)。 從最初計(jì)算的諧波比減去新計(jì)算的諧波比(塊450)從而根據(jù)下列公式產(chǎn)生誤 差 誤差=原始的諧波比_所計(jì)算的諧波比。 將該誤差作為飛行高度調(diào)節(jié)信號(hào)提供給飛行高度控制器(塊460)。飛行高度控制 器操作為閉環(huán)調(diào)節(jié)并且修改飛行高度使得誤差被驅(qū)向零。
總之，本發(fā)明提供了基于伺服數(shù)據(jù)執(zhí)行飛行高度控制的新型的系統(tǒng)、設(shè)備、方法和 布置。雖然上面已經(jīng)給出了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)描述，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù) 人員來說在不改變本發(fā)明的精神的情況下各種替代方案、修改和等同物將是明白可見的。 例如，可以使用全速率前同步碼(即，對(duì)應(yīng)于圖案++—的2T前同步碼)。在這種情況下，只 計(jì)算單個(gè)諧波。將該單個(gè)諧波直接與在飛行高度已知時(shí)原始計(jì)算的對(duì)應(yīng)諧波進(jìn)行比較。應(yīng) 當(dāng)明白，在將諧波(新計(jì)算的諧波與原始計(jì)算的諧波)直接進(jìn)行比較來產(chǎn)生飛行高度調(diào)節(jié) 信號(hào)的情況下，諧波比是不需要的。因此，上述描述不應(yīng)該被認(rèn)為限制本發(fā)明的范圍，本發(fā) 明的范圍由所附權(quán)利要求限定。
1權(quán)利要求
一種存儲(chǔ)設(shè)備，所述存儲(chǔ)設(shè)備包括存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述存儲(chǔ)介質(zhì)包括伺服數(shù)據(jù)；相對(duì)于所述存儲(chǔ)介質(zhì)布置的讀/寫頭組件；以及基于伺服的飛行高度調(diào)節(jié)電路，其中所述基于伺服的飛行高度調(diào)節(jié)電路經(jīng)由所述讀/寫頭組件接收所述伺服數(shù)據(jù)，并且其中所述基于伺服的飛行高度調(diào)節(jié)電路基于所接收的數(shù)據(jù)來計(jì)算第一諧波比，并且將第一諧波比與第二諧波比進(jìn)行比較來確定所述讀/寫頭組件與所述存儲(chǔ)介質(zhì)之間的距離誤差。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)設(shè)備，其中所述伺服數(shù)據(jù)包括前同步碼圖案，其中所述基于伺服的飛行高度調(diào)節(jié)電路至少接收對(duì)應(yīng)于前同步碼圖案的第一樣本集和對(duì)應(yīng)于前同步碼圖案的第二樣本集，并且其中計(jì)算第一諧波比包括對(duì)至少第一樣本集和第二樣本集求平均以產(chǎn)生平均樣本集；基于所述平均樣本集計(jì)算至少兩個(gè)諧波；以及計(jì)算兩個(gè)諧波的比。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)設(shè)備，其中基于所述平均樣本集計(jì)算至少兩個(gè)諧波的步驟包括執(zhí)行離散傅里葉變換。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)設(shè)備，其中所述前同步碼圖案是4T前同步碼圖案，其中所述平均樣本集包括八個(gè)樣本，其中所述至少兩個(gè)諧波中的一個(gè)是一次諧波，其中所述至少兩個(gè)諧波中的另一個(gè)是三次諧波，并且其中計(jì)算第一諧波比包括計(jì)算一次諧波與三次諧波的比。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)設(shè)備，其中所述前同步碼圖案是4T前同步碼圖案，其中所述平均樣本集包括八個(gè)樣本，其中所述至少兩個(gè)諧波中的一個(gè)是一次諧波，其中所述至少兩個(gè)諧波中的另一個(gè)是三次諧波，并且其中計(jì)算第一諧波比包括計(jì)算三次諧波與一次諧波的比。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)設(shè)備，其中第一樣本集是從第一扇區(qū)中的前同步碼圖案得到的，并且其中第二樣本集是從第二扇區(qū)中的前同步碼圖案得到的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)設(shè)備，其中所述基于伺服的飛行高度調(diào)節(jié)電路包括數(shù)字鎖相環(huán)電路，其中所述數(shù)字鎖相環(huán)電路調(diào)節(jié)采樣時(shí)鐘的相位，以使采樣時(shí)鐘與所接收的數(shù)據(jù)流同步，其中通過對(duì)在使采樣時(shí)鐘同步之前接收的樣本進(jìn)行內(nèi)插來得到第一樣本集。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的存儲(chǔ)設(shè)備，其中從使用采樣時(shí)鐘對(duì)所接收的數(shù)據(jù)流進(jìn)行采樣而直接得到第二樣本集。
9. 一種基于伺服數(shù)據(jù)識(shí)別距離誤差的方法，所述方法包括提供對(duì)應(yīng)于已知位置的第一諧波比；提供存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述存儲(chǔ)介質(zhì)包括伺服數(shù)據(jù)；使用讀/寫頭組件從所述存儲(chǔ)介質(zhì)訪問所述伺服數(shù)據(jù)；基于所述伺服數(shù)據(jù)計(jì)算第二諧波比；以及將第一諧波比與第二諧波比進(jìn)行比較來確定距離誤差。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在初始化階段期間計(jì)算第一諧波比。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述伺服數(shù)據(jù)包括前同步碼圖案，其中使用讀/寫頭組件從所述存儲(chǔ)介質(zhì)訪問所述伺服數(shù)據(jù)的步驟包括執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，其中至少產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于前同步碼圖案的第一樣本集和對(duì)應(yīng)于前同步碼圖案的第二樣本集，并且其中計(jì)算第二諧波比的步驟包括對(duì)至少第一樣本集和第二樣本集求平均以產(chǎn)生平均樣本集；基于所述平均樣本集來計(jì)算至少兩個(gè)諧波；以及計(jì)算兩個(gè)諧波的比。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中基于所述平均樣本集來計(jì)算至少兩個(gè)諧波的步驟包括執(zhí)行離散傅里葉變換。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述前同步碼圖案是4T前同步碼圖案，其中所述平均樣本集包括八個(gè)樣本，其中所述至少兩個(gè)諧波中的一個(gè)是一次諧波，其中所述至少兩個(gè)諧波中的另一個(gè)是三次諧波，并且其中計(jì)算第二諧波比的步驟包括執(zhí)行選自如下組的計(jì)算，所述組包括計(jì)算一次諧波與三次諧波的比，以及計(jì)算三次諧波與一次諧波的比。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中第一樣本集是從第一扇區(qū)中的前同步碼圖案得到的，并且其中第二樣本集是從第二扇區(qū)中的前同步碼圖案得到的。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述方法還包括使采樣時(shí)鐘與伺服數(shù)據(jù)同步；以及其中通過對(duì)在使采樣時(shí)鐘同步之前接收的伺服數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插而得到第一樣本集。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中從使用采樣時(shí)鐘采樣的伺服數(shù)據(jù)直接得到第二樣本集。
17. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述方法還包括調(diào)節(jié)從讀/寫頭組件到存儲(chǔ)介質(zhì)的距離，使得距離誤差減小。
18. —種基于伺服的飛行高度調(diào)節(jié)電路，所述電路包括存儲(chǔ)器，其中所述存儲(chǔ)器保持與前同步碼圖案的第一部分相對(duì)應(yīng)的第一樣本集；與前同步碼圖案的第二部分相對(duì)應(yīng)的第二樣本集；內(nèi)插電路，其中所述內(nèi)插電路用于將第一樣本集內(nèi)插到近似等于第二樣本集的相位位置；樣本平均電路，其中所述樣本平均電路接收至少第一樣本集和第二樣本集，執(zhí)行求平均計(jì)算，并且提供平均樣本集；離散傅里葉變換電路，其接收所述平均樣本集并且計(jì)算至少一個(gè)諧波；以及比較器，其中所述比較器將所述至少一個(gè)諧波與先前計(jì)算的諧波值進(jìn)行比較以產(chǎn)生距離誤差。
19. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的電路，其中所述至少一個(gè)諧波是第一諧波，其中離散傅里葉變換電路還計(jì)算第二諧波，其中所述先前計(jì)算的諧波值是先前計(jì)算的諧波比，并且其中所述電路還包括諧波比計(jì)算器，其中所述諧波比計(jì)算器用于計(jì)算新計(jì)算的第一諧波與第二諧波的諧波比；以及其中將所述至少一個(gè)諧波與先前計(jì)算的諧波值進(jìn)行比較的步驟包括將所述新計(jì)算的諧波比與所述先前計(jì)算的諧波比進(jìn)行比較。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的電路，其中所述電路還包括鎖相環(huán)電路，其中所述鎖相環(huán)電路用于使采樣時(shí)鐘與伺服數(shù)據(jù)同步，其中在使采樣時(shí)鐘同步之前獲得對(duì)應(yīng)于前同步碼圖案的第一樣本集c
全文摘要
本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例提供了用于確定飛行高度上的改變的系統(tǒng)和方法。例如，本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例提供了存儲(chǔ)設(shè)備，其包括其上有伺服數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)介質(zhì)。相對(duì)于存儲(chǔ)介質(zhì)布置讀/寫頭組件?；谒欧娘w行高度調(diào)節(jié)電路經(jīng)由讀/寫頭組件接收伺服數(shù)據(jù)，并且基于所接收的數(shù)據(jù)來計(jì)算第一諧波比并且將第一諧波比與第二諧波比進(jìn)行比較來確定讀/寫頭組件與存儲(chǔ)介質(zhì)之間的距離上的誤差。
文檔編號(hào)G11B21/02GK101743592SQ200880024749
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者G·馬修, J·P·格魯?shù)峦? V·安那姆皮杜, 宋宏偉, 李元興 申請(qǐng)人:Lsi公司