本申請(qǐng)以日本專利申請(qǐng)2014-261923號(hào)(申請(qǐng)日：2014年12月25日)作為基礎(chǔ)申請(qǐng)，享受優(yōu)先權(quán)。本申請(qǐng)通過參照該基礎(chǔ)申請(qǐng)，包含基礎(chǔ)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例涉及磁盤裝置及寫入控制方法。

背景技術(shù)：

近年來，開發(fā)了用于在磁盤高密度寫入磁道的技術(shù)。作為該技術(shù)之一，存在例如部分地重疊寫入磁道的瓦記錄(shingled write recording)技術(shù)。通過使用瓦記錄技術(shù)，能夠高密度寫入磁道，因此，能夠增加記錄容量。

在使用該瓦記錄技術(shù)時(shí)，例如，在第1磁道及與第1磁道的一部分重疊記錄的第2磁道各自的彼此相鄰的記錄區(qū)域中，若第1磁道的定位誤差朝第2磁道方向發(fā)生，第2磁道的定位誤差朝第1磁道方向發(fā)生，則第1磁道的寬度變得狹窄。若該狹窄量大，則很可能由狹窄部中的第2磁道的數(shù)據(jù)覆寫或者破壞第1磁道的寫入完畢的數(shù)據(jù)。

這樣，在第1磁道的寫入完畢的數(shù)據(jù)可能被覆寫或者破壞時(shí)，判定為寫入禁止，停止數(shù)據(jù)寫入。在該情況下，等待磁盤旋轉(zhuǎn)一周，從寫入停止位置再次開始寫入動(dòng)作。

頭的定位誤差僅僅用伺服扇區(qū)間隔來檢測(cè)，且從當(dāng)前定位誤差的檢測(cè)到實(shí)際禁止寫入存在延遲。因此，在僅基于當(dāng)前的用伺服扇區(qū)檢測(cè)出的定位誤差的寫入禁止判定中，當(dāng)前寫入的數(shù)據(jù)可能會(huì)部分地破壞已經(jīng)寫入的鄰接數(shù)據(jù)。瓦記錄方式的HDD與現(xiàn)有方式的HDD相比較，能夠縮小磁道間距，因此能夠提高面記錄密度。因而，瓦記錄方式的HDD與現(xiàn)有方式 的HDD相比，基于漂移(drift off)(超過預(yù)定容許值的定位誤差的發(fā)生)的檢測(cè)來判定寫入禁止的重要性較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

若在使用瓦記錄方式來提高面記錄密度時(shí)，寫入禁止的條件嚴(yán)格(減小容許值)，則寫入禁止的判定容易產(chǎn)生，該HDD的性能降低。

實(shí)施方式的目的在于：在瓦記錄方式的HDD中，抑制由寫入禁止導(dǎo)致的性能的降低。

實(shí)施方式的磁盤裝置，具備：磁盤，具有多個(gè)用于檢測(cè)定位誤差的伺服區(qū)域；磁頭，對(duì)所述磁盤進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄及再現(xiàn)；以及處理器。所述處理器，在由所述磁頭以瓦記錄方式對(duì)所述磁盤記錄數(shù)據(jù)時(shí)，檢測(cè)所述磁頭在所述磁盤上的當(dāng)前定位誤差，計(jì)算檢測(cè)了所述當(dāng)前定位誤差的當(dāng)前伺服區(qū)域的下一伺服區(qū)域的預(yù)測(cè)定位誤差，基于所述當(dāng)前定位誤差和第1閾值的比較，進(jìn)行寫入禁止判定，在所述當(dāng)前定位誤差為所述第1閾值以下并且所述預(yù)測(cè)定位誤差比不同于所述第1閾值的第2閾值大且所述預(yù)測(cè)定位誤差的方向與瓦記錄的方向相同的情況下，將所述第1閾值設(shè)定成以預(yù)定量減小的值，該以預(yù)定量減小的值用作下一伺服區(qū)域的寫入禁止判定中的第1閾值

附圖說明

圖1是表示實(shí)施方式的磁盤裝置的主要部分的框圖。

圖2(a)及(b)是用于說明第1寫入禁止判定方式及瓦記錄方式的磁盤裝置所特有的讀寫偏移的發(fā)生機(jī)制的示意圖。

圖3是用于說明第2寫入禁止判定方式的示意圖。

圖4(a)及(b)是用于說明實(shí)施方式的第3寫入禁止判定方式的示意圖。

圖5(a)及(b)是用于說明實(shí)施方式的第3寫入禁止判定方式的示意圖。

圖6(a)及(b)是用于說明在實(shí)施方式中朝疊瓦式寫入的反方向發(fā)生脫軌時(shí)的動(dòng)作的示意圖。

圖7是表示實(shí)施方式的寫入禁止判定處理的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖說明實(shí)施方式的磁盤裝置及寫入控制方法。

圖1是表示本實(shí)施方式的磁盤裝置的主要部分的框圖。

本實(shí)施例的磁盤裝置具備頭盤組件(head-disk assembly：HDA)5、頭放大器集成電路(以下稱為頭放大器IC)11、系統(tǒng)控制器15以及驅(qū)動(dòng)器IC18等。

HDA5具有作為存儲(chǔ)介質(zhì)的磁盤1、主軸馬達(dá)(SPM)2、頭10、搭載頭10的臂3以及音圈馬達(dá)(VCM)4。磁盤1通過SPM2而旋轉(zhuǎn)。在磁盤1上定義多個(gè)磁道200，各磁道具有多個(gè)互相交錯(cuò)的數(shù)據(jù)區(qū)域和包含用于檢測(cè)定位誤差的突發(fā)信息(burst information)的伺服扇區(qū)。各伺服扇區(qū)預(yù)先記錄于磁盤1。臂3和VCM4構(gòu)成致動(dòng)器。致動(dòng)器通過VCM4的驅(qū)動(dòng)，將搭載于臂3的頭10移動(dòng)控制到磁盤1上的指定位置。VCM4由來自驅(qū)動(dòng)器IC18的驅(qū)動(dòng)電流(或電壓)驅(qū)動(dòng)控制。

頭10具有讀出頭10R及寫入頭10W。讀出頭10R讀出在磁盤1上的伺服扇區(qū)記錄的伺服圖形。另外，讀出頭10R讀出在磁盤1上的數(shù)據(jù)區(qū)域記錄的數(shù)據(jù)。寫入頭10W向磁盤1上的數(shù)據(jù)區(qū)域?qū)懭霐?shù)據(jù)。

頭放大器IC11放大由讀出頭10R讀出的讀出信號(hào)，向讀出/寫入(R/W)信道12傳送。另外，頭放大器IC11向?qū)懭腩^10W傳送與從R/W信道12輸出的寫入數(shù)據(jù)相應(yīng)的寫入電流。

系統(tǒng)控制器15構(gòu)成為單芯片的集成電路，包含R/W信道12、接口控制器13以及微處理器(MPU)14。R/W信道12包含讀出信道12R和寫入信道12W。讀出信道12R執(zhí)行由讀出頭10R讀出的讀出信號(hào)(頭放大器IC11的輸出)的解調(diào)處理。寫入信道12W執(zhí)行寫入數(shù)據(jù)的信號(hào)處理。

接口控制器13控制主機(jī)19和R/W信道12之間的數(shù)據(jù)傳送。另外， 接口控制器13控制緩存(DRAM)16及閃存17，進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭搿?/p>

MPU14是微控制器，構(gòu)成經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器IC18控制VCM4來執(zhí)行頭10的定位控制(伺服控制)的伺服系統(tǒng)。而且，MPU14控制R/W信道12及接口控制器13，執(zhí)行相對(duì)于磁盤1的數(shù)據(jù)讀出動(dòng)作或?qū)懭雱?dòng)作。

接著，對(duì)寫入控制方式、尤其是寫入禁止判定方式進(jìn)行說明。

圖2是用于說明第1寫入禁止判定方式及瓦記錄方式的磁盤裝置所特有的讀寫偏移的發(fā)生機(jī)制的示意圖。另外，圖2表示在寫入磁道(Track)(k-1)后疊瓦式寫入磁道(k)的情形。S0～S2表示各伺服扇區(qū)的位置，Ts表示伺服扇區(qū)經(jīng)過時(shí)間間隔。

圖2(a)中，101表示磁道(k-1)的磁道邊緣，102表示寫入頭10W。201表示磁道(k)的磁道邊緣。103表示磁道(k-1)的目標(biāo)磁道邊緣，202表示磁道(k)的目標(biāo)磁道邊緣。α表示噪音，示出了該噪音施加到伺服系統(tǒng)，在磁道(k)中，寫入頭10W的軌跡從目標(biāo)磁道邊緣202向圖中右方向(疊瓦式寫入的反方向)發(fā)生偏離。

203表示在磁道(k)中，采樣(解調(diào)并檢測(cè)定位誤差)伺服扇區(qū)S1時(shí)的寫入頭10W的位置，設(shè)為伺服扇區(qū)S1的采樣位置。這樣，采樣伺服扇區(qū)而獲得的定位誤差表示為寫入頭10W即采樣位置203離目標(biāo)磁道邊緣202的偏離量β。以下，該偏離量β表示為定位誤差β。

DOL(POS)表示寫入禁止的第1閾值，寫入頭10W的定位誤差β超過該閾值時(shí)，禁止寫入。圖中右側(cè)的閾值DOL(POS)是針對(duì)磁道(k-1)的閾值，圖中左側(cè)的閾值DOL(POS)是針對(duì)磁道(k)的閾值。300表示讀出磁道(k-1)的數(shù)據(jù)時(shí)的讀出頭10R的相對(duì)位置。TP表示磁道間距。在通常記錄時(shí)，磁道間距表示磁道的徑向中心間距離，而在瓦記錄時(shí)，表示磁道邊緣間距離。

在伺服扇區(qū)S1的采樣位置203，寫入頭10W的定位誤差β在第1閾值DOL(POS)以下，因此不禁止寫入。即，未檢測(cè)到WF(write fault：寫故障)。

接著，圖2(b)表示寫入頭10W與磁盤1的相對(duì)位置從圖2(a)的 采樣位置203轉(zhuǎn)移到伺服扇區(qū)S2的采樣位置204的情況。該情況下，采樣位置204的定位誤差β超過第1閾值DOL(POS)。從而，判定為寫入禁止，停止數(shù)據(jù)寫入(檢測(cè)到WF)。該情況下，等待磁盤1旋轉(zhuǎn)一周，從寫入停止位置前的伺服扇區(qū)再次開始數(shù)據(jù)寫入。

如圖2(b)，在停止了數(shù)據(jù)寫入時(shí)，從磁道(k)到磁道(k-1)的最大的偏離寫入量成為DOL(POS)+OVR-。

這里，OVR-是從在伺服扇區(qū)S1中寫入頭位置幾乎處于第1閾值DOL(POS)的狀態(tài)起、到在伺服扇區(qū)S2檢測(cè)定位誤差而停止寫入為止的期間，寫入頭10W超過第1閾值DOL(POS)走過頭的量(超程量)。這里，OVR-的“-”表示在負(fù)方向(疊瓦式寫入方向的反方向)產(chǎn)生的超程量。

另一方面，磁道(k-1)的正方向(疊瓦式寫入方向)的偏離量如圖2(a)所示，成為DOL(POS)+OVR+。假設(shè)在寫入中的某時(shí)刻，檢測(cè)到寫入頭超過第1閾值DOL(POS)而進(jìn)行了寫入時(shí)，可以等待磁盤1旋轉(zhuǎn)一周后，從1伺服扇區(qū)前開始重新寫入數(shù)據(jù)。因此，OVR+的最大值在伺服扇區(qū)S1及S2中定位誤差幾乎為第1閾值DOL(POS)時(shí)，是采樣點(diǎn)間寫入頭伸出的量，成為比OVR-小的值。

因此，為了能夠正常讀取磁道(k-1)的數(shù)據(jù)，TPIM(對(duì)磁道間距的偏離寫入的余量)應(yīng)該滿足的不等式表示如下。

TPIM≥2×DOL(POS)+OVR…(1)

這里，

OVR＝OVR-+OVR+…(2)

接著，說明第2寫入禁止判定方式。

圖3是用于說明第2寫入禁止判定方式的示意圖。圖3與圖2同樣，表示在寫入磁道(k-1)后以疊瓦式寫入磁道(k)的情形。磁道(k)在圖中右方向(疊瓦式寫入的反方向)產(chǎn)生定位誤差β。

301是磁道(k)中伺服扇區(qū)S1的采樣位置。DOL(POS_NEXT)表示寫入禁止的第2閾值，是針對(duì)預(yù)測(cè)的在下一伺服扇區(qū)檢測(cè)到的預(yù)測(cè)定位誤差302的閾值。該預(yù)測(cè)定位誤差302根據(jù)當(dāng)前定位誤差和前一伺服扇區(qū) 中的定位誤差例如通過下式求出。

xhat(k+1)＝x(k)+vhat(k)*Ts…(3)

vhat(k)＝(x(k)-x(k-1))/Ts…(4)

這里，

xhat(k+1)：預(yù)測(cè)定位誤差

x(k)：當(dāng)前定位誤差

x(k-1)：在前一伺服扇區(qū)檢測(cè)的定位誤差

vhat(k)：當(dāng)前徑向推定速度

圖3中，采樣位置301的定位誤差β是第1閾值DOL(POS)以下。但是，預(yù)測(cè)定位誤差302超過了第2閾值DOL(POS_NEXT)，因此判定為寫入禁止(WF檢測(cè))。這樣，在第2寫入禁止判定方式中，預(yù)測(cè)下一伺服扇區(qū)S2中的定位誤差。根據(jù)該預(yù)測(cè)定位誤差302和第2閾值DOL(POS_NEXT)的比較，判斷是否禁止寫入。

接著，說明實(shí)施方式的第3寫入禁止判定方式。

圖4及圖5是用于說明實(shí)施方式的第3寫入禁止判定方式的示意圖。

在圖4(a)中，400表示當(dāng)前記錄對(duì)象磁道，401表示該磁道400的磁道邊緣。402表示磁道400的目標(biāo)磁道邊緣，403表示磁道400的后續(xù)記錄的磁道的目標(biāo)磁道邊緣。404是在磁道400中伺服扇區(qū)S1的采樣位置。這樣，磁道400在圖中左方向(疊瓦式寫入方向的相同方向)產(chǎn)生定位誤差β。

在寫入頭10W的位置為采樣位置404時(shí)，寫入頭10W的定位誤差β未超過第1閾值DOL(POS)。但是，1伺服扇區(qū)后的伺服扇區(qū)S2中的預(yù)測(cè)定位誤差405超過第2閾值DOL(POS_NEXT)。而且，不同于圖3的情況，預(yù)測(cè)定位誤差的方向是與疊瓦式寫入方向相同的方向。在該情況下，在本實(shí)施例中，不禁止寫入，將1伺服扇區(qū)后的伺服扇區(qū)S2中適用的第1閾值DOL(POS)嚴(yán)格化成閾值DOL(POS)406那樣(設(shè)定成以預(yù)定量減小的值)。該嚴(yán)格化了的閾值DOL(POS)406被設(shè)定成比嚴(yán)格化前的第1閾值DOL(POS)小例如20％左右的值。

圖4(b)表示寫入頭10W與磁盤1的相對(duì)位置從圖4(a)所示的采樣位置404轉(zhuǎn)移到伺服扇區(qū)S2的采樣位置407的情況。在該時(shí)刻，寫入頭10W的定位誤差β是嚴(yán)格化了的閾值DOL(POS)406以下的值。因此，不禁止寫入(WF未檢測(cè))，照樣繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入。該情況下，寫入頭10W的軌跡(磁道邊緣)在伺服扇區(qū)S1及S2的采樣位置間，在原來的第1閾值DOL(POS)內(nèi)通行。這樣，可以抑制由寫入禁止導(dǎo)致的HDD的性能的降低的同時(shí)，保證寫入頭10W的軌跡在原來的第1閾值DOL(POS)內(nèi)通行。由此，與圖2(a)所示的疊瓦式寫入方向相同的超程量OVR+成為0。將超程量OVR+設(shè)為0雖然不是必要條件，但是通過減小超程量OVR+，如后述，可以改善該HDD的性能或擴(kuò)大容量。

圖5(a)是為了容易理解圖5(b)而參照的圖，是與圖4(a)同樣的圖，因此省略圖5(a)的詳細(xì)說明。

圖5(b)表示寫入頭10W的位置從圖5(a)所示的采樣位置404轉(zhuǎn)移到伺服扇區(qū)S2的采樣位置408的情況。在該時(shí)刻，寫入頭10W的定位誤差β超過嚴(yán)格化了的閾值DOL(POS)406。因此，禁止寫入(WF檢測(cè))，停止數(shù)據(jù)寫入。該情況下，不保證到寫入停止為止、寫入頭軌跡收斂在嚴(yán)格化前的第1閾值DOL(POS)以內(nèi)。因此，等待磁盤1旋轉(zhuǎn)一周，從伺服扇區(qū)S1以后的數(shù)據(jù)區(qū)域重寫數(shù)據(jù)。在圖5的例子中，伺服扇區(qū)S1及S2中的采樣位置都收斂在嚴(yán)格化前的第1閾值DOL(POS)內(nèi)，但是，伺服扇區(qū)S1及S2的采樣位置間的寫入頭軌跡超過嚴(yán)格化前的第1閾值DOL(POS)。

在為瓦記錄方式時(shí)，在記錄對(duì)象磁道400的疊瓦式寫入的相同的方向側(cè)(接下來要記錄的數(shù)據(jù)區(qū)域側(cè))，不存在消失而產(chǎn)生問題的鄰近數(shù)據(jù)。因此，這樣，即使寫入頭軌跡超過了嚴(yán)格化前的第1閾值DOL(POS)，也不會(huì)產(chǎn)生寫入完畢的數(shù)據(jù)被破壞的問題。

根據(jù)本實(shí)施方式，緩和預(yù)測(cè)定位誤差在與疊瓦式寫入相同的方向產(chǎn)生時(shí)的寫入禁止判定，因此能夠抑制由寫入禁止導(dǎo)致的性能降低。另外，不會(huì)增大由寫入禁止的判定緩和導(dǎo)致鄰接數(shù)據(jù)破壞的風(fēng)險(xiǎn)。

圖6是用于說明在本實(shí)施方式中、朝疊瓦式寫入反方向發(fā)生脫軌(off track)時(shí)的動(dòng)作的示意圖。圖6表示在寫入磁道(k-1)后以疊瓦式寫入磁道(k)的情形。

在圖6(a)中，501是磁道(k)中的伺服扇區(qū)S1的采樣位置。對(duì)磁道(k)寫入數(shù)據(jù)時(shí)，在伺服扇區(qū)S1的采樣時(shí)刻，頭的定位誤差處于第1閾值DOL(POS)內(nèi)，且1采樣后的預(yù)測(cè)定位誤差502處于DOL(POS_NEXT)內(nèi)，因此，未檢測(cè)到WF。

在圖6(b)中，503是磁道(k)中的伺服扇區(qū)S2的采樣位置。在伺服扇區(qū)S2的采樣時(shí)刻，頭的定位誤差β超過第1閾值DOL(POS)，因此，檢測(cè)到WF，停止寫入。

此時(shí)，從數(shù)據(jù)磁道k到數(shù)據(jù)磁道k-1的最大的偏離寫入量成為DOL(POS)+OVR-。

另一方面，根據(jù)本實(shí)施方式，磁道(k-1)朝+方向(疊瓦式寫入相同的方向)的偏離量OVR+＝0，因此，成為DOL(POS)。因此，為了能夠正常讀取磁道(k-1)的數(shù)據(jù)，TPIM(對(duì)磁道間距的偏離寫入的余量)應(yīng)該滿足的不等式表達(dá)如下。

TPIM≥2×DOL(POS)+OVR-…(5)

上式(5)與上式(1)及(2)比，沒有與疊瓦式寫入相同方向的超程量OVR+的項(xiàng)。即根據(jù)本實(shí)施方式，與以往相比，在TPIM相同的情況下，能夠?qū)⒌?閾值DOL(POS)設(shè)定成較大值。因此，判定寫入禁止的幾率下降，所以可實(shí)現(xiàn)HDD的性能改善。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，與以往相比，在第1閾值DOL(POS)相同的情況下，可減小必要的TPIM，因此可以提高磁道密度。

圖7是表示本實(shí)施方式的寫入禁止判定處理的流程圖。該判定處理采用前述第1～第3寫入禁止判定方式來實(shí)施。另外，該判定處理在數(shù)據(jù)寫入時(shí)，在磁頭10每次通過各伺服扇區(qū)時(shí)進(jìn)行。

首先，MPU14計(jì)算當(dāng)前頭定位誤差(POS_CURRENT)(B1)。接著，MPU14參照?qǐng)D3，如前述那樣計(jì)算下一伺服扇區(qū)的預(yù)測(cè)定位誤差 (POS_NEXT)(B2)。

MPU14判斷當(dāng)前頭定位誤差的絕對(duì)值│POS_CURRENT│是否比第1閾值Th1大(B3)。該第1閾值Th1與前述的第1閾值DOL(POS)對(duì)應(yīng)。在當(dāng)前頭定位誤差的絕對(duì)值│POS_CURRENT│比第1閾值Th1大時(shí)(B3的是)，MPU14禁止寫入(B4)。即，MPU14對(duì)寫入信道12W發(fā)送寫入禁止指令，禁止寫入動(dòng)作。

在當(dāng)前頭定位誤差的絕對(duì)值│POS_CURRENT│在第1閾值Th1以下時(shí)(B3的否)，MPU14判斷下一伺服扇區(qū)的預(yù)測(cè)定位誤差的絕對(duì)值│POS_NEXT│是否比第2閾值Th2大(B5)。此外，該第2閾值Th2與前述的第2閾值DOL(POS_NEXT)對(duì)應(yīng)。另外，該第2閾值Th2一般是比第1閾值Th1大的值。

在下一伺服扇區(qū)的預(yù)測(cè)定位誤差的絕對(duì)值│POS_NEXT│比第2閾值Th2大時(shí)(B5的是)，MPU14判斷預(yù)測(cè)定位誤差的方向sign(POS)和疊瓦式寫入的方向sign(Write_Direction)是否相同(B6)。

在預(yù)測(cè)定位誤差的方向sign(POS)和疊瓦式寫入的方向sign(Write_Direction)相同時(shí)(B6的是)，MPU14嚴(yán)格化在B3參照的第1閾值Th1(設(shè)定成以預(yù)定量減小的值)(B7)。該嚴(yán)格化了的閾值作為下一伺服扇區(qū)的寫入禁止判定處理中的第1閾值Th1而被使用于B3。在預(yù)測(cè)定位誤差的方向sign(POS)和疊瓦式寫入的方向sign(Write_Direction)不同時(shí)(B6的否)，MPU14禁止寫入(B4)。

在B5中，在下一伺服扇區(qū)的預(yù)測(cè)定位誤差的絕對(duì)值│POS_NEXT│在第2閾值Th2以下時(shí)(B5的否)，MPU14使第1閾值Th1恢復(fù)為原來的值(B8)。此時(shí)，在第1閾值Th1未如B7那樣嚴(yán)格化的情況下，第1閾值Th1不變更。

根據(jù)以上說明的本實(shí)施方式，在瓦記錄方式的HDD中，能夠抑制由寫入禁止導(dǎo)致的性能的降低。

雖然說明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，但是這些實(shí)施方式只是例示，而不限定發(fā)明的范圍。這些新實(shí)施方式可以各種形態(tài)實(shí)施，在不脫離發(fā)明的 要旨的范圍，可以進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式及其變形包含于發(fā)明的范圍和要旨，也包含于權(quán)利要求書所記載的發(fā)明及其均等的范圍。