專利名稱：磁盤存儲系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種包括雙元件頭的磁盤存儲系統(tǒng)，其中單獨設置用于寫數(shù)據(jù)的元件和用于讀數(shù)據(jù)的元件，更具體地涉及這樣一種磁盤存儲系統(tǒng)，其中在制造寫元件和讀元件的平版印刷處理中的布置誤差、以及當利用旋轉(zhuǎn)型驅(qū)動裝置對頭進行定位時由于滑塊的傾斜而造成的寫元件和讀元件與道之間的位置偏移誤差得以校正，從而增大盤徑向的道密度。
磁盤存儲系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)的盤的徑向上移動頭，以便從/向目標扇區(qū)的數(shù)據(jù)區(qū)讀/寫數(shù)據(jù)。為此，需要利用某種方法或其他方法獲得頭在磁盤上的精確位置信息。作為已經(jīng)廣泛采用的常規(guī)技術(shù)，已知一種方法，其中將代表道號的模式和某種特定的交錯模式預先寫到磁盤上，并且根據(jù)兩個位置信息將頭移動到目標數(shù)據(jù)所在的位置。在圖8所示的現(xiàn)有技術(shù)例子的扇區(qū)結(jié)構(gòu)的示意圖中的伺服區(qū)81中設置位置信息。
另外，如圖8所示，一般為了確定地向/從目標數(shù)據(jù)區(qū)寫/讀數(shù)據(jù)，只在每個數(shù)據(jù)區(qū)83之前，通過間隙區(qū)84-2設置具有相應數(shù)據(jù)區(qū)83的地址信息的標識(ID)區(qū)82?，F(xiàn)在，在向/從數(shù)據(jù)區(qū)83寫/讀數(shù)據(jù)的操作之前，從ID區(qū)82讀出數(shù)據(jù)，以確定地址信息，從而最終判斷是否將頭11移動到目標數(shù)據(jù)區(qū)83。上述包括ID區(qū)的對頭進行定位的技術(shù)已經(jīng)常規(guī)地應用在許多磁盤存儲系統(tǒng)中的原因是在向/從目標扇區(qū)寫/讀數(shù)據(jù)的操作的確定性方面具有高的可靠性。
特別是，近年來，為了增大磁盤存儲系統(tǒng)的記錄密度，已經(jīng)采用具有高回讀靈敏度的頭的技術(shù)。例如，將利用鐵—鎳合金的磁阻效應的MR元件用作為讀頭的技術(shù)已經(jīng)公知。因為以MR元件為代表的磁阻元件不能執(zhí)行寫操作，所以需要另外設置用于寫操作的頭。通過線圈電流產(chǎn)生磁場的感應頭用作用于寫數(shù)據(jù)的頭。結(jié)果是，使用分別專用于寫操作和讀操作的頭，因此，一般在用于寫操作的頭的寫元件的位置與用于讀操作的頭的讀元件的位置之間存在偏移。在采用如圖9所示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的磁盤存儲系統(tǒng)中，因為滑塊相對于道方向的傾斜在盤的外徑或內(nèi)徑的位置變大，該偏移變得尤其明顯。在盤的外徑處傾斜滑塊的例子示于

圖10。如圖中所示，在讀元件的中心與寫元件的中心之間產(chǎn)生對道方向的垂直偏移。另外，在盤的內(nèi)徑處傾斜滑塊的例子示于圖11。如圖11中所示，在讀元件的中心與寫元件的中心之間產(chǎn)生偏移，其方向與圖10中的方向相反。該偏移在與圖10所示的偏移方向相反的方向上產(chǎn)生。
至于用于校正該偏移的技術(shù)，例如在JP-A-63-142513和JP-A-4-232610中公開的方法是公知的。那些方法使得在寫操作中將頭的定位從讀操作中的定位改變一個與用于寫操作的頭的寫元件與用于讀操作的頭的讀元件之間的上述位置偏移相應的量，或者預先相對變換兩個元件的位置，使得在滑塊的中心傾角處讀元件與寫元件之間的偏移為零。因此，那些方法是增加道密度的有效技術(shù)。
然而在上述現(xiàn)有技術(shù)中，由于用于寫操作的頭的寫元件與用于讀操作的頭的讀元件之間的偏移，不能穩(wěn)定地執(zhí)行在向數(shù)據(jù)區(qū)寫數(shù)據(jù)的操作之前的從ID區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作。也就是說，如圖13所示，解釋現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)寫操作中頭的位置，在該狀態(tài)下，寫元件121定位于數(shù)據(jù)道或數(shù)據(jù)區(qū)的中心，以便進行向數(shù)據(jù)區(qū)83寫數(shù)據(jù)的操作，頭的讀元件120的位置偏移于ID區(qū)82的中心。因此，只有執(zhí)行在將讀元件定位于ID區(qū)82中心時從ID區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作之后，才需要在將寫元件定位于數(shù)據(jù)區(qū)83中心時向數(shù)據(jù)域83寫數(shù)據(jù)的操作。然而，因為與數(shù)據(jù)傳送速率相比為了執(zhí)行精確的定位需要更長時間，所以在實際應用中難于再次在ID區(qū)82與數(shù)據(jù)區(qū)83之間的間隙區(qū)進行定位。由于寫元件的位置與讀元件的位置之間的偏移造成的從ID區(qū)所讀的每位的讀錯誤在特別是超過5KTPI(道每英寸)的道密度時不能保持在容差范圍內(nèi)。因此，在設計磁盤存儲系統(tǒng)時這是一個嚴重的問題。
為了解決上述與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的問題，美國專利5,257,149提出兩個ID扇區(qū)格式方法，其中重復地設置專用于寫操作的ID區(qū)和專用于讀操作的ID區(qū)，并且專用于寫操作的ID區(qū)設置于偏移的位置處，偏移距離是在寫元件與讀元件之間在垂直于道的方向上偏移距離。在該方法中，有一種不利，盡管有效地解決了在頭的寫元件與讀元件之間的位置偏移的問題，但是過多地占用了盤的存儲容量，因為重復地設置了用戶不能利用的ID區(qū)。
另外，作為在美國專利5,438,559中公開的無ID扇區(qū)格式，還提出一種技術(shù)，其中沒有上述ID區(qū)。這種無ID扇區(qū)格式是這樣的，使得用于唯一識別扇區(qū)所需的信息是從道信息和數(shù)值中產(chǎn)生的，該道信息是嵌在伺服區(qū)中的，該數(shù)據(jù)是通過從道的開頭位置對所經(jīng)過的扇區(qū)的數(shù)目進行計數(shù)獲得的。根據(jù)該方法，不產(chǎn)生由于頭的寫元件與讀元件之間的位置偏移造成的問題，因為根本不執(zhí)行從ID區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作。然而，因為不能象在此之前所一般使用的那樣根據(jù)ID區(qū)的地址信息確定頭是否適當?shù)囟ㄎ挥谀繕松葏^(qū)，所以產(chǎn)生一個問題在向數(shù)據(jù)區(qū)寫數(shù)據(jù)的操作中可靠性差。
因此，希望開發(fā)一種新的技術(shù)，它在向/從數(shù)據(jù)區(qū)寫/讀數(shù)據(jù)的操作之前，能夠穩(wěn)定地執(zhí)行從ID區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作，并且不需要占用大量盤存儲容量的大量附加信息。
為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，在ID區(qū)中設置第一地址信息，在數(shù)據(jù)區(qū)中與用戶數(shù)據(jù)一起設置第二地址信息，并且ID區(qū)從道中心垂直偏移一個量，該量大約等于雙元件頭的寫元件與讀元件之間、與盤的半徑位置相應的、在與道垂直的方向上的偏移距離。于是，當向數(shù)據(jù)區(qū)寫數(shù)據(jù)時，將頭的讀元件定位于ID區(qū)的位置，并且當從數(shù)據(jù)區(qū)讀數(shù)據(jù)時，將頭的讀元件定位于數(shù)據(jù)區(qū)的道寬方向的位置，從而，在向/從數(shù)據(jù)道寫/讀數(shù)據(jù)的操作中準確地讀出地址信息，而沒有位置偏移。與垂直偏移距離相關(guān)的數(shù)據(jù)或者以磁的方式存儲在盤的表面上，或者以電的方式存儲在電路板上的存儲元件中。
另外，本發(fā)明包括當難于直接地測量雙元件頭的寫元件與讀元件之間的、與盤的半徑位置相應的、在與道垂直的方向上的位置偏移距離時，用于利用寫元件記錄伺服模式、并且用于利用讀元件對該伺服模式執(zhí)行定位的裝置，從而非直接地測量寫元件與讀元件之間的位置偏移量。另外，本發(fā)明以這樣一種方式設計，使得為了高精度地設置伺服區(qū)或ID區(qū)，在制造磁盤存儲系統(tǒng)的過程中，在伺服道寫過程中執(zhí)行向伺服區(qū)或ID區(qū)寫數(shù)據(jù)的操作，或者在盤上以非規(guī)則模式的形式形成伺服區(qū)或ID區(qū)。另外，本發(fā)明包括一種大型磁阻元件，并且道密度制成等于或大于10KTPI，或者在操作中的沖出阻力制成等于或大于500G，從而提供能夠用作圖象信息的便攜式存儲裝置的磁盤存儲系統(tǒng)。
另外，在向數(shù)據(jù)區(qū)寫數(shù)據(jù)的操作中，在確定從ID區(qū)所獲得的地址信息是否與數(shù)據(jù)區(qū)的地址信息匹配之后，將地址信息與用戶數(shù)據(jù)一起寫到數(shù)據(jù)區(qū)，從而確實地向目標扇區(qū)寫數(shù)據(jù)。另一方面，在從數(shù)據(jù)區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作中，當從數(shù)據(jù)區(qū)讀數(shù)據(jù)時或者在完成從數(shù)據(jù)區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作之后，確定在所讀數(shù)據(jù)中所含的地址信息是否與目標數(shù)據(jù)區(qū)的地址信息匹配，從而從目標扇區(qū)確實地讀數(shù)據(jù)。
另外，因為讀操作中不需要ID區(qū)的信息，所以利用相互不同的代碼形成ID地址標記域和數(shù)據(jù)地址標記域，因而在頭查找之后立即執(zhí)行用于檢測數(shù)據(jù)地址標記域的等待，從而不必在位置偏移狀態(tài)強制地從ID區(qū)讀數(shù)據(jù)。結(jié)果是，能夠避免產(chǎn)生ID讀錯誤。另外，通過設置用于在頭的讀元件經(jīng)過ID區(qū)時停止讀放大器和數(shù)據(jù)檢測器電路的工作、抑制ID讀錯誤信息的輸出、或者當輸出ID讀錯誤信號時執(zhí)行從數(shù)據(jù)區(qū)強制讀數(shù)據(jù)的操作的裝置，提供了一種具有低的功耗并具有出色存取性能的磁盤存儲系統(tǒng)。
另外，在根據(jù)增加到數(shù)據(jù)區(qū)的錯誤檢測代碼完成數(shù)據(jù)讀錯誤的判斷和校正之后，確定在所讀數(shù)據(jù)中所含的地址信息是否與目標數(shù)據(jù)區(qū)的地址信息匹配。因此，包括半導體存儲器，它具有能夠存儲兩個或更多個數(shù)據(jù)區(qū)的存儲容量，并且將從數(shù)據(jù)區(qū)讀的數(shù)據(jù)暫時傳送到半導體存儲器，從而不必在讀操作中插入為了確定地址信息的處理等待時間。另一方案是，將用于檢查讀地址信息中的錯誤的錯誤檢測代碼插入數(shù)據(jù)區(qū)的中間，從而能夠確定地址信息，而不等待從數(shù)據(jù)區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作的完成。這樣，提供一種能夠提高處理速度的磁盤存儲系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，因為在向數(shù)據(jù)區(qū)寫數(shù)據(jù)的操作中，將寫元件定位于數(shù)據(jù)區(qū)，從而能夠使頭的讀元件的位置與ID區(qū)的位置匹配，能夠以足夠的信噪比和可靠性獲得相應扇區(qū)的地址信息。另一方面，在從數(shù)據(jù)區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作中，將頭的讀元件定位于數(shù)據(jù)區(qū)，以從數(shù)據(jù)區(qū)讀數(shù)據(jù)，從而以足夠的信噪比和可靠性獲得相應扇區(qū)的地址信息。因為利用上述操作，能夠減小寫操作和讀操作中的ID錯誤率，所以能夠容易地設計道密度增加的磁盤，因而與常規(guī)磁盤存儲系統(tǒng)相比，能夠顯著地增加存儲容量。另外，因為也能夠減小跟隨振動和穩(wěn)定振動所需的精度，所以能夠容易地設計伺服控制系統(tǒng)，能夠改進磁盤存儲系統(tǒng)中的存取性能。另外，能夠提高抵抗在操作中從外界施加的振動的安全性。尤其是，在10KTPI或更高的道密度的磁盤存儲系統(tǒng)中，本發(fā)明的效果是顯著的。
在實現(xiàn)本發(fā)明時，必須加到現(xiàn)有技術(shù)格式的數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)區(qū)中的ID信息，大約10字節(jié)的信息量對于ID信息是足夠的。因此，由于增加ID信息而過多占用的盤存儲容量能夠保持等于或小于2％。另外，根據(jù)本發(fā)明，由于平版印刷處理中的布置誤差造成的寫元件的中心與讀元件的中心之間的偏移距離得以校正，從而能夠提高頭制造的生產(chǎn)量，并且也能顯著提高生產(chǎn)率。另外，與數(shù)據(jù)區(qū)中ID信息中所加的錯誤檢測代碼不同的代碼、和位數(shù)被用作ID區(qū)中ID信息中所加的錯誤檢測代碼，從而，能夠尤其提高寫操作的可靠性。因此，也能夠提供具有500G或更大沖擊阻力的為個人所用的便攜式磁盤存儲系統(tǒng)。
通過參照附圖對本發(fā)明最佳實施方式的以下描述，本發(fā)明的這些和其他目的及優(yōu)點會更明顯。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的磁盤存儲系統(tǒng)的例子的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖2是部分截取以顯示本發(fā)明的磁盤存儲系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平視圖；圖3是顯示本發(fā)明的扇區(qū)結(jié)構(gòu)的一個例子的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4是顯示本發(fā)明中伺服區(qū)的一個例子的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5是顯示本發(fā)明中ID區(qū)的一個例子的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6是顯示本發(fā)明中數(shù)據(jù)區(qū)的一個例子的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7是顯示本發(fā)明中數(shù)據(jù)區(qū)的另一個例子的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖8是顯示現(xiàn)有技術(shù)的扇區(qū)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖9是用于解釋根據(jù)驅(qū)動裝置的位置而傾斜滑塊的平視圖；圖10是用于解釋在磁盤的外徑位置滑塊傾斜的示意圖；圖11是用于解釋在磁盤的內(nèi)徑位置滑塊傾斜的示意圖；圖12是用于解釋在本發(fā)明的寫操作中頭位置的示意圖；圖13是用于解釋在現(xiàn)有技術(shù)的寫操作中頭位置的示意圖；圖14是用于解釋在本發(fā)明的讀操作中頭位置的示意圖；圖15是用于解釋在現(xiàn)有技術(shù)的讀操作中頭位置的示意圖；圖16是用于解釋在寫/讀操作流程的流程圖；以及圖17是顯示根據(jù)本發(fā)明的電路的一個例子的結(jié)構(gòu)的框圖。
下面參照附圖詳細描述本發(fā)明的最佳實施方式。
<第一實施方式>
下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的磁盤存儲系統(tǒng)的第一個實施方式。圖1是顯示本磁盤存儲系統(tǒng)的示意結(jié)構(gòu)的截面圖，圖2是從上側(cè)看本系統(tǒng)一部分時的平視圖。本實施方式的磁盤存儲系統(tǒng)包括一個雙元件頭11，它具一個作為寫元件的感應元件和一個作為讀元件的磁阻元件；以及一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置12；并且以這樣一種方式設計，使得利用嵌在每個磁盤13數(shù)據(jù)表面中的位置信息執(zhí)行所嵌入的伺服。在執(zhí)行寫操作或讀操作期間，根據(jù)CPU(中央處理部件)所發(fā)出的指令向音圈電機14加電，使得通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置12將雙元件頭11移動到目標道15上。之后，利用讀/寫電路檢索目標扇區(qū)的地址，然后執(zhí)行向數(shù)據(jù)域?qū)憯?shù)據(jù)的操作或者從數(shù)據(jù)域讀數(shù)據(jù)的操作。
在本發(fā)明中，為了校正頭的寫元件與讀元件之間的位置偏移，構(gòu)造下述扇區(qū)格式。在盤上所形成的四個相鄰道15中的四個扇區(qū)的結(jié)構(gòu)的一個例子以示意圖的形式示于圖3。該結(jié)構(gòu)使得在每個扇區(qū)之前或之后還設置多個不同的扇區(qū)，因此一個道具有多個扇區(qū)。一個扇區(qū)能夠存儲512字節(jié)的數(shù)據(jù)，作為存儲信息的最小單位。
一個扇區(qū)包括一個伺服區(qū)31、一個ID區(qū)32和一個數(shù)據(jù)區(qū)33。在各區(qū)之間，以及在當前扇區(qū)和后續(xù)扇區(qū)之間，設置一個間隙區(qū)34，用作緩沖控制器處理時間和主軸速度變化的間隙。各區(qū)通過間隙區(qū)34相互分開，并且間隙區(qū)34的長度可以是幾個字節(jié)或更多。下面詳細描述每個區(qū)的結(jié)構(gòu)。
伺服區(qū)31的結(jié)構(gòu)和作用基本上與顯示圖8中所示常規(guī)扇區(qū)結(jié)構(gòu)的示意圖中的伺服區(qū)81的結(jié)構(gòu)和作用相同。在圖4中，示意性地示出伺服區(qū)31的結(jié)構(gòu)。該伺服區(qū)31包括一個增益帶域44、一個標記域41、一個葛萊碼域42、一個伺服突發(fā)串域43和一個填充(PAD)域44。增益帶域44是一個用于產(chǎn)生伺服時鐘和調(diào)節(jié)讀放大器增益的域。標記域41是一個當引導相繼信息及產(chǎn)生索引脈沖和選擇器脈沖時用于執(zhí)行電壓控制振蕩器(VCO)同步的域。葛萊碼域42是一個其中利用葛萊碼代表道號的域。伺服突發(fā)串域43包括一個交錯的模式，并用于對四個域43-1至43-4的讀信號幅度進行相互比較以產(chǎn)生頭的位置信息。
現(xiàn)在，雖然所示的例子中伺服突發(fā)串域43的寬度與道間距(道間隔)相同，但是伺服突發(fā)串域43的寬度從定位精度來看最好窄于道間距。例如，因為如果將伺服突發(fā)串域43的寬度設為大約是道間距的70％，則由于頭的偏道剖面的非線性造成的頭定位誤差能夠保持最小，從而這是尤其可取的。
設置ID區(qū)32，以便確定在向數(shù)據(jù)域33寫數(shù)據(jù)的操作之前執(zhí)行讀操作，并且將頭的寫元件適當?shù)囟ㄎ挥谀繕松葏^(qū)。在圖5中，示意性地顯示ID區(qū)32的結(jié)構(gòu)。ID區(qū)32的功能與圖8所示現(xiàn)有技術(shù)例子的扇區(qū)中的ID區(qū)82的功能不同，并且用作專用于向數(shù)據(jù)區(qū)33寫數(shù)據(jù)的操作的ID信息，因而在從數(shù)據(jù)區(qū)33讀數(shù)據(jù)的操作中并不使用。另外，ID區(qū)32所在的在與道方向垂直的方向上偏移于道(數(shù)據(jù)區(qū))的中心位置。偏移距離依據(jù)道位置而互不相同。更特別地，與利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置執(zhí)行定位操作時在頭的寫元件的中心與讀元件的中心之間的偏移相同的偏移距離是最佳的距離。ID區(qū)32的結(jié)構(gòu)基本上與圖8中所示的現(xiàn)有技術(shù)例子的ID區(qū)82的結(jié)構(gòu)相同，并且包括一個VCO同步域50、一個ID地址標記域51、一個ID數(shù)據(jù)域52、一個循環(huán)冗余校驗(CRC)域53和一個PAD域54。VCO同步域50是一個用于牽引VCO的振蕩頻率以建立時鐘同步和用于調(diào)節(jié)讀放大器的增益的域。ID地址標記域51是一個其中形成特定位模式以便展現(xiàn)后繼信息的開始位置以執(zhí)行讀操作的同步的域。ID數(shù)據(jù)域52包括相關(guān)扇區(qū)的柱面號、頭號和一個作為附加信息(如扇區(qū)號和壞扇區(qū))的標志。CRC域53是一個為了檢測在從ID區(qū)32讀數(shù)據(jù)的操作中是否產(chǎn)生錯誤而增加的域。PAD域54是一個為了執(zhí)行讀操作直至CRC域而增加的域。
數(shù)據(jù)區(qū)33是一個用于存儲用戶數(shù)據(jù)的區(qū)，并且與伺服區(qū)31和ID區(qū)32相比占用盤上更多的區(qū)域。數(shù)據(jù)區(qū)33的結(jié)構(gòu)示意性地示于圖6。該數(shù)據(jù)區(qū)33除了圖8中所示的現(xiàn)有技術(shù)例子的數(shù)據(jù)區(qū)83的功能之外，具有一種確定是否已經(jīng)適當?shù)貓?zhí)行了從目標扇區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作的功能。該功能是一種為了處理在從數(shù)據(jù)區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作期間未執(zhí)行對ID區(qū)的讀操作而增加的功能，因而用作專用于讀操作的ID信息。為此，該功能是這樣的，使得將用于唯一地識別扇區(qū)的ID信息增加到現(xiàn)有技術(shù)例子的數(shù)據(jù)區(qū)83的結(jié)構(gòu)中。作為這種信息，采用數(shù)據(jù)行，它與ID區(qū)32的ID數(shù)據(jù)域52實際上是相同的。當向數(shù)據(jù)區(qū)33寫數(shù)據(jù)時，連續(xù)地向ID數(shù)據(jù)域62和數(shù)據(jù)域63寫該數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)區(qū)33包括一個VCO同步域60、一個數(shù)據(jù)地址標記域61、一個ID數(shù)據(jù)域62、一個數(shù)據(jù)域63、一個ECC域64和一個PAD域65。VCO同步域60、數(shù)據(jù)地址標記域61、ID數(shù)據(jù)域62、ECC域64和PAD域65的功能分別與上述ID區(qū)32的VCO同步域50、ID地址標記域51、ID數(shù)據(jù)域52、CRC域53和PAD域54相同。數(shù)據(jù)域63占用512字節(jié)數(shù)據(jù)，用戶將該數(shù)據(jù)存儲在磁盤存儲系統(tǒng)中。
下面，參照圖12描述當執(zhí)行向本發(fā)明的扇區(qū)寫數(shù)據(jù)的操作時在頭與道之間的位置關(guān)系。在寫操作中，執(zhí)行頭的定位，以便使頭的寫元件121的位置與數(shù)據(jù)區(qū)33的中心匹配。因為預先將ID區(qū)32偏移道中心一個與寫元件與讀元件之間的偏移距離相應的量，所以在那一位置的頭的讀元件120與ID區(qū)32的中心一致。根據(jù)該位置關(guān)系，能夠在向數(shù)據(jù)區(qū)33寫數(shù)據(jù)的操作之前執(zhí)行從ID區(qū)32讀數(shù)據(jù)的操作，而沒有頭與道的不良對準，并且能夠確實地確定地址信息。另外，在從ID區(qū)32讀數(shù)據(jù)之后，能夠立即向數(shù)據(jù)區(qū)寫數(shù)據(jù)，而不校正頭的位置。
圖14是用于解釋當對本發(fā)明的扇區(qū)執(zhí)行讀操作時在頭與道之間的位置關(guān)系的示意圖。在讀操作中，對頭進行定位，使得頭的讀元件120的位置與數(shù)據(jù)區(qū)33的中心一致。在該位置關(guān)系中，頭的讀元件120偏移ID區(qū)32的中心。然而，在本發(fā)明的讀操作中不需要ID區(qū)32的信息，因此能夠去掉使讀元件120偏移ID區(qū)32的中心從ID區(qū)32讀數(shù)據(jù)的步驟。因為用于確定目標扇區(qū)所需的地址信息包含在數(shù)據(jù)區(qū)33中，所以能夠執(zhí)行讀操作，而沒有頭與道的不良對準。
通過采用本發(fā)明的格式，即使在寫操作中頭的定位位置從讀操作中頭的定位位置改變，因為總是能夠讀出地址信息而無位置偏移，所以能夠大大降低地址檢測錯誤，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高性能的磁盤存儲系統(tǒng)。
在盤區(qū)使用效率上，本發(fā)明的格式極大地優(yōu)于美國專利5,257,149中所公開的具有雙ID信息的2ID格式。在2ID格式中，因為專用于寫操作的ID區(qū)和專用于讀操作的ID區(qū)中的每一個需要VCO同步域、CRC域、PAD域和間隙域，每個扇區(qū)需要大約50字節(jié)的過多存儲容量。然而，在本發(fā)明中，因為用于讀操作的ID區(qū)是與數(shù)據(jù)區(qū)一起處理的，所以根本不需要上述域，因而每個扇區(qū)只增加10字節(jié)或更少的存儲容量。
如在上述實施方式中所述，在包括其中單獨設置寫元件和讀元件的雙元件頭的磁盤存儲系統(tǒng)中，本發(fā)明提供一種極大降低上述在寫元件與讀元件之間的位置偏移距離的方法。利用這種關(guān)系，本發(fā)明能夠廣泛地應用于利用雙元件頭存儲具有扇區(qū)格式的信息的系統(tǒng)。例如，本發(fā)明也能夠容易地應用于如磁光盤驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器和磁光帶驅(qū)動器這樣的信息存儲裝置。
<第二實施方式>
在常規(guī)磁盤存儲系統(tǒng)中，在寫操作和讀操作中，為了判斷頭已經(jīng)移動到目標扇區(qū)，從ID區(qū)82中讀先前記錄在盤上的數(shù)據(jù)，對ID區(qū)82中所含的地址信息與目標扇區(qū)的地址信息進行比較，并且確定它們之間的一致性。另一方面，在本發(fā)明的磁盤存儲系統(tǒng)中，在上述確定地址信息的操作中，對寫操作和讀操作使用記錄在盤上不同位置的數(shù)據(jù)。即，在寫操作中，從ID區(qū)32的所讀數(shù)據(jù)中產(chǎn)生地址信息，而在讀操作中，從數(shù)據(jù)區(qū)33的所讀數(shù)據(jù)中產(chǎn)生地址信息。下面參照圖16的流程圖描述本發(fā)明的磁盤存儲系統(tǒng)中對某一扇區(qū)的寫操作的處理的流程。在根據(jù)伺服區(qū)31的位置信息執(zhí)行頭11的尋找操作(步驟3)之后，控制器開始從ID區(qū)32讀數(shù)據(jù)的操作，并等待檢測ID地址標記域51(步驟4)。在完成從ID區(qū)32讀數(shù)據(jù)的操作(步驟5)和利用ID區(qū)32的CRC域53執(zhí)行錯誤檢驗(步驟6)之后，確定ID數(shù)據(jù)域52的信息是否與目標扇區(qū)的地址信息匹配(步驟7)。然后，如果確定匹配，則開始向數(shù)據(jù)區(qū)33寫數(shù)據(jù)的操作。之后，對VCO同步域(步驟8)、數(shù)據(jù)地址標記域61(步驟9)、ID數(shù)據(jù)域62(步驟10)、數(shù)據(jù)域63(步驟11)、ECC域64(步驟12)和PAD域65(步驟13)以該次序執(zhí)行寫操作，從而完成對一個扇區(qū)的寫操作。
下面，對某一扇區(qū)的讀操作的處理流程進行描述。在執(zhí)行頭11的尋找操作(步驟3)之后，控制器立即執(zhí)行從數(shù)據(jù)區(qū)33讀數(shù)據(jù)的操作。即，控制器并不等待檢測ID地址標記域51，而等待檢測數(shù)據(jù)地址標記域61(步驟4)。在完成從數(shù)據(jù)區(qū)33讀數(shù)據(jù)(步驟5)和執(zhí)行利用數(shù)據(jù)區(qū)的ECC域64的錯誤檢驗(步驟6)的操作之后，確定ID數(shù)據(jù)域62的信息是否與目標扇區(qū)的地址信息匹配(步驟7)，從而完成對一個扇區(qū)的讀操作。
以這種方式，在寫操作和讀操作中適當?shù)厥褂脙蓚€不同的地址信息，由此在寫操作和讀操作中能夠獨立地檢測地址信息。即使某一扇區(qū)的ID區(qū)的信息由于任何原因丟失，因為地址信息包含在數(shù)據(jù)區(qū)中，所以也能夠判斷所讀數(shù)據(jù)是否是從目標扇區(qū)獲得的，并且因此能夠利用與正常操作中相同的處理讀出那一扇區(qū)的數(shù)據(jù)。另外，甚至當某一扇區(qū)的數(shù)據(jù)區(qū)的信息由于任何原因丟失而曾經(jīng)登記為壞扇區(qū)時，如果能夠從ID區(qū)適當?shù)刈x數(shù)據(jù)，則將該數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)區(qū)以恢復那一數(shù)據(jù)區(qū)，因而能夠?qū)⒛菙?shù)據(jù)區(qū)利用為正常扇區(qū)。另外，對于與兩個地址信息有關(guān)的錯誤檢驗碼采用不同的編碼方案，并且對其采用具有不同長度的錯誤檢驗位流，因而能夠原始設計在寫操作和讀操作中當檢測地址信息時的錯誤率。例如，通過加強寫操作中的錯誤檢測，能夠設計寫操作中的更高可靠性。
如上所述，在本實施方式中，能夠執(zhí)行與圖8所示常規(guī)格式大致相同的數(shù)據(jù)處理。因此，能夠采用本實施方式而不對常規(guī)控制電路、地址標記檢測器電路等進行大的變動，因此采用本發(fā)明花費不大。
另外，本實施方式尤其和第一實施方式結(jié)合起來，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高性能磁盤存儲系統(tǒng)。在該情形下，即使寫操作中的定位位置與讀操作中的定位位置有所改變，也總是能夠從與位置偏移無關(guān)的所讀信號中獲得地址信息，也能夠?qū)崿F(xiàn)高性能磁盤存儲系統(tǒng)，其中增加了道方向上的存儲密度，而增大存儲容量。
<第三實施方式>
下面將參照圖17描述將本發(fā)明應用到系統(tǒng)中的磁盤存儲系統(tǒng)的一個實施方式。在由磁頭11從磁盤13所讀出的所讀數(shù)據(jù)由頭放大器170放大并送到均衡器171中進行波形整形后，所得信號在峰值檢測器電路172中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。在該數(shù)字信號中獲得用于執(zhí)行時鐘同步的VCO同步域的信號及類似信號，從而為了識別后繼數(shù)據(jù)的開始，需要檢測作為特定位模式的地址標記域。在常規(guī)磁盤存儲系統(tǒng)中，甚至在寫操作和讀操作中，也檢測ID地址標記域并從后繼ID數(shù)據(jù)域讀出數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的磁盤存儲系統(tǒng)的特征在于在寫操作中，由ID地址標記檢測器電路175檢測ID地址標記域51，并且從后繼ID數(shù)據(jù)域52讀出數(shù)據(jù)。在讀操作中，由數(shù)據(jù)地址標記檢測器電路176檢測數(shù)據(jù)地址標記域61，并且從后繼數(shù)據(jù)域62讀出數(shù)據(jù)。以這種方式，對于寫操作和讀操作適當?shù)厥褂脙蓚€不同的地址標記域，因而能夠在寫操作和讀操作中獨立地檢測地址標記域。在常規(guī)磁盤存儲系統(tǒng)中，在尋找并將頭精確地定位在ID區(qū)82以成功地檢測到ID地址標記域之后，才能進行從數(shù)據(jù)區(qū)83讀數(shù)據(jù)的處理。通過將本發(fā)明應用到磁盤存儲系統(tǒng)，甚至在尋找之后由于頭的位置偏移未能檢測到ID地址標記域51的情況下，也能進行從數(shù)據(jù)區(qū)33讀數(shù)據(jù)的處理，因此能夠提高系統(tǒng)性能。另外，因為在寫操作和讀操作中能夠分別獨立地檢測ID地址標記域51和數(shù)據(jù)地址標記域61，所以能夠自由地設計兩個地址標記域之間的位置關(guān)系。當將本實施方式與第一實施方式結(jié)合時，這種效果是特別可取的。因此，即使寫操作中的定位位置同讀操作中的定位位置有所改變，也總是能夠從與位置偏移無關(guān)的所讀信號中檢測到地址標記域，因而能夠?qū)崿F(xiàn)高性能磁盤存儲系統(tǒng)，其中增加了在道方向上的記錄密度而增大了存儲容量。
<第四實施方式>
在本實施方式中，將對第一實施方式中所描述的磁盤存儲系統(tǒng)進行描述，該系統(tǒng)包括用于在寫操作和讀操作中對頭的定位目標進行偏移的裝置，所述系統(tǒng)的特征在于包括用于將寫操作和讀操作中頭的位置偏移量(校正量)的數(shù)據(jù)預先記錄在磁盤的引導道中、并且在接通磁盤存儲系統(tǒng)電源時讀出該數(shù)據(jù)以便在后繼尋找操作中使用如此讀出的數(shù)據(jù)的裝置。
由于平版印刷工藝中的布置誤差等，寫操作和讀操作中頭的偏移量的上述數(shù)據(jù)取決于系統(tǒng)、頭和道具有不同的最佳值，因此難于通過計算從滑塊的偏角(滑塊相對于道的傾斜角)和頭的寫元件與讀元件之間的距離精確地獲得。為了通過增加定位精度實現(xiàn)具有高道密度的磁盤存儲系統(tǒng)，該系統(tǒng)最好包括在提貨之前利用任何方法測量位置偏移量并將所得數(shù)據(jù)存儲在系統(tǒng)自身中的功能?，F(xiàn)在，當在根據(jù)第一實施方式進行試驗的磁盤存儲系統(tǒng)中執(zhí)行向某一道寫數(shù)據(jù)的操作然后從該道讀出數(shù)據(jù)時，在讀數(shù)據(jù)時的錯誤率大于十的負六次方。另一方面，當將本發(fā)明應用于該系統(tǒng)，并根據(jù)盤表面上所存儲的位置偏移量執(zhí)行與上述相同的操作時，錯誤率變成小于十的負九次方的一個值，因而該結(jié)果滿足系統(tǒng)要求的錯誤率。
作為與上述例子不同的保持偏移數(shù)據(jù)的方法，可以將偏移數(shù)據(jù)存儲在磁盤存儲系統(tǒng)的電路板上所設置的幾種非易失性存儲器(如PROM，EEPROM，介電(dielectrical)存儲器等)中。在該情形下，無論采用哪種存儲裝置，對系統(tǒng)的定位精度都能獲得相同的效果。在將頭的位置偏移量的數(shù)據(jù)記錄在盤表面的第一種方法中，可以執(zhí)行修復工作，使得從機械部分拆下磁盤存儲系統(tǒng)的電路板，換以另一塊電路板。另外，在將頭的位置偏移量的數(shù)據(jù)存儲在電路板上所安裝的非易失性存儲器中的第二種方法中，因為當啟動系統(tǒng)時能夠縮短從引導道讀數(shù)據(jù)的工作所需的時間，所以當啟動磁盤存儲系統(tǒng)時能夠獲得出色的響應。
<第五實施方式>
在本實施方式中，將對第一實施方式中所描述的磁盤存儲系統(tǒng)進行描述，該系統(tǒng)包括用于在寫操作和讀操作中對頭的定位目標進行偏移的裝置，所述系統(tǒng)的特征在于包括用于對在制造該系統(tǒng)的過程中對寫操作和讀操作中頭的位置偏移量的數(shù)據(jù)進行測量的裝置。根據(jù)該偏移數(shù)據(jù)執(zhí)行尋找和跟隨操作，因而能夠減小或忽略頭與道中心之間的位置偏移的距離。
為了達到上述目的，在尋找操作之前，需要確定頭的定位目標的偏移數(shù)據(jù)。為了簡單地實現(xiàn)該過程，能夠根據(jù)頭的寫元件與讀元件之間的偏移的設計值、以及滑塊偏角(滑塊相對于道傾斜的角)的數(shù)據(jù)計算粗略估計的值。但是，為了有效地吸收在頭、驅(qū)動裝置和主軸電機之間位置關(guān)系的處理誤差和制造頭時的元件位置誤差，最好為每個待確定的頭測量偏移數(shù)據(jù)的最佳值。
盡管可以考慮各種處理作為測量方法，但是作為一個實施方式，能夠采用磁盤存儲系統(tǒng)的生產(chǎn)線的伺服道寫處理。更具體地，在利用做到產(chǎn)品中的頭的寫元件已經(jīng)將伺服模式記錄之后，利用同一頭的讀元件執(zhí)行對該伺服模式的跟隨，并且將該位置作為第一頭位置。然后，以第一頭位置為基準記錄用于測量的第二伺服模式，并且將通過執(zhí)行對第二伺服模式進行跟隨而獲得的位置作為第二頭位置。第一頭位置與第二頭位置之間的差成為執(zhí)行測量處道位置的偏移數(shù)據(jù)。現(xiàn)在，在根據(jù)第一實施方式做試驗的磁盤存儲系統(tǒng)中，將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)區(qū)33，根據(jù)Bitter方法測量伺服區(qū)31中所示的道的中心與數(shù)據(jù)區(qū)33的中心之間的徑向偏移的距離。首先，在根據(jù)由計算而獲得的偏移數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)區(qū)的情形下，在寬部分中道偏移距離大約為0.5微米。另一方面，當應用本發(fā)明，并且根據(jù)利用伺服寫處理通過測量而獲得的偏移數(shù)據(jù)執(zhí)行與上述相同的操作時，在寬部分中道偏移距離為0.1微米或更小。尤其是，在如MR頭所代表的頭操作中需要感測電流的頭的情形下，一般地，讀元件的物理中心與讀磁信息時的回讀靈敏度中心不同。為了校正該中心偏移的影響，最好應用本發(fā)明，并且利用頭自身的讀元件測量利用每個頭的寫元件所產(chǎn)生的模式。
該測量是在從外圍到內(nèi)圍的幾個道中執(zhí)行的，從而能夠獲得足以校正各種錯誤的偏移數(shù)據(jù)。不必對所有道執(zhí)行這種測量。每個其他道的位置偏移量，可以通過根據(jù)對少數(shù)道的測量所獲得的測量值的線性逼近獲得。
盡管作為測量偏移數(shù)據(jù)的方法，可以考慮與上述實施方式不同的許多手段，但是在本發(fā)明中，偏移數(shù)據(jù)是利用單個頭本身的寫元件和讀元件測量的，因而本發(fā)明不限于利用伺服道寫處理的上述實施方式。
<第六實施方式>
在本實施方式中，下面給出對第一實施方式中所描述的磁盤存儲系統(tǒng)的描述，其中ID區(qū)32徑向偏移于數(shù)據(jù)區(qū)33的中心，所述系統(tǒng)的特征在于包括用于在制造該系統(tǒng)的過程中在伺服道寫處理中將數(shù)據(jù)寫到ID區(qū)32或數(shù)據(jù)區(qū)33的裝置。另外，現(xiàn)在將給出這種磁盤存儲系統(tǒng)的描述，該系統(tǒng)的特征在于包括用于預先將數(shù)據(jù)以表面凹凸(surfac asperity)的形式寫到ID區(qū)32或數(shù)據(jù)區(qū)33的裝置，作為第二實施方式。
上述偏移量的最佳值隨系統(tǒng)的不同、頭的不同和道的不同而變化。尤其是，在道間距為2微米或更小的磁盤存儲系統(tǒng)中，為了滿足系統(tǒng)錯誤率的要求，需要以非常高的精度設定ID區(qū)32與數(shù)據(jù)區(qū)33之間的偏移距離。為了達到該目的，例如，在將部件組裝到磁盤存儲系統(tǒng)中之后，根據(jù)伺服區(qū)31的位置信息執(zhí)行頭的定位，并且在每道上自動地執(zhí)行向ID區(qū)32寫數(shù)據(jù)的操作。然而，在具有增加的道密度的磁盤存儲系統(tǒng)中，有這種可能，難于確保偏移距離的精度，并且由于產(chǎn)生ID讀錯誤，系統(tǒng)吞吐量可能降低。
在本實施方式中，在磁盤存儲系統(tǒng)的生產(chǎn)線上，在將磁盤13安裝到磁盤存儲系統(tǒng)16的級中，在伺服道寫處理中將數(shù)據(jù)寫到ID區(qū)32和伺服區(qū)31，從而能夠進行更適當?shù)脑O置。因為在本實施方式中采用現(xiàn)有制造系統(tǒng)，所以能夠相對容易地將本實施方式引進到該產(chǎn)品的制造過程中。另一方案是，為了形成更高精度的模式，可以利用用于以高精度記錄信息的系統(tǒng)將所需數(shù)據(jù)記錄在磁盤上，在該系統(tǒng)中安裝空氣主軸、空氣滑塊等。
另外，作為第二實施方式，通過利用在半導體制造中廣泛使用的光刻技術(shù)，利用高精度制造的刻線對已經(jīng)加到盤上的抗蝕樹脂曝光，以表面凹凸的形式在盤上形成伺服區(qū)31，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率的伺服模式。此時，也通過相同的曝光處理在盤上以表面凹凸的形式預先形成ID區(qū)32，從而能夠顯著地提高ID區(qū)32的偏移距離的精度。本實施方式尤其適用于具有一塊自含式磁盤的薄型磁盤存儲系統(tǒng)。
<第七實施方式>
在本實施方式中，下面將給出對具有大型磁阻元件作為頭的讀元件的磁盤存儲系統(tǒng)的描述，其中磁阻的改變率通過磁膜的多層結(jié)構(gòu)得以增加，并且具有10KTPI(道每英寸)或更高的徑向道密度。
在第一實施方式中所述的磁盤存儲系統(tǒng)中，利用如鐵鎳合金這樣的坡莫合金的磁阻效應的MR元件用作頭的讀元件。對于這個磁盤存儲系統(tǒng)，當形成具有超出10KTPI道密度的模式時，上述偏移ID區(qū)的讀信號的強度變?nèi)?，并且?shù)據(jù)的錯誤率變得大于十的負七次方。因此，不滿足系統(tǒng)的設計要求。于是，在本實施方式中，在道密度設為11KTPI的磁盤存儲系統(tǒng)中，采用這種頭，其中利用磁膜的多層結(jié)構(gòu)增加了磁阻的改變率，并且讀操作的靈敏度大約為MR元件的六倍。采用這種系統(tǒng)，當執(zhí)行從ID區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作時，能夠獲得具有足夠強度的讀信號，也能適當?shù)貦z測地址信息。因此，滿足系統(tǒng)的設計要求。另外，通過將道密度做成等于或大于10KTPI，可將采用1.8英寸直徑的盤的系統(tǒng)的存儲容量做成等于或大于500M字節(jié)。利用MPEG2的活動畫面壓縮碼，該磁盤存儲系統(tǒng)能夠記錄大約一小時的活動畫面，從而能夠?qū)⑵渲瞥墒箶y式圖象/畫面存儲系統(tǒng)。
<第八實施方式>
在本實施方式中，下面將給出對第一實施方式中所述的磁盤存儲系統(tǒng)的描述，其中ID區(qū)33在盤的徑向上偏移于數(shù)據(jù)區(qū)33的中心，所述系統(tǒng)的特征在于在操作中沖擊阻力性能等于或大于500G。
通過提高操作中的沖擊阻力性能，能夠極大地改進磁盤存儲系統(tǒng)的可靠性。尤其是，在執(zhí)行寫操作期間，系統(tǒng)受到外界的沖擊，使得頭從目標數(shù)據(jù)道偏移，覆寫相鄰道的數(shù)據(jù)是極大降低磁盤存儲系統(tǒng)可靠性的重要起因之一。
在常規(guī)磁盤存儲系統(tǒng)中，當執(zhí)行寫操作時，在已經(jīng)執(zhí)行頭尋找之后，插入為顯著衰減頭的穩(wěn)定振動所需的等待時間周期。另外，在公開于JP-A-05-174498(相應于美國專利5,438,559)的省去任何ID區(qū)的無ID格式中，因為用于確定頭已經(jīng)定位于目標扇區(qū)的裝置與采用圖8所示常規(guī)格式的處理方法不同，具體地，存在插入到寫操作中的等待時間周期變長的可能。
采用本發(fā)明的格式，ID區(qū)32的ID信息是先于寫操作而確定的，并且在操作中沖擊阻力性能做成等于或大于500G，因而，能夠在定位精度的范圍內(nèi)設置余地。因此，不需要為了等待穩(wěn)定振動衰減而允許的范圍所需的過多時間周期，從而能夠縮短尋找時間。由于上述原因，能夠提供數(shù)據(jù)可靠性和取存性能都優(yōu)于采用圖5所示常規(guī)格式例子的系統(tǒng)的磁盤存儲系統(tǒng)。
尤其是，在第七實施方式中所描述的道密度為10KTPI或更高的磁盤存儲系統(tǒng)中，頭的寫元件與讀元件之間的偏移距離大于道間距。因此，通過將第七實施方式與本實施方式結(jié)合，能夠提供更高性能的磁盤存儲系統(tǒng)。
<第九實施方式>
在本實施方式中，下面將給出對第三實施方式中所述的磁盤存儲系統(tǒng)的描述，在寫操作和讀操作中分別從ID區(qū)32和數(shù)據(jù)區(qū)33讀數(shù)據(jù)，以判斷頭尋找的完成，所述系統(tǒng)的特征在于利用相互不同的碼形成ID地址標記域51和數(shù)據(jù)地址標記域61。
在本發(fā)明的磁盤存儲系統(tǒng)中，在讀操作中，需要數(shù)據(jù)區(qū)33的數(shù)據(jù)，因而根本不需要ID區(qū)32的數(shù)據(jù)。相反，在寫操作中，需要ID32的數(shù)據(jù)，因而根本不需要數(shù)據(jù)區(qū)33的數(shù)據(jù)。因此，允許與ID區(qū)32和數(shù)據(jù)區(qū)33的設置有關(guān)的位置偏移，從而在讀操作時的頭位置中不能基本適當?shù)貜腎D區(qū)32讀出數(shù)據(jù)。但是，如果滑塊與數(shù)據(jù)道之間的斜角滿足根據(jù)驅(qū)動裝置角度的特定條件，則可以適當?shù)貜腎D區(qū)32和數(shù)據(jù)區(qū)33讀出數(shù)據(jù)。在該情形下，需要用于判斷所讀數(shù)據(jù)是與ID區(qū)32相應還是與數(shù)據(jù)區(qū)33相應的裝置。在本發(fā)明中，通過不同位流分別形成加到ID區(qū)32和數(shù)據(jù)區(qū)33的地址標記域51和52，從而，如果僅訪問讀數(shù)據(jù)流中的地址標記域，則能夠判斷所讀數(shù)據(jù)是與ID區(qū)32相應還是與數(shù)據(jù)區(qū)33相應。因此，在兩個地址標記域是利用相同的位流形成的情形下，為了判斷所讀數(shù)據(jù)是與ID區(qū)32相應還是與數(shù)據(jù)區(qū)33相應，伴隨執(zhí)行管理時序的處理。
在本實施方式的磁盤存儲系統(tǒng)中，在上述處理的一部分中，在CPU上使用一個程序。首先，利用硬件將已經(jīng)從磁盤讀的數(shù)據(jù)暫時傳送到高速緩沖存儲器。CPU根據(jù)自含的程序訪問高速緩沖存儲器中的數(shù)據(jù)流，并讀與地址標記域相應的數(shù)據(jù)。然后，對如此所讀的數(shù)據(jù)與先前準備的地址標記域的位流比較，從而判斷在高速緩沖存儲器中的所讀數(shù)據(jù)是與ID區(qū)相應還是與數(shù)據(jù)區(qū)相應。
另外，也考慮第二實施方式，其中上述處理系列由硬件執(zhí)行。在該情形下，配置一個電路，它用于當所讀串行數(shù)據(jù)輸入到移位寄存器，并且串行數(shù)據(jù)與先前準備的地址標記域的位流匹配時，使地址標記發(fā)現(xiàn)(AMF)信號有效，從而能夠?qū)崿F(xiàn)與上述實施方式中相同的處理。在該第二實施方式中，減輕了CPU的負擔，并執(zhí)行高速處理，從而能夠提供更佳磁盤存儲系統(tǒng)。
<第十實施方式>
在本實施方式中，下面將給出對第三實施方式中所述的磁盤存儲系統(tǒng)的描述，用于在寫操作和讀操作中分別從ID區(qū)32和數(shù)據(jù)區(qū)33讀數(shù)據(jù)，以判斷頭尋找的完成，所述系統(tǒng)的特征在于停止ID區(qū)32中的一部分讀電電路。
本發(fā)明的磁盤存儲系統(tǒng)可以規(guī)定在讀操作中，需要數(shù)據(jù)區(qū)33的數(shù)據(jù)，而根本不需要ID區(qū)32的數(shù)據(jù)。因此，對于頭的讀元件通過ID區(qū)32所需的時間周期，停止一部分讀電路的工作，因而系統(tǒng)的平均功耗能夠降低百分之幾。
現(xiàn)在，根據(jù)包括直徑為2.5英寸的磁盤的磁盤存儲系統(tǒng)進行試驗，測量系統(tǒng)的平均功耗。首先，當如在現(xiàn)有技術(shù)例子中那樣連續(xù)執(zhí)行讀操作時，系統(tǒng)的平均功耗大約為2.08瓦。接著，當采用本發(fā)明時，在如上所述的讀操作期間，在ID數(shù)據(jù)域32中停止讀電路的工作，系統(tǒng)的平均功耗大約為1.97瓦。因此，能夠提供更節(jié)省功率的磁盤存儲系統(tǒng)，因此能夠增加支持電池驅(qū)動的便攜式信息系統(tǒng)的連續(xù)使用時間。
<第十一實施方式>
在本實施方式中，下面將給出對第三實施方式中所述的磁盤存儲系統(tǒng)的描述，用于在寫操作和讀操作中分別從ID區(qū)32和數(shù)據(jù)區(qū)33讀數(shù)據(jù)，以判斷頭尋找的完成，所述系統(tǒng)的特征在于包括用于暫時存儲所讀信息的半導體存儲器。
根據(jù)本發(fā)明，用于判斷頭是否已經(jīng)定位于目標扇區(qū)的裝置由寫操作和讀操作中的不同裝置替代，從而允許與ID區(qū)32和數(shù)據(jù)區(qū)33的設置有關(guān)的位置偏移，并提供高性能磁盤存儲系統(tǒng)。尤其是，在讀操作中，確定目標扇區(qū)的地址信息與從其中已經(jīng)讀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)33中所含的地址信息匹配，因而判斷是否適當?shù)貜哪繕松葏^(qū)讀數(shù)據(jù)。此時，ID數(shù)據(jù)域62和數(shù)據(jù)域63連續(xù)地包含在所讀數(shù)據(jù)中，并且對兩個域62和63，都僅由一個ECC域64執(zhí)行錯誤校正。在該關(guān)系下，從ID數(shù)據(jù)域62的信息可靠性的角度看，最好在利用ECC域64完成錯誤校正之后，確定ID數(shù)據(jù)域62的信息。然而，ECC域64設置在數(shù)據(jù)區(qū)的最后，所以在利用ECC域64完成錯誤校正之后能夠確定尋找操作完成的時刻大約等于已經(jīng)完成從一個扇區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作時的時序。延遲對尋找操作完成的確定，造成降低系統(tǒng)的存取性能。
采用本實施方式，并且設置用于暫時存儲所讀數(shù)據(jù)的半導體存儲器，從而，即使在已經(jīng)完成從一個扇區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作之后確定尋找操作完成，也能夠避免降低系統(tǒng)的存取性能。
<第十二實施方式>
在本實施方式中，下面將給出對第三實施方式中所述的磁盤存儲系統(tǒng)的描述，用于在寫操作和讀操作中分別從ID區(qū)32和數(shù)據(jù)區(qū)33讀數(shù)據(jù)，以判斷頭尋找操作的完成，所述系統(tǒng)的特征在于在數(shù)據(jù)域中設置兩個用于錯誤校正的錯誤檢驗域，參看圖7。
在第三實施方式中所示的磁盤存儲系統(tǒng)中，確定ID數(shù)據(jù)域62的地址信息，并且在已經(jīng)完成從數(shù)據(jù)區(qū)33讀數(shù)據(jù)的操作之后，判斷已經(jīng)完成尋找操作。從磁盤存儲系統(tǒng)的性能角度看，最好在盡可能早的時序確定地址信息。為了達到該目的，在本實施方式中，如圖7所示，除與常規(guī)錯誤檢測碼相應的ECC域72之外，設置一個CRC域71，作為與ID數(shù)據(jù)域62相關(guān)的第二錯誤檢測域。此時數(shù)據(jù)區(qū)33的結(jié)構(gòu)包括兩個錯誤校正碼，如圖7所示。然而，對于那些錯誤校正碼，不必與上述例子類似地采用與稱為ECC和CRC的錯誤校正的代碼方案相同的代碼方案。因此，能夠根據(jù)各個系統(tǒng)唯一地設計那些錯誤校正碼。
通過采用該結(jié)構(gòu)，即使不等待從數(shù)據(jù)區(qū)33讀數(shù)據(jù)的操作的完成，也能夠在已經(jīng)執(zhí)行對ID數(shù)據(jù)域62和CRC域71的讀操作的時刻，確定ID數(shù)據(jù)域62的地址信息并判斷尋找操作的完成。因為在利用ECC域72進行錯誤檢驗之前能夠確定ID信息，所以能夠更迅速地執(zhí)行讀處理，也能夠提供存取性能出色的高性能磁盤存儲系統(tǒng)。
另外，因為設置專用于ID數(shù)據(jù)域62的錯誤校正碼，所以能夠在ID數(shù)據(jù)域62中獨立地執(zhí)行錯誤檢測和校正。因此，校正錯誤的能力能夠設為與數(shù)據(jù)域63不同的級。尤其是，調(diào)節(jié)CRC域71的位長度，使得加強校正錯誤的能力，從而能夠確定地獲得ID數(shù)據(jù)域62的地址信息，因而能夠提供更高可靠性的磁盤存儲系統(tǒng)。
<第十三實施方式>
在本實施方式中，下面將給出對磁盤存儲系統(tǒng)的描述，該系統(tǒng)用于在寫操作和讀操作中分別從ID區(qū)32和數(shù)據(jù)區(qū)33讀數(shù)據(jù)，以判斷頭尋找操作的完成，如在第三實施方式中所述，所述系統(tǒng)的特征在于從數(shù)據(jù)區(qū)讀數(shù)據(jù)，而在讀操作中使ID錯誤信號的輸出固定為斷開，或者忽視ID錯誤信號的輸出。
采用本發(fā)明的格式的磁盤存儲系統(tǒng)的特征在于在讀操作的處理中，不需要從ID區(qū)讀數(shù)據(jù)。在利用本發(fā)明執(zhí)行讀操作的情形下，在許多情形中，如圖14所示，頭的讀元件120的位置偏移于ID區(qū)32的道的中心。在該位置關(guān)系下，當類似于常規(guī)磁盤存儲系統(tǒng)對ID區(qū)32執(zhí)行讀操作時，輸出ID讀錯誤信號并且處理為重試操作的可能性增大，因為不能檢測VCO同步域50，不能檢測ID地址標記域51，不能利用CRC域53進行錯誤校正，ID數(shù)據(jù)域52的信息不與目標扇區(qū)的地址信息匹配，等等。
為避免該現(xiàn)象的發(fā)生，在本實施方式的磁盤存儲系統(tǒng)中，在讀操作期間，將ID讀錯誤信號固定為斷開。因此，因為控制器能夠?qū)?shù)據(jù)區(qū)33連續(xù)執(zhí)行讀操作，并且不產(chǎn)生過多的重試操作，所以改進了磁盤存儲系統(tǒng)的存取性能。另外，當將頭定于ID區(qū)32時由控制器進行處理時，不必重寫常規(guī)控制器的微程序，因此本實施方式能夠容易地引入到產(chǎn)品中。
另外，作為達到該目的的第二實施方式，能夠考慮一種方法，其中甚至在讀操作中輸出ID讀錯誤信號的情形下，忽視ID讀錯誤信號的輸出，并連續(xù)執(zhí)行讀操作。在該情形下，該方法能夠以這樣一種方式實現(xiàn)，使得重寫控制器的微程序，使得在讀操作中不在其中取ID讀錯誤信號。在該第二實施方式中，因為不必改變?nèi)魏坞娐凡糠?，所以第二實施方式能夠容易地引入到產(chǎn)品中。另外，因為能夠抑制由于ID讀錯誤的出現(xiàn)造成的重試操作，所以能夠提供能夠提高讀操作中存取性能的磁盤存儲系統(tǒng)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在采用雙元件頭的磁盤存儲系統(tǒng)中，其中寫元件和讀元件是單獨設置的，分別設置專用于寫操作的ID信息和專用于讀操作的ID信息，從而能夠校正在制造寫元件和讀元件中在平版印刷處理中的布置誤差，以及當利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置執(zhí)行定位時由于滑塊的傾斜靠成的寫元件和讀元件與道之間的位置偏移的誤差，因此，能夠提高磁盤存儲系統(tǒng)的高性能。
雖然已經(jīng)以最佳實施方式描述了本發(fā)明，但是可以理解到，這些文字只是用于說明的目的，而不是限制，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以改變，而不背移本發(fā)明的范圍和實質(zhì)。
權(quán)利要求
1.磁盤存儲系統(tǒng)，具有在其中單獨設置的寫元件(121)和讀元件(120)的至少一個雙元件頭(11)，以及一個在其中形成多個道(15)的盤(13)，其中與寫操作有關(guān)的地址信息設置在盤上的ID區(qū)(32)中，與讀操作有關(guān)的至少地址信息設置在數(shù)據(jù)區(qū)(33)中，并且所述ID區(qū)被設計為使得在與道垂直的方向上偏移于所述數(shù)據(jù)區(qū)，所偏移的量與頭的寫元件與讀元件之間的、與盤的徑向位置相應的、在與道垂直的方向上的位置偏移距離大致相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤存儲系統(tǒng)，其中在向所述數(shù)據(jù)區(qū)寫數(shù)據(jù)的操作中，對頭進行定位，使得寫元件的位置在與道垂直的方向上與所述數(shù)據(jù)區(qū)的中心基本匹配，并且在從數(shù)據(jù)區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作中，對頭進行定位，使得讀元件的位置在道寬度方向上與所述數(shù)據(jù)區(qū)的中心基本匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的磁盤存儲系統(tǒng)，其中寫元件與讀元件之間的在與道垂直的方向上的位置偏移距離是以磁的方式寫到盤表面或以電的方式寫到在所述磁盤存儲系統(tǒng)自身所含的存儲裝置中的，并且根據(jù)該位置偏移距離，對頭進行定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的磁盤存儲系統(tǒng)，其中確定所述ID區(qū)與數(shù)據(jù)區(qū)之間的、與盤的徑向位置相應的、在與道垂直的方向上的偏移距離的步驟包括利用在產(chǎn)品中所含的頭將一種模式記錄在產(chǎn)品中所含的盤上的步驟，以及利用產(chǎn)品中所含的頭對該模式執(zhí)行定位的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤存儲系統(tǒng)，其中在所述磁盤存儲系統(tǒng)的工廠中，在伺服道寫處理中，將數(shù)據(jù)寫到每道或預定道的伺服區(qū)(31)或所述ID區(qū)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤存儲系統(tǒng)，其中將數(shù)據(jù)以盤表面凹凸的形式預先寫到所述伺服區(qū)或ID區(qū)，并且以磁或光的形式從不規(guī)則模式中讀數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤存儲系統(tǒng)，其中所述至少一個雙元件頭包括具有在其上單獨設置的寫元件和讀元件的至少一個雙元件頭，其中讀元件是由至少兩層或多層的多層磁膜制成的大型磁阻元件，并且在盤上形成的多個道中，盤的徑向上的道密度等于或大于10KTPI。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤存儲系統(tǒng)，其中在操作中的沖擊阻力等于或大于500G。
9.磁盤存儲系統(tǒng)，具有在其中單獨設置的寫元件(121)和讀元件(120)的至少一個雙元件頭(11)，以及一個在其中形成多個道(15)的盤(13)，其中將多個道分為多個扇區(qū)，并且多個扇區(qū)中的每一個具有至少一個數(shù)據(jù)區(qū)(33)并可以具有一個ID區(qū)(32)，所述ID區(qū)和所述數(shù)據(jù)區(qū)中的每一個包括相應扇區(qū)的地址信息，并且所述ID區(qū)被設計為使得在與道垂直的方向上偏移于所述數(shù)據(jù)區(qū)，所偏移的量與寫元件與讀元件之間的、與盤的徑向位置相應的、在與道垂直的方向上的位置偏移距離大致相等。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的磁盤存儲系統(tǒng)，其中在向所述數(shù)據(jù)區(qū)寫數(shù)據(jù)的操作中，對頭進行定位，使得寫元件的位置在道寬度方向上與所述數(shù)據(jù)區(qū)的中心基本匹配，并且在從數(shù)據(jù)區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作中，對頭進行定位，使得讀元件的位置在道寬度方向上與所述數(shù)據(jù)區(qū)的中心基本匹配。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的磁盤存儲系統(tǒng)，其中寫元件與讀元件之間的在與道垂直的方向上的位置偏移距離是以磁的方式寫到盤表面或以電的方式寫到在所述磁盤存儲系統(tǒng)自身所含的存儲裝置中的，并且根據(jù)該位置偏移距離，對頭進行定位。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的磁盤存儲系統(tǒng)，其中確定所述ID區(qū)與數(shù)據(jù)區(qū)之間的、與盤的徑向位置相應的、在與道垂直的方向上的偏移距離的步驟包括利用在產(chǎn)品中所含的頭將一種模式記錄在產(chǎn)品中所含的盤上的步驟，以及利用產(chǎn)品中所含的頭對該模式執(zhí)行定位的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的磁盤存儲系統(tǒng)，其中在所述磁盤存儲系統(tǒng)的工廠中，在伺服道寫處理中，將數(shù)據(jù)寫到每道或預定道的伺服區(qū)(31)或所述ID區(qū)中。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的磁盤存儲系統(tǒng)，其中將數(shù)據(jù)以盤表面凹凸的形式預先寫到所述伺服區(qū)或ID區(qū)，并且以磁或光的形式從不規(guī)則模式中讀數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的磁盤存儲系統(tǒng)，其中所述至少一個雙元件頭包括具有在其上單獨設置的寫元件和讀元件的至少一個雙元件頭，其中讀元件是由至少兩層或多層的多層磁膜制成的大型磁阻元件，并且在盤上形成的多個道中，盤的徑向上的道密度等于或大于10KTPI。
16.根據(jù)權(quán)利要求9的磁盤存儲系統(tǒng)，其中在操作中的沖擊阻力等于或大于500G。
17.磁盤存儲系統(tǒng)，其中在盤(13)上形成多個道(15)，將多個道分為多個扇區(qū)，并且多個扇區(qū)中的每一個具有至少一個數(shù)據(jù)區(qū)(33)并可以具有一個ID區(qū)(32)，所述系統(tǒng)包括用于在寫操作中在頭尋找之后等待檢測所述ID區(qū)的和用于在讀操作中在頭尋找之后等待檢測所述數(shù)據(jù)區(qū)的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的磁盤存儲系統(tǒng)，其中利用相互不同的碼形成ID地址標記域(51)和數(shù)據(jù)地址標記域(61)，ID地址標記域(51)代表所述ID區(qū)的數(shù)據(jù)的起始位置，數(shù)據(jù)地址標記域(61)代表所述數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)的起始位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的磁盤存儲系統(tǒng)，還包括在從所述數(shù)據(jù)區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作中、當頭的讀元件經(jīng)過所述ID區(qū)時、用于停止譯碼器電路的至少一部分工作以降低功耗的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的磁盤存儲系統(tǒng)，還包括一個具有一個存儲容量的半導體存儲器，利用該存儲容量能夠存儲至少兩個或更多數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)，其中將已經(jīng)從所述數(shù)據(jù)區(qū)讀的數(shù)據(jù)傳送到所述半導體存儲器。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的磁盤存儲系統(tǒng)，還包括一個與ID數(shù)據(jù)域(52，62)有關(guān)的、以包含在所述數(shù)據(jù)區(qū)中的用于校正錯誤的數(shù)據(jù)流的形式的第一錯誤檢驗域，和一個與數(shù)據(jù)域(63)有關(guān)的第二錯誤檢驗域。
22.根據(jù)權(quán)利要求17的磁盤存儲系統(tǒng)，其中在從所述數(shù)據(jù)區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作中，將ID讀錯誤信號的輸出固定為斷開。
23.根據(jù)權(quán)利要求17的磁盤存儲系統(tǒng)，其中在從所述數(shù)據(jù)區(qū)讀數(shù)據(jù)的操作中，當輸出ID錯誤信號時，連續(xù)地執(zhí)行讀操作，以強制地從所述數(shù)據(jù)區(qū)讀數(shù)據(jù)。
全文摘要
磁盤存儲系統(tǒng)，具有在其中單獨設置的寫元件和讀元件的至少一個雙元件頭，以及一個在其中形成多個道的盤，其中與寫操作有關(guān)的地址信息設置在盤上的ID區(qū)中，與讀操作有關(guān)的至少地址信息設置在數(shù)據(jù)區(qū)中，并且所述ID區(qū)被設計為使得在與道垂直的方向上偏移于所述數(shù)據(jù)區(qū)，所偏移的量與頭的寫元件與讀元件之間的、與盤的徑向位置相應的、在與道垂直的方向上的位置偏移距離大致相等。
文檔編號G11B21/08GK1145517SQ9610448
公開日1997年3月19日 申請日期1996年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月26日
發(fā)明者濱口雄彥, 赤城協(xié), 城石芳博, 鈴木干夫, 土屋鈴二朗, 梅本益雄, 川邊隆, 渡邊克朗, 齋藤敦, 若林康一郎, 松本潔 申請人:株式會社日立制作所