專利名稱：磁盤設備及其錯誤糾正方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用作計算機的輔助存儲器或存儲器裝置的磁盤設備，并且涉及一種糾正與這種磁盤設備有關的錯誤數(shù)據(jù)的方法。
包括個人計算機(PC)和辦公計算機的自動電子設備，由于最新技術進步的支持，正在迅速減小尺寸和增強功能，這又加速了緊湊而快速的大容量存儲器設備或文件系統(tǒng)(如5.2英寸、3.5英寸、和2.5英寸硬盤驅動器)的發(fā)展。
已經(jīng)付出了很大努力來提高磁盤上的記錄數(shù)據(jù)密度、和增大磁盤的主軸轉速，由此提高往來于磁盤設備的數(shù)據(jù)傳送速率。眾所周知，由磁阻(MR)磁頭從磁盤復制或讀出的數(shù)據(jù)電平與磁盤的線速度或轉動速度無關，從而MR磁頭在讀數(shù)據(jù)的同時能保持高信號電平。因此，MR磁頭在這一領域變得越來越重要。
然而應該注意，MR磁頭在讀數(shù)據(jù)時由于作用在MR磁頭上的負壓力，保持浮動在磁介質上方僅30-50nm。在讀操作之前，磁頭停在也處于靜止的磁盤表面上。如果磁盤具有非常平的象鏡子一樣的表面，則磁頭粘著在磁盤表面上，并且保持由磁盤捕捉住，即使磁盤已經(jīng)開始其轉動之后也是如此。為了防止這種捕捉，磁盤在其表面上提供有通過適當表面變毛或紋理技術形成的微小凸出體。
然而，這樣一種變毛過程在磁盤某些磁道上能形成少量意外大的凸出體。那么每當磁頭在磁道上通過時，磁頭將撞擊在這些較大的凸出體上。當在讀/寫操作期間磁盤受熱且磁盤表面變形時，或者當磁頭熱變形時，或者當在操作期間整個磁設備受到強烈的機械沖擊時，也能發(fā)生磁頭與磁盤的碰撞。
當這樣一種碰撞發(fā)生時，MR磁頭暫時受熱幾微秒。因而受熱MR磁頭的電阻改變。
在讀操作期間，MR磁頭在恒定電流通過其磁阻元件的同時，在磁盤上經(jīng)受相對運動。如果改變外部施加到其上的磁場，則磁阻元件改變其電阻。所以，MR磁頭通過檢測磁阻元件的電阻變化，能以磁阻元件兩端的電壓變化的形式讀出磁盤上的磁記錄信息。因此，如果磁頭與形成在磁盤上的凸起物或凸出體碰撞，則磁頭暫時受熱并且其電阻改變。這就導致電壓的相應變化和從磁盤上復制(即讀)的信息中的錯誤。這種瞬時電壓變化(持續(xù)幾微秒)能導致多達幾十字節(jié)的錯誤數(shù)據(jù)。
當上述這樣一種瞬時熱事件出現(xiàn)時，在磁頭輸出中將會有瞬時波形或DC偏置，這將使從磁盤讀出的數(shù)據(jù)混亂，并且使數(shù)據(jù)在后面的譯碼階段不可恢復，由此產(chǎn)生不可恢復的讀錯誤。在MR磁頭中觀察到的這種類型的錯誤叫作TA或熱糙度(thermal asperity)。
在先有技術中一種避免熱糙度的熟知對策是，在數(shù)據(jù)譯碼電路中使用一個高通濾波器(HPF)，以除去復制信號的低頻分量，以便抑制瞬時波形的產(chǎn)生并促進受擾信號的快速收斂。在先有技術中一種保持復制信號的已知可替代方法是，或者提供一個使數(shù)據(jù)譯碼電路瞬間保持復制信號幅值的自動增益控制(AGC)電路，或者提供一個暫時阻止復制信號跟隨DC偏置并變得與時鐘異相的鎖相環(huán)(PLL)電路。
一種另外的已知技術是處理由上述電路不能糾正的錯誤，該技術借助于一個電路(稱為ECC電路)來恢復正確數(shù)據(jù)，該電路提供在用來動態(tài)地(on the fly)執(zhí)行所謂錯誤糾正碼(ECC)的譯碼電路中。
然而，大多數(shù)最新的磁盤設備具有遠高于常規(guī)的數(shù)據(jù)傳送速率，如果熱糙度經(jīng)常發(fā)生，則由于熱糙度丟失的數(shù)據(jù)量會超過由ECC電路所能糾正的數(shù)據(jù)長度。
例如，對于普通的磁盤設備估計通過ECC電路所能糾正的數(shù)據(jù)長度至多約9字節(jié)，而對于大多數(shù)高級的磁盤設備最多為20字節(jié)。熱糙度的持續(xù)時間具有幾微秒的量級，這相當于約幾十字節(jié)的數(shù)據(jù)損失，這超過了今天ECC電路的錯誤糾正能力，所以ECC電路不能處理這樣的錯誤。
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，該錯誤數(shù)據(jù)糾正設備可以確定從磁記錄介質復制或讀出的數(shù)據(jù)中的錯誤位置和長度。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種方法，該方法可以確定從磁記錄介質讀出的數(shù)據(jù)中的錯誤位置和長度。
本發(fā)明的另外一個目的在于提供一種磁盤設備，該磁盤設備包括一個帶有用來從磁記錄盤讀出數(shù)據(jù)的MR元件的MR磁頭，該磁盤設備裝有用來檢測由MR元件電阻的突然變化在數(shù)據(jù)中引入的讀錯誤，MR元件電阻的突然變化是由MR磁頭與磁記錄盤短暫碰撞引起的。
本發(fā)明的又一個目的在于提供一種磁盤設備，該磁盤設備除了上述用來檢測讀錯誤的裝置外，還裝有用來恢復由錯誤丟失的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)恢復裝置。
本發(fā)明的又一個目的在于提供一種方法，該方法用來檢測上述磁盤設備中涉及的錯誤數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的又一個目的在于提供一種方法，該方法用來檢測和糾正上述磁盤設備中涉及的錯誤數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，包括一個比較器，把代表從磁記錄介質讀出的數(shù)據(jù)并輸入該比較器的一個第一信號(稱作數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)信號)、與輸入該比較器的具有一個預定閾值電平的一個第二信號(稱作閾值信號)相比較，當數(shù)據(jù)信號的電平超過閾值信號時用于產(chǎn)生一個輸出；及一個錯誤信號發(fā)生電路，用來利用比較器的輸出和數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生一個錯誤信號。
該錯誤信號發(fā)生電路設備可以包括利用錯誤信號來確定包括在數(shù)據(jù)信號中的錯誤數(shù)據(jù)的位置的裝置。
錯誤數(shù)據(jù)包括主要由熱糙度產(chǎn)生的瞬態(tài)波形。
在錯誤數(shù)據(jù)糾正設備中，錯誤信號發(fā)生電路適用于選擇比較電路的輸出、從磁記錄介質得到的數(shù)據(jù)信號、或數(shù)據(jù)信號與比較器輸出的邏輯和中的任一個，并且作為錯誤信號輸出選擇的信號。
錯誤數(shù)據(jù)糾正設備還可以包括一個計數(shù)器電路，該計數(shù)器電路帶有用來接收錯誤信號和一個讀時鐘信號的輸入端。該計數(shù)器從數(shù)據(jù)開始累計讀時鐘。由到錯誤信號發(fā)生的累計可以得到錯誤數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中的位置。此外，錯誤數(shù)據(jù)糾正設備還可以包括一個與計數(shù)器電路相連的寄存器電路。
錯誤數(shù)據(jù)糾正設備根據(jù)錯誤信號可以確定包括在數(shù)據(jù)中的錯誤數(shù)據(jù)長度。
錯誤數(shù)據(jù)糾正設備可以帶有另外一個計數(shù)器，該計數(shù)器接收來自錯誤信號發(fā)生電路的錯誤信號和來自時鐘的讀時鐘信號，并且在產(chǎn)生錯誤信號的整個期間計數(shù)讀時鐘。因而，由計數(shù)可以確定錯誤數(shù)據(jù)的長度。
另外一種錯誤信號可以由本發(fā)明的另一種裝置產(chǎn)生，該裝置包括一個數(shù)據(jù)復制電路，用來復制從磁記錄盤讀出的數(shù)據(jù)；及一個譯碼器，供用來按照一給定組運行長度規(guī)則在復制數(shù)據(jù)的位上進行數(shù)據(jù)格式轉換的數(shù)據(jù)復制電路之用，以產(chǎn)生一個錯誤信號。
在這種情況下，譯碼器可以以8/9(0,n/m)數(shù)據(jù)格式的形式采用零運行長度規(guī)則。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面提供一種數(shù)據(jù)錯誤糾正設備，包括一個比較器，把代表從磁記錄介質讀出的數(shù)據(jù)并輸入該比較器的一個第一信號(數(shù)據(jù)信號)、與輸入該比較器的具有一個預定閾值電平的一個第二信號(閾值信號)相比較，當數(shù)據(jù)信號的電平超過閾值信號的電平時用于產(chǎn)生一個輸出；及一個錯誤信號發(fā)生電路，用來利用所述比較器的輸出和所述數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生一個第一錯誤信號；一個譯碼器，供用來在復制數(shù)據(jù)的位上進行數(shù)據(jù)格式轉換的數(shù)據(jù)復制電路之用；根據(jù)施加到所述復制數(shù)據(jù)上的運行長度規(guī)則產(chǎn)生一個第二錯誤信號的裝置；及用來選擇第一和第二錯誤信號的任一個的裝置。
一種磁盤設備可以包括上述錯誤數(shù)據(jù)糾正設備的任一種。
在本發(fā)明的又一個方面，提供一種磁盤設備，包括一個譯碼電路，用來利用部分響應最大似然技術譯碼信號；一個比較器，當從磁盤復制的數(shù)據(jù)信號的電平超過一個預定閾值信號電平時用于產(chǎn)生一個輸出信號；利用比較器的輸出和譯碼數(shù)據(jù)，用來確定由譯碼器譯碼的數(shù)據(jù)中所包括的錯誤數(shù)據(jù)位置和長度的裝置；硬件裝置，用來在錯誤數(shù)據(jù)上執(zhí)行動態(tài)的硬件ECC；及軟件裝置，用來在錯誤數(shù)據(jù)上執(zhí)行軟件ECC；及當錯誤數(shù)據(jù)的長度比由硬件裝置可糾正的長度長時，用來選擇軟件ECC糾正裝置否則選擇硬件裝置的裝置。
在本發(fā)明的又一個方面，提供一種磁盤設備，包括一個譯碼電路，用來利用部分響應最大似然技術譯碼信號；一個譯碼器，供用來在復制數(shù)據(jù)的位上進行數(shù)據(jù)格式轉換的數(shù)據(jù)復制電路之用；根據(jù)施加到所述復制數(shù)據(jù)上的運行長度規(guī)則產(chǎn)生一個錯誤信號的裝置；根據(jù)從錯誤信號發(fā)生裝置輸出的錯誤信號和由譯碼電路利用部分響應最大似然技術譯碼的數(shù)據(jù)，確定錯誤數(shù)據(jù)位置和長度的裝置；硬件裝置，用來在錯誤數(shù)據(jù)上執(zhí)行動態(tài)的硬件ECC；及軟件裝置，用來在錯誤數(shù)據(jù)上執(zhí)行軟件ECC；及當錯誤數(shù)據(jù)的長度比由硬件裝置可糾正的長度長時，用來選擇軟件ECC糾正裝置否則選擇硬件裝置的裝置。
在本發(fā)明的又一個方面，提供一種錯誤糾正方法，包括步驟把從磁盤復制的數(shù)據(jù)信號與一個預定閾值信號相比較，以便當數(shù)據(jù)信號的電平超過閾值信號的電平時產(chǎn)生一個輸出信號；根據(jù)輸出信號和數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生一個與包括在數(shù)據(jù)信號中的錯誤數(shù)據(jù)有關的錯誤信號；及根據(jù)錯誤信號確定錯誤數(shù)據(jù)的位置和長度。
在本發(fā)明的又一個方面，提供一種本發(fā)明的錯誤糾正方法，包括步驟確定包括在從磁盤復制的數(shù)據(jù)信號中的錯誤數(shù)據(jù)的位置和長度；確定所述錯誤數(shù)據(jù)是否具有由動態(tài)的ECC可糾正的長度；當動態(tài)的ECC適用時，在錯誤數(shù)據(jù)上執(zhí)行動態(tài)的ECC；及否則在錯誤數(shù)據(jù)上執(zhí)行軟件ECC。


圖1是方塊圖，表示根據(jù)本發(fā)明的磁盤設備。
圖2是圖1所示磁盤設備的、用來產(chǎn)生一個代表熱糙度的錯誤信號的一個錯誤信號發(fā)生電路的方塊圖。
圖3A-D表示記錄在磁盤上的數(shù)據(jù)格式和在圖1數(shù)據(jù)復制電路的各節(jié)點出現(xiàn)的信號的計時圖，其中圖3A是磁盤24上的數(shù)據(jù)格式；圖3B是復制的NRZ數(shù)據(jù)；圖3C是讀時鐘RCLK；及圖3D是讀門信號RG。
圖4A-B是流程圖，表示一個用于確定錯誤數(shù)據(jù)的起始位置和長度、和確定使用哪一個錯誤糾正裝置的程序。
圖5表示在由熱糙度(TA)引起的錯誤數(shù)據(jù)的檢測和糾正中有關的波形，其中圖5A是磁盤上的一種數(shù)據(jù)格式；圖5B表示一個閾值信號Th和一個從AGC放大器接收的并供給到一個TA電平比較器的模擬信號；圖5B還表示在TA事件之后模擬信號中的瞬態(tài)分量；圖5C表示TA電平比較器的輸出信號；圖5D表示從一個8/9譯碼器和解密器(de-scrambler)接收的NRZ數(shù)據(jù)；圖5E表示從一個PLL電路接收的讀時鐘RCLK的定時圖；圖5F表示一個讀門信號RG；圖5G表示從一個錯誤信號發(fā)生電路輸出的錯誤信號；及圖5H表示從一個計數(shù)器電路輸出的信號。
圖6表示在圖1所示的硬盤控制器中提供的計數(shù)器電路和一個寄存器電路的終端布置。
圖7A是磁盤上的數(shù)據(jù)格式；圖7B表示包含大量錯誤的復制數(shù)據(jù)的一個NRZ數(shù)據(jù)部分；圖7C表示圖7B兩個錯誤1和2的上舍入；圖7D表示圖7B中所示的三個錯誤1、2和3的上舍入；及圖7E代表一個錯誤信號。
圖8A是具有8/9(0、4/4)格式的數(shù)據(jù)序列的一個例子；圖8B表示圖8A中所示序列的偶數(shù)部分；圖8C表示圖8A中所示數(shù)據(jù)的奇數(shù)部分；圖8D表示一個鎖存器錯誤信號；及圖8E表示一個四級移位寄存器的輸出。
現(xiàn)在參照附圖通過實例，將描述一種用來糾正從磁盤裝置和一個設備復制的數(shù)據(jù)中的錯誤、以實施本發(fā)明的錯誤糾正方法，其中在所有附圖中類似的標號代表類似的元件。圖1表示根據(jù)發(fā)明的一種磁盤設備的整個布置的方塊圖。這里所示的磁盤設備具有通常稱作3.5英寸硬盤驅動器的類型，3.5英寸硬盤驅動器用作用于個人計算機(PC)的一個服務器外圍設備或輔助存儲器或存儲器。
方塊圖中所示的磁盤設備包括一個硬盤控制器(HDC)2，經(jīng)一個接口1與一個主計算機(未表示)相連接，用來控制一個硬盤24；一個微控制器單元(MCU)7，在執(zhí)行對磁盤24的讀/寫操作時用來控制磁盤設備的機械運動；及一個磁盤機殼(DE)16，在其密閉的殼體中包括一個磁盤24和一個內裝讀/寫磁頭18。磁盤機殼16帶有用于經(jīng)讀/寫控制器14與硬盤控制器2、和經(jīng)一個VCM(音圈電機)/主軸控制器15與MCU 7交換數(shù)據(jù)的連接。
除磁盤機殼16外的所有這些元件每一個都由安裝在一塊印刷電路板上的幾個LSI組成。為了把元件保持在清潔狀態(tài)，整個設備裝在一個帶有除塵機構的殼體中。
存儲在磁盤設備中的數(shù)據(jù)借助于16位總線接口1在主計算機(未表示)與硬盤控制器2之間傳送，該數(shù)據(jù)轉換成一個8位NRZ總線信號22,8位NRZ總線信號22由讀/寫控制器14進一步轉換成適于在磁盤24上記錄的9位數(shù)據(jù)。接口1可以是熟知的SCSI(小型計算機系統(tǒng)接口)。
現(xiàn)在在下面將描述圖1所示元件的每一個。
硬盤控制器(HDC)2帶有一個數(shù)據(jù)格式控制器3、一個主總線接口控制器4、和一個數(shù)據(jù)緩沖器控制器5、及一個ECC控制器6。
數(shù)據(jù)格式控制器3經(jīng)接口1從主計算機(未表示)接收數(shù)據(jù)，并且以適于記錄在磁盤24上的形式編碼該數(shù)據(jù)。它還把從磁盤24讀出的數(shù)據(jù)譯碼成適于經(jīng)接口1傳送到主計算機的形式。盡管在圖1中沒有表示，但數(shù)據(jù)格式控制器3帶有聯(lián)系圖3將簡短描述的一個計數(shù)器電路45和一個寄存器電路46。
主總線接口控制器4控制主計算機與磁盤設備之間的接口。
數(shù)據(jù)緩沖器控制器5與一個用作數(shù)據(jù)緩沖器的RAM(隨機存取存儲器)12相連，該數(shù)據(jù)緩沖器用來暫時存儲從磁盤24發(fā)送到硬盤控制器2的數(shù)據(jù)，而后在適當時間經(jīng)接口1把該數(shù)據(jù)傳送到主計算機，或者在以后的適當時間發(fā)送到機殼16之前，暫時存儲從主計算機經(jīng)接口1接收的、并送向硬盤控制器2的數(shù)據(jù)。
ECC控制器6是一個常規(guī)的硬件錯誤糾正電路，該硬件錯誤糾正電路能夠糾正最多9-12字節(jié)的錯誤(一種新型先進的糾正電路能處理高達20字節(jié)的較多錯誤)。因此，使用這樣的錯誤糾正電路的磁盤設備不能處理超過20字節(jié)的錯誤。
在ECC控制器6中執(zhí)行的錯誤糾正程序中，數(shù)據(jù)一般順序地從磁盤讀出，并且對在數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)的錯誤由一個硬件裝置進行動態(tài)糾正。就是說，在這樣的動態(tài)錯誤糾正裝置中，如果在一次讀取中得到的數(shù)據(jù)總長度是“2X字節(jié)”，則該電路的最大可糾正錯誤長度或糾正能力是“X字節(jié)”，從而長度超過“X字節(jié)”的錯誤不能由硬件裝置動態(tài)糾正。
還有一種軟件糾正裝置，稱為“軟件ECC”，它通過把從磁盤24讀出的長度為“2X字節(jié)”的所有數(shù)據(jù)一次存儲在RAM(未表示)中、并且然后利用一種軟件在整個數(shù)據(jù)上進行錯誤糾正操作，來糾正錯誤。軟件ECC的糾正能力是2X字節(jié)。
如果已知錯誤的位置(即根據(jù)數(shù)據(jù)開始直到錯誤的扇區(qū)數(shù)量)和錯誤本身的長度，則可以便利地完成這樣的軟件ECC。然而，在通過軟件的ECC糾正期間，硬盤必須閑置(不能使用)，并且抑制讀操作，這能導致額外開銷。
微控制器單元(MCU)7包括一個信號控制邏輯電路9、一個A/D轉換器10、一個A/D轉換器11、和一個用來控制整個磁盤設備的CPU8，所有元件都安裝在一個LSI芯片上。
CPU8還控制作為整個磁盤設備的這些元件，如經(jīng)VCM/主軸控制器15的一個VCM驅動器19、一個主軸電機20、以及聯(lián)系圖4將要描述的多任務操作和數(shù)據(jù)糾正操作。CPU8與一個存儲用于CPU的程序的ROM(只讀存儲器)13相連接。提供信號控制邏輯電路9以處理用于CPU8的邏輯操作。
磁盤機殼(DE)16帶有一個底和一個蓋(未表示)，用來在其中裝入用于磁記錄信息的磁盤24、一個用來讀/寫磁盤24的信息的讀/寫磁頭18、一個用來把磁盤24與磁頭18之間交換的信號適當放大到一個預定電平的讀/寫前置放大器17、一個用來轉動其上安裝有磁盤24的主軸的主軸電機20、及一個用來把磁頭18定位在磁盤24上的希望位置(圓柱體)的音圈電機(VCM)19。
這里所示實例中的磁盤24包括10個每個在其相對側上形成的薄磁層的鋁合金盤，并且可以存儲高達18GB(千兆字節(jié))的信息。讀/寫磁頭18是由一個用于讀取的磁阻(MR)磁頭和一個用于寫的電感磁頭組成的組合磁頭。前置放大級17可以把由讀/寫磁頭18讀出的信號放大到一個預定電平。主軸電機20是一個具有長壽命的DC無刷電機。音圈電機(VCM)19具有低慣性矩和高轉矩特性，從而它可以迅速把讀/寫磁頭18運動到磁盤24的希望位置。圖2表示當在磁盤設備中TA發(fā)生時用來產(chǎn)生一個錯誤信號的電路的方塊圖。在電路上部中的方塊與一個數(shù)據(jù)復制電路系統(tǒng)有關，而在下部中的方塊與一個數(shù)據(jù)讀電路系統(tǒng)有關。如圖1中所示，錯誤信號發(fā)生電路與磁盤(在圖2中用陰影塊表示)24、讀/寫磁頭18、前置放大級17、和讀/寫控制器14有關。
讀/寫磁頭18帶有一個用來從磁盤24讀或復制信息的MR磁頭25。
前置放大級17帶有一個用來放大從MR磁頭25接收的讀數(shù)據(jù)的前置放大器27。
讀/寫控制器14包括一個自動增益控制(AGC)放大器29，用來控制從前置放大器27接收的復制模擬信號的幅值；一個(1+D)濾波器30；一個取樣器和均衡器31，用來取樣從(1+D)濾波器30接收的模擬信號，并用來校正信號的波形；一個維特比檢測電路32，用來對來自取樣器和均衡器31的數(shù)字讀數(shù)據(jù)進行校正；一個8/9譯碼器和解密器電路33，用來譯碼和解密從維特比檢測電路32接收的數(shù)據(jù)，以在其輸出端產(chǎn)生一個不歸零(NRZ)數(shù)據(jù)22；一個鎖相環(huán)(PLL)34，當接收到從取樣器和均衡器31接收的數(shù)字讀數(shù)據(jù)時，用來向AGC放大器29、取樣器和均衡器31、8/9譯碼器和解密器33提供讀時鐘RCLK41；一個熱糙度電平比較器40，接收來自AGC放大器29的一個模擬信號和一個預定閾值信號Th，并且當讀數(shù)據(jù)的絕對電平超過閾值時接通以輸出一個信號；一個錯誤信號發(fā)生電路35，用來響應TA電平比較器40的輸出信號和從8/9譯碼器和解密器33接收的NRZ數(shù)據(jù)22，產(chǎn)生一個錯誤信號23。
一個由(1+D)濾波器30、取樣器和均衡器31、維特比檢測電路32組成的譯碼電路使用一種4級PRML(部分響應最大似然)法，該方法作為一個用來從讀數(shù)據(jù)檢測非普通數(shù)據(jù)的程序是已知的。這種PRML方法采用一種能恢復嵌在干擾信號中的希望讀數(shù)據(jù)的部分響應方法、和一種由噪聲干擾的信號產(chǎn)生最大可能數(shù)據(jù)的維特比譯碼方法。
AGC放大器29是一個解調電路，用來把從前置放大器27接收的模擬信號放大到基本上恒定的電平。如果熱糙度發(fā)生，則AGC放大器29防止被放大的讀數(shù)據(jù)幅值中的干擾。
(1+D)濾波器30由一個低通濾波器(LPF)和一個升壓電路組成。濾波器30從AGC放大器29接收復制信號，并且在延遲1位后把復制信號反饋到復制信號。
取樣器和均衡器31取樣從磁盤24復制的模擬信號，并且把取樣數(shù)據(jù)生成1或0，由此生成數(shù)字讀數(shù)據(jù)。
維特比檢測電路32進行維特比譯碼處理，該處理是一組找到最大可能位的操作。如果錯誤長度是幾位，則維特比檢測電路32一般能糾正該錯誤。
8/9譯碼器和解密器33把由取樣器和均衡器31產(chǎn)生的9位數(shù)據(jù)轉化或轉換成8位NRZ數(shù)據(jù)，并且進一步解密由8/9編碼器和保密器(scrambler)36編碼處理的數(shù)據(jù)。
PLL電路34產(chǎn)生一個與從取樣器和均衡器31接收的復制數(shù)據(jù)同相的VCO時鐘，并且把時鐘信號發(fā)送到AGC放大器29、取樣器和均衡器31、維特比檢測電路32、及8/9譯碼器和解密器33。取樣器和均衡器31把該VCO時鐘信號用作取樣時鐘(也稱作讀時鐘)。8/9譯碼器和解密器33使用與VCO時鐘同步的PLL數(shù)據(jù)和在下降區(qū)域(如圖3A中所示對應于數(shù)據(jù)的PLO)上升的讀門信號RG42，以譯碼復制的數(shù)據(jù)。8/9譯碼器和解密器33把譯碼的數(shù)據(jù)作為NRZ數(shù)據(jù)與讀時鐘RCLK41同步地傳送到硬盤控制器(HDC)2。讀門信號RG42指示讀操作的執(zhí)行，從而當硬盤控制器2傳送一個讀門信號RG42時能檢測讀操作。
此外，為了防止由于熱糙度造成的復制數(shù)據(jù)與時鐘的不同步，當熱糙度發(fā)生時，PLL電路34可以暫時保持數(shù)據(jù)與時鐘的同步。
一接收到來自AGC放大器29的模擬讀數(shù)據(jù)和一個閾值信號Th,TA電平比較器電路40就接通，在其輸出端產(chǎn)生一個TA電平信號。
錯誤信號發(fā)生電路35接收TA電平比較器電路40的輸出和來自8/9譯碼器和解密器33的NRZ數(shù)據(jù)，然后使錯誤信號發(fā)生電路35激勵(到接通狀態(tài))，以在熱糙度是相當大的一段時間，把一個錯誤信號23供給到硬盤控制器(HDC)2的計數(shù)器電路45。
在這里所示的實例中，產(chǎn)生圖5G中所示的一個錯誤信號33，從而使該錯誤信號對應于圖5C所示從TA電平比較器電路40輸出的信號、圖5D所示由熱糙度部分損壞的一個NRZ數(shù)據(jù)、或這些信號的邏輯和(OR)。如此形成的錯誤信號33供給到裝在硬盤控制器2中的計數(shù)器電路45。
下面，現(xiàn)在將描述寫模式中錯誤信號發(fā)生電路的操作。在寫模式中，讀/寫控制器14包括一個8/9編碼器和保密器36，它從硬盤控制器2接收一個NRZ數(shù)據(jù)22、寫門信號WG、和一個寫時鐘WCLK，以編碼和保密NRZ數(shù)據(jù)22；一個前置編碼器37，用來對從8/9編碼器和保密器36接收的信號進行1/(1+D)轉換；一個寫補償電路38，用來補償從前置編碼器37接收的寫脈沖；及一個寫觸發(fā)電路39，用來從寫補償電路38接收信號，并且把該信號傳送到前置放大級17的一個寫驅動器28。
在寫模式中，前置放大級17包括一個寫驅動器28，寫驅動器28給讀/寫磁頭18的一個電感型寫磁頭26提供電流，以便把從寫觸發(fā)電路39接收的數(shù)據(jù)寫到磁盤24上。
數(shù)據(jù)記錄電路的8/9編碼器和保密器36進行與記錄電路中的8/9譯碼器和解密器33的操作相反的操作。就是說，8/9編碼器和保密器36從硬盤控制器2接收要寫在磁盤24上的一個NRZ數(shù)據(jù)22、一個寫門信號WG、和一個寫時鐘信號WCLK，并把8位寫數(shù)據(jù)轉換成9位數(shù)據(jù)且量化9位數(shù)據(jù)。
前置編碼器37進行與由記錄電路的(1+D)濾波器30進行的操作相反的1/(1+D)轉換。
寫補償電路38提供寫補償，其中在寫計時中延遲寫信號，以便補償在讀出記錄的數(shù)據(jù)時不能跟上寫信號頻率的緩慢磁盤響應。這種補償通過延遲寫計時百分之幾至百分之幾十的量來實現(xiàn)。結果，改善了磁盤的寫特性以減小位錯誤率。參照圖3，現(xiàn)在將描述與TA有關的錯誤信號發(fā)生電路35的讀操作。
圖3表示磁盤上的一種數(shù)據(jù)格式和在數(shù)據(jù)復制電路中出現(xiàn)的各種信號的計時圖圖3A表示記錄在磁盤24上的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式；圖3B表示從磁盤24復制的NRZ數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式；圖3C表示一個讀時鐘RCLK；及圖3D表示讀門信號RG的計時。
格式化磁盤24，從而把它劃分成多個同心區(qū)域(稱作磁道)，同心區(qū)域進一步劃分成叫做扇區(qū)的多個子區(qū)域。這些扇區(qū)的每一個具有圖3A所示的數(shù)據(jù)格式。該扇區(qū)帶有一個區(qū)域PLO，用于引入讀時鐘；一個區(qū)域TR，用于均衡器31的調節(jié)；一個同步字節(jié)區(qū)域SB，指示引入時鐘的完成；一個數(shù)據(jù)區(qū)域DADA，帶有經(jīng)一個寫驅動器28記錄在磁盤24上的數(shù)據(jù)；一個錯誤糾正碼區(qū)域ECC，用來檢測和糾正DADA區(qū)域中的錯誤；一個循環(huán)冗余校驗區(qū)域CRC，帶有一個校驗碼，屬于扇區(qū)的ID，供ECC錯誤檢測之用；及一個間隙區(qū)域GAP，提供在扇區(qū)的末端與下一個扇區(qū)之間，適于吸收磁盤上寫啟始位置、磁盤轉動速度、和扇區(qū)中所寫數(shù)據(jù)的長度之類的波動。
如此格式化并以恒定速度轉動的磁盤24(圖1)，以變化磁場的形式產(chǎn)生由讀/寫磁頭18的MR磁頭25檢測的信號。指示從磁盤24復制的數(shù)據(jù)的一個信號由前置放大器27放大，其幅值由AGC放大器調節(jié)。然后放大的模擬信號通過由(1+D)濾波器30、取樣器和均衡器31、及維特比檢測電路32組成的4級PRML譯碼電路，轉換成圖3B中所示的數(shù)字NRZ數(shù)據(jù)22。然后把數(shù)字NRZ數(shù)據(jù)22供給到硬盤2。
在PLL電路34中，一個與取樣器和均衡器31的輸出同相的讀時鐘RCLK，由從取樣器和均衡器31輸出的復制數(shù)據(jù)產(chǎn)生，如圖5C所示。讀門信號RG 42在與用來引入時鐘的PLO部分(圖3A)相同的時域內具有一個上升沿，并且與NRZ數(shù)據(jù)同時下降?，F(xiàn)在參照圖4中所示的流程圖和圖5中所示的有關信號的計時圖，將描述當由于磁頭與磁盤24上凸出體的碰撞熱糙度已經(jīng)發(fā)生時圖2中所示電路執(zhí)行的錯誤檢測和糾正操作。
圖4詳細表示一個用來確定錯誤數(shù)據(jù)位置、找出錯誤長度、和確定糾正錯誤步驟的程序。
圖5A-5H表示數(shù)據(jù)的格式和熱糙度發(fā)生時出現(xiàn)的典型波形。諸圖一起表示如何由波形檢測與熱糙度有關的錯誤。圖5A是記錄在磁盤24上的數(shù)據(jù)的格式，與圖3A具有相同的數(shù)據(jù)格式。圖5B表示當熱糙度已經(jīng)發(fā)生時復制的模擬信號的波形。該信號由AGC放大器29供給到TA電平比較器電路40。圖中表示該信號帶有由于熱糙度所造成的瞬態(tài)分量。該圖還表示復制信號與閾值信號Th之間的關系。圖5C表示從TA電平比較器電路40輸出的一個信號。圖5D表示從8/9譯碼器和解密器33輸出的與圖3B所示相同的NRZ數(shù)據(jù)22。圖5E表示從PLL電路34輸出的讀時鐘信號RCLK41，與圖3C中所示的時鐘信號RCLK相同。圖5F表示與圖3D所示的信號RG 42相同的讀門信號RG 42。圖5G表示從錯誤信號發(fā)生電路35輸出的錯誤信號23。圖5H表示計數(shù)器電路45(圖6)的輸出。
如下所述有兩種主要的錯誤糾正方法，它們是(1)動態(tài)的錯誤糾正(稱為動態(tài)的ECC)；和(2)軟件錯誤糾正(稱為軟件ECC)。此外，為了防止在錯誤糾正過程之后由相同凸出體導致的熱糙度的重復發(fā)生，可利用稱作“自動扇區(qū)替代過程”的一種第三方法(3)，該方法允許磁頭從磁盤24帶有引起熱糙度的凸出體的扇區(qū)跳到?jīng)]有凸出體的另外一個扇區(qū)。
(1)動態(tài)錯誤糾正(動態(tài)ECC)這是先有技術中已知的一種典型錯誤糾正方法，其中利用圖1中所示的ECC控制器6之類的硬件糾正錯誤。在大多數(shù)硬磁盤設備中，利用這樣的錯誤糾正電路能動態(tài)糾正高達9字節(jié)或12字節(jié)的錯誤，而利用某些最新的錯誤糾正電路能處理約20字節(jié)的錯誤。然而，利用硬件糾正方法不能處理超過20字節(jié)的錯誤。
一般地，在借助于動態(tài)ECC的糾正錯誤方法中，在順序從磁盤24讀出數(shù)據(jù)的同時，由ECC控制器6動態(tài)糾正數(shù)據(jù)中的錯誤，如果有錯誤的話。假定復制數(shù)據(jù)具有2X字節(jié)的長度，一般認為在這樣的錯誤糾正中，可動態(tài)糾正錯誤的最大長度(錯誤糾正能力)是X字節(jié)。就是說，超過X字節(jié)的錯誤不能糾正。
(2)軟件ECC這是先有技術中已知的一種典型軟件錯誤糾正方法，其中利用例如在一種可從CIRRUS LOGIC公司得到的硬盤控制器SH7600中安裝的一種軟件ECC、和在一種可從QLOGIC公司得到的型號ATEC的硬盤控制器中安裝的一種軟件ECC，糾正錯誤。這種類型的軟件ECC檢索磁盤24上具有長度2X的所有數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)一次存儲在一個RAM(未表示)中，且此后利用軟件進行糾正。對2X字節(jié)數(shù)據(jù)的糾正能力是2X。
軟件ECC具有這樣一個優(yōu)點如果知道錯誤的位置(即數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)開始到錯誤開始以扇區(qū)為單位的總長度)、和錯誤本身的長度，則可以進行錯誤糾正。另一方面，它具有這樣一個缺點在糾正程序期間磁頭必須閑置，從而暫時中斷讀操作，由此導額外開銷。
應該理解，如下所述本發(fā)明的軟件ECC與上述先有技術的方法相比，需要較短的糾正時間，因為根據(jù)本發(fā)明以下述方式能事先確定錯誤數(shù)據(jù)的位置和長度。
(3)自動扇區(qū)替代過程在磁盤的典型初始化中，把在初始化過程中找到的有缺陷扇區(qū)登記為無效，以便在該扇區(qū)中避免數(shù)據(jù)的寫和讀，并且為記錄在無效扇區(qū)的數(shù)據(jù)提供一個替代扇區(qū)。因此，從替代扇區(qū)讀數(shù)據(jù)。
對于由磁盤上的同一凸出體引起的熱糙度，這種方法可以用來避免重復的軟件ECC錯誤糾正。按照本發(fā)明，登記引起熱糙度的有缺陷扇區(qū)，從而通過一種固件能用正常扇區(qū)自動替代有缺陷扇區(qū)，以與上述相同的方式用于普通有缺陷扇區(qū)。
本發(fā)明按照錯誤的類型和/或大小，組合地采用動態(tài)硬件ECC、軟件ECC、和自動扇區(qū)替代過程。
如圖4A-B所示，本發(fā)明的糾正程序開始于步驟S100，在步驟S100中，CPU8經(jīng)接口1向主計算機(未表示)查詢是否主計算機已經(jīng)發(fā)布了讀命令。如果回答是否，則程序前進到步驟S105，在這里執(zhí)行與錯誤糾正無關的操作，否則程序前進到步驟S120。
在步驟S120，錯誤計數(shù)器電路45和寄存器電路46(圖3)復位到各自的初始值。程序行進到步驟S130。
如圖6中所示的計數(shù)器電路45和寄存器電路46提供在圖1的硬盤控制器2中，最好提供在磁盤格式控制器3中。計數(shù)器電路45在終端CLK接收讀時鐘RCLK41，在終端LD接收來自讀/寫控制器14的錯誤信號發(fā)生電路35(圖2)的一個錯誤信號23，及在終端CLR接收讀門信號RG42。當已經(jīng)讀出與一個扇區(qū)有關的所有數(shù)據(jù)時，斷開讀門信號RG42(圖3C)，并因而復位計數(shù)器電路45和寄存器電路46。程序然后行進到步驟130。
在步驟130，提供一個讀門信號RG42，以讀取下一個數(shù)據(jù)扇區(qū)(稱作目標扇區(qū))。
在下一個步驟S140，計數(shù)器電路45開始計數(shù)讀出的扇區(qū)數(shù)目(圖5D和5H)，直到發(fā)現(xiàn)具有由熱糙度造成的錯誤的扇區(qū)，以便在下面的步驟中找到錯誤扇區(qū)的位置。
然后程序前進到S150，這里CPU8查詢是否已經(jīng)產(chǎn)生了一個錯誤信號23。如果回答是否，則程序前進到步驟S152，但如果已經(jīng)檢測到錯誤，則行進到步驟S160。
在步驟S152，CPU8繼續(xù)執(zhí)行由主計算機(未表示)指示的讀命令，詢問是否已經(jīng)讀出目標扇區(qū)的所有數(shù)據(jù)(步驟S154)。當已經(jīng)讀出所有數(shù)據(jù)時，程序行進到步驟S156，在這里查詢是否結束讀命令。如果讀命令沒有結束，則程序前進到步驟S157，否則就結束程序。
在步驟S157，CPU8增大目標扇區(qū)的扇區(qū)號。就是說，把目標扇區(qū)設置到下一個數(shù)據(jù)扇區(qū)，并且循環(huán)返回步驟S130，以對下一個目標扇區(qū)重復讀操作。
回到步驟S150，當檢測到錯誤信號時，在下一個步驟S160開始一個錯誤糾正過程。錯誤信號可以產(chǎn)生于如下的第一方法中，并在步驟S160應用。在該方法中，當已經(jīng)發(fā)生熱糙度時，錯誤信號23由錯誤信號發(fā)生電路35與TA電平比較器電路40合作產(chǎn)生。在已經(jīng)發(fā)生熱糙度的情況下，從AGC放大器29輸出的復制數(shù)據(jù)包含帶有圖5B中所示波形的瞬態(tài)信號。復制數(shù)據(jù)與預定的閾值信號Th一起供給到TA電平比較器電路40(圖2)。TA電平比較器電路40適用于把復制數(shù)據(jù)的絕對值與閾值信號Th的絕對值相比較，并且如果前者超過后者就產(chǎn)生一個ON(接通)信號，如圖5B和5C中所示。由TA電平比較器產(chǎn)生的ON信號供給到錯誤信號發(fā)生電路35。
由在步驟S140中累計的扇區(qū)中的字節(jié)數(shù)，CPU8得到以字節(jié)為單位的無錯誤數(shù)據(jù)的長度(“A-字節(jié)”)，它還指示錯誤數(shù)據(jù)的位置。在步驟S160中把A-字節(jié)的值存儲在寄存器電路46(圖3)中。在如圖5F中所示讀門信號RG為ON以從磁盤24讀出數(shù)據(jù)、直到圖5G所示的錯誤信號23出現(xiàn)的時間段內，計數(shù)圖5E所示的讀時鐘信號RCLK41的數(shù)目，由該數(shù)目確定代表錯誤扇區(qū)位置的A-字節(jié)。
A-字節(jié)的值供給到寄存器電路46以便暫時存儲在其中。寄存器電路46把A-字節(jié)的值傳送到CPU8，以便用作一個總線控制信號21。然后程序前進到下一步驟S170。
在步驟S170，利用計數(shù)器電路45啟動錯誤數(shù)據(jù)本身長度的計數(shù)。
在下一步驟S180，CPU8查詢錯誤信號(圖5G)是否已經(jīng)結束。如果錯誤信號已經(jīng)結束，則程序前進到下一過程的步驟S190，否則程序循環(huán)返回本身進行相同的查詢。
產(chǎn)生圖5G中所示的錯誤信號33，以指示錯誤數(shù)據(jù)的長度。該錯誤信號能由錯誤信號發(fā)生電路35通過選擇三個信號之一而產(chǎn)生(1)圖5C中所示從TA電平比較器電路40輸出的信號；(2)包括由于熱糙度造成的錯誤的NRZ數(shù)據(jù)；及(3)代表這兩個信號邏輯和(OR)的信號。錯誤信號33與基準時鐘RCLK同相，并且由錯誤信號發(fā)生電路35供給到內裝在硬盤控制器(HDC)2中的計數(shù)器電路45。在錯誤信號33的ON時間段，計數(shù)器電路45累計讀時鐘41，對錯誤數(shù)據(jù)的長度產(chǎn)生B-字節(jié)，如圖5H中所示。
在步驟S190，CPU8使寄存器電路46(圖6)存儲在步驟S170中計數(shù)的指示錯誤數(shù)據(jù)的B-字節(jié)的值。然后寄存器電路46把該值傳送到CPU8用作總線信號21。
在下一步驟S200，CPU8作出在步驟S190中存儲在寄存器電路46(圖3)中的B-字節(jié)長度是否比由動態(tài)ECC可糾正的數(shù)據(jù)長度長的判定。如果是，則程序前進到步驟S210，否則前進到步驟S202。
在步驟S202，CPU8啟動ECC控制器6(圖1)以執(zhí)行動態(tài)ECC，并且行進到步驟S204。
在步驟S204，CPU8作出錯誤糾正過程是否成功結束的判定。如果是否，則程序行進到步驟S205，否則就行進到步驟S206。
在步驟S205，CPU8提供一個重試指令以再次讀取要錯誤糾正的扇區(qū)，從而程序循環(huán)返回步驟S120以重復糾正過程。如果軟件ECC在預定次數(shù)的重試后沒能除去錯誤，則CPU8向操作者顯示一條消息數(shù)據(jù)中有不可糾正的錯誤。
在步驟S206，確定來自主計算機的讀指令是否已經(jīng)結束。如果是否，則程序循環(huán)返回步驟S157，以便把目標扇區(qū)移動到下一個數(shù)據(jù)扇區(qū)。如果已經(jīng)結束讀指令，則程序轉向到步驟S240。
回到步驟S210，CPU8執(zhí)行軟件ECC，這是因為，由于當前錯誤數(shù)據(jù)的長度，B-字節(jié)，比由動態(tài)ECC能糾正的錯誤長度長的事實，不能由動態(tài)ECC糾正錯誤。然后程序行進到下一個步驟S220。
在步驟S220，進行在步驟S210所作的錯誤糾正是否適當?shù)呐卸?。如果發(fā)現(xiàn)糾正不適當，則程序返回步驟S205，在這里重試讀操作。另一方面，如果糾正適當，則程序前進到步驟S230。
在步驟S230，CPU8查詢來自主計算機的讀指令是否已經(jīng)結束。如果回答是否，那么程序循環(huán)返回步驟S157。如果回答是是，那么隨后是步驟S240。
在步驟S240，為了防止磁盤24上同一凸出體引起的熱糙度重復，進行自動扇區(qū)替代過程是可用還是不可用的判定。如果自動扇區(qū)替代過程是可用的，則隨后是步驟S242。否則，結束該程序。
在步驟S242，該程序提供一個其中在磁盤24上為有缺陷扇區(qū)建立替代扇區(qū)的過程。然后結束該程序。
如上所述在糾正磁盤上錯誤數(shù)據(jù)時，可以組合采用動態(tài)ECC、軟件ECC、和自動扇區(qū)替代過程。接下去，將描述一種舍入程序和一種用來糾正多重錯誤的第二錯誤信號發(fā)生方法。圖7A-E一起表示一種方案，其中利用通過在動態(tài)硬件ECC或軟件ECC可糾正的字節(jié)長度內舍入多重錯誤的一種舍入程序，可以檢測一個扇區(qū)中出現(xiàn)的多個錯誤。圖7A表示磁盤24上的數(shù)據(jù)格式。圖7B表示在數(shù)據(jù)包括其中的多重錯誤(如圖7B中所示實例中的錯誤1、2、和3)的情況下圖7A中所示數(shù)據(jù)的NRZ數(shù)據(jù)部分。圖7C表示通過舍入錯誤數(shù)據(jù)1和2得到的數(shù)據(jù)。圖7D表示通過舍入錯誤數(shù)據(jù)1和2、及3得到的數(shù)據(jù)。圖7E表示圖5G的錯誤信號。
當錯誤數(shù)據(jù)1和2是DATA扇區(qū)中的唯一錯誤數(shù)據(jù)時，并且如果因此舍入的錯誤數(shù)據(jù)小于由硬件ECC可糾正的最大字節(jié)，如9字節(jié)，如圖7C中所示，則如上所述，這些數(shù)據(jù)可以由動態(tài)硬件ECC糾正。
另一方面，如果一個另外的錯誤數(shù)據(jù)3存在于該扇區(qū)中，以致于舍入的錯誤數(shù)據(jù)具有大于動態(tài)硬件ECC的最大可糾正字節(jié)的數(shù)據(jù)長度，那么錯誤能由上述的軟件ECC糾正，條件是舍入的錯誤數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)長度小于由軟件ECC方法可糾正的最大數(shù)據(jù)長度。在任何情況下，錯誤可以由按照本發(fā)明選擇的兩種糾正方法中的一種適當?shù)丶m正。在上述的第一錯誤信號產(chǎn)生方法中，錯誤信號23由錯誤信號發(fā)生電路35在接收到來自TA電平比較器電路40和來自8/9譯碼器和解密器33的的信號時產(chǎn)生，如聯(lián)系圖2所描述的那樣。一種另外的錯誤信號可以由圖8中所示的一種第二方法產(chǎn)生，該方法基于譯碼的NRZ數(shù)據(jù)的數(shù)字本質。
圖8A表示代表具有8/9(0,4/4)格式的復制數(shù)據(jù)的位序列。圖8B表示圖8A中所示序列的偶數(shù)部分(即原始序列中偶數(shù)順序的位序列)，而圖8C表示圖8A序列的奇數(shù)部分。圖8D表示一個鎖存器錯誤信號，及圖8E表示4級移位寄存器的一個輸出。
在圖2中表示的8/9譯碼器和解密器33采用一種8/9轉換編碼，其中一般使用8/9(0,n/m)轉換格式。這種轉換格式基于“n/m運行-長度規(guī)則”，其中在兩個相鄰“1”之間的零數(shù)目不大于n，而數(shù)字數(shù)據(jù)的偶數(shù)和奇數(shù)部分中的“0”數(shù)目不大于m(零規(guī)則)。
因而，例如在8/9(0,4/4)編碼格式的情況下，糾正數(shù)據(jù)序列包括至多4個連續(xù)的零，并且數(shù)據(jù)的偶數(shù)和奇數(shù)部分每個也包括至多4個連續(xù)的零。作為另一個例子，由8/9(0,3/5)編碼格式編碼的數(shù)據(jù)具有至多3個連續(xù)的零，而其偶數(shù)和奇數(shù)部分的每一個包括至多5個連續(xù)的零。
為了具體起見，假定數(shù)字數(shù)據(jù)具有如圖8A所示的“11010100000001000000100001110010010010”。序列的偶數(shù)部分是圖8B中所示的“11100010000011001”，而奇數(shù)部分是圖8C中所示的“100000000010010100”。把零規(guī)則用于該數(shù)據(jù)序列，數(shù)據(jù)中以及其偶數(shù)和奇數(shù)部分中連續(xù)零的最大數(shù)目必須等于或小于4。然而，在實際中，圖8A所示的數(shù)據(jù)包含兩個分別帶有7個零和6個零的下劃線部分，這違背了對數(shù)據(jù)施加的零規(guī)則。偶數(shù)部分和奇數(shù)部分分別包含一個帶有5個連續(xù)零的部分和一個帶有9個連續(xù)零的部分。當數(shù)據(jù)沒有收斂時，可以檢測這些零，即使在數(shù)據(jù)通過帶有鎖存的“0”的4-級移位寄存器(未表示)之后也是如此。
因此，如果定義一個鎖存器錯誤信號同與零-規(guī)則不一致的數(shù)據(jù)部分有關，則可以在這里所示的情況下得到圖8D所示的一個24-字節(jié)錯誤信號23。圖8E表示由通過4-級移位寄存器的該數(shù)據(jù)得到的一個鎖存器錯誤信號。
代替用來產(chǎn)生一種錯誤信號的TA電平比較器電路40和錯誤信號發(fā)生電路35的組合，根據(jù)由8/9(0,n/m)格式定義的零-規(guī)則，對于譯碼的NRZ數(shù)字數(shù)據(jù)能夠提供用來產(chǎn)生這樣的錯誤信號23的一種硬件錯誤檢測裝置。
熟悉本專業(yè)的技術人員明白，可以隨意選擇上述的第一和第二錯誤信號產(chǎn)生方法中的任一個。還能夠同時采用兩種方法以產(chǎn)生兩類錯誤信號，并且利用適當?shù)倪x擇器電路(未表示)選擇它們中的任一個。
在諸實施例中觀察到的優(yōu)點如下(1)在本發(fā)明的一個實施例中，可以定位由熱糙度引起的錯誤數(shù)據(jù)。
(2)在本發(fā)明的另一個實施例中，可以確定錯誤本身的長度。
(3)在本發(fā)明的另外一個實施例中，錯誤信號可以由一個比較器和一個錯誤信號發(fā)生電路的組合、以及由施加到數(shù)據(jù)上的運行長度規(guī)則產(chǎn)生。
(4)在本發(fā)明的另一個實施例中，即使在動態(tài)硬件ECC不適用的情況下，根據(jù)可以確定由例如熱糙度引起的錯誤的位置、和錯誤的長度的事實，可以執(zhí)行一種軟件ECC。
(5)在本發(fā)明的又一個實施例中，由于由一個錯誤信號能確定由于熱糙度造成的錯誤數(shù)據(jù)的精確位置和長度，所以可以把與錯誤數(shù)據(jù)有關的數(shù)據(jù)扇區(qū)登記為無效扇區(qū)，并且該無效扇區(qū)可以由一個為該無效扇區(qū)定義的新扇區(qū)代替。
(6)本發(fā)明由此提供磁盤設備的錯誤糾正能力的改進，由此減小了錯誤率和提高了其可靠性。本發(fā)明提供了一種數(shù)據(jù)糾正設備，該數(shù)據(jù)糾正設備可以確定在從磁記錄介質讀出的數(shù)據(jù)中包含的錯誤的位置和長度。
本發(fā)明提供了一種方法，該方法可以確定在從磁記錄介質讀出的數(shù)據(jù)中包含的錯誤的位置和長度。
本發(fā)明提供了一種磁盤設備，該磁盤設備裝有用來檢測由熱糙度引起的錯誤數(shù)據(jù)的裝置，熱糙度是由于由磁頭與磁盤的暫時碰撞引起MR磁頭的一個MR元件的電阻突然變化而造成的。
本發(fā)明提供了一種磁盤設備，該磁盤設備裝有用來檢測和糾正由于熱糙度造成的錯誤數(shù)據(jù)的裝置。
本發(fā)明提供了一種方法，該方法用來檢測使用一種磁盤設備的錯誤數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提供了一種方法，該方法用來檢測和糾正使用一種磁盤設備的錯誤數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還提供了一種磁盤設備，該磁盤設備裝有用來檢測從磁盤讀出的數(shù)據(jù)中由熱糙度引起的錯誤，熱糙度是由于由MR磁頭與磁盤的暫時碰撞引起的一個MR磁頭的MR元件的電阻突然變化而造成的。
本發(fā)明還提供了一種磁盤設備，該磁盤設備裝有用來檢測和糾正從磁盤讀出的數(shù)據(jù)中包含的由熱糙度引起的錯誤。對應于各權利要求，本發(fā)明可以按如下實施例實現(xiàn)。
(1)根據(jù)權利要求14的錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，其中所述譯碼器進行8/9格式轉換。
(2)根據(jù)權利要求14的錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，其中所述給定組運行長度規(guī)則與8/9(0,n/m)零運行長度格式一致。
(3)根據(jù)權利要求14的錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，其中所述零運行-長度規(guī)則與8/9(0,4/4)零運行長度格式一致。
(4)根據(jù)權利要求14的錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，其中所述零運行-長度規(guī)則與8/9(0,3/5)零運行長度格式一致。
(5)一種磁盤記錄設備，包括根據(jù)權利要求1至15任一項的錯誤數(shù)據(jù)糾正設備。
(6)根據(jù)權利要求15的磁盤設備，其中所述磁記錄介質是一個磁盤。
(7)根據(jù)權利要求20的錯誤糾正方法，還包括根據(jù)所述錯誤信號確定所述錯誤數(shù)據(jù)長度的步驟。
(8)根據(jù)權利要求21的錯誤糾正方法，還包括在所述軟件ECC之后要執(zhí)行的一個自動扇區(qū)替代過程。
權利要求
1．一種錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，包括一個比較器，把代表從磁記錄介質讀出的并輸入該比較器的一個數(shù)據(jù)信號、與輸入該比較器的具有一個預定閾值電平的一個閾值信號相比較，當所述數(shù)據(jù)信號的電平超過所述閾值信號時用于產(chǎn)生一個輸出；及一個錯誤信號發(fā)生電路，用來利用所述比較器的輸出和所述數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生一個錯誤信號。
2．根據(jù)權利要求1所述的錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，還包括利用所述錯誤信號來確定包括在所述數(shù)據(jù)信號中的錯誤數(shù)據(jù)的位置的裝置。
3．根據(jù)權利要求1所述的錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，其中所述數(shù)據(jù)信號包括由引起數(shù)據(jù)信號中錯誤的熱糙度產(chǎn)生的瞬態(tài)波形。
4．根據(jù)權利要求1所述的錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，其中當所述數(shù)據(jù)信號的絕對電平超過所述閾值信號的絕對電平時，所述比較器電路產(chǎn)生所述輸出。
5．根據(jù)權利要求1所述的錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，其中所述錯誤信號發(fā)生電路選擇所述數(shù)據(jù)信號或所述比較器電路的輸出中的任一個，并且把所述選中的一個作為所述錯誤信號發(fā)生電路的錯誤信號傳送。
6．根據(jù)權利要求1所述的錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，其中所述錯誤信號發(fā)生電路輸出一個錯誤信號，該錯誤信號是所述比較器電路的輸出與所述數(shù)據(jù)信號的邏輯和。
7．根據(jù)權利要求1所述的錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，還包括一個計數(shù)器電路，用來接收所述錯誤信號和一個讀時鐘，并用來從所述數(shù)據(jù)信號開始累計所述讀時鐘，以便定位存在于所述數(shù)據(jù)信號中的錯誤數(shù)據(jù)。
8．根據(jù)權利要求7所述的錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，還包括一個寄存器電路，與所述計數(shù)器電路相連。
9．根據(jù)權利要求1所述的錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，其中用從與所述讀數(shù)據(jù)有關的扇區(qū)開始處計數(shù)的字節(jié)給出錯誤數(shù)據(jù)的位置。
10．根據(jù)權利要求1所述的錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，適于根據(jù)所述錯誤信號確定在從所述磁記錄介質讀出的所述數(shù)據(jù)中包含的錯誤數(shù)據(jù)的長度。
11．根據(jù)權利要求10所述的錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，還包括一個計數(shù)器電路，用來接收所述錯誤信號和一個讀時鐘，以在整個錯誤時段上計數(shù)所述讀時鐘，以便確定所述錯誤數(shù)據(jù)的長度。
12．根據(jù)權利要求11所述的錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，還包括一個寄存器電路，與所述計數(shù)器電路相連。
13．根據(jù)權利要求11所述的錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，其中用從與所述讀數(shù)據(jù)有關的扇區(qū)的開始處計數(shù)的字節(jié)給出錯誤數(shù)據(jù)的長度。
14．一種錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，包括一個數(shù)據(jù)復制電路，用來復制從磁記錄介質讀出的數(shù)據(jù)；及一個譯碼器，供用來按照一給定組運行長度規(guī)則在所述復制數(shù)據(jù)的位上進行數(shù)據(jù)格式轉換的所述數(shù)據(jù)復制電路之用，以產(chǎn)生一個錯誤信號。
15．一種錯誤數(shù)據(jù)糾正設備，包括一個比較器，把代表從磁記錄介質讀出的、并輸入該比較器的一個數(shù)據(jù)信號與輸入該比較器的具有一個預定閾值電平的一個閾值信號相比較，當所述數(shù)據(jù)信號的電平超過所述閾值信號的電平時用于產(chǎn)生一個輸出；及一個錯誤信號發(fā)生電路，用來利用所述比較器的輸出和所述數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生一個第一錯誤信號；一個譯碼器，供用來在所述復制數(shù)據(jù)的位上進行數(shù)據(jù)格式轉換的所述數(shù)據(jù)復制電路之用；用來根據(jù)施加到所述復制數(shù)據(jù)上的運行長度規(guī)則產(chǎn)生一個第二錯誤信號的裝置；及用來選擇所述第一和所述第二錯誤信號的任一個的裝置。
16．一種磁盤設備，包括一個譯碼電路，用來利用部分響應最大似然技術譯碼信號；一個比較器，當從磁盤復制的數(shù)據(jù)信號的電平超過一個預定閾值電平時用來產(chǎn)生一個輸出信號；利用所述比較器的輸出和所述譯碼數(shù)據(jù)，用來確定由所述譯碼器譯碼的數(shù)據(jù)中所包括的錯誤數(shù)據(jù)的位置和長度的裝置；硬件裝置，用來在所述錯誤數(shù)據(jù)上執(zhí)行動態(tài)硬件ECC；及軟件裝置，用來在所述錯誤數(shù)據(jù)上執(zhí)行軟件ECC；及當所述錯誤數(shù)據(jù)的長度比由所述硬件裝置可糾正的長度長時，用來選擇所述軟件ECC糾正裝置，否則選擇所述硬件裝置的裝置。
17．根據(jù)權利要求16的磁盤設備，其中所述的部分響應最大似然是4級。
18．一種磁盤設備，包括一個譯碼電路，用來利用部分響應最大擬然技術譯碼從磁盤讀出的一個數(shù)據(jù)信號；一個譯碼器，用于在所述譯碼電路中對所述數(shù)據(jù)信號進行位轉換；利用施加到所述數(shù)據(jù)信號上的一組運行長度規(guī)則用來檢測包括在所述數(shù)據(jù)信號中的錯誤的裝置；用來確定數(shù)據(jù)中包括的錯誤數(shù)據(jù)的位置和長度的裝置，所述譯碼器利用所述比較器的輸出和所述譯碼數(shù)據(jù)譯碼該數(shù)據(jù)；硬件裝置，用來在所述錯誤數(shù)據(jù)上執(zhí)行動態(tài)硬件ECC；及軟件裝置，用來在所述錯誤數(shù)據(jù)上執(zhí)行軟件ECC；及當所述錯誤數(shù)據(jù)的長度比由所述硬件裝置可糾正的長度長時，用來選擇所述軟件ECC糾正裝置、否則選擇所述硬件裝置的裝置。
19．根據(jù)權利要求18所述的磁盤設備，還包括用來當所述錯誤數(shù)據(jù)糾正沒有由所述軟件ECC成功糾正時重試從所述磁盤讀出所述數(shù)據(jù)的裝置。
20．一種錯誤糾正方法，包括步驟把從磁盤復制的數(shù)據(jù)信號與一個預定閾值信號相比較，以便當所述數(shù)據(jù)信號的電平超過所述閾值信號的電平時產(chǎn)生一個輸出信號；根據(jù)所述輸出信號和所述數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生一個與包括在所述數(shù)據(jù)信號中的錯誤數(shù)據(jù)有關的錯誤信號；及根據(jù)所述錯誤信號確定所述錯誤數(shù)據(jù)的位置。
21．一種本發(fā)明的錯誤糾正方法，包括步驟確定包括在從磁盤復制的數(shù)據(jù)信號中的錯誤數(shù)據(jù)的位置和長度；確定所述錯誤數(shù)據(jù)是否具有由動態(tài)ECC可糾正的長度；當動態(tài)ECC適用時，在錯誤數(shù)據(jù)上執(zhí)行動態(tài)ECC；及否則在錯誤數(shù)據(jù)上執(zhí)行軟件ECC。
全文摘要
提供了一種糾正由于熱糙度造成的錯誤數(shù)據(jù)的方法及其設備。還提供了一種裝有這樣的錯誤糾正設備的磁盤設備。該糾正設備包括:一個比較器,用來把從磁盤復制的數(shù)據(jù)信號與一個預定閾值信號相比較;和用來根據(jù)從比較器輸出的信號和數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生一個錯誤信號的裝置。利用該錯誤信號,確定包括在數(shù)據(jù)信號中的錯誤數(shù)據(jù)的位置和長度。通過選擇地使用動態(tài)硬件ECC和軟件ECC,可以糾正錯誤數(shù)據(jù),而與其長度無關。
文檔編號G11B20/10GK1221187SQ9811665
公開日1999年6月30日 申請日期1998年7月29日 優(yōu)先權日1997年12月25日
發(fā)明者高橋剛 申請人:富士通株式會社