CN101276596A - 磁盘驱动器中的多方向自伺服写入 - Google Patents

磁盘驱动器中的多方向自伺服写入 Download PDF

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Abstract

本发明涉及在磁盘驱动器中的多方向自伺服写入伺服信息的方法，该方法包括，在第一方向上在多个磁盘表面中写入伺服信息(710)，在第二方向上在多个磁盘表面中写入伺服信息(712)，以及确定使用参考磁头在参考表面上要写入的重叠量，这会在磁盘驱动器中要写入伺服信息的每个表面上产生伺服信息的重叠(714)。所述方法也包括当跨过所述重叠区或者说是边界区进行搜寻时切换到不同的表上。

Description

磁盘驱动器中的多方向自伺服写入
技术领域
这里所描述的各个实施例涉及到与信息存储和处理相关的装置、系统和方法。更具体地说，所述装置、系统和方法涉及到在磁盘驱动器中的磁盘或磁盘组上进行的多方向自伺服写入。
背景技术
磁盘驱动器是一种信息存储设备。磁盘驱动器包括一个或多个安装在转动主轴上的磁盘、以及至少一个用来在每个磁盘表面上对表示信息的数据进行读写的磁头。磁盘驱动器也包括一个致动器，它利用直线运动或转动将换能头定位在在磁盘上所选择的数据磁道的上方。能转动的致动器将一个安装有或集成有换能头的滑块耦合到轴转点上，这就允许换能头扫过转动磁盘的表面。能转动的致动器由音圈马达来驱动。存储数据包括将表示信息的数据写入磁盘上的磁道部分。数据提取包括从存储有表示信息的数据的磁道部分读取所述表示信息的数据。
磁盘驱动器信息存储设备使用控制系统来控制换能头在读操作、写操作以及搜寻期间的位置。所述控制系统包括伺服控制系统或者说是伺服环。磁盘驱动器信息存储设备中的磁头定位伺服控制系统的功能是双重的：首先，用足够的精确度将读写换能头定位在数据磁道的上方以便能读写该磁道而没有误差；其次，用足够的精确度对写元件进行定位，使之不要侵占邻近的磁道，以便在对被跟踪磁道进行写操作期间防止来自那些磁道的数据混淆。
伺服控制系统包括在磁盘表面上所写入的图形，它被称作伺服图形。伺服图形由换能头来读出。读取伺服图形可以获得用来对换能头相对于磁盘上磁道的位置进行确定的定位数据或伺服信号。在一个伺服方案中，定位数据可以被包含在伺服楔形区中，每个伺服楔形区都包含伺服图形。
发明内容
本发明涉及到处理在磁盘驱动器中的磁盘或磁盘组上进行多方向自伺服写入的装置和方法，所述装置和方法实质上避免了由于现有技术的局限和不足所导致的一个或多个问题。
根据本发明的一个实施例，一种在磁盘驱动器中的多个磁盘表面上写入伺服信息的方法包括：
在第一方向上将伺服信息写入多个磁盘表面中；
在第二方向上将伺服信息写入多个磁盘表面中；以及
确定使用参考磁头在参考表面上要写入的重叠量，这会在所述磁盘驱动器中要写入伺服信息的所述每个表面上产生伺服信息的重叠。
根据本发明的另一个实施例，一种磁盘驱动器包括：
磁盘组，包括用于存储表示信息的数据的磁盘，所述磁盘进一步包括：
用于记录信息的第一磁盘表面，所述第一磁盘表面包括：
在第一方向上写入的第一伺服图形；
在第二方向上写入的第二伺服图形；以及
在所述第一伺服图形和所述第二伺服图形之间的第一重叠区，所述第一重叠区具有第一宽度；以及
用于记录信息的第二磁盘表面，所述第二磁盘表面包括：
在第一方向上写入的第三伺服图形；
在第二方向上写入的第四伺服图形；以及
在所述第三伺服图形和所述第四伺服图形之间的第二重叠区，所述第二重叠区具有与所述第一宽度不同的第二宽度。
根据本发明的另一个实施例，一种在磁盘驱动器中的多个磁盘表面上自伺服写入伺服信息的方法包括：
在第一方向上将伺服信息写入磁盘表面上的第一带中；
在第二方向上将伺服信息写入磁盘表面上的第二带中；以及
将在所述第一带和所述第二带中的所述伺服信息之间的定时上的差异记录下来。
附图说明
在所附权利要求书中严格地限定了本发明。然而，通过参考详细的描述连同附图，可以对本发明有更完全的理解，在所有的附图中，同样的参考号码表示类似的内容：
图1是根据这里所描述的示范性实施例的磁盘驱动器的分解图；
图2是根据这里所描述的示范性实施例的去掉盖子后的磁盘驱动器的示意图；
图3显示了根据一个示范性实施例的磁盘的一部分以及第一伺服楔形区(servo wedge)和第二伺服楔形区；
图4显示了根据一个示范性实施例的磁盘驱动器的方框图；
图5显示了根据一个示范性实施例的磁盘驱动器中的磁头组(headstack)的示意图；
图6显示了根据一个示范性实施例的从第一方向和从第二方向写入磁盘驱动器时所产生的重叠区的示意图；
图7是根据一个示范性实施例的用于确定伺服缺陷并将校准的缺陷信息放入伺服表中以及在正常驱动器操作期间使用该信息的方法的流程图；
图8是根据一个示范性实施例的缺陷列表的表示；
图9是用来实现根据示范性实施例所描述的功能和控制器的计算机系统的示范性方框图。
具体实施方式
这里开始进行的描述说明了本发明的各种实施例，这种描述不应该被解释为以某种方式产生了限制。
图1是使用本发明的各种实施例的磁盘驱动器100的分解图。所述磁盘驱动器100包括封装盒102，而封装盒102包括了封装盒底座104和封装盒盖子106。所示的封装盒底座104是一个底座铸件，但在其它实施例中，封装盒底座104可以包括在磁盘驱动器100组装之前或组装期间组装起来的分立部件。将磁盘120安装在心轴或主轴122上，主轴122由主轴电动机来转动。可以由夹具121将磁盘120安装在心轴或主轴122上。磁盘可以以恒定的速度或者以变化的速度转动，速度变化的范围从每分钟小于3600转到每分钟大于15000转。在未来预期有更高的转动速度。主轴电动机与封装盒底座104相连接。磁盘120可以由轻的铝合金、陶瓷/玻璃或其它合适的基底制成，在磁盘的一个或两个面上沉积有可磁化材料。磁性层中包括小的磁畴，用来存储从换能头146传输来的数据。换能头146包括适宜于在磁盘120上读数据和写数据的磁换能器。在其它实施例中，换能头146包括分立的读元件和写元件。例如，所述分立的读元件可以是磁阻头，也就是为人所知的MR磁头。应该明白，可以使用多磁头146配置。
能转动的致动器130通过轴承132安装在封装盒底座104上，能够进行轴转，该致动器在磁盘120的内径(inner diameter，ID)和位于磁盘120的外径(outer diameter，OD)附近的斜坡150之间扫过一个弧形。与封装盒104相连的是上下回磁板(magnet return plates)110以及至少一个磁体，它们一起构成了音圈马达(VCM)112的固定部分。音圈134被安装在能转动的致动器130上，并位于VCM 112的空隙中。当电流通过音圈134时，能转动的致动器130绕着轴承132做轴转，而当电流反向时，则在相反的方向上做轴转，使得能够控制致动器130以及所附着的换能头146相对于磁盘120的位置。VCM 112与伺服系统(图4所示)耦合，伺服系统利用由换能头146从磁盘120上读取的定位数据来确定换能头146在磁盘120的多个磁道中的一个磁道上的位置。伺服系统确定流过音圈134的合适电流，并利用电流激励器以及相关的电路(图4和图5所示)驱动电流流过音圈134。应该注意，某些换能头包括两个分立的元件。一个元件用来读取表示信息的数据并读取位置信息或伺服信息。该元件就是人们所知道的读元件。在这些实施例中，另一个元件用来写入表示信息的数据，即为人们所知道的写元件。这种换能头的一个例子是磁阻(MR)换能头。
磁盘120的每个面都可以有一个相关的磁头146，这些磁头146共同耦合到能转动的致动器130上，使得这些磁头146可以一致地进行轴转。通常，能转动的致动器130和所有附着于其上的所有换能头146一起被称作磁头组(head stack)500(如图5中所示意地显示的)。这里所描述的发明同样也适用于这样的设备，其中单个磁头相对于致动器独立地移动某个小的距离。这种技术被称作双级致动(dual-stage actuation，DSA)。
一种类型的伺服系统是嵌入型伺服系统，其中，用来存储表示信息的数据的每个磁盘表面上的磁道包含小的伺服信息段。在本实施例中，伺服信息被写在两个部分中。磁盘驱动器中的每个磁盘120、120’都包括两个可以记录信息的表面。图1显示了磁盘120、120’的这些表面520中的一个。磁盘表面520包括内周、外周和重叠区620。考虑将磁盘表面520被分为内带(inner zone)522(从内周到重叠区620)和外带524(从外周到重叠区620)。在这些实施例中，伺服信息被存储在径向伺服扇区中，或者说被存储在伺服楔形区中，这些楔形区被显示为几个窄的、有些弯曲的辐条。一组辐条位于内带522中，而另一组辐条位于外带524中。重叠区620将内带522和外带524分开。伺服楔形区辐条在磁盘120的表面520上不必是连续的。外带中的辐条用一个辐条128代表，这些辐条环绕着磁盘120的外带等间隔地隔开。内带中的辐条用一个辐条126代表，这些辐条环绕着磁盘120的内带等间隔地隔开。应该注意，实际上可以有比图1所示多很多的伺服楔形区。在图3中以及在与图3相关的说明中更详细地说明了伺服楔形区128的内容。
磁盘120在每个磁盘表面上也包括多个磁道。在磁盘120的表面520上，所述多个磁道用三个磁道(诸如磁道129)来描绘。伺服楔形区128横穿磁盘120上的所述多个磁道(诸如磁道129)。在一些实施例中，所述多个磁道可以被设置为一组实质上是同心的圆。在嵌入的伺服楔形区127、128之间沿着磁道数据被存储在固定扇区中。磁盘120上的每个磁道都包括多个数据扇区。更具体地说，一个数据扇区就是具有固定块长和固定数据存储容量(例如，每个数据扇区存储512字节的用户数据)的一部分磁道。靠近磁盘120内侧的磁道不如靠近磁盘120外周的磁道长。于是，靠近磁盘120内侧的磁道所具有的数据扇区不如靠近磁盘120外周的磁道所具有的数据扇区多。能够具有同样数目的数据扇区的磁道组成一个数据带。由于密度和数据传输速率(data rate)随数据带的不同而不同，所以，伺服楔形区128会截断并分割开至少一些数据扇区。通常在出厂时用伺服写入装置(称作伺服写入器)对伺服扇区128进行记录，但也可以用磁盘驱动器100的换能头146在自伺服写入操作中对其进行写入(或部分写入)。
图2是根据这里所描述的一个示范性实施例的基本上组装起来的磁盘驱动器的透视图。为了进行展示，拿掉了封装盒盖子106。在一些实施例中，磁盘驱动器100是一个磁记录和再现装置(硬盘驱动器)。磁盘驱动器的封装盒底座104用作底盘。安装在所述底盘或者说是封装盒底座104上的是磁盘120、以及包括读磁头和写磁头的换能头146。换能头146包括一个滑块156。读磁头和写磁头分别形成于滑块156之内并位于滑块156的一端。滑块156通过磁头悬件组件166附着在致动器上。磁头悬件组件166包括悬件165和致动器臂164，致动器臂164在磁头滑块156与磁盘120的表面发生换能关系时支撑着磁头滑块156。另外，附着到封装盒底座104或者说底盘上的还有印刷板电路(PCB)5200。
磁盘120是一种离散磁道介质。磁盘120被安装在主轴122上，主轴122由主轴电动机来转动，而主轴电动机通常被安装在心轴或主轴122内。在磁盘120上记录有各种数字数据。在一些实施例中，记录数据时磁性转变平行于磁盘120的主表面，而在另一些实施例中，磁性转变垂直于磁盘120的主表面。在一些实施例中，装在磁头滑块156中的磁头是所谓的集成磁头，它包括具有单极结构的写磁头和使用屏蔽MR读元件(诸如GMR膜或TMR膜)的读磁头。音圈马达(VCM)112驱动磁头悬件组件绕着轴转点131转动，以将磁头146定位在磁盘120的径向位置上。电路板108包括磁头IC，用来为音圈马达(VCM)112产生驱动信号，并产生控制信号用于控制由磁头146所执行的读写操作。
图3显示了根据一个示范性实施例的磁盘120的一部分以及至少一个伺服楔形区128。图3说明了与伺服楔形区128相关的进一步细节，并显示了磁盘120的表面上的多个磁道。每个伺服楔形区128都包括存储为磁化区的信息。伺服楔形区128可以沿纵向磁化(例如，在图3的放大部分中，伺服图形200包括朝左磁化的阴影块和朝右磁化的空白区，或者反过来)，或者可以沿垂直方向磁化(例如，阴影块被向上磁化，而空白区被向下磁化，或者反过来)。当转动的磁盘120的表面通过换能头146的下方时，由换能头146读取每个伺服楔形区128中所包含的伺服图形200。伺服图形200可以包含用来识别数据域264中所包含的数据扇区的信息。例如，伺服图形200可以包括数字信息，诸如前导码202、伺服地址标记(servo address mark，SAM)204、磁道识别码206。伺服图形200也包括一组伺服脉冲。如图3所示，这组伺服脉冲包括A伺服脉冲、B伺服脉冲、C伺服脉冲和D伺服脉冲。在A伺服脉冲和B伺服脉冲之间有伺服脉冲边缘210，在C伺服脉冲和D伺服脉冲之间有伺服脉冲边缘220。所示图形是一种正交型(quadrature type)图形。在一些实施例中，磁盘驱动器在每个伺服楔形区128中会包括一个单列的每种类型的伺服脉冲。每个列对应着磁盘的一条径线。如在这个实施例中所示的，有两列A、B、C和D伺服脉冲，这可以用在一些实施例中。在一些实施例中，伺服楔形区128也包括其它的信息，诸如楔形区号码。这可以是指定索引楔形区(楔形区#0)的单个位，或者SAM可以由另一个图形(称作伺服索引标记(servo index mark)，即SIM)替代，或者所述楔形区可以包含楔形区号码的几个低阶位，也可以包含完整的楔形区号码。伺服脉冲可以有许多不同的图形，诸如空图形(null pattern)。
这个图形显示了四个伺服脉冲，应该明白，也可以在各列中重复这些脉冲，以便在磁盘上的每个伺服楔形区(诸如伺服楔形区128)中产生几条径线的AB和CD伺服脉冲。在空图形中，伺服脉冲图形在A和B伺服脉冲之间产生了伺服脉冲边缘210，在C和D伺服脉冲之间产生了伺服脉冲边缘220。在一些实施例中，盘120可以是除磁盘以外的别的盘。在这种情形中，伺服楔形区128可以包含其它标记，诸如光学标记。
图4显示了根据一个示范性实施例的磁盘驱动器100的方框图。如图所示，磁盘驱动器包括称作磁头磁盘组件(head disk assembly，HDA)4100的主体单元以及印刷电路板(PCB)4200。已经参考图1和图2讨论了HDA4100的一些细节。所以，对HDA 4100的讨论将参考图1、2和4进行。磁头磁盘组件(HDA)4100包括至少一个磁盘120、用来转动主轴(图1和2所示)以及磁盘120的主轴电动机122。HAD 4100还包括包含读磁头和写磁头的磁头滑块156、悬件165和致动器臂166、音圈马达(VCM)112、以及没有显示出来的磁头放大器(HIC)。磁头滑块156设有读磁头(诸如巨磁阻(GMR)元件)和写磁头(诸如在滑块156的一端上形成的薄膜头)。
磁头滑块156可以附着到悬件165和万向节上。悬件165附着到致动器臂166上，而致动器臂166则附着到转轴131(图2所示)上，可以进行转动。这张图显示出磁头滑块156只位于磁盘120的上表面的上方。应该指出，一般地，在磁盘120的上表面和下表面上分别有一个磁头滑块。音圈马达(VCM)112产生绕着转轴131的扭矩，使致动器臂166在磁盘120表面的上方转动磁头滑块156。磁头放大器(HIC)被固定在致动器臂166上，以分别放大输入写元件的信号和从读元件输出的信号。磁头放大器(HIC)通过柔性的打印电缆(flexible print cable，FPC)419连接到印刷电路板(PCB)4200上。将磁头放大器(HIC)置于致动器臂166上可以缩短读磁头和磁头放大器之间的距离，并可以有效地减小磁头信号中的噪声。然而，在一些实施例中，磁头放大器(HIC)可以被固定在HDA主体上，诸如固定到底盘或封装盒底座104上。
印刷电路板4200被附着到底盘或封装盒底座104的外部。印刷电路板(PCB)4200包括四个主要的电子部件，即所谓的系统LSI。这些LSI被安装到印刷电路板(PCB)4200上。所述系统LSI为硬盘控制器(HDC)410、读/写通道IC 420、微处理器单元(MPU)430、以及马达驱动器IC 440。
MPU 430是驱动系统的控制单元，根据本示范性实施例，它包括只读存储器(ROM)432、随机存取存储器(RAM)434、中央处理单元(CPU)536、以及实现磁头定位控制系统的逻辑处理单元。逻辑处理单元是一个算术处理单元，它包括执行高速计算的硬件电路。用于逻辑处理单元的固件(firmware，FW)被存储在ROM 432中。固件包括一组可由MPU 430执行的指令，用来控制磁盘驱动器的各部分。
磁盘控制器(HDC)410是硬盘驱动器中的接口单元，通过和磁盘驱动器与主机405(例如，个人电脑)之间的接口交换信息，以及和MPU 430、读/写通道IC 420以及马达驱动器IC 440交换信息，磁盘控制器(HDC)410能够管理整个驱动器。
读/写通道IC 420是与读/写操作相关的磁头信号处理单元。所示读/写通道IC 420被示为包括读/写路径412和伺服解调器404。用于读写用户数据和伺服数据的读/写路径412可以包括对伺服解调有用的前端电路。读/写路径412也可以用来在自伺服写入过程中写入伺服信息。应该指出，磁盘驱动器也包括其它部件，这些部件没有显示出来，因为它们对于解释本示范性实施例来说是不需要的。
所示的伺服解调器404包括伺服锁相环(PLL)426、伺服自动增益控制(automatic gain control，AGC)428、伺服域探测器431、以及寄存器空间433。一般地，伺服PLL 426是一种控制环，它用来在伺服解调器404中为一个或多个定时或时钟电路(在图4中没有显示)提供频率和相位的控制。例如，伺服PLL 426可以提供定时信号到读/写路径412中。包括(或驱动)变量增益放大器的伺服AGC 428用来在读取一个磁盘120(图1-4所示)上的伺服楔形区128时将读/写路径412的输出保持在基本恒定的水平上。伺服域探测器431用来探测和/或解调伺服楔形区128中的各种子域，包括伺服地址标记(SAM)、磁道号、第一相位伺服脉冲、以及第二相位伺服脉冲。MPU 430用来执行各种伺服解调功能(例如，判定、比较、表征等)，并且可以被认为是伺服解调器404的一部分。或者，伺服解调器404可以拥有自己的微处理器。
当读/写路径412在读取伺服数据时，可以用一个或多个寄存器(例如在寄存器空间433中)来存储合适的伺服AGC值(例如，增益值、滤波器系数、滤波器累积路径(filter accumulation path)等等)，并且当读/写路径412在读取用户数据时，可以用一个或多个寄存器来存储合适的值(例如，增益值、滤波器系数、滤波器累积路径等等)。根据读/写路径412的当前模式，可以使用控制信号来选择合适的寄存器。可以动态地更新所存储的伺服AGC值。例如，在每次读取另外的伺服楔形区128时，在读/写路径412读取伺服数据时要使用的所存储的伺服AGC值可以被更新。这样，当读取下一个伺服楔形区128时，为最近读取的伺服楔形区128所确定的伺服AGC值就可以是起始伺服AGC值。
读/写路径412包括在磁盘120上读写信息的过程中所使用的电路。MPU 430可以执行伺服控制算法，因此可以被称作伺服控制器。MPU 430也可以控制磁盘驱动器的其它功能。
图5显示了根据一个示范性实施例的磁盘驱动器中的磁头组500的示意图。图5是与第一磁盘510和第二磁盘512相关联的磁头组500的示意图。磁头组500包括致动器130(图1所示)。磁头组500也包括磁头0、磁头1、磁头2、磁头3。磁头0用于在磁盘510的表面530上定位以进行换能。磁头1与磁盘510的表面531有换能关系。磁头2与磁盘512的表面532有换能关系，而磁头3与磁盘512的表面533有换能关系。如图5所示，磁头1、磁头2和磁头3被示为处于两个位置。应该指出，磁头组可以有任意数目的致动器臂和换能头。尽管这里显示了两个磁盘，共4个表面和4个磁头，磁盘驱动器也可以包括任意数目的磁盘。
如果采用自伺服写入过程在多磁头驱动器中写入伺服图形，那么，通常的技术是使用簇写(bank-write)。该技术允许减小总的SSW时间，并使其实质上等于伺服写入一个表面所需要的时间。在这种情形中，使用驱动器磁头中的一个磁头(参考磁头)来获得该磁头的位置信息以及整个磁头组的位置信息，并使用几个磁头(非参考磁头)来同时写入伺服图形。在这种情形中，参考磁头的位置被最精确地确定下来，因为它在使用写在同一表面上的伺服数据进行反馈定位控制。非参考磁头的实际位置和动力学受到各磁头相对于彼此的运动的影响，其他非参考磁头起“开环”的作用。HDA动力学(诸如致动器臂运动、磁盘运动以及磁头组倾斜)可以使非参考磁头的定位显著不同于参考磁头的定位。对于当前高的磁道密度即每英寸磁道数(TPI)，这个差异的DC分量可以达到几个磁道。写入的位置频率分量也会显著不同。
磁头0一直保持在同一(正确的)位置上，因为它被用作参考磁头。应该指出，其它磁头(1、2或3)也可以被指定并被用作参考磁头。当磁头位于磁头组500的中央时，诸如磁头1或2，与所有磁头相关的最大偏移就可以被减小。在由直线540所指示的第一位置上，磁头0、磁头1、磁头2和磁头3沿着直线540对齐，而直线540实质上垂直于磁盘510、512的表面530、531、532、533。图5显示了由于磁头倾斜而导致的最坏的可能的(最大的)位置差。如图5所示，磁头1、磁头2和磁头3沿着图5中的直线550处于最坏的可能的(最大的)倾斜位置中。磁头组中任何磁头之间的最大相对位置差用Δ表示。如图所示，磁盘表面533上的磁头3给出了磁头的最大位置差。Δ可以由许多不同的因素导致，这些因素包括机械设计参数和特性或者机械公差。另外，Δ也可以由驱动器操作期间磁头组500中会发生的振动导致。基于机械设计参数和特性，既可以计算也可以用经验或实验来确定所述位置差。
图6显示了磁头组500组件以及对内带或者说第一带522进行写入之后和对外带或者说第二带524进行写入之后的两个最终位置。在结束对内带或者说第一带522的写入时磁头组500处于由参考数字610所指示的位置。在结束对外带或者说第二带524进行写入时磁头组500处于由直线612所指示的位置中。直线610穿过磁头0、磁头1、磁头2和磁头3。类似地，直线612穿过磁头0、磁头1、磁头2和磁头3。
图6显示磁头0写入时必定产生的最小重叠量，这在表面530上形成重叠区，以及由磁头1在磁盘表面531上、由磁头2在磁盘表面532上和由磁头3在磁盘表面533上形成的重叠区。假设，当在从内径到重叠区620的方向上进行写入时磁头组将倾斜到参考数字610所指出的位置上。类似地，当在从外径到重叠区620的方向上写入伺服信息时，磁头组500将倾斜到一个不同的位置上。该重叠量必须至少为2Δ+ε，其中，ε为至少一个磁道的宽度。Δ值是计算出的或是通过经验确定出的磁头组500倾斜的最坏可能。2Δ值包含磁头组倾斜的最坏可能情形，在这种情形中，在两个方向上都发生最大倾斜。至少为一个磁道宽度的ε值保证了重叠区620、621、622、623中任何一个重叠区都会有至少一个磁道宽度的重叠量。
如图6所示，重叠区620位于磁盘510的表面530上。磁盘510的表面531上也有一个重叠区621，它是在磁头1的两个位置之间的区域。另外，在磁盘512的表面532上有重叠区622，在磁盘512的表面533上有重叠区623。应该指出，磁盘表面530上的重叠区620、磁盘表面531上的重叠区621、磁盘表面532上的重叠区622、或磁盘表面533上的重叠区623中的每个重叠区都有略微不同的宽度。该宽度与倾斜角相关，倾斜角用图6中的
Figure A20081008607700161
表示。重叠区620的宽度约等于
Figure A20081008607700162
乘以磁头0和磁道2之间的高度差。类似地，
Figure A20081008607700163
乘以磁头2和磁道1之间的高度差或距离产生重叠区621的宽度。重叠区622的宽度是
Figure A20081008607700164
乘以磁头2相对于磁盘表面532的高度。与磁盘512的表面533相关的重叠区623的宽度等于磁头2和磁头3之间的距离乘以
Figure A20081008607700165
因此，可以看到，重叠量或者说重叠区的宽度正比于各个磁头0、1、2、3之间的距离。
应该指出，当磁头组500存在磁头倾斜或者说有倾斜角时，不同的磁盘表面530、531、532和533一般会有不同的重叠量。换言之，假设相对于磁头组组件500而言有一个倾斜角，那么，重叠区620、重叠区621、重叠区622和重叠区623的宽度都是不同的。在每个磁盘表面530、531、532和533上提供重叠区是非常重要的。为了确定在磁盘表面上的位置，在磁盘上必须提供位置信息或者说是伺服信息。如果在磁盘表面530、531、532和533上分别有重叠区620、621、622和623，那么就可以保证，不管某个具体的磁头0、1、2、3飞行在磁盘表面上的什么位置处(或经过磁盘表面上的什么位置)，总会有用来确定该具体磁头的位置的位置数据。
重叠区还用作第一带或者说内带522和第二带或者说外带524之间的边界。由于与所述边界或者说重叠区620、621、622、623邻近的磁道的写入次数显著不同，所以，伺服信息在径向和切向两个方向上都有不同的布置。于是，在边界上或者说在重叠区，切向偏移或定时偏移会导致伺服信号不连贯。这会导致当磁头穿过边界区时不能正确地解码伺服位置信息。第一带或者说内带522和第二带或者说外带524的伺服写入方向的不同也会导致写入转变(written transitions)的几何排列不同，这又会导致因前导码区转变的差异而产生的跨磁道伺服自动增益控制(AGC)变化的不同、定位误差信号解调增益的不同、跨磁道定位误差信号线性的不同。
第一带或者说内带522和第二带或者说外带524之间的所有的这些差异所导致的结果是，由MPU执行的或者由伺服控制器在MPU 430的指示下执行的伺服固件(firmware)必须将内带或者说第一带522和外带或者说第二带524作为独立的带处理。例如，重做所有的偏移消除表(run outcancellation table)、定位误差信号增益表、和定位误差信号线性化表需要为第一带或者说内带522中的磁道和第二带或者说外带524中的磁道设分开的条目(entry)。执行软件指令的伺服固件或者MPU 430需要探测各个磁盘表面530、531、532和533上的边界或重叠区620、621、622和623的位置。在数据磁头跨过所述边界或者说重叠区620、621、622、623之一后，因从一个带跨到另一个带而需要将各个表的校准值重新装载到所述各个表中。与诸如重叠区620、621、622、623等重叠区或者说边界相邻的磁道，其径向布置上的很大的不同会导致显著的磁道挤压(track squeeze)以及磁道数的不一致。在切向(定时)定位上的很大的偏移会导致低品质的或者是完全不连贯的伺服信号。当读磁头跨过边界或者说是重叠区620、621、622或623时，伺服通道会失去锁定。在搜寻期间，当在第一带和第二带(或者反过来)之间移动时，当磁头预期跨过重叠区或边界区620、621、622、623中的一个时，伺服需要工作在一个特殊的、更能宽容误差的模式中。应该指出，固件可以禁止某些使用固件时通常是有效的功能。对于其它功能，当换能头接近边界或者说是重叠区620、621、622、623时，触发机构可以不起作用。例如，如果在横跨边界处磁道数目有很大阶跃，那么，当一个磁头或者所有磁头接近重叠区或者说是边界区620、621、622、623时需要禁止使用许多磁盘驱动器都装有的这样的程序，该程序能够探测激变事件(shock event)并关闭磁盘驱动器或者将磁头0、1、2、3移动到为所述激变事件准备的停泊位置。
另外，当考虑伺服的切向(定时)定位时另一个需要被禁止的功能是主轴电动机速度控制器的功能。在一些磁盘驱动器中，当各伺服地址码之间或各伺服楔形区之间的时间间隔很短，或者比正常时间长时，主轴电动机控制器需要使主轴电动机加速或减速。在重叠区或者边界区620、621、622、623附近，这种功能要被禁止。
更能宽容误差的模式或者说是宽松的模式将通过制造时的自测试期间所进行的校准来触发。可以设想，对于每个磁头0、1、2、3，在磁盘上的每个伺服楔形区中在各个边界区或者说是重叠区620、621、622、623那里可以进行若干次搜寻。然后，对于与内径相关的每个楔形区和与外径相关的每个楔形区，可以记录下来在边界或者说是重叠区的一边与另一边之间的磁道数目的不连续性以及伺服楔形区的切向(定时)布置上的不连续性，使得当搜寻过程要求具体磁头飞过或者移动经过重叠区或者说是边界区620、621、622、623时，可以查阅某个表以确定所述不连续性或者定时的变化是预期的。
图7是根据一个示范性实施例的在磁盘驱动器中在多个磁盘表面上自伺服写入伺服信息的方法700的流程图。在磁盘驱动器中在多个磁盘表面上自伺服写入伺服信息的方法700包括，在第一方向上在多个磁盘表面中写入伺服信息710，在第二方向上在多个磁盘表面中写入伺服信息712，以及确定使用参考磁头在参考表面上要写入的重叠量，这会在磁盘驱动器中要写入伺服信息的每个表面上产生伺服信息的重叠714。在第一方向上在多个磁盘表面中写入伺服信息710包括从磁盘的外径到中间重叠区写入伺服信息和从磁盘的内径到中间重叠区写入伺服信息这两者之中的一个。在第二方向上在多个磁盘表面中写入伺服信息712包括从磁盘的外径到中间重叠区写入伺服信息和从磁盘的内径到中间重叠区写入伺服信息这两者中的另一个。每个磁盘表面上的中间重叠区互不相同，所述各中间重叠区的重叠量之差与磁盘驱动器中具体磁盘表面相对于磁盘驱动器中参考表面的距离相关。磁盘驱动器中的参考表面是这样一个表面，在该表面上，参考磁头获得用于参考磁头(间接地用于整个磁头组)的反馈定位控制的伺服定位信息并且写入伺服信息。
从外径到中间重叠区定义了第一带，从内径到中间重叠区定义了第二带。所述方法700也可以包括，当在参考表面上从第一带到第二带进行搜寻时补偿磁道数目上的第一差异716，以及当在参考表面之外的磁盘表面上从第一带到第二带进行搜寻时补偿磁道数目上的第二差异718。所述方法700也可以包括，当在参考表面上从第一带和第二带中的一个到第一带和第二带中的另一个进行搜寻时补偿伺服楔形区之间的距离上的第一差异720，以及当在参考表面之外的磁盘表面上从第一带和第二带中的一个到第一带和第二带中的另一个进行搜寻时补偿伺服楔形区之间的距离上的第二差异722。重要的不仅仅是在每个单个带中楔形区相对于彼此在布局上的差异，而更是在一个带中的每个单个楔形区相对于在另一个带中的匹配的楔形区在布局上的差异。
在一些实施例中，所述方法700包括当在第一带和第二带之间进行搜寻时禁止磁盘驱动器的某个功能724。被禁止的驱动器功能可以是任何功能。一个例子是，禁止当读磁头探测到或许是由于激变事件而导致的磁道数目上的大的变化时自动关闭驱动器。另一个例子是，响应于伺服楔形区的间隔上的变化而使主轴电动机加速或使主轴电动机减速。写入伺服信息可以包括在第一时间基本上同时地在第一方向上在多个磁盘表面上写入伺服信息。类似地，可以在第二时间基本上同时地在第二方向上在多个磁盘表面上写入伺服信息。
图8是根据一个示范性实施例的在磁盘驱动器中在多个磁盘表面上自伺服写入伺服信息所用的方法800的流程图。在磁盘驱动器中在多个磁盘表面上自伺服写入伺服信息所用的方法800包括，在第一方向上在磁盘表面上的第一带中写入伺服信息810，在第二方向上在磁盘表面上的第二带中写入伺服信息812，以及记录下来第一带和第二带中伺服信息之间的定时差异814。所述方法800也包括记录下来第一带和第二带之间磁道数目上的差异816。在一些实施例中，所述方法800包括，从第一带和第二带中的一个进行搜寻818，并切换到与第一带和第二带中的另一个相关的一组不同的驱动器校准参数820。在自测试模式期间，为所选定的伺服楔形区记录下来定时差异和磁道数目差异。
磁盘驱动器100包括磁盘组500，其中包括用于存储表示信息的数据的磁盘，诸如磁盘510。磁盘510进一步包括用于记录信息的第一磁盘表面530，以及用于记录信息的第二磁盘表面531。第一磁盘表面530包括在第一方向上写入的第一伺服图形、在第二方向上写入的第二伺服图形、以及在所述第一伺服图形和所述第二伺服图形之间的第一重叠区620。所述第一重叠区620具有第一宽度。用于记录信息的第二磁盘表面531包括在第一方向上写入的第三伺服图形、在第二方向上写入的第四伺服图形、以及在所述第三伺服图形和所述第四伺服图形之间的第二重叠区621。所述第二重叠区621具有与所述第一宽度620不同的第二宽度。在一个实施例中，磁盘组500具有多个磁盘。所述第一磁盘表面530和所述第二磁盘表面531包括多个同心磁道。所述第一重叠区620位于所述第一磁盘表面530的内径和外径之间。所述第二重叠区621位于所述第二磁盘表面531的内径和外径之间。磁盘驱动器也包括微处理单元430。所述微处理单元430包括用于探测所述第一重叠区620或者所述第二重叠区621的搜寻算法。所述微处理单元430也可以包括一种搜寻算法，用于在跨过所述第一重叠区620或第二重叠区621之一进行搜寻期间对定时差异进行补偿或者对数据磁道的间隙进行补偿。微处理单元430也可以在所述第一重叠区620或第二重叠区621之一上进行搜寻期间使磁盘驱动器的功能禁止，或者放宽触发磁盘驱动器功能所需的条件。磁盘驱动器所包含的磁头数可以不是4个。
磁盘510包括用于记录信息的第一磁盘表面530以及第二磁盘表面531。第一磁盘表面530包括在第一方向上写入的第一伺服图形、在第二方向上写入的第二伺服图形、以及在所述第一伺服图形和所述第二伺服图形之间的第一重叠区620。所述第一重叠区620具有第一宽度。用于记录信息的第二磁盘表面531包括在第一方向上写入的第三伺服图形、在第二方向上写入的第四伺服图形、以及在所述第三伺服图形和所述第四伺服图形之间的第二重叠区621。所述第二重叠区621具有与所述第一宽度不同的第二宽度。在磁盘的一个实施例中，所述第一重叠区620和所述第二重叠区621中实质上没有数据磁道。
图9显示了能执行程序以实现上述算法的计算机系统的框图。具有计算机2010形式的一般计算设备可以包括处理单元2002、存储器2004、可移动存储单元2012、不可移动存储单元2014。存储器2004可以包括挥发性存储器2006和非挥发性存储器2008。计算机2010可以包括，或者计算机所能访问的计算环境可以包括，各种计算机可读介质，诸如挥发性存储器2006及非挥发性存储器2008、可移动存储单元2012及不可移动存储单元2014。计算机存储单元包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦写可编程只读存储器(EPROM)及电可擦写可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其它存储器技术、致密光盘只读存储器(CDROM)、数字通用光盘(DVD)或其它光盘存储器、磁盒、磁带、磁盘存储器或其它磁存储器件、或者能存储计算机可读指令的任何其它介质。计算机2010可以包括，或者计算机2010所能访问的计算环境可以包括，输入2016、输出2018、以及通信连接2020。通过使用通信连接与一个或多个远程计算机相连接，所述计算机可以工作在网络环境中。远程计算机可以包括个人电脑(PC)、服务器、路由器、网络PC、对等设备或其它公共网络节点等等。通信连接可以包括局域网(LAN)、广域网(WAN)或其它网络。磁盘驱动器的微处理器210或其它选定的电路或部件可以是这种计算机系统。
存储在计算机可读介质中的计算机可读指令可由计算机2010的处理单元2002来执行。硬盘驱动器、CD-ROM、和RAM是含有计算机可读介质的设备的一些例子。机器可读介质能提供指令，当机器执行这些指令时，这些指令能使机器执行一些操作，这些操作包括，在磁盘上确定发生写操作失败处的第一数据扇区的位置、将所述第一数据扇区以及在其附近的多个其它数据扇区标示为生长的缺陷、以及在生长缺陷列表中存储所述第一数据扇区以及所述多个其它数据扇区的位置。在一个实施例中，标示所述多个其它数据扇区的操作还包括，标示磁盘上与所述第一数据扇区位于同一磁道中的数据扇区。机器可读介质也可以执行指令以启动操作，来确定与位于磁盘上第一伺服楔形区和第二伺服楔形区之间的数据扇区的数目相关的多个其它数据扇区。在一个实施例中，所述第一数据扇区位于所述第一伺服楔形区和所述第二伺服楔形区之间。
前面所述具体实施例的描述充分揭示了本发明的一般特性，其它人员通过应用当前知识可以容易地对其进行修正和/或改变以用于各种应用中而不偏离所述一般性概念，所以，这种改变和修正预期被包含在所述实施例的等价描述的涵义和范围中。
应该明白，这里所使用的词汇和术语是为了进行描述，而不是为了进行限制。因此，本发明应该包括属于附属权利要求书的精神和范围之内的所有的这种替代、修正、等价说法以及变化。

Claims (20)

1.一种在磁盘驱动器中的多个磁盘表面上写入伺服信息的方法，其特征在于包括：
在第一方向上将伺服信息写入多个磁盘表面中；
在第二方向上将伺服信息写入多个磁盘表面中；以及
确定使用参考磁头在参考表面上要写入的重叠量，这会在所述磁盘驱动器中要写入伺服信息的每个所述表面上产生伺服信息的重叠。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在第一方向上将伺服信息写入多个磁盘表面中包括从所述磁盘的外径到中间重叠区写入伺服信息和从所述磁盘的内径到中间重叠区写入伺服信息这两者之中的一个。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在第二方向上将伺服信息写入多个磁盘表面中包括从所述磁盘的外径到中间重叠区写入伺服信息和从所述磁盘的内径到中间重叠区写入伺服信息这两者中的另一个。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述中间重叠区的变化量与所述磁盘驱动器中具体磁盘表面相对于所述磁盘驱动器中参考表面的距离相关。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述外径到所述中间重叠区定义为第一带，从所述内径到所述中间重叠区定义为第二带。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于还包括：
当在所述参考表面上从所述第一带到所述第二带进行搜寻时补偿磁道数目上的第一差异；以及
当在除所述参考表面之外的磁盘表面上从所述第一带到所述第二带进行搜寻时补偿磁道数目上的第二差异。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于还包括：
当在所述参考表面上从所述第一带和第二带中的一个到所述第一带和第二带中的另一个进行搜寻时补偿伺服楔形区之间的距离上的第一差异；以及
当在除所述参考表面之外的磁盘表面上从所述第一带和第二带中的一个到所述第一带和第二带中的另一个进行搜寻时补偿伺服楔形区之间的距离上的第二差异。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在第一时间基本上同时地在第一方向上将伺服信息写入多个磁盘表面中。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
在第二时间基本上同时地在第二方向上将伺服信息写入多个磁盘表面中。
10.一种磁盘驱动器，其特征在于包括：
磁盘组，其中包括用于存储表示信息的数据的磁盘，所述磁盘进一步包括：
用于记录信息的第一磁盘表面，所述第一磁盘表面包括：
在第一方向上写入的第一伺服图形；
在第二方向上写入的第二伺服图形；以及
在所述第一伺服图形和所述第二伺服图形之间的第一重叠区，所述第一重叠区具有第一宽度；以及
用于记录信息的第二磁盘表面，所述第二磁盘表面包括：
在第一方向上写入的第三伺服图形；
在第二方向上写入的第四伺服图形；以及
在所述第三伺服图形和所述第四伺服图形之间的第二重叠区，所述第二重叠区具有与所述第一宽度不同的第二宽度。
11.根据权利要求10所述的磁盘驱动器，其特征在于进一步包括多个磁盘。
12.根据权利要求10所述的磁盘驱动器，其特征在于所述第一重叠区位于所述第一磁盘表面的内径和外径之间，并且其中所述第二重叠区位于所述第二磁盘表面的内径和外径之间。
13.根据权利要求12所述的磁盘驱动器，其特征在于还包括微处理单元，所述微处理单元包括用于探测所述第一重叠区或者所述第二重叠区的搜寻算法。
14.根据权利要求12所述的磁盘驱动器，其特征在于还包括微处理单元，所述微处理单元包括一种搜寻算法，用于在跨过所述第一重叠区或第二重叠区之一进行搜寻期间补偿定时差异。
15.根据权利要求12所述的磁盘驱动器，其特征在于还包括微处理单元，所述微处理单元包括一种搜寻算法，用于在跨过所述第一重叠区或第二重叠区之一进行搜寻期间对磁道的间隙进行补偿。
16.根据权利要求12所述的磁盘驱动器，其特征在于还包括微处理单元，在跨过所述第一重叠区或第二重叠区之一进行搜寻期间，所述微处理单元禁止磁盘驱动器的某个功能。
17.一种在磁盘驱动器中的多个磁盘表面上自伺服写入伺服信息的方法，其特征在于包括：
在第一方向上将伺服信息写入磁盘表面上的第一带中；
在第二方向上将伺服信息写入磁盘表面上的第二带中；以及
记录下来在所述第一带和所述第二带中的所述伺服信息之间的定时上的差异。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于还包括记录下来在所述第一带和所述第二带之间的磁道数目上的差异。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于还包括：
从所述第一带和所述第二带中的一个进行搜寻；
切换到与所述第一带和所述第二带中的另一个相关的一组不同的驱动器校准参数。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在自测试模式期间，为所选定的伺服楔形区记录下来所述定时上的差异和所述磁道数目上的差异。
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