CN101320587B - 带有模式化介质的磁记录盘驱动器和计时写数据的系统 - Google Patents

Abstract

本发明的系统和方法精确地计时将数据写入模式化介质盘驱动器中的分立数据块中。数据轨道中的相继时标之间的准确时间间隔由时标检测器测量，时标检测器通过检测时标与基准信号之间的相差，计数相继时标之间的写时钟周期的整数个数和写时钟周期的分数部分。将所得定时误差输出到写时钟补偿器。写时钟能够生成等间隔初相和初相中间的相位。补偿器包括控制为输出选择哪个写时钟相位的相位旋转器。补偿器的相位寄存器中的值用于控制相位旋转器使写时钟相位超前或滞后，因此调整它的频率和相位，以便为写数据块取得同步。

Description

带有模式化介质的磁记录盘驱动器和计时写数据的系统

技术领域

本发明一般涉及供每个数据位存储在盘上的磁隔离块或岛中的模式化介质使用的磁记录盘驱动器，尤其涉及带有用于写数据的改进时钟的盘驱动器。

背景技术

为了提高数据密度，人们提出了带有模式化磁记录介质的磁记录硬盘驱动器。在模式化介质中，将盘上的磁性材料模式化成以同心数据轨道排列的小隔离数据块或岛。每个岛包含单个磁“位”并通过非磁性区与相邻岛分开。这与传统连续介质相反，在传统连续介质中，单个“位”由形成单个磁畴的数个弱耦合相邻磁粒组成并且这些位在物理上彼此相邻。模式化介质盘可以是纵向磁记录盘，其中磁化方向与记录层的平面平行或在记录层的平面内，或者是垂直磁记录盘，其中，磁化方向与记录层的平面垂直或在记录层的平面之外。为了形成模式化块的所需磁隔离，必须破坏掉或充分减小块与块之间的区域的磁矩，以便使这些区域基本上无磁性。可替代地，可以将介质制造成在块与块之间不存在磁性材料。美国专利5,820,769展示了各种类型的模式化介质和它们的制造方法。带有模式化介质的磁记录系统和它们的相关难题的描述由R.L.White等人给出：“Patterned Media：A Viable Route to 50Gbit/in²and Up for Magnetic Recording？”，IEEE Transactions on Magnetics，Vol.33，No.1，January 1997，pp.990-995。

在一种模式化介质中，数据岛是被升高的、隔开的柱(spaced-apart pillar)、其在盘基表面向上延伸，以便在柱与柱之间的基底表面上定义槽或沟。这种类型的模式化介质是令人感兴趣的，因为可以借助于像平版印刷和微型刻印那样的相对低成本、大容量工艺生产带有柱和沟的预蚀刻模式的基底。然后，在预蚀刻基底的整个表面上沉积磁记录层材料，以便覆盖柱和沟的两端。沟相对于读写头凹进去足够深，以便不会负面地影响读写。Moritz等人描述了这种类型的模式化介质：“Patterned Media Made From Pre-Etched Wafers：APromising Route Toward Ultrahigh-Density Magnetic Recording”，IEEETransactions on Magnetics，Vol.38，No.4，July 2002，pp.1731-1736。

在将数据位写在连续介质上的传统磁记录中，由于所有介质都包含磁性材料，所以不要求写到介质上的准确位置上。但是，对于模式化介质，因为数据岛是单畴，位与位之间的跃迁可能只出现在岛与岛之间。由于磁跃迁局限于受各个岛的位置支配的预定位置，必需使写头中的电流的反向与各个岛从头下面的经过(passing)同步。此外，为了保证写头准确地与模式化介质上的岛对准，必须以单个精确时段完美地模式化介质，并且支承盘的主轴的有效电机速度必须高度稳定，以便随着这些岛从写头下面经过，使写时钟脉冲完全与它们同步。授权给与本申请相同的受让人的美国专利6,754,017 B2描述了使用在数据块从写头下面经过之前读取它们和生成写时钟信号的特定模式传感器的带有模式化介质的磁记录盘驱动器。

我们需要的是拥有精确写时钟信号以便可以精确地将数据写到模式化数据块上的带有模式化介质的磁记录盘驱动器。

发明内容

本发明是在模式化介质盘驱动器中精确计时写数据的系统和方法。盘含有模式化成分立可磁化数据块的同心数据轨道和径向地跨过数据轨道延伸的等角分隔时标(timing mark)。同步方法计时相继时标之间的间隔，以便获得写时钟脉冲的正确频率。写时钟脉冲的相位通过观察已经检测到最近时标的时间来设置。时标可以是位于用于定位读写头的等角分隔伺服扇区内的伺服时标(STM)。

盘驱动器含有随着盘旋转从读取头接收时标信号的时标检测电路。时标检测电路含有计数相继时标之间的整数个写时钟周期的计数器和测量时标与基准信号之间的相差的相位检测器，将相差表示成一个写时钟周期的几分之一。将相继时标之间的测量时间与标称预定值相比较，并且将差值作为定时误差输出到写时钟补偿器。

补偿器包括计算作为其状态估计算法的一部分的定时参数(写时钟的相位、频率和频率变化率)的状态估计器和写时钟控制逻辑单元。写时钟控制逻辑单元是带有用于从状态估计器接收的定时参数的相位、频率和频率变化率寄存器的二阶数字状态机。将这些参数装入映像寄存器中，并且在指定个写时钟周期之后将映像寄存器的值锁存到参数寄存器中。采用写时钟计时对映像寄存器的更新。周期性地将相位寄存器加上频率寄存器的值，和通过频率变化率寄存器的值更新频率寄存器。

写时钟可以是传统锁相环(PLL)中的压控振荡器(VCO)。写时钟能够生成等间隔初相和初相中间的相位。写时钟控制逻辑单元包括控制为输出选择哪个时钟相位的相位旋转器。写时钟控制逻辑单元的相位寄存器中的值用于控制相位旋转器使写时钟相位超前或滞后，因此调整它的频率和相位，以便为写数据块取得同步。

可以将前馈估计器的结果输入补偿器中，以便校正主要由圆形数据轨道的偏心和主轴电机中的可重复振摆引起的对写时钟频率的重复干扰。通过在前馈途径中应用对重复误差的校正，可以改善写时钟同步方法。

本发明还可以包括如果数据未适当地写入纠正错误的方法。由于时标周期性地位于每个数据扇区开头附近的每个轨道周围，可以在写入数据扇区完成之后测量写时钟的相位误差。如果时标检测电路测量出大于写时钟周期的特定绝对分数的误差，那么可以将错误纠正过程初始化成将数据重写在那个扇区中。

为了更全面地了解本发明的性质和优点，应该参考如下结合附图作出的详细描述。

附图说明

图1是也可以适用于根据本发明的模式化介质的磁记录盘驱动器的简图；

图2是带有跨越几个数据轨道的典型模式化伺服扇区的模式化介质盘的一部分的图解；

图3是带有在两个相继伺服扇区之间的分立数据块的数据扇区的一些部分的模式化介质盘的图解；

图4是带有分立可磁化数据块的磁记录盘的剖视图，并图解了主机系统和盘驱动器之间的数据传送：

图5是写同步系统的方块图；

图6是写同步系统的时标(timing mark)检测部分的详细方块图；

图7是确定相继伺服时标(STM)之间的间隔中的定时误差的方法的图形图解；

图8是写同步系统的写时钟控制逻辑单元和写时钟部分的方块图；和

图9是存在写错误时的错误纠正过程的方块图。

具体实施方式

图1是也可以适用于根据本发明的模式化介质的传统磁记录盘驱动器的简图。统指为100的盘驱动器包括磁记录盘104、旋转音圈电机(VCM)致动器110、致动器臂106、悬臂107、头载体或气垫滑动器108和记录头109。记录头109通常是感应写头与磁阻读取头的组合(也称为读写头)，并且位于头载体或滑动器108的尾端或端面上。滑动器108通过悬臂107支承在致动器臂106上，随着盘104沿着箭头130的方向旋转，悬臂107使滑动器108能够在盘104生成的气垫上“俯仰”和“摇摆”。在图1中只示出了带有相关滑动器和记录头的一个盘面，但通常存在堆叠在由主轴电机转动的轮轴上的多个盘，分开的滑动器和记录头与每个盘的每个表面相关联。

盘104含有旋转中心111并沿着方向130旋转。盘104含有径向分隔的同心数据轨道，其中之一被显示成轨道118。每个数据轨道含有指示轨道开头的基准索引121。盘驱动器被图解成区位记录(ZBR)盘驱动器，因为数据轨道沿着径向分组成许多个环形数据带或区，其中三个被显示成区151、152和153，但本发明完全可应用于不使用ZBR的盘驱动器，在这种情况下，盘驱动器只含有单个数据区。在每个区内，轨道还沿着圆周方向划分成许多数据扇区，譬如，径向外数据区中的典型数据扇区164。每个数据扇区164的前面接着同步(sync)字段，譬如，典型sync字段163。sync字段163可被读取头检测，以便使读写入数据扇区164中的数据位同步。sync字段163是每当将数据写入其相关数据扇区164中时磁化的盘上的非数据区。

每个数据轨道还包括数个沿着圆周或角度方向分隔伺服扇区120，伺服扇区120包含可被读取头检测的定位信息，以便使头109移动到所希望数据轨道和使头109保持在该数据轨道上。每个轨道中的伺服扇区沿着圆周方向与其它轨道中的伺服扇区对准，以便它们如径向伺服扇区120所表示的那样，沿着总体上径向地跨过轨道延伸。伺服扇区120是通常在盘的制造或格式化期间一次性磁化和在盘驱动器的正常操作期间不打算擦除的盘上的非数据区。

与盘驱动器100相关联的电子装置包括读/写(R/W)电子装置113、伺服电子装置112、控制器电子装置115和接口电子装置114。在盘驱动器100的操作期间，R/W电子装置113接收来自头109的信号，并且将伺服信息从伺服扇区120传递到伺服电子装置112和将数据信号从数据扇区164传递到控制器电子装置115。伺服电子装置112通常包括伺服控制处理器，伺服控制处理器使用来自伺服扇区120的伺服信息运行产生控制信号的控制算法。将控制信号转换成140上的电流，140上的电流驱动VCM驱动器110，以便定位头109。接口电子装置114在接口172上与主机系统(未示出)通信，传递数据和命令信息。接口电子装置114还在接口174上与控制器电子装置115通信。在盘驱动器100的操作中，接口电子装置114接收来自像个人计算机(PC)那样的主机系统的请求，以便在接口172上从数据扇区164中读取或写入数据扇区164中。控制器电子装置115接收来自接口电子装置114的所请求数据扇区的列表，并且将它们转换成唯一标识盘面、轨道和数据扇区的一组数字。将该数字传递给伺服电子装置1120，以便能够将头109定位在适当数据扇区上。

如果盘驱动器是“无首标”结构盘驱动器，这意味着数据扇区164不包含要求在可以从数据扇区中读取数据或将数据写入数据扇区之前读取的唯一数据扇区地址，那么，一旦伺服电子装置112将头109定位在适当数据轨道上，伺服电子装置112就开始进行扇区计算，以便查找和识别所希望数据扇区。简言之，在无首标结构途径中，伺服扇区120开头上的时标(STM)用于查找伺服扇区，而来自包含索引标记121的伺服扇区的STM的计数唯一地标记每个伺服扇区。一旦如此识别出所希望数据扇区，检测在那个数据扇区之前的sync字段，以便控制从数据扇区中读取的数据位或写入数据扇区中的数据位的定时。

传统磁记录盘驱动器使用带有“连续”介质的盘，这意味着磁记录层是可磁化材料的连续薄膜。在传统连续介质盘中，同心数据轨道在物理上不是相互分开，并且不是在记录层中预先形成，而是在来自写头的写字段在连续磁层中产生磁化时形成。

但是，为了提高数据密度，人们提出了带有“模式化”介质的磁记录盘。在模式化介质中，盘上的可磁化材料被模式化成小隔离岛或块。为了形成模式化岛的所需磁隔离，必须破坏掉或充分减小岛与岛之间的区域或空地的磁矩，以便使这些空地基本上无磁性。在一种模式化介质中，岛是向空地上方延伸的升高区域或柱，而磁性材料覆盖岛和空地两者，但空地相对于读写头足够远，以便不会负面地影响读写，因此可以认为空地基本上无有效性信息。可替代地，可以将介质制造成在岛与岛之间的空地中不存在磁性材料。在模式化介质中，数据扇区以及包括伺服扇区的非数据区被模式化。

图2是示出带有跨越几个数据轨道的典型模式化伺服扇区120的模式化介质盘的一部分的简图。描绘了三个完整数据轨道和半个轨道：308、309、310和半个轨道311，每一个含有各自轨道中心线328、329、330和331。读取头109a被显示成位于数据轨道308中，并随着盘沿箭头130的方向旋转而检测伺服扇区120中的岛。

伺服扇区120是常用在扇区伺服系统中的那种类型的传统伺服模式，为了清楚起见，显示成极其简化模式。伺服模式包括包含非数据岛的几个字段，它们被显示成自动增益控制(AGC)字段301、伺服时标(STM)字段302、轨道ID(TID)字段304和位置误差信号(PES)字段306。PES字段306被描绘成PES岛A-D的众所周知的正交模式(quadrature pattern)。PES岛A-D用于确定头的径向位置的分数部分(fractional part)。当头处在轨道中心时，来自A岛和B岛的回读信号幅度相等。当头处在半轨道位置上时，来自C岛和D岛的幅度相等。随着头偏离轨道，来自所有岛的幅度将增大或减小。PES岛的幅度在伺服电子装置112中解码并用在由伺服控制处理器运行的控制算法中，以便生成到VCM 110的控制信号以重新定位头。

在图2中，伺服扇区120中的所有岛是磁性材料的分立块或岛并沿着相同方向磁化，对于垂直记录介质，与记录层垂直(在图2中进入纸面或从纸面出来)，或对于水平记录介质，沿着记录层的平面方向(在图2中沿着轨道方向向左或向右)。岛通常在制造期间通过大型磁体DC磁化。每个分立岛是通过表示成200的无磁性区或空地与其它岛分开的磁化岛。术语“无磁性”意味着岛与岛之间的空地200由像绝缘体那样的非铁磁材料、在不存在施加磁场的情况下几乎没有剩余磁矩的材料、或在岛下面凹进去足够深以便不会负面地影响读写的槽或沟中的磁性材料形成。无磁性空地200也可以不存在磁性材料，譬如，磁记录层或盘基底中的槽或沟。

图3是在两个相继伺服扇区120之间和示出带有中心线328、329、330、331的四条典型数据轨道的数据扇区164的一些部分的示意性图解。与伺服扇区120中的岛(图2)一样，每条数据轨道包含通过无磁性区或空地与其它岛分开的磁性材料的分立隔开块或岛。

图4示出了带有具有分立可磁化数据块1-10形式的模式化介质的磁记录层的磁记录盘104的剖视图。在盘104的上面用剖视图描绘了气垫滑动器108，该气垫滑动器108被显示成带有读取头109a和写头109b。读取头109a和写头109b在滑动器108的尾端108a上形成，它们之间的物理隔开距离为D。描绘在块1-10中的箭头代表块中的磁矩或磁化方向和被描绘成用于垂直或面外磁记录。数据的记录或写由感应线圈写头109b引起，感应线圈写头109b含有视通过写头的线圈的电流的方向而定，生成沿着两个磁化方向之一磁化块的磁场的写极。因为在块1-10之间不存在磁性材料，所以必须准确地定时写脉冲，以便磁化适当的块。虽然图4图解了垂直模式化介质，其中块1-10被描绘成它们的磁矩朝着记录层平面的外面，但本发明完全可应用于水平或纵向模式化介质，其中块1-10具有朝着磁记录层的平面方向的磁矩。

图4还示意性地示出了像PC那样的主机系统与盘驱动器之间的数据传送。来自数据扇区164中的记录数据块和来自伺服扇区120中的无数据岛的信号由读取头109a检测，并且由读写电子装置113放大和解码。将数据发送到控制器电子装置115和通过接口电子装置114经由接口172发送到主机。将来自伺服字段(图2)的伺服信息发送到伺服电子装置112。伺服电子装置112解码伺服信息并生成到VCM 110的控制信号。伺服电子装置112包括生成STM信号的STM解码器，STM信号也称为伺服ID或(SID)信号，用于指示伺服扇区120的起点。将要写入盘104中的数据从主机发送到接口电子装置114和控制器电子装置115，然后作为数据队列发送到模式发生器120，再然后发送到写驱动器125。写驱动器125生成到写头109b的线圈的高频电流脉冲，使写头109b的线圈产生磁化数据块1-10的写磁场。模式发生器120和写驱动器125受写时钟400控制。

在本发明中，使写时钟与数据块的位置同步，以便写脉冲磁化所希望数据块和只磁化所希望数据块。如果只有相继STM之间的项目是特定个数据块，那么，如果每个数据块产生一个时钟周期，则写时钟就取得适当同步。同步方法使用处在数据轨道周围的周期性时标，并且计时(clock)相继标记之间的间隔，以便为写时钟获取正确的频率。时标最好处在伺服扇区中，可以是STM，但时标也可以是围绕盘角度地隔开的分开专用无数据岛。写时钟的相位通过观察已经检测到最近标记的时间来设置。用于计时间隔的时钟最好是频率和相位受到控制的写时钟本身，或与写时钟分开的专用固定频率时钟。正确写时钟频率的确定可以基于测量的间隔时间的最近历史。如图4所示，时标检测器500在输入线504上接收来自R/W电子装置的回读信号。并且在设备507上将定时误差信号输出到补偿器600，补偿器600调整写时钟400的相位和频率，以便使写脉冲与模式发生器120和写驱动器125同步。在这里所述的实施例中，时标检测器检测来自R/W电子装置113的回读信号中的STM。可替代地，STM信号可以由伺服电子装置112解码，再输入时标检测器500中。

图5是同步系统的更详细方块图。时标检测器500在设备502上接收来自写时钟400的输出，并包括通过在设备504上接收到STM输入触发的计数器。计数器计数出现在相继STM之间的间隔中的写时钟脉冲的个数，以确定定时误差的整数值(即，写时钟出错的写时钟周期的整数个数)。时标检测器500还包括确定相继STM之间的写时钟的相位误差的相位检测器，相继STM之间的写时钟的相位误差对应于时钟周期的分数部分。然后，在设备505上将总定时误差输出到相加结点602。在图5中还示出了设备505上的输出提供校正信号给主轴电机控制器(未示出)。主轴电机控制器使用固定频率时钟(未示出)对主轴速度作出绝对测量，并且控制主轴速度。设备505上的校正信号可以用于进一步控制主轴电机速度。

补偿器600包括在反馈控制回路中的状态估计器604和写时钟控制逻辑单元605。状态估计器604是将系统的动态(dynamics)表达成状态方程组的标准控制系统元件。系统的状态被表示成实数的向量，并且从来自之前时间样本的估计状态(显示成设备606上到相加结点602的输入)和当前测量(在这种情况下是设备505上从时标检测器504输出并输入到相加结点602的测量定时误差)中计算对当前状态的估计。基本状态估计器是卡尔曼(Kalman)滤波器。状态估计器604还计算定时参数，作为其状态估计算法的一部分。这些参数是写时钟的相位值、频率和频率变化率，并且在设备603上输出到写时钟控制逻辑单元605。

此外，在图5中还示出了在设备609上将输入提供给补偿器600的反馈控制回路的前馈估计器608。对写时钟频率的干扰包括主要由圆形数据轨道相对于主轴电机旋转的实际中心的偏心引起的可重复“振摆(runout)”。因为在盘的模式化期间在使轨道对中时存在有限精度，所以在模式化介质盘中这样的偏心难以避免。此外，在轴承中也存在可重复振摆和将盘安装在主轴上也引入了附加振摆。通过保存多次盘旋转期间写时钟频率误差的历史，系统可以确定重复误差成分。例如，可以为不同轨道或区存储盘上不同角位置(例如，不同伺服扇区)的测量定时误差。可以回调这些值，或可以曲线拟合存储值和从伺服扇区号中计算的定时误差，并且前馈到补偿器600。通过在前馈途径中应用对这样重复误差的校正，可以改善写同步方法。

图6是时标检测部分500的详细方块图。在设备504上将回读信号输入数据检测器510中，并且发送到STM模式匹配块512。当找到STM时，关闭锁存器513，并复位计数器514，开始计数在设备502上从写时钟400(图5)输入计数器514的写时钟周期。当找到下一个STM时，打开锁存器513，并且将计数器514的内容发送到估计时段块520。这个计数值对应于在两个STM之间检测的写时钟周期的整数个数。

时标检测器500还测量两个STM之间的间隔中写时钟周期的分数部分。这通过相位测量块522示出。在这种方法中，可以将伺服AGC字段(图2中的301)和STM字段(图2中的304)一起当作时标。将AGC字段回读信号的一次谐波输入相位测量块522中。相位基准块524接收设备502上的写时钟输入和生成输入相位测量块522的基准正弦波。通过测量AGC字段回读信号的一次谐波与基准正弦波之间的相差求出写时钟周期的分数部分。在伺服AGC字段频率与写时钟频率相同的最简单情况下，这简化为仅测量伺服AGC字段信号与写时钟之间的相差。这种测量这种相差的最容易方式是调整写时钟的相位，以便匹配伺服AGC字段的相位，同时记录施加的总相移。这是称为相位获取的标准进程。然后，在估计时段块520中将来自相位测量块522的输出与计数器514的输出相加，估计时段块520的输出是相继STM之间的准确测量时间间隔。然后，在相加结点531上，这个值与标称STM到STM时间间隔之差是在设备505上输出的总定时误差。在图7中用图形描绘了确定STM到STM时间间隔的定时误差的上述方法。

图8是写时钟控制逻辑单元605和写时钟400的详细方块图。写时钟400可以是传统锁相环(PLL)中带有基准晶体410和环路滤波器412的压控振荡器(VCO)。分压器(divider)414允许写时钟频率例如以基准晶体410的频率的1/16的倍数进行调整。这使PLL输出415能够视数据区的频率而定，被设置成不同输出频率。分压器414中的设置应该这样选择，使PLL输出尽可能地与所希望写时钟频率接近，以便使相位旋转器430上的相位更新的平均规模达到最小。写时钟信号以等间距初相生成，并且通过模拟内插，可以生成相位在初相中间的时钟。例如，设备415上的时钟输出可以具有64个等间距时钟相位。也称为“混合器”的相位旋转器430控制为设备502上的输出选择哪个时钟相位。时钟控制逻辑单元605在设备650上将控制信号输出到相位旋转器430，以便使时钟相位超前或滞后，因此调整它的频率和相位，以便为写数据块取得同步。

时钟控制逻辑单元605在通过R/W选择线620写门625中期间激活。时钟控制逻辑单元605是带有用于从状态估计器604接收的定时参数的相位、频率和频率变化率寄存器的二阶(second order)数字状态机。将这些参数装入映像寄存器中，并且在指定个写时钟周期之后将映像寄存器的值锁存到参数寄存器中。采用在设备503上输入的写时钟计时对映像寄存器的更新。周期性地将相位寄存器加上频率寄存器的值，并通过频率寄存器变化率的值更新频率寄存器。当相位寄存器超过等于相位旋转器403的最小步长一半的阈值时，在设备650上输出到结点627，以便增加相位旋转器的值。然后，将相位旋转器缩短相位旋转器步长。类似地，下溢使相位旋转器减小。

此外，在图8中还示出了显示成块622的读写头偏移的调整。由于如图4中的间距D所示，在读取头与写头之间存在物理偏移，所以还需要在结点627上将相位偏移与来自相位旋转器的输出相加。由于读取头与写头之间的物理偏移对于每个头来说可能是唯一的，并且通常也是致动器倾斜和由此导致的头所在的特定轨道的函数，必须进行计算或使用查用表为特定头和要写数据的轨道生成正确相位偏移。

在本发明中，在利用如上所述的写同步方法将数据写数据块中之后，最好检验数据是否适当写，如有必要，执行错误纠正过程。由于STM或其它时标周期性地位于每个数据扇区开头附近的每个轨道周围，所以可以在写入数据扇区完成之后测量写时钟的相位误差。如果时标检测器500测量出大于写时钟周期的特定绝对分数的误差，例如，典型出错准则可以是写时钟周期的15％，那么可以将错误纠正过程初始化成将数据重写在那个扇区中。如果在第二次尝试中，发生了写入和测量出可接受的小相位误差，则结束纠正过程。如果相位误差还太大，则可以重复该进程，直到测量出足够小相位误差，或达到最大尝试次数并可以断言“硬错误”事件。硬错误事件可以触发其它错误纠正过程，譬如，将来自那个扇区的数据重新指定到盘上的另一个位置。错误纠正过程的方块图显示在图9中。

如上所述和借助于各种方块图图解的写同步系统和方法可以以传统模拟或数字硬件部件或以软件实现。盘驱动器中的伺服控制处理器或其它微处理器可以利用以存储在处理器可访问的存储器中的计算机程序实现的算法执行该方法或该方法的几个部分。

虽然参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了具体图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以不偏离本发明的精神和范围地在形式和细节上作出各种各样的改变。于是，所公开的发明被认为仅仅是例示性的，其范围只由所附权利要求书限定。

Claims (22)

1.一种磁记录盘驱动器，包含：

可旋转磁记录盘，含有数个相对于旋转中心具有偏心的圆形的数据轨道，每个数据轨道被模式化成分立可磁化数据块，以及总体上径向地跨过数据轨道延伸的数个总体上等角分隔时标；

写头，用于生成磁化分立数据块的写脉冲；

与写头耦合的写时钟，用于控制到分立数据块的写脉冲；

读取头，用于读取时标；

与读取头耦合的时标检测电路，用于在盘旋转期间测量相继时标之间的写时钟定时误差；和

响应定时误差的定时误差补偿电路，用于调整写时钟，

其中，时标检测电路包含用于测量时标与源自写时钟的基准信号之间的相差的相位检测器。

2.根据权利要求1所述的盘驱动器，其中，时标检测电路包含计数器，用于计数相继时标之间的写时钟周期的整数个数。

3.根据权利要求2所述的盘驱动器，其中，所述相差代表写时钟周期的分数部分。

4.根据权利要求1所述的盘驱动器，其中，定时误差补偿电路包含状态估计器，用于从定时误差中生成代表估计写时钟相位、频率和频率变化率的定时参数。

5.根据权利要求1所述的盘驱动器，其中，该写时钟具有可调整相位而该定时误差补偿电路包含相位寄存器，并且其中，通过所述相位寄存器中的值调整写时钟的相位。

6.根据权利要求1所述的盘驱动器，其中，读取头和写头在物理上相互偏移，并且进一步包含通过代表所述偏移的值调整写时钟的装置。

7.根据权利要求1所述的盘驱动器，其中，盘含有总体上径向地跨过数据轨道延伸并包含将读取头和写头定位在数据轨道上的定位信息的总体上等角分隔的伺服扇区，并且其中，时标包含位于伺服扇区内的伺服时标(STM)。

8.根据权利要求7所述的盘驱动器，其中，时标进一步包含处在伺服扇区内的自动增益控制(AGC)标记。

9.根据权利要求8所述的盘驱动器，其中，所述相差代表写时钟周期的分数部分。

10.根据权利要求1所述的盘驱动器，其中，数据轨道被分组成数个径向分隔带，并且其中，写时钟频率对于每个带是唯一的。

11.根据权利要求1所述的盘驱动器，其中，定时误差补偿电路包含在数次盘旋转期间存储数个测量定时误差和相关时标的装置，所述存储定时误差代表总体上随盘旋转可重复的定时误差。

12.根据权利要求11所述的盘驱动器，进一步包含借助于所述存储可重复定时误差调整写时钟的装置。

13.一种用于同步在模式化介质盘驱动器的分立可磁化数据块上的数据写的方法，该盘驱动器含有(a)可旋转磁记录盘，含有数个相对于旋转中心具有偏心的圆形的数据轨道，每个数据轨道被模式化成分立可磁化数据块和总体上径向地跨过数据轨道延伸的数个总体上等角分隔时标；(b)写头，用于生成磁化分立数据块的写脉冲；(c)与写头耦合的写时钟，用于控制到分立数据块的写脉冲；(d)读取头，用于读取时标；(e)处理器，用于接收来自读取头的时标信号和生成对写时钟的定时补偿信号；和(f)与处理器耦合和包含可被处理器读取的指令的程序的存储器；该处理器实现方法包含：

测量相继时标信号之间的时间；

从测量时间和预定时间值中计算定时误差；和

响应所计算出的定时误差调整写时钟的定时，

其中，测量相继时标信号之间的时间包含测量时标与源自写时钟的基准信号之间的相差。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，测量相继时标信号之间的时间包含计数相继时标之间的写时钟周期的整数个数。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述相差代表写时钟周期的分数部分。

16.根据权利要求15所述的方法，进一步包含在响应计算的定时误差调整写时钟的定时之后，将数据写数据块的扇区中，重新测量时标与源自写时钟的基准信号之间的相差，并且如果重新测量相差大于预定值，则重新将数据写入所述扇区中。

17.根据权利要求13所述的方法，其中，指令的程序包括使处理器能够从定时误差中计算写时钟的估计相位、频率和频率变化率的状态估计器。

18.根据权利要求13所述的方法，其中，写时钟具有可调整相位，并且其中，调整写时钟的定时包含调整写时钟的相位。

19.根据权利要求13所述的方法，其中，读取头和写头在物理上相互偏移，并且进一步包含通过代表所述偏移的值调整写时钟。

20.根据权利要求13所述的方法，其中，盘含有总体上径向地跨过数据轨道延伸并包含将读取头和写头定位在数据轨道上的定位信息的总体上等角分隔伺服扇区，并且其中，时标包含处在伺服扇区内的伺服时标(STM)。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述相差代表写时钟周期的分数部分。

22.根据权利要求13所述的方法，其中，数据轨道被分组成数个径向分隔带，其中，写时钟频率对于每个带是唯一的，并且其中，在所述带的每一个中执行测量、计算和调整的方法步骤。

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