CN101399049A - 用于磁盘驱动器的每楔形区worf确定 - Google Patents

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CN101399049A
CN101399049A CNA2008101451296A CN200810145129A CN101399049A CN 101399049 A CN101399049 A CN 101399049A CN A2008101451296 A CNA2008101451296 A CN A2008101451296A CN 200810145129 A CN200810145129 A CN 200810145129A CN 101399049 A CN101399049 A CN 101399049A
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Abstract

本发明涉及用于磁盘驱动器的每楔形区(per wedge)WORF确定。一种用于在具有多个伺服信息楔形区的磁盘表面上定位磁道的方法，包括解调第一伺服楔形区(810)的伺服信息，并且在解调第二伺服楔形区(812)的伺服信息之前，确定所述第一伺服楔形区的伺服信息的写入可重复偏移的校正因子。一种计算机可读介质提供执行以上方法的指令。一种磁盘驱动器包括处理器磁盘，该处理器磁盘执行以上方法并且产生在期望磁道上方定位换能器的信号。

Description

用于磁盘驱动器的每楔形区WORF确定
技术领域
本发明涉及用于磁盘驱动器的每楔形区(per wedge)WORF确定。
背景技术
磁盘驱动器是一种信息存储装置。磁盘驱动器包括一个或多个被夹紧在旋转主轴上的磁盘和至少一个用来从每个磁盘的表面读取和/或向每个磁盘的表面写入表示数据的信息的磁头。更具体地，存储数据包括向磁盘上的部分磁道写入表示数据的信息。数据检索包括从其上存储有表示信息的数据的部分磁道读取表示数据的信息。磁盘驱动器还包括致动器，该致动器使用直线运动或旋转运动将换能头(transducing head)定位在磁盘上的选定数据磁道上方。旋转致动器使滑块与枢轴点耦合，在该滑块上附接或者整体形成换能头，该枢轴点允许换能头扫过旋转磁盘的表面。旋转致动器由音圈电动机驱动。
磁盘驱动器信息存储装置采用控制系统，以控制换能头在读操作、写操作和搜寻期间的位置。控制系统包括伺服控制系统或者伺服环。在磁盘驱动器信息存储装置内磁头定位伺服控制系统的功能是双重的：首先，以足够的精度将读/写换能头定位在数据磁道上方，以便能够读写该磁道而没有误差；其次，以足够的精度定位写元件，使之不侵占邻近的磁道，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，或者如果连续的写入可能侵占邻近的磁道，则停止正在进行的写操作。
伺服控制系统包括在磁盘表面上的被称作伺服图形的写入图形。通过换能头读取伺服图形。对伺服图形的读取导致定位用于确定换能头相对于磁盘上的磁道的位置的数据或者伺服信号。在一种伺服方案中，定位数据可以包括在伺服楔形区(servo wedge)中，每个伺服楔形区包括伺服图形。包括在伺服图形中的信息可以用来产生位置误差信号(PES)，该位置误差信号表明换能头从期望磁道中心的偏移。在控制系统中，PES也被用作反馈，为致动器的音圈电动机提供信号，从而使换能头的位置维持在期望磁道的中心线上方或者使换能头重新定位到期望磁道的中心线上方的位置。
在理想的磁盘驱动器中，磁盘的磁道是围绕磁盘中心设置的非扰动环。因此，这些理想磁道中的每一个包括磁道中心线，该磁道中心线位于距离磁盘中心已知恒定的半径处。然而，在实际的磁盘驱动器中，很难将非扰动环形磁道写入磁盘。也就是说，由于某些问题(例如振动、轴承缺陷、STW的不精确和磁盘夹具滑动)，这些磁道的写入通常与理想非扰动环形不同。由这些磁道的扰动特性引起的定位误差称为写入可重复偏移(written-in repeatable runout，WRRO)。
由于伺服控制系统在磁道跟踪期间需要不断地重新定位换能器以跟上磁道中心线相对于自旋磁盘中心的不断地变化的半径，因此在读和写操作或自伺服写期间，这些磁道的扰动形状使换能器定位复杂。而且，在读、写操作和自伺服写期间，这些磁道的扰动形状可导致磁道挤压和磁道记录失调误差(misregistration error)。
磁盘驱动器制造商已经研发了用于测量WRRO和产生补偿值的技术。
发明内容
本发明旨在一种处理用于磁盘驱动器的单楔形区(per wedge)WORF确定的装置和方法，该装置和方法基本上消除由相关领域的限制和缺陷引起的一个或多个问题。
根据本发明的一个实施例，一种在具有伺服信息的多个楔形区的磁盘表面上定位磁道的方法包括以下步骤：
解调第一伺服楔形区的伺服信息；并且
在解调第二伺服楔形区的伺服信息之前，确定所述第一伺服楔形区的伺服信息的写入可重复偏移的校正因子，所述第二伺服楔形区在时间上接在所述第一伺服楔形区之后。
根据本发明的一个实施例，一种机器可读的介质提供指令，当被机器执行时，所述指令使机器：
解调第一伺服楔形区的伺服信息；并且
在解调第二伺服楔形区的伺服信息之前，确定所述第一伺服楔形区的伺服信息的写入可重复偏移的校正因子，所述第二伺服楔形区在时间上接在所述第一伺服楔形区之后。
根据本发明的一个实施例，一种磁盘驱动器包括：
磁盘，用于存储表示数据的信息，所述磁盘进一步包括：
多个同心的磁道；
多个伺服楔形区，第一伺服楔形区和第二伺服楔形区，所述多个
伺服楔形区中的每一个包括横跨所述多个同心磁道的伺服信息；
致动器，包括致动器电动机；
换能器，用于从所述第一伺服楔形区和所述第二伺服楔形区读取伺服信息，所述换能器附接到所述致动器；
解调器，用于在所述第一伺服楔形区处解调信息，以确定与所述换能器相对于所述多个磁道中的期望磁道的位置有关的位置误差信号；以及
处理器，用于确定校正因子，以校正在所述第一伺服楔形区中写入的信息的写入偏移，所述校正因子在解调所述磁道上的所述第二伺服楔形区的位置误差信号之前被确定，所述处理器将所述校正因子加到所述位置误差信号，并且结果被反馈到所述致动器电动机，以在选定的磁道上方定位所述换能器。
附图说明
在所附权利要求中详细介绍了本发明。然而，通过在结合附图考虑时参考详细的描述，可以更完全地理解本发明，其中在所有附图中相同的参考标号表示类似的部件，并且：
图1是使用在此描述的示例性实施例的磁盘驱动器的分解视图；
图2是图1所示的磁盘驱动器中的磁盘的局部详细图，根据一个示范性实施例，它包括伺服图形，该伺服图形包括伺服脉冲；
图3是根据一个示例性实施例的可用于伺服楔形区中的伺服脉冲零图形(null pattern)的另一种排列的表示；
图4是根据一个示例性实施例的磁盘驱动器的示意图，它包括用来确定伺服楔形区中至少一个伺服脉冲边缘的位置并为磁盘驱动器的致动器驱动器产生驱动信号的电学示意图；
图5是根据一个示例性实施例示出控制器或者微处理器且包括离散频域信号的示意图。
图6A是根据一个示例性实施例示出伺服楔形区和向对应的代码伺服常规执行时间写入的数据之间的相对位置的示意图。
图6B是根据另一个示例性实施例示出伺服楔形区和向对应的代码伺服常规执行时间写入的数据之间的相对位置的示意图。
图7是根据一个示例性实施例，用于根据每个楔形区来确定楔形区偏移减小域(Wedge Offset Reduction Field，WORF)值的方法的流程图。
图8是根据一个示例性实施例，用于根据每个楔形区来确定WORF值的另一种方法的流程图。
图9是根据一个示例性实施例为实施在此讨论的方法而执行程序的计算机系统的框图。
在这里阐述的描述示例了本发明的不同实施例，并且这些描述不应被用来解释为以任何方式限制本发明。
具体实施方式
图1是使用本发明的不同实施例的磁盘驱动器100的分解视图。磁盘驱动器100包括盒102，该盒102包括盒基座104和盒盖106。所示例的盒基座104是基座铸件，但是在其他实施例中，盒基座104可以包括在装配磁盘驱动器100之前或者在装配磁盘驱动器100期间装配的分立部件。磁盘120被附接到通过主轴电动机而旋转的轮毂或主轴112。可通过夹具121将磁盘120附接到轮毂或主轴112。磁盘以范围在小于每分钟3600转至大于每分钟15000转的恒定或变化的速度旋转。将来可预期更高的旋转速度。主轴电动机与盒基座104连接。磁盘120可以由轻铝合金、陶瓷/玻璃或其他合适的基底制成，其中在磁盘的单面或者双面沉积有可磁化材料。磁性层包括用来存储通过换能头146传输的数据的小磁畴。换能头146包括适合从磁盘120读数据和向磁盘120写数据的磁性换能器。在其他实施例中，换能头146包括分立的读取元件和写入元件。例如，分立的读取元件可以是磁阻头，也称为MR磁头。应理解，可以使用多磁头146的配置。
旋转致动器130通过轴承132以作为枢轴的方式被安装到盒基座104，并且在磁盘120的内径(ID)和位于磁盘120的外径(OD)附近的斜坡150之间扫过一个弧形。一起形成音圈电动机(VCM)112的固定部分的上下回磁板(magnet return plates)110和至少一个磁体被附接到盒104。音圈134安装在旋转致动器130上，并且位于VCM 112的气隙中。旋转致动器130以轴承132为轴旋转。当电流通过音圈134时，致动器在一个有角度的方向上加速，而当电流反向时，致动器在相反方向上加速，允许控制致动器130和附接的换能头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上的多个磁道中的一个磁道上方的位置。伺服系统确定驱动流过音圈134的合适电流，并利用电流驱动器以及相关的电路(图4和5所示)来驱动电流流过音圈134。应该注意，在一些实施例中，换能头包括两个分立的元件。一个元件用来读取表示数据的信息并读取位置信息或伺服信息。该元件称为读元件。在这些实施例中，另一个元件用来写入表示数据的信息，被称为写元件。这种换能头的一个实例是磁阻(MR)换能头。
磁盘120的每个面都可以有相关的磁头146，这些磁头146共同耦合到旋转致动器130，使得这些磁头146一致地进行转动。这里所描述的发明同样也适用于这样的器件，其中各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，每个磁盘表面上的磁道用来存储包含小的伺服信息段的表示数据的信息。在一些实施例中，伺服信息被存储在辐射状伺服扇区中，或者说被存储在伺服楔形区中，这些楔形区显示为围绕磁盘120的圆周基本上是等距离间隔的几个窄的、有些弯曲的辐条128。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2、3和4以及在与这些图相关的讨论中更详细地说明了伺服楔形区128。
磁盘120在每个磁盘表面上也包括多个磁道。在图1中，用在磁盘120的表面上所示的多个磁道，诸如磁道129，描绘了所述多个磁道。伺服楔形区128横跨磁盘120上的多个磁道，例如磁道129。在一些实施例中，所述多个磁道可以被排列为一组实质上是同心的圆。在嵌入的伺服楔形区128之间沿着磁道在固定扇区中存储数据。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的块长和固定的数据存储容量(例如，每个数据扇区存储512字节的用户数据)的一部分磁道。朝向磁盘120内部的磁道没有朝向磁盘120周边的磁道那么长。结果，朝向磁盘120内部的磁道所具有的数据扇区不如朝向磁盘120周边的磁道所容纳的数据扇区多。能够容纳同样数目的数据扇区的磁道构成一个数据带。由于密度和数据率(data rate)随数据带的不同而不同，所以，伺服楔形区128会截断至少一些数据扇区并使之分开。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示出了磁盘120的一部分，它具有至少一个伺服楔形区128。每个伺服楔形区128都包括作为磁化区或其它标记(indicia)诸如光学标记而存储的信息。伺服楔形区128可以沿纵向磁化(例如，在图2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，阴影块从页面向外磁化，而空白区朝页面向里磁化，或者反过来)。当转动的磁盘120的表面在换能头146的下方通过时，由换能头146读取包含在每个伺服楔形区128中的伺服图形200。伺服图形200可以包括用来识别数据域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2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脉冲和B脉冲之间有一个伺服脉冲边缘210，而在C脉冲和D脉冲之间有一个伺服脉冲边缘220。所示图形是一种正交(quadrature)型图形。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。每个列对应于磁盘的一个半径。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。这可以是单个数据位，用来指定索引楔形区(楔形区#0)，或者SAM可以由另一个图形(称作伺服索引标记(servo indexmark)，或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。
伺服脉冲有许多不同的图形。图3示出了另一种伺服脉冲图形，它与零图形(null pattern)相关联。该图形示出了四个伺服脉冲，应理解，也这可以在多个列中重复，以便在磁盘上，在每个伺服楔形区，例如伺服楔形区128中，产生几条辐射线的AB+、AB-、CD+、和CD-脉冲。在该零图形中，伺服脉冲图形在AB+和AB-伺服脉冲之间产生了伺服脉冲边缘310，且在CD+和CD-伺服脉冲之间产生了伺服脉冲边缘320。
在理想驱动器中，伺服脉冲边缘中的一个可能会在磁道的中心或者在与磁道中心相距一个已知的距离处。在理想驱动器中，读取和解调伺服图形，并且确定与选定的伺服脉冲边缘的距离。表示与磁道中心或伺服脉冲边缘的距离的位置误差信号(PES)产生，并且被用来将读取磁头或写入磁头移动到期望的磁道中心上方的位置。在大多数驱动器中，尽管在伺服写入期间写入磁头(来自伺服写入器、介质写入器或产品)被严格控制，其不总是理想的，并且放置在磁盘上的伺服数据可能不象在理想情况下那样与磁道对应。对于磁盘的每次旋转来说，始终完美地相对于磁道来定位磁头几乎是不可能的。在磁头相对于磁盘的理想位置和实际位置之间几乎总有显著的偏移。这会导致写入伺服图形的一部分图形轻微错位。这可导致写入偏移。写入偏移可以被认为是磁道的“实际”中心线或理想的径向中心与由读取写入伺服图形的磁头所确定的中心线之间的偏差。写入偏移可导致伺服性能问题、浪费磁盘上的空间，在最坏的情况下，导致不可恢复的或不能挽回的损坏数据。
希望确定期望的磁道中心线(读取磁道中心线或者写入磁道中心线)与通过解调脉冲图形得到的表观中心线之间的距离。如果知道了该距离，则可以将同步写入偏离的全部或者至少一部分从写入的伺服图形中移除。这个被确定的距离可以存储在磁道的伺服楔形区中，或者存储在与磁盘驱动器相关联的存储器中。当存在与每个伺服楔形区关联的值时，所存储的距离数据在这里被称为楔形区偏移减小域(WORF)数据。例如，WORF数据可以是在伺服楔形区之后放置在给定磁道上的数字号码，该数字号码包括一个应该加该到伺服楔形区的PES值或从该伺服楔形区的PES值中减去的量，上述伺服楔形区的PES值是通过解调伺服脉冲得到的。或者，WORF数据也可以存储在存储器例如SRAM、DRAM或闪速存储器中。WORF数据可以用来补偿用于确定磁道中心线的脉冲边缘的错位。与伺服楔形区关联的WORF值可以被读取并且加到计算出的PES值中，估计可能跟踪一个更准确的磁道。当然，WORF数据可以是一个负值或正值。
图4是磁盘驱动器100的示意图，根据一个示例性实施例，它包括用来确定伺服楔形区128中至少一个伺服脉冲边缘的位置并为磁盘驱动器的致动器驱动器产生驱动信号的电学示意图。如图4所示，磁盘120包含伺服楔形区128，伺服楔形区128包括零型伺服脉冲图形，该图形中包括AB+、AB-伺服脉冲边缘310和CD+、CD-伺服脉冲边缘320。应注意，本发明在包括其它类型的伺服图形例如正交伺服图形的磁盘驱动器中也是有效的。如图4所示，在用于存储距离的校正值的存储域410中，AB+、AB-伺服脉冲边缘310或者CD+、CD-伺服脉冲边缘320中的至少一个离开理想磁道。在一些实施例中，该校正值或WORF值也可存储在存储器例如SRAM、DRAM或闪速存储器中。当然，在以正交型伺服图形为特征的实施例中，WORF值将对应于与AB脉冲边缘210(图2所示)或CD脉冲边缘220(图2所示)的至少一个的距离。作为一种介质的磁盘120包括多个磁道129(也示于图1中)、数据扇区、以及写入该介质中的至少一个伺服信息楔形区128。磁道129既穿过数据扇区也穿过所述至少一个伺服信息楔形区128。伺服信息楔形区128包括第一伺服脉冲边缘310、第二伺服脉冲边缘320。
致动器130由致动器驱动器440驱动。致动器驱动器440将电流送至音圈电动机(图1所示)。在操作中，通过前置放大器424对由记录的磁通转变所感应的微小电信号进行放大，然后将其送到传统的磁盘驱动器数据恢复电路(未显示)。磁盘驱动器100包括用来确定换能器位置的伺服系统400。该伺服系统400是一个反馈环，它测量换能头的位置，并产生输入到致动器的音圈电动机的驱动电流，以将换能头驱动到期望磁道上方的位置。该伺服系统400包括楔形区偏移减小域(WORF)电路426和精细位置恢复电路430。实际的位置信号由换能头来确定，该实际的位置信号中加入了位置误差信号，并用与AB+、AB-伺服脉冲310或CD+、CD-伺服脉冲值320相关联的至少一个WORF值进行校正。然后使用所述信号在致动器驱动器440处产生驱动电流。现在参照图4来更详细地说明伺服系统。WORF电路426对来自磁盘120的伺服楔形区128中的WORF域410的数字脉冲校正值或者说WORF值进行恢复。在一个可选实施例中，可以将WORF值存储在存储器中。
求和节点428也被包含在前置放大器424下游的信号路径中，它表示加上一个未知的位置误差分量或可重复的偏离(repeatable runout，RRO)，在常规伺服写入操作期间在基于激光干涉仪的伺服写入台处RRO被写入伺服楔形区128中。这个位置误差RRO被加到从精细位置AB+、AB-伺服脉冲和CD+、CD-伺服脉冲所读出的相对幅度值，并作为一个和(sum)由精细位置恢复电路430进行恢复。来自精细位置恢复电路430的模拟信号被数字化，并使用部分响应最大似然(partial response maximumlikelihood)数字探测器来确定脉冲位置。然后通过模拟-数字转换器432对这些相对幅度(加上了被写入的位置误差RRO)进行量化，并将之提供给磁头位置控制器电路436。在来自转换器432的数据流中，求和节点434将从当前伺服扇区128的校正值域(field)或者说WORF域410中所读出的WORF值与数字化的位置值结合起来，以便抵消位置误差RRO。控制器电路436从磁盘驱动器100内的其它电路接收磁头位置命令值，并将所述命令值与所述数字化的校正了的磁头位置值结合起来以产生受控制的致动器电流值。由节点436所计算出来的这个受控制的电流值通过数字-模拟转换器438转换为模拟值，并被应用来控制致动器驱动器电路440，而该电路440操纵旋转致动器130来调节磁头相对于被跟踪的数据磁道129的位置。
对于特定磁道，在磁盘上的每个伺服楔形区处确定每个楔形区的WORF值或者说校正值。换句话说，根据每个楔形区来“实时”确定WORF值。在遇到磁盘上的下一个伺服楔形区前，确定当前伺服楔形区的WORF值。磁盘驱动器100(在图1中示出)包括一个读取和解调伺服图形并产生PES的控制器或微处理器。该控制器或微处理器可以被专用于这些伺服任务，或者该控制器或微处理器的一部分可用来执行这些伺服操作。
图5是图1和图4所示的磁盘驱动器系统的离散模型，示出了一个示例性实施例的一些原理和方面。在图5中，包括了其板面上的磁头定位伺服控制器436以及相关电路的磁盘驱动器100被模型化为，但不限于，在方框560内的一个离散时间动力系统G(z)。在这个示例性模型500中，令z表示离散时间的时间超前算子(discrete-time time advance operator)，如同在将连续时间系统变换为离散时间系统时常用的那样，并且令采样时间序列rro(t)的Z变换表示为RRO(z)。所述动力系统受到在求和节点552处被加入的未知的重复扰动RRO(z)的影响。另一个未知的扰动N(z)设为平均值为零的噪声，它在求和节点554处被加入磁头定位信号中。最后，在求和节点556处将指定的校正信号WORF(z)加入受到扰动的磁头定位信号。这三个影响因素产生了一个总的影响因素ERR(z)，它是驱动所述模型500的误差项。所得到的闭环传输函数可以定义为：
ERR(z)＝WORF(z)+N(z)+RRO(z)-G(z)·ERR(z)
该式可以被整理为：
WORF(z)+N(z)+RRO(z)＝ERR(z)·[1+G(z)]；
根据定义，RRO信号是周期性的。由于是周期性的，所以它在频域中是离散的，可以被表示为一个有限长度的z多项式。由于磁盘主轴每转动一圈它就重复一次，所以，它可以被表示为主轴的各种谐波之和。事实上，rro(t)中只存在的部分为那些出现在ωi的部分，i＝0到M/2，其中，M为每旋转一圈中的伺服位置样本的数目。由于G(z)是一个由周期信号rro(t)所激发的线性系统，所以，G(z)中这里所感兴趣的部分只有那些在每个ωi处的部分。整个系统被处理为多个离散系统之和，每个离散系统工作在ωi处，单独地解出每个离散系统。
对于给定的ωi，WORF(jωi)的计算是直接的，通过测量ERR(jωi)(通过离散傅立叶变换(DFT)或类似的方法)，并获知1+G(jωi)，我们可以从下式中计算RRO(jωi)：
WORF(jwi)+N(jwi)+RRO(jwi)＝ERR(jwi)·[1+G(jwi)]；
在每个ωi处取err(t)的DFT并通过相应的1+G(jωi)对每个DFT进行比例缩放的过程与将err(t)和根据在每个ωi处所评估的1+G(z)的响应所得到的核进行卷积是一样的。因此，将信号err(t)与所述核进行卷积可以得到：
Figure A200810145129D00151
其中
Figure A200810145129D00152
表示卷积算子。
根据本发明的原理和各方面，通过对主轴多圈转动的err(t)或者err(t)-worf(t)进行同步平均或利用渐近减小的时间常数进行低通滤波，可以将平均值为零的噪声项n(t)的影响减到最小。所需要的转动圈数依赖于n(t)项的频率成分。在主轴谐波附近有显著频谱的n(t)需要进行更多圈的数据滤波以便充分地区分rro(t)与n(t)的谱。在进行了充分滤波的情况下，n(t)变得很小，上述方程的左边就简化为：
worf(t)+rro(t)
上式是我们计算出的WORF值与RRO值自身之间的误差。这种形式使其可以通过迭代来求解：
worf(t)o＝0；
其中，α为接近1的常数，被选择来产生收敛速度，以便容忍实际传输函数和用来产生所述核的传输函数之间的失配。α的值也可以从一个迭代到另一个迭代发生变化。
根据本发明的原理和各个方面，通过控制系统仿真过程或通过将识别信号输入伺服控制环并测量对这些信号的响应，为每个不同的磁盘驱动器产品导出所述核。在一些实施例中，在后装配制造工艺步骤期间，可以为每个制造的驱动器确定一个单独的核。甚至可以为每个磁头使用一个单独确定的核，或者甚至为每个磁头使用若干核，或者为每个磁头上的若干径向带中的每个带使用一个核。
在一个实施例中，在对位置误差信号(PES)进行解调时使用两个WORF值。在一个示例性实施例中，所述方法将一个偏移值或者说是WORF值与两个脉冲边缘，例如210、220，或310、320(图1-4中所示)中的每个脉冲边缘的放置误差联系起来。所述偏移值或WORF值被加到源于其相应的脉冲对(或脉冲差)的那部分位置误差信号(PES)中。如果只使用两个脉冲边缘中的一个来确定任何时刻的原始PES，那么，只使用两个偏移值或WORF值中的一个。如果使用与两个脉冲边缘，例如210、220，或310、320(图1-4中所示)相对应的值的线性组合，那么，同样权重的两个偏移值或WORF值就被加到原始PES中。
图6A是根据示例性实施例的示意图，示出了磁盘介质的磁道601上伺服楔形区和写入数据之间的这种相对位置，以及用来执行操作的对应时域序列610。当遇到伺服楔形区620时，在伺服中断时间630期间，读取并且处理伺服信息。在遇到下一个伺服楔形区621之前，读取并且处理该伺服信息。当遇到伺服楔形区621时，在伺服中断时间631期间，读取并且处理伺服信息。当换能头经过磁盘上方时，重复该处理。确定WORF值也需要一定数量的处理时间640(图6A中所示的计算WORF 640)。例如，用来计算WORF 640的时间量发生在伺服中断时间630和伺服中断时间631之间。图6A也包括伺服中断时间632以及在伺服中断631和632之间发生的计算WORF时间641。当然，该时域序列自始至终在磁盘的磁道610上重复，伺服楔形区620、621和622间隔分布在上述磁道610上。
图6B是根据另一个示例性实施例的示意图，示出了在磁盘介质上伺服楔形区和写入数据之间的相对位置，以及用来执行操作的对应时域序列610。再次地，时域序列610与磁盘磁道601上伺服楔形区和写入数据的发生有关。如在图6B中示出的，WORF计算可以作为伺服中断本身的一部分而被执行。因此，WORF值的确定根据每个楔形区完成，并且可以作为伺服中断处理的一部分完成，或者可以是在伺服中断之后执行的单独的例行程序。
在计算WORF期间，必须执行特定操作，以基于每个楔形区计算WORF值。通常，上述操作包括测量系统的误差传输函数，确定对应的反向脉冲响应(只进行一次，可能在自检期间，不必在每个磁道或每个楔形区上重新进行)和对于给定的磁道校正PES。反向脉冲响应(反向传输函数)可以使用不同的方式得到。此外，对于磁盘驱动器中的每个换能器，可以得到反向脉冲响应。其他步骤包括为至少与磁盘旋转一周中的楔形区一样多的楔形区采集PES信息，其中这些楔形区包括当前和先前的楔形区。对该两个量或该两个阵列进行时域循环卷积，这产生用于该位置的校正值，以便结果有效地是圆形磁道，与伺服写入器或自伺服写处理所产生的非圆形磁道成对比。
图7是根据本发明的一个示例性实施例用来确定WORF值的方法700的流程图。WORF值是与伺服楔形区处的写入伺服图形相关联的写入偏移的误差校正值。所述方法700要求确定伺服控制系统712的反向脉冲响应。方法700还要求在每次调用上述方法700时设定初始增益和初始WORF值710。当没有其他WORF值时，可以将初始WORF值设定为0。或者，如果已知对于邻近磁道位置，所述写入偏移(“RRO”)是相似的，则可以将初始WORF值设定为非0值，例如前一磁道的最终WORF值。上述初始WORF值也可以是为相同磁道上直接在先的伺服楔形区所确定的WORF值。
方法700也包括为磁道714周围的每个伺服楔形区持续保存位置误差信号(“PES”)。需要这些值来执行全部PES值的卷积，作为确定与伺服楔形区的伺服信息相关联的写入偏移(WRRO)的部分。更具体地，在缓冲区中存储使用WORFi(n)表示的每个楔形区n的PES。与在当前楔形区n之前的一整圈中的楔形区相关联的PES值存储在该缓冲区中。在处理器在处理响应于伺服中断的操作期间，PES确定作为伺服解调的一部分。在一个实施例中，为磁道周围的每个伺服楔形区持续地将解码的PES保存到循环缓冲区中。通过使用循环缓冲区，可以从循环缓冲区中重新得到与特定磁道的磁盘周围的每个楔形区相关联的PES的所有值。在方法700中，如由参考标号716所示，然后计算单个伺服楔形区n的WORF值，作为在使用系统的反向脉冲响应的下一个伺服楔形区之前最后一圈的PES的循环卷积(表示为CONVi(n))。
如由参考标号718所示，上述方法700也包括使循环卷积CONVi(n)与可变增益G相乘。在一些实施例中，可变增益G是从当前WORF计算过程开始被处理的楔形区的数量m的函数。增益G也是磁道失调(trackmisregistration，TMR)或在当前WORF过程期间得到的可重复偏移(“RRO”)水平(level)的函数。较高的当前TMR或RRO水平证明较高的增益G值是有效的，而较低的TMR或RRO水平证明较低的增益G值是有效的。最终，增益G可以是当前转数的函数，并且等于
G＝1/(Rev)或者G＝1/(Rev+1)
其中Rev是从当前WORF计算过程开始的全部磁盘转数。其他函数也是可能的。对于较大的处理楔形区数目m，增益值应该下降，以确保不可重复偏移(“NRRO”)的降低效果和WORF值向伺服磁道的WRRO的正确评估的收敛。该可变增益迭代过程对脉冲响应测量和/或建模误差、以及控制系统的非线性和PES解码较不敏感。
WORF当前(n)＝CONVi(n)＊G
如参考标号720所示，然后当前楔形区n的计算出的WORF值加到已有的WORF值，并且当下一次计算楔形区n的PES时，将会被用作WORF校正。该要素也通过下面阐述的数学关系示出：
WORFi(n)＝WORF当前(n)+WORMi-1(n)
接下来，如参考标号722所示，使用决策树来确定是否满足最终条件。所提出的方法700的最终条件与转数无关。在一个实施例中，在从过程开始达到预定的伺服楔形区数目后，终止所述WORF计算方法700。也可以在达到RRO降低的期望水平或比率后，终止所述方法700。通过预选(qualifying event)，例如寻道的开始、伺服位置冲突检测(脱轨漂移)或外部干扰，可以终止或暂停上述方法700。几个事件中的一个可能触发预选。例如，振动迹象可能是另一种预选，该预选可以在没有寻道命令的情况下在选定时间内发生的过量的磁道相交而被触发。在另一个实施例中，振动被附接在磁盘驱动器100的盒上或印刷电路板上的加速计检测，上述印刷电路板被附接在磁盘驱动器100的盒上。当加速计具有表明加速或振动的特定输出时，其起作为预选的振动的作用。当然，应当注意，其他标准也可以被称为预选。其他终止标准也是可能的。在一个实施例中，上述WORF计算过程可以无限期地运行，没有终止标准。换句话说，上述WORF计算会贯穿磁盘100寿命的始终，包括在伺服写过程期间，或在将驱动器发货到用户之前的测试时间期间(例如在自检或老化试验期间)以及当用户安装和使用驱动器时。可选地，上述WORF计算过程或方法700可以在驱动器寿命内的不同时间使用。例如，上述WORF计算过程或方法700可以被用作数据恢复步骤的一部分。通常，当在驱动器的正常工作期间不能重新得到代表数据的信息时，控制器将实施一系列数据恢复技术。在将一个或多个扇区标记为坏扇区并将它们放在待跳过的缺陷列表之前，多次将这些数据恢复技术分成普遍成功的技术，以及一般地被称为深度数据恢复技术的深一层技术，这些技术被用来恢复数据。例如，上述WORF计算过程或方法700可以被用作深度数据恢复技术。
如参考标号724所示，如果没有满足最终条件722，m值增加1，并且，如参考标号726所示，调整增益值G。然后从要素714开始，重复WORF计算过程或方法700的多个要素。
当与其他WORF测定技术比较时，上述WORF计算过程或方法700在相对短的时间内，为新的伺服磁道位置提供了可用的WORF值。使用上述WORF计算过程或方法700，在对应的楔形区之后，校正的WORF值立即可用，并且这缩短了PES数据的测量与由该数据得到的校正的应用之间的时间。上述WORF计算过程或方法700收敛迅速，并且可以比其他方法更稳定。在采集一整圈或多圈的PES数据之后，上述WORF计算过程或方法700也降低了计算开销以及固件实施复杂度，上述计算开销和固件实施复杂度与为磁道上的所有楔形区顺序地执行卷积的方法相关联。每个伺服楔形区的WORF确定必须在下一个伺服中断开始之前完成的这一事实导致额外的硬件要求：处理器必须足够快，以在第一伺服中断结束和第二伺服中断开始之间的时间内完成需要的计算。
使用上述WORF计算过程或方法700，使用完全相同的一组步骤计算出每个伺服楔形区的WORF值。使用上述WORF计算过程或方法700没有不同的数据采集和不同的数据处理步骤。这允许更简单和更少的代码实施行，并且不需要在后台运行的WORF处理状态机。该WORF方案在实时伺服中断例行程序中非常自然地完全实施。
图8是根据示例性实施例在具有多个伺服信息楔形区的磁盘表面上定位磁道的方法800。在具有多个伺服信息楔形区的磁盘表面上定位磁道的方法800包括解调第一伺服楔形区810的伺服信息，并且在解调第二伺服楔形区812的伺服信息之前，确定第一伺服楔形区的伺服信息的写入可重复偏移的校正因子。第二伺服楔形区是在时间上接在第一伺服楔形区之后的伺服楔形区。第一伺服楔形区的校正因子被加到第一伺服楔形区的位置误差信号上。通过解调第一伺服楔形区的伺服信息，获得上述位置误差信号。在一些实施例中，将伺服信息的第一楔形区的已确定的校正因子存储在存储器814中。在一些实施例中，存储伺服信息的第一楔形区的已确定的校正因子包括将该值存储在磁盘表面上，而在其他实施例中，校正因子被存储在磁盘表面外的存储器中。在一些实施例中，确定第一伺服楔形区的伺服信息的写入可重复偏移的校正因子包括卷积来自由解调多个伺服楔形区中的每一个的伺服信息而产生的多个伺服楔形区的每一个的值。卷积需要磁道上的多个伺服楔形区中每一个的位置误差信号。结果，上述方法包括从存储器816中重新得到磁道上的多个伺服楔形区中每一个的位置误差信号。在一些实施例中，当用户操作驱动器时，执行用来确定校正值的方法800。
图9是根据示例性实施例执行用于实施在图7和8中示出的上述方法700和800的程序的计算机系统2000的框图。一种以计算机2010的形式的通用计算装置可以包括处理单元2002、存储器2004、移动式存储器2012和非移动式存储器2014。存储器2004可以包括易失性存储器2006和非易失性存储器2008。计算机2010可以包括或有权访问计算环境，该计算环境包括多种计算机可读介质，例如易失性存储器2006和非易失性存储器2008，移动式存储器2012和非移动式存储器2014。计算机存储器包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)以及电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪速存储器或者其他存储技术，致密光盘只读存储器(CD ROM)、数字多用途光盘(DVD)或其它光盘存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器，或者其他磁存储装置，或者能够存储计算机可读指令的任何其他介质。计算机2010可以包括或有权访问一个计算环境，该计算环境包括输入2016、输出2018和通信连接2020。上述输入中的一个可以是键盘、鼠标或其他选择装置。上述通信连接2020也可包括图形用户接口，例如显示器。计算机可以在使用通信连接的网络环境中运行，以连接至一台或多台远程计算机。远程计算机可以包括个人计算机(PC)、服务器、路由器、网络PC，同等的设备或其他公共网络节点等。上述通信连接可以包括局域网(LAN)，广域网(WAN)或其他网络。
存储在计算机可读介质上的计算机可读指令可由计算机2010的处理单元2002执行。硬盘驱动器、CD-ROM和RAM是包含计算机可读介质的物品的一些实例。例如，一个计算机程序2025可以包含在CD-ROM上并且从CD-ROM中加载到硬盘驱动器，根据本发明的教导，该计算机程序2025能够提供常规技术，以便为数据存取和/或在基于组件对象模型(COM)的系统的服务器之一上实施操作而执行存取控制检测。上述计算机可读指令允许计算机系统2000在具有多个用户和服务器的基于COM的计算机网络系统中提供常规存取控制。
计算机可读介质，例如上面讨论的计算机可读介质，提供了指令，当被机器执行时，上述指令使得机器解调第一伺服楔形区的伺服信息，并且在解调第二伺服楔形区的伺服信息之前，确定第一伺服楔形区的伺服信息的写入可重复偏移的校正因子。第二伺服楔形区在时间上接在第一伺服楔形区之后。在一些实施例中，当被机器执行时，上述指令还使得机器将已确定的第一伺服楔形区的校正因子加到第一伺服楔形区的位置误差信号上。上述位置误差信号由解调第一伺服楔形区的伺服信息而产生。在一些实施例中，上述指令使得机器存储第一伺服楔形区的伺服信息的已确定的校正因子。机器可读介质也可以使得机器重新得到与多个伺服楔形区中的每一个相关联的多个PES值，所述多个伺服楔形区与磁盘驱动器的磁盘表面上的磁道相关联，并且机器可读介质也可以执行从多个伺服楔形区中的每一个重新得到的PES值的卷积，作为确定校正值的部分。上述机器可读介质也可以包括指令，以使得机器将已确定的伺服信息的第一楔形区的校正因子加到伺服信息的第一楔形区的PES值上。然后，指示上述机器，以便在磁盘驱动器的音圈电动机中产生电流，以将换能器移动到磁盘上选定磁道上方的位置。
磁盘驱动器包括用来存储表示数据的信息的磁盘、包含致动器电动机的致动器和附接到致动器上的换能器。上述磁盘包括多个同心磁道和多个伺服楔形区。所述多个伺服楔形区包括第一伺服楔形区和第二伺服楔形区。所述多个伺服楔形区中的每一个包括与多个同心磁道交叉的伺服信息。换能器从第一伺服楔形区和第二伺服楔形区中读取伺服信息。上述磁盘驱动器也包括解调器，用来解调第一伺服楔形区处的信息。解调伺服信息的结果包括对与换能器相对于多个磁道中的期望磁道的位置有关的位置误差信号的确定。上述磁盘驱动器包括处理器，用来确定校正因子，以便校正在第一伺服楔形区写入的信息的写入偏移。在解调磁道上的第二伺服楔形区的位置误差信号之前确定上述校正因子。处理器将校正因子加到位置误差信号，并且将结果反馈到致动器电动机，以定位选定磁道上的换能器。磁盘驱动器也包括用来存储多个位置误差信号值的存储器装置，上述多个位置误差信号值与沿着磁道解调多个伺服楔形区中的每一个相关联。磁盘驱动器的处理器从存储器装置中重新得到多个位置误差信号值，然后执行与多个位置误差信号值的卷积，作为确定校正因子的部分。在一个实施例中，第一伺服楔形区和第二伺服楔形区在磁盘表面上彼此邻近。在其他实施例中，磁盘驱动器包括用来检测事件的事件检测器。处理器根据来自事件检测器的输入来中断对校正因子的确定。
对特定实施例的以上描述充分地揭示了本发明的一般性质，通过应用已有知识，其他人可以在不脱离总体构思的情况下，容易地修改和/或使之适应不同的应用，因此这些适应和修改旨在被理解为在所公开的实施例的等同替换的意义和范围内。
应理解，这里使用的措辞或术语是用于描述而非限制的目的。因此，本发明旨在包括落到所附权利要求的精神和宽广范围内的所有这些备选方案、修改、等同替换和变化。

Claims (19)

1.一种用于在具有多个伺服信息楔形区的磁盘表面上定位磁道的方法，其特征在于包括以下步骤：
解调第一伺服楔形区的伺服信息；以及
在解调第二伺服楔形区的伺服信息之前，确定所述第一伺服楔形区的伺服信息的写入可重复偏移的校正因子，所述第二伺服楔形区在时间上接在所述第一伺服楔形区之后。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，还包括将所确定的所述第一伺服楔形区的校正因子加到所述第一伺服楔形区的位置误差信号，所述位置误差信号通过解调所述第一伺服楔形区的伺服信息而产生。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，还包括在存储器中存储所确定的所述第一伺服楔形区的校正因子。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，还包括在所述磁盘表面上存储所确定的所述第一伺服楔形区的校正因子。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，确定所述第一伺服楔形区的伺服信息的写入可重复偏移的校正因子包括对通过解调所述多个伺服楔形区中的每一个的伺服信息而产生的来自所述多个伺服楔形区中的每一个的值进行卷积。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，还包括从存储器中重新得到所述磁道上的所述多个伺服楔形区中的每一个的位置误差信号，所述位置误差信号通过解调所述多个伺服楔形区中的每一个的伺服信息而产生。
7.根据权利要求1的方法，其在用户操作驱动器时被执行。
8.根据权利要求1的方法，其作为数据恢复技术而被执行。
9.一种提供指令的机器可读介质，当被机器执行时，所述指令使所述机器：
解调第一伺服楔形区的伺服信息；并且
在解调第二伺服楔形区的伺服信息之前，确定所述第一伺服楔形区的伺服信息的写入可重复偏移的校正因子，所述第二伺服楔形区在时间上接在所述第一伺服楔形区之后。
10.根据权利要求9的机器可读介质，其特征在于，当被机器执行时，所述指令还使得所述机器将所确定的所述第一伺服楔形区的校正因子加到所述第一伺服楔形区的位置误差信号，所述位置误差信号通过解调所述第一伺服楔形区的伺服信息而产生。
11.根据权利要求9的机器可读介质，其特征在于，当被机器执行时，所述指令还使得所述机器存储所确定的所述第一伺服楔形区的校正因子。
12.根据权利要求9的机器可读介质，其特征在于，确定所述第一伺服楔形区的伺服信息的写入可重复偏移的校正因子还使得机器
重新得到与多个伺服楔形区中的每一个相关联的多个PES值，所述多个伺服楔形区与磁盘驱动器的磁盘表面上的磁道相关联，所述多个PES值通过解调所述多个伺服楔形区中的每一个的伺服信息而产生；并且
对重新得到的来自所述多个伺服楔形区中的每一个的PES值进行卷积。
13.根据权利要求9的机器可读介质，其特征在于，当被机器执行时，所述指令还使得所述机器将所确定的所述第一伺服楔形区的校正因子加到用于伺服信息的所述第一楔形区的PES值，所述PES值通过解调所述第一伺服楔形区的伺服信息而产生。
14.根据权利要求13的机器可读介质，其特征在于，当被机器执行时，所述指令还使得所述机器在所述磁盘驱动器的音圈电动机中产生电流，以将换能器移动到磁盘上的选定磁道上方的位置。
15.一种磁盘驱动器，其特征在于包括：
磁盘，用来存储表示数据的信息，所述磁盘进一步包括：
多个同心磁道；
多个伺服楔形区，第一伺服楔形区和第二伺服楔形区，所述多个伺服楔形区中的每一个包括横跨所述多个同心磁道的伺服信息；
致动器，包括致动器电动机；
换能器，用来从所述第一伺服楔形区和所述第二伺服楔形区读取伺服信息，所述换能器被附接到所述致动器；
解调器，用来解调在所述第一伺服楔形区处的信息，以确定与所述换能器相对于所述多个磁道中的期望磁道的位置有关的位置误差信号；以及
处理器，用来确定校正因子，以校正在所述第一伺服楔形区中写入的信息的写入偏移，所述校正因子在解调所述磁道上的所述第二伺服楔形区的位置误差信号之前被确定，所述处理器将所述校正因子加到所述位置误差信号，并且结果被反馈到所述致动器电动机，以在选定磁道上方定位所述换能器。
16.根据权利要求15的磁盘驱动器，其特征在于，还包括存储器装置，用来存储多个位置误差信号值，所述多个位置误差信号值与沿着磁道解调所述多个伺服楔形区中的每一个相关联。
17.根据权利要求16的磁盘驱动器，其特征在于，所述处理器
从所述存储器装置重新得到所述多个位置误差信号值；
执行与所述多个位置误差信号值的卷积，作为确定所述校正因子的部分。
18.根据权利要求15的磁盘驱动器，其特征在于，所述第一伺服楔形区和所述第二伺服楔形区在所述磁盘表面上彼此邻近。
19.根据权利要求15的磁盘驱动器，其特征在于，还包括用来检测事件的事件检测器，所述处理器根据来自所述事件检测器的输入来中断对所述校正因子的确定。
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