CN111354380B - 飞行高度控制数据的差分接口传输 - Google Patents

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Abstract

公开了用于控制读/写(RW)头的飞行高度的方法和系统。在一个实施例中，RW通道检测伺服门信号并且将前置放大器内的模式信号从RW数据模式信号切换到飞行高度控制(FHC)模式信号。响应于FHC模式信号，RW通道通过差分接口向前置放大器传输FHC数据。

Description

飞行高度控制数据的差分接口传输
相关专利申请的交叉引用
本公开要求于2018年12月20日提交的题为“METHOD TO TRANSMIT DATA TOPREAMP THROUGH DIFFERENTIAL INTERFACE(传输数据以通过差分接口进行前置放大的方法)”的美国临时申请序列号62/783,041的优先权，其内容通过整体引用并入本文。
技术领域
本公开一般涉及硬盘驱动器操作，并且具体地涉及传输和以其他方式处理飞行高度控制信息以用于读/写头。
背景技术
在硬盘驱动器中，读/写(R/W)头被设置在头万向节组件(HGA)悬架远端的滑动器内。该HGA悬架可以被连接到音圈致动器或者由其控制，该音圈致动器包括音圈电机(VCM)，该音圈电机将一个或多个头定位在相应磁盘表面上方的目标位置处。当磁盘表面旋转并且滑动器生成在该滑动器上的向上的升力时，磁盘表面之间的高速运动在滑动器和整个头组件与磁盘表面之间建立空气轴承表面(ABS)。通常，RW头位于滑动器的后缘，该后缘通常比滑动器的前缘更靠近磁盘表面。
磁盘表面和RW头之间的准确信号传输部分取决于与RW头和磁盘表面的相对定位相关联的磁场强度。磁场强度与磁换能器头和磁盘表面之间的距离成反比和指数变化。RW头和磁盘表面之间的距离通常称为飞行高度。为了维持可接受且一致的误码率(BER)，磁盘控制系统可以被配置为维持对于磁盘表面处的面数据密度足够的磁场强度。维持磁场强度与面密度之间的关系以将BER维持在阈值以下可能需要与盘上数据分布协调的飞行高度控制。
在一些应用中，磁盘控制系统将基本上恒定的飞行高度维持在纳米量级的值，例如，以维持可接受的BER。维持恒定的飞行高度值需要调整结构因子(诸如磁盘表面不规则性)以及动态因子(诸如振动和温度)。单端串行接口被频繁地用在飞行高度控制(FHC)环中，以将FHC指令从读/写(RW)通道传输到前置放大器部件，该前置放大器部件被配置为解码FHC指令并且实现FHC指令。
附图说明
本公开的各方面可以通过参考附图更好地理解。
图1是根据一些实施例的描绘了磁盘驱动器系统的概念性的局部框图，该磁盘驱动器系统被配置为实现飞行高度(fly-height)控制(FHC)；
图2A是根据一些实施例的图示了磁盘驱动器系统的框图，该磁盘驱动器系统包括图1的系统的一些部件，包括RW通道和前置放大器之间的FHC接口；
图2B是根据一些实施例的描绘了RW通道和前置放大器之间的FHC接口的框图；
图2C是根据一些实施例的描绘了RW通道和前置放大器之间的FHC接口的框图；
图3是根据一些实施例的图示了跨差分接口的相应FHC数据传输和RW数据传输的信号定时示意图；
图4A是根据一些实施例的描绘了用于控制RW头的飞行高度的操作和功能的流程图，这些操作和功能包括使用共享差分接口以将FHC数据从RW通道传输到前置放大器；
图4B是根据一些实施例的图示了FHC数据传输周期的信号定时示意图；
图5A是根据一些实施例的描绘了用于控制RW头的飞行高度的操作和功能的流程图，这些操作和功能包括使用共享差分接口以将FHC数据从RW通道传输到前置放大器；
图5B是根据一些实施例的图示了FHC数据传输周期的信号定时示意图；
图6A是根据一些实施例的描绘了用于控制RW头的飞行高度的操作和功能的流程图，这些操作和功能包括使用共享差分接口以将FHC数据从RW通道传输到前置放大器；以及
图6B是根据一些实施例的图示了使用差分接口的扇区数据传输周期的信号定时示意图，该扇区数据传输在FHC数据传输之后。
具体实施方式
以下描述包括体现本公开的各方面的示例系统、方法、技术和程序流程。然而，应当理解，本公开可以在没有这些特定细节中的一些细节的情况下被实践。在一些实例中，未详细示出公知的指令实例、协议、结构和技术，以免混淆描述。
介绍
磁盘读/写(RW)操作期间的动态FHC是针对磁盘驱动器系统维持和改进误码率(BER)的重要因素。一般地，磁盘驱动器系统可以被配置为基于当前操作状况生成FHC数据，以维持磁头和磁盘表面之间的最佳间距。针对RW头的FHC可以由使用回读信号检测飞行高度的部件以及使用伺服扇区信息的部件来实现。回读信号的幅度和华莱士(Wallace)间距损失关系可以被用来验证相关的飞行高度。FHC部件基于这些信息和其他信息来调整头飞行高度。例如，热飞行高度控制(TFC)加热器可以被设置在滑动器中，以经由热膨胀调整读和写元件附近的滑动器，这降低了针对这些头的飞行高度。为了确定FHC信号(诸如TFC加热器控制信号)，用以实现针对头的目标飞行高度，需要将FHC数据周期性地(同步或异步)从RW通道传输到包括FHC电路系统的前置放大器。
为了提供动态控制，包括用于调整飞行高度的信息和/或指令的FHC数据可以基于诸如操作状况和磁盘表面特性之类的因素而变化。FHC环包括检测和/或存储要求修改FHC数据的诸如操作状况和环境状况之类的信息的部件。检测和存储部件可以向磁盘驱动器控制部件提供该信息，磁盘驱动器控制部件包括RW通道，其被配置为将FHC数据传输到头磁盘组件(HDA)前置放大器电路。除了包括用于处理FHC数据的电路系统之外，该前置放大器还包括被配置为传输和以其他方式处理头和RW通道之间的双向读和写数据。
由于其位置，通常在头附近的电枢上，前置放大器具有有限的空间占用。前置放大器和RW通道之间的传输接口通常包括承载FHC数据流量的单端串行接口和承载RW数据流量的差分接口。诸如来自头的由前置放大器接收的RW数据具有非常低的幅度，因此易受噪声失真影响。除了最小化需要的功率之外，用于RW数据的差分接口提供针对传输噪声(包括共模噪声和辐射噪声)的最佳抵抗。被用于将FHC数据传输到前置放大器电路的单端串行接口可以生成传输噪声，该传输噪声可以干扰RW数据传输，因此增加BER。此外，FHC数据传输的频率对于采用了基于伺服扇区的飞行高度调整的系统可能会更高。
概述
本文公开了用于实现RW通道(有时被称为读通道)和前置放大器之间的共享差分接口。该差分接口使用包括逻辑电路的传输电路系统的各种组合而被配置为将FHC数据从RW通道传输到前置放大器。如本文所用，“前置放大器”或“前置放大器设备”通常指的是硬盘驱动器(HDD)特定多功能部件，其被设置在硬盘组件(HDA)内的磁头附近。前置放大器包括其他部件和功能(诸如解码器部件和FH控制器部件)，并将其与信号驱动器和放大部件集成在一起。在差分接口内，或者除了差分接口之外，RW通道和前置放大器内的编码的逻辑部件被配置为，在没有碰撞或以其他方式干扰RW通道和前置放大器之间的RW数据流量的情况下，传输和以其他方式处理FHC数据。
在一些实施例中，差分接口(DI)包括RW通道和前置放大器之间的一个或多个差分接口(DI)端口。DI端口中的每个端口包括用于发送和/或接收互补信号对的差分信令电路系统。在FHC周期期间，FHC数据使用差分接口被从RW通道传输到前置放大器，该差分接口被用来在RW周期期间传输RW通道和前置放大器之间的RW数据。在一些实施例中，系统包括差分接口，该差分接口包括两个DI端口并且支持逻辑以实现FHC周期，该FHC周期由伺服门过渡与RW数据周期分离。伺服门过渡被用来在执行FHC周期期间，将RW数据模式与FHC模式分离。在FHC周期期间，RW通道使用一个DI端口来传输FHC数据，并且同时使用另一个DI端口将时钟信号从RW通道传输到前置放大器。前置放大器包括译码器，其被配置为使用时钟信号来对FHC数据进行译码。
在一些实施例中，伺服门过渡被用来将RW周期与FHC周期分离，其中DI端口被用来传输包括起始比特的FHC数据流。前置放大器电路包括被配置为在FHC数据流中检测FHC数据之前的起始比特。前置放大器被配置为基于内部前置放大时钟信号测量起始比特的间隔，并且基于所测量的间隔生成FHC时钟。前置放大器电路还包括译码器，该译码器被配置为使用所生成的FHC时钟信号来对FHC数据进行译码。
在一些实施例中，FHC数据可以取决于伺服扇区信息，并且通过使用RW寻找间隔，FHC周期与RW周期分离。在寻找操作期间，RW通道将针对目标磁道的所有扇区的FHC数据传输到前置放大器。前置放大器按照基于FHC数据所对应扇区可以访问FHC数据的方式将FHC数据存储在内部寄存器中。对于伺服扇区的每次检测，RW通道将扇区脉冲通过DI端口传输到前置放大器。前置放大器递增计数器，以通过针对每个扇区脉冲递增计数器并且响应于从RW通道接收到全转数伺服索引脉冲而清除计数器，来跟踪扇区ID。在寻找操作之后，前置放大器基于针对与计数器值相对应的扇区的FHC数据控制飞行高度。
示例说明
图1是描绘根据一些实施例的被配置为实现飞行高度控制的磁盘驱动器系统100的各部分的概念性局部框图。磁盘驱动器系统100包括头盘组件(HDA)102，该头盘组件102包括被配置为读和写磁性存储的数据的机电部件。HDA 102包括一个或多个磁盘，诸如具有铁磁表面(一侧或两侧)并且在主轴电机115的控制下旋转的磁盘106。数据可以使用扇区作为存储的基本单位并且利用包括形成完整圆的扇区的集合的磁道而被存储在磁盘106上。
HDA 102进一步包括一个或多个RW头组件，诸如头组件118(有时被称为头万向架组件)，其包括滑动器110以及附接到致动器臂118的远端的一个或多个读写(RW)头112。为了说明清楚起见，单个头组件118被描绘，并且通常多个这样的头组件在一个或多个致动器臂的端处被配置为头臂组件。在这样的配置中，RW头在HSA内以交错的方式被设置在多个盘片之间。
为了实现读和写操作，头组件118通过机电致动器可移动，该机电致动器包括致动器臂108和音圈电机(VCM)114。在读/写寻找间隔期间，VCM 114旋转致动器臂108以定位在磁盘106的表面上的指定径向位置处的头组件118，以访问将经由与RW头112的磁场交互来写或读的指定磁道。如图1中单个框所描绘，RW头112表示设置在滑动器110的后缘处或其附近的至少一个读头和至少一个写头的组合。
具有RW头112的读头部件可以包括磁阻(MR)或巨磁阻材料(GMR)。例如，GMR读元件可以是相对软的磁性材料的条，其具有随所应用的磁场的极性而变化的电阻值。附加地或备选地，一个或多个读头可以包括感应元件，其中电流通过所应用的磁场而被感应到该元件中。RW头112中的写头部件可以包括感应元件，该感应元件具有朝向滑动器110的底部定向的间隙，以将生成的磁场引导到磁盘106的表面。
HDA 102还包括设置在RW头112和RW通道122之间的前置放大器120，该RW通道122形成在图2中进一步详细描绘的整个磁盘控制系统的一部分。前置放大器120经由信号路径121与头组件118通信地耦合以实现信号的双向传输，包括在头组件118和前置放大器120之间的低幅度模拟信号。例如，数据和指令信号可以通过前置放大器120被传输给头组件118内的部件，并且回读信号可以从头组件118中的部件被传输到前置放大器120。前置放大器120包括放大和其他功能部件，其被配置为以最小的噪声和其他失真来从头组件118传输相对有噪声的信号。为此，前置放大器120被配置为放大来自头组件118的读信号，并且将经放大的信号驱动至RW通道122。前置放大器120还被配置为将通过差分接口125所接收的写信号从RW通道122驱动至头组件118。
前置放大器120经由共享的差分接口125与RW通道122通信地耦合，该差分接口包括在前置放大器120和RW通道122中的每一项内的差分信令部件。差分接口125可以包括差分信号驱动器，诸如正发射极耦合逻辑(PECL)或低压PECL驱动器。差分接口125无论被配置为包括PECL驱动器还是其他类型的差分信令电路系统，其都配置为使用承载互补信号对的一对或多对信号线来传输信息。利用源和接收器之间平衡的阻抗匹配，外部辐射噪声基本上同等地影响两个互补信号。由于接收器检测到信号互补信号线之间的差异，因此差分接口125比单端接口(一条信号线和一条参考线)更能抵抗辐射噪声。
在一些实施例中，差分接口125被用于在RW通道和前置放大器120之间传输RW数据和FHC数据两者。为了保持前置放大器120最小的空间占用，差分接口125是共享接口，其包括在前置放大器120和RW通道122内部和之间的部件，RW通道122被配置为协调FHC信令和RW数据信令周期。
头组件118的飞行高度控制由从RW通道122到前置放大器120所传输的FHC信号确定。除信号放大部件外，前置放大器120还包括FHC电路系统，该FHC电路系统被配置为对来自RW通道112的FHC数据进行译码并且向头组件118传输对应的FHC信号。例如，磁盘驱动器系统100可以采用热飞行高度控制(TFC)，其中加热元件被包括在头组件118中。加热元件可以是电阻器，诸如碳素电阻器或位于RW头112附近的其他电阻加热元件。RW头的飞行高度可以通过控制流过加热元件的电流来控制。
当头组件118悬停在头组件118和磁盘106的表面之间的空气轴承上时，飞行高度直接由头组件118的空气动力作用所确定。头组件118内的滑动器110可以包括绝缘材料主体，该绝缘材料主体在形状和大小方面以气动翼状方式被配置，并且其在盘106的表面上方一定距离处承载RW头112。该距离(被称为飞行高度)由RW头112和磁盘106之间形成的空气轴承的厚度所确定。头组件118的典型飞行高度可以在纳米范围内。
诸如BER方面的读和写操作的性能可能受到若干因素的显著影响，这些因素包括特定磁盘位置处的面数据密度以及与飞行高度成反比的RW头118和磁盘116之间的磁场强度。其他性能因素可以包括信号干扰，诸如对前置放大器120内的低幅度信号的干扰，这可能会使低幅度RW数据信号失真。
磁盘驱动器系统100包括诸如HDA 102和RW通道122内的部件，以按照改进BER性能的方式实现差分接口125。差分接口125可以被包括在FHC接口中，该FHC接口参考图2至图6被进一步详细地描绘和描述。FHC接口可以被配置为基于伺服门信号(伺服门)在差分接口125上传输FHC数据，该伺服门信号在RW数据模式和在其中执行FHC周期的伺服读模式/FHC模式之间切换RW通道122和前置放大器120。两个差分接口(DI)端口被用于FHC数据传输，一个DI端口被用于传输FHC数据，一个DI端口被用于传输同步时钟，该同步时钟由前置放大器120中的译码逻辑用于对FHC数据进行译码。
在一些实施例中，FHC接口使用差分接口125内的单个DI端口来传输FHC数据，其中伺服门被用于在RW数据模式和执行FHC周期的FHC模式之间切换。在FHC周期期间，起始位在单个DI端口上指引FHC数据，并对其间隔进行测量以在前置放大器120内生成FHC时钟信号，以供前置放大器译码逻辑用于对FHC数据进行译码。在一些实施例中，目标磁道内的扇区的FHC数据可以在RW操作的寻找间隔期间通过差分接口125或另一接口来传输。FHC数据可以被记录在前置放大器内，并且在RW操作期间通过使用DI端口而被访问，以跟踪伺服扇区号并且访问对应的FHC数据以提供特定于扇区的FHC。
图2A是根据一些实施例的图示硬盘驱动器(HDD)系统200的框图，该HDD系统200包括图1所示的系统的组件中的一些部件，包括在RW通道和前置放大器之间的差分信令FHC接口。HDD系统200包括被耦合到主机系统204和HDA 102的HDD印刷电路板(PCB)202。HDD PCB202包括被配置为读和写磁盘106的扇区的电子和逻辑部件。HDA 102包括磁盘106和被表示为头组件118的读/写设备，该头组件118被布置在致动器臂108的远端。此外，HDA 102包括使磁盘106旋转的主轴电机115和使致动器臂108致动的VCM 114。
硬盘控制器(HDC)226提供HDA操作的中央控制。例如，HDC 226生成指令，该指令由伺服控制器228实现，以经由主轴驱动器227控制主轴电机115的速度，并且经由VCM驱动器229控制VCM 114的移动。除了HAD 102的控制部件之外或者作为HAD 102的控制部件的一部分，HDC 226被配置为经由I/O接口230与外部数据处理系统(诸如，主机系统204)通信。I/O接口230可以与主机系统204的I/O适配器(未示出)通信地耦合。主机系统204可以包括计算机、多媒体设备、移动计算设备等。
HDC 226还被配置为向RW通道122提供控制输入以实现数据读/写操作。RW通道122可以被实现为安装在HDD PCB 202上的片上系统(SoC)的部件，并且被配置为处理从HDA102内的前置放大器120所接收的数据以及向其所传输的数据。前置放大器120在读操作期间放大由头组件118生成的信号，并且在写操作期间向头组件118提供写数据信号。前置放大器120还包括飞行高度(FH)控制器211，该飞行高度控制器211被配置为基于FHC数据来生成用于控制头组件118内的RW头的飞行高度的控制信号。尽管在图2A中未被明确描绘，但是前置放大器120通常包括其他部件，诸如RW寄存器和包括数字和模拟信号处理器的处理元件。未被示出以保持图示清晰的附加部件被配置为实现前置放大器功能，诸如从头组件118读数据/向其写数据以及向头组件118传送伺服控制信号。
FH控制器211基于FHC数据来生成控制信号，该FHC数据包括从译码器210接收的指令。译码器210被编程或以其他方式被配置为对从差分接口125内的差分信令部件所接收的数字信号进行译码。在图2A中，差分接口125被描绘为包括RW通道122、前置放大器120中的差分信令部件以及在对应的差分输出端口和输入端口之间的信号线。差分信令部件包括DI端口206和DI端口208，其中DI端口206和DI端口208构成差分接口125的一部分。DI端口206包括RW通道122内的差分驱动器212和前置放大器120内的差分驱动器216。DI端口208包括RW通道122内的差分驱动器218和前置放大器120内的差分驱动器222。差分驱动器212、216、218和222可以包括被配置为接收互补信号对输入并且驱动互补信号对输出的PECL驱动器。
DI端口206是写端口，其在数据写操作期间接收互补的写输入对WDX和WDY。DI端口208是读端口，其在数据读操作期间驱动互补的读输出对RDX和RDY。在FHC周期期间，DI端口206和208每个都被配置为从RW通道122向前置放大器120传输FHC数据和其他信号以用于译码或以其他方式处理FHC数据。差分接口125被包括在FHC接口中，该FHC接口可以包括其他部件，诸如译码器210和FH控制器211，它们一起执行FHC数据传输以及用于头组件118的FHC的实现。差分接口125还包括模式引脚输入224，该模式引脚输入224包括从RW通道122到前置放大器120的控制输入。转换模式输入124在FHC模式和RW数据模式之间切换前置放大器120的操作模式。
FHC接口还包括部件和模式信号输入，其用于选择性地激活其他FHC部件(诸如，差分接口125)以形成用于FHC周期以及RW数据操作的共享接口。操作模式控制信号(诸如，RW通道122从HDC所接收的伺服门信号)可以被用于在不影响RW数据操作的窗口期间传输FHC数据和支持信号。
RW操作包括伺服阶段以及读或写数据传输阶段，在该伺服阶段期间伺服数据被传输以用于RW操作。最初，HDC 226转换被输入到前置放大器120的伺服门信号以启动伺服模式。响应于检测到转换的伺服门信号，RW通道122转换前置放大器模式引脚224上的模式信号以激活在伺服模式期间将被执行的FHC周期。在FHC周期期间，FHC数据312通过DI端口206被传输，并且同时时钟信号316通过DI端口208被传输。译码器210使用时钟信号316对FHC数据312进行译码。经译码的数据由FH控制器211实现为指令，以调整头组件118内RW头的飞行高度。伺服模式/FHC周期阶段通过伺服门310的转换而来终止，以开始RW数据传送。RW通道122通过转换信号320来响应，以在RW数据306被传送期间将前置放大器的操作切换到数据模式。
当在FHC周期期间至少有两个DI端口可用于传输数据时，可以利用参照图2A所示和所描述的FHC接口的配置和操作，图2B和2C描绘了在FHC周期期间利用单个DI端口的FHC接口。图2B是描绘根据一些实施例的、在RW通道242和前置放大器244之间的FHC接口的框图。FHC接口包括差分接口250，该差分接口250包括DI端口246和模式引脚输入258。DI端口246包括在RW通道242内的差分驱动器248和在前置放大器244内的差分驱动器252。在所描绘的实施例中，DI端口246是写端口，在数据写操作期间接收互补的写输入对WDX和WDY。
FHC接口被配置为利用伺服门在传输RW数据期间的数据模式与在FHC周期期间传输FHC数据的FHC模式之间切换。FHC接口还被配置为在FHC数据流中传输的起始比特中编码时钟信息，以避免需要与FHC数据传输完全同步的时钟信号。响应于伺服门信号，RW通道242在模式引脚258上转换模式信号以激活FHC周期模式。在FHC周期模式期间，FHC数据通过DI端口246传输。起始比特被包括在FHC数据流中，该起始比特引导FHC数据并具有指定的间隔。
前置放大器244包括译码器245，该译码器245除了译码FHC数据之外还被配置为从起始比特检测和译码数据速率信息。响应于检测到起始比特，译码器访问计数器256和内部时钟254，以基于由计数器256和时钟254所测量的起始比特的间隔来确定数据速率。计数器256和时钟254可以被配置为时钟生成器，以生成具有基于数据速率而被设置的时段的时钟信号257。时钟信号257被译码器245接收并且利用以译码FHC数据。经译码的数据由FH控制器255实现为指令，以调节头组件内的RW头的飞行高度。伺服模式/FHC周期模式阶段通过转换RW通道242内的伺服门而终止，以开始RW数据传输。RW通道242通过转换模式引脚输入258来响应，以在传输RW数据期间将前置放大器操作切换到数据模式。
图2C是描绘根据一些实施例的RW通道262与前置放大器264之间的FHC接口的框图。FHC接口包括差分接口270，差分接口270包括DI端口266和模式引脚输入273。DI端口266包括在RW通道262内的差分驱动器268和在前置放大器264内的差分驱动器272。在所描述的实施例中，DI端口266是写端口，DI端口266在数据写操作期间接收互补的写输入对WDX和WDY。
FHC接口被配置为利用数据寻找间隔和数据传输间隔之间的过渡来在FHC周期和数据模式之间切换。诸如通过诸如从HDC检测数据访问(读/写)或驱动选择，可以将寻找间隔的开始传送到RW通道262。响应于检测到寻找间隔，RW通道262将具有目标磁道的扇区的FHC数据传输到前置放大器264。在寻找间隔期间，可以通过DI端口266或另一个DI端口传输每扇区FHC数据。FHC数据由译码器278译码，并且与一组前置放大器寄存器276内的相应的扇区相关联地存储。在一些实施例中，通过以链表中的初始扇区开始并且以最后扇区结束的顺序，将每扇区FHC数据存储在前置放大器寄存器276内，FHC数据可以与相应的扇区相关联地存储。
利用被本地存储在前置放大器264内的针对磁道的每扇区FHC数据，FH控制器279可以通过在FHC周期期间获取每扇区FHC数据来实现FHC，该FHC周期从寻找间隔的完成开始并且过渡到数据传输间隔。在数据传输间隔期间，FHC周期需要基于伺服索引脉冲和中间扇区脉冲来跟踪沿磁道的RW头的每扇区定位。在一些实施例中，计数器275通过对通过DI端口266从RW通道262向前置放大器264传输的扇区脉冲的数目进行计数，来跟踪下一要被访问的扇区ID。FH控制器279可以基于计数器275内的当前计数来确定下一即将到来的扇区，并使用计数扇区标识符来访问和利用与来自前置放大器寄存器276的扇区相对应的FHC数据。计数器275内的计数在每个完整磁盘转由前置放大器在模式引脚输入273上接收到的索引脉冲信号而被重置。以前述方式，FH数据由FH控制器279实现为指令，以每扇区为单位调节RW头的飞行高度，而不必将FHC数据传输到前置放大器264。
图3是示出根据一些实施例的、跨包括两个DI端口的差分接口的相应的FHC数据传输和RW数据传输的信号时序图。时序图显示了通过DI端口302进行的数据传送，该数据传送包括伺服信息304，后跟通过RW操作的用户数据306。HDC生成的伺服门信号310被转换以在伺服数据模式之间切换，在该伺服数据模式中，伺服数据被传输用于RW操作和RW操作的读阶段或写阶段。最初，伺服门310被转换以激活伺服模式，并且作为响应，模式信号320在前置放大器模式引脚326上被转换以激活FHC周期模式。模式信号320是模式引脚输入信号，其在RW模式和FHC周期模式之间切换前置放大器的操作模式。在FHC周期期间，FHC数据312通过DI端口322传输，并且同时时钟信号316通过DI端口324传输。FHC数据312包括用于控制RW头的飞行高度的信息和/或指令，并且时钟信号316是用于译码FHC数据312的时钟信号。伺服模式/FHC周期阶段通过转换伺服门310终止以开始传输用户数据306，并且作为响应，模式信号320被转换以在传输用户数据306期间将前置放大器操作切换到RW模式。
图4A是描绘用于控制RW头的飞行高度的操作和功能的流程图，该操作和功能包括通过相应的DI端口与定时时钟信号同步地传输FHC数据。图4B是示出通过图4A中所示的过程实现的FHC数据传输周期的信号时序图。参照图4A和图4B所描绘和描述的操作和功能可以由诸如参照图2A和图3所描绘和描述的RW通道部件和前置放大器部件来实现。该过程开始于框402，其中在包括定位误差的伺服计算的伺服信息处理间隔的结尾处，RW通道在RW通道寄存器内设置一个或多个FHC值。RW通道监测伺服门输入(框404)，并且响应于检测到下一伺服门信号，RW通道经由前置放大器内的模式引脚转换模式信号输入(框406)。在图4B中示出了被应用到模式输入引脚420的示例经转换的模式信号422。经转换的模式信号通过使能从RW通道到前置放大器的DI端口传输来指示并激活FHC周期。
在框408，RW通道执行同步的传输：通过一个DI端口执行FHC数据的传输以及通过另一个DI端口执行同步时钟信号的传输。图4B描绘了在模式信号间隔上的与通过DI端口428的时钟信号430的传输同时通过DI端口424传输FHC数据信号426的示例。在框410处，前置放大器使用传输的时钟信号来译码FHC数据。FH控制器可以与前置放大器位于同一集成电路部件上，或者与前置放大器通信耦合。在框412，飞行高度控制器实现经解码的FHC数据，诸如通过改变使用热飞行高度控制的头部组件内的热元件的电流水平。
图5A是描绘根据一些实施例的用于控制RW头的飞行高度的操作和功能的流程图，包括使用共享的差分接口以将FHC数据从RW通道传输到前置放大器。图5B是示出了如图5A所示的过程实现的FHC数据传输周期的信号时序图。参考图5A和5B所描述的和所描述的操作和功能可以由诸如参考图2A和2B所描述的和所描述的RW通道部件和前置放大器部件来实现。
该过程在框502开始，其中RW通道在包括位置误差的伺服计算的伺服信息处理间隔结束时，在RW通道寄存器中设置一个或多个FHC值。在方框504，RW通道确定将被包括在FHC数据传输中的起始比特的间隔。在一些实施例中，起始比特间隔是基于FHC数据的数据速率而被确定。RW通道监视伺服门输入(框506)，并且响应于检测到下一个伺服门信号，RW通道经由前置放大器内的模式引脚转换的模式信号输入(框508)。在图5B中示出了被应用到模式输入引脚530的经转换的模式信号532的示例。经转换的模式信号通过启用从RW通道到前置放大器的DI端口传输来指示并激活FHC周期。
该过程在框510处继续，其中RW通道通过DI端口传输起始比特和FHC数据。图5B描绘了示例性FHC数据传输序列的示例，数据传输包括在模式信号间隔上，通过DI端口534传输的前导起始比特533和FHC数据信号536。响应于检测到起始比特(框512)，前置放大器在超级框514处执行起始比特处理周期，在该起始比特处理周期中，利用内部时钟和计数器部件从起始比特译码FHC数据速率信息。在框516，在检测到起始比特时，就激活前置放大器内的计数器，并执行计数序列，其中每个计数增量对应于内部时钟脉冲。图5B描绘了基于内部时钟脉冲540在起始比特间隔538上递增的计数器值535。起始比特处理周期在框518处结束，其中前置放大器检测到起始比特间隔的结束，从而终止计数。在框520，前置放大器逻辑基于该计数确定起始比特间隔，并基于起始比特间隔确定FHC数据速率。
在起始比特处理之后，前置放大器基于所确定的数据速率(框522)，来生成具有同步参数(诸如同步和频率的)的FHC时钟信号。在框524处，前置放大器解码逻辑使用所生成的FHC时钟信号来对FHC数据进行译码。图5B描绘了被应用到模式输入引脚530的经转换的模式信号532的示例。该经转换的模式信号通过启用从RW通道到前置放大器的DI端口传输，来指示并激活FHC周期。图5B进一步描绘了所生成的FHC时钟信号542，FHC时钟信号542具有与FHC数据536一致的频率并且具有使用FHC数据536而被校准的相位。在框526处，飞行高度控制器实施经译码的FHC数据，诸如通过改变使用热飞行高度控制的头部组件内的热元件的电流水平。控制返回到框502，直到在框528处磁盘驱动器系统被去激活。
图6A是描绘根据一些实施例的用于控制RW头的飞行高度的操作和功能的流程图，包括使用共享的差分接口来从RW通道向前置放大器传输扇区跟踪数据。图6B是示出了如由图6A所示的过程实现的在FHC数据传输之后使用差分接口的扇区数据传输周期的信号时序图。参照图6A和6B所描绘和描述的操作和功能可以由诸如参照图2A和2C所描绘和描述的RW通道部件和前置放大器部件来实现。
如框602所示，该过程开始于磁盘驱动系统部件，该磁盘驱动系统部件包括RW通道，该RW通道检测用信号通知寻找间隔的开始的RW访问操作。例如，RW通道可以检测由HDC发出的读或写请求。在寻找间隔的至少一部分期间，RW通道向前置放大器传输由数据访问请求所针对的磁道内的扇区中的一个或多个扇区、以及在某些情况下为所有扇区的FHC数据(框606)。FHC数据可以包括扇区ID信息，该扇区ID信息使得整个FHC数据的子集能够与目标磁道内的相应的扇区相关联。在一些实施例中，FHC数据通过一个或多个DI端口被传输到前置放大器，或者可以通过另一种类型的数据传输接口被传输。
在框608处，前置放大器将每扇区FHC数据存储在前置放大器寄存器中。响应于RW通道检测到读头达到了伺服索引，该前置放大器逻辑重置内部计数器，该伺服索引指示对应于一个完整磁盘转的目标磁道的扇区计数的开始(框609)。响应于伺服索引，RW通道经由模式引脚输入向前置放大器传输相对应的索引脉冲。图6B描绘了被应用到前置放大器的模式输入引脚630的索引脉冲信号632的示例，并且示出了索引脉冲信号632与内部计数器信号638从最大计数到初始值的重置之间的相关性。
随着寻找间隔继续，控制从框610进行到框612，RW通道检测下一伺服标记。如果标记是伺服索引(框614)，则RW通道经由模式引脚输入向前置放大器发送相应的信号，并且前置放大器重置计数器(框616)。否则，如果同步标记是指示下一扇区的非索引扇区同步标记，则RW通道通过DI端口向前置放大器传输扇区脉冲(框618)，并且前置放大器通过递增计数器来响应(框620)。在备选实施例中，RW通道可以通过DI端口而不是使用所描述的扇区计数技术来传输与扇区对应的扇区号。
图6B描绘了通过DI端口634传输的一系列扇区脉冲636和计数器值638的相应增量。控制返回到框610，并且继续在寻找间隔下经由扇区脉冲计数的扇区标识的序列被完成。在寻找间隔完成之后，前置放大器访问对应于计数器值的扇区的FHC数据，并将FHC数据提供给FH控制器，该FH控制器基于FHC数据来调节RW头的飞行高度(框622)。控制返回到框602，直到在框624去激活磁盘驱动系统为止。
按照前述方式，在寻找间隔完成之前，FHC数据被从RW通道传输到前置放大器。FHC数据按照伺服ID的量级(从0到伺服楔形的最大数目)被记录在前置放大器内部存储器中。在寻找间隔完成之后，在RW模式期间，RW通道继续通过差分接口传输扇区脉冲，并且通过模式引脚将索引脉冲传输到前置放大器，直到RW模式完成为止。在RW模式完成之后，前置放大器将所记录的FHC数据值提供给FH控制器，其基于计数器值638调整飞行高度。
变型
虽然参考各种实现和开发描述了本公开的各方面，但是这些方面是说明性的，并且权利要求的范围不限于此。通常，本文所描述的用于传送FHC数据的技术可以用与任何一个或多个硬件系统相一致的设施来实现。针对本文所描述的部件、操作或结构的多个实例可以被提供为单个实例。最后，各种部件、操作和数据存储库之间的边界可以变化，并且特定操作在具体说明性配置的上下文中进行了说明。其他功能性的分配被设想并且可以落入本公开的范围内。总之，在示例配置中被呈现为分离部件的结构和功能性可以被实现为组合的结构或部件。类似地，被呈现为单个部件的结构和功能性可以被实现为分离部件。
流程图被提供以帮助理解图示，并且不应当被用来限制权利要求的范围。流程图描绘了可以在权利要求的范围内变化的示例操作。这些操作可以并行地和/或以不同顺序被执行。流程图图示和/或框图的每个框以及流程图图示和/或框图中的方框的组合可以通过由处理器部件执行的程序代码实现，处理器部件诸如通用集成电路、专用计算机、专用计算机或其他可编程机器或装置。
本公开的各方面可以体现为存储在一个或多个机器可读介质中的系统、方法或程序代码/指令。各方面可以采取硬件、软件(包括固件、驻留软件、微代码等)或软件和硬件方面的组合的形式，这些方面在本文中通常可以被统称为“电路”、“模块”或“系统”。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读存储介质。机器可读存储介质可以是例如但不限于采用电、磁、光、电磁、红外或半导体技术中的任何一种或组合来存储程序代码的系统、装置或设备。
并且除非另有明确说明，否则在列表之前使用短语“其至少一个”与连词“和”连用，不应当被视为排除性的列表，并且不应当被理解为其中每个类型有一个项目的类别的列表。

Claims (14)

1.一种用于控制读/写（RW）头的飞行高度的方法，所述方法包括：
响应于伺服门信号，应用FHC模式信号，包括通过接收所述伺服门信号的读/写（RW）通道将模式信号从读/写（RW）数据模式信号转换到所述FHC模式信号；以及
响应于所述FHC模式信号，通过差分接口向被设置在头盘组件中的前置放大器传输FHC数据，
其中通过所述差分接口传输所述FHC数据包括：响应于所述FHC模式信号，通过第一差分接口端口从所述RW通道向所述前置放大器传输所述FHC数据，
响应于所述FHC模式信号，通过第二差分接口端口从所述RW通道向所述前置放大器传输与所述FHC数据同步的时钟信号，其中所述第一差分接口端口和所述第二差分接口端口每个都包括在所述RW通道和所述前置放大器内的差分信令电路系统。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
部分地基于所述时钟信号来译码所述FHC数据；以及
基于经译码的所述FHC数据来调节RW头的飞行高度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：响应于所述FHC模式信号，在FHC周期期间传输所述FHC数据之前，通过所述第一差分接口端口从所述RW通道向所述前置放大器传输起始比特信号。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：基于所述起始比特信号确定用于所述FHC数据的同步参数，包括：
通过在所述起始比特信号的间隔内对所述前置放大器内的时钟信号的脉冲计数来确定FHC时钟间隔；以及
基于所述FHC时钟间隔来生成FHC时钟信号。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
部分地基于所述FHC时钟信号来译码所述FHC数据；以及
基于经译码的所述FHC数据来调节RW头的飞行高度。
6.一种用于控制读/写（RW）头的飞行高度的系统，所述系统包括：
读/写（RW）通道，被配置为：
响应于接收伺服门信号，应用飞行高度控制（FHC）模式信号，包括将模式信号从读/写（RW）数据模式信号转换到飞行高度控制（FHC）模式信号；以及
响应于所述FHC模式信号，通过差分接口向被设置在头盘组件中的前置放大器传输FHC数据，
其中所述RW通道被配置为：通过第一差分接口端口从所述RW通道向所述前置放大器传输所述FHC数据，所述第一差分接口端口包括所述RW通道和所述前置放大器内的差分信令电路系统；并且
其中所述RW通道被配置为：通过第二差分接口端口从所述RW通道向所述前置放大器传输与所述FHC数据同步的时钟信号，所述第二差分接口端口包括所述RW通道内和所述前置放大器内的差分信号电路系统。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述差分接口包括用于传输互补信号对的差分信令电路系统。
8.根据权利要求6所述的系统，还包括：
前置放大器译码器，被配置为部分地基于所述时钟信号来译码所述FHC数据；以及
飞行高度控制器，被配置为基于经译码的所述FHC数据来调节RW头的飞行高度。
9.根据权利要求6所述的系统，其中所述RW通道被配置为：响应于所述FHC模式信号，在FHC周期期间传输所述FHC数据之前，通过所述第一差分接口端口从所述RW通道向所述前置放大器传输起始比特信号。
10.根据权利要求9所述的系统，还包括前置放大器逻辑，所述前置放大器逻辑被配置为基于所述起始比特信号来确定用于所述FHC数据的同步参数，包括：
通过在所述起始比特信号的间隔内对所述前置放大器内的时钟信号的脉冲计数来确定FHC时钟间隔；以及
基于所述FHC时钟间隔来生成FHC时钟信号。
11.根据权利要求10所述的系统，还包括：
前置放大器译码器，被配置为部分地基于所述FHC时钟信号来译码所述FHC数据；以及
飞行高度控制器，被配置为基于经译码的所述FHC数据来调节RW头的飞行高度。
12.一种用于控制读/写（RW）头的飞行高度的方法，所述方法包括：
在寻找间隔期间，
向硬盘组件（HDA）内的前置放大器传输飞行高度控制（FHC）数据，其中所述FHC数据包括针对目标磁道内一个或多个扇区的FHC数据；
其中将FHC数据传输到所述前置放大器包括：响应于FHC模式信号，通过第一差分接口端口从RW通道向所述前置放大器传输所述FHC数据，以及
响应于所述FHC模式信号，通过第二差分接口端口从所述RW通道向所述前置放大器传输与所述FHC数据同步的时钟信号，其中所述第一差分接口端口和所述第二差分接口端口每个都包括在所述RW通道和所述前置放大器内的差分信令电路系统；
将所述FHC数据记录在所述前置放大器内；以及
跟踪伺服扇区信号以确定扇区标识符；以及
在所述寻找间隔之后，使用所述扇区标识符来访问被记录在与所述扇区标识符相对应的所述前置放大器内的FHC数据。
13.根据权利要求12所述的方法，其中跟踪所述伺服扇区信号以确定所述扇区标识符包括：
响应于伺服同步索引信号来初始化计数器；
检测下一伺服扇区信号；以及
响应于所述下一伺服扇区信号，递增所述计数器。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：响应于检测到所述下一伺服扇区信号，通过差分接口端口从RW通道向前置放大器传输扇区脉冲，并且其中递增所述计数器包括：响应于检测到所述扇区脉冲来递增所述计数器。
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