CN111667851B - 将致动器臂与致动器耦合/解耦的数据存储设备 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“将致动器臂与致动器耦合/解耦的数据存储设备”。本发明公开了一种数据存储设备，其包括：第一磁盘表面；第一致动器臂；连接到第一致动器臂的远侧端部的第一磁头；致动器；以及被配置为将第一致动器臂耦合到致动器的第一耦合器。致动第一耦合器以便在寻道间隔的至少一部分期间将第一致动器臂耦合到致动器，以及当第一致动器臂耦合到致动器时，移动致动器以便使第一磁头在第一磁盘表面之上寻道。

Description

将致动器臂与致动器耦合/解耦的数据存储设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年3月6日提交的美国临时专利申请序列号62/814,393的优先权，其据此以引用的方式并入本文。
背景技术
数据存储设备诸如磁盘驱动器包括磁盘和连接到致动器臂的远侧端部的磁头，该致动器臂通过音圈电机(VCM)绕枢轴旋转，以将磁头径向地定位在磁盘之上。磁盘包括多个径向间隔的同心轨道，用于记录用户数据扇区和伺服扇区。伺服扇区包括磁头定位信息(例如，磁道地址)，该磁头定位信息由磁头读取并由伺服控制系统处理，以在致动器臂从磁道到磁道寻道时控制它。
图1示出了现有技术的磁盘格式2，其包括由围绕每个伺服磁道的圆周记录的伺服扇区60-6N限定的多个伺服磁道4。每个伺服扇区6i包括用于存储周期性图案的前导码8(其允许读取信号的适当的增益调节和时序同步)以及用于存储用于符号同步到伺服数据字段12的特殊图案的同步标记10。伺服数据字段12存储用于在寻道操作期间将磁头定位在目标数据磁道之上的粗略磁头定位信息，诸如伺服磁道地址。每个伺服扇区6i还包括伺服脉冲组14(例如，N伺服脉冲和Q伺服脉冲)，该伺服脉冲组相对于彼此以及相对于伺服磁道中心线以预定相位被记录。基于相位的伺服脉冲14提供用于在写入/读取操作期间访问数据磁道的同时进行中心线跟踪的精细磁头位置信息。位置误差信号(PES)是通过读取伺服脉冲14来产生的，其中PES表示磁头相对于目标伺服磁道的中心线的测量位置。伺服控制器处理PES以产生施加到磁头致动器(例如，音圈电机)的控制信号，以便沿减小PES的方向在磁盘之上径向地致动磁头。
附图说明
图1示出了现有技术的磁盘格式，其包括由伺服扇区限定的多个伺服磁道。
图2A示出了呈磁盘驱动器形式的数据存储设备，该磁盘驱动器包括通过致动器臂在磁盘表面之上致动的磁头，以及被配置为将致动器臂与VCM耦合/解耦的耦合器。
图2B为根据一个实施方案的流程图，其中致动器臂耦合到VCM以便使磁头在磁盘表面之上寻道。
图3A-图3C示出了一个实施方案，其中耦合器包括电磁耦合器。
图4A-图4B示出了一个实施方案，其中在电磁体未通电时永磁体将致动器臂耦合到VCM。
图5A-图5B示出了一个实施方案，其中耦合器包括压电耦合器或热耦合器。
图6示出了一个实施方案，其中致动器臂在从VCM解耦时压靠止动件。
图7A-图7D示出了一个实施方案，其中将致动器臂与VCM耦合/解耦使致动器臂的行程增加。
图8示出了一个实施方案，其中磁盘驱动器包括多个磁盘表面和通过将相应的致动器臂与VCM耦合/解耦而在每个磁盘表面之上致动的相应磁头。
图9A-9D示出了一个实施方案，其中致动器臂可基于每个磁盘表面上的目标访问命令选择性地耦合到VCM。
图10是根据一个实施方案的流程图，其中基于致动器臂与VCM的选择性耦合来对存储在命令队列中的访问命令进行排序以用于执行。
图11示出了一个实施方案，其中在使磁头寻道至目标数据磁道之后，致动器臂在访问磁盘表面的同时保持耦合到VCM。
图12A-图12B示出了一个实施方案，其中两个致动器臂可在第一磁头的寻道期间耦合到VCM以便将第二磁头定位成更接近磁盘表面上的目标访问命令。
图13A-图13B示出了一个实施方案，其中第二致动器臂可在第一磁头的寻道期间与VCM解耦以便在第二磁头到达磁盘表面上的目标访问命令时使该第二磁头停止。
图14是根据一个实施方案的流程图，其中次级致动器可用于在其致动器臂与VCM解耦时伺服磁头，以便在VCM使不同致动器臂寻道的同时向访问命令提供服务。
图15A-图15C示出了一个实施方案，其中在拾取和放下磁头时VCM在外径(OD)和内径(ID)之间来回地扫描以便为每个磁盘表面向排队的访问命令提供服务。
图16A示出了针对多个磁头的寻道分布，当VCM扫描通过其行程时，该多个磁头可与VCM耦合/解耦，从而在VCM的单次扫描期间将多个磁头定位在它们的相应磁盘表面之上。
图16B示出了针对多个磁头的寻道分布，当VCM扫描通过其行程时，该多个磁头可与VCM耦合/解耦，其中该磁头可在该扫描期间按序地与VCM耦合/解耦以限制磁盘驱动器的峰值功率消耗。
具体实施方式
图2A示出了根据一个实施方案的呈磁盘驱动器形式的数据存储设备，该设备包括第一磁盘表面16A、第一致动器臂18A、连接到第一致动器臂18A的远侧端部的第一磁头20A、致动器22、以及被配置为将第一致动器臂18A耦合到致动器22的第一耦合器24A。该磁盘驱动器还包括控制电路26，该控制电路被配置为执行图2B的流程图，其中为了使第一磁头寻道(框28)，致动该第一耦合器以便在寻道间隔的至少一部分期间将第一致动器臂耦合到致动器(框30)，以及当第一致动器臂耦合到致动器时，移动该致动器以便使磁头在第一磁盘表面之上寻道(框32)。
在图2A的实施方案中，磁盘表面16A包括限定多个伺服磁道的多个伺服扇区340-34N，其中相对于该伺服磁道以相同或不同的径向密度来限定数据磁道36。控制电路26处理从磁头20A发出的读取信号38以解调伺服扇区并生成表示磁头的实际位置和相对于目标磁道的目标位置之间的误差的位置误差信号(PES)。控制电路26中的伺服控制系统使用合适的补偿滤波器对PES滤波，以生成施加到VCM 22的控制信号40，该VCM 22使致动器臂18A围绕枢轴42旋转，以便沿减小PES的方向在磁盘之上径向地致动磁头。伺服扇区340-34N可包括任何合适的磁头位置信息，诸如用于粗略定位的磁道地址和用于精细定位的伺服脉冲。伺服脉冲可包括任何合适的图案，诸如基于振幅的伺服图案或基于相位的伺服图案(图1)。
在一个实施方案中，控制电路26生成施加到第一耦合器24A的控制信号44，以便将第一致动器臂18A与VCM 22耦合/解耦，以便使第一磁头20A在第一磁盘表面16A之上寻道。如下文实施方案中所述，第一致动器臂18A可出于任何合适的原因与VCM 22耦合/解耦，诸如以增加致动器臂的行程，或将多个磁头定位在与命令队列中排队的访问命令对应的目标径向位置处或附近。可将任何合适的控制信号44施加到第一耦合器24A，诸如用于致动合适的致动器的电流或电压。
图3A-图3C示出了一个实施方案，其中第一耦合器24A包括电磁耦合器，该电磁耦合器包括附接到第一VCM臂48A的永久磁体46和附接到致动器臂18A的近侧端部的电磁体50。在该实施方案中，当电磁体50关断时(未用电流通电)，第一致动器臂18A与第一VCM臂48A解耦，如图3B所示；并且当电磁体50导通(用电流通电)时，第一致动器臂18A耦合到第一VCM臂48A，如图3C所示。在图3B的实施方案中，第一致动器臂18A可包括铰链52，该铰链还可包括将电磁体50偏压成远离永久磁体46的弹簧。在一个实施方案中，第一致动器臂18A的铰链/弹簧动作可通过第一致动器臂18A的挠曲属性来实现。在图3B的实施方案中，致动器臂18A可充分弯曲，使得当电磁体50导通时，电磁体50与永久磁体46物理接触。在另一个实施方案中，第一致动器臂18A可根本不弯曲(或略微弯曲)，使得当电磁体50导通时，第一致动器臂18A与第一VCM臂48A的“耦合”可通过磁场的力发生。在一个实施方案中，电磁体50可逐渐地导通/关断以便控制耦合/解耦的速度，并且在下文所述的一个实施方案中，可控制电磁体50以便在相应的磁盘表面上有效地伺服相应的磁头。
图4A-图4B示出了一个实施方案，其中第一耦合器24A包括附接到第一VCM臂48A的第一永久磁体46A和附接到第一致动器臂18A的第二永久磁体46B。当电磁体50关断(未用电流通电)时，第一永久磁体46A和第二永久磁体46B的力将第一致动器臂18A耦合到第一VCM臂48A，如图4A中所示。当电磁体50导通(用电流通电)时，产生与永久磁体46A和46B的磁场相反的磁场，从而使第一致动器臂18A与第一VCM臂48A解耦。在其中第一致动器臂18A通常可耦合到第一VCM臂48A的实施方案中，该实施方案可降低第一耦合器24A的功率消耗。在一个实施方案中，第一致动器臂18A与第一VCM臂48A的“耦合”可通过永久磁体46A和46B的磁场的力发生，而无需第一致动器臂18A物理地接触第一VCM臂48A。
图5A-图5B示出了一个实施方案，其中第一耦合器24A包括整合到第一致动器臂18A的铰链52中的合适的铰链致动器，诸如合适的压电致动器或合适的热致动器。在图5A-图5B的实施方案中，该铰链致动器通过“闭合”铰链来将第一致动器臂18A耦合到VCM臂48A，并且通过“打开”铰链来使第一致动器臂18A与VCM臂48A解耦。在一个实施方案中，该铰链致动器的闭合和打开动作由物理位移来实现，该物理位移例如由于在将合适的控制信号(例如，电流或电压)施加到铰链致动器时该铰链致动器的压电或热效应引起。
图6示出了一个实施方案，其中当第一致动器臂18A与第一VCM臂48A解耦时，止动件54接合第一致动器臂18A，使得该第一致动器臂相对于磁盘表面16A保持基本上固定而不是被允许漂移。在下文所述的一个实施方案中，当第一磁头20A在第一磁盘表面上到达目标访问命令时，第一致动器臂18A可与VCM臂48A解耦。在下文所述的另一个实施方案中，当止动件接合第一致动器臂18A时，次级致动器可用于伺服第一磁头20A，以便在第一磁盘表面上执行目标访问命令同时使VCM能够同时使不同的致动器臂寻道。在该实施方案中可采用任何合适的止动件54，诸如物理地接合第一致动器臂18A的物理止动件(例如，橡胶止动件)。在另一个实施方案中，止动件54可包括电磁体和固定的永久磁体，该电磁体和固定的永久磁体形成与将第一致动器臂18A耦合到第一VCM臂48A的耦合器24A类似的电磁耦合器。
可采用任何合适的耦合器配置来将第一致动器臂18A耦合到VCM22，以便使第一致动器臂18A寻道。在一个实施方案中，图2A中示出的VCM 22可被配置为使与枢轴42成一体的轴旋转，并且可使用合适的离合机构使第一致动器臂18A与该旋转轴耦合/解耦，该合适的离合机构可例如基于电磁致动、压电致动、热致动等来操作。在一个实施方案中，该旋转轴可容纳在固定圆柱体内，该固定圆柱体可当第一致动器臂18A与该旋转轴解耦时作为止动件来操作。例如，当第一致动器臂18A与该旋转轴解耦时，该离合机构可被致动以接合该固定圆柱体，从而相对于第一磁盘表面16A固定第一致动器臂18A的径向位置。
第一致动器臂18A可出于任何合适的原因与VCM 22耦合/解耦。图7A-图7D示出了一个实施方案，其中将第一致动器臂18A与VCM 22耦合/解耦增加使用受限行程VCM 22的第一致动器臂18A的行程，这可降低VCM 22的成本。在图7A-图7D的示例中，VCM 22在多个致动期间使第一致动器臂18A朝向磁盘的外径寻道。在图7B所示所示的第一致动期间，第一致动器臂18A在VCM 22的第一行程期间围绕枢轴42旋转。然后，第一致动器臂18A与第一VCM臂48A解耦，同时VCM 22重新定位到其行程的中间，如图7C所示。第一致动器臂18A再次耦合到第一VCM臂48A，并且VCM 22再次被致动，以便使第一致动器臂18A围绕枢轴42进一步旋转。该耦合-旋转-解耦过程可被迭代任意次数，以便实现第一致动器臂18A的全行程，其中该迭代次数可基于第一致动器臂18A的全行程与VCM 22的全行程的比率。
图8示出了一个实施方案，其中该磁盘驱动器包括多个磁盘表面16A-16D和多个致动器臂18A-18C，该多个致动器臂被配置为在每个磁盘表面之上径向地致动磁头20A-20D。每个致动器臂18A-18C通过相应的耦合器24A-24C选择性地与相应的VCM臂48A-48C耦合/解耦，以便在寻道操作期间选择性地致动该致动器臂中的一个或多个致动器臂，以便向每个磁盘表面上的访问命令提供服务。图9A-图9D示出了针对两个致动器臂18A和18B的该实施方案的示例，其中在图9A中，两个致动器臂均定位在磁盘表面的中间直径处。在图9B中，第一致动器臂18A耦合到第一VCM臂48A以便使第一磁头20A朝向第一磁盘表面的外径(OD)寻道。在图9C中，第二致动器臂18B耦合到第二VCM臂48B以便使第二磁头20B朝向第二磁盘表面的内径(ID)寻道。在图9D中，第一致动器臂18A和第二致动器臂18B耦合到第一VCM臂48A和第二VCM臂48B，以便使第一磁头20A和第二磁头20B朝向它们的相应磁盘表面的内径寻道。因此，在该实施方案中，致动器臂18A-18B可在寻道操作期间选择性地耦合到VCM臂，使得相应的磁头可定位在(或更靠近)相应磁盘表面上的目标访问命令处。
图10是根据一个实施方案的流程图，其中多个访问命令(例如，从主机接收的)可被存储在命令队列中(框56)。然后，基于包括将致动器臂选择性地耦合至VCM的排序算法对存储在命令队列中的访问命令进行排序(框58)，然后基于该排序来执行至少一个访问命令(框60)。该排序算法可基于任何合适的标准对访问命令进行排序，诸如使磁头的访问延迟(寻道和旋转延迟)最小化的次序和/或优化磁盘驱动器的功率消耗的次序。例如，该排序算法可选择具有最短寻道的访问命令来作为下一个要执行的命令。然而，在寻道期间还将一个或多个其他致动器臂耦合到VCM可将相应的磁头定位成更接近其他磁盘表面上的访问命令。在另一个示例中，如果目标磁头以及在寻道期间可耦合至VCM的其他磁头的所得寻道就所有磁头的总体访问延迟而言提供更优的执行次序，则可选择不同的访问命令作为下一个要执行的命令。在另一个实施方案中，在寻道期间可耦合至VCM的磁头的数量可受到限制，以便限制在寻道期间由磁盘驱动器消耗的功率，这可影响由排序算法所配置的访问命令的执行次序。
图11示出了在寻道操作的加速阶段、匀速阶段和减速阶段期间施加到VCM 22的电流62和施加到第一耦合器24A的电流64A的电流分布。在该实施方案中，电流64A被施加到第一耦合器24A，以便在加速第一致动器臂48A之前将第一致动器臂18A耦合到VCM臂48A。另外在该实施方案中，第一致动器臂18A在寻道操作之后保持耦合到第一VCM臂48A，使得VCM 22在循迹操作期间在第一磁盘表面16A之上伺服第一磁头20A，同时访问该第一磁盘表面16A(以向访问命令提供服务)。
图12A和图12B示出了一个实施方案，其中在图11中所示的寻道操作的加速阶段之前，电流64B被施加到第二耦合器24B，以便将第二致动器臂18B耦合到第二VCM臂48B。在寻道操作结束时，施加到第二耦合器24B的电流64B减小，以便使第二致动器臂18B与第二VCM臂48B解耦，从而减小在循迹操作期间由VCM 22伺服的总质量。图12B示出了在寻道操作期间第一磁头20A行进的寻道距离以及第二磁头20B行进的寻道距离。如图12B中所示，在第一磁头20A的寻道期间将第二致动器臂18B耦合到VCM 22使第二磁头20B更接近第二磁盘表面上的访问命令66，从而在选择用于由排序算法执行的访问命令66时减小寻道距离(和延迟)。
在图13A和图13B中所示的一个实施方案中，在寻道操作期间(例如，在寻道的匀速阶段期间)，电流64B可被减小，以便在寻道期间使第二致动器臂18B与VCM 22解耦。图13B中所示，在寻道期间解耦第二致动器臂18B可使第二磁头20B能够在磁盘表面上的访问命令66处或附近停止。在一个实施方案中，电流64B以受控方式减小以有效地在第二磁盘表面之上伺服第二磁头20B，使得当第二磁头20B到达访问命令66的目标数据磁道时该第二磁头停止移动。例如，在一个实施方案中，电流64B可减小，使得第二致动器臂18B缓慢地接触图6中的止动件54，从而缓慢地减小第二致动器臂18B的速度，直到该第二致动器臂在该访问命令66的目标数据磁道处停止。在其他实施方案中，在寻道操作期间，可将不止两个致动器臂与VCM 22耦合/解耦，以便将相应的磁头定位在相应磁盘表面上的访问命令处或附近。
在一个实施方案中，可采用一个或多个次级致动器来在相应磁盘表面之上致动磁头。例如，在一个实施方案中，次级致动器65A(图2A)可用于致动将磁头20A耦合到致动器臂18A的折片67A并且/或者次级致动器可用于相对于折片67A致动磁头20A。可采用任何合适的次级致动器，诸如合适的压电或热致动器。在一个实施方案中，当致动器臂与VCM解耦并且被止动件停止时，一个或多个次级致动器可用于在循迹操作期间在磁盘表面之上伺服磁头，以便向访问命令提供服务。在该实施方案中，VCM可同时对其他致动器臂寻道，以便在相应磁盘表面之上朝其他访问命令对其他磁头寻道。这样，VCM可不断地重新定位不活动的磁头，同时活动的解耦的一个或多个磁头访问它们各自的磁盘表面来向访问命令提供服务。
图14是示出了该实施方案的示例的流程图，其中第一致动器臂耦合到VCM(框68)，并且寻道操作将第一磁头定位在第一访问命令的目标数据磁道之上(框70)。在寻道操作结束时，第一致动器臂与VCM解耦(框72)，并且在执行第一访问命令时使用一个或多个次级致动器来伺服第一磁头(框74)。在第一磁头服务第一接入命令的同时，第二磁头耦合到VCM(框76)，并且寻道操作将第二磁头定位在第二访问命令的目标数据磁道之上(框78)。在寻道操作结束时，第二致动器臂与VCM解耦(框80)，并且在执行第二访问命令时使用一个或多个次级致动器来伺服第二磁头(框82)。在第二磁头服务第二接入命令的同时，第三致动器臂可耦合到VCM并且执行寻道操作以定位第三磁头等。在一个实施方案中，多个致动器臂可在寻道操作期间耦合到VCM，以便同时将多个磁头定位在它们的相应磁盘表面之上。在另一个实施方案中，可使用能够同时处理与多个头相关联的多个写入/读取信号的控制电路来使多个磁头活动地服务相应的访问命令。
在一个实施方案中，VCM可在其行程的ID和OD之间来回扫描，同时拾取和放下磁头以便为每个磁盘表面向排队的访问命令提供服务。例如，在一个实施方案中，VCM可能已定位磁头，使得该VCM在其行程的OD处或附近。此时，VCM可反向以便加速，然后以基本上恒定的速度朝向其行程的ID移动，如图15A中所示。当VCM朝其行程的ID移动时，一个或多个致动器臂可耦合到VCM，以便使相应的磁头朝访问命令移动。在图15A的示例中，磁头20A、20B和20C朝向ID移动，而磁头20D不移动，因为对应磁盘表面上的唯一访问命令朝向OD。在该实施方案中，可继续VCM的寻道，直到不再有可由任何磁头到达的朝向磁盘表面的ID的访问命令为止。此时，VCM可减速，然后在反向方向上执行寻道，以便使VCM朝向磁盘的OD往回寻道，同时在相应的访问命令处拾取和放下磁头，如图15B中所示。该实施方案可帮助使VCM的访问延迟和/或功率消耗最小化，因为与执行许多较短寻道相比，VCM总是在执行全行程(或接近全行程)寻道。
图15C示出了一个实施方案，其中在使VCM从ID向OD寻道时，磁头20C可完成执行当前访问命令84(图15B)。对应的磁盘表面上的下一个接入命令86朝向磁盘的OD，因此在朝向OD的寻道期间，用于磁头20C的致动器臂可耦合到VCM以便将磁头20C移动到下一个访问命令86。在一个实施方案中，VCM可能没有足够的行程让磁头20C到达下一个访问命令86；然而，用于磁头20C的致动器臂仍可耦合到VCM，以便将磁头20C移动为更接近下一个访问命令86。
图16A示出了根据一个实施方案的针对多个磁头的多个寻道分布88A-88C，该多个磁头可在寻道操作期间随着VCM扫描通过其行程而被拾取和放下。在图16A的示例中，寻道分布88A可对应于具有最远寻道距离(例如，从磁盘表面的OD到ID)的访问命令。在执行寻道分布88A时，在该示例中，在与寻道分布88A和88B对应的寻道操作开始时，两个磁头耦合到VCM。在寻道的匀速阶段期间，对应于第三寻道分布88C，拾取第三磁头(耦合到VCM)。在一个实施方案中，当在寻道期间将新的访问命令插入到可由第三磁头访问的命令队列中时，可拾取该第三磁头。在另一个实施方案中，第三磁头可在寻道操作的匀速阶段期间耦合到VCM，以便减小在寻道操作的加速阶段期间消耗的功率。也就是说，在使多个磁头寻道时由磁盘驱动器消耗的峰值功率可通过在寻道操作期间将磁头按序耦合到VCM来减小。在一个实施方案中，用于将磁头耦合到VCM的序列可基于每个磁头的对应寻道长度来确定，其中具有较短寻道长度的磁头可在稍后的寻道操作中耦合到VCM。图中16A中所示，在寻道操作期间，当每个磁头在相应磁盘表面上到达目标访问命令时，每个磁头可与VCM解耦。
图16B示出了另一个实施方案，其中每个磁头可按序耦合到VCM以便降低由磁盘驱动器消耗的峰值功率。在该示例中，在寻道操作期间的任何给定时间处，最多有两个头耦合到VCM以便限制峰值功率消耗。在寻道操作开始时，对应于寻道分布88A和88B的磁头耦合到VCM。在VCM的匀速阶段期间，对应于寻道分布88B的磁头被放下，并且拾取对应于寻道分布88C的磁头。
在一个实施方案中，当在寻道操作期间新的访问命令进入命令队列中排队时，每个磁头的放下位置可在扫描寻道操作期间即时改变。例如，在图16A的实施方案中，如果接收到比与当前寻道分布88A对应的当前访问命令更靠近ID的针对磁盘表面的新访问命令，则在寻道操作期间可扩展寻道分布88A。基于在寻道操作期间接收到的新访问命令，可对其他寻道分布进行类似的调整，以便基于任何合适的标准来优化访问命令的执行次序(例如，以优化机械延迟、功率消耗、尾延迟等)。
在上述实施方案中，致动器臂所耦合到的致动器包括VCM，该VCM可致动VCM臂，诸如图8的实施方案中所示，或者VCM可旋转与枢轴42成一体的轴，如上所述。在其他实施方案中，致动器臂可与不同类型的致动器耦合/解耦，该致动器诸如使与枢轴42成一体的轴旋转的主轴电机。在另一个实施方案中，致动器臂可与合适的线性致动器耦合/解耦。在又一个实施方案中，致动器臂可与多个致动器中的一个致动器耦合/解耦。例如，在一个实施方案中，第一VCM可沿一个方向(例如，从OD到ID)扫描，而第二VCM可沿相反方向(例如，从ID到OD)扫描。然后每个致动器臂可基于在对应磁盘表面上到达下一个访问命令所需的寻道方向选择性地耦合到第一致动器或第二致动器(例如，VCM)。
可以采用任何合适的控制电路来实现上述实施方案中的流程图，例如任何合适的集成电路或电路。例如，控制电路可以在读取通道集成电路内实现，或者在与读取通道分开的部件中实现，诸如数据存储控制器，或者上述某些操作可以由读取通道执行，而其他操作可以由数据存储控制器执行。在一个实施方案中，读取通道和数据存储控制器实现为单独的集成电路，并且在替代实施方案中，它们被制造成单个集成电路或片上系统(SOC)。此外，控制电路可以包括合适的前置放大器电路，该合适的前置放大器电路实现为单独的集成电路，集成到读取通道或数据存储控制器电路中，或集成到SOC中。
在一个实施方案中，控制电路包括执行指令的微处理器，该指令可操作以使微处理器执行本文所述的流程图。指令可存储在任何计算机可读介质中。在一个实施方案中，它们可被存储在微处理器外部的或者与SOC中的微处理器集成的非易失性半导体存储器上。在另一个实施方案中，指令存储在磁盘上并当磁盘驱动器通电时被读取到易失性半导体存储器中。在另一个实施方案中，控制电路包括合适的逻辑电路，诸如状态机电路。在一些实施方案中，流程图块中的至少一些可以使用模拟电路(例如，模拟比较器、定时器等)来实现，并且在其他实施方案中，块中的一些可以使用数字电路或模拟/数字电路的组合来实现。
在各种实施方案中，磁盘驱动器可以包括磁盘驱动器、光盘驱动器、混合磁盘驱动器等。此外，一些实施方案可以包括诸如计算设备、数据服务器设备、媒体内容存储设备等的电子设备，该电子设备包括如上所述的存储介质和/或控制电路。
上述各种特征和过程可以彼此独立地使用，或者可以以各种方式组合。所有可能的组合和子组合均旨在落入本公开的范围内。另外，在一些具体实施中可以省略某些方法、事件或过程块。本文描述的方法和过程也不限于任何特定序列，并且与其相关的块或状态可以以适当的其他序列执行。例如，所描述的任务或事件可以以不同于具体公开的顺序执行，或者多个可以在单个块或状态中组合。示例性任务或事件可以串行、并行或以某种其他方式执行。可以向所公开的示例性实施方案添加任务或事件或从其中删除任务或事件。本文描述的示例性系统和部件可以与所描述的不同地配置。例如，与所公开的示例性实施方案相比，可以添加、移除或重新布置元件。
虽然已经描述了某些示例实施方案，但是这些实施方案仅作为示例呈现，并且不旨在限制本文所公开的发明的范围。因此，上述描述中的任何内容均不旨在暗示任何特定特征、特性、步骤、模块或块是必要的或必不可少的。实际上，本文描述的新颖方法和系统可以各种其他形式体现。此外，在不脱离本文公开的实施方案的实质的情况下，可以对本文描述的方法和系统的形式进行各种省略、替换和改变。

Claims (19)

1.一种数据存储设备，包括：
第一磁盘表面；
第一致动器臂；
第一磁头，所述第一磁头连接到所述第一致动器臂的远侧端部；
致动器；
第一耦合器；所述第一耦合器被配置为将所述第一致动器臂耦合到所述致动器；和
控制电路，所述控制电路被配置为通过至少以下操作来在寻道间隔期间使所述第一磁头在所述第一磁盘表面之上寻道：
致动所述第一耦合器，以便在所述寻道间隔的至少一部分期间将所述第一致动器臂耦合到所述致动器；
在所述第一致动器臂耦合到所述致动器时，移动所述致动器以便使所述第一磁头在所述第一磁盘表面之上寻道；以及
致动所述第一耦合器，以将所述第一致动器臂从所述致动器解耦。
2.根据权利要求1所述的数据存储设备，其中所述致动器包括音圈电机。
3.根据权利要求1所述的数据存储设备，其中所述第一耦合器包括电磁耦合器。
4.根据权利要求1所述的数据存储设备，其中所述第一耦合器包括压电耦合器。
5.根据权利要求1所述的数据存储设备，其中所述第一耦合器包括热耦合器。
6.根据权利要求1所述的数据存储设备，其中在所述寻道间隔之后，所述控制电路被进一步配置为在所述第一致动器臂保持耦合到所述致动器的同时将所述第一磁头保持在所述第一磁盘表面上的数据磁道之上。
7.根据权利要求1所述的数据存储设备，还包括：
第二磁盘表面；
第二致动器臂；
第二磁头，所述第二磁头连接到所述第二致动器臂的远侧端部；和
第二耦合器；所述第二耦合器被配置为将所述第二致动器臂耦合到所述致动器；
其中所述控制电路被进一步配置为致动所述第二耦合器，使得所述第二致动器臂在所述寻道间隔的至少一部分期间耦合到所述致动器。
8.根据权利要求7所述的数据存储设备，其中所述控制电路被进一步配置为：
致动所述第二耦合器，以便使所述第二致动器臂与所述致动器解耦；以及
在所述寻道间隔之后，在所述第一致动器臂保持耦合到所述致动器的同时并且在所述第二致动器臂与所述致动器解耦的同时，将所述第一磁头保持在所述第一磁盘表面上的数据磁道之上。
9.根据权利要求7所述的数据存储设备，其中所述控制电路被进一步配置为：
通过以下方式使所述第一磁头在所述第一磁盘表面之上寻道：至少在加速间隔期间加速所述第一磁头，在匀速间隔期间将所述第一磁头保持在恒定的速度，以及在减速间隔期间使所述第一磁头减速；
致动所述第二耦合器，以便在所述加速间隔之前将所述第二致动器臂耦合到所述致动器；以及
致动所述第二耦合器，以便在所述匀速间隔的至少一部分期间使所述第二致动器与所述致动器解耦。
10.根据权利要求1所述的数据存储设备，还包括第一止动件，所述第一止动件被配置为在所述第一致动器臂与所述致动器解耦时接合所述第一致动器臂，其中在所述第一止动件与所述第一致动器臂接合时，所述第一致动器臂相对于所述第一磁盘表面的径向位置保持固定。
11.根据权利要求10所述的数据存储设备，还包括次级致动器，所述次级致动器被配置为在所述第一止动件与所述第一致动器臂接合时在所述磁盘之上径向地致动所述第一磁头。
12.一种数据存储设备，包括：
第一磁盘表面；
第一致动器臂；
第一磁头，所述第一磁头连接到所述第一致动器臂的远侧端部；
第二磁盘表面；
第二致动器臂；
第二磁头，所述第二磁头连接到所述第二致动器臂的远侧端部；
致动器；
第一耦合器；所述第一耦合器被配置为将所述第一致动器臂耦合到所述致动器；
第二耦合器；所述第二耦合器被配置为将所述第二致动器臂耦合到所述致动器；和
控制电路，所述控制电路被配置为：
将多个访问命令存储在命令队列中；
基于所述第一致动器臂和所述第二致动器臂与所述致动器的选择性耦合，将所述访问命令排序成执行次序；以及
基于所述执行次序来执行所述访问命令中的至少一个访问命令，以便使用所述第一磁头和所述第二磁头中的至少一者来访问所述第一磁盘表面和所述第二磁盘表面中的至少一者。
13.根据权利要求12所述的数据存储设备，其中所述控制电路被进一步配置为：
致动所述第一耦合器，以便将所述第一致动器臂耦合到所述致动器；
移动所述致动器，以便使所述第一磁头第一寻道至所述第一磁盘表面上的第一数据磁道；以及
在所述第一寻道后：
致动所述第一耦合器，以使所述第一致动器臂与所述致动器解耦；
致动所述第二耦合器，以便将所述第二致动器臂耦合到所述致动器；以及
移动所述致动器，以便使所述第二磁头第二寻道至所述第二磁盘表面上的第二数据磁道。
14.根据权利要求12所述的数据存储设备，其中所述控制电路被进一步配置为：
致动所述第一耦合器，以便将所述第一致动器臂耦合到所述致动器；
移动所述致动器，以便使所述第一磁头第一寻道至所述第一磁盘表面上的第一数据磁道；以及
在所述第一寻道期间：
致动所述第二耦合器，以便将所述第二致动器臂耦合到所述致动器；以及
移动所述致动器，以便使所述第二磁头第二寻道至所述第二磁盘表面上的第二数据磁道。
15.根据权利要求14所述的数据存储设备，其中在所述第一寻道期间，所述控制电路被进一步配置为致动所述第二耦合器，以便使所述第二致动器臂与所述致动器解耦。
16.根据权利要求15所述的数据存储设备，其中在所述第一寻道期间，所述控制电路被进一步配置为：
读取记录在所述第一磁盘表面或所述第二磁盘表面中的至少一者上的伺服数据；以及
响应于所述伺服数据来致动所述第二耦合器，以便使所述第二致动器臂与所述致动器解耦，从而将所述第二磁头伺服在所述第二磁盘表面之上。
17.一种数据存储设备，包括：
第一磁盘表面；
第一致动器臂；
第一磁头，所述第一磁头连接到所述第一致动器臂的远侧端部；
第二磁盘表面；
第二致动器臂；
第二磁头，所述第二磁头连接到所述第二致动器臂的远侧端部；
致动器；
第一耦合器；所述第一耦合器被配置为将所述第一致动器臂耦合到所述致动器；
第二耦合器；所述第二耦合器被配置为将所述第二致动器臂耦合到所述致动器；和
控制电路，所述控制电路被配置为：
致动所述第一耦合器，以便将所述第一致动器臂耦合到所述致动器；
移动所述致动器，以便使所述第一磁头第一寻道至所述第一磁盘表面上的第一数据磁道；以及
在所述第一寻道期间：
致动所述第二耦合器，以便将所述第二致动器臂耦合到所述致动器；
移动所述致动器，以便使所述第二磁头第二寻道至所述第二磁盘表面上的第二数据磁道；以及
在所述第一寻道之后，致动所述第一耦合器，以将所述第一致动器臂从所述致动器解耦。
18.根据权利要求17所述的数据存储设备，其中在所述第一寻道期间，所述控制电路被进一步配置为致动所述第二耦合器，以便使所述第二致动器臂与所述致动器解耦。
19.根据权利要求18所述的数据存储设备，其中在所述第一寻道期间，所述控制电路被进一步配置为：
读取记录在所述第一磁盘表面或所述第二磁盘表面中的至少一者上的伺服数据；以及
响应于所述伺服数据来致动所述第二耦合器，以便使所述第二致动器臂与所述致动器解耦，从而将所述第二磁头伺服在所述第二磁盘表面之上。
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