CN1252710C

CN1252710C - 磁盘驱动系统

Info

Publication number: CN1252710C
Application number: CNB021076839A
Authority: CN
Inventors: 平野雅一; 铃木伸幸
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: CN1417788A; EP1310946A2; KR20030038303A; JP2003151101A; US6980382B2; EP1310946A3; US20030090824A1; JP3759711B2; KR100779639B1

Abstract

具有读磁头和写磁头的磁盘驱动系统，它将数据写入磁盘磁道并读取磁盘磁道上的数据。在本发明中，计算磁头之间在磁盘圆周方向上的间距。根据写入所述数据的写磁头的位置与读取所述数据的读磁头的位置之间的间距计算磁头间距。通过将所述间距与写入数据的位置相加，确定写磁头写入数据的数据。因此，提高了磁盘格式的利用率。

Description

磁盘驱动系统

技术领域

本发明涉及与计算机相连、可以写数据和读数据的磁盘驱动系统，具体地说，本发明涉及通过调节写数据时间来提高磁盘格式利用率的磁盘驱动系统。

背景技术

对于计算机内的数据处理过程，磁盘驱动系统必不可少，磁盘驱动系统作为个人计算机内的硬盘驱动器(HDD)用于记录、读取以及再生数据。个人计算机变得越来越广泛。当前，磁盘驱动系统的应用领域非常广泛，除了个人计算机之外，还包括AV设备、安装在汽车上的设备等。由于这种设备处理的信息变化范围广，并且信息量巨大，所以需要加大磁盘驱动系统的记录容量。

作为HDD使用的传统磁盘驱动系统主要包括两部分，即电路板组件部分和磁盘盒部分，它们通常位于外壳内。磁盘驱动系统与诸如个人计算机的主机系统相连。

磁盘盒部分包括：磁盘，以特定方向高速旋转；磁头，在与磁盘上的磁道交叉的径向方向移动，并且磁头可以扫描旋转磁盘上要求的磁道。对磁头读取的记录数据进行放大并作为再生信号输出。在提供记录信号时，将数据送到磁头，磁头在磁盘上移动，然后将数据记录到预定磁道上的写位置。

在磁盘驱动系统中，以同心圆形式将数据写入并记录到磁头所跟踪的磁盘上的磁道上，并且利用跟踪磁道的磁头，可以读取并再生记录数据。利用磁头中的写磁头Hw写数据，利用磁头中的读磁头Hr读数据。

将不止一个伺服数据以径向信号模式设置在磁盘上，利用这些伺服数据对磁盘进行非常准确的伺服控制，并实现高数据密度。伺服数据包括伺服标记、磁道数据以及作为伺服地址、脉冲串数据等的扇区数据。磁道数据包括磁道号，扇区数据包括表示有关磁道上的扇区号的扇区号。通常，利用格雷码写磁道号。利用磁头检测磁道号和扇区号，并确定将数据写入哪个扇区，或从哪个扇区读取数据。

将包括在伺服数据内的脉冲串数据写在格雷码之后，并且脉冲串数据具有磁头相对于磁道的位置信息。通常，脉冲串数据包括脉冲串A至脉冲串D的4种信号模式，并将这4种信号模式写到分别以径向方向顺序设置的4个磁道上。可以利用磁头读取的磁道上的信号振幅，计算磁道中心与磁头之间的相对位置。

此外，还这样设置伺服数据，以致它们位于磁盘上径向位置磁道上的多个扇区内。因此，将伺服数据设置在各扇区的头部。然后，将用户数据分布、写入各扇区内。将预定数量的用户数据写入位于写入脉冲串D的位置之后的位置。

对于个人计算机使用的HDD，用户数据包括前同步信号、同步标记、用户数据、纠错码以及后同步信号。

另一方面，在许多情况下，使用包括写磁头和读磁头的两个磁头的磁头组件，并且将这两个磁头在圆周方向互相分离开某个间距设置在磁头臂的前端。除了具有单个既用于写数据又用于读数据的磁头的磁头组件外，在写时间与读时间之间存在小时间差，因为在这两个磁头之间存在物理距离。

因此，在将用户数据写入扇区时，为了防止脉冲串D的数据被覆盖，要求至少在与脉冲串D相距写磁头和读磁头间的距离或者更远的距离处开始进行写。然而，由于未严格控制写磁头安装位置与读磁头安装位置之间间距的大小，所以磁头组件之间的距离会有变化。不仅如此，写时间还发生波动，因为它是根据读时间设计的。为此，即使在脉冲串D之后，写时间延迟写磁头与读磁头之间的间距，仍存在脉冲串D的数据被覆盖的可能性。

在对磁头组件中两个磁头之间的间距进行控制的传统方法中，不对磁头组件之间的此间距进行测量。因此，在将用户数据写入扇区时，为了防止脉冲串D因为写磁头与读磁头之间间距变化的影响被覆盖并被擦除，所以这样设置写时间，以致在脉冲串D之后足够间距位置开始写用户数据。这样，在脉冲串D与写用户数据之间存在没有数据的空白。这是降低磁盘格式利用率的主要因素，并影响有效使用磁盘。

因此，本发明的目的是提供一种通过测量磁盘驱动系统磁头之间的间距并根据该测量结果调节写数据时间来提高磁盘格式利用率的磁盘驱动系统。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供了一种磁盘驱动系统，该磁盘驱动器系统分别利用互相分离开某个间距设置的写磁头和读磁头将数据写入旋转磁盘和从旋转磁盘读取数据，包括：写入装置，用于在所述磁盘上写入数据；读取装置，用于从所述磁盘读取数据；检测装置，用于在用所述写磁头将所述数据写入所述磁盘时检测所述读磁头的位置，以及在用所述读磁头从所述磁盘读取所述数据时检测所述读磁头的位置；磁头间距测量装置，用于根据所述检测装置检测的所述位置测量所述磁头之间在所述磁盘磁道的圆周方向上的所述间距。

根据在利用写磁头写入所述数据时读磁头所有位置以及在利用读磁头读取所述数据时读磁头所在位置，磁头间距测量装置计算所述间距。

写磁头将间距测量数据写入扇区内距离伺服信息一定间距的位置，根据间距测量数据被写入的位置，磁头间距测量装置计算所述间距。

在同一个写时间，将间距测量数据写入所述磁道的所有扇区内，或者在同一个写时间，将间距测量数据写入从所述磁道中选择的多个扇区内，然后在所述扇区测量所述间距。

此外，在同一个写时间，将间距测量数据写入所述磁盘上所有磁道的各扇区内，或者在同一个写时间，将间距测量数据写入所述磁盘上多个选择磁道的各扇区内，然后在所述扇区测量所述间距。

当所述间距在所述磁盘的径向方向增大时，对于每个磁道，提高间距测量数据将写入其内的扇区的数量。

以所述伺服信息的写入频率，或者以将数据写入所述磁盘的数据区的写入频率，将间距测量数据写入根据所述伺服信息预定的位置。

此外，在读取写入的间距测量数据时，磁头间距测量装置获得读磁头的位置，并计算所述间距。

根据所述伺服信息，检测读磁头的所述位置，并通过从根据所述伺服信息预定的位置顺序递增读磁头的读时间来检测读磁头的所述位置，或者通过从根据所述伺服信息预定的位置顺序递减读磁头的读时间来检测读磁头的所述位置。

此外，通过更新读磁头的读时间，同时以根据所述伺服信息预定的位置为中心，交替重复递增或递减读磁头的读时间，来检测读磁头的所述位置，或者通过将间距测量数据的结束位置包括在在读磁头读时间打开的搜索窗口，检测读磁头的所述位置。

根据与包含所述结束位置的多个所述搜索窗口对应的多个所述读时间中的最长读时间，确定读磁头的所述位置。

读磁头在同一个读时间对间距测量数据写入其内的多个所述扇区进行读操作。

此外，选择对其测量在磁盘径向方向上的所述间距的多个位置，并且通过根据对应于所述位置测量的所述间距进行内插，可以确定未测量的、与其它位置相关的所述间距，并且以规则间隔选择用于测量所述间距的多个位置。

将利用磁头间距测量装置测量的间距存储到系统的内部存储器，或所述磁盘内。

在接通系统电源时，测量并存储间距，而在重新接通系统电源时，读出该间距。

在将数据写入所述磁盘时，通过将所述间距与写入此数据的位置相加，确定写磁头的写时间。

附图说明

图1示出磁盘驱动系统配置的原理框图；

图2示出写入磁盘的伺服信息的再生信号的波形；

图3示出用于在磁盘的圆周方向测量读磁头与写磁头之间间距的数据的写状态和读状态；

图4示出检测用于在磁盘的圆周方向测量读磁头与写磁头之间间距的数据的读基准值的操作过程；

图5示出在考虑到根据读基准值获得的读磁头与写磁头之间间距的写时间，将用于在磁盘的圆周方向测量读磁头与写磁头之间间距的数据写入的状态；

图6示出测量读磁头与写磁头之间间距的测量过程的流程图；

图7a和图7b示出在考虑到读磁头与写磁头之间间距的写时间，写入在磁盘的圆周方向测量读磁头与写磁头之间间距的数据的情况下的波形；

图8示出测量读磁头与写磁头之间间距的另一个测量过程的流程图；

图9示出测量读磁头与写磁头之间间距的另一个测量过程的流程图；

图10示出在图9所示的测量过程如何设置时间。

本发明的详细说明

为了说明本发明的作用，以下将对根据本发明的一般磁盘驱动系统进行说明。

在图1中以方框图形式示出被用作HDD的传统磁盘驱动器配置。磁盘驱动器1主要包括两部分，即设置在外壳内的磁盘盒部分2和电路板组件部分3。磁盘驱动器1与诸如个人计算机的主机系统4相连。

磁盘盒部分2包括：磁盘21、磁头22、主轴马达23、音圈马达24以及前置放大器25，主轴马达23驱动磁盘21以特定方向高速旋转。磁头22被固定到磁头臂(未示出)的前端，磁头臂安装在音圈马达24上，并且当驱动音圈马达24时，磁头22在与磁道(或柱面)横切的、磁盘21的径向方向上移动，因此扫描要求的磁道(或柱面)。

磁头22包括一个在某些情况下可以进行写和读的磁头，但是在此实施例中，磁头22包括写磁头Hw和读磁头Hr，它们在磁盘圆周方向互相分离开某个间距安装在磁头臂前端，从而利用不同的磁头进行写和读。此外，为了从磁盘21上移开磁头22并在磁头22不进行扫描时支撑磁头22，通常设置斜面机构用于放置磁头臂的前端。

将磁头22读取的记录数据送到前置放大器25，前置放大器25对此记录数据进行放大并将此记录数据作为再生信号输出。在磁头22的记录信号送到前置放大器25时，前置放大器25将待记录的数据送到磁头22以将此数据记录到磁盘21预定磁道上的写位置。

另一方面，电路板组件单元3包括：MPU 31、硬盘控制器32、读/写通道33、伺服控制器34、驱动器35、驱动器36、闪速ROM 37以及RAM 38，它们均被安装在电路板上。

MPU 31根据存储在ROM 37内存储的程序工作，对整个磁盘驱动系统1进行控制，并主要进行对磁头22的位置控制、进行接口控制、对外围LSI进行初始化和设置、进行缺陷管理等。

硬盘控制器包括RAM 38，它进行纠错、产生PLL时钟等，硬盘控制器是对系统4的输入和输出进行控制的接口。伺服控制器34驱动主轴马达23和音圈马达24，并根据MPU 31输出的命令，对主轴马达23的驱动程序35和音圈马达24的驱动程序36进行控制。

读/写通道33对硬盘控制器32提供的、待写入磁盘21的数据进行修改，并将它输出到前置放大器25，它从利用磁头22从磁盘21读出并被磁头IC输出的信号中检测数据，对该数据进行编码调制，并将该数据输出到硬盘控制器32。

如上所述，对磁盘驱动系统1进行配置，并将数据写入并记录到磁头22跟踪的磁盘21的同心圆形式磁道上，利用跟踪磁道的磁头22，读取并再生记录数据。利用磁头22的写磁头Hw写入数据，并利用磁头22的读磁头Hr读取数据。

不止一个伺服数据被设置到磁盘21的径向信号模式中，并且利用该伺服数据可以对磁盘21进行高精度伺服控制，还可以实现高数据密度。以上就是伺服数据的作用。

图2示出磁头22写入磁盘磁道内的伺服数据的再生信号波形的特定例子。在图2中，水平轴表示时间，垂直轴表示信号振幅。

在图2中，SM表示伺服标记的数据部分，GC表示格雷码数据，A、B、C和D分别表示脉冲串A、脉冲串B、脉冲串C和脉冲串D。脉冲串D之后的脉冲串是哑脉冲串。图2所示的再生信号在哑脉冲串之后没有数据。

接着，将参考图3至图9说明根据本发明磁盘驱动系统的实施例。

如上所述，在传统磁盘驱动器中，因为不知道安装在磁盘驱动器内磁头组件上的两个磁头(写磁头和读磁头)之间的准确间距，所以磁头组件之间间距的变化会对写入扇区的用户数据产生影响。因此，在将用户数据写入扇区时，为了防止脉冲串D被覆盖以及被擦除，要求这样设置写时间，即在脉冲串D之后的足够间距位置开始进行写。

因此，在本实施例的磁盘驱动系统中，通过将所述间距的测量数据写入磁盘然后读取所述数据，确定读磁头与写磁头在磁盘圆周方向上的间距后，设置将数据写入磁盘的时间。根据上述测量过程提供的读磁头与写磁头在圆周方向上的间距，确定写时间，然后将用户数据写入磁盘。

在本实施例的磁盘驱动系统中，采用与图1所示的磁盘驱动器具有相同系统配置的磁盘驱动器。与传统磁盘驱动系统类似，对磁盘驱动系统1的内部磁盘进行格式化，磁头22具有安装在磁头臂前端上的写磁头Hw和读磁头Hr，磁头臂由音圈马达24驱动，写磁头Hw和读磁头Hr分别专门用于进行写和读。写磁头Hw和读磁头Hr之间间距的测量方法与在磁盘旋转方向将其中一个磁头设置在另一个磁头之前或之后无关，但是以下描述是以将读磁头Hr设置在写磁头之前的情况进行的。

在此，将参考图3至图5说明写磁头Hw与读磁头Hr之间在圆周方向上的间距的测量方法。这些图用原理图示出被写入磁盘21的柱面上的数据，并且水平轴表示时间。写磁头Hw和读磁头Hr被示为小方框，并且表示写磁头Hw的方框的垂直长度比表示读磁头Hr的方框的垂直长度要长。根据读磁头Hr的操作时间确定磁头22的写时间和读时间。

首先，在将用户数据写入磁盘之前，在磁盘的径向方向写入读磁头Hr与写磁头Hw之间间距的测量数据。在间距测量数据模式的前端，附加表示间距测量数据开始的同步标记SM。作为读磁头Hr和写磁头Hw之间在磁盘圆周方向上的间距测量数据，还可以采用用于校正后伺服数据的数据模式。

首先，确定待写入数据的目标柱面，选择靠近目标柱面的柱面，然后将磁头22保持在选择柱面之上。图3(a)示出在写入用户数据之前、磁头22保持在其上的磁道扇区的初始状态，它还示出设置在被写入扇区前端的伺服数据的后端的脉冲串D。在脉冲串D之后，写入数据。

在初始状态之后，将测量数据模式写入磁头保持在其上的扇区内。图3(b)示出写状态。将此状态下的写磁头Hw的写基准值Tw设置到足以防止脉冲串D的数据被测量数据模式覆盖以及被擦除的大数值。根据脉冲串D前端的位置设置写基准值Tw。

由于在写磁头Hw与读磁头Hr之间间距L，所以将测量数据模式写入扇区的写时间延迟到写基准值Tw之后，延迟量为由于间距L所需的时间，并且在该状态下，不能准确确定开始写测量数据模式的位置。

在将测量数据模式写入此扇区后，操作模式由写模式转换为读模式，并将被写入此扇区的测量数据读出以获得读基准值Tr。读基准值Tr与开始写测量数据模式的位置对应，因此检测到测量数据模式的前端位置。图3(c)示出测量数据模式的读状态。

由于读基准值Tr与开始写测量数据模式的位置对应，并且写基准值Tw已知，所以在获得读基准值Tr时，可以利用如下等式得出读磁头Hr与写磁头Hw之间在圆周方向上的间距L。

L＝Tw-Tr

如果写磁头Hw被设置在读磁头Hr之前，则将上述等式中的Tw和Tr互相交换。

以下将参考图4说明获得读基准值Tr的过程。与图3(c)相同，图4(a)示出读状态，图4(a)还示出读基准值Tr与测量数据模式的前端位置对应。为了获得读基准值Tr，检测附加在测量数据模式前端的同步标记。

从脉冲串D数据模式的后端开始检测同步标记，并打开位于读磁头Hr之后、窗口宽度为w的搜索窗口Ws，同时每隔读时间t增大搜索窗口。搜索窗口Ws的搜索范围是在读时间t位于读磁头Hr前端之后的W。为什么在脉冲串D数据模式的后端开始检测同步标记的原因在于，在写入脉冲串D的区域内显然不存在测量数据模式，并且可以有效检测到测量数据模式的同步标记。

图4(b)示出利用此搜索窗口Ws检测同步标记的状态。由于在每个读时间t均打开搜索窗口，所以在时间轴上会逐一出现多个搜索窗口Ws。在该图中，用虚线示出在宽度W内不包括同步标记的搜索窗口，而用实线示出包括同步标记的搜索窗口。包括同步标记的搜索窗口的数量根据各读时间t之间的时间间隔和搜索窗口Ws的宽度w发生变化。

利用包括同步标记的那些搜索窗口Ws确定读基准值Tr。也就是说，确定搜索窗口Ws的后端、作为多个包括同步标记的窗口的读时间中最长读时间的读时间t与读基准值Tr匹配。取此搜索窗口的读时间t为读基准值Tr。如上所述，利用搜索窗口Ws可以获得读基准值Tr。

在获得读基准值Tr时，利用上述等式计算读磁头Hr与写磁头Hw之间在磁盘圆周方向上的间距L。接着，将参考图5说明利用此间距L获得将数据写入扇区的时间。图5(a)示出与图3(a)所示的初始状态相同的状态，在此状态下，选择待将数据写入其上的磁道，并且磁头22保持在该磁道的上方。

当在脉冲串D之后写入预定数据模式时，在传统磁盘驱动系统中，为了防止脉冲串D的数据因为写入预定数据模式被擦除，为读时间设置足够时间余量，但是，在本实施例的磁盘驱动系统中，由于可以测量并准确确定磁头22的读磁头Hr与写磁头Hw之间在磁盘圆周方向上的间距L，所以，例如，如果在脉冲串D之后写入数据模式，则在设置写开始位置时可以考虑读磁头Hr与写磁头Hw之间的间距L。考虑了此间距L后，写磁头Hw的写时间就可与开始写数据的目标位置匹配。

图5(b)示出写入预定数据模式的状态。在此说明如何确定数据模式的写时间。间距L是利用上述等式计算的、写基准值Tw与读基准值Tr之间的差值。如果已经确定了开始写数据模式的目标位置T，则利用如下等式获得写磁头的写开始位置Tws。

Tws＝T+L

图5(b)示出紧跟在脉冲串D之后写入预定数据模式的情况。尽管可以将目标位置T设置为脉冲串D的数据长度，但是在这种情况下，将目标位置T设置为具有脉冲串D的数据长度和余量的长度。

如上所述，通过在写入预定数据模式之前写入读磁头Hr与写磁头Hw之间间距的测量数据模式，并通过检测出现间距测量数据模式前端的读时间，可以准确确定装入磁盘驱动器的读磁头Hr与写磁头Hw之间在磁盘圆周方向上的间距L。即使在安装磁头时不检验读磁头Hr与写磁头Hw之间的间距L，仍可以根据计算的间距L，确定写磁头Hw的写时间与读磁头Hr的读时间之间的关系。因此，可以确定相对于读磁头Hr的写时间，并因此可以将预定数据模式写入应该写入数据模式的区域。

对于上述所述的操作过程，采用图1所示的磁盘驱动器的读/写通道33的功能，这样就可以实现对磁盘圆周方向上间距的测量数据进行写操作和读操作，并可以测量磁头22的读磁头Hr与写磁头Hw之间在磁盘圆周方向上的间距。

接着，将参考图6、图8以及图9所示的流程图说明测量读磁头Hr与写磁头Hw之间在磁盘圆周方向上的间距的特定例子。图6示出在从脉冲串D后端的位置开始递增读时间时，检测测量数据模式的操作过程流程图。图8示出在从测量数据模式前端位置之后的位置开始递减读时间时，检测测量数据模式的操作过程流程图。图9示出在由适当设置的中间值交替递增和递减读时间时，检测测量数据模式的操作过程流程图。

在图6所示的流程图中，首先，将操作模式设置为写模式以写入读磁头与写磁头之间在磁盘圆周方向上的间距的测量数据。在写入预定数据模式之前，对要首先写入的读磁头与写磁头之间在磁盘圆周方向上的间距测量数据，例如，用于校正后伺服数据的数据模式进行设置，并设置写入测量数据的写时间(步骤S1)。根据读磁头Hr的操作时间确定写时间，并且为了防止脉冲串D的数据被测量数据覆盖，写时间要与脉冲串D的后部具有足够的余量。

此后，以预定转数驱动磁盘21，磁头22保持在待写入测量数据的磁道上。在此位置，在已经设置的写时间，开始将测量数据模式写入此磁道的预定扇区或全部扇区(步骤S2)。图7a示出写入扇区内的测量数据的再生信号波形。

如果已经写入磁盘21的测量数据(步骤S3)，则将操作模式转换为读模式以读取读磁头与写磁头之间在磁盘圆周方向上的间距的测量数据(步骤S4)。

然后，设置读磁头Hr的读时间t(x)以检测读磁头与写磁头之间在磁盘圆周方向上的间距的测量数据模式的前端(步骤S5)。在从读取脉冲串D的数据模式的后端时的读时间开始以预定间隔顺序递增的同时，读时间t(x)被更新。

由于在写入测量数据模式时读磁头Hr的位置是写基准值Tw，所以顺序递增读时间直到读磁头Hr的位置变为此写基准值Tw。如果读磁头Hr位于写磁头Hw之前，则开始写测量数据模式的位置总是在读磁头Hr之后，因此通过顺序递增读时间可以检测开始写测量数据模式的位置。

对于围绕磁道、在其中写入测量数据模式的各扇区，如图4(b)所示，在步骤S5设置的读时间t(x)，打开搜索窗口Ws(步骤S6的“否”)。对于围绕磁道的各扇区，确定在搜索窗口Ws的边界内是否存在位于测量数据的前端的同步标记(步骤S7)。

如果搜索窗口在任何一个扇区内均未检测到同步标记，则围绕该磁道的各扇区的同步标记的检测/读数量为0。如果检测到同步标记，则将各扇区同步标记的检测/读数量加1以获得围绕该磁道的同步标记的检测/读数量(步骤S8)。

在这种情况下，如果测量数据模式写入其内的扇区号量为100，则同步标记的总检测/读数量为100。在对总数100进行计数时，存储此数作为成功计数数。存储对成功计数数进行计数的读时间t(x)(步骤S9)。此时，对于围绕磁道的所有扇区，已经完成在步骤S5设置的写时间t(x)进行同步标记检测/读过程。然后，处理过程返回步骤S5，在步骤S5，将读时间t(x)递增到读时间t(x+1)，并且用读时间t(x+1)代替读时间t(x)。此后，在更新的读时间t(x)，检测/读测量数据内的同步标记。

如果到写基准值Tw时已对所有读时间t(x)完成了数据模式内的同步标记的检测/读(对于步骤S6的“是”情况)，则根据图4(b)所示的原理，取在步骤S7计数成功计数数时的各读时间t(x)中的最长读时间t(x)为读基准值Tr(步骤S10)。

在获得读基准值Tr时，利用已知的写基准值Tw，根据等式L＝Tw-Tr可以给出读磁头与写磁头之间在磁盘圆周方向上的间距L，并因此对各磁盘驱动器获得读磁头Hr与写磁头Hw之间。

根据间距L，利用上述等式Tws＝T+L，确定写目标位置T的预定数据模式的写开始位置Tws。利用图7b所示的再生信号波形示出其一个特定例子。此图示出在脉冲串D数据模式之后已写入预定数据模式的状态。

在这种状态下，将测量数据模式作为预定数据模式写入，并保持首先写入的测量数据模式以进行比较。从此图中可以看出，可以非常靠近脉冲串D数据模式写入预定数据模式，因此不浪费空间。

接着，参考图8所示的流程图，对在测量数据模式前端之后的预定位置开始递减读时间的同时，检测测量数据模式的操作过程进行说明。除了设置读时间t(x)的过程，即图6所示的步骤S5替换为图8所示的步骤S11之外，此流程图与图6所示的、测量读磁头与写磁头之间在磁盘圆周方向上的间距的操作过程的流程图相同。因此，仅对步骤S11的操作过程进行说明。其它步骤的操作过程与图6所示的相应步骤的操作过程相同。

在图6所示的操作过程流程图中，在从脉冲串D的后端开始递增读时间的同时，检测读磁头与写磁头之间在磁盘圆周方向上的间距的测量数据模式。然而，在图8所示的操作过程流程图中，在从数据模式前端之后的预定位置开始递减读时间的同时，检测该数据模式。

对于在从脉冲串D的后端开始递增读时间t(x)的同时设置读时间t(x)的情况，则如果首先写入测量数据模式的位置与脉冲串D的后端之间的间距比读磁头与写磁头之间的间距大，则从脉冲串D的后端到写位置的时间长。为此，不从脉冲串D的后端开始递增读时间t(x)，而是从读基准值Tw开始以预定间隔递减。步骤S11之后的处理过程与图6所示的处理过程相同。

接着，参考图9和图10，说明在从适当设置的中间值开始交替递增和递减读时间时，检测数据模式的操作过程。在此操作过程中，从将操作模式设置为首先写入测量数据的写模式的步骤到将操作模式转换为读取写入的测量数据模式的读模式的步骤的流程与图6所示的流程图中从步骤S1到步骤S4的流程相同，因此为了简化说明此操作过程，在图9所示的流程图中未示出此流程。

参考图10，概括说明从适当设置的中间值开始交替递增和递减读时间的过程。将中间值Tc设置在脉冲串D的后端与写基准值Tw之间的适当位置(如图10(a)所示)。在搜索预定读区域时，根据此中间值Tc，以预定间隔交替递增和递减读时间t(x)以产生所有读时间t(x)((b)至(e))。

在图9所示的流程图中，在将操作模式转换为读取读磁头与写磁头之间在磁盘圆周方向上间距的测量数据的读模式后，将读时间设置模式设置为读时间递增的递增模式，或读时间递减的递减模式(步骤S21)。首先，将读时间设置模式设置为递增模式，如图10所示。

接着，选择设置读时间所需的中间值Tc。例如，选择脉冲串D数据模式的后端与读基准值Tw之间的中心位置。根据此中间值Tc设置读时间t(x)(步骤S22)。

由于在初始状态将读时间设置模式设置为递增模式(步骤S23的“是”)，所以将已经设置的读时间t(x)递增1以产生递增侧读时间tp(x+1)，取递增侧读时间tp(x+1)作为读时间t(x)(步骤S24)。

在设置读时间t(x)之后进行的测量数据模式前端的检测/读过程与图6所示的步骤S7至步骤S9的处理过程相同。也就是说，对于围绕磁道、已经写入测量数据模式的各扇区，在步骤S24设置的读时间t(x)打开搜索窗口Ws(步骤S26的“否”)，并且对于围绕磁道的各扇区，确定在搜索窗口Ws的边界内是否存在测量数据模式同步标记(步骤S27)。

如果对已经写入测量数据模式的扇区检测到同步标记，则对各扇区的检测/读数量加1以获得围绕磁道的总检测/读数量(步骤S28)。

存储围绕磁道、已经在其中写入测量数据模式的扇区的检测/读数量作为成功计数数。存储对成功计数数计数时的读时间t(x)(步骤S29)。此时，对于围绕磁道的所有扇区，完成在步骤S5设置的读时间t(x)检测/读同步标记的过程。

由于在此步骤之前，读时间t(x)是递增侧读时间tp(x)(步骤S30的“是”)，所以将读时间设置模式设置为递减模式，这样就取递减侧读时间tn(x)作为读时间t(x)(步骤S31)。

此后，处理过程返回步骤S22，并且根据递减模式操作过程(步骤S23的“否”)，递减已经获得的读时间t(x)以产生递减侧读时间tn(x-1)，取其作为读时间t(x)(步骤S25)。从步骤S26到步骤S29对围绕磁道的各扇区进行检测/读数量进行计数的过程与递增侧读时间情况的此过程相同。

如上所述，通过在步骤S31设置的递减模式与步骤S31设置的递增模式之间交替转换，在在递增侧读时间tp(x)与递减侧读时间tn(x)之间重复交替时，可以分别对递增侧和递减侧设置预定间隔递增1的读时间t(x)，如图10所示。

如果在对应于从脉冲串D数据模式的后端到写基准值Tw的各位置的所有读时间都完成检测/读同步标记(步骤S26的“是”)，则与图6或图8所示的步骤S10的处理过程相同，取在步骤S29对成功计数数进行计数时的各读时间t(x)中的最长读时间t(x)作为读基准值Tr(步骤S33)。

在获得读基准值Tr时，可利用等式L＝Tw-Tr给出读磁头与写磁头之间在磁盘圆周方向上的间距L，并因此可以获得各磁盘驱动器的读磁头Hr与写磁头Hw之间的间距。根据测量的间距L，利用上述等式Tws＝T+L，确定写目标位置T预定数据模式的写开始位置Tws。

如上所述，在本实施例的磁盘驱动系统中，由于利用磁盘驱动器本身可以测量读磁头与写磁头之间在磁盘圆周方向上的间距或时间差，所以可以准确设置写数据时间，并因此可以提高磁盘格式的利用率。

在测量读磁头与写磁头之间在磁盘圆周方向上的间距时，事先将测量数据模式写入适当位置，然后在顺序前移位或后移位测量数据读时间因而可在大范围的读时间内进行检测的情况下，检测测量数据的写开始位置，因此，可以将测量误差降低到最下。

由于用于测量磁盘圆周方向上的间距的基准位置是伺服信息内的伺服标记的位置，所以可以与伺服时间同步地写测量数据模式，从而能够根据伺服标记准确写入。

由于测量数据模式被写入距离伺服信息的后端具有足够间距且恢复时钟时延小的区域内，所以写入测量数据模式时不会错误地覆盖伺服信息。此外，由于在写入数据之前测量磁头之间的间距，所以写入数据的信息不会被擦除。

如果测量数据模式的写频率与伺服信息的写频率相同，则在部分伺服功能用作测量功能时，容易读取数据模式。此外，如果测量数据模式写频率与用户数据写频率相同，则可以实现高分辨率。

此外，在磁头臂在磁盘径向方向移动，而磁头保持在磁道上方时，磁头之间在磁道圆周方向上的间距会因为磁道在磁盘径向方向上的位置的不同而不同，因此通过对所有磁道测量磁头之间的间距，可以降低径向方向的测量误差，因此可以提高间距测量的精度。另一方面，通过事先选择多个用于测量磁盘径向方向上的间距的位置，以及通过根据磁头之间已测量的间距进行内插，相对于其它位置确定未测量的磁头之间的间距，可以减少用于测量磁头之间间距的位置的数量，从而缩短了测量时间。

通过以有规则间隔在磁盘的径向选择多个位置，可以简化内插计算过程。

另一方面，在磁头之间在圆周方向上的间距在磁盘的圆周方向上非常不同的区域内，可通过增加径向方向测量位置的数量进一步减少测量位置的数量，从而提高了测量精度。

如果用于测量磁头之间间距的位置的数量与用于修改数据读/写解调参数的位置的数量相同，则对于此数据可以非常容易地使用该磁头。

此外，通过利用位于用于测量磁头之间间距的位置之前和之后的几个柱面测量磁头间距，并根据利用几个柱面的测量结果获得测量间距的中值以取该中值作为位于该位置的磁头之间的间距，即使用于测量的扇区不正常，仍可以防止出现测量错误。

如果测量数据模式被写入，当在同一个写时间，在磁道所有扇区内测量磁头之间间距，并且读取所有数据模式以取利用磁道上所有扇区被读取的区域末端为磁头之间的间距时，如果恰好有少量数据模式不能被读出，则不将此计数数看作成功数，因此，考虑到磁盘转数的波动，所测量的磁头之间间距比磁头之间的实际间距小。

此外，如果在同一个写时间，测量数据模式被写入磁道上的所有扇区，并且读取所有数据模式以取能利用磁道上的所有扇区以特定比例被读取的区域末端作为磁头之间的间距，则即使少数数据模式不能被读取，仍将此计数数看作成功数，因此所测量的磁头之间间距比磁头之间的实际间距大。在这种情况下，可以忽略磁盘转数的波动。

此外，通过在同一个写时间，将测量数据模式写入围绕磁道的部分扇区内，并且对于被写入数据模式的扇区，取可以被读取的区域末端作为磁头之间间距，可以缩短测量时间，但是不能适应扇区之间测量的变化。

还可以在每次将数据写入磁道数据区时，设置测量磁头间距的测量时间，也可以在接通电源时设置测量磁头间距的测量时间。在这些情况下，由于提高了测量精度，但是要求的测量时间长，所以还可以在磁盘驱动器的制造过程中而非在发货之后，测量磁头间距。

此外，将利用磁盘驱动系统测量的磁头间距存储到设置在磁盘驱动器内的存储器内，或者写入磁盘的预定区域。在写入数据时可以读取测量间距以确定写入数据的位置。还可以在接通电源时，读取测量间距。

如上所述，在根据本发明的磁盘驱动系统中，由于在写入预定数据模式之前，事先写入间距测量数据模式，并且关于出现被写入的间距测量数据模式前端的读时间被检测，所以可以准确确定装入磁盘驱动器的读磁头与写磁头之间在磁盘圆周方向上的间距。

即使不在安装磁头时检验写磁头与读磁头之间的间距，根据计算的间距，也可以确定写磁头的写时间与读磁头的读时间之间的关系。因此，可以确定相对于读磁头的写时间，并且可以将预定数据模式写入应该写入数据模式的区域内，并因此提高了磁盘格式的利用率。

Claims

1.一种磁盘驱动系统，该磁盘驱动器系统分别利用互相分离开某个间距设置的写磁头和读磁头将数据写入旋转磁盘和从旋转磁盘读取数据，包括：

写入装置，用于在所述磁盘上写入数据；

读取装置，用于从所述磁盘读取数据；

检测装置，用于在用所述写磁头将所述数据写入所述磁盘时检测所述读磁头的位置，以及在用所述读磁头从所述磁盘读取所述数据时检测所述读磁头的位置；

磁头间距测量装置，用于根据所述检测装置检测的所述位置测量所述磁头之间在所述磁盘磁道的圆周方向上的所述间距。

2.根据权利要求1所述的磁盘驱动器系统，其中根据利用写磁头写入所述数据时读磁头的位置和利用读磁头读取所述数据时读磁头的位置之间的差，磁头间距测量装置计算所述间距。

3.根据权利要求1所述的磁盘驱动器系统，其中写入装置用写磁头将间距测量数据写入扇区内距离伺服信息某个间距的位置，并且其中磁头间距测量装置根据利用所述写磁头将所述数据写入所述磁盘时和利用读磁头从所述磁盘读取所述数据时之间的时间差计算所述间距。

4.根据权利要求3所述的磁盘驱动器系统，其中在同一个写时间，将间距测量数据写入所述磁道的所有扇区内，并在所述扇区测量所述间距。

5.根据权利要求3所述的磁盘驱动器系统，其中在同一个写时间，将间距测量数据写入所述磁道上的多个选择扇区内，并在所述扇区测量所述间距。

6.根据权利要求3所述的磁盘驱动器系统，其中在同一个写时间，将间距测量数据写入所述磁盘的所有磁道的各扇区内，并在所述扇区测量所述间距。

7.根据权利要求3所述的磁盘驱动器系统，其中在同一个写时间，将间距测量数据写入所述磁盘的多个选择磁道的扇区内，并且在所述扇区测量所述间距。

8.根据权利要求3所述的磁盘驱动器系统，其中在所述读磁头和所述写磁头之间的距离在所述磁盘的圆周方向上显著不同时，对于各磁道，写入间距测量数据的扇区量增加。

9.根据权利要求3至8之任一所述的磁盘驱动器系统，其中将间距测量数据写入根据所述伺服信息预定的位置。

10.根据权利要求9所述的磁盘驱动器系统，其中以所述伺服信息的写频率写入间距测量数据。

11.根据权利要求9所述的磁盘驱动器系统，其中以写入所述磁盘数据区的数据的写频率写入间距测量数据。

12.根据权利要求3-8中任一项所述的磁盘驱动器系统，其中所述检测装置根据所述伺服信息，检测在用所述写磁头将所述数据写入所述磁盘时的位置，以及在用所述读磁头从所述磁盘读取所述数据时所述读磁头的位置。

13.根据权利要求12所述的磁盘驱动器系统，其中通过从根据所述伺服信息预定的位置开始顺序递增读磁头的读时间，检测读磁头的所述位置。

14.根据权利要求12所述的磁盘驱动器系统，其中通过从根据所述伺服信息预定的位置开始顺序递减读磁头的读时间，检测读磁头的所述位置。

15.根据权利要求12所述的磁盘驱动器系统，其中通过在以根据所述伺服信息预定的位置为中心，交替重复递增和递减读磁头的读时间的同时更新读磁头的读时间，检测读磁头的所述位置。

16.根据权利要求12所述的磁盘驱动器系统，其中通过将间距测量数据的结束位置包括在在读磁头的读时间打开的搜索窗口中，检测读磁头的所述位置。

17.根据权利要求16所述的磁盘驱动器系统，其中根据与包含所述结束位置的多个所述搜索窗口对应的多个所述读时间中最大的一个，确定读磁头的所述位置。

18.根据权利要求12所述的磁盘驱动器系统，其中读磁头在同一个读时间对间距测量数据写入其内的多个所述扇区进行读操作。

19.根据权利要求1至3之任一所述的磁盘驱动器系统，其中所述数据在所述磁盘的径向方向写入多个扇区中的每一个，所述多个扇区选择用来测量所述磁头之间的所述距离，所述磁头间距测量装置通过基于对应所述选择的扇区而测量的所述间距进行内插或外插，相对于未选择的其他扇区确定所述磁头之间的间距。

20.根据权利要求19所述的磁盘驱动器系统，其中以规则间隔选择用于测量所述间距的多个位置。

21.根据权利要求1至8之任一所述的磁盘驱动器系统，其中存储利用磁头间距测量装置测量的间距。

22.根据权利要求21所述的磁盘驱动器系统，其中将利用磁头间距测量装置测量的间距存储到该系统的内部存储器内。

23.根据权利要求21所述的磁盘驱动器系统，其中将利用磁头间距测量装置测量的间距存储到所述磁盘。

24.根据权利要求21所述的磁盘驱动器系统，其中在接通系统电源时，测量并存储所述间距。

25.根据权利要求21所述的磁盘驱动器系统，其中在接通系统电源时，读出所述间距。

26.根据权利要求21所述的磁盘驱动器系统，其中在将用户数据写入所述磁盘时，通过将所述间距与写入所述用户数据的位置相加来确定写磁头的写时间。