CN1463006A - 盘驱动器中读数据的纠错方法和装置 - Google Patents

Abstract

公开了包括读通道(10)的盘驱动器和包含纠错单元(60)的盘控制器(6)，所述读通道(10)包含解码器(102)和EP单元(103)。EP单元(103)产生差错位置信息，所述差错位置信息指示解码器(102)输出的数据中的差错位置。盘控制器(6)具有累积差错位置信息的EP缓冲存储器(62)。纠错单元(60)使用来自EP缓冲存储器(62)的高度精确的差错位置信息执行纠错。

Description

盘驱动器中读数据的纠错方法和装置

技术领域

本发明通常涉及盘驱动器领域，尤其涉及读取操作时的纠错技术。

背景技术

通常，其典型实例为硬盘驱动器的盘驱动器通过读写头在磁盘介质上记录数据，并且从磁盘介质读取数据。在这个用于读取数据的读取操作中，读通道根据从读写头输出的数据信号将数据还原(解码)成作为原始记录数据的用户数据。

在读取操作中，诸如噪声的影响会使数据信号中包含的数据位行产生差错。在普通盘驱动器中，检纠错(ECC)处理所需的ECC数据被加到磁盘介质上记录的用户数据(以扇区为单位的数据)中。驱动器的盘控制器(HDC)具有纠错单元，纠错单元使用从读通道输出的用户数据和ECC数据执行检错/纠错处理。

如果可以获得指示用户数据中出现差错的差错位置的差错位置信息，HDC的纠错单元可以表现出良好的纠错能力。近年来，人们开发出包含疑符(erasure)指针(此后称作″EP单元″)的读通道，疑符指针根据用户数据的解码输出产生差错位置信息。

EP单元产生差错位置信息，差错位置信息使得数据位行中例如不能区分为″0″或″1″的位位置(bit position)被定为疑符。也就是说，差错位置信息是指示已出错可能性非常高的差错位置的信息。然而在某些情况下，EP单元产生的差错位置信息中包含这样的信息，使得实际没有出现差错的区域也被标识成差错位置。在纠错单元中，如果使用具有低可靠性的差错位置信息，则纠错能力退化的可能性会甚于没有使用差错位置信息的情况。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供了包含纠错单元的盘驱动器，所述纠错单元使用可靠的差错位置信息校正从盘介质读取的数据。

盘驱动器包括读取盘介质上记录的数据的读单元；产生差错位置信息的疑符单元，所述差错位置信息指定读单元读取的数据中具有高出错可能性的差错位置；累积差错位置信息的存储单元；和纠错单元，所述纠错单元使用存储单元中累积的差错位置信息对读单元读取的数据执行纠错处理。

附图说明

被说明书引用并且构成说明书组成部分的附图图解了本发明的实施例，并且和前面的概括说明、下面针对实施例的详细描述一起被用来说明本发明的原理。

图1的模块图示出了基于本发明实施例的盘驱动器的主要部分。

图2的模块图示出了基于实施例的盘控制器的主要部分。

图3的流程图说明了基于实施例的纠错操作的过程。

图4的模块图示出了基于实施例的修改例子的盘控制器的主要部分。

图5的流程图说明了处理基于修改例子的差错位置信息的方法。

具体实施方式

下面说明本发明的实施例。

(盘驱动器的结构)

如图1所示，盘驱动器具有盘介质1(记录介质)，主轴电机(SPM)2和磁头3。

在对数据进行读/写操作(记录回放操作)时，SPM 2高速旋转磁盘介质1。盘介质1是通过磁记录系统记录数据的磁记录介质。

磁头3具有读取数据的读磁头和写数据的写磁头。磁头3具有这样的结构，其中读头和写头分别被安装在相同的滑动器上。此外，通过装载在被称作传动器的头移动机构上，磁头3被构造成沿着盘介质1的径向移动。读磁头是从盘介质1读取数据信号的只读头，通常由巨磁致电阻效应型元件(GMR元件或旋阀型MR元件)构成。另一方面，写磁头是感应头，并且根据从写放大器提供的写入电流产生记录磁场，以磁的方式在盘介质1上记录数据信号。

此外，盘驱动器具有前置放大电路4、读/写通道(数据通道)5、盘控制器(HDC)6和微处理器(CPU)8。CPU 8是驱动器的主控制单元，并且控制头3的定位操作和读尝试操作。

前置放大电路4具有读放大器和写放大器。读放大器放大读取头读取的数据信号(读信号)，并且将数据信号发送到读/写通道5的读通道10。写放大器将从读/写通道5的写通道11提供的数据信号(写数据WD)转换成写入电流，并且将写入电流传送到写磁头。

读/写通道5由读通道10和写通道11构成。写通道11针对来自盘控制器(HDC)6的写数据WD执行诸如编码处理和记录校正处理的处理。

读通道10通常是PRML(部分响应最大似然性)型信号处理电路，并且按照粗略划分，具有AGC放大器100、信号处理单元101、解码器102和EP(疑符指针)单元103。AGC放大器100具有AGC(自动增益控制)功能，并且将数据信号的水平保存在恒定水平。信号处理单元101是例如数字信号处理单元，数字信号处理单元包含例如低通滤波器、A/D(模数)转换器、数字均衡器等等。解码器102将信号处理单元101输出的数据信号(数字信号)解码成原始记录数据(用户数据RD)。

EP单元103产生差错位置信息EP，差错位置信息EP指示解码器102输出的数据(用户数据RD)中间存在高的已出错可能性的位置。差错位置信息EP是使得8位数据中不能区分为例如″0″或″1″的位位置被定为疑符的信息。可选地，差错位置信息EP是指示出错位置区的信息，所述出错位置区指定存在高的已出错可能性的8位数据区。

HDC 6在盘驱动器和主机系统7之间充当接口，并且从主机系统7接收写数据WD，具有向主机系统7发送作为读数据的用户数据(RD)的功能。

(HDC 6的结构)

如图2所示，实施例的HDC 6具有纠错单元(ECC单元)60、数据缓冲存储器61、EP缓冲存储器62和EP信息提取单元63。注意，除此之外，HDC 6包含数据传输电路和充当与主机系统7的主机接口的数据(包含命令)发送/接收电路。

数据缓冲存储器61是暂时存储从读通道10发送的用户数据RD的缓冲存储器。数据缓冲存储器61通常以扇区为单位存储用户数据。另一方面，EP缓冲存储器62累积从读通道10中包含的EP单元103输出的差错位置信息EP。除了最近的差错位置信息EP1之外，EP缓冲存储器62累积预定数量的以往差错位置信息EP2、EP3，即差错位置信息的历史记录。

EP信息提取单元63从EP缓冲存储器62中累积的当前和以往差错位置信息EP1到EP3中提取(选择)高度精确的差错位置信息，并且输出到纠错单元60。纠错单元60使用从读通道10发送的ECC数据对数据缓冲存储器61中存储的用户数据执行纠错处理。此时，纠错单元60根据差错位置信息估测用户数据RD的差错位置。

(纠错操作)

下面参照图3的流程图和图1、2描述本实施例的纠错操作。

这里假定读取操作从盘介质1上的指定记录区(指定轨道中包含的指定数据扇区)读取用户数据。在读取操作中，驱动器的CPU 8将头3中包含的读取头定位在盘介质1上的指定轨道上。

读通道10通过读放大器输入读取头读取的数据信号，并且通过AGC放大器100、信号处理单元101和解码器102还原用户数据(包含ECC数据)RD。这里，EP单元103根据解码器102解码的用户数据RD产生差错位置信息EP。

HDC 6在进行读取操作时在数据缓冲存储器61中存储从读通道10发送的用户数据RD，并且在EP缓冲存储器62中累积差错位置信息EP(步骤S1)。这里，读通道10以例如8位为单位向HDC 6发送用户数据。差错位置信息EP是指示存在高的已出错可能性的差错位置(位位置)的信息。存在高的已出错可能性的数据(位)是不能被区分为″0″或″1″的疑符。

在进行读取操作时，当读差错不出现或可以校正读差错时，HDC6根据需要在出错区域被校正之后继续数据传输处理以便向主机系统7发送缓冲存储器61中存储的用户数据RD(步骤S2的″否″、步骤S7)。

另一方面，在进行读取操作时，当HDC 6的纠错单元60检测到一个读取操作的不能被校正的读差错时，CPU 8执行读尝试操作(步骤S2的″是″，步骤S3)。即CPU 8再次针对盘介质1上已经执行读取操作的记录区执行读取操作。CPU 8重复预定次数的读尝试操作。如果仍然不能校正读差错，则CPU 8通过HDC 6向主机系统7提供有关差错不能恢复的通知。

在进行这个读尝试操作时，与进行读取操作时采取的方式相同，HDC 6在数据缓冲存储器61中存储从读通道10发送的用户数据RD，并且在EP缓冲存储器62中累积差错位置信息EP(步骤S4)。因此，在EP缓冲存储器62中累积了最近到以往的差错位置信息EP1到EP3。

EP信息提取单元63使用EP缓冲存储器62中累积的最近到以往的差错位置信息EP1到EP3估测用户数据RD中高度精确的差错位置(步骤S5)。具体地，例如在三次读取操作(读尝试操作)得到的差错位置信息EP1-EP3中，只有被两次或更多次读取操作检测为差错位置的差错位置才被估测为高度精确的差错位置信息。换言之，EP信息提取单元63选择指示例如8位用户数据RD中出错频率相对较高的差错位置的差错位置信息以作为高可靠信息。

纠错单元60使用从读通道10发送的ECC数据对数据缓冲保持器61中保持的用户数据执行纠错处理(步骤S6)。此时，纠错单元60根据EP信息提取单元63提取(选择)的高度精确的差错位置信息估测用户数据RD的差错位置。HDC 6执行数据传输处理以便从数据缓冲存储器61向主机系统7发送完成纠错处理的用户数据RD(步骤S7)。

如上所述，根据本实施例的纠错系统，使用在读取操作(包含读尝试操作)时从读通道10得到的差错位置信息EP，针对其中已出现读差错的用户数据RD执行纠错处理。通过使用在EP缓冲存储器62中累积的最近到以往的差错位置信息EP1到EP3，本实施例的HDC 6通过EP信息提取单元63可以只使用高度精确的差错位置信息。因此，由于纠错单元60可以估测高度精确的差错位置，纠错单元60可以通过较高的纠错能力对用户数据RD执行纠错处理。

注意，在本实施例中，在EP缓冲存储器62中累积指示例如以8位为单位的用户数据RD的差错位置(位)的差错位置信息EP1-EP3。差错位置信息EP1到EP3可以具有这样的结构，其中分配例如每个符号(8位)有若干位的信息，并且每当在执行读取操作时接收到所得到的差错位置信息时，递增(+1)对应于该符号的若干位的信息。此外，可以具有这样的结构，其中每个符号分配一个位的信息，并且每当在执行读取操作时接收到所得到的差错位置信息时，针对对应于该符号的一个位的信息进行″与″运算。简言之，通过每个符号一个位或若干位构成的位信息可以被分配为EP缓冲存储器62中累积的差错位置信息，并且可以使用针对位信息执行预定操作的操作结果，所述位信息对应于最近差错位置信息的符号。

(修改例子)

图4和5是基于本实施例的修改例子的图例。

修改例子是具有确定单元64的结构，确定单元64根据EP缓冲存储器62中累积的以往差错位置信息事先估测可以得到高可靠差错位置信息的区域(位位置)。

具体如图4所示，除了确定单元64之外，基于修改例子的HDC 6具有提取单元65，提取单元65根据读通道10中包含的EP单元103输出的差错位置信息只提取高度精确的差错位置信息。注意，除了这个结构之外的构造类似于图1和2示出的结构。

下面参照图5的流程图描述修改例子的结构和操作。

首先，在本实施例中，HDC 6在进行读取操作时在数据缓冲存储器61中存储从读通道10发送的用户数据RD，并且在EP缓冲存储器62中累积差错位置信息EP。

确定单元64根据EP缓冲存储器62中累积的以往差错位置信息事先估测可以得到高可靠差错位置信息的区域(差错位位置范围)(步骤S10)。此外，确定单元64产生窗口信息，并且向提取单元65输出窗口信息(步骤S11)，其中需要使用窗口信息以达到只通过估测区域的差错位置信息的目的。

当从读通道10的EP单元103输入最近的差错位置信息时，提取单元65根据来自确定单元64的窗口信息只允许通过(提取)估测区域内的差错位置信息以作为差错位置(步骤S12)。

纠错单元60使用从读通道10发送的ECC数据对数据缓冲保持器61中保持的用户数据执行纠错处理。此时，纠错单元60根据提取单元65已经提取(已经通过)的最近和高可靠差错位置信息估测用户数据RD的差错位置。此后，HDC 6执行数据传输处理以便从数据缓冲存储器61向主机系统7发送完成纠错处理的用户数据RD。

简言之，通过根据以往差错位置信息事先估测可以得到高可靠差错位置信息的区域(差错位位置范围)，修改例子可以从最近差错位置信息中排除估测区域以外的差错位置信息。因此，由于可以排除最初不出现差错的区域中包含的差错位置信息，纠错单元60可以只使用高可靠的信息执行纠错处理。

如上所述，根据本实施例及其修改例子，累积可以从EP单元得到的差错位置信息，并且从多个差错位置信息中选择具有相对较高可靠性的差错位置信息。结果，在出现差错的数据中，通过使用高可靠的差错位置信息可以估测高度精确的差错位置。因此，可以改进发生读差错的用户数据的纠错能力。

本领域的技术人员会很容易地想到其它优点和修改。因此，本发明的范围不限于图中示出和这里描述的具体细节和典型实施例。因此，在不偏离如所附权利要求书及其等同描述定义的总的发明构思或范围的前提下，可以进行各种修改。

Claims (20)

1.使用盘介质(1)记录数据的盘驱动器，其特征在于包括：

读取盘介质(1)上记录的数据的读单元(10)；

产生差错位置信息的产生单元(103)，所述差错位置信息指定读单元(10)读取的数据中具有出错可能性的差错位置；

存储差错位置信息的存储单元(62)；和

纠错单元(60)，所述纠错单元(60)使用存储单元(62)中存储的差错位置信息对读单元(10)读取的新数据执行纠错处理。

2.如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于

存储单元(62)存储的指示盘介质(1)上记录数据的记录区的信息与差错位置信息在一起。

3.如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于

产生单元(103)产生差错位置信息，所述差错位置信息指示读单元(10)中包含的解码器(102)解码的数据中估测为差错的位位置。

4.如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于

产生单元(103)产生差错位置信息，所述差错位置信息指示读单元(10)中包含的解码器解码的数据中估测为差错的出错位置区，所述出错位置区由预定数量的位组成。

5.如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于

纠错单元(60)根据存储单元(62)中存储的最近到以往的差错位置信息确定读单元(10)读取的数据中的差错位置。

6.如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于

产生单元(103)产生分配有位信息的差错位置信息，其中通过读单元(10)读取的数据的每个符号一个位或若干位构成所述位信息。

7.如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于还包括：

提取单元(63)，所述提取单元(63)从存储单元(62)存储的差错位置信息中只提取具有相对较高可靠性的差错位置信息以作为指定差错位置的信息。

8.如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于还包括：

控制单元(8)，其中当纠错单元(60)不能校正读单元(10)读取的数据的差错时，控制单元(8)执行读尝试操作，所述读尝试操作再次对盘介质(1)上相同记录区的数据执行读取操作。

9.如权利要求8所述的盘驱动器，其特征在于

当控制单元(8)执行读尝试操作时，存储单元(62)存储产生单元(103)产生的差错位置信息。

10.如权利要求7所述的盘驱动器，其特征在于

提取单元(63)从存储单元(62)存储的差错位置信息中只提取指示具有相对较高频率的差错位置的差错位置信息。

11.如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于还包括：

盘控制器(6)，所述盘控制器(6)包含存储读单元(10)读取的数据的缓冲存储器(61)，并且从缓冲存储器(61)针对主机系统执行数据传输，

其中存储单元(62)和纠错单元(60)被包含在盘控制器(6)中。

12.向主机系统传送从盘介质(1)读取的数据的盘控制器，其特征在于包括：

存储从盘介质(1)读取的数据的缓冲存储器(61)；

存储差错位置信息的存储单元(62)，所述差错位置信息指定数据中具有出错可能性的差错位置；和

纠错单元(60)，所述纠错单元(60)使用存储单元(62)中存储的差错位置信息对缓冲存储器(61)中存储的数据执行纠错处理。

13.如权利要求12所述的盘控制器，其特征在于

由盘驱动器中包含的疑符单元(103)产生差错位置信息，

产生单元(103)被包含在对从盘介质(1)读取的数据进行解码的读单元(10)中，并且产生指示被估测为差错的位位置的差错位置信息。

14.如权利要求12所述的盘控制器，其特征在于

由盘驱动器中包含的疑符单元(103)产生差错位置信息，

疑符单元(103)被包含在对从盘介质(1)读取的数据进行解码的读单元(10)中，并且产生指示被估测为差错、由预定数量的位组成的出错位置区的差错位置信息。

15.如权利要求12所述的盘控制器，其特征在于

纠错单元(60)根据存储单元(62)中存储的最近到以往的差错位置信息确定从盘介质(1)读取的数据中的差错位置。

16.如权利要求12所述的盘控制器，其特征在于还包括：

提取单元(63)，所述提取单元(63)从存储单元(62)存储的差错位置信息中只提取具有相对较高可靠性的差错位置信息以作为指定差错位置的信息。

17.如权利要求12所述的盘控制器，其特征在于

当纠错单元(60)不能校正从盘介质(1)读取的数据的差错时，盘驱动器执行读尝试操作，所述读尝试操作再次对盘介质(1)上相同记录区的数据执行读取操作，并且

存储单元(62)存储伴随读尝试操作的差错位置信息。

18.向第二设备传送从第一设备输入的数据的数据控制器，其特征在于包括：

存储从第一设备输入的数据的缓冲存储器(61)；

存储差错位置信息的存储单元(62)，所述差错位置信息指定从第一设备输入的数据中具有出错可能性的差错位置；

提取单元(63)，所述提取单元(63)从存储单元(62)累积的差错位置信息中只提取指示具有相对较高频率的差错位置的差错位置信息；和

纠错单元(60)，所述纠错单元(60)使用提取单元(63)提取的差错位置信息对缓冲存储器中存储的数据执行纠错处理。

19.对从盘介质读取的数据进行纠错的方法，该方法的特征在于包括：

获得(S1)差错位置信息，所述差错位置信息指示读数据中存在已出错可能性的差错位置；

从多个差错位置信息中提取(S5)相对精确的差错位置信息以估测第二差错位置；和

根据第二差错位置对读数据执行(S6)纠错处理。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于还包括：

当第一读取操作的读数据中产生差错时，执行(S2，S3)读尝试操作；和

在缓冲存储器(62)中累积(S4)读取操作和读尝试操作得到的多个差错位置信息。

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