DE19654589A1 - Verfahren zum Schreiben von Servomustern für das Erkennen feiner Defekte in den Servofehlleistungssignalen eines Festplattenantriebs und dafür geeignete Antriebsschaltung - Google Patents
Verfahren zum Schreiben von Servomustern für das Erkennen feiner Defekte in den Servofehlleistungssignalen eines Festplattenantriebs und dafür geeignete AntriebsschaltungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Festplattenantrieb
(HDD) und insbesondere ein Verfahren zum Schreiben von Servo
mustern für das Erkennen feiner Defekte in den Servofehllei
stungssignalen und eine dafür geeignete Antriebsschaltung.
HDDs werden verbreitet als Hilfsspeichervorrichtungen von
Computersystemen verwendet, um eine Vorrichtung zum Zugriff
auf große Mengen von Daten mit hoher Geschwindigkeit bereit
zustellen. Zusätzlich wurden viele Anstrengungen unternommen,
um die Datenspeicherkapazität eines HDDs zu erhöhen, um den
Anforderungen des Informationszeitalters zu entsprechen, das
heißt, die Zahl der Spuren pro Inch (TPI) der Platten
(Scheiben) zu erhöhen. Eine hohe TPI Dichte ergibt Probleme
bei der Servosteuerung, da die verengte Lücke zwischen den
Spuren, die Spurfehlmarken des Positionsfehlersignals (PES)
für die Köpfe, die den Spuren folgen sollen, vermindert. Das
Servomuster eines konventionellen HDDs wird unter Bezugnahme
auf Fig. 1 beschrieben, um das konventionelle Format des Ser
vosektors zu zeigen.
Der Servosektor besteht aus einem Vorspannteil, einem Ser
voadreßmarkierungsteil (SAM), einem Gray-Kode Teil, einem
Teil der Fehlleistungssignale A, B, C, D und einem Zeitab
standsteil PAD. Der Vorspann liefert ein Servosynchronisier
signal beim Lesen der Daten zusammen mit einer Lücke, um den
Servosektor zu informieren. Die SAM gibt den Start des Servos
an, indem sie ein Synchronisiersignal liefert, um den folgen
den Gray-Kode zu lesen. Der Gray-Kode 10, 11, 12, 13 liefert
die Identifikationsdaten ID jeder Spur. Die Spurdaten werden
um ein Bit geändert, wenn sich die Köpfe durch die Gray-Kodes
bewegen, geschrieben durch eine Halbspur in der Servoschreib
vorrichtung. Die Fehlleistungssignale A, B, C, D liefern die
Positionsfehlersignale PES, die notwendig sind, um den Spuren
zu folgen. Im eingebetteten Sektorservomechanismus, werden
die Fehlleistungssignale C, D gewöhnlich verwendet für die
Positionierung der Köpfe auf der Spur, das Fehlleistungssi
gnal A, um die geradzahligen Spuren zu unterscheiden, und das
Fehlleistungssignal B um die ungeradzahligen Spuren zu unter
scheiden. Der PAD liefert einen Zeitabstand, der nach dem Le
sen der Servodaten notwendig ist.
Bezieht man sich auf Fig. 2 zur Darstellung der Spurzeit
diagramme der Fehlleistungssignale A, B, C, D, die von der
Platte gelesen werden, die mit einem Servosektorformat wie in
Fig. 2 gezeigt versehen ist, so bezeichnet die Bezugszahl 2a
den Servosektor einer gewissen Spur, das Signal BS die Fehl
leistungssignale A, B, C, D, die durch einen Kopf gelesen und
verstärkt werden, das Signal SE ein Abtast-Halte-Freigabesig
nal, das Signal FBS die vollwellengleichgerichtete Fehllei
stungssignale A, B, C, D, die man durch eine automatische
Verstärkungssteuerschaltung (AGC) erhält, und die Signale SA
bis SD der Fehlleistungssignale A, B, C, D, die auf die Abta
st-Halteschaltungen angewandt werden. Das Signal RS ist ein
Rücksetzsignal, um die Fehlleistungssignale A, B, C, D zu
entladen, die an die Abtast-Halteschaltungen angelegt wurden.
Unter diesen Signalen SA bis SD hat SA den höchsten und SB
den niedrigsten Pegel, während SC und SD den gleichen Pegel
haben, der zwischen SA und SB liegt. Die Ladungspegel jedes
der Signale SA bis SD entsprechen dem Gebiet der acht Halb
wellen des entsprechenden Signals. Die Signale SA bis SD wer
den auf den Ladungspegeln gehalten, bis das Rücksetzsignal
freigegeben wird.
Bei einer solchen Fehlleistungssignalerkennung eines Abta
stens & Haltens, variieren die Ladungspegel der abgetasteten
Fehlleistungssignale mit der Pulszahl und dem Gebiet der
Fehlleistungssignale. Eine Platte mit hoher Spurdichte für
eine hohe Speicherkapazität hat nämlich Defekte unterschied
licher Größe, die wenn sie im Teil der Fehlleistungssignale
A, B, C, D nach dem Servoschreiben auftauchen, die Positions
fehlersignale PES beträchtlich beeinträchtigen. Der konven
tionelle HDD kann die feinen Defekte, die in den Fehllei
stungssignale existieren, durch die Verwendung der abgetaste
ten Signale nicht erkennen, es sei denn, die Defekte sind
groß genug, um die Pegel der abgetasteten Signale zu beein
flussen, was zu Fehlern in der Servosteuerung führt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen
verbesserten Servosteuermechanismus durch das Schreiben der
Servomuster zu liefern, um so feine Defekte in den Servofehl
leistungssignalen eines HDDs zu finden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Be
reitstellung des Servomusters für das Erkennen feiner Defekte
in den Servofehlleistungssignalen eines Festplattenantriebs
(HDD) folgende Schritte:
Schreiben eines Vorspannteils für das Bereitstellen eines
Servosynchronisiersignals beim Lesen der Servodaten zusammen
mit einer Lücke, um einen Servosektor zu informieren;
Schreiben einer Servoadreßmarkierung (SAM) für das Angeben des Starts des Servo, um ein Synchronisiersignal zu liefern, um den folgenden Gray-Kode zu lesen;
Schreiben des Gray-Kodes für das Bereitstellen der Identifi kationsdaten ID einer Spur; und
Schreiben eines Fehlleistungssignalteils, der aus einer mehr fachen Wiederholung des Positionsfehlersignals besteht, das für gerade oder ungerade Spurdaten und das Spurfolgen erfor derlich ist.
Schreiben einer Servoadreßmarkierung (SAM) für das Angeben des Starts des Servo, um ein Synchronisiersignal zu liefern, um den folgenden Gray-Kode zu lesen;
Schreiben des Gray-Kodes für das Bereitstellen der Identifi kationsdaten ID einer Spur; und
Schreiben eines Fehlleistungssignalteils, der aus einer mehr fachen Wiederholung des Positionsfehlersignals besteht, das für gerade oder ungerade Spurdaten und das Spurfolgen erfor derlich ist.
Die vorliegende Erfindung wird nun speziell unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen, die nur beispielhaft beigefügt sind, be
schrieben.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm für die Darstellung des
konventionellen Formats des Servosektors einer HDD;
Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm für die Darstellung der Operatio
nen gemäß Fig. 1;
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm für die Darstellung ei
nes Formats eines Servosektors eines HDDs gemäß der vorlie
genden Erfindung;
Fig. 4 ist ein Diagramm für die Darstellung einer Antriebs
schaltung für das Erkennen feiner Defekte in den Servofehl
signalen gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 5 ist ein Zeitdiagramm für die Darstellung der Operatio
nen gemäß Fig. 3.
Bezieht man sich auf Fig. 3, so sind die Fehlleistungssignale
A, B, C, D in vierfacher Wiederholung aufgezeichnet, um die
feinen Defekte zu erkennen, die in den Fehlleistungssignalen
existieren. Die Teile eines Vorspanns, eines Gray-Kodes 10-
13, der Fehlleistungssignale A, B, C, D und des Zeitabstands
PAD haben die gleichen Räume wie in Fig. 1.
Bei der Beschreibung der Antriebsschaltung für das Erkennen
feiner Defekte in den Servofehlleistungssignalen unter Bezug
auf Fig. 4 wird eine Platte 2 durch einen Spindelmotor 34 ge
dreht, wobei sie in magnetischer Energie die Daten, die von
einem Host-Computer übertragen werden, speichert. Die Köpfe 4
sind auf Armen moniert, die sich rechtwinklig von einem
Stellglied 6 erstrecken, um die Daten von der Platte 2 zu le
sen, oder Daten, die vom Host-Compter übertragen werden, auf
die Platte 2 zu schreiben. Eine AGC 8, die in einem Le
se/Schreibkanalteil montiert ist, steuert die Verstärkung der
Fehlleistungssignale BS, die durch den Kopf 4 unter der
Steuerung einer AGC Einstellschaltung 10 gelesen werden. Es
ist ein Vollwellengleichrichter 12 vorgesehen, um die vollen
Wellen der Fehlleistungssignale BS, die von der AGC 8 ver
stärkt werden, gleichzurichten. Die vollwellengleichgerichte
ten Fehlleistungssignale FBS der Vollwellengleichrichters 12
werden an entsprechende Abtast-Halteschaltungen 14, 16, 18
und 20 in Erwiderung auf ein Abtast-Halte-Freigabesignal SE
angelegt. Die Abtast-Halteschaltungen 14, 16, 18, 20 halten
die Ladungspegel der Fehlleistungssignale A, B, C, D, bis sie
durch ein Rücksetzsignal RS rückgesetzt werden.
Ein Multiplexer (MUX) 22 multiplext die abgetasteten Signale
SA, SB, SC, SD, die man von den Abtast-Halteschaltungen 14,
16, 18, 20 über die Anschlüsse A, B, C, D erhält, und gibt
sie zu einem A/D Wandler 24 gemäß einem MUX Steuersignal CS.
Der A/D Wandler 24 wandelt die abgetasteten Signale SA-SD,
die vom MUX geliefert werden, in digitale Signale, die an ei
ne Registerschaltung 26 angelegt werden, die die digital ge
wandelten abgetasteten Signale SA, SB, SC, SD zu einer Ad
dierschaltung 28 gemäß dem Ausgabesignal einer Status- und
Verstellvorrichtung 30 liefert. Dann addiert die Addierschal
tung 28 die abgetasteten Signale SA, SB, SC, SD, die zu einer
CPU 32 übertragen werden. Die Registerschaltung 26 und die
Addierschaltung 28 bestehen jeweils aus vier Registern und
vier Addierern. Die Status- und Verstellvorrichtung 30 dient
zur Übertragung des Ausgangssignals der Addierschaltung 28
zur CPU 32 gemäß einem Abtastfreigabesignal SE. Die CPU 32
erzeugt Spurfolgedaten, basierend auf dem Ausgabesignal der
Addierschaltung 28, die Addieroperationen auf den Ladungspe
geln der abgetasteten Signale SA, SB, SC, SD durchführt.
Bezieht man sich auf Fig. 5 für die Darstellung der Betriebs
zeitgebung der Fehlleistungssignale BS und der abgetasteten
Signale SA, SB, SC, SD, die von der Platte 2 gelesen werden,
so werden die Fehlleistungssignale BS durch den Kopf 4 gele
sen, vorverstärkt und an die AGC 8 angelegt. Die Fehllei
stungssignale BS bestehen aus unterschiedlichen Teilen A, B,
C, D, die gemäß der Erfindung viermal wiederholt werden (in
Fig. 5 ist eine zweifache Wiederholung gezeigt). Die Länge
der Fehlleistungssignale SA, SB, SC, SD wird auf maximal zwei
Pulse festgesetzt. Das Bezugszeichen FBS stellt die Fehllei
stungssignale dar, die durch den Vollwellengleichrichter 12
vollwellengleichgerichtet wurden, wie das in Fig. 4 gezeigt
ist, und SE bezeichnet das Abtast-Halte-Signal, das an die
Abtast-Halteschaltungen 14, 16, 18, 20 angelegt wird, um Fen
sterregionen zu liefern, um die Fehlleistungssignale A, B, C,
D abzutasten. Die Bezugszeichen SA, SB, SC, SD stellen je
weils die Signale dar, die aus dem vollwellengleichgerichte
ten Fehlleistungssignal FBS, das an die jeweiligen Abtast-
Halteschaltungen 14, 16, 18, 20 angelegt wurde, abgetastet
wurden. Die abgetasteten Signale SA, SB, SC, SD werden durch
die Gebiete der vollwellengleichgerichteten Pulse der jewei
ligen Fehlleistungssignale A, B, C, D in Erwiderung auf das
Abtast-Halte-Freigabesignal SE geladen und durch das Rück
setzsignal RS entladen. Nachfolgend wird der Betrieb der An
triebsschaltung für das Erkennen feiner Defekte, die in den
Fehlleistungssignalen existieren, unter Bezug auf die Fig.
3 bis 5 beschrieben.
In der Servosteuerung liest der Kopf 4 Daten von der Platte,
die das in Fig. 3 gezeigte Servoformat haben. Die Daten wer
den an die AGC 8 angelegt, um auf einen vorbestimmten Pegel
verstärkt zu werden, um die eingestellten Fehlleistungssigna
le BS zu erzeugen, die zum Vollwellengleichrichter 12 über
tragen werden. Die Fehlleistungssignale BS werden durch den
Vollwellengleichrichter 12 in vollwellengleichgerichtete
Fehlleistungssignale FBS umgewandelt, die an die Abtast-
Halte-Schaltungen 14 bis 20 gelegt werden, die jeweils mit
den vollwellengleichgerichteten Fehlleistungssignalen FBS ge
mäß den Abtastfreigabesignalen SE geladen werden. Es wird näm
lich im ersten Intervall A0 des Abtastfreigabesignals SE die
Abtast-Halteschaltung 14 mit dem Wert geladen, der dem Gebiet
zweiter Halbwellen des Fehlleistungssignals A im vollwel
lengleichgerichteten Fehlleistungssignal FBS entspricht. Auf
diese Art werden die verbleibenden drei Abtast-Halteschaltun
gen 16, 18, 20 sequentiell mit den jeweiligen Werten geladen,
die den Fehlsignalen B, C, D entsprechen. Dann werden die ab
getasteten Signale SA, SB, SC, SD, die den Gebieten der je
weiligen Pulse der vollwellengleichgerichteten Fehlleistungs
signale FBS entsprechen, zum MUX 22 übertragen, welcher wie
derum die abgetasteten Signale SA, SB, SC, SD zum A/D Wandler
24 gemäß den Steuersignal CS überträgt. Die abgetasteten Sig
nale SA, SB, SC, SD, die durch den A/D Wandler 24 digital ge
wandelt wurden, werden in die jeweiligen Register A, B, C, D
geladen und dann zur Addierschaltung 28 geliefert durch die
Status- und Verstellvorrichtung 30 bei Freigabe des Rücksetz
signals RS. Die Addierer A, B, C, D addieren die Ladungspegel
der jeweiligen abgetasteten Signale SA, SB, SC, SD, die durch
die Registerschaltung 28 geliefert werden, so daß die CPU 32
die geladen Pegelwerte A0, A1, B0, B1, C0, C1, D0, D1 der ab
getasteten Signale SA, SB, SC, SD und die addierten Werte
A0+A1, B0+B1, C0+C1, D0+D1 durch einen Bus empfängt, um die
feinen Defekte der Fehlleistungssignale zu erkennen.
Somit liefert die vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur
Erkennung der feinen Defekte, die in den Servofehlleistungs
signalen existieren, so daß die Servosteuerung wirksam ge
macht werden kann, um einen zuverlässigen HDD zu gewährlei
sten, der eine hohe Geschwindigkeit und eine große Speicher
kapazität aufweist. In der vorliegenden Ausführungsform ist
das Servomuster mit den Fehlleistungssignalen A, B, C, D ver
sehen, die zweimal wiederholt werden, um feine Defekte zu er
kennen, aber die Fehlleistungssignale können ohne eine spe
zielle Modifikation mehr als zweimal wiederholt werden
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf spezielle Ausführungsformen beschrieben wurde, sei auch angemerkt, daß verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf spezielle Ausführungsformen beschrieben wurde, sei auch angemerkt, daß verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Claims (3)
1. Verfahren zur Bereitstellung der Servomuster für das Er
kennen feiner Defekte in den Servofehlleistungssignalen eines
Festplattenantriebs (HDD), wobei ein Vorspann für das Bereit
stellen eines Servosynchronsignals beim Lesen der Servodaten
zusammen mit einer Lücke, um einen Servosektor zu informie
ren, eine Servoadreßmarkierung (SAM) für das Ankündigen des
Starts des Servos, um ein Synchronisiersignal für das folgen
de Lesen des Gray-Kodes zu liefern, und der Gray-Kode für das
Bereitstellen der Identifikationsdaten ID einer Spur, in ei
nem identischen Servosektor aufgezeichnet werden,
wobei die Servofehlleistungssignale, die für das Steuern
der Position eines Kopfes erforderlich sind, zur Zeit einer
Servosteuerung wiederholt in den identischen Servosektor ge
schrieben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Länge des Fehllei
stungssignalteils maximal zwei Pulse beträgt.
3. Antriebsschaltung für das Erkennen feiner Defekte in den
Servofehlleistungssignalen eines Festplattenantriebs (HDD),
wobei die Servofehlleistungssignale wiederholt in einen iden
tischen Servosektor geschrieben werden, wobei die Schaltung
folgendes umfaßt:
eine Vielzahl von Köpfen für das Lesen der Servofehllei stungssignale;
eine automatische Verstärkungssteuerung (AGC) für das Steuern der Verstärkung der Servofehlleistungssignale, die durch die Köpfe gelesen werden;
einen Gleichrichter für eine Vollwellengleichrichtung der Servofehlleistungssignale, die durch den AGC erzeugt wer den;
eine Abtast-Halteschaltung für das Erzeugen eines Ab tastsignals mit einem Pegel gemäß dem Gesamtgebiet der Pulse des Servofehlleistungssignals, das durch den Gleichrichter in Erwiderung auf ein Abtast-Halte-Freigabesignal erzeugt wird;
einen Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) für das Um wandeln des Abtastsignals der Abtast-Halteschaltung in ein digitales Signal;
eine Ladungspegelspeichervorrichtung für das zeitweilige Speichern des Ladungspegels des abgetasteten Signals, das man vom A/D-Wandler erhält;
eine erste Steuervorrichtung für das Ausgeben des La dungspegels des abgetasteten Signals, das in der Ladungspe gelspeichervorrichtung gespeichert ist, beim Freigeben eines Signals, um die Abtast-Halteschaltung rückzusetzen;
einen Addierer für das Addieren der Ausgangssignale der Ladungspegelspeichervorrichtung; und
eine zweite Steuervorrichtung für das Durchführen der Servosteuerung in Erwiderung auf die Ausgabe des Addierers.
eine Vielzahl von Köpfen für das Lesen der Servofehllei stungssignale;
eine automatische Verstärkungssteuerung (AGC) für das Steuern der Verstärkung der Servofehlleistungssignale, die durch die Köpfe gelesen werden;
einen Gleichrichter für eine Vollwellengleichrichtung der Servofehlleistungssignale, die durch den AGC erzeugt wer den;
eine Abtast-Halteschaltung für das Erzeugen eines Ab tastsignals mit einem Pegel gemäß dem Gesamtgebiet der Pulse des Servofehlleistungssignals, das durch den Gleichrichter in Erwiderung auf ein Abtast-Halte-Freigabesignal erzeugt wird;
einen Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) für das Um wandeln des Abtastsignals der Abtast-Halteschaltung in ein digitales Signal;
eine Ladungspegelspeichervorrichtung für das zeitweilige Speichern des Ladungspegels des abgetasteten Signals, das man vom A/D-Wandler erhält;
eine erste Steuervorrichtung für das Ausgeben des La dungspegels des abgetasteten Signals, das in der Ladungspe gelspeichervorrichtung gespeichert ist, beim Freigeben eines Signals, um die Abtast-Halteschaltung rückzusetzen;
einen Addierer für das Addieren der Ausgangssignale der Ladungspegelspeichervorrichtung; und
eine zweite Steuervorrichtung für das Durchführen der Servosteuerung in Erwiderung auf die Ausgabe des Addierers.
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KR (1) | KR100241748B1 (de) |
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