DE2730411A1 - Verfahren zur uebertragung von daten in einem magnetplatten-datenspeicher - Google Patents

Description

Data Recording Instrument Company Limited, Hawthorne Road, The Causeway, Steines, Middlesex, England

Verfahren zur übertragung von Daten in einem Magnetplatten- Datenspeicher.

Die Erfindung bezieht sich auf Magnetplatten-Speichereinrichtungen, die insbesondere so ausgelegt sind, daß sie auswechselbare Platten aufnehmen, und bei denen der oder jeder Schreib/ Lesekopf so beweglich ist, daß ein Zugriff zu einer Vielzahl von Datenspuren erhalten wird.

Bei derartigen Einrichtungen besteht ein Problem darin, den Kopf exakt über einer Datenspur zu positionieren, die auf einer unterschiedlichen Einrichtung aufgezeichnet worden sein kann. Wenn die Speichereinrichtung Plattenetapel verwendet, bei denen die Köpfe für die unterschiedlichen Oberflächen miteinander gekoppelt sind, wird beispielsweise eine Oberfläche für Servospuren verwendet, der der Kopf für diese Oberfläche folgen kann. Die übrigen Köpfe können auf diese Weise in reproduzierbare Positionen auf den Platten gebracht werden. Diese Anordnung benötigt jedoch relativ viel Platz, der besser für die Aufnahae nützlicher Daten verwendet wird, und ist für

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Konten: Bayerische Vereinsbank (BLZ 750 200 73) 5 839 300 Postscheck München 893 69-801

Gerichtsstand Regensburg

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Plattenstapel mit nur einigen wenigen Datenflächen nicht praktisch.

Eine Alternative besteht darin, den Kopf durch Bezugnahme auf ein getrenntes Poaitionierumwandlungssystem zu positionieren, das in der Einrichtung selbst angebracht ist. Um sicherzustellen, daß der Kopf exakt für Spuren positioniert ist, die auf anderen Einrichtungen aufgezeichnet sind, ist bereits vorgeschlagen worden, die Position der Köpfe unterschiedlicher Einrichtungen räumlich durch Bezugnahme auf spezielle Platten einzustellen, die genaue Bezugsspuren in ßtandardpositionen aufnehmen.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum übertragen von Daten in einer Magnetplatten-Datenspeichereinrichtung vorgeschlagen, bei welchem eine auswechselbare magnetische Platte in der Datenspeichereinrichtung befestigt wird, ein Lese/ Schreibkopf für die Platte auf eine vorbestimmte Fläche der Platte bewegt wird, auf Vorhandensein von Bezugsinformation geprüft wird, die in dieser Fläche aufgezeichnet ist, und wenn eine solche Bezugsinformation nicht festgestellt worden ist - die Bezugsinformation in dieser Fläche aufgezeichnet wird* wobei die Position der Bezugsinformation gemessen wird, und bei naohfolgenden Datenübertragungen der Kopf durch Bezugnahme auf die Position der Bezugsinformation positioniert wird.

Die Position des Kopfes wird deshalb von der Platte selbst gesteuert, und es besteht keine Notwendigkeit, eine spezielle räumliche Einstellung des Kopfes durchzuführen, damit er auf die Spuren, die auf unterschiedlichen Einrichtungen aufgezeichnet sind, ausgerichtet ist; des weiteren besteht keine Notwendigkeit, Platten zu verwenden, auf denen speziell Bezugsinformation vorher aufgezeichnet worden ist, da die Information auf der Platte als ein Initialisierschritt aufgezeichnet wird, falls sie fehlt.

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Vorzugsweise enthält die Magnetplatten-Speichereinrichtung eine feststehende Platte, auf der Bezugsinfomation aufgezeichnet ist, die verwendet wird, um einen zweiten Lese/ßchreibkopf zu führen, mit welchem der erste Lese/Schreibkopf gekoppelt ist, während er die Bezugsinformation in dieser Fläche aufzeichnet.

Die Bezugsinformation kann wenigstens drei nicht-kollineare Bezugspositionen besitzen, wobei die Position des Kopfes während der Datenübertragung so gesteuert wird, daß der Kopf über einer Datenspur auf der Platte gehalten wird, die eine feste Beziehung zu einem geometrischen Ort hat, auf welchem die Positionen liegen. Hierbei wird jede Exzentrizität in den Datenspuren kompensiert, die beispielsweise dadurch entsteht, daß die ßpuren auf einer unterschiedlichen Einrichtung aufgezeichnet worden sind. Wenn eine Positionsumwandlungsvorrichtung getrennt von der P-latte vorhanden ist, die so ausgelegt ist, daß sie Inzeigen der Position des Kopfes ergibt, kann der Schritt des Messens der Position der Bezugsinformation Teil eines Prüfzyklus sein, der wiederholt durchgeführt wird; jeder Prüfzyklus wird dabei bei einer Unterbrechung in der Übertragung von Daten auf die Platte oder von der Platte durchgeführt, und der Meßschritt schließt die Ableitung einer Messung oder von Messungen der Differenz zwischen der Position, die für die aufgezeichnete Information durch die Positionsumwandlungsvorrichtung angezeigt würde, und einer NullposLtionsanzeige ein. Dann wird für den oder jeden Zugriff einer Datenspur zwischen einem Prüfzyklus und dem nächsten der Kopf so positioniert, daß die durch die Positionsumwandlungsvorrichtung angezeigte Position sich von der erwarteten Position dieser Datenspur um einen Betrag unterscheidet, der von der Differenz abhängt, die während des vorausgehenden Prüfzyklus abgeleitet worden ist. Ein solches Verfahren ist Gegenstand der britischen Patentanmeldung 27972/76. Es stellt eine Kompensation der Änderungen,

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beispielsweise verursacht durch Temperaturänderungen, zwischen den relativen Positionen der Platte und der Positions- umwandlungevorriohtung dar.

Fortsetzung auf Seite 5

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Fläche aufgezeichnet ist, und daß - wenn dies nicht der Fall istdie Information aufgezeichnet wird. Eine derartige Methode ist Gegenstand der britischen Patentanmeldung 27 970/7 6.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf Magnetplatten- Speichereinrichtungen, die in Verbindung mit einer entsprechenden Platte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sind.

Nachstehend werden zwei Ausführungsformen einer Magnetplatten-Speichereinrichtung gemäß der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht bei-der Ausführungsformen der Speichereinrichtung nach der Erfindung, teilweise im Schnitt,

Figur 2 eine schematische Ansicht einer auswechselbaren Platte, wie sie zur Verwendung bei den beiden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Speichereinrichtung geeignet ist,

Figur 3 ein Flußdiagramm, aus dem die Methode der Datenübertragung ersichtlich ist, die für beide Ausführungsformen angewendet wird,

Figur 4 ein Diagramm, aus dem die Positionsbeziehungen zwischen d»r auswechselbaren Platte und dem Positionsumwandlungsmaßstab in den beiden Ausführungsformen hervorgeht,

Figur 5 ein Blockschaltbild eines Teiles der ersten Ausführungsform,

Figur 6 ein Blockschaltbild eines Teiles der zweiten Ausführungsform,

Figur 7 ein Flußdiagramm einer Einleitmethode, die bei beiden Ausführungsformen Anwendung findet,

j Figur 8 ein Blockschaltbild des Teiles der Einrichtung, die zur

Steuerung der Einleitmethode dient, und Figur 9 Wellenformen, die bei der Einleitmethode auftreten.

In Fig. 1 weisen die beiden Ausführungsformen von Magnetplatten-Speichereinrichtungen, die nachstehend beschrieben werden, einen

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ähnlichen Aufbau zur Befestigung der Platten und der Lese- ; Schreib-Köpfe auf, unterscheiden sich jedoch in der Einrichtung ■ zur Steuerung des Kopfes. Die Teile, die beiden Ausführungsformen gemeinsam sind, werden zuerst beschrieben.

Eine ortsfeste Platte 1 ist in der Speichereinrichtung unterhalb eines Gehäuses 2 permanent befestigt. Die feststehende Platte 1 ■ ist auf einer Spindel 3 befestigt, die von dem Gehäuse 2 vor- ' steht und auf der eine auswechselbare Platte 4 befestigt sein kann. Die Spindel 3 wird von einem Motor 5 angetrieben, der im Körper der Speichereinrichtung befestigt ist (teilweise dargestellt und mit 6 bezeichnet).

Ein Lese-Schreib-Kopf 7, der von einem Arm 8 aufgenommen wird, . wirkt mit der feststehenden Plätte 1 zusammen, und ein Lese- ' Schreib-Kopf 9, der von einem Arm 10 aufgenommen wird, wirkt j mit der auswechselbaren Platte 4 zusammen. Beide Arme stehen von einem Schlitten 11 vor, der auf einer (nicht dargestellten) Schiene befestigt ist, so daß er sich auf die Mitte der Platten j zu und von der Mitte weg bewegen kann. Der Schlitten 11 wird von einem Motor 12, beispielsweise einem Tauchspulenmotor ange- '· trieben und ist beispielsweise mit einer Verlängerung 13 es Ankers dieses Motors verbunden. Der Motor 12 wird über einen Servoverstärker 14 gespeist.

Ein weiterer Arm 15 steht von dem Schlitten 11 vor und nimmt an seinem Ende einen Fühler 16 auf, der mit einer auf dem Körper 'der Speichereinrichtung befestigten Maßskala 17 einen Positionswandler bildet. Die Maßskala 17 nimmt eine Reihe von parallel j geschalteten Stromleitern auf, die an abwechselnden Enden mit- ! einander verbunden sind und eine einzige Windung bilden; der Fühler 16 trägt einen kurzen Abschnitt einer ähnlichen Wicklung. Durch eine Wicklung wird Hochfrequenzstrom geführt und die in der anderen Wicklung induzierte Spannung wird abgenommen. >

Es geschieht nichts, wenn die Kreuzteile einer Wicklung auf halbem Weg zwischen denen der anderen Wicklung angeordnet sind und

als eine primäre Anzeige der Position der Köpfe 7 und 9 gezählt werden. Zwischen diesen Nullstellen ergibt die Größe der Spannung eine Anzeige der Trennung von der Nullposition. Der Positionswandler ergibt somit eine direkte Anzeige der Position des Fühlers 16 in bezug auf die Maßskala 17, und eine indirekte Anzeige der Position der Köpfe 7 und 9 in bezug auf die Maßskala 17. j

Die angezeigte Position der Köpfe 7 und 9 wird als ein Eingang in das Servosystem verwendet, um die Positionierung der Köpfe 7 und 9 während einer Datenübertragung zu steuern. Wäre dies jedoch der einzige Eingang, würde der Kopf nicht mit der Spur ausgerichtet sein, wenn die Datenfläche auf der Platte nicht die erwartete Beziehung mit dem Maßstab 17 tragen oder der Kopf nicht einwandfrei mit dem Fühler ausgerichtet sein würde. Eine derartige Fehlausrichtung kann auftreten, wenn Temperaturunter- > schiede zwischen den verschiedenen Teilen vorhanden sind, die ^; bewirken, daß die Teile sich um unterschiedliche Beträge ausdehnen. ■

Dieses Problem ist weniger gravierend für die fest angeordnete ' als für die austauschbare Platte. Die feststehende Platte wird in der gleichen Umgebung gehalten wie der Fühler und es läßt sich durch sorgfältige Anpassung der Materialien und Befestigung der Teile sicherstellen, daß sie sich etwa im gleichen Maße ausdehnen. Die auswechselbare Platte jedoch wird häufig eine andere Temperatur als die Speichereinrichtung haben» wenn sie zuerst auf der Einrichtung befestigt wird. Üblicherweise ist sie kalt, während die Einrichtung warm ist, es kann jedoch auch der umgekehrte Zustand eintreten, wenn die Einrichtung erst in Betrieb genommen wird. Während der Zeitdauer, die verstreicht, bis ein Temperaturausgleich erreicht ist, ändern sich die Temperaturunterschiede und die Ausrichtung des Kopfes mit der Platte variiert. Wie nachstehend noch erläutert wird, wird eine Korrektur in das Positioniersystem zur Kompensierung dieser Unterschiede eingeführt.

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Nach Fig. 2 besitzt die auswechselbare Platte k eine Nabe 18 mit einer zentrischen öffnung 19, die über die Spindel 3 paßt. Sie besitzt ferner eine magnetische Oberfläche 20, die, wenn eine auswechselbare Platte bei dieser Speichereinrichtung verwendet wird, eine Bezugsspur 21 und unmittelbar innerhalb der Spur 21 eine Bezugsspur 22 aufnimmt. Die Grenze 23 zwischen ihnen bildet einen Bezugsort. Die Datenspuren (von denen ein Beispiel 24 gezeigt ist) sind von den Bezugsspuren 21 und 22 aus gesehen innen angeordnet.

Wenn der Kopf 9 in der Nähe der Bezugsspuren 21 und 22 steht, nimmt er Signale aus diesen Spuren auf, die ermöglich⁰" daß seine Position relativ zu ihnen abgeleitet werden kann. Die : beiden Spuren werden mit Signalen aufgezeichnet, die das "Tri-Bit" -System verwenden, wie dies beispielsweise im IBM Journal of Research and Development, November 1974, Seite 506 beschrieben ist. Exakt ausgerichtete Synchronisierimpulse des gleichen Sinnes werden aus den beiden Spuren 21 und 22 erhalten, und daran schließen sich zwei Impulse im entgegengesetzten Sinne an, und zwar jeweils einer in jeder Spur, die zu unterschiedlichen Zeiten auftreten (diese Wellenformen sind in Fig. 9 als ^! Wellenformen a und b bezeichnet).

Zeitsteuerungen, die durch die Synchronisierimpulse eingeleitet werden, demodulieren den Ausgang aus dem Kopf in zwei Kanäle, von denen jeder den Impuls aus einer Spur enthält. Der frühere wird so verzögert, daß er mit dem späteren zusammenfällt, und es wird einer von dem anderen subtrahiert, damit ein Signal er- , halten wird, das die Position des Kopfes relativ zu der Mitten- , linie zwischen den Spuren anzeigt (der geometrische Ort 23). Wenn beispielsweise der Kopf gleichmäßig über beiden Spuren an- ! geordnet ist, haben die Impulse, die von dem Kopf aus den beiden Spuren aufgenommen werden, die gleiche Stärke und das endgültige Signal wird Null.

Das Positionssignal kann einen Eingang in das Positionsservosystea ; bilden, so daß der Kopf 9 dem geometrischen Ort 23 dazwischen in

bekannter Weise folgen kann.

Die beiden Spuren 21 und 22 werden mit ausgerichteten Indexmarkierungen aufgezeichnet, die eine Nullposition auf dem Um- ; fang der Platte definieren, wenn die Platte rotiert.

Die Spuren 21 und 22 sind nicht notwendigerweise auf der Spin-

^! del 3 zentriert. Die Art und Weise, wie sie auf der Platte aufgezeichnet werden können, wird nachstehend beschrieben.

Die Methode der Übertragung von Daten, die bei beiden Ausfüh- ; rungsformen der Erfindung verwendet wird ., wird nachstehend in Verbindung mit den Figuren 3 und 1 beschrieben. Fig. 3 ist

ein Flußdiagramm des Verfahrens. Fig. U ist ein Diagramm, das ' die Positionsbeziehungen zwischen der auswechselbaren Platte 4 und ihrem Kopf 9 und der Maßskalal7 und dem Fühler 16 zeigt. '·.

Sie ist nicht maßstabsgetreu und die verschiedenen Gegenstände | sind durch ihre Mittenlinien dargestellt.

Die Einrichtung füh periodisch im Laufe des Arbeitsvorganges einen PrüfZyklus zwischen Zugriffen von Spuren auf der auswechselbaren Platte durch. Es sei angenommen, daß eine neue Spuradresse in herkömmlicher Weise aus dem Steuergerät der Einrichtung aufgenommen worden ist, und daß einer dieser Prüfzyklen stattfinden soll. Der Kopf 9 wird (Block 130 der Fig. 3) mit Hilfe des Positionsservosystems bewegt, das auf den Ausgang des Positionswandlers anspricht, bis der Fühler 16 eine Nullposition 131 auf der. Maßskala 17 erreicht hat. Dies ist die Position, bei der dann, wenn die Einrichtung und die Platte beide ihre Nennbetriebstemperatur haben, der Kopf 9 richtig über dem Bezugsort 23 angeordnet ist. Aus den vorstehend erläuterten Gründen kann es jedoch sein, daß der Kopf 9 nicht über dem geometrischen Ort 23 steht, obgleich er in der Bezugsfläche angeordnet ist, in der er Signale aus den Spuren 21 und 22 aufnehmen kann. Die Steuerung des Kopfes wird deshalb auf Servosteuerung weg von dem geometrischen Ort 23 geschaltet (Block 132). Der Kopf wird in eine Position 9 (1) bewegt, die um einen Betrag y

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von dem geometrischen Ort 23 entfernt dargestellt ist, um den Positionsfehler anzuzeigen* der erforderlich ist, um das Servosystem zu betätigen.

An dieser Stelle nimmt der Fühler 16 eine Position 16 (1) ein, \ die um einen Abstand χ aus der Nullposition 131 entfernt ist.

Wenn der Kopf 9 die Position 9(2) eingenommen hatte, die direkt j über dem Bezugsort 23 liegt, wäre der Fühler 16 auf einer Position 16(2) gestanden, die um einen Abstand χ - y von der NuIl- ; position verschoben ist. Dies ist der Betrag, um den die Anzeige , der Position, die durch den Positionswandler erzeugt wird, bei der Darstellung der Position des Kopfes 9 in bezug auf die Platte 4 fehlerhaft ist.

Der Fehler χ - y wird in einer Anzahl von Positionen gemessen, wenn die Platte rotiert, und die Werte werden gespeichert (Block 133). Somit wird eine Aufzeichnung erhalten, die die radiale Position des Bezugsortes zeigt, selbst wenn es kein Kreis ist, ' der auf der Rotationsachse zentriert ist. ^;

Der Spitzenwert dieser Fehler wird zur Anzeige gebracht und sein Wert gespeichert (Block 134). Dieser Spitzenwert wird mit dem Spitzenwert des vorausgehenden Zyklus verglichen und aus der Differenz wird eine Dauer abgeleitet (Block 135). Diese Dauer ist die einer Prüfperiode, die festlegt, wann der nächste Prüf- \ zyklus stattfinden kann. Sie ist so ausgelegt, daß sie umso kleiner ist, je größer die Differenz zwischen den Werten von aufeinanderfolgenden Perioden ist. Dies bedeutet, daß dann, wenn eine Platte zuerst befestigt und die Position des Bezugsortes 23 rasch geändert wird, die Prüfungen häufiger durchgeführt werden.

Der Prüfzyklus ist nunmehr vollständig und der Kopf 9 bewegt sich !so, daß er einen Zugriff zur Datenspur hat, deren Adresse unmittel-■bar vor der Prüfperiode aufgenommen wurde (Block 136). Anstatt !daß die Fehler ÜL*»r der Nennmaßstabsposition 137, die der Daten-Ispur entspricht, zur Ruhe gebracht werden, werden die gespeicherten Fehler ausgelesen, wenn die Platte rotiert, und werden als

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eine Versetzung addiert, so daß das Positionssystem darauf abzielt, daß der Fühler 16 bei 16(3) positioniert, und um χ - y aus der Nennposition 137 verschoben wird (Block 139). Der Kopf 9 steht dann über einer Position 138 auf der Platte.

Diese Position wird aus dem Bezugsort 23 um einen Betrag ver- j schoben, der gleich der Trennung zwischen den Maßstabspositionen ! 131 und 137 ist. Der Kopf ist somit um einen reproduzierbaren I Abstand von dem geometrischen Ort 23 positioniert, und diese Beziehung wird aufrechterhalten, selbst wenn die Platte sich \ dehnt, so daß der geometrische . Ort 23 sich verschiebt, oder wenn die Arme 10 und 15 sich um unterschiedliche Beträge ausdehnen, so daß der Kopf 9 nicht mehr mit dem Fühler 16 ausgerichtet ist, was ebenfalls einen Fehler einführt. Die Beziehung wird auch aufrechterhalten, wenn die Platte auf einer unterschiedlichen Einheit befestigt ist (oder wieder auf der ursprünglichen Einheit j befestigt wird, jedoch in einer anderen Winkelposition),^wenraufgrund von Änderungen in den Befestigungsanordnungen die Rotationsachse der Platte sich geringfügig verschieben kann. \

Beispielsweise ist in vielen Fällen die Anzahl acht eine geeigne-' te Anzahl für die Fehlerprüfpunkte, wenn die Platte rotiert. Die ■ gewählte Anzahl hängt jedoch von der Genauigkeit der gewünschten j Kompensation ab und kann beispielsweise bei höherer Genauigkeit vergrößert werden.

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Wenn die Platte rotiert, werden die Daten in normaler Weise aus der Spur ausgelesen oder in die Spur eingeschrieben (Block 139). I Nachdem die Übertragung beendet ist, werden Instruktionen aus ; j dem Steuergerät der Speichereinrichtung aufgenommen, die eine i j neue Spuradresse anzeigen (Block IHO). Wenn die Zeitdauer, die seit dem Prüfzyklus verstrichen ist, kleiner ist als die Prüfperiode (Block IUl), bewegt sich der Kopf auf diese Spuradresse , j und korrigiert die Kopfposition, wobei die gespeicherten Positionsfehler verwendet werden. Er fährt fort, diese Fehler beim Zugriff zu Spuren zu verwenden, bis. die verstrichene Zeitdauer die Prüf-

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periode übersteigt - d.h., er wird zyklisch über die Schritte . von Blocks 136 - 1Λ1 geschaltet. '

Wenn eine neue Spur angerufen wird und die verstrichene Zeitdauer größer ist als die Prüfperiode (Block IUl), führt ^ie Einrichtung wiederum einen Prüfzyklus aus, wobei die Schritte ; der Blocks 130 - 13 5 durchgeführt werden. Dann werden die neuen Positionsfehler bis zum nächsten Prüfzyklus verwendet.

In Verbindung mit Fig. 5 wird die Einrichtung zur Steuerung des Kopfes der auswechselbaren Platte in der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung nachstehend erläutert.

Der Kopf 9 ist mit einem Schalter 25 verbunden, der während einer! Datenübertragung die durch den Kopf ausgelesenen Daten auf eine ! Leitung 26 gibt oder Schreibdaten dafür auf einer Leitung 27 j aufnimmt. Während eines Prüfzyklus gibt der Schalter 25 den Aus- ! gang des Kopfes an einen Demodulator 28, der ein Signal erzeugt, .

das den Positionsfehler χ des Kopfes in der erläuterten Weise ι anzeigt. Dieses Signal wird dem Servoverstärker 14 aufgegeben, j derart, daß der Kopf . in bekannter Weise von dem georaetri- j sehen Ort 23 weg gesteuert werden kann. Es wird auch dem negati- '

ven Eingang einer Prüf- und Halteschaltung 29 aufgegeben, deren i

positiver Eingang über den Ausgang y des Positionswandlerfühlers i 16 eingespeist wird (wobei angenommen wird, daß der Fühler den ' Ausgang anstelle, des Maßstabes erzeugt, was ebenfalls möglich ' ist). Das Signal au« dem Positionswandler 16 wird auch dem Servo-j verstärker IU aufgegeben, so daß eine Feinsteuerung für das Positioniersystem erzielt werden kann.

Die Prüf- und Halteschaltung wird auf der Leitung 30 getaktet und[ j hält bei jedem Taktimpuls deA laufenden Wert der Differenz zwi- , sehen den Eingängen, d.h. den Wert χ - y. Die Abstände müssen : natürlich in einer einseitigen Richtung gemessen werden, so daß : dann, wenn der Kopf 9 links von dem geometrischen Ort 23 in Fig. t zur Kühe kommt, der Wert von y durch ein negatives Signal

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angezeigt wird, dessen Größe nach der Subtraktion von dem Eingang der Prüf- und Halteschaltung 29 dem Wert χ hinzuaddiert wird.

Der Wert χ - y, der von dem Prüf- und Haltekreis 29 gehalten wird, wird durch einen Analog-Digital-Umwandler 31 in binäre j Form umgewandelt und in einen Speicher 3 2 mit wahlfreiem Zugriff ^: eingeschrieben. Die Werte werden nach dem Auslesen aus dem Speicher 3 2 über einen Digital-Analog-Umwandler 33dejn Servo-Verstärker IH aufgegeben. j

Der Servo-Verstärker IH nimmt auch den Ausgang einer Vergleichseinrichtung 34 auf, die die gewünschte Adresse mit der laufenden Spuradresse vergleicht, die in einer Spuranzeigeeinrichtung 3 5 gehalten wird, welche die Nullenaus dem Positionswandler 16 zählt. Während die beiden Adressen unterschiedlich sind, gibt die! Vergleichseinrichtung 34 ein Signal im richtigen Sinne ab, damit

das Servosystem den Kopf in der gewünschten Richtung verschiebt. >

Von einem Quarzoszillator 36 werden Taktimpulse erzeugt. Sie wer-' den durch einen Zähler 37 geteilt, der einen Zähler 38 weiterschaltet, wenn er sein Maximum erreicht. Der Zähler 3 8 wird jedes-r mal dann zurückgesetzt, wenn der Index der Plattenspur angezeigt wird, und hält somit eine Anzeige der Winkelposition der Platte. ; Er steuert den Betrieb der Prüf- und Halteschaltung 29 über die j Leitung 30 und speist die Adressensignale sowohl für das Speichern als für das Auslesen der Positionsfehler ein. Der geometrische ι Ort 23 wird deshalb an Stellen geprüft, die durch diesen Zähler j

bestimmt sind. I

Die Taktimpulse werden von einem weiteren Zähler 39 gezählt, der am Ende eines jeden Prüfzyklus rückgesetzt wird und damit eine ' Anzeige der verstrichenen Zeit seit einem PrüfZyklus hält. Der I Wert des Zählers wird durch eine Vergleichseinrichtung 40 mit I dem Ausgang eines Funktionsgenerators Ul verglichen. Der Eingang i in den Funktionsgenerator ti wird über eine Vergleichseinrich tung 42 gespeist, die die Werte vergleicht, die in zwei Spitzenwertdetektoren 43a und' 43b gehalten werden, von denen einer den . - 8Ql807/0m~ * " " "

Wert aus dem laufenden Prüfzyklus und der andere den Wert aus ; dem vorausgehenden Prüfzyklus hält.

Der Funktionsgenerator Ul (dem Umwandler von analog in analog vorausgehen und nachfolgen) wandelt die Differenz zwischen den Spitzenwertfehlern in Werte um, die mit dec verstrichenen Zeit verglichen werden können, damit die gewünschte Beziehung zwi- ' sehen der Prüfperiode und der Differenz zwischen Spitzenwerten gegeben wird.

Wenn die Vergleichseinrichtung UO einen Ausgang erzeugt, zeigt sie an, daß genügend Zeit verstrichen ist, damit ein Prüfzyklus ' stattfinden kann. Der Ausgang gelangt an ein UND-Gatter UU, das auf einer Leitung U5 das Bereit-Signal aufnimmt, welches anzeigt, daß das Steuergerät einen neuen Spurzugriff einleiten will. Ein Ausgang aus dem Gatter UU zeigt somit an, daß beide ! Bedingungen für einen Prüfzyklus erfüllt sind. Er setzt eine \ bistabile Einrichtung U6, deren Ausgang anzeigt, daß ein Prüfzyklus fortschreitet. Dieser Ausgang sperrt die gewünschte Spuradresse, die durch das Steuergerät eingespeist und in e_nem Register U7 gehalten wird, gegen ein Einspeisen in die Vergleichseinrichtung 3U und ermöglicht die Einspeisung der Adresse des Bezugsortes, die dauernd in einem Register U8 gehalten wird. Das Servosystem spricht durch Bewegung des Kopfes auf diese Adresse an. i

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Der Schalter/wird durch ein erstes Indexsignal betätigt, das ; durch den Kopf im Ausgang der Bezugsspuren 21 und 22 angezeigt wird. Er führt das Signal aus den Bezugsspuren in den Demodulator 28 ein, von wo es in den Servo-Verstärker IU eingespeist wird, so daß es von dem Bezugsort 23 weg gesteuert wird; das Feinpositionier-Steuersignal aus dem Positionswandler 16 wird dabei für die Dauer des Prüfzyklus durch den Ausgang der bistabilen Einrichtung US unwirksam gemacht. Dieser Ausgang macht den Speicher 3 2 zum Einschreiben bereit, so daß die Positionsfehler in die Adressen eingeschrieben werden, die von dem Zähler 38 eingespeist werden.

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Der Ausgang der bistabilen Einrichtung 46 ermöglicht, daß die Indeximpulse über ein UND-Gatter "+9 einem Kipphebel 50 aufgegeben werden, der einen Ausgang auf dem zweiten Indeximpuls er-■ zeugt, welcher nach Beginn des Prüfzyklus angezeigt wird. Dies gibt an, daß eine vollständige Umdrehung stattgefunden hat, , während welcher die Fehler gemessen worden sind, und wirkt als ! Signal, daß die Prüfperiode vorüber ist. Dies führt auch den Schalter 25 zurück, so daß Lese- oder Schreibdaten passieren, und trennt die Einspeisung des von der Spur weg gesteuerten ; Fehlersignales zum Verstärker 14. Ferner wird dadurch auch die , bistabile Einrichtung 46 rückgesetzt, was bewirkt, daß die Ein- ! speisung der Bezugsortadresse aus dem Register 48 unwirksam gemacht und die Einspeisung der Datenspuradresse aus dem Register 47 wirksam gemacht wird. Dann bewegt sich der Kopf in diese

! Position.

j Das Fehlen eines Ausganges aus der bistabilen Einrichtung 46 ; macht auch den Speicher 3 2 zum Lesen bereit. Die Adressen aus dem Zähler 38 bewirken, daß die entsprechenden Fehler ausgelesen j und dem Servoverstärker 14 zugeführt werden, wo sie den Ausgang j des Positionswandlers 16 abgleichen. Der Kopf wird somit so gej steuert, daß er eine Position einnimmt, die um χ - y gegenüber , der Position versetzt ist, bei der er sonst zur Ruhe kommen würde. Das Vorzeichen der Signalabgabe aus dem Umwandler 3 3 wird im Vergleich zu dem reversiert, das aufgezeichnet ist, so daß das Fehlersignal, das von dem Wandler erzeugt wird, den gleichen Sinn wie das ursprünglich aufgezeichnete Signal hat. Dies gewährleistet, daß der Kopf im Beispiel nach Fig. 4 rechts von der Maßstabsposition steht, wie dies der Fall sein soll.

Das Signal von dem Kipphebel 50, das das Ende des PrüfZyklus anzeigt, leitet den Vergleich durch die Vergleichseinrichtung 42 der Spitzenwerte« die in den Spitzenwertdetektoren 43a und 43b :gehalten werden, ein. Während des Prüfzyklus wird nur einer dieser Detektoren durch ein Gatter 51a oder 51b wirksam gemacht, um den Ausgang des Analog-Digital-Umwandlers aufzunehmen. Die Gattfer 51a und 51b werden abwechselnd durch einen Kipphebel 52 wirksam ge-

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macht, der durch das Signal aus dem Gatter IU, das den Beginn eines Prüfzyklus anzeigt, getriggert wird. Während somit nur ein Spxtzenwertdetektor 43 die laufenden Werte aufnimmt, hält der andere den Wert aus der vorausgehenden Periode. Während des Prüfzyklus vergleicht der wirksame Detektor 13 jeden eingehenden Wert mit dem Wert, den er hält, und hält den größeren Wert zurück. Somit hält er am Ende des Zyklus den Spitzenwert.

Das Signal aus der bistabilen Einrichtung 50, das das Ende der

, Prüfperiode anzeigt, setzt den Zähler 3 9 zurück, so daß die Zählung der verstrichenen Zeit, die den Beginn des nächsten Prüfzyklus steuert, wieder begonnen wird.

[ Nach Fig. 6 verwendet die zweite Ausführungsform der Speicher- : einrichtung eine im großen und ganzen ähnliche Methode zur Steuerung des Kopfes, mit der Ausnahme, daß die Steuersignale ^]-durch einen Mikroprozessor 55 statt durch logische Elemente erhalten werden. Teile, die denen nach der ersten Ausführungsform entsprechen, haben hierbei die gleichen Bezugszeichen erhalten.

Der Mikroprozessor 55 nimmt die Taktimpulse aus dem Taktgeber 3 und Systemsignale, z.B. die Index- und Bereit-Signale, auf. Er gibt Steuersignale ab (die schematisch dargestellt und in Fig. mit u bezeichnet sind), die die Übertragung von Oaten zwischen den Elementen in den gleichen Folgen wie in der ersten Form steuern, derart, daß er das in Verbindung mit Fig. 3 beschriebene Verfahren durchführt.

Der Mikroprozessor 55 zählt die Taktimpulse, damit eine Anzeige der verstrichenen Zeit ähnlich der aus dem Zähler 39, sowie eine Winkelpositionsanzeige Ahnlich der aus dem Zähler 38 erz' alt wird* Di· Winkelpositionsanzeigen adressieren den Speicher 32 und steuern die Prüf- und Halteschaltung 29 wie bei der ersten Aus- j ; führungsf-orm.

j Die Fehlerwerte werden dem Mikroprozessor aufgegeben, der den laufenden Spitzenwert bestimmt und ihn abwechselnd in einem

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Register 56a oder 56b speichert. Er vergleicht die beiden und j j verarbeitet sie nach einem gespeicherten Algorithmus, damit die ι Prüfperiode erzeugt wird, die er mit der verstrichenen Zeitdauer vergleicht, welche er zählt.

Geeignete Mikroprozessoren stehen kommerziell zur Verfügung. j Die eigentliche Programmierung des Mikroprozessors ist .n sich j bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung. I

Es können verschiedene Änderungen in den beschriebenen Speichereinrichtungen vorgenommen werden.

! Der Bezugsort kann irgendwo plaziert sein, beispielsweise in der Mitte der Datenspuren. Die Bezugsspuren können nach anderen Methoden kodiert werden, beispielsweise können sie frequenzkodiert werden, oder es können Spitzenwertanzeigemethoden verwendet werden. Werte, die in den Registern, z.B. den Registern 47, 48 und 56a und b gehalten gezeigt sind, können in Plätzen im Speicher 3 2 gehalten werden.

Als Alternative zur Verwendung induktiver Methoden kann der Positionswandler optische oder magnetische Verfahren verwenden.

Während des Prüfzyklus kann der Wert y des Fehlers der Steuerung aus der Spur vernachlässigt werden, wenn eine geringere Genauigkeit der Kompensierung zugelassen wird.

Anstelle des beschriebenen Verfahrens, bei welchem während des Prüfzyklus der Kopf von dem Bezugsort weg gesteuert wird, kann der Kopf durch das Positionswandlersystem so positioniert werden daß der Fühler an der erwarteten Position 131 für den Ort auf de* Ma£ β**1*Π steht. Der Positionsfehler wird dann aus dem Fehler abgeleitet, der durchhaue der Spur steuernde System ange zeigt wird. ^das

Wenn die austauschbare Platte eine Platte eines Plattenstapels

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ist (oder beide Oberflächen der Platte zum Aufnehmen von Daten verwendet), können Bezugsspuren auf nur einer Oberfläche vorhanden sein, wobei alle Köpfe gekoppelt sind. Andererseits kann ; j jede Platte eigene Bezugsspuren besitzen und sie in der beschriebenen Weise verwenden. Dies enthebt der Notwendigkeit, die! j Köpfe auszurichten. Die feststehende Platte kann auch das beschriebene Verfahren verwenden, bei welchem die Forderungen an Materialien und Positionierung zum Ausgleich der Expansion verringert werden können. Wenn die feststehende Platte nicht auf < j einer anderen Einheit befestigt werden muß, ist es unwahrschein- i

lieh, daß die Datenspuren exzentrisch ausgebildet sind, und es ■ braucht somit während der Prüfperiode nur eine Positionsprilfung ' vorgenommen werden. Der dabei erhaltene Wert wird dann während \ der gesamten Datenübertragung verwendet.

Das Fehlersignal kann aus dem Speicher vor der Zeit in der Um- i

drehung, bei der es aufgezeichnet worden ist, ausgelesen werden. ■ Dies kann vorgenommen werden, um die Verzögerung im Ansprechen

des Positioniermotors auf seinen Eingang zu kompensieren. Ein ι Vorschub um die Hälfte der Prüfperiode gibt auch eine bessere An-!

näherung durch Mittelung der Abweichung zwischen den diskreten, I ausgelesenen Fehlern und den tatsächlichen, sich kontinuierlich

ändernden Fehlern. *

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Kopf in einem¹'. Abstand von dem Bezugsort gleich dem Abstand zwischen den Maßstabspositionen 131 und 137 positioniert. Somit werden Unterschiede zwischen den Werten, um die dieser Abstand und der entsprechende Abstand auf der Platte sich ausdehnen, nicht kompensiert. Da die Datenfläche jeweils nur einen kleinen Bruchteil des Radius der Platte einnimmt, ist dieser Effekt klein im Vergleich zur Auedehnung der Platte als Ganzes und der Bewegung der mittleren Position des Maßstabs. Falle erwünscht, kann jedoch eine höhere Genauigkeit der Kompensation dadurch erzielt werden, daß die Feh- _; ler maßstablich geändert werden, wenn sie in Abhängigkeit von der radialen Position der jeweiligen Datenspur ausgelesen werden. Andererseits kann der Prüfzyklus das Prüfen der beiden Bezugsorte,

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einer innerhalb und einer außerhalb der Datenfläche, in der gleichen Weise wie bisher für einen geometrischen Ort beschr :ben, einschließt. Die Werte für die Datenspuren werden dann interpoliert.

Der Speicher und seine Umwandler von und in analog können durch eine Verzögerungsleitung ersetzt werden, die den Wert eines Positionsfehlers von einer vollständigen Umdrehung halten. Als Beispiel kann die Verzögerungsleitung eine ladungsgekoppelte Einrichtung sein.

Jeder Prüfzyklus tritt ein, wenn das Steuergerät der Einrichtung , eine neue Spuradresse ergibt. Dies ist eine Unterbrechung im Fluß von Daten, die auf die Platte oder von der Platte übertragen werden, was in jedem Fall auftritt, selbst wenn der Prüfzyklus nicht stattfindet. Das Steuergerät braucht nicht wahrzunehmen, daß diese Prüfzyklen auftreten, und der Prozentsatz an verwendeter Zeit kann ausreichend klein gemacht werden, damit die Arbeitsweise der Einrichtung nicht erheblich beeinträchtigt wird. t

! Unter Verwendung des Ergebnisses des Prüfzyklus wird der Kopf in ι einem Abstand von dem Bezugsort positioniert, der für jede Spur j im wesentlichen festgegeben ist. Somit wird eine Kompensation für Änderungen in der Position des geometrischen Ortes erzielt, wie sie z.B. auftreten, wenn die Temperatur der Pla-tte sich ändert.

Diese Beziehung mit dem Bezugsort wird auch aufrechterhalten, j wenn die Datenspur exzentrisch in bezug auf die Rotationsachse wirkt, wie dies der Fall sein kann, wenn die Platte entfernt und 'wieder eingesetzt wird.

Die Methode der Initialisierung der auswechselbaren Platte wird !nachstehend beschrieben. Wenn eine auswechselbare Platte zuerst in die Speichereinrichtung eingesetzt wird, führt die Einrichtung 'eine Prüfung durch, um festzustellen, ob die Bezugsspuren vorhanjden sind, und schreibt sie auf die Platte, wenn das nicht der Fall 'ist. Die Positionierung des Kopfes während dieses Schrittes wird

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durch Servospuren auf der feststehenden Platte vorgenommen, die in der vorbeschriebenen Weise kodiert ist. Zu Erläuterungszwecken sei angenommen, daß diese Spuren sich auf Positionen -1, -2 und -3 in dem Spurbezifferungssystem befinden, das für die Datenspuren verwendet wird.

In Verbindung mit Fig. 7 sei angenommen, daß die auswechselbare Platte gerade befestigt worden ist und daß das Startsignal gegeben worden ist (Block 60). Dann bewegt sich der Kopf unter Steuerung des Servosystems in die Wandlerposition, die der Spur i -2 entspricht (dies ist die Position des Bezugsortes, wenn die Bezugsspuren aufgezeichnet worden sind) (Block 61). Er liest dann die Platte (Block 62) und prüft auf Vorhandensein der Taktsignale der Bezugsspur (Block 62). 1

Wenn die Taktsignale vorhanden sind, fährt der Kopf fort^von den Bezugsspuren weg zu steuern und mißt den Positionsfehler in der !

vorbeschriebenen Weise (Blöcke 132 und 133 der Fig. 3) und fährt ι dann in der vorbeschriebenen Weise fort. Wenn dies nicht der Fall : ι ist, schaltet er auf Steuerung von den Spuren -1 und -2 der festj stehenden Platte weg im Anschluß an ihre Begrenzung in bekannter | Weise (Block 63). Wenn die Köpfe auf diese Weise gesteuert wer-

den, schreibt er eine Bezugsspur auf der auswechselbaren Platte · an der Position -I* * wobei das Schreibsignal aus dem Signal abgeleitet wird, das von der feststehenden Platte ausgelesen wird ' (Block 64). Er steuert dann von den Spuren -2 und -3 der fest- ; stehenden Platte weg (Block 65) und schreibt in die Spur -2| der ; auswechselbaren Platte ein (Block 66). Schließlich schaltet er I auf Steuerung von der auswechselbaren Scheibe an der Spur -2 weg, und fährt wie vorher von Block 13 2 nach Fig. 3 fort.

Wenn somit die auswechselbare Scheibe bereits mit Bezugsspuren (aufgezeichnet ist, wird die Einrichtung sie benutzen. Wenn keine !Bezugsspuren vorhanden sind, zeichnet die Einrichtung sie so auf, !daß sie als Bezugswerte für diese Platte bei künftigen Fällen verwendet werden können.

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In Fig. 8 ist die Art und Weise beschrieben, in der die gesonderten Elemente zur Durchführung des Initialisiervorganges in die Einrichtung eingeführt werden.

Der Kopf 7 für die feststehende Platte hat einen ähnlichen Schalter 68 und eine Demodulatorschaltung 69 wie Schalter 25 und De-

modulatorschaltung 28 des Kopfes für die auswechselbare Platte. Der Ausgang der Demodulatorschaltung 69 für die feststehende : Platte speist seinen Ausgang in den Positionierverstärker 1'4 als Fehlersignal ein, damit eine Folgeregelung der Bezugsspuren der feststehenden Platte in normaler Weise möglich i-st. '

Nachdem eine auswechselbare Platte in der Einrichtung befestigt _: worden ist, zeigt ein Startsignal auf einer Leitung 70 an, daß j die Einrichtung zur Übertragung von Daten bereit ist. Dieses Si.g-j nal gattert die Adresse des Bezugsortes (Spur -2 unter Verwendung der oben angegebenen Anzahl) zu der Vergleichseinrichtung 3*+, und die Köpfe bewegen sich in diese Position. Eine Schaltung 71 zeigt die Taktimpulse an, wenn sie im Ausgang des Kopfes 9 j der auswechselbaren Platte vorhanden sind.-.und ermöglicht, daß die! Einrichtung wie vorher fortfährt, wenn sie vorhanden sind. Wenn i keine Taktimpulse vorhanden sind, wird ein Signal auf einer Lei- ; tung 7 2 erzeugt, das den Inhalt eines Registers 73 gattert, der | die Adresse -I5 der Grenze zwischen dem ersten Paar von Bezugsspuren der feststehenden Platte zu der Vergleichseinrichtung 34 hält, und schaltet den Ausgang aus dem Kopf 7 der feststehenden , Platte so, daß das Fehlersignal aus dem Demodulator 69 in den | Positionierverstärker 14 eingespeist wird. Die Köpfe folgen somit 1 der Spurgrenze der feststehenden Platte. Gleichzeitig wird das aus dem Kopf 7 der feststehenden Platte ausgelesene Signal in einen Impulsgenerator 71 eingespeist, der ein Schreibsignal für ! den Kopf 9 der auswechselbaren Platte erzeugt.

i

ι Nachdem eine vollständige Spur eingeschrieben worden ist, wird die Adresse(-22) der anderen Begrenzung der Bezugsspuren der feststehenden Platte in die Vergleichseinrichtung aus einem Regi- !ster (nicht dargestellt) gegattert. Die Köpfe verschieben sich

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in diese Position und folgen der Begrenzung, wobei das Servofehlersignal fortgesetzt dem Verstärker IU zugeführt wird. Während dieser Umdrehung speist ein zweiter Impulsgenerator 7 5 ein Schreibsignal für den Kopf 9 ein, und die Bezugsspur wird auf die auswechselbare Platte geschrieben.

Nach Fig. 9 ist das Signal aus einer der Bezugsspuren mit a bezeichnet. Der nach negativ gehende Impuls ist der Taktimpuls. Das Signal aus einer benachbarten Spur ist mit b bezeichnet. Das tatsächliche Signal aus dem Kopf ist überlagert, wie bei c gezeigt (um den Servoeingang zu erzeugen, ist ein geringer Unterschied zwischen den nach positiv gehenden Impulsen vorhanden, dies ist jedoch für die Arbeitsweise der Schreibschaltungen nicht wesentlich). :

j Die Schaltung TH spricht auf den Taktimpuls zur Einleitung einer !

Rechteckwelle und den ersten, nach positiv gehenden Impuls zu ; dessen Vervollständigung an (d). Die Schaltung 7 5 beginnt eine

Rechteckwelle bei dem Taktimpuls, beendet sie aber bei dem zweij ten nach positiv gehenden Impuls (e). Dies sind die Schreibwel- i lenformen, sie werden wieder als die Wellenformen, die bei a und b gezeigt sind, zurückgelesen.

Die Zeitsteuerungen werden entweder durch den Mikroprozessor (in .

der zweiten Ausführungsform) oder durch getrennte logische EIe- j mente (in der ersten Ausfuhrungsform) eingeführt. '

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Leerseite

Claims (3)

1.7.1977 W/He D/p

Patentansprüche:

Verfahren zum Übertragen von Daten in einer Magnetplatten-Datenspeichereinrichtung mit einer auswechselbaren, darin befestigten Magnetplatte, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lese-Schreib-Kopf (9) für die Platte auf eine vorbestimmte Fläche der Platte (4) bewegt wird, daß das Vorhandensein einer Bezugsinformation (21, 22, 23), die in dieser Fläche aufgezeichnet ist, geprüft wird, und wenn keine Bezugsinformation in dieser Fläche festgestellt wird, daß die Bezugsinformation (21, 22, 23) in dieser Fläche aufgezeichnet wird, daß die Position der Bezugsinformation in bezug auf die Rotationsachse (19) der Platte (4) gemessen wird, und daß bei den nachfolgenden Datenübertragungen auf eine oder von einer Datenspur (24) auf der Platte der Kopf (9) durch Bezugnahme auf die Position der Bezugsinformation (21, 22, 23) positioniert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Kopf (7) <, der mit dem Schreib-Lese-Kopf (9) gekoppelt ist, durch Bezugnahme auf weitere Bezugsinformation geführt wird, die auf einer weiteren Magnetplatte (1) aufgezeichnet ist, welche mit der auswechselbaren Magnetplatte so gekoppelt ist, daß der Lese-Bchreib-Kopf relativ zu der auswechselbaren Magnetplatte (4) geführt wird, während die Bezugsinformation (21, 22, 23) in der vorbestimmten Fläche aufgezeichnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Bezugsinformation auf der weiteren Magnetplatte (1) aus Bezugssignalen besteht, die in drei konzentrischen kreisförmigen Spuren aufgezeichnet werden, daß der weitere Kopf (7) durch Bezugnahme auf die Signale geführt wird, die in der inneren und der mittleren Spur aufgezeichnet werden, während der Lese-Schreib-Kopf (9) Bezugsinformation (21) in einer ersten Spur der auswechselbaren Platte (4) aufzeichnet, und daß der weitere Kopf (7) durch Bezugnahme auf die Signale geführt wird, die in der äußeren und der mittleren Spur aufgezeichnet werden, während der Lese-Schreib-Kopf (9) Bezugsinformation (22) in einer zweiten Spur in der Nähe der ersten Spur der auswechselbaren Platte (4) aufzeichnet. 8098 07/0529

ORIGINAL INSPECTED