DE3717795A1 - Kopfeinstellungs-steuersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kopfeinstellungs-Steuersystem für eine Plattenspeichereinheit, die mehrere drehbare Platten als Aufzeichnungsträger und mehrere verstellbare Wandlerköpfe für das Einschreiben und/oder Auslesen von Daten an einer jeweils entsprechenden Hauptfläche der Platten aufweist, wobei auf jeder Hauptfläche eine Vielzahl von Spuren für das Speichern von Daten und Bezugsinformations-Speicherbereiche ausgebildet sind, die sich radial erstrecken und die Vielzahl von Aufzeichnungsspuren am Umfang schneiden, so daß Teile der Spuren den Bereichen für das Speichern von Bezugsinformationen zum Ermitteln der Lage eines jeweiligen Kopfes in den Bereichen zugeteilt sind, und wobei die Lage des jeweiligen Kopfes durch das Auslesen der Bezugsinformationen aus dem Bezugsinformations-Speicherbereich über den Kopf ermittelt wird, um die Lage des Kopfes zu steuern.

In der Plattenspeichereinheit der vorstehend beschriebenen Art muß der Kopf jeweils von einer Spur zu einer bestimmten Spur versetzt und in bezug auf diese bestimmte Datenspur richtig eingestellt werden. Bekanntermaßen wurden für das Versetzen und das richtige Einstellen des Kopfes in bezug auf die bestimmte Datenspur auf einem bestimmten Radius an der Platte das einfache offene Steuersystem und das System mit geschlossenem Regelkreis verwendet. Bei dem einfachen offenen Steuersystem wird nur ein die Kopfversetzungsstrecke darstellendes Signal wie eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen an einen Schrittmotor angelegt, während die gerade bestehende Lage des Kopfes überhaupt nicht ermittelt wird, so daß keine Lageregelung im strengen Sinne ausgeführt wird. Das einfache offene System wurde in weitem Ausmaß in Plattenspeichereinheiten eingesetzt, bei denen keine genaue Einstellung des Kopfes in bezug auf eine bestimmte Datenspur auf bestimmten Radien der Platte erforderlich war.

In den letzten Jahren wurde jedoch die Datenspeicherungsdichte der Plattenspeichereinheiten beträchtlich gesteigert, so daß die Abstände zwischen benachbarten Spuren kleiner wurden. Infolgedessen entstehen verschiedenerlei Probleme, wenn der Kopf auch nur geringfügig aus seiner richtigen Lage abweicht; daher wurde verstärkt ein Steuersystem mit geschlossenem Regelkreis gefordert.

Bei der Lagesteuerung mit geschlossenem Regelkreis muß die gegenwärtige Lage des Kopfes ermittelt und als Istwert in eine Lagesteuerschaltung eingegeben werden. Zu diesem Zweck müssen in die Platte Bezugsinformationen bzw. Servoinformationen für das Ermitteln der Kopflage eingeschrieben werden. Daher wird das System mit dem geschlossenen Regelkreis manchmal auch Servosystem genannt. Zu den Servosystemen zählen ein Servoflächen-Servosystem und ein Datenflächen-Servosystem.

Bei dem Servoflächen-Servosystem wird eine Fläche einer Speicherplatte ausschließlich für das Speichern von Bezugsinformationen benutzt, so daß eine die gegenwärtige Lage des Kopfes anzeigende Information an der Bezugsinformations- Speicherfläche jederzeit unabhängig von dem Einschreiben oder Auslesen von Daten an der anderen Fläche der Platte ausgelesen werden kann. Infolgedessen kann entsprechend den auf der einen Fläche der Platte gespeicherten Bezugsinformationen die Lage des Kopfes ständig korrigiert werden, so daß der Kopf immer richtig in bezug auf eine bestimmte Datenspur eingestellt werden kann. Diesem System haftet jedoch grundlegend der Mangel an, daß die Datenspeicherkapazität beträchtlich verringert ist, da auf die vorstehend beschriebene Weise eine der Flächen der Platte ausschließlich für die Speicherung der Bezugsinformationen benutzt werden muß.

Andererseits werden bei dem Datenflächen-Servosystem die Bezugsinformationen nur in einen Teilbereich des Umfangs einer jeden Datenspur eingeschrieben. Daher können abweichend von dem Servoflächen-Servosystem die Kopflageinformationen nicht jederzeit ausgelesen werden, wobei es aber im allgemeinen ausreicht, die Kopfeinstellung entsprechend dem Bezugssignal zu korrigieren, das bei jeweils einer Umdrehung der Platte ausgelesen wird. Das Datenflächen-Servosystem hat daher den ausgeprägten Vorteil, daß der Speicherraum für die Bezugsinformationen auf den Flächen der Platte verringert werden kann und infolgedessen die Datenspeicherkapazität kaum verringert werden muß.

Die Erfindung ist auf das Datenflächen-Servosystem der vorstehend beschriebenen Art gerichtet.

Bei dem Datenflächen-Servosystem ist jedoch für das Versetzen des Kopfes von einer Spur zu einer bestimmten Spur und das darauffolgende genaue Einstellen in die Stellung für die bestimmte Spur eine verhältnismäßig lange Suchzeit erforderlich, so daß die für das Finden einer gewünschten Spur zum Einschreiben oder Auslesen von Daten benötigte Zugriffzeit länger wird, was nachstehend ausführlich anhand von Fig. 1A, 1B und 2 beschrieben wird.

Die Fig. 1B ist eine Abwicklungsdarstellung, die eine einzelne Spur 1 a auf einer Platte 1 sowie im strichlierten Bereich eingeschriebene Bezugsinformationen zeigt. Die Dauer einer Umdrehung der Platte 1 ist mit T bezeichnet, während die Drehrichtung der Platte durch P dargestellt ist. Die Fig. 1B veranschaulicht eines der typischsten Datenflächen-Servosysteme nämlich ein sog. Indexbündel-System, bei dem Bezugsinformationen 1 b an einer Stelle am Ende der Umdrehungsdauer T eingeschrieben sind. In einem restlichen Bereich 1 f, der der nach dem Speichern der Bezugsinformationen verbleibenden Zeit der Umdrehungsdauer T entspricht, werden beispielsweise 32 Datenspeicherungssektoren gebildet, die voneinander jeweils durch geeignete Zwischenräume in der Längsrichtung der Spur 1 a abgegrenzt und beabstandet sind. Jeder Sektor enthält natürlich einen Datenbereich, in den die erforderlichen Daten eingeschrieben oder aus dem die erforderlichen Daten ausgelesen werden, einen Bereich für das Speichern von Formatierdaten, einen Bereich für das Speichern von Synchronisierdaten für eine Lese/Schreibschaltung und einen Randbereich.

Die Fig. 1A zeigt einen Indeximpuls IDX, auf den hin die Bezugsinformationen 1 b eingeschrieben und die Daten in den Bereich 1 f eineschrieben bzw. aus diesem ausgelesen werden. Der Indeximpuls IDX ist mit dem Umlauf der Platte synchronisiert und wird während der Umdrehungsdauer T von einem in Fig. 6 gezeigten Achsenmotor 3 für das Drehen der Platte erzeugt.

Die Fig. 2 zeigt den Ablauf von Schritten bei einem Suchvorgang in dem vorstehend beschriebenen Servosystem. Der Vorgang wird eingeleitet, wenn die Plattenspeichereinheit wie beispielsweise eine Festplatteneinheit bei einem Schritt S 1 einen Suchbefehl aus einem Computer empfängt. Der Suchbefehl hat beispielsweise die Form der Anzahl von Spuren zwischen einer Ausgangsspur, an die der Kopf angesetzt ist, und einer bestimmten Datenspur, zu der der Kopf versetzt und an der der Kopf richtig eingestellt werden muß. Auf den Suchbefehl hin wird bei einem Schritt S 2 eine vorbestimmte Anzahl von Schrittimpulsen an einen Schrittmotor für das Verstellen des Kopfes angelegt, so daß der Kopf versetzt wird. Bei einem nachfolgenden Schritt S 3 wird mittels einer geeigneten Einrichtung ermittelt, ob der Kopf zu der bestimmten Datenspur versetzt ist oder nicht, wonach die Schritte S 2 und S 3 wiederholt werden, bis die Ermittlung die Antwort "JA" ergibt. Auch nachdem der Kopf zu einer bestimmten Spur 1 a versetzt worden ist, treten für eine bestimmte Zeitdauer vor und nach dem Erreichen der bestimmten Spur Regelschwingungen auf, so daß für das Abklingen der Regelschwingungen ein nächster Schritt S 4 vorgesehen ist.

Bei einem Schritt S 5 werden nach dem vollständigen Abklingen der Regelschwingungen die Bezugsinformationen 1 b ausgelesen, wonach bei einem Schritt S 6 eine Abweichung des Kopfes aus der richtigen Lage, nämlich das Ausmaß der Spurabweichung ermittelt und dann beurteilt wird, ob die ermittelte Spurabweichung innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs liegt oder nicht. Falls die Spurabweichung außerhalb des vorbestimmten Toleranzbereichs liegt, wird bei einem Schritt S 7 die Stellung des Schrittmotors korrigiert, wonach das Programm zu dem Schritt S 5 zurückkehrt. Im allgemeinen werden die Schritte S 5, S 6 und S 7 einigemale wiederholt, wonach erst nach dem Auskorrigieren der Spurabweichung das Programm von dem Schritt S 6 zu einem Schritt S 8 fortschreitet, bei dem ein den Abschluß des Suchvorgangs darstellendes Signal erzeugt und an den Computer abgegeben wird. Auf diese Weise wird der Suchvorgang abgeschlossen.

Bei der Festplatteneinheit ist die für den Abschluß des Suchvorgangs erforderliche Zeit gleich einer mittleren Zugriffzeit, die der Kopf für die Bewegung über ein Drittel einer ganzen Spur braucht, nämlich beispielsweise ungefähr 100 ms. Das Problem besteht in dem Zeitaufwand für das Auslesen der Bezugsinformationen 1 b bei dem Schritt S 5. Wenn die Drehzahl der Platte 3600 Umdrehungen je Minute ist, ist die Abfragezeit für das Auslesen der Daten je Umdrehung der Platte ungefähr 17 ms. Ferner werden gemäß der vorstehenden Beschreibung die Schritte S 5 bis S 7 zweimalig oder dreimalig wiederholt, so daß demgemäß allein für den Schritt S 5 jeweils 34 bis 51 ms erforderlich sind. D. h., allein für den Schritt zum Auslesen der Bezugsinformationen ist ein Zeitaufwand erforderlich, der ungefähr einem Drittel oder der Hälfte der Suchzeit entspricht. Dies ist der Hauptgrund dafür, daß in dem herkömmlichen Datenflächen-Servosystem eine beträchtlich lange Zugriffszeit für das Lesen und Schreiben von Informationen benötigt wird.

Zum Beheben der Unzulänglichkeit, daß die Zugriffszeit zu lang ist, kann die für das Durchlaufen des Schritts S 5 erforderliche Zeit auf 1/n verkürzt werden, indem jeweils an mehreren Stellen in Umfangsrichtung der Spur n Teile von Bezugsinformationen eingeschrieben werden. Dadurch wird aber die Speicherkapazität entsprechend verringert. Ferner müssen die Bezugsinformationen zwischen Datenspeichersektoren eingefügt werden, so daß die Auswechselbarkeit dieser Festplatteneinheit mit einer herkömmlichen Festplatteneinheit nicht aufrecht erhalten wird.

In Anbetracht dessen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kopfeinstellungs-Steuersystem für eine Plattenspeichereinheit zu schaffen, bei dem die Zugriffzeit verkürzt ist, während die Austauschbarkeit mit einer herkömmlich Festplatteneinheit aufrecht erhalten ist.

Erfindungsgemäß werden auf jeder Hauptfläche einer jeden Platte zwei Bezugsinformations-Speicherbereiche in einem Winkelabstand von 360°/4N ausgebildet, wobei N die Anzahl der Platten ist. Die Bezugsinformations-Speicherbereiche der jeweiligen Platten werden unter gleichen Winkeln gegeneinander versetzt, so daß während jeder einzelnen Umdrehung der Platte die Bezugsinformationen aus den im Winkel versetzten Bezugsinformations-Speicherbereichen ausgelesen werden, um bei jedem Auslesen der Bezugsinformationen eine Abweichung des Kopfes aus seiner normalen bzw. richtigen Lage zu ermitteln, wobei entsprechend der ermittelten Abweichung die Lage des Kopfes korrigiert wird.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Mitteln gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Erfindungsgemäß werden auf jeder Hauptfläche einer jeden Platte in gegenseitigem Winkelabstand von 360°/4N zwei Bezugsinformations-Speicherbereiche ausgebildet, so daß bei dem erfindungsgemäßen System die Bezugsinformationen bei jeder 1/4N-Umdrehung der Platte aufgenommen werden können, als ob auf jeder Hauptfläche der Platte 4N Bezugsinformations- Speicherbereiche vorgesehen wären, während bei einem herkömmlichen Kopfeinstellungs-Steuersystem die Bezugsinformationen nur einmal je Umdrehung der Platte empfangen werden; auf diese Weise kann die Zugriffzeit verkürzt werden.

Ferner haben die beiden Bezugsinformations-Speicherbereiche auf jeder Hauptfläche einer jeden Platte einen gegenseitigen Winkelabstand von 360°/4N. Daher können in dem Fall, daß mehr als eine Platte verwendet wird (N ≧ 2), die (nachstehend als Hilfsdatenbereiche bezeichneten) Bereiche zwischen den beiden Bezugsinformations-Speicherbereichen auf zufriedenstellende Weise verschmälert werden. Wenn infolgedessen die Drehzahl der Platte um ein Ausmaß verringert wird, das den einer herkömmlichen Platte hinzugefügten Bezugsinformations-Speicherbereichen und Hilfsdatenbereiche entspricht, kann auf den (nachstehend als Hauptdatenbereiche bezeichneten) Bereichen außerhalb der Bezugsinformations-Speicherbereiche und der Hilfsdatenbereiche auf jeder Hauptfläche der Platte die gleiche Speicherkapazität wie diejenige der herkömmlichen Platte erreicht werden. Darüberhinaus enthält der Hauptdatenbereich keinen Bezugsinformations-Speicherbereich, so daß die Daten entsprechend irgendeinem beliebigen Format aufgezeichnet werden können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1A und 1B sind Darstellungen zur Erläuterung der Anordnung von Bezugsinformationen auf einer Spur eines herkömmlichen Datenflächen-Servosystem im Zusammenhang mit Indeximpulsen für die Synchronisierung.

Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm eines Suchvorgangs für das Einstellen eines Kopfes auf eine gewünschte Spur in einem herkömmlichen Kopfeinstellungs-Steuersystem.

Fig. 3 ist eine erläuternde Darstellung, die die Anordnung von Bezugsinformations-Speicherbereichen auf einer Hauptfläche einer Magnetplatte zeigt, die bei dem Steuersystem gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendet wird.

Fig. 4 ist eine erläuternde Darstellung, die Anordnungen von Bezugsinformations-Speicherbereichen bei der Verwendung zweier Magnetplatten zeigt.

Fig. 5 ist eine erläuternde Darstellung, die das Aufzeichnen von Daten auf einer Hauptfläche einer Magnetplatte veranschaulicht.

Fig. 6 ist eine Blockdarstellung einer Festplattenspeichereinheit mit zwei Magnetplatten gemäß einem Ausführungsbeispiel des Steuersystems.

Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung von Kopfumschaltvorgängen bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel.

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines in Fig. 6 gezeigten Zeitsignalgenerators gemäß einem Ausführungsbeispiel

Fig. 9 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktionen des Zeitsignalgenerators.

Fig. 10 ist ein Blockschaltbild eines in Fig. 6 gezeigten Servosignaldemodulators gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 11 ist ein Blockschaltbild eines als Kopfwählschaltung gemäß Fig. 6 dienenden Datenwählers gemäß einem Beispiel.

Die Fig. 3 zeigt die Lagen von Bezugsinformations-Speicherbereichen auf einer Hauptfläche einer bei dem Steuersystem gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendeten Magnetplatte. Auf einer Hauptfläche (der Vorderfläche) einer Magnetplatte 1 sind Bezugsinformations-Speicherbereiche 2-1 und 2-2 in einem Winkelabstand R gebildet, während an der anderen Hauptfläche (Rückfläche) der Platte 1 radialsymmetrisch zu den Bezugsinformations- Speicherbereichen 2-1 und 2-2 in bezug auf die Mitte der Platte 1 Bezugsinformations-Speicherbereiche 2-3 und 2-4 gebildet sind. Der Winkelabstand R zwischen den beiden Bezugsinformations-Speicherbereichen 2-1 und 2-2 ist gleich 360°/4N, wobei N die Anzahl der im System verwendeten Magnetplatten ist. Auf der einen Hauptfläche der Platte 1 ist zwischen den beiden Bezugsinformations-Speicherbereichen 2-1 und 2-2 ein Hilfsdatenbereich 100 ausgebildet, während an dem restlichen Bereich der Hauptfläche nämlich an dem Bereich außerhalb der Bezugsinformations-Speicherbereiche 1-2 und 2-2 und des Hilfsdatenbereichs 100 ein Hauptdatenbereich 101 gebildet ist. Auf gleiche Weise sind auf der anderen Hauptfläche der Platte 1 ein Hilfsdatenbereich 100′ und ein Hauptdatenbereich 101′ gebildet.

Die Fig. 4 zeigt die Anordnung der Bezugsinformations-Speicherbereiche bei der Verwendung von zwei Magnetplatten (N = 2). Nach Fig. 4 sind zwei Magnetplatten mit der vorstehend anhand der Fig. 3 beschriebenen Gestaltung unter gegenseitiger Versetzung um einen Winkel ϕ übereinandergesetzt. Auf der einen Hauptfläche der zweiten Magnetplatte sind Bezugsinformations- Speicherbereiche 2-5 und 2-6 gebildet, während auf der anderen Hauptfläche der zweiten Platte zwei Bezugsinformations- Speicherbereiche 2-7 und 2-8 gebildet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Winkelversetzung ϕ 360°/2N. Daraus folgt, daß an jeder von acht (4N) in gleichen Winkeln verteilten Stellen an dem Umfang der Magnetplatten bei deren Übereinandersetzung ein Bezugsinformations-Speicherbereich gebildet ist.

Die Fig. 5 veranschaulicht die Art und Weise, wie die Daten auf der Platte aufgezeichnet werden. An der Platte ist eine Vielzahl koaxialer Aufzeichnungsspuren 50, 60 und 70 gebildet, an denen jeweils zum Ermitteln der Spurmitte in den Bezugsinformations-Speicherbereichen 2-1 und 2-2 Bezugsdaten 200 und 300 aufgezeichnet sind. Es kann irgendeine Art herkömmlicher Bezugsinformationen oder Bezugsdaten benutzt werden, solange damit die Mitte der jeweiligen Spur erfaßt werden kann.

Die Fig. 6 ist eine Blockdarstellung einer Festplattenspeichereinheit mit zwei Magnetplatten, bei der das Kopfeinstellungs- Steuersystem gemäß einem Ausführungsbeispiel eingesetzt ist. Auf Magnetplatten 1-1 und 1-2 nach Fig. 6 werden Bezugsinformationen auf die anhand der Fig. 4 beschriebene Weise gespeichert. Ein Spindel- bzw. Achsenmotor 3 wird mit einer vorbestimmten Drehzahl in Drehung versetzt, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel der Motor 3 an eine Indexsignalleitung 21 ein Indexsignal IP mit jeweils einem Impuls je Umdrehung synchron mit der Drehung des Motors 3 abgibt. Entsprechend dem Indexsignal IP als Bezugszeitsignal erzeugt ein Zeitsignalgenerator 11 durch Zählen der Anzahl von Taktsignalen CLK, die über eine Signalleitung 24 aus einem Zeitgeber 23 aufgenommen werden, Kopfwählsignale HS 0 und HS 1 gemäß Fig. 7, die über eine Zeitsignal-Ausgabeleitung 22 einem Servosignaldemodulator 12 und einer Kopfwählschaltung 14 zugeführt werden. Bei dem Ermitteln der Lage bzw. Einstellung jeweiliger Köpfe 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4 wird entsprechend der Kombination der Kopfwählsignale HS 0 und HS 1, die jeweils die Form eines Bits "0" oder "1" haben, einer der vier Köpfe gewählt.

In Fig. 7 entspricht eine Zeitperiode T 1 den beiden Bezugsinformations- Speicherbereichen auf der einen Hauptfläche der Magnetplatte 1-1, eine Zeitperiode T 3 den beiden Bezugsinformations- Speicherbereichen auf der anderen Hauptfläche dieser Platte, eine Zeitperiode T 2 den beiden Bezugsinformations- Speicherbereichen auf der einen Hauptfläche der Magnetplatte 1-2 und eine Zeitperiode T 4 den beiden Bezugsinformations- Speicherbereichen auf der anderen Hauptfläche dieser Platte. Während dieser Perioden T 1, T 2, T 3 und T 4 werden die entsprechenden Magnetköpfe 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4 in dieser Aufeinanderfolge eingeschaltet.

Auf ein Signal SELECT nach Fig. 6 hin, das einen Zeitpunkt für den Beginn eines Einstellungsvorgangs anzeigt und das von einer Zentraleinheit (CPU) 13 über eine Signalleitung 19 der Kopfwählschaltung 14 zugeführt wird, gibt diese das über die Signalleitung 22 übertragene Wählsignal über eine Signalleitung 16 an eine Schreib/Leseschaltung 9 ab, so daß automatisch entsprechend der Kombination der in Fig. 7 gezeigten Kopfwählsignale HS 0 und HS 1 die Köpfe 4-1 bis 4-4 gewählt werden. Wenn auf der Signalleitung 19 kein Signal SELECT abgegeben wird, wird von der Kopfwählschaltung 14 über eine Kopfwählleitung 15 aus einem Verarbeitungsrechner 25 ein Kopfwählsignal HSEL aufgenommen und dieses Signal über die Signalleitung 16 zur Schreib/Leseschaltung 9 weitergegeben. Die Schreib/Leseschaltung 9 schaltet den gemäß den über die Signalleitung 16 übertragenen Kopfwählsignalen gewählten Kopf auf die Lese-Betriebsart oder die Schreib-Betriebsart. Ein mit dem gewählten Kopf ausgelesenes Signal RD, das Daten und die Bezugsinformationen enthält, wird über eine Lesesignalleitung 17 dem Servosignaldemodulator 12 und dem Verarbeitungsrechner 25 zugeführt.

Der Servosignaldemodulator 12 zieht aus dem über die Lesesignalleitung 17 zugeführten Signal RD die Bezugsinformationen für den gewählten Kopf als Servodaten SVD heraus. Wenn von der Zentraleinheit 13 an die Signalleitung 19 das den Anfangszeitpunkt des Einstellungsvorgangs darstellende Signal SELECT abgegeben wird, wird zum Zeitpunkt eines Servo-Abfragesignals SV-STB ein bestimmter Knopf angewählt, so daß von dem Servosignaldemodulator 12 während einer Umdrehung der Magnetplatten acht Bezugsdaten bzw. Servodaten SVD abgegeben und über eine Servosignalleitung 20 der Zentraleinheit 13 zugeführt werden.

Wenn keine Einstellung erfolgt, nämlich auf der Signalleitung 19 kein Signal abgegeben wird, gibt auf das Kopfwählsignal HSEL aus dem Verarbeitungsrechner 25 hin der Servosignaldemodulator 12 nur diejenigen Bezugsinformationsdaten bzw. Servodaten SVD ab, die von dem Kopf aufgenommen werden, der durch das der Kopfwählschaltung 14 über die Kopfwählleitung 15 aus dem Verarbeitungsrechner 25 zugeführte Kopfwählsignal HSEL gewählt ist.

Aus den eingegebenen Bezugsinformations- bzw. Servodaten SVD ermittelt die Zentraleinheit 13 das Ausmaß der "Spurabweichung" zwischen dem gewählten Kopf und einer bestimmten Spur, um eine dem ermittelten Spurabweichungsausmaß entsprechende Korrekturgröße einer herkömmlichen Kopfeinstelleinheit 10 zuzuführen, wodurch die Lage bzw. Einstellung des Kopfes korrigiert wird.

Wenn die Kopfeinstellung korrigiert wird, nachdem die Zentraleinheit 13 gemäß der in dem Ablaufdiagramm in Fig. 2 gezeigten Schrittefolge wie bei den herkömmlichen Kopfeinstellungs- Steuersystem den Kopf von einer Spur auf eine gewünschte Spur versetzt und dort angehalten hat, gibt die Zentraleinheit 13 an der Signalleitung 19 das den Zeitpunkt für das Beginnen des Einstellungsvorgangs anzeigende Signal SELECT ab, so daß bei diesem Ausführungsbeispiel die Bezugsinformations- bzw. Servodaten SVD innerhalb einer Zugriffzeit erhalten werden, die höchstens einer 1/8-Umdrehung der Magnetplatten entspricht, was aus Fig. 4 hervorgeht. Auf diese Weise ist die Zugriffzeit verkürzt und infolgedessen die Zugriffzeit vom Zeitpunkt des Erzeugens des Suchbefehls bis zum Beenden des Suchvorgangs kürzer.

Mit 8 ist ein Kopfträger bezeichnet, während mit 18 eine an den Verarbeitungsrechner 25 angeschlossene Schreibsignalleitung für ein Schreibsignal WS bezeichnet ist. Der Kopfträger 8 und die Schreibsignalleitung 18 sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Die Drehzahl der Magnetplatten 1-1 und 1-2 wird in einem Ausmaß vermindert, das dem Bezugsinformations-Speicherbereich 2-2 und dem Hilfsdatenbereich 100 entspricht, die der herkömmlichen Platte hinzugefügt sind; auf diese Weise wird allein mit dem Hauptdatenbereich 101 die gleiche Speicherkapazität wie bei einer herkömmlichen Platte sichergestellt. Wenn wie bei diesem Ausführungsbeispiel zwei Platten benutzt werden, ist der Winkelabstand R zwischen diesen Bereichen gleich 45°, was einem Achtel des Plattenumfangs entspricht. Während die Drehzahl der herkömmlichen Magnetplatte beispielsweise 3600 Umdrehungen je Minute ist, wird folglich die Drehzahl bei diesem Ausführungsbeispiel des Steuersystems auf 7/8, nämlich auf 3150 Umdrehungen je Minute verringert. Wenn der Kopf, der über die Kopfwählsignalleitung 15 durch den Verarbeitungsrechner 25 gewählt ist, an dem Bezugsinformations- Speicherbereich auf der dem gewählten Kopf entsprechenden Plattenfläche vorbeigelaufen ist, nämlich der gewählte Kopf erstmalig den Hauptdatenbereich 101 abzutasten beginnt, empfängt der Verarbeitungsrechner 25 den Indeximpuls bzw. das Indexsignal IP, um diesem entsprechend das Einschreiben oder Auslesen von Daten auszuführen; dadurch bleibt die Austauschbarkeit zwischen dem System gemäß diesem Ausführungsbeispiel und dem System nach dem Stand der Technik erhalten.

Die Fig. 8 zeigt eine bestimmte Ausführungsform des in Fig. 6 gezeigten Zeitimpulsgenerators 11. Ein Rückstellsignalgenerator erzeugt im Ansprechen auf den Indeximpuls IP einen Rückstellimpuls RS gemäß Fig. 9 und kann beispielsweise durch eine monostabile Kippstufe gebildet sein. Durch den in Fig. 9 gezeigten Rückstellimpuls RS werden Zähler 32 und 33 rückgesetzt, die dann das Zählen der Taktimpulse CLK aus dem Zeitgeber bzw. Taktimpulsgenerator 23 beginnen, um jeweils in Zeiten T 11 bzw. T 12 Ausgangssignale zu erzeugen. Das Ausgangssignal des Zählers 32 wird dem Zähler 33 zugeführt, von dem das Servo-Abfragesignal SV-STB abgegeben wird. Ein Frequenzteiler 34, der durch einen Zähler gebildet sein kann, wird durch den Rückstellimpuls RS rückgesetzt und beginnt das Zählen der Taktimpulse, um während der in Fig. 9 dargestellten Zeiten die Kopfwählsignale HS 0 und HS 1 zu erzeugen.

Die Fig. 10 zeigt ausführlich eine Ausführungsform des Servosignaldemodulators 12. Die Kopfwählsignale HS 0 und HSEL 0 werden an ein Antivalenzglied 41 angelegt, während die Kopfwählsignale HS 1 und HSEL 1 an ein zweites Antivalenzglied 42 angelegt werden. Die Ausgangssignale der beiden Antivalenzglieder 41 und 42 werden an ein NOR-Glied 43 angelegt, so daß ein NOR-Ausgangssignal erreicht wird, wenn das Kopfwählsignal HS 0 oder HSEL 0 oder das Kopfwählsignal HS 1 oder HSEL 1 auftritt. Das NOR-Signal, das Signal SELECT und das Signal SV- STB werden an ein UND-Glied 44 angelegt, welches das Signal SV-STB nur dann abgibt, wenn das NOR-Signal und das Signal SELECT beide den Pegel "1" haben. Andererseits wird das Signal SELECT über einen Inverter 45 zusammen mit dem Signal SV-STB an ein weiteres UND-Glied 46 angelegt, welches das Signal SV-STB nur dann abgibt, wenn das Signal SELECT den Pegel "0" hat. Die Ausgangssignale der beiden UND-Glieder 44 und 46 werden an ein ODER-Glied 47 angelegt, welches ein Synchronisiersignal SS erzeugt, das einem Rampensignalgenerator 48 zugeführt wird. Gemäß der Darstellung in dem Block für den Rampensignalgenerator 48 erzeugt dieser synchron mit dem Synchronisiersignal SS ein Schwellenwertsignal in Dreieckform mit der Spitze in der Mitte der Bezugsinformationen. Das auf diese Weise erhaltene Schwellenwertsignal TS und das Auslesesignal RD werden an einen Vergleicher 49 angelegt, der das Impulssignal in dem im Signal RD enthaltenen Bezugsinformationssignal mit dem Schwellenwert TS vergleicht und die Bezugsinformations- bzw. Servodaten SVD erzeugt, wenn der Spitzenwert dieses Impulssignals das Schwellenwertsignal TS übersteigt. Ein Beispiel für den Rampensignalgenerator 48 ist ausführlich in der US-Patentanmeldung Seriennummer 8 95 032 beschrieben.

Die Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform eines Datenwählers, der die Kopfwählschaltung 14 bildet. Der Datenwähler 14 wählt die Kopfwählsignale HSEL 0 und HSEL 1 oder HS 0 und HS 1 entsprechend folgenden Zusammenhängen:

1Y = 1A.S + B.S und
2Y = 2A.S + 2B.S

D. h., wenn das Signal SELECT "1" ist, werden die Signale HSEL 0 und HSEL 1 gewählt. Wenn das Signal SELECT "0" ist, werden die Signale HS 0 und HS 1 gewählt. Die gewählten Signale werden der Schreib/Leseschaltung 9 zugeführt.

Die Schreib/Leseschaltung 9 nach Fig. 6 kann die integrierte 6-Kanal-Schreib/Leseschaltung HA 16652 MP von Hitachi sein. Die Zentraleinheit 13 kann der von Intel Corp. hergestellte 8-Bit-Mikrocomputer 8051 sein.

Vorstehend wurde das Steuersystem anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, bei dem zwei Magnetplatten verwendet sind; wenn jedoch nur eine Magnetplatte verwendet wird, müßte die Bedingung R = 90° erfüllt werden. In diesem Fall besteht jedoch im Hinblick auf die Aufzeichnungsdichte die Möglichkeit, daß die Verminderung der Drehzahl schwierig ist. Daher ist es in diesem Fall vorteilhaft, einen Winkel R von 45° zu wählen. Wenn drei oder mehr Magnetplatten verwendet werden, wird der Winkel R umso kleiner, je größer die Anzahl der verwendeten Platten ist. Dies ergibt jedoch nicht zwangsläufig eine zu dem Winkel R proportionale Verkürzung der Zugriffszeit. Es ist daher offensichtlich, daß die Bezugsinformations- Speicherbereiche gegeneinander nicht in gleichen Winkeln versetzt werden müssen und daß Überlappungen der Bezugsinformations-Speicherbereiche zulässig sind. Beispielsweise können bei der Verwendung von vier Platten zwei Sätze aus jeweils zwei Platten gemäß Fig. 4 mit gleicher Winkelanordnung der beiden Sätze übereinander gesetzt werden (ϕ = 0).

Ferner können bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem die Benutzer üblicherweise an dem Hauptdatenbereich 101 die Daten im wesentlichen gleichartig zur herkömmlichen Weise einschreiben oder auslesen. Weiterhin kann dann, wenn ein Sektor des Hauptdatenbereichs 101 beschädigt ist, anstelle des beschädigten Sektors ein Ersatzsektor in dem Hilfsdatenbereich gebildet werden, so daß damit die sich durch den beschädigten Sektor ergebende Verminderung der Speicherkapazität kompensiert werden kann.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung sind bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem auf einer jeden Hauptfläche einer jeden Magnetplatte zwei Bezugsinformations-Speicherbereiche mit dem gegenseitigen Winkelabstand von 360°/4N vorgesehen, so daß die Bezugsinformationen je 1/4N-Umdrehung erhalten werden und infolgedessen die Zugriffzeit verkürzt werden kann. Der Winkelabstand zwischen den beiden Bezugsinformations-Speicherbereichen auf einer jeden Hauptfläche beträgt 360°/4N, so daß bei der Verwendung von zwei oder mehr Magnetplatten (N ≧ 2) die Bezugsinformations-Speicherbereiche eine ausreichend kleine Fläche einnehmen. Wenn die Drehzahl der Platte in einem Ausmaß verringert wird, das dem Ausmaß der Verkleinerung durch die Bezugsinformations-Speicherbereiche entspricht, kann dadurch allein in dem Hauptdatenbereich die gleiche Speicherkapazität wie bei der herkömmlichen Platte erhalten werden. Ferner können die Daten in dem Hauptdatenbereich gespeichert werden. Weiterhin können die Daten in dem Hauptdatenspeicherbreich in irgendeinem gewünschten Format gespeichert werden, so daß die Austauschbarkeit zwischen dem erfindungsgemäßen Steuersystem und dem System nach dem Stand der Technik erzielt wird und folglich die Verkürzung der Zugriffzeit ohne Änderung des Datenverarbeitungssystems erreicht werden kann. Darüberhinaus kann der Hilfsdatenbereich als Ersatzsektor für einen beschädigten Sektor im Hauptdatenbereich benutzt werden, so daß auf zufriedenstellende Weise eine durch den beschädigten Sektor verursachte Verringerung der Speicherkapazität kompensiert werden kann.

Es wird ein Kopfeinstellungs-Steuersystem für eine Plattenspeichereinheit angegeben, bei dem auf einer jeden Hauptfläche einer jeden Platte zwei Bezugsinformations-Speicherbereiche mit einem Winkelabstand von 360°/4N gebildet werden, wobei N die Anzahl der Platten ist. Die Bezugsinformations- Speicherbereiche der jeweiligen Platten werden gegeneinander gleichwinklig versetzt; während einer jeden Umdrehung der Platten werden aus den im Winkel versetzten Bezugsinformations- Speicherbereichen die Bezugsinformationen ausgelesen, um bei jedem Auslesen der Bezugsinformationen eine Abweichung des Kopfes aus seiner normalen bzw. richtigen Lage zu ermitteln und entsprechend der ermittelten Abweichung die Einstellung des Kopfes zu korrigieren.

Claims (3)

1. Kopfeinstellungs-Steuersystem für eine Plattenspeichereinheit mit N drehbaren Platten als Aufzeichnungsträger und mit mehreren Wandlerköpfen, deren Lage jeweils einstellbar ist, für das Einschreiben und/oder Auslesen von Daten an einer entsprechenden Hauptfläche einer jeweiligen Platte, wobei an jeder Hauptfläche einer jeden Platte eine Vielzahl von Spuren für die Datenspeicherung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Hauptfläche einer jeden Platte (1) in einem gegenseitigen Winkelabstand von 360°/4N zwei Bezugsinformations- Speicherbereiche (2) zum Speichern von Bezugsinformationen zum Ermitteln der Lage des jeweiligen Kopfes (4) in dem Bezugsinformations-Speicherbereich gebildet sind, wobei sich die Bezugsinformations-Speicherbereiche radial erstrecken und die Vielzahl der Spuren am Umfang schneiden, wodurch zwei Teilbereiche einer jeden Spur den Bezugsinformations- Speicherbereichen zugeordnet sind, und wobei die Lagen der Bezugsinformations-Speicherbereiche auf einer der Platten gleichwinklig gegenüber den Lagen der Bezugsinformations- Speicherbereiche auf den anderen Platten versetzt sind, und daß eine Einrichtung (12) zum Auslesen der Bezugsinformationen aus den in Winkelabstand angeordneten Bezugsinformations- Speicherbereichen während einer Umdrehung der Platte, eine Einrichtung (13) zum Ermitteln einer Abweichung des jeweiligen Kopfes von dessen normaler Lage und eine Einrichtung (10) zum Korrigieren der Lage des jeweiligen Kopfes entsprechend der ermittelten Abweichung vorgesehen sind.

2. Kopfeinstellungs-Steuersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erzeugen von Indeximpulsen (IP) unter Synchronisierung mit der Drehung der N Platten (1), eine Wähleinrichtung (11, 14) zum Wählen eines der Wandlerköpfe (4) unter Synchronisierung mit den Indeximpulsen und eine Ausleseeinrichtung (9) zum Auslesen der Bezugsinformationen aus den beiden Bezugsinformations-Speicherbereichen (2) auf einer Hauptfläche einer der Platten mit dem gewählten Wandlerkopf.

3. Kopfeinstellungs-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bezugsinformations- Speicherbereiche (2) auf einer Hauptfläche einer der Platten (1) und die beiden Bezugsinformations-Speicherbereiche auf der anderen Hauptfläche der Platte in bezug auf die Plattenmitte radial symmetrisch sind.