DE3853484T2 - Spurverfolgung-Kontrollsystem für magnetische Platteneinheit. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spurverfolgung-Kontrollsystem für eine magnetische Platteneinheit und insbesondere ein Spurverfolgung- Kontrollsystem mit einem Sektorservoverfahren für eine magnetische Platteneinheit mit hoher Spurdichte.
• In jüngster Zeit wird eine Einrichtung zur Erhöhung der Dichte der auf einer magnetischen Platte, zum Beispiel einer Diskette, konzentrisch ausgebildeten Spuren verwendet, um die Aufzeichnungskapazität der Diskette als Datenträger eines Diskettenlaufwerks (FDD) zu erhöhen.
• Information wird auf der Diskette durch einen Magnetkopf, der sich frei über die Oberfläche der Diskette bewegen kann, aufgezeichnet oder von ihr ausgelesen. Im allgemeinen wird der Magnetkopf unter der Kontrolle bzw. Steuerung eines Kopfpositionierungssystems mit einer Servosteuerungstechnik bewegt oder er sucht von einer Spur aus, auf der oder von der gerade Information aufgezeichnet oder ausgelesen wird (bezeichnet als Ausgangsspur), eine Spur, auf der oder von der Information aufgezeichnet oder ausgelesen wird (bezeichnet als Zielspur), und der Magnetkopf wird auf die Zielspur positionfert.
• Bei dem Magnetkopfpositionierungssystem mit Servosteuerung wird der Magnetkopf ohne Verwendung der Servosteuerung ungefähr in die Nähe der Zielspur bewegt, wenn der Magnetkopf von der Ausgangspur auf die Zielspur bewegt und auf ihr positioniert werden soll (bezeichnet als Grobpositionierung), und wird dann durch die Servosteuerung fein gesteuert, um der Zielspur zu folgen.
• Wenn die Spurdichte erhöht wird, ist es schwierig, mit einem herkömmlichen offen geregelten Kopfpositionierungsverfahren korrekte Spurverfolgung durchzuführen. Deshalb ist in jüngster Zeit ein Spurverfolgungssystem eines Sektorservoverfahrens mit einer geschlossen geregelten Rückkopplungstechnik entwickelt und in der Praxis verwendet worden.
• Gemäß dem Sektorservoverfahren werden die Spuren in mehrere Sektoren eingeteilt. Ein Spurpositionssignal, das die Spurposition oder die Regelungsinformation anzeigt, wird an einem Teil jedes Sektors aufgezeichnet, d.h. am Anfang jedes Sektors. Die Regelungsinformation wird durch den Magnetkopf gelesen. Ein Positionsfehlersignal, das eine Abweichung zwischen der Magnetkopfposition und der Spurposition, d.h. einen Positionsfehler, darstellt, wird durch Verwendung der Regelungsinformation erhalten. Der Magnetkopf wird durch eine Servoeinrichtung angetrieben, um den Positionsfehler in Übereinstimmung mit dem Positionsfehlersignal zu minimieren, und folgt der Spur. Insbesondere wird bei dem Spurverfolgung-Kontrollsystem mit dem Sektorservoverfahren der Magnetkopf an einer Position gehalten, die auf der Grundlage einer vorangegangenen Regelungsinformation bestimmt ist, bis eine nächste, angrenzende Regelungsinformation erhalten wird.
• Die Anzahl der Datenbytes pro Sektor muß in Übereinstimmung mit dem Betriebssystem (OS) des Informationsverarbeitungssystems vom Standpunkt der Informationsverarbeitung her variabel sein. Deshalb wird die Anzahl der Sektoren verringert, wenn die Anzahl der Datenbytes pro Sektor erhöht wird. Folglich wird der Umfang der Regelungsinformation verringert und dementsprechend wird die Anzahl der Positionsfehlersignale, die wie vorstehend beschrieben erhalten werden, ebenfalls verringert. Um die Datenaufzeichnungskapazität der Diskette zu erhöhen, muß das Verhältnis der Datenaufzeichnungsfläche zur gesamten Diskettenfläche vergrößert werden. Die Anzahl der Positionsfehlersignale ist unter diesem Gesichtspunkt ebenfalls begrenzt.
• Wenn bei dem Spurverfolgung-Kontrollsystem mit einem Sektorservoverfahren die Anzahl der Positionsfehlersignale verringert wird, entstehen aufgrund der Natur der Diskette die folgenden Probleme.
• Die Diskette besitzt zwei Exzentrizitätstypen, d.h. Spurverformung. Der erste Exzentrizitätstyp wird durch Diskettenaustausch bewirkt. Der zweite Exzentrizitätstyp wird durch die Umgebungsänderungen, wie etwa eine Temperatur- und Feuchtigkeitsänderung, bewirkt. Von diesen beiden Exzentrizitätstypen ist insbesondere der zweite Exzentrizitätstyp bei der Ausführung eines Spurverfolgung-Kontrollsystem von Bedeutung.
• Fig. 1 ist eine Ansicht zur Erläuterung einer Spurverformung, die durch die Umgebungsänderungen auf einer Diskette gebildet wird.
• Gemäß Fig. 1 zeigt eine durchgezogene Linie 2a eine normale Kreisspur ohne Verformung, eine strichpunktierte Linie 2b und eine gestrichelte Linie 2c jeweils verformte Spuren.
• Die Sektoren 1-1 bis 1-8 sind ausgebildet, um die Kreisspur 2a in 8 gleiche Abschnitte einzuteilen. Regelungsinformation SI1 bis Regelungsinformation SI8 werden jeweils am Anfang der Sektoren 1-1 bis 1-8 aufgezeichnet.
• Da die Diskette aus einem Polymermaterial besteht, dehnt sie sich durch eine Temperatur- oder Feuchtigkeitsänderung stark aus oder zieht sich stark zusammen. Die Diskette weist eine sogenannte Anisotropie auf, bei der der Expansionskoeffizient in der senkrechten und waagrechten Richtung verschieden ist. Deshalb wird, wie in Fig. 1 gezeigt, die Kreisspur 2a bei Normalbedingung in elliptische Spuren 2b und 2c verformt, wenn sich die Diskette ausdehnt bzw. zusammenzieht.
• Fig. 2 ist eine Abwicklung von Fig. 1. In Fig. 2 wird der Drehwinkel der sich in Fig. 1 in Pfeilrichtung drehenden Diskette bezüglich der x-Achse gemessen und als Abszissenachse aufgetragen, und der Abstand zwischen dem Schnittpunkt der x-Achse und der Spur und einem Plattenmittelpunkt C wird entlang der 0rdinatenachse aufgetragen, um die Spurposition anzuzeigen. Die Skalenmarken 1 bis 8 auf der Abzissenachse zeigen die Regelungsinformation an.
• Wie in Fig. 2 gezeigt, bilden die Spuren 2b und 2c, die erhalten werden, wenn sich die Diskette ausdehnt bzw. zusammenzieht, Wellenformen mit 2 Perioden pro Umdrehung der Diskette.
• Fig. 3 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Probleme, die bei dem Spurverfolgungsvorgang für die verformte Spur 2b auftreten, wenn sich die Diskette ausdehnt.
• Eine gerade Linie 3 zeigt die Position oder die Spur des Magnetkopfes auf der Diskette unmittelbar vor dem Beginn des Spurverfolgungsmodus an, wenn der Magnetkopf durch Grobpositionierung, wie vorstehend beschrieben, ungefähr auf der Spur 2b positioniert worden ist. Die lang und zweifach kurz gestrichelten Linien 4 und 4', die in gleichen Abständen auf beiden Seiten der geraden Linie 3 gezeichnet sind, bestimmen einen Bereich R, in dem der Positionsfehler nachweisbar ist, der in dem Spurpositionierungssystem vorherbestimmt wird. Ein Positionsfehler, der eine Spur betrifft, die außerhalb des durch die geraden Linien 4 und 4' bestimmten Bereichs R liegt, kann nicht nachgewiesen werden.
• Da in Fig. 3 die Regelungsinformation SI2, die Regelungsinformation SI4, die Regelungsinformation SI6 und die Regelungsinformation SI8 der geradzahligen Sektoren auf der Spur 2b innerhalb des Bereichs R fallen, in dem der Magnetkopfpositionsfehler nachweisbar ist, können sie nachgewiesen werden. Da jedoch die Regelungsinformation SI1, die Regelungsinformation SI3, die Regelungsinformation SI5 und die Regelungsinformation SI7 der ungeradzahligen Sektoren auf der Spur 2b außerhalb des Bereichs R fallen, in dem der Positionsfehler nachweisbar ist, können sie nicht nachgewiesen werden. Mit anderen Worten, obwohl der Magnetkopf an einer mittleren Position einer Zielspur positioniert ist, kann er durch die Servosteuerung der Zielspur nicht folgen, da die Spur aufgrund der Anisotropie des Expansionskoeffizienten der Diskette eine Verformung aufweist. Folglich kann die Dateninformation nicht wiederhergestellt werden.
• Dies gilt für das Zusammenziehen der Diskette aus den folgenden Gründen. Wenn ein FDD hergestellt wird, werden sein Material und seine strukturelle Ausführung geeignet ausgewählt, so daß eine Positionsänderung des Magnetkopfs, die durch eine Temperatur- und Feuchtigkeitsänderung bewirkt wird, eine Positionsänderung der Spur, die durch Ausdehnen oder Zusammenziehen der Diskette bewirkt wird, kompensiert.
• JP-A-60 047275 beschreibt ein Kopfpositionierungssystem, das auf eine Kopfpositionierung mit hoher Genauigkeit abzielt, die unabhängig von der Spurablenkung ist, indem Spurablenkungsdaten von der Regelungsinformation einer bestimmten Spur erhalten werden, und indem auch die Spurablenkungsinformation erhalten wird, während die Daten zwischen jedem Regelungssektor interpoliert werden. Bei diesem Kopfpositionierungssystem liest der Kopf bei einer Umdrehung der Platte die Regelungsinformation von mehreren Regelungssektoren, erhält bei jedem Sektor ein Positionsunterschiedssignal und speichert das Ergebnis in einem Speicher. Das Positionsunterschiedssignal bildet Spurablenkungsdaten. Ein Prozessor berechnet einen Mittelwert der Daten und stellt es so ein, daß der Wert innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs liegt. Die als nächstes erhaltenen Daten werden interpoliert, um die Spurablenkungsinformation zu bilden. Dieser Vorgang wird auf alle angrenzenden Daten angewendet.
• JP-A-59 144079 betrifft ein magnetisches Plattenaufzeichnungs- und Wiedergabegerät, das auf die Durchführung einer genauen Spurkontrolle und die Sicherung der Aufzeichnung mit hoher Dichte abzielt, indem eine Referenzspur konzentrisch mit einer Aufzeichnungsspur abgetastet wird, um den Exzentrizitätsgrad der Platte zu ermitteln und zu speichern, und indem dieser Exzentrizitätsgrad als Kontrolldaten zur Zufuhr an den Kopf verwendet wird. Eine Referenzspur wird konzentrisch mit den Aufzeichnungsspuren auf einer magnetischen Platte vorgesehen. Die untersuchte Referenz wird abgetastet, um den Exzentrizitätsgrad der Platte zu ermitteln, und dieser Exzentrizitätsgrad wird in einem Speicher gespeichert. Somit wird in einem Aufzeichnungsmodus die Zufuhr des Kopfs durch die Daten über den Exzentrizitätsgrad und die Positionsdaten über die Zufuhr des Kopfs kontrolliert. Folglich wird trotz der Exzentrizität der Platte genaues Spuren für die Aufzeichnungsspur sichergestellt.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Spurverfolgung- Kontrollsystem bereitzustellen, bei dem die obigen Nachteile der herkömmlichen Technik beseitigt werden und konstant gute Spurverfolgungskennwerte erhalten werden können, sogar wenn die Anzahl der Datenbytes pro Sektor geändert wird.
• Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Spurverfolgung-Kontrollsystem mit einem Sektorservoverfahren bereitzustellen, das sogar dann, wenn die Anzahl der Sektoren verringert wird, frei von den obigen Nachteilen ist.
• Die obigen Aufgaben werden mit einem Spurverfolgung-Kontrollsystem gemäß den Patentansprüchen gelöst.
• Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen detailliert beschrieben werden; bei denen:
• die Fign. 1, 2 und 3 Ansichten zur Erläuterung der Probleme sind, die bei dem herkömmlichen Spurverfolgung-Kontrollsystem durch Spurverformung hervorgerufen werden;
• Fig. 4 ein Blockdiagramm ist, das eine Gesamtanordnung eines Spurverfolgung-Kontrollsystem für ein FDD gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
• Fig. 5 ein Muster der auf der Diskette aufgezeichneten Regelungsinformation zeigt, d.h. eine Anordnung der Aufzeichnungsflächen einer Fig. 4 gezeigten Diskette;
• Fig. 6 das Aufzeichnungsformat eines Teils aus Fig. 5 detailliert zeigt; und
• Fig. 7 das Aufzeichnungsformat einer Diskette eines Spurverfolgung- Kontrollsystem gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
• Gemäß Fig. 4 zeigt ein schraffierter Abschnitt einen Teilabschnitt einer Diskette 10 entlang der Spuren. Wenn die Diskette 10 gedreht wird, bewegt sich der schraffierte Teilabschnitt bezüglich eines Magnetkopfes 11 in Richtung des Pfeils D.
• Der Magnetkopf 11 ist durch eine mechanische Vorrichtung 11A mit einem Schrittmotor 18 verbunden, und wird durch den Schrittmotor 18 in eine Richtung angetrieben, um die Spuren der Diskette 10 zu kreuzen. Der Magnetkopf 11 liest auf einer Spur der Diskette 10 aufgezeichnete Information und führt sie durch einen Verstärker 12 einer Regenerationsschaltung 13 zu. Die Regenerationsschaltung 13 stellt die ausgelesene Information wieder her und gibt sie an ein Gatter 14 aus. Das Gatter 14 klassifiziert die von der Regenerationsschaltung 13 zugeführte Information in Regelungsinformation und Information, die Daten enthält, aber Regelungsinformation ausschließt. Die Regelungsinformation wird durch eine Leitung 101 einem Regelungsmusterdetektor 15 zugeführt. Die von der Regelungsinformation verschiedene Information wird durch eine Leitung 102 einem Datenprozessor (nicht gezeigt) zugeführt.
• Der Regelungsmusterdetektor 15 erzeugt auf der Grundlage der von dem Gatter 14 zugeführten Regelungsinformation ein Taktsignal und gibt es durch eine Leitung 104 an einen Positionsfehlersignalgenerator 16 aus. Der Positionsfehlersignalgenerator 16 erzeugt auf der Grundlage des Taktsignals ein Positionsfehlersignal und gibt es durch eine Leitung 105 an eine Kontrolleinrichtung 17, die einen Mikrocomputer 17A und einen Speicher 17B enthält, aus. Die Kontrolleinrichtung 17 verarbeitet das Positionsfehlersignal in einer Weise, die später beschrieben wird, und gibt durch eine Leitung 106 ein Kontrollsignal an den Schrittmotor 18 aus. Der Schrittmotor 18 treibt den Magnetkopf 11 in Übereinstimmung mit dem von der Kontrolleinrichtung 17 zugeführten Kontrollsignal an.
• Das Gatter 14 führt dem Positionsfehlersignalgenerator 16 durch eine Leitung 103 ein Kontrollsignal zu.
• Fig. 5 zeigt ein Beispiel der Diskette 10 mit 16 Sektoren. Der Einfachheit halber sind lediglich 4 Spuren 21-1 bis 21-4 gezeigt. Jeder Sektor besteht aus einer Regelungsinformationsfläche 20 zur Aufzeichnung von Regelungsinformation oder eines Regelungsmusters und einer Fläche 22 zur Aufzeichnung von Information, die Daten und von Regelungsinformation verschiedene Information enthält.
• Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht eines in Fig. 5 gezeigten Sektors. Ein Regelungsmuster, das aus zwei Sorten von Regelungsinformation A und B besteht, wird in der Regelungsinformationsfläche 20 gebildet. Jede Information A und Information B belegt angrenzende Hälften angrenzender Spuren, um sie zu überbrücken. Die Information A und die Information B werden abwechselnd an identischen Positionen der Spuren 21-1 bis 21-4 in deren Längsrichtung in Form von Frequenzen aufgezeichnet, die bezüglich einer Datensignalfrequenz keinen gemeinsamen Teiler haben und voneinander unterscheidbar sind.
• Der Betrieb der in den Fign. 4, 5 und 6 gezeigten Ausführungsform wird beschrieben werden.
• Als erstes wird der Magnetkopf 11 auf eine Position, die der äußersten Spur 21-1 entspricht, gesetzt, d.h. einer in Fig. 5 gezeigten Position,ohne den Spurverfolgungsmodus einzuschalten, d.h. vor Beginn des Suchmodus. Die Diskette wird gedreht und Informationen auf der Spur 21-1 werden durch den Magnetkopf 11 gelesen.
• Der Grund dafür, warum der Magnetkopf 11 auf der äußersten Spur 21-1 angeordnet wird, liegt darin, daß die Exzentrizität der Diskette dort maximal ist.
• Ein von dem Magnetkopf 11 ausgelesenes Signal wird von dem Verstärker 12 verstärkt, von der Regenerationsschaltung 13 wiederhergestellt und durch das Gatter 14 in Daten- und Regelungsinformationssignale klassifiziert. Der Regelungsmusterdetektor 15 weist die relative Positionsbeziehung zwischen dem Regelungsmuster und dem Magnetkopf 11 in Übereinstimmung mit dem Eingangsregelungsinformationssignal nach und erzeugt ein Taktsignal. Der Positionsfehlersignalgenerator 16 erzeugt auf der Grundlage des Taktsignals ein Positionsfehlersignal und gibt es an die Kontrolleinrichtung 17 aus. Die Kontrolleinrichtung 17 speichert in ihrem Speicher 17B die Eingangspositionsfehlersignale von T Umdrehungen (T ist eine ganze Zahl) der Diskette 10. Anschließend berechnet die Kontrolleinrichtung 17 unter Verwendung der gespeicherten Positionsfehlersignale von T Umdrehungen den mittleren Positionsfehler jedes Sektors. Dies wird getan, um die Drehungsänderungen eines Spindelmotors zum Drehen der Diskette 10 zu mitteln und um die Rauschkomponente zu beseitigen.
• Unter Verwendung des mittleren Positionsfehlers jedes Sektors berechnet die Kontrolleinrichtung 17 durch Interpolation eine gewünschte Anzahl geschätzter Positionsfehler des entsprechenden Sektors. Folglich können Positionsfehlersignale, deren Anzahl größer als die Anzahl der Sektoren ist, erhalten und in dem Speicher 17B gespeichert werden.
• Ein Verfahren zur Berechnung eines geschätzten Positionsfehlers durch Interpolation wird beschrieben werden.
• Angenommen, daß die Positionsfehlersignale der jeweiligen Sektoren {(SΔt): S = 1, 2, ..., N} sind, wobei N die Anzahl der Sektoren und Δt das Zeitintervall zwischen den Sektoren bezeichnet.
• Angenommen, daß Si = SΔt, wobei i = 1, ..., N. Ein geschätztes Positionsfehlersignal X(S') bei S' zwischen S&sub1; und SN kann durch ein Lagrange'sches Interpolationspolynom L(S') wie folgt angenähert werden:
• wobei π' eine Ableitung von π ist.
• Das Lagrange'sche Interpolationspolynom wird sukzessive in Übereinstimmung mit dem Aitken-Verfahren berechnet. Insbesondere wird zuerst die folgende Berechnung durchgeführt:
• für i = 1, ..., N.
• Auf diese Weise werden die folgenden Berechnungen nacheinander durchgeführt:
• für i = k + 1, ..., N. Diese Berechnung wird wiederholt, bis die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Termen I&sub1;&sub2;(S'), I&sub1;&sub2;&sub3;(S'), ... innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt.
• Der auf die obige Weise erhaltene interpolierte Werte L(S') wird in dem Speicher 17B als ein Intrasektor-Positionsfehlersignal X(S') zusammen mit einem tatsächlichen oder einem wirklichen Positionsfehlersignal X(Si) gespeichert.
• In dem Spurverfolgungsmodus wird aus einem auf der Grundlage des Spurpositionssignals erhaltenen tatsächlichen Positionsfehler, der auf der Zielspur durch den Magnetkopf wirklich ausgelesen wird, und aus einem tatsächlichen Positionsfehler, der von der äußersten Spur erhalten wird und in dem Speicher 17B gespeichert ist, ein Quotient berechnet. Anschließend wird das Positionsfehlersignal (geschätzter Intrasektor-Positionsfehler), das für die äußerste Spur berechnet und in dem Speicher 17B gespeichert ist, mit dem obigen Quotient multipliziert. Das erhaltene Produkt ist definiert als der geschätzte Intrasektor-Positionsfehler der Zielspur und wird zusammen mit dem tatsächlichen Positionsfehler für die Spurverfolgungskontrolle verwendet.
• Die obige Berechnung kann gemäß der Betriebsgeschwindigkeit der Kontrolleinrichtung 17, die einen 1-Chip-Mikrocomputer 17A aufweist, in Echtzeit ausreichend durchgeführt werden.
• Eine andere Ausführungsform mit einer ähnlichen Anordnung wie die obige in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform und einem verschiedenen Kontrollalgorithmus, der von der Kontrolleinrichtung 17 durchgeführt wird, wird beschrieben werden.
• Bei dieser Ausführungsform werden tatsächliche Positionsfehlersignale von T Umdrehungen der Diskette 10 vor dem Beginn des Spurverfolgungsmodus in der Kontrolleinrichtung 17 gespeichert. Anschließend wird mit den gespeicherten tatsächlichen Positionsfehlern von T Umdrehungen ein mittlerer tatsächlicher Positionsfehler jedes Sektors berechnet, um die Rauschkomponente zu beseitigen, und er ist als {X(SΔt): S = 1, ..., N} definiert, wobei N die Anzahl der Sektoren und Δt das Zeitintervall zwischen den Sektoren, d.h. die Abtastdauer, bezeichnet.
• Ein Mittelwert des Positionsfehlers einer Umdrehung der Diskette 10 wird berechnet. kann durch
• berechnet werden.
• Die Abweichung X(S) des Mittelwerts X(SΔt) jedes Sektors von dem Mittelwert wird durch folgende Formel berechnet:
• X(S) = X(SΔt) -
• mit S = 1, 2, ..., N.
• Angenommen sei ein autoregressives Modell, wobei X(S) als eine Funktion der vorhergehenden X(S - 1) bis X(S - M) definiert ist:
• X(S) = a&sub1; X(S-1) + a&sub2; X(S-2) + ... + aM X(S-M)
• Eine geeignete Schätzfunktion wird ausgewählt, und die Anzahl der Terme des autoregressiven Modells zur Minimierung der Schätzfunktion und ein entsprechender Koeffizient ai werden erhalten. Gemäß der Simulation für jede Spur wird die Anzahl der Terme im wesentlichen nicht durch die Amplitude und Phase der beiden Exzentrizitätstypen der Diskette geändert, und die Werte der Koeffizienten werden nicht wesentlich geändert. Schließlich kann die gleiche Gleichung für alle Spuren verwendet werden.
• Zum Beispiel, wenn eine Spur in 30 Sektoren eingeteilt ist und die Umdrehungen pro Minute der Diskette 300 U/min betragen, ist die Abtastfrequenz 150 Hz. In diesem Fall ist die Bandbreite der Regelung etwa 1/10 der Abtastfrequenz und kann etwa bei 15 Hz liegen. Der erste und zweite Exzentrizitätstyp ist 5 Hz bzw. 10 Hz. Die Anzahl der Terme des autoregressiven Modells auf der Grundlage dieser Exzentrizitätstypen ist 2, und seine Komponenten sind:
• a&sub1; = 1,8858
• a&sub2; = 0,9878
• Ein FPE (endgültiger Vorhersagefehler) wird als die Schätzfunktion verwendet, um diese a&sub1; und a&sub2; zu berechnen.
• Wenn die Anzahl der Sektoren pro Spur verringert wird, um die Datenaufzeichnungsdichte der Diskette zu erhöhen, ist die Anzahl der Positionsfehler X(SΔt) klein und die Spurverfolgungsgenauigkeit wird durch Spurverformung verschlechtert. Um dieses zu verhindern, wird ein geschätzter Positionsfehler bei einem benötigten Drehwinkel jedes Sektors in die Gleichung des obigen autoregressiven Modells zusätzlich zu dem wirklichen Positionsfehler X(SΔt) eingeführt. Die Simulation wird mit dieser Gleichung durchgeführt, und die Anzahl der Terme und der Koeffizient jedes Terms wird berechnet und in dem Speicher 17B gespeichert.
• Wie vorstehend beschrieben ist, werden während dem Spurverfolgungsvorgang wirkliche, vorangegangene Positionsfehler und geschätzte Intrasektor-Positionsfehler, d.h. Positionsfehler, deren Anzahl größer als die Anzahl der Sektoren ist, in der Gleichung des autoregressiven Modells ersetzt, und ein nachfolgender Positionsfehler wird abgeschätzt.
• Die obige Verarbeitung kann mit der Betriebsgeschwindigkeit des 1- Chip-Mikrocomputers 17a, der in der Kontrolleinrichtung 17 enthalten ist, ausreichend durchgeführt werden. Wenn ein Hochgeschwindigkeitsprozessor verwendet wird, wird die Betriebsgeschwindigkeit weiter erhöht.
• Auf diese Weise kann sogar dann, wenn die Anzahl der Datenbytes pro Sektor erhöht wird, verhindert werden, daß die Spurverfolgungskennwerte verschlechtert werden.
• Fig. 7 zeigt das Aufzeichnungsformat zweier aneinandergrenzender Sektoren einer Diskette gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• Bei dieser Ausführungsform werden die Vorgänge vom Auslesen der aufgezeichneten Information durch den Magnetkopf bis zur Antriebskontrolle des Magnetkopfes durch das Positionsfehlersignal mittels der Schaltung, die der in Fig. 4 gezeigten ähnlich ist, durchgeführt und die detaillierte Beschreibung wird weggelassen.
• Bei dieser Ausführungsform wird außerhalb einer Datenspur (Spur (1)) 30 der Diskette eine Servospur bsw. Regelungsspur (Spur (-1)) 32 zur Aufzeichnung von lediglich der Regelungsinformation, um den Magnetkopf 11 anzuordnen, vorgesehen. Die Position der Regelungsspur 32 kann beliebig gewählt werden und es wird bevorzugt, wenn sie auf der äußersten oder innersten Spur der Diskette vorgesehen ist.
• Eine Regelungsinformationsfläche 41 zur Aufzeichnung der Regelungsinformation ist am Beginn jedes Sektors aller Datenspuren vorgesehen. Der verbleibende Abschnitt 42 der Datenspur wird als eine Datenfläche zur Aufzeichnung von Daten definiert.
• Das die Spur 30 betreffende Regelungsmuster besteht aus der Regelungsinformation 34a, die auf der ersten Hälfte der Spur 30 und der angrenzenden Hälfte einer Spur (0) 31, die an die Außenseite der Spur 30 angrenzt, aufgezeichnet ist, und aus der Regelungsinformation 34b, die auf der zweiten Hälfte der Spur 30 und der angrenzenden Hälfte einer Spur 29, die an die Innenseite der Spur 30 angrenzt, aufgezeichnet ist. Die Position der Regelungsinformation 34b ist zu der der Regelungsinformation 34a versetzt. Die Regelungsinformation 34a und die Regelungsinformation 34b haben unterschiedliche Wellenformen und können voneinander unterschieden werden. Wenn daher der Magnetkopf 11 korrekt auf einem Mittelabschnitt der Spur 30 angeordnet ist, wird ein Ausgangssignal der Regelungsinformation 34a gleich demjenigen der Regelungsinformation 34b. Wenn andererseits der Magnetkopf 11 entweder zur Spur 29 oder 31 versetzt ist, sind die Ausgangssignale der Regelungsinformation 34a und der Regelungsinformation 34b nicht ausgeglichen. Die Spur 30 kann korrekt verfolgt werden, wenn die Position des Magnetkopfes 11 so bestimmt ist, daß diese Ausgangssignale gleich sind.
• Auf der Regelungsspur 32 wird Regelungsinformation 35a und Regelungsinformation 35b an den Positionen aufgezeichnet, die zu denjenigen der Regelungsinformationsfläche 41 jedes Sektors der Datenspur 30 identisch sind. Weiterhin wird Regelungsinformation 36a und Regelungsinformation 36b an einem Zwischenabschnitt der Dateninformationsfläche 42 der Datenspur mit dem gleichen Muster wie das der Regelungsinformation 35a und der Regelungsinformation 35b aufgezeichnet.
• Die Anzahl der Stellungen der Regelungsinformation an dem Zwischenabschnitt der Datenfläche 42 ist nicht auf eine begrenzt, und die Regelungsinformation kann an zwei oder mehr Abschnitten aufgezeichnet werden oder sie kann auf der ganzen Regelungsspur fortlaufend sein.
• Daten werden auf der Diskette mit der obigen Anordnung in der folgenden Weise aufgezeichnet oder von ihr ausgelesen.
• Insbesondere wird vor dem Aufzeichnen oder Wiederherstellen der Anfangsdaten als Vorbereitungsvorgang der Magnetkopf 11 auf der Regelungsspur 32 angeordnet. Die Regelungsinformation 35a und die Regelungsinformation 35b werden von der Regelungsspur 32 ausgelesen, und die die Verformung der Diskette betreffende Information wird auf der Grundlage der ausgelesenen Information 35a und der ausgelesenen Information 35b erhalten. Wenn die Diskette wie in Fig. 1 gezeigt verformt ist, werden die Regelungsinformation 35a, die Regelungsinformation 35b, die Regelungsinformation 36a, die Regelungsinformation 36b, usw. der Regelungsspur 32 ausgelesen, um eine Richtung der Verformung, d.h. ob die Verformung zentripetal oder zentrifugal ist, und den Verformungsbetrag zu erhalten, d.h. den Betrag der für den Magnetkopf benötigten Positionseinstellung bei der Winkelposition der Umdrehung der Diskette, auf der diese Teile der Regelungsinformation gespeichert sind. Die erhaltene Richtung und der Verformungsbetrag wird in dem Speicher 17B der Kontrolleinrichtung 17 als die Verformungsinformation gespeichert.
• Wenn der obige Vorbereitungsvorgang beendet ist, wird normale Datenaufzeichnung/wiederherstellung durchgeführt. Wenn der Verformungsbetrag der Diskette klein ist, und der Magnetkopf 11 alle Regelungsinformation auslesen kann, wird der Magnetkopf 11 angeordnet oder der Spurverfolgungsvorgang wird durch den Magnetkopf 11 unter Verwendung eines von der ausgelesenen Regelungsinformation erhaltenden Positionsfehlersignals durchgeführt. In der Datenfläche 42 wird der Magnetkopf 11 auf der Position, die auf der Grundlage der Regelungsinformation 34a und der Regelungsinformation 34b des Sektors 40 festgesetzt ist, gehalten, und Daten 43 werden aufgezeichnet oder wiederhergestellt.
• Wenn der Verformungsbetrag der Diskette groß ist und die Regelungsinformation eines bestimmten Sektors nicht ausgelesen werden kann, wird die Regelungsinformation unter Verwendung der Verformungsinformation der Regelungsspur 32, die zuvor gespeichert worden ist, addiert. Insbesondere wird eine Richtung, in der der Magnetkopf 11 sich bewegen sollte, um den Spurverfolgungsvorgang durchzuführen, mit der Information über die Verformungsrichtung der Regelungsspur 32 bestimmt. Der zu korrigierende Betrag wird aus der Information über den Verformungsbetrag der Regelungsspur 32 und dem Durchmesserverhältnis von der Regelungsspur 32 zur Zieldatenspur berechnet, und der Magnetkopf wird auf der Zielspur positioniert.
• Wenn ein Sektor lang ist, d.h. die Anzahl der Sektoren gering ist, und wenn der Magnetkopf 11 an einer durch die Regelungsinformation bestimmten Position des Sektors gehalten wird, wird der Magnetkopf 11 von der Mitte der Datenspur in die zweite Hälfte der Datenfläche abgelenkt und die Größe eines aufgezeichneten oder wiederhergestellten Ausgangssignals der Dateninformation wird verringert. In diesem Fall wird der Magnetkopf 11 unter Verwendung der Verformungsrichtung und ihrem Betrag, die von der vorgespeicherten Regelungsinformation 36a und der vorgespeicherten Regelungsinformation 36b des Zwischenabschnitts des Sektors erhalten werden, positioniert. Folglich können die Daten aufgezeichnet oder wiederhergestellt werden, während der Magnetkopf 11 dazu veranlaßt wird, den Spurverfolgungsvorgang konstant und optimal durchzuführen. Sogar wenn im Extremfall eine einzige Spur aus einem einzigen Sektor besteht, kann der Magnetkopf 11 des FDD Information aufzeichnen oder wiederherstellen, während er einer verformten Spur in Übereinstimmung mit dem Kontrollsystem dieser Ausführungsform folgt.
• Wenn die Datenaufzeichnung/wiederherstellung fortlaufend durchgeführt wird, ändern sich die Umgebungsbedingungen. Deshalb ist es manchmal unmöglich, den Spurverfolgungsvorgang durch den Magnetkopf 11 in Übereinstimmung mit der Verformungsinformation der Diskette auf der Grundlage der anfangs von der Regelungsspur 32 ausgelesenen Regelungsinformation ausreichend durchzuführen. Um diesem zu begegnen, kann in geeigneten Zeitintervallen eine Einrichtung zum Aktualisieren der Regelungsinformation der Regelungsspur verwendet werden. Außerdem können jedesmal, wenn ein Spurverfolgungsvorgang zum Aufzeichnen oder Wiederherstellen von Daten, wie vorstehend beschrieben, durchgeführt wird, oder nach einer geeigneten Zeitdauer seit dem Spurverfolgungsvorgang die Regelungsinformation 34a und die Regelungsinformation 34b auf der Spur 30 korrigiert werden, und nachfolgende Positionierungsvorgänge können auf die vorstehend beschriebene Weise in Übereinstimmung mit dem Korrekturergebnis durchgeführt werden. Folglich kann der stabile Positionierungs/Spurverfolgungsvorgang in Übereinstimmung mit der jüngsten Verformungsinformation ohne Notwendigkeit eines speziellen Vorgangs zur Korrektur der Verformungsinformation während eines fortlaufenden Aufzeichnungs/Wiederherstellungsvorgangs durchgeführt werden.
• Wie vorstehend im Detail beschrieben ist, kann sogar dann, wenn eine Diskette eine anisotrope Verformung besitzt, obwohl ein Sektorservoverfahren angewandt ist, mit dem Spurverfolgung-Kontrollsystem des Magnetkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung der Magnetkopf mit guten Spurverfolgungskennwerten stabile Positionierung durchführen. Folglich kann die Zuverlässigkeit beim Aufzeichnen/Wiederherstellen von Dateninformation eines FDD erhöht werden.

Claims (6)

1. Spurverfolgung-Kontrollsystem für eine magnetische Platteneinheit mit:

einer magnetischen Platte (10) mit mehreren Spuren (21), von denen jede in mehrere Sektoren (20, 22) eingeteilt ist und nicht weniger als ein Spurpositionssignal, das eine Spurposition in jedem Sektor der Spur anzeigt, speichert;

einem Magnetkopf (11) zum Schreiben und Auslesen von Daten auf und von der magnetischen Platte und zum Auslesen des Spurpositionssignals von der magnetischen Platte;

einer Einrichtung (16) zum Erzeugen eines Positionsfehlersignals, das unter Verwendung des durch den Magnetkopf ausgelesenen Spurpositionssignals einen Positionsfehler zwischen dem Magnetkopf und der Spur anzeigt;

einer Einrichtung (17) zum Erzeugen von Positionsfehlersignalen, deren Anzahl größer als die der Sektoren ist, in Einheiten von Sektoren, unter Verwendung des von der Positionsfehlersignalerzeugungseinrichtung zugeführten Positionsfehlersignals; und

einer Einrichtung (18) zum Positionieren des Magnetkopfes in Übereinstimmung mit den Positionsfehlersignalen, deren Anzahl größer als die der Sektoren ist,

wobei die Einrichtung (17) zum Erzeugen der Positionsfehlersignale, deren Anzahl größer als die der Sektoren ist, aufweist:

eine Einrichtung zum Erhalten der Anzahl an Termen und entsprechenden Koeffizienten einer Gleichung eines autoregressiven Modells unter Verwendung einer Simulation und Speichern des erhaltenen Ergebnisses, wobei die Gleichung des autoregressiven Modells

X(S) = a&sub1; X(S-1) + a&sub2; X(S-2) + ... + aM X(S-M)

ist, wobei X(S) die Abweichung des mittleren tatsächlichen Positionsfehlers jedes Sektors von dem Mittelwert des Positionsfehlers einer Umdrehung der magnetischen Platte ist, und ai entsprechende Koeffizienten sind, wobei die Anzahl der Terme und entsprechenden Koeffizienten der Gleichung so gewählt wird, daß eine geeignete Schätzfunktion minimiert wird, wobei das autoregressive Modell verwendet wird, um einen zukünftigen Positionsfehler durch Multiplizieren eines vorhergehenden wirklichen Positionsfehlersignals und eines geschätzten Intrasektor-Positionsfehlers, der durch Interpolation jeweils mit den entsprechenden Koeffizienten erhalten wurde, und Addieren der Produkte; und

eine Einrichtung zum Vorhersagen des zukünftigen Positionsfehlers durch Multiplizieren des wirklichen Positionsfehlersignals und des geschätzten Intrasektor-Positionsfehlersignals jeweils mit den gespeicherten entsprechenden Koeffizienten und Addieren der Produkte und Ausgeben der Summe.

2. System nach Anspruch 1, wobei ein einziges Spurpositionssignal in Einheiten von Sektoren auf einer einzigen Spur der magnetischen Platte (10) aufgezeichnet wird, und die Einrichtung (17) zum Erzeugen der Positionsfehlersignale, deren Anzahl größer ist als die der Sektoren, eine Einrichtung zum Erzeugen und Speichern eines Signals aufweist, das den geschätzten Intrasektor-Positionsfehler darsteut.

3. System nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung (17) zum Erzeugen der Positionsfehlersignale, deren Anzahl größer als die der Sektoren ist, aufweist:

eine Einrichtung zum Erhalten des geschätzten Intrasektor-Positionsfehlers einer Referenzspur, bevor die magnetische Platteneinheit in einen Spurverfolgungsmodus versetzt wird;

eine Einrichtung zum Vergleichen eines tatsächlichen Positionsfehlersignals, das durch den Magnetkopf (11) von einer zu folgenden Zielspur in dem Spurverfolgungsmodus erhalten wird, und eines entsprechenden tatsächlichen Positionsfehlersignals der Referenzspur; und

eine Einrichtung zum Erhalten des geschätzten Intrasektor-Positionsfehlers der Zielspur auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses durch die Vergleichseinrichtung und des geschätzten Intrasektor-Positionsfehlers der Referenzspur.

4. System nach Anspruch 1, wobei die magnetische Platte (10) zusätzlich zu der Datenspur (30) eine spezielle Servospur (32) zum Aufzeichnen der Daten besitzt, wobei die spezielle Servospur ein Regelungsinformationsmuster zur Messung einer Verformung der Diskette speichert.

5. System nach Anspruch 4, wobei in jedem Sektor der Servospur (32) mindestens ein Regelungsinformationsmuster aufgezeichnet wird.

6. System nach Anspruch 4, wobei das Regelungsinformationsmuster auf einer ganzen Fläche jedes Sektors der Servospur (32) aufgezeichnet wird.