DE4305835C2 - Verfahren zum Schreiben eines Führungsmusters in eine Informationsspeicher-Vorrichtung - Google Patents
Verfahren zum Schreiben eines Führungsmusters in eine Informationsspeicher-VorrichtungInfo
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- G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
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- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Magnetspei
chervorrichtungen und insbesondere eine verbesserte Steuerung
von Magnetköpfen in sogenannten Festplattenvorrichtungen.
Festplattenvorrichtungen werden als eine Magnetspeicher
hilfsvorrichtung mit großer Kapazität und hoher Geschwindigkeit
für Computer verbreitet verwendet. Eine typische Festplatten
vorrichtung besitzt eine starre Magnetplatte, die sich mit
einer hohen Geschwindigkeit dreht, und einen auf einem
Schwenkarm getragenen Magnetkopf zum Abtasten der Speicher
fläche auf der Magnetplatte mit einer hohen Geschwindigkeit.
Ansprechend auf die Schwenkbewegung des Schwenkarms tastet der
Magnetkopf die Speicherfläche der Magnetplatte im allgemeinen
in ihrer Radialrichtung ab. Im allgemeinen wird die Magnet
platte mit einer Geschwindigkeit in der Größenordnung von
einigen tausend Umdrehungen pro Minute gedreht, und der
Magnetkopf führt das Aufzeichnen und Reproduzieren von Infor
mationssignalen auf die und von der Magnetplatte durch, während
er von ihr durch eine dünne Luftschicht getrennt ist.
Eine typische Festplattenvorrichtung besitzt eine Anzahl
von Magnetplatten, die zur gleichzeitigen Drehung auf einer ge
meinsamen Nabe befestigt sind, und jede Magnetplatte besitzt
einen kooperierenden Magnetkopf, der auf einem kooperierenden
Schwenkarm gehalten wird. Es ist eine Vielzahl von Schwenkarmen
und eine Vielzahl von Magnetköpfen korrespondierend zur
Vielzahl von Magnetplatten vorhanden, und die vorher genannte
Vielzahl von Schwenkarmen ist als Einheitskörper ausgebildet
und von einer gemeinsamen Schwenkachse drehbar gehalten. Als
Ergebnis tastet die vorher genannte Vielzahl von Magnetköpfen,
die auf den jeweiligen Schwenkarmen gehalten werden, die
Oberfläche der Magnetplatte gleichzeitig ab.
Um in einer herkömmlichen Festplattenvorrichtung ein rich
tiges Spurführen des Magnetkopfes auf jeder der Magnetplatten
zu erzielen, ist ein Magnetführungsmuster auf eine der
Vielzahl von Magnetplatten aufgezeichnet, und der Magnetkopf,
der mit der Magnetplatte, auf welcher das Magnetführungsmuster
aufgezeichnet ist, kooperiert, wird gesteuert, um dem
Spurmuster zu folgen, welches in der Form des Magnetführungs
musters definiert ist. Da die anderen Magnetköpfe, die mit den
anderen Magnetplatten kooperieren, als Einheit mit dem Magnet
kopf, der dem Magnetführungsmuster folgt, gehalten werden, wird
das Spurführen des Magnetkopfes auch in den anderen Magnet
platten erzielt.
Fig. 1 zeigt die Innenkonstruktion einer solchen herkömm
lichen Festplattenvorrichtung im Grundriß, worin die linke
Seite der Zeichnung den Zustand zeigt, in dem die obere
Abdeckung der Vorrichtung entfernt ist, während die rechte
Seite eine Magnetplatte 11 zeigt, die einen Teil einer Mehr
magnetplatten-Stapelanordnung 10 bildet, und eine Armanordnung
12, die mit ihr kooperiert.
Bezugnehmend auf Fig. 1 ist jede Magnetplatte 11 auf einer
Nabe 11a befestigt, die von einem nicht dargestellten Motor an
getrieben wird, und die Armanordnung 12 besitzt einen Schwenk
arm 12b, der um eine Achse 12a drehbar gehalten wird, und einen
Magnetkopf 12c, der an einem freien Ende des Arms 12b vorgese
hen ist. Weiters trägt der Arm 12b eine Spule 12d, die einen
Teil eines Schwingspulenmotors 13 an einem entgegengesetzten
freien Ende davon bildet. Es wird angemerkt, daß die Spule 12d
in einer Ebene gewickelt ist, die im wesentlichen parallel zur
Abtastfläche des Arms 12b ist, und die Magnete 13a und 13b, die
einen Teil des Schwingspulenmotors 13 bilden, sind an der oberen
Seite bzw. an der unteren Seite der Spule 12d angeordnet. Auf
diese Weise verursacht die Erregung der Spule 12d eine Schwenk
bewegung des Arms 12 um die Achse 12a, und die Erregung der
Spule 12d wird so gesteuert, daß der Magnetkopf 12c auf dem Arm
12b einer Spur 11b folgt, die auf der Magnetplatte 11 definiert
ist.
Fig. 2 zeigt die Innenstruktur der Festplattenvorrichtung
von Fig. 1.
Bezugnehmend auf Fig. 2 besitzt eine Mehrmagnetplatten-
Stapelanordnung 10 eine Vielzahl von Magnetplatten 11 1, 11 2 . . . ,
die gemeinsam auf einer Drehnabe 11a gehalten werden,
und in Entsprechung dazu, ist eine Armanordnung 12 als eine
Anordnung einer Anzahl von Armen 12b ausgebildet. Jeder Arm 12b
wird auf einem gemeinsamen Drehelement 12e gehalten, welches um
die Achse 12a drehbar gehalten wird, und die Arme 12b verur
sachen eine gleichzeitige Drehung, ansprechend auf die Drehbe
wegung des Drehelementes 12e, welche natürlich als ein Ergebnis
der Erregung des Elementes 12e ausgeführt wird. Weiters ist der
gesamte Mechanismus der Festplattenvorrichtung in einem
hermetisch abgedichteten Behälter 1 untergebracht.
In der herkömmlichen Festplattenvorrichtung mit einer
solchen Konstruktion ist auf einer der Magnetplatten, die die
Mehrmagnetplatten-Stapelanordnung 10 bilden, wie z. B. eine
Magnetplatte 11 1, ein Magnetführungsmuster, auch Magnetservo
muster genannt, korrespondierend zu jener Spur aufgezeichnet,
die darauf definiert ist. Dadurch wirkt die Seite der Platte
11 1, welche das Führungsmuster trägt, wie eine Führungsfläche.
Daher kann man durch Steuern des Magnetkopfes, welcher mit der
Führungsfläche der Magnetplatte 11 1 kooperiert, daß er dem
Führungssteuerungsmuster darauf folgt, das Spurführen auch für
die anderen Magnetköpfe erzielen, die mit den anderen
Magnetplatten oder anderen Speicherflächen kooperieren.
In den neueren Festplattenvorrichtungen, in denen die
Aufzeichnungsdichte signifikant erhöht ist, ist der Abstand
zwischen den Spuren verringert, und die Steuerung des Magnet
kopfes, die allein auf dem vorher genannten Führungsmuster auf
der Führungsfläche basiert, neigt dazu, ungenügend zu sein.
Insbesondere tendiert die Umgebung, insbesondere die Tempera
tur, in welcher die Vorrichtung verwendet wird, dazu, die
Spurführungssteuerung zu beeinflussen, und es besteht eine
beträchtliche Gefahr, daß der Magnetkopf von der richtigen Spur
verschoben werden kann, sogar wenn er, basierend auf dem
Führungsmuster auf der Führungsfläche, genau gesteuert wird.
Um dem vorher genannten Problem der Spurabweichung abzu
helfen und eine zuverlässigere Positionssteuerung der Magnet
köpfe zu erzielen, gibt es eine Technik, ein Führungsmuster
auch auf die Speicherfläche von einzelnen Magnetplatten derart
aufzuzeichnen, daß die Führungssteuerung basierend auf dem
Plattenführungsmuster zusätzlich zum Führungsmuster auf der
Führungsfläche erzielt wird. Da wird die Positionsabweichung
des Magnetkopfes auf der einzelnen Magnetplatte hinsichtlich
des Führungsmusters auf der Führungsfläche basierend auf dem
Plattenführungsmuster korrigiert und berichtigt, und ein
richtiges Spurführen ist auf jeder der Magnetplatten garan
tiert.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel des Plattenführungsmusters,
welches am peripheren Bereich der Magnetplatte vorgesehen
werden kann. Alternativ kann ein solches Plattenführungsmuster
auf einem besonderen auf der Magnetplatte definierten Sektor
vorgesehen werden.
Bezugnehmend auf Fig. 3 besitzt das Plattenführungsmuster
eine Anzahl von voneinander isolierten Musterelementen SP, die
an beiden Seiten einer Linie I, die mit einer Spur auf der
Magnetplatte übereinstimmt, alternierend angeordnet sind. Da
weist jedes Musterelement SP eine alternierende Wiederholung
von zueinander entgegengesetzten Magnetpolarisationen auf, die
in der Drehrichtung der Magnetplatte wiederholt sind, und die
Verschiebung des Magnetkopfes hinsichtlich der richtigen Spur
wird basierend auf dem elektrischen Signal detektiert, welches
vom Magnetkopf beim Abtasten der Musterelemente SP reproduziert
wird.
Fig. 4(A) zeigt die Wellenform des elektrischen Signals,
welches ansprechend auf das Plattenführungsmuster von einem
Magnetkopf reproduziert wird, welcher auf der Spur I richtig
zentriert ist, worin festgestellt wird, daß das elektrische
Signal, welches ansprechend auf die Musterelemente SP reprodu
ziert wird, die über der Linie I in Fig. 3 angeordnet sind, und
das elektrische Signal, welches ansprechend auf die Muster
elemente SP reproduziert wird, die unter der Linie I in der
Darstellung von Fig. 3 angeordnet sind, die gleiche Amplitude
besitzen. Wenn andererseits der Magnetkopf von der richtigen
Mitte I der Spur zum Beispiel in der Aufwärtsrichtung in Fig. 3
verschoben ist, besitzt das elektrische Signal, welches
ansprechend auf das Musterelement SP reproduziert wird, welches
über der Linie I angeordnet ist, eine viel größere Amplitude,
als das elektrische Signal, welches ansprechend auf das
Musterelement SP reproduziert wird, welches unter der Linie I
angeordnet ist, wie in Fig. 4(B) angegeben ist.
Die Fig. 5(A) und 5(B) zeigen den Pegel des reproduzierten
elektrischen Signals, welches der Magnetisierung des oben
beschriebenen Plattenführungsmusters SP entspricht, worin
festgestellt wird, daß die Fig. 5(A) den Zustand auf der Spur
entsprechend Fig. 4(A) zeigt, während Fig. 5(B) den Zustand
außerhalb der Spur entsprechend Fig. 4(B) zeigt. Da die Bedeu
tung der Fig. 5(A) und 5(B) aus den Fig. 4(A) und 4(B) offen
sichtlich ist, wird eine weitere Beschreibung weggelassen,
außer daß der Magnetkopf in den Fig. 5(A) und 5(B) als DH
dargestellt ist.
Durch Detektieren der elektrischen Signale, die vom
Magnetkopf ansprechend auf die Musterelemente SP reproduziert
werden, kann man auf diese Weise die Verschiebung des Magnet
kopfes hinsichtlich der Spur detektieren und korrigieren. Die
so detektierte Verschiebung wird zum Beispiel in einem Speicher
für ein nachfolgendes Ausgleichen der Kopfposition gespeichert.
Da wird die Position des Magnetkopfes, welche basierend auf dem
Führungsmuster auf der Führungsfläche spezifiziert ist, um die
im Speicher gespeicherte Verschiebung korrigiert. Eine solche
Korrektur kann periodisch erzielt werden, um die Temperatur
induzierte Veränderung des Magnetkopfes auszugleichen. Das
Aufzeichnen des Plattenführungsmusters wird in einem stabili
sierten Zustand des Apparates erreicht, zum Beispiel nach
einige Stunden langem kontinuierlichem Betreiben. Das
Plattenführungsmuster SP wird dadurch auf beide Seiten der
Spurmitte I symmetrisch geschrieben.
In der Festplattenvorrichtung des vorher genannten Typus
wird die Detektion einer Positionsabweichung des Magnetkopfes
genau durchgeführt, so lange der Magnetkopf symmetrische
Aufzeichnungs- und Reproduktionscharakteristiken besitzt, wie
in den Fig. 5(A) und 5(B) gezeigt. Wenn der Magnetkopf anderer
seits auf dem Schwenkarm mit einer leichten Verdrehung
befestigt ist, oder wenn ein Fehler in der Fertigung des
Magnetkopfes vorliegt, kann ein Fall eintreten, wie er in Fig.
6(A) gezeigt ist, worin der Pegel der Magnetisierung in jedem
Führungsmusterelement SP hinsichtlich der Radialrichtung der
Magnetplatte asymmetrisch ist. Wenn dies der Fall ist, nimmt
das reproduzierte elektrische Signal, welches dem Muster SP an
der linken Seite der Linie I von Fig. 6(A) entspricht, eine
größere Amplitude an, verglichen mit dem reproduzierten
elektrischen Signal, welches dem Muster SP an der rechten Seite
der Linie I entspricht, sogar dann, wenn der Magnetkopf genau
auf der Spurmitte I positioniert ist. Das reproduzierte
elektrische Signal besitzt dadurch eine Wellenform, wie sie in
Fig. 6(B) gezeigt ist, welche ähnlich der Wellenform von Fig.
4(B) ist, die den Zustand des Kopfes außerhalb der Spur
darstellt.
Auf diese Weise weist die herkömmliche Festplattenvor
richtung ein Problem eines fälschlichen Ausgleichens der
Abweichung des Magnetkopfes auf, die auf dem falschen Platten
führungsmuster PL basiert.
Aus der US-A-5 073 833 ist ein Verfahren zum Schreiben eines
Führungsmusters auf Magnetplatten bekannt, welches zwei Sätze
von "Embedded" Servo-Informationen erfordert, die jeweils
entweder beim Schreiben oder beim Lesen zur Spurführung
ausgewertet werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues und
brauchbares Verfahren zum Aufzeichnen eines Plattenführungsmusters
auf eine Magnetplatte vorzusehen, welches die
vorher genannten Probleme beseitigt und nur wenige
Informationen erfordert.
Diese Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst
durch ein Verfahren zum Schreiben eines Servo- oder
Führungsmusters in eine Informationsspeicher-Vorrichtung welche
umfaßt:
- - eine Führungsfläche zum Speichern eines ersten Führungs musters;
- - eine Datenfläche zum Speichern von Daten und eines zweiten Führungsmusters;
- - einen Führungskopf zum Reproduzieren eines ersten Führungssignals von der Führungsfläche;
- - einen Datenkopf zum Reproduzieren eines Datensignals und eines zweiten Führungssignals von der Datenfläche;
- - eine Kopfpositions-Detektionseinheit zum Detektieren einer Position des Führungskopfes, basierend auf dem ersten Führungssignal; und
- - eine Datenkopfsteuerungseinheit zum Steuern einer Position des Datenkopfes, basierend auf der Position des Führungskopfes; welches Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- - Aufzeichnen des zweiten Führungsmusters auf die Daten fläche mittels des Datenkopfes, während eine Position des Datenkopfes, basierend auf der Position des Führungskopfes, gesteuert wird;
- - Reproduzieren des zweiten Führungssignals von der Datenfläche mittels des Datenkopfes ansprechend auf das zweite Führungsmuster, welches vorher unter Steuerung der Position des Datenkopfes, basierend auf der Position des Führungskopfes, aufgezeichnet wurde;
- - Detektieren einer Abweichung im zweiten Führungssignal, welches eine scheinbare Spurabweichung des Datenkopfes von der Spur anzeigt, während die Position des Datenkopfes, basierend auf der Position des Führungskopfes, gesteuert wird;
- - Aufzeichnen eines dritten Führungssignals auf die Datenfläche, während der Datenkopf in eine Radialrichtung der Datenfläche mit einer Versetzung so verschoben wird, daß die scheinbare Spurabweichung behoben wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die
Positionsabweichung des Kopfes zu eliminieren, welche durch
eine fälschliche Detektierung des zweiten Führungsmusters auf
der Speicherfläche verursacht wird, indem das Bezugsführungs
muster auf der Speicherfläche basierend auf dem ersten
Führungsmuster als das dritte Sevomuster rückgeschrieben wird.
Dadurch kann ein zuverlässiges Aufzeichnen und Reproduzieren
von Informationssignalen sogar dann erzielt werden, wenn der
Kopf eine Verdrehung oder eine Asymmetrie in den Aufzeichnungs-
und Reproduktionscharakteristiken besitzt.
Andere Ziele und weitere Merkmale der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung
ersichtlich, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen
gelesen wird.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht, welche das Innere einer
herkömmlichen Festplattenvorrichtung im Grundriß zeigt;
Fig. 2 zeigt den Mechanismus der herkömmlichen
Festplattenvorrichtung von Fig. 1 in einer perspektivischen
Ansicht;
Fig. 3 zeigt ein Beispiel des Führungsmusters, welches auf
einer Speicherfläche einer Magnetplatte in der herkömmlichen
Festplattenvorrichtung von Fig. 1 aufgezeichnet ist;
Fig. 4(A) und 4(B) stellen die Wellenform des
Führungssteuerungssignals dar, welches basierend auf dem
Führungsmuster von Fig. 3 reproduziert wird, für den Fall, in
dem der Magnetkopf auf der Spur zentriert ist bzw. in dem der
Magnetkopf von der Spur verschoben ist;
Fig. 5(A) und 5(B) entsprechen den Fig. 4(A) und 4(B)
und zeigen den Pegel des reproduzierten Führungssteuerungssignals
für den Fall, in dem der Magnetkopf
auf der Spur zentriert ist bzw. in dem der Magnetkopf von der
Spur verschoben ist;
Fig. 6(A) zeigt das Führungssteuerungsmuster, das auf der
Magnetplatte aufgezeichnet
ist, worin eine Asymmetrie in den Aufzeichnungs- und Repro
duktionscharakteristiken des Magnetkopfes vorhanden ist, der
zum Aufzeichnen des Führungssteuerungsmusters verwendet wird;
Fig. 6(B) zeigt die Wellenform des Führungssteuerungssignals,
das vom Führungssteuerungs
muster von Fig. 6(A) reproduziert wurde;
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild, welches die allgemeine
Konstruktion der Festplattenvorrichtung zeigt, die in der
vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, welches die Konstruktion der
Kopfsteuerungsschaltung zeigt, die im Blockschaltbild von Fig. 7
enthalten ist;
Fig. 9 ist ein Flußbild, welches das Betreibungsverfahren
der Festplattenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 10(A) und 10(B) zeigen das Datenführungsmuster
nach dem Verfahren von Fig. 9; und
Fig. 11 ist ein Blockschaltbild, welches den Aufzeichnungs-/
Reproduktionsbetrieb zeigt, der von der Festplattenvorrichtung
ausgeführt wird, basierend auf dem Verfahren von Fig. 9.
Fig. 7 zeigt die Konstruktion der Festplattenvorrichtung,
welche in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Bezugnehmend auf Fig. 7 besitzt die Festplattenvorrichtung
eine Plattenantriebseinheit 30 und eine Steuerungseinheit 20,
in der die Plattenantriebseinheit 30 eine Mehrmagnetplatten-
Stapelanordnung 40 besitzt, welche der Magnetplatten-Anordnung
10 von Fig. 2 entspricht. Da besitzt die Magnetplatten-
Anordnung 40 eine Anzahl von übereinander gestapelten
Magnetplatten 40 1-40 n, worin die Magnetplatten 40 1-40 n auf
einer gemeinsamen Nabe befestigt sind und gleichzeitig von
einem Motor 35 gedreht werden. Zusätzlich ist eine spezielle
Magnetplatte 40 0 vorgesehen, welche ein Führungsmuster auf
ihrer gesamten Oberfläche derart trägt, daß die Platte 40 0 um
die gemeinsame Nabe herum zusammen und gleichzeitig mit den
anderen Magnetplatten 40 1-40 n gedreht wird. Im dargestellten
Beispiel ist die Platte 40 0 an der Spitze der Plattenanordnung
40 vorgesehen. Dies ist natürlich kein notwendiges Erfordernis
für die Konstruktion einer Festplattenanordnung, und die Platte
40 0 kann an irgendeinem Niveau der Plattenanordnung 40
vorgesehen sein.
Ähnlich zu den herkömmlichen Festplattenanordnungen trägt
jede der Magnetplatten 40 1-40 n eine Speicherfläche an ihrer
jeweiligen oberen und unteren Hauptfläche, und korrespondieren
de Magnetköpfe 42 1-42 n führen ein Aufzeichnen und/oder
Reproduzieren eines Informationssignals auf und von den
kooperierenden Speicherflächen durch. In der Darstellung von
Fig. 7 ist der Magnetkopf so gezeigt, daß er nur mit der oberen
Hauptfläche der Magnetplatten kooperiert. Es sollte jedoch
angemerkt werden, daß dies bloß zum Zweck der Einfachheit der
Darstellung ist und daß die Magnetköpfe auch so vorgesehen
werden können, daß sie mit der unteren Hauptfläche der
Magnetplatte kooperieren. Zusätzlich kann die Führungsplatte
40 0 eine Speicherfläche an der Seite tragen, die einer
Führungsfläche, auf welcher das Führungsmuster aufgezeichnet
ist, gegenüberliegt. In Entsprechung zum Führungsmuster ist ein
Führungskopf 41 zum Reproduzieren eines Führungssteuerungs
signals davon vorgesehen. Es sollte angemerkt werden, daß jede
der Magnetplatten 40 1-40 n eine Bezugsspur trägt, auf welcher
ein Plattenführungsmuster, welches mit Bezug auf Fig. 3
beschrieben ist, zum Korrigieren der Verschiebung des
Magnetkopfes hinsichtlich der korrespondierenden Spur auf der
Führungsplatte 40 0 aufgezeichnet ist.
Ferner werden ähnlich zur herkömmlichen Konstruktion von
Fig. 2 die Magnetköpfe 42 1-42 n, sowie der Führungskopf 41
einheitlich auf einem Schwenkarmmechanismus gehalten und
gleichzeitig von einem Schwingspulenmotor 36 bewegt, welcher dem
Schwingspulenmotor 13 von Fig. 1 entspricht.
Zusätzlich besitzt die Plattenantriebseinheit 30 eine
Antriebsteuerungseinheit 32, welche eine Kopfpositionssteu
erungseinheit 33 und eine Motorsteuerungseinheit 34 besitzt,
welche einen Wellenmotor 35 so steuert, daß sich der Motor 35
mit konstanter Geschwindigkeit dreht. Der Kopfpositionssteu
erungseinheit 33 wiederum wird ein reproduziertes Führungs
steuerungssignal aus dem Führungskopf 41 geliefert, und, darauf
ansprechend, steuert sie den Schwingspulenmotor 36, wie später im
Detail beschrieben wird.
Die Steuerungseinheit 20 wiederum besitzt einen Innenbus
21, welcher mit einer nicht gezeigten Host-CPU durch eine
Schnittstelleneinheit 22 verbunden ist. Die Steuerungseinheit
20 besitzt einen Systemsteuerungsprozessor 23, welcher die
Plattenantriebseinheit 30 basierend auf dem Befehl und den
Daten steuert, die von der Host-CPU geliefert werden, und eine
Systemspeichereinheit 24 kooperiert wie gewöhnlich mit dem
Prozessor 23 über den Systembus 21. Die vom Prozessor 23
produzierten Steuerungsdaten werden wiederum zu einer Antriebs
schnittstelleneinheit 25 und weiter zur Kopfpositionssteu
erungseinheit 33 zum Steuern des Schwingspulenmotors 36
übertragen.
Die von der Host-CPU übertragenen Daten werden am
seriellen/parallelen Konverter 26 empfangen, nachdem sie die
Schnittstelleneinheit 22 passiert haben, und werden einem
ausgewählten Magnetkopf nach einer Datenmodulierung an einer
Datenmodulierungs/-demodulierungs-Einheit 27 geliefert. Das an
einem der Magnetköpfe 42 1-42 n reproduzierte Informations
signal wird ferner zur Demodulierung der Datenmodulierungs/
-demodulierungs-Einheit 27 übertragen, und die so erhaltenen
demodulierten Daten werden der Host-CPU über die
serielle/parallele Umwandlungseinheit 26 und die Schnittstelle
22 übertragen. Ferner, um den Datentransfer in der Steuerungs
einheit 20 zu erleichtern, ist ein Datentransferpuffer 28 in
Verbindung mit dem Systembus 21 vorgesehen.
Fig. 8 zeigt die Konstruktion der Kopfpositionssteuerungs
einheit 33 von Fig. 7 im Detail.
Bezugnehmend auf Fig. 8 besitzt die Einheit 33 eine
Führungs-MPU 50 zum Erregen des Schwingspulenmotors 36, und eine
Positionsdetektionseinheit 51 kooperiert mit der MPU 50 zum
Detektieren des Drehungswinkels der Magnetplatte, die vom
Wellenmotor 35 angetrieben wird. Da detektiert die Einheit 51
den Drehungswinkel der Magnetplatten 40 0-40 n, basierend auf
einem Markersignal, welches im Führungssteuerungssignal
enthalten ist, welches wiederum von der Führungsfläche der
Magnetplatte 40 0 vom Magnetkopf 41 reproduziert wird, und der
auf diese Weise detektierte Drehungswinkel wird zur Führungs-
MPU 50 zur Führungssteuerung des Motors 35 zurückgespeist.
Das vom Führungskopf 41 reproduzierte Führungssteuerungs
signal wird weiter zu einem Pegeldetektor 52 zur Pegeldetektion
geliefert, und ein Ausgangssignal des Pegeldetektors 52,
welches den detektierten Pegel des Führungssteuerungssignals
darstellt, wird der MPU 50 nach Umwandlung in Digitaldaten in
einem A/D-Konverter 53 geliefert. Dadurch steuert die MPU 50
den Schwingspulenmotor 36 derart, daß der Führungskopf 41 der
Mitte der Spur folgt.
Ferner besitzt die Einheit 33 eine Leseschaltung 60, die
mit einem Magnetkopf 42 i verbunden ist, zum Lesen des vom
Magnetkopf 42 i reproduzierten Informationssignals, worin der
Kopf 42 i ein Magnetkopf ist, der in den Magnetköpfen 42 1-42 n
enthalten ist, und kooperiert mit einem korrespondierenden
Magnetkopf 40 i zum Aufzeichnen und/oder Reproduzieren eines
Informationssignals darauf und davon. Im nachfolgenden wird der
Magnetkopf 40 i zur Unterscheidung vom Führungskopf 41 als
Datenkopf bezeichnet. Das reproduzierte Informationssignal wird
dann wie gewöhnlich aus der Schaltung 60 zur Datenmodulierungs/
-demodulierungs-Einheit 27 und zusätzlich an eine Pegel
detektionsschaltung 61 zur Pegeldetektion geliefert. Da wird
das Ausgangssignal der Leseschaltung 60, welches durch Abtasten
des Führungsmusters auf der Bezugsspur erhalten wird, die auf
der Platte 40 i vorgesehen ist, nach einer Pegeldetektion an
einer Pegeldetektionsschaltung 61 und einer Umwandlung in
Digitaldaten in einem A/D-Konverter 26 zur MPU 50 geliefert,
zur Detektion einer Verschiebung der Kopfposition hinsichtlich
der richtigen Spur, welche auf dem Magnetkopf 40 i definiert
ist. Dadurch steuert die MPU 50 den Schwingspulenmotor 36 so, daß
die reproduzierten Führungssignale im wesentlichen eine
konstante Amplitude besitzen, wie bereits mit Bezug auf die
Fig. 4(A) und 5(A) beschrieben wurde.
Ferner ist eine Schreibschaltung 58 in Kooperation mit dem
Datenkopf 42 i vorgesehen, worin der Datenkopf 42 i mit dem
Informationssignal versorgt wird, welches aus der Modulations-/
Demodulations-Einheit 27 über die Schreibschaltung 58 wie
gewöhnlich aufgezeichnet werden soll. Zusätzlich besitzt die
Schaltung 33 der Fig. 8 eine Auswahlschaltung 55, die von der
Führungs-MPU 50 aktiviert wird, worin die Auswahlschaltung 55
bei Steuerung durch die MPU 55 wahlweise ein Rechtecksignal,
welches von einem Signalgenerator 57 erzeugt wird, oder ein
Nullspannungssignal, welches von einem Nullspannungsgenerator
56 erzeugt wird, der Schreibschaltung 58 zum Aufzeichnen auf
die Platte 40 i mittels des Datenkopfes 42 i liefert. Dadurch
wird das in Fig. 3 gezeigte Plattenführungsmuster auf der
Platte 40 i korrespondierend zu einer von der MPU 50 spezifi
zierten Spur aufgezeichnet.
Fig. 9 ist ein Flußbild, welches eine bevorzugte
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Es sollte
angemerkt werden, daß sich das Verfahren von Fig. 9 auf das
Aufzeichnen des Plattenführungsmusters auf die Magnetplatte 40 i
bezieht.
Bezugnehmend auf Fig. 9 beginnt das Verfahren mit einem
Schritt S2 zum Schreiben des Plattenführungsmusters auf die
Platte 40 i entlang einer vorbestimmten Spur, basierend auf dem
Führungsmuster auf der Führungsplatte 40 0. Nachdem die
Festplatten-Vorrichtung einige Stunden lang zum Stabilisieren
des Betriebszustandes gelaufen ist, wird dies erreicht, indem
das Führungsmuster auf der Platte 40 0 vom Führungskopf 41
gelesen und der Führungskopf 41 gesteuert wird, daß er der auf
der Führungsplatte 40 0 definierten Spur folgt. Da der Datenkopf
42 i zusammen mit dem Führungskopf 41 bewegt wird, folgt der
Datenkopf 42 i dadurch der auf der Datenplatte 40 i definierten
Spur.
Als nächstes wird vom Datenkopf 42 i ein Führungssteu
erungssignal aus dem Datenführungsmuster reproduziert, und das
reproduzierte Führungssteuerungssignal wird auf eine scheinbare
Verschiebung des Kopfes überprüft. Wenn eine solche scheinbare
Verschiebung der Kopfposition vorhanden ist, ändert sich die
Wellenform, wie in Fig. 6(B) gezeigt. Die detektierte Änderung
der Kopfverschiebung ist eine scheinbare Wirkung, da der Kopf
42 i auf der Spur gesteuert wird, basierend auf dem auf der
Führungsplatte 40 0 aufgezeichneten Führungsmuster. Es sollte
angemerkt werden, daß das vorliegende Verfahren im stabili
sierten Zustand der Festplatten-Vorrichtung ausgeführt wird.
Als nächstes werden die Richtung und die Größe der
Abweichung von der Spur in einem Schritt 6 detektiert, und
falls in einem Schritt 8 unterschieden wird, daß die Größe der
Abweichung von der Spur tolerierbar ist, wird das Verfahren
beendet. Falls andererseits die Größe der Abweichung von der
Spur ein tolerierbares Limit überschreitet, wird ein Schritt 10
zum Bewegen des Datenkopfes 42 i hin die Richtung ausgeführt, daß
die Abweichung von der Spur mit einer Größe behoben wird, die
der detektierten Größe der Abweichung von der Spur entspricht.
Während der Datenkopf 42 i an der Position zum Beheben der
Spurabweichung gesteuert wird, wird weiters das Datenführungs
muster über das vorhandene Datenführungsmuster auf der Platte
40 i in einem Schritt 12 geschrieben. Weiters wird das Führungs
steuerungssignal in einem Schritt 14 vom Datenkopf 42 i reprodu
ziert, während der Kopf 42 i basierend auf dem Führungsmuster
auf der Führungsplatte 40 ähnlich zum Schritt 4 gesteuert wird,
und die Verschiebung oder die Spurabweichung des Kopfes 42 i
wird detektiert. Wieder ist die detektierte Abweichung von der
Spur eine scheinbare Größe, und ein Schritt 16 wird ähnlich dem
Schritt 8 zum Unterscheiden ausgeführt, ob die Abweichung von
der Spur tolerierbar ist oder nicht.
Falls im Schritt 16 keine wesentliche Spurabweichung
detektiert wird, wird das Verfahren beendet. Falls andererseits
noch immer eine Spurabweichung vorhanden ist, wird ein Schritt
18 zum Unterscheiden der Richtung der Spurabweichung ausge
führt. Falls die Richtung der Spurabweichung die gleiche ist,
wie jene der vorher detektierten Spurabweichung, zeigt dies an,
daß die Spurabweichung nicht vollständig behoben ist, und die
Schritte 10-18 werden wiederholt. Wenn andererseits die
Richtung der Spurabweichung im Schritt 18 umgekehrt ist, wird
das Verfahren beendet.
Die Fig. 10(A) und 10(B) zeigen das auf diese Weise auf
der Datenplatte 40 i gebildete Führungsmuster SP nach dem
Verfahren von Fig. 9. Es wird angemerkt, daß das Führungsmuster
SP nun hinsichtlich der Mitte I der Spur verschoben ist, wie in
Fig. 10(A) gezeigt, und daß das reproduzierte Führungssignal
eine im wesentlichen konstante Amplitude besitzt, wenn der
Datenkopf 42 i (in Fig. 10(B) als DH dargestellt) auf die Spur
zentriert ist. Mit anderen Worten, durch Steuern des Daten
kopfes 42 i, basierend auf dem reproduzierten Führungssteu
erungssignal, welches wiederum aus dem Führungsmuster SP
erhalten wird, welches durch das Verfahren von Fig. 9
umgeschrieben wird, kann man den Datenkopf 42 i genau in die
Mitte der Spur zentrieren, sogar wenn das Führungsmuster SP mit
einem asymmetrischen Magnetisierungspegel aufgezeichnet ist. Es
sollte angemerkt werden, daß das Verfahren von Fig. 9 erzielt
werden kann, wenn die Festplatte nach dem Zusammenbau
verschickt wird.
Fig. 11 zeigt das Verfahren zum Aufzeichnen und/oder
Reproduzieren des Informationsssignals auf die und von der
Datenplatte 40 i nach dem Verfahren von Fig. 9. Es sollte
angemerkt werden, daß das Verfahren von Fig. 11 in der
gewöhnlichen Umgebung mit veränderlicher Temperatur ausgeführt
wird, im Gegensatz zum Verfahren von Fig. 9.
Das Verfahren ist ein herkömmliches und weist einen
Schritt 20 zum Bewegen des Datenkopfes 42 i zur Spur auf der
Festplatte 40 i auf, auf welcher das Datenführungsmuster
getragen wird, basierend auf dem Führungsmuster auf der
Führungsplatte 40 0, und ein Schritt 21 zum Detektieren der
Abweichung des Kopfes 42 i von der Spur wird nach dem Schritt 20
durchgeführt, indem das Führungssteuersignal aus dem Daten
führungsmuster, welches auf der Platte 40 0 im Verfahren von
Fig. 9 aufgezeichnet ist, reproduziert wird. Insbesondere
werden im Schritt 21 der Pegel des reproduzierten Führungs
signals detektiert und der Datenkopf 42 i so bewegt, daß das
reproduzierte Führungssignal einen im wesentlichen konstanten
Pegel in jedem der Führungsmuster SP aufweist.
Weiters wird die auf diese Weise detektierte Spurabwei
chung des Kopfes in einem Schritt 22 in einem Speicher
gespeichert, und der Kopf 42 i wird in einem Schritt 23
gesteuert, basierend auf dem Führungssteuersignal aus dem
Führungsmuster auf der Führungsplatte 40 0, aber mit der im
Speicher gespeicherten Verschiebung, daß die Spurabweichung des
Kopfes 42 i kompensiert wird. Dadurch kann man den Datenkopf 42 i
exakt in der Mitte der Spur halten, sogar wenn sich die
Umgebungstemperatur während des Betriebs der Festplattenvor
richtung geändert hat. Das Verfahren zum Detektieren der
Spurabweichung kann in den Schritten 20 und 21 periodisch
durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist im übrigen nicht auf die
oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es
können zahlreiche Variationen und Modifikationen vorgenommen
werden, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
Claims (5)
1. Verfahren zum Schreiben eines Führungsmusters in eine
Informationsspeicher-Vorrichtung, welche Informationsspeicher-
Vorrichtung umfaßt:
- - eine Führungsfläche zum Speichern eines ersten Führungs musters;
- - eine Datenfläche zum Speichern von Daten und eines zweiten Führungsmusters;
- - einen Führungskopf zum Reproduzieren eines ersten Führungssignals von der Führungsfläche;
- - einen Datenkopf zum Reproduzieren eines Datensignals und eines zweiten Führungssignals von der Datenfläche;
- - eine Kopfpositions-Detektionseinheit zum Detektieren einer Position des Führungskopfes, basierend auf dem ersten Führungssignal; und
- - eine Datenkopfsteuerungseinheit zum Steuern einer
Position des Datenkopfes, basierend auf der Position des
Führungskopfes;
dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Schritte aufweist: - - Aufzeichnen des zweiten Führungsmusters (SP) auf die Datenfläche (40 i) mittels des Datenkopfes (42 i), während eine Position des Datenkopfes, basierend auf der Position des Führungskopfes (41), gesteuert wird;
- - Reproduzieren des zweiten Führungssignals von der Datenfläche mittels des Datenkopfes ansprechend auf das zweite Führungsmuster, welches vorher unter Steuerung der Position des Datenkopfes, basierend auf der Position des Führungskopfes, aufgezeichnet wurde;
- - Detektieren einer Abweichung im zweiten Führungssignal, welches eine scheinbare Spurabweichung des Datenkopfes von der Spur anzeigt, während die Position des Datenkopfes, basierend auf der Position des Führungskopfes, gesteuert wird;
- - Aufzeichnen eines dritten Führungssignals auf die Datenfläche, während der Datenkopf in eine Radialrichtung der Datenfläche mit einer Versetzung so verschoben wird, daß die scheinbare Spurabweichung behoben wird.
2. Verfahren wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schritt des Reproduzierens des zweiten
Führungssignals (SP), der Schritt des Detektierens einer
Abweichung im zweiten Führungssignal und der Schritt des
Aufzeichnens des dritten Führungssignals (SP) in einer Umgebung
mit im wesentlichen stabilisierter Temperatur ausgeführt
werden.
3. Verfahren wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schritt zum Detektieren der Abweichung
im zweiten Führungssignal einen Schritt zum Detektieren einer
Verschiebungsrichtung des Datenkopfes (42 i) zum Verringern der
scheinbaren Spurabweichung aufweist, und daß der Schritt des
Aufzeichnens des dritten Führungssignals ausgeführt wird,
während der Datenkopf in die genannte Richtung, basierend auf
der Position des Führungskopfes, verschoben wird.
4. Verfahren wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schritt zum Detektieren der Abweichung
im zweiten Führungssignal (SP) und der Schritt zum Aufzeichnen
des dritten Führungssignals (SP) ein oder mehrere Male
wiederholt werden.
5. Verfahren wie in Anspruch 3 beansprucht, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schritt zum Detektieren der Abweichung
im zweiten Führungssignal (SP) und der Schritt des Aufzeichnens
des dritten Führungssignals (SP) wiederholt werden, bis eine
Verschiebungsrichtung des Datenkopfes zum Verringern der
scheinbaren Spurabweichung umgekehrt ist.
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