DE4444783A1 - Graycode-Dekodierschaltkreis für ein Harddisklaufwerk - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gray­ code-Dekodierschaltkreis für ein Harddisklaufwerk und insbe­ sondere auf einen Graycode-Dekodierschaltkreis, der einen in einem Servobereich einer Disk aufgenommenen Graycode deko­ dieren kann.

Im allgemeinen behält eine Disk in einem Harddisklauf­ werk mit einer hohen Geschwindigkeit, einer hohen Kapazität und einer hohen Dichte eine konstante Geschwindigkeit bei. Auf der Disk ist ein Servobereich, in dem alle Arten von In­ formationen, die eine effektive Steuerung der Kopfposition ermöglichen, aufgenommen sind, aufgenommen. Wie in Fig. 4 gezeigt, umfaßt ein solcher Servobereich eine Lese/Schreib- Wiedererstellungsfläche, eine Strukturfläche, in der eine bestimmte Struktur oder eine direkte Stromlücke aufgenommen ist, eine Index-Markierungs-Fläche IM, eine Gray-Code-Fläche GM, eine Servo-Spur-Modus-Fläche STM und einen nachhinkende (post amble) Daten-Fläche PAD. Die Schreib/Lese-Wiederer­ stellungsfläche wird unter Berücksichtigung der Übergangs­ zeit, die erforderlich ist, während das Harddisklaufwerk vom Schreibmodus in den Lesemodus gebracht wird, erzeugt, um Fehler zu verhindern, die durch Übergangsrauschen, wie zum Beispiel Barkhausenrauschen, das von einer an den Kopf ange­ legten magnetischen Flußänderung erzeugt wird, erzeugt wer­ den. In der Strukturfläche wird die direkte Stromlücke oder die spezifische Struktur zur Synchronisation einer Detekti­ onszeit des Servobereichs mit einem Systemtakt aufgezeich­ net. Insbesondere bezieht sich die Strukturfläche auf eine Adressen-Markierungs-Fläche AM. In der Index-Markierungs- Fläche IM ist die Indexinformation der Disk aufgezeichnet. In der Gray-Code-Fläche GC ist die Identifikation ID der Spur der Disk als ein Gray-Code GC aufgezeichnet. In der Servo-Spur-Modus-Fläche STM ist ein Synchronimpulssignal zur Steuerung der Spurfolge aufgezeichnet. Die Frequenz des in Fig. 4 gezeigten Servobereichs beträgt etwa 4 MHz.

Darüber hinaus besteht der Graycode zur Aufzeichnung der Spuridentifikation in der Gray-Code-Fläche CG aus 12 Bits (in der Konfiguration von 4096 Zylindern). Der Grund, warum der Graycode zur Unterscheidung der Spurinformation verwen­ det wird, ist, daß im Graycode im Gegensatz zur Änderung in binären oder dezimalen Codes leicht erkannt werden kann, wenn bei der Bewegung des Kopfes von einer Spur zur anderen eine Änderung um ein Bit erfolgt ist.

Der auf der Disk aufgezeichnete Graycode ist, wie in Fig. 4 gezeigt, in Gray-Synchronsignale [S₁₁, . . . , S₀] und Gray-Daten [D₁₁, . . . , D₀] aufgeteilt.

Daher wird die Länge der Graycodefläche für den Servobe­ reich durch die folgende Gleichung erhalten.

SCLK (Systemuhr) = 32 MHz = 31,25 ns = 1 T
1 Zelle = 4 T = 125 ns
1 Doppelimpuls = 2 Zellen = 259 ns

daraus folgt,
die Länge der Graycodefläche = 12 Graycode-Synchronsignale + 12 Graydaten
= 24 Doppelimpulse = 48 Zellen
= 48 × 125 ns = 6 ms.

Fig. 5 ist ein Diagramm, das einen Graycode-Dekodier­ schaltkreis eines herkömmlichen Harddisklaufwerks zeigt. Fig. 6 zeigt ein Zeitablaufdiagramm, das einen herkömmlichen Graycode-Dekodiervorgang illustriert.

Die Arbeitsweise des herkömmlichen Graycode-Dekodier­ schaltkreises der Fig. 5 wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 6 diskutiert.

Wenn eine Disk 12 durch den Betrieb eines Spindelmotors (nicht gezeigt) rotiert, liest ein Kopf 14 das Signal inner­ halb der in Fig. 4 gezeigten Servofläche von der Disk 12 wie eine in Fig. 6 gezeigte Kopfaufnahmesignal-Wellenform, und gibt dann das gelesene Signal an einen Lese/Schreib-Ka­ nalteil 16.

Der Lese/Schreib-Kanalteil 16 umfaßt typischerweise einen Spitzendetektor, einen Hysteresekomparator und einen Einzeldatengenerator. Der Lese/Schreib-Kanalteil 16 wandelt das gelesene Signal in digital kodierte Lesedaten (hiernach als "ERD" bezeichnet) um und gibt die ERD zu einem Struktur­ detektor 18.

Der Strukturdetektor 18 bringt die Systemuhr SCLK und die Servostruktur miteinander in Synchronisation und erzeugt einen Referenzimpuls RP, der über den Start der Servofläche informiert, wie in Fig. 6 gezeigt, und gibt den Referenzim­ puls RP an den Graycode-Dekodierer 20 aus.

Dann reagiert der Graycode-Dekoder 20 auf den Referen­ zimpuls RP und dekodiert kontinuierlich die empfangenen ERD in Gray-Daten GD, wie in Fig. 6 gezeigt. Weiterhin zählt der Graycode-Dekoder 20 einen nach dem Referenzimpuls RP empfan­ genen Datenimpuls, um ein Gray-Synchron-Fenster GSW und ein Gray-Daten-Fenster GDW zu erzeugen, wie in Fig. 6 gezeigt. Danach dekodiert der Graycode-Dekoder 20 entsprechend dem Gray-Synchron-Fenster GSW und dem Gray-Daten-Fenster GDW die Gray-Daten GD in einen Gray-Code GD und gibt dann den Gray- Code in den Eingabeeingang eines Gray-Binär-Wandlers 22 aus.

Der Gray-Binär-Wandler 22 wandelt den Gray-Code GC in einen Binärcode um und gibt den Binärcode an eine Mikropro­ zessoreinheit MPU 24 aus. Zu diesem Zeitpunkt stellt der Binärcode die binären Daten dar, die über die Identifikation ID der Spur informieren.

Jedoch kann in einem Harddisklaufwerk, das mit hoher Ge­ schwindigkeit arbeitet, der obige, herkömmliche Graycode-De­ kodierschaltkreis auf Grund der folgenden Probleme nicht ex­ akt auf den Graycode zugreifen, wodurch die Zuverlässigkeit ernsthaft destabilisiert wird.

Erstens wird bei der Berechnung einer maximalen Such­ zeit, die in Anspruch genommen wird, bis der Kopf an seiner Bestimmungsposition ankommt, die Länge des Graycodes als ein wichtiges Problem betrachtet. Das bedeutet, daß die Zeit, die erforderlich ist, damit der Kopf den zuvor auf der Disk aufgezeichneten Graycode des Servobereichs liest und über­ streicht, verringert werden muß, um eine schnelle Suchzeit zu erreichen.

Zweitens gibt es, da der Graycode-Dekoder den auf den Referenzimpuls RP folgenden Datenimpuls zählt und das Gray- Synchron-Fenster GSW und das Gray-Daten-Fenster GDW erzeugt, wenn die Bitverschiebung der ERD aufgrund der durch die Syn­ chronisation zwischen der Systemuhr und der Servostruktur erzeugten Taktverschiebung erhöht wird, ein Zittern des Spindelmotors und das Problem, daß die Zuverlässigkeit des Graycode-Dekoders verringert wird.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Graycode-Dekodierschaltkreis zur Verfügung zu stellen, der in einem optimalen Zustand in einem Harddisklaufwerk mit hoher Geschwindigkeit, hoher Kapazität und hoher Dichte ver­ wendet werden kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Graycode-Dekodierschaltkreis zur Verfügung zu stellen, der mit hoher Geschwindigkeit auf einen auf einer Harddisk aufgezeichneten Graycode zugreifen kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Graycode-Dekodierschaltkreis zur Verfügung zu stellen, der ein Gray-Synchron-Fenster GSW und ein Gray-Daten-Fenster GDW synchron mit einem Graysynchronsignal des auf einer Disk des Harddisklaufwerks aufgezeichneten Graycodes erzeugt und somit die Taktverschiebung, die durch eine Asynchronität zwischen der Systemuhr und einem Servostruktur verursacht wird, und die Fehler, die durch ein Zittern des Spindelmo­ tors erzeugt werden, minimiert.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Spuridentifikations-Informations-Aufzeichnungsstruktur für ein Harddisklaufwerk mit einer hohen Geschwindigkeit und einer hohen Kapazität zur Verfügung zu stellen.

Diese und weitere Aufgaben werden durch den in den bei­ gefügten Patentansprüchen definierten Graycode-Dekodier­ schaltkreis und die Spuridentifikations-Informations-Auf­ zeichnungsstruktur gelöst.

Insbesondere wird zum Lösen dieser Aufgaben ein Gray­ code-Dekodierschaltkreis für ein Harddisklaufwerk mit einem Aufzeichnungsmedium mit einer aus Datensynchronsignalen be­ stehenden Servostrukturfläche, und ersten und zweiten, zwi­ schen den Datensynchronsignalen angeordneten Informationsda­ ten zum Aufzeichnen von Spuridentifikationsinformation des Aufzeichnungsmediums als Graycode, einer Abtastvorrichtung zum Detektieren von auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeich­ neten Daten, zum Umwandeln der Daten in kodierte Lesedaten und zur Ausgabe der kodierten Lesedaten, und einer Struktur­ detektionsvorrichtung zum Detektieren der Position der Ser­ vostrukturfläche in Antwort auf die kodierten Daten, die von der Datenabtastvorrichtung gelesen werden, und zur Ausgabe eines dementsprechenden Referenzimpulses, wobei der Gray­ code-Dekodierschaltkreis umfaßt: eine Gray-Synchron-Fenster- Erzeugungsvorrichtung zum Unterteilen der kodierten, gelese­ nen Daten in einem vorgegebenen Verhältnis in Abhängigkeit vom Eingangszustand des Referenzimpulses, zum Umwandeln und Ausgeben der unterteilten, kodierten, gelesenen Daten als Graydaten und zum Erzeugen eines Gray-Synchron-Fenster-Si­ gnals nach dem Zählen eines vorgegebenen Systemtakts bis zu einem vorgegebenen ersten Zählwert, und zwar synchron mit dem Referenzimpuls; eine Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrich­ tung zur Ausgabe eines nachfolgenden Gray-Synchron-Fenster- Signals, das erste und zweite Informationsdaten-Fenstersi­ gnale zum Übertragen der ersten und zweiten Informationsda­ ten und des Datensynchronsignals in Abhängigkeit von der Eingabe eines vorgegebenen Synchronsignals detektiert, und zur Ausgabe eines Datengattersignals in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Informationsdaten-Fenstersignalen; eine Gray-Code-Datenextraktionsvorrichtung zur Ausgabe des Syn­ chronsignals an die Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrichtung in Abhängigkeit von dem Gray-Synchron-Fenster-Signal und dem nachfolgenden Gray-Synchron-Fenster-Signal und zur Ausgabe der ersten und zweiten Informationsdaten in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Informationsdaten-Fenstersignalen; und eine Gray-Binär-Wandlervorrichtung zum Umwandeln des Graycodes der ersten und zweiten Informationsdaten vom Gray­ code in einen Binärcode in Abhängigkeit von dem Datengatter­ signal.

Das folgende ist eine detaillierte Beschreibung der vor­ liegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das einen Graycode-Deko­ dierschaltkreis eines Harddisklaufwerks nach der vorliegen­ den Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen Graycode- Dekodiervorgang der Fig. 1 zeigt.

Fig. 3 ist ein Schaltkreisdiagramm, das ein detaillier­ tes Ausführungsbeispiel der Fig. 1 zeigt.

Fig. 4 zeigt eine Konfiguration einer Servostruktur ei­ nes Harddisklaufwerks.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das einen Graycode-Deko­ dierschaltkreis eines herkömmlichen Harddisklaufwerks zeigt.

Fig. 6 ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen Graycode- Dekodiervorgang der Fig. 5 zeigt.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das einen Graycode-Deko­ dierschaltkreis eines Harddisklaufwerks nach der vorliegen­ den Erfindung zeigt.

Die in Fig. 1 gezeigte Disk 12 umfaßt die gleiche Ser­ vostrukturfläche wie Fig. 4, auf der Identifikationsinforma­ tion über die Spur entsprechend der vorliegenden Erfindung als Graycode aufgezeichnet ist.

Fig. 2 ist ein Zeitablaufdiagramm, das den Graycode-De­ kodiervorgang der Fig. 1 zeigt, wobei ein Graycodestrom zu einem Zeitpunkt, zu dem der Graycode abgetastet und wieder­ gegeben wird, gezeigt ist.

Im Unterschied zur herkömmlichen Technik besitzt die Identifikationsinformation für die Spur nach der vorliegen­ den Erfindung zwei Graydaten, die zwischen Graysynchronsi­ gnalen angeordnet sind. Mit anderen Worten sind herkömmli­ cherweise das Graysynchronsignal und die Graydaten in auf­ einanderfolgender Reihenfolge angeordnet, wie in Fig. 4 ge­ zeigt, wohingegen in der vorliegenden Erfindung ungerade Graydaten und gerade Graydaten jeweils zwischen den Graysyn­ chronsignalen angeordnet sind, wie in Fig. 2 gezeigt.

Einer Erklärung der Arbeitsweise der Vorrichtung der Fig. 1 wird im Detail unter Bezugnahme auf Fig. 2 gegeben.

Der Kopf 14 tastet die auf der Disk 12 aufgezeichneten Daten ab und das von dem Kopf abgetastete Abtastsignal wird in einen Lese/Schreib-Kanalteil 16 ausgegeben. Der Lese/Schreib-Kanalteil 16 empfängt das Abtastsignal, wandelt das Abtastsignal digital in ERD um und gibt die ERD an einen Strukturdetektor 18 und an einen Fensterfreigabeschaltkreis 30 aus.

Der Strukturdetektor 18 detektiert eine bestimmte, in den ERD aufgezeichnete Struktur und erzeugt einen Referen­ zimpuls RP, der über den Start der Servofläche informiert, wie in Fig. 2 gezeigt. Das heißt, daß der Strukturdetektor 18 ein direktes Stromlückenintervall in der Servostruktur detektiert, den Referenzimpuls RP synchron mit einem Sy­ stemtakt SCLK (allgemein 32 MHz) entsprechend dem Detekti­ onsergebnis erzeugt und den Referenzimpuls RP an den Fen­ sterfreigabeschaltkreis 30 ausgibt.

Der Fensterfreigabeschaltkreis 30 erhält die ERD von dem Lese/Schreib-Kanalteil 16 in Abhängigkeit von der Eingabe des Referenzimpulses RP. Danach zweiteilt der Fensterfreiga­ beschaltkreis 30 die ERD und gibt die aufgeteilten ERD als Gray-Daten GD aus, wie in Fig. 2 gezeigt. Zur gleichen Zeit während des Empfangs der ERD gibt der Fensterfreigabeschalt­ kreis 30 ein Grayfreigabesignal Gren aus. Die Gray-Daten GD werden in eine Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 und das Grayfreigabesignal Gren wird in eine erste Gray- Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrichtung 32 eingegeben.

Die erste Gray-Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrichtung 32 zählt den Systemtakt SCLK in einem vorgegebenen Zählverhält­ nis in Abhängigkeit von dem Grayfreigabesignal Gren und gibt ein Gray-Synchron-Fenster-Signal 1SYNC-W aus, wie in Fig. 2 gezeigt. Das Gray-Synchron-Fenster-Signal 1SYNC-W antwortet auf die Eingabe des Grayfreigabesignals Gren und wird in einen logisch "hohen" Zustand geändert. Außerdem wird bei Beendigung des Zählens des eingegebenen Systemtakts SLCK in dem vorgegebenen Zählverhältnis das Gray-Synchron-Fenster- Signal 1SYNC-W in einen logisch "niedrigen" Zustand geän­ dert, wie in Fig. 2 gezeigt.

Das Gray-Synchron-Fenster-Signal 1SYNC-W ist ein Signal zum Detektieren von Gray-Synchron-Daten S₅, die sich in ei­ ner ersten (ungeraden) Position der Gray-Daten befinden, wo­ bei das Signal 1SYNC-W in die Graycode- und Synchron-Extrak­ tionsvorrichtung 34 eingegeben wird.

Die Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 de­ tektiert die Gray-Synchron-Daten S₅ der Gray-Daten GD in Ab­ hängigkeit von der Eingabe des Gray-Synchron-Fenster-Signals 1SYNC-W. Zusätzlich gibt die Graycode- und Synchron-Extrak­ tionsvorrichtung 34 ein Synchronsignal SYNC aus, das der De­ tektion der Gray-Synchron-Daten S₅ entspricht, und gibt ein Gray-Synchronsignal GS an einen Gray-Synchronzähler 42 aus.

In diesem Fall wird das Synchronsignal SYNC in eine er­ ste Datenfenster-Erzeugungsvorrichtung 36 in einer Synchron- Fenster-Erzeugungsvorrichtung 41 eingegeben. Die erste Da­ tenfenster-Erzeugungsvorrichtung 36 reagiert auf die fallende Flanke des Synchronsignals SYNC und gibt ein unge­ rades Datenfenstersignal ODW aus, wie in Fig. 2 gezeigt.

Das ungerade Datenfenstersignal ODW wird in eine zweite Datenfenster-Erzeugungsvorrichtung 38 und in die Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 eingegeben. Die zweite Datenfenster-Erzeugungsvorrichtung 38 reagiert auf die fallende Flanke des Synchronsignals SYNC und gibt nach dem Zählen des Systemtakts SCLK in dem vorgegebenen Zählver­ hältnis ein gerades Datenfenstersignal EDW aus, wie in Fig. 2 gezeigt.

Das gerade Datenfenstersignal EDW wird in eine zweite Gray-Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrichtung 40 und in die Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 eingegeben. Die zweite Gray-Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrichtung 40 reagiert auf die fallende Flanke des Synchronsignals SYNC und erzeugt nach dem Zählen des Systemtakts SCLK in dem vor­ gegebenen Zählverhältnis ein nachfolgendes Gray-Synchron- Fenster-Signal SYNC-W, wie in Fig. 2 gezeigt, um das Signal SYNC-W an die Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 auszugeben.

Danach gibt ein ODER-Gatter 82 in der Synchron-Fenster- Erzeugungsvorrichtung 41 ein Datensignal GDATA aus, das den Ausgaben der ungeraden und geraden Daten-Fenster-Signalen ODW und EDW an einen Gray-Binär-Wandler 22 entspricht.

Wenn daher das Synchronsignal SYNC von der Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 ausgegeben wird, gibt die Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrichtung 41 der Reihe nach das ungerade Datenfenstersignal ODW, das gerade Datenfenstersi­ gnal EDW und das nachfolgende Gray-Synchron-Fenster-Signal SYNC-W in Antwort auf das Synchronsignal SYNC aus, wie in Fig. 2 gezeigt.

Die Frequenz der Servostruktur nach dem bevorzugten Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist wie folgt:
1 Zelle = 3T = 93,75 ns
1 Doppelimpuls = 2 Zellen = 6T
folglich:
die Länge der Graycodefläche = 6 Gray-Synchronsignale + 12 Graycodes = 18 Doppelimpulse = 36 Zellen = 36 × 93,75 ns = 3,375 µs.

In der Zwischenzeit detektiert die Graycode- und Syn­ chron-Extraktionsvorrichtung 34 in Abhängigkeit von der Ein­ gabe des ungeraden Datenfenstersignals ODW Graydaten D₁₁ in einer ungeraden Position, die nach den Gray-Synchrondaten S₅ in den Gray-Daten GD angeordnet sind. Und dann erzeugt die Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 den Gray- Code GC entsprechend der Detektion der Graydaten D₁₁, wie in Fig. 2 gezeigt, und gibt den Gray-Code an den Gray-Binär- Wandler 22 aus. Darüber hinaus detektiert die Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 beim Empfang des ungera­ den Datenfenstersignals EDW Graydaten D₁₀ in einer geraden Position in den Gray-Daten GD und erzeugt danach den Gray­ code GC, der der Detektion der Graydaten D₁₀ entspricht, um den Gray-Code GC an den Gray-Binär-Wandler 22 auszugeben.

Die Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 de­ tektiert Gray-Synchrondaten S₄, die sich an einer zweiten Position befinden, die in der Reihenfolge über den ersten Gray-Synchrondaten S₅ in den Gray-Daten GD liegt, in Abhän­ gigkeit von dem nachfolgenden Gray-Synchron-Signal SYNC-W. Und dann gibt die Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrich­ tung 34 das Synchronsignal SYNC, das der Detektion der zwei­ ten Gray-Synchrondaten S₄ entspricht, an die Synchron-Fen­ ster-Erzeugungsvorrichtung 41 aus und gibt das Gray-Syn­ chron-Signal GS an den Gray-Synchron-Zähler 42 aus.

Zu diesem Zeitpunkt gibt die Synchron-Fenster-Erzeu­ gungsvorrichtung 41 der Reihe nach die ungeraden Datenfen­ stersignale ODW, die geraden Datenfenstersignale EDW und das nachfolgende Gray-Synchron-Fenstersignal SYNC-W in Abhängig­ keit von dem Synchronsignal SYNC aus, wie oben diskutiert wurde.

Somit überträgt die Graycode- und Synchron-Extraktions­ vorrichtung 34 ungerade Graydaten D₉ und gerade Graydaten D₈ der Gray-Daten GD, die als nächste zum zweiten Gray-Syn­ chronsignal S₄ für den Gray-Code GC angeordnet sind, mittels des ungeraden Datenfenstersignals ODW und des geraden Daten­ fenstersignals EDW. Außerdem detektiert die Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 ein drittes Gray-Syn­ chronsignal S₃ in Abhängigkeit von der Eingabe des nachfol­ genden Gray-Synchron-Fenstersignals SYNC-W.

Der Gray-Binär-Wandler 22 wandelt den Gray-Code GC in Abhängigkeit von der Eingabe des Datengattersignals GDATA in Binärdaten um und gibt die Binärdaten an die MPU 24 aus. Die MPU 24 erkennt die von dem Gray-Binär-Wandler 22 ausgegebe­ nen Binärdaten als Spuridentifikationsinformation und steu­ ert das Harddisklaufwerk so, daß es den Kopf 12 auf die Zielspur bewegt.

Wenn der Gray-Synchronzähler 42 die Eingabe des von der Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 ausgegebe­ nen Gray-Synchron-Signals GS zählt und einen vorgegebenen Zählwert erreicht, gibt der Gray-Synchronzähler ein Gray­ sperrsignal Grdis an den Fensterfreigabeschaltkreis 30 aus. Zu diesem Zeitpunkt sperrt der Fensterfreigabeschaltkreis 30 den Ausgangszustand des Grayfreigabesignals Gren in Abhän­ gigkeit von der Eingabe des Graysperrsignals Grdis und sperrt die Erzeugung des Gray-Synchron-Fenstersignals 1SYNC- W. Der Zählwert des Gray-Synchronzählers 42 ist gleich der Anzahl der auf der Servostruktur der Disk aufgezeichneten Gray-Synchronsignale.

Wie oben diskutiert, werden, wenn die Gray-Synchrondaten S₅, die in einer führenden Position unter den Gray-Codes der Servostruktur angeordnet sind, durch das Gray-Synchron-Fen­ stersignal 1SYNC-W detektiert werden, synchron dazu das un­ gerade Datenfenstersignal ODW und das gerade Datenfenstersi­ gnal EDW der Reihe nach übertragen. Dann wird das nachfol­ gende Synchron-Fenstersignal SYNC-W synchron mit der fallen­ den Flanke des geraden Datenfenstersignals EDW erzeugt, um die geraden Graydaten zu detektieren.

Fig. 3 ist ein Schaltkreisdiagramm, das ein detaillier­ tes Ausführungsbeispiel der Fig. 1 zeigt, in dem der detail­ lierte Aufbau des Fensterfreigabeschaltkreises 30 und der Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 in Verbin­ dung mit ihren peripheren Schaltkreisen gezeigt sind.

Wenn der Referenzimpuls RP in den Fensterfreigabeschalt­ kreis 30 in dem Zustand eingegeben wird, in dem der Sy­ stemtakt SCLK eingegeben wird, erhalten ein Verzögerungszäh­ ler 50 und ein erstes Flip-Flop 56 und ein zweites Flip-Flop 58 (hiernach kurz mit 1FF und 2FF bezeichnet), die jeweils mit dem Verzögerungszähler 50 verbunden sind, eine Resetein­ gabe und werden dann initialisiert. Wenn das 2FF 58 zurück­ gesetzt wird, wird sein Umkehrausgangsanschluß in den lo­ gisch "hohen" Zustand gebracht, um ein Zurücksetzen von dritten und vierten Flip-Flops (hiernach kurz mit 3FF und 4FF bezeichnet) 60 und 62, die jeweils mit dem 2FF 58 ver­ bunden sind, zu bewirken. In dem obigen Zustand verzögert, wenn der Systemtakt SCLK in ein drittes NAND-Gatter 52 ein­ gegeben wird, der Verzögerungszähler 50 den Systemtakt SCLK um eine vorgegebene Zeitperiode und gibt ein Signal im lo­ gisch "hohen" Zustand an einen Ausgangsanschluß Q aus und wird dann festgehalten bis zur nächsten Eingabe des Referen­ zimpulses RP. Der 1FF 56, der mit dem Umkehrausgangsanschluß des Verzögerungszählers 50 verbunden ist, reagiert auf das Eingangssignal im "hohen" Zustand und gibt das Signal aus, um einen Anschluß S des 2FF 58 durch dessen Ausgangsanschluß Q einzustellen. Zu diesem Zeitpunkt wird der 2FF 58 durch das Eingangssignal im "hohen" Zustand eingestellt und gibt Signale im "hohen" Zustand beziehungsweise im "niedrigen" Zustand an seine Ausgangsanschlüsse Q beziehungsweise aus. Folglich wird der 1FF 56 zurückgesetzt und gibt somit die Einstellung des 2FF 58 frei, und der 3FF und 4FF 60 und 62 werden in die zurückgesetzten Zustände entlassen.

Der 3FF 60 im freigegebenen Zustand zweiteilt die Ein­ gabe der ERD, um die geteilten ERD in die Gray-Daten GD aus­ zugeben. Die Gray-Daten GD werden in Takteingangsanschlüsse CK des 4FF 62, eines fünften Flip-Flops 5FF 64, eines sech­ sten Flip-Flops 6FF 76 und eines siebten Flip-Flops 7FF 78 eingegeben. Das 4FF 62 gibt das Grayfreigabesignal Gren wie in Fig. 2 gezeigt an die erste Gray-Synchron-Fenster-Erzeu­ gungsvorrichtung 32 in Abhängigkeit von dem Anfangseingang der Graydaten GD aus. Zu diesem Zeitpunkt wird das von dem 4FF 62 ausgegebene Grayfreigabesignal Gren während der Gray- Daten-Eingabe beibehalten. Dies wird anhand der nachfolgen­ den Beschreibung verständlich.

Die erste Gray-Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrichtung 32 zählt den Systemtakt SCLK in einem vorgegebenen Zählverhält­ nis in Abhängigkeit von dem Fensterfreigabesignal Gren. Bei Beendigung des Zählvorgangs gibt die erste Gray-Synchron- Fenster-Erzeugungsvorrichtung 32 das Gray-Synchron-Fenster­ signal 1SYNC-W über ein NOR-Gatter 66 in den Reset-Anschluß des 5FF 54 ein und gibt einen ersten Synchrontakt GCLK1 zum Übertragen des Synchronsignals SYNC an die ersten und zwei­ ten NAND-Gatter 70 und 72 über ein erstes ODER-Gatter 68 aus.

Zu diesem Zeitpunkt wird das 5FF 64 durch das Ausgangs­ signal im logisch "niedrigen" Zustand des NOR-Gatters 66 in den zurückgesetzten Zustand freigegeben. Somit empfängt das 5FF 64 die Gray-Daten GD an seinem Takteingabeanschluß CK, wie in Fig. 2 gezeigt, von dem 3FF 60 innerhalb des Freiga­ beintervalls des Gray-Synchron-Fenster-Signals 1SYNC-W. Da­ nach reagiert der 5FF 64 auf die ansteigende Flanke der Gray-Synchrondaten S₅ der Gray-Daten GC und erzeugt das Syn­ chronsignal SYNC und gibt es an die erste Datenfenster-Er­ zeugungsvorrichtung 36 und an das erste NAND-Gatter 70 aus. Zusätzlich gibt das 5FF 64 das Umkehrausgangssignal an das zweite NAND-Gate 72 aus.

Zu diesem Zeitpunkt erhalten die ersten und zweiten NAND-Gatter 70 und 72 das Synchronsignal SYNC und das Um­ kehrausgangssignal des 5FF 64, führen eine NAND-Verknüpfung mit dem ersten Synchrontakt GCLK1 durch und geben das Aus­ gangssignal an ein erstes UND-Gatter 74. Dann gibt das erste UND-Gatter 74 das Ausgangssignal (Synchron-Detektions-Si­ gnal) GS an den Gray-Synchronzähler 42 aus. Das heißt, daß die Gatter 70, 72 und 74 die Änderung des Ausgangszustands des 5FF 64 dem Gray-Synchronzähler 42 mitteilen.

Wenn der Gray-Synchronzähler 42 das von dem ersten UND- Gatter 74 ausgegebene Synchron-Detektions-Signal zählt und einen vorgegebenen Zählwert erreicht, gibt der Gray-Syn­ chronzähler 42 das entsprechende Zustandssignal an den Tak­ teingangsanschluß CK des 2FF 58 aus. Daher ändert der 2FF 58 seinen Ausgangszustand in Abhängigkeit von dem eingegebenen Zustandssignal.

In der Zwischenzeit empfängt die erste Daten-Fenster-Er­ zeugungsvorrichtung 36 das von dem 5FF 64 ausgegebene Syn­ chronsignal SYNC, erzeugt das ungerade Datenfenstersignal ODW in Antwort auf die fallende Flanke des Synchronsignals SYNC und gibt den Resetzustand des 6FF 76 frei. Zu diesem Zeitpunkt hält das in dem Resetzustand freigegebene 6FF 76 die in seinen Takteingang CK eingegebenen Gray-Daten GD fest und gibt die festgehaltenen Gray-Daten GD als Gray-Code GC aus.

Die zweite Datenfenster-Erzeugungsvorrichtung 38 rea­ giert auf die fallende Flanke des Synchronsignals SYNC und zählt den Systemtakt SCLK in einem vorgegebenen Zählverhält­ nis. Dann erzeugt die zweite Datenfenster-Erzeugungsvorrich­ tung 38 das gerade Datenfenstersignal EDW und gibt den Re­ setzustand des 7FF 78 frei. Zu diesem Zeitpunkt hält das in dem Resetzustand freigegebene 7FF 78 die in seinen Taktein­ gang CK eingegebenen Gray-Daten GD fest und gibt die festge­ haltenen Gray-Daten GD als Gray-Code GC aus.

Danach erhält ein zweites ODER-Gatter 80 die Gray-Codes GC von dem 6FF und dem 7FF 76 und 78 und führt eine ODER- Verknüpfung durch und gibt somit den Gray-Code GC an den Gray-Binär-Wandler 22 aus.

Somit sind das 6FF und der 7FF 76 und 78 synchron zu den ungeraden und den geraden Datenfenstersignalen ODW und EDW, die von den ersten und zweiten Datenfenster-Erzeugungsvor­ richtungen 36 und 38 erzeugt werden, und übertragen zwei Graydaten, die nach dem Gray-Synchronsignal angeordnet sind, an den Gray-Binär-Wandler 22.

Zusätzlich reagiert die zweite Gray-Synchron-Fenster-Er­ zeugungsvorrichtung 40 auf die fallende Flanke des Synchron­ signals SYNC und zählt den Systemtakt SCLK in dem vorgegebe­ nen Zählverhältnis. Dann erzeugt die zweite Gray-Synchron- Fenster-Erzeugungsvorrichtung 40 das nachfolgende Gray-Syn­ chron-Fenstersignal SYNC-W und gibt das Signal SYNC-W an das NOR-Gatter 66. In der Zwischenzeit erzeugt die zweite Gray- Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrichtung 40 einen zweiten Syn­ chrontakt GCLK2, der synchron zu dem nachfolgenden Gray-Syn­ chron-Fenstersignal SYNC-W ist, und gibt den zweiten Syn­ chrontakt GCLK2 an das ODER-Gatter 68 aus.

Folglich wird das 5FF 64 in dem Resetzustand entspre­ chend dem nachfolgenden Gray-Synchron-Fenstersignal SYNC-W, das durch das NOR-Gatter 66 eingegeben wird, freigegeben. Zu diesem Zeitpunkt stellt das 5FF 64 die steigende Flanke der Gray-Synchrondaten S₄ während des nachfolgenden Gray-Syn­ chron-Fenstersignal-Intervalls SYNC-W fest und erzeugt ent­ sprechend dem Detektionsergebnis das Synchronsignal SYNC und gibt somit das Synchronsignal SYNC an die erste Datenfen­ ster-Erzeugungsvorrichtung 36 aus.

Das ODER-Gatter 82 erhält die ungeraden und geraden Graydaten-Fenstersignale ODW und EDW und führt eine ODER- Verknüpfung durch und erzeugt somit ein Datengattersignal GDATA, das an den Gray-Binär-Wandler 22 ausgegeben wird.

Zu diesem Zeitpunkt wandelt der Gray-Binär-Wandler 22 den von der Graycode- und Synchron-Extraktionsvorrichtung 34 erhaltenen Gray-Code GC entsprechend dem Datengattersignal GDATA in binäre Daten um und gibt den umgewandelten Gray- Code GC an die MPU 24.

In der Zwischenzeit erzeugt, wenn der Gray-Synchronzäh­ ler 42 das von dem ersten UND-Gatter 74 ausgegebene Syn­ chron-Detektionssignal GS zählt und einen vorgegebenen Zähl­ wert erreicht, der Gray-Synchronzähler 42 das Graysperrsi­ gnal Grdis und gibt das Signal Grdis an den Takteingangsan­ schluß CK des 2FF 58 aus. In Abhängigkeit von dem Graysperr­ signal Grdis hält das 2FF 58 das Eingangssignal im logisch "niedrigen" Zustand, das in seinen Verzögerungseingang D eingegeben wird, fest und gibt ein in den logisch "hohen" Zustand invertiertes Signal an den Umkehrausgangsanschluß aus. Das 3FF und das 4FF 60 und 62 verbleiben durch das von dem Umkehrausgangsanschluß Q des 2FF 58 ausgegebene Signal im logisch "hohen" Zustand im zurückgesetzten Zustand und schneiden das Grayfreigabesignal Gren ab, wodurch die Erzeu­ gung aller Fenstersignale angehalten wird.

Wie oben diskutiert, wird erfindungsgemäß ein Graycode- Dekodierschaltkreis zur Verfügung gestellt, der den Vorteil besitzt, daß er korrekt einen Graycode-Dekodiervorgang durchführt, indem er wiederholt ein Datenfenstersignal und ein Synchron-Fenstersignal erzeugt, nachdem der Zähler zu­ rückgesetzt wurde, um für jedes Gray-Synchronsignal Grayda­ ten und ein Gray-Synchronsignal zu detektieren. Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Graycode-Dekodierschaltkreis zur Verfügung gestellt, der den Vorteil besitzt, daß er die Taktverschiebung, die durch die mangelnde Synchronität zwi­ schen der Systemtakt und einer Servostruktur bewirkt wird, und durch das Zittern eines Spindelmotors bewirkte Fehler minimiert, indem ungerade und gerade Graydaten auf der Basis aller in der Graycodefläche aufgezeichneten Gray-Synchronda­ ten detektiert und übertragen werden.

Claims (4)

1. Graycode-Dekodierschaltkreis für ein Harddisklaufwerk mit einem Aufzeichnungsmedium (12) mit einer aus Datensyn­ chronsignalen bestehenden Servostrukturfläche, und ersten und zweiten, zwischen den Datensynchronsignalen angeordneten Informationsdaten zum Aufzeichnen von Spuridentifikationsin­ formation des Aufzeichnungsmediums als Graycode, einer Ab­ tastvorrichtung (14) zum Detektieren von auf dem Aufzeich­ nungsmedium aufgezeichneten Daten, zum Umwandeln der Daten in kodierte Lesedaten und zur Ausgabe der kodierten Leseda­ ten, und einer Strukturdetektionsvorrichtung (18) zum Detek­ tieren der Position der Servostrukturfläche in Antwort auf die kodierten Daten, die von der Datenabtastvorrichtung ge­ lesen werden, und zur Ausgabe eines dem entsprechenden Refe­ renzimpulses (RP), dadurch gekennzeichnet, daß der Graycode- Dekodierschaltkreis umfaßt:
eine Gray-Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrichtung (32) zum Unterteilen der kodierten, gelesenen Daten in einem vor­ gegebenen Verhältnis in Abhängigkeit vom Eingangszustand des Referenzimpulses, zum Umwandeln und Ausgeben der unterteil­ ten, kodierten, gelesenen Daten als Gray-Daten (GD) und zum Erzeugen eines Gray-Synchron-Fenster-Signals (1SYNC-W) nach dem Zählen eines vorgegebenen Systemtakts (SCLK) bis zu ei­ nem vorgegebenen ersten Zählwert, und zwar synchron mit dem Referenzimpuls;
eine Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrichtung (41) zur Ausgabe eines nachfolgenden Gray-Synchron-Fenster-Signals, das erste und zweite Informationsdaten-Fenstersignale (EDW, ODW) zum Übertragen der ersten und zweiten Informationsdaten und des Datensynchronsignals in Abhängigkeit von der Eingabe eines vorgegebenen Synchronsignals detektiert, und zur Aus­ gabe eines Datengattersignals in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Informationsdaten-Fenstersignalen;
eine Gray-Code-Datenextraktionsvorrichtung (34) zur Aus­ gabe des Synchronsignals an die Synchron-Fenster-Erzeugungs­ vorrichtung in Abhängigkeit von dem Gray-Synchron-Fenster- Signal und dem nachfolgenden Gray-Synchron-Fenster-Signal und zur Ausgabe der ersten und zweiten Informationsdaten in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Informationsdaten- Fenstersignalen; und
eine Gray-Binär-Wandlervorrichtung (22) zum Umwandeln des Graycodes der ersten und zweiten Informationsdaten vom Graycode in einen Binärcode in Abhängigkeit von dem Daten­ gattersignal.

2. Graycode-Dekodierschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchron-Fenster-Erzeugungsvorrich­ tung (41) umfaßt:
eine erste Datenfenster-Erzeugungsvorrichtung (36) zum Zählen eines vorgegebenen Systemtakts bis zu einem ersten Zählwert in Abhängigkeit von einem fallenden Zustand des Synchronsignals und zum Erzeugen eines ersten Datenfenster­ signals;
eine zweite Datenfenster-Erzeugungsvorrichtung (38) zum Zählen eines vorgegebenen Systemtakts bis zu einem zweiten Zählwert in Abhängigkeit von dem fallenden Zustand des Syn­ chronsignals und zum Erzeugen eines zweiten Datenfenstersi­ gnals; und
eine nachfolgende Gray-Synchron-Fenster-Erzeugungsvor­ richtung (40) zum Zählen eines vorgegebenen Systemtakts bis zu einem dritten Zählwert in Abhängigkeit von dem fallenden Zustand des Synchronsignals und zum Erzeugen eines nachfol­ genden Gray-Synchron-Fenstersignals.

3. Spuridentifikations-Informations-Aufzeichnungsstruk­ tur, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuridentifikations-In­ formation als Servoinformation zum Anordnen eines Kopfes (14) auf einer Zielspur eines Diskaufzeichnungsmediums (12) mit einer Mehrzahl von Bits aufgezeichnet ist, daß Datensyn­ chronsignale in der Spuridentifikations-Informations-Auf­ zeichnungsstruktur zur Synchronisierung einer Detektionstak­ tung der Mehrzahl von Bits aufgezeichnet sind und daß die Mehrzahl von Bits zwei Bits nach den Datensynchronsignalen angeordnet sind.

4. Spuridentifikations-Informations-Aufzeichnungsstruk­ tur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehr­ zahl von Bits einen Graycode von 12 Bits umfaßt und daß die Anzahl der Datensynchronsignale sechs ist.