DE69122581T2

DE69122581T2 - Servosystem für die Positionierung eines Plattenabtastkopfes

Info

Publication number: DE69122581T2
Application number: DE69122581T
Authority: DE
Inventors: Ronald R Moon
Original assignee: Quantum Corp
Current assignee: Quantum Corp
Priority date: 1990-08-17
Filing date: 1991-08-09
Publication date: 1997-02-27
Anticipated expiration: 2011-08-10
Also published as: IE912908A1; JP2688687B2; IE78907B1; JPH0644708A; US5170299A; KR920005097A; KR0124052B1; EP0471314A1; DE69122581D1; EP0471314B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Kopfpositions-Servosteuersysteme für Plattenlaufwerk-Datenspeicheruntersysteme. Die vorliegende Erfindung betrifft spezieller ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen einer Kopfposition für einen Plattenantrieb oder ein Plattenlaufwerk zum Ermitteln der inkrementellen Kopfposition innerhalb einer Datenspur durch Bezugnahme auf eine ausgewählte Servoburstflanke, die von einem eingebetteten Servosektor erhalten wird, sowie ein Servoverfahren und eine Servovorrichtung, die die Flanken-Servopositionsinformation verwenden können.
Kopfpositions-Steuersysteme für Plattenantriebe gibt es in vielen unterschiedlichen Formen. Eine Form, die für billige Plattenantriebe mit geringer Spurdichte verwendet wird, ist eine sogenannte "Steuer-Servo"-Positioniereinrichtung, oder Servopositioniereinrichtung mit offener Schleife (open loop), die eine Betätigungseinrichtung verwendet, welche ein Auslösesignal vorsieht, z. B. einen Schrittmotor. Konzentrische Datenspurpositionen werden von stabilen Positionszuständen oder -Auslösern des Schrittmotors definiert. Um auf eine bestimmte Spurpostion zuzugreifen, gibt eine Steuereinrichtung Stufenimpulse an den Schrittmotor aus (üblicherweise über einen Stromsteuerschaltkreis), und der Stufenmotor dreht bei jedem empfangenen Impuls einen Drehschritt in einer gesteuerten Richtung weiter. Diese schrittweise Drehung wird dann dazu verwendet, eine Drehkopf-Positioniereinrichtung zu drehen, oder sie wird in eine geradlinige Bewegung umgewandelt, um eine Positioniereinrichtung für eine Linearverschiebung eines Kopfes zu bewegen. Die Steuer-Servo-Positioniereinrichtungen wurden am häufigsten in Diskettenlaufwerken eingesetzt, sie wurden auch in einigen billigen Festplattenantrieben geringer Kapazität verwendet, wie dem 8 Inch-Plattenantrieb SA1000 von Shugart Associates und den 5 1/4 Inch- Plattenantrieben ST-506 und ST-412 von Seagate Technology. Der Nachteil der Steuerung einer Kopf-Positioniereinrichtung mit offener Schleife ist, daß ohne irgendeine Rückführinformation bezüglich der Kopfposition die Spuren einen ausreichenden Abstand aufweisen müssen, um Ausdehnungs- und Kontraktionstoleranzen aufzufangen, die in dem Plattenantrieb auftreten.
Ein zweiter Lösungsansatz besteht darin, eine gesamte Datenspeicheroberfläche eines Plattenantriebs für die Kopfpostions- Servomformation vorzusehen. Bei diesem Ansatz wird ein Muster aus Servospuren sehr präzise mit einer Servoschreibvorrichtung aufgezeichnet. Der Plattenantrieb wird dann mit einem Servokopf und einem Kanal ausschließlich zum Lesen von Sevoinformationen ausgestattet, der innerhalb einer Kopfposition-Servoschleife arbeitet. Während des Positionierens des Kopfes, sowohl während des Suchmodus als auch während des Spurfolgemodus, wird das Servomuster ununterbrochen überwacht und sieht eine Positionsrückführinformation (Feedback) zu der Servoschleife der Kopfpositioniereinrichtung vor. Diese Schleife wird folglich als eine Regel-Positioniereinrichung, oder eine Positioniereinrichtung mit geschlossener Schleife, bezeichnet, wobei die Schleife die Servooberfläche und den Servolesekanal einschließt. Ein Nachteil dieses Lösungsansatzes mit eigener Servooberfläche ist, daß eine gesamte Speicheroberfläche zusammen mit einem zugeordneten Servo-Wandler-Kopf und einem Servolesekanal nur für die Servoinformation vorgesehen werden muß. Diese besondere Architektur eignet sich daher am besten für Plattenantriebe, welche vier oder mehr übereinander gestapelte Speicherplatten verwenden, so daß die Servooberfläche nicht mehr als ein Achtel der gesamten Speicherkapazität des Plattenantriebs ausmacht. Ein weiterer Nachteil des Lösungsansatzes mit eigener Servooberfläche ist, daß sich während thermischer Zyklen oder nach mechanischen Stößen ein Positionsunterschied zwischen den Daten, welche auf einer Spur einer Platte aufgezeichnet sind, die nicht das Servomuster enthält, und der entsprechenden Servospur entwickeln kann, welche eigentlich dazu vorgesehen ist, den gemeinsam montierten und bewegten Wandlerkopfstapel einzustellen. Die EP-A0272 690 offenbart einen solchen Plattenantrieb mit einer eigenen Servooberfläche, welche Spuren mit eigens vorgesehenen Servosignalen enthält.
Ein Kopfpositionierungssystem, das mit geringeren Kosten realisiert werden kann als die Regelung mit einer eigenen Servooberfläche und welches nicht die Gemeinkosten für die Servooberfläche und den zugeordneten Wandler/Lese-Kanal erfordert, wird mit einem Kopfpositionierwandler realisiert, zum Beispiel mit einem mehrphasigen optischen Codierer, der eine Skala aufweist, welche eng mit dem Aufbau des Kopfarmes gekoppelt ist. Die Köpfe werden dann auf der Basis der Positionsinformation positioniert, die von dem optischen Wandler zu der Servoregelschleife zurückgeführt wird. Unglücklicherweise bewirken Systemtoleranzen und Verschiebungen, üblicherweise aufgrund von thermischen Änderungen, Trägheit, Spaltverschiebungen von einer Strichplatte oder einem Retikel zur Skala etc., daß die optische Codiereinrichtung ihre Kalibrierung zur tatsächlichen Kopfposition verliert.
Eine Art, Toleranzen des Plattenantriebs zu korrigieren, welche sich zum Beispiel aus thermischen Verschiebungen oder auf andere Weise ergeben, ist eine im voraus aufgezeichnete Servoinformation auf einer oder mehreren Datenspeicheroberflächen einzubetten und diese eingebettete Servoinformation periodisch abzurufen und als einen Positionskorrekturnonius oder eine Postionskorrektur-Feineinstellung zu verwenden, um die Position des Wandlerkopfes relativ zu einer Datenspurposition zu korrigieren. Diese Korrekturinformation kann als ein einzelner Servosektor eingebettet sein, der bei einer Indexmarke liegt, wie bei dem US-Patent Nr. 4,396,959 derselben Anmelderin, nun U.S. (Reissue) Patent Nr. Re. 32 075, für den Fall einer mehrphasigen Positionierservoschleife für eine optische Codiereinrichtung vorgesehen war. Die Offenbarung des in Bezug genommenen Patents Re. 32 075 wird durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen. Die Information kann auch als ein oder mehrere Servosektoren eingebettet sein und in Kombination mit einer Servooberfläche verwendet werden, wie dies von IBM bei deren 8 Inch-Plattendatei 62PC getan wurde, die in der Industrie auch als der "Piccolo"-Plattenantrieb bekannt ist, siehe Robert D. Commander et al., "Servo Design for an Eight- Inch Disk File", IBM Disk Storage Technology, Februar 1980, Seiten 90-98; siehe auch das U.S. Patent Nr. 4,072,990 von IBM, das sich auf diesen Lösungsansatz bezieht.
Ein nochmals anderes Verfahren zum Vorsehen einer Rückführinformation bezüglich der Kopfposition zu einer Servoschleife ist, Servomformation in einer ausreichenden Anzahl von Servosektoren einzubetten, welche mit den Datenspuren verflochten sind, so daß die Servomformation periodisch abgetastet und gehalten werden kann und die Kopfinformation daraufhin von den Abtastwerten abgeleitet werden kann. Bei einem Servosystem mit eingebetteten Sektoren hängt die Auflösung der Kopfposition zum Beispiel von der Anzahl der Abtastwerte ab, welche pro Umdrehung vorgesehen werden, sowie von dem Leistungsvermögen, mit dem die Servoschleife jeden Abtastwert zu einem Korrekturwert zum Korrigieren der Kopfpostion verarbeiten kann. Ein Plattenantrieb, der eine Servoschleife mit eingebettetem Servosektor für die Kopfpostioniervorrichtung verwendet, ist in dem U.S. Patent Nr. 4,669,004 derselben Erfinder beschrieben, auf dessen Inhalt hier Bezug genommen wird.
Damit es wirksam ist, sollte ein eingebettetes Servomuster Informationen umfassen, welche die Spur eindeutig von ihren Nachbarspuren unterscheidet, und das Muster sollte auch einen Bezug für die Mittellinie vorsehen. Die Spuridentifikationsnummer ist während der Spursuche nützlich, um die radiale Position des Datenwandlerkopfes relativ zu der Speicheroberfläche anzuzeigen, und der Mittellinienbezug ist zum Zentrieren des Datenwandlerkopfes über der Spurmittellinie während des Spurfolgebetriebs nützlich. Die Servoinformation kann eine räumliche Quadraturbeziehung umfassen, die dazu verwendet werden kann, während des Suchens die Bewegungsrichtung des Wandlerkopfes relativ zu den Spuren anzuzeigen. In dem in Bezug genommenen Patent '004 wurden vier Bursts mit nicht kohärenter Phase für jeden Servosektor vorgesehen, welcher in jeder Datenspur eingebettet war. Diese Bursts (Impulssalven) sahen eine räumliche Quadraturinformation sowie eine Spurpostionsinformation vor, die digital auf ein Drittel des Spurabstandes aufgelöst wurde.
Es ist bekannt, daß ein Wandlerkopf als eine sehr präzise Vorrichtung zum Messen der radialen Position relativ zu aufgezeichneten Mustern, die an dem Wandlerkopf vorbeigehen, dienen kann. Damit ist gemeint, daß dann, wenn der Kopf ein im voraus aufgezeichnetes Burstmuster liest, die Amplitude des wiedergewonnenen Signals proportional zu dem Grad der radialen Übereinstimmung zwischen dem Wandlerkopf und dem Burstmuster ist. Wenn ein Kopf mit dem Burst fluchtet, wird eine maximale Amplitude erfaßt. Wenn nur ein Bruchteil des Bursts von dem Kopf getroffen wird, beträgt die Amplitude des wiedergewonnenen Signals einen Bruchteil der vollen Amplitude, welcher proportional zu dem radialen Versatz des Kopfes ist. Wenn der Kopf vollständig neben dem Burst liegt, wird keine Burstamplitude aufgefunden.
Die EP-A-O 269 381 offenbart einen Plattenantrieb mit einem eingebetteten Servocode, der ein Spurpositions-Servocodefeld enthält, welches Signale für die Spurfolge vorsieht. Das Spurposition-Servocodefeld umfaßt magnetische Zonen oder Dibits (Doppelbits) A und B bei in Umfangsrichtung mit Zwischenraum angeordneten Positionen auf beiden Seiten der Spurmittellinien, welche grob eine Hälfte einer Spur auf jeder Seite der Spurmittellinie überdecken. Die Spannungen der Dibits A und B werden während der Drehung der Scheibe erzeugt. Die Differenz zwischen den Spannungen der Dibits A und B zeigt die radiale Position des magnetischen wandlerkopf es relativ zu einer Spurmittellinie an.
Bei den modernen Servoschreibtechniken werden Servomuster in eingebetteten Sektoren üblicherweise in mehreren gleichphasigen Durchläufen des Datenwandlerkopfes geschrieben, um die Muster des Servodatenfeldes und der Zentrierbursts aufzuzeichnen, welche breiter sind, als die elektrische Breite oder der Luftspalt des Datenwandlerkopfes. Diese zusätzliche Servosektorbreite schafft auf vorteilhafte Weise ein geeignetes Sicherheitsband zwischen jeder Datenspur, dessen Breite durch die Spaltbreite des Kopfes festgelegt ist. In diesem Fall kann jedoch ein Kopf vollständig zu einem Servoburst ausgerichtet sein und gleichwohl die relative Position innerhalb eines Streckenstückes, in dem die radiale Breite des Bursts die Kopfbreite überschreitet, nicht ermitteln. Dieses Streckenstück ist tatsächlich eine Servo-Totzone. Während der Kopf sich durch das Ausmaß der Totzone bewegt, bleibt die Amplitude des Signals, welches von dem Burst wiedergewonnen wird, im wesentlichen unveränderlich. Somit erfährt die Servoschleife innerhalb dieses Bereiches eine Totzone.
Der Stand der Technik hat versucht, diese Totzone aufzufangen, indem zwei oder vier zeitlich gestaffelte radial verschobene Bursts vorgesehen wurden, wobei jeweis die Burstflanken eines Burstpaares mit den Spurmittellinien jedes Servosektors fluchten. Die relativen Amplituden der beiden ausgewählten Bursts mit entgegengesetzten Flanken, welche mit der Mittellinie der Spur, der gefolgt werden soll, fluchten, werden dann verglichen, um ein Mittellinienversatz-Fehlersignal zu entwickeln. Dieser frühere Lösungsvorschlag hat jedoch keine präzise Positionsinformation geliefert, wenn der Kopf nicht genau zwischen zwei radial ausgerichteten Flanken der zeitlich gestaffelten Bursts ausgerichtet ist. Dieser Fall wird während der Spursuchoperationen bedeutend, und insbesondere während der Übergangsphasen zwischen dem Spursuchmodus und dem Spurfolgemodus, einer Phase, die als Spureinschwingen bekannt ist.
Ein bekannter Nachteil des Standes der Technik ist, daß die Spureinschwingphase eine erhebliche Zeitspanne erforderte, wodurch die Spurzugriffszeiten in Verbindung mit der Spursuche erheblich verlängert werden.
Ein bisher ungestillter Bedarf nach einem genaueren Servosystem verbleibt, welches eine präzisere Positionsinformation innerhalb eines vollständigen linearen Positionsbereiches zwischen den Grenzen jeder Spur vorsieht, wodurch ein schnelleres und genaueres Spureinschwingen ausgeführt werden kann.
Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Servosteuersystem für die Kopfposition für ein Festplatten- Datenspeicheruntersystem hoher Kapazität vorzusehen, welches eine vorgegebene Anzahl von eingebetteten Servosektoren verwendet, wobei das Servomuster der Sektoren eine Spurnummer und ferner mehrere Servoburstflanken vorsieht, so daß jede Spur eine Messung der genauen Postition des Kopfes relativ zu der Spur und der Nonius-Kopfpostionssteuerung erlaubt, so daß die Beschränkungen und Nachteile des Standes der Technik überwunden werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Servomuster für einen Plattenantrieb vorzusehen, bei dem nur zwei Servobursts verwendet werden, um während der Spursuche und der Spureinschwingvorgänge Flanken vorzusehen, und bei dem nur zwei Sevobursts verwendet werden, um eine Information über die absolute Position der Spurmittellinie während des Spurfolgebetriebs vorzusehen, und bei dem wenistens einer der Bursts während sowohl des Spursuch- und dem Einschwingmodus als auch des Spurfolgemodus gemeinsam genutzt wird, wodurch die gesamte Anzahl der benötigten Servobursts auf nicht mehr als drei pro Sektorintervall begrenzt wird.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Burstmuster für einen Datenspur-Servosektor vorzusehen, bei dem die Burstflanken durch Erfassen von Äquivalenzpunkten niedriger und hoher Amplitude zwischen benachbarten Bursts ausgewählt werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist auch, einen Plattenantrieb mit mehreren Datenspurzonen vorzusehen, bei dem jede Zone eine Anzahl von Datensektoren aufweist und eine Bitübertragungsgeschwindigkeit hat, die dazu geeignet ist, die Bitdichte radial über der Datenoberf läche zu optimieren, und mit mehreren mit gleichem Zwischenraum angeordneten Servosektoren, die über die radiale Abmessung der Datenspeicheroberfläche verteilt sind, wobei die Information in den Servosektoren von derselben Elektronik gelesen werden kann, die auch die Datenmster lesen kann.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es schließlich, einen Plattenantrieb mit hoher Kapazität, hoher Leistungsfähigkeit und geringer Zugriffszeit vorzusehen, der ein Muster aus eingebetteten Servosektoren verwendet, mit dem die Verarbeitungszeit und -hardware minimiert werden kann, um während des Spurssuch- und Einschwing vorganges einen absoluten Positionswert zu erheben.
Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Muster aus eingebetten Servosektoren vorzusehen, welches für ein digitales 16 Bit-Verarbeitungssystem innerhalb einer Servoschleife für die Kopfpositionierung eines Plattenantriebs optimiert ist. Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Servoschleife für die Auflösung der Absolutposition vorzusehen, welche jede Uneindeutigkeit bezüglich der Spurnummer behebt, die sich andernfalls aus den Hysterese-Eigenschaften (d. h. dem Vorzug für eine Spurnummer) des Datenkanals des Plattenantriebs ergäbe.
Schließlich ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Steuern der Kopfposition innerhalb eines Plattenantriebs ausgehend von einer Information über die absolute Kopfposition relativ zu benachbarten Datenspuren vorzusehen; die durch Quantisieren von Servoburstflankenamplituden erhalten wird, welche von Burstflanken in eingebetteten Servosektoren auf einer Datenoberfläche gelesen werden.
Ein Verfahren, eine Platte und ein Plattenantrieb gemäß der vorliegenden Erfindung sind in den Ansprüchen 1, 21 und 25 angegeben.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Datenspeicher-Plattenantrieb hoher Leistung und hoher Kapazität ein im voraus aufgezeichnetes Muster aus eingebetteten Servosektoren, die auf einer Datenspeicheroberfläche einer sich drehenden Speicherplatte im voraus aufgezeichnet sind. Das für jede Spur im voraus aufgezeichnete Servosektormuster ist in radialer Richtung breiter als die radiale Luftspaltbreite eines Datenwandlerkopfes, der der Datenspeicheroberfläche zugeordnet ist, was zu einer Totzone bei der Positionsauflösung innerhalb jeder Burstbreite führt. Das Muster umfaßt für eine zweite konzentrische Datenspur, die zwischen einer ersten Spur und einer dritten Spur liegt, wobei es mehrere Spuren gibt:
a) ein Servosektoradressenmarkierfeld mit einem darin im voraus aufgezeichneten Muster aus Magnetflußübergängen zum Identifizieren des Anfangs eines Servosektormusters; b) ein Spurnummernfeld mit einem darin im voraus aufgezeichneten Muster aus Magnetflußübergängen zum Identifizieren der zweiten Datenspur unter den mehreren Datenspuren; c) einen zuerst auftretenden Burst, der im voraus mit einem vorgegebenen Servoburstmuster aus Magnetflußübergängen aufgezeichnet wird und eine Burstlängsflanke hat, die im wesentlichen deckungsgleich mit einer Spurmittellinie der zweiten Spur ist, sowie eine weitere Burstlängsflanke hat, die im wesentlichen deckungsgleich mit einer Spurmittellinie der dritten Spur ist; und d) an zweiter Stelle auftretende Servobursts, welche im voraus mit dem vorgegebenen Servoburstmuster aus Magnetflußübergängen aufgezeichnet sind, um Burstflanken vorzusehen, die im wesentlichen deckungsgleich mit Spurgrenzen der zweiten Spur relativ zu der ersten Spur und der dritten Spur sind, wobei die zweiten Servobursts vollständig innerhalb der Grenzen der ersten Spur und der dritten Spur aufgezeichnet sind.
Das Servosektormuster kann ferner für einen Spurfolge-Servomodus einen an dritter Stelle auftretenden Servoburst umfassen, der im voraus mit dem vorgegebenen Servoburstmuster aus Magnetflußübergängen aufgezeichnet ist und räumlich so angeordnet ist, daß er elektrisch um 180 Grad phasenverschoben zu dem zuerst auftretenden Servoburst ist, so daß der an dritter Stelle auftretende Servoburst eine Burstlängsflanke hat, die im wesentlichen deckungsgleich mit der Mittellinie der zweiten Spur ist, und eine weitere Burstlängsflanke hat, die im wesentlichen deckungsgleich mit einer Spurmittellinie der ersten Spur ist.
Es ist ein Verfahren zum Ermitteln eines digitalen radialen Kopfpositionswertes innerhalb eines Plattenantriebs vorgesehen, welcher eine sich drehende Speicherplatte, die eine Datenspeicheroberfläche definiert, einen Datenwandlerkopf zum Lesen und Schreiben von Daten von und auf konzentrische Datenspeicherspuren auf der Speicheroberfläche, eine Steuerelektronik, die dem Datenwandlerkopf zugeordnet ist, und eine Betätigungseinrichtung zum Bewegen des Kopfes umfaßt, wobei die Datenspuren Servomformationen in eingebetteten Sektoren aufweist. Bei diesem Aspekt der Erfindung, der während eines Such- und Einschwingmodus ausgeführt wird, umfaßt das Verfahren die folgenden Schritte:
Lesen einer Spurnummer aus dem Spurnummernfeld eines eingebetteten Sektors, um die radiale Kopfposition in der Nähe von Umfangsgrenzen der Datenspur zu ermitteln, die von der Spurnummer identifiziert wird,
Ermitteln der Amplitude eines ersten Servobursts und daraus Auswählen einer Umfangsflanke aus mehreren Umfangsflanken,
Quantisieren der Amplitude, die von der ausgewählten Burstflanke gelesen wird, zu einem digitalen Wert,
Berechnen eines Feinlagen-Noniuswertes relativ zu dieser Datenspur auf der Basis des quantisierten digitalen Wertes der ausgewählten Burstflankenamplitude, und
Addieren des Feinlagen-Noniuswertes zu der Spurnummer dieser Datenspur, um dadurch den digitalen Absolutwert der Kopfposition für den ausgewählten Sektor vorzusehen.
Die Geschwindigkeit der Spurüberquerung wird gemessen, und eine Marke (flag) wird gesetzt, wenn Spuren mit einer Geschwindigkeit von zum Beispiel fünf Spuren oder mehr pro Servo-Abtastwert überquert werden. Wenn die Marke gesetzt ist, und unter bestimmten Umständen, wenn die Kopfposition zwischen den Spuren liegt, wird nur die Spurnummer von dem Spurfeld gelesen, und die Burstamplituden werden ignoriert. Wenn die Marke nicht gesetzt ist, werden die Burstflankenamplituden dazu verwendet, jede Uneindeutigkeit zu lösen, die sich andernfalls aus der Hysterese in dem Datenkanal des Plattenantriebs ergäbe.
Diese sowie weitere Aufgaben, Vorteile, Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich vollständiger und deutlicher für den Fachmann auf diesem Gebiet bei Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den Zeichnungen. In den Figuren zeigen:
Figur 1: ein Diagramm eines im voraus aufgezeichneten Musters eines eingebetteten Servosektors für einen Plattenantrieb gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung, wobei sich das Muster auf einer Datenspeicheroberfläche einer sich drehenden Platte in einem Plattenantrieb wiederholt und A/B/C- Servobursts aufweist, wobei die A- und B-Bursts ein Flankenservomuster für die Spursuche und das Einschwingen bilden, und wobei die A- und C-Bursts ein Spurfolge-Servomuster bilden;
Figur 2: ein Diagramm der Flankenservoanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche die relativen Amplituden der A/B- Servoburstmuster mit einer räumlichen Phasenverschiebung als Funktion der radialen Position eines Datenwandlerkopfes auf der Plattenoberfläche abbildet;
Figur 3: ein Diagramm eines Beispiels von Quantisierungswerten für eine Servoburstflanke relativ zu der radialen Position des Datenwandlerkopfes;
Figur 4A: ein Überblick über ein Flußdiagramm für ein Steuerprogramm, das in der Zeichnung von oben nach unten abläuft, für einen Teil des Steuerprogramms des Mikroprozessors zum Ermitteln der absoluten Spurposition aus einer ausgewählten Burstflanke gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung;
die Figuren 4B bis 4G: Flußdiagramme von Unterprogrammen, die von dem Hauptprogramm der Figur 4A aufgerufen werden;
Figur 5: Ein Blockdiagramm eines Plattenantriebs, der eine sich drehende Speicherplatte mit dem im voraus aufgezeichneten Muster aus eingebetteten Servosektoren enthält;
Figur 6: Eine Draufsicht auf eine Datenoberfläche der sich drehenden Speicherplatte von Figur 5, wobei acht Datensektorzonen Z0-Z7 gezeigt sind, die jeweils unterschiedliche Datenübertragungsgeschwindigkeiten und gleich ausgerichtete Servosektoren im gesamten Datenspeicherbereich des Plattenantriebs von Figur 5 haben; und
Figur 7: ein Diagramm eines Segments einer Datenspur, welche Datensektoren und eingebettete Servosektoren aufweist.
Wie in Figur 1 gezeigt, ist ein aufgezeichnetes Muster aus Servosektoren zum Steuern der Kopfpositionierung innerhalb eines plattenantriebs vorgesehen. Der Plattenantrieb kann ein Laufwerk für eine Floppy-Disk oder ein anderes entfernbares Aufzeichnungsmedium sein, bevorzugt handelt es sich jedoch um einen Festplattenantrieb 100 (siehe Figur 5), bei dem Datenspeicherplatten 14 an einer Spindelnabe innerhalb einer geschlossenen Kopf-Platten-Anordnung befestigt sind. Das in Figur 1 abgebildete Sektormuster ist in konzentrischen Datenspeicherspuren einer Plattenoberfläche eingebettet, das bedeutet, daß das Sektormuster den Datenspeicherbereich jeder Datenspur periodisch unterbricht, um mittels eines Datenwandlerkopfs 102 Informationen über die Absolutposition vorzusehen, wobei der Datenwandlerkopf der speziellen Datenspeicheroberfläche zugeordnet ist, um den Schaltkreis des Plattenantriebs 100, der eine Kopfpositions-Servoschleife aufweist, zu steuern.
Das in Figur 1 abgebildete Muster der Servosektoren geht am Datenwandlerkopf 102 vorbei und wird während eines Servosektorintervalls, das mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, gelesen. Servodaten werden abgetastet und gehalten (sample and hold), um diese mittels der Steuerschaltung zu verarbeiten. Der Servosektor wird während der Spursuche gelesen, d. h., wenn der Datenwandlerkopf 102 von einer radialen Spurpostion zu einer anderen radialen Spurposition bewegt wird; er wird auch während der Spureinschwingvorgänge gelesen, d. h., wenn sich der Datenwandlerkopf 102 einer gesuchten Spurmittellinie annähert; und er wird während des Spurfolgebetriebs gelesen, d. h., wenn der Datenwandlerkopf 102 der Mittellinie einer Datenspeicherspur folgt und so positioniert ist, daß er Benutzerdaten auf die Datenspeicherbereiche der Spur schreibt oder von dieser liest, der er gerade folgt.
Die Dauer des Servosektorintervalls wird in Form von "T"-Perioden markiert, wobei T eine Grundtaktzyklusperiode von 62,5 ns ist (welche sich mit 16 MHz wiederholt). Das Servosektorintervall 10 hat eine nominelle Dauer von 386T (24,125 µs), und vorzugsweise sind 52 Sektorintervalle 10 in jeder konzentrischen Datenspur auf jeder Datenoberfläche 12 einer oder mehrerer sich drehenden Datenspeicherplatten 14 des Plattenantriebs 100 aufgezeichnet. Die Servosektoren 10 haben einen gleichmäßigen Abstand und unterbrechen die mehrzonigen Datenspuren bei festen Intervallen, wie in Figur 6 gezeigt und später noch erläutert ist.
Jedes Servosektorintervall 10 wird mit dem Datenwandlerkopf 102 im voraus aufgezeichnet, der während des Schreibens der Servosektoren mit Hilfe einer Servo-Schreibeinrichtung präzise positioniert wird, wobei eine Servo-Schreibeinrichtung zum Beispiel in dem U.S. Patent Nr. 4,920,442 derselben Anmelderin beschrieben ist. Figur 1 zeigt einen Teil des Sektors 10 für vier nebeneinanderliegende konzentrische Datenspuren, zum Beispiel die Spuren n-1, n, n+1 und n+2 etc., wobei beachtet werden sollte, daß eine beginnende Spurnummer n=0 bei dem radial äußersten Bereich der Datenspeicherplatte 14 liegt, und daß die höchste Spurnummer, zum Beispiel n=2000, bei dem radial innersten Bereich der Datenspeicherplatte 14 liegt. Während das Diagramm des Servosektors in Figur 1 geradlinig dargestellt ist, weiß der Fachmann auf diesem Gebiet, daß tatsächlich jede Spur und ihre eingebetteten Servosektoren einer Kreislinie folgen, wie richtiger in Figur 6 gezeigt ist.
Ferner hat jedes Servosektorintervall 10 eine Breite, die größer ist als die Kopfbreite des Datenwandlerkopfes 102, so daß Sicherheitsbänder entstehen. Damit die Servomformation in dem radial breiteren Servosektorintervall 10 geschrieben wird, geht der Kopf 102 mehrmals über das Intervall, während phasenkohärente Servoschreibströme selektiv von dem Kopf 102 in das magnetische Medium übertragen werden, welches die Plattenoberfläche bedeckt. Wie bereits gesagt, ergibt die größere Breite der Servobursts eine Totzone DZ mit gesättigtem Amplitudenpegel (siehe Figur 2B) innerhalb jedes Bursts, während derer der Kopf 102 nicht die Position auf der Basis dieses Bursts ermitteln kann.
Von der Servo-Schreibeinrichtung vor-aufgezeichnet umfaßt jedes Servosektorintervall 10 vorzugsweise ein AGC-Feld (AGC= automatic gain control; automatische Verstärkungssteuerung) 16, ein Servo-Synchronisier-Feld oder Servo-Sync-Feld 18, ein Servo-Adressen-Markierfeld 20, ein Indexbit-Feld 22, ein Spurnummernfeld 24, einen ersten Gleichstrom-Löschspalt 26, ein erstes Servoburstfeld 28, das mit "A" Burst bezeichnet ist, einen zweiten Gleichstrom-Löschspalt 30, ein zweites Burstfeld 32, das mit "B" Burst bezeichnet ist, einen dritten Gleichstrom-Löschspalt 341 ein drittes Burstfeld 36, das mit "C" Burst bezeichnet ist, und einen vierten Gleichstrom-Löschspalt 38. Das Spurnummernfeld 24 und die A- und B-Burstfelder 28 und 32 werden dazu verwendet, eine absolute Kopfposition während des Spursuch- und Einschwing-Betriebsmodus vorzusehen, und die A- und C-Burstfelder 28 und 36 werden dazu verwendet, eine Information über die absolute Kopfposition während des Spurfolge-Betriebsmodus vorzusehen. Dadurch sind, wie später noch mit weiteren Einzelheiten erläutert ist, nur zwei zeitlich versetzte Servoburstfelder für die Information über die absolute Kopfposition während jeder Betriebsphase notwendig, egal, ob es sich um die Spursuche, das Spureinschwingen oder den Spurfolgebetrieb handelt.
Das AGC-Feld 16 wird mit einem sich wiederholenden 3T-Muster aufgezeichnet, das 24 mal wiederholt wird. Das 3T-Muster soll ein positiv (oder negativ) werdender Flußumkehrimpuls sein, dem zwei nicht-aktive Zeitperioden (T-Perioden ohne Flußumkehr) folgen. Das nächste 3T-Muster ist eine negativ (oder positiv) werdende Flußumkehr, der ebenfalls zwei nicht aktive T- Perioden folgen, während derer keine Flußübergänge oder Flußumkehrungen auf der Datenoberfläche 12 der Platte folgen. Das AGC-Feld 16 wird somit dazu verwendet, die Verstärkung der Elektronik 106 und 110 zum Ansteuern des Lesekanals auf einen vorgegebenen Bezugswert einzustellen, bevor die Burstamplitude der Servobursts 28, 32 und 36 gelesen wird, wie im folgenden noch erläutert ist. Dadurch muß kein AGC-Wert berechnet werden, wie dies früher für jede Spurposition notwendig war, zum Beispiel nach Maßgabe der folgenden Beziehung von Burstamplituden: (A-C)/(A+C).
Man beachte, daß das 3T-Muster in dem AGC-Feld 16 von Spur zu Spur über die gesamte radiale Breite jedes Sektors 10 phasenkohärent ist und zum Eichen und Normieren der Verstärkungseigenschaften der Lesekanal-Elektronik, die zu dem Datenwandlerkopf 102 gehört, verwendet wird, so daß das AGC-Feld 16 ein elektrisches Signal bekannter Amplitude erzeugt. Während des Suchens können die Datenamplituden des Lesekanals variieren. Während des Spursuch- und Einschwingmodus ist es daher besonders wertvoll, einen bekannten AGC-Wert für ein Servosektorintervall 10 zu haben.
Das Servo-Sync-Feld 18 ist ein 3T-Muster, welches sechsmal während einer Dauer von 1,13 µs wiederholt wird. Das Servo- Sync-Feld 18 ist ebenfalls von Spur zu Spur über die gesamte radiale Breite des Sektors 10 phasenkohärent. Das Servo-Sync- Feld 18 ermöglicht einer Master-Zustandsmaschine, die innerhalb der Servoregelschaltung 130 liegt, zu erfassen, daß ein Servosektor gerade gelesen wird&sub1; sowie Zeitfenster für nachfolgende Felder innerhalb des Servosektors einzurichten, insbesondere für das Servoadressen-Markierfeld. Mit diesem Lösungsansatz muß keine Phasenregelschleife 114 mehr dazu eingesetzt werden, eine Zeitsteuerung zum Markieren der Grenze von Servosektorfeldern einzurichten.
Das Servoadressen-Markierfeld 20 gibt einen Servoadreßwert an, der mit Absicht so ausgelegt ist, daß er ein lauflängenbegrenztes Datencodiermuster verletzt, das andernfalls in allen Datenbereichen für die Datenwerte vorhanden wäre, die von dem Plattenantrieb 100 aufgezeichnet und ausgelesen werden. Der Plattenantrieb 100 verwendet vorzugsweise ein lauflängenbegrenztes Datencodierschema von 1.7; das heißt, daß die minimale Anzahl von Nullen zwischen Einsen eins ist und daß die maximale Anzahl von Nullen zwischen Einsen sieben ist. Das Servoadressen-Markierfeld 20 wird zum Beispiel mit einem doppelt wiederholten Muster von 14T aufgezeichnet, d. h. 10000000000000 (ein Flußwechsel gefolgt von 13 nicht aktiven T-Perioden). Nach dem 2X14T-Muster wird ein Servodaten-Null- Muster von neun Bit Länge gelesen. Dieses Servodaten-Null-Muster, d. h. 10 000 010 0, wird von der Servoschleife als eine binäre Null dekodiert. Die Servoadressenmarke zeigt der Datentrenneinrichtung an, daß die Information, welche zeitlich unmittelbar nachfolgt, Servopositionsinformation enthält (im Gegensatz zu Benutzerdaten oder anderer Information).
Die Information über die Plattenposition (Umdrehung) wird von dem Indexfeld 22 vorgesehen. Wenn der Sektor 10 der erste Servosektor der 52 Servosektoren innerhalb des konzentrischen Datenspurrnusters ist, wird ein Servodaten-Eins-Muster von neun Bit Länge, d. h. 10 010 000 0, ausgelesen, um pro Umdrehung eine Indexmarke vorzusehen. Wenn der Sektor 10 nicht der erste Sektor ist, dann ist das Indexfeld 22 mit einem Nullwert von neun Bit Länge aufgezeichnet.
Das Spurnummernfeld 24 wird mit sechzehn Servodatenbits aufgezeichnet, die jeweils 9T-Perioden umfassen, gemäß einem Gray- Code-Format. Für eine binäre Spurnummer von 00A (hex) ist das Gray-Code-Format zum Beispiel 00F (hex). Somit ist das in dem Spurnummernfeld 24 für eine Gray-codierte Spuradresse von 00F (hex) codierte Muster: 10 000 010 0 10 000 010 0 10 000 010 10 000 010 0 10 000 010 0 (erste Null); 10 000 010 0 10 000 010 0 10 000 010 0 10 000 010 0 (zweite Null) ; 10 010 000 0 10 010 000 0 10 010 000 0 10 010 000 0 (F-Wert). Dieses Muster steht im Einklang mit dem lauflängenbegrenzten Datencodiermuster für 1.7, und es ist auch konsistent mit einem 3T- Muster, welches die minimale Zeit für die Flußwechsel (Einser zwischen Nullen) begrenzt, so daß sie nicht häufiger als einmal bei jedem dritten Taktzyklus auftreten. Diese Beschränkung gewährleistet, daß die Servospurnummer zuverlässig selbst dann gelesen werden kann, wenn Daten in einigen Datenzonen in einer höheren Übertragungsgeschwindigkeit (2T) aufgezeichnet sind, und markiert die Bandbreitengrenze des Lesekanals des Plattenantriebs 100.
Die Gleichstromlöschspalte 26, 30, 34 bzw. 38 trennt die Spurnummemfelder 24 von den zeitlich versetzten radial verschobenen A-, B- und C-Bursts 28, 32 und 36 und von dem Anfang oder der Wiederaufnahme der Datenspur 40. Die A-, B- und C- Bursts sind jeweils mit einem 3T-Muster aufgezeichnet, welches 12 mal wiederholt wird. Jeder A-Burst überspannt wechselnde Spurgrenzen zwischen zwei nebeneinander liegenden Spuren, zum Beispiel die Spuren n-2 und n-1, n und n+1 oder n+2 und n+3. Somit sind wechselnde Umfangsflanken der A-Bursts zu den Mittellinien der Datenspuren ausgerichtet.
Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, sind die B-Bursts relativ zu den A-Bursts in Umfangsrichtung verschoben (d. h. sie folgen zeitlich oder "zeitlich gestaffelt"), und sie sind auch radial versetzt, so daß ihre relativen Amplituden elektrisch in Phasenquadratur zu den Amplituden der A-Bursts sind. Der Begriff "Quadratur" bedeutet hier, daß jeder B-Burst gegenüber jedem A-Burst um eine viertel Spurteilung versetzt ist. Noch anders gesagt, wenn zwischen den Mittellinien nebeneinander liegender Spuren 360 Grad liegen, ist der B-Burst relativ zu dem A-Burst um 90 Grad versetzt. Jeder B-Burst überspannt eine geradzahlige Spur, zum Beispiel die Spuren n-2, n und n+2, so daß die Umfangsflanken jedes B-Bursts im wesentlichen mit den Spurgrenzen der überspannten Spur sowie der beiden benachbarten geradzahligen Spuren fluchten.
Mit Bezug auf Figur 2A erkennt man, daß die radiale Breite des Luftspaltes des Kopfes 102 geringer ist als die nominale Breite jeder Datenspur. Diese Anordnung schafft üblicherweise einen Spielraum oder ein Sicherheitsband zwischen den Spuren, um ein Übersprechen von einer Spur zur anderen und sich daraus ergebende Datenfehler zu minimieren. Wie bereits erwähnt, ergibt diese Anordnung ferner eine Totzone DZ innerhalb jedes Bursts, in der der Kopf seine Position nicht ermitteln kann.
Figur 2A bildet einen Teil der Platte 12 ab, welche ein Servosektorintervall 10 enthält. Der vertikale Pfeil stellt die relative Drehbewegung der Platte 12 relativ zu dem Kopf 102 dar. Figur 2B bildet Wellenformen elektrischer Amplituden von Signalen ab, welche von den A- und B-Bursts als eine Funktion der radialen Verschiebung des Kopfes 102 gelesen werden. Die Totzonen mit dem Sättigungspegel innerhalb jeder Burst-Amplitude sind in Figur 2B mit DZ bezeichnet.
Wenn sich der Datenwandlerkopf 102 über eine Umfangsflanke eines A- oder eines B-Bursts bewegt, wird ein Amplitudenwert erhalten, der proportional zu einer radialen Verschiebung des Kopfes 102 relativ zu der Burstflanke ist. Der Amplitudenwert definiert ziemlich lineare diagonale Wellenformen, wie die in Figur 2B abgebildeten, wobei die Amplitude des A-Bursts mit einer durchgezogenen Linie 40 gezeichnet ist, und die Amplitude des B-Bursts ist mit einer gepunkteten Linie 42 dargestellt. Jede Linie ist der anderen ähnlich und gegenüber dieser um 90 Grad phasenverschoben (Quadratur). Die horizentalen Segmente markieren die Totzonen DZ, in denen die radiale Verschiebung des Kopfes 102 keine Anderung des Burst-Amplitudenpegels ergibt. Die diagonalen Segmente markieren radiale Positionen des Kopfes 102, in denen die Amplitude proportional zu der radialen Verschiebung ist. Die Richtung der diagonalen Segmente kehrt sich um, wenn der Kopf die Plattenoberfläche 20 von einem äußeren Durchmesser (AD) zu einem inneren Durchmesser (ID) überquert.
Bei Betrachtung der Figur 2B erkennt man, daß es keine radialen Positionen gibt, die nicht von einer Burst-Umfangsflanke eingegrenzt werden, welche eine lineare Rückführung der Kopfposition vorsieht, und daß die Übergänge zwischen den Flanken zwischen Spurgrenzen und Spurmittellinien liegen (was in Figur 2A mit übereinander gedruckten "C" und "L" gekennzeichnet ist). Somit kann eine Servoburstflanke ausgewählt und quantisiert werden, um einen inkrementellen, linearen Positionswert vorzusehen, der zu der Spurnummer addiert werden kann, welche aus dem Spurnummernfeld 24 gelesen wird, um dadurch eine absolute Kopfposition bei einem bestimmten Sektor 10 vorzusehen, die während des Spursuch- und Einschwingmodus bei der Positionierung des Kopfes des Plattenantriebs besonders wertvoll ist.
Wenn der Datenwandlerkopf 102 zum Beispiel der Mittellinie der Spur n-2 folgt (was in der Figur 2 mit dem Bezugszeichen 102a gekennzeichnet ist), geht eine Hälfte der Kopfbreite über den A-Burst 28, und eine Hälfte geht über einen Gleichstromlöschbereich, der keinerlei Flußwechsel enthält. Aus dieser Bedingung ergibt sich ein halber Amplitudenwert entlang der diagonalen Flanke 40 des A-Bursts, welche mit der radialen Position des Kopfes 102 aufwärtssteigt.
Während der Kopf sich in der radialen Position befindet, die in Figur A mit den Bezugszeichen 102b gekennzeichnet ist, wird ein Äquivalenzpunkt minimaler Amplitude A=BLo erfaßt. Diese Position liegt eine viertel Spurteilung radial außerhalb der Mittellinie der Spur n-1 (und sie liegt auch drei viertel Spurteilungen radial innerhalb der Mittellinie der Spur n-2). In dieser Position fängt der Kopf 102 nur ein kleines Segment des A-Bursts 28 und ein ebenso kleines Segrnent des B-Bursts 32 auf.
Wenn sich der Kopf in der radialen Position befindet, die in Figur 2A mit den Bezugszeichen 102c gekennzeichnet ist, wird ein Äquivalenzpunkt maximaler Amplitude A=BHi erfaßt. Diese Position liegt eine viertel Spurteilung radial außerhalb der Mittellinie der Spur n-2. In dieser Position fängt der Kopf 102 gleiche Hauptsegmente des A-Bursts 28 und des B-Bursts 32 auf. Wenn sich der Kopf in der radialen Position befindet, die mit dem Bezugszeichen 102d gekennzeichnet ist (wobei er zum Beispiel die Spurgrenze zwischen den Spuren n-2 und n-1 überspannt)&sub1; wird ein Punkt in der Mitte eines Steigungsabschnitts des Graphen 42 des B-Bursts getroffen.
Jede diagonale Steigung oder Flanke wird vorzugsweise mit einer Auflösung von 1/32stel (2&sup5;) Inkrementen quantisiert. Für jede Spur n gibt es Teile mit drei diagonalen Flanken von A- und B-Bursts, unter denen für die Amplitudenquantisierung ausgewählt werden kann. Bei Betrachtung von Figur 2B erkennt man, daß eine Positionsverschiebung von der Mittellinie der nächstliegenden Spur, welche während der Zeit des Spurnummernfeldes gelesen wird, berechnet und zu der so gelesenen Spurnummer addiert werden kann. Die Kombination der A- und B-Servobursts, die zum Beispiel wie in den Figuren 1 und 2A gezeigt angeordnet sind, ergibt somit wenigstens eine Servoflanke, welcher der Datenwandlerkopf 102 folgen kann. Im Betrieb wird, wie im folgenden noch in Verbindung mit dem Flußdiagramm von Figur 4 erläutert ist, eine der drei zur Verfügung stehenden Flanken innerhalb jeder Datenspur ausgewählt, und die proportionale Amplitude des Bursts, welcher zu dieser Flanke gehört, wird quantifiziert, um einen Absolutpositionswert für die Noniuseinstellung der Kopfposition auf die nominale Spurmittellinie vorzuziehen.
Die Umschaltpunkte 46 markieren Positionen, bei denen von einem linearen Steigungsteil eines Bursts, wie des A-Bursts 28, zu dem linearen Steigungsteil des benachbarten anderen Bursts, wie des B-Bursts 32, umgeschaltet wird. Es ist vorteilhaft, wenn jeder Schaltpunkt bei einer radialen Position vorgesehen wird, der auf beiden Seiten der Spurmittellinie um ein Viertel einer Spur versetzt ist. Diese Anordnung bedeutet, daß Einschwingphänomene oder andere Störungen, die sich aus dem Umschalten zwischen den Umfangsflanken der Servobursts ergeben, immer bei einer von der Spurmittellinie entfernten Position auftreten, wenn ein stabiler, ungestörter Servobezugswert während des Spurfolgebetriebs benötigt wird.
Obwohl in den Figuren 1 und 2 der C-Burst 36 abgebildet ist, sei bemerkt, daß der C-Burst 36 in dem Flankenservopositions- Noniuseinstellmodus nicht verwendet wird, und er wird vorzugsweise nur während des Spurfolgebetriebs eingesetzt, weil er sehr präzise und robust ist.
Das A/C-Burst Muster ist konventionell, und es erlaubt ein Markieren jeder Datenspur-Mittellinie mittels gleicher A- und C-Burstamplituden. Während der C-Burst 36 bei der gezeigten Ausführungsform vorzugsweise innerhalb jedes Servosektormusters 10 in jeder Spur für den Spurfolgebetrieb vorgesehen ist, kann der C-Burst 36 auch auf andere Weise vorgesehen werden; oder er kann ganz weggelassen werden&sub1; so daß der Spurmittellinien-Folgemodus sich nur auf die Flanke des B-Burstes stützt.
Der C-Burst kann gemeinsam mit dem A-Burst in einer oder mehreren ausgewählten Eichspuren eingeschlossen sein, wie zum Beispiel in einer äußeren Eichspur, einer mittleren Eichspur und/oder einer inneren Eichspur. Bei dieser Anordnung würde der Kopf der gemeinsamen A/C-Burstflanke bei einer Mittellinie folgen, um die Schaltung zu eichen, welche während des Spurfolgebetriebs verwendet wird, bei dem einer bestimmten Flanke gefolgt wird.
Üblicherweise wird der C-Burst so positioniert, daß er gegenüber dem A-Burst radial um 180 Grad versetzt ist. Somit erhält man, wenn der Kopf einer Datenspur-Mittellinie folgt, einen halben Amplitudenwert von dem A-Burst (radiale und Umfangsposition 102a in Figur 2A) und dann einen halben Amplitudenwert von dem C-Burst (radiale und Umfangsposition 102e in Figur 2A), wie in dem oben erwähnten in Bezug genommenen U.S. Patent Nr. Re. 32,075 beschrieben wird.
Mit Bezug auf Figur 3 erkennt man, daß jede diagonale Steigung der Wellenformen 40 und 42 zwischen dem Punkt A-BHi und dem Punkt A=BLo als ein von zum Beispiel 32 Amplitudenwerten quantifiziert werden kann. Diese Werte werden digitalisiert, und sie können dann als ein Nonius von 5 Bit Länge in der unteren Bitposition zu der digitalen Spurnummer von 11 Bit Länge in der oberen Bitposition hinzuaddiert werden kann, welche aus dem Datennummernfeld 24 gelesen wird. Bei einem Beispiel ergibt der hohe Aquivalenzpunkt A=BHi CO (hex), der niedrige Äquivalenzpunkt A=BLo ergibt 40 (hex), und der der Mittellinie entsprechende Mittelpunkt auf den Flanken ergibt quantisiert 80 (hex). Die Steigung der Flanke 40 wird während einer Nacheichroutine ermittelt, und für sie gilt die folgende Formel:
SLP = [256*16]/[(A=BHi)-(A=BLo)] = 256*delta y/delta x,
wobei delta x die Änderung der Amplitude zwischen dem Punkt A=BHi und dem Punkt A=BLo als eine Funktion der radialen Verschiebung y des Kopfes längs einer bestimmten Flanke ist.
Eine repräsentative Steigung wird während eines neuen Eichvorgangs berechnet, der durchgeführt wird, wenn der Antrieb hochgefahren wird, sowie periodisch nach Bedarf während Pausen in anderen Datenübertragungsoperationen. Ferner werden die Werte A=BHi und A=BLo für eine repräsentative Spur berechnet.
Selbst wenn der Datenwandlerkopf 102 direkt über eine Spurgrenze geht, welche zwei nebeneinander liegende Spuren trennt, wie die Kopfposition, die in Figur 2A mit 102d bezeichnet ist, bei der der Kopf die Grenze zwischen den Spuren n-2 und n-1 überspannt, wird nur eine Spurnummer von dem Datenspurfeld 24 gelesen. Diese Selektivität liegt in der Natur des Impulsdetektos 110, der nur alternierende Flußwechsel decodiert. Der zweite Flußwechsel in derselben Richtung, der ohne einen umgekehrten Flußwechsel auftritt, wird von dem Impulsdetektor 110 ignoriert.
Selbst wenn also beide Spurnummern mit gleichen Amplituden gelesen werden, wird nur die Spurnummer erkannt, welche einen zuerst auftretenden Flußwechsel bei einer Bitposition hat. Der Fachmann auf diesem Gebiet erkennt sofort, daß demzufolge, dann, wenn periodisch ein Eichvorgang durchgeführt wird, bei dem die Aquivalenzpunkte 42 hoher Amplitude und die Äquivalenzpunkte 44 niedriger Amplitude erfaßt werden und die Position des Wandlerkopfes 102 auf ein Viertel der Spurteilung außerhalb von der geraden Spurmittellinie bzw. der ungeraden Spurmittellinie eingestellt wird, die Flanke 28 des A-Bursts dann derart kalibriert wird, daß ein Mittelpunkt-Quantisierungspunkt 16 tatsächlich der Spurmittellinie entspricht.
Wenn man für einen Moment zur Figur 28 zurückkehrt, wird man erkennen, daß vier Phasen von Servoburstflanken innerhalb eines vollständigen Zyklus aus A- und B-Burstamplituden zugeordnet werden. In der Phase EA wird die Flanke 40 des A-Bursts innerhalb von geraden Spuren verwendet, und in der Phase OA wird die Flanke 40 des A-Bursts innerhalb von ungeraden Spuren verwendet. In der Phase EB und der Phase OB wird die Flanke 42 des B-Bursts verwendet. Die anderen Flankensegmente sind komplizierter, und sie werden in Hälften aufgeteilt, die abhängig von der zur Verfügung stehenden Flanke des B-Burst und abhängig davon ausgewählt werden, ob eine gerade Spurnummer oder eine ungerade Spurnummer gelesen wurde.
In dieser Hinsicht ist es wichtig zu beachten, daß der Datenlesekanal eine Hysterese aufweisen kann, die sich so auswirkt, daß eine Spurnummer gelesen wird, obwohl der Kopf 102 momentan hauptsächlich innerhalb einer benachbarten Spur liegt. Dieses Bevorzugen einer bestimmten Spurnummer hat seine Ursache darin, daß bestimmte Flußwechsel, welche die eine Spurnummer bezeichnen, vor den Flußwechseln auftreten, welche die benachbarte Spurnummer bezeichnen. Wenn eine Bitposition einmal gesetzt wurde, bleibt sie gesetzt, und sie verpaßt dann den später auftretenden (stärkeren) Flußwechsel, welcher die Spur bezeichnet, über der der Kopf hauptsächlich liegt. Wie im folgenden erläutert ist, wird ein Verfahren vorgesehen, das sich auf relative A/B-Burstamplituden stützt, um diesen Spurnummernfehler aufgrund der Hysterese zu vermeiden.
Wenn wir uns wieder der Erörterung der Figur 28 zuwenden, wird deutlich, daß eine Flankenphase EB_B> A sich von dem Umschaltpunkt 46 zu der Flanke der geraden Spur erstreckt, und einer Flankenphase OB_B> A erstreckt sich von der Flanke der geraden Spur zu dem Äquivalenzpunkt mit niedrigem Amplitudenwert (A=BLo). Eine Flankenphase OB_A> B erstreckt sich von einem Umschaltpunkt 46 zu der Grenze zwischen der geraden und der ungeraden Spur, und eine Flankenphase EB_A> B erstreckt sich von der Spurgrenze zu dem Äquivalenzpunkt mit hohem Amplitudenwert (A=BHi).
Die Figuren 4A bis 4G zeigen ein Gesamtflußdiagramm, welches ein Verfahren zum Berechnen einer Absolutposition innerhalb der Grenzen jeder Spur mit einer Auflösung von einem Zweiundreißigstel einer Spurteilung darstellt. Um die Berechnung des Spurteilungsnonius zu erhalten, muß man ermitteln, welche Phase (Flanke) anwendbar ist, und dann müssen die nötigen Amplitudenmessungen und im voraus gespeicherte Werte erhalten werden, um die Ermittlung des Spurteilungsnonius durchzuführen.
Bevor die Einzelheiten dieses Verfahrens erörtert werden, sei bemerkt, daß das Verfahren vorzugsweise innerhalb eines Steuerprogramms realisiert wird, das von einem Ansteuerungs-Mikrocontroller 140 des Plattenantriebs 100 ausgeführt wird. Der Mikrocontroller 140 weist vorzugsweise einen 16 Bit-Mikrocontroller auf, z. B. vom Typ 78322, der von NEC Corporation hergestellt wird, oder ein Äquivalent. Bei diesem Lösungsansatz wird die Spurnummer, welche aus dem Spurnummernfeld 24 gelesen wird, elf höchstwertigen Bits der aus sechzehn Bits bestehenden Spurpositionsnummer zugeordnet. Die fünf niederwertigen Bits werden als eines von 32 möglichen Positionsinkrementen pro Spur vorgesehen, wie in Figur 3 gezeigt. Wenn die Spurnummer aus dem Spurnummernfeld 24 gelesen wird, werden die elf Bits in die elf hohen Bitpositionen des Registers mit sechzehn Bitpositionen geladen, und die niedrigen fünf Bits werden mit einem numerischen Wert von 16 vorbelegt, der dem nominalen Quantisierungswert der Spurmittellinie entspricht. Die gesamte Einstellung, welche von den in den Figuren 4B bis 4G abgebildeten Unterprogrammen (subroutine) vorgesehen werden, stellt den im voraus geladenen numerischen Wert auf einen korrekten Wert ein. Die Flußdiagramme der Figuren 4A bis 4G sind in einem von oben nach unten verlaufenden Format gezeichnet, was bedeutet, daß die Sequenz in jedem Flußdiagramm von oben nach unten fortschreitet.
Um eine Mehrdeutigkeit der Position zu beheben, welche sich für bestimmte Spurnummern aufgrund von Schwellwerteigenschaften des Lesekanals und der sich ergebenden Hysterese sowie möglichen Fehlern in der Spurnummer ergeben können, wird während der Suchroutine eine Vorzugs-Spurnummernmarke FVR_TK gesetzt. Die Fachleute auf diesem Gebiet werden wissen, daß die Spurnummer, welche tatsächlich von dem Lesekanal aufgefunden wird, aufgrund von Hystereseeigenschaften des Lesekanals möglicherweise nicht die am nächsten bei dem Kopf liegende Spur ist. Wenn, wie bei der zur Zeit bevorzugten Ausführungsform, fünf oder mehr Spuren zwischen jedem abgetasteten Servosektorintervall überquert werden, wird die Vorzugsspurmarke FVR_TK auf eins eingestellt. Damit wird ein Hochgeschwindigkeitsabschnitt einer Suchoperation bezeichnet, bei der die Spurnummern, welche aus den Spurnummemfeldern 24 gelesen werden, anstelle eines Teils der B-Burstflankeninformation, die bei dem Übergang zwischen benachbarten Spurgrenzen liegt, verwendet werden. Wenn weniger als fünf Spuren zwischen jedem abgetasteten Servosektorintervall überquert werden, wird die Vorzugsspurmarke FVR_TK auf null eingestellt. Damit wird eine Phase der Kopfbewegung mit niedriger Geschwindigkeit bezeichnet, wie beim Einschwingen, und in dieser Phase werden die Flanken der Servobursts zwischen den Spuren der Spurnummer vorgezogen, um die exakte Position des Wandlerkopfes 102 zu ermitteln. Die Routinen zum Einstellen und Löschen der Vorzugsspurmarke sind in der Servo-Unterbrechungs-Dienstroutine enthalten, die von dem Mikroprozessor periodisch, synchron mit der Bewegung des Kopfes 102 über jedes Servosektorintervall 10 ausgeführt wird.
Aus Figur 4A geht hervor, daß der Mikrocontroller 140 zu einer Servo-Zeit auf der Basis einer Servo-Unterbrechungs-Dienstroutine bei einem Startknoten 50 eintritt. Die Spurnummer wird aus dem Spurnummernfeld 24 des Sektors 10 gelesen und bei einem Schritt 51 in ein Register eingegeben. Ein logischer Knoten 52 ermittelt, ob die Spurnummer eine gerade Spur oder eine ungerade Spur identifiziert.
Wenn eine gerade Spur von der Spurnummer identifiziert wird, geht der Programmablauf zu einem logischen Knoten 53 weiter, der überprüft, ob die Amplitude des A-Bursts niedriger als der niedrige Äquivalenzpunkt (A=BLo) ist. Wenn ja, wird ein Unterprogramm 54 (Figur 4B) für die Konstellation gerade Spur, B- Burst größer als A-Burst (EB_B> A) aufgerufen. Beim Ausführen dieses Unterprogramms 54 ist die Flanke des B-Burst die auslösende Flanke. Dieses Unterprogramm 54 wird ausgeführt, bis es fertig ist, wie durch den Fertig-Knoten 55 angegeben. Wenn der logische Knoten 53 ermittelt, daß A nicht größer als der niedrige Äquivalenzpunkt (A=BLo) war, überprüft ein logischer Knoten 56, ob die Amplitude des A-Bursts zwischen dem hohen Äquivalenzpunkt (A=BHi) und dem niedrigen Äquivalenzpunkt (A-BLO) liegt. Wenn ja, wird ein Unterprogramm 57 (Figur 4C) für die Konstellation gerade Spur, A-Burst (EA) aufgerufen. Dieses Unterprogramm 57 verwendet eine Flanke des A-Bursts, und es wird ausgeführt, bis ein Fertig-Knoten 58 erreicht ist.
Wenn die Amplitude des A-Bursts nicht zwischen dem hohen und dem niedrigen Äquivalenzpunkt liegt, was der Knoten 56 festgestellt hat, ist die einzige verbleibende Möglichkeit, daß die Amplitude des A-Bursts größer als der hohe Äquivalenzpunkt (A=BHi) ist, und in diesem Fall wird ein Unterprogramm 59 (Figur 4D) für die Konstellation gerade Spur, A-Burst größer als B-Burst (EB_A> B) aufgerufen. Dieses Unterprogramm 59 verwendet eine Flanke des B-Bursts. Das Unterprogramm 59 wird ausgeführt, bis ein Fertig-Knoten 60 erreicht ist.
Wir kehren nun zu dem logischen Knoten 52 zurück, der entscheidet, ob die Spur gerade oder ungerade ist; wenn ermittelt wird, daß eine ungerade Spur vorliegt, prüft ein logischer Knoten 62, ob die Amplitude des A-Bursts kleiner ist als der niedrige Äquivalenzpunkt (A=BLo). Wenn ja, wird ein Unterprogramm 63 (Figur 4E) für die Konstellation ungerade Spur A-Burst größer als B-Burst (OB_A> B) aufgerufen. Dieses Unterprogramm 53 verwendet eine Flanke des B-Bursts, und es wird ausgeführt, bis ein Fertig-Knoten 64 erreicht ist. Wenn nein, ermittelt ein logischer Knoten 65, ob die Amplitude des A- Bursts zwischen dem hohen und dem niedrigen Äquivalenzpunkt liegt. Wenn ja, wird ein Unterprogramm 66 (Figur 4F) für die Konstellation ungerade Spur, A-Burstflanke (OA) ausgeführt, bis ein Fertig-Knoten 67 erreicht ist. Die einzige verbleibende Möglichkeit ist, daß die Amplitude des A-Bursts größer als der hohe Äquivalenzpunkt ist (A=BHi). In diesem Fall wird ein Unterprogramm 68 (Figur 4G) für die Konstellation ungerade Spur, B-Burst größer als A-Burst (OB_B> A) ausgeführt, wobei eine Flanke des B-Bursts verwendet wird. Dieses Unterprogramm läuft, bis ein Fertig-Knoten 69 erreicht ist.
Figur 4B zeigt das Unterprogramm 54 zum Berechnen des Positionsnonius, wenn der Kopf 102 in dem Flankenphasensegment EB_B> A liegt. Dieses Unterprogramm beginnt mit einem Startknoten 200. Die Amplitude der Flanke des B-Bursts wird bei einem Schritt 201 erhalten. Bei einem Schritt 202 wird der niedrige Äquivalenzpunkt (A=BLo) von der gemessenen B-Amplitude subtrahiert, um einen Differenzwert DIFF zu erhalten. Der Differenzwert DIFF wird mit dem Steigungswert SLP in einem Schritt 203 multipliziert, und das sich ergebende Produkt entspricht einer Nummer oder Zahl NUM. Ein logischer Knoten 204 prüft, ob die Zahl NUM kleiner als 8 ist. Wenn ja, ermittelt ein logischer Knoten 205, ob die Vorzugsspurmarke auf eins gesetzt ist. Wenn ja, wird in einem Schritt 206 15 zu der tatsächlichen Spurnummer ACT_TK (die mit einer Voreinstellung von 16 zentriert ist) addiert, und die Programmausführung erreicht dann einen Fertig-Knoten 207. Wenn die Vorzugsspurmarke null ist, was bedeutet, daß die Burstflanke der Spurnummer vorgezogen wird, wird der Steigungswert NUM von der tatsächlichen Spurnummer ACT_TK bei einem Knoten 208 subtrahiert, und ein Knoten 209 addiert 23 zu der sich ergebenden Differenz. Dann wird ein Fertig-Knoten 209 erreicht.
Wenn der logische Knoten 204 ermittelt, daß die Zahl nicht größer als 8 ist, ermittelt ein logischer Knoten 211, ob die Zahl NUM größer als ein Wert von 15 ist. Wenn ja, wird in einem Schritt 212 ein Wert von 23 zu der tatsächlichen Spurnummer ACT_TK addiert, und dann wird wird ein Fertig-Knoten 213 erreicht.
Wenn der logische Knoten 211 ermittelt, daß die Zahl NUM nicht größer als 15 ist, was bedeutet, daß NUM in einem Bereich zwischen 8 und 15 liegt, subtrahiert ein Schritt 21 den Steigungswert NUM von der tatsächlichen Spurnummer ACT_TK, ein Schritt 215 addiert einen Wert von 23 zu der sich ergebenden Summe, um den Korrekturwert der Endposition zu erhalten, und ein Fertig-Knoten 216 wird erreicht. Damit ist die Erläuterung des in Figur 4D abgebildeten Unterprogramms 54 für die EB_B> A Flanke abgeschlossen.
Figur 4C zeigt das Unterprogramm 57 für die EA-Flankenphase. Ein Startknoten 220 führt zu einem Schritt 221, bei dem der niedrige Aquivalenzwert (A=BLo) von der Amplitude des A-Bursts subtrahiert wird, um einen Differenzwert DIFF zu erhalten. Der Differenzwert wird dann mit dem Steigungswert SLP bei einem Schritt 220 multipliziert, um einen Nummern- oder Zahlenwert NUM zu erhalten. Ein logischer Knoten 223 prüft dann, ob der Zahlenwert NUM größer ist als ein Wert von 15. Wenn ja, wird ein Wert von 8 von der tatsächlichen Spurnummer ACT_TK bei einem Schritt 224 subtrahiert, und ein Fertig-Knoten 225 wird erreicht.
Wenn der logische Knoten 223 ermittelt, daß die Zahl NUM kleiner ist als 15, subtrahiert ein Schritt 226 die Zahl NUM von dem tatsächlichen Spurwert ACT_TK; ein Wert von 7 wird bei einem Schritt 227 zu der sich ergebenden Differenz addiert, um die Ermittlung der genauen Position zu vervollständigen; anschließend wird ein Fertig-Knoten 228 erreicht. Der Fall, daß der Zahlenwert NUM kleiner ist als null, sollte niemals auftreten, und daher ist nicht vorgesehen, diese Möglichkeit ebenfalls zu prüfen. Damit ist die Erörterung des in Figur 4C dargestellten EA-Unterprogramms abgeschlossen.
In Figur 4D beginnt das Unterprogramm 59 für die EB_A> B Flanke bei einem Start-Schritt 230 und führt zu einem Schritt 231, bei dem die Amplitude der B-Burstflanke erhalten wird. Der Wert des niedrigen Äquivalenzpuntes (A=BLo) wird dann von der gemessenen B-Amplitude subtrahiert, um einen Differenzwert DIFF bei einem Schitt 232 zu erhalten. Der Differenzwert DIFF wird dann mit dem Steigungswert SLP bei einem Schritt 233 multipliziert, um einen Steigungszahlenwert NUM zu erhalten. Ein logischer Knoten 234 ermittelt dann, ob der Zahlenwert NUM kleiner ist als 8.
Wenn ja, prüft ein logischer Knoten 235, ob die Vorzugsspurmarke FVR_TK gesetzt ist. Wenn ja, wird bei einem Schritt 236 ein Wert von 16 von der tatsächlichen Spurnummer ACT_TK subtrahiert, und ein Fertig-Knoten 237 wird erreicht. Wenn die Vorzugsspur-Marke FVR_TK gesetzt-ist, was bedeutet, daß die Burstflanke der Spurnummer vorgezogen wird, wird der numerische Steigungswert NUM zu der tatsächlichen Spurnummer ACT_TK bei einem Schritt 238 addiert, und ein Wert von 24 wird von der sich ergebenden Summe bei einem Schritt 239 subtrahiert, um die tatsächliche Spurposition zu erhalten. Dann wird ein Fertig-Knoten 240 erreicht.
Wenn der Zahlenwert nicht kleiner als 8 ist, was von dem Knoten 234 überprüft wird, prüft ein zweiter logischer Knoten 241, ob der Zahlenwert NUM größer ist als 154 Wenn ja, subtrahiert ein Schritt 242 einen Wert von 9 von der tatsächlichen Spurnummer ACT_TK, und ein Fertig-Knoten 243 wird erreicht. Wenn nein, wird der Zahlenwert NUM zu dem tatsächlichen Spurwert ACT_TK bei einem Schritt 244 addiert, und ein Wert von 8 wird von der sich ergebenden Summe bei einem Schritt 245 subtrahiert. Dann wird ein Fertig-Knoten 246 erreicht. Damit ist die Erörterung des Unterprogramms 59 für die EB_A> B Flanke abgeschlossen.
In Figur 4E beginnt das Unterprogramm 63 für die OB_A> B Flanke bei einem Startknoten 250. Die Amplitude der B-Burstflanke wird bei einem Schritt 251 erhalten, und der niedrige Äquivalenzwert A=BLo wird von der Amplitude des B-Bursts bei einem Schritt 252 subtrahiert, um einen Differenzwert DIFF zu erhalten. Der Differenzwert DIFF wird dann mit dem Steigungswert SLP bei einem Schritt 253 multipliziert, um einen Zahlenwert NUM zu erhalten. Ein logischer Knoten 254 prüft dann, ob die Differenz kleiner ist als null. Wenn ja, wird ein Wert von 8 zu der tatsächlichen Spurnummer ACT_TK bei einem Schritt 255 addiert, und ein Fertig-Knoten 256 wird erreicht.
Wenn nein, d. h. wenn die Überprüfung des Knotens 254 ergeben hat, daß der Zahlenwert größer als null ist, prüft ein logischer Knoten 257, ob der Zahlenwert NUM größer als 7 ist. Wenn ja, ermittelt ein weiterer logischer Knoten 258, ob die Vorzugsspurmarke FVR_TK gesetzt ist. Wenn ja, addiert ein Schritt 259 einen Wert von 15 zu der tatsächlichen Spurnummer ACT_TK, und ein Fertig-Knoten 260 wird erreicht. Wenn nein, d. h. wenn die Burstflanke anstelle der Spurnummer verwendet werden soll, wird der Steigungszahlenwert NUM zu der tatsächlichen Spurnummer bei einem Schritt 261 addiert, und ein Wert von 8 wird zu der sich ergebenden Summe bei einem Schritt 262 addiert. Dann wird ein Fertig-Knoten 263 erreicht.
Wenn der Zahlenwert NUM zwischen null und 7 liegt, was eine Überprüfung beim Knotenm 257 ergibt, wird der Zahlenwert NUM bei einem Schritt 264 zu der tatsächlichen Spurnummer addiert, und ein Wert von 8 wird zu der sich ergebenden Summe bei einem Knoten 265 addiert. Ein Fertig-Knoten 266 wird danach erreicht. Damit ist die Erörterung des in Figur 4E abgebildeten Unterprogramms 63 für die OB_A> B Flanke abgeschlossen.
Bei dem Flußdiagramm von Figur 4F beginnt ein Unterprogramm 67 für die OA-Flanke bei einem Startknoten 270 und geht zu einem Knoten 271 weiter, bei dem der niedrige Äquivalenzwert (A=BLo) von der Amplitude des A-Bursts subtrahiert wird, um einen Differenzwert DIFF zu erhalten. Der Differenzwert DIFF wird dann mit dem Steuerungswert SLP bei einem Schritt 272 multipliziert, um einen Zahlenwert NUM zu erhalten. Ein logischer Knoten 273 prüft, ob der Zahlenwert NUM größer als 15 ist. Wenn ja, addiert ein Schritt 274 einen Wert von 7 zu der tatsächlichen Spurnummer ACT_TK und dann wird ein Fertig-Knoten 275 erreicht.
Wenn der Zahlenwert NUM kleiner ist als 15, was eine Überprüfung beim Knoten 273 ergibt, addiert ein Schritt 276 den Zahlenwert NUM zu dem tatsächlichen Spurwert ACT_TK, und ein Wert von 8 wird von der sich ergebenden Summe bei einem Schritt 277 subtrahiert. Dann wird ein Fertig-Knoten 278 erreicht. Der Zahlenwert NUM sollte in diesem speziellen Unterprogramm 57 für die Flankenphase des A-Bursts niemals niedriger als null sein Damit ist die Erörterung des in Figur 4F abgebildeten Unterprogramms für die OA-Flanke abgeschlossen.
In Figur 4G beginnt das Unterprogramm 68 für die OB_B> A Flankenphase bei einem Startknoten 280, und es geht zu einem Schritt 281 weiter, bei dem die Amplitude der B-Burstflanke erhalten wird. Die gemessene Amplitude der B-Burstflanke wird dann von dem niedrigen Äquivalenzwert (A=BLo) subtrahiert, um bei einem Schritt 282 einen Differenzwert DIFF zu erhalten. Der Differenzwert DIFF wird dann mit dem Steigungswert SLP bei einem Schritt 283 multipliziert, um einen Zahlenwert NUM zu erzeugen. Ein logischer Knoten 284 prüft, ob der Zahlenwert NUM kleiner als null ist. Wenn ja, subtrahiert ein Schritt 285 einen Wert von 9 von der tatsächlichen Spurnummer ACT_TK, und ein Fertig-Knoten 286 wird erreicht.
Wenn der Zahlenwert NUM nicht kleiner als null ist, wird bei einem logischen Knoten 287 geprüft, ob er über dem Wert von 7 liegt. Wenn ja, prüft ein logischer Knoten 288 dann, ob die Vorzugsspurmarke FVR_TK gesetzt ist. Wenn ja, subtrahiert ein Knoten 289 einen Wert von 16 von der tatsächlichen Spurnummer ACT_TK, und ein Fertig-Knoten 290 wird erreicht. Wenn die Vorzugsspurmarke nicht gesetzt ist, d. h. wenn bevorzugt die Burstamplitude anstelle der Spurnummer verwendet wird, subtrahiert ein Knoten 291 den numerischen Wert NUM von der tatsächlichen Spurnummer ACT_TK. Ein Schritt 292 subtrahiert dann einen Wert von 9 von der sich ergebenden Summe, und ein Fertig-Knoten 293 wird erreicht.
Wenn der numerische Wert NUM zwischen null und 7 liegt, was beim Knoten 287 überprüft wurde, subtrahiert ein Schritt 294 den Zahlenwert NUM von der tatsächlichen Spurnummer ACT_TK, und ein Schritt 295 subtrahiert dann einen Wert von 9 von der sich ergebenden Differenz, um einen Flankenwert für diese spezielle Spurnummer zu erzeugen. Dann wird ein Fertig-Knoten 296 erreicht. Damit ist die Erörterung des in Figur 4G abgebildeten OB_B> A Unterprogramms abgeschlossen.
Wenn der in Figur 4A abgebildete Prozeß abgeschlossen ist, steht eine vollständige 16 Bit-Spurpositionszahl zur Verfügung, welche von dem Mikrocontroller 140 von einer Soll-Spurnummer subtrahiert werden kann, um die Entfernung zu der gewünschten Spurposition während des Suchvorganges zu bestimmen. Der 16 Bit-Wert der gesuchten Spurposition wird immer so eingestellt, daß er die Position der Mittellinie in den unteren fünf Bit-Stellen enthält.
Wie in Figur 5 dargestellt, umfaßt das Laufwerk 100 eine oder mehrere gemeinsam gelagerte Platten 14, die mit einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit, zum Beispiel 3600 U/min, von einem Spindelmotor 13 gedreht werden, wie einem bürstenlosen Gleichstrom-Spindelmotor&sub1; der direkt zum Drehen der Plattenspindel und der Platten 12 montiert ist.
Jeder Datenoberfläche ist ein entsprechender Datenwandlerkopf zugeordnet. Einer Plattenoberfläche 12 ist der Kopf 102 zugeordnet, und einer gegenüberliegenden Hauptoberfläche der Platte ist der Kopf 103 zugeordnet, wie in Figur 5 gezeigt. Die Datenwandlerköpfe 102 und 103 sind auf einer Kopfpositionierstruktur 104 mittels einer geeigneten Tragbalkenstruktur montiert. Bei Niederleistungs-Anwendungen wird momentan die Tragbalken- und Ladezungen-Anordnung mit invertiertem Flansch bevorzugt, die in der ebenfalls anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 07,491,748 beschrieben ist, die am 12. März 1990 eingereicht und auf die vorliegende Anmelderin übertragen wurde, und deren Offenbarung hier ausdrücklich durch Bezugnahme an dieser Stelle der Beschreibung eingeschlossen wird.
Die Kopfpositionierstruktur hat vorzugsweise eine Drehbetätigungseinrichtung mit einer In-line-Anordnung und Massenausgleich, wie die in dem in Bezug genommenen Patent '004 gezeigte Betätigungseinrichtung. Ein Schwingspulenmotor 106 zum Drehen der Betatigungseinrichtung übersetzt einen elektrischen Ansteuerstrom in einer Verstellkraft, um die Köpfe 102 und 103 während der Spursuche von Spur zu Spur zu positionieren und um die Köpfe 102 und 103 während des Spurfolgebetriebs über den gewünschten Datenspurpositionen zu halten.
Die gesamte auf der Plattenoberfläche 12 aufgezeichnete Information wird von dem Wandler 102 gelesen, einschließlich der Servoinformation in den Servosektoren 10 und der Benutzerinformation in den Benuterdatensektoren, wie in Figur 6 gezeigt. Ein Lesekanal-Vorverstärker und Schreibtreiber 106 vorverstärkt die winzigen elektrischen Signale, welche von den aufgezeichneten Flußübergängen und Flußwechseln während des Lesens übertragen werden, und er verstärkt den Ansteuerstrom zum Schreiben von Daten auf die Plattenoberfläche während des Schreibens von Daten. Der Schaltkreis 106 wählt auch aus, welcher Kopf auf die Plattenoberfläche 12 schreibt.
Eine monolithische Schaltung 108 für die Datenwegelektronik umfaßt einen Impulsdetektorschaltkreis 110 zum Erfassen von Flußübergängen oder Flußwechseln und zum Umwandeln der Flußwechsel in digitale Wechsel, einen Spitzenwertdetektorschaltkreis 112 zum Erfassen von Spitzenamplituden der gelesenen Flußwechsel (so daß zum Beispiel die Amplituden der Servoburstflanken erhalten werden können), eine phasenstarre Schleife (PLL) 114 zum Trennen der Flußwechsel in digitale Datenströme und einen Frequenzgenerator 116. Der Impulsdetektor 110 umfaßt einen AGC-Schaltkreis (AGC=automatic gang control; automatische Verstärkungssteuerung), der durch Lesen des AGC-Servofeldes 16 mit jedem ankommenden Servosektor auf den Servo-AGC-Pegel zurückgesetzt wird. Dadurch wird der Lesekanal auf den richtigen AGC-Pegel für die Amplitude des Servobursts zurückgesetzt, nachdem er auf einen Daten-AGC-Wert eingestellt wurde, während die Daten auf einer Datenzone zwischen den Servosektorintervallen 10 gelesen wurden. Der Frequenzerzeuger 116 ermöglicht das Einrichten einer Anzahl unterschiedlicher Lese- und Schreibfrequenzen, wodurch Datenbereiche mit unterschiedlichen Datenübertragungsgeschwindigkeiten und Datensektoren unterstützt werden, wie in Figur 6 gezeigt. Die monolithische Schaltung 108 ist vorzugsweise als ein DP8491 von National Semiconductor Corporation oder ein äquivalenter Baustein realisiert. Diese Schaltung arbeitet mit einer einzelnen Leistungsversorgung von +5 Volt.
Ein weiterer monolithischer Chip 120 weist einen lauflängenbegrenzten Codierer/Decodierer 120 zum Codieren und Decodieren der Daten gemäß einem lauflängenbegrenzten 1.7-Code auf. Der Codierer/Decodierer 120 entspricht vorzugsweise dem US-Patent Nr. 4,675,652 derselben Anmelderin, auf dessen Offenbarung hier Bezug genommen wird. Der Chip 120 weist ferner einen Datenzuordner 124 und einen Pufferspeichercontroller 126 auf. Der Datenzuordner 124 und der Pufferspeichercontroller 126 verwalten gemeinsam die Datenumwandlung zwischen einem seriellen Wortformat und einem parallelen Byteformat, die tatsächliche Speicherung und das Wiederauffinden von Benutzer-Datenblocks in und von vorgegebenen Speicherstellen innerhalb der Datensektoren auf der Speicheroberfläche 12 und das vorübergehende Speichern der Benutzer-Datenblocks in einem Pufferspeicher 156. Eine Mikrocontroller-Schnittstelle 128 ermöglicht, daß der Chip 120 direkt von dem Mikrocontroller 140 gesteuert wird.
Eine Servosteuerschaltung 130 ist ebenfalls in dem Chip 120 vorgesehen, und sie sieht AGC-Zeitfensterwerte zum Steuern des AGC-Verstärkers in dem Impulsdetektor 110 vor und erzeugt die geeigneten Zeitsignale zum Steuern des Spitzenwertdetektors 112, um die Amplituden der A-Bursts und der B-Bursts während des Such- und des Einschwingmodus abzutasten und zu halten und um optional die Amplitude des C-Bursts während des Spurfolgemodus abzutasten und zu halten (sample and hold). Der Steuer schaltkreis 120 überwacht den Bit-Strom, der von dem Impulsdetektor 110 während eines Servosektorintervals 10 kommt, und synchronisiert ihn schnell zu der Servoadressenmarke 20 nach dem AGC-Feld 16, so daß der Servosteuerschaltkreis 130 danach Steuerfenster zum Trennen der verschiedenen Servofelder 16, 18, 20, 22, 24, 28, 32 und 36 innerhalb des Servosektorintervalls 10, die dem Adressenmarkierfeld 20 folgen, erzeugen und ausgeben kann. Der Servosteuerschaltkreis 130 erzeugt ferner ein Burst-Fertig-Signal und gibt dieses über eine Leitung 133 aus, um die Umwandlung der Burstamplituden durch den Analog- Digital-Wandler 142 des Mikrocontrollers 140 zu steuern. Er erzeugt auch ein Unterbrechungssignal und gibt es über eine Leitung 131 aus, um die Programmausführung durch den Mikrocontroller während der Servozeitspanne zu unterbrechen.
Der Schaltkreis 120 weist ferner einen Impulsbreiten Modulator 132 auf, der Impulse unterschiedlicher Breite oder Arbeitszyklen an einen Servorschleifen-Tiefpassfilter 34 ausgibt, welcher diese Steuerimpulse in geglättete Ansteuerströme umwandelt, die an eine Servotreiberschaltung 136 übergeben werden. Die Servotreiberschaltung 136 steuert den Schwingspulen-Dreh- Stellmotor 106 an. Ein Arbeitszyklus von einhaib für einen Steuerimpuls entspricht zum Beispiel nominell einem Ansteuerstrom von null bei dem Stellmotor 106. Wenn der Arbeitszyklus einhalb überschreitet, wird ein Ansteuerstrom in einer Richtung erzeugt und ausgegeben. Wenn der Arbeitszyklus weniger als einhalb ist, wird der Ansteuerstrom in der anderen Richtung erzeugt und ausgegeben. Der Arbeitszykluspunkt von einhalb markiert somit den Mittelpunkt des dynamischen Bereiches des Pulsbreitenmodulators 132.
Während des Spurfolgebetriebs des Laüfwerks 100 werden die Amplituden des A-Bursts und des C-Bursts nacheinander an Eingänge eines Analog-Digital-Wandlerelementes 142 des Mikrocontrollers 144 im Multiplexbetrieb angelegt. Der Mikrocontroller 140 wandelt die analogen Amplitudenwerte der Burstflanken nacheinander in digitale Werte um. Alternativ, und weniger bevorzugt, kann eine Impulsamplituden-Differenzschaltung (nicht gezeigt) vorgesehen sein, welche die Amplituden der A- Bursts und C-Bursts empfängt und einen analogen Wert des Positionsfehlers/der Differenz für eine Quantisierung durch den A/D-Wandler 142 des Mikrocontrollers abzuleiten. Der A/D-Wandler empfängt auch die Amplitudenwerte der A-Burstflanke und der B-Burstflanke während des Spursuch- und Einschwingmodus und wandelt die Werte in digitale Zahlen um, wie oben erläutert.
Der Mikrocontroller 140 steuert ferner direkt den Spindelmotor 130 über eine Spindelmotor-Treiberschaltung 144. Die Plattengeschwindigkeit wird von dem Mikrocontroller überwacht, indem die Intervalle zwischen allen aufeinanderfolgenden aktiven Indexsektoren 22 zeitlich gesteuert werden.
Ein EPROM 146 enthält einen Teil der Programmanweisungen, die von dem Mikrocontroller 140 ausgeführt werden. Weitere Anweisungen, bei denen die Zugriffszeit kritisch ist, sind in einem internen (on-board) ROM in dem Mikrocontroller 140 selbst enthalten. Das EPROM 146 wird über einen Bus 147 mittlerer Ordnung direkt von dem Mikrocontroller 140 adressiert, der die Adressenwerte für Adreßbitpositionen A8 bis A12 liefert. Adreßbitpositionen A0 bis A7 niedriger Ordnung und Adreßbitpositionen A13 bis A15 hoher Ordnung werden an die Mikroschnittstelle 128 geliefert, welche diese de-multiplexet und über einen Bus 148 zum EPROM 146 schickt. Adreßbitpositionen A13 bis A15 hoher Ordnung werden über einen Bus 150 von dem Mikrocontroller 140 direkt zu der Mikro-Schnittstelle 128 geliefert. Ein Bus 149 liefert Speicher-, Adreß- und Datenwerte an die Mikroschnittstelle 128 und ferner an eine SCSI-Schnittstellenschaltung 152.
Ein Pufferdatenbus 154 verbindet den SCSI-Schnittstellenchip 152 mit der RAM-Pufferspeicheranordnung 156 und ferner mit der Puffersteuerschaltung 126. Die Pufferspeicheradressen werden von der Puffersteuerschaltung 126 erzeugt und an die Pufferspeicheranordnung 156 über einen Adressenbus 158 ausgegeben. Ein Bus 160 sieht einen Eingangs-Ausgangs-Weg zwischen dem Plattenantrieb 10 und dem Hostrechnersystem (nicht gezeigt) vor. Ein Abschluß 162 kann vorgesehen werden, um geeignete Abschlußimpedanzen für die Busleitungen 160 vorzusehen, die zu der Hostrechnereinrichtung führen, mit denen der Antrieb 100 operativ gekoppelt ist.
In Figur 6 ist eine zur Zeit bevorzugte Anordnung von Datenzonen dargestellt, welche die Effizienz der Bit-Dichte auf der Datenoberfläche 12 der Platte 14 verbessert. Hieraus ergeben sich klar auch andere Datenzonenanordnungen. Wie bekannt, ist die Bit-Dichte eine Funktion der relativen Geschwindigkeiten zwischen dem Datenwandlerkopf 102 und der sich drehenden Plattenoberfläche 12. Diese relative Geschwindigkeit ist bei der radial äußersten Spur am größten, und sie ist bei der radial innersten Spur am kleinsten. Jede der acht Datenzonen Z0 bis Z7 enthält zum Beispiel 117 konzentrische Datenspuren.
Ein äußerster Bereich SYS der Datenoberfläche 15, der zum Beispiel vier Spuren umfaßt, enthält Systeminformation, die für den Betrieb des Plattenlaufwerk-Untersystems 10 benötigt wird. Die äußerste Datenzone Z0 enthält 60 Datensektoren, und sie hat eine Rohdatengeschwindigkeit von 18,20 Mbps, eine codierte Frequenz von 27,29 MHz. Diese Zone speichert zum Beispiel 7,13 Megabyte auf beiden Seiten der Platte 14.
Die nächste Zone Z1 enthält 55 Sektoren, hat eine Rohdatengeschwindigkeit von 16,76 Mbps, eine codierte Frequenz von 25,14 MHz und speichert 6,53 Megabytes. Die dritte Datenzone Z2 enthält 52 Sektoren, hat eine Rohdatengeschwindigkeit von 15,41 Mbps, eine codierte Frequenz von 23,11 MHz und speichert 6,17 Megabyte auf beiden Seiten der Platte 14. Die vierte Datenzone Z3 hat 46 Sektoren, hat eine Rohdatengeschwindigkeit von 14,00 Mbps, eine codierte Frequenz von 21,00 MHz und speichert 5,45 Megabyte auf beiden Seiten der Platte. Die fünfte Datenzone Z4 hat 42 Sektoren, hat eine Rohdatengeschwindigkeit von 12,80 Mbps, eine codierte Frequenz von 19,20 MHz und speichert 4,97 Megabyte auf beiden Seiten der Platte. Die sechste Datenzone Z5 hat 38 Sektoren, hat eine Rohdatengeschwindigkeit von 11,64 Mbps, eine codierte Frequenz von 17,45 MHz und speichert 4,49 Megabyte auf beiden Seiten der Platte. Die siebente Datenzone Z6 hat 33 Sektoren, hat eine Rohdatengeschwindigkeit von 10,13, eine codierte Frequenz von 15,20 MHz und speichert 3,89 Megabyte auf beiden Seiten der Platte. Die achte Datenzone Z7 hat 30 Sektoren, hat eine Rohdatengeschwindigkeit von 9,24 Mbps, eine codierte Frequenz von 13,87 MHz und speichert 3,53 Megabyte auf beiden Seiten der Platte 14. Mehrere Spuren in der achten Datenzone mit den Eigenschaften der Innenzone Z7 stehen für das Speichern von Systemdiagnosewerten und anderen Werten zur Verfügung. Die codierten Frequenzen werden von dem Frequenzgenerator 116, gesteuert durch den Mikrocontroller 140, erzeugt.
Wie gesagt, können mit der in Figur 6 gezeigten Datenzonenanordnung insgesamt 42,17 Megabyte auf beiden Seiten einer einzelnen Platte 14 gespeichert werden. Die Platte 14 hat vorzugsweise einen Durchmesser von 2,5 Inch. Durch Einstellen der Rohdatenfrequenz mit den Datenzonen können die Flußänderungen pro Inch relativ konstant gehalten werden, zum Beispiel in einem Bereich zwischen einem höheren Wert von 35,178 für Z0 und einem niedrigeren Wert von 31,990 für Z6.
Wie sich aus Figur 6 ergibt, treten die Servosektorintervalle 10 bei regelmäßigen Intervallen, asynchron zu den Datensektoren der Datenzonen, außer bei dem Index, auf (was in Figur 6 durch einen Pfeil am Rand der Platte 14 dargestellt ist). Es gibt vorzugsweise 52 Servosektoren 10. Die Servofrequenz wird auf 16 MHz festgelegt, so daß sie etwas unter der höchsten Rohdatengeschwindigkeit liegt.
Wie in Figur 7 gezeigt, beginnt jeder Datensektor 11 mit einem Datensynchronisierfeld oder Daten-Sync-Feld 13, aufgrund dessen die Zeitgeberschaltung 130 und die PLL 114 die Zonendatengeschwindigkeit neu synchronisieren können. Da jeder eingebettete Servosektor mit einer konstanten Datengeschwindigkeit von 3T arbeitet, folgt ein Daten-Sync-Feld 13 auch jedem Servosektor, so daß der Schaltkreis des Lesekanais auf die Datengeschwindigkeit resynchronisiert werden kann, die jeder Unterbrechung durch einen Servosektor folgt. Ein Daten-ID-Feld 15 tritt am Anfang jedes Datensektors auf und identifiziert den Datensektor für den Zuordner 124. Ferner ist auch ein ECC- und Toleranzspalt 17 (ECC=error checking and correction; Fehlerprüfung und -korrektur) am Ende jedes Datensektors 11 eingefügt.
Das in Bezug genommene Patent '004 zeigt in seiner Figur 17 eine Spursuch-Servoschleife und in Figur 18 eine Spurfolge- Servoschleife. Diese Schleifenstrukturen sind Beispiele für Servoschleifen, bei denen die Funktion durch Vorsehen absoluter Spurpositionswerte während der Such- und Einschwingvorgänge gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung verbessert wird.

Claims

1. Verfahren zum Ermitteln der Kopfposition eines Datenwandlerkopfes (102; 102a, b, c, d, e) relativ zu einer ausgewählten Spur (n) von mehreren konzentrischen Datenspuren (n±m, wobei m eine ganze Zahl ist) innerhalb eines Plattenantriebs-Datenspeichergerätes (100), mit folgenden Verfahrens schritten:

Vorsehen von wenigstens einem im voraus aufgezeichneten Servosektor (10) innerhalb der Datenspur (n), wobei der Servosektor (10) ein zuerst auftretendes Servoburstmittel (28) aufweist, das mit einem vorgegebenen Servoburst-Magnetfluß-Übergangsmuster im voraus aufgezeichnet ist, und ein an zweiter Stelle auf tretendes Servoburstmittel (32) aufweist, das mit dem vorgegebenen Servoburst-Magnetfluß- Übergangsmuster aufgezeichnet ist; und

Erfassen der Anwesenheit des Servoburstsektors (10), wenn er an dem Wandlerkopf (102; 102a, b, c, d, e) vorbeigeht, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

Lokalisieren einer Burst-Längsflanke des zuerst auftretenden Servoburstmittels (28) im wesentlichen deckungsgleich mit einer Spurmittellinie der ausgewählten Spur (n) und Lokalisieren der anderen Burst-Längsflanke im wesentlichen deckungsgleich mit einer Spurmittellinie einer zweiten Spur (n-1 oder n+1), welche unmittelbar neben der ausgewählten Spur (n) liegt;

Lokalisieren der Burst-Längsflanken des an zweiter Stelle auftretenden Burstmittels (32) im wesentlichen deckungsgleich mit den Spurgrenzen der ausgewählten Spur (n);

Lesen des zuerst auftretenden Servoburstmittels (28) mit dem Datenwandlerkopf (102; 102a, b, c, d, e), um einen Spitzenamplitudenwert daraus zu ermitteln, und Aufzeichnen eines ersten Burstspitzenamplitudenwertes;

Vergleichen des ersten Burstspitzenamplitudenwertes mit wenigstens einem vorgegebenen Bezugsburstamplitudenwerte, um festzustellen, ob der Wandlerkopf (102; 102a, b, c, d, e) einen Teil des zuerst auftretenden Servoburstmittels (28) gelesen hat, wobei eine lineare Kopfpositions-Rückführung vorgesehen wird, und wenn ja, Ermitteln der Position des Datenwandlerkopfes (102; 102a, b, c, d, e) aus der aufgezeichneten ersten Burstspitzenamplitude, und wenn nein, Lesen des an zweiter Stelle auftretenden Servoburstmittels (32) mit dem Datenwandlerkopf (102; 102a, b, c, d, e), um einen Spitzenamplitudenwert daraus zu ermitteln, und Aufzeichnen eines zweiten Burstspitzenamplitudenwertes, Ermitteln der Position des Datenwandlerkopfes (102; 102a, b, c, d, e) relativ zu der ausgewählten Spur (n) aus der aufgezeichneten zweiten Burstspitzenamplitude.

2. Verfahren zum Ermitteln der Kopfposition nach Anspruch 1, mit dem weiteren Verfahrensschritt: Ermitteln des wenigstens einen Bezugsburstamplitudenwertes während einer Kalibrierroutine.

3. Verfahren zum Ermitteln der Kopfposition nach Anspruch 2, bei dem der Schritt des Ermittelns der wenigstens einen Bezugsburstamplitude den folgenden Verfahrensschritt umfaßt: Ermitteln wenigstens eines Amplitudenäquivalenzpunktes bei einer Position, die radial zwischen dem ersten Servoburstmittel (28) und dem zweiten Servoburstmittel (32) liegt.

4. Verfahren zum Ermitteln der Kopfposition nach Anspruch 3, bei dem der Schritt des Ermittelns des wenigstens einen Amplitudenäquivalenzpunktes das Ermitteln eines hohen Amplitudenäguivalenzpunktes und eines niedrigen Amplitudenäquivalenzpunktes umfaßt.

5. Verfahren zum Ermitteln der Kopfposition nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit dem weiteren Verfahrensschritt: Ermitteln der Neigung jeder Flanke während eines Kalibriervorgangs durch gesteuertes Verschieben des Datenwandlerkopfes relativ zu der Flanke und durch Messen der radialen Positionsverschiebung des Datenwandlerkopfes (102; 102a, b, c, d, e) als eine Funktion der Burstamplitude, und bei dem der Schritt des Ermittelns der Position des Datenwandlerkopfes (102; 102a, b, c, d, e) weiter im Verhältnis zu der Neigung ausgeführt wird.

6. Verfahren zum Ermitteln der Kopfposition nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des Vorsehens wenigstens eines Servosektors (10) innerhalb der Datenspur (n) ferner die folgenden Verfahrensschritte umfaßt: Vorsehen eines Servosektoradressen-Markierfeldes (20), das ein darin im voraus aufgezeichnetes Magnetfluß- Übergangsmuster aufweist, zum Identifizieren des Anfangs eines Servoinformationsmusters; Vorsehen eines Spurnummernfeldes (24), das ein darin aufgezeichnetes Magnetfluß-Übergangsmuster aufweist, zum Identifizieren der ausgewählten Datenspur (n) unter den mehreren Datenspuren; Lesen des Servosektoradressen-Markierfeldes (20) mit dem Datenwandlerkopf (102; 102a, b, c, d, e), um den Anfang des Servoinformationsmusters zu ermitteln; und Lesen des Spurnummemfeldes (24), um die ausgewählte Datenspur (n) unter den mehreren Spuren zu identifizieren.

7. Verfahren zum Ermitteln der Kopfposition nach Anspruch 6, bei dem die Schritte des Vorsehens eines Servorsektoradressen-Markierfeldes (20) und eines Spurnummemfeldes (24) vor dem Vorsehen des zuerst und des an zweiter Stelle auftretenden Servoburstmittels (28, 32) ausgeführt wird.

8. Verfahren zum Ermitteln der Kopfposition nach Anspruch 6, bei dem die vorgegebene Kopfposition zu einem Wert addiert wird, der aus dem Spurnummernfeld (24) der ausgewählten Spur (n) erhalten wird, wodurch eine Zahl erhalten wird, welche die Spurnummer der ausgewählten Spur (n) und die Position des Datenwandlerkopfes (102; 102a, b, c, d, e) innerhalb der ausgewählten Spur (n) angibt.

9. Verfahren zum Ermitteln der Kopfposition nach Anspruch 8, bei dem die Spurnummer der ausgewählten Spur (n) am Anfang so eingestellt wird, daß sie einen Positionswert umfaßt, der die Position der Spurmittellinie angibt, und bei dem die ermittelte Kopfposition zu dem Positionswert der Position der Spurmittellinie addiert oder von dieser subtrahiert wird, wodurch die Position des Datenwandlerkopfes (102; 102a, b, c, d, e) innerhalb der ausgewählten Spur (n) vorgesehen wird.

10. Verfahren zum Ermitteln der Kopfposition nach Anspruch 9, bei dem der Positionswert als ein Wert bestimmt wird, der eine Hälfte der Quantisierungsauflösung der Position des Datenwandlerkopfes innerhalb der ausgewählten Spur (n) ist.

11. Verfahren zum Ermitteln der Kopfposition nach Anspruch 10, bei dem die Quantisierungsauflösung innerhalb der Datenspur (n) 32 Inkremente beträgt und bei dem der Positionswert 16 ist.

12. Verfahren zum Ermitteln der Kopfposition nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine Breite der ausgewählten Spur (n) größer ist als die Breite des Datenwandlerkopfes (102; 102a, b, c, d, e) und der Datenwandlerkopf (102; 102a, b, c, d, e) bei der radialen Bewegung relativ zu dem Burst einen Totzonenbereich (DZ) erfährt, so daß die von dem Datenwandlerkopf (102; 102a, b, c, d, e) gelesene Burstamplitude des Bursts im wesentlichen konstant bleibt, wenn sich der Datenwandlerkopf (102; 102a, b, c, d, e) radial durch den Totzonenbereich (DZ) bewegt.

13. Verfahren zum Ermitteln der Kopfposition nach Anspruch 6, bei dem der Schritt des Lesens des Spurnummemfeldes (24) in der Nähe einer Spurgrenze zwischen zwei benachbarten Datenspuren (n+1, n; n, n-1) keine eindeutige Information darüber ergibt, welche Datenspur (n-1; n; n+1) am nächsten bei dem Datenwandlerkopf (102; 102a, b, c, d, e) liegt, und mit den weiteren Verfahrensschritten: Ermitteln der radialen Geschwindigkeit des Datenwandlerkopfes (102; 102a, b, c, d, e) relativ zu den mehreren Datenspuren (n±m) während eines Spursuchvorgangs, Vergleichen der ermittelten Radialgeschwindigkeit mit einem vorgegebenen Geschwindigkeitsbezugswert, Auswählen einer Spurnummer (n), die von dem Datenwandlerkopf (102; 102a, b, c, d, e) gelesen wird, als ein Indikator der radialen Kopfposition, wenn die vorgegebene radiale Geschwindigkeit größer ist als der Geschwindigkeitsbezugswert, Lesen des an zweiter Stelle auftretenden Servobursts und Ermitteln der absoluten Position des Datenwandlerkopfes (102; 102a, b, c, d, e) aus der aufgezeichneten zweiten Burstspitzenamplitude und Korrigieren der von dem Datenwandlerkopf (102; 102a, b, c, d, e) aufgezeichneten Spurnummer durch Bezugnahme auf die aufgezeichnete zweite Burstspitzenamplitude.

14. Verfahren zum Ermitteln der Kopfposition nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Schritte des Vergleichens der ersten Burstspitzenamplitude mit dem vorgegebenen Bezugsburstamplitudenwert und des Lesens des an zweiter Stelle auftretenden Servoburstmittels wenigstens teilweise gleichzeitig ausgeführt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 6, mit den weiteren Verfahrensschritten:

Ermitteln der Amplitude des zuerst auftretenden Servoburstmittels (28) in der Nähe der durch die Spurnummer identifizierten Datenspur (n);

Ermitteln, ob die Amplitude anzeigt, daß der Datenwandlerkopf (102; 102a, b, c, d, e) über einer Burstflanke liegt, und wenn ja, Quantisieren der von der zweiten Burstflanke gelesenen Amplitude als einen digitalen Wert; Berechnen eines Feinlagen-Noniuswertes relativ zu der Datenspur (n) auf der Basis des guantisierten digitalen Wertes der ausgewählten Burstflankenamplitude; und Einstellen des Wertes der Spurnummer durch Bezugnahme auf den Feinlagen-Noniuswert, wodurch der digitale radiale Kopfpositionswert für diese Spur (n) und den Sektor vorgesehen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem jedes der Servoburstmittel (28, 32) eine größere Breite hat als die Breite eines Aufzeichnungsspaltes des Datenwandlerkopfes (102; 102a, b, c, d, e) und bei dem der Datenwandlerkopf (102; 102a, b, c, d, e) radial innerhalb der Totzone (DZ) relativ zu einem Servoburstmittel (28, 32) positionierbar ist, wobei die Servoburstmittel (28, 32) so angeordnet sind, daß die Längsflanken mit den Totzonen (DZ) fluchten, mit den weiteren Verfahrensschritten:

Ermitteln, ob die Amplitude des zuerst auttretenden Servoburstmittels (28) anzeigt, daß der Kopf (102; 102a, b, c, d, e) über der Totzone (DZ) liegt, die dem zuerst auftretenden Servoburstmittel (28) zugeordnet ist, und dann Umschalten zu und Ermitteln der Amplitude des an zweiter Stelle auftretenden Servoburstmittels (32), das eine Flanke hat welche zumindest mit der Totzone (DZ) des zuerst auftretenden Servoburstmittels (28) zusammenfällt, und Quantisieren der Amplitude des an zweiter Stelle auftretenden Servoburstmittels (32); und

Berechnen des Feinlagen-Noniuswertes relativ zu der Datenspur (n) auf der Basis des guantisierten Wertes der Flankenamplitude des an zweiter Stelle auftretenden Servoburstmittels (32).

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, mit dem weiteren Verfahrensschritt: Ermitteln der Anzahl der Spuren während eines Suchbetriebsmodus, die zwischen aufeinanderfolgenden Abtastwerten von eingebetteten Sektoren überquert werden, und Begrenzen der Schritte des Quantisierens der Burstflankenainplitude und des Berechnens eines Feinlagen- Noniuswertes auf eine Spurquerungsgeschwindigkeit unter einem vorgegebenen Wert.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem der vorgegebene Wert einer Spurquerungsgeschwindigkeit von fünf Spuren pro Servo-Antastwert entspricht.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei dem der Plattenantrieb mehrere Zonen von Datenspuren aufweist, in denen deren Datenspuren vorgegebene Datensektorlängen und -anzahlen und Datenübertragungsgeschwindigkeiten haben, so daß sich eine optimalere Speicherbitdichte und relative Bewegung zwischen dem Kopf und der Plattenoberfläche ergibt, wobei jeder Servosektor radial über den Bereich der Datenzonen ausgerichtet ist und jeder Servosektor ein Servosynchronisierungsfeld aufweist, welches dem Servoadressen-Markierfeld vorangeht, um eine Master-Zustandsmaschine zu synchronisieren, um einen Lesekanal des Plattenantriebs auf die Datengeschwindigkeit der Servoinformation, welche der Servosektor enthält, einzustellen, und wobei jedem Servosektor ein Datensynchronisierungsfeld folgt, um den Lesekanal auf die Datengeschwindigkeit einer bestimmten Datenzone umzusynchonisieren, an welcher der Datenwandlerkopf vorbeigeht.

20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Plattenantrieb acht Zonen mit Datenspuren aufweist.

21. Platte mit einem Servosektormuster für eine Kopfpositions-Servoschleife eines eingebetteten Sektors, bei der das Nuster für eine konzentrische Datenspur (n) von mehreren Datenspuren folgende Merkmale aufweist:

ein Servosektoradressen-Markierfeld (20) mit einem Magnetfluß-Übergangsmuster, das darin im voraus aufgezeichnet ist, zum Identifizieren des Anfangs des Servosektormusters; und

ein Spurnummernfeld (24) mit einem Magnetfluß-Übergangsmuster, das darin im voraus aufgezeichnet ist, zum Identifizieren der einen Datenspur unter den mehreren Spuren, wobei das Servosektormuster gekennzeichnet ist durch: ein zuerst auftretendes Servoburstmittel (28), das mit einem vorgegebenen Servoburst-Magnetfluß-Übergangsmuster im voraus aufgezeichnet ist und eine Burst-Längsflanke hat, die im wesentlichen deckungsgleich mit einer Spurmittellinie der einen Spur (n) ist, und eine andere Burst- Längsflanke hat, die im wesentlichen deckungsgleich mit einer Mittellinie einer zweiten Spur (n-1) ist, welche unmittelbar neben der einen Spur (n) liegt; und ein an zweiter Stelle auftretendes Servoburstmittel (32), das mit einem vorgegebenen Servoburst-Magnetfluß-Übergangsmuster im voraus aufgezeichnet ist und Burst-Längsflanken hat, die im wesentlichen deckungsgleich mit Spurgrenzen der einen Spur (n) sind.

22. Platte nach Anspruch 21, mit ferner einem an dritter Stelle auftretenden Servoburstmittel (36), das im voraus mit dem vorgegebenen Servoburst-Magnetfluß-Übergangsmuster aufgezeichnet ist und räumlich so angeordnet ist, daß dessen Burstamplitude um 180º phasenverschoben zu dem zuerst auftretenden Servoburstmittel (28) ist, so daß das an dritter Stelle auftretende Servoburstmittel (36) eine Burst-Längsflanke hat, die im wesentlichen deckungsgleich mit der Spurmittellinie der einen Spur (n) ist, und eine andere Burst-Längsflanke hat, die im wesentlichen deckungsgleich mit einer Spurmittellinie einer dritten Spur (n+1) ist, welche unmittelbar neben der einen Spur (n) liegt, wobei die eine Spur (n) zwischen der zweiten Spur (n-1) und der dritten Spur (n+1) liegt.

23. Platte nach Anspruch 21, bei der die Spur (n) eine vorgegebene Spur von ungeradzahligen und geradzahligen Spuren ist und das an zweiter Stelle auftretende Servoburstmittel (32) einen Burst aufweist, der die eine Spur (n) vollständig belegt und dessen beide Burst-Längsflanken im wesentlichen deckungsgleich mit den Spurgrenzen der einen Spur (n) sind.

24. Platte nach Anspruch 23, bei der die Spur (n) eine vorgegebene Spur von ungeradzahligen und geradzahligen Spuren ist und das an zweiter Stelle auftretende Servoburstmittel (32) zwei Bursts aufweist, welche an vorgegebene Spuren der ungeradzahligen und geradzahligen Spuren angrenzen, und bei der sich benachbart gegenüberliegende Burst-Längsflanken der beiden Bursts im wesentlichen dekkungsgleich mit den Spurgrenzen dieser Spur (n) sind.

25. Plattenantriebs-Datenspeichereinrichtung mit einer Kopfpositions-Servoschleife zum Positionieren eines Datenwandlerkopfes relativ zu einer sich drehenden Datenspeicherplatte nach einem der Ansprüche 21 bis 24, bei der das Servosektormuster für jede Spur radial breiter ist als eine radiale Kopfspaltbreite des Datenwandlerkopfes (102; 102a, b, c, d, e).

26. Plattenantriebseinrichtung nach Anspruch 25, bei der der Plattenantrieb mehrere Datenzonen mit Datenspuren hat, wobei deren Datenspuren vorgegebene Datensektorlängen und -nummern und Datenübertragungsgeschwindigkeiten haben, um eine optimalere Speicherbitdichte und relative Bewegung zwischen dem Kopf und der Plattenoberfläche zu erreichen, wobei jeder Servosektor radial über den Bereich der Datenzonen ausgerichtet ist und jeder Servosektor ein Servosynchronisierungsfeld aufweist, das dem Servoadressen- Markierfeld vorangeht, um eine Lesekanaleinrichtung des Plattenantriebs zu der Datengeschwindigkeit der Servoinformation, welche in dem Servosektor vorgesehen ist, zu synchronisieren, und wobei jedem Servosektor ein Datensynchronisierungsfeld folgt, um die Lesekanaleinrichtung auf die Datengeschwindigkeit einer bestimmten Zone umzusynchronisieren, an welcher der Datenwandlerkopf vorbeigeht.

27. Plattenantriebseinrichtung nach Anspruch 26, mit einer frequenz-programmierbaren Freguenzerzeugereinrichtung, die gesteuert durch eine programmierbare Mikrocontrollereinrichtung arbeitet, um programmierbar mehrere codierte Frequenzen zu erzeugen, so daß die mehreren Datenzonen bei unterschiedlichen Datenübertragungsgeschwindigkeiten arbeiten können.

28. Plattenantriebseinrichtung nach Anspruch 26 oder 27, bei der der Lesekanal eine Master-Zustandsmaschine aufweist, welche auf jedes Servosynchronisierungsfeld anspricht, um den Lesekanal zum Lesen des Adressenmarkierfeldes und des Spurnummemfeldes einzustellen und die ferner auf das Datensynchronisierungsfeld anspricht, um den Lesekanal zum Lesen des Datenfeldes einzustellen, welches jedem Servosektor folgt.