DE69129018T2

DE69129018T2 - Gerät zur kopfpositionssteuerung in einem plattenspeichergerät und verfahren zu dessen steuerung

Info

Publication number: DE69129018T2
Application number: DE69129018T
Authority: DE
Inventors: Shuichi Hashimoto; Toshio Negoro; Nobuyuki Suzuki
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1991-06-27
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2011-06-28
Also published as: WO1992011636A1; KR960016496B1; US5844744A; AU641255B2; EP0516854A4; DE69129018D1; EP0516854A1; EP0516854B1; KR927002528A; AU8077591A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kopfpositionierungs-Steuervorrichtung eines Plattenlaufwerks und spezieller eine Schaltung zum Detektieren der Kopfposition, wobei der Kopf in solch einer Richtung angetrieben wird, daß er die Spuren auf der Platte kreuzt und die Positionierungsoperation des Kopfes gesteuert wird.
Ein Plattenlaufwerk, auf welches die vorliegende Erfindung angewandt wird, besteht beispielsweise aus einem Magnetplattenlaufwerk, welches Servodaten liest, die auf einem Plattenmedium aufgezeichnet sind und welches eine Detektion der Kopfposition und eine Steuerung des Laufwerks durchführt, welches auf die Servodaten anspricht, die durch die Ausleseoperation erhalten wurden.
In diesen Jahren wird ein Magnetplattenlaufwerk zunehmend als eine externe Datenspeichervorrichtung verwendet. Einerseits erhöht sich die Nachfrage nach einer großen Kapazität und andererseits die Nachfrage nach kleiner Größe, geringem Preis und hoher Zuverlässigkeit.
Es sei im folgenden ein Stand der Technik unter Hinweis auf Fig. 1 erläutert, die ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Kopfpositionierungs-Steuerschaltung zeigt.
In Fig.1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Magnetplatte; 11 einen Servokopf; 12 einen Schwingspulenmotor; 13 eine Steuerstrom-Detektorschaltung; 14 eine Objektgeschwindigkeit- Generatorschaltung; 15 eine Geschwindigkeit-Detektorschaltung; 16 eine Geschwindigkeitsfehler-Detektorschaltung; 17 eine Positionsfehler-Detektorschaltung; 18 einen Leistungsverstärker; 19 eine Servosignal-Detektorschaltung; 20 eine Spurkreuzung-Impulsgeneratorschaltung, 21 eine Hauptsteuereinheit; 22 eine wählschaltung.
Auf einer Magnetplatte 10 sind Servodaten, die für die Positionierung eines Servokopfes 11 erforderlich sind, aufgezeichnet und zwar zusätzlich zu Daten. Der Servokopf 11 wird dazu verwendet, um Servodaten von der Magnetplatte 10 zu lesen. Ein Schwingspulenmotor 12 erzeugt die Kraft, um sowohl den Servokopf 11 als auch den Datenkopf die Spuren kreuzend zu bewegen.
Eine Servosignal-Detektorschaltung 19 liest Servodaten, die auf der Magnetplatte 10 aufgezeichnet sind, mit Hilfe des Servokopfes 11 und generiert ein Positionssignal, welches die Position des Servokopfes 11 anzeigt.
Eine Geschwindigkeit-Detektorschaltung 15 detektiert eine Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes 11 aus dem Positionssignal, welches durch die Servosignal-Generatorschaltung 19 erzeugt wurde, und aus dem Motortreiberstrom, der durch die Steuerstrom-Detektorschaltung 13 detektiert wurde.
Eine Geschwindigkeitsfehler-Detektorschaltung 16 detektiert den Geschwindigkeitsfehler zwischen der Gegenstandsgeschwindigkeit, die erzeugt wurde und zwar während der groben Steuerung durch eine Objektgeschwindigkeit-Generatorschaltung 14 und anhand der Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes 11, die durch die Geschwindigkeit-Detektorschaltung 15 detektiert wurde, und gibt eine Spannung aus, die von dem Geschwindigkeitsfehler abhängt.
Eine Positionsfehler-Detektorschaltung 17 detektiert den Positionsfehler aus dem Positionssignal, welches während der Fein-Steuerung erzeugt wurde und zwar mit Hilfe der Servo- Signal-Detektorschaltung 19 und eines Motortreiberstroms, der durch die Steuerstrom-Detektorschaltung 13 detektiert wurde, und gibt eine Spannung aus, die von dem Positionsfehler abhängt.
Eine Wählschaltung 22 gibt eine Ausgangsgröße von der Geschwindigkeitfehler-Detektorschaltung während der Grob- Steuerung (Geschwindigkeitssteuerung) aus und zwar an einen Leistungsverstärker 18 mit einem Grob/Fein-Wählsignal von der Hauptsteuereinheit 21 und gibt auch eine Eingangsgröße von der Positionsfehler-Detektorschaltung 17 während der Fein- Steuerung (Positionssteuerung) an den Leistungsverstärker 18 aus.
Der Leistungsverstärker 18 setzt eine Signalspannung, die von der Geschwindigkeitsfehler-Detektorschaltung 16 ausgegeben wurde oder von der Positionsfehler-Detektorschaltung 17 ausgegeben wurde, in ein Stromsignal um und gibt dann dieses Stromsignal an den Schwingspulenmotor 12 aus.
Eine Spurkreuzung-Impulsgeneratorschaltung 20 erzeugt einen Spur-Kreuzungsimpuls, der anzeigt, daß der Servokopf 11 eine Grenze zwischen einer Spur und der nächsten Spur gekreuzt hat, wobei das Positionssignal durch die Servosignal- Detektorschaltung 19 generiert wird.
Die Hauptsteuereinheit 21 führt Verarbeitungen durch wie beispielsweise die Einstellung der Zahl der gekreuzten Spuren, bis der Kopf die Zielspur erreicht, die Initialisierung der Geschwindigkeitssteuerung, die Auswahl der Positionssteuerung aus der Geschwindigkeitssteuerung und die Detektion einer Zahl der verbleibenden Spuren bis zur Zielspur durch Zählen des Spurkreuzungsimpulses usw.
Wenn ein Suchbefehl an die Hauptsteuereinheit 12 von einem Host-Gerät angelegt wird, instruiert die Hauptsteuereinheit 21 die Objektgeschwindigkeit-Generatorschaltung 14 über eine Zahl der verbliebenen Spuren bis hin zur Zielspur. Die Objektgeschwindigkeit-Generatorschaltung 14 erzeugt die am meisten geeignete objektgeschwindigkeit für die Bewegung des Servokopfes zur Zielspur hin.
Ferner sendet die Hauptsteuereinheit 21 nach dem Zählen des Spurkreuzungsimpulses von der Spurkreuzung-Impulsgeneratorschaltung 20 und nach dem Detektieren des Servokopfes 11, der die Zielspur erreicht hat, das Grob/Fein- Wählsignal zu der Wählschaltung 22, um von der Geschwindigkeitssteuerung auf die Positionssteuerung überzuleiten. Wenn der Servokopf 11 an der Zielspur anhält, ist die Suchoperation vervollständigt.
Das Servosystem des herkömmlichen Magnetplattenlaufwerks wurde in bevorzugter Weise durch einzelne Schaltungen gebildet. Daher war eine Reduzierung in der Größe eingeschränkt, die Zuverlässigkeit war ebenfalls schlecht und es zwar schwierig einen niedrigen Preis zu realisieren.
Es war speziell schwierig, die Größe der Schaltungen für die Spurkreuzung-Impulsgeneratorschaltung zu reduzieren, die dafür erforderlich ist, um die Position des Servokopfes zu detektieren, da viele analoge Elemente darin verwendet werden und darüber hinaus diese Spurkreuzung-Impulsgeneratorschaltung einen relativ großen Belegungsbereich im Vergleich zu anderen Schaltungen erfordert. Demzufolge stellt diese Spurkreuzung-Impulsgeneratorschaltung ein Hindernis für die Reduzierung der Größe eines Magnetplattenlaufwerks als Ganzes dar.
Da darüber hinaus die Spurkreuzung-Impulsgeneratorschaltung aus vielen analogen Elementen gebildet ist und speziell einen sehr kostspieligen Komparator benötigt, der einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb sicherstellt, ist es schwierig ein Magnetplattenlaufwerk mit niedrigem Preis zu realisieren. Da darüber hinaus die Spurkreuzung-Impulsgeneratorschaltung einen Komparator verwendet, wie oben erläutert wurde, wird dann, wenn Störsignale einer Ausgangsgröße der Servosignal-Detektorschaltung 19 überlagert werden, ein fehlerhafter Spurkreuzungsimpuls erzeugt und es wird auch der gezählte Wert der Zahl der überkreuzten Spuren fehlerhaft und es kann daher der Servokopf auf eine Spur positioniert werden, die von der Zielspur verschieden ist.
Da ferner die Spurkreuzung-Impulsgeneratorschaltung durch viele analoge Elemente gebildet ist wie beispielsweise einem Komparator, wie oben erläutert wurde, wird die Justierung der Schaltungen mühsam und die Geschwindigkeit der Schaltung kann durch einen Alterungseffekt der analogen Elemente verschlechtert werden, was dann in einer Fehlfunktion resultiert.
Die WO33/04133 offenbart eine Kopf-Positionierungs- Steuervorrichtung, die eine geschätzte Position für die nächste Periode berechnet und dann eine tatsächliche Position für die nächste Periode ableitet, indem ein Fehlersignal zu der geschätzten Position hinzu addiert wird.
Die EP-A-0243821 offenbart eine andere digitale Kopfpositionier-Steuervorrichtung, die ebenfalls die Position für die nächste Sampling-Periode berechnet und zwar mit Hilfe eines Schätzvorganges ohne dem Erfordernis einer Spurkreuzung- Schaltungsanordnung.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kopfpositionier-Steuervorrichtung eines Plattenlaufwerks geschaffen, welches mit einer Platte ausgestattet ist, die eine Vielzahl von Spuren aufweist, in denen Servodaten aufgezeichnet sind, mit einem Servokopf zum Lesen der Servodaten, und mit einem Motor zum Bewegen des Servokopfes in einer Richtung, welche die Spuren auf der Platte kreuzt, wobei die Kopfpositionier-Steuervorrichtung eine erste geschätzte Position des Servokopfes auf der Platte verwendet und eine erste tatsächliche Position des Servokopfes auf der Platte verwendet, um den Servokopf zu der Zielspur hin zu bewegen, wobei die Kopfpositionier-Steuervorrichtung folgendes aufweist: Eine Positionssignal-Generatoreinrichtung zum Erzeugen eines analogen Positionssignals, welches die Position des Servokopfes innerhalb einer Zone anzeigt, die eine vorbestimmte Zahl von aufeinanderfolgenden Spuren enthält, und welche auf die Servodaten anspricht, die von der Platte gelesen wurden;
eine Analog-Zu-Digital-Umsetzeinrichtung zum Umsetzen des analogen Positionssignals, welches von der Positionssignal- Generatoreinrichtung erzeugt wurde, in einen digitalen Wert; eine digitale Verarbeitungseinrichtung, die in aufeinanderfolgenden vorbestimmten Perioden von vorbestimmten konstanten Dauern arbeitet und folgende Funktionen besitzt: Befehligen der Analog-Digital-Umsetzeinrichtung, um den Umset zvorgang durchzuführen;
Berechnen einer Position des Servokopfes in der Zone abhängig von dem umgesetzten digitalen Wert,
Berechnen einer zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes basierend auf der berechneten Position des Servokopfes in der Zone und einer ersten geschätzten Position des Servokopfes, die bei der vorhergehenden Periode berechnet worden ist,
Berechnen einer Bewegungsgeschwindigkeit und einer Bewe gungsstrecke des Servokopfes innerhalb einer momentanen Periode, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit und/oder die Bewegungsstrecke basierend auf der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes und der ersten tatsächlichen Position des Servokopfes berechnet wird, die in der vorhergehenden Periode berechnet worden ist,
berechnen einer zweiten geschätzten Position, die eine Position anzeigt, die der Servokopf schätzungsweise bei der nächsten Periode erreichen wird, und zwar durch Addieren der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes zu der berech neten Bewegungsstrecke des Servokopfes,
Berechnen einer verbliebenen Anzahl von Spuren bis hin zu der Zielspur basierend auf der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes,
Ableiten einer Objektgeschwindigkeit des Servokopfes basierend auf der berechneten verbliebenen Anzahl der Spuren, Berechnen eines Stromwertes zum Antreiben des Motors basierend auf der berechneten Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes und der objektgeschwindigkeit des Servokopfes, und Ausgeben des berechneten Motortreiberstromwertes; und mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines analogen Motortreiberstromsignals durch Umsetzen des Motortreiberstromwertes, der von der digitalen Verarbeitungseinrichtung ausgegeben wurde, in ein analoges Signal.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kopfpositionier-Steuerverfahren eines Plattenlaufwerks geschaffen, welches mit einer Platte ausgestattet ist, die eine Vielzahl von Spuren mit aufgezeichneten Servodaten enthält, einen Servokopf zum Lesen der Servodaten enthält, eine Positionssignal-Generatorschaltung zum Generieren eines analogen Positionssignals aufweist, welches eine Position des Servokopfes innerhalb einer Zone anzeigt, die eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Spuren enthält, welches von dem Servosignal abhängig ist, das durch den Servokopf gelesen wurde; und einen Motor enthält, um den Servokopf in einer Richtung zu bewegen, welche die Spuren auf der Platte kreuzt, wobei nach dem Verfahren eine erste geschätzte Position des Servokopfes auf der Platte und eine erste tatsächliche Position des Servokopfes auf der Platte verwendet werden, um den Servokopf zu einer Zielspur hin zu bewegen; wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Umsetzen des Positionssignals in einen digitalen Wert bei aufeinanderfolgenden vorbestimmten Perioden mit vorbestimmter konstanter Dauer;
Berechnen einer Position des Servokopfes in der Zone basierend auf dem umgesetzten digitalen Wert;
Berechnen einer zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes basierend auf der berechneten Position des Servokopfes in der Zone und einer ersten geschätzten Position des Servokopfes, die in der vorhergehenden Periode berechnet worden war;
Berechnen einer Bewegungsgeschwindigkeit und einer Bewegungsstrecke des Servokopfes innerhalb der Periode, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit und/oder die Bewegungsstrecke basierend auf der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes und der ersten tatsächlichen Position des Servokopfes berechnet wird, die in der vorhergehenden Periode berechnet worden war;
Berechnen einer zweiten geschätzten Position, die eine Position angibt, die der Servokopf bei der nächsten Periode schätzungsweise erreichen wird und zwar durch Addieren der berechneten Bewegungsstrecke und der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes;
Berechnen einer Zahl von verbliebenen Spuren bis hin zur Zielspur basierend auf der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes;
Ableiten einer objektgeschwindigkeit des Servokopfes ba sierend auf der berechneten Zahl der verbliebenen Spuren; und Berechnen eines Stromwertes zum Antreiben des Motors basierend auf der berechneten Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes und der Objektgeschwindigkeit des Servokopfes.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine geringe Größe, einen niedrigen Preis und/oder ein zuverlässigeres Datenlaufwerk umfassen.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auch ein Plattenlaufwerk enthalten, welches weniger analoge Elemente enthält, die in dessen Kopfpositionier-Steuerschaltung verwendet sind.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zum digitalen Detektieren der Position des Kopfes geschaffen, ohne eine Spurkreuzung-Impulsgeneratorschaltung zu benötigen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zum Bewegen des Servokopfes zu einer Zielspur hin von einer momentanen Spur mit Hilfe einer Geschwindigkeitsregelung oder Steuerung geschaffen.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft auch ein neuartiges Verfahren einer digitalen Berechnung der Position des Servokopfes unter Verwendung einer Hochgeschwindigkeits-Arithmetikschaltung, spezieller ein Verfahren zum Berechnen einer geschätzten Position des Servokopfes und zum Berechnen einer realen Position des Servokopfes aus der geschätzten Position und dem Wert eines Servosignals, welches durch den Servokopf gelesen wurde.
Es wird nun im folgenden anhand eines Beispiels auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in welchen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Kopfpositionier-Steuerschaltung eines Magnetplattenlaufwerks ist;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Kopfpositionier- Steuerschaltung eines Magnetplattenlaufwerks der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 3 ein Diagramm ist, welches jeden berechneten Wert einer Kopfpositionier-Steuerschaltung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung eines Datenformats für jeden berechneten Wert zeigt;
Fig. 5 ein Flußdiagramm ist zur Erläuterung der Betriebsweise der Kopfpositionier-Steuerschaltung;
Fig. 6 und Fig.7 Diagramme zeigen, die jeden berechneten Wert veranschaulichen, wenn sich der Kopf bewegt;
Fig. 8 ein Diagramm ist, welches die Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes veranschaulicht, ebenso einen Treiberstrom des Motors und eine Position des Servokopfes während des Suchbetrieb-Modus veranschaulicht; und
Fig. 9 ein Flußdiagramm ist, um ein Verfahren zum Berechnen des Anfangswertes der Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes zu erläutern.
Bei einer Kopfpositionier-Steuerschaltung der vorliegenden Erfindung ist die Zahl der analogen Elemente reduziert und eine Spurkreuzung-Impulsgeneratorschaltung ist nicht mehr erforderlich.
Daher wird die Position des Servokopfes detektiert indem die erzeugten Spurkreuzungsimpulse mit der Spurkreuzungsimpuls-Generatorschaltung gezählt werden, es ist jedoch erforderlich in neuer Weise eine Schaltung vorzuschlagen und auch ein Verfahren zum Detektieren der Position des Servokopfes.
Es wird demzufolge die reale Position des Servokopfes dadurch berechnet, indem digital das Servosignal umgesetzt wird, welches durch den Servokopf gelesen wurde und zwar zu jeder vorbestimmten Zeit und indem eine arithmetische Verarbeitung des digital umgesetzten Wertes mit Hilfe der digitalen Arithmetikschaltung ausgeführt wird. In der Praxis korrigiert die digitale Arithmetikschaltung die geschätzte Position des Servokopfes, die durch den arithmetischen Prozeß auf der Grundlage des digitalen Wertes des Servosignais berechnet worden ist, welches durch den Servokopf gelesen wurde, und berechnet die reale Position des Servokopfes.
Es sei nun eine Ausführungsform der Kopfpositionier- Steuerschaltung nach der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf die Figuren 2 bis 9 erläutert. In Fig.2 ist ein Blockschaltbild der Kopfpositionier-Steuerschaltung nach der vorliegenden Erfindung gezeigt. Fig. 3 zeigt ein Diagramm, welches jeden berechneten Wert veranschaulicht. Fig. 4 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Datenformats von jedem berechneten Wert. Fig. 5 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise der Kopfpositionier-Steuerschaltung. Fig. 6 und Fig.7 sind Diagramme, welche jeden berechneten Wert veranschaulichen, wenn sich der Kopf bewegt. Fig. 8 zeigt ein Diagramm, welches eine Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes während des Suchbetrieb-Modus anzeigt, einen Motortreiber strom anzeigt und auch die Position des Servokopfes. Fig. 9 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Einstellen des Anfangswertes der Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes.

1. Erläuterung in Verbindung mit einem Aufbau einer Kopfpositionier-Steuerschaltung

Ein Aufbau der Kopfpositionier-Steuerschaltung der vorliegenden Erfindung soll nun unter Hinweis auf Fig. 2 erläutert werden. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 30 eine Magnetplatte; 31 einen Servokopf; 32 eine Positionssignal-Generatorschaltung; 33 und 34 einen Analog/Digital- Umsetzer (ADC); 40 eine Hauptsteuereinheit; 50 einen digitalen Signalprozessor (DSP); 61 einen Digital/Analog-Umsetzer (DAC); 62 einen Leistungsverstärker; 63 ein Schwingspulenmotor.
Als eine Magnetplatte 30 können eine Vielzahl von Magnetplattenmedien drehbar mit Hilfe des einen Spindelmotors in Drehung versetzt werden, wobei die einzelne Oberfläche des einen Magnetplattenmediums als die Servoebene verwendet wird und wobei gut bekannte 2-Phasen-Servomuster beispielsweise in jeder Spur auf solch einer Servoebene aufgezeichnet sind. Darüber hinaus wird die Ebene, die von der Servoebene verschieden ist, als die Datenebene für die Datenaufzeichnung verwendet.
Ein Servokopf 31 wird dazu verwendet, um das 2-Phasen- Typ-Servomuster zu lesen, welches auf der Servoebene aufgezeichnet ist und dieser Kopf speist das Servosignal in eine Positionssignal-Generatorschaltung 32 ein.
Die Positionssignal-Generatorschaltung 32 erzeugt ein Positionssignal, welches die Position des Servokopfes 31 basie rend auf dem Servosignal, welches durch den Servokopf 31 gelesen wurde, anzeigt. Dieses Positionssignal ist zusammengesetzt aus zwei Arten von Signalen PosN und PosQ mit einer Abweichung von 90º dazwischen und diese Signale bestehen alle aus analogen Sinuswellensignalen.
ADC 33 und ADC 34 setzen jeweils die analogen Positionssignale PosN und PosQ, die durch die Positionssignal- Generatorschaltung 32 erzeugt wurden, in digitale Signale um und geben dann diese Signale an DSP 50 aus. Darüber hinaus wird die Umsetzung in das digitale Signal von der DSP 50 befehligt, die an späterer Stelle erläutert wird.
DSP 50 korrigiert die geschätzte Position des Servokopfes, berechnet mit Hilfe von arithmetischen Operationen auf der Grundlage der digital umgesetzten Positionssignale PosN und PosQ, um die reale Position des Servokopfes zu berechnen. Danach wird bei der Gelegenheit der Berechnung der geschätzten Position des Servokopfes die Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes aus der vorhergehenden Servokopfposition und der momentanen Servokopfposition berechnet und es wird die nächste Servokopfposition aus der Zeit geschätzt, die für das Berechnen der nächsten Servokopfposition erforderlich ist, und anhand der Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes- Darüber hinaus berechnet DSP 50 einen Stromwert, der an den Motor anzulegen ist, damit der Servokopf auf der gewünschten Spur positioniert werden kann und zwar auf der Grundlage des Unterschiedes zwischen der berechneten Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes und der Soll- Geschwindigkeit abhängig von der verbliebenen Anzahl der Spuren bis hin zur Zielspur.
Solch eine DSP 50 muß eine arithmetische Operation mit hoher Geschwindigkeit realisieren und muß Daten einspeisen oder ausgeben und es wird die Einrichtung TMS 320C25, hergestellt von Texas Instruments beispielsweise als DSP 50 verwendet.
Die DSP 50 der vorliegenden Ausführungsform umfaßt einen Eingangsport 51, einen Ausgangsport 52, ein RAM 53 55 zum Speichern von Koeffizienten für jeden digitalen Wert und für verschiedene digitale Verarbeitungen, und enthält einen Unterbrechungs-Zeitgeber 56 usw.
Der Eingangsport 51 von DSP 50 besitzt Register CylCmd und Svcmd zum Speichern der Zielspur und des Servobefehls, der von den Host-Schaltungen und den Registern PosN und PosQ stammt, um die Werte der digital umgesetzten Positionssignale PosN und PosQ zu speichern. Andererseits besitzt der Ausgangsport 52 von DSP ein Register DrvCur zum Speichern eines Motortreiberstromwertes, der mit Hilfe der arithmetischen Operation von DSP 50 berechnet wurde.
Das RAM von DSP 50 enthält einen Teil 53 zum Speichern von jedem digitalen Wert des digital umgesetzten Positionssignals usw., einen Teil 54 zum Speichern einer Tabellen-D- Kurve der Gegenstandsgeschwindigkeit entsprechend einer Zahl der verbliebenen Spuren, und einen Teil 55 zum Speichern von Koeffizienten von verschiedenen digitalen Verarbeitungen.
DAC 61 führt eine analoge Umsetzung eines Motortreiberstromwertes durch, der in dem Register DrvCur gespeichert ist und asynchron mit DSP 50 zusammenarbeitet, um eine analoge Umsetzung für jede Erneuerung des Eingangswertes zu initialisieren und gibt eine Spannung entsprechend einem Wert des Registers DrvCur aus.
Ein Leistungsverstärker 32 setzt eine Spannung, die von DAC 61 ausgegeben wird, in einen Strom um und gibt diesen an den Schwingspulenmotor 63 aus und legt auch einen Strom zum Antreiben des Schwingspulenmotors an.
Der Schwingspulenmotor 63 bewegt den Servokopf und auch den Datenkopf in der radialen Richtung der Magnetplatte 30, nämlich in solch einer Richtung, die die Spuren kreuzt. Eine Hauptsteuereinheit 40 instruiert über Servobefehle und über die Zielspur und führt darüber hinaus eine Interface-Steuerung zwischen den Host-Steuereinheiten durch und realisiert die Überwachung de Drehsteuerung der Magnetplatte 30.

II. Erläuterung in Bezug auf jeden berechneten Wert in der Schaltung.

Jeder berechnete Wert, der zur Erläuterung der Operationen der Schaltung erforderlich ist, soll nun unter Hinweis auf Fig. 3 erläutert werden. Fig.3 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung jedes berechneten Wertes der Kopfpositionier Steuerschaltung der vorliegenden Ausführungsform. In Fig. 3 wird jeder berechnete Wert angezeigt und zwar zur Vereinfachung der Erläuterung als ein fortlaufendes analoges Signal, wobei jedoch tatsächlich ein digitaler Wert vorliegt, der in dem vorbestimmten Zeitintervall umgesetzt wurde oder ein digitaler Wert vorliegt, der durch DSP 50 berechnet wurde. Jedoch sind PosN und PosQ analoge Signale.
Ferner zeigt in Fig. 3 eine vertikal verlaufende durchgehende Linie die Grenze zwischen den Servospuren an, wobei angegeben wird, daß dann, wenn irgendeines der digital umge setzten Positionssignale PosN und PosQ Null wird, der Servokopf an der Grenze zwischen den Servospuren gelegen ist. Für den Fall, daß der Servokopf an der Grenze der Servospuren gelegen ist, wird der Datenkopf verkettet mit dem Servokopf bewegt und liegt am Zentrum der Datenspur (Auf-Spurbedingung).
Jeder Spur wird fortlaufend eine Spurnummer erteilt. Wenn beispielsweise die Gesamtzahl der Spuren gleich 2048 beträgt, so reicht die Spurzahl von 0 bis 2047.
Auch wird eine Zonennummer in der Einheit von vier Spuren fortwährend erteilt. Wenn beispielsweise die Zahl der Spuren gleich 2048 ist, so reicht die Zonennummer von 0 bis 511. Wie oben dargelegt wurde, wird die Zonennummer in der Einheit von vier Spuren erteilt, da die Positionssignale PosN und PosQ mit den vier Spuren, als eine Periode aufgefaßt, erhalten werden. Wenn nämlich der Servokopf in irgendeiner Zone rela tiv in der gleichen Position gelegen ist, haben die digital umgesetzten Positionssignale PosN und PosQ den gleichen Wert, auch wenn der Servokopf in irgendeiner Zone gelegen ist. PosN und PosQ sind analoge Signale, welche die Position des Servokopfes anzeigen und die Sinuswellenformen können so, wie in Fig.3 gezeigt ist, erhalten werden und zwar in Einklang mit der Position des Servokopfes. Diese Positionssignale PosN und PosQ werden durch die Positionssignal-Generatorschaltung 32 basierend auf den Servodaten erzeugt, die durch den Servokopf 31 gelesen werden. Diese Signale werden dann digital umgesetzt und zwar durch ADC 33 und ADO 34 und werden in die Register PosN und PosQ in DSP 50 eingelesen. Diese Positionssignale PosN und PosQ schaffen eine Abweichung der Phase der 90º zwischen denselben, um eine Diskriminierung in der Bewegungsrichtung des Servokopfes 31 zu erreichen und darüber hinaus, wenn irgendeines der Positionssignale PosN und PosQ Null wird, zeigt es an, daß der Servokopf 31 an der Grenze zwischen Servospuren gelegen ist.
Auch werden die Positionssignale PosN und PosQ periodisch für alle vier Spuren wiederholt und zwar in jeder Zone. Daher liefern die Positionssignale PosN und PosQ relative Positionsinformationen in der Zone, enthalten jedoch keine Zonenin formationen, die zu detektieren sind.
Die Phase zeigt eine Spurzahl in der Zone an, in welcher der Servokopf gelegen ist und kann irgendeinen Wert von 0, 1, 2, 3 aufweisen. Diese Phase kann basierend auf der arithmetischen Operation und dem Vergleich von PosN + PosQ > 0 und PosN - PosQ > 0 erhalten werden, was an späterer Stelle erläutert wird.
PosFine zeigt eine präzise Positionsinformation des Servokopfes in einer Spur an. D.h. die eine Spur wird in 256 Sektionen aufgeteilt und es wird ein Wert, der -0,5 oder grö ßer ist, jedoch unter 0,5 liegt, in der Einheit von 1/256 angezeigt. PosFine kann irgendeinen Wert annehmen basierend auf dem Wert der Phase und zwar unter den Werten von PosN, PosQ, -PosN und -PosQ. Ein Verfahren zum Erhalten von PosFine soll an späterer Stelle erläutert werden, jedoch extrahiert PosFine den linearen Teil des Positionssignals PosN oder PosQ, wie in Fig. 3 gezeigt ist, und erhält einen Wert davon mit Hilfe der arithmetischen Operation, bei einem Gradienten, der in gleichen Richtung verläuft.
RRPoS zeigt eine wirklich gemessene Positionsinformation des Servokopfes in einer bestimmten Zone an und einen Wert, der -0,5 oder größer ist, jedoch unter 3,5 liegt, wird in der Einheit von 1/256 angezeigt. Dieses RRPoS kann dadurch erhalten werden, indem eine Spurnummern-Phase in einer Zone und eine Positionsinformation PosFine in einer Spur addiert werden. Darüber hinaus wird ein Wert von dem tatsächlich gemes senen RRPoS innerhalb einer Zone unregelmäßig, wie in Fig.3 gezeigt ist, jedoch entspricht dieser unregelmäßige Teil der Grenze der Zone.

III. Erläuterung hinsichtlich des Datenformats von jedem berechneten Wert

Im folgenden wird ein Datenformat für jeden berechneten Wert, der in DSP 50 zu verarbeiten ist, unter Hinweis auf Fig.4 erläutert. Jeder berechnete Wert wird in dem RAM 53 innerhalb von DSP 50 und in einem Register gespeichert und jeder berechnete Wert hat irgendeine Datenlänge von 1-Byte, 2- Byte und 4-Byte.
Die oberste Figur von Fig.4 zeigt die maximale Datenlänge an, die innerhalb von DSP 50 zu verarbeiten ist. Daten, die der Spurzahl entsprechen, werden in den oberen zwei Bytes gespeichert. Wenn beispielsweise eine Zahl an Spuren gleich 2048 lautet, wird ein Wert in dem Bereich von 0 bis 2047 gespeichert. Hier zeigt das niedrigste Bit der oberen zwei Bytes eine Ziffer von 1 der binären Zahl an, während das zweitniedrigste Bit eine Ziffer von 2 der binären Zahl anzeigt.
Zwischenzeitlich wird eine Positionsinformation in der Spur in den niederen zwei Bytes gespeichert, d.h. ein Wert unter 1 wird darin gespeichert. Hierbei zeigt das höchste Bit der niedrigen zwei Bytes eine Ziffer von 1/2 der binären Zahl an, während das zweithöchste Bit eine Ziffer von 1/2 einer binären Zahl anzeigt.
In Fig.4 besitzt jeder berechnete Wert irgendeine Datenlänge von 1-Byte, 2-Byte und 4-Byte und die Ziffer von jedem Bit von jedem berechneten Wert wird in vertikaler Richtung ausgerichtet und zwar zur Vereinfachung der Erläuterung. In einer Aufeinanderfolge soll jeder berechnete Wert, der in DSP 50 zu verarbeiten ist, im folgenden erläutert werden.

1 Phase:

zeigt eine Spurzahl innerhalb einer Zone an, wo der Servokopf gelegen ist. Dieser Wert wird durch ein Byte gebildet und erreicht einen digitalen Wert, der irgendeine Größe von 0, 1, 2 und 3 anzeigt.

2 PosFine:

zeigt eine präzise Positionsinformation innerhalb einer bestimmten Spur des Servokopfes an. Dieser Wert wird durch ein Byte gebildet und erreicht einen digitalen Wert in dem Bereich von -128/256 bis +127/256 in der Einheit von 1/256 durch Teilen von einer Spur in 1/256 Teile. Wenn beispielsweise der Servokopf bei der Position gelegen ist, die um 0,25 Spuren zu der Spurenzahl 6 von der Spurzahl 5 hin abweicht, ist PosFine = 0,25. Wenn darüber hinaus der Servokopf an dem Zentrum zwischen der Spurzahl 5 und der Spurzahl 6 gelegen ist, ist PosFine =-05.

3 RRPoS:

zeigt eine tatsächlich gemessene Positionsinforma tion in einer Zone des Servokopfes an. Dieser Wert wird gebildet durch die Spurzahl-Phase innerhalb einer Zone und die Positionsinformation PosFine innerhalb einer Spur. Dieser Wert wird durch zwei Bytes gebildet und kann dadurch berechnet werden, indem die Positionsinformation PosFine innerhalb einer Spur zu den oberen Bytes addiert wird und indem die Positionsinformation PosFine innerhalb einer Spur zu den unteren Bytes addiert wird. Dieser Wert erreicht einen Wert in dem Bereich von 0,5 oder höher, jedoch unter 3,5. Wenn beispielsweise der Servokopf an der Position gelegen ist, die um 0,25 Spuren zu der Spurzahl 5 von der Spurzahl 5 hin abweicht, ist RRPoS = 5. Wenn darüber hinaus der Kopf am Zentrum zwischen der Spurzahl 5 und der Spurzahl 6 gelegen ist, ist RRPoS 5,5.

4 ERPoS:

zeigt eine geschätzte Positionsinformation in einer Zone des Servokopfes an. Dieser Wert bedeutet die Positionsinformation der Ziffern unter vier Spuren einer geschätzten absoluten Position EstLPos, die später erläutert werden soll, und es wird Null für alle Ziffern der vier Spuren oder mehr gespeichert. Dieser Wert wird durch zwei Bytes gebildet und erreicht einen Wert ähnlich der tatsächlich gemessenen Position RPPoS in einer Zone.

5 Abstand:

zeigt einen Positionsfehler an, der gleich ist einer Differenz zwischen der geschätzten Position ERPoS in einer Zone des Servokopfes und einer tatsächlich gemessenen Position RRPoS in einer Zone des Servokopfes. Dieser Wert wird durch zwei Bytes gebildet und erreicht einen Wert, der größer ist als -4,0, jedoch unter 4,0 liegt.

6

zeigt die aktuelle absolute Position des Servokopfes an. Dieser Wert wird durch vier Bytes gebildet. Die oberen zwei Bytes entsprechen einer Spurzahl, während die unteren zwei Bytes eine präzise Positionsinformation in einer Spur anzeigen. Jedoch ist eine aktuelle absolute Position LPos nicht ein aktuell gemessener Wert, sondern ein Wert, der durch Korrigieren einer geschätzten absoluten Position EstLPos erhalten wird, die später erläutert werden soll, basierend auf einer aktuell gemessenen Position RRPoS in einer Zone. Darüber hinaus erreicht die aktuelle absolute Position des Servokopfes, also LPos einen Wert, der beispielsweise -0,5 beträgt oder größer ist, jedoch unter 2047,5 liegt, wenn eine Zahl von Spuren gleich 2048 beträgt.

7 LastLPos:

gibt eine aktuelle absolute Position des Servokopfes während der vorhergehenden Unterbrechungs- Verarbeitung an. Dieser Wert wird durch vier Bytes gebildet wie die aktuelle absolute Position LPos des Servokopfes, die zuvor erläutert wurde, und erreicht einen Wert in einem ähnlichen Bereich.

8 EstLPos:

zeigt eine geschätzte absolute Position des Servokopfes an. Dieser Wert wird durch vier Bytes ähnlichen einer realen absoluten Position LPos gebildet und erreicht einen ähnlichen Wert. Diese geschätzte absolute Position EstLPos kann dadurch erhalten werden, indem die Bewegungsge schwindigkeit des Servokopfes aus der vorhergehenden realen absoluten Position LastSPos und der momentanen realen absoluten Position LPos berechnet wird und indem eine Berechnung basierend auf solch einer Bewegungsgeschwindigkeit ausgeführt wird und auch auf der Grundlage der Zeit, die bis zur vorhergehenden Unterbrechungs-Verarbeitung erforderlich ist. Die berechnete geschätzte absolute Position EstLPos wird während der nächsten Unterbrechungs-Verarbeitung dazu verwendet, um die nächste reale absolute Position des Servokopfes zu berechnen.

9 DiffLPos:

zeigt eine Differenz zwischen der momentanen realen absoluten Position des Servokopfes und der vorhergehenden realen absoluten Position an und auch eine Bewegungsstrecke des Servokopfes von der vorhergehenden Position.

10 Geschwindigkeit:

zeigt eine Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes an, berechnet aus der Bewegungsstrecke DiffLPos des Servokopfes.

11 VelObj:

zeigt eine Objekt-Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes an. Dieser Wert Velobj entspricht der verbliebenen Zahl von Spuren bis hin zur Zielspur und kann dadurch erhalten werden, indem auf eine Geschwindigkeitstabelle Dcurve bezug genommen wird, die in einem RAM 54 in DSP 50 gespeichert ist.

12 ClyDiff:

zeigt eine Zahl der verbliebenen Spuren bis hin zur Zielspur an. Diese Zahl der verbliebenen Spuren ClyDiff kann aus der Differenz zwischen der realen absoluten Position LPos und der Zielspurzahl ClyCmd erhalten werden.
Taskno: zeigt den Zustand der Servosteuereinheit an. Dieser Wert wird nicht durch DSP 50 berechnet, sondern wird in einigen Fällen als ein Flag verwendet, welches durch DSP 50 eingestellt wird. Dieser Wert soll daher an dieser Stelle erläutert werden. Der Grundsteuerzustand umfaßt die Geschwindigkeitssteuerung, die Positionssteuerung und Wieder-Auf- Null-Zurückführs teuerung usw.
Die in einem RAM 53 von DSP 50 gespeicherten Werte wurden oben erläutert und es sollen im folgenden die Register in dem Eingangsport 51 und in dem Ausgangsport 52 ebenfalls erläutert werden.

14 ClyCmd:

zeigt eine Spurzahl der Zielspur an, die von einer Host-Steuereinheit angegeben wurde. Dieser Wert wird durch zwei Bytes gebildet und erreicht beispielsweise einen Wert von 0 bis 2047 im Falle, daß die Zahl der Spuren 2048 beträgt.

15 SvCmd:

ein Servobefehl, der von der Hauptsteuereinheit 40 befehligt wurde, wird gespeichert. Dieser Wert wird durch zwei Bytes gebildet.

16 PosN:

ein Wert, der durch digitales Umsetzen des Positionssignals PosN, erzeugt durch die Positionssignal- Generatorschaltung 32, erhalten wurde, wird gespeichert.

17 PosQ:

ein wert, der durch digitales Umsetzen des Positionssignals PosQ, erzeugt durch die Positionssignal- Generatorschaltung 32, erhalten wurde, wird gespeichert.

18 DrvCur:

ein Treiberstromwert des Schwingspulenmotors 63, der durch DSP 50 berechnet wurde, wird gespeichert.

IV. Erläuterung der Betriebsweise der vorliegenden Ausführungsform

Es wird nun die Betriebsweise der Kopfpositionier- Steuerschaltung dieser Ausführungsform unter Hinweis auf die Figuren 5 (a) (c) erläutert, welche Flußdiagramme zur Erläuterung der Prozesse durch die DSP 50 veranschaulichen. Zum Zwecke der Geschwindigkeitssteuerung und der Positionssteuerung führt die DSP 50 Prozesse in Einklang mit den Flußdiagramme aus, die in Figur 5 (a) (c) gezeigt sind. Die Prozesse, die für die Geschwindigkeitssteuerung oder Geschwindigkeitsregelung ausgeführt werden und die für die Positionssteuerung oder Regelung ausgeführt werden, haben teilweise eine Gemeinsamkeit. Nach der Vervollständigung der gemeinsamen Prozesse diskriminiert DSP 50 die Geschwindigkeitssteuerung oder Regelung oder die Positionssteuerung oder Regelung und verzweigt den Prozeß für die Geschwindigkeitssteuerung oder Regelung oder für die Positionssteuerung oder Regelung.

(Schritt S10)

DSP 50 führt Prozesse aus, die an späterer Stelle erläutert werden und zwar mit einem Intervall von 38 us, die bei einem Unterbrechungs-Zeitgeber 56 voreingestellt sind. Während der Zeitdauer von der vervollständigung dieses Unterbrechungsprozesses bis zur Initialisierung des nächsten Unterbrechungsprozesses diskriminiert DSP 50, ob die berechnete Kopfgeschwindigkeit und berechnete Kopfposition die Übertragungsbedingung auf die Positionssteuerung oder Regelung von der Geschwindigkeitssteuerung oder Regelung aus befriedigt, oder ob ein Befehl von der Hauptsteuereinheit 40 empfangen wurde oder nicht.
Ein Einstellwert von 38 us des Unterbrechungs-Zeitgeber 56 wird voreingestellt, so daß die einzelne Unterbrechungs- Verarbeitung bei dieser Ausführungsform innerhalb einer zeit vervollständigt wird, die kürzer ist als 38 us und die Prozesse, verschieden von dem Unterbrechungsprozeß, in ausreichender Form ausgeführt werden können. Darüber hinaus wird, obwohl an späterer Stelle eine detaillierte Erläuterung folgen soll, im Falle der Berechnung der realen absoluten Position LPos durch Korrigieren der geschätzten absoluten Position EstLPos des Servokopfes basierend auf der tatsächlich gemessenen Position RRToS in einer Zone, ein Wert der berechneten realen absoluten Position LPos nicht garantiert, wenn ein geschätzter Fehler zwischen der geschätzten absoluten Position EstLPos und der aktuellen absoluten Position des Servokopfes (nicht berechnete reale absolute Position LPos) nicht innerhalb von ± 2 Spuren liegt. Daher wird der Unterbrechungs- Zeitgeber 56 so eingestellt, daß der geschätzte Fehler innerhalb von ± 2 Spuren liegt.

(Schritt S11)

DSP 50 befehligt die Initialisierung der Analog-Digital- Umsetzung nach ADC 33 und 34 und speichert die digital umgesetzten Werte der Positionssignale PosN und PosQ in den Registern PosN und PosQ in dem Eingangsport 51.

(Schritte S12 S18)

DSP 50 führt eine Diskriminierung hinsichtlich der Amplituden von PosN und PosQ in vier Arten durch und zwar bei den Schritten S12-S18 und führt die Verarbeitungen durch, die an späterer Stelle erläutert werden sollen, wobei es auf die Ergebnisse der Diskriminierung anspricht, um die Spurzahl Phase und die Positionsinformation PosFine in der Spur in der Zone zu berechnen, wo der Servokopf gelegen ist.
1 Wenn die Bedingungen PosN + PosQ < 0 und PosQ - PosQ < 0 befriedigt werden, wird die Positionsinformation in der Spurinformation PosFine als -PosQ definiert und die Spurzahl in der Zone Phase als 3, was bei dem Schritt S15 erfolgt.
2 Wenn die Bedingungen PosN + PosQ < 0 und PosN - PosQ < 0 befriedigt werden, wird die Positionsinformation in der Spurinformation PosFine als PosN definiert und die Spurzahl in der Zone Phase wird als 0 definiert, was bei dem Schritt S16 erfolgt.
3 Wenn die Bedingungen PosN + PosQ ≥ 0 und PosN - PosQ ≥ befriedigt werden, wird die Positionsinformation in der Spurinformtion PosFine als PosQ definiert und die Spurzahl in der Zone Phase als 1 definiert.
4 Wenn die Bedingungen PosN + PosQ ≥ 0 und PosN - PosQ < 0 befriedigt werden, wir die Positionsinformation in der Spurinformation PosFine als -PosN definiert und die Spurzahl in der Zone Phase als 2 definiert.

(Schritt 519)

DSP 50 berechnet die aktuelle gemessene Position in der Zone des Servokopfes aus der Spurzahl in der Zone Phase und der Positionsinformation in der Zone PosFine und stellt den erhaltenen Wert auf eine Variable RRPoS ein und zwar bei den Schritten S19 und S20. Bei dem Schritt S19 wird die Spurzahl in der Zone Phase zu der Ziffer von einer Spur oder mehr der Variablen RRPoS gespeichert. Bei dieser Zeitsteuerung erreicht die Variable RRPoS lediglich einen Wert von 0, 1, 2 und 3.

(Schritt S20)

DSP 50 addiert die Positionsinformation in der Spur PosFine zu der Positionsinformation unter einer Spur der Variablen RRPoS. Daher erreicht die Positionsinformation in der Zone RRPoS einen Wert von -0,5 oder größer, bleibt jedoch unter 3,5.

(Schritt S21)

DSP 50 extrahiert einen Teil der geschätzten absoluten Position EstLPos entsprechend der Positionsinformation in der Zone und speichert eine geschätzte Position in der Zone für die Variable ERPoS. Diese geschätzte Position in der Zone ERPoS erreicht einen Wert von -0,5 oder höher, bleibt jedoch unter 3,5 wie die aktuell gemessene Position in der Zone RRPoS.

(Schritt S22)

DSP 50 berechnet einen Positionsfehler durch Subtrahieren der aktuell gemessenen Position in der Zone RRPoS von der geschätzten Position in der Zone ERPoS und speichert solch einen Fehler in der Variablen Distance. Ein positionsfehler Distance erreicht einen Wert von -4,0 oder höher bleibt, jedoch unter 4,0.

(Schritte S30 S31)

DSP 50 extrahiert bei den Schritten S30 und S31 einen Teil entsprechend der Zonenzahl der geschätzten absoluten Position EstLPos und speicherte diesen Teil in der Variablen Work für den Auftrag. Zunächst wird bei den Schritt S30 0,5 zu der geschätzten absoluten Position EstLPos hinzuaddiert und es wird das Ergebnis in der variablen Größe Work für den Auftrag gespeichert, da der Startpunkt zum Liefern der Zonenzahl um 0,5 Spuren von dem Startpunkt der absoluten Position abgewichen ist und ein Quotient von 4 der absoluten Position nicht einfach eine Zonenzahl wird, und ein Quotient von 4 des Ergebnisses der Addierung von 0,5 zu der absoluten Position zu einer akkuraten bzw. genauen Zonenzahl wird. In einer Aufeinanderfolge wird bei dem Schritt S21 eine Ziffer unter den vier Spuren der Variablen Größe Work für den Auftrag auf Null gelöscht. Bei dieser Zeitsteuerung wird ein Teil, der der Zo nenzahl der geschätzten absoluten Position EstLPos entspricht, in der variablen Größe Work gespeichert.

(Schritte S32 S36)

DSP 50 korrigiert bei den Schritten S32, 536, die geschätzte absolute Position EstLPos mit der aktuell gemessenen Position in der Zone RRPoS und führt den Prozeß aus, um die reale absolute Position RRPoS zu erhalten. Es ist in diesem Fall als eine Vorbedingung erforderlich, dao ein Fehler zwischen der geschätzten absoluten Position EstLPos und der realen Position innerhalb +2,0 Spuren liegt. Dies ist deshalb so, weil die aktuell gemessene Position RRPoS periodisch in jeder Zone wiederholt wird und DSP 50 die Fähigkeit hat, die Position in der Zone aus der aktuell gemessenen Position RRPoS in der Zone zu erkennen, jedoch die Zonenzahl nicht erkennen kann.
Daher ist die Zonenzahl der aktuellen Position die gleiche wie die Zonenzahl der geschätzten Gesamtposition EstLPos oder erhöht oder vermindert unter der Vorbedingung, daß ein Fehler zwischen der geschätzten absoluten Position EstLPos und der tatsächlichen Position innerhalb von ±2.0 liegt. Diese Diskriminierung wird abhängig von dem Wert des Positions fehlers Distance ausgeführt, der eine Differenz zwischen dem absoluten Wert in der Zone ERPoS und der tatsächlich gemessenen Position in der Zone RRPoS bildet, und es werd4en die Verarbeitungen, die an späterer Stelle beschrieben werden, ebenfalls abhängig von dem Diskriminierungsergebnis ausgeführt.
Wenn der Positionsfehler Distance unter -2,0 liegt, wird 1 von der Ziffer der vier Spuren der Variablen Work subtrahiert, um die Zonenzahl bei dem Schritt S34 um 1 zu dekrementieren. Die Ziffer höher als vier Spuren der Variablen Work entspricht der Zonenzahl.
2 Wenn der Positionsfehler Distance gleich -2 beträgt oder höher liegt, jedoch unter 2 liegt, ist die Variable Work konstant und die Zonenzahl ändert sich nicht.
3 Wenn der Positionsfehler Distance größer ist als 2, wird 1 zu der Ziffer der vier Spuren der Variablen Work addiert, um die Zonenzahl bei dem Schritt S35 um 1 zu inkrementieren.

(Schritt S36)

Die Zonenzahl der realen Position wird fortlaufend in der Variable Work für den Auftrag gespeichert. Die reale absolute Position LPos des Servokopfes wird dadurch berechnet, indem die aktuell gemessenen Position in der Zone RRPoS zu dieser Variablen Work für den Auftrag addiert wird.

(Schritte 37 S40)

DSP 50 beseitigt Störsignale in der Stufe des analogen Signals vor der Digital-Umsetzung der Positionssignale PosN und PosQ und führt den Prozeß aus, um die Stabilität der Servosteuerung zu verbessern, was bei den Schritten S37, S40 erfolgt. Zunächst wird bei dem Schritt S37 ein Positionsfehler, der aus einer Differenz zwischen der realen absoluten Position LPos und der geschätzten absoluten Position EstLPos besteht, in der Variablen Work für den Auftrag bei dem Schritt S37 gespeichert. Danach beurteilt DSP 50, wenn ein Wert der Variablen Work, der einen Positionsfehler anzeigt, welcher größer ist als 1,5 oder unter -1,5 liegt, das Störsignale dem Servosignal überlagert sind, das grundsätzliche dafür verwendet wurde, um die aktuell gemessene Position in der Zone RRPoS zu erhalten. In diesem Fall verwendet DSP 50 bei dem Schritt S40 die geschätzte absolute Position EstLPos selbst als die reale absolute Position LPos und verwendet diese nicht als die reale absolute Position LPos, berechne basierend auf der aktuell gemessenen Position in der Zone RRPoS.
Wenn andererseits ein Wert der Variablen Work, der einen Positionsfehler anzeigt, welcher einen Wert verschieden von demjenigen erreicht hat, der oben angegeben wurde, wird die aktuell gemessenen Position in der Zone RRPoS als richtig oder genau entschieden und es wird die reale absolute Position LPos, berechnet aus der aktuell gemessenen Position in der Zone RRPoS, direkt verwendet. Wenn der Positionsfehler größer ist als 1,5 oder unter -1,5 liegt, beurteilt DSP 50, daß Störsignale dem Servosignal überlagert sind, ein solcher Positionsfehler muß jedoch nicht notwendigerweise immer auf solch einen Wert von 1,5 beschränkt sein.

(Schritt S41)

DSP 50 subtrahiert die vorhergehende reale absolute Position LastLPos von der aktuell gemessenen Position LPos, um eine Bewegungsstrecke DiffLPos des Servokopfes zu berechnen.

(Schritt S42)

DSP 50 berechnet die nächste geschätzte absolute Position Est des Servokopfes als Vorbereitung für den nächsten Unterbrechungsprozeß. Die Berechnung dieser geschätzten absoluten Position EstLPos wird bei dieser Ausführungsform dadurch ausgeführt, indem die Bewegungsstrecke des Kopfes DiffLPos zu der momentanen realen absoluten Position LPos addiert wird. Dies ist die vereinfachteste Position. Wenn angenommen wird, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes unverändert bleibt, da die Unterbrechungszeit einen konstanten Intervall darstellt, kann die nächste geschätzte absolute Position EstLPos des Servokopfes lediglich dadurch berechnet werden, indem die berechnete Bewegungsstrecke DiffLPos des Servokopfes zu der realen absoluten Position LPos des Servokopfes hinzu addiert wird.

(Schritt S43)

DSP 50 definiert die reale absolute Position LPos als die vorhergehende reale absolute Position LastLPos und zwar als Vorbereitung für den nächsten Unterbrechungsprozeß.

(Schritt S50)

DSP 50 entscheidet darüber eine Geschwindigkeitssteuerung oder Regelung oder eine Positionssteuerung bzw. durchzuführen. In der Praxis wird der Stromservoregelzustand auf eine Variable Taskno eingestellt und es wird die Entscheidung getroffen, die Geschwindigkeitssteuerung oder Regelung oder die Positionssteuerung oder Regelung auszuführen, indem auf einen Wert der Variablen Taskno Bezug genommen wird. Die Einstellung dieser Variablen Taskno wird durch DSP 50 in einem Hintergrundprozeß, verschieden von Unterbrechungsprozeß, oder bei dem Schritt S67, der an späterer Stelle erläutert wird, vorgenommen.

(Schritt S51)

DSP 50 führt dann, wenn die Geschwindigkeitssteuerung oder Regelung bei dem Schritt S50 beurteilt bzw. ausgewählt wurde, die Berechnung der Geschwindigkeitssteuerung oder Regelung durch und zwar bei den Schritten S51, S54. Zunächst wird bei dem Schritt S51 ein Tiefpaß-Filterprozeß ausgeführt und zwar in Verbindung mit einem Positionsfehler DiffLPos, um eine Kopfgeschwindigkeit Velocity zu berechnen. Der Tiefpaß Filterprozeß wird mit Hilfe einer Digital-Arithmetik ausgeführt, um ein Hochfrequenzelement zu beseitigen. Obwohl somit die Möglichkeit besteht einen Positionsfehler DiffLPos der Kopfgeschwindigkeit direkt zu verwenden, kann die Servosteuerung bzw. Regelung aufgrund des höher frequenten Elements instabil werden und es wird daher das höher frequente Element beseitigt, um die Servoregelung zu stabilisieren, indem der Tiefpaß-Filterprozeß ausgeführt wird und zwar in Bezug auf den Positionsfehler DiffLPos.

(Schritt S52)

DSP 50 subtrahiert die reale absolute Position LPos von der Zielspurzahl CylCmd, um die verbliebenen Spuren bis hin zur Zielspur CylDiff zu berechnen.

(Schritt 353)

DSP 50 erhält die Objektgeschwindigkeit Velobj dadurch, indem es auf eine Objektgeschwindigkeitstabelle Dcurve Bezug nimmt unter Verwendung der verbliebenen Spuren bis hin zur Zielspur CylDiff als Index.

(Schritt S54)

Ein Stromwert zum Treiben eines Schwingspulenmotors 63 wird aus der realen Geschwindigkeit der Kopfgeschwindigkeit Velocity, berechnet bei dem Schritt S51 und der Objektgeschwindigkeit VelObj, erhalten bei dem Schritt S53 berechnet und wird dann in dem Register Durcur innerhalb des Ausgangsports von DSP 50 gespeichert. Der Motortreiberstrom Drvcur wird mit Hilfe der folgenden Gleichung berechnet.
DrvCur = -Kp*(Gobj*VelObj - Gvel*Velciey)
worin Kp, Gvel, Gobj Koeffizienten sind.
Der Motortreiberstromwert, der in dem Register gespeichert ist, wird an DAC 61 ausgegeben, welches eine Spannung entsprechend einem Eingangswert an einen Leistungsverstärker 62 ausgibt und zwar nach der digitalen Umsetzung eines solchen Eingangswertes. Der Leistungsverstärker 62 gibt einen Strom aus abhängig von solch einer Spannung und zwar an den Schwingspulenmotor 63, um diesen anzutreiben.
V. Erläuterung der Positionssteuerung bzw. Regelung Im folgenden soll die Positionssteuerung bzw. Regelung erläutert werden.
DSP 50 führt eine Verzweigung zu dem Schritt 360 durch, wenn die Positionssteuerung bzw. Regelung bei dem Schritt S50 beurteilt bzw. gewählt wird, und führt den Positions-Steueroder Regelprozeß der Schritte 360 367 durch.

(Schritt S60)

DSP 50 subtrahiert die reale absolute Position LPos von der Zielspur-Position CylCmd, um den Positionsfehler des Servokopfes PosErr zu berechnen.

(Schritt S61)

DSP 50 berechnet IntgrErr durch Ausführen eines Integralprozesses in Verbindung mit dem Positionsfehler PosErr. Dieser Integralprozeß wird zu dem Zweck ausgeführt, um die Schleifenverstärkung im Niedrig-Frequenzbereich zu korrigieren, um eine Dauerabweichung des Regelfehlers bzw. Regelabweichung zu absorbieren.

(Schritt 362)

DSP 50 addiert Intgrerr und Kpp*PosErr und speichert ein Ergebnis bei der Variablen Workl für den Auftrag. Kpp ist ein Voreinstell-Koeffizient.

(Schritt 563)

DSP 50 führt einen Tiefpaß-Filterprozeß in Bezug auf Workl durch und berechnet Work2. Dieser Tiefpaß-Filterprozeß wird ausgeführt, um ein höheres Frequenzelement zu beseitigen, um die Servoregelung zu stabilisieren.

(Schritt 364)

DSP 50 führt einen Phasen-Korrektur-Filterprozeß in Verbindung mit Work2 aus, um Work3 zu berechnen. Dieser Phasenkorrektur-Filterprozeß wird ausgeführt, um in korrekter Weise die Phase zu verzögern oder vorzustellen aufgrund der Differenz der Frequenzbänder

(Schritt S65)

DSP 50 führt einen Sperrfilterprozeß (notch filter process) in Verbindung mit Work3 durch, um einen Motortreiberstromwert Drvcur zu berechnen. Dieser Sperrfilterprozeß wird zu dem Zweck ausgeführt, um eine Vibration des Servokopfes aufgrund der Oszillation des Motortreiberstromes zu verhindern.

(Schritt 366)

DSP 50 beurteilt, ob ein Servobefehl empfangen wurde oder nicht und zwar indem es Bezug nimmt auf das Register SvCmd des Eingangsports 51. Wenn der Servobefehl nicht empfangen wurde, werden bei dem Schritt S70 eine Reihe von Unterbrechungsprozessen vervollständigt und DSP 50 kehrt zu dem Hintergrundprozeß zurück.

(Schritt 567)

Für den Fall, daß DSP 50 den Servobefehl empfangen hat, stellt DSP 50 eine Variable TaskNo ein, welche den Servoregelzustand anzeigt. Danach kehrt DSP 50 auf den Hintergrundprozeß zurück und zwar bei dem Schritt 370.
Die Prozesse gemäß den Schritten 566 und 567 können durch den Hintergrundprozeß von DSP 50 ausgeführt werden. Da jedoch der Hintergrundprozeß immer durch den Unterbrechungsprozeß ausgesetzt wird oder verlängert wird, wird der Empfang des Servobefehls in der letzten Stufe der Positionssteuerung oder Regelung bestätigt, da nämlich nicht garantiert ist, daß der Empfang des Servobefehls zwischen den Unterbrechungsprozessen immer bestätigt wird.
Bei der herkömmlichen Positionssteuerung oder Regelung wird der Prozeß, der den Schritten 560, 565 entspricht, in analogen Schaltungen ausgeführt, jedoch werden bei der vorliegenden Erfindung solche Prozesse mit einem Digitalsignal- Prozessor ausgeführt. Da die Geschwindigkeitssteuerung oder Regelung mit Hilfe des Digitalsignal-Prozessors bei der Erfindung ausgeführt wird, kann die Positionssteuerung oder Regelung ebenfalls durch den Digitalsignal-Prozessor ausgeführt werden.
VII.Erläuterungen in Verbindung mit jedem berechneten Wert während der Bewegung des Servokopfes.
Es sollen unter Hinweis auf Fig.6 und auf Fig.7 Detailprozesse von DSP 50 während der Geschwindigkeitssteuerung oder Regelung erläutert werden.
In diesen Figuren ist die absolute Position des Servokopfes auf der horizontalen Achse aufgetragen, während die aktuell gemessene Position in der Zone RRPoS und der Positionsfehler Distance auf der vertikalen Achse aufgetragen sind. Die Figuren in der oberen Stufe zeigen die aktuell gemessene Position in der Zone RRPoS für die absolute Position des Servokopfes, während die Figuren in der unteren Stufe den Positionsfehler Distance zeigen, der eine Differenz zwischen der geschätzten Position ERPoS in der Zone und der tatsächlich gemessenen Position in der Zone RRPoS für die absolute Position des Servokopfes ist.
Ein Beispiel nach Fig.6 zeigt die reale absolute Position bei dem vorhergehenden Unterbrechungsprozeß von 62,1 und der geschätzten absoluten Position von 72,4. Die geschätzte Position in der Zone ERPoS liegt bei 0,4, die Zonenzahl beträgt 18 und die Spurzahl in der Zone beträgt 0.
Die Figur in der unteren Stufe in Fig.6 zeigt den Positionsfehler Distance für die absolute Position des Servokopfes für den Fall an, daß die geschätzte Position in der Zone ERPoS auf 0,4 gestellt ist. Dieser Positionsfehler Distance wird an der Grenze der Zonen diskontinuierlich, da die aktuell gemessene Position in der Zone RRPoS diskontinuierlich an der Grenze der Zonen wird. Wenn die geschätzte absolute Position und die tatsächlich gemessene Position in der gleichen Zone liegen, liegt der Positionsfehler Distance innerhalb von ±2,0. Wenn darüber hinaus die Zonenzahl vermindert wird, erreicht der Positionsfehler Distance einen Wert kleiner als - 2,0.
Wenn daher der Positionsfehler Distance innerhalb von ±2,0 liegt, ist die Zonenzahl der geschätzten absoluten Position gleich der Zonenzahl der realen Position, die Positionsinformation, welche der Zonenzahl der geschätzten absoluten Position entspricht, wird extrahiert und die reale absolute Position kann dadurch berechnet werden, indem die aktuell gemessene Position in der Zone RRPoS zu solch einer Positionsinformation addiert wird.
Wenn mittlerweile ein Positionsfehler Distance kleiner wird als -2,0, wird die Zonenzahl der realen Position kleiner als die Zonenzahl der geschätzten absoluten Position, es wird die Positionsinformation entsprechend der Zonenzahl der geschätzten absoluten Position extrahiert und die reale absolute Position kann dadurch berechnet werden, indem man 1 von der Zonenzahl subtrahiert und dann die aktuell gemessene Position RRPoS in der Zone dazu addiert.
Darüber hinaus zeigt der strichlierte Bereich A von Fig.6 die reale absolute Position LPos, berechnet durch DSP 50 an. Es ist jedoch auch möglich, daß die reale absolute Position LPos, die durch DSP Soberechnet wurde, nicht genau ist. Daher wird das berechnete LPos nicht als die reale absolute Position verwendet und es wird die geschätzte absolute Position EstLPos als die reale absolute Position LPos verwendet.
Danach zeigt Fig.7 ein Beispiel, bei dem eine Zonenzahl der geschätzten absoluten Position erhöht wird. Bei diesem Beispiel liegt die reale absolute Position bei dem vorhergehenden Unterbrechungsprozeß bei 31,0 und die momentan geschätzte absolute Position bei 38,5. Die geschätzte Position in der Zone ERPoS dieser geschätzten absoluten Position liegt bei 2,5, die Zonenzahl liegt bei 9 und die Spurzahl in der Zone liegt bei 3.
Die untere Figur von Fig.7 zeigt einen Positionsfehler Distance für die absolute Position des Servokopfes für solch einen Fall an, daß die geschätzte Position in der Zone ERPoS auf 2,5 eingestellt ist. Wenn die Zonenzahl der geschätzten absoluten Position gleich ist der Zonenzahl der realen Position, liegt der Positionsfehler Distance innerhalb von +2.0 und, wenn die Zonenzahl der geschätzten absoluten Position erhöht wird, wird ein Positionsfehler Distance größer als 2,0 Zusätzlich zeigt der strichlierte Bereich A in Fig.7 eine Zone an, bei der die Differenz zwischen der geschätzten Gesamtposition und der realen Position zu 1,5 oder größer wird und zwar wie im Fall von Fig.6. Es ist wahrscheinlich, daß DSP 50 eine ungenaue reale absolute Position LPos erzeugt. In diesem Fall wird diese Größe LPos nicht als die reale absolute Position verwendet, sondern es wird die geschätzte absolute Position ERPoS als die reale absolute Position verwendet.

VIII. Erläuterung der Initialisierung der Kopfpositionier Steuerschaltung

Im folgenden soll die Initialisierung einer Kopfpositionier-Steuerschaltung der vorliegenden Erfindung erläutert werden. Es sind nämlich unter der Bedingung, daß die Stromversorgung des Plattenlaufwerks EIN geschaltet wird die Werte für die reale absolute Position LPos des Servokopfes, die geschätzte absolute Position EstLPos, der Positionsfehler DiffLPos zwischen der realen absoluten Position und der geschätzten absoluten Position und die Bewegungsgeschwindigkeit Velocity noch nicht gegeben und es ist daher ein Betrieb der Kopfpositionier-Steuerschaltung gemäß dem Flußdiagramm nach Fig.5 unmöglich.
Aus diesem Grund ist die Kopfpositionier-Steuerschaltung erforderlich und zwar anstelle eines unmittelbaren Startens des Betriebes wie in Fig.5 gezeigt ist, nach Umlegen des Stromversorgungsschalters des Plattenlaufwerks, um eine Initialisierung jedes Wertes durchzuführen.
In der Realität führt, nachdem der Stromversorgungsschalter EIN geschaltet wurde, die Kopfpositionier-Steuerschaltung die Wieder-Auf-Null-Steuerung durch, um den Servokopf auf der Spur mit der Zahl 0 zu lokalisieren. Für diese Wieder-Auf- Null-Steuerung oder Regelung wird die Geschwindigkeitssteuerung oder Regelung ähnlich derjenigen nach dem Flußdiagramm von Fig.5 ebenfalls ausgeführt. Jedoch wird bei dieser Wieder-Auf-Null-Steuerung oder Regelung die Geschwindigkeitssteuerung oder Regelung nicht in Abhängigkeit von der zahl der Spuren bis hin zu der Spur mit der Zahl 0 ausgeführt, sondern es wird die Geschwindigkeitssteuerung oder Regelung lediglich in der Konstantgeschwindigkeit ausgeführt. Bei dieser Wieder-Auf-Null-Steuerung erhält DSP 50 keinerlei Information hinsichtlich der absoluten Position des Servokopfes und besitzt lediglich eine provisorische Position in solch in einem Fall, daß irgendeine Spur so definiert ist, daß die Zahl 0 hat. Wenn die Wieder-Auf-Null-Steuerung vervollständigt ist, wird der Servokopf auf der Spur mit der Zahl 0 in Lage gebracht. Somit kann die absolute Position des Servokopfes dadurch erhalten werden, indem die absolute Position des Servokopfes bei dieser Zeitsteuerung auf Null.
Daher muß die DSP 50 der Kopfpositionier-Steuerschaltung vor dem Starten dieser Wieder-Auf-Null-Steuerung eine Bewegungsgeschwindigkeit Velocity des Servokopfes erhalten. DSP 50 kann die Geschwindigkeitssteuerung oder Regelung bei der Wieder-Auf-Null-Steuerung mit dem Prozeß ausführen ähnlich demjenigen, der in dem Flußdiagramm von Fig.5 angezeigt ist, indem die Bewegungsgeschwindigkeit Velocity des Servokopfes abgeleitet wird. Während dieser Wieder-Auf-Null-Steuerung wird der Servokopflediglich der Geschwindigkeitssteuerung bei einer konstanten Geschwindigkeit unterworfen. Nachdem der Servokopf die Spur mit der Zahl 0 passiert hat, wird ein Schutzband-Aufzeichnen des vorbestimmten Servomusters detektiert um die Geschwindigkeit des Kopfes zu reduzieren und um einen Niedrig-Geschwindigkeitsantrieb in einer Richtung entsprechend der Umkehrdrehung in Hinblick auf die Lage des Servokopfes auf der Spur mit der Zahl 0 zu realisieren. Danach werden die reale absolute Position des Kopfes LPos, die geschätzte absolute Position EstLPos und die vorbestimmte absolute Position LastLPos, die während dieser Zeitsteuerung berechnet wurden, auf Null als Initialisierung gelöscht.
Als nächstes soll ein Verfahren zur Berechnung der Bewegungsgeschwindigkeit Velocity des Servokopfes unter Hinweis auf Fig.9 erläutert werden.

(Schritt 580)

Nachdem der Stromversorgungsschalter des Plattenlaufwerks EIN geschaltet wurde, initialisiert DSP 50 die Prozesse, die an späterer Stelle erläutert werden sollen.

(Schritt 381)

DSP 50 stellt einen Zeitzähler zurück, um den Zählwert auf Null zu stellen. Dieser Zeitzähler führt eine Zähloperation beispielsweise mit Hilfe einer Software durch. Dieser Zeitzähler wird dazu verwendet, um die Periode eines Positionssignals zu messen.

(Schritt S82)

DSP 50 stellt einen Motortreiberstromwert DrvCur als -100 in dem Register innerhalb des Ausgangsports 52 ein. Hierbei hält der Servokopf z.B. an der innersten Ankunftszone einer Magnetplatte an, wenn der Stromversorgungsschalter EIN geschaltet wird. Ein Wert -100 des Motortreiberstromes ist ein Stromwert zum Antreiben des Servokopfes zur Innenseite hin und er ist ausreichend kleiner als der Wert zum Treiben des Servokopfes mit der maximalen Beschleunigung.

(Schritt 383)

DSP 50 wartet auf die Periode von 100 ms. Diese Periode wird mit Hilfe eines anderen Zeitgebers gemessen, verschieden von dem Zeitgeberzähler, der oben erläutert wurde. Zusätzlich ist die Periode von 100 ms für den Servokopf ausreichend, damit er zur inneren Seite der Magnetplatte hin bewegt werden kann und auch für eine Betätigungsvorrichtung ausreichen, um den Servokopf zu bewegen, damit er einen Druckkontakt mit einem mechanischen Anschlag erreicht, der keine weitere Bewegung zuläßt. Wenn natürlich das Plattenlaufwerk normal ist, stoppt der Servokopf an der Landezone der Magnetplatte, wenn die Stromversorgung nicht zugeführt wird. Jedoch stoppt der Servokopf nicht an der Landezone (landing zone) aufgrund irgendeiner externen Kraft oder eines anderen Fehlers und daher kann er beispielsweise an der Außenseite der Magnetplatte plaziert werden. Daher ist die Zeitdauer von 100 ms für den Servokopf ausreichend, um die innerste Seite der Magnetplatte von irgendeiner Position aus zu erreichen.

(Schritt 384)

DSP 50 stellt einen Motortreiber-Stromwert DrvCur als 100 in einem Register in dem Ausgangsport 52 ein. Dieser Motortreiberstromwert 100 wird dazu vorgesehen, um den Servokopf zu der Außenseite der Magnetplatte hin zu bewegen. D.h. der Servokopf wird einmal an der innersten Seite plaziert und wird dann zu der Außenseite der Magnetplatte hin bewegt.

(Schritt 385)

DSP 50 wartet auf eine Zeitdauer bzw. Periode von 20 ms. Diese Periode wird mit Hilfe eines anderen Zeitgebers gemessen, der verschieden ist von dem Zeitgeberzähler, der oben erläutert wurde, wie dies bei dem Schritt 383 dargelegt wurde. Darüber hinaus ist die Zeitperiode von 20 ms dafür vorgesehen bzw. bestimmt, um dem Servokopf eine vorbestimmte Geschwindigkeit zu erteilen. Danach berechnet DSP 50 die Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes durch Probeentnahme eines Positionssignals. D.h. die oben genannte Zeitdauer oder Periode wird so eingestellt, daß der Servokopf an der Position plaziert wird, die in ausreichender Weise vor der äußersten Position der Magnetplatte gelegen ist.

(Schritt 586)

DSP 50 stellt einen Motortreiber Stromwert Drccur auf bei einem Register in dem Ausgangsport 52 ein. Dadurch wird ein Motortreiberstrom Null und der Motor bewegt sich mit seiner Trägheit. Bei dem an späterer Stelle zu erläuternden Schritt berechnet DSP 50 die Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes durch Probeentnahme eines Positionssignals.

(Schritt 387)

DSP 50 befehligt eine Digital-Umsetzung des Positionssignals PosN. Ferner kann das digital umzusetzende Signal das Signal PosQ sein. Irgendeines von diesen wird digital umgesetzt.

(Schritt S88)

DSP 50 beurteilt, ob ein digital umgesetzter Wert Null beträgt oder nicht und kehrt zu dem Schritt 587 zurück, wenn der Wert nicht Null ist und wiederholt dann den Prozeß des Schrittes S87, bis der digital umgesetzte Wert zu Null wird.

(Schritt S89)

DSP 50 startet den Zeitgeber-Zähler, wenn das Positionssignal PosN zu Null wird.

(Schritt 390)

DSP 50 befehligt danach die digitale Umsetzung des Positionssignals PosN.

(Schritt S91)

DSP 50 beurteilt, ob ein digital umgesetzter Wert Null ist oder nicht und kehrt dann zu dem Schritt 389 zurück, wenn der Wert nicht Null ist und wiederholt dann den Prozeß des Schrittes 389, bis der digital umgesetzte Wert zu Null wird.

(Schritt 392)

DSP 50 taktet den Zeitgeber-Zähler. Dieser Zeitgeber Zähler zählt die Periode, während das Positionssignal PosN zu Null wird und zwar erneut von der vorhergehenden Null an. Andererseits bedeutet, wie dies aus Fig.3 hervorgeht, wenn das Positionssignal von der vorhergehenden Null zu Null wird, daß der Servokopf sich um zwei Spuren bewegt hat.

(Schritt S93)

DSP 50 berechnet die Bewegungsgeschwindigkeit des Servo kopfes. Die Bewegungsstrecke des Servokopfes beträgt zwei Spuren und der Abstand der zwei Spuren ist im voraus bestimmt. Da darüber hinaus die Zeit, die zum Bewegen über diese zwei Spuren hinweg erforderlich ist, gemessen wird, kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes berechnet werden.
Ein Wert der Bewegungsgeschwindigkeit Velocity des Servokopfes kann aus den oben erläuterten Prozessen berechnet werden.
Danach berechnet DSP 50 die aktuell gemessene Position in der Zone RRPoS und verwendet diesen Wert RRPoS als provisorische Position LPos des Servokopfes. Da nämlich die absolute Position des Servokopfes detektiert werden kann, bis der Servokopf auf der Spur der Zahl 0 durch die Wieder-Auf-Null- Steuerung plaziert wird, kann die aktuell gemessene Position in der Zone RRPoS des Servokopfes, wenn die Geschwindigkeit berechnet wird, als provisorische absolute Position LPos des Servokopfes verwendet werden.
Danach betrachtet DSP 50 die provisorische absolute Position LPos des Servokopfes als die vorhergehende reale absolute Position LastLPos des Servokopfes.
In einer Aufeinanderfolge erhält DSP 50 eine Bewegungsstrecke des Servokopfes durch Multiplizieren der Bewegungsgeschwindigkeit Velocity des Servokopfes, berechnet bei dem Schritt 393, mit der Zeit, bis zum nächsten Unterbrechungs prozeß, addiert die Bewegungsstrecke des Servokopfes zu der provisorischen realen absoluten Position LPos, um die geschätzte absolute Position EstLPos des Servokopfes bei dem nächsten Unterbrechungsprozeß zu berechnen. Jedoch ist diese geschätzte absolute Position EstLPos ebenfalls eine provisorische Position.
Bei den oben erläuterten Prozessen wurde jegliche erforderliche Information für die Geschwindigkeitssteuerung oder Regelung eingestellt. Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit Velocity des Servokopfes berechnet wird, bewegt sich der Servokopf mit seiner Trägheit zu der Außenseite hin und DSP 50 führt eine Überführung auf die Wieder-Auf-Null-Steuerung oder Regelung durch.
DSP 50 führt die Geschwindigkeitssteuerung ähnlich derjenigen durch, wie sie in dem Flußdiagramm von Fig.5 gezeigt ist und zwar während des Wieder-Auf-Null-Einstellprozesses. Jedoch wird die Objektgeschwindigkeit abhängig von der verbliebenen Zahl der Spuren nicht geändert und die Objektgeschwindigkeit ist konstant.
Wenn danach die Wieder-Auf-Null-Steuerung vervollständigt wird und der Servokopf an der Position der Spur mit der Spurzahl 0 zu liegen kommt, setzt DSP 50 die Werte der realen absoluten Position LPos, der geschätzten absoluten Position EstLPos und der vorhergehenden realen absoluten Position LastLPos in die absolute Position um, indem diese Werte auf Null gestellt werden.
DSP 50 führt in einer Aufeinanderfolge die Positions steuerung in der Spur durch, welche die Spurzahl 0 besitzt und wartet auf den Empfang des Servobefehls. Diese Positionssteuerung wird in Einklang mit dem Flußdiagramm durchgeführt, welches in Fig.5 gezeigt ist.

IX. Erläuterung der Kopfgeschwindigkeit und des Motortreiberstroms bei der Geschwindigkeitssteuerung.

Es werden unter Hinweis auf Fig.8 praktische Signale und berechnete Werte für die Geschwindigkeitssteuerung mit Hilfe der Kopfpositionier-Steuerschaltung der vorliegenden Erfindung erläutert. In dieser Figur sind alle Zeitachsen auf der horizontalen Achse aufgetragen.
Die Größe Velocity gibt die Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes während der Geschwindigkeitssteuerung an. In der Figur gibt eine strichlierte Linie die Objektgeschwindigkeit VelObj an.
PADrv gibt ein Ausgangsspannungssignal von DAC61 während der Geschwindigkeitssteuerung an. Dieser Wert besteht aus einem Spannungssignal, welches durch analoge Umsetzung in der DAC 61 eines Devour erhalten wird, der durch DSP 50 berechnet wurde.
PosFine gibt ein Positionssignal in der Spur an, welches von DSP 50 während der Suchoperation berechnet wurde. Dieser Wert besteht aus einem arithmetischen Wert, der auf der Grundlage des Servosignals berechnet wird, welches durch den Servokopf gelesen wurde.
LPos zeigt eine absolute Position des Servokopfes während der Suchoperation an. Dieser Wert besteht aus einem arithmetischen Wert, der durch DSP 50 berechnet wurde. Dieser Wert schlägt vor, daß der Servokopf sich zu der Zielspurposition von der momentanen Spurposition aus hin bewegt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde erläutert, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieser Ausführungsform beschränkt und ermöglicht irgendeine Änderung oder Abwandlung derselben lediglich im Rahmen der anhängenden Ansprüche.

[Wirkung der Erfindung]

Die vorliegende Erfindung schafft ein klein bemessenes Plattenlaufwerk, da analoge Elemente beseitigt, speziell eine Spurkreuzung-Impulsgeneratorschaltung, die einen großen Montagebereich von der Kopfpositionier-Steuerschaltung des Plattenlaufwerks beansprucht.
Darüber hinaus schafft die Erfindung ein Plattenlaufwerk mit niedrigen Kosten, da keine kostspieligen analogen Elemente verwendet werden. Zusätzlich schafft die vorliegende Erfindung ein Plattenlaufwerk, welches keine Anderung durch Alterung der Schaltungen zeigt und welches eine verbesserte Zuverlässigkeit besitzt, da die Kopfpositionier-Steuerschaltung durch digitale Schaltungen gebildet ist.
Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein Plattenlaufwerk, welches die Fähigkeit besitzt die genaue absolute Position des Servokopfes zu berechnen, und welches einen Suchfehler gemäß einem fehlerhaften Suchvorgang der Spuren verhindert, da Störsignale digital während der digitalen Berechnung der Servokopfposition eliminiert werden können für den Fall, daß ein Störsignalelement dem Servosignal überlagert ist, welches durch den Servokopf gelesen wurde.

Claims

1. Kopfpositionier-Steuergerät eines Plattenlaufwerks, welches mit einer Platte mit einer Vielzahl von Spuren ausgestattet ist, in denen Servodaten aufgezeichnet sind, mit einem Servokopf (31) zum Lesen der Servodaten, und einem Motor (63) zum Bewegen des Servokopfes in einer Richtung, welche die Spuren auf der Platte kreuzt, wobei das Kopfpositionier- Steuergerät eine erste geschätzte Position des Servokopfes auf der Platte und eine erste tatsächliche Position des Servokopfes auf der Platte verwendet, um den Servokopf zu einer Zielspur zu bewegen, wobei das Kopfpositionier-Steuergerät folgendes aufweist:

eine Positionssignal-Generatoreinrichtung (32) zum Erzeugen eines analogen Positionssignals, welches die Position des Servokopfes innerhalb einer Zone anzeigt, die eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Spuren enthält, abhängig von den Servodaten, die von der Platte gelesen wurden; eine Analog-Zu-Digital-Umsetzeinrichtung (33, 34) zum Umsetzen des analogen Positionssignals, welches durch die Positionssignal-Generatoreinrichtung erzeugt wurde, in einen digitalen Wert;

eine Digital-Verarbeitungseinrichtung (50), die in aufeinanderfolgenden vorbestimmten Perioden mit vorbestimmter konstanter Dauer arbeitet und die folgenden Funktionen besitzt:

Befehligen der Analog-Digital-Umsetzeinrichtung zur Durchführung der Umsetzung,

Berechnen einer Position des Servokopfes in der Zone abhängig von dem umgesetzten digitalen Wert,

Berechnen einer zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes basierend auf der berechneten Position des Servokopfes in der Zone und einer ersten geschätzten Position des Servokopfes, die in der vorhergehenden Periode berechnet worden war,

Berechnen einer Bewegungsgeschwindigkeit und einer Bewegungsstrecke des Servokopfes innerhalb einer laufenden oder momentanen Periode, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit und/oder die Bewegungsstrecke basierend auf der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes und der ersten tatsächlichen Position des Servokopfes, die in der vorhergehenden Periode berechnet worden war, berechnet wird,

Berechnen einer zweiten geschätzten Position, die eine Position angibt, die geschätztermaßen der Servokopf bei der nächsten Periode erreichen wird, durch Addieren der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes und der berechneten Bewegungsstrecke des Servokopfes,

Berechnen einer verbliebenen Anzahl der Spuren bis hin zu einer Zielspur basierend auf der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes,

Ableiten einer Objektgeschwindigkeit des Servokopfes basierend auf der berechneten verbliebenen Zahl der Spuren;

Berechnen eines Stromwertes zum Treiben des Motors basierend auf der berechneten Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes und der Objektgeschwindigkeit des Servokopfes, und

Ausgeben des berechneten Motortreiberstromwertes; und

eine Einrichtung (61, 62) zum Erzeugen eines analogen Motortreiberstrom-Signals durch Umsetzen des Motortreiberstromwertes, der von der Digital-Verarbeitungseinrichtung ausgegeben wurde, in ein analoges Signal.

2. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Digital-Verarbeitungseinrichtung dafür ausgebildet ist sowohl die Bewegungsgeschwindigkeit als auch die Bewegungsstrecke basierend auf der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes und der ersten tatsächlichen Position des Servokopfes zu berechnen.

3. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Digital-Verarbeitungseinrichtung dafür ausgebildet ist, die Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes dadurch zu berechnen, indem digital eine Tiefpaßfilterung der berechneten Bewegungsstrecke des Servokopfes durchgeführt wird.

4. Gerät nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Digital-Verarbeitungseinrichtung dafür ausgebildet ist, um die zweite tatsächliche Position des Servokopfes basierend auf der ersten geschätzten Position des Servokopfes zu korrigieren.

5. Gerät nach Anspruch 4, bei dem die Digital-Verarbeitungseinrichtung dafür ausgebildet ist, um die zweite tatsächliche Position des Servokopfes durch folgende Maßnahmen zu korrigieren:

Berechnen eines geschätzten Fehlers durch Subtrahieren der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes von einer ersten geschätzten Position des Servokopfes,

Festlegen der ersten geschätzten Position des Servokopfes als die zweite tatsächliche Position des Servokopfes, wenn der berechnete geschätzte Fehler einen vorbestimmten Wert überschreitet, und

unverändert lassen der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes, wenn der berechnete geschätzte Fehler kleiner ist als der vorbestimmte Wert.

6. Gerät nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Einrichtung zum Erzeugen des Motortreiberstromes folgendes aufweist:

eine Digital-Zu-Analog-Umsetzeinrichtung (61) zum Erzeugen eines analogen Spannungssignals durch Umsetzen des Motortreiberstromwertes, der von der Digital-Verarbeitungseinrichtung ausgegeben wurde, in ein analoges Signal; und

eine Verstärkereinrichtung (62) zum Zuführen eines Stromes zu dem Motor durch Umsetzen des Spannungssignals in ein Stromsignal.

7. Kopfpositionier-Steuerverfahren für ein Plattenlaufwerk, welches mit einer Platte (30) ausgestattet ist, die eine Vielzahl von Spuren aufweist, in denen Servodaten aufgezeichnet sind, mit einem Servokopf (31) zum Lesen der Servodaten, einer Positionssignal-Generatorschaltung (32) zum Erzeugen eines analogen Positionssignals, welches eine Position des Servokopfes innerhalb einer Zone anzeigt, die eine vorherbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Spuren enthält, abhängig von dem Servosignal, welches durch den Servokopf gelesen wurde; und mit einem Motor (63) zum Bewegen des Servokopfes in der Richtung, welche die Spuren auf der Platte kreuzt, wobei das Verfahren eine erste geschätzte Position des Servokopfes auf der Platte und eine erste tatsächliche Position des Servokopfes auf der Platte verwendet, um den Servokopf zu einer Zielspur hin zu bewegen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Umsetzen des Positionssignals in einen digitalen Wert in aufeinanderfolgenden vorbestimmten Perioden mit vorbestimmter konstanter Dauer (Schritte S10 S11);

Berechnen einer Position des Servokopfes in der Zone basierend auf dem umgesetzten digitalen Wert (Schritte S12 S20);

Berechnen einer zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes basierend auf der berechneten Position des Servokopfes in der Zone und einer ersten geschätzten Position des Servokopfes, die in der vorhergehenden Periode berechnet worden war (Schritte S21 S36);

Berechnen einer Bewegungsgeschwindigkeit und einer Bewegungsstrecke des Servokopfes innerhalb der Periode (Schritte S41, S51), wobei die Bewegungsgeschwindigkeit und/oder die Bewegungsstrecke basierend auf der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes und der ersten tatsächlichen Position des Servokopfes, die bei der vorhergehenden Periode berechnet worden war, berechnet wird;

Berechnen einer zweiten geschätzten Position, die eine Position anzeigt, welche der Servokopf geschätztermaßen bei der nächsten Periode erreichen wird, durch Addieren der berechneten Bewegungsstrecke und der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes;

Berechnen einer Zahl der verbliebenen Spuren bis hin zur Zielspur basierend auf der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes (Schritt S52);

Ableiten einer Objektgeschwindigkeit des Servokopfes basierend auf der berechneten Zahl der verbliebenen Spuren (Schritt S53); und

Berechnen eines Stromwertes zum Treiben des Motors basierend auf der berechneten Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes und der Objektgeschwindigkeit des Servokopfes (Schritt S54).

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem sowohl die Bewegungsgeschwindigkeit als auch die Bewegungsstrecke basierend auf der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes und der ersten tatsächlichen Position des Servokopfes berechnet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Bewegungsgeschwindigkeit des Servokopfes dadurch berechnet wird, indem auf digitale Weise eine Tiefpaßfilterung der berechneten Bewegungsstrecke des Servokopfes durchgeführt wird.

10. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 9, ferner mit einem weiteren Schritt gemäß einer Korrektur der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes basierend auf der ersten geschätzten Position des Servokopfes.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt der Korrektur der zweiten tatsächlichen Position des Servokopfes in der folgenden Weise durchgeführt wird:

12. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 11, ferner mit den folgenden Schritten:

Erzeugen eines analogen Spannungssignals durch Umsetzen des Motortreiberstromwertes in ein analoges Signal; und Zuführen eines Stromes zu dem Motor durch Umsetzen des Spannungssignals in ein Stromsignal.