DE69224586T2

DE69224586T2 - Spindelsynchronisationssteuerungssystem

Info

Publication number: DE69224586T2
Application number: DE69224586T
Authority: DE
Inventors: Eisaku Takahashi
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-10-31
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2012-10-31
Also published as: EP0540354A3; EP0540354A2; KR960011299B1; EP0540354B1; US5497277A; JPH0828037B2; DE69224586D1; KR930008585A; JPH05128719A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Spindel-Synchronisationssteuereinrichtung, um einzelne Spindel-Motore synchron in Drehung zu versetzen wie beispielsweise eine Vielzahl von Magnetplatten-Laufwerken, die parallel mit einem Host- Computer verbunden sind.
Es entstand kürzlich ein Trend nach einem Bedarf, um bei einem Computersystem eine große Datenmenge mit hoher Geschwindigkeit zu übertragen und es sind daher Speicherlaufwerke wie beispielsweise Magnetplattenlaufwerke auch dafür erforderlich, um große Datenmengen mit hoher Geschwindigkeit zu übertragen, um Daten mit einem Host-Computer auszutauschen.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Im allgemeinen ist bei einer einzelnen Einheit eines Magnetplattenlaufwerks die Datentransfergeschwindigkeit durch die Rotationsgeschwindigkeit eines Motors beschränkt, der eine Magnetplatte als ein Aufzeichnungsmedium in Drehung versetzt. Wenn demzufolge beabsichtigt wird, eine hohe Betriebsgeschwindigkeit dadurch zu erzielen, indem die Datenübertragungsgeschwindigkeit erhöht wird, ist es erforderlich Lese/Schreib-Operationen parallel auszuführen, indem eine Vielzahl von Plattenlaufwerken gleichzeitig angetrieben werden, die als ein Platten-Array-Laufwerk bezeichnet werden. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt werden in Einklang mit einem Befehl von einem Host-Computer die Spindelmotore von Magnetplattenlaufwerken wie beispielsweise ein Platten-Array-Laufwerk, die mit dem Host-Computer parallel verbunden sind, synchron in Drehung versetzt, so daß es möglich wird, einen parallelen Datentransfer durchzuführen.
Diese Funktion wird allgemein als eine Spindel-Synchronisation bezeichnet.
Die Spindel-Synchronisation wird dazu verwendet, um einen Spindelmotor zu steuern, um einen Bezugsindex von einem Computersystem mit einem Medium-Index zu synchronisieren, der in einer Mediumindex-Generatorschaltung generiert wird.
Der Bezugsindex besteht aus einem Bezugssignal, welches von dem Host-Computer zu einer Magnetplatte gesendet wird, um die Drehung des Plattenmediums zu synchronisieren. Der Mediumindex besteht aus einem Signal, welches dazu verwendet wird, um einen Index zu reproduzieren und zu erzeugen, der in dem Plattenmedium gespeichert ist, und um mit dem oben erwähnten Bezugssignal in Übereinstimmung zu gelangen.
Es tritt dann, wenn Daten auf einem Plattenmedium durch Bewegen eines Magnetkopfes für eine Lese/Schreib-Operation auf der Magnetplatte gesucht werden, wenn ein normaler Suchvorgang aufgrund einer Störung oder aufgrund von Sprüngen auf dem Plattenmedium nicht erzielt werden kann, ein Suchfehler auf und das Magnetplattenlaufwerk gelangt in einen seltenen ungesteuerten Status, in welchem es nicht sicher ist, wo der Magnetkopf gelegen ist. Wenn aufgrund dieses Suchfehlers der Mediumsindex anormal wird, gelangt das Laufwerk für sich aus der Steuerung heraus und es wird dadurch die Spindel- Synchronisationsfunktion anormal. Demzufolge ist ein Spindel- Steuersystem erforderlich, welches die Fähigkeit hat eine normale Spindel-Synchronisation durchzuführen und zwar selbst im Falle des Auftretens eines Fehlers wie beispielsweise eines Suchfehlers.
Als ein herkömmliches Spindel-Synchronisations-Steuersystem ist beispielsweise eines bekannt, welches in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist.
In Fig. 2 ist bei IA ein Bezugsindex angezeigt, der von dem Host-Computer zu dem Magnetplattenlaufwerk gesendet wird. Ein Zählwert entsprechend einer Generierungs-Zeitsteuerung des Bezugsindexes IA ist in einem Bezugs-Index-Register des Magnetplattenlaufwerks gespeichert.
Bei IB ist ein Medium-Index angezeigt, der in einer Mediumindex-Generatorschaltung in Einklang mit einem Servosignal von einem Servokopf erzeugt wird. Ein Zählwert entsprechend einem Erzeugen des Medium-Index IB wird in einem Medium- Index-Register gespeichert.
Bei a ist der Zählwert des Bezugs-Index IA angezeigt, der in dem Bezugs-Index-Register gespeichert ist, und mit b ist der Zählwert des Medium-Index IB angezeigt, der in dem Medium-Index-Register gespeichert ist.
Ferner ist bei A ein Zyklus des Bezugs-Index IA und des Medium-Index IB angezeigt, und bei B ist ein Halb-Zyklus des Bezugs-Index IA und der Medium-Index IB angezeigt. Bei D ist ein Offset-Wert des Medium-Index IB relativ zu dem Bezugs- Index IA angezeigt, und bei C ist eine Phasendifferenz zwischen dem Bezugs-Index IA und dem Medium-Index ID angezeigt.
Ein Steuerwert (PWM-Signal) wird berechnet und wird beim Steuern des Spindelmotors verwendet und zwar gemäß oder in Beziehung zu einem Flußdiagramm, welches in Fig.1 gezeigt ist.
In Fig. 1 wird bei dem Schritt S1, wenn der Zählwert des Bezugs-Index IA in dem Bezugs-Index-Register gespeichert ist, der Zählwert a an eine MPU ausgegeben, die ihrerseits das Vorhandensein oder Fehlen des Bezugs-Index IA diskriminiert. Wenn der Bezugs-Index IA vorhanden ist, wird Err dadurch berechnet, indem a von b bei dem Schritt S2 subtrahiert wird. Err ist in Fig.2 durch D wiedergegeben und besteht aus einem Offset-Wert. Der Wert Err ist immer ein negativer Wert, da er unter Verwendung des Ausdruckes (b-a) berechnet wird.
Bei dem Schritt S3 wird diskriminiert, ob ein absoluter Wert von Err nicht kleiner ist als der Wert B entsprechend dem Halb-Zyklus des Plattenmediums. Wenn ABS (Err)< B, gelangt diese Routine zu dem Schritt S8, wo ABS "absolut" bezeichnet.
Wenn ABS (Err) ≥ B, wird der Wert B, der dem Halb-Zyklus entspricht, zu dem Wert Err addiert und der dadurch erhaltene Wert wird als ein neuer Wert Err eingestellt.
Es wird bei dem Schritt S5 diskriminiert, ob ein absoluter Wert Err nicht kleiner ist als der Wert B. Wenn ABS (Err) ≥ B, gelangt diese Routine zu dem Schritt S3 und zwar nach dem Addieren des Wertes B zu dem Wert Err.
Wenn ABS (Err) < B bei dem Schritt S5 ist, wird der Wert B zu dem Wert Err hinzu addiert. Mit anderen Worten wird die Phasendifferenz, die in Fig.2 bei C angezeigt ist, erhalten.
Die Schritte S3 bis S7 zeigen einen Prozeß zum Bestimmen, ob der Spindelmotor beschleunigt werden sollte oder verzögert werden sollte und zwar durch Vergleichen von ABS (Err) mit dem Wert B. Spezieller gesagt wird der Spindelmotor verzögert, wenn ABS (Err) ≥ B, und wird beschleunigt, wenn ABS (Err) < B. Durch diesen Prozeß kann die Steuerung schnell ausgeführt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß der Wert Err nicht unendlich wird, da er als negativer Wert festgelegt ist bzw. definiert ist.
Bei dem Schritt S8 wird der Wert Err zu einem momentanen Wert DEF hinzu addiert, um den Spindelmotor bei einer festen Drehzahl zu drehen entsprechend dem Wert A, um den Steuerwert (PWM-Signal) zu bestimmen. Die Drehung des Spindelmotors wird in Einklang mit dem auf diese Weise bestimmten Steuerwert gesteuert oder geregelt, um zu bewirken, daß die Phase des Bezugs-Index mit derjenigen des Medium-Index übereinstimmt.
Wenn die Phase des Bezugs-Index mit derjenigen des Medium-Index übereinstimmt, können die Daten gleichzeitig in bzw. von einer Vielzahl von Magnetplattenlaufwerken eingeschrieben bzw. gelesen werden.
Wie oben erläutert wurde, wird bei dem bekannten Spindel- Synchronisationssteuersystem die Steuerung eines Spindelmotors auf der Grundlage einer Phasendifferenz zwischen dem Medium-Index und dem Bezugs-Index durchgeführt.
In diesem Fall wird der Medium-Index von einem Servosignal erzeugt und zwar für einen Servokopf, welches in ein Aufzeichnungsmedium (Platte) geschrieben wurde und es kann daher die Spindel-Synchronisationssteuerung unter der Bedingung erreicht werden, bei der das Servosignal in sicherer Weise erhalten wird. Wie jedoch weiter oben ausgeführt wurde, kann jedoch dann, wenn das Servosignal für den Servokopf nicht erhalten werden kann und zwar aufgrund eines Suchfehlers (etwa ein Fehler tritt pro 10&sup6; Suchvorgänge auf), welcher Suchfehler durch eine Störung oder durch Sprünge auf dem Plattenmedium usw. verursacht wurde, der Medium-Index nicht normal erzeugt werden. Wenn der Medium-Index nicht normal erzeugt werden kann, wird auch die Spindel-Synchronisationsfunktion anormal und dadurch tritt ein Spindel-Synchronisationsfehler auf.
In dem Moment, wenn der Spindel-Synchronisationsfehler auftritt, ereignet sich ein bestimmtes seltenes Phänomen, bei dem der Plattenkopf aus der Steuerung herausgelangt und Löschzonen an beiden Enden des Plattenmediums erreicht. Um eine Wiederherstellung oder Wiedergewinnung aus diesem Zustand in einen normalen Zustand zu erzielen, wird eine Rückkehr-Auf-Null (Rückstell)-Operation eingeleitet, um die Spindel-Synchronisation wieder zu starten nachdem die Medium- Index-Generatorschaltung mit ihrer Operation normal gestartet hat. Es dauert 10 Sekunden oder mehr, um von der Auf-Null- Rückstell-Operation zum Wiederstart der Spindel-Synchronisation zu wechseln und dies wird zu einem Faktor in einem abfallenden System.
In IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 33, No. 4, September 1990, Seiten 356-358 ist ein Spindel-Synchronisationssteuersystem gemäß dem Oberbegriff des anhängenden Anspruches 1 offenbart. Ein "Positions"-Fehler zwischen dem Medium-Index und dem Bezugs-Index wird dadurch gefunden, indem die relativen "Positionen" der zwei Indizes bestimmt werden, und es wird der Spindelmotor entsprechend gesteuert unter Verwendung von hohen oder niedrigen Frequenzen, die geringfügig von einer Nennfrequenz abweichen, um den Motor zu beschleunigen oder zu verzögern, um den Medium-Index mit dem Bezugs-Index zu synchronisieren. Wenn einer der Indizes fehlt, wird der Spindelmotor unter Verwendung der Nennfrequenz gesteuert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Spindel- Synchronisationssteuersystem geschaffen, um eine Spindel- Synchronisationssteuerung dadurch zu erzielen, indem Spindelmotore synchron in Drehung versetzt werden, die jeweilige Aufzeichnungsmedien einer Vielzahl von Speichereinheiten haltern, wobei ein Bezugs-Index als ein Bezugssignal erzeugt wird, ein Medium-Index dadurch erzeugt wird, indem jeder Index reproduziert wird, der in jedem der Aufzeichnungsmedien aufgezeichnet wurde und indem ein Hall-Index von einem Spindelmotor ausgegeben wird, wobei die Spindel-Synchronisationssteuerung gemäß einem Steuerwert ausgeführt wird, der durch eine Phasendifferenz zwischen dem Bezugs-Index und dem Medium-Index bestimmt ist;
dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheiten parallel zu einem Host-Computer angeschaltet sind, welcher den Bezugs-Index zuführt, und daß das System ferner folgendes aufweist:
eine Einrichtung um im voraus einen Offset-Wert zwischen dem Hall-Index und dem Medium-Index vor dem Starten der Spindel-Synchronisationssteuerung zu messen;
eine Einrichtung zum Speichern des auf diese Weise gemessenen Offset-Wertes zwischen dem Hall-Index und dem Medium- Index;
eine Einrichtung zum Messen einer Phasendifferenz zwischen dem Hall-Index und dem Bezugs-Index während der Spindel-Synchronisationssteuerung; und
eine Einrichtung, um provisorisch die Phasendifferenz zwischen dem Bezugs-Index und dem Medium-Index auf der Grundlage des so gespeicherten Offset-Wertes und der auf diese Weise gemessenen Phasendifferenz zwischen dem Hall-Index und dem Bezugs-Index zu berechnen.
Bei dem oben erläuterten System besteht der Hall-Index aus einem Signal, das nicht durch das Aufzeichnungsmedium erzeugt wird, sondern durch den Spindelmotor, wodurch der Hall- Index zu allen Zeitpunkten eingegeben werden kann. Durch die Verwendung des Hall-Index wird ein Offset-Wert im voraus berechnet. Dies ermöglicht eine fortlaufende Operation der Spindel-Synchronisation selbst dann, wenn der Medium-Index nicht erhalten werden kann und zwar aufgrund eines Auftretens eines Fehlers wie beispielsweise eines Suchfehlers, ohne dabei durch den Suchfehler beeinflußt zu werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können ein Spindel-Synchronisationssteuersystem bilden, welches die Fähigkeit hat, eine Verlustzeit zu reduzieren und ein System daran zu hindern abzufallen. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können auch ein Spindel-Synchronisationssteuersystem bilden, welches Magnetköpfe daran hindert eine Löschzone an dem Ende der Platten zu erreichen, wenn ein Suchfehler aufgetreten ist. Darüber hinaus kann ein Spindel- Synchronisationssteuersystem geschaffen werden, bei dem der Wiederstart der Spindel-Synchronisationsoperation nicht zwangsläufig erfolgen muß, obwohl ein Suchfehler aufgetreten ist.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und um zu zeigen auf welche Weise diese in die Tat umgesetzt werden kann, soll anhand eines Beispieles auf die beigefügten Zeichnungen eingegangen werden, in denen:
Fig. 1 ein Flußdiagramm ist, welches einen Betrieb des Standes der Technik zeigt;
Fig. 2 ein Diagramm ist, welches die Phasendifferenz zwischen dem Bezugs-Index und dem Medium-Index zeigt;
Fig. 3 ein Diagramm ist, welches die Prinzipien der Erfindung verkörpert;
Fig. 4 ein Diagramm zeigt, welches eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 5 ein Diagramm ist, welches eine Gesamtkonstruktion einer Ausführungsform der Erfindung zeigt,
Fig. 6 (A) und 6 (B) Flußdiagramme sind, welche eine Operation der Ausführungsformen der Erfindung zeigen;
Fig. 7 ein Diagramm zeigt, welches die Phasendifferenz eines Bezugs-Index, eines Medium-Index und eines Hall-Index relativ zueinander veranschaulicht;
Fig. 8 eine teilweise im Schnitt gehaltene Draufsicht ist, die einen Mechanismus eines Magnetplattenlaufwerks zeigt;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht ist, teilweise in weggeschnittener Darstellung, die einen Mechanismus eines Magnetplattenlaufwerks wiedergibt; und
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Gesamt- Platten-Array-Laufwerk zeigt.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen als nächstes unter Hinweis auf die darauf bezogenen Figuren beschrieben werden.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm, welches das Prinzip der Erfindung wiedergibt.
In Fig. 3 ist bei 21 eine Bezugs-Index-Speichereinrichtung gezeigt, um einen Zählwert zu speichern, der einer Erzeugungs-Zeitsteuerung eines Bezugs-Index entspricht, bei 22 eine Hall-Index-Speichereinrichtung angezeigt, um einen Zählwert zu speichern, der einer Erzeugungs-Zeitsteuerung eines Hall-Index entspricht, bei 23 eine Medium-Index-Speichereinrichtung zum Speichern eines Zählwerts, der einer Erzeugungs-Zeitsteuerung eines Medium-Index entspricht, bei 25a eine Diskriminator-Einrichtung zum Diskriminieren hinsichtlich des Vorhandenseins oder Fehlens des Medium-Index, des Hall-Index und des Bezugs-Index, bei 25B ist eine Offset- Berechnungseinrichtung gezeigt, um einen Offset-Wert des Medium-Index relativ zu dem Hall-Index zu berechnen und zwar bevor die Spindel-Synchronisation gestartet wird, bei 26 ist eine Speichereinrichtung angezeigt, um den berechneten Offset-Wert zu speichern, bei 25C eine Phasendifferenz- Berechnungseinrichtung zum Berechnen der Phasendifferenz zwischen dem Bezugs-Index und dem Medium-Index in Bezug auf den Offset-Wert, und bei 25D ist eine Bestimmungseinrichtung angezeigt, um einen Treibersteuerwert für einen Spindelmotor basierend auf der in dieser Weise berechneten Phasendifferenz zu bestimmen.
Gemäß den bestimmten Ausführungsformen der Erfindung wird mit Hilfe der Diskriminatoreinrichtung das Vorhandensein des Medium-Index und des Hall-Index diskriminiert und es wird der Offset-Wert des Medium-Index relativ zu dem Hall-Index durch die Offset-Berechnungseinrichtung berechnet und zwar bevor die Spindel-Synchronisation gestartet wird. Der erhaltene Offset-Wert wird in der Speichereinrichtung abgespeichert.
Danach wird die Phasendifferenz zwischen dem Bezugs-Index und dem Medium-Index in einer Pseudoweise basierend auf der Phasendifferenz zwischen dem Bezugs-Index und dem Hall-Index unter Bezugnahme auf den gespeicherten Offset-Wert berechnet. Der Steuerwert, der beim Steuern des Spindelmotors verwendet wird, wird basierend auf der so berechneten Phasendifferenz bestimmt und die Spindel-Synchronisation wird in Einklang damit gesteuert.
Der Hall-Index besteht aus einem Signal, welches durch den Spindelmotor erzeugt wird und dieses kann immer eingespeist werden. Demnach kann selbst dann, wenn der Medium- Index aufgrund eines Fehlers wie beispielsweise eines Suchfehlers nicht erhalten werden kann, die Operation der Spindel-Synchronisation fortgesetzt werden ohne dabei durch den Suchfehler oder ähnliches beeinflußt zu werden.
Es ist somit nicht erforderlich, die Spindel-Synchronisation wieder zu starten und zwar selbst dann nicht, wenn ein Suchfehler auftritt, wodurch ein Zeitverlust reduziert wird und das System daran gehindert wird abzufallen bzw. abzustürzen.
Die Figuren 4 bis 7 zeigen eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 5 ist bei 1 ein Host-Computer angezeigt, an den eine Vielzahl wie beispielsweise acht Magnetplattenlaufwerke 4 über Signalleitungen 2 und eine Steuerleitung 3 parallel angeschaltet sind.
Wenn der Host-Computer 1 Daten gleichzeitig in diese Magnetplattenlaufwerke 4 einschreibt oder von diesen liest, werden die Daten parallel übertragen. Diese Anordnung kann eine kürzlich entstandene Forderung hinsichtlich eines Datentransfers mit hoher Geschwindigkeit befriedigen.
Der Host-Computer 1 sendet Bezugs-Indizes gleichzeitig zu einer Vielzahl von Magnetplattenlaufwerken 4 über die Steuerleitung 3. Der Host-Computer 1 liefert ferner Spindel- Synchronisations-Startbefehle gleichzeitig an die Magnetplattenlaufwerke 4 über die Signalleitungen 2.
Fig. 4 zeigt ein Diagramm, welches eine innere Konstruktion von jedem der Magnetplattenlaufwerke zeigt.
In Fig. 4 ist bei 5 eine Platte angezeigt, die als ein Speichermedium dient. Die Platte 5 ist auf einer Spindelwelle 6 montiert und wird antriebsmäßig durch einen Spindelmotor 7 zusammen mit der Spindelwelle 6 in Drehung versetzt.
Um an dieser Stelle das Verständnis der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen, sind eine teilweise im Schnitt gehaltene Draufsicht, die einen Mechanismus eines Magnetplattenlaufwerks zeigt, und eine perspektivische Ansicht, teilweise in weggeschnittener Darstellung, die einen Mechanismus eines Magnetplattenlaufwerks zeigt, in den Figuren 8 bzw. 9 veranschaulicht. Wie aus diesen Figuren ersehen werden kann, werden eine Vielzahl von Platten (z.B. 11 Platten in Fig.8) 5 in Drehung versetzt. Die Spuren auf der Aufzeichnungsfläche jeder Platte 5 sind mit einem vorbestimmten Datenmuster beschrieben. Jedoch sind die Spuren an beiden Enden der Innenzone und der Außenzone der Platte 5 als Schutzbänder 50 ausgebildet, in denen ein bestimmtes Muster eingeschrieben ist und zwar an Stelle eines Datenmusters, wobei dieses bestimmte Muster dazu verwendet wird, um eine Suchoperation von zwei Arten von Köpfen 10 und 11 zu stoppen, was an späterer Stelle erläutert werden soll. Ferner ist an der Innenseite und der Außenseite des Schutzbandes 5 eine Löschzone 55 (Fig.8) ausgebildet, um auf mechanische Weise die Köpfe 10 und 11 anzuhalten. Wenn in diesem Fall die Köpfe 10 und 11 in der erwarteten Weise normal gesteuert werden, können diese Köpfe 10 und 11 die Löschzone 55 über das Schutzband 50 hinweg nicht erreichen. Wie jedoch an früherer Stelle erwähnt worden ist, geraten die Köpfe 10 und 11, wenn ein Suchfehler auftritt, in einen unkontrollierten Status und es besteht dadurch die Gefahr, daß diese Köpfe das Schutzband 50 ignorieren und die Löschzone 55 erreichen. Die vorliegenden Erfindung schlägt eine Maßnahme vor, um dieses Problem zu überwinden, was in Einzelheiten im folgenden erläutert werden soll. In bevorzugter Weise ist die vorliegende Erfindung für ein Platten-Array-Laufwerk 40 geeignet, welches in Fig. 10 gezeigt ist, wobei das Bezugszeichen 4 ein Magnetplattenlaufwerk bezeichnet, 5 eine Platte und 41 ein Gehäuse bezeichnet.
Gemäß Fig.4 enthält die Platte 5 ein Substrat, eine Dünnfilm-Magnetsubstanz, eine Schutz-Beschichtung usw. Auf der schützenden Beschichtung ist schmierendes Öl aufgebracht wie beispielsweise ein Flüssig-Fluor-Gleitmittel.
Bei 8 ist ein VCM-Wagen angegeben, der einen Schwingspulenmotor enthält. Der VCM-Wagen 8 enthält eine Vielzahl von Kopf-Armen 9. Ein Führungsende des Kopfarmes 9 ist an einem Lese/Schreib-Kopf 10 montiert. Ein Lese/Schreib-Kopf 10 wird gesteuert durch den VCM-Wagen 8 in Lage gebracht und schreibt und liest Daten in bzw. von der Platte 5.
An einem Führungsende eines anderen Kopfarmes 9 ist ein Servokopf 11 montiert, der ein Servosignal ausgibt.
Die Köpfe 10, 11 starten und stoppen in Einklang miteinander. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Platte 5 einen konstanten Drehzahlbereich von z.B. 3600 bis 5400 U/min erreicht, schwimmen die Köpfe 5 0,1 bis 0,3 um über der Platte auf einer Luftströmung und es werden dadurch Spalte zwischen der Platte 5 und dem Kopf 10 aufrecht erhalten und auch zwischen der Platte 5 und dem Kopf 11.
Bei 12 ist eine Plattenabdeckung (DE) gezeigt, die als ein Gehäuse fungiert.In der Plattenabdeckung 12 sind die Platte 5, die Köpfe 10, 11, der Spindelmotor 7, der VCM Wagen 8 usw. enthalten. Das Innere der Plattenabdeckung ist abgedichtet.
Bei 13 ist eine Hall-Index-Generatorschaltung (Frequenzteiler) angezeigt, der einen Hall-Index in Einklang mit einem Hall-Signal von einer Hall-Vorrichtung 30 erzeugt, die an dem Spindelmotor 7 vorgesehen ist.
Bei 14 ist eine Medium-Index-Generatorschaltung angezeigt, die einen Medium-Index in Einklang mit dem Servosignal von dem Servokopf 11 erzeugt.
Bei 15 ist ein Taktgenerator angezeigt, der Taktimpulse erzeugt und der diese an einen Zähler 16 anlegt.
Der Zähler 16 führt eine Zähloperation in Einklang mit den Taktimpulsen von dem Taktgenerator 15 aus und gibt einen Zählwert desselben an einen Bus 17 aus.
Wenn der Bezugs-Index von dem Host-Computer 1 ausgegeben wird, wird ein Schalter 18, der entlang dem Bus 17 vorgesehen ist, eingeschaltet und dadurch wird der Zählwert des Bezugs- Index, der von dem Zähler 16 ausgegeben wird, in einem Bezugs-Index-Register (Bezugs-Index-Speichereinrichtung) 21 gespeichert.
Wenn ferner der Hall-Index aus der Hall-Index-Generatorschaltung 13 ausgegeben wird, wird ein Schalter 19 eingeschaltet und dadurch wird der Zählwert des Hall-Index, der von dem Zähler 16 ausgegeben wird, in einem Hall-Index- Register (Hall-Index-Speichereinrichtung) 22 gespeichert.
Wenn darüber hinaus der Medium-Index von der Medium- Index-Generatorschaltung 14 ausgegeben wird, wird ein Schalter 20 eingeschaltet und dadurch wird der Zählwert des Medium-Index, der von dem Zähler 16 ausgegeben wird, in einem Medium-Index-Register (Medium-Index-Speichereinrichtung) 23 gespeichert.
Das Bezugs-Index-Register 21, das Hall-Index-Register 22 und das Medium-Index-Register 23 sind mit einem Prozessor 25 über einen Bus 24 verbunden. Wenn die Zählwerte gespeichert werden, geben die jeweiligen Register die gespeicherten Zählwerte an den Prozessor 25 aus.
Der Prozessor 25 enthält eine Diskriminatoreinrichtung 25A, um hinsichtlich des Vorhandenseins oder Fehlens des Medium-Index, des Hall-Index und des Bezugs-Index zu diskriminieren, enthält eine Offset-Berechnungseinrichtung 25B zum Berechnen eines Offset-Wertes des Medium-Index relativ zu dem Hall-Index, eine Phasendifferenz, Berechnungseinrichtung 25C zum Berechnen der Phasendifferenz zwischen dem Bezugs-Index und dem Medium-Index und zwar in provisorischer Weise unter Bezugnahme auf den Offset-Wert, und enthält eine Bestimmungseinrichtung 25D zum Bestimmen eines Antriebs-Steuerwertes für den Spindelmotor basierend auf der berechneten Phasendifferenz.
Bei 26 ist ein RAM angezeigt, der als eine Speichereinrichtung dient, in der der Offset-Wert gespeichert wird, welcher in dem Prozessor 25 berechnet wurde.
Der Steuerwert, der von dem Prozessor 25 erhalten wird, wird an einen DCM-Treiber 27 in Form eines PWM-Signals ausgegeben. Die Drehzahl des Spindelmotors 7 wird über den DCM- Treiber 27 gesteuert.
Ein Suchbefehl von dem Prozessor 25 wird über den Bus 25 an einen DA-Umsetzer 28 ausgegeben, in welchem der Suchbefehl in ein analoges Signal umgesetzt wird. Das auf diese Weise erhaltene analoge Signal wird an einen VCM-Treiber 29 ausgegeben.
Der VCM-Wagen 8 empfängt den Suchbefehl von dem Prozessor 25 über den VCM-Treiber 29 und führt eine Steuerung aus, um die Köpfe 10, 11 in Lage zu bringen.
Eine Betriebsweise der Ausführungsform, die in Fig. 4 gezeigt ist, soll nun als nächstes beschrieben werden.
Die Figuren 6(A) und 6(B) sind Flußdiagramme, welche den Betrieb nach der Erfindung zeigen.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel der Phasendifferenz unter dem Bezugs-Index, dem Medium-Index und dem Hall-Index.
Es sei hier angenommen, daß ein Zyklus A des Bezugs-Index gleich 10 ist, ein halber Zyklus B desselben gleich 5 ist, ein Zählwert a, der in dem Bezugs-Index-Register 21 gespeichert ist 8 beträgt, ein Zählwert b, der in dem Medium-Index- Register 23 gespeichert ist 1 beträgt, und ein Zählwert c, der in dem Hall-Index-Register 22 gespeichert ist, 7 ist.
In Fig.6 (A) werden bei dem Schritt S11 die Spindel- Synchronisations-Startbefehle an die jeweiligen Magnetplattenlaufwerke 4 von dem Host-Computer 1 über die Signalleitungen 2 gegeben, wenn die Magnetplattenlaufwerke 4 in einen Bereitschaftszustand gebracht sind. Der Host-Computer 1 gibt die Bezugs-Indizes an die jeweiligen Magnetplattenlaufwerke 4 zu dem gleichen Zeitpunkt aus wie er die Spindel-Synchronisations-Startbefehle vergibt.
Bei den Schritten S12 und S13 diskriminiert der Prozessor 25, ob der Medium-Index in dem Medium-Index-Register 23 vorhanden ist bzw. ob der Hall-Index in dem Hall-Index-Register 22 vorhanden ist. Wenn sowohl der Medium-Index als auch der Hall-Index vorhanden sind, wird der Offset-Wert dadurch berechnet, indem der Wert b von dem Wert c bei dem Schritt S14 subtrahiert wird. Der Offset-Wert liegt bei 6, da c = 7 und b = 1 bei diesem Beispiel. Dieser Offset-Wert wird erhalten bevor die Spindel-Synchronisation gestartet wird.
Bei dem Schritt S15 wird diskriminiert, ob der Offset- Wert kleiner ist 0. Diese Routine schreitet zu dem Schritt S17 voran, da der Offset-Wert bei diesem Beispiel 6 beträgt. Wenn der Offset-Wert kleiner ist als 0, wird der Zyklus A (A = 10) zu dem Offset-Wert bei dem Schritt S16 hinzu addiert.
Bei dem Schritt S17 von Fig.6 (B) diskriminiert der Prozessor 25, ob der Bezugs-Index in dem Bezugs-Index-Register 21 vorhanden ist. Wenn der Bezugs-Index vorhanden ist, wird die folgende Berechnung bei dem Schritt S18 durchgeführt: F = c - a. Bei diesem Beispiel ist F = -1, da c = 7 und a = 8.
Bei dem Schritt S19 wird der Wert Err berechnet (D in Fig.7) und zwar durch Subtrahieren des Offset-Wertes von F. Err = - 7, da F = - 1 und der Offset-Wert = 6. Es sei darauf hingewiesen, daß der Wert Err nicht unendlich wird, da er als ein negativer Wert definiert ist.
Bei dem Schritt S20 wird diskriminiert, ob ein absoluter Wert von ABS (Err) nicht kleiner ist als der halbe Zyklus B.
Da der absolute Wert = 7 und B = 5, schreitet demnach die Routine zu dem Schritt S21 voran.
Wenn ABS (Err) kleiner als B, wird der Wert Err zu dem momentanen Wert DEF hinzu addiert, um den Spindelmotor 7 mit einer konstanten Drehzahl A in Drehung zu versetzen, wodurch das PWM Signal als ein Steuerwert bei dem Schritt S25 bestimmt wird. In diesem Fall wird der Spindelmotor verzögernd gesteuert.
Bei dem Schritt S21 wird der halbe Zyklus B zu dem Wert Err hinzu addiert. Hierbei ergibt sich als neuer Err = - 2, da das frühere Err = - 7 und B = 5.
Bei dem Schritt S22 wird diskriminiert, ob der absolute Wert von Err nicht kleiner ist als der halbe Zyklus B. Hierbei ergibt sich ABS (Err) < B, da ABS (Err) = 2 und B = 5 und diese Routine schreitet zu dem Schritt S24 voran.
Wenn ABS (Err) ≥ B ist, wird Err + B als ein neuer Wert Err bei dem Schritt S23 eingestellt und diese Routine kehrt dann zu dem Schritt S 20 zurück.
Bei dem Schritt S24 wird der halbe Zyklus B zu dem Wert Err hinzu addiert, um einen neuen Wert Err zu erhalten. Hierbei liegt das neue Err (C in Fig.7) bei 3, da daß frühere Err = - 2 und B = 5.
Danach wird der momentane Wert DEF zum Drehen des Spindelmotors 7 auf einer festen Drehzahl A zu der Phasendifferenz C (Err = 3) hinzu addiert, was bei dem Schritt S25 erhalten wird, um das PWM Signal als einen Steuerwert zu bestimmen.
Spezifischer ausgedrückt wird der Spindelmotor 7 beschleunigungsmäßig gesteuert, um dadurch die Phasendifferenz C zu beseitigen, wenn ABS (Err) ≥ B, wodurch bewirkt wird, daß der Bezugs-Index und der Medium-Index einander entsprechen.
Der Hall-Index besteht aus einem Signal, welches von dem Spindelmotor 7 erzeugt wird und dieses kann immer eingespeist werden. Demzufolge kann selbst dann, wenn der Medium-Index beim Auftreten eines Fehlers wie beispielsweise eines Suchfehlers nicht erhalten werden kann, die Operation der Spindel-Synchronisation fortgesetzt werden und zwar ohne beeinflußt zu werden.
Es ist somit ausreichend lediglich eine Wieder-Auf-Null- Operation für den Fall eines Suchfehlers oder ähnlichem auszuführen.
Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Steuersystem ist es nicht erforderlich die Spindel-Synchronisation wieder zu starten. Es kann daher ein Zeitverlust reduziert werden und das System daran gehindert werden abzufallen bzw. abzustürzen.
Wie oben beschrieben wurde, wird gemäß der Erfindung ein Offset-Wert eines Medium-Index relativ zu einem Hall-Index berechnet bevor eine Spindel-Synchronisation gestartet wird und wird in einer Speichereinrichtung gespeichert. Die Phasendifferenz zwischen einem Bezugs-Index und dem Medium-Index wird in einer Pseudo-Art und Weise erhalten und zwar unter Bezugnahme auf den gespeicherten Offset-Wert und es wird eine Spindel-Synchronisation basierend auf der so berechneten Phasendifferenz gesteuert. Es ist demnach nicht erforderlich, die Spindel-Synchronisation im Falle eines Fehlers wie beispielsweise eines Suchfehlers wieder zu starten. Es kann daher ein Zeitverlust reduziert werden und ein System am Abfallen bzw. Abstürzen gehindert werden.

Claims

1. Spindel-Synchronisations-Steuersystem zum Erzielen einer Spindel-Synchronisationssteuerung indem Spindel-Motore synchron in Drehung versetzt werden, die jeweilige Aufzeichnungsmedien für eine Vielzahl von Speichereinheit haltern, wobei ein Bezugs-Index als ein Bezugs-Signal vorgesehen wird, ein Medium-Index dadurch generiert wird, indem jeder Index, welcher in jedem der Aufzeichnungsmedien aufgezeichnet ist, reproduziert wird und ein Hall-Index von einem Spindel-Motor (7) ausgegeben wird, wobei die Spindel-Synchronisationssteuerung gemäß einem Steuerwert ausgeführt wird, der durch eine Phasendifferenz zwischen dem Bezugs-Index und dem Medium-Index bestimmt ist; dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheiten parallel mit einem Host-Computer (1) verbunden sind, der den Bezugs-Index zuführt, und daß das System ferner aufweist:

eine Einrichtung, um im voraus einen Offset-Wert zwischen dem Hall-Index und dem Medium-Index vor dem Starten der Spindel-Synchronisationssteuerung zu messen;

eine Einrichtung zum Speichern des so gemessenen Offset-Wertes zwischen dem Hall-Index und dem Medium-Index;

eine Einrichtung zum Messen einer Phasendifferenz zwischen dem Hall-Index und dem Bezugs-Index während der Spindel-Synchronisationssteuerung; und

eine Einrichtung, um provisorisch die Phasendifferenz zwischen dem Bezugs-Index und dem Medium-Index auf der Grundlage des so gespeicherten Offset-Wertes und der so gemessenen Phasendifferenz zwischen dem Hall-Index und dem Bezugs-Index zu berechnen.

2. Spindel-Synchronisations-Steuersystem nach Anspruch 1, bei dem ferner in das System eingesetzt sind:

eine Bezugs-Index-Speichereinrichtung (21) zum Speichern eines Zählwertes entsprechend einer Zeit, wenn der Bezugs-Index erzeugt wird,

eine Hall-Index-Speichereinrichtung (22) zum Speichern eines Zählwertes entsprechend einer Zeit, wenn der Hall-Index erzeugt wird, und

eine Medium-Index-Speichereinrichtung (23) zum Speichern eines Zählwertes entsprechend einer Zeit, wenn der Medium-Index erzeugt wird.

3. Spindel-Synchronisations-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das System ferner eine Bestimmungseinrichtung (25D) enthält, um einen Treiber-Steuerwert zu bestimmten, um den Spindel-Motor (7) entsprechend der so berechneten Phasendifferenz zwischen dem Bezugs-Index und dem Medium- Index in Drehung zu versetzen.

4. Spindel-Synchronisations-Steuersystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Speichereinheiten aus einer Vielzahl von Magnetplattenlaufwerken (4) bestehen und die Aufzeichnungsmedien aus einer Vielzahl von Platten (5) bestehen.

5. Spindel-Synchronisations-Steuersystem nach Anspruch 4, bei dem die Einrichtung zum im voraus Messen des Offset- Wertes zwischen dem Hall-Index und dem Medium-Index, die Einrichtung zum Speichern des so gemessenen Offset-Wertes zwischen dem Hall-Index und dem Medium-Index, die Einrichtung zum Messen der Phasendifferenz zwischen dem Hall-Index und dem Bezugs-Index, die Einrichtung zum provisorischen Berechnen der Phasendifferenz zwischen dem Bezugs-Index und dem Medium-Index und die Bestimmungseinrichtung (25D) durch einen Prozessor (25) realisiert sind, um die Speichereinheiten gemäß einem Steuersignal zu steuern, welches von dem Host- Computer (1) zugeführt wird.

6. Spindel-Synchronisations-Steuersystem nach Anspruch 5, bei dem die Einrichtung zum Speichern des so gemessenen Offset-Wertes zwischen dem Hall-Index und dem Medium-Index aus einem RAM zusammengesetzt ist, der an den Prozessor (25) angeschlossen ist und der den Offset-Wert speichert, welcher durch den Prozessor (25) berechnet wurde.