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Servoregelkreis einer Informationsspeichereinrichtung

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Publication number
DE69630782T2
DE69630782T2 DE1996630782 DE69630782T DE69630782T2 DE 69630782 T2 DE69630782 T2 DE 69630782T2 DE 1996630782 DE1996630782 DE 1996630782 DE 69630782 T DE69630782 T DE 69630782T DE 69630782 T2 DE69630782 T2 DE 69630782T2
Authority
DE
Grant status
Grant
Patent type
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Expired - Lifetime
Application number
DE1996630782
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English (en)
Other versions
DE69630782D1 (de )
Inventor
David Louis Colorado Springs Schell
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Discovision Associates
Original Assignee
Discovision Associates
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Publication date
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    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5526Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof
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    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/002Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier
    • G11B7/0037Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier with discs
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    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
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    • G11B7/08505Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head
    • G11B7/08511Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head with focus pull-in only
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    • G11B7/08505Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head
    • G11B7/08529Methods and circuits to control the velocity of the head as it traverses the tracks
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    • G11B7/085Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
    • G11B7/0857Arrangements for mechanically moving the whole head
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    • H02K41/0356Lorentz force motors, e.g. voice coil motors moving along a straight path

Description

  • [0001]
    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Datenspeicherungssysteme von der Art, welche ein Gehäuse mit einer Öffnung zur Aufnahme einer entnehmbaren Disk- bzw. Plattenkassette aufweisen, in welcher ein Informations-Aufzeichnungsmedium geschützt angeordnet ist. Insbesondere bezieht sie sich auf ein System für eine schnelle Codierung und Aufzeichnung von Informationen auf optischen Platten bzw. Bildplatten in einem Format hoher Dichte und zum Lesen und Decodieren der darauf geschriebenen Informationen.
  • [0002]
    Die Nachfrage nach Massendatenspeicherungen steigt mit der sich vergrößernden Verwendung von Datenverarbeitungssystemen und Personalcomputern weiterhin an. Optische Datenspeicherungssysteme werden eine zunehmend populäre Einrichtung, um der ansteigenden Nachfrage gerecht zu werden. Diese optischen Datensysteme stellen große Volumen für eine relativ billige Aufzeichnung zur Verfügung, auf welche schnell zugegriffen werden kann.
  • [0003]
    In optischen Plattensystemen werden codierte Videosignale, Audiosignale oder andere Informationssignale auf einer Disk bzw. Platte in Gestalt von Informationsspuren auf einer oder beiden ebenen Flächen der Platte aufgezeichnet. Im Herzen eines optischen Speicherungssystems ist zumindest ein Laser (oder eine andere Lichtquelle). In einer ersten Betriebsart erzeugt der Laser einen Laserstrahl hoher Intensität, der auf eine kleine Ausleuchtungszone auf der Informationsspur einer sich drehenden Speicherplatte fokussiert wird. Dieser Laserstrahl hoher Intensität erhöht die Temperatur auf der Aufzeichnungsfläche des Materials auf oberhalb seines kritischen Punkts bzw. Curie-Punkts – dem Punkt, in welchem das Material seine Magnetisierung verliert und die Magnetisierung des Magnetfeldes akzeptiert, in welchem die Platte angeordnet ist. Durch Steuerung oder Vorpolung dieses umliegenden Magnetfeldes, und durch Ermöglichen der Abkühlung der Platte unter ihren Curie-Punkt in einer gesteuerten magnetischen Umgebung, kann Information daher auf der Platte in Gestalt von Magnetisierungsbereichen aufgezeichnet werden, welche als "Pit" auf dem Aufzeichnungsmedium bezeichnet werden.
  • [0004]
    Wenn der Betreiber anschließend wünscht, die zuvor aufgezeichnete Information zu reproduzieren oder zu lesen, tritt der Laser in eine zweite Betriebsart ein. In diesem Modus erzeugt der Laser einen Laserstrahl geringer Intensität, der wiederum auf die Spuren der rotierenden Platte fokussiert wird. Der Laserstrahl geringerer Intensität erwärmt die Platte nicht bis oberhalb ihres Curie-Punkts. Der Laserstrahl wird jedoch von der Plattenoberfläche in einer Weise reflektiert, die aufgrund des Vorliegens der zuvor ausgebildeten Pits indikativ für die zuvor aufgezeichnete Information ist, und die zuvor aufgezeichnete Information kann hierdurch reproduziert werden. Da der Laser stark fokussiert werden kann, hat ein Informationsverarbeitungssystem dieser Art Vorteile hinsichtlich einer hohen Aufzeichnungsdichte und einer genauen Reproduktion der aufgezeichneten Information.
  • [0005]
    Die Komponenten eines typischen optischen Systems weisen ein Gehäuse mit einer Einfügeöffnung auf, durch welche der Anwender das Aufzeichnungsmedium in das Laufwerk einfügt. Das Gehäuse beinhaltet unter anderem die mechanischen und elektrischen Untersysteme zum Einladen, davon Lesen, darauf Schreiben und zum Ausladen einer optischen Platte bzw. Bildplatte. Der Betrieb dieser mechanischen und elektrischen Untersysteme unterliegt in der Regel der ausschließlichen Steuerung des Datenverarbeitungssystems, mit welchem das Laufwerk verbunden ist. Die US-A-5,004,901, welche den Oberbegriff des Anspruches 1 wiedergibt, und die EP-A-0 554 125 offenbaren Servosteuerungssysteme für optische Systeme.
  • [0006]
    Innerhalb des Gehäuses eines herkömmlichen Systems, welches Plattenkassetten verwendet, ist auf einer Basisplatte des Systems in der Regel ein Drehtisch bzw. Plattenteller zum Drehen einer Platte angeordnet. Der Plattenteller kann eine Spindel mit einem Magneten aufweisen, auf dem eine Plattennabe zur Verwendung montiert ist. Der Magnet zieht die Plattennabe an, wodurch er die Platte in einer gewünschten Lage zur Drehung hält.
  • [0007]
    Wie oben erläutert wurde, ist es in Bildplattensystemen notwendig, die Platten während eines Schreibbetriebs magnetisch durch Aufbringen eines gewünschten Magnetfeldes zumindest auf dem Abschnitt der Platte vorzupolen, der durch den Laser während des Schreibbetriebs (Aufzeichnen oder Löschen) erwärmt wird. Daher ist es notwendig, eine Vorpolvorrichtung für ein magnetisches Feld dort anzuordnen, wo sie geeignet in enger Nähe zur Plattenoberfläche angeordnet werden kann, wenn die Platte durch den mit der Spindel zusammenwirkenden Magneten in Lage gehalten wird.
  • [0008]
    Eine Vielzahl von Medien oder Plattenarten werden in Bildplattenspeichersystemen zum Speichern digitaler Informationen verwendet. Zum Beispiel können Standard-Bildplattensysteme 5¼-Zoll-Platten verwenden, und diese Bildplatten können in einem schützenden Gehäuse oder einer Kassette angeordnet sein, oder nicht. Wenn die Bildplatte nicht fest in einer schützenden Kassette angeordnet ist, entfernt ein Betreiber die Platte manuell aus dem schützenden Gehäuse. Der Betreiber wird die Platte dann manuell in einen Lademechanismus einladen, wobei er vorsichtig ist, um eine Beschädigung der Aufzeichnungsoberfläche zu vermeiden.
  • [0009]
    Alternativ kann eine Platte zu Zwecken der Vereinfachung oder des Schutzes in einer Umhüllung oder einer Kassette angeordnet sein, die ihrerseits in die Einfügeöffnung des Laufwerks eingefügt und dann in eine vorbestimmte Lage weitergeführt wird. Diese Plattenkassetten sind im Computerbereich wohlbekannt. Die Plattenkassette enthält ein Kassettengehäuse mit einer Platte darin, auf welcher Daten aufgezeichnet werden können.
  • Laden von Kassetten
  • [0010]
    Um die Platte zu schützen, wenn die Kassette außerhalb des Laufwerks ist, enthält die Plattenkassette in der Regel zumindest eine Tür bzw. einen Verschluß, der gewöhnlich geschlossen ist. Der Kassettenverschluß kann einen oder mehrere Verriegelungsstreifen aufweisen, die mit diesem zusammenwirken. Das entsprechende Plattenlaufwerk enthält einen Mechanismus zum Öffnen der Tür oder des Verschlusses an der Kassette, wenn die Kassette in das System eingeschoben wird. Ein derartiges System kann ein Türglied aufweisen, das Kontakt mit einem Verriegelungsstreifen herstellt, wodurch der Verschluß entriegelt wird. Wenn die Kassette weiter in das Laufwerk eingefügt wird, wird der Verschluß geöffnet, um das darin aufgenommene Informationsaufzeichnungsmedium teilweise freizulegen. Dies erlaubt es einer Plattennabe auf einer Spindel eines Motors oder eines anderen Antriebsmechanismus geladen zu werden, und ermöglicht den Eintritt eines Schreib-Lese-Kopfes und einer magnetischen Vorpolung in die schützende Kassette. Die Platte erlaubt den Zugriff des Lese-Schreib-Kopfes auf alle Abschnitte des Plattenmediums, wenn dieses durch den Antriebsmechanismus gedreht wird.
  • [0011]
    Um Raum in optischen Speicherungssystemen einzusparen ist es wünschenswert, die Größe zu minimieren, welche für die Vorrichtung erforderlich ist, die eine Platte auf eine Spindel lädt und die Platte von einer Spindel entfernt. Herkömmliche Lade- und Entladevorrichtungen variieren in Abhängigkeit von der Art der verwendeten Platte. Ein herkömmliches Plattenlade- und -entladesystem, welches Plattenkassetten verwendet, ist in der Regel zum automatischen Transport einer Plattenkassette von einer Aufnahmeöffnung auf die Spindel in der Lage. Wenn die Platte nicht mehr erforderlich ist, entlädt ein herkömmliches Plattenlade- und -entladesystem die Platte automatisch von der Spindel. Eine Ladevorrichtung zum Ausführen dieses Einladens und Ausladens der Platte ist gewöhnlich derart konstruiert, daß die Platte horizontal, parallel zur Grundplatte und zum Plattenteller, während des Einladens der Platte (d. h., wenn die Platte von einer Kassettenausschublage in das Abspielgerät und auf die Spindel bewegt wird) zum Plattenteller bewegt wird. Wenn die Platte oberhalb des Plattentellers positioniert wurde, wird die Platte vertikal, senkrecht zur Oberfläche des Plattentellers, auf die Spindel abgesenkt. Ist sie auf dem Plattenteller, so zieht ein Spindelmagnet die im Zentrum des Mediums befestigte Plattennabe an, wodurch die Platte in einen drehbaren Zustand für einen Lese-Schreib-Betrieb geklemmt wird.
  • [0012]
    Wenn ein Betreiber die Verwendung der Platte beendet hat, veranlaßt der Betreiber eine Ausschubbetätigung. Die üblichste Lösung zum Ausschieben einer Kassette und Platte von einer Spindel ist die Technik, welche in den meisten japanischen Laufwerken verwendet wird. Bei dieser Art von Plattenentladevorrichtungen weist ein Kassetten-"Behälter" an seinen Seiten vier Stifte auf, und die Stifte werden in Spuren in einer benachbarten Blechführung gefahren. Während des Plattenausschubs hebt der Kassettenbehälter die Platte gerade aufwärts und von der Spindel. Die Vorrichtung bewegt die Platte dann horizontal, parallel zur Grundplatte und zum Plattenteller, zur Plattenaufnahmeöffnung an der Vorderseite des Abspielgeräts. Wenn die Platte daher von der Spindel während der Entladebetätigung abgehoben ist, ist es notwendig, eine ausreichende aufwärtsgerichtete Kraft an der Kassette zu erzeugen, um die magnetische Aufspannkraft zu überwinden, welche die Plattennabe am Spindelmagnet hält. Die maximale aufwärtsgerichtete Kraft, welche zum Überwinden der magnetischen Aufspannkraft erforderlich ist, kann durch die mechanische Betätigung eines Ausschubhebels oder durch die Aktivierung eines elektrischen Ausschubsystems hergestellt werden.
  • [0013]
    In herkömmlichen elektrischen Ausschub- bzw. Auswurfsystemen, in denen die Entladevorrichtung für die Plattenkassette die Plattenkassette vertikal anhebt, um die magnetische Kraft zwischen dem Spindelmagneten und der Plattennabe zu durchbrechen, muß der elektrische Ausschubmotor eine große Last erzeugen, um eine Entnahme der Plattenkassette zu bewirken. Wenn ein Betreiber sich dafür entscheidet, das elektrische Ausschubsystem zu verwenden, ist folglich ein großer Motor mit einem großen Drehmoment erforderlich, um eine ausreichende vertikale Hubkraft zu erzeugen.
  • [0014]
    Zur Unterbringung dieses großen Motors muß Raum im Systemgehäuse freigehalten werden, wodurch die Gesamtgröße des Gehäuses für die Kassettenladevorrichtung ansteigt. Zusätzlich verbraucht der große Motor ein beträchtliches Ausmaß an Energie.
  • [0015]
    Es ist daher wünschenswert, die Komplexität des Plattenabspielgeräts zu verringern und dabei die Gesamtgröße des Abspielgeräts zu reduzieren, um die geeignete Verwendung des Laufwerks in Computeranordnungen zu erleichtern. Um die Aufnahme einer 5¼-Zoll-Plattenkassette zu ermöglichen und dennoch klein genug zu sein, um geeignet in Verbindung mit einem Personalcomputer verwendet zu werden, müssen Bildplattenlaufwerke kompakte und sorgfältig angeordnete mechanische und elektrische Untersysteme verwenden. Angesichts dieser Aspekte ist es wünschenswert, die Größe des erforderlichen Ausschubmotors zu verringern. Ein Weg, um dieses Ergebnis zu bewirken, ist das Ausmaß der zum Durchbrechen bzw. Überwinden der magnetischen Aufspannkraft, welche die Plattennabe am Spindelmagnet hält, erforderlichen Kraft zu reduzieren. Durch Verringern dieser erforderlichen Kraft ist es möglich, einen kleineren Ausschubmotor im Abspielgerät zu verwenden. Es ist daher wünschenswert, eine Plattenladevorrichtung zu gestalten, bei der die Platte nicht vertikal vom Spindelmagneten abgehoben wird, sondern eher vom Magneten "geschält" wird.
  • [0016]
    Ein herkömmliches Verfahren, welches sich bemüht, diese Abschäl- bzw. Ablöseaktion zu erzielen, hat den Plattenteller und die Spindel nach unten wegschwingend von der Platte. Dieses Verfahren wird im U.S.-Patent Nr. 4,791,511 diskutiert, welches auf Marvin Davis erteilt wurde und bei dem Laser Magnetic Storage International Anmelderin ist. Es bleibt jedoch wünschenswert, ein Laufwerk zu gestalten, bei dem die Platte vom Spindelmagnet abgeschält wird.
  • Fokussierungs- und Spureinstellungsbetätigung
  • [0017]
    Um ein exaktes Lesen von auf der Platte gespeicherten Informationen zu erzielen, ist es notwendig, in der Lage zu sein, die Objektivlinse sowohl in einer Fokussier- oder Z-Richtung (d. h., senkrecht zur Ebene der Platte) zum Fokussieren des Laserstrahls auf einen kleinen Lichtpunkt an einer exakten Stelle auf der Platte zum Schreiben oder Abfragen von Informationen, und in eine Spureinstellungs- oder Y-Richtung (d. h., radial vom Zentrum der Platte) zu bewegen, um den Strahl über das exakte Zentrum der gewünschten Informationsspur auf der Platte zu positionieren. Fokussierungs- und Spureinstellungskorrekturen können durch Bewegen der Objektivlinse entweder in Richtung der optischen Achse der Linse zum Fokussieren, oder in Richtung senkrecht zur optischen Achse zur Spureinstellung bewirkt werden.
  • [0018]
    In diesen Systemen wird die Lage der Objektivlinse in den Fokussier- und Spureinstellungsrichtungen gewöhnlich durch Steuerungssysteme eingestellt. Stellglieder stützen die Objektivlinse und wandeln Lagekorrektursignale von den Rückführungsregelsystemen in eine Bewegung der Objektivlinse um. In der Regel enthalten diese Stellglieder bewegbare Spulen, stationäre Magnete und ein stationäres Magnetjoch, wobei ein magnetisches Feld in einem Luftspalt zwischen dem Joch und den Magneten hergestellt wird. Das auf Iguma gezeichnete U.S.-Patent Nr. 4,568,142 mit dem Titel "Objective Lens Driving Apparatus" (Objektivlinsen-Antriebsvorrichtung) illustriert ein Stellglied dieser Art, wobei das Stellglied rechteckige Magnete enthält, die in U-förmigen Jochen positioniert sind. Die Joche sind voneinander mit gegenüberstehenden Nordpolen beabstandet und dabei zueinander in ausreichend unmittelbarer Nähe, um einen magnetischen Kreis auszubilden. Eine quadratisch geformte Fokussierspule ist mit den Außenseiten eines quadratisch gestalteten Linsenrahmens verbunden. Vier Spureinstellungsspulen sind an den Ecken der Fokussierspule angeklebt bzw. damit verbunden. Die Enden der Fokussierspule werden dann in den Luftspalten positioniert, die zwischen jedem der U-förmigen Joche ausgebildet sind, so daß die Fokussierspulen die Joche spreizen. Da sich die Fokussierspule um diese "zentralen" bzw. "inneren" Jochplatten erstrecken muß, kann die Spule nicht so eng wie gewünscht gewickelt werden, und die Festigkeit der Spulenkonstruktion ist gefährdet. Ferner ist die Mehrzahl des Spulendrahts bei dieser Art einer geschlossenen Magnetkreisbauweise außerhalb der Luftspalte angeordnet, was die Effektivität des Stellglieds signifikant verringert.
  • [0019]
    In den meisten optischen Systemen muß die Steifheit der Spule im Luftspalt sehr hoch sein, und die Spulenentkopplungs-Resonanzfrequenz sollte oberhalb von 10 kHz sein, und es ist am wünschenswertesten oberhalb von 25 kHz. In vielen Arten von herkömmlichen Stellgliedbauweisen sind oftmals große Mengen von Spulendraht im magnetischen Luftspalt erforderlich, um eine maximale Motorleistung zu erzielen. Um ein derart großes Ausmaß einer Spule im Luftspalt anzuordnen und dennoch dem begrenzten Raum zu entsprechen, der die Stellgliedbauweise einschränkt, muß die Spule ganz oder teilweise "frei stehen" oder muß auf einen Wickelkörper gewickelt werden, der so dünn wie möglich ist. Diese Arten von Spulenkonfigurationen weisen eine geringe Starrheit auf und entkoppeln in der Regel bei geringen Frequenzen. Das dynamische Resonanzverhalten von vielen Stellgliedbauweisen kann auch ein Entwickeln der Spule während der Betätigung bewirken.
  • [0020]
    Andere Stellgliedbauweisen haben den gleichen magnetischen Luftspalt verwendet, um Fokussier- und Spureinstellungsmotorkräfte derart zu entwickeln, daß die Spureinstellungsspule(n) auf die Fokussierspule(n) oder umgekehrt geklebt werden, bei dem Versuch, Teile, Raum und Gewicht zu sparen. Bei diesen Konstruktionsweisen ist die Entkopplungsfrequenz der Spureinstellungsspule(n), die an eine freistehende Fokussierspule angeklebt ist, in der Regel ca. 15 kHz und damit signifikant unterhalb der bevorzugten Entkopplungsfrequenz.
  • Fokussierabtastung
  • [0021]
    Optische Aufzeichnungs- und Wiedergabesysteme, wie jene, die Bildspeicherplatten, Kompaktplatten bzw. CDs oder Videoplatten nutzen, erfordern eine präzise Fokussierung eines ausleuchtenden optischen Strahls mittels einer Objektivlinse auf der Oberfläche einer optischen Platte. Der einfallende Beleuchtungsstrahl wird gewöhnlich über die Objektivlinse zurückreflektiert und dann zum Lesen der auf der Platte gespeicherten Information verwendet. Im Anschluß an die Rückführung durch die Objektivlinse wird in der Regel ein Abschnitt des reflektierten Strahles auf eine Vorrichtung gerichtet, die zum Eichen des Brennpunkts des Beleuchtungsstrahls auf der Platte konstruiert ist. Die vom reflektierten Strahl durch diese Vorrichtung entnommene Information kann dann verwendet werden, um den Brennpunkt des Beleuchtungsstrahls durch Ändern der Lage einer bewegbaren Objektivlinse relativ zur Platte einzustellen.
  • [0022]
    Einige Technologien zum Erfassen des Brennpunkts eines optischen Beleuchtungsstrahls sind bekannt. Zum Beispiel führen die U.S.-Patente Nr. 4,423,495; 4,425,636 und 4,453,239 aus, was als das "Grenzwinkel-Prisma"-Verfahren ("critical angle prism" method) zum Bestimmen des Brennpunkts des Strahls bezeichnet wird. Bei diesem Verfahren läßt man einen von einer Speicherplatte reflektierten Beleuchtungsstrahl auf eine Erfassungsprismaoberfläche einfallen, welche sehr nah an einen Grenzwinkel bezüglich des reflektierten Beleuchtungsstrahls gesetzt ist. Wenn der Brennpunkt des Beleuchtungsstrahls auf der Oberfläche der Platte vom gewünschten Zustand abweicht, kann die Variation des Ausmaßes der durch die Erfassungsprismafläche reflektierten optischen Energie verwendet werden, um ein Brennpunktfehlersignal abzuleiten, welches zum Einstellen des Brennpunkts des Beleuchtungsstrahls verwendet wird.
  • [0023]
    Das Grenzwinkel-Prisma-Verfahren erfordert allgemein, daß die Orientierung der Erfassungsprismafläche bezüglich dem reflektierten Beleuchtungsstrahl präzise eingestellt ist. Dieses Erfordernis tritt als ein Ergebnis der Reflektions-Charakteristik des Erfassungsprismas in der Nachbarschaft des Grenzwinkels auf und macht Erfassungssysteme für den Brennpunktfehler basierend auf diesem Verfahren extrem sensibel. Die Grenzwinkel-Technik weist jedoch einige Nachteile auf. Zuerst hängt das hierdurch hergestellte Brennpunktfehlersignal von der Lichtreflexion an der Grenzfläche zwischen der Erfassungsprismafläche und der Luft ab. Veränderungen in der Höhe, welche den Brechungsindex der Luft verändern, können daher das Auftreten von falschen Fokussieranzeigen (Offsets bzw. Versatz) bewirken. Ferner ist die Grenzwinkel-Technologie an sich ungeeignet zur Verwendung in Differentialfokussierabtastungssystemen.
  • [0024]
    Differentialsysteme werden zunehmend wichtig, da sie die Annullierung bzw. Beseitigung von bestimmten Arten von Rauschen ermöglichen, welche in Bildplattenlaufwerken auftreten können. Das Grenzwinkel-Verfahren ist aus zwei Gründen ungeeignet für Differentialbetätigungen. Erstens wird der durch das Abtastprisma hergestellte und übermittelte Strahl längs einer Achse komprimiert, was ihn unsymmetrisch zum reflektierten Strahl macht. Die Symmetrie von zwei Strahlen wird in einem Differentialsystem vorgezogen, um die Rauschbeseitigungseigenschaften in unterschiedlichen Umgebungen zu optimieren. Zweitens ist die Neigung bzw. Flanke an dem Punkt der Reflexionskurve eines Grenzwinkel-Prismas, in dem die Intensitäten der beiden Strahle ausgeglichen sind, viel zu klein, um ein geeignetes Differentialfokussierfehlersignal herzustellen.
  • [0025]
    Eine Fokussierabtastungsvorrichtung, welche im Vergleich zu Grenzwinkeltechnologie eine etwas weniger präzise Einstellung der optischen Fläche erfordert, auf welcher der reflektierte Beleuchtungsstrahl eintrifft, ist im U.S.-Patent Nr. 4,862,442 offenbart. Insbesondere enthält die darin beschriebene optische Oberfläche eine dielektrische Mehrfachlagenbeschichtung mit einem Reflexionsvermögen, welches kontinuierlich hinsichtlich dem Einfallwinkel des reflektierten Beleuchtungsstrahlengangs variiert. Es folgt, daß die Fehljustierung der Oberfläche mit der Mehrfachlagenbeschichtung in Drehrichtung einen geringeren Effekt auf den Wert des Fokussierfehlersignals hat, aber daß die Technologie auch eine verringerte Winkelempfindlichkeit aufweist. Ferner können sich Ungenauigkeiten in dem durch das dielektrische Mehrfachlagensystem hergestellten Brennpunktfehlersignal im Ansprechen auf relativ geringe Veränderungen in der Wellenlänge des reflektierten Beleuchtungsstrahlengangs entwickeln. Eine derartige Empfindlichkeit auf Wellenlängenveränderungen ist unerwünscht, da das Brennpunktfehlersignal geschaffen ist, um sich einzig auf den Brennpunkt des Beleuchtungsstrahls zu beziehen.
  • [0026]
    Zusätzlich haben bestimmte Systeme, welche eine dielektrische Mehrfachlagen-Reflektionsfläche verwenden und Brennpunktfehlersignale schaffen, nur ein begrenztes Maß an Empfindlichkeit. Zum Beispiel zeigt 37 des U.S.-Patents Nr. 4,862,442 eine besondere Reflexionscharakteristik für eine beschichtete dielektrische Reflexionsfläche, wobei die Neigung der Reflexionscharakteristik proportional zur Empfindlichkeit des Brennpunktfehlersignals ist. Die offenbarte reflektierte Intensität liegt in einem Wertebereich von ungefähr 0,75 bis 0,05 über Einfallswinkeln, die sich von 42 bis 48 Grad erstrecken. Diese Veränderung des Reflexionsvermögens von ungefähr 10% pro Grad erzeugt ein Brennpunktfehlersignal mit relativ geringer Sensibilität.
  • [0027]
    Dementsprechend besteht in diesem Sachgebiet ein Bedarf für eine optische Anordnung, die durch ein Reflexionsvermögensprofil gekennzeichnet ist, welches die Erzeugung eines hockempfindlichen Brennpunktfehlersignals ermöglicht, das relativ immun für Veränderungen in der Höhe und für Farbfehler ist, und welches zur Anwendung in unterschiedlichen Systemen geeignet ist.
  • Suchbetätigung
  • [0028]
    Bilddatenspeicherungssysteme, welche einen fokussierten Laserstrahl zum Aufzeichnen und unmittelbaren Zurückspielen von Informationen nutzen, sind sehr attraktiv in der Computermassenspeicherungsindustrie. Derartige Bilddatenspeicherungssysteme bieten sehr hohe Datenraten mit sehr hoher Speicherdichte und schnellem Speicherzugriff auf die auf dem Informationsmedium, zumeist einer Bildplatte, gespeicherten Daten an. Bei diesen Arten von Bildplattenspeichersystemen wird das Einlesen und Schreiben von Daten oftmals unter Verwendung einer einzelnen Laserquelle durchgeführt, welche mit zwei entsprechenden Intensitäten funktioniert. Während jeder Betätigung dringt Licht von der Laserquelle durch eine Objektivlinse, welche den Lichtstrahl auf einem bestimmten fokussierten Punkt auf der Bildplatte zusammenführt. Während der Datenrückgewinnung ist das Laserlicht auf das Aufzeichnungsmedium fokussiert und verändert sich durch die Information des Datenspeichermediums. Dieses Licht wird dann von der Platte wegreflektiert, zurück durch die Objektivlinse zu einem photoelektrischen Strahlungsempfänger. Es ist dieses reflektierte Signal, welches die aufgezeichnete Information überträgt. Wenn die Information auf den Speicher geschrieben oder von diesem gelesen wird, ist es daher besonders wichtig, daß die Objektivlinse und der fokussierte Abgabestrahl derart präzise im Zentrum der richtigen Spur fokussiert werden, so daß die Information exakt geschrieben und wiedergegeben werden kann.
  • [0029]
    Um ein präzises Lesen der auf der Platte gespeicherten Information zu erlauben, ist es notwendig, in der Lage zu sein, die Objektivlinse sowohl in eine Fokussier- oder Z-Richtung (d. h., senkrecht zur Ebene der Platte) zum Fokussieren des Laserstrahls auf einem kleinen Lichtpunkt an einer exakten Stelle der Platte zum Schreiben oder Wiedergeben der Informationen, und in eine Spureinstellungs- oder Y-Richtung (d. h., radial), zu bewegen, um den Strahl über dem exakten Zentrum der gewünschten Informationsspur auf der Platte zu positionieren. Fokussier- und Spureinstellungskorrekturen können durch Bewegen der Objektivlinse entweder in Richtung der optischen Achse der Linse zum Fokussieren oder in Richtung senkrecht zur optischen Achse zur Spureinstellung bewirkt werden.
  • [0030]
    In diesen Systemen wird die Lage der Objektivlinse in den Fokussier- und Spureinstellungsrichtungen gewöhnlich durch Steuerungssysteme eingestellt. Stellglieder stützen die Objektivlinse und wandeln Lagekorrektursignale von den Rückführregelsystemen in eine Bewegung der Objektivlinse um. Wie ersichtlich ist, führt ein Fehler beim Fokussieren des Lichts auf einem ausreichend kleinen Bereich des Mediums zu einem allzu großen Abschnitt der Platte, welcher zum Speichern einer vorgegebenen Informationsmenge verwendet wird, oder in einen zu breiten Bereich der Platte, in welchem gelesen wird. Ebenso führt das Verfehlen einer exakten Steuerung der Spureinstellung des Laserlichts dazu, daß die Informationen an einer falschen Stelle gespeichert werden, oder dazu, daß die Informationen von einer falschen Stelle gelesen werden.
  • [0031]
    Zusätzlich zur Translation längs der Z-Achse, um die Fokussierung zu bewirken, und zur Translation längs der Y-Achse, um die Spureinstellung zu bewirken, gibt es zumindest vier zusätzliche Bewegungsarten für das Stellglied, von denen jede die Genauigkeit der Lese- und Schreibbetätigungen verringert und daher während der normalen Betätigung des Systems unerwünscht ist. Diese unerwünschten Bewegungsarten sind Drehungen um die X-Achse (eine Achse orthogonal sowohl zur X-Richtung als auch zur Z-Richtung) bzw. Schrägstellung (pitch); Drehung um die Z-Achse, genannt Gieren (yaw); Drehung um die Y-Achse, genannt Rollen (roll); und Linearbewegung längs der X-Achse oder tangentiale Translation. Bewegungen in diesen Richtungen werden oftmals durch Motor- und Reaktionskräfte verursacht, die am Schlitten und/oder Stellglied wirken. Diese Bewegungsarten erzeugen typischerweise unerwünschte Bewegungen während der Spureinstellungs- oder Fokussierbetätigung, was nachfolgend die Ausrichtung der Objektivlinse bezüglich der Bildplatte beeinflußt.
  • Anamorphotisches, achromatisches Prismensystem
  • [0032]
    Bildplattensysteme verwenden oftmals ein anamorphotisches Prisma zur Einstellung der Ellipsengestalt des Laserstrahls, zum Beseitigen des Laserstrahlastigmatismus und/oder zur Lenkung des Strahls. Dokumente, wie zum Beispiel das U.S.-Patent Nr. 4,333,173, gezeichnet auf Yonezawa et al., das U.S.-Patent Nr. 4,542,492, gezeichnet auf Leterme et al. und das U.S.-Patent Nr. 4,607,356, gezeichnet auf Bricot et al., beschreiben die Verwendung von einfachen anamorphotischen Prismen zur Strahlformung in Bildplattenanwendungen.
  • [0033]
    Häufig weisen die anamorphotischen Prismensysteme einen eingebetteten dünnen Film auf, um einen Teil oder den gesamten Rückstrahl (der vom optischen Medium reflektiert wird) zu einem Erfassungssystem zu reflektieren. Das U.S.-Patent Nr. 4,573,149 von Deguchi et al. beschreibt die Verwendung von dünnen Filmen, um einen Rückstrahl zu Erfassungssystemen zu reflektieren. Überdies wird die Eintrittsfläche des anamorphotischen Prismas oftmals verwendet, um den Rückstrahl zu einem Erfassungssystem zu reflektieren, wie es in den U.S.-Patenten Nr. 4,542,492 und 4,407,356 beschrieben ist. Häufig ist es vorteilhaft, Mehrfacherfassungskanäle zu haben. Zum Beispiel kann bei Bildplatten ein Detektor bzw. Empfänger Datensignale schaffen, und ein anderer Empfänger kann Steuersignale, wie zum Beispiel Spureinstellungs- und/oder Fokussierhilfs- bzw. servosignale, schaffen.
  • [0034]
    Ein typisches Problem bei herkömmlichen Prismen liegt darin, daß die anamorphotischen Prismen an chromatischer Dispersion leiden, welche zu einer lateralen chromatischen Aberration führen kann. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß sich die ergebenden Brechungswinkel durch das anamorphotische Prisma ebenfalls verändern, wenn sich die Wellenlänge der Lichtquelle verändert. Diese Veränderungen führen zu einer lateralen Strahlverschiebung, wenn der Strahl auf ein optisches Medium wie zum Beispiel eine Bildplatte fokussiert wird. In Bildplattensystemen kann eine kleine Verschiebung des Strahls fehlerhafte Datensignale bewirken. Wenn die Verschiebung zum Beispiel unerwartet ist und in Datenrichtung erfolgt, kann der Strahl auf der Bildplatte gespeicherte Daten überspringen.
  • [0035]
    Wenn die Lichtquelle (zum Beispiel ein Laser) wirklich monochromatisch wäre, würde die chromatische Aberration des Prismas kein Problem verursachen. Verschiedene Faktoren bewirken jedoch oftmals eine Veränderung des Laserspektrums. Zum Beispiel sprechen die meisten Laserdioden auf die Erhöhung der Leistung mit einer Veränderung der Wellenlänge an. In magneto-optischen Plattensystemen tritt ein Leistungsanstieg auf, wenn der Laser von niedriger zu hoher Energie pulsiert, um auf die Bildplatte zu schreiben, wie dies im Fachgebiet wohlbekannt ist. Dieser Anstieg der Laserenergie bewirkt häufig eine Wellenlängenverschiebung von ungefähr 1,5 bis 3 Nanometer (nm) in herkömmlichen Systemen. Die meisten Laserdioden sprechen auch auf eine Veränderung der Temperatur mit einer Änderung der Wellenlänge an. Zusätzlich kann ein zufälliges "Betriebsart-Springen" unvorhersehbare Wellenlängenveränderungen bewirken, die gewöhnlich im Bereich von 1–2 Nanometern liegen. Eine RF-Modulation wird oftmals auf Laserdioden angewandt, welche bei Leseenergie betrieben werden, um den Effekt zu minimieren, den das "Betriebsart-Springen" auf das System hat. Die RF-Modulation erhöht jedoch die spektrale Bandbreite und kann die Mittelfrequenz verändern. Überdies wird die RF-Modulation nicht generell verwendet, wenn der Laser bei Schreibenergie betrieben wird. In einem nicht achromatischen System führt eine plötzliche Veränderung in der Wellenlänge des einfallenden Lichts in der Regel zu einer lateralen Strahlverschiebung im fokussierten Leuchtfleck von bis zu mehreren hundert Nanometern. Eine seitliche Strahlverschiebung von diesem Ausmaß könnte signifikante Fehler im Datensignal bewirken.
  • [0036]
    Die Verwendung von Prismensystemen mit mehreren Elementen zur Korrektur chromatischer Dispersion ist im Fachgebiet der optischen Konstruktion bekannt. Lehrbücher, wie zum Beispiel das von Warren J. Smith, Modern Optical Engineering, McGraw-Hill, 1966, Seiten 75–77, diskutieren diese Idee. Ferner verwenden einige Bildplattensysteme anamorphotische Prismensysteme mit mehreren Elementen, welche achromatisch sind. Typische bestehende Prismensysteme mit mehreren Elementen erfordern jedoch die separate Montage der Mehrzahl der Prismenelemente. Die Montage der Mehrzahl der Elemente bedeuten Aufwand und die Schwierigkeit der Herstellung, da jedes Element hinsichtlich der anderen Elemente im System sorgfältig ausgerichtet werden muß. Geringe Abweichungen in der Ausrichtung können bedeutende Veränderungen in der Funktion bewirken. Dies erschwert zudem die Qualitätskontrolle. Andere bestehende Prismensysteme mit mehreren Elementen weisen aneinander angebrachte Elemente auf, um ein Einheitsprisma auszubilden, aber diese Prismensysteme erfordern, daß das Prismenmaterial jedes Prismas unterschiedlich ist, damit das System achromatisch ist. Ferner schaffen bestehende Systeme, welche nicht achromatisch sind, keine Rückstrahlreflexionen zu Mehrfachempfangssystemen.
  • Datenrückgewinnung – Übergangserfassung
  • [0037]
    Viele Jahre lang wurden verschiedene Arten von bespielbaren und/oder löschbaren Medien für Datenspeicherungszwecke verwendet. Derartige Medien können zum Beispiel Magnetbänder oder -platten in Systemen mit einer Vielzahl von Konfigurationen umfassen.
  • [0038]
    Magneto-optische-Systeme ("MO"-Systeme) bestehen zum Aufzeichnen von Daten auf und zum Rückgewinnen von Daten von Magnetplatten. Dieser Vorgang der Aufzeichnung in einem magneto-optischen System bedingt in der Regel die Verwendung eines magnetischen Feldes, um die Polarität eines generalisierten Bereiches auf der Platte zu orientieren, während ein Laserimpuls einen lokalisierten Bereich erwärmt, wodurch die Polarität im lokalisierten Bereich festgelegt wird. Der lokalisierte Bereich mit der festgesetzten Polarität wird gewöhnlich als ein Pit bezeichnet. Einige Codiersysteme verwenden das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Pits auf der Platte, um die aufgezeichneten Daten jeweils als "1" oder "0" zu definieren.
  • [0039]
    Bei der Aufzeichnung von Daten kann eine binäre Eingangsdatenfolge durch digitale Modulation auf eine andere binäre Folge mit wünschenswerteren Eigenschaften umgewandelt werden. Ein Modulator kann zum Beispiel m Datenbits zu einem Codewort mit n Modulationscodierungsbits (oder "binits") umwandeln. In den meisten Fällen gibt es mehr Codierungsbits als Datenbits, das heißt, m < n.
  • [0040]
    Das Dichteverhältnis eines gegebenen Aufzeichnungssystems wird häufig gemäß der Gleichung (m/n) × (d + 1) ausgedrückt, wobei m und n die oben erläuterten Definitionen aufweisen und d als die minimale Anzahl von zwischen Einsern auftretenden Nullen definiert ist. Daher hat der RLL 2/7/1/2-Code gemäß obiger Gleichung ein Dichteverhältnis von 1,5, während der GCR 0/3/8/9-Code ein Dichteverhältnis von 0,89 aufweist.
  • [0041]
    Zum Lesen von Daten in einem MO-System wird ein fokussierter Laserstrahl oder eine andere optische Vorrichtung in der Regel auf die Aufzeichnungsfläche einer sich drehenden Bildplatte derart gerichtet, daß der Laserstrahl selektiv auf eine der Vielzahl der Spuren auf der Aufzeichnungsfläche zugreifen kann. Die Drehung des von der Aufzeichnungsfläche reflektierten Laserstrahls kann mittels einer Kerr-Drehung erfaßt werden. Eine Veränderung der Kerr-Drehung in einer ersten Art stellt zum Beispiel einen ersten Binärwert dar. Eine Veränderung der Kerr-Drehung in einer zweiten Art stellt einen zweiten Binärwert dar. Ein Ausgabesignal wird von den ersten und zweiten Binärwerten erzeugt, welche in spezifizierten Taktintervallen auftreten.
  • [0042]
    Obwohl eine kontinuierliche Nachfrage nach Plattensystemen besteht, welche zur Speicherung von zunehmend höheren Datendichten in der Lage sind, traf die Fähigkeit, höhere Datenspeicherdichten zu erzielen, auf verschiedene Grenzen. Im allgemeinen wird die angemessene obere Grenze für Datendichten zum Teil durch Zuverlässigkeitserfordernisse, die optische Wellenlänge der Laserdiode, die Qualität des optischen Moduls, die Bauteilkosten und die Betriebsgeschwindigkeit bestimmt. Maximale Datendichten werden ebenso durch die Fähigkeit zur Zurückweisung verschiedener Formen von Rauschen, Interferenz und Verzerrung beeinflußt. Zum Beispiel verhindert die Intersymbolinterferenz die exakte Wiedergewinnung von Daten um so mehr, je dichter die Daten gepackt sind. Da die Technologie für viele Mittel- und Hochleistungsbildplattenlaufwerke überdies durch die Abwärtskompatibilität begrenzt ist, welche durch ältere Modelle erforderlich ist, wurden die Signalverarbeitungstechnologien nicht so schnell vorangetrieben, wie dies ansonsten der Fall gewesen wäre.
  • [0043]
    Beim Versuch, gespeicherte Daten wiederzugewinnen, leiden bestehende Lesekanäle von magneto-optischen und anderen Arten von Plattenlaufwerken gewöhnlich an einer Anzahl von Problemen aufgrund des unbeabsichtigten Anstiegs von DC-Komponenten (Gleichspannungssignalkomponenten) im Lesesignal. Ein Grund für den Anstieg des DC resultiert aus der Aufzeichnung von unsymmetrischen Datenmustern über eine Anzahl von Bytes oder Datensegmenten. Ein symmetrisches Datenmuster kann betrachtet werden als eines mit einer durchschnittlichen DC-Komponente von null im Bereich des Interesses. Da Sequenzen von aufgezeichneten Bits im wesentlichen zufällig in vielen Modulationscodierungen sein können, erzeugen lokalisierte Bereiche der aufgezeichneten Daten mit einzelnen Mustern von 1 und 0 jedoch ein unsymmetrisches Lesesignal mit unerwünschten DC-Komponenten. Da die Datenmuster im Laufe der Zeit variieren, verändert sich das Niveau des DC-Anstiegs ebenfalls, was ein Wandern der DC-Basislinie verursacht, die Grenzwerterfas sungsspannen verringert und die Steuerempfindlichkeit für Rauschen und andere Interferenz vergrößert.
  • [0044]
    Ein unerwünschter DC-Anstieg wird ebenfalls durch Varianz in der Pitgröße aufgrund von thermischen Effekten am schreibenden Laser oder am Speichermedium verursacht. Wenn sich der Schreiblaser zum Beispiel erwärmt, kann sich die Größe der Ausleuchtungszone steigern, was zu größeren Pits führt. Wenn die aufgezeichneten Pits gelesen werden, verursachen Variationen in der Größe der Pits ein unsymmetrisches Eingangssignal mit DC-Komponenten. Variationen in der Pitgröße verursachen nicht nur unerwünschte DC-Anstiege, sondern bewirken auch, daß die Relativlagen der Daten als zeitverschoben erscheinen, was die Zeitspanne bzw. den Zeitspielraum verringert und zu möglichen Lesefehlern führt.
  • [0045]
    Verschiedene Versuche wurden durchgeführt, um diese Probleme zu überwinden. Zum Beispiel verwenden verschiedene Bandlaufwerksysteme gewöhnlich einen DC-freien Code, wie zum Beispiel einen 0/3/8/10-Code, der in anderen Fällen einfach als ein 8/10-Code bezeichnet wird. Da ein 8/10-Code 10 Speicherbits erfordert, um 8 Datenbits einzubringen, ist er jedoch nur zu 80% effizient, was nachteilig beim Versuch der Aufzeichnung hoher Datendichten ist.
  • [0046]
    Ein anderes Verfahren zur Handhabung von DC-Anstiegen bedingt die Verwendung einer doppelten Differentiation. Dieses Verfahren bedingt in der Regel die Erfassung der Spitzen bzw. Scheitel einer ersten Ableitung des Eingangssignals durch Erfassen der Null-Durchgänge der zweiten Ableitung des Eingangssignals. Daher werden die DC-Komponenten wirksam ausgefiltert. Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die Differentiation oder doppelte Differentiation unerwünschte Rauscheffekte bewirken kann. Ein zweiter Nachteil liegt darin, daß das Verfahren den Zeitspielraum auf inakzeptabel geringe Niveaus (z. B., auf etwa 50%) verringern kann.
  • [0047]
    Bei einem weiteren Verfahren, welches auf DC-Anstiege abzielt, werden die zu speichernden Daten vor der Aufzeichnung derart willkürlich angeordnet, daß sich keines der Datenmuster in einem Datensektor wiederholt. Dieses Verfahren ist jedoch nicht akzeptabel für ISO-Standards, und es kann ihm an Abwärtskompatibilität mit früheren Plattenlaufwerksystemen mangeln. Als ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens kann die Rückanordnung der Daten komplex sein.
  • [0048]
    Noch ein weiteres Verfahren zum Steuern des DC-Anstiegs bedingt die Verwendung von sogenannten Resync-Bytes zwischen den Datensegmenten. Dieses Verfahren bedingt allgemein die Prüfung und Manipulierung von Daten vor der Aufzeichnung, um den DC-Anstieg bzw. das DC-Aufschaukeln beim Zurücklesen zu minimieren. Vor der Aufzeichnung werden zwei aufeinanderfolgende Datensegmente überprüft, um zu bestimmen, ob die Muster von Einsern und Nullen derart sind, um positive DC-, negative DC- oder keine DC-Komponenten beim Zurücklesen zu verursachen. Wenn zum Beispiel zwei aufeinanderfolgende Datensegmente die gleiche DC-Polarität aufweisen, wird eines der Datensegmente vor der Aufzeichnung auf das Medium invertiert. Um innerhalb den Randbedingungen des speziellen Codiersystems zu stehen, kann das Schreiben eines Resync-Bytes zwischen den Segmenten jedoch erforderlich sein, so daß das Muster von benachbarten Bits und von Flußumkehrungen ordnungsgemäß ist. Ein Nachteil eines derartigen Verfahrens liegt darin, daß es nicht notwendigerweise alle DC-Anstiege reduziert und zeitliche Randbedingungen derart bestimmt werden müssen, daß der vorhersehbare DC-Anstieg nicht die Leistung beeinflußt. Ferner erfordert das Verfahren zusätzliche Überschriften bzw. Zusätze, welche die Prüfung der Datensegmente enthalten, um ihre relative Polarität zu bestimmen.
  • [0049]
    Es wäre daher vorteilhaft, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lesen von gespeicherten Daten von einem Medium zu haben, welches nicht an den unerwünschten Effekten des DC-Anstiegs leidet, nicht inakzeptable Rauschniveaus oder eine bedeutende Verringerung der Zeitspielräume verursacht, nicht große Mengen an Überschriften bzw. Zusätzen oder Rückanordnungsalgorithmen erfordert, und dabei eine hohe Datenspeicherungseffektivität schafft.
  • Datenspeicherung und andere Aspekte der Datenrückgewinnung
  • [0050]
    Bespielbare/löschbare Bildplatten sind gegenwärtig zur Anwendung in Datenspeicherungsmedien verfügbar. Die magneto-optische Aufzeichnung ist die gewöhnlich verwendete Technologie, um Daten auf eine Platte zu speichern oder Daten von der Platte zurückzugewinnen. Während der Aufzeichnung orientiert ein magnetisches Feld die Polarität in einem generalisierten Bereich der Platte, während ein Laserimpuls einen lokalisierten Bereich erwärmt, um hierdurch die Polarität in dem kleineren Bereich festzulegen. Der lokalisierte Bereich mit festgelegter Polarität wird gewöhnlich ein Pit genannt. Einige Codiersysteme nutzen das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Pits auf der Platte, um die aufgezeichneten Daten jeweils als "1" oder "0" zu definieren. Das gewöhnlich zumeist verwendete Codiersystem für die pitartige Aufzeichnung ist der lauflängenbegrenzte 2,7-Code (run length limited (RLL) 2,7 code), da er das höchste Daten-zu-Pit-Verhältnis vorgibt. Diese Art der Aufzeichnung führt jedoch nicht zu höheren Dichten, da die Amplitude und die Zeitgrenzen sich sehr schnell verschlechtern, wenn die Frequenz vergrößert wird.
  • [0051]
    Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Servosteuerungssystem für eine Informationsspeicherungsvorrichtung zu schaffen, wobei das Servosteuerungssystem enthält: eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von auf einem Informationsspeichermedium gespeicherten Informationen und zum Erfassen eines Servofehlersignals, wobei die Erfassungseinrichtung einen Summeninformations-Signalausgang und wenigstens einen Servofehler-Signalausgang bereitstellt; eine Positioniereinrichtung zum Positionieren der Erfassungseinrichtung relativ zum Informationsspeichermedium; einen A/D-Wandler zum Empfangen der Summeninformations-Signalausgabe und der Servofehler-Signalausgabe, und zum Ausgeben eines digitalen Servofehlersignals bei einer vorbestimmten Abtastraste, wobei das digitale Servofehlersignal durch den A/D-Wandler auf das Summeninformationssignal normiert ist; eine digitale Signalprozessoreinrichtung zum Verarbeiten des digitalen Servofehlersignals und zum Ausgeben eines Servosteuersignals, wobei die digitale Signalprozessoreinrichtung eine digitale Servokompensations-Übertragungsfunktion zur Herstellung des Servosteuersignals enthält, und wobei die Übertragungsfunktion eine Magnetude Null mit einer minimalen Phasenstörung bereitstellt, welche bei einer Frequenz auftritt, die annähernd die Hälfte der Abtastrate ist; und einen Treiber, welcher das Servosteuersignal zur Steuerung der Positioniereinrichtung empfängt.
  • [0052]
    Insbesondere kann die Positioniereinrichtung eine Resonanzfrequenz aufweisen, und die vorbestimmte Abtastrate kann das Doppelte der Resonanzfrequenz sein.
  • [0053]
    Die Servokompensations-Ubertragungsfunktion ist vorzugsweise eine Einfach-Voreilungs-Komplex-Nacheilungs-Funktion (single lead complex lag).
  • [0054]
    Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Servosteuerungssystem für eine optische Informationsspeicherungsvorrichtung zu schaffen, wobei das Servosteuerungssystem enthält: eine optische Erfassungseinrichtung zum Erfassen von auf einem Informationsspeichermedium gespeicherten Informationen und zum Erfassen eines Servofehlersignals, wobei die optische Erfassungseinrichtung einen Summeninformations-Signalausgang und wenigstens einen Servofehler-Signalausgang bereitstellt; einen Motor zum Positionieren der optischen Erfassungseinrichtung relativ zum Informationsspeichermedium; einen A/D-Wandler zum Empfangen der Summeninformations-Signalausgabe und der Servofehler-Signalausgabe, und zum Ausgeben eines digitalen Servofehlersignals bei einer vorbestimmten Abtastraste, wobei das digitale Servofehlersignal durch den A/D-Wandler auf das Summeninformationssignal normiert ist; eine digitale Signalprozessoreinrichtung zum Verarbeiten des digitalen Servofehlersignals und zum Ausgeben eines Servosteuersignals, wobei die digitale Signalprozessoreinrichtung eine digitale Servokompensations-Übertragungsfunktion zur Herstellung des Servosteuersignals enthält, und wobei die digitale Servokompensations-Übertragungsfunktion eine Magnetude Null mit einer minimalen Phasenstörung bereitstellt, welche bei einer Frequenz auftritt, die annähernd die Hälfte der Abtastrate ist; und einen Treiber, welcher das Servosteuersignal zur Steuerung des Motors empfängt.
  • [0055]
    Insbesondere kann die Positioniereinrichtung eine Resonanzfrequenz aufweisen, und die vorbestimmte Abtastrate kann das Doppelte der Resonanzfrequenz sein. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der A/D-Wandler einen Referenzeingang zum Wandeln, und die Summeninformationssignalausgabe wird durch den Referenzeingang empfangen.
  • [0056]
    Die Servokompensations-Übertragungsfunktion ist vorzugsweise eine Einfach-Voreilungs-Komplex-Nacheilungs-Funktion (single lead complex lag).
  • [0057]
    Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Servosteuerungssystem für eine Informationsspeicherungsvorrichtung zu schaffen, wobei das Servosteuerungssystem enthält: eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von auf einem Informationsspeichermedium gespeicherten Informationen und zum Erfassen eines Servofehlersignals, wobei die Erfassungseinrichtung einen Summeninformations-Signalausgang und wenigstens einen Servofehler-Signalausgang bereitstellt; eine Positioniereinrichtung zum Positionieren der Erfassungseinrichtung relativ zum Informationsspeichermedium; einen A/D-Wandler zum Empfangen der Summeninformations-Signalausgabe und der Servofehler-Signalausgabe, und zum Ausgeben eines digitalen Servofehlersignals bei einer vorbestimmten Abtastraste, wobei das digitale Servofehlersignal durch den A/D-Wandler auf das Summeninformationssignal normiert ist; und eine digitale Signalprozessoreinrichtung zum Verarbeiten des digitalen Servofehlersignals und zum Ausgeben eines Servosteuersignals, wobei die digitale Signalprozessoreinrichtung eine digitale Servokompensations-Übertragungsfunktion zur Herstellung des Servosteuersignals enthält, und wobei die digitale Servokompensations- Übertragungsfunktion eine Magnetude Null mit einer minimalen Phasenstörung bereitstellt, welche bei einer Frequenz auftritt, die annähernd die Hälfte der Abtastrate ist.
  • [0058]
    Vorzugsweise enthält das Servosteuerungsystem einen Treiber, welcher das Servosteuersignal zur Steuerung der Positioniereinrichtung empfängt.
  • [0059]
    In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Positioniereinrichtung eine Resonanzfrequenz auf.
  • [0060]
    Insbesondere kann die vorbestimmte Abtastrate das Doppelte der Resonanzfrequenz sein.
  • [0061]
    Gemäß einer bestimmten Ausführungsform ist die Servokompensations-Übertragungsfunktion eine Einfach-Voreilungs-Komplex-Nacheilungs-Funktion (single lead complex lag).
  • [0062]
    Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Servosteuerungssystem für eine Informationsspeicherungsvorrichtung zu schaffen, wobei das Servosteuerungssystem enthält: eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von auf einem Informationsspeichermedium gespeicherten Informationen und zum Erfassen eines Servofehlersignals, wobei die Erfassungseinrichtung einen Summeninformations-Signalausgang und wenigstens einen Servofehler-Signalausgang bereitstellt; eine Positioniereinrichtung zum Positionieren der Erfassungseinrichtung relativ zum Informationsspeichermedium; einen A/D-Wandler zum Empfangen der Summeninformations-Signalausgabe und der Servofehler-Signalausgabe, und zum Ausgeben eines digitalen Servofehlersignals bei einer vorbestimmten Abtastraste, wobei das digitale Servofehlersignal durch den A/D-Wandler auf das Summeninformationssignal normiert ist; und eine digitale Signalprozessoreinrichtung zum Verarbeiten des digitalen Servofehlersignals und zum Ausgeben eines Servosteuersignals, wobei die digitale Sinalprozessoreinrichtung eine digitale Servokompensations-Übertragungsfunktion zur Herstellung des Servosteuersignals enthält, und wobei die digitale Servokompensations-Übertragungsfunktion eine Notch-Filter- bzw. Sperrfilter-Frequenz bei einer Frequenz bereitstellt, die annähernd die Hälfte der Abtastrate ist.
  • [0063]
    Das Servosteuerungsystem kann ferner einen Treiber enthalten, welcher das Servosteuersignal zur Steuerung der Positioniereinrichtung empfängt.
  • [0064]
    Die Positioniereinrichtung kann eine Resonanzfrequenz aufweisen, und die vorbestimmte Abtastrate kann das Doppelte der Resonanzfrequenz sein.
  • [0065]
    Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Servokompensations-Ubertragungsfunktion eine Einfach-Voreilungs-Komplex-Nacheilungs-Funktion (single lead complex lag).
  • [0066]
    In einer bestimmten Anwendung enthält der A/D-Wandler einen Referenzeingang zum Wandeln, und die Summeninformationssignalausgabe wird durch den Referenzeingang empfangen.
  • [0067]
    Vorzugsweise ist die Positioniereinrichtung ein Motor.
  • [0068]
    Die Erfassungseinrichtung ist vorzugsweise eine optische Erfassungseinrichtung.
  • [0069]
    Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft ein Bildplattensystem von der Art mit einem Fokussiermechanismus und einem Spurverfolgungsmechanismus, welche durch eine Rückkopplungsschleife gesteuert werden, mit einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen von auf einer Bildplatte gespeicherten Informationen und zum Erzeugen eines analogen Servofehlersignals; einer Positioniereinrichtung mit einem Fokussiermechanismus und einem Spurverfolgungsmechanismus zum Positionieren der Erfassungseinrichtung relativ zur Bildplatte; einem A/D-Wandler zum Empfangen des analogen Servofehlersignals und zum Abtasten des analogen Servofehlersignals, um ein digitales Servofehlersignal bei einer vorbestimmten Abtastraste auszugeben; einer Prozessoreinrichtung für das digitale Servofehlersignal, welche ein Servosteuersignal ausgibt, wobei die Prozessoreinrichtung eine Übertragungsfunktion aufweist, welche eine Sperre (notch) bei ungefähr der Halben Abtastrate bereitstellt; und einer Einrichtung zum Aufbringen des Servosteuersignals als ein Rückkopplungssignal auf die Positioniereinrichtung, um Korrekturen am Fokussiermechanismus und am Spurverfolgungsmechanismus zu bewirken.
  • [0070]
    In einer spezifischen Ausführungsform schafft die Erfassungseinrichtung ein Summeninformations-Signal sowie auch das analoge Servofehlersignal, und der A/D-Wandler empfängt das Summeninformations-Signal und das analoge Servofehlersignal, um das digitale Servofehlersignal auszugeben, welches durch den A/D-Wandler auf das Summeninformationssignal normiert ist.
  • [0071]
    Insbesondere enthält der A/D-Wandler vorzugsweise einen Referenzeingang zum Wandeln, und die Summeninformationssignalausgabe wird durch den Referenzeingang empfangen.
  • [0072]
    Die Servokompensations-Übertragungsfunktion ist vorzugsweise eine Einfach-Voreilungs-Komplex-Nacheilungs-Funktion (single lead complex lag).
  • [0073]
    Weitere Ziele der vorliegenden Erfindung zusammen mit zusätzlichen Merkmalen, welche hierzu beitragen, und hieraus entstehende Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung von verschiedenen Aspekten und Elementen der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich, welche in Verbindung mit den beigefügten Figuren der Zeichnung erläutert werden, in denen:
  • [0074]
    1 eine isometrische Ansicht eines Bildplattenlaufwerks ist, welches die vorliegende Erfindung verkörpert;
  • [0075]
    2 eine Draufsicht auf das Plattenlaufwerk gemäß 1 ist, wobei das Gehäuse des Laufwerks entfernt ist;
  • [0076]
    3 eine Querschnittsansicht des Plattenlaufwerks gemäß 1 in Richtung der Pfeile 3-3 in 1 ist;
  • [0077]
    4A eine Draufsicht auf eine optische Funktionseinheit des Plattenlaufwerks gemäß 1 ist;
  • [0078]
    4B ein Diagramm des Strahlengangs des Plattenlaufwerks gemäß 1 ist;
  • [0079]
    5 ein Systemblockdiagramm der Elektronik des Plattenlaufwerks gemäß 1 ist;
  • [0080]
    6 eine andere isometrische Ansicht eines Plattenlaufwerks mit einer darin einzufügenden Plattenkassette ist;
  • [0081]
    7 eine isometrische Explosionsdarstellung des Plattenlaufwerks gemäß 6 ist, welche dessen wichtigste Untereinheiten herausstellt;
  • [0082]
    8A und 8B isometrische Ansichten der in 7 herausgestellten Basisplatte sind;
  • [0083]
    9 eine vergrößerte Draufsicht auf das Laufwerk gemäß 6 ist, wobei einige Merkmale entfernt wurden, um den Steuerhebel, das Hebelantriebsgetriebe, den dieses Getriebe antreibenden Motor und den betrieblichen Zusammenhang zwischen diesen Merkmalen besser darzustellen;
  • [0084]
    10A10F vergrößerte und isometrische Ansichten eines Steuerhebels sind;
  • [0085]
    11A11C vergrößerte und isometrische Ansichten eines linken Gleitstücks enthalten;
  • [0086]
    12A12E vergrößerte und isometrische Darstellungen eines rechten Gleitstücks sind;
  • [0087]
    13 eine Draufsicht auf den Ablagearm in zwei Lagen ist, wobei eine in Phantomlinien dargestellt ist, und wobei die Ansicht dessen Betätigung beim Parken bzw. Ablegen des Schlittens an der Rückseite des Laufwerks zeigt, während das Laufwerk im Ruhezustand ist;
  • [0088]
    13A eine perspektivische Ansicht des Plattenlaufwerks gemäß 1 ist, welche insbesondere den Stellgliedanordnungs-Feinschlitten darstellt, welcher die zum Fokussieren des Laserstrahls auf der Datenspur der Bildplatte verwendete Optik trägt;
  • [0089]
    14A14C vergrößerte und isometrische Darstellungen eines Ablagearms enthalten;
  • [0090]
    15A und 15B isometrische Ansichten einer Kassettenaufnahme sind;
  • [0091]
    16A und 16B Aufrißansichten des Laufwerks gemäß 6 während der Einfügung einer Plattenkassette sind, wobei einige Merkmale entfernt wurden, um den Auslösehebel an der rechten Türverbindung, den Schnapper bzw. die Raste und das betriebliche Zusammenwirken zwischen diesen Merkmalen besser zu zeigen;
  • [0092]
    17A und 17B isometrische Ansichten einer Klinke sind, welche die Kassettenaufnahme in der oberen Lage hält;
  • [0093]
    18 eine isometrische Ansicht einer Klemme für die Vorpolspulenanordnung ist;
  • [0094]
    19 eine isometrische Ansicht der Vorpolspulenanordnung ist;
  • [0095]
    20 eine isometrische Explosionsdarstellung der wichtigsten Komponenten ist, welche die Vorpolspulenanordnung aufweist;
  • [0096]
    21 eine isometrische Ansicht eines Drehstabs bzw. einer Drehschiene ist, welche die Vorpolspulenanordnung drehbar hält;
  • [0097]
    22 eine isometrische Ansicht eines Biegeteils der Vorpolspulenanordnung ist, an welchem die Vorpolspulenanordnung montiert ist und welche ihrerseits an den in 1 herausgestellten Drehstab angeordnet ist;
  • [0098]
    23 eine Aufrißansicht der rechten Seite der Kassettenaufnahme und der Kassette kurz vor der Einleitung eines Kassettenausschubzyklus ist, welche die in Betriebslage auf der Spindel montierte Platte herausstellt;
  • [0099]
    24 eine Aufrißansicht der rechten Seite der Kassettenaufnahme und der Kassette während des Kassettenausschubzyklus ist, welche die gekippte Kassette und die von der Spindel abgelöste Platte herausstellt;
  • [0100]
    25 eine Aufrißansicht der rechten Seite der Kassettenaufnahme und der Kassette während des Kassettenausschubzyklus ist, welche das Kassetteneinladesystem in der oberen Lage und die Platte herausstellt, welche vom Plattenlaufwerk beginnend ausgeschoben wird;
  • [0101]
    26 eine schematische perspektivische Ansicht eines Stellglieds entsprechend der vorliegenden Erfindung ist;
  • [0102]
    27 eine perspektivische Ansicht des Linsenhalters für das Stellglied gemäß 26 ist;
  • [0103]
    28 eine perspektivische Ansicht des in einem Magnetfeldgehäuse, wie es im Zusammenhang mit einem Aufzeichnungssystem verwendet wird, angeordneten Stellglieds gemäß 26 ist;
  • [0104]
    29 eine obere Draufsicht auf das Aufzeichnungssystem gemäß 28 ist;
  • [0105]
    30 eine Aufrißansicht der rechten Seite des Aufzeichnungssystems gemäß 28 ist;
  • [0106]
    31 eine vordere Aufrißansicht des Aufzeichnungssystems gemäß 28 ist;
  • [0107]
    32 eine schematische perspektivische Ansicht ist, welche die durch die Magnetpaare des Stellglieds gemäß 26 hergestellten Magnetfelder darstellt;
  • [0108]
    33 eine perspektivische Ansicht der Fokussierspulen und Dauermagnete des Stellgliedes gemäß 26 ist;
  • [0109]
    34 eine schematische Querschnittsansicht der Fokussierspulen und Dauermagnete des Stellglieds gemäß 26 entsprechend der Bruchlinie 34-34 in 33 ist, welche die auf das Stellglied wirkenden Fokussierkräfte darstellt;
  • [0110]
    35 eine schematische Querschnittsansicht der Spureinstellungsspule und der Dauermagnete des Stellglieds gemäß 26 ist, welche die am Stellglied wirkenden Spureinstellungskräfte darstellt;
  • [0111]
    36 eine blockdiagrammartige Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Strahlbrennpunkt-Abtastvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • [0112]
    37 eine vergrößerte Draufsichtsquerschnittsansicht einer Differentialversion der erfindungsgemäßen Strahltrennfunktionseinheit (FTR-Prisma) ist;
  • [0113]
    38 eine beschreibende Vorderansicht der ersten und zweiten quadratischen Empfänger ist, die in der erfindungsgemäßen Brennpunktabtastvorrichtung enthalten sind;
  • [0114]
    39 ein Graph ist, der das Reflexionsvermögen des FTR-Prismas als eine Funktion des Einfallswinkels des Hilfsstrahles darstellt;
  • [0115]
    40 ein Graph des Werts eines durch eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugten Differentialfokussierfehlersignals als eine Funktion der Lage der Objektivlinse relativ zu einer Bildplatte ist;
  • [0116]
    41 schematisch ein beispielhaftes optisches Lese-/Aufzeichnungssystem darstellt, bei welchem der Schlitten und die Stellgliedanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
  • [0117]
    42 eine perspektivische Ansicht des Schlittens und der Stellgliedanordnung ist;
  • [0118]
    43 eine Explosionsdarstellung des Schlittens und der Stellgliedanordnung ist;
  • [0119]
    44 eine Explosionsdarstellung des Stellgliedes ist;
  • [0120]
    45 eine schematische Draufsicht ist, welche die auf die Anordnung wirkenden Grob-Spureinstellungskräfte darstellt;
  • [0121]
    46 eine schematische Seitenansicht ist, welche die Grob-Spureinstellungkräfte darstellt;
  • [0122]
    47 eine Explosionsdarstellung ist, welche die auf das Stellglied wirkenden Fokussierkräfte darstellt;
  • [0123]
    48 eine Explosionsdarstellung ist, welche die auf das Stellglied wirkenden Fein-Spureinstellungskräfte darstellt;
  • [0124]
    49A eine schematische Draufsicht ist, welche die Symmetrie der Grob-Spureinstellungskräfte in der horizontalen Ebene darstellt;
  • [0125]
    49B eine schematische Seitenansicht ist, welche die Symmetrie der Grob-Spureinstellungskräfte in der vertikalen Ebene darstellt;
  • [0126]
    50A eine schematische Draufsicht ist, welche die Symmetrie der Fein-Spureinstellungskräfte in der horizontalen Ebene darstellt;
  • [0127]
    50B eine schematische Seitenansicht ist, welche die Ausrichtung der Fein-Nettospureinstellungskräfte zum Massezentrum des Fein-Spureinstellungsmotors darstellt;
  • [0128]
    51A eine schematische Draufsicht ist, welche die Symmetrie der Fein-Spureinstellungsreaktionskräfte in der horizontalen Ebene darstellt;
  • [0129]
    51B eine schematisch Seitenansicht ist, welche die Ausrichtung der Fein-Nettospureinstellungsreaktionskräfte zum Massezentrum des Fein-Spureinstellungsmotors darstellt;
  • [0130]
    52A eine schematische Seitenansicht ist, welche die Symmetrie der Fokussierkräfte in horizontaler Ebene darstellt;
  • [0131]
    52B eine schematische Draufsicht ist, welche die Ausrichtung der Netto-Fokussierkraft zur optischen Achse der Objektivlinse darstellt;
  • [0132]
    53A eine schematische Seitenansicht ist, welche die Symmetrie der Fokussierreaktionskräfte in der horizontalen Ebene darstellt;
  • [0133]
    53B eine schematische Seitenansicht ist, welche die Ausrichtung der Netto-Fokussierreaktionskraft der optischen Achse der Objektivlinse darstellt;
  • [0134]
    54 eine schematische Draufsicht ist, welche die Biegekräfte und die Fein-Motorreaktionskräfte darstellt, welche im Ansprechen auf die Biegekräfte erzeugt werden;
  • [0135]
    55A eine schematische Seitenansicht ist, welche die Symmetrie der Schlittenaufhängungskräfte in der horizontalen Ebene darstellt;
  • [0136]
    55B eine schematische Seitenansicht ist, welche die Ausrichtung der Netto-Schlittenaufhängungskraft zur optischen Achse der Objektivlinse darstellt;
  • [0137]
    56A eine schematische Draufsicht ist, welche die Symmetrie der Reibungskräfte in der horizontalen Ebene darstellt;
  • [0138]
    56B eine schematische Seitenansicht ist, welche die Ausrichtung der Reibungskräfte zum Massezentrum des Schlittens darstellt;
  • [0139]
    57 eine schematische Seitenansicht ist, welche die Netto-Trägheitskräfte zeigt, die am Massezentrum des Reduziermotors und am Massenzentrum des Schlittens im Ansprechen auf eine vertikale Beschleunigung wirken;
  • [0140]
    58A eine schematische Seitenansicht ist, welche die Ausrichtung der Netto-Trägheitskraft des Reduziermotors zur optischen Achse der Objektivlinse zeigt;
  • [0141]
    58B eine schematische Seitenansicht ist, welche die Ausrichtung der Netto-Trägheitskraft des Schlittens zur optischen Achse der Objektivlinse zeigt;
  • [0142]
    59A eine schematische Draufsicht ist, welche die auf die Komponenten des Schlittens und der Stellgliedanordnung bei horizontalen Beschleunigungen wirkenden Trägheitskräfte darstellt;
  • [0143]
    59B eine schematische Draufsicht ist, welche die Netto-Trägheitskräfte bei horizontalen Beschleunigungen darstellt;
  • [0144]
    60A eine schematische Seitenansicht ist, welche die Trägheitskräfte des Reduziermotors und des Schlittens bei Beschleunigungen oberhalb der Resonanzfrequenz des Biegearms darstellt;
  • [0145]
    60B eine schematische Seitenansicht ist, welche die Trägheitskräfte des Reduziermotors und des Schlittens bei Beschleunigungen unterhalb der Resonanzfrequenz des Biegearms darstellt;
  • [0146]
    61A61D Diagramme sind, welche den Zusammenhang zwischen der Spurfeineinstellungslage gegenüber dem Reduziermotorstrom darstellen;
  • [0147]
    62A62C die Effekte von asymmetrischen Fokussierkräften darstellen, welche auf die Anordnung wirken;
  • [0148]
    63 eine alternative Ausführungsform eines Schlittens und einer Stellgliedanordnung darstellt;
  • [0149]
    64 den Betrieb des Stellglieds darstellt, um den Linsenhalter in eine Fokussierrichtung zu bewegen;
  • [0150]
    65 den Betrieb des Stellglieds darstellt, um den Linsenhalter in eine Spureinstellungsrichtung zu bewegen;
  • [0151]
    66 ein einfaches anamorphotisches Prisma herausstellt und den Effekt der chromatischen Aberration des Prismas darstellt;
  • [0152]
    67 ein bestehendes mehrelementiges anamorphotisches Prismensystem herausstellt;
  • [0153]
    68 ein beispielhaftes Prismensystem gemäß der vorliegenden Erfindung mit Luftzwischenraum herausstellt;
  • [0154]
    69 und 69A eine Ausführungsform eines mehrelementigen Prismensystems gemäß der vorliegenden Erfindung mit Luftspalt herausstellen;
  • [0155]
    70, 70A und 70B jeweils Seiten-, Unter- und Draufsichten des Plattenprismas der in 69 herausgestellten Ausführungsform des Prismensystems herausstellen;
  • [0156]
    71, 71A und 71B jeweils Seiten-, Drauf- und Unteransichten des trapezoidalförmigen Prismas der in 69 dargestellten Ausführungsform des Prismensystems herausstellen;
  • [0157]
    72 und 72A jeweils eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf eine optische Fläche einer Ausführungsform des chromatischen Korrekturprismas der in 69 dargestellten Ausführungsform des Prismensystems herausstellen;
  • [0158]
    73 eine alternative Ausführungsform eines mehrelementigen Prismensystems mit Luftspalt gemäß der vorliegenden Erfindung herausstellt;
  • [0159]
    74, 74A und 74B jeweils Seiten-, Drauf- und Unteransichten des vierseitigen Prismas der in 73 dargestellten alternativen Ausführungsform herausstellen;
  • [0160]
    75 ein Blockdiagramm ist, welches ein Bilddatenspeicherungs- und – wiedergewinnungssystem zeigt;
  • [0161]
    76 eine Reihe von Testwellenforen ist;
  • [0162]
    77A und 77B Wellenformdiagramme jeweils von einem symmetrischen und asymmetrischen Eingabesignal sind;
  • [0163]
    78 ein Blockdiagramm eines Lesekanals ist;
  • [0164]
    79A ein detaillierteres Blockdiagramm von verschiedenen Stufen eines Lesekanals ist;
  • [0165]
    79B ein detailliertes Schaltkreisdiagramm einer partiellen Integratorstufe ist;
  • [0166]
    80A80E Frequenzgangdiagramme von verschiedenen Stufen eines Lesekanals sind;
  • [0167]
    80F eine graphische Darstellung der Gruppenlaufzeit für eine Kombination der Stufen in einem Lesekanal ist;
  • [0168]
    80G(1)80G(4) Wellenformdiagramme sind, welche Signalwellenformen in verschiedene Stufen des Lesekanals darstellen;
  • [0169]
    81 ein Blockdiagramm eines Scheitelerfassungs- und Spureinstellungsschaltkreises ist;
  • [0170]
    82 ein schematisches Diagramm des Scheitelerfassungs- und Spureinstellungsschaltkreises gemäß 81 ist;
  • [0171]
    83 ein Wellenformdiagramm ist, welches die Spureinstellung durch ein Grenzwertsignal der DC-Oberwelle eines Eingangssignals zeigt;
  • [0172]
    84A84D Diagramme sind, welche beispielhafte Wellenformen von verschiedenen Punkten im Lesekanal zeigen;
  • [0173]
    85 ein Blockdiagramm ist, welches das Bilddatenspeicher- und – rückgewinnungssystem zeigt;
  • [0174]
    86 eine Reihe von Wellenformen zeigt, welche gleichmäßige Laserimpulse unter einem gepulsten GCR-Format und ungleichmäßige Laserimpulse unter einem RLL-2,7-Format zeigt;
  • [0175]
    87 eine Reihe von Wellenformen darstellt, die Laserimpulse für verschiedene Datenmuster zeigen, welche durch die Aufzeichnungsausgleichsschaltung eingestellt werden;
  • [0176]
    88 ein schematisches Diagramm ist, welches die Aufzeichnungsausgleichsschaltung zeigt;
  • [0177]
    89 eine Reihe von Wellenformen darstellt, die den Laserimpuls bei einer Asymmetriekorrektur der Amplitude zeigt;
  • [0178]
    90 ein schematisches Diagramm ist, welches den Asymmetriekorrekturschaltkreis der Amplitude zeigt;
  • [0179]
    91 ein Blockdiagramm ist, das den grundlegenden Zusammenhang der Elemente der Einrichtung zum Verkürzen der Impulse zeigt;
  • [0180]
    92 eine Reihe von Wellenformen darstellt, die Schwelleneinstellungen durch den dynamischen Schwellenschaltkreis zeigen;
  • [0181]
    93 ein schematisches Diagramm für den dynamischen Schwellenschaltkreis ist;
  • [0182]
    94 ein schematisches Blockdiagramm eines Bilddatenspeicher- und Rückgewinnungssystems mit Abwärtskompatibilität ist;
  • [0183]
    95 ein Diagramm des Spurplans der Bildplatte hoher Dichte ist;
  • [0184]
    96 ein Diagramm des Sektorformats der Bildplatte hoher Dichte ist;
  • [0185]
    97 ein Blockdiagramm ist, welches den Lese-/Schreib-Schaltungskomplex gemäß 94 detaillierter zeigt;
  • [0186]
    98 eine Tabelle ist, welche für jede der 21 Zonen im bevorzugten Format der Bildplatte hoher Dichte die Spuren innerhalb der Zone, die Anzahl der Sektoren pro Spur innerhalb der Zone, die Gesamtzahl der Sektoren in der Zone und die Schreibfrequenz der in der Zone gespeicherten Daten herausstellt;
  • [0187]
    99 eine Tabelle der zum Berechnen der CRC-Bits des ID-Feldes verwendeten Gleichungen vorlegt;
  • [0188]
    100A die erste Hälfte der Tabelle (Hex 00 bis 7F) ist, welche zeigt, wie die 8-Bit-Bytes in den drei Adreßfeldern und den Datenfeldern, außer denen der Resync-Bytes, zu Kanalbits auf Platte umgewandelt werden;
  • [0189]
    100B die zweite Hälfte einer Tabelle (Hex 80 bis FF) ist, welche zeigt, wie die 8-Bit-Bytes in den drei Adressenfeldern und dem Datenfeld, außer dem der Resync-Bytes, zu Kanalbits auf der Platte umgewandelt werden;
  • [0190]
    101A119 schematische Diagramme des elektronischen Schaltungskomplexes in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind;
  • [0191]
    120 eine isometrische Ansicht eines mechanischen Isolators und eines Polstücks gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist;
  • [0192]
    121 eine isometrische Ansicht des mechanischen Isolators in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist;
  • [0193]
    122 ein Zustandsdiagramm der Lesemodus-Firmware-Funktionseinheit darstellt, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • [0194]
    123 ein Zustandsdiagramm der Schreibmodus-Firmware-Funktionseinheit darstellt, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung genutzt wird;
  • [0195]
    124 ein Nyquist-Diagramm der Fokussierschleifentransferfunktion für gewählte Ausmaße der Scheitelung im geschlossenen Regelkreis bzw. der geschlossenen Schleife ist;
  • [0196]
    125 eine graphische Darstellung des Amplitudenverhaltens der Fokussierschleifentransferfunktion für offene und geschlossene Zustände ist;
  • [0197]
    126 eine graphische Darstellung des Phasenverhaltens der Fokussierschleifentransferfunktion für offene und geschlossene Zustände ist;
  • [0198]
    127 die Amplitudendenverhaltenskurven für die Fokussierausgleichs-Transferfunktionen darstellt; und
  • [0199]
    128 die Phasenverhaltenskurven für die Fokussierausgleichs-Transferfunktionen darstellt.
  • [0200]
    Es ist eine digitale Voreil-/Verzögerungs-Ausgleichsschaltung zur Verwendung in Servomechanismen offenbart. Die Ausgleichsschaltung weist eine minimale Phasenwirkung auf und hat ein Sperrfilter (notch filter) mit einer Frequenz von der Hälfte der digitalen Abtastfrequenz. Die Ausgleichsschaltung verwendet eine einzelne Voreilung (lead) und eine komplexe Nacheilung (lag). Die Werte der Ausgleichsschaltung und der digitalen Abtastfrequenz können derart gewählt werden, daß die Ausgleichsschaltung eine Sperrfilterfrequenz bei der mechanischen Resonanzfrequenz des Servomechanismus aufweist.
  • [0201]
    Insbesondere enthält das optische Laufwerksystem gemäß der vorliegenden Erfindung eine optische Anordnung, eine zur Übertragung von Licht durch die optische Anordnung geeignete Lichtquelle, eine Objektivlinsenuntereinheit zum Ausrichten des Lichts von der Lichtquelle zwischen der optischen Anordnung und einem jeweiligen Informationsspeicherungsmedium, eine Objektivlinse, welche in der Objektivlinsenuntereinheit angeordnet ist, eine Stellgliedanordnung, welche die Objektivlinsenuntereinheit zu deren relativen Bewegung hinsichtlich der Stellgliedanordnung hält, einen ersten Servomotor zum Bewegen der Objektivlinsenuntereinheit in eine Spureinstellungsrichtung relativ zur Stellgliedanordnung, einen zweiten Servomotor zum Bewegen der Objektivlinsenunteranordnung in eine Fokussierrichtung relativ zur Stellgliedanordnung, einen dritten Servomotor zum Bewegen der Stellgliedanordnung in eine Spureinstellungsrichtung bezüglich dem jeweiligen Medium, eine erste elektronische Einrichtung zum Steuern des ersten, zweiten und dritten Servomotors, einen Motor zum Bewegen des jeweiligen Mediums relativ zur Objektivlinsenuntereinheit, wobei der Motor eine Nabenanordnung zum Stützen des jeweiligen Mediums aufweist, einen photoelektrischen Strahlungsempfänger, der in einem vom jeweiligen Medium zurückkehrenden Lichtweg angeordnet ist, eine zweite elektronische Einheit, welche auf ein Ausgangssignal des photoelektrischen Strahlungsempfängers zur Decodierung der im vom jeweiligen Medium zurückkehrenden Licht getragenen Informationen dient, eine dritte elektronische Einrichtung zur Ermöglichung der Lichtabgabe von der Lichtquelle mit einem ersten Intensitätsniveau, um Informationen auf dem jeweiligen Medium zu codieren, und einem zweiten Intensitätsniveau, um die darauf codierten Informationen zu lesen, eine Datenempfangseinrichtung zur Annahme von Daten, welche auf dem jeweiligen Medium speicherbar sind, eine Datencodiereinrichtung, welche auf die Datenempfangseinrichtung anspricht, um die zu speichernden Daten in einem vorbestimmten Format darzustellen, wobei die Datencodiereinrichtung auch zum Richten von Daten zur dritten elektronischen Einrichtung dient, einen Magnetfeldgenerator zur Herstellung eines magnetischen Feldes auf einem Abschnitt des jeweiligen Mediums unter Zusammenwirkung mit der dritten elektronischen Einrichtung und der Lichtquelle, um Informationen auf dem jeweiligen Medium zu schreiben und zu löschen, eine Kassettenladeanordnung zum lösbaren Positionieren des jeweiligen Mediums auf der Nabenanordnung des Motors, eine Servofehlererfassungseinrichtung, welche mit der ersten elektronischen Einheit gekoppelt und in dem vom jeweiligen Medium zurückkehrenden Lichtweg angeordnet ist, um eine Charakteristik des zurückkehrenden Lichts zu erfassen, welche mit der Lage der Objektivlinse bezüglich dem jeweiligen Medium variiert, und eine Gehäusestruktur, um die Komponenten des optischen Laufwerksystems zueinander zu positionieren. Das jeweilige Medium kann in Form einer Scheibe bzw. Platte (Disc) mit einer Mehrzahl von darauf angeordneten Datensektoren vorliegen.
  • [0202]
    Das erste Intensitätsniveau des optischen Laufwerksystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein erstes Schreibintensitätsniveau, ein zweites Schreibleistungsniveau und ein drittes Schreibleistungsniveau. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die dritte elektronische Einrichtung einen Vorverstärker zum Ansteuern der Lichtquelle auf ein Leseniveau. Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen optischen Systems enthalten einen mechanischen Isolator zur Aufnahme mechanischer Energie, wobei der mechanische Isolator eine Einrichtung zur Aufnahme einer Polschuhanordnung zur Bewegung mit dieser, und einen Kollisionsstopp bzw. einen Kollisionsstoppschalter zum Kontaktieren von Strukturen, die sich relativ zum Isolator bewegen, aufweist. Gemäß einer Ausführungsform des mechanischen Isolators der Erfindung ist dieser versehen mit einem Schuh bzw. einem Gleitstück, welches in sich einen Abschnitt der innerhalb der Gehäusestruktur zu schützenden Struktur trägt, mit einem Kollisionsstoppschalter zum Kontaktieren eines sich relativ zum Isolator bewegenden Objekts, oder sowohl mit einem Gleitstück als auch dem Kollisionsstoppschalter. Das erfindungsgemäße Gleitstück kann eine Druckrippe aufweisen, welche darauf zur Aufnahme von auf das Gleitstück wirkenden Druckkräften vorgesehen ist.
  • [0203]
    Das vorliegende optische Laufwerksystem kann alternativ mit einem mechanischen Isolator mit einer ersten Einrichtung zum Abmildern der Effekte der unerwünschten mechanischen Kräfte auf einer bewegbaren Plattenlaufwerkkomponente, und einer zweiten Einrichtung zum Abstützen der ersten Einrichtung zwischen der Laufwerkkomponente und einer Quelle der unerwünschten mechanischen Kräfte versehen sein, wodurch eine mechanische Isolation der Laufwerkkomponente geschaffen wird. In dieser Ausführungsform ist die erste Einrichtung eine Stoßdämpferprellvorrichtung und kann mit zumindest einer Druckrippe versehen sein, und die zweite Einrichtung enthält ein Gehäuse, welches vorgesehen sein kann, um an ein Ende der Polschuhanordnung angefügt zu werden. Die erste Einrichtung enthält vorzugsweise ein Material, welches ein minimales Kriechen äußert und kann aus der Gruppe mit Silikongummi, Polyurethan und spritzgegossenen Kunststoffen ausgewählt sein. Die erste Einrichtung schafft ferner eine Stoßabsorption und eine mechanische Isolation in Form eines Kollisionsstopps, der vorgesehen ist, um einen bewegbaren Schlitten am Anstoßen an eine feste Fläche zu hindern. Die thermische Expansion wird bei der Ausführung dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung ebenfalls aufgenommen.
  • [0204]
    Gemäß einem weiteren Aspekt in einer der Ausführungsformen des vorliegenden optischen Laufwerksystems enthält die dritte elektronische Einrichtung ferner einen Colpitts-artigen Oszillator mit einem Lastkreis mit erhöhtem Widerstand. Der Lastkreis kann vorzugsweise eine Induktivität aufweisen. Diese Ausführungsform des Oszillators weist eine erhöhte Zuführspannung auf, wodurch eine gesteigerte R.F.-Modulation der Amplitude und ein verringertes Transientenklingeln (ringing) erleichtert wird. Die dritte elektronische Einrichtung kann auch einen Transistor mit einem Emitter, einer Basis und einem Kollektor; eine elektrische Spannungszuführung; und einen Lastwiderstand aufweisen, der in Reihe zwischen dem Kollektor und der Spannungszuführung derart angekoppelt ist, daß das Oszillatorklingeln gemildert wird, wenn Schreibimpulse auf den Oszillator aufgebracht werden. Eine Lastinduktivität ist vorzugsweise in Reihe mit dem Lastwiderstand vorgesehen, während die Schreibimpulse auf die Verbindung zwischen dem Lastwiderstand und der Lastinduktivität aufgebracht werden. Eine Ausführungsform der dritten elektronischen Einrichtung ist mit einem geteilten kapazitiven Speicher versehen, der zwischen dem Kollektor und der Masse angekoppelt ist, jenseits des Emitters und des Kollektors des Transistors. Die im Zusammenhang mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete Lichtquelle ist ein Laser, während die dritte elektronische Einrichtung ferner einen Schalter zur Durchführung von elektrischem Strom zum Laser und eine digitale logische Einrichtung zur Leistungsschaltung des Schalters enthält, um den Laser derart anzusteuern, daß nur dann elektrische Energie verbraucht wird, wenn der Laser mit Energie beaufschlagt ist, und verbesserte Anstiegs- und Fallschaltcharakteristiken werden erzielt.
  • [0205]
    In einer spezifischen praktischen Anwendung enthalten die erste elektronische Einrichtung und die Servofehlererfassungseinrichtung ferner einen Analog-/Digital-Wandler mit einem Referenzspannungseingang, einem Takteingang, einem Analogeingang und einem Digitalausgang; eine Informationserfassungsvorrichtung mit mehreren Erfassungsausgängen, welche den ersten, zweiten und dritten Servomotor basierend auf den erfaßten Informationen steuern; eine Signalsummierschaltung mit einem Summensignalausgang, der mit dem Referenzspannungseingang des Analog/Digital-Wandlers verbunden ist und eine Mehrzahl von Eingängen aufweist, die mit der Mehrzahl der Erfassungsausgänge der Erfassungsvorrichtung verbunden sind; eine Servofehlersignalschaltung mit einem Servofehlersignalausgang und mehreren Eingängen, wobei die mehreren Eingänge mit der Mehrzahl an Erfassungsausgängen der Erfassungsvorrichtung verbunden sind, wobei der Servofehlersignalausgang in Kombination mit den mehreren Eingängen und einem Abschnitt des Summensignalausgangs vorliegt, wobei der Servosignalausgang mit dem Analogeingang des Analog/Digital-Wandlers zur Umkehrung verbunden ist; einen Abtasttaktgeber, der mit dem Takteingang zum Steuern des Wandlers zur Umwandlung des Servofehlersignals zu einem digitalen Signal verbunden ist, welches zum Summensignalausgang normiert ist; und eine Verarbeitungsschaltung mit einem Eingang, der mit dem Digitalausgang des Analog-/Digital-Wandlers verbunden ist, und einem Ausgang zum Steuern der Servomotore.
  • [0206]
    In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform enthalten die erste elektronische Einrichtung und die Servofehlererfassungseinrichtung einen Analog/Digital-Wandler mit einem Referenzspannungseingang, einem Takteingang, einem Analogeingang und einem digitalen Ausgang; einen Schalter mit ersten und zweiten Eingängen, einem Ausgang und einem Steuereingang zum alternativen Verbinden der ersten zweiten Eingänge mit dem Ausgang, wobei der Ausgang mit dem Referenzspannungseingang beaufschlagt ist; eine Informationserfassungsvorrichtung mit mehreren Erfassungsausgängen, welche den ersten, zweiten und dritten Servomotor basierend auf die erfaßten Informationen steuern; eine Signalsummierschaltung mit einem Summensignalausgang, der mit dem ersten Eingang des Schalters verbunden ist und mehrere Eingänge aufweist, die mit den mehreren Erfassungsausgängen der Erfassungsvorrichtung verbunden sind; eine Gleichspannungsreferenz, die mit dem zweiten Eingang des Schalters verbunden ist; einen Steuertakt, der mit dem Steuereingang des Schalters zum Aktivieren des Schalters mit einer vorbestimmten Rate verbunden ist, wodurch das Summensignal und die Gleichspannungsreferenz am Referenzspannungseingang multiplexiert bzw. gebündelt werden; eine Servofehlersignalschaltung mit einem Servofehlersignalausgang und mehreren Eingängen, wobei die mehreren Eingänge mit den mehreren Erfassungsausgängen der Erfassungsvorrichtung verbunden sind, wobei der Servofehlersignalausgang eine Kombination der mehreren Eingänge und eines Abschnitts des Summensignalausgangs ist, und wobei der Servosignalausgang mit dem analogen Gang des Analog-/Digital-Wandlers zur Umwandlung verbunden ist; einen Abtasttaktgeber, der mit dem Takteingang zum Steuern des Wandlers zur Umwandlung des Servofehlersignals zu einem digitalen Signal verbunden ist, welches zum Summensignalausgang normiert ist, wenn der Schalter den ersten Eingang und den Ausgang verbindet; und eine Verarbeitungsschaltung mit einem Eingang, der mit dem digitalen Ausgang des Analog-/Digital-Wandlers verbunden ist, und einem Ausgang zum Steuern der Servomotore. Gemäß einem Aspekt dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der Wandler ferner mehrere Analogeingänge und einen Auswahleingang zum Auswählen eines der Analogeingänge zur Umwandlung. Vorzugsweise ist die Rate des Steuertakts im wesentlichen gleich der Abtasttaktrate, und die Analogeingänge des Wandlers werden in Verbindung mit dem Steuersignal derart ausgewählt, daß Servofehlersignale zur Umwandlung und Normierung des Summensignals in jedem anderen Abtasttaktzyklus ausgewählt werden.
  • [0207]
    Eine Druckrippe ist vorzugsweise am Gleitstück zur Aufnahme der darauf wirkenden Druckkräfte vorgesehen, und der Oszillator weist eine gesteigerte Spannungszuführung auf, wodurch eine gesteigerte R.F.-Modulation der Amplitude und ein verringertes Transientenklingeln erleichtert wird.
  • [0208]
    In einer anderen Ausführungsform des optischen Laufwerksystems gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das System eine optische Anordnung, eine zur Übertragung von Licht durch die optische Anordnung geeignete Lichtquelle, eine Objektivlinsenuntereinheit zum Richten des Lichts von der Lichtquelle zwischen der optischen Anordnung und einem jeweiligen Informationsspeicherungsmedium, eine Objektivlinse, welche in der Objektivlinsenuntereinheit angeordnet ist, eine Lichterfassungseinrichtung, welche in einem vom jeweiligen Medium zurückkehrenden Lichtweg zu messendes vom jeweiligen Medium insgesamt zurückkommenden Lichtes angeordnet ist, eine Stellgliedanordnung, welche die Objektivlinsenuntereinheit zu deren relativer Bewegung hinsichtlich der Stellgliedanordnung hält, eine Einrichtung zum Überwachen eines Viereck- bzw. Rechtecksummensignals, einen ersten Servomotor zum Bewegen der Objektivlinsenunteranordnung in eine Spureinstellungsrichtung relativ zur Stellgliedanordnung und zum Bewegen der Objektivlinse während der Brennpunkterfassung zu einer ersten Lage, zum Bewegen der Linse weg von der ersten Lage zum jeweiligen zu lesenden Medium während der Suche nach einem maximalen Rechteck-Summensignal, und zum Bewegen der Linse zurück weg vom jeweiligen Medium, einen zweiten Servomotor zum Bewegen der Objektivlinsenuntereinheit in eine Fokussierrichtung relativ zur Stellgliedanordnung, einen dritten Servomotor zum Bewegen der Stellgliedanordnung in die Spureinstelleinrichtung relativ zum jeweiligen Medium, eine erste elektronische Einrichtung zum Steuern des ersten, zweiten und dritten Servomotors, einen Motor zum Bewegen des jeweiligen Mediums relativ zur Objektivlinsenuntereinheit, wobei der Motor eine Fläche zum Abstützen des jeweiligen Mediums aufweist, eine zweite elektronische Einrichtung, welche auf ein Ausgangssignal der Lichterfassungseinrichtung zum Decodieren der Information anspricht, welche in dem vom jeweiligen Medium zurückkehrenden Licht getragen wird, eine dritte elektronischen Einrichtung zur Ermöglichung der Lichtabgabe von der Lichtquelle in einer ersten Intensität, um die Informationen vom jeweiligen Medium zu codieren, und einer zweiten Intensität, um die darauf codierten Informationen zu lesen, eine Datenempfangseinrichtung zur Annahme von Daten, welche auf dem jeweiligen Medium speicherbar sind, eine Datencodiereinrichtung, welche auf die Datenempfangseinrichtung zum Darstellen der zu speichernden Daten in einem vorbestimmten Format anspricht, wobei die Datencodiereinrichtung auch zum Richten der Daten auf die dritte elektronische Einrichtung dient, eine Schreibeinrichtung, welche mit der dritten elektronischen Einrichtung zusammenwirkt, um Informationen auf dem jeweiligen Medium zu schreiben, eine Kassettenladeanordnung zum entfernbaren Positionieren des jeweiligen Mediums auf der Oberfläche des Motors, eine Servofehlererfassungseinrichtung, welche mit der ersten elektronischen Einrichtung gekoppelt und im vom jeweiligen Medium zurückkehren Lichtweg angeordnet ist, um zu bestimmen, wenn das Gesamtlicht die Hälfte des gemessenen Scheitelwerts über steigt, um nach einem ersten Nulldurchgang zu suchen, der bestimmt, wenn das Rechteck-Summensignal die Hälfte der Scheitelamplitude übersteigt, und um der ersten elektronischen Einrichtung anzuzeigen, die Fokussierung durch den zweiten Servomotor unmittelbar zu schließen, wenn das Rechteck-Summensignal die Hälfte der Scheitelamplitude übersteigt, und eine Gehäusestruktur, um die Komponenten des optischen Laufwerksystems zueinander zu positionieren. In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Aspekts der Erfindung enthält die digitale logische Einrichtung CMOS-Puffer, die zwischen der elektrischen Masse und der gesamten Zuführspannung angekoppelt sind, und die Schalter enthalten Durchgangstransistoren. In der das Plattenmedium verwendenden Ausführungsform ist ein Verstärker vorgesehen zum Auswerten eines bestimmten der Sektoren, um zu bestimmen, ob der bestimmte Sektor leer ist, und ferner ist eine Einrichtung vorgesehen zum Sperren des Verstärkers vor einer Betätigung bei maximaler Verstärkung, während der spezielle Sektor ausgewertet wird. In der Praxis kann die Einrichtung zum Sperren des Verstärkers einen Mikroprozessor zum Festlegen eines AGC-Niveaus (Niveau der automatischen Verstärkungsregelung) des Verstärkers aufweisen.
  • [0209]
    In dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die erste elektronische Einrichtung und die Servofehlererfassungseinrichtung wie oben erläutert realisiert sein. In jeder Ausführungsform kann das optische Laufwerksystem gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorpolspulenvorrichtung zur Anwendung in einem magnetisch bewegten Generator aufweisen. Diese Vorpolspulenvorrichtung würde versehen sein mit einer Wicklung; einem Umkehrjoch mit einem Körperabschnitt an einer Spitze, wobei die Wicklung um den Körperabschnitt gewickelt ist, und wobei die Spitze Flansche aufweist, welche sich über dem Körperabschnitt hinaus erstrecken, um die Oberfläche der Wicklung zu überlappen; einer ersten Platte, die auf der Wicklung angeordnet ist und einen ersten Flansch aufweist, der sich hierüber im wesentlichen senkrecht zur ersten Platte erstreckt; und einer zweiten Platte, die auf der Wicklung in einem magnetischen Kreis mit der ersten Platte und dem Umkehrjoch angeordnet ist, wodurch der erste Flansch thermische Energie abstrahlt, welche durch die Vorrichtung erzeugt wird, wenn die Wicklung mit einer Energiequelle verbunden ist.
  • [0210]
    In den Ausführungsformen, die diesen Aspekt der Erfindung ausführen, erstreckt sich das Umkehrjoch oberhalb der Fläche der Wicklung, und die erste Platte weist eine Öffnung auf, welche das sich hierdurch erstreckende Umkehrjoch aufnimmt, und die erste Platte und/oder die zweite Platte enthält eine Mehrzahl an Seitenflanschen. Vorzugsweise sind die Seitenflansche geschwärzt, um die Wärmestrahlung von diesen zu erhöhen.
  • [0211]
    Alternativ können die unterschiedlichen Ausführungsformen des optischen Laufwerksystems gemäß dieser Erfindung eine Erzeugungsvorrichtung für ein magnetisches Vorpolfeld zum Richten eines magnetischen Feldes durch einen Bereich des Raums enthalten. Diese Erzeugungseinrichtung für ein magnetisches Vorpolfeld wäre gleichermaßen versehen sein mit einer Wicklung zum Tragen eines elektrischen Stroms; einem Umkehrjoch mit einem Körperabschnitt und einer Spitze, wobei die Wicklung um den Körperabschnitt gewickelt ist, und wobei die Spitze einen Flansch aufweist, der sich über dem Körperabschnitt erstreckt, um eine Oberfläche der Wicklung zu überlappen; einer erste Platte, welche auf der Wicklung angeordnet ist und eine Mehrzahl von vertikalen Fingern aufweist, die sich um die Wicklung erstrecken, wobei die vertikalen Finger thermische Energie abstrahlen; einer zweiten Platte, welche unterhalb der Wicklung angeordnet ist; einem ersten Polschuh, der mit der ersten Platte in Magnetflußverbindung ist; und einem zweiten Polschuh, der mit der zweiten Platte in Magnetflußverbindung ist, wobei ein erster Endabschnitt des zweiten Polschuhs einem ersten Endabschnitt des ersten Polschuhs über einen Bereich des Raums gegenüberliegt, um mit einem magnetischen Feld beaufschlagt zu werden.
  • [0212]
    Bei Ausführungsformen, die diesen Aspekt der vorliegenden Erfindung anwenden, kontaktieren die erste und zweite Platte jeweilige zweite Endabschnitt des ersten Polschuhs und des zweiten Polschuhs, wodurch die Wicklung, das Umkehrjoch, die erste Platte und die zweite Platte vom betreffenden Raumbereich entfernt bzw. beabstandet sind. Vorzugsweise erstreckt sich das Umkehrjoch über die Oberfläche der Wicklung hinaus, wobei die erste Platte eine Öffnung aufweist, welche das sich hierdurch erstreckende Umkehrjoch aufnimmt, und wobei die erste Platte eine Mehrzahl von Seitenflanschen aufweist. Die Seitenflansche der ersten Platte fluchten vorzugsweise mit den Seitenflanschen der zweiten Platte. Gemäß einer bestimmten Ausführung enthält das Umkehrjoch eine längliche Stange, und die Spitze enthält einen ersten Flansch, der an ein erstes Ende der Stange angefügt ist, und einen zweiten Endflansch, der an ein zweites Ende der Stange angefügt ist.
  • Systemübersicht: Optische, elektrische und mechanische Hauptkomponenten
  • [0213]
    Die vorliegende Erfindung enthält in den zahlreichen Merkmalen, Vorteilen und Ausführungsformen Details, die nachfolgend in Verbindung mit jeweiligem Bezug auf die 1128 erläutert werden. Einleitend sei Bezug auf 1 genommen, in welcher ein Bildplattenlaufwerk 10 mit einem Gehäuse 14 dargestellt ist. Das Plattenlaufwerk 10 spielt von einer nicht dargestellten Platte ab oder zeichnet darauf auf, welche in einer entnehmbaren Plattenkassette 12 angeordnet ist. Alternativ könnte die Platte im Gehäuse 14 des Plattenlaufwerks 10 aufgenommen sein.
  • [0214]
    Nun wird Bezug genommen auf die 2 und 3, wobei 2 eine Draufsicht auf das Laufwerk 10 mit entferntem Gehäuse 14 zeigt, um bestimmte wichtige mechanische, elektrische und optische Komponenten des Laufwerks 10 zum Vorschein zu bringen. 3 ist ein Querschnitt durch das Laufwerk 10, der in Richtung der Schnittlinie 3-3 gemäß 1 verläuft. In 2 ist eine Basisplatte 16, eine Spindel 17, eine Linearstellgliedanordnung 20, eine Objektivlinsen-Schlittenanordnung 22, eine optische Funktionseinheit 24, eine Laufwerkleiterplatte 26 und eine flexible Stromkreisverbindung 28 dargestellt. 3 zeigt eine Hauptleiterplatte 30, einen Spindelmotor 18, eine Leiterplatte 27 der optischen Funktionseinheit und die Laufwerkleiterplatte 26.
  • [0215]
    Kurz zusammengefaßt wirkt die Basisplatte 16 als eine Basis für die anderen Komponenten des Laufwerks 10, welche die Komponenten zueinander positioniert und ausrichtet. Vorzugsweise ist die Basisplatte 16 aus Gußstahl hergestellt, um Kosten gering zu halten.
  • [0216]
    Gemäß der Darstellung in 2 enthält die Linearstellgliedanordnung 20 zwei lineare Schwingspulenstellglieder (voice coil actuators) 23. Jedes Schwingspulenstellglied 23 besteht aus einer Schiene 34, welche fest an die Basisplatte 16 angefügt ist. Die Schienen 34 sind im wesentlichen parallel zueinander. Benachbart zu jeder Schiene 34 ist ein Polschuh 32. Um einen Abschnitt jedes Polschuhs 32 ist eine der Stellgliedspulen 23. Jede Stellgliedspule 23 ist an einen gegenüberliegenden Abschnitt der Linsenschlittenanordnung 22 angefügt, so daß sich die Linsenschlittenanordnung 22 längs der Schienen 34 bewegt, wenn die Spulen 23 selektiv mit Energie beaufschlagt werden. Die Stellgliedspulen 23 werden durch Signale von der Laufwerkleiterplatte 26 angesteuert, was zu einer linearen Bewegung der Linsenschlittenanordnung 22 relativ zur optischen Funktionseinheit 24 und relativ zu einer entsprechenden Platte (nicht dargestellt) führt, welche in das Laufwerk 10 eingefügt ist. Auf diese Weise ermöglicht die Linsenschlittenanordnung 22 eine Grob-Spureinstellung auf der Platte.
  • [0217]
    Die optische Funktionseinheit 24 und die Linsenschlittenanordnung 22 enthalten zusammen die grundlegende Optik des Laufwerks 10. Die optische Funktionseinheit 24 ist starr an die Basisplatte 16 angefügt und enthält einen Laser, verschiedene Sensoren und ein optisches System (nicht dargestellt). Im Betrieb richtet der Laser einen Strahl (nicht dargestellt) von der optischen Funktionseinheit 24 zur Linsenschlittenanordnung 22, und die optische Funktionseinheit 24 empfängt ihrerseits einen Rückstrahl (nicht dargestellt) von der Linsenschlittenanordnung 22. Die Linsenschlittenanordnung 22 ist wie oben erläutert an die Linearstellgliedanordnung 20 angefügt. Die Linsenschlittenanordnung 22 enthält ein nicht dargestelltes Pentaprisma, eine nicht dargestellte Objektivlinse, nicht dargestellte Servomotoren zum Fokussieren der Objektivlinse und nicht dargestellte Servomotoren zur Fein-Justierung der Lage der Objektivlinse bezüglich der Lage der Linearstellgliedanordnung 20 und der eingefügten Platte, um eine Fein-Spureinstellung der Platte zu ermöglichen. Zwischen der Linsenschlittenanordnung 22 und der Hauptleiterplatte 30 auf der einen Seite und der Laufwerkleiterplatte 26 auf der anderen Seite werden elektrische Informationen und Steuersignale mittels der flexiblen Stromkreisverbindung 28 übertragen.
  • [0218]
    Die Leiterplatte 27 der optischen Funktionseinheit enthält eine Laseransteuerung und Vorverstärker (nicht dargestellt). Die Laufwerkleiterplatte 26 steuert den Spindelmotor 18, die linearen Schwingspulenstellglieder 23 der Linearstellgliedanordnung 20 und die Hilfs- bzw. Servomotoren der Linsenschlittenanordnung 22. Die Laufwerkleiterplatte 26 wird durch die Hauptleiterplatte 30 gesteuert. Die Hauptleiterplatte 30 enthält die meisten der elektrischen Komponenten, deren verschiedene Konstruktionsbelange (z. B., Rauschverringerung, EMI und Leistungsverlust) nicht auf der Leiterplatte 27 der optischen Funktionseinheit oder der Laufwerkleiterplatte 26 angeordnet werden müssen.
  • [0219]
    Der Spindelmotor 18 ist starr an die Basisplatte 16 angefügt. Der Motor 18 treibt unmittelbar die Spindel 17 an, welche ihrerseits die Platte in Drehung versetzt.
  • Optik: Optische Funktionseinheit und Objektivlinsenanordnung
  • [0220]
    Nun wird Bezug auf die 4A genommen, in welcher im Schnitt eine Draufsicht der optischen Funktionseinheit 24 dargestellt ist. Die optische Funktionseinheit 24 enthält ein Gehäuse 40, eine Halbleiterlaserdiode 42, eine Kollimatorlinse 44, ein achromatisierendes Prisma 46, ein anamorphotisches Aufweitprisma 48, einen teil durchlässigen Strahlenteiler 49, ein DFTR-Prisma 50, Zylinderlinsen 51, eine Meß- bzw. Leselinse 52, ein Mikroprisma 54, Servo- bzw. Hilfsempfängersensoren 56 und 58, einen Vorwärts- bzw. Weiterleitungssensor 60 und einen Datenempfangssensor 62. Diese Elemente sind auch in 4B dargestellt, welche ein Diagramm des Strahlengangs darstellt, der durch einen Laserstrahl 64 durchlaufen wird. 4B zeigt die optischen Elemente der optischen Funktionseinheit 24 in Verbindung mit einem Pentaprisma 66 und einem Objektiv bzw. einer Objektivlinse 68 der Linsenschlittenanordnung 22. Um die Darstellung in 4B zu vereinfachen, ist ein Abschnitt 70 des Laserstrahls 64 zwischen dem Pentaprisma 66 und der Objektivlinse 68 so dargestellt, als würde er in der gleichen Ebene wie die Abschnitte des Laserstrahls 64 liegen, welche durch die optische Funktionseinheit 24 hindurchgehen. Tatsächlich ist das Pentaprisma 66 so angeordnet, um den Laserstrahlabschnitt 70 senkrecht bezüglich den Abschnitten des Laserstrahls 64 zu richten, der durch die optische Funktionseinheit 24 hindurchtritt.
  • [0221]
    Bei weiterem Bezug auf 4B ist es verständlich, daß der Laserstrahl 64 im Betrieb ein gerichteter Strahl ist, der durch die Linsen 44 von einem von der Laserdiode 42 abgegebenen, divergierenden Strahl hergestellt wird. Der Strahl 64 schreitet fort durch die Prismen 46 und 48, durch den Strahlteiler 49 und verläßt die optische Funktionseinheit 24 der Linsenschlittenanordnung 22. Dort durchläuft er das Pentaprisma 66 und wird durch die Objektivlinse 68 auf die Plattenoberfläche fokussiert.
  • [0222]
    Bei der Reflexion von der Platte kehrt ein reflektierter Abschnitt des Laserstrahls 64 durch die Objektivlinse 68 und das Pentaprisma 66 zurück, um wiederum in die optische Funktionseinheit 24 einzutreten. Ein erster Abschnitt des Strahls 64 reflektiert zur Strahlenteilergrenzfläche zwischen dem Prisma 48 und dem Strahlenteiler 49, durchläuft die Leselinse 52 und wird durch diese fokussiert, und tritt in das Mikroprisma 54 ein. Dort wird der Strahl in zwei Teile gemäß ihrer Polarisation aufgespalten, und jeder Teil wird durch ein separates Element des Datenempfangssensors 62 erfaßt.
  • [0223]
    Ein zweiter Abschnitt des Strahls 64 durchläuft den Strahlenteiler 49 und wird darin zum anamorphotischen Aufweitprisma 48 reflektiert. Dieser zweite Abschnitt des Strahls 64 verläßt das anamorphotische Prisma 48 und tritt in das DFTR-Prisma 50 ein. Dort wird der zweite Abschnitt des Strahls 64 in zwei Teile aufgeteilt, von denen jeder durch die Zylinderlinsen 51 auf die jeweiligen Flächen der entsprechenden Hilfssensoren 56 und 58 fokussiert wird. Im Ansprechen hierauf erzeugen die Sensoren 56 und 58 Signale, welche zur Leiterplatte 27 der optischen Funktionseinheit gerichtet werden, wo die Signale zum Erzeugen der Spureinstellungs- und Fokussierfehlersignale verwendet werden.
  • Elektronische Systeme: Hauptleiterplatte, Laufwerkleiterplatte und Leiterplatte der optischen Funktionseinheit
  • [0224]
    Nun wird Bezug auf die 1, 2, 4A und 5 genommen, wobei in 5 ein Systemblockdiagramm der elektronischen Untersysteme des Laufwerks 10 dargestellt ist, in welchem ein Block 80 einen Lesesensorvorverstärker 82, einen Lasertreiber 84 und Servosensorvorverstärker 86 umfaßt. Wie in den 4A und 5 dargestellt ist, ist der Lesesensorvorverstärker 82 mit dem Datenempfangssensor 62 verbunden und verstärkt das durch den Datenempfänger 62 erzeugte Signal. Gleichermaßen sind die Servosensorvorverstärker 86 mit den Hilfsempfängern 56 und 58 verbunden und verstärken die durch die Servoempfänger 56 und 58 erzeugten Signale. Die Laserdiode 42 ist mit dem Lasertreiber 84 verbunden, welcher Signale zum Betreiben des Lasers 42 herstellt. Die Untersysteme 82, 84 und 86 des Blocks 80 sind auf der Leiterplatte 27 der optischen Funktionseinheit zusammengruppiert, das heißt, in unmittelbarer Nachbarschaft der optischen Funktionseinheit 24 angeordnet. Dies minimiert den Abstand, welchen die Signale von den Sensoren 62 zum Vorverstärker 82, und von den Sensoren 56 und 58 zu den Vorverstärkern 86 durchlaufen müssen, um den nachteiligen Effekt des Rauschens dieser Signale zu verringern. Da das vom Lasertreiber 84 zum Betreiben der Laserdiode 42 erzeugte Signal eine relativ hohe Frequenz aufweist, erfordert eine gute Konstruktionspraxis, daß der Lasertreiber 84 nahe der Laserdiode 42 angeordnet wird.
  • [0225]
    Block 88 gemäß 5 umfaßt eine Spindelmotorschnittstelle 90, eine mechanische Untereinheitschnittstelle 92 (MSA-Schnittstelle), eine Lagesensorschnittstelle 94 und eine Anordnung von Schaltern und Anzeigen 96. Die Komponenten 90, 92, 94 und 96 des Blocks 88 sind alle auf der Laufwerkleiterplatte 26 angeordnet. Die Spindelmotorschnittstelle 90 steuert den Spindelmotor 18. Die MSA-Schnittstelle 92 bildet eine Schnittstelle mit verschiedenen Anzeigen und Schaltern 96, welche die Frontplatten anzeigen, die Ausschubschaltung und Schalter enthält, die auf die Plattenkassette 12 bezogen sind. Die Lagesensorschnittstelle 94 verbindet die Spulenstellglieder 23 der Stellgliedanordnung 20, welche durch Leistungsverstärker 102 mit Energie beaufschlagt werden.
  • [0226]
    Die verbleibenden Untersysteme des Systemblockdiagramms gemäß 5 sind auf der in 3 dargestellten Hauptleiterplatte 30 angeordnet. Diese Untersysteme enthalten einen analogen Lesekanal 100, einen Codierer/Decodierer 104, einen SCSI-Chipsatz 106, ein Puffer-Dram 108 und eine GLIC-Schnittstelle 110 und ein damit verbundenes EEPROM 112. Die Hauptleiterplatte 30 enthält auch eine analoge Schnittstellenschaltung 114, einen digitalen Signalprozessor (DSP) 116, eine eingebundene Steuereinheit 118 und das damit zusammenwirkende RAM/EPROM 120. Zu bemerken ist, daß bei optischen Laufwerken 10, welche MO-aufzeichnungsfähige Laufwerke sind, die Leistungsverstärker 102 auch eine Vorpolspule 122 ansteuern.
  • Kassettenladevorrichtung
  • [0227]
    Zunächst wird Bezug auf 6 genommen, in welcher ein magnetisches Plattenspeichersystem dargestellt ist, welches allgemein mit 1-10 bezeichnet ist. 6 stellt eine entnehmbare Plattenkassette 1-13 heraus, die zum Einfügen in das Plattenlaufwerk 1-10 angeordnet ist, das die Kassettenlade- und -entladevorrichtung dieser Erfindung aufweist. Das Plattenlaufwerk 1-10 enthält ein Bodengehäuse 1-16 und eine Blende 1-19. Die Blende 1-19 enthält eine Plattenaufnahmeöffnung 1-22, ein Anzeigelicht 1-25 für die Aktivität des Laufwerks und einen Ausschubknopf 1-28.
  • [0228]
    Das Bildplattensystem 1-10 ist von der Art mit einen fokussierenden Mechanismus und einem Spureinstellungsmechanismus, einer Linse und einer zu lesenden Platte, wobei die Mechanismen durch eine Rückkopplungsschleife gesteuert werden, welche vorteilhafterweise eine elektronische Schaltung zum Erzeugen eines Hilfssignals zum Bewirken von Korrekturen für den fokussierenden Mechanismus und den Spureinstellungsmechanismus enthält; mit einer ersten Einrichtung zum Mildern der Wirkungen der unerwünschten mechanischen Kräfte an einer bewegbaren Plattenlaufwerkkomponente; mit einer zweiten Einrichtung zum Stützen der ersten Einrichtung zwischen der Komponente und einer Quelle der unerwünschten mechanischen Kräfte, wodurch eine mechanische Isolation dieser Komponente geschaffen wird. Diese Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Überschriften entsprechend den spezifischen Merkmalen dieser Erfindung weiter im Detail erläutert.
  • [0229]
    Das äußere Gehäuse der Plattenkassette 1-13, welche von herkömmlicher Art ist, enthält eine obere ebene Fläche 1-31 und eine untere ebene Fläche 1-32, welche in 25 dargestellt ist. Die Plattenkassette 1-13 enthält auch ein nach vorne gerichtetes Beschriftungsende 1-34. In der bevorzugten Ausführungsform bleibt das nach vorne gerichtete Beschriftungsende 1-34 der Plattenkassette 1-13 für einen Anwender sichtbar, während die Plattenkassette 1-13 in das Plattenlaufwerk 1-10 eingefügt ist. Seitenwände, zum Beispiel die Seitenwand 1-37, erstrecken sich zwischen der oberen ebenen Fläche 1-31 und der unteren ebenen Fläche 1-32, und die Kassette enthält ferner eine Rückwand 1-38, die sich zwischen der oberen ebenen Fläche 1-31 und der unteren ebenen Fläche 1-32 parallel zum vorwärtsgerichteten Beschriftungsende 1-32 erstreckt. Nahe dem Beschriftungsende 1-34 der Seitenwände 1-37 sind Kanäle 1-40 vorgesehen, um Kassettenlokalisierstifte 1-43 (8A8B) aufzunehmen, welche auf einer Basisplatte 1-46 angeordnet sind.
  • [0230]
    Die Plattenkassette 1-13 enthält auch eine Kassettentür bzw. einen Verschluß 1-49. Der Verschluß 1-49 ist durch Feder in eine geschlossene Lage (6, 7 und 16) vorgespannt. Wenn der Verschluß 1-49 offen ist, verbleibt er in einem ausgesparten Abschnitt 1-52 der oberen ebenen Fläche 1-31. Da das Plattenlaufwerk 1-10 der bevorzugten Ausführungsform zweiseitige Plattenkassetten 1-13 liest, existiert ein ähnlicher Verschluß und ausgesparter Abschnitt auf der unteren ebenen Oberfläche 1-32, wobei diese Merkmale nicht in den Figuren dargestellt sind. Der Verschluß weist in der Regel einen Verschlußschnapper 1-55 (nicht dargestellt) an der Rückwand 1-38 der Plattenkassette 1-13 auf.
  • [0231]
    Innerhalb der Plattenkassette 1-13 ist eine Platte 1-14 (2325) geschützt angeordnet mit einer metallischen Plattennabe 1-15. Wie auf den relevanten Gebieten bekannt ist, kann die Platte 1-14 als ein starres Substrat mit einer darauf angeordneten Beschichtung aus magnetischem Material ausgebildet sein. Eingebettet in die Beschichtung mit dem magnetischen Material sind Spuren in Gestalt von konzentrischen oder spiralförmigen Ringen. Die magnetische Beschichtung kann entweder an einer oder an beiden Oberflächen des festen Substrats vorliegen, und die Beschichtung ermöglicht die magnetische Aufzeichnung von Daten auf die Platte 1-14 durch magnetische Wandler, welche gewöhnlich als Köpfe bezeichnet werden. Als Zentrum des starren Substrats dient die metallische Plattennabe 1-15.
  • [0232]
    Bezugnehmend auf die 7 enthalten die primären Komponentengruppen innerhalb des Plattenlaufwerks 1-10 gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Aspekte. Es gibt das Bodengehäuse 1-16, in welcher die Basisplatte 1-46 ruht. In 7 ist ein Spindelmotor 1-61 dargestellt, der auf der Basisplatte 1-46 montiert ist. Der Spindelmotor 1-61 enthält einen Spindelmagnet 1-63, welcher die metallische Plattennabe 1-15 der Platte 1-14 (2325) anzieht, wenn die Plattenkassette 1-13 im Plattenlaufwerk 1-10 installiert ist. Ein Ausschubmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung ist allgemein mit dem Bezugszeichen 1-67 versehen. Der Ausschubmechanismus 1-67 enthält ein linkes Gleitstück 1-70, ein rechtes Gleitstück 1-73 und einen Steuerhebel 1-76. Der Ausschubmechanismus 1-67 wird nachfolgend ausführlicher erläutert. Ein Ablagearm 1-79 ist ebenfalls in 7 in seiner Lage oberhalb des linken Gleitstücks 1-70 herausgestellt. Eine Kassettenaufnahme ist allgemein mit 1-82 dargestellt. Ebenfalls in 7 dargestellt sind ein linker Türhebel 1-85, ein rechter Türhebel 1-88 und eine Empfangstür 1-91, wobei jedes davon drehbar an die Kassettenaufnahme 1-82 angefügt ist. Die Laufwerkblende 1-19 ist an der Front der Kassettenaufnahme 1-82 herausgestellt. Schließlich ist eine drehbare, magnetische Vorpolspulenanordnung 1-94 herausgestellt, welche an einen Vorpolspulenarm 1-97 angefügt ist, wobei Vorpolspulenklemmen 1-100 oberhalb des Vorpolspulenarms 1-97 herausgestellt sind. Weitere Details über jede dieser primären Komponentenanordnungen werden nachfolgend aufgezeigt.
  • [0233]
    Es wird weiter Bezug auf 7 genommen, in welcher dargestellt ist, daß das Bodengehäuse 1-16 Seitenwände 1-103 und eine Rückwand 1-106 enthält. Auf der Innenseitenbasis des Bodengehäuses 1-16 sind vier Befestigungsstationen 1-109 vorgesehen, an welchen die Basisplatte 1-46 befestigt ist. Das Bodengehäuse 1-16 würde auch noch die Steuerelektronik aufnehmen, welche in den Figuren nicht herausgestellt ist.
  • [0234]
    Mit Bezug auf die 8A und 8B werden nun weitere Details der Bauweise der Basisplatte 1-46 herausgestellt. Die Basisplatte 1-46 ist an den vier Befestigungsstationen 1-109 (7) des Bodengehäuses 1-16 montiert. Die Basisplatte 1-46 weist viele Komponenten auf, die entweder darin eingegossen, eingebettet, daran angefügt oder damit zusammenwirkend sind. Die Basisplatte 1-46 ist der "Klebstoff", welcher die vielen Komponenten der Erfindung zusammenbringt und deren Interaktion erlaubt. Rund um die Peripherie der Basisplatte 1-46 ist eine vordere Wand 1-112, eine linke Außenseitenwand 1-115, eine linke Innenseitenwand 1-118, eine rechte Außenseitenwand 1-121, eine rechte Innenseitenwand 1-124 und eine hintere Vertikalwand 1-127 vorgesehen. Die linken und rechten Außenseitenwände 1-115 und 1-121 enthalten jeweils einen vertikalen Schlitz 1-130 und 1-133. Der linke vertikale Schlitz 1-130 nimmt einen linken Anhebestift 1-136 (15A) an der Kassettenaufnahme 1-82 auf, wenn die Kassettenaufnahme 1-82 um die Basisplatte 1-46 herum am Ort vorliegt. Der rechte vertikale Schlitz 1-133 nimmt gleichermaßen einen rechten Anhebestift 1-139 (15B) der Kassettenaufnahme 1-82 auf.
  • [0235]
    Die beiden Kassettenlokalisierstifte 1-43 gemäß 8B sind jeweils nahe den vorderen Enden der linken und rechten Außenseitenwand 1-115 und 1-121 angeordnet. Diese Lokalisierstifte 1-43 sind vorgesehen, um in die Kassettenkanäle 1-14 (6) einzugreifen. Wenn die Stifte 1-43 in den Kanälen 1-40 angeordnet sind, halten die Stifte 1-43 die Plattenkassette 1-13 und verhindern sowohl eine laterale (d. h., Seite zu Seite) als auch eine links gerichtete (d. h., vorwärtige und rückwärtige) Bewegung davon.
  • [0236]
    Eine Spindelmotorhalterung 1-142 ist in den Boden der Basisplatte 1-46 eingegossen. Der Spindelmotor 1-61 (7) kann auf der Spindelmotorhalterung 1-142 zum Beispiel durch Federklemmen (nicht dargestellt) gehalten werden, welche an einer Zwischenrippe 1-145 angefügt werden.
  • [0237]
    Die Basisplatte 1-46 weist verschiedene Achsen und damit zusammenwirkende Befestigungsstifte auf. Zum Beispiel ist eine Steuerhebel-Drehachse 1-148 auf der Basisplatte 1-46 benachbart der Spindelmotorhalterung 1-142 montiert. Ein Steuerhebel-Federstift 1-151 ist am Boden der Basisplatte 1-46 nahe der vorderen Wand 1-112 (8A) befestigt. Die anderen an dem Boden der Basisplatte 1-46 nahe der vorderen Wand 1-112 angefügten Stifte wirken als Drehwellen für die Zahnräder des Ausschubgetriebes. Die Basisplatte 1-46 enthält auch einen linken Gleitkanal 1-154 und einen rechten Gleitkanal 1-157. Die Gleitkanäle 1-154 und 1-157 erstrecken sich längs der Seiten der Basisplatte 1-46. Der linke Gleitkanal 1-154 ist zwischen der linken Außenseitenwand 1-115 und der linken Innenseitenwand 1-118 ausgebildet. In Lage wird das linke Gleitstück 1-70 zwischen der linken Innenseitenwand 1-118 und der linken Außenseitenwand 1-115 eingefügt und reitet auf dem linken Gleitkanal 1-154 (siehe 9, 13 und 16A). Gleichermaßen ist der rechte Gleitkanal 1-157 zwischen der rechten Außenseitenwand 1-121 und der rechten Innenseitenwand 1-124 ausgebildet. In Lage ist das rechte Gleitstück 1-73 zwischen der rechten Innenseitenwand 1-124 und der rechten Außenseitenwand 1-121 eingefügt und reitet im rechten Gleitkanal 1-157. Die linken und rechten Gleitstücke 1-70 und 1-73 können jeweils in ihren jeweiligen Kanälen 1-154 und 1-157 durch zum Beispiel "Ohren" auf den Federklemmen (nicht dargestellt) gehalten werden, welche den Spindelmotor 1-61 in Lage auf der Spindelmotorhalterung 1-142 halten.
  • [0238]
    Am Ende des rechten Gleitkanals 1-157, benachbart zur hinteren vertikalen Wand 1-127, ist eine Buchse bzw. ein Sockel 1-160 in der Basisplatte 1-46 ausgebildet, wo der hintere Bereich der rechten Innenseitenwand 1-124 sich mit dem hinteren Bereich der rechten Außenseitenwand 1-121 vereinigt. Dieser Sockel 1-160 nimmt einen drehbaren Stift 1-163 (17B und 17A) eines Aufnahmeschnappers 1-166 auf. Der Aufnahmeschnapper 1-166 weist eine vertikale Fläche 1-169 (17B) auf, an welche ein Schnapperfreigabe-Auslöseansatz 1-172 (7 und 16A), der am rechten Türhebel 1-88 befestigt ist, einwirkt, um den Aufnahmeschnapper 1-166 freizugeben.
  • [0239]
    Die Basisplatte 1-46 weist einen Eingang 1-175 an der hinteren Vertikalen Wand 1-127 auf. Die nicht dargestellte Laserdiode 42, welche hinter der hinteren vertikalen Wand zwischen einem linken Eckpfeiler 1-178 und einem rechten Eckpfeiler 1-181 angeordnet sein würde, scheint durch den Eingang 1-175 und in einen Schlitten 1-184 (der am besten in den 9, 13, 13A, 16A und 16B dargestellt ist), welcher die Optik enthält, die den Laserstrahl auf eine Informationsspur an der Platte 1-14 fokussiert. Der Schlitten 1-184 wird nachfolgend weiter erläutert.
  • [0240]
    Die Basisplatte 1-46 weist auch ein Loch 1-187 auf, welches darin eingegossen ist, um eine Drehwelle 1-190 (14B) des Ablagearms 1-79 aufzunehmen. Dieses Loch 1-187 ist als ein integrales Teil der linken Innenseitenwand 1-118 ausgeformt. 9 zeigt zum Beispiel den Ablagearm 1-79 am Ort mit seiner Drehwelle 1-190 im Loch 1-187. Das Plattenlaufwerk 1-10 enthält eine optische Funktionseinheit 1-189, welche ähnlich wie die oben erläuterte optische Funktionseinheit 24 arbeitet.
  • [0241]
    Nun wird Bezug auf die 14A bis 14C genommen, anhand welcher weitere Merkmale des Ablagearms 1-79 erläutert werden. Zusätzlich zur Drehwelle 1-190 enthält der Ablagearm 1-79 ein Druckende 1-193. Der Ablagearm 1-79 weist eine Klaue 1-196 auf, welche am vom Druckende 1-193 entfernten Ende ausgebildet ist. Die Klaue 1-196 weist eine lange Seite 1-199 und eine kurze Seite 1-202 auf. Wenn der Ablagearm 1-79 in Lage ist, spreizt sich die Klaue 1-196 gegen einen Ansatz 1-205 (11C) am linken Gleitstück 1-70. Der Einlage vorliegende Ablagearm 1-79, wobei seine Klaue 1-196 sich gegen den Ansatz 1-205 des rechten Gleitstücks 1-70 spreizt, kann am vorteilhaftesten in den 9, 13, 16A und 16B betrachtet werden. Die Lage des Ablagearms 1-79 ist hierdurch mittels der Anordnung des linken Gleitstücks 1-70 und des linken Gleitkanals 1-154 vorgegeben.
  • [0242]
    Wie am besten aus 13 ersichtlich ist, parkt der Ablagearm 1-79 die Kassette 1-184. Der Schlitten 1-184 fokussiert den Laserstrahl, der durch den Eingang 1-175 (8A und 8B) in der hinteren vertikalen Wand 1-127 der Basisplatte 1-46 eintritt. Insbesondere positioniert der Schlitten den Laserstrahl über dem Zentrum einer Datenspur, welcher einzulesende Daten enthält. Der Schlitten 1-184 reitet auf Stützschienen 1-208 gemäß 9. Eine herkömmliche magnetische Anordnung treibt den Schlitten 1-184 längs der Schienen 1-208 an. Wenn die Kassettenaufnahme 1-82 im oberen Zustand ist, hält der Ablagearm 1-79, welcher durch das linke Gleitstück 1-70 mit Energie beaufschlagt ist, den Schlitten 1-184 zum hinteren Bereich des Laufwerks. Dieser Zustand ist in den 9 und 16A dargestellt und ist in 13 durch den in durchgehenden Linien gezeigten Ablagearm 1-79 illustriert. Wenn das linke Gleitstück 1-70 durch den Steuerhebel 1-76 während des Ausschubs der Plattenkassette 1-13 nach vorne gerichtet angetrieben wird, wird der Ablagearm 1-79 durch den Ansatz 1-205 gedreht, der gegen die kurze Seite 1-202 der Klaue 1-196 drückt, bis das Druckende 1-193 des Ablagearms 1-79 den Schlitten 1-184 zum hinteren Bereich des Plattenlaufwerks 1-10 hält. Wenn die Kassettenaufnahme 1-82 in ihrer unteren Lage ist, wurde das linke Gleitstück 1-70 zum hinteren Bereich des Plattenlaufwerks 1-10 mittels dem Steuerhebel 1-76 bewegt. Bei diesem Szenario hat der Ansatz 1-205, welcher mit dem linken Gleitstück 1-70 nach hinten angetrieben wurde, den Ablagearm 1-79 zum vorderen Bereich des Plattenlaufwerks 1-10 gedreht. Mit dem linken Gleitstück 1-70 und dem Ablagearm 1-79 in diesen Lagen wird der Schlitten 1-184 nicht durch das Druckende 1-193 des Ablagearms 1-79 beeinflußt und kann sich unter der Platte 1-13 im Plattenlaufwerk 1-10 frei bewegen.
  • [0243]
    Der Ausschubmechanismus 1-67, welcher am besten in den 7 und 9 ersichtlich ist, enthält die folgenden Schlüsselmerkmale. Ein Ausschubmotor 1-209 versorgt den Ausschubmechanismus. Insbesondere versorgt der Ausschubmotor 1-209 ein Getriebe, das die Ausgabekurvenscheibe antreibt, welche ihrerseits den Steuerhebel 1-79 gemäß 9 mit Kraft beaufschlagt, um diesen in eine erste Richtung (entgegen dem Uhrzeigersinn in 9) zu drehen, wodurch eine Plattenkassette 1-13 aus dem Plattenlaufwerk 1-10 ausgeschoben wird. Wenn der Ausschubvorgang eingeleitet ist, treibt der Motor 1-209 einen entsprechenden Schneckenantrieb 1-211 an. Der Schneckenantrieb 1-211 ist an die zentrale Welle des Ausschubmotors 1-209 angefügt. Das Schneckengetriebe 1-211 treibt ein erstes großes Zahnrad 1-214 um eine erste Achse 1-217 an. Diese Drehung des ersten großen Zahnrades 1-214 dreht ein erstes kleineres Zahnrad 1-220, welches bodenseitig des ersten großen Zahnrads 1-214 zur Drehung mit diesem um die erste Getriebeachse 1-217 befestigt ist. Das erste kleinere Zahnrad 1-220 treibt ein zweites großes Zahnrad 1-223 um eine zweite Getriebeachse 1-226 an. Ein zweites kleines Zahnrad 1-229 ist mit dem oberen Bereich des zweiten großen Zahnrads 1-223 zur Drehung mit diesem um eine zweite Getriebeachse 1-226 befestigt. Das zweite kleine Zahnrad 1-229 treibt seinerseits ein drittes großes Zahnrad 1-232 um eine dritte Getriebeachse 1-235 an. Das dritte große Zahnrad 1-232 treibt eine Kurvenscheibe 1-238 an, welches den Steuerhebel 1-76 mit Kraft beaufschlagt, damit dieser um die Steuerhebelachse 1-148 dreht.
  • [0244]
    Der Steuerhebel 1-76 wird nachfolgend anhand der 10A10F und 9 erläutert. Der Steuerhebel 1-76 ist drehbar an die Basisplatte 1-46 durch die Steuerhebelachse 1-148 angefügt. Ein Steuerhebel-Federeinhakabschnitt 1-239 ist am schlanken Abschnitt des Steuerhebels 1-76 ausgebildet. Eine Steuerhebelfeder 1-241 (9) ist zwischen dem Steuerhebel-Federeinhakabschnitt 1-239 und dem Steuerhebel-Federstift 1-151 angefügt. Die Steuerhebelfeder 1-241 spannt den Steuerhebel 1-76 in eine zweite Richtung (im Uhrzeigersinn gemäß 9) um die Steuerhebelachse 1-148 vor. Dies ist die Kassettenladerichtung, welche das rechte Gleitstück 1-73 vorwärts und das linke Gleitstück 1-70 rückwärts antreibt, um die Plattenkassette 1-13 auf dem Spindelmotor 1-61 zu setzen. Der Steuerhebel enthält ferner einen Steuerhebelrand- oder – flachabschnitt 1-244, welcher oberhalb des Steuerhebelgetriebes reitet und hierdurch hilft, die Ausschubzahnräder in Lage an ihren jeweiligen Zahnradachsen zu halten. Das Ende des Steuerhebels nahe dem Steuerhebelrand 1-244 enthält eine U-förmige Klaue 1-247, und das vom Rand 1-244 entfernt liegende Ende des Steuerhebels enthält eine ähnlich U-förmige Klaue 1-250. Die U-förmige Klaue 1-247 fügt sich drehbar um einen zylinderförmigen Verbindungspfosten 1-253 am linken Gleitstück 1-70 (11C). Gleichermaßen fügt sich die U-förmige Klaue 1-250 des Steuerhebels 1-76 drehbar um den zylinderförmigen Verbindungspfosten 1-256 (12E) des rechten Gleitstücks 1-73. Der Steuerhebel 1-76 ist hierdurch drehbar mit den jeweiligen vorderen Enden des linken und rechten Gleitstücks 1-70 und 1-73 verbunden. Da das linke und rechte Gleitstück 1-70 und 1-73 zudem in ihren jeweiligen Gleitkanälen 1-154 und 1-157 durch die Federklemmen (nicht dargestellt) gehalten werden, welche auch den Spindelmotor 1-61 in Lage halten, wird der Steuerhebel 1-76 auf der Steuerhebelachse 1-148 durch das Zusammenwirken zwischen den U-förmigen Klauen 1-247 und 1-250 und den zylinderförmigen Verbindungspfosten 1-253 und 1-256 gehalten.
  • [0245]
    Wenn sich der Steuerhebel 1-76 in eine erste Richtung (entgegen dem Uhrzeigersinn gemäß 9) dreht, wird das linke Gleitstück 1-70 vorwärts im linken Gleitkanal 1-154 angetrieben, während das rechte Gleitstück 1-73 gleichzeitig nach hinten im rechten Gleitkanal 1-157 angetrieben wird. Daher hebt die Drehung des Steuerhebels 1-76 in die erste Richtung (entgegen dem Uhrzeigersinn gemäß 9) die Kassettenaufnahme 1-82 derart an, daß eine Plattenkassette 1-13 vom Plattenlaufwerk 1-10 ausgeschoben oder in dieses eingeladen werden kann. Wenn sich der Steuerhebel 1-76 andererseits in eine zweite Richtung (im Uhrzeigersinn gemäß 9) dreht, wird das linke Gleitstück 1-70 nach hinten im linken Gleitkanal 1-154 angetrieben, während das rechte Gleitstück 1-73 gleichzeitig nach vorne im rechten Gleitkanal 1-157 angetrieben wird. Die Drehung des Steuerhebels 1-76 in dieser Richtung senkt die Kassettenaufnahme 1-82 ab, was die Platte auf dem Spindelmotor plaziert. Das Anheben und Absenken der Kassettenaufnahme 1-82 durch die Drehung des Steuerhebels 1-76 wird nachfolgend weiter erläutert.
  • [0246]
    Wie oben ausgeführt wurde, reitet das linke Gleitstück 1-70 im linken Gleitkanal 1-154, und das rechte Gleitstück 1-73 reitet im rechten Gleitkanal 1-157 unter dem Einfluß des Steuerhebels 1-76. Weitere Details betreffend den Gleitstücken 1-70 und 1-73 werden nachfolgend gezeigt.
  • [0247]
    Gemäß der Darstellung in den 11A11C zeigen sich die Merkmale des linken Gleitstücks 1-70 wie folgt. Das linke Gleitstück enthält den zylinderförmigen Verbindungspfosten 1-253 an seinem vorderen Ende. Der Ansatz 1-205 für den Ablagearm existiert auf einem ersten ausgesparten Abschnitt 1-259. Der Ablagearm 1-79 gleitet längs des ersten ausgesparten Abschnitts 1-289 des linken Gleitstücks 1-70 unter dem Einfluß des Ansatzes 1-205. Ein S-förmiger Schlitz 1-262 ist im linken Gleitstück 1-70 ausgebildet. Wenn das linke Gleitstück 1-70 in Lage im linken Gleitkanal 1-154 vorliegt, öffnet sich der S-förmige Schlitz 1-162 zur linken Außenseitenwand 1-115, benachbart zu und hinter dem linken vertikalen Schlitz 1-130. Wenn die Kassettenaufnahme 1-82 in Lage um die Basisplatte 1-46 ist, reitet der linke Anhebestift 1-136 (15A) der Kassettenaufnahme 1-82 im linken vertikalen Schlitz 1-130 der Basisplatte 1-46. Der linke Anhebestift ist länger als die linke Außenseitenwand 1-115 dick ist. Daher erstreckt sich der linke Anhebestift 1-136 durch den linken vertikalen Schlitz 1-130 und reitet im S-förmigen Schlitz 1-262 des linken Gleitstücks 1-70. Wenn die Kassettenaufnahme 1-82 daher auf der Basisplatte 1-46 positioniert ist, wobei der linke Anhebestift 1-136 im vertikalen Schlitz 1-130 und dem S-förmigen Schlitz 1-262 reitet, wird die Kassettenaufnahme 1-82 hinsichtlich einer Vorwärts- oder Rückwärtsverschiebung beschränkt und kann sich nur vertikal aufwärts und abwärts bewegen. Der vertikale Schlitz 1-130 beschränkt die Vorwärts-Rückwärts-Bewegung der Kassettenaufnahme 1-82, während der S-förmige Schlitz 1-262 im linken Gleitstück 1-70 die vertikale Höhe der Kassettenaufnahme definiert. Mit anderen Worten kann die Kassettenaufnahme 1-82 abhängig davon, welcher Abschnitt des S-förmigen Schlitzes 1-262 hinter dem vertikalen Schlitz 1-130 in einem bestimmten Moment vorliegt, in seiner höchsten Lage, seiner niedrigsten Lage oder einer Lage zwischen der höchsten und niedrigsten Lage sein.
  • [0248]
    Ein zweiter ausgesparter Abschnitt 1-265 ist auf der Oberseite des linken Gleitstücks 1-70 gegeben. Ein horizontaler Stift (nicht gezeigt) kann an die Basisplatte 1-46 dazu angefügt werden, um längs des zweiten ausgesparten Abschnitts 1-265 zu gleiten. Dieser horizontale Stift (nicht gezeigt) würde die vorderste und hinterste Lage des linken Gleitstücks 1-70 begrenzen, da der Stift auf die Kanten des zweiten ausgesparten Abschnitts 1-265 Einfluß nehmen würde, wenn eine der extremen Lagen des linken Gleitstücks erreicht wird.
  • [0249]
    Das hinterste Ende des linken Gleitstücks 1-70 enthält eine Nut 1-268, welche am besten in 11B und 7 dargestellt ist. Die Nut 1-268 ist auf einem versetzten Endabschnitt 1-272 des linken Gleitstücks 1-70 angeordnet. Die Nut 1-268 empfängt einen Hebelarm 1-275 des Vorpolspulenarms 1-97 gemäß 7. Dieser Hebelarm 1-275 dreht den Vorpolspulenarm 1-97 in Abhängigkeit von der Lage des linken Gleitstücks 1-70 und insbesondere der Lage der Nut 1-268. Der versetzte Endabschnitt 1-272 des linken Gleitstücks 1-70 reitet in einer Aussparung 1-278 (8B) in der linken Außenseitenwand 1-115 der Basisplatte 1-46.
  • [0250]
    Nun wird Bezug auf die 12A12E genommen, in welchen die Merkmale des rechten Gleitstücks 1-73 dargestellt sind. Wie oben ausgeführt wurde, ist der Steuerhebel 1-76 mit dem rechten Gleitstück 1-73 über den zylinderförmigen Verbindungspfosten 1-256 verbunden. Das rechte Gleitstück 1-73 weist einen S-förmigen Schlitz 1-281 auf, der darin ausgebildet ist. Dieser S-förmige Schlitz 1-281 ist eine gekippte Version des S-förmigen Schlitzes 1-262 im linken Gleitstück 1-70. Dies ist am besten in 7 ersichtlich. Mit enger Betrachtung der 7 wird es ersichtlich, daß die S-förmigen Schlitze 1-262 und 1-281 gekippte Spiegelbilder voneinander sind, wenn die Gleitstücke 1-70 und 1-73 mit dem Steuerhebel 1-76 verbunden sind. Diese Anordnungsweise ist notwendig, da sich die Gleitstücke 1-70 und 1-73 in entgegengesetzten Richtungen unter dem Einfluß des Steuerhebels 1-76 bewegen. Der S-förmige Schlitz 1-281 im rechten Gleitstück 1-73 öffnet sich ebenfalls zur rechten Außenseitenwand 1-121, wenn das rechte Gleitstück 1-73 in seiner Betriebslage im rechten Gleitkanal 1-157 vorliegt. Ähnlich zu dem, was oben im Zusammenhang mit dem linken Gleitstück 1-70 erläutert wurde, reitet der rechte Anhebestift 1-139 (15B) im rechten vertikalen Schlitz 1-133 (8B), wenn die Kassettenaufnahme 1-82 in Lage in der Basisplatte 1-76 ist. Da der rechte Anhebestift 1-139 länger ist, als die rechte Außenseitenwand 1-121 dick ist, erstreckt sich der rechte Anhebestift 1-139 durch die rechte Außenseitenwand 1-121 beim rechten vertikalen Schlitz 1-133 und reitet im S-förmigen Schlitz 1-281 im rechten Gleitstück 1-73. Der rechte vertikale Schlitz 1-133 beschränkt den rechten Anhebestift 1-139 an einer Bewegung parallel zur Längsachse der Basisplatte 1-46 (z. B. parallel zu einer Linie, welche senkrecht durch die vordere Wand 1-112 und die hintere Vertikalwand 1-127 dringt). Da der rechte Anhebestift 1-139 im S-förmigen Schlitz 1-281 sitzt, wird die vertikale Höhe der Kassettenaufnahme 1-82 durch die Lage des rechten Anhebestifts 1-139 im S-förmigen Schlitz 1-281 definiert. Der S-förmige Schlitz 1-281 im rechten Gleitstück 1-73 bewegt sich hinter dem rechten vertikalen Schlitz 1-133 mit der gleichen Rate, mit welcher der S-förmige Schlitz 1-262 im linken Gleitstück 1-70 hinter dem vertikalen Schlitz 1-130 vorbeibewegt, jedoch in eine entgegengesetzte Richtung. Die gekippte Spiegelbildkonstruktion der S-förmigen Schlitze 1-262 und 1-281 stellt jedoch sicher, daß der linke und rechte Anhebestift 1-136 und 1-139 zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils auf im wesentlichen der gleichen Vertikalhöhe oberhalb dem Boden der Basisplatte 1-46 gehalten werden.
  • [0251]
    Mit weiterem primären Bezug auf die 12A12E enthält das rechte Gleitstück 1-73 die folgenden zusätzlichen Merkmale. Ein ausgesparter Abschnitt 1-284 ist auf der oberen Fläche des rechten Gleitstücks 1-73 vorgesehen. Ein Stift (nicht dargestellt) kann horizontal durch den rechten Gleitkanal 1-157 dazu montiert sein, um längs der ausgesparten Fläche 1-284 zu gleiten. Der längs der ausgesparten Fläche 1-284 gleitende horizontale Stift wird die maximale Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des rechten Gleitstücks 1-73 begrenzen, da der horizontale Stift auf die Kanten der Aussparung 1-284 in den Extremen der Bewegung des rechten Gleitstücks 1-73 stoßen würde. Das rechte Gleitstück 1-73 enthält auch einen Nutenbereich 1-287, um eine Klinke (paw) 1-290 (17A und 17B) des Aufnahmeschnappers 1-166 aufzunehmen. Ein angehobener Abschnitt 1-293 ist am hinteren Ende des rechten Gleitstücks 1-73 vorgesehen. Wenn sich der Steuerhebel 1-76 in eine erste Richtung (entgegen dem Uhrzeigersinn, zum Beispiel in 13) dreht, wird das rechte Gleitstück 1-73 im rechten Gleitkanal 1-157 nach hinten angetrieben, wobei eine Schnappaktion zwischen der Klinke 1-290 des Aufnahmeschnappers 1-166 und dem angehobenen Abschnitt 1-293 des rechten Gleitstücks 1-73 auftritt. Insbesondere gleitet eine erste Gleitfläche 1-296 (17A), welche auf der Klinke 1-290 angeordnet ist, an einer zweiten Gleitfläche 1-299 (12C und 12E) vorbei, welche auf dem angehobenen Abschnitt 1-293 des rechten Gleitstücks 1-73 ist. Wenn die Flächen 1-296 und 1-299 aneinander vorübergleiten, tritt die Klinke 1-290, welche in die durch den Pfeil 1-302 gemäß 17A angedeutete Richtung durch Federkraft vorgespannt ist, in den Nutenbereich 1-287 des rechten Gleitstücks 1-73 ein, was das rechte Gleitstück 1-73 in der hinteren Lage und folglich die Kassettenaufnahme 1-82 in ihrer obersten Lage hält. Wenn die Kassettenaufnahme in dieser Lage ist, würde eine Plattenkassette 1-13 im Laufwerk 1-10 ausgeschoben, oder alternativ könnte eine Plattenkassette 1-13 in das Plattenlaufwerk 1-10 eingeladen werden.
  • [0252]
    Die S-förmigen Schlitze 1-262 und 1-281 am linken und rechten Gleitstück 1-70 und 1-73 spielen jeweils eine bedeutende Rolle bei der Erzeugung der Abschäl- bzw. Ablöswirkung, die mit dieser Erfindung verbunden ist, wenn eine Plattenkassette auf einen Spindelmotor geladen und eine Plattenkassette von dem Spindelmotor entladen wird. Diese Rolle der S-förmigen Schlitze 1-262 und 1-281 bei der Erleichterung der Ablösaktion, welche durch die vorliegende Erfindung geschaffen wird, wird nachfolgend weiter erläutert.
  • [0253]
    Bezugnehmend auf die 15A und 15B werden die Kassettenaufnahme 1-82 und die daran angefügten Komponenten erläutert. Die Kassettenaufnahme 1-82 ist ein einstückiges, spritzgegossenes Kunststoffteil, an welches der linke Türhebel 1-85 (7) und der rechte Türhebel 1-88 hinzugefügt werden. Wenn das Plattenlaufwerk 1-10 vollständig montiert ist, sitzt die Kassettenaufnahme 1-82 an der Außenseite der linken und rechten Außenseitenwand 1-115 und 1-121 der Basisplatte 1-46. Die Kassettenaufnahme 1-82 bewegt sich vertikal nach oben und unten, wenn die Anhebestifte 1-136 und 1-139 im Nachfolgen ihrer jeweiligen S-förmigen Schlitze 1-262 und 1-281 nach oben und unten bewegt werden. Die Kassettenaufnahme 1-82 schwankt um eine imaginäre seitliche Achse durch den linken und rechten Anhebestift 1-136 und 1-139 leicht aufwärts und abwärts. Es ist diese leichte Aufstell- bzw. Schwankbewegung in Verbindung mit der Aufwärts- und Abwärtsbewegung, welche die hilfreiche Ablöseaktion erzeugt, die durch die vorliegende Erfindung erzielt wird. Die Kassettenaufnahme 1-82 kann eingerastet oder vom Rest des Mechanismus abgehoben sein, wenn der Deckel des Plattenlaufwerks 1-10 entfernt ist.
  • [0254]
    Die Kassettenaufnahme 1-82 weist einen linken Kassettenaufnahmekanal 1-305 und einen rechten Kassettenaufnahmekanal 1-308 auf, welche daran ausgebildet sind. Ein Anschlagdämpfer 1-311 ist im hinteren Bereich des rechten kassettenaufnehmenden Kanals 1-308 positioniert, um eine ungenaue Einfügung einer Plattenkassette 1-13 zu vermeiden. Wie aus den 6 und 7 ersehen werden kann, weist die Plattenkassette 1-13 zwei Schlitze 1-314 auf, welche in den Seitenwänden 1-37 ausgebildet sind. Wenn die Plattenkassette 1-13 korrekt eingeführt wurde, wobei ihre hintere Wand 1-38 zuerst in die Plattenaufnahmeöffnung 1-22 eintritt, wird einer der Schlitze 1-314 der Plattenkassette 1-13 den Anschlagdämpfer 1-311 aufnehmen und erlaubt es der Kassette 1-13, vollständig in das Laufwerk 1-10 eingefügt zu werden. Wenn der Anwender andererseits die Plattenkassette 1-13 mit dem nach vorne gerichteten Beschriftungsende 1-34 einfügt, wobei dieses in die Plattenaufnahmeöffnung 1-22 zuerst eintritt, wird der Anschlagdämpfer 1-311 auf das Beschriftungsende 1-34 der Plattenkassette 1-13 einwirken, wodurch eine vollständige Eifügung der Plattenkassette 1-13 in das Plattenlaufwerk 1-10 verhindert wird. Eine hintere Wand 1-317 der Kassettenaufnahme 1-82 weist einen darin ausgebildeten Nutenbereich 1-320 auf. Dieser Nutenbereich 1-320 erlaubt es dem am rechten Türhebel 1-88 befestigen Schnapperfreigabe-Auslöseansatz 1-172 (16), auf die vertikale Fläche 1-169 (17B) des Aufnahmeschnappers 1-166 einzuwirken. Da der linke und rechte Türhebel 1-85 und 1-88 jeweils zum hinteren Bereich des Plattenlaufwerks 1-10 gedreht werden, wenn die Plattenkassette 1-13 in die Kassettenaufnahme 1-82 eingefügt wird, wenn die Plattenkassette 1-13 die vollständige Einfügung erreicht, löst der Auslöseansatz 1-172 den Aufnahmeschnapper 1-166 durch Drücken gegen die Vertikalfläche 1-169, um den Aufnahmeschnapper 1-166 zu drehen. Diese Drehung des Aufnahmeschnappers 1-166 befreit die Klaue 1-290 von der eingerasteten Lage um den angehobenen Abschnitt 1-293 des rechten Gleitstücks 1-73. Wenn der Aufnahmeschnapper 1-166 auf diese Weise ausgelöst wird, kann die Kassettenaufnahme 1-82 abgesenkt werden, wobei die Plattenkassette 1-13 in Betriebslage auf dem Spindelmotor 1-61 angeordnet wird.
  • [0255]
    Bezugnehmend auf die 7, 15A, 15B, 16A und 16B wird das Anfügen des linken Türhebels 1-85 und des rechten Türhebels 1-88 an die Kassettenaufnahme 1-82 nachfolgend erläutert. Der linke und rechte Türhebel 1-85 und 1-88 werden jeweils an den hinteren Ecken der Kassettenaufnahme 1-82 nahe der hinteren Wand 1-317 angefügt. Insbesondere ist der linke Türhebel 1-85 drehbar an die Kassettenaufnahme 1-82 um einen ersten Drehpunkt 1-323, und der rechte Türhebel 1-88 drehbar an die Kassettenaufnahme 1-82 an einem zweiten Drehpunkt 1-326 montiert. Die Türhebel 1-85 und 1-88 sind durch eine Feder (nicht dargestellt) zur Blende 1-19 des Plattenlaufwerks 1-10 vorgespannt. Im Betrieb entriegelt der eine oder der andere der Türhebel 1-85 und 1-88 die Kassettenverschlußverriegelung und öffnet den Kassettenverschluß 1-49 der Plattenkassette 1-13, welche in das Laufwerk 1-10 eingefügt wurde. Ob der linke Türhebel 1-85 oder der rechte Türhebel 1-88 den Kassettenverschluß 1-49 öffnet, wird dadurch bestimmt, welche Seite der Plattenkassette 1-13 nach oben gerichtet ist, wenn die Kassette 1-13 in das Laufwerk 1-10 eingefügt wird. Wenn die Plattenkassette 1-13 mit einer ersten Seite nach oben eingefügt wird, wirkt der rechte Türhebel 1-88 auf den Verschlußschnapper ein und öffnet den Verschluß 1-49. Wenn die Plattenkassette 1-13 mit der anderen Seite nach oben eingefügt wird, wirkt der linke Türhebel 1-85 auf den Verschlußschnapper ein und öffnet den Verschluß 1-49. Wenn keine Plattenkassette 1-13 im Laufwerk 1-10 ist, bleiben die Türhebel 1-85 und 1-88 bei ihren Türhebelanschlägen 1-329, welche einstückig als Teil der Kassettenaufnahme 1-82 ausgebildet sind. Diese Türhebelanschläge 1-329 stellen sicher, daß freie Enden 1-323 der Türhebel 1-85 und 1-88 genau positioniert sind, um den Verschlußschnapper freizugeben und den Verschluß 1-49 zu öffnen, wenn die Plattenkassette 1-13 in das Laufwerk 1-10 eingefügt wird.
  • [0256]
    Bezugnehmend auf die 1822 wird die drehbare, magnetische Vorpolspulenanordnung 1-94 ausführlicher beschrieben. Die Vorpolspulenanordnung 1-94 wird während dem Schreib- und Löschbetrieb des Plattenlaufwerks 1-10 verwendet. Die Vorpolspulenanordnung 1-94 enthält einen Stahlriegel 1-335, der in eine Drahtspule 1-338 eingewickelt ist. Wenn die Vorpolspulenanordnung 1-94 über einer Platte 1-14 positioniert ist, wie dies am besten in 23 dargestellt ist, erstreckt sie sich radial quer über die Platte 1-14 und ist daher zur Erzeugung eines starken Magnetfelds über einen radialen Streifen der Platte 1-14 in der Lage, welcher sich von nahe der Spindel 1-62 (23 und 25) zum Rand der Platte 1-14 erstreckt. Wenn die Platte 1-14 unter der Vorpolspulenanordnung 1-94 durch den Spindelmotor 1-61 gedreht wird, ist es möglich, ein magnetisches Feld über die gesamte Oberfläche der Platte 1-14 zu erzeugen, um es dem Anwender dadurch zu ermöglichen, Informationen auf alle Abschnitte der Platte 1-14 von ihrer innersten zur äußersten Spur zu schreiben. Die Spule 1-338 und der Riegel 1-335 werden durch einen Vorpolspulengehäusedeckel 1-314 abgedeckt, welcher auf einem Vorpolspulengehäuseboden 1-344 montiert ist.
  • [0257]
    Die Vorpolspulenanordnung 1-94 ist gemäß 22 an ein Vorpolspulenbiegeteil 1-347 montiert, welches seinerseits an den Vorpolspulenarm 1-97 gemäß 21 angeordnet ist. Der Vorpolspulenarm 1-97 spreizt die Breite der Basisplatte 1-46 und wird durch zwei Vorpolspulenklemmen 1-100 gemäß 18 an die Eckpfosten 1-178 und 1-181 gemäß der Darstellung in den 8A und 8B der Basisplatte 1-46 drehbar gehalten. Die Vorpolspulenklemmen 1-100 wirken daher als Lagerungsblöcke, unter welchen der Vorpolspulenarm 1-97 rotieren kann. Die Vorpolspulenklemmen 1-100 enthalten eine Anschaltleiste 1-315 gemäß 18, welche die Aufwärtsbewegung der Kassettenaufnahme 1-82 während einer Ausschubbetätigung begrenzt, wie dies nachfolgend ausführlicher anhand der 2325 diskutiert wird. Wie zuvor diskutiert wurde, enthält der Vorpolspulenarm 1-97 den Hebelarm 1-275 in betrieblichem Zusammenwirken mit der Nut 1-268 auf dem rückwärtigen Ende des linken Gleitstücks 1-70, um die Vorpolspulenanordnung 1-94 anzuheben und abzusenken. Da der Hebelarm 1-275 in die Nut 1-268 im linken Gleitstück 1-70 eingreift, steuert das linke Gleitstück 1-70 wann die Vorpolspulenanordnung 1-97 auf die Plattenkassette 1-13 aufgedreht oder davon heruntergedreht wird.
  • [0258]
    Die Vorpolspulenanordnung 1-94 kann sich schräg stellen oder um einen Punkt 1-353 nahe seinem Zentrum drehen und ist nach unten federnd vorgespannt. Auf diese Weise kann die Vorpolspulenanordnung 1-94 parallel zur Plattenkassette 1-13 bleiben, wenn es im unteren Zustand vorliegt (z. B., der in 23 herausgestellten Lage, wobei die Plattenkassette 1-13 vollständig eingeladen ist), und wenn es im oberen Zustand vorliegt (z. B., der in 25 herausgestellten Lage, wobei die Plattenkassette 1-13 nicht geladen ist). Die Fähigkeit der Vorpolspulenanordnung 1-94, parallel zur Plattenkassette 1-13 zu bleiben, wenn sie im oberen Zustand vorliegt, schafft den für das Laufwerk 1-10 notwendigen Freiraum, damit dieses in der Lage ist, eine Plattenausschubbetätigung, wie sie nachfolgend diskutiert wird, vollständig auszuführen. Wenn sie im unteren Zustand vorliegt und die Plattenkassette 1-13 eingeladen ist, kommt die Vorpolspulenanordnung 1-94 an drei Stellen der Plattenkassette 1-13 zu liegen.
  • [0259]
    Nun wird mit weiterem Bezug auf die 2325 das Ausschieben einer Plattenkassette 1-13 aus dem Plattenlaufwerk 1-10 erläutert. 23 stellt eine Plattenkassette 1-13 dar, wobei die Plattennabe 1-15 vollständig in die Spindel 1-62 des Spindelmotors 1-61 eingeladen ist. In dieser Konfiguration wird die Vorpolspulenanordnung 1-94 in die Plattenkassette 1-13 durch den offenen Verschluß 1-49 geladen. Wenn die Plattenkassette 1-13 auf diese Weise vollständig geladen ist, wird das linke Gleitstück 1-17 durch den Steuerhebel 1-76 in seine hinterste Lage verschoben. Der Hebelarm 1-275 des Vorpolspulenarms 1-97 wird zum hinteren Bereich des Plattenlaufwerks 1-10 gedreht. Es ist diese Drehung des Hebelarms 1-275, welche die Vorpolspulenanordnung 1-94 im Plattengehäuse 1-13 installiert hat. Da die Anhebestifte 1-136 und 1-139 der Kassettenaufnahme 1-82 lediglich auf eine vertikale Bewegung durch die vertikalen Schlitze 1-130 und 1-133 (8A und 8B) beschränkt sind, wenn das linke Gleitstück 1-70 zum hinteren Bereich des Plattenlaufwerks 1-10 durch den Steuerhebel 1-76 angetrieben ist, wie dies in 23 herausgestellt wird, wird die Kassettenaufnahme 1-82 über seine Anhebestifte 1-133 und 1-136 auf den niedrigsten Punkt der S-förmigen Schlitze 1-262 und 1-281 bewegt.
  • [0260]
    Ein Zwischenstadium des Ausschubzyklus wird nachfolgend anhand 24 erläutert. Nachdem der Anwender das Ausschieben der Plattenkassette 1-13 vom Plattenlaufwerk 1-10 eingeleitet hat, dreht der Ausschubmotor 1-208 gemäß 9 den Steuerhebel 1-76 in eine erste Richtung (entgegen dem Uhrzeigersinn gemäß 9). Diese Drehung des Steuerhebels schiebt das linke Gleitstück 1-70 zum vorderen Bereich des Laufwerks 1-10 gemäß der Darstellung in 24. Wenn das linke Gleitstück 1-70 nach vorne gleitet, dreht die Nut 1-268 den Hebelarm 1-275 nach vorne, wodurch die Vorpolspulenanordnung 1-94 aus der Plattenkassette 1-13 herausgehoben wird. Wie ebenfalls aus 24 ersichtlich ist, werden die Anhebestifte 1-136 und 1-139, welche an der Kassettenaufnahme 1-82 befestigt sind, von den S-förmigen Schlitzen 1-262 und 1-281 durch die Bewegung des Steuerhebels 1-76 aufwärts gedrückt. Da die Anhebestifte 1-136 und 1-139 an der Kassettenaufnahme an einem Punkt positioniert sind, in welchem eine durch beide Anhebestifte 1-136 und 1-139 hindurchgehende laterale Achse nicht durch die Spindel 1-62 hindurchgehen würde, wird eine "Abschäl"-Aktion zum Entfernen der Plattennabe 1-15 vom Spindelmagnet 1-64 erreicht, wenn die Plattenaufnahme 1-82 angehoben wird. Mit anderen Worten wird die Platte 1-14 gemäß der Darstellung in 24 nicht vertikal von der Spindel 1-62 während des Ausschubzyklus angehoben. Statt dessen wird der hintere Bereich der Plattenkassette 1-13 aufgrund der Anordnung der Anhebestifte 1-136 und 1-139 an der Kassettenaufnahme 1-82 vor dem vorderen Ende der Plattenkassette 1-13 angehoben, wenn die Anhebestifte 1-136 und 1-139 ihren jeweiligen S-förmigen Schlitzen 1-262 und 1-281 folgen. Diese Abschälaktion senkt die erforderliche Spitzenkraft zum Entfernen der Plattennabe 1-15 von der magnetischen Klemme 1-64 des Spindelmotors 1-61.
  • [0261]
    Mit weiterem Bezug auf 24 ist es erkennbar, daß eine Lippe 1-356 gemäß 15A an der hinteren Wand 1-317 der Kassettenaufnahme 1-82 nach dem Anheben der Kassettenaufnahme 1-82 um ein vorbestimmtes Maß durch die Bewegung der Gleitstücke 1-70 und 1-73 auf die untere Fläche der Anschlagleiste 1-315 gemäß 18 an die Vorpolspulenklemme 1-100 einwirkt. Dieser Kontakt zwischen der Bodenfläche der Anschlagleiste 1-350 und der oberen Fläche der Lippe 1-356 in Verbindung mit der kontinuierlichen Drehung des Steuerhebels 1-76 und der sich ergebenden Längsbewegung der Gleitstücke 1-70 und 1-73 bewirkt ein leichtes Ansteigen der Kassettenaufnahme 1-82 in 24. Dies tritt im wesentlichen um den Berührungspunkt zwischen der Anschlagleiste 1-350 und der Lippe 1-356 auf, wenn die Anhebestifte 1-136 und 1-139 damit fortfahren, den Empfänger aufzugreifen. Diese leichte Anhebebewegung der Kassettenaufnahme 1-82 bewirkt die oben erläuterte "Abschäl"-Aktion.
  • [0262]
    25 stellt die Konfiguration des Plattenlaufwerks 1-10 heraus, nachdem die leichte Aufwärtsverschiebung der Plattenaufnahme 1-82 abgeschlossen ist und die Kassettenaufnahme 1-82 auf die Anschläge benachbart der Plattenaufnahmeöffnung 1-22 eingewirkt hat. In diesem Punkt hat das linke Gleitstück 1-70 seine vorderste Lage erreicht und den Hebelarm 1-275 in seine vorderste Lage gezogen, wodurch die Vorpolspulenanordnung 1-94 aus der Plattenkassette 1-13 herausgedreht wurde. Die Vorpolspulenanordnung ist daher parallel zur und oberhalb der Plattenkassette 1-13 im wesentlichen gegen die Innenseite der oberen Fläche des Plattenlaufwerks 1-10 oder im wesentlichen gegen eine gedruckte Leiterplatte geparkt, welche gegen die Innenseite der oberen Fläche des Plattenlaufwerks 1-10 angeordnet ist. Die Vorpolspulenanordnung 1-94 bewegt sich vertikal vorzugsweise um 9 mm von der eingeladenen Lage der Plattenkassette 1-13 zu ihrer gerade geschriebenen angehobenen Lage.
  • [0263]
    Wenn die Kassettenaufnahme 1-82 in ihre höchste Lage angehoben wurde (ungefähr 5 mm oberhalb der untersten Lage), wird das rechte Gleitstück 1-73 gemäß der 12A12E in seiner hintersten Lage durch den Aufnahmeschnapper 1-166 gemäß der 17A und 17B, wie oben vollständig beschrieben wurde, eingerastet. Wenn die Kassettenaufnahme 1-82 in der in 25 herausgestellten obersten Lage vorliegt, wird die Kassettenaufnahme 1-82 parallel zur Basisplatte 1-46 positioniert, wobei die Kassette 1-13 bereit zum Ausschieben ist. Die Federkraft der Türhebel 1-85 und 1-88, welche zum vorderen Ende des Plattenlaufwerks 1-10 gemäß obiger Beschreibung vorgespannt werden, und die Federkraft des Kassettenverschlusses 1-49, welcher zur geschlossenen Lage vorgespannt wird, bewirken, daß die Plattenkassette 1-13 aus dem Plattenlaufwerk 1-10 gemäß der Darstellung in 25 ausgeschoben wird.
  • [0264]
    Der Plattenladevorgang ist im wesentlichen umgekehrt dem oben erläuterten Ausschubvorgang. Daher wird keine detaillierte Beschreibung des Platteneinfügevorgangs vorgenommen.
  • [0265]
    Bei der vorliegenden Erfindung, wenn die Plattennabe 1-15 vom Spindelmagnet 1-64 abgeschält wird, wird die erforderliche Ausschubkraft in der Weise, in welcher die Platte 1-14 von der geladenen Position zur ausgeladenen Position bewegt wird, effektiv reduziert. Durch die Verwendung der "Abschäl"-Bewegung, welche gemäß dieser Er findung durchgeführt wird, ist eine kleinere Kraft erforderlich, um die Plattennabe 1-15 zu entfernen, als sie in herkömmlichen, vertikal anhebenden Systemen erforderlich ist. Zusätzlich nimmt die Konstruktion die Gesamtlaufwerkshöhe auf. Die oben erläuterte Konstruktion ermöglicht das Abschälen der Plattennabe 1-15 vom Spindelmagnet 1-64 mittels eines Mechanismus, der den verfügbaren Raum an den Seiten des Laufwerks 1-10 nutzt, anstelle Teile zu erfordern, welche die Breite der Basisplatte 1-46 zum Verbinden der Bewegung auf beiden Seiten einer Kassettenaufnahme 1-82 aufweiten und eine zusätzliche Höhe verwenden, um dies zu tun. Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal dieser Bauweise ist die unkritische Natur der meisten der erforderlichen Dimensionen. Ferner ist der Vorpolspulenstellgliedmechanismus, der die Vorpolspulenanordnung in die Kassette 1-13 einlädt, einfach und weist eine minimale Anzahl an Verschleißpunkten auf. Die gesamte Bauweise ist einfach zu montieren und die meisten Teile können unter Verwendung von einfach und leicht herzustellenden Teilen ausgebildet werden.
  • [0266]
    Während das oben Erläuterte eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung ist, ist es für den Fachmann klar, daß zahlreiche Veränderungen vorgenommen werden können, ohne den Geist oder den Umfang dieser Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung für Mediensysteme verwendet werden, welche die Vorpolspulenanordnung 1-94 (z. B., Phasenveränderung- oder Einmalbeschriftungssysteme) nicht erfordern, durch Beseitigung der zur Betätigung des Vorpolspulenarms 1-97 verwendeten Teile. Obwohl die bevorzugte Ausführungsform des Speicherungsmediums eine 5¼-Zoll-magneto-optische-Plattenkassete ist, läßt sich die vorliegende Erfindung zusätzlich auf alle Arten von Medien und alle Größen von Laufwerken anwenden.
  • Spulenstellglied für Zweiachsenbewegung
  • [0267]
    26 stellt schematisch ein elektromagnetisches Zweiachsenstellglied 2-10 in einer Bauweise gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Das Stellglied 2-10 enthält eine Objektivlinse 2-12, welche innerhalb eines Linsenhalters 2-14 angeordnet ist. Eine Radial- oder Spureinstellungsspule 2-16 ist rund um den Linsenhalter 2-14 gewickelt und derart daran befestigt, daß sie im wesentlichen senkrecht zur Z-Achse positioniert ist. Erste und zweite Fokussierspulen 2-18 und 2-20 sind an den Seiten des Linsenhalters 2-14 angeordnet und an der Spureinstellungsspule 2-16 dazu festgelegt, um im allgemeinen senkrecht zur Y-Achse positioniert zu sein. Ein erstes Paar von Dauermagneten 2-22 ist benachbart der ersten Fokussierspule 2-18 und ein zweites Paar von Dauermagneten 2-24 ist benachbart der zweiten Fokussierspule 2-20 positioniert.
  • [0268]
    Gemäß der Darstellung in 27 enthält der Linsenhalter 2-14 einen im allgemeinen rechteckigen Kragen bzw. Bund 2-30 mit einer kreisförmigen Öffnung 2-32, welche darin zentriert ist. Die Objektivlinse 2-12 ist in Lage auf den oberen Bereich der kreisförmigen Öffnung 2-32 im Bund 2-30 geklebt. Der Bund 2-30 wird durch eine im allgemeinen I-förmige Plattform 2-34 mit einem Nutenpaar 2-44 gehalten, welches an dessen Kanten zum darin Ausrichten und Sichern der Spureinstellungsspule 2-16 ausgebildet ist, wenn diese um die Plattform gewickelt ist. Eine Basis 2-36, welche die Plattform 2-34 stützt, enthält erste und zweite T-förmige Abschnitte 2-46 und 2-48 mit einem dazwischen ausgebildeten Schlitz 2-50. Wie nachfolgend weiter im Detail erläutert wird, wirkt diese Basis 2-36 als ein Massenausgleich für den Linsenhalter 2-14. Der Bund 2-30, die Plattform 2-34 und die Basis 2-36 sind an zwei Seiten ausgerichtet, um erste und zweite gegenüberliegende Flächen 2-52 und 2-54 des Linsenhalters auszubilden.
  • [0269]
    Die Fokussierspulen 2-18 und 2-20 sind derart an der Spureinstellungsspule 2-16 befestigt, daß die zentralen Achsen der Fokussierspulen zusammenfallen und die zentrale Achse der Spureinstellungsspule kreuzen und vorzugsweise senkrecht dazu sind. Die Fokussierspulen 2-18 und 2-20 sind vorzugsweise aus einem thermisch gebondetem Draht mit einer Kontaktmaterialschicht darauf ausgebildet und werden vorzugsweise auf einem geeigneten Werkzeug oder einer Stütze gewickelt. Die Spulen 2-18 und 2-20 werden vorzugsweise so fest wie möglich um die Stütze gewickelt, ohne den Draht zu verformen. Wie es für den Fachmann erkennbar ist, variiert diese Festigkeit mit der Art des Drahts. Während des Wickelvorgangs werden die Fokussierspulen 2-18 und 2-20 vorzugsweise erwärmt, um die Kontaktiermaterialschicht auf dem Draht zu schmelzen, was die Festigkeit und Starrheit der gewickelten Spulen vorteilhaft erhöht. Die Temperatur wird vorteilhafterweise derart gewählt, daß sie hoch genug zum Schmelzen des Kontaktiermaterials ist, aber nicht so hoch ist, daß die Isolation schmilzt. Nach dem Kühlen werden die Spulen 2-18 und 2-20 von der Stütze entfernt, und diese frei vorliegenden Spulen werden dann an der Spureinstellungsspule 2-16 in einer wohlbekannten Weise unter Verwendung eines geeigneten Klebers befestigt.
  • [0270]
    Jede frei vorliegende Fokussierspule 2-18 und 2-20 ist in ihrer Gestalt oval ausgebildet und weist zwei längliche Seiten 2-56 auf, die durch ein Paar von kürzeren Enden 2-58 verbunden sind. Die Seiten 2-56 und Enden 2-58 der Spulen 2-18 und 2-20 umgreifen ein offenes oder hohles ringförmiges Zentrum 2-60. Die Spureinstellungsspule 2-16 wird rund um die I-förmige Plattform 2-34 des Linsenhalters 2-14 derart gewickelt, daß die Spule durch die Nuten 2-44 aufgenommen und darin gesichert wird, und an den gegenüberliegenden Flächen 2-52 und 2-54 des Linsenhalters positioniert wird. Mit Bezug sowohl auf 26 als auch 27 werden die beiden Fokussierspulen 2-18 und 2-20 an der Spureinstellungsspule 2-16 derart befestigt, daß die Spureinstellungsspule im Zentrum 2-60 jeder Fokussierspule positioniert ist. Die Fokussierspulen 2-18 und 2-20 werden ferner derart positioniert, daß jede Spule die gegenüberliegenden Flächen 2-52 und 2-54 des Linsenhalters 2-14 berührt. Auf diese Weise sind die Spureinstellungsspule 2-16 und die Fokussierspulen 2-18 und 2-20 starr am Linsenhalter 2-14 gesichert, wodurch eine starrere angetriebene Einheit geschaffen wird, welche sich als eine einzelne konzentrierte Masse verhält.
  • [0271]
    Gemäß der Darstellung in den 28, 29, 30 und 31 emittiert ein Lichtquellenelement (nicht dargestellt), in der Regel eine Laserdiode, während des Betriebs einen Laserlichtstrahl 2-70 gemäß 31. Der Strahl 2-70 fällt auf ein Prisma 2-72 ein, welches den Lichtstrahl orthogonal aufwärts zur Objektivlinse 2-12 reflektiert. Die Linse 2-12 sammelt bzw. konvergiert den Strahl 2-70 zu einem präzisen Brennpunkt oder optischen Leuchtfleck 2-74 auf der Oberfläche eines Speichermediums, wie zum Beispiel einer Bildplatte 2-76. Beim Auftreffen auf die Platte 2-76 wird der Lichtstrahl 2-70 durch die auf der Platte 2-76 gespeicherte Information verändert und als ein divergierender Lichtstrahl reflektiert, welcher Informationen trägt, die mit den codierten auf der Platte 2-76 identisch sind. Dieser reflektierte Strahl tritt erneut in die Objektivlinse 2-12 ein, wo er gerichtet wird und erneut durch das Prisma 2-72 zu einem photoelektrischen Strahlungsempfänger (nicht dargestellt) reflektiert wird, welcher die auf der Platte 2-76 gespeicherten Daten erfaßt. Wenn der auf den photoelektrischen Strahlungsempfänger einfallende Lichtstrahl nicht fokussiert oder außer Flucht ist, wird zusätzlich das Ausmaß des Fluchtungsfehlers oder der Defokussierung elektronisch gemessen und als Rückkopplung für ein Servosystem (nicht dargestellt) verwendet, welches im Fachgebiet wohlbekannt ist, und die Objektivlinse 2-12 bezüglich der Platte 2-76 exakt neu ausrichtet.
  • [0272]
    Es sind diese Rückkopplungssignale, welche das Ausmaß und die Richtung der Bewegung des Stellglieds 2-10 und der darauf getragenen Objektivlinse 2-12 bestimmen, welches erforderlich ist, um den Lichtstrahl in den gewünschten Fokussierzustand hinsichtlich der Platte 2-76 zu bringen. Wenn eine radiale oder Spureinstellungsbewegung erforderlich ist, um die Objektivlinse 2-12 unterhalb dem Zentrum einer gewählten Spur auf der Bildplatte 2-76 zu positionieren, wird Strom auf die Spureinstellungsspule 2-16 aufgebracht. Der Strom wirkt mit dem durch das Dauermagnetpaar 2-22 und 2-24 hergestellten magnetischen Feld zusammen, um Kräfte zu erzeugen, welche das Stellglied 2-10 in die Spureinstellungsrichtung bewegen. Die Kräfte werden gemäß dem Lorentz-Gesetz F = B·X·I·1 erzeugt, wobei F die auf die Spureinstellungsspule 2-16 wirkende Kraft darstellt, B die magnetische Flußdichte des Magnetfeldes zwischen dem Dauermagnetpaar 2-22 und 2-24 ist, I den Strom durch die Spureinstellungsspule 2-16 darstellt und 1 die Länge der Spule 2-16 ist. Wenn der auf die Spureinstellungsspule 2-16 aufgebrachte Strom I durch die Spule in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn geht, bezüglich der Orientierung in 29, wird eine Kraft hergestellt, welche das Stellglied 2-10 nach rechts bewegt. Diese nach rechts gerichtete Bewegung ist in 31 durch den Pfeil 2-15 angezeigt. Wenn der auf die Spule 2-16 aufgebrachte Strom durch die Spule in der entgegengesetzten bzw. im Uhrzeigersinn vorliegenden Richtung geht, wird eine Kraft hergestellt, welche das Stellglied 2-10 nach links bewegt, wie es in 31 durch den Pfeil 2-17 angezeigt ist. Auf diese Weise wird das Stellglied 2-10 radial bewegt, um die Objektivlinse 2-12 unterhalb des Zentrums einer gewünschten Informationsspur auf der Oberfläche der Bildplatte 2-76 zu positionieren.
  • [0273]
    Die Bewegung des Stellglieds 2-10 zum Bewirken einer Fokussierung wird hergestellt, wenn Strom in den beiden Fokussierspulen 2-18 und 2-20 erzeugt wird, welche an der Spureinstellungsspule 2-16 an den Seiten des Linsenhalters 2-14 befestigt sind. Wenn der Strom durch diese Spulen 2-18 und 2-20 derart aufgebracht wird, daß der Strom entgegen dem Uhrzeigersinn in der Ebene gemäß 30 durchläuft, wird eine Kraft hergestellt, welche zum Aufwärtsbewegen des Linsenhaltes 2-14 und der Objektivlinse 2-12 gemäß der Darstellung durch Pfeil 2-19 in 31 zur Oberfläche der Bildplatte 2-76 wirkt. Wenn der Strom umgekehrt derart aufgebracht wird, daß der Strom durch die Spulen 2-18 und 2-20 in einer Richtung im Uhrzeigersinn in der Ebene gemäß 30 geht, wird eine Kraft hergestellt, welche den Linsenhalter 2-14 gemäß der Darstellung in 31 durch den Pfeil 2-21 abwärts oder weiter weg von der Oberfläche der Platte 2-76 bewegt.
  • [0274]
    Da die Spureinstellungsspule 2-16 an den Linsenhalter 2-14 gekoppelt ist und andererseits die Fokussierspulen 2-18 und 2-20 direkt an die Spureinstellungsspule 2-16 gekoppelt sind, verhalten sich die Spulen und der Linsenhalter als eine "konzentrierte Masse", und die Frequenzen, bei denen die Spulen hinsichtlich dem Linsenhalter entkoppeln, werden signifikant erhöht. Es wurden Entkopplungsfrequenzen bis zu 30 kHz mit der Stellgliedbauweise gemäß der vorliegenden Erfindung gemessen.
  • [0275]
    Gemäß der 28 und 29 verbleiben die Magnetpaare 2-22 und 2-24 stationär während der Bewegung des Linsenhalters 2-14 und sind innerhalb einem im allgemeinen rechteckigen Gehäuse oder einer Basis 2-18 befestigt. Zwei Paare von Aufhängungsdrähten 2-82 und 2-84 sind vorgesehen, um den Objektivlinsenhalter 2-14 zwischen den Magnetpaaren 2-22 und 2-24 zu halten bzw. aufzuhängen. Die Drahtpaare 2-82 und 2-84 sind an eine stationäre gedruckte Schaltung bzw. Leiterplatte 2-85 angefügt, welche hinsichtlich des Linsenhalters 2-14 vertikal positioniert ist und als eine Stütze für die Drahtpaare 2-82 und 2-84 wirkt. Die Drahtpaare 2-82 und 2-84 sind ferner an elektrische Kontakte an einer sich bewegenden Leiterplatte 2-87 angefügt, welche an den Linsenhalter 2-14 wiederum in einer vertikalen Orientierung angefügt ist. Insbesondere ist ein freies Ende von jeder Fokussierspule 2-18 und 2-20 an elektrische Kontakte 2-86 derart angelötet, daß Strom zu den Fokussierspulen 2-16 und 2-18 durch das zweite oder untere Drahtpaar 2-84 übertragen wird, welches ebenfalls an die Kontakte 2-86 angelötet ist. Das andere freie Ende jeder Fokussierspule 2-18 und 2-20 ist an die Leiterplatte 2-87 angelötet und mit einem elektrischen Kontakt 2-88 verbunden. Die freien Enden der Spureinstellungsspule 2-16 und das erste oder obere Aufhängungsdrahtpaar 2-82 sind an elektrische Kontakte 2-89 auf der bewegten Leiterplatte 2-87 derart angelötet, daß Strom durch das obere Paar an Drähten auf die Spule aufgebracht wird. Die Basis 2-36 des Linsenhalters 2-14 wirkt als ein Massenausgleich beim Versatz des Gewichts der Objektivlinse 2-12 und der Leiterplatte 2-27, an welcher der Linsenhalter 2-14 angefügt ist.
  • [0276]
    Alternativ könnten vier Biegeteile verwendet werden, um den Linsenhalter 2-14 aufzuhängen. Die Biegeteile würden vorzugsweise als parallele Blattfedern wirken, welche es dem Objektivlinsenhalter 2-14 erlauben, sich zum Fokussieren auf- und abwärts zu bewegen, während Veränderungen in der Orientierung der optischen Achse der Linse 2-12 nicht zugelassen werden. Auf diese Weise wird die Objektivlinse 2-12 nicht hinsichtlich der Oberfläche der Bildplatte 2-76 gekippt, wenn der Linsenhalter 2-14 in die Fokussierrichtung bewegt wird. Jedes Biegeteil enthält ferner schmale Abschnitte, welche als ein Gelenk arbeiten, um eine geringe Bewegung des Linsenhalters 2-14 in eine seitliche Richtung für Spureinstellungsjustierungen zu ermöglichen.
  • [0277]
    Zusätzlich zur Verwirklichung von feinen Fokussier- und Spureinstellungsbewegungen des Linsenhalters 2-14 ist es oftmals wünschenswert, die Lage des Linsenhalters 2-14 hinsichtlich der Basis 2-80 zu erfassen. Um die Lage der Objektivlinse 2-12 sowohl in einer Spureinstellungs- als auch einer Fokussierrichtung zu bestimmen, ist das Stellglied 2-10 mit einem Lagesensor 2-90 ausgerüstet. Vorzugsweise ist eine lichtemittierende Diode (LED) 2-92 an einer Seite des Stellglieds 2-10 gegenüberliegend dem Sensor 2-90 derart positioniert, daß durch die LED 2-92 emittiertes Licht durch den Schlitz 2-50 des Linsenhalters 2-14 durchscheint, wenn der Objektivlinsenhalter 2-14 innerhalb der Basis 2-18 zentriert ist, um einen Abschnitt des Sensors 2-90 auszuleuchten. Ein lageempfindlicher Sensor ist vorteilhafterweise als der Sensor 2-90 vorgesehen, und der Sensor ist derart positioniert, daß durch die LED 2-92 emittiertes Licht durch den Schlitz 2-50 hindurchgeht, wenn der Linsenhalter 2-14 innerhalb der Basis 2-18 zentriert ist und am Detektor verteilt wird. Wenn sich der Linsenhalter 2-14 daher in eine seitliche Richtung bewegt, z. B. der Spureinstellungsrichtung, werden verschiedene Abschnitte des Sensors 2-90 ausgeleuchtet, welche Anzeigen für die Lage des Linsenhalters 2-14 in der Spureinstellungsrichtung sind. Wenn der Linsenhalter 2-14 folglich nicht hinsichtlich der Basis 2-80 zentriert ist, wird ein Teil des von der LED 2-92 emittierten Lichts durch den Linsenhalter 2-14 blockiert, was eine ungleichmäßige Verteilung des Lichts auf dem Sensor 2-90 bewirkt. Diese ungleichmäßige Verteilung kann dann analysiert werden, um die Lage des Linsenhalters 2-14 hinsichtlich der Basis 2-80 durch wohlbekannte Schaltungen und Verfahren zu bestimmen.
  • [0278]
    Wenn durch das Servosystem ein Steuersignal erzeugt wird, wird ein vorgegebener Strom auf die Spureinstellungsspule 2-16 und/oder die Fokussierspulen 2-18 und 2-20 in Abhängigkeit von der Richtung aufgebracht, in welche die Versetzung des Linsenhalters 2-14 und der daran angefügten Objektivlinse 2-12 erforderlich ist. Derartige Servosysteme und Rückkopplungsschaltkreise, welche das Strommaß steuern, sind in diesem Fachgebiet wohlbekannt. Wie oben ausgeführt ist, wirkt dieser Strom mit dem durch die Dauermagnetpaare 2-22 und 2-24 erzeugten elektromagnetischen Feld zusammen, um eine Kraft zu schaffen, welche den Linsenhalter 2-14 und die daran angefügte Objektivlinse 2-12 in eine geeignete Fokussier- oder Spureinstellungsrichtung versetzt.
  • [0279]
    Die Arbeitsweise und die Struktur des Fokussier- und Spureinstellungsmechanismus werden nachfolgend detaillierter beschrieben. Gemäß der Darstellung in den 32 und 33 sind die Dauermagnetpaare 2-22 und 2-24 mit entge genstehenden Polen einander entgegenstehend orientiert. Insbesondere enthält das erste Magnetpaar 2-22 einen ersten oder oberen Magneten 2-100 und einen zweiten oder unteren Magneten 2-102, die in einem gestapelten Zusammenhang längs einer ebenen Grenzfläche verbunden sind, so daß der Nordpol des oberen Magnets 2-100 und der Südpol des unteren Magnets 2-102 gemäß der Darstellung in 33 benachbart zum Linsenhalter 2-14 angeordnet sind. Das zweite Magnetpaar 2-24 enthält einen dritten oder oberen Magneten 2-104 und einen vierten oder unteren Magneten 2-106, welche in einem gestapelten Zusammenhang längs einer ebenen Grenzfläche mit gegenüberliegender Orientierung derart verbunden sind, daß der Südpol des oberen Magnets 2-104 und der Nordpol des unteren Magnets 2-106 gemäß der Darstellung in 33 benachbart zum Linsenhalter 2-14 angeordnet sind. Gemäß der Darstellung in 32 beginnen die durch diese Orientierung hergestellten Feldlinien am Nordpol jedes Magnetpaars 2-22 und 2-24 und enden am Südpol jedes Magnetpaars. Stahlplatten 2-110 (zur Klarstellung in Phantomlinien dargestellt) können an jedes Magnetpaar 2-22 und 2-24 an den Seiten der Dauermagneten gegenüberliegend dem Linsenhalter 2-14 angefügt sein. Die Stahlplatten 2-110 schalten den magnetischen Fluß, der von den Seiten der Magnete 2-100, 2-102, 2-104 und 2-106 gegenüberliegend dem Linsenhalter 2-14 austritt, wirksam "parallel", wodurch der magnetische Fluß benachbart dem Linsenhalter ansteigt und ein entsprechender Anstieg an Stellgliedleistung hergestellt wird.
  • [0280]
    Die auf das Stellglied 2-10 wirkenden Fokussierkräfte sind detaillierter in 34 dargestellt. Wenn ein Strom I in der angedeuteten Richtung auf die Fokussierspulen 2-18 und 2-20 aufgebracht wird, zum Beispiel aus der Zeichenebene benachbart den oberen Magneten 2-100 und 2-104 und in die Zeichenebene benachbart den Bodenmagneten 2-102 und 2-106, werden Kräfte FFOCUS1 und FFOCUS2 erzeugt, welche zum Linsenhalter 2-14, um die sich bewegende Masse (Linsenhalter) zu beschleunigen oder abzubremsen, und zu den Aufhängungsdrahtpaaren 2-82 und 2-84 umgesetzt werden, um die Aufhängungsdrähte zu biegen, um den Linsenhalter 2-14 und die damit zusmmenwirkende Objektivlinse 2-12 näher zur Bildplatte 2-76 zu bewegen. Da die Linien der Magnetflußkurve sich wie oben erläutert krümmen, variiert die Richtung des Magnetfeldes vertikal in den Fokussierspulen 2-18 und 2-20. Bei der Fokussierspule 2-18, positioniert benachbart dem ersten Magnetpaar 2-22, in der Ebene der 34, welche vertikal die dem oberen Magneten 2-100 benachbarte Spule zweiteilt, weist das Magnetfeld zum Beispiel eine erste Richtung im oberen Bereich der Spule 2-18 auf, die durch B1 gegeben ist, und eine zweite Richtung in der zweigeteilten Ebene benachbart dem unteren Magneten 2-102 im unteren Bereich der Spule 2-18, die durch B2 gegeben ist. Gemäß dem Lorentz-Gesetz F = B·X·I·1 wirkt der Strom mit dem Magnetfeld B1 zusammen, um eine erste Kraftkomponente F1 herzustellen, die auf den Abschnitt der Fokussierspule 2-18 benachbart dem oberen Magneten 2-100 wirkt, und wirkt mit dem Magnetfeld B2 zusammen, um eine zweite Kraftkomponente F2 herzustellen, die an einem Abschnitt der Fokussierspule benachbart dem unteren Magneten 2-102 wirkt. Da die Größenordnung der horizontalen Abschnitte der Kraftkomponenten F1 und F2 in ihrer Größe gleich, jedoch in ihrer Richtung entgegengesetzt sind, heben sich diese horizontalen Kraftkomponenten gegenseitig entsprechend den Regeln der Vektoraddition auf, um eine resultierende Kraft FFOCUS1 herzustellen, welche vertikal aufwärts in der Ebene gemäß 34 gerichtet ist. Gleichermaßen werden die Horizontalkraftkomponenten im Rest der Spule 2-18 aufgehoben, was eine vertikale resultierende Kraft ergibt, welche strikt vertikal aufwärts gerichtet ist (d. h., vertikal aufwärts ist und effektiv keine Horizontalkomponente aufweist) und den Linsenhalter 2-14 daher näher an die Oberfläche der Bildplatte 2-76 bewegt.
  • [0281]
    Da die durch das zweite Magnetpaar 2-24 erzeugten Flußlinien entgegenstehend denen gekrümmt sind, welche durch das erste Magnetpaar 2-22 erzeugt werden, ist die Richtung des Magnetfeldes an jedem Punkt der Fokussierspule 2-20 unterschiedlich zur Richtung des Feldes am entsprechenden Punkt der Fokussierspule 2-18. Aufgrund der Flußlinienkrümmung variiert die Richtung des auf die Spule 2-20 wirkenden Feldes vertikal längs der Spule. In der Ebene der 34, welche vertikal die Spule benachbart dem oberen Magneten 2-104 des zweiten Magnetpaars 2-24 zweiteilt, ist die Magnetfeldrichtung durch B3 am oberen Bereich der Spule 2-20 gegeben, und eine Kraft wird entsprechend dem Lorentz-Gesetz in die Richtung F3 erzeugt, während die Magnetfeldrichtung in der zweigeteilten Ebene benachbart dem unteren Magneten 2-106 durch B4 am Boden der Spule 2-20 gegeben ist und eine Kraft F4 erzeugt wird. Die Kräfte addieren sich, um eine resultierende Kraft FFOCUS2 herzustellen, welche wie gezeigt strikt vertikal nach oben gerichtet ist.
  • [0282]
    Daher ist es erkennbar, daß die Kräfte FFOCUS1 und FFOCUS2 jeweils auf die Fokussierspulen 2-18 und 2-20 wirken, um den Linsenhalter 2-14 aufwärts zu bewegen. Wenn der Strom umgekehrt auf die Fokussierspulen 2-18 und 2-10 in der entgegengesetzten Richtung aufgebracht wurde, wurden Kräfte erzeugt, um den Linsenhalter 2-14 nach unten oder weiter weg von der Oberfläche der Bildplatte 2-76 zu bewegen. Durch Bewegen der Objektivlinse 2-12 näher oder weiter weg von der Oberfläche der Bildplatte 2-76 bewirken die Fokussierspulen 2-18 und 2-20 eine exakte Fokussierung des die Objektivlinse 2-12 verlassenden Laserstrahls auf der Platte 2-76.
  • [0283]
    Gemäß der Darstellung in 35 wird die Bewegung des Stellglieds 2-10 zum Bewirken einer feinen bzw. exakten Spureinstellung hergestellt, wenn Strom in der Spureinstellungsspule 2-16 erzeugt wird, welche am Linsenhalter 2-14 angefügt ist. In der Ebene gemäß 35, welche die Spureinstellungsspule 2-16 horizontal zweiteilt, wirkt ein Magnetfeld mit der Richtung B1 auf den Querschnitt der Spule 2-16, der am nächsten dem ersten Magnetpaar 2-22 angeordnet ist, und ein Magnetfeld mit der Richtung B2 wirkt auf den Querschnitt der Spule, der am nächsten dem zweiten Magnetpaar 2-24 angeordnet ist. Wenn zum Beispiel ein Strom I in eine Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn um die Spureinstellungsspule 2-16 aufgebracht wird, wirkt eine Kraft F1 auf den Abschnitt der Spureinstellungsspule benachbart dem ersten Magnetpaar 2-22, und eine Kraft F2 wirkt auf den Abschnitt der Spureinstellungsspule benachbart dem zweiten Magnetpaar 2-24. Diese Kräfte addieren sich unter den Gesetzen der Vektoraddition, um eine resultierende Kraft FSPUR herzustellen, welche wirkt, um den Linsenhalter 2-14 nach rechts in der Ebene gemäß 35 zu bewegen. Wenn die Kräfte auf die Spureinstellungsspule 2-16 in dieser Weise einwirken, werden sie durch den Linsenhalter 2-14 zum Beschleunigen oder Verzögern der bewegten Masse (Linsenhalter) und in die Aufhängungsdrahtpaare 2-82 und 2-84 umgesetzt, welche sich in die entsprechende Richtung zum Bewegen der Objektivlinse 2-12 und präzisen Zentrieren des davon abgegebenen Laserstrahls im Zentrum einer gewählten Datenspur auf der Oberfläche der Bildplatte 2-76 bewegen. Wenn ein Strom I andererseits in einer Richtung im Uhrzeigersinn um die Spule 1-16 aufgebracht wird, wird eine resultierende Kraft hergestellt, welche den Linsenhalter 2-14 in der Ebene gemäß 35 nach links bewegt.
  • [0284]
    Daher ist es erkennbar, daß die Kopplungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner den Abstand zwischen den resultierenden Kräften, welche auf die Spulen 2-16, 2-18 und 2-20 wirken, und der optischen Achse der Objektivlinse 2-12 verringert, wodurch nachteilige Bewegungsweisen, wie zum Beispiel ein um die Querachse Schwingen, Rollen und Gieren während dem Fokussier- und Spureinstellungsbetrieb, verringert werden.
  • [0285]
    Mit der Stellgliedkonstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung sind nur zwei Paare von Dauermagneten, d. h., insgesamt vier Magnete, und drei Spulen erforderlich, um die Bewegung sowohl in Spureinstellungs- als auch in Fokussierrichtungen zu bewirken, wodurch sowohl die Größe als auch das Gewicht des Stellglieds verringert wird und höhere Entkopplungsfrequenzen erzielbar sind. Da die Anzahl der Kom ponenten für das Stellglied gering ist, ist das Stellglied einfach herzustellen und zu montieren im Vergleich zu herkömmlichen Stellgliedkonstruktionen, welche viel mehr Spulen, Magnete und Polstücke aufweisen. Da die Spureinstellungs- und Fokussierspulen 2-16, 2-18 und 2-20 direkt an den Linsenhalter 2-14 gekoppelt sind und nicht um Joche oder Pole gewickelt werden, wird zusätzlich die Spulenstarrheit und das Resonanzfrequenzansprechen signifikant verbessert. Ferner verringert die direkte Kopplung der Spulen 2-16, 2-18 und 2-20 den Abstand zwischen dem Punkt, wo die effektiven Spureinstellungs- und Fokussierkräfte erzeugt werden, und der optischen Achse der Objektivlinse, wodurch nachteilige Bewegungen, wie zum Beispiel ein um die Querachse Schwingen, Rollen und Gieren, verringert werden.
  • [0286]
    Die vorliegende Erfindung verbessert die Leistungsfähigkeit des Motors. Leistungswerte in der Höhe von 130 m/s2/sq.rt.(W) für die Fokussierrichtung und 70 m/s2/sq.rt.(W) für die radiale Richtung wurden gemessen bei Stellgliedern, welche entsprechend der vorliegenden Erfindung konstruiert sind. Diese Werte sind signifikant höher als die bisher realisierten. Wie es für den Fachmann erkennbar ist, stellt die Konstruktionsweise der vorliegenden Erfindung auch sicher, daß ungefähr 40% des Spulendrahts genutzt werden, wodurch die Effektivität des Stellglieds gegenüber herkömmlichen Konstruktionsweisen ansteigt.
  • [0287]
    Die bevorzugte Ausführungsform des elektromagnetischen Zweiachsenstellglieds 2-10 wurde anhand des in 26 dargestellten Koordinatensystems erläutert, wobei die Bildplatte 2-76 oberhalb der Objektivlinse 2-12 derart positioniert ist, daß das Fokussieren durch Bewegen des Stellglieds 2-10 aufwärts und abwärts entlang der Z-Achse bewirkt wird, und die Spureinstellungsbewegung durch Bewegen des Stellglieds in eine seitliche Richtung längs der Y-Achse bewirkt wird. Der Fachmann erkennt hier jedoch, daß das Stellglied 2-10 gemäß der vorliegenden Erfindung auch in optischen Systemen mit unterschiedlichen Orientierungen als den dargestellten eingefügt werden könnte.
  • Fokussierabtastungsvorrichtung
  • [0288]
    36 ist eine blockdiagrammartige Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strahlfokussierabtastungsvorrichtung 3-10. Die Vorrichtung 3-10 enthält eine optische Anordnung 3-12 zum Herstellen eines Servostrahls S, welcher anzeigend für die Fokussierung eines Beleuchtungsstrahles I auf einer Bildplatte 3-14 ist. Der Servostrahl S enthält einen Teil des Beleuchtungsstrahls I, welcher durch die Platte 3-14 reflektiert wird. Techniken für die Herstellung eines derartigen Servostrahls sind dem Fachmann wohlbekannt. Zum Beispiel ist im U.S.-Patent Nr. 4,862,442 ein optisches System, wie die optische Anordnung 3-12 zur Erzeugung des Servostrahls S, beschrieben, auf welches hier voll inhaltlich Bezug genommen wird. Eine kurze Zusammenfassung der Arbeitsweise der optischen Anordnung 3-12 ist nachfolgend erläutert.
  • [0289]
    Gemäß der Darstellung in 36 enthält die optische Anordnung 3-12 eine Laserquelle 3-16, welche einen linear polarisierten Strahl B erzeugt. Der Strahl B wird durch eine Kollimatorlinse 3-18 gerichtet, und der gerichtete Strahl wird durch eine optische Strahlenteileranordnung 3-20 auf eine Objektivlinse 3-24 gerichtet. Der gerichtete Strahl wird dann durch die Objektivlinse 3-24 auf die Oberfläche der Bildplatte 3-14 konvergiert. Die Bildplatte kann zum Beispiel eine Kompaktdisc, Videodisc oder optische Speicherplatte umfassen. Die Platte 3-14 reflektiert den darauf fokussierten Beleuchtungsstrahl durch die Objektivlinse 3-24 zur Strahlenteileranordnung 3-20 zurück. Der Fachmann erkennt hier, daß die Strahlenteileranordnung 3-20 einen ersten Strahlenteiler (nicht gezeigt) zum Umorientieren eines ersten Abschnitts des reflektierten Ausleuchtungsstrahls zum Ausbilden des Servostrahls S enthalten kann. Die Strahlenteileranordung 3-20 kann im allgemeinen auch einen zweiten Strahlenteiler (nicht gezeigt) zum Umlenken eines zweiten Abschnitts des reflektierten Ausleuchtungsstrahls zum Erzeugen eines Datenstrahls enthalten. Ein derartiger Datenstrahl trägt die auf der Bildplatte 3-14 gespeicherte Information. Der Servostrahl S wird durch ein FTR-Prisma 3-30 aufgefangen, dessen Gestalt und Bauweise nachfolgend ausführlicher erläutert wird.
  • [0290]
    Wie nachfolgend ebenfalls noch ausführlicher ausgeführt wird, wird der Servostrahl S in einen durch das FTR-Prisma 3-30 übertragenen Strahl T und einen reflektierten Strahl R geteilt. In der Ausführungsform gemäß 36 weisen der übertragene und reflektierte Strahl T und R im wesentlichen einen gleichen Querschnitt und gleiche Intensität auf. Der übertragene Strahl T fällt auf einen ersten Quad-Detektor 3-32 ein, während der reflektierte Strahl R auf einen zweiten Quad-Detektor 3-34 einfällt. Von den Quad-Detektoren 3-32 und 3-34 im Ansprechen auf die Intensitätsverteilungen der übertragenen und reflektierten Strahlen T und R erzeugte elektrische Signale werden durch eine Steuereinheit 3-37 genutzt, um ein Differentialfokussierfehlersignal (differential focus error signal, DFES) zu erzeugen, welches anzeigend für die Fokussierung des Ausleuchtungsstrahls I auf der Platte 3-14 ist. Eine bevorzugte Ausführungsform der Steuereinheit 3-37 und ein damit verbundenes Verfahren zum Erzeugen des DFES wird nachfolgend erläutert. Das Fokussierfehlersignal kann zum Beispiel verwendet werden, um eine mechanische Anordnung (nicht dargestellt) zu steuern, welche zum Einstellen der Fokussierung eines Ausleuchtungsstrahls I durch Ändern der Versetzung der Objektivlinse 3-24 bezüglich der Platte 3-14 angeordnet ist.
  • [0291]
    37 zeigt eine vergrößerte obere Querschnittsansicht des FTR-Prismas 3-30. Das Prisma 3-30 enthält erste und zweite optische Teile 3-35 und 3-36, welche eine Trennschicht 3-38 zwischen sich einfassen. Die optischen Teile 3-35 und 3-36 können aus einem Glas mit einem Brechungsindex größer dem der Trennschicht 3-38 ausgebildet sein. Zum Beispiel können die optischen Teile 3-35 und 3-36 in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem Glas mit einem Brechungsindex von 1,55 hergestellt werden, während die Trennschicht 3-38 aus einem Stoff bzw. Material, wie zum Beispiel entweder Magnesiumfluorid (MgF2) oder Quarzglas (SiO2) mit einem jeweiligen Brechungsindex von 1,38 bzw. 1,48, aufgebaut ist. Die Trennschicht 3-38 muß nicht aus einem Feststoff bestehen, sondern kann auch aus einer Flüssigkeit oder Luft hergestellt werden, welche derart vorgesehen ist, daß die optischen Teile 3-35 und 3-36 einen größeren Brechungsindex aufweisen.
  • [0292]
    Eine kurze Beschreibung der Physik der Wechselwirkung des Lichts im Strahl S mit der Schicht 3-38 ist wie folgt. Wenn die Schicht 3-38 und das optische Teil 3-35 nicht gegenwärtig sind, tritt das wohlbekannte Phänomen der totalen inneren Reflexion an der Hypotenusenfläche des optischen Teiles 3-36 auf, wodurch der gesamte Strahl S in die Richtung des Strahls R geschickt wird. Hinter der Hypotenusenfläche des optischen Teiles 3-36 existiert jedoch einige Lichtenergie in der Gestalt einer "abklingenden Welle", welche sich nicht ausbreitet. Wenn das optische Teil 3-35 nahe genug zum optischen Teil 3-36 gebracht wird, wird diese Energie ohne Verlust in das Teil 3-35 eingekoppelt und breitet sich in die Richtung des Strahles T aus. Dieses Phänomen ist als verhinderte Totalreflexion (frustrated total reflection, FTR) bekannt. In diesem Zustand haben die Durchlaß- und Reflexionskurven sehr steile Flanken (Winkelempfindlichkeiten), wenn das FTR-Prisma hinsichtlich des Strahls S derart angeordnet ist, daß der Einfallswinkel A des Strahles S an der Trennschicht 3-38 nahe dem Bereich der verhinderten Totalreflexion ist. Dies erlaubt die Herstellung von sehr empfindlichen Fokussierabtastsystemen. Ferner sind die Durchlaß- und Reflexionskurven für ein derartiges System basierend auf dem FTR-Prinzip relativ unempfindlich für die Wellenlänge des Lichts im Strahl S im Vergleich zu den Kurven einer Mehrschichtstruktur.
  • [0293]
    Das Prisma 3-30 kann durch eine erste Ablagerung der Trennschicht an einem der optischen Teile mittels einer herkömmlichen Dünnfilmtechnik hergestellt werden. Das komplementäre optische Teil kann dann auf der frei vorliegenden Oberfläche der Trennschicht mit einem optischen Kleber befestigt werden. Obwohl die Brechungsindizes des ersten und zweiten optischen Teils 3-35 und 3-36 im allgemeinen als identisch gewählt werden, können auch unterschiedliche Brechungsindizes gewählt werden. in der bevorzugten Ausführungsform weisen das erste und zweite optische Teil identische Brechungsindizes in einer derartigen Geometrie auf, daß die durchgelassenen bzw. übertragenen und reflektierten Strahlen T und R einen im wesentlichen gleichen Querschnitt aufweisen.
  • [0294]
    Wie in der dargestellten Vorderansicht gemäß 38 gezeigt ist, enthält der erste Quad-Detektor 3-32 ein erstes, zweites, drittes und viertes Photodetektorelement 3-40, 3-42, 3-44 und 3-46, welche im Ansprechen auf die Intensität des darauf einfallenden übertragenen Strahls T elektrische Signale herstellen, die nachfolgend aus T1, T2, T3 und T4 bezeichnet werden. Gleichermaßen enthält der zweite Quad-Detektor 3-34 ein fünftes, sechstes, siebtes und achtes Photodetektorelement 3-50, 3-52, 3-54 und 3-56, welches im Ansprechen auf den Einfall des reflektierten Strahles R elektrische Signale schafft, die nachfolgend als R1, R2, R3 und R4 bezeichnet werden. Die Photodetektorelemente können PIN-Dioden sein, wobei das Niveau der elektrischen Abgabe von jeder Diode proportional zur davon empfangenen optischen Energie ist.
  • [0295]
    Wenn die Objektivlinse 3-24 gemäß 36 bezüglich der Platte 3-14 derart angeordnet ist, daß der Beleuchtungsstrahl I exakt fokussiert ist, sind die im Servostrahl S enthaltenen Strahlen gut kollimatiert (d. h., im wesentlichen parallel) und fallen daher auf die Trennschicht 3-38 mit einem im wesentlichen identischen Winkel A gemäß der Darstellung in 37 ein. Im Gegensatz hierzu sind die den Servostrahl S enthaltenen Strahlen entweder gegenseitig konvergierend oder divergierend, wenn die Objektivlinse 3-24 den Beleuchtungsstrahl nicht auf die von der Oberfläche der Platte 3-14 eingenommene Ebene fokussiert. Hieraus folgt, daß alle Strahlen innerhalb des Servostrahls S auf die Trennschicht 3-38 mit einem im wesentlichen gleichen Winkel eintreffen, wenn der Ausleuchtungsstrahl I geeignet fokussiert ist, während Strahlen mit einem anderen Einfallswinkelbereich auf die Trennschicht 3-38 auftreffen, wenn der Strahl I außerhalb dem Brennpunkt ist. Das Prisma 3-30 ist derart gestaltet, daß die Reflektivität und Durchlässigkeit der Trennschicht 3-38 extrem empfindlich für den Winkel ist, in welchem die optische Energie auf die Trennschicht 3-38 einfällt. Daher variiert die räumliche Verteilung der Intensität der übertragenen und reflektierten Strahlen T und R, wenn die Brennpunktlage des Ausleuchtungsstrahls I bezüglich der Oberfläche der Platte 3-14 variiert. Das heißt, ein Ausleuchtungsstrahl I, welcher genau fokussiert ist, verursacht einen gut gerichteten Servostrahl S von der Art, daß alle Strahlen hiervon das gleiche Reflexionsmaß durch die Trennschicht 3-38 erfahren. Dementsprechend ist der übertragene und reflektierte Strahl T und R von im wesentlichen gleichmäßiger Intensität, wenn der Ausleuchtungsstrahl I geeignet fokussiert ist. Andererseits ruft ein konvergierender oder divergierender Servostrahl S übertragene und reflektierte Strahlen T und R mit ungleichmäßiger räumlicher Intensitätsverteilung hervor, da die Strahlen innerhalb des Servostrahls S mit einer Vielzahl von Reflexionsgraden durch die Trennschicht 3-38 beaufschlagt werden. Durch Erfassen dieser räumlichen Variationen der Intensität des übertragenen und reflektierten Strahls stellen die Photodetektoren 3-32 und 3-34 elektrische Signale her, welche genutzt werden können, um ein DFES zu schaffen, das anzeigend für die Fokussierlage des Ausleuchtungsstrahls I ist.
  • [0296]
    Die Weise, in welcher ein DFES im Ansprechen auf das Kollimationsmaß des Servostrahls S synthetisiert werden kann, wird mit Bezug auf 39 verständlicher. 39 ist ein Graph, der die Reflektivität (Intensität des Strahls R zur Intensität des Strahls S) des FTR-Prismas 3-30 als eine Funktion des Einfallswinkels der Strahlen im Servostrahl S relativ zur Trennschicht 3-38 zeigt. Insbesondere stellt der Graph gemäß 39 die Reflektivitäten Rs und Rp des Prismas 3-30 im Ansprechen auf die Ausleuchtung sowohl durch s-polarisierte und p-polarisierte optische Energie mit einer Wellenlänge von 0,78 Mikrometern heraus. Die Reflektivitätsprofile gemäß 39 gehören zu einem FTR-Prisma 3-30 mit einer Trennschicht 3-38 mit einer Dicke von 4,5 Mikrometer und einem Brechungsindex von 1,38, wobei die Trennschicht zwischen Glasteilen mit einem Brechungsindex von 1,55 eingefaßt ist. Wie in 39 dargestellt ist, wird das Prisma 3-30 vorzugsweise mit einem Einfallswinkel A1 derart positioniert, daß das Prisma 3-30 um einen Arbeitspunkt P arbeitet. Das heißt, daß das Prisma 3-30 am Arbeitspunkt P derart positioniert ist, daß ein genau auf die Platte 3-14 fokussierter Ausleuchtungsstrahl I einen gut gerichteten Servostrahl S mit Strahlen hervorruft, welche auf die Trennschicht 3-38 mit dem Winkel A1 auftreffen. Da die Reflektivität des Prismas 3-30 am Arbeitspunkt P ungefähr 0,5 ist, weisen der durch die optische Anordnung 3-12 mit dem Prisma 3-30 hergestellte übertragene und reflektierte Strahl eine im wesentlichen identische Durchschnittsintensität auf.
  • [0297]
    Wenn die Trennung zwischen der Objektivlinse 3-24 und der Platte 3-14 derart variiert, daß der Servostrahl S entweder in einer konvergierenden oder divergierenden Weise umgerichtet wird, wird ein erster Abschnitt davon auf die Trennschicht 3-38 mit einem Einfallswinkel größer als dem Winkel A1 auftreffen. Bei einem Einfallswinkel von A2 gemäß 39 wird ein entsprechender Abschnitt des Servostrahls zum Beispiel eine Reflektivität von ungefähr 0,7 erfahren. Da der erste Servostrahlabschnitt nur eine Reflektivität von 0,5 erfährt, wenn der Servostrahl S gut gerichtet ist, empfangen die Bereiche auf den Detektoren 3-32 und 3-34, welche die vom ersten Servostrahlabschnitt abgeleiteten Teile des reflektierten und übertragenen Strahls R und T aufnehmen, jeweils mehr oder weniger optische Energie, als wenn der Ausleuchtungsstrahl I genau fokussiert ist. Gleichermaßen werden die Bereiche der Detektoren 3-32 und 3-34 in optischer Ausrichtung mit den von einem zweiten Abschnitt des Servostrahls S entstehenden Teilen des übertragenen und reflektierten Strahles T und R, welcher auf die Trennschicht 3-38 mit einem Einfallswinkel A3, der kleiner als der Winkel A1 ist, einfallen, jeweils mit mehr oder weniger optischer Energie ausgeleuchtet, als im Zustand einer genauen Fokussierung. Das DFES wird im Ansprechen auf elektrische Signale hergestellt, welche durch die Photodetektoren 3-32 und 3-34 erzielt werden und Anzeigen für die räumliche Ungleichmäßigkeit der Intensitätsverteilung des übertragenen und reflektierten Strahles T und R sind. Da in den hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen das Prisma 3-30 überdies optisch nicht absorbierend ist, wird eine Variation in der Intensität des übertragenen Strahles T, welcher aus einer Veränderung des Einfallswinkels eines Bereichs des Servostrahls S entsteht, durch eine gleiche, entgegengesetzt gerichtete Variation in der Größenordnung des Teils des reflektierten Strahls R gespiegelt, der durch den identischen Servostrahlabschnitt hervorgerufen wird. Nicht differentielle Fehlersignale können unabhängig vom übertragenen oder reflektierten Strahl unter Verwendung der folgenden Gleichung erzeugt werden: (1) FES(übertragen) = (T1 + T2) – (T3 + T4) (2) FES(reflektiert) = (R1 + R2) – (R3 + R4)
  • [0298]
    Im Differentialsystem wird das Differentialfokussierfehlersignal (DFES) durch die Steuereinheit 3-37 entsprechend dem folgenden Ausdruck erzeugt: (3) DFES = (R1 + R2 + T3 + T4) – (T1 + T2 + R3 + R4)
  • [0299]
    Die Steuereinheit 3-37 enthält eine Schaltung, die geeignet zur Durchführung der arithmetischen Operationen der Gleichung (3) und zum Erzeugen eines DFES basierend auf diesen Operationen ist. Nicht dargestellte Vorverstärker sind enthalten, um die elektrischen Signale von den Photodetektoren 3-32 und 3-34 vor der Verarbeitung durch die Steuereinheit 3-37 zu verstärken.
  • [0300]
    Die Nutzung der hier beschriebenen dualen Quad-Photodetektoranordnung führt zur Synthese von Differentialfokussierfehlersignalen mit einer verringerten Empfindlichkeit für bestimmte Strahlfehlerstellen, welche nicht durch Ungenauigkeiten der Fokussierlage des Ausleuchtungsstrahls bezüglich der Platte 3-14 induziert werden. Da eine lokalisierte Abnahme der Intensität des Servostrahls S, unabhängig von der fokussierten Lage des Ausleuchtungsstrahls, die Detektoren 3-32 und 3-34 in einer im wesentlichen gleichen Weise beeinflussen, wirkt eine derartige Abnahme nicht auf den Wert des DFES ein aufgrund der gegenseitigen Aufhebung, die in Gleichung (3) auftritt.
  • [0301]
    Wie oben bei der Diskussion des Standes der Technik ausgeführt wurde, waren herkömmliche Fokussiersysteme im allgemeinen nicht ausrüstbar, um das durch die Gleichung (3) beschriebene Differentialfokussierabtastschema auszuführen. Insbesondere liegt ein Merkmal der vorliegenden Erfindung in der Fähigkeit des FTR-Prismas 3-30, übertragene und reflektierte Strahlen mit einem im wesentlichen gleichen Querschnitt und gleicher Intensität derart zu schaffen, daß beide wirksam zur Synthese eines DFES beitragen können.
  • [0302]
    Zusätzlich zum Schaffen eines DFES zum Beibehalten der Fokussierung eines Ausleuchtungsstrahls I in einer Richtung normal zur Oberfläche der Platte 3-14 können die elektrischen Ausgabesignale von den Photodetektoren 3-32 und 3-34 durch die Steuereinheit 3-37 auch verwendet werden, um ein Spureinstellungsfehlersignal (tracking error signal, TES) zu erzeugen. Das TES ist anzeigend für die radiale Lage des Ausleuchtungsstrahls I bezüglich den herkömmlichen Spiralen oder konzentrischen Leitspuren (nicht dargestellt), welche auf die Oberfläche der Platte 3-14 aufgedruckt sind. Das TES ermöglicht es dem Strahl I, den Leitspuren trotz Exzentrizitäten darin durch Steuern einer nicht dargestellten mechanischen Anordnung zu folgen, welche zum Einstellen der radialen Lage der Objektivlinse 3-24 bezüglich der Platte 3-14 wirksam ist. Das TES wird durch die Steuereinheit 3-37 auf der Basis der elektrischen Abgabesignale von den Photodetektoren 3-32 und 3-34 entsprechend der folgenden Gleichung berechnet: (4) TES = (T1 + T3 + R3 + R1) – (T2 + T4 + R2 + R4)
  • [0303]
    Die Weise, in welcher ein Spureinstellungsfehlersignal von dem zwischen den Raumintensitätsveränderungen des Servostrahls und der Spureinstellungslage des Ausleuchtungsstrahls bestehenden Verhältnisses abgeleitet werden kann, ist wiederum zum Beispiel im U.S.-Patent Nr. 4,707,648 offenbart.
  • [0304]
    In vielleicht der Mehrzahl der Systeme, welche zur Steuerung der Fokussierung eines Ausleuchtungsstrahls bezüglich einer Bildplatte wirken, ist es wünschenswert, sowohl Spureinstellungs- als auch Fokussierfehlersignale im Ansprechen die elektrischen Abgabesignale der Photodetektorelemente zu erzeugen. Da die Erzeugung von Fokussier- und Spureinstellungsfehlersignalen derart bekannt ist, daß sie zumindest einen Quad-Photodetektor erfordert, wurden die hier offenbarten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand von Quad-Photodetektoren beschrieben. Es ist jedoch auch bekannt, daß ein Fokussierfehlersignal auf der Basis von elektrischen Signalen abgeleitet werden kann, welche durch Photodetektoren mit zwei unabhängigen photoempfindlichen Bereichen (Zweizellendetektoren) erzeugt werden. Dementsprechend könnte in Anwendungen, welche nur die Erzeugung eines Fokussierfehlersignals erfordern, ein einzelnes Photodetektorelement anstelle des ersten und zweiten Elements 3-40 und 3-42 des Photodetektors 3-32 gesetzt werden, und ein einzelnes Photodetektorelement könnte das dritte und viere Element 3-44 und 3-46 ersetzen. Gleichermaßen könnte ein einzelnes Photodetektorelement anstelle des fünften und sechsten Elements 3-50 und 3-52 des Photodetektors 3-34 verwendet werden, und ein einzelnes Element könnte anstelle des siebten und achten Elements 3-54 und 3-56 treten.
  • [0305]
    Die Neigung des Reflektivitätsprofils gemäß 39 um den Arbeitspunkt P ist proportional zur Empfindlichkeit des durch die Vorrichtung 3-10 erzeugten DFES. Insbesondere wird die Empfindlichkeit der Vorrichtung 3-10 auf Veränderungen der Fokussierung des Ausleuchtungsstrahls I durch einen Anstieg der Flanke des Reflektivitätsprofils vergrößert. Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Prisma 3-30 zu schaffen, welches durch ein Reflektivitätsprofil gekennzeichnet ist, das so steil wie praktisch möglich ist.
  • [0306]
    Die Gestalt des Reflektivitätsprofils gemäß 39 um den Arbeitspunkt P kann durch Einstellen der Dicke der Trennschicht 3-38 verändert werden. Zum Beispiel versetzt eine Erhöhung der Dicke der Trennschicht 3-38 den Winkel mit minimaler Reflektivität Am, zum kritischen Winkel Ac gemäß 39, ohne den Wert von letzteren zu beeinflussen. Hieraus folgt, daß ein Anstieg der Dicke der Trennschicht zum Erhöhen der Neigung des Reflektivitätsprofils in der Nachbarschaft des Arbeitspunkts P dient. Gleichermaßen vergrößert die Verringerung der Dicke der Trennschicht 3-38 den Winkelversatz zwischen dem kritischen Winkel A und dem Winkel mit minimaler Reflektivität Am. Die Gestalt des Reflektivitätsprofils des Prismas 3-30 kann variiert werden, um die Empfindlichkeit des DFES einzustellen. Eine angemessene Neigung kann zum Beispiel durch Verwendung einer Trennschicht mit einer Dicke erzielt werden, welche größer als die Hälfte der Wellenlänge des Ausleuchtungsstrahls I ist.
  • [0307]
    Der Wert des kritischen Winkels Ac kann durch Variieren des Brechungsindex der Trennschicht 3-38 bezüglich dem der Glasteile 3-35 und 3-36 eingestellt werden. Daher ermöglicht die Einstellung der Dicke der Trennschicht in Verbindung mit der Manipulation der Brechungsindizes der Trennschicht und der umliegenden Glasteile eine Herstellung des Prismas 3-30 entsprechend einem gewünschten Reflektivitätsprofil.
  • [0308]
    40 ist ein Graph des Werts eines normalisierten DFES (NDFES), welches durch die Vorrichtung 3-10 als eine Funktion der Abweichung von der gewünschten Versetzung der Objektivlinse 3-24 bezüglich der Platte 3-14 erzeugt wird.
  • [0309]
    Die Daten gemäß 40 wurden unter Verwendung eines Prismas 3-30 mit einer Trennschicht mit einem Brechungsindex 1,38 und einer Dicke von 4,5 Mikrometer erzielt, welche zwischen Glasteilen mit einem Brechungsindex von 1,55 aufgenommen ist, wobei das Prisma 3-30 durch einen Servostrahl mit einer Wellenlänge von 0,78 Mikrometer ausgeleuchtet wird. Wie es in 40 dargestellt ist, ist der Wert des DFES vorzugsweise null, wenn die gewünschte Versetzung zwischen der Objektivlinse 3-24 und 3-14 vorliegt. Das Zeichen (+ oder –) des DFES ist daher anzeigend dafür, ob die Versetzung zwischen der Objektivlinse und der Plattenoberfläche die erforderliche für die genaue Fokussierung übersteigt oder geringer ist. Wie oben erläutert, kann das DFES zum Steuern einer nicht dargestellten mechanischen Anordnung verwendet werden, welche zum Einstellen des Abstandes zwischen der Objektivlinse 3-24 und der Platte 3-14 angeordnet ist. Es dürfte ersichtlich sein, daß die Neigung des NDFES ungefähr 0,16 Mikrometer–1 am Arbeitspunkt ist, der durch eine Versetzung der Platte von 0 (null) definiert ist.
  • [0310]
    Obwohl der Servostrahl S hier als im wesentlichen gerichtet dargestellt wurde, wenn er auf die Trennschicht 3-38 auftrifft, ist die vorliegende Erfindung nicht auf Konfigurationen begrenzt, die gerichtete Servostrahlen verursachen. Wenn ein konvergierender oder divergierender Servostrahl verwendet wird, verändern Ungenauigkeiten in der Fokussierlage des Ausleuchtungsstrahls das Ausmaß von dessen Konvergenz oder Divergenz. Der Fachmann erkennt hier, daß die Fokussierabtastungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, um ein DFES im Ansprechen auf derartige Veränderungen der Konvergenz oder Divergenz zu erzeugen.
  • [0311]
    Die erfindungsgemäße Fokussierabtastungsvorrichtung wurde daher dargestellt, um die in anderen Fokussiererfassungssystemen vorliegenden Nachteile dadurch zu überwinden, daß reflektierte und übertragene Strahlen mit im wesentlichen gleicher Gestalt und Intensität geschaffen werden, von welchen ein hoch präzises, höhenunempfindliches Fokussierfehlersignal differentiell abgeleitet werden kann. Die hier offenbarte Fokussierabtastungstechnik behält dennoch Merkmale bei, die in bestimmten hierauf bezogenen Fokussiererfassungssystemen gegenwärtig sind, wie zum Beispiel geringe Empfindlichkeit für mechanische Vibrationen, verringerte Empfindlichkeit für ein Schrägstellen der Platte und erhöhte thermische Stabilität.
  • Suchstellglied
  • [0312]
    41 stellt schematisch die Arbeitsweise eines beispielhaften optischen Lese/Schreibsystems 4-50 beim Lesen von Daten von einem exakten Ort 4-52 auf einem Informationsspeicherungsmedium, wie zum Beispiel einer Bildplatte 4-54, dar. Während das dargestellte System 4-50 ein Einmalbeschriftungs- oder WORM-System ist, erkennt der Fachmann, daß der Schlitten und die Stellgliedanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung auch in einem magneto-optisch löschbaren System verwendet werden könnten. Informationen werden auf die Platte 4-54 übertragen oder davon abgelesen unter Verwendung eines Lichtstrahles 4-56, der durch eine Lichtquelle 4-58 hergestellt wird und durch eine Mehrzahl von Komponenten hindurchgeht, mit einem kubusförmigen Strahlenteiler 4-60, welcher den Laserstrahl 4-56 gemäß seiner Polarisation auftrennt, einer Viertelwellenplatte 4-62, welche die Polarisation des Lichtstrahls 4-56 verändert, einem Kollimatorobjektiv bzw. einer Kollimatorlinse 4-64 und einer Objektivlinse 4-66, welche in Kombination miteinander den Lichtstrahl 4-56 zum gewünschten Ort 4-52 auf der Platte 4-54 richten.
  • [0313]
    Im Betrieb emittiert eine Lichtquelle 4-58, in der Regel eine Laserdiode, den Lichtstrahl 4-56 zur konvexen Kollimatorlinse 4-64. Die Kollimatorlinse 4-64 konvertiert diesen Quellenstrahl 4-56 in einen parallelen, linear S-polarisierten Lichtstrahl 4-70 und führt den Strahl 4-70 zum Strahlenteiler 4-60. Dieser kubusförmige Strahlenteiler 4-60 ist durch Aneinanderfügen zweier rechtwinkliger Prismen 4-72 und 4-74 längs ihrer Hypotenusen ausgebildet und enthält eine polarisationsempfindliche Beschichtung, welche eine Strahlenteilergrenzfläche 4-76 zwischen den beiden Hypotenusen ausbildet. Der Strahlenteiler 4-60 trennt und/oder kombiniert Lichtstrahlen von unterschiedlichen Polarisationszuständen, nämlich linear S-polarisierte und linear P-polarisierte. Die Auftrennung wird ausgeführt in Verbindung mit der polarisationsempfindlichen Beschichtung, welche linear P-polarisierte Lichtstrahlen durchläßt und linear S-polarisierte Lichtstrahlen reflektiert. Den Strahlenteiler 4-60 verlassendes Licht durchläuft die Viertelwellenplatte 4-62, welche den linearpolarisierten Lichtstrahl 4-70 in einen zirkularpolarisierten Lichtstrahl 4-78 konvertiert. Nach dem Verlassen der Viertelwellenplatte 4-62 tritt der zirkularpolarisierte Strahl 4-78 in ein Stellglied 4-80 ein.
  • [0314]
    Das Stellglied 4-80 enthält einen Spiegel 4-82, der den Lichtstrahl 4-78 orthogonal aufwärts zur Objektivlinse 4-66 reflektiert. Diese Objektivlinse 4-66 sammelt den zirkularpolarisierten Strahl 4-78 auf einem exakten Fokussierpunkt 4-52 auf der Oberfläche der Bildplatte 4-54. Beim Auftreffen auf die Platte 4-54 wird der zirkularpolarisierte Lichtstrahl 4-78 durch die auf der Platte 4-54 gespeicherte Information verändert und als ein divergenter, zirkularpolarisierter Lichtstrahl 4-84 reflektiert, welcher eine Information trägt, die identisch mit der auf der Platte 4-54 codierten ist. Dieser reflektierte zirkularpolarisierte Lichtstrahl 4-84 tritt erneut in die Objektivlinse 4-66 ein, wo er gesammelt wird. Der Lichtstrahl 4-84 wird vom Spiegel 4-82 erneut reflektiert und tritt wiederum in die Viertelwellenplatte 4-62 ein. Nach dem Verlassen der Viertelwellenplatte 4-62 wird der zirkularpolarisierte Strahl 4-84 in einen linear P-polarisierten Lichtstrahl 4-86 umgewandelt. Da linear P-polarisierte Lichtstrahlen durch den Strahlenteiler 4-60 ohne Reflexion an der Trennschnittfläche durchgelassen werden, setzt sich dieser Lichtstrahl 4-86 zu einem Photodetektor 4-88 fort, welcher die auf der Platte 4-54 gespeicherten Daten erfaßt. Wenn der auf den Photodetektor 4-88 einfallende Lichtstrahl 4-86 nicht im Brennpunkt oder außer Flucht ist, wird das Ausmaß des Fluchtfehlers der Defokussierung zusätzlich elektronisch gemessen und als Rückkopplung für ein nicht dargestelltes Servosystem verwendet, welches die Objektivlinse 4-66 exakt erneut ausrichtet.
  • [0315]
    42 stellt einen elektromagnetischen Schlitten und eine Stellgliedanordnung 4-100 dar, welche entsprechend der vorliegenden Erfindung konstruiert sind. Die Anordnung kann mit einer optischen Funktionseinheit 4-102 zum Lesen und Schreiben von Daten auf die Oberfläche einer Bildplatte gemäß obiger Beschreibung in Verbindung mit 41 verwendet werden, wobei die Lichtquelle 4-58, der Detektor 4-88, die Kollimatorlinse 4-64, die Viertelwellenplatte 4-62 und der Strahlenteiler 4-60 alle innerhalb der Funktionseinheit 4-102 aufgenommen sind. Ein Spindelmotor 4-104 ist benachbart der Anordnung 4-100 angeordnet und dreht eine nicht dargestellte Bildplatte um eine Drehachse A oberhalb der Anordnung 4-100. Die Anordnung 4-100 enthält einen Schlitten 4-106 mit ersten und zweiten Lagerflächen 4-108 und 4-110, welche jeweils verschiebbar auf einer ersten und zweiten Führungsschiene 4-112 und 4-114 montiert sind, und ein Stellglied 4-116, welches auf dem Schlitten 4-106 montiert ist. Wie erkennbar ist, schaffen die Schienen 4-112 und 4-114 einen Rahmen, entlang welchem sich der Schlitten bewegt. Ein Lichtstrahl 4-120, der von der Lichtquelle 4-58 in der optischen Funktionseinheit 4-102 emittiert wird, tritt durch eine kreisförmige Öffnung 4-118 in das Stellglied 4-116 ein und wird durch einen innerhalb des Stellgliedes aufgenommenen Spiegel über eine Objektivlinse 4-122, welche eine optische Achse O auf der Oberfläche der Platte definiert, reflektiert. Wie ohne weiteres verständlich ist, ist die Drehachse A der Platte parallel zur optischen Achse O der Objektivlinse 4-122.
  • [0316]
    Der Schlitten 4-106 und das darauf getragene Stellglied 4-116 werden durch einen Grob-Spureinstellungsmotor längs der Schienen 4-112 und 4-114 horizontal in Spureinstellungsrichtung bewegt, um auf verschiedene Informationsspuren auf der Oberfläche der Platte zuzugreifen. Der Spureinstellungsmotor enthält zwei Dauermagnete 4-130 und 4-132, wobei jeder Magnet jeweils an ein C-förmiges, äußeres Polstück 4-134 und 4-136 angefügt ist. Zwei innere Polstücke 4-138 und 4-140 sind quer über die Enden der äußeren Polstücke 4-134 und 4-136 dazu positioniert, um ein rechteckiges Gehäuse rund um die Dauermagneten 4-130 und 4-132 auszubilden. Zwei grobe bzw. einfach gehaltene Spulen 4-142 und 4-144 mit gleicher Länge sind an vertikale Platten 4-174 und 4-176 gemäß 43 angefügt und umgreifen die inneren Polstücke 4-138 und 4-140 mit hinreichendem Freiraum, um sich über die Polstücke 4-138 und 4-140 zu bewegen, wenn der Schlitten 4-106 in die Spureinstellungsrichtung bewegt wird. In dieser Ausführungsform sind die Grob-Spulen 4-142 und 4-144 der einzige Abschnitt des einfachen Spureinstellungsmotors, welche beweglich sind. Wie nachfolgend noch näher im Detail beschrieben wird, kann das Stellglied 4-116 auch die Objektivlinse 4-122 näher zur Platte hin oder weiter davon weg bewegen, wodurch der abgegebene Lichtstrahl 4-120 auf den gewünschten Ort an der Oberfläche der Platte fokussiert wird.
  • [0317]
    43 ist eine Explosionsdarstellung des Schlittens 4-106 und des Stellglieds 4-116 im näheren Detail. Der Schlitten 4-106 enthält eine im allgemeinen rechtwinklige Basis 4-150, an welche das Stellglied 4-116 angefügt ist. Die Basis 4-150 weist eine im wesentlichen flache obere Fläche 4-152 mit einer darin ausgebildeten, im allgemeinen rechteckigen Kammer 4-154 auf. Die erste Lagerfläche 4-108 ist zylinderförmig in ihrer Gestalt, während die zweite Lagerfläche 4-110 aus zwei elliptischen Lagerabschnitten 4-160 und 4-162 von ungefähr gleicher Länge besteht, welche sich innerhalb der Basis 4-150 treffen. Der Freiraum der Schienen 4-112 und 4-114 relativ zur optischen Achse O ist derart gewählt, daß jede Lagerfläche 4-108 und 4-110 mit dem gleichen Ausmaß an Vorlast beaufschlagt wird. Die Lagerflächen 4-108 und 4-110 sind ferner derart gestaltet, daß beide Flächen im wesentlichen das gleiche Ausmaß an die Schienen 4-112 und 4-114 berührenden Oberflächenbereichen aufweisen. Die Länge der Lagerabschnitte mit der zweiten Lagerfläche ist annähernd gleich der Länge der ersten Lagerfläche, obwohl geringe Längenvariationen notwendig sein können, um dem Verschleiß Rechnung zu tragen.
  • [0318]
    Zwei vertikale Wände 4-156 und 4-158 erstrecken sich von der oberen Fläche 4-152 der Basis 4-150 benachbart den Enden der Kammer 4-154 aufwärts. Die Basis 4-150 enthält ferner zwei Plattformbereiche 4-164 und 4-166, die an den Enden der Basis 4-150 oberhalb der Lagerflächen 4-108 und 4-110 ausgebildet sind. Eine Stufe 4-168 verbindet die obere Fläche 4-152 der Basis 4-150 mit dem zweiten Plattformbereich 4-166. Eine erste U-förmige Nut 4-170 ist im ersten Plattformbereich 4-164 ausgebildet, und eine zweite U-förmige Nut 4-172 ist im zweiten Plattformbereich 4-166 und der Stufe 4-168 ausgebildet.
  • [0319]
    Die Grob-Spulen 4-142 und 4-144 sind jeweils an die beiden vertikalen Platten 4-174 und 4-176 angefügt. Die Platten 4-174 und 4-176 sind jeweils in Nuten 4-180 und 4-182 positioniert, welche in den Enden der Basis 4-150 ausgebildet sind. Die Basis 4-150 enthält ferner eine Massenausgleichsplatte 4-184, welche an eine Bodenfläche 4-186 der Basis 4-150 über eine Schraube 4-188 angefügt ist, und einen Massenausgleichsüberstand 4-190, der sich von der Basis 4-150 benachbart der ersten einfachen Spule 4-142 nach außen erstreckt. Eine kreisförmige Öffnung 4-192 ist in einer Vorderseite 4-194 der Basis 4-150 ausgebildet und nimmt den Lichtstrahl 4-120 auf, der von der optischen Funktionseinheit 4-102 gemäß 42 emittiert wird. Eine Konsole 4-196 mit einer kreisförmigen Öffnung 4-198 darin ist zwischen der zweiten vertikalen Wand 4-158 und dem ersten Plattformbereich 4-164 entlang der Frontseite 4-194 der Basis 4-150 positioniert. Die Konsole 4-196 enthält zusätzlich eine Nut 4-200, welche einen Photodetektor 4-202 derart aufnimmt, daß der Photodetektor 4-202 zwischen der Konsole 4-196 und dem ersten Plattformbereich 4-164 angeordnet ist.
  • [0320]
    Das Stellglied 4-116, welches oftmals als ein "2-D"-Stellglied für 2 Bewegungsgrade, d. h., Fokussierung und Spureinstellung, bezeichnet wird, ist auf der Basis 4-150 zwischen den vertikalen Wänden 4-156 und 4-158 und den Plattformregionen 4-164 und 4-166 montiert. Ein nicht dargestelltes Prisma ist innerhalb der Kammer 4-154 in der Basis 4-150 positioniert, um den von der optischen Funktionseinheit 4-102 abgegebenen Lichtstrahl 4-120 derart abzulenken, daß der Strahl 4-120 das Stellglied 4-116 durch die Objektivlinse 4-122 verläßt. Die Objektivlinse 4-122 ist in einem Linsenhalter 4-210 positioniert, der an einen Fokussier- und Feinspureinstellungsmotor angefügt ist, welcher die Linse 4-122 zur präzisen Ausrichtung und Fokussierung des abgegebenen Strahls 4-120 auf einen gewünschten Ort auf der Oberfläche der Bildplatte bewegt. Die Objektivlinse 4-122 definiert die optische Achse O, welche sich vertikal durch das Zentrum der Linse erstreckt.
  • [0321]
    Die Komponenten des Stellglieds 4-116 sind am besten aus 44 ersichtlich. Der Linsenhalter 4-210 ist im allgemeinen rechtwinklig in seiner Gestalt und enthält eine allgemein rechtwinklige Öffnung 4-212, die durch ihn hindurch ausgebildet ist. Eine obere Fläche 4-214 des Linsenhalters 4-210 enthält einen kreisförmigen Kragen bzw. Bund 4-216, der zwischen zwei Schultern 4-218 und 4-220 positioniert ist. Eine kreisförmige Öffnung 4-222 mit einem Durchmesser, der im wesentlichen gleich dem des Bunds 4-216 ist, ist in einer Bodenfläche 4-224 des Linsenhalters ausgebildet. Eine rechteckige Fokussierspule 4-230 ist innerhalb der rechtwinkligen Öffnung 4-212 im Linsenhalter 4-210 positioniert. Zwei ovalförmige Feinspureinstellungsspulen 4-232 und 4-234 sind an den Ecken eines ersten Endes 4-240 der Fokussierspule 4-230 positioniert, und zwei identischere Spureinstellungsspulen 4-236 und 4-238 sind an den Ecken eines zweiten Endes 4-242 der Fokussierspule 4-230 positioniert. Ein erstes Paar von U-förmigen Polstücken 4-244 ist um das erste Ende 4-240 der Fokussierspule 4-230 positioniert, und es sind Spureinstellungsspulen 4-232 und 4-234 daran angefügt, während ein zweites Paar von U-förmigen Polstücken 4-246 um das zweite Ende 4-242 der Fokussierspule 4-230 läuft und daran Spureinstellungsspulen 4-236 und 4-238 angefügt sind. Zusätzlich sind zwei Dauermagnete 4-250 und 4-252 zwischen den jeweiligen Polstückpaaren 4-244 und 4-246 benachbart den jeweiligen Spureinstellungsspulen 4-232, 4-234 und 4-236, 4-238 angeordnet.
  • [0322]
    Zwei obere Biegeteilarme 4-260 und 4-262 sind an der oberen Fläche 4-214 des Linsenhalters 4-210 angefügt, während zwei zusätzliche untere Biegeteilarme 4-264 und 4-266 an eine Bodenfläche des Linsenhalters 4-210 angefügt sind. Jeder Biegeteilarm enthält vorzugsweise eine dünne Schicht von geätztem oder geprägtem Metall (typischerweise Stahl oder Berylliumkupfer) mit einer Dicke in der Größenordnung von 25 Mikrometern bis 75 Mikrometern. Zur Vereinfachung wird nur ein Biegeteilarm 4-260 erläutert. Es sollte jedoch erkannt werden, daß die restlichen Biegeteilarme 4-262, 4-264 und 4-266 von identischer Struktur sind. Der Biegeteilarm 4-260 enthält einen ersten vertikalen Abschnitt 4-270, der an einen ersten, zweiten und dritten horizontalen Abschnitt 4-272, 4-274 und 4-276 angefügt ist. Der dritte horizontale Abschnitt 4-276 ist ferner an eine senkrechte Querstange 4-280 angefügt. Der erste horizontale Bereich 4-272 enthält eine Schulter 4-278, welche an die entsprechende Schulter 4-218 auf dem Linsenhalter 4-210 angefügt ist. In ähnlicher Weise ist die Schulter des zweiten oberen Biegeteilarms 4-262 an die entsprechende Schulter 4-220 angefügt, während die Schultern der unteren Biegeteilarme 4-264 und 4-266 an die entsprechenden Strukturen auf der Bodenfläche des Linsenhalters 4-210 angefügt sind.
  • [0323]
    Die Biegeteile 4-260, 4-262, 4-264 und 4-266 sind ferner an ein Stützteil 4-290 angefügt. Das Stützteil 4-290 enthält eine zentrale Nut 4-292, welche das zweite Paar an Polstücken 4-246 aufnimmt. Eine Verstärkungsrippe 4-294 ist an jeder Seite der Nut 4-292 an der oberen und unteren Fläche des Stützteiles 4-290 ausgebildet. Die Querstangenabschnitte 4-280 der Biegeteilarme 4-260 und 4-262 sind an diese Verstärkungsrippen 4-294 angefügt, während die Biegeteilarme 4-264 und 4-266 mit entsprechenden Rippen am Boden des Stützteiles 4-290 dazu verbunden sind, um zusammenwirkend den Linsenhalter 4-210 am Stützteil 4-290 aufzuhängen. Das Stützteil 4-290 enthält ferner eine Öffnung 4-296 zur Aufnahme einer lichtabgebenden Diode 4-300. Die Diode 4-300 ist in Flucht mit der Öffnung 4-198 in der Konsole 4-196 gemäß 43, und ein Photodetektor 4-202 ist innerhalb der Nut 4-200 in der Konsole derart positioniert, daß im wesentlichen kollimatiertes Licht durch die Öffnung 4-198 in der Konsole 4-196 abgegeben wird, wenn die lichtemittierende Diode 4-300 mit Energie beaufschlagt ist und auf den Photodetektor 4-202 auftrifft. Abhängig von der Lage des Linsenhalters 4-210 hinsichtlich des Stützteiles 4-290 fällt das durch die Diode 4-300 abgegebene Licht auf verschiedene Abschnitte des Detektors 4-202. Durch Analyse des Ausmaßes des eingefallenen Lichts auf den Detektor 4-202 kann ein Lagekorrektursignal erzeugt werden, um das Ausmaß der erforderlichen Versetzung zur präzisen Fokussierung und Spureinstellung an der gewünschten Stelle auf der Oberfläche der Platte zu bestimmen.
  • [0324]
    In der dargestellten Ausführungsform enthält die Masse des Feinmotors den Linsenhalter 4-210, die Objektivlinse 4-122, die Fokussierspule 4-230 und die Fein-Spureinstellungsspulen 4-232, 4-234, 4-236 und 4-238. Die Masse des Schlittens enthält die Basis 4-150, die Grob-Spureinstellungsspulen 4-142 und 4-144, die Konsole 4-196, den Photodetektor 4-202, das Stützteil 4-290, die vertikalen Platten 4-174 und 4-176, die Massenausgleichsplatte 4-184 und Schraube 4-188, die Dauermagnete 4-250 und 4-252, die Polstücke 4-244 und 4-246 und die Lagerflächen 4-108 und 4-110.
  • [0325]
    Mit Bezug auf die obige Erläuterung in Verbindung mit den 43 und 44 weisen die Grob-Spureinstellungsspulen 4-142 und 4-144 gleiche Dimensionen auf und sind symmetrisch um die optische Achse O der Objektivlinse. Ferner weisen die Spureinstellungsspulenpaare 4-232, 4-234 und 4-236, 4-238 gleiche Dimensionen auf und sind symmetrisch um die optische Achse O der Linse 4-122. Die Dimensionen der Massenausgleichsplatte 4-184 und des Massenausgleichsüberstands 4-190 sind vorteilhafterweise gewählt, um die Masse des Stützteiles 4-290, der Biegeteile 4-260, 4-262, 4-264, 4-266, der Lagerflächen 4-108, 4-110, der Konsole 4-196 und des Photodetektors 4-202 derart zu kompensieren, daß das Massezentrum des Laufwagens und das Massezentrum der Feineinstellungs- und Fokussierantriebe (bestehend aus den Polstücken 4-244, 4-246, den Dauermagneten 4-250, 4-252, der Fokussierspule 4-230, der Spureinstellungsspulen 4-232, 4-234, 4-236, 4-238) durch die optische Achse O der Linse 4-122 gekreuzt werden. Wie nachfolgend noch detaillierter beschrieben wird, stellt die Ausrichtung dieser Schwerkraftzentren zur optischen Achse O der Linse 4-122 und die Symmetrie der Motorkräfte und Reaktionskräfte, welche auf den Schlitten 4-106 und das Stellglied 4-116 wirken, sicher, daß unerwünschte Bewegungsweisen, welche nachteilig auf die Lage der Objektivlinse 4-122 wirken, minimiert werden.
  • [0326]
    Gemäß der Darstellung in 45 erzeugen die Dauermagnete 4-130, 4-132, benachbart den Grobspureinstellungsspulen 4-142 und 4-144, ein Magnetfeld B, dessen Flußlinien sich nach innen zu den Grobspulen 4-142 und 4-144 erstrecken. Wenn eine grobe Spureinstellungsbewegung erforderlich ist, um die Objektivlinse 4-122 unterhalb einer gewünschten Spur auf der Bildplatte zu positionieren, wird Strom auf die Grobspureinstellungsspule 4-142 und 4-144 aufgebracht. Der Strom wirkt mit dem Magnetfeld B zusammen, um Kräfte zu erzeugen, welche den Schlitten 4-106 in die Spureinstellungsrichtung bewegen. Die Kräfte werden gemäß dem Lorentz-Gesetz F = B·X·I·1 erzeugt, wobei wie oben erläutert F die auf die Fokussierspule wirkende Kraft darstellt, B die Magnetflußdichte des Magnetfelds zwischen den beiden Dauermagneten ist, I den durch die Fokussierspule fließenden Strom repräsentiert und 1 für die Länge der Spule steht. Wenn zum Beispiel ein auf die erste Grobspureinstellungsspule 4-142 aufgebrachter Strom I durch den Abschnitt der Spule hindurchgeht, der innerhalb des Magnetfelds B in der Richtung in die Ebene gemäß 45 positioniert ist, wird eine Kraft FGrob1 in Richtung des Pfeiles 4-320 erzeugt. Wenn der Strom I durch den Abschnitt der zweiten Spureinstellungsspule 4-144 hindurchgeht, der innerhalb des Magnetfelds B in Richtung aus der Ebene gemäß 45 heraus positioniert ist, wird eine Kraft FGrob2 in Richtung des Pfeiles 4-322 erzeugt. Die Kräfte FGrob2 und FGrob2 wirken, um den Schlitten 4-106 horizontal nach links zu bewegen.
  • [0327]
    Wenn die Richtung des Stromes I in den Abschnitten der Spureinstellungsspulen 4-142 und 4-144 innerhalb des Magnetfelds B umgekehrt wird, werden andererseits Kräfte FGrob1' und FGrob2' gemäß der Darstellung in 46 hergestellt, um den Schlitten in die Ebene des Zeichenblattes gemäß 46 (nach rechts in 45) zu bewegen. Das Ausmaß der Bewegung in die Spureinstellungsrichtung hängt vom Ausmaß des auf die Grobspulen 4-142 und 4-144 aufgebrachten Stroms ab. Auf diese Weise wird der Schlitten 4-106 bewegt, um die Objektivlinse 4-122 derart zu positionieren, daß der die Linse 4-122 verlassende Laserstrahl 4-120 innerhalb einer gewünschten Informationsspur auf der Oberfläche der Bildplatte fokussiert wird.
  • [0328]
    Wenn durch die optische Funktionseinheit 4-102 ein Steuersignal erzeugt wird, wird ein vorgegebener Strom entweder auf die Feinspureinstellungsspule 4-232, 4-234, 4-236 und 4-238 oder auf die Fokussierspule 4-230 in Abhängigkeit von der Richtung aufgebracht, in welcher die Versetzung des Linsenhalters 4-210 und der daran angefügten Objektivlinse 4-122 erforderlich ist. Derartige Servosystem- und Rückkopplungsschaltkreise, welche das Ausmaß eines Stroms steuern, sind auf diesem Gebiet wohlbekannt. Dieser Strom wirkt mit dem durch die Dauermagneten 4-250 und 4-252 hergestellten elektromagnetischen Feld zusammen, um eine Kraft zu erzeugen, welche den Linsenhalter 4-210 und die daran angefügte Objektivlinse 4-122 in eine geeignete Spureinstellungs- oder Fokussierrichtung versetzen. Wenn zum Beispiel eine Neupositionierung in der Fokussierrichtung gemäß einem Fokusfehlersignal gewünscht ist, wird dieses Signal zu einem nicht dargestellten Servoverstärker übermittelt, welcher einen Strom durch die Fokussierspule 4-230 erzeugt. Wie oben erläutert, wird eine Kraft gemäß dem Lorentz-Gesetz F = B·X·I·1 erzeugt.
  • [0329]
    Gemäß der Darstellung in 47 werden die Dauermagnete 4-250 und 4-252 des 2-D-Stellglieds 4-116 derart orientiert, daß die Südpole jedes Magnets 4-250 und 4-252 auf den Linsenhalter 4-210 zu gerichtet sind. In dieser Konfiguration wird ein Magnetfeld B ausgebildet, dessen Flußlinien an den Magneten 4-250 und 4-252 beginnen und nach innen zum Linsenhalter 4-210 wie gezeigt gerichtet sind. Wenn ein Strom I auf die Fokussierspule 4-230 aufgebracht ist und durch den Abschnitt der Spule 4-230 hindurchgeht, der innerhalb des Magnetfelds B in der gezeigten Richtung positioniert ist, wird eine aufwärtsgerichtete Kraft FFocus an jedem Abschnitt der Fokussierspule 4-230 erzeugt, welche auf die Biegeteilarme 4-260, 4-262, 4-264 und 4-266 übertragen wird und die Biegeteilarme biegt, um den Linsenhalter 4-210 und die damit zusammenwirkende Objektivlinse 4-122 näher zur optischen Platte zu bewegen. Wenn der Strom I andererseits durch die Spulenabschnitte in der entgegengesetzten Richtung als der dargestellten hindurchläuft, wird eine abwärtsgerichtete Kraft erzeugt, welche auf die Biegeteile wirkt, um den Linsenhalter 4-210 und die Objektivlinse 4-122 weiter weg von der Oberfläche der Bildplatte zu bewegen. Die Größenordnung der Versetzung ist abhängig von der Größe des auf die Fokussierspule 4-230 aufgebrachten Stroms. Durch Bewegen der Objektivlinse 4-122 näher zur Oberfläche der Bildplatte oder weiter davon weg wirkt die Fokussierspule 4-230 zum exakten Fokussieren des von der Objektivlinse 4-122 austretenden Laserstrahls 4-120 innerhalb der gewünschten Informationsspur auf der Platte.
  • [0330]
    Gemäß der Darstellung in 48 wird die Bewegung des Stellgliedes 4-116 zum Bewirken der Feinspureinstellung erzeugt, wenn Strom in den an die Fokussierspule 4-230 angefügten vier Feinspureinstellungsspulen 4-232, 4-234, 4-236 und 4-238 erzeugt wird. Wenn der Strom in den Spureinstellungsspulen in Richtungen aufgebracht wird, welche durch die Abschnitte der Spureinstellungsspulen, die innerhalb des Magnetfeldes B positioniert sind, dargestellt sind, werden Kräfte FSpur hergestellt, welche den Linsenhalter 4-210 nach rechts bewegen. Wenn die Kräfte FSpur auf die Spureinstellungsspulen 4-232, 4-234, 4-236 und 4-238 wirken, werden diese durch die Fokussierspule 4-230 und den Linsenhalter 4-210 auf die Biegeteile 4-260, 4-262, 4-264 und 4-268 umgesetzt, welche sich in die entsprechende Richtung biegen, und die Objektivlinse 4-122 wird in Richtung der Kräfte, gemäß 48 nach rechts, bewegt. Wenn Strom in der entgegengesetzten Richtung durch die Spureinstellungsspulen 4-232 4-234, 4-236 und 4-238 hindurchgeht, wird eine Kraft erzeugt, welche zum Bewegen des Linsenhalters 4-210 nach links wirkt. Das Ausmaß des auf die Feinspureinstellungsspulen 4-232, 4-234, 4-236 und 4-238 aufgebrachten Stromes ist relativ gering im Vergleich zu dem auf die Grobspureinstellungsspulen 4-242 und 4-244 aufgebrachten, und die Dimensionen der Feinspureinstellungsspulen sind wesentlich geringer als die der Grobspulen, um die Resonanzfrequenzen zu erhöhen und daher höhere Servobandbreiten zu ermöglichen, welche dann engere bzw. geringere Spurfehler steuern.
  • [0331]
    Die 49A56A sind schematische Diagramme des Stellglieds und der Schlittenanordnung 4-100, welche die Symmetrie und den Ausgleich der mit der Bauweise gemäß der vorliegenden Erfindung erzielten Kräfte darstellen.
  • [0332]
    49A ist eine schematische Diagrammdarstellung der Symmetrie der groben oder Schlittenmotorkräfte, welche auf das Stellglied 4-116 in der horizontalen Ebene wirken. Wenn wie oben beschrieben Strom auf die Grobspureinstellungsspulen 4-142 und 4-144 aufgebracht wird, werden Kräfte FGrob1 und FGrob2 hergestellt, welche innerhalb des Abschnitts der Grobspulen 4-142 und 4-144 zentriert sind, der benachbart dem jeweiligen Dauermagneten 4-130 und 4-132 angeordnet ist. Die Abmessungen der ersten Grobspule 4-142 werden gleich den Abmessungen der zweiten Grobspule 4-144 gewählt, und der auf jede Spule aufgebrachte Strom ist der gleiche, so daß die auf die Spulen wirkenden Kräfte FGrob1 und FGrob2 gleich sind. Ferner werden die Grobspulen 4-142 und 4-144 mit gleichen Abständen LC1 und LC2 von der Objektivlinse 4-122 derart positioniert, daß die um die optische Achse O der Objektivlinse 4-122 resultierenden Momente gleich sind und das Gieren des Schlittens minimiert wird. In 49B sind die Zentren der Grobmotorkräfte FGrob1 und FGrob2 in der vertikalen Ebene dargestellt. Da die Kräfte FGrob1 und FGrob2 vertikal zum Massezentrum des Schlittens CMC ausgerichtet sind (d. h., von einer orthogonalen Linie zur Radialrichtung und der optischen Achse O mit dem Massezentrum des Schlittens CMC gekreuzt werden), sind die Momente um die horizontale Achse gleich, und eine Schlittenschrägstellung, welche eine Ablenkung des Strahlenwinkels am Prisma und hierdurch eine Versetzung der Spur verursachen kann, wird verringert.
  • [0333]
    Die Motorkräfte zur Feinspureinstellung in den horizontalen und vertikalen Ebenen sind in den 50A und 50B dargestellt. Die Kräfte FSpur1 und FSpur2, welche durch die Energiebeaufschlagung der Feinspureinstellungsspulen 4-232, 4-234, 4-236 und 4-238 innerhalb des Magnetfeldes hergestellt werden, welches durch die Dauermagnete 4-250 und 4-252 induziert wird, sind zwischen den Paaren der Feinspureinstellungsspulen 4-232, 4-234 und 4-236, 4-238 zentriert und erstrecken sich horizontal in die Spureinstellungsrichtung. Die Dimensionen der Spulen sind gleich, und das Ausmaß des auf die Spulen aufgebrachten Stroms ist ebenso gleich, so daß das Ausmaß der resultierenden Kräfte FSpur1 und FSpur2, gleich ist. Zusätzlich werden die Feinspureinstellungsspulen 4-232, 4-234, 4-236 und 4-238 in gleichen Abständen LT von der optischen Achse O der Objektivlinse 4-122 positioniert, und daher sind die um die optische Achse O erzeugten Momente gleich, so daß ein Gieren des Linsenhalters 4-210 und der darauf getragenen Linse 4-122 um die vertikale Achse verringert ist. Wie in 50B dargestellt ist, wirkt die resultierende Feinspureinstellungskraft FSpur auf das Massezentrum der Feinmotormasse CMF, so daß die Neigung des Linsenhalters minimiert ist.
  • [0334]
    51A stellt die Reaktionskräfte FReakt1 und FReakt2 dar, welche aus dem Feinspureinstellungsmotor resultieren, der gemäß der Darstellung in 50A auf den Schlitten 4-106 entgegengesetzt zu den Feinspureinstellungsmotorkräften FSpur1, und FSpur2 wirkt. Diese Reaktionskräfte FReakt1 und FReakt2 wirken auf die Polstücke 4-244 und 4-246, die über den Spureinstellungsspulen 4-232, 4-234, 4-236 und 4-238 an jeder Seite des Linsenhalters 4-210 positioniert sind. Wie oben erläutert wurde, sind die Größen der Spureinstellungskräfte FSpur1 und FSpur2, gleich. Ferner sind die Dimensionen der Polstücke 4-244 und 4-246 gleich, so daß die Reaktionskräfte FReakt1 und FReakt2 gleich hergestellt werden. Da die Polstücke 4-244 und 4-246 in gleichen Abständen LR von der optischen Achse O der Linse 4-122 positioniert sind, sind die um die optische Achse O vorliegenden Momente in ihrer Größe gleich, was eine Drehung um die vertikale Achse oder ein Gieren verringert. 51B stellt die resultierende Reaktionskraft FReakt in der vertikalen Ebene dar. Gemäß der Darstellung wirkt die Reaktionskraft FReakt am Massezentrum der Feinmotormasse CMF mit einem Abstand LRM über dem Massezentrum der Schlittenmasse CMC, und daher wird ein Moment auf den Schlitten 4-106 wirken. Da der Abstand LRM und die Reaktionskräfte FReakt1 und FReakt2 jedoch ziemlich gering sind, ist dieses Moment relativ klein und beeinflußt die Leistungsfähigkeit des Schlittens nicht wesentlich.
  • [0335]
    Die auf das Stellglied 4-116 wirkenden resultierenden Fokussierkräfte FFokus1 und FFokus2 sind in 52A dargestellt. Die Fokussierkräfte FFokus1 und FFokus2 sind in den Abschnitten der Fokussierspule 4-230 zentriert, welche zwischen den Spureinstellungsspulen 4-232, 4-234, 4-236 und 4-238 und den Polstücken 4-244 und 4-246 benachbart den Dauermagneten 4-250 und 4-252 angeordnet sind. Die Fokussierspule 4-230 ist in der Öffnung 4-212 des Linsenhalters 4-210 gemäß 44 derart gewickelt, daß das gleiche Ausmaß des Stroms durch jede Seite der Spule 4-230 benachbart den Magneten strömt, wodurch gleiche Kräfte FFocus1 und FFocus2 an den Seiten des Linsenhalters 4-210 hergestellt werden, welche zum Bewegen des Linsenhalters und der darauf getragenen Objektivlinse 4-122 in eine vertikale Richtung wirken. Die Spule ist innerhalb der Öffnung 4-212 im Linsenhalter 4-210 derart symmetrisch positioniert, daß die Zentren der Kräfte FFocus1 und FFocus2 gleichmäßig in Abständen LF von der optischen Achse O der Objektivlinse 4-122 positioniert erzeugt werden. In dieser Konfiguration sind die um die optische Achse O der Linse 4-122 erzeugten Momente gleich, was ein Rollen des Linsenhalters 4-210 verringert. Gemäß der Darstellung in 52B fluchten die Fokussierkräfte FFocus1 und FFocus2 (FFocus in der Zeichnung) aus der Sicht vom Ende des Schlittens zusätzlich mit dem Massezentrum CMC der Schlittenmasse, wodurch eine Neigung des Schlittens 4-106 verringert wird.
  • [0336]
    Die im Ansprechen auf die Fokussierkräfte FFocus1 und FFocus2, gemäß der Darstellung in 52A hergestellten Reaktionskräfte FFR1 und FFR2 sind in der horizontalen Ebene in 53A dargestellt. Die Reaktionskräfte FFR1 und FFR2, sind in ihrer Größenordnung gleich und entgegengesetzt zu den Fokussierkräften FFocus1 und FFocus2 gerichtet und benachbart den Feinmotordauermagneten 4-250 und 4-252 zwischen den Polstücken 4-244 und 4-246 zentriert. Wie oben erläutert sind die Fokussierkräfte FFocus1 und FFocus2 gleich, und daher sind auch die Reaktionskräfte FFR1 und FFR2 gleich. Ferner wirken die Reaktionskräfte FFR1 und FFR2 in gleichen Abständen LFR von der optischen Achse O der Objektivlinse 4-122, um eine Schrägstellung weiter zu verringern. Gemäß der Darstellung in 53B sind die Reaktionskräfte FFR1 und FFR2 (FFR in der Zeichnung) zusätzlich ausgerichtet auf das Massezentrum CMC der Schlittenmasse aus Sicht von einem Ende des Schlittens 4-106, wodurch eine Schrägstellung des Schlittens verringert wird.
  • [0337]
    Die durch die Biegeteilarme 4-260, 4-262, 4-264 und 4-266 am Linsenhalter 4-210 erzeugten Kräfte FFlex1 und FFlex2 sind in 54 dargestellt. Die abgebildeten Kräfte FFlex1 und FFlex2 als solche wirken auf die oberen Biegeteilarme 4-260 und 4-262. Es ist für den Fachmann erkennbar, daß auch identische Kräfte auf die unteren Biegeteilarme 4-264 und 4-266 wirken. Die jeweils auf die oberen Biegeteilarme 4-260 und 4-262 wirkenden Kräfte FFlex1 und FFlex2 sind am Querstangenabschnitt 4-280 der Biegeteilarme 4-260 und 4-262 zentriert, wo die Biegeteilarme an das Stützteil 4-290 angefügt werden. Wie zuvor beschrieben biegen sich die Biegeteilarme in eine geeignete Richtung, um eine Feinspureinstellung zu erzielen, wenn diese Kräfte FFlex1 und FFlex2 auf die Biegeteilarme 4-260 und 4-262 wirken. Um die Biegeteilarme 4-260 und 4-262 in ihrem gebogenen Zustand zu halten, erzeugt der Feinmotor Reaktionskräfte FRA und FRB, welche in den Polstücken 4-244 und 4-246 an jeder Seite des Linsenhalters 4-210 zentriert sind. Wie dargestellt wirken die Biegeteilkräfte FFlex1 und FFlex2 im Abstand FFlex von der optischen Achse O der Fokussierlinse 4-122, während die Reaktionskräfte FRA und FRB jeweils in den Abständen LRA und LRB von der optischen Achse O wirken. Es ist für den Fachmann erkennbar, daß die um die optische Achse O der Linse 4-122 durch die Kräftepaare erzeugten Momente nicht gleich sind, da (FFlex1 + FFlex1,) nicht gleich (FRALRA + FRBLRB) ist. Da diese Kräfte jedoch, außer bei sehr niedrigen Frequenzen (typischerweise unterhalb ungefähr 40 Hz), vom Schlitten wirksam entkoppelt sind, beeinflussen diese Kräfte nicht die Leistungsfähigkeit des Stellgliedes in den meisten gewöhnlichen Betriebszuständen.
  • [0338]
    Wie oben erläutert enthält der Schlitten 4-106 zwei Lagerflächen 4-108 und 4-110, welche verschieblich auf Führungsschienen 4-112 und 4-114 montiert sind, um den Schlitten 4-106 unterhalb verschiedener Datenspuren auf der Bildplatte zu positionieren. Im wesentlichen wirken die Lagerungen 4-108 und 4-110 als "Federungen", welche den Schlitten 4-106 oberhalb der Schienen 4-108 und 4-114 halten. Die Kräfte FLagerung1 und FLagerung2 der "Feder"-Steifigkeit der Lagerung sind in 55A dargestellt. Die Kräfte FLagerung1 und FLagerung2, sind am Berührungspunkt zwischen den Lagerflächen 4-108 und 4-110 und den Schienen 4-112 und 4-114 zentriert und erstrecken sich durch das Zentrum der Schienen nach unten. Wie oben erläutert ist der Oberflächenkontaktbereich zwischen der Lagerfläche 4-108 und der Schiene 4-112 ungefähr gleich dem Oberflächenkontaktbereich zwischen der Lagerfläche 4-110 und der Schiene 4-114, und daher sind diese Steifigkeitskräfte FLagerung1 und FLagerung2 im wesentlichen gleich. Die Lagerflächen 4-108 und 4-110 sind in gleichen Abständen FLagerung von der optischen Achse O der Linse 4-122 derart positioniert, daß die durch diese Kräfte FLagerung1 und FLagerung2, erzeugten Momente um die optische Achse O gleich sind, was das Gieren des Schlittens minimiert. Gemäß der Darstellung in 55B in der vertikalen Ebene wirkt die Nettoschlittenaufhängungskraft FLagerung an einem Punkt unmittelbar zwischen den beiden Lagerungen und in Flucht mit der optischen Achse O.
  • [0339]
    Reibungskräfte FReibung1A, FReibung1B und FReibung2 wirken auf die Lagerflächen 4-108 und 4-110 und die Schienen 4-112 und 4-114 gemäß der Darstellung in 56A. Da die erste Lagerfläche 4-108 zwei Abschnitte 4-160 und 4-162 enthält, sind zwei Reibungskräfte FReibung1A und FReibung1B gegenwärtig, von denen jeweils eine dem jeweiligen Lagerbereich 4-160 und 4-162 zugeordnet ist, und welche in der Mitte der Lagerungen in einem Kontaktbereich mit der Schiene 4-114 zentriert sind. Die zweite Reibungskraft FReibung2 wirkt auf die zweite Lagerfläche 4-108 und ist in der Mitte der Lagerung mit deren Kontakt mit der Schiene 4-112 wie dargestellt zentriert. Da der Kontaktbereich der Lagerbereiche 4-160 und 4-162, welche die erste Lagerfläche 4-110 ausbilden, im wesentlichen gleich dem Kontaktbereich der zweiten Lagerfläche 4-108 ist, und da das Ausmaß der Vorlast und des Reibungskoeffizienten für beide Lagerflächen das gleiche ist, gleicht die Summe der Reibungskräfte FReibung1A und FReibung1B die Reibungskraft FReibung2 aus. Die Lagerflächen 4-112 und 4-114 sind in gleichen Abständen LF von der optischen Achse O der Fokussierlinse 4-122 angeordnet, und die resultierenden Momente um die optische Achse der Linse sind dann ebenfalls gleich. In der vertikalen Ebene wirken die Kräfte FReibung1A, FReibung1B und FReibung2 in den Kontaktbereichen zwischen den Schienen 4-112 und 4-114 und den Lagerflächen 4-108 und 4-110 gemäß 56B, wobei diese vorteilhaft gestaltet sind, um horizontal mit dem Massezentrum der Schlittenmasse CMC derart zu fluchten, daß die Momente um das Massezentrum, welche eine Schrägstellung des Schlittens herstellen können, verringert sind.
  • [0340]
    Die 5760 stellen die auf den Schlitten 4-106 und das Stellglied 4-116 sowohl für vertikale als auch horizontale Beschleunigungen wirkenden Massenträgheitskräfte dar. Die auf den Feinmotor und den Schlitten im Ansprechen auf eine vertikale Beschleunigung der Anordnung wirkenden Massenträgheitskräfte sind in 57 dargestellt. Eine erste abwärtsgerichtete Massenträgheitskraft FIF gemäß den 57 und 58A, welche gleich der Masse des Feinmotors mal der Beschleunigung ist, wirkt auf das Massezentrum der Feinmotormasse CMF. Eine zweite abwärtsgerichtete Massenträgheitskraft FIC gemäß der 57 und 58B wirkt auf das Massezentrum der Schlittenmasse CMC und ist gleich der Masse des Schlittens mal der Beschleunigung. Die 58A und 58B stellen ferner dar, daß die Massenträgheitskräfte FIF und FIC horizontal mit der optischen Achse O der Objektivlinse 4-122 fluchten.
  • [0341]
    59A stellt die jeweils auf die Grobspulen 4-142, 4-144 und die Feinmotorpolstücke 4-244 und 4-246 bei horizontalen Beschleunigungen des Schlittens und des Feinmotors wirkenden Massenträgheitskräfte dar. Eine Massenträgheitskraft FIC1 wirkt auf das Zentrum des oberen Abschnitts der ersten Grobspule 4-142, und eine Massenträgheitskraft FIC2 wirkt auf das Zentrum des oberen Abschnitts der zweiten Grobspule 4-144. Wie oben erläutert weisen die Spulen 4-142 und 4-144 identische Dimensionen auf, so daß die Masse der ersten Spule 4-142 gleich der Masse der zweiten Spule 4-144 ist. Die Größe jeder Kraft FIC1 und FIC2, ist gleich zur Masse der jeweiligen Spule mal der Beschleunigung, und daher sind die auf die Spulen 4-142 und 4-144 wirkenden Massenträgheitskräfte gleich. Da die Spulen 4-142 und 4-144 in gleichen Abständen LC von der optischen Achse O der Objektivlinse 4-122 positioniert sind, sind die resultierenden Momente um die optische Achse der Linse, welche durch die Massenträgheitskräfte FIC1 und FIC2 hergestellt werden, gleich. Da die Feinmotorpolstücke 4-244 und 4-246 gleiche Dimensionen aufweisen und in gleichen Abständen LP von der optischen Achse O angeordnet sind, sind die auf die Polstücke wirkenden Massenträgheitskräfte FIP1 und FIP2, ebenfalls gleich, und die um die optische Achse O der Objektivlinse 4-122 resultierenden Momente sind gleich. Unter Anwendung der gleichen Analyse auf alle anderen Komponenten oder "Unterteile" des Schlittens und der Stellgliedanordnung, und wie nachfolgend im weiteren Detail erläutert wird, sind die durch die horizontalen und vertikalen Beschleunigungen oberhalb der Resonanzfrequenz der Biegeteilarme erzeugten Massenträgheitskräfte ausgeglichen und symmetrisch hinsichtlich der optischen Achse O. Die auf die Anordnung bei horizontalen Beschleunigungen wirkenden Nettomassenträgheitskräfte des Feinmotors und des Schlittens FIF und FIC wirken daher längs einer Linie durch das Zentrum des Schlittens, welche die optische Achse O gemäß der Darstellung in 59B kreuzt. Die Nettomassenträgheitskraft aufgrund des Grobmotors FIC ist gleich der Masse des Grobmotors mal der Beschleunigung, während die Nettomassenträgheitskraft aufgrund des Feinmotors FIF gleich der Masse des Feinmotors mal der Beschleunigung ist.
  • [0342]
    Bei hohen Frequenzen und bei Beschleunigungen in Spureinstellungsrichtung oberhalb der Resonanzfrequenz von ungefähr 40 Hz des Biegeteilarms des Linsenhalters entkoppeln Komponenten der Anordnung 4-100 und beeinflussen nicht die Lage der Objektivlinse 4-122. Folglich unterscheiden sich die Massenträgheitskräfte bei Beschleunigungen oberhalb und unterhalb der Resonanzfrequenz des Biegeteilarms. Die Massenträgheitskräfte für horizontale Beschleunigungen in diesen hohen Frequenzen sind in 60A dargestellt. Bei diesen hohen Frequenzen ist das Stellglied 4-116 vom Schlitten 4-106 derart entkoppelt, daß eine erste Massenträgheitskraft FI1 gleich der Masse des Feinmotors mal der Beschleunigung auf das Massezentrum der Feinmotormasse CMF wirkt, und eine zweite Massenträgheitskraft FI2, gleich der Masse des Grobmotors mal der Beschleunigung auf das Massezentrum der Schlittenmasse CMC zentriert ist.
  • [0343]
    60B stellt die Massenträgheitskräfte für horizontale Beschleunigungen unterhalb der Resonanzfrequenz des Biegeteilarms dar. Bei diesen niedrigen Frequenzen bewegen sich die Feinmotormasse und die Schlittenmasse als eine Einheit, welche ein Nettomassenzentrum bei CMC' hat. Wie dargestellt ist, ist dieses Nettomassenzentrum CMC' in einem Abstand x vertikal über dem Massezentrum der Schlittenmasse CMC angeordnet, und daher sind die Grobmotorkräfte FGrob1 und FGrob2 und die Reibungskräfte FReibung1 und FReibung2 nicht weiter in Flucht mit dem Massezentrum der Schlittenmasse, welche nun zu CMC' verschoben wurde. Obwohl diese vertikale Verschiebung des Massezentrums des Schlittens auftritt, stellt die symmetrische Konstruktionsweise der Anordnung 4-100 sicher, daß das Massezentrum der Schlittenmasse CMC sich nicht in der horizontalen Ebene verschiebt, und die auf den Schlitten wirkenden Kräfte verbleiben symmetrisch um das Massezentrum und die optische Achse O trotz der vertikalen Verschiebung des Massezentrums von CMC zu CMC'.
  • [0344]
    Ferner stellt die Symmetrie dieser Konstruktionsweise sicher, daß die horizontale Verschiebung des Massezentrums CMC nicht auftritt, wenn Unterteile oder Komponenten des Schlittens bei hohen Frequenzen entkoppeln. Bei Frequenzen im KHz-Bereich entkoppeln zum Beispiel die Feinmotorpolstücke 4-244 und 4-246 und die Magnete 4-250 und 4-252. Aufgrund der Symmetrie dieser Konstruktionsweise verschiebt sich jedoch das Massezentrum nicht in der horizontalen Ebene. Da keine Verschiebung des Massezentrums CMC in der horizontalen Ebene auftritt, kippen oder rollen die Reaktionskräfte des Fokussiermotors nicht den Schlitten bei Frequenzen oberhalb derer, wo Unterteile "verloren" gehen. Durch die horizontale Ausrichtung des Massezentrums bezüglich der optischen Achse O der Objektivlinse 4-122 sitzt die Linse daher "im Auge des Sturms", wobei seine Lage nur minimal durch Resonanz-, Motor- und Reaktionskräfte beeinflußt wird, welche auf die Anordnung 4-100 wirken.
  • [0345]
    Die 61A und 61B stellen ein Bode-Transferdiagramm der Feinspureinstellungslage gegenüber dem Feinmotorstrom des Stellgliedes 4-116 gemäß der vorliegenden Erfindung für eine Objektivlinse mit 0,24 Gramm dar, welche in einem Feinmotor mit einer Masse von 1,9 Gramm aufgehängt ist. Gemäß der Darstellung in 61A äußert das Stellglied eine im wesentlichen ideale dB-Kurve 4-310 mit einer ungefähren Neigung von 40 dB/Dekade und eine ideale Phasenverschiebungskurve 4-312 gemäß 61B. Die beiden Kurven, die dB- und die Phasenverschiebungskurve, werden jeweils durch die Spurlinien 4-310 und 4-312 identifiziert. Die 61C und 61D stellen die gleiche Transferfunktion dar, wenn die Linse um 0,15 mm außerhalb des Zentrums in horizontaler oder Spureinstellungsrichtung ist. Sowohl die dB- als auch die Phasenverschiebungskurve offenbaren jeweils mit den Linie 4-410' und 4-412' eine Störung oder ein Glitsch, welches ungefähr bei 3,2 kHz auftritt. Der Phasenrand bzw. die Phasenreserve fällt um ungefähr 25 Grad ab, was die Schleifendämpfung verringert und die Ausregelzeit und das Überschwingen erhöht. Beim Positionieren der Linse zerstört die horizontale Verschiebung der Linsenlage die Symmetrie oder den Ausgleich der Feinspureinstellungkräfte, welche auf die Linse wirken, und führt zu einem Moment um die optische Achse der Linse, was zu einem Gieren führt. Daher ist es erkennbar, daß der Ausgleich der Kräfte der Anordnung 4-100 um die optische Achse O der Objektivlinse 4-122 die Spureinstellungslage spürbar verbessert.
  • [0346]
    Die 62A62C stellen die Effekte von asymmetrischen Fokussierkräften dar, welche auf die Anordnung 4-100 wirken. 62A stellt das Spureinstellungssignal dar, welches als Kurvenlinie 4-320 gezeigt ist, bei gekreuzten Spuren bei einer Spurteilung von 1,5 μm, wobei jede Sinuswelle einer Informationsspur auf der Oberfläche der Bildplatte entspricht. In 62B ist die Fokussierkraft im Massezentrum des Feinmotors CMF und der optischen Achse O zentriert. Die obere Kurve 4-322 zeigt den auf die Fokussierspule während des Schritts aufgebrachten Strom, während die untere Kurve 4-324 das Spureinstellungsfehlersignal zeigt, wenn einer bestimmten Spur gefolgt wird, bei einem Fokussierstrom von 0,1 Ampere und einer Fokussierbeschleunigung von 0,75 m/s2. Wie dargestellt, bleibt das Spureinstellungsfehlersignal durch das Niveau des Fokussierstroms virtuell unbeeinflußt. 62C zeigt den Effekt auf den Strom und das Spureinstellungsfehlersignal wie in 62B, wenn die Fokussierkraft um ungefähr 0,2 mm außer Flucht zur optischen Achse O und dem Massezentrum CMF verschoben ist. Die entsprechenden Kurven sind jeweils als Kurvenlinien 4-422' und 4-424' identifiziert. Das Spureinstellungssignal ist nun sichtbar durch den Fokussierstrom beeinflußt. Bei gleichem Fokussierstrom und gleicher Beschleunigung ergibt sich eine Spureinstellungsversetzung von 0,022 μm. In der Regel ist der gesamte zulässige Spurversatz in einem optischen Laufwerk in einem Bereich von 0,05 μm bis 0,1 μm, und daher wird der Spurversatz durch Ausrichtung der Kräfte gemäß 62B wesentlich verringert.
  • [0347]
    Eine alternative Ausführungsform einer Schlitten- und Stellgliedanordnung 4-400, in welcher das Massezentrum eines 2-D-Stellglieds mit dem Massezentrum der Schlittenmasse zusammenfällt, ist in 63 dargestellt. Zusätzlich dazu, daß es im wesentlichen symmetrisch um die optische Achse einer Objektivlinse ist, fällt das Massezentrum der Feinmotormasse mit dem Massezentrum der Schlittenmasse zusammen und fluchtet mit der optischen Achse. Die Schlitten- und Stellgliedanordnung 4-100 gemäß der ersten Ausführungsform ist für die meisten Frequenzbereiche geeignet. Die Anordnung 4-400 in der vorliegenden alternativen Ausführungsform kann jedoch in Anwendungsfällen verwendet werden, wo es wünschenswert ist, die Verschiebung des Massezentrums der Schlittenmasse bei Frequenzen unterhalb der Resonanzfrequenz des Biegeteilarms zu vermeiden.
  • [0348]
    Die Anordnung 4-400 enthält einen Schlitten 4-406 mit einer ersten und zweiten Lagerfläche 4-408 und 4-410, die im wesentlichen identisch mit denen der Anordnung 4-100 sind und welche verschiebbar auf nicht dargestellte Führungsschienen montiert sein können, und ein 2-D-Stellglied 4-416, welches im Schlitten 4-406 montiert ist. Der Schlitten 4-406 enthält ein Paar an Grobspureinstellungsspulen 4-412 und 4-414, welche innerhalb jeweiliger Nuten 4-417 und 4-418 positioniert sind, die benachbart den Lagerflächen 4-408 und 4-410 im Schlitten 4-406 ausgebildet sind, und welche zum Bewegen des Schlittens 4-406 horizontal in eine Spureinstellungsrichtung gemäß 65 wirken, um auf verschiedenen Informationsspuren auf der Oberfläche einer Bildplatte zuzugreifen.
  • [0349]
    Das Stellglied 4-416 enthält einen Linsenhalter 4-420 mit einer Objektivlinse 4-422, welche darauf montiert ist. Ein Paar von Lagerungen 4-424, welche auf der oberen Fläche des Schlittens 4-406 ausgebildet sind, stützen ein Paar von oberen Biegeteilarmen 4-426, welche ferner an die oberen Flächen eines Paars von Vorsprüngen 4-428 angefügt sind, die am Linsenhalter 4-420 ausgebildet sind. Ein Paar von unteren Biegeteilarmen 4-429, welche in ihrer Struktur identisch mit den oberen Biegeteilarmen 4-426 sind, werden durch entsprechende Lagerungen im Boden des Schlittens (nicht dargestellt) gestützt und sind an die entsprechenden Bodenflächen der Überstände 4-428 am Linsenhalter 4-420 angefügt. Ein Lichtstrahl 4-430 tritt durch eine ovale Öffnung 4-432 in das Stellglied 4-416 ein und wird durch einen nicht dargestellten Spiegel, der innerhalb des Stellglieds 4-416 aufgenommen ist, durch die Objektivlinse 4-422 längs einer optischen Achse O' reflektiert. Das Stellglied 4-416 ist ferner an einen Fokussier- und Feinspureinstellungsmotor angefügt, der die Linse 4-422 dazu bewegt, um den austretenden Strahl auf einen gewünschten Ort auf der Oberfläche der Bildplatte präzise auszurichten und zu fokussieren. Der Fokussier- und Feinspureinstellungsmotor enthält zwei Dauermagnete 4-440 und 4-442, welche an gegenüberliegenden Enden des Linsenhalters 4-420 befestigt sind. Eine ovalförmige Feinspureinstellungsspule 4-444 ist an jedem Dauermagneten 4-440 und 4-442 in der Nachbarschaft der Schlittenlagerflächen 4-408 und 4-410 befestigt. Eine Fokussierspule 4-448 ist an den oberen und unteren Flächen des Schlittens 4-406 angefügt und wird durch Lagerungen gehalten, welche im Inneren des Schlittens derart ausgebildet sind, daß der Linsenhalter 4-420 zwischen den Fokussierspulen 4-448 positioniert ist.
  • [0350]
    Die Grobspureinstellungsbewegung des Schlittens 4-406 und des Stellglieds 4-416 wird in einer identischen Weise wie bei der in den 46 und 47 dargestellten Anordnung 4-100 bewirkt. Wenn ein Strom auf die Grobspureinstellungsspulen 4-412 und 4-414 in Gegenwart eines Magnetfeldes aufgebracht wird, wird eine Kraft gemäß dem Lorentz-Gesetz erzeugt, welche zum Bewegen des Schlittens 4-406 und des Stellglieds 4-416 in einer Spureinstellungsrichtung gemäß 65 wirkt, um die Objektivlinse 4-422 unterhalb verschiedener Informationsspuren auf der Bildplatte zu positionieren.
  • [0351]
    64 stellt die Arbeitsweise des Stellglieds 4-416 zum Bewegen des Linsenhalters 4-420 und der darauf getragenen Objektivlinse 4-422 in einer Fokussierrichtung dar. Wenn in den Fokussierspulen 4-448 ein Strom erzeugt wird, wird ein elektromagnetisches Feld 4-450 in jeder der Spulen induziert. Das elektromagnetische Feld 4-450 unterscheidet sich in Richtung der jeweils dargestellten Fokussierspulen. Im gezeigten Beispiel werden beide Dauermagnete 4-440 und 4-442 durch die untere Fokussierspule 4-448 (nicht gezeigt) angezogen und durch die obere Fokussierspule 4-448 abgestoßen, wodurch der Objektivlinsenhalter 4-420 zur unteren Fokussierspule 4-448 und weg von der oberen Fokussierspule 4-448 bewegt wird, um die Objektivlinse 4-422 weiter weg von der Oberfläche der Bildplatte zu positionieren, wobei das Ausmaß der Versetzung von der Stärke des induzierten elektromagnetischen Feldes abhängt.
  • [0352]
    In einer ähnlichen Weise stellt 65 die Dauermagnete 4-440 und 4-442 dar, welche mit den Feinspureinstellungsspulen 4-444 zusammenwirken. Eine Beaufschlagung der Spureinstellungsspulen 4-444 mit Energie bewegt den Linsenhalter 4-420 horizontal in die Spureinstellungsrichtung nach rechts oder links in Abhängigkeit von der Richtung des Stroms durch die Spulen. In der Gegenwart des dargestellten Magnetfelds 4-460 werden der Linsenhalter 4-420 und die Objektivlinse 4-422 zum Beispiel nach links bewegt. Auf diese Weise wirken die Feinspureinstellungsspulen 4-444 für eine präzisere Positionierung des von der Objektivlinse 4-422 austretenden Lichtstrahles innerhalb des Zentrums einer gewünschten Informationsspur auf der Bildplatte.
  • [0353]
    In der folgenden Diskussion entsprechen die angezeigten Kräfte und Längen denen gemäß obiger Diskussion im Zusammenhang mit der Anordnung 4-100. Zur Erleichterung der Darstellung wird das Grundsymbol ''''' verwendet, um entsprechende Werte zu diskutieren, während Bezug auf die 46, 49B, 50A, 51A53A, 55A, 56A, 58A und 58B wie bei der Durchführung der Diskussion der angezeigten Kräfte und Längen im Zusammenhang mit der Anordnung 4-100 genommen wird.
  • [0354]
    Wie oben beschrieben arbeitet der Grobspureinstellungsmotor in einer identischen Weise wie der Grobspureinstellungsmotor der Anordnung 4-100. Die Grobspureinstellungsspulen 4-412 und 4-414 weisen identische Dimensionen auf und sind mit dem gleichen Abstand von der optischen Achse O' der Objektivlinse 4-422 positioniert. Gleiche Ströme werden auf die Spulen in der Art aufgebracht, daß entsprechende Kräfte FGrob1' und FGrob2' gemäß 46 auf den Schritten 4–406 bei gleichen entsprechenden Abständen LC1' und LC2' gemäß 49B von der optischen Achse O' wirken. In der vertikalen Ebene in Radialrichtung sind diese Kräfte FGrob1' und FGrob2' in Flucht mit den zusammenfallenden Schwerkraftzentren der entsprechenden Feinmotormasse CMF' gemäß 58A und der Schlittenmasse CMC' gemäß 58B, wodurch eine Schrägstellung des Schlittens und des Stellglieds minimiert wird. In einer ähnlichen Weise sind die Lagerflächen 4-408 und 4-410 in gleichen Abständen von der optischen Achse O' derart positioniert, daß die Aufhängungskräfte des Schlittens ebenfalls symmetrisch um die optische Achse O' sind. Jede Kraft FLagerung1' und FLage rung2' (siehe 55A zum Vergleich) wirkt als ein gleicher Abstand FLagerung1' von der optischen Achse O', so daß die um die optische Achse erzeugten Momente gleich sind und eine Schrägstellung des Schlittens und des Stellglieds weiter reduziert wird. Der Oberflächenbereich der Lagerung, welcher die Schienen berührt, ist im wesentlichen derart gleich konstruiert, daß die auf den Schlitten 4-406 wirkenden Reibungskräfte im wesentlichen gleich sind. Da die Lagerungsflächen 4-408 und 4-410 abstandsgleich von der optischen Achse O' angeordnet sind, sind die um die optische Achse wirkenden Momente gleich und eine Schrägstellung des Schlittens und des Stellglieds sind minimiert. Die Anordnung ist ferner derart gestaltet, daß die Reibungskräfte vertikal mit dem Massezentrum des Schlittens 4-406 und des Stellglieds 4-416 fluchten.
  • [0355]
    Die Feinspureinstellungsspulen 4-444 weisen gleiche Dimensionen auf, und der auf die Spulen aufgebrachte Strom ist derart gleich, daß die auf das Stellglied wirkenden Feinspureinstellungskräfte gleich sind. Ferner sind die Feinspureinstellungsspulen 4-444 in gleichen Abständen L1' gemäß 50A von der optischen Achse O' derart positioniert, daß die um diese Achse erzeugten Momente gleich sind. In der vertikalen Ebene sind diese Kräfte FSpur1' und FSpur2' gemäß 50A ebenfalls mit dem Schwerkraftzentrum des Stellglieds 4-416 und des Schlittens 4-406 derart in Flucht, daß eine Schrägstellung des Stellgliedes 4-416 verringert ist. Da die auf die Anordnung wirkenden Feinspureinstellungskräfte gleich sind, folgt, daß die im Ansprechen auf die Spureinstellungskräfte FSpur1' und FSpur2' erzeugten Reaktionskräfte FReakt1' und FReakt2' gemäß 51A ebenfalls gleich sind. Diese Reaktionskräfte wirken in gleichen Abständen LR' von der optischen Achse und sind vertikal in Flucht mit dem Schwerpunktzentrum, so daß die Momente um die optische Achse O' gleich sind und ein Gieren verringert ist.
  • [0356]
    In gleicher Weise weisen die Fokussierspulen 4-448 im wesentlichen gleiche Dimensionen auf, und der darauf aufgebrachte Strom ist derart, daß die Fokussierspulen 4-448 gleiche Kräfte FFocus1' und FFocus2' erzeugen, die auf das Stellglied wirken. In dieser Ausführungsform sind die Fokussierspulen 4-448 jedoch in gleichen Abständen LF' gemäß 56A vom zusammenfallenden Massezentrum der Feinmotormasse und der Schlittenmasse derart angeordnet, daß die Momente um die optische Achse O' gleich sind. Da die Fokussierkräfte FFocus1' und FFocus2' gemäß 52A ferner gleich sind, sind die auf die Feinmotormasse wirkenden Fokussierreaktionskräfte FFR1' und FFR2' gemäß 53A gleich und wirken in gleichen Abständen LFR' gemäß 53A von den zusammenfallenden Massezentren der Schlittenmasse CMC' und der Feinmotormasse CMF'. Daher sind die um die optische Achse O' durch die Reaktionskräfte erzeugten Momente gleich, und eine Schrägstellung des Stellgliedes wird weiter minimiert.
  • [0357]
    Die Biegeteilkräfte FFlex1' und FFlex2', die auf das Stellglied wirken, und die Feinmotorreaktionskräfte FRA' und FRB', welche im Ansprechen auf die Biegeteilkräfte erzeugt werden, sind effektiv die gleichen wie jene gemäß der Darstellung in 54 bezüglich der Anordnung 4-100. Da die Biegeteil- und Reaktionskräfte nicht um die optische Achse O' symmetrisch sind, sind die durch diese Kräftepaare um die Achse O' erzeugten Momente nicht gleich. Diese Kräfte werden jedoch effektiv vom Schlitten 4-406, außer bei niedrigen Frequenzen (in der Regel unterhalb rund 40 Hz), derart entkoppelt, daß diese Momente nicht die Leistungsfähigkeit des Stellgliedes in den meisten Betriebszuständen beeinflussen.
  • [0358]
    Daher sind die auf die Anordnung 4-400 wirkenden Motor- und Reaktionskräfte symmetrisch um die optische Achse O' und vertikal in Flucht mit den Schwerkraftzentren der Feinmotormasse CMF' und der Schlittenmasse CMC'. Da die Schwerpunktzentren der Feinmotormasse und der Schlittenmasse zusammenfallen, verschieben eine Entkopplung des Stellgliedes 4-416 oder eines anderen Unterteiles der Anordnung 4-400 nicht das Massezentrum, und die auf die Anordnung 4-400 wirkenden Kräfte und Momente bleiben ausgeglichen bei praktisch allen horizontalen und vertikalen Beschleunigungen.
  • Anamorphotisches, achromatisches Prismensystem
  • [0359]
    66 zeigt ein herkömmliches optisches System 5-100 mit einer Lichtquelle 5-102 102, welche einen in strichlierten Linien herausgestellten einfallenden Lichtstrahl 5-106 schafft, einem einfachen anamorphotischen Prisma 5-108, einer Fokussierlinse 5-110 und einem optischen Medium 5-112. Der Lichtstrahl 5-106 tritt in das Prisma 5-108 mit einem Einfallswinkel 5-114 hinsichtlich der Normalen einer Eintrittsfläche 5-116 des Prismas ein. Die Laserlichtquelle erzeugt gewöhnlich einen elliptischen Strahl mit etwas Astigmatismus, wie es in Fachkreisen bekannt ist. Das anamorphotische Prisma 5-108 schafft eine Aufweitung längs der geringeren Achse der Ellipse, um die Elliptizität des Strahles zu korrigieren. Der Einfallswinkel 5-114 wird gewählt, um die gewünschte Aufweitung längs der geringeren Achse zu schaffen. Das anamorphotische Prisma 5-108 108 kann auch einen Astigmatismus im einfallenden Lichtstrahl 5-106 korrigieren. Die Linse 5-110 fokussiert den sich ergebenden korrigierten Strahl 5-118, um einen Leuchtfleck 5-120 auf dem optischen Medium 5-112 auszubilden.
  • [0360]
    Das einfache Prisma 5-108 ist ausreichend, solange die Wellenlänge des einfallenden Lichtstrahles 5-106 konstant bleibt. In der Praxis verändern Lichtquellen in der Regel jedoch ihre Wellenlänge aufgrund von Temperaturveränderungen, Leistungsverschiebungen, zufälligen "Modensprüngen" und unter anderen Bedingungen, welche im Fachgebiet wohlbekannt sind. In magneto-optischen Plattensystemen verschiebt sich die Laserleistung kontinuierlich zwischen dem erforderlichen Leistungsniveau für den Schreibbetrieb und dem Leistungsniveau für den Lesebetrieb.
  • [0361]
    Der Brechungswinkel des Lichts an der Schnittstelle des Materials wird nach dem Snelliusschen Gesetz berechnet, wie dies dem Fachmann bekannt ist: n1 sinθ1 = n2 sinθ2 wobei:
    n1 = Brechungsindex des Materials 1;
    θ1 = Einfallswinkel bezüglich der Normalen;
    n2 = Brechungsindex des Materials 2; und
    θ2 = Brechungswinkel bezüglich der Normalen.
  • [0362]
    Dieser Zusammenhang bestimmt die Brechung des Lichtstrahles 5-106, wenn er in das Prisma 5-108 eintritt. Wie in 66 ersichtlich ist, wird der Strahl mit einem vorgegebenen Winkel gebrochen, der durch den Brechungsindex des Prismas 5-108 und den Einfallswinkel 5-114 des Lichtstrahles 5-106 diktiert wird, wenn ein Lichtstrahl 5-106 mit einer Wellenlänge in das anamorphotische Prisma 5-108 eintritt. Der resultierende Lichtstrahl 5-118, korrigiert hinsichtlich der Elliptizität und möglicherweise des Astigmatismus des Lichtstrahles 5-106, tritt in die Fokussierlinse 5-110 ein und führt zu einem fokussierten Lichtpunkt 5-120 auf dem optischen Medium 5-112. Der Brechungsindex verändert sich jedoch mit der Wellenlänge. Dies wird als chromatische Dispersion bezeichnet. Wenn sich die Wellenlänge des einfallenden Lichtstrahles 5-106 verändert, ist der sich an der Schnittstelle zwischen der Luft und dem Prisma 5-108 ergebende Brechungswinkel dementsprechend anders als der Brechungswinkel bei der vorherigen Wellenlänge. 66 stellt mit punktierten Linien den Effekt bei einer Verschiebung der Wellenlänge des einfallenden Strahls 5-106 heraus. Der einfallende Lichtstrahl 5-106 wird mit einem anderen Winkel gebrochen und führt zu einem Lichtstrahl 5-122, welcher in die Fokussierlinse 5-110 mit einem anderen Winkel eintritt, um schließlich in einem fokussierten Lichtpunkt 5-124 auf dem optischen Medium 5-112 zu resultieren. Gemäß der Darstellung in 66 ist der Lichtpunkt 5-124 vom Lichtpunkt 5-120 beabstandet. Diese aus einer Veränderung der Wellenlänge des einfallenden Lichtstrahles resultierende Versetzung wird nachfolgend als seitliche Strahlverschiebung bezeichnet.
  • [0363]
    Die seitliche Strahlverschiebung kann dadurch vermieden werden, daß das anamorphotische Prisma 5-108 nicht verwendet wird. Zum Beispiel kann ein System eine kreisförmige Linse einsetzen, um einen kreisförmigen Lichtpunkt auf dem optischen Medium zu schaffen. Um den kreisförmigen Lichtpunkt mit einer Linse auszubilden, fokussiert die Linse jedoch nur eine kreisförmige Öffnung innerhalb des elliptischen Lichtstrahls. Dies führt zu einer nicht effektiven Anwendung der Laserleistung, da Abschnitte des Lichtstrahles außerhalb der kreisförmigen Öffnung abgetrennt werden. Dementsprechend zieht ein System, welches kein anamorphotisches Prisma zur Strahlengestaltung anwendet, keinen Nutzen aus der prismatischen Korrektur der Elliptizität und des Astigmatismus des einfallenden Lichtstrahls. Die strahlformenden Eigenschaften des anamorphotischen Prismas ermöglichen eine effektive Nutzung der Laserleistung durch Aufweitung des elliptischen Strahls in einen kreisförmigen Strahl. Die effiziente Nutzung der Leistung ist vorteilhaft, insbesondere in optischen Plattensystemen, wenn erhöhte Leistung erforderlich ist, um die Platte zu beschreiben.
  • [0364]
    67 zeigt eine herkömmliche Konfiguration für ein mehrteiliges Prismensystem 5-130, wie es dem Fachmann bekannt ist. Das gezeigte System besteht aus drei Prismenelementen, Prisma 5-132, Prisma 5-134 und Prisma 5-136, einer Fokussierlinse 5-138 und einem optischen Medium 5-140 der reflektierenden Art. Das Prismensystem 5-130 könnte gestaltet sein, um achromatisch zu sein durch eine geeignete Auswahl der individuellen Prismengeometrien, der Brechungsindizes und der Dispersionen des Prismas 5-132, Prismas 5-134 und Prismas 5-136.
  • [0365]
    Das in 67 dargestellte Prismensystem 5-130 ermöglicht auch die Reflexion eines vom optischen Medium 5-140 zurückkehrenden Strahls zu einem Erfassungssystem 5-144 durch Einbinden eines strahlenteilenden dünnen Films 5-146 zwischen dem Prisma 5-134 und dem Prisma 5-136.
  • [0366]
    Wie aus 67 ersichtlich ist, durchläuft ein eintretender Lichtstrahl 5-148 die Prismen 5-132, 5-134 und 5-136 und wird dann durch die Linse 5-138 fokussiert, um einen Leuchtfleck 5-137 auf dem optischen Medium 5-140 auszubilden. Der Lichtstrahl 5-148 wird vom optischen Medium 5-140 durch die Fokussierlinse 5-138 zurück in das Prisma 5-136 reflektiert und von dem dünnen Film 5-146 als ein Lichtstrahl 5-150 gespiegelt. Der Lichtstrahl 5-150 tritt dann in das Erfassungssystem 5-144 ein.
  • [0367]
    Wenn es achromatisch gestaltet ist, sollten Veränderungen in der Wellenlänge des einfallenden Lichtstrahles 5-148 nicht zu einer seitlichen Verschiebung des fokussierten Lichtpunkts 5-137 auf dem optischen Medium 5-140 führen.
  • [0368]
    Wie zuvor erläutert ziehen optische Systeme oftmals Nutzen aus mehr als einem Detektor. Ein Prismensystem mit einem Luftspalt im Lichtweg könnte wesentliche Vorteile schaffen, insbesondere bei der Herstellung eines kompakten, achromatischen Prismensystems, welches zur Reflexion von Abschnitten der einfallenden und zurückkehrenden Strahlen auf mehrere Detektoren in der Lage ist. Unter Nutzung eines Luftspalts kann ein symmetrisches Korrekturprisma ferner an ein bestehendes anamorphotisches Prismensystem angefügt werden. Schließlich wäre ein einheitliches Prismensystem mit einem Luftspalt vorteilhaft, um eine stabile, kompakte, leicht herstellbare und installierbare Prismenanordnung zu schaffen.
  • [0369]
    Um die Bauweise eines achromatischen Prismensystems mit einem Luftspalt zwischen den Prismen detaillierter zu erläutern, wird Bezug auf 68 genommen, welche ein zweiteiliges Prismensystem 5-152 mit einem chromatischen Korrekturprisma 5-154 herausstellt, das an ein einfaches anamorphotisches Prisma 5-156 angefügt ist. Das Korrekturprisma 5-154 weist einen Brechungsindex von n1 auf, und das einfache anamorphotische Prisma 5-156 weist einen Brechungsindex von n2 bei der gewählten Wellenlänge auf. Die Winkel im System werden gemäß der Darstellung in 68 als ϕ, a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, β1, β2 und βLuft bezeichnet. Der Ablenkwinkel des einfallenden Strahls zum austretenden Strahl wird mit α bezeichnet, wobei α = β1 + βLuft – (a7 + ϕ + β2)und a7 kann durch wiederholte Anwendung des Snelliusschen Gesetzes und der Winkelgeometrie berechnet werden.
  • [0370]
    Die Konstruktionsbestimmungen werden gewählt, um ein gewünschtes Resultat (zum Beispiel Totalablenkung durch das System) zu erzielen. Um zum Beispiel ein achromatisches System zu gestalten, ist die Bedingung derart, daß α über einen gewissen Wellenlängenbereich konstant ist.
  • [0371]
    Für einen gesamten gewünschten Ablenkwinkel α = A vom einfallenden Strahl zum ausfallenden Strahl wird die Bedingung wie folgt getroffen: A = β1 + βLuft – (a7 + ϕ + β2)
  • [0372]
    Ferner ist die Bedingung zur Herstellung eines Korrekturprismas 5-154 als symmetrisches Prisma einer Nettoaufweitung des einfallenden Lichtstrahles, so daß es an das einfache anamorphotische Prisma 5-156 angefügt werden kann, gemäß der Darstellung in 68 wie folgt: ϕ = sin–1[n1 * sin(β1/2)]
  • [0373]
    Durch Wahl dieser Bedingung erweitert das Korrekturprisma 5-154 nicht den einfallenden Lichtstrahl. Das Korrekturprisma kann daher an ein bestehendes anamorphotisches Prismensystem angefügt werden, welches zum Herstellen einer geeigneten Expansion gewählt wurde.
  • [0374]
    Schließlich kann die Prismenanordnung 5-152 alle gewünschten konstruktiven Beschränkungen durch geeignete Auswahl von ϕ, β1, β2, βLuft und den Glasdispersionen treffen.
  • [0375]
    In einigen Fällen kann es für den austretenden Strahl wünschenswert sein, einen signifikanten Ablenkwinkel vom Eintrittsstrahl aufzuweisen. Zum Beispiel kann eine Ablenkung von 90 Grad vorteilhaft sein. Dies kann durch Herstellen einer totalen inneren Reflexion im Prisma 5-156 vor dem Austritt des Strahls aus dem Prisma ausgeführt werden. Dies verändert die obigen Berechnungen, aber die Ziele dieser Bauweise können durch geeignete Wahl der Parameter weiter erreicht werden.
  • [0376]
    Durch Anwendung der obigen Prinzipien zum Hinzufügen eines symmetrisch korrigierenden Prismas an ein bestehendes anamorphotisches Prisma wurde ein Prismensystem gestaltet, welches mehrere Oberflächen zur teilweisen Reflexion des zurückkehrenden Strahls zu verschiedenen Detektoren aufweist. Ausführungsformen von einheitlichen, mit Luftspalt versehenen, achromatischen Prismensystemen mit bedeutenden Ablenkwinkeln zwischen dem eintretenden Strahl und dem austretenden Strahl zusammen mit mehreren Reflexionen zu verschiedenen Erfassungssystemen werden nachfolgend erläutert.
  • [0377]
    69 stellt eine Ausführungsform eines mit Luftspalt versehenen, anamorphotischen, achromatischen Prismensystems 5-170 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Vorzugsweise weist das Prismensystem 5-170 wie es in 69 herausgestellt ist drei Prismen auf, die zu einer einzelnen Einheit verbunden sind. Wie zuvor erläutert schafft dies den Vorteil, daß die Prismenanordnung 5-170 als eine einzelne Einheit montiert wird. Da die Prismen miteinander verklebt bzw. verbunden sind, müssen sie nicht separat im optischen System montiert werden. Dies verringert die Montagezeit, erhöht die Stabilität des Systems, verringert die Montagekosten und minimiert die funktionellen Abweichungen zwischen unterschiedlichen optischen Systemen. Die drei Prismenelemente sind ein Plattenprisma 5-172, ein trapezoidales Prisma 5-174 und ein Korrekturprisma 5-176. 69 zeigt auch den Lichtstrahlengang als einen Lichtstrahl 5-178 von der Lichtquelle 5-102, einen Lichtstrahl 5-180 im Luftspalt, einen austretenden/reflektierten Lichtstrahl 5-182, einen Lichtstrahl 5-184 des ersten Detektorkanals zum ersten Detektor 5-185, einen Lichtstrahl 5-186 des zweiten Detektorkanals zu einem zweiten Detektor 5-187 und einen Lichtstrahl 5-188 des dritten Detektors zu einem dritten Detektor 5-189. Durch Einfügen eines Luftspalts zwischen dem Korrekturprisma 5-176 und dem Plattenprisma 5-172, durch welchen der Lichtstrahl 5-180 des Luftspalts hindurchgeht, kann das Korrekturprisma 5-176 als ein symmetrischer Korrektor mit keiner Nettoaufweitung des einfallenden Strahls 5-178 gestaltet werden. Daher kann das Korrekturprisma 5-176 zur Kombination des Plattenprismas 5-172 und des trapezoidalen Prismas 5-174 hinzugefügt werden, um das Prismensystem 5-170 gemäß der Darstellung in 69 zu achromatisieren.
  • [0378]
    69 stellt auch eine Linse 5-190 heraus, die zum Fokussieren des austretenden Lichtstrahles 5-182 auf einem optischen Medium 5-191 angeordnet ist. Die Einzelheiten der in 69 dargestellten Bauweise sind derart beschrieben und konstruiert, daß sie im wesentlichen achromatisch sind bei einer Konstruktionswellenlänge von 785 ± 22 nm. Bei dieser Wellenlänge wird das System die nachfolgend beschriebenen Eigenschaften aufweisen.
  • [0379]
    Das Plattenprisma 5-172 ist in den 70, 70A und 70B detaillierter herausgestellt. 70 ist eine Seitenansicht des Plattenprismas 5-172, 70A ist eine Unteransicht, welche eine Fläche S1 5-200 illustriert, und 70B ist eine Draufsicht, welche eine Fläche S2 5-202 darstellt. Das Plattenprisma weist die optische Fläche S1 5-200, die optische Fläche S2 5-202, eine optische Fläche S3 5-204, eine Fläche S4 5-206 und eine Fläche S5 5-208 auf. In einer Ausführungsform sind die Flächen S1 5-200 und S2 5-202 im wesentlichen parallel und voneinander beabstandet mit einem Abstand, der in 70 als 5-210 bezeichnet ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Abstand 5-210 vorteilhafterweise 6,27 mm. Die Fläche S5 5-208 und die Fläche S3 5-204 sind auch im wesentlichen parallel in der vorliegenden Ausführungsform. Die Fläche S1 5-200 und die Fläche S3 5-204 schneiden sich und enden an einer Kante 5-211 (d. h., der S1/S2-Kante) gemäß 70 mit einem Winkel 5-212 (d. h., dem S1/S2-Winkel), welcher vorteilhafterweise in der vorliegenden Ausführungsform 50 Grad, 21' ± 10' ist. Die Fläche S3 5-204 und die Fläche S2 5-202 schneiden sich und enden an einer Kante 5-214; die Fläche S2 5-202 und die Fläche S4 5-206 schneiden sich an Enden an einer Kante 5-216; die Fläche S4 5-206 und die Fläche S5 5-208 schneiden sich und enden an einer Kante 5-218; und die Fläche S5 5-208 und die Fläche S1 5-200 schneiden sich und enden an einer Kante 5-220 gemäß der Darstellung in 70. Die Fläche S2 5-202 weist eine als 5-222 gemäß 70 bezeichnete Länge und eine als 5-224 gemäß 70A bezeichnete Breite auf. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Länge 5-222 13,34 mm und die Breite 5-224 8,0 mm. Die Gesamtlänge des Prismas von der Kante 5-218 zur Kante 5-211 parallel zur Oberfläche S1 5-200 gemessen wird gemäß 70 als 5-225 bezeichnet und ist vorteilhafterweise 23,61 mm in der vorliegenden Ausführungsform. Der Abstand von der Kante 5-218 zur Kante 5-220 wird als 5-227 bezeichnet und längs einer Referenzebene 5-226 gemessen, die senkrecht zur Fläche S1 5-200 und der Fläche S2 5-202 definiert ist, und beträgt vorteilhafterweise 2,14 mm. Die Draufsicht in 70A stellt eine freie Öffnung bzw. Apertur 5-230 und eine freie Apertur 5-232 dar, die auf der Fläche S1 5-200 definiert sind. Eine freie Apertur ist einfach ein Bereich der Oberfläche des Prismas, über welchem die Fläche spezifiziert ist, um eine gewählte Qualität zu erfüllen. In der vorliegenden Ausführungsform sind die freien Aperturen 5-230 und 5-232 Ovale von 8,5 mm zu 6,5 mm. Vorteilhafterweise ist die Apertur 5-230 mit seiner geringeren Achse einen Abstand 5-233 von der Kante 5-211 zentriert, und seine Hauptachse ist in der Mitte der Fläche S1 5-200 gemäß der Darstellung in 70A zentriert. In der vorliegenden Ausführungsform ist die freie Apertur 5-232 innerhalb der geringeren Achse mit einem Abstand 5-234 von der Kante 5-220 zentriert und mit seiner Hauptachse längs zur Mitte der Fläche S1 5-200 zentriert. Vorteilhafterweise beträgt der Abstand 5-233 in der vorliegenden Ausführungsform 6,15 mm und der Abstand 5-234 5,30 mm.
  • [0380]
    Die in 70B herausgestellte Draufsicht stellt eine freie Apertur 5-235 dar, welche auf der Fläche S2 5-202 definiert ist. Die vorliegende Ausführungsform definiert diese freie Apertur als ein Oval mit 8,5 mm zu 6,5 mm, wobei es eine geringere Achse mit einem Abstand 5-236 von der Kante 5-214 zentriert ist und seine Hauptachse der Fläche S2 5-202 gemäß der Darstellung in 70B zentriert ist. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Abstand 5-236 5,2 mm. Die freien Aperturen 5-230, 5-232 und 5-235 definieren Abschnitte auf den Oberflächen, über welchen die Oberflächenqualität vorzugsweise zumindest 40/20 ist, wie dies im Fachgebiet bekannt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist ein BK7, Grad A feingekühltes Glas (grade A fine annealed glass), wie es in Fachkreisen wohl bekannt ist, ein geeignetes optisches Material für das Prisma 5-172.
  • [0381]
    71 zeigt zusätzliche Details des trapezoidalen Prismas 5-174 der in 69 herausgestellten Ausführungsform. Das trapezoidale Prisma 5-144 weist eine optische Fläche S6 5-240, eine optische Fläche S7 5-242, eine optische Fläche S8 5-244 und eine optische Fläche S9 5-246 auf. Die Fläche S6 5-240 und die Fläche S7 5-242 enden und schneiden einander an einer Kante 5-248. Die Fläche S7 5-242 und die Fläche S8 5-244 schneiden einander und enden an einer Kante 5-250 mit einem Winkel, der als 5-251 bezeichnet wird. Vorteilhafterweise beträgt der Winkel 5-251 im wesentlichen 135 Grad. Die Fläche S8 5-244 und die Fläche S9 5-246 schneiden einander und enden an einer Kante 5-252 mit einem Winkel 5-254, welcher in der vorliegenden Ausführungsform vorteilhafterweise 50 Grad 21' beträgt. Die Fläche S9 5-246 und die Fläche S6 5-240 schneiden einander und enden an einer Kante 5-256. Die Fläche S6 5-240 weist eine Länge 5-258 gemäß der Darstellung in 71 auf. Vorteilhafterweise beträgt die Länge 5-258 in der vorliegenden Ausführungsform 9,5 mm. Die Fläche S6 5-240 und die Fläche S8 5-244 sind im wesentlichen parallel zueinander und mit einem Abstand 5-260 gemäß 71 beabstandet. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Abstand 5-260 8,0 mm, gemessen in einer Richtung senkrecht zur Fläche S6 5-240 und Fläche S8 5-244. Die Kanten 5-250 und 5-248 sind mit einem Abstand 5-261 längs einer Ebene 5-262 beabstandet, welche parallel zur Fläche S8 5-244 definiert ist. Vorteilhafterweise beträgt der Abstand 5-261 in der vorliegenden Ausführungsform 8,0 mm. 71A ist eine Draufsicht auf das trapezoidale Prima 5-174, welche die Fläche S6 5-240 und die Fläche S9 5-246 darstellt. Wie in 71A herausgestellt ist, weist das trapezoidale Prisma 5-174 eine Dicke 5-263 auf. Vorzugsweise beträgt die Dicke 5-263 in der vorliegenden Ausführungsform ungefähr 8 mm. Gemäß der Darstellung in 71A weist die Fläche S6 5-240 eine freie Apertur 5-264 auf, die in der vorliegenden Ausführungsform als eine kreisförmige Apertur mit einem minimalen Durchmesser von 6,5 mm definiert ist und quer zur Breite der Fläche zentriert ist, und mit einem Abstand 5-265 von der Kante 5-248 zentriert ist. Vorzugsweise beträgt der Abstand 5-265 in der vorliegenden Ausführungsform 4,0 mm. Die Fläche S9 5-246 weist eine freie Apertur 5-266 auf, welche auf der Fläche zentriert ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die freie Apertur 5-266 als ein Oval mit mindestens 6,5 mm auf 8,5 mm definiert.
  • [0382]
    71B stellt eine Unteransicht des trapezoidalen Prismas 5-174 heraus, welche die Fläche S7 5-242 und die Fläche S8 5-244 mit jeweiligen freien Aperturen 5-268 und 5-270 darstellt. Gemäß der Darstellung in 71B weist das trapezoidale Prisma 5-174 eine Länge 5,272 von der Kante 5-252 zur Kante 5-248 längs einer Referenzebene 5-262 gemessen auf. Vorzugsweise beträgt die Länge 5-272 in der vorliegenden Ausführungsform 16,13 mm. In einer Ausführungsform ist die freie Apertur 5-268 für die Fläche S7 5-242 als ein Oval mit 6,5 mm auf 9,2 mm definiert, welches auf der Fläche S7 5-242 zentriert ist, wobei seine geringere Achse parallel zu und zwischen der Kante 5-248 und der Kante 5-250 zentriert ist. Vorteilhafterweise ist die freie Apertur 5-270 ein Oval mit 6,5 mm zu 6,7 mm, welches auf der Oberfläche S8 5-244 zentriert ist, wobei seine Hauptachse parallel zwischen den Kanten 5-250 und 5-252 zentriert ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Oberflächenqualität der freien Aperturen 5-264, 5-266, 5-268 und 5-270 vorteilhafterweise 40/20, wie dies in Fachkreisen bekannt ist.
  • [0383]
    Viele der Flächen der Prismen weisen Beschichtungen auf, um die Funktion des Prismas zu erleichtern. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Fläche S6 5-240 eine Antireflexionsbeschichtung mit einer Durchlässigkeit ≥ 99,8% bei 90° ± 0,5 Grad Einfallswinkel auf. Die Oberfläche S8 5-244 weist eine Beschichtung mit einer Durch lässigkeit ≥ 98,5% bei einem Einfallswinkel von 10,7° ± 0,5° für innen einfallendes Licht auf. Die Fläche S9 5-246 weist eine niedrig auslöschende (low extinction) Dünnfilmbeschichtung mit einer Reflexion des s-polarisierten Zustandes (Rs) (d. h., normal zur Einfallsebene) von > 90%, und einer Reflexion des p-polarisierten Zustands (Rp) = 12,5% ± 2,5% bei einem Einfallswinkel von 39° 39' ± 0,5° auf. Das Material für das trapezoidale Prisma 5-174 der in den 69 und 71 bis 71B dargestellten Ausführungsform ist BK7 Grad A feingekühltes optisches Glas (BK7 grade A fine annealed optical glass), wie es in Fachkreisen wohlbekannt ist.
  • [0384]
    Das chromatische Korrekturprisma 5-176 der in 69 herausgestellten Ausführungsform des Prismensystems 5-170 ist detaillierter in den 72 und 72A dargestellt. Wie illustriert ist, weist das chromatische Korrekturprisma 5-176 eine optische Fläche S10 5-290, eine optische Fläche S11 5-292 und eine Fläche S12 5-294 auf, die in Gestalt eines dreieckigen Prismas konfiguriert sind. Die Fläche S11 5-292 und die Fläche S12 5-294 schneiden sich und enden an einer Kante 5-296. Die Fläche S10 5-290 und die Fläche S12 5-294 schneiden sich und enden an einer Kante 5-298. Vorzugsweise sind die Flächen S10 5-290 und S11 5-292 symmetrisch. Die Fläche S12 5-294 weist eine Länge 5-300 auf, welche in der vorliegenden Ausführungsform 7,78 mm ist. Daher sind die Kante 5-296 und die Kante 5-298 durch den Abstand 5-300 getrennt. Die Fläche S10 5-290 und die Fläche S11 5-292 treffen einander mit einem Winkel, der als 5-302 bezeichnet wird. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Winkel 5-302 vorteilhafterweise 38° 20'. Die Fläche S11 5-292 und die Fläche S10 5-290 enden in einem Abstand 5-303 von der Fläche S12 5-294, senkrecht zur Fläche S12 5-294 gemessen. Der Abstand 5-303 beträgt in der vorliegenden Ausführungsform 10,5 mm.
  • [0385]
    72A stellt eine Ansicht der Fläche S10 5-290 heraus. In dieser Ausführungsform weist das Prisma 5-176 eine Dicke auf, die in 72A mit 5-304 bezeichnet wird. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Dicke 5-304 vorteilhafterweise 8,0 mm. Vorzugsweise weist die Fläche S10 5-290 eine ovale freie Apertur 5-306 auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist die freie Apertur 5-306 ein Oval, welches mit seiner Hauptachse parallel zur und um einen Abstand 5-308 von der Schnittlinie 5-298 zentriert ist. Die geringere Achse ist auf der Oberfläche S10 5-290 wie dargestellt zentriert. Vorzugsweise ist die freie Apertur 5-306 als ein Oval mit 6,5 mm zu 2,8 mm in der vorliegenden Ausführungsform definiert, und die Oberflächenqualität über die freie Apertur 5-306 ist vorteilhafterweise 40/20, wie dies im Fachbereich bekannt ist. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Fläche S11 5-292 auch eine ähnliche freie Apertur auf, welche auf seiner Fläche definiert ist.
  • [0386]
    Wie beim trapezoidalen Prisma 5-174 weist das chromatische Korrekturprisma 5-176 an einigen seiner Flächen zur Erleichterung der Leistungsfähigkeit Beschichtungen auf. In einer Ausführungsform weist jede der Flächen S10 5-290 und S11 5-292 eine Antireflexionsbeschichtung (z. B., Reflektivität ≤ 3% bei einem Einfallswinkel von 35,5° ± 1,0°, wie dies im Fachgebiet bekannt ist) auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist SFII Grad A fein gekühltes Glas (SFII grade A fine annealed Blass) das Material für das Korrekturprisma 5-176.
  • [0387]
    Wenn die Prismen gemäß obiger Beschreibung als ein einheitliches Prismensystem 5-170 gemäß der in 69 dargestellten Ausführungsform zusammengefügt werden, werden die Lichtstrahlen reflektiert, wie dies nachfolgend für eine Wellenlänge von 785 ± 22 nm dargestellt und erläutert wird. Zu Erläuterungszwecken wird eine Referenzebene 5-237 längs einer Seite des Prismensystems 5-170 gemäß der Darstellung in 69A definiert. Der von der Lichtquelle 5-102 einfallende Strahl 5-178 tritt in die Fläche S10 5-290 mit einem Einfallswinkel 5-326 und parallel zur Referenzebene 5-137 ein. Der Lichtstrahl 5-178 verläßt das Prisma 5-176 in den Luftspalt als Lichtstrahl 5-180 und tritt durch die Fläche S2 5-202 in das Prisma 5-172 ein. Ein Abschnitt des Lichtstrahls wird am dünnen Film auf der Fläche S9 5-246 reflektiert und verläßt die Fläche S3 5-204 als der Lichtstrahl 5-188. In einer Ausführungsform kann der Strahl 5-188 auf ein Erfassungssystem 5-189 gerichtet sein. Da dieser reflektierte Strahl ein Teil des Eingangsstrahls ist, kann das den Lichtstrahl 5-188 aufnehmende Erfassungssystem 5-189 die Intensität des einfallenden Lichts überwachen. Der Rest des Lichtstrahles, welcher nicht am dünnen Film auf der Fläche S9 5-246 reflektiert wird, läuft in das trapezoidale Prisma 5-174, wird innen an der Fläche S7 5-242 reflektiert und verläßt es als Lichtstrahl 5-182 durch die Fläche S6 5-240.
  • [0388]
    Wenn der Einfallswinkel 5-326 des Lichtstrahls 5-178 in der beschriebenen Ausführungsform 35° 26' beträgt, verläßt der Lichtstrahl das Prisma 5-174 mit einer Gesamtablenkung vom Eintrittsstrahl 5-178 zum Austrittsstrahl 5-182 von 87° 37' ± 5' parallel zur Referenzebene 5-237 innerhalb 5', und der Lichtstrahl 5-182 tritt normal zur Fläche S6 5-240 innerhalb eines Bereichs von 5' aus.
  • [0389]
    Die Linse 5-190 fokussiert den Lichtstrahl 5-182 auf das optische Medium 5-191. Der Lichtstrahl wird durch die Linse zurückreflektiert und tritt normal zur Fläche S6 5-240 ein, wird innen an der Fläche S7 5-242 reflektiert, und dann am Dünnfilm zwischen dem trapezoidalen Prisma 5-174 und dem Plattenprisma 5-172 reflektiert. Der resultierende Strahl verläßt das trapezoidale Prisma 5-174 durch die Fläche S8 5-244 als der Lichtstrahl 5-184 mit einem Ablenkwinkel 5-328. Der Lichtstrahl 5-184 tritt in den ersten Detektor 5-185 ein.
  • [0390]
    Ein Teil des vom optischen Medium 5-190 zurückgeführten Lichtstrahles durchläuft auch den Dünnfilm, wird an der Fläche S2 5-202 reflektiert und verläßt das Plattenprisma 5-172 als Lichtstrahl 5-186. Diese Reflexion ist aufgrund des Luftspalts im Prismensystem verfügbar. In einer Ausführungsform können der Lichtstrahl 5-184 und der Lichtstrahl 5-186 jeweils zu separaten Erfassungssystemen 5-185 und 5-187 gerichtet werden. Das Erfassungssystem 5-185 kann zum Beispiel Datensignale sammeln, während das Erfassungssystem 5-187 Steuersignale sammeln kann (z. B., Fokussier- und Spureinstellungsservoinformationen).
  • [0391]
    Wie oben erläutert ist die beschriebene Ausführungsform im wesentlichen achromatisch innerhalb eines typischen Bereiches von Wellenlängenänderungen einer herkömmlichen Laserlichtquelle. Dementsprechend beeinflussen Verschiebungen in der Wellenlänge des einfallenden Lichts die resultierende seitliche Lage des fokussierten Strahls auf dem optischen Medium 5-190 nicht bedeutend.
  • [0392]
    In der untenstehenden Tabelle sind Berechnungen für Variationen der Wellenlänge von 780 nm bis 785 nm gezeigt, welche die Leistungsfähigkeit des Prismensystems 5-170 simulieren. Phi ist der Einfallswinkel in das Korrekturprisma (d. h., in der vorliegenden Ausführungsform 35° 26'), und seine Variation ist mit ±0,5° bestimmt. Die Wellenlängenverschiebung ist in einer Spalte angezeigt, und die entsprechende Verschiebung des vom Prismensystem fokussierten Leuchtpunkts ist in Spalten für Einfallswinkel von Phi ± 0,5° angezeigt. Wie in der ersten Linie der Tabelle zum Beispiel ersichtlich ist, verschiebt sich der fokussierte Leuchtfleck bei einer Wellenlängenverschiebung des einfallenden Lichtstrahls von 780 nm auf 781,5 nm um –0,2 nm beim Einfallswinkel von Phi, um 2,6 nm bei einem Einfallswinkel von Phi –0,5° und um –2,9 nm für einen Einfallswinkel von Phi +0,5°.
  • [0393]
    Wie aus obiger Tabelle entnommen werden kann, variiert die seitliche Versetzung beim Einfallswinkel Phi um weniger als 1 nm für eine Wellenlängenverschiebung von 780 auf 783 nm, wobei ein Einfallswinkel von Phi vorliegt. Dies steht im Kontrast zu einer lateralen Versetzung von ungefähr 200 nm bei einer Wellenlängenverschiebung von 3 nm in einer Ausführungsform, welche ähnlich zu der oben erläuterten ist, jedoch keine chromatische Korrektur aufweist. Dies zeigt ein im wesentlichen achromatisches System an.
  • [0394]
    73 stellt ein Prismensystem 5-339 als eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Diese Ausführungsform weist ein Korrekturprisma 5-340, ein Plattenprisma 5-342 und ein vierseitiges Prisma 5-344 auf. Das Korrekturprisma 5-340 und das Plattenprisma 5-342 sind beide im wesentlichen gleich dem Korrekturprisma 5-176 und dem Plattenprisma 5-172 des in 69 dargestellten Prismensystems 5-170. Das vierseitige Prisma 5-344 unterscheidet sich jedoch vom trapezoidalen Prisma 5-174.
  • [0395]
    Das vierseitige Prisma 5-344 gemäß 73 ist detaillierter in den 74, 74A und 74B dargestellt. Das vierseitige Prisma 5-344 weist eine Fläche S13 5-346, eine Fläche S14 5-348, eine Fläche S15 5-350 und eine Fläche S16 5-352 auf. Die Flächen S13 5-346, S14 5-348, S15 5-350 und S16 5-352 sind ähnlich konfiguriert aber nicht identisch zu den Flächen S6 5-240, S7 5-242, S8 5-244 und S9 5-246 des trapezoidalen Prismas 5-174. Die Flächen S13 5-346 und S14 5-348 schneiden sich an einer Kante 5-353 in einem Winkel 5-354; die Flächen S14 5-348 und S15 5-350 schneiden sich an einer Kante 5-355 mit einem Winkel, der als 5-356 bezeichnet wird; und die Flächen S15 5-350 und S16 5-352 schneiden sich an einer Kante 5-357 mit einem Winkel 5-358 gemäß der Darstellung in 74. Schließlich schneiden sich die Flächen S16 5-352 und S13 5-346 an einer Kante 5-359. In einer Ausführungsform beträgt der Winkel 5-354 49° 40', der Winkel 5-356 135° und der Winkel 5-358 50° 21'. Der Abstand zwischen der Kante 5-353 und der Kante 5-355, senkrecht zur Fläche S15 5-350 gemessen, wird in 74 als 5-360 bezeichnet. In einer Ausführungsform beträgt der Abstand 5-360 8,0 mm. Ferner wird der Abstand von der Kante 5-353 zur Kante 5-359 als 5-362 bezeichnet. In einer Ausführungsform beträgt der Abstand 5-362, parallel zur Fläche S15 5-350 gemessen, 8,9 mm. Schließlich wird der Abstand zwischen der Kante 5-353 und der Kante 5-355, längs einer Ebene parallel zur Fläche S15 5-350 gemessen, als 5-364 bezeichnet. In einer Ausführungsform beträgt der Abstand 5-364 vorzugsweise 8,0 mm.
  • [0396]
    74A ist eine Draufsicht auf die Fläche S13 5-346 und stellt auch die Fläche S16 5-352 heraus. 78A stellt die Dicke des Prismas 5-344 dar, welche als 5-368 bezeichnet wird. In einer Ausführungsform beträgt die Dicke 5-368 8,0 mm. Vorteilhafterweise weist das Prisma 5-344 eine längs zur Fläche S13 5-346 definierte freie Apertur 5-370 und eine längs der Fläche S16 5-352 definierte freie Apertur 5-372 gemäß der Darstellung in 74A auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist die freie Apertur 5-370 eine kreisförmige Apertur, welche quer zur Fläche zentriert und von der Kante 5-353 mit einem Abstand 5-374 zentriert ist. In einer Ausführungsform ist die freie Apertur 5-370 eine kreisförmige Apertur mit einem minimalen Durchmesser von 6,5 mm und einem Abstand 5-374 von 4,0 mm. Vorteilhafterweise weist die Fläche S16 5-352 auch die freie Apertur 5-372 auf, die auf der Fläche zentriert ist. In einer Ausführungsform ist die freie Apertur 5-372 eine ovale Apertur mit 6,5 mm zu 8,5 mm, welche auf der Fläche 16 5-352 gemäß der Darstellung in 74A zentriert ist.
  • [0397]
    74B ist eine Draufsicht auf die Fläche S14 5-348 und stellt auch die Fläche S15 5-350 dar. Die Gesamtlänge des Prismas 5-344 von der Kante 5-353 zur Kante 5-357, gemessen längs einer Ebene parallel zur Fläche S15 5-350, wird gemäß 74B als 5-380 bezeichnet. In einer Ausführungsform beträgt die Länge 5-380 16,13 mm. Gemäß der Darstellung in 74B weist die Fläche S14 5-348 eine freie Apertur 5-382 auf, welche auf der Fläche zentriert ist, und die Fläche S15 5-350 weist auch eine freie Apertur 5-384 auf, welche auf der Fläche zentriert ist. In einer Ausführungsform ist die freie Apertur 5-382 ein Oval mit 6,5 mm auf 9,2 mm und die freie Apertur 5-384 ein Oval mit 6,5 mm auf 6,7 mm.
  • [0398]
    Vorteilhafterweise weist das vierseitige Prisma 5-344 auch an einigen seiner optischen Flächen Beschichtungen auf. In einer Ausführungsform weist die Fläche S13 5-346 eine Beschichtung mit einer Reflektivität ≤ 0,2% bei einem Einfallswinkel von 4° 40' ± 5' hinsichtlich der Normalen des innen einfallenden Lichts auf. In der gleichen Ausführungsform weist die Fläche S15 5-350 eine Beschichtung mit einer Reflektivität ≤ 0,5% bei einem Einfallswinkel von 10,7° ± 0,5° bezüglich der Normalen für innen einfallendes Licht auf. Schließlich weist die Fläche S16 5-352 vorteilhafterweise eine Dünnfilmbeschichtung mit Rs > 90%, Rp = 12,5% ± 2,5% bei einem Einfallswinkel von 39° 39' ± 5° hinsichtlich der Normalen auf. Vorzugsweise hat diese Dünnfilmbeschichtung weniger als 8° Phasenverschiebung für alle Betriebs- und optischen Bedingungen.
  • [0399]
    Mit der Konfiguration gemäß der Darstellung in 74 ist der Ablenkwinkel des Eintrittsstrahls zum Austrittsstrahl vorzugsweise insgesamt 90°. Dies erleichtert die Herstellung, da die Montage von Komponenten für 90° Ablenkung einfacher ist als die Herstellung für eine Ablenkung von 87° wie bei der Ausführungsform gemäß 69. Bei den Dimensionen und Beschichtungen, welche für die Ausführungsform gemäß 73 spezifiziert wurden, ist das Prisma nicht perfekt achromatisch. Das in 73 dargestellte Prismensystem ist jedoch im wesentlichen achromatisch über einen akzeptablen Bereich von Arbeitswellenlängen um die Konstruktionswellenlänge.
  • [0400]
    In der nachfolgenden Graphik sind Berechnungen für Variationen der Wellenlänge von 780 nm bis 785 nm gezeigt, welche die Leistungsfähigkeit des Prismensystems 5-339 gemäß 73 simulieren. Phi ist in dieser Ausführungsform wiederum 35° 26'.
  • [0401]
    Wie ersichtlich ist, ist die Konstruktionsweise gemäß der Darstellung in 73 nicht so achromatisch wie die Bauweise gemäß 69. Bei einer Wellenlängenverschiebung von 780 auf 783 nm ist die seitliche Versetzung des fokussierten Leuchtpunkts von dem aus dem Prisma austretenden Licht jedoch nur 19,6 nm. Dies sollte wiederum in Kontrast mit der seitlichen Versetzung von ungefähr 200 nm für eine Wellenlängenverschiebung von 3 nm in einer Ausführungsform ähnlich der oben erläuterten Ausführungsform ohne die chromatische Korrektur betrachtet werden.
  • Datenabruf – Übergangserfassung
  • [0402]
    Ein detailliertes System zum Speichern und Abrufen von Daten von einer magneto-optischen Vorrichtung wird in der diesbezüglichen Anmeldung mit der Serien- Nr. 07/964,518 vom 25. Januar 1993 vorgesehen, wobei auf diese Anmeldung voll inhaltlich Bezug genommen wird.
  • [0403]
    Ein Blockdiagramm für ein beispielhaftes magneto-optisches System ist in 75 dargestellt. Das System kann einen Lesemodus und einen Schreibmodus aufweisen. Während des Schreibmodus überträgt eine Datenquelle 6-10 Daten zu einem Codierer 6-12. Der Codierer 6-12 konvertiert die Daten zu binärcodierten Bits. Die binärcodierten Bits werden zu einem Laserimpulsgenerator 6-14 übertragen, wo die codierten Bits zu Erregerimpulsen zum Ein- und Ausschalten eines Lasers 6-16 umgewandelt werden können. In einer Ausführungsform bedeutet ein codiertes Bit mit "1" zum Beispiel, daß der Laser für eine festgelegte Dauer unabhängig vom codierten Bitmuster gepulst wird, während ein codiertes Bit mit "0" anzeigt, daß der Laser in diesem Intervall nicht gepulst wird. Abhängig vom jeweiligen Laser und der Art des verwendeten optischen Mediums kann die Leistungsfähigkeit durch Einstellen des relativen Auftretens der Laserimpulse oder Ausdehnen der ansonsten gleichmäßigen Impulsdauer verbessert werden. Im Ansprechen auf diese Pulsierung erhitzt der Laser 6-16 lokalisierte Bereiche auf einem optischen Medium 6-18, wodurch die lokalisierten Bereiche auf dem optischen Medium 6–18 einem magnetischen Fluß frei ausgesetzt werden, der die Polarität des magnetischen Materials auf dem optischen Medium 6-18 festlegt. Die lokalisierten Bereiche, gewöhnlich "Pits" genannt, speichern die codierten Daten in magnetischer Form bis zu deren Löschung.
  • [0404]
    Beim Lesemodus wird ein Laserstrahl oder eine andere Lichtquelle von der Oberfläche des optischen Mediums 6-18 reflektiert. Der reflektierte Laserstrahl weist eine Polarisation auf, welche von der Polarität der magnetischen Oberfläche des optischen Mediums 6-18 abhängig ist. Der reflektierte Laserstrahl wird einem optischen Leser 6-20 zugeführt, welcher ein Eingabesignal oder Lesesignal zu einem Wellen- bzw. Signalformprozessor 6-22 zum Konditionieren des Eingabesignals und Wiedererlangen der codierten Daten sendet. Die Ausgabe des Signalformprozessors 6-22 kann einem Codierer 6-24 zugeführt werden. Der Codierer 6-24 übersetzt die codierten Daten zurück in ihre ursprüngliche Form und sendet die decodierten Daten zu einem Datenausgabeanschluß 6-26, je nach Wunsch zur Übertragung oder weiteren Verarbeitung.
  • [0405]
    76 stellt das Verfahren der Datenspeicherung und des Datenabrufs unter Verwendung eines GCR-8/9-Codierungsformats detaillierter heraus. Bei einer GCR-8/9-Codierung ist eine Zelle 6-28 gemäß 76A als ein Kanal- bzw. Spurbit definiert.
  • [0406]
    Jede Taktperiode 6-42 entspricht einem Spurbit; daher entsprechen die Zellen 6-30 bis 6-41 jeweils einer Taktperiode 6-42 einer Taktsignalform 6-45. Als ein Beispiel für Taktgeschwindigkeiten dreht eine 3½''-Bildplatte mit 2400 Umdrehungen pro Minute mit einer Speicherkapazität von 256 MByte, wobei die Taktperiode 6-42 in der Regel 63 Nanosekunden ist, oder eine Taktfrequenz 15.879 MHz beträgt. Eine GCR-Eingabesignalform 6-47 ist die codierte Datenausgabe aus dem Codierer 6-12 gemäß 75. Die GCR-Eingabesignalform 6-47 entspricht einer repräsentativen Kanal- bzw. Spurabfolge "010001110101". Der Laserimpulsgenerator 6-14 verwendet die GCR-Datensignalform 6-47, um eine Impuls-GCR-Signalform 6-65 abzuleiten (welche in 76 nicht hinsichtlich der Zeit oder Dauer eingestellt wurde, um die Leistungsverbesserungen für bestimmte Datenmuster zu reflektieren). Im allgemeinen treten die GCR-impulse 6-67 bis 6-78 in Taktperioden auf, wenn die GCR-Datenwellenform 6-47 hoch ist. Die Impuls-GCR-Signalform 6-65 wird dem Laser 6-16 zugeführt. Die Magnetisierung des zuvor gelöschten optischen Mediums kehrt seine Polarität um, wenn ein externes magnetisches Feld von entgegengesetzter Polarität am gelöschten Medium gegenwärtig ist, und wenn der Laser mit hinreichender Energie gepulst wird, um die Curie-Temperatur des Mediums zu überschreiten. Die aus den GCR-Impulsen 6-68, 6-69, 6-70, etc. resultierenden Laserimpulse erzeugen ein Muster von aufgezeichneten Pits 6-80 auf dem optischen Medium 6-18. Daher entsprechen die aufgezeichneten Vertiefungen bzw. Pits 6-82 bis 6-88 jeweils den Impulsen 6-68, 6-69, 6-70, 6-71, 6-73, 6-76 und 6-77.
  • [0407]
    Aufeinanderfolgend aufgezeichnete Pits 6-82 bis 6-85 können ineinandergreifen, um effektiv einen länglichen Pit herzustellen. Der längliche Pit weist eine Anstiegsflanke auf, die der Anstiegsflanke des ersten aufgezeichneten Pits 6-82 entspricht und eine fallende Flanke, welche der fallenden Flanke des zuletzt aufgezeichneten Pits 6-85 entspricht.
  • [0408]
    Das Einlesen der aufgezeichneten Pits mit einer optischen Vorrichtung, wie zum Beispiel einem Laser, führt zur Erzeugung eines Wiedergabesignals 6-90. Das Wiedergabesignal 6-90 ist niedrig, wenn kein aufgezeichnetes Pit vorliegt. An der Anstiegsflanke des Pits 6-86 steigt das Wiedergabesignal 6-90 an und bleibt hoch, bis die fallende Flanke des Pits 6-86 erreicht ist, bei welchem Punkt das Wiedergabesignal 6-90 abfällt und niedrig bleibt, bis das nächste Pit 6-87 auftritt.
  • [0409]
    Das oben erläuterte Verfahren kann als Pulsdauermodulation (pulse width modulation, "PWM") bezeichnet werden, da die Breite der Impulse im Wiedergabe signal 6-90 den Abstand zwischen 1-Bits anzeigen. Daher enthalten die Flanken der aufgezeichneten Pits 6-80, welche die Länge des Impulses im Wiedergabesignal 6-90 definieren, die relevante Dateninformation. Wenn das Wiedergabesignal 6-90 differenziert wird, entsprechen Signalspitzen des Signals der ersten Ableitung den Flanken der aufgezeichneten Pits 6-80. Die Signalspitzen bzw. -scheitel der ersten Ableitung des Wiedergabesignals sind etwas versetzt zu den Flanken der aufgezeichneten Pits 6-80, da das Wiedergabesignal 6-90 als das ideale Wiedergabesignal dargestellt ist. Um die Pitflankeninformation aus dem Signal der ersten Ableitung wiederzugewinnen, ist es notwendig, dessen Signalspitzen zu erfassen. Ein derartiges Verfahren wird nachfolgend detaillierter beschrieben.
  • [0410]
    Im Gegensatz hierzu werden die meisten, wenn nicht alle bestehenden RLL-2,7-Codierungssysteme in Verbindung mit der Pulslagemodulation (pulse position modulation, "PPM") verwendet. In PPM-Systemen stellt jedes Pit eine "1" dar, während das Fehlen eines Pits eine "0" darstellt. Der Abstand zwischen Pits stellt den Abstand zwischen 1-Bits dar. Das Zentrum jedes Pits entspricht dem Ort der Daten. Um die Zentren der Pits zu finden, wird das Wiedergabesignal differenziert, und die Nulldurchgänge der ersten Ableitung werden erfaßt. Eine derartige Technik kann PWM-Systemen gemäß obiger Beschreibung gegenübergestellt werden, in welchen die Signalspitzen der ersten Ableitung die relevante Pulsdauerinformation enthalten.
  • [0411]
    Es ist dennoch möglich, PWM anstelle von PPM bei einem RLL-System, wie zum Beispiel einem RLL-2,7-Codierungssystem, zu nutzen. Jedes Spurbit kann einer Taktdauer einer Taktsignalform entsprechen. Wie beim zuvor beschriebenen GCR-System, welches PWM verwendet, kann eine "1" durch einen Übergang in der Eingabesignalform dargestellt werden. Daher kann die RLL-2,7-Eingabesignalform im gleichen Zustand bleiben, während eine "0" auftritt, sich jedoch von hoch zu niedrig oder niedrig zu hoch verändern, wenn eine "1" auftritt.
  • [0412]
    Sowohl bei der RLL- als auch der GCR-Codierung, wie auch bei anderen Codierungen, ist das vom optischen Leser 6-20 erzeugte Eingabesignal oftmals nicht symmetrisch, wenn Datenmuster eingelesen werden. Wenn ein asymmetrisches Signal zwischen Schaltungen AC- bzw. wechselstromgekoppelt wird, verschiebt sich der durchschnittliche DC- bzw. Gleichstromwert weg vom Mittelpunkt zwischen den Spitzen. Diese unerwünschte Verschiebung weg vom Mittelpunkt kann in einer Verschiebung der erkennbaren Lage der Daten resultieren, was die Fähigkeit zum exakten Bestimmen der Lagen der Daten negativ beeinflußt und Zeitspielräume verringert oder die aufgezeichneten Daten nicht wiedergewinnbar macht.
  • [0413]
    Dieses Phänomen kann angesichts der 77A und 77B erläutert werden, welche ein ideales Eingabesignal S1 zeigen, das von einem symmetrischen Datenmuster abgeleitet wurde. Gewöhnlich werden Übergänge zwischen 1 und 0 in den Daten am Mittelpunkt zwischen den oberen und unteren Scheiteln des Eingabesignals erfaßt. Es kann aus 77A beobachtet werden, daß die Bereiche A1 und A2 oberhalb und unterhalb des Mittelpunkts MP1 zwischen den Scheiteln des Eingabesignals S1 gleich sind und die Übergänge zwischen den 1 und 0 entsprechend präzise (in einem idealen System) bezüglich der Kreuzungspunkte des Eingabesignals S1 und des Mittelpunkts MP1 zwischen den Scheiteln sind.
  • [0414]
    77B zeigt im Gegensatz hierzu ein Eingangssignal S2, welches von einem asymmetrischen Datenmuster abgeleitet wurde. Es kann beobachtet werden, daß der Bereich A1' oberhalb des Mittelpunkts MP2 zwischen den Scheiteln größer als A2' unterhalb des Graphs ist. Das Eingangssignal S, weist daher eine Gleichspannungs- bzw. Gleichstromkomponente auf, welche die Basislinie DCBASIS des Gleichstroms nach oberhalb des Mittelpunkts MP2 zwischen den Scheiteln verschiebt. Wenn ein Versuch unternommen wird, Übergänge zwischen 1 und 0 durch Bestimmung der Nulldurchgänge des wechselstromgekoppelten Eingabesignals S2 zu lokalisieren, können Fehler gemacht werden, da das Gleichstromniveau zum Mittelpunkt MP2 zwischen den Scheiteln nicht identisch ist. Das Gleichstromniveau bleibt nicht konstant, sondern steigt an und fällt in Abhängigkeit von der Natur des Eingabesignals. Je größer der Gleichstromanstieg ist, desto mehr streuen die erfaßten Übergänge von den wahren Übergangspunkten. Daher können Gleichstromanstiege ein Schrumpfen bzw. einen Verzug von Zeitspielräumen oder eine Nichtabrufbarkeit von Daten bewirken.
  • [0415]
    78 ist ein Blockdiagramm eines Lesekanals 6-200 entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Mildern der Effekte eines Gleichstromanstiegs. Der Lesekanal 6-200 entspricht näherungsweise dem Signalformprozessor 6-22 gemäß 75. Der Lesekanal 6-200 enthält eine Vorverstärkerstufe 6-202, eine Differentialstufe 6-204, eine Entzerrungs- bzw. Abgleichstufe 6-206, eine Teilintegrationsstufe 6-208 und eine Datenerzeugungsstufe 6-210. Die Arbeitsweise des Lesekanals 6-200 wird anhand eines detaillierteren Blockdiagramms gemäß der Darstellung in 79, der Signalformdiagramme gemäß der Darstellung in den 84A84D und zahlreicher anderer erläutert, auf welche von Zeit zu Zeit Bezug genommen wird.
  • [0416]
    Wenn das optische Medium 6-18 auf Daten abgetastet wird, verstärkt die Vorverstärkerstufe 6-202 das Eingangssignal auf ein geeignetes Niveau. Die Vorverstärkerstufe 6-202 kann einen Vorverstärker 6-203 enthalten, wie er auf diesem Gebiet wohlbekannt ist. Der Vorverstärker 6-203 kann alternativ auch anderswo, wie zum Beispiel innerhalb des optischen Lesers 6-20, angeordnet sein. Ein beispielhaftes verstärktes Wiedergabesignal 6-220 ist in 84A herausgestellt.
  • [0417]
    Die Ausgabe der Vorverstärkerstufe 6-202 gemäß der Darstellung in 79A wird der Differentialstufe 6-204 zugeführt. Die Differentialstufe 6-204 kann einen Differentialverstärker 6-212, wie zum Beispiel einen Videodifferentialverstärker, enthalten, der mit einem Kondensator 6-313 in wohlbekannter Weise konfiguriert sein kann. Ein repräsentatives Frequenzgangdiagramm der Differentialstufe 6-204 ist in 80A dargestellt. Die Differentialstufe 6-204 erhöht die relativen Größen der Hochfrequenzkomponenten des verstärkten Wiedergabesignals 6-202 wirksam. Eine beispielhafte Signalform für die Ausgabe der Differentialstufe 6-204 ist in 84B dargestellt.
  • [0418]
    Die Differentialstufe 6-204 wird von der Abgleichstufe 6-206 gemäß der Darstellung in 79A gefolgt. Die Abgleichstufe 6-206 schafft eine zusätzliche Filterung, um die gesamte Spurübertragungsfunktion zu modifizieren und eine zuverlässigere Datenerfassung zu schaffen. Die Abgleichstufe 6-206 formt das differenzierte Eingangssignal, um Amplituden der Hoch- und Niedrigfrequenzkomponenten auszugleichen und ein glatteres Signal für die weitere Verarbeitung zu erzeugen. Abgleichfilter modifizieren oftmals das Rauschspektrum wie auch das Signal. Daher ist eine Verbesserung der Gestalt des differenzierten Eingangssignals (d. h., eine Verringerung der Störungen) gewöhnlich mit einem Qualitätsverlust im Verhältnis zwischen dem Signal und dem Rauschen verbunden. Folglich schafft die Konstruktion der Abgleichstufe 6-206 einen Kompromiß zwischen dem Versuch, das Rauschen zu minimieren und ein störungsfreies Signal bei akzeptablen Hardwarekosten zu schaffen. Allgemein hängt die Gestaltung des Equalizers bzw. Abgleichers vom Maß der zu kompensierenden Intersymbolinterferenz, der Modulationscodierung, der verwendeten Datenwiedergewinnungstechnologie, dem Verhältnis zwischen dem Signal und dem Rauschen und der Gestalt des Rauschspektrums ab.
  • [0419]
    Ein wesentlicher Teil der linearen Intersymbolinterferenz beim Einlesen gespeicherter Daten in einem magneto-optischen Aufzeichnungssystem wird durch eine begrenzte Bandbreite des analogen Lesekanals und den Flankenabfall der Eingangssignalamplitude mit steigender Speicherdichte verursacht. Dementsprechend kann die Abgleichstufe 6-206 einen oder mehrere lineare Filter enthalten, welche die Übertragungsfunktion des Lesekanals dazu modifizieren, um eine zuverlässigere Datenerfassung zu schaffen. Gewöhnlich wird die Abgleichstufe als Teil des Lesekanals durchgeführt, unter bestimmten Bedingungen kann ein Teil der Abgleichfilterung aber auch als Teil des Schreibkanals durchgeführt werden.
  • [0420]
    Für Analysezwecke kann das Wiedergabesignal als eine Serie von bipolaren Rechteckimpulsen mit einer Einheitsamplitude und einer Dauer T betrachtet werden. Alternativ kann das Wiedergabesignal als eine Reihe von doppeltgerichteten bzw. bidirektionalen Sprungfunktionen an jedem Flußumkehrort betrachtet werden, wo die Sprungamplitude die Impulsamplitude trifft (matches). Wenn ein Eingangssignal auf die Abgleichstufe 6-206 aufgebracht wird, kann sowohl eine Taktinformation als auch eine Impulspolarität für jede Taktzelle oder Binit aus dem Ausgangssignal der Abgleichstufe 6-206 abgeleitet werden. Die Takt- und Polaritätsinformation kann theoretisch unter Verwendung eines Equalizers zur Wiederherstellung einer idealen Signalform abgeleitet werden, welcher ein Ausgangssignal mit Mittel-Binit-Grenzwerten erzeugt, die ähnlich denen des Eingangssignals sind. Die Nulldurchgänge des Ausgangssignals treten an Binit-Grenzen auf, um ein Taktsignal exakt zu regenerieren. Wenn der Zeitpunkt und die Richtung des Nulldurchganges bekannt sind, können sowohl der Takt als auch die Daten von den Nulldurchgängen des Signals extrahiert werden.
  • [0421]
    In einer Ausführungsform enthält die Abgleichstufe 6-206 einen Equalizer, der aus einer Klasse von Equalizern zur Wiederherstellung von Signalformen gewählt ist. Allgemein erzeugt ein Equalizer zur Wiederherstellung von Signalformen ein Signal mit einer binären Abfolge ähnlich der Eingangs- oder Wiedergabesignalform. Die Ecken der ansonsten rechteckigen Impulse des resultierenden Signals sind gerundet, da Signalüberschwingungen im Kanal gedämpft werden. Das sich ergebende Signal kann auch einige Ausgabesignalamplitudenvariationen äußern.
  • [0422]
    Ein Equalizer, der ein Ausgabesignal mit minimaler Bandbreite herstellt, ist ein idealer Tiefpaßfilter im Ansprechen auf die Einheitlichkeit zur minimalen Grenzfrequenz und ohne Ansprechen auf höhere Frequenzen. Obwohl ein derartiger idealer Tiefpaßfilter nicht physikalisch realisierbar ist, schlägt das Nyquist-Theorem auf Restsymmetrien (vestigial symmetry) vor, daß der scharfe Grenzminimumbandbreitenfilter (sharp cutoff minimum bandwidth filter) abgewandelt werden kann und immer noch Nulldurchgängeausgabeimpulse zu allen Mittel-Binit-Zellenzeiten beibehält. Um dieses Ergebnis zu erzielen, ist der Flankenabfall des abgeglichenen Kanals bei hohen Frequenzen vorzugsweise symmetrisch und lokalisiert den Halbamplitudenpunkt bei einer minimalen Bandbreite der Grenzfrequenz des Filters.
  • [0423]
    Eine Art der Flankenabfallcharakteristik, welche durch einen Filter in der Abgleichstufe 6-206 geäußert werden kann, ist der erhöhte Kosinusflankenabfall, welcher zum Namen des erhöhten Kosinusequalizer (raised cosine equalizer) führt. Eine erhöhte Kosinusflankenabfallübertragungsfunktion ist annähernd realisierbar und weist ein verbessertes Ansprechen über dem minimalen Bandbreitenfilter auf. Die Abgabeimpulse weisen einen Nullwert zu Zeiten nT auf, aber die gedämpfte Seitenschleifenschwingungsamplitude (sidelobe damped oscillation amplitude) ist verringert. Die Nulldurchgänge der Ausgabe des erhöhten Kosinusfilters sind konsistenter als jene des minimalen Bandbreitenfilters, und die linearen Phasencharakteristiken werden einfacher erreicht mit einem graduellen Flankenabfall, wie zum Beispiel mit dem relativ graduellen Flankenabfall beim erhöhten Kosinusfilter. Diese Vorteile werden jedoch typischerweise auf Kosten einer vergrößerten Bandbreite erzielt. Das Verhältnis der Bandbreitenerweiterung zur minimalen Bandbreite, fm, wird manchmal als das "α" des erhabenen Kosinuskanals bezeichnet. Im Falle einer Modulationscodierung mit d = 0 ist die minimale Bandbreite daher α = 0, aber stellt eine nicht realisierbare rechteckige Übertragungsfunktion dar, während α = 1 einen Filter darstellt, der das doppelte der minimalen Bandbreite nutzt.
  • [0424]
    Die Impulsübertragungsfunktion des erhabenen Kosinusabgleichkanals (mit dem Analogkanal plus Equalizer, aber ohne den Eingangsfilter) kann wie folgt angegeben werden: H(f) = 1, für 0 < f < (1 – α)·fm H(f) = 1/2{1 + cos[(f – (1 – α)·fm)/(2·α·fm)]}, für (1 – α)·fm < f < (1 + α)·fm H(f) = 0, für f > (1 + α)·fmwobei ϕ(f) = k·f die Phase, und k eine Konstante ist. Die oben erläuterte Familie kann als α-Signalformrestaurationsequalizer bezeichnet werden. Der α = 1 Kanal weist die Eigenschaft auf, Nullen an Halb-Binit-Intervallen wie auch an vollen Binit-Intervallen aufzuweisen. Ein derartiger Kanal resultiert in einem Signal mit keiner Intersymbolinterferenz an Mittel-Binit- oder Binit-Grenzzeiten, welche Signalnulldurchgänge und Abtastzeiten sind, was eine exakte Wiedergewinnung des Takts und der Daten erlaubt. Bei einem derartigen Vollbandbreitenequalizer startet der Flankenabfall bei null Frequenz und erstreckt sich zur Grenzfrequenz fc.
  • [0425]
    Erhabene Kosinusequalizer sind in der Lage, übergroße Ausmaße von linearen Intersymbolinterferenzen mit adäquaten Signal-zu-Rauschen-Verhältnissen zu korrigieren. Der große Betrag an Hochfrequenzauftrieb kann zur Kompensierung der Auflösung bei MO-Medien und optischen Systemen erforderlich sein. Eine Equalizerbandbreite, gleich zumindest dem Doppelten der minimalen Bandbreite, wird zur Beseitigung der linearen Intersymbolinterferenz bevorzugt unter der Annahme, daß ein physikalisch realisierbarer Kanal auf einer Modellationscodierung mit d = 0 arbeitet. Eine Bandbreite mit einer derartigen Breite führt in der Regel zu einer Verringerung des Verhältnisses zwischen dem Signal und dem Rauschen. Die Equalizerbandbreite wird dazu gewählt, um den optimalen Kompromiß zwischen Interferenzzerstörung und Rauschen zu erzielen. Bei einigen Umständen kann es wünschenswert sein, die Bandbreite unter Verwendung einer α < 1 Übertragungsfunktion zu verengen, um das Rauschen auf Kosten zusätzlicher Störungen in Gestalt von Taktsignalschwankungen zu verbessern.
  • [0426]
    Ein weiterer signalformrestaurierender Equalizer ist bekannt als Kosinus-β-Antwortequalizer. Die Impulsübertragungsfunktion für einen vollen Bandbreiten-β-Kanal ist wie folgt: H(f) – cosβ(π·f/(2·fc)) für 0 < f < fc H(f) = 0, für f > fc
  • [0427]
    Wie bei der α-Equalizerfamilie gibt es zahlreiche β-Equalizer. Vollbandbreiten-β-Equalizer weisen eine Grenzfrequenz von fc auf und verringern Taktsignalschwankungen folglich aufgrund des relativ geringen Betrags der Interferenz an den Binit-Grenzen. Im Fachbereich sind Technologien zum Optimieren dieser Arten von Abgleichfiltern zum Erzielen einer minimalen Fehlermöglichkeit bei verschiedenen Arten von Rauschzuständen bekannt.
  • [0428]
    Die Verwendung eines α-Equalizers führt in der Regel zu einer engeren Bandbreite, wodurch das Rauschen auf Kosten einer Taktsignalschwankung oder einer horizontalen Augenöffnung reduziert wird. Die Verwendung eines β-Equalizers führt in der Regel zu einer Verbesserung des Verhältnisses zwischen dem Signal und dem Rauschen durch Verringerung des Hochfrequenzanstiegs ohne einer Verringerung der Bandbreite. Die Wahl des β-Equalizers kann die vertikale Augenöffnung oder eine wirksame Amplitudenreduktion verringern. Die α = 1- und β = 2-Equalizerkanäle sind aus der Sicht des Augenmusters identisch, wobei beide Arten von Kanälen ein relativ breit geöffnetes Augenmuster aufweisen.
  • [0429]
    Eine bevorzugte Equalizerkanalbandbreite für Codierungen mit d > 0 hängt nicht notwendigerweise ab von der minimalen aufgezeichneten Impulsbreite, Tr, wie erwartet werden könnte, sondern von der Binit-Breite Tm. Dies kommt daher, daß die Datenwiedergewinnungsschaltungen im allgemeinen gefordert sind, um zwischen den Pulsen zu unterscheiden, welche um weniger als eine Binit-Breite differieren, und wobei die Zeitauflösung eine Funktion der Signalbandbreite ist. Die (0,k)-Codierungen (wobei k die maximale Anzahl von benachbarten Binits ohne Flußumkehrungen darstellt) erfordern eine nominale Bandbreite BWNOM = 1/Tm = fc, um eine Interferenz am Zentrum und der Kante jedes Binits zu beseitigen, was ein Fehlen der Intersymbolinterferenz an Binit-Grenzen schafft.
  • [0430]
    Für Codierungen mit d > 0 kann eine Interferenz an den Binit-Kanten im wesentlichen mit einer verringerten Bandbreite von BW = 1/(2·Tm) = fc/2 beseitigt werden. In einem derartigen Fall weisen alle Binit-Leseimpulse dann eine einheitliche Amplitude bei einer Flußumkehr auf, und dem Leseimpuls folgen Nulldurchgänge bei Flußübergängen. Die engere Bandbreite BW resultiert in Nulldurchgängen des Ausgangssignals in einem Punkt ohne Interferenz, ohne Betrachtung der Binit-Zentren, aber die Bandbreitenverringerung wird in der Regel mit einem Anstieg der Erfassungsmehrdeutigkeit in der Gegenwart von Kanalbeeinträchtigungen erzielt. Die engere Bandbreite BW kann auch zu einer Verringerung der Nulldurchgangsneigung des Signals führen, was zu einem Potentialanstieg der Erfassungsempfindlichkeit hinsichtlich einem Rauschen, Plattengeschwindigkeitsvariationen, Analogkanalunter schieden oder ungeeignetem Abgleichen führt. Zum Beispiel kann ein Abgleichkanal bei halber Bandbreite β = 2 mit einer (1,k)2/3-Ratenmodulationscodierung zu einem Signal ohne Intersymbolinterferenz an den Signalnulldurchgängen führen, aber zu einigen Amplitudenvariationen zwischen den Nulldurchgängen. Die Bandbreite ist geringer als die Bandbreite für die nicht auf null zurückkehrende Modulation ("NRZI"), auch wenn mehr Information aufgezeichnet wird, als bei der NRZI-Modulation (z. B. Bandbreite = 0,75 und Bitrate = 1,33 bezüglich NRZI). Die reduzierte Bandbreite ist für einen Modulationscodierungsratenverlust ausgelegt.
  • [0431]
    Die α = 1 und β-Signalformwiederherstellungsequalizer können das Auftreten von Ausgabenulldurchgängen äquivalent zu Eingangsimpulskanten ermöglichen. Die Datenerfassung kann dann durch harte Beschränkung des abgeglichenen Signals erzielt werden, was in der Regel zu einem Ausgabesignal führt, welches dem ursprünglichen Wiedergabesignal ähnelt. Dieses Ergebnis tritt jedoch nur auf, wenn das Ansprechen des Equalizers sich auf Gleichstrom erstreckt, welches in der Regel nicht der Fall ist bei magneto-optischen Kanälen. Die Plattendoppelbrechung in den MO-Kanälen bewirkt ein Auf- und Abdriften der Gleichstrombasislinie, was zu Ausgabe-Binits führt, welche entsprechend dem Ausmaß der Amplitudenversetzung am Nulldurchgangdetektor verlängert oder verkürzt sind. Dieses Problem kann durch Verwendung der hier beschriebenen Gleichstromwiederherstellung verringert werden. Um das gewünschte Niedrigfrequenzansprechverhalten für einen Signalformwiederherstellungsequalizer zu erzielen, können die Niedrigfrequenzsignale bedeutend verstärkt werden, was das Verhältnis des Signals zum Rauschen unter einigen Umständen ernsthaft verschlechtern kann. Wenn ein Niedrigfrequenzrauschen in bedeutendem Ausmaß gegenwärtig ist, kann die Abgleichtechnologie für die Signalformwiederherstellung nicht sehr erfolgreich sein, wenn eine Modulationscodierung mit keinem Gleichstrom und geringem Niedrigfrequenzanteil oder Gleichstromwiederherstellungsschaltungen verwendet werden.
  • [0432]
    In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Abgleichstufe 6-206 einen programmierbaren Filter und Equalizer 6-207 gemäß 79A enthalten, die auf einem integrierten Chip angeordnet sind. Derartige integrierte Chips sind gegenwärtig von zahlreichen Herstellern verfügbar. Der Filter und Equalizer 6-207 kann aus einer Gleichwelligkeitsvielzahl sein und eine relativ konstante Gruppenverzögerung bis zu einer Frequenz gleich ungefähr zweimal der Grenzfrequenz aufweisen. Ein repräsentatives Frequenzgangdiagramm der Abgleichstufe 6-206 ist in 80B dargestellt, und eine beispielhafte Ausgangssignalform ist in 84C gezeigt.
  • [0433]
    Nachdem das Signal durch die Abgleichstufe 6-206 verarbeitet wurde, enthalten die Signalspitzen der Signalform gemäß 84C exakte Informationen bezüglich der Lage der einzulesenden Daten. Die Signalspitzen können unter Verwendung einer weiteren Ableitung erfaßt werden, was aber schädlich für das Verhältnis zwischen dem Signal und dem Rauschen in diesem System sein könnte und unerwünschte Signalschwankungen hervorrufen kann. Eine hier erläuterte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schafft eine exakte Einrichtung zum Erfassen der Signalspitzen ohne Verwendung einer zweiten Ableitung mittels Anwendung einer Teilintegration und einer neuen Datenerzeugungsschaltung.
  • [0434]
    Nachdem das Signal durch die Abgleichstufe 6-206 verarbeitet wurde, wird es der Teilintegratorstufe 6-208 zur weiteren Gestaltung der Signalform zugeführt. Gemäß der Darstellung in 79A kann die Teilintegratorstufe 6-208 eine Verstärkerstufe 6-229, eine Bandpaßfilterstufe 6-230, eine Integrator- und Tiefpaßfilterstufe 6-232 und eine Subtraktor- und Tiefpaßfilterstufe 6-234 aufweisen. Die Verstärkerstufe 6-229 empfängt die Ausgabe der Abgleichstufe 6-206 und führt ein Signal der Bandpaßfilterstufe 6-230 und der Integrator- und Tiefpaßfilterstufe 6-232 zu. Die Integrator- und Tiefpaßfilterstufe 6-232 dämpft vorzugsweise einen ausgewählten Bereich von Hochfrequenzkomponenten. Ein repräsentativer Frequenzgang 6-260 der Integrator- und Tiefpaßfilterstufe 6-232 und ein repräsentativer Frequenzgang 6-261 der Bandpaßfilterstufe 6-230 sind in 80C herausgestellt.
  • [0435]
    Die Ausgabe der Bandpaßfilterstufe 6-230 gemäß 79A wird anschließend von der Ausgabe der Integrator- und Tiefpaßfilterstufe 6-232 subtrahiert und durch die Tiefpaßfilterstufe 6-234 gefiltert. Ein Graph des Gesamtfrequenzgangs der Teilintegratorstufe 6-208, welche den Tiefpaßfilter 6-234 enthält, ist in 80D dargestellt. Eine beispielhafte Ausgabesignalform der Teilintegratorstufe 6-208 ist in 84D dargestellt.
  • [0436]
    Ein detailliertes Schaltungsdiagramm einer bestimmten Ausführungsform der Teilintegratorstufe 6-208 ist in 79B dargestellt. Anfänglich wird gemäß der Darstellung in 79B eine Differentialeingabe 6-238 und 6-239 zum Beispiel von der Abgleichstufe 6-206 empfangen. Die Differentialeingabe 6-238 und 6-239 wird einem Differentialverstärker 6-240, der wie gezeigt konfiguriert ist, zugeführt, welcher seine Eingaben differential aufsummiert. Der Differentialverstärker 6-240 entspricht im wesentlichen der Verstärkerstufe 6-229 gemäß der Darstellung in 79A.
  • [0437]
    Eine Ausgabe 6-249 des Differentialverstärkers 6-240 wird mit einem Stromquellenpaar 6-241 und 6-242 verbunden. Die erste Stromquelle 6-241 enthält einen Widerstand R77 und einen PNP-Transistor Q61, welche gemäß der Darstellung in 79B konfiguriert sind. Die zweite Stromquelle 6-242 enthält ebenfalls einen Widerstand R78 und einen PNP-Transistor Q11, welche gemäß der Darstellung in 79B konfiguriert sind.
  • [0438]
    Eine Ausgabe der Stromquelle 6-241 wird mit einem Bandpaßfilter 6-243 verbunden. Der Bandpaßfilter 6-243 enthält eine Induktivität L3, einen Kondensator C72 und einen Widerstand R10, welche wie gezeigt parallel konfiguriert sind. Der Bandpaßfilter 6-243 entspricht im wesentlichen der Bandpaßfilterstufe 6-230 gemäß 79A. Eine Ausgabe der anderen Stromquelle 6-242 wird mit einem Integrator 6-244 verbunden. Der Integrator 6-244 enthält einen Kondensator C81 und einen Widerstand R66, welche parallel gemäß der Darstellung in 79B konfiguriert sind.
  • [0439]
    Eine Ausgabe des Integrators 6-244 ist durch einen Widerstand R55 mit einem NPN-Transistor Q31 verbunden. Der Transistor Q31 ist als Emitterfolger konfiguriert, welcher Isolation hinsichtlich der Ausgabe des Integrators 6-244 schafft und als eine Spannungsquelle wirkt. Der Emitter des Transistors Q31 ist mit einem Tiefpaßfilter 6-254 verbunden. Der Tiefpaßfilter 6-245 enthält eine Induktivität L6, einen Kondensator C66 und einen Widerstand R49, die gemäß der Darstellung in 79B konfiguriert sind. Der Integrator 6-244, der Emitterfolger mit dem Transistor Q31 und der Tiefpaßfilter 6-245 entsprechen im wesentlichen der Integrator- und Tiefpaßfilterstufe 6-232 gemäß der Darstellung in 79A. Der Frequenzgang des Integrators 6-244 entspricht im wesentlichen dem Frequenzgang 6-260 gemäß der Darstellung in 80C, während der Frequenzgang des Bandpaßfilters 6-243 im wesentlichen dem Frequenzgang 6-261 gemäß der Darstellung in 80C entspricht.
  • [0440]
    Eine Ausgabe des Tiefpaßfilters 6-245 und eine Ausgabe des Bandpaßfilters 6-243 werden an einem Differentialverstärker 6-246 gekoppelt, welcher gemäß der Darstellung in 79B konfiguriert ist. Der Differentialverstärker 6-246 summiert seine Eingabe differentiell auf und schafft eine Differentialausgabe zum Tiefpaßfilter 6-247. Der Differentialverstärker 6-246 und der Tiefpaßfilter 6-247 entsprechen im wesentlichen der Subtraktor- und Tiefpaßfilterstufe 6-234 gemäß der Darstellung in 79A.
  • [0441]
    Beispielhafte Signalformen für die Schaltung gemäß 79B sind in den 80G(1)80G(4) dargestellt. 80G(1) zeigt zunächst eine beispielhafte Eingangssignalform 6-256, wie sie dem Differentialverstärker 6-240 zum Beispiel vom Equalizer 6-206 zugeführt werden kann. Die nächste Wellenform 6-257 in 80G(2) entspricht einer Ausgabe des Bandpaßfilters 6-243 gemäß 79B im Ansprechen auf die Schaltung, welche die Eingangssignalform 6-256 empfängt. Die nächste Signalform 6-258 in 80G(3) entspricht einer Ausgabe des Tiefpaßfilters 6-245 im Ansprechen auf die Schaltung gemäß 79B, welche die Eingangssignalform 6-256 empfängt. Eine Signalform 6-258 zeigt die Wirkung der Arbeitsweise des Integrators 6-244. Die Funktion des Tiefpaßfilters 6-245 liegt im wesentlichen darin, eine Verzögerung zu schaffen, um die Ausgabe des Bandpaßfilters 6-243 und des Integrators 6-244 auf die Zeit der Eingabe des Differentialverstärkers 6-246 auszurichten. Der Tiefpaßfilter 6-245 parkt hierdurch die Verzögerungen jedes Eingabeanschlusses des Differentialverstärkers 6-246 vor der differentiellen Aufsummierung.
  • [0442]
    Die abschließende Signalform 6-259 gemäß 80G(4) entspricht einer Ausgabe des zweiten Tiefpaßfilters 6-247, nachdem die Signalausgaben vom Bandpaßfilter 6-243 und Tiefpaßfilter 6-245 kombiniert und gefiltert wurden. Die Signalform 6-259 äußert typischerweise eine beträchtlich verbesserte Auflösung gegenüber dem ursprünglichen Wiedergabesignal, welches vom magnetischen Medium eingelesen wird.
  • [0443]
    Es sollte erkannt werden, daß die anhand der 79A und 79B beschriebenen Teilintegratorfunktionen unter Verwendung von Differentialverstärkern (z. B., Differentialverstärker 6-240 und 6-246) ausgeführt wurden, wodurch sie eine gemeinsame Moduszurückweisung oder äquivalent eine Zurückweisung der Gleichstromkomponente der Eingabesignale 6-238 und 6-239 schaffen. Ein weiteres Merkmal der in den 79A und 79B dargestellten Ausführungsformen ist die relativ vorteilhafte Frequenzgangcharakteristik, welche durch die Teilintegratorstufe geäußert wird. Insbesondere wird durch Kombinieren eines integrierten Signals mit einem hochpaßgefilterten Signal (z. B. einem Subtraktor- und Tiefpaßfilterblock 6-134 oder Differentialverstärker 6-246) ein Rauschen vom differenzierten und abgeglichenen Wiedergabesignal entfernt, während aber eine relativ schnelle Ansprechzeit beibehalten wird, welche zum Teil für den durch den Bandpaßfilter geschaffenen Hochpaßfrequenzanstieg fällig ist.
  • [0444]
    Die primäre Wirkung der Kombination der Differentialstufe 6-204, der Abgleichstufe 6-206 und der Teilintegratorstufe 6-208 liegt darin, das Wiedergabesignal 6-220 in einer geeigneten Weise zur Erleichterung der Datenrückgewinnung zu formen. Wie durch Vergleich der 84A und 84D ersichtlich, ist das in 84D dargestellte resultierende Signal ähnlich dem Wiedergabesignal 6-220 gemäß 84A (von welchem es abgeleitet wurde), unterscheidet sich jedoch dadurch, daß die Amplituden seiner Hoch- und Niedrigfrequenzkomponenten abgeglichen und scharfe rauschartige Charakteristiken beseitigt wurden. Ein Graph des Gesamtfrequenzgangs für die Kombination der Differentialstufe 6-204, der Abgleichstufe 6-206 und der Teilintegratorstufe 6-208 ist in 80E dargestellt. Ein Graph des gesamten Gruppenlaufzeitgangs für die gleiche Kette an Elementen ist in 80F dargestellt.
  • [0445]
    Es ist erkennbar, daß Bandlaufwerksysteme gegenwärtig existieren, welche einen Abgleich und eine Integration eines Wiedergabesignals zur Erleichterung der Datenrückgewinnung nutzen. Weitestgehend leiden derartige Systeme jedoch nicht an den Problemen eines Gleichstromanstiegs, da sie gewöhnlich gleichstromfreie Codierungen nutzen. Wie zuvor erwähnt, weisen gleichstromfreie Codierungen den Nachteil auf, ein relativ geringes Dichteverhältnis zu haben und somit ineffektiv zu sein. Die vorliegende Erfindung erlaubt die Anwendung von effizienteren Codierungssystemen durch Bereitstellen von Einrichtungen zum Beseitigen der Effekte eines Gleichstromanstiegs in zahlreichen Ausführungsformen, ohne die Verwendung einer gleichstromfreien Codierung zu erfordern.
  • [0446]
    Die Ausgabe der Teilintegratorstufe 6-208 (z. B. die Signalform gemäß 84D) wird der Datenerzeugungsstufe 6-210 gemäß 79 zugeführt. Ein Blockdiagramm der Datenerzeugungsstufe 6-210 ist in 81 dargestellt. Die Datenerzeugungsstufe 6-210 enthält einen Positivscheiteldetektor 6-300, einen Negativscheiteldetektor 6-302, einen Spannungsteiler 6-304, einen Komparator 6-306 und eine Dualflankenschaltung 6-308. Die Arbeitsweise der in 81 gezeigten Schaltung kann anhand 81 erläutert werden. In 83 wird angenommen, daß eine aufgezeichnete Bitabfolge 6-320 eingelesen wurde und eventuell in der oben beschriebenen Weise als ein vorverarbeitetes Signal 6-322 von der Teilintegratorstufe 6-208 erzeugt wurde. Es sollte erkannt werden, daß das vorverarbeitete Signal 6-322 und verschiedene andere hier beschriebene Signalformen zu Darstellungszwecken etwas idealisiert wurden, und der Fachmann wird erkennen, daß die tatsächlichen Signalformen in ihrer Gestalt und Größe von jenen variieren können, die in 83 und an anderen Stellen herausgestellt werden.
  • [0447]
    Das vorverarbeitete Signal 6-322 wird dem Positivscheiteldetektor 6-300 und dem Negativscheiteldetektor 6-302 zugeführt, welche jeweils die positiven und negativen Scheitel des vorverarbeiteten Signals 6-322 messen und verfolgen. Ein Ausgabesignal 6-330 für positive Scheitel des Positivscheiteldetektors 6-300 und ein Ausgabesignal 6-332 für negative Scheitel des Negativscheiteldetektors 6-302 ist in 83 dargestellt. Das Positivscheitelausgabesignal 6-330 und das Negativscheitelausgabesignal 6-332 werden durch den Spannungsteiler 6-304 gemittelt, welcher ein Widerstandspaar 6-341 und 6-342 enthält. Die Ausgabe des Spannungsteilers 6-304 wird als ein Grenzwertsignal 6-334 gemäß der 8183 genutzt und stellt den ungefähren Scheitel-zu-Scheitel-Mittelpunkt des vorverarbeiteten Signals 6-322 dar. Die Ausgabe des Spannungsteilers 6-304 wird dem Komparator 6-306 zugeführt, welcher die geteilte Spannung mit dem vorverarbeiteten Signal 6-322 vergleicht. Der Komparator 6-306 verändert Zustände, wenn das vorverarbeitete Signal 6-322 das Grenzwertsignal 6-334 kreuzt, was einen Übergang der eingelesenen Daten von 1 zu 0 oder von 0 zu 1 anzeigt. Die Ausgabe des Komparators 6-306 ist in 83 als eine Ausgangsdatensignalform 6-362 dargestellt. Wie nachfolgend noch näher erläutert wird, wird die Ausgangsdatensignalform 6-362 zum Positivscheiteldetektor 6-300 und Negativscheiteldetektor 6-302 zurückgeführt, um ein Nachführen der Gleichstromhüllkurve zu ermöglichen. Die Ausgabe des Komparators 6-306 wird ferner der Dualflankenschaltung 6-308 zugeführt, welche einen unipolaren Impuls mit feststehender Laufzeit zu jedem Zeitpunkt erzeugt, wenn der Komparator 6-306 seinen Zustand ändert.
  • [0448]
    Die Ausgabe der Dualflankenschaltung 6-308 schafft Takt- und Dateninformationen, von welchen die aufgezeichneten Daten in einfacher Weise wiedergewinnbar sind. Bei einer Impulsbreitenmodulationstechnologie ("PWM"), wie zum Beispiel der GCR 8/9-Modulationscodierung gemäß obiger Beschreibung, stellt jede Datenimpulsausgabe der Dualflankenschaltung 6-308 zum Beispiel einen Übergang im Fluß (d. h., ein aufgezeichnetes 1-Bit) dar, während ein Fehlen eines Datenimpulses in Taktintervallen das Fehlen eines Flußüberganges (d. h., ein aufgezeichnetes 0-Bit) darstellen würde. Die Abfolge der aufgezeichneten Bits kann anschließend durch einen Decodierer 6-24 (wie er in 75 gezeigt ist) durch auf diesem Fachgebiet bekannte Methoden decodiert werden, um die ursprünglichen Daten zu bestimmen.
  • [0449]
    Um die durch den Gleichstromabschnitt des vorverarbeiteten Signals 6-322 verursachte Hüllkurve genau nachzuführen, führt eine bevorzugte Ausführungsform Tastgradinformationen des Ausgangssignals 6-362 zu den Scheiteldetektoren zurück. Daher wird die Ausgabe des Komparators 6-306 zum Positivscheiteldetektor 6-300 und zum Negativscheiteldetektor 6-302 zurückgeführt. Dieser Vorgang kann näher anhand 82 erläutert werden, welche ein detaillierteres Schaltungsdiagramm der Datenerzeugungsstufe 6-210 herausstellt. Gemäß der Darstellung in 82 ist ein vorverarbeitetes Signal 6-322 an der Basis der Transistoren Q2 und Q5 vorgesehen. Der Transistor Q2 wirkt mit dem Positivscheiteldetektor 6-300 zusammen, und der Transistor Q5 wirkt mit dem Negativscheiteldetektor 6-302 zusammen. Da der Positivscheiteldetektor 6-300 und der Negativscheiteldetektor 6-302 in einer analogen Weise arbeiten, wird die Rückkopplungsoperation des Tastgrades nur mit Bezug auf den Positivscheiteldetektor 6-300 erläutert, während der Fachmann anhand 82 und der nachfolgenden Beschreibung die analoge Arbeitsweise des Negativscheiteldetektors 6-302 erkennt.
  • [0450]
    Der Transistor Q2 lädt einen Kondensator C1, wenn die Amplitude des vorverarbeiteten Signals 6-322 die gespeicherte Spannung des Kondensators C1 (plus die Vortragvorpolspannung des Transistors Q2) übersteigt. In 83 ist ersichtlich, daß das Positivscheitelausgangssignal 6-330 sich schnell auf den Scheitel des Signals 6-322 auflädt. Das Ausgabesignal 6-362 hält die positive Ladung am Kondensator C1 durch die Rückkopplung bei, wenn das Ausgabesignal 6-362 hoch ist und es dem Kondensator C1 ermöglicht, sich zu entladen, wenn das Ausgangssignal 6-362 niedrig ist. Wenn das Ausgabesignal 6-362 hoch ist, wird die positive Ladung am Kondensator C1 daher durch einen Transistor Q1 über den Widerstand R2 beibehalten. Vorzugsweise werden die Widerstände R1 und R2 derart mit dem gleichen Wert gewählt, daß durch den Widerstand R2 im gleichen Maße Last auf den Kondensator zugegeben wird, wie durch den Widerstand R1 abgegeben wird, wodurch die Nettolast am Kondensator C1 konstant beibehalten wird. Wenn das Ausgabesignal 6-362 andererseits gering ist, wird der Transistor Q1 ausgeschaltet, und eine Entladung des Kondensators C1 durch den Widerstand R1 wird ermöglicht. Der Wert des Kondensators C1 und des Widerstands R1 wird vorzugsweise derart gewählt, daß die Zeitkonstante etwas schneller als die zu erwartende Geschwindigkeit des Gleichstromanstiegs ist, so daß der Kondensator C1 die Veränderung des Gleichstromniveaus beim Auftreten nachführen kann.
  • [0451]
    Die Ausgabe des Kondensators C1 wird der Basis eines Transistors Q3 zugeführt. Das Spannungsniveau des Emitters von Q3 ist ein Vorpolspannungsniveau oberhalb der Ausgabe des Kondensators C1. Durch den Widerstand R3 wird Strom gegeben, welcher es dem Emitter des Transistors Q3 ermöglicht, der Spannung des Kondensators C1 zu folgen (versetzt durch die Emitter-Basisvorpolspannung). Daher bringt der Emitter des Transistors Q3 das Positivscheitelausgabesignal 6-330 ein. Es sollte bemerkt werden, daß die Transistoren Q1 und Q2 NPN-artige Transistoren sind, während Q3 ein PNP-artiger Transistor ist. Daher beseitigt die NPN-PNP-Konfiguration größtenteils nachteilige thermische Effekte, welche mit den Transistoren Q1, Q2 und Q3 erfahren werden können und beseitigt ebenfalls die mit ihrer Arbeitsweise verbundenen Vorpolspannungen.
  • [0452]
    Der Negativscheiteldetektor 6-302 arbeitet in einer analogen Weise wie der Positivscheiteldetektor 6-300 und wird daher nicht näher im Detail erläutert. Der Emitter des Transistors Q6 bringt das Negativscheitelausgabesignal 6-332 ein.
  • [0453]
    Wie zuvor erläutert werden das Positivscheitelausgabesignal 6-330 und das Negativscheitelausgabesignal 6-332 durch den Spannungsteiler 6-304 gemittelt, der gemäß der Darstellung in den 81 und 82 ein Paar von Widerständen R4, 6-341 und 6-342 enthält, um das Grenzwertsignal 6-334 zu formen. Das Grenzwertsignal 6-334 stellt daher den ungefähren Mittelpunkt des Scheitel-zu-Scheitel-Werts des vorverarbeiteten Signals 6-322 dar und führt die Gleichstromhüllkurve des vorverarbeiteten Signals 6-322 durch die Rückführkompensation des Tastgrades nach.
  • [0454]
    Obwohl die Tastgradrückführung in der vorliegenden Ausführungsform dargestellt wurde als von der Ausgabe des Komparators 6-306 entstehend, ist es erkennbar, daß andere Rückführwege ebenfalls genutzt werden können. Zum Beispiel kann ein ähnlicher Rückkopplungsweg vom Ausgang der Dualflankenschaltung 6-308 aufgegriffen werden, wenn ein Flip/Flop oder ein anderes Speicherelement am Ausgang der Dualflankenschaltung 6-308 angeordnet ist. Ferner können auch andere Einrichtungen zum Messen des Tastgrades und zum Einstellen des Grenzwertsignales zum Nachführen der Gleichspannungshüllkurve genutzt werden.
  • [0455]
    Eine bevorzugte Technologie, wie sie zum Beispiel allgemein in den 78 und 79B beschrieben ist, enthält den Schritt der Differentiation des Wiedergabesignals vor der Teilintegration, was anschließend durch den Schritt der Gleichstromnachführung gefolgt wird. Das bevorzugte Verfahren ist insbesondere geeignet für Systeme mit einem Wiedergabesignal mit relativ schlechter Auflösung und kann vorteilhafterweise zum Beispiel zum Einlesen von in einem GCR-Format gespeicherten Informationen angewendet werden. In einem Aspekt des bevorzugten Verfahrens verringert der einleitende Schritt der Differentiation die Niedrigfrequenzkomponente des ankom menden Wiedergabesignals. Gemäß einem anderen Aspekt des bevorzugten Verfahrens führt die Teilintegratorstufe zu einer Wiederherstellung oder teilweisen Wiederherstellung des Wiedergabesignals, während ein rapides Ansprechen aufgrund des Hochpaßanstiegs (z. B. von der Bandpaßfilterstufe) geschaffen wird. Das bevorzugte Verfahren kann mit einem Verfahren verglichen werden, in welchem die Integration des Wiedergabesignals anfänglich ausgeführt wurde (d. h. vor der Differentiation), was zu einer gestiegenen Größe der Gleichstromkomponente und einer entsprechend schwierigeren Nachführzeit für die Gleichstromkomponente führt.
  • [0456]
    Es ist erkennbar, daß die hier beschriebenen verschiedenen Schaltungen und Verfahren nicht auf magneto-optische Systeme beschränkt sind, sondern auch in Systemen zum Einlesen von Daten von Speicherbändern oder anderen Arten von Platten und im allgemeineren Sinn von jedem System (ob nun einem Datenspeicherungssystem oder nicht) zum Verarbeiten von elektrischen Signalen geeignet ist, in welchem es wünschenswert ist, die Effekte des Gleichstromanstiegs zu mildern.
  • Datenspeicherung und andere Aspekte des Datenabrufs
  • [0457]
    Während des Schreibmodus überträgt eine Datenquelle 7-10 gemäß 85 Daten zu einem Codierer 7-12. Der Codierer 7-12 wandelt die binären Daten zu binärcodierten Bits um. Die codierten Bits werden dann zu einem Laserimpulsgenerator 7-14 übertragen, wo die codierten Bits zu Erregerimpulsen zum Ein- und Ausschalten eines Lasers 7-16 umgewandelt werden. In der bevorzugten Ausführungsform zeigt ein codiertes Bit "1" an, daß der Laser für eine bestimmte Dauer unabhängig vom codierten Bit-Muster gepulst wird. Abhängig vom Laser und vom verwendeten optischen Medium kann die Leistungsfähigkeit jedoch durch Einstellen des Auftretens des Laserimpulses oder durch Ausweiten der ansonsten gleichmäßigen Impulsdauer verbessert werden. Die Ausgabe des Lasers 7-16 erhitzt lokalisierte Bereiche auf einem optischen Medium 7-18, welche frei in einem magnetischen Fluß vorliegen, der die Polarität des magnetischen Materials auf dem optischen Medium 7-18 festlegt. Während des Lesens des optischen Mediums 7-18 wird ein Laserstrahl auf die Oberfläche des Mediums geworfen. Die Polarisierung des reflektierten Laserstrahls hängt von der Polarität der magnetischen Oberfläche des optischen Mediums ab.
  • [0458]
    Während des Lesemodus wird der reflektierte Laserstrahl in einen optischen Leser 7-20 eingebracht, wo die Lesecodierungsausgabe zu einem Signalformprozessor 7-22 übermittelt wird. Die verarbeitete Lesecodierung wird zu einem Decodierer 7-24 übertragen, wo die ausgegebenen Daten zur Übertragung an einen Datenausgabeanschluß 7-26 übermittelt werden.
  • [0459]
    86 stellt die Unterschiede zwischen einem Laserpulsen im GCR 8/9- und RLL 2,7-Codierungsformat dar. Im GCR 8/9 ist eine Zelle 7-28 gemäß 86A als ein codiertes Bit definiert. Beim GCR 8/9 sind neun Zellen oder codierte Bits gleich acht Datenbits. Daher entsprechen die Zellen 7-30 bis 7-41 jeweils einer Taktperiode 7-42 einer Taktsignalform 7-45. Bei einer 3½''-Bildplatte, welche mit 2400 Umdrehungen pro Minute (RPM) mit einer Speicherkapazität von 256 MByte dreht, wird die Taktdauer 7-42 typischerweise 63 Nanosekunden, oder eine Taktfrequenz beträgt 15.879 MHz. Eine GCR-Datensignalform 7-47 ist die codierte Datenausgabe des Codierers 7-12. Eine repräsentative Datenfolge ist in 86A herausgestellt. Die codierte Datenfolge "010001110101" ist in den GCR-Daten 7-50 bis 7-61 dargestellt, wobei das GCR-Datum 7-50 niedrig ist. Das GCR-Datum 7-51 ist hoch. Das GCR-Datum 7-52 ist hoch und so weiter für die GCR-Daten 7-53 bis 7-61. Die Impuls-GCR-Signalform 7-65 ist die Ausgabe des Laserimpulsgenerators 7-14 und wird in den Laser 7-16 eingegeben. Bei der praktischen Anwendung der Erfindung wird ein nicht auf null zurückkehrendes Ansteuersignal genutzt, um den magnetischen Aufzeichnungskopf mit Energie zu beaufschlagen. Daher kehrt die Magnetisierung des zuvor gelöschten optischen Mediums eine Polarität um, wenn ein äußeres Magnetfeld mit entgegengesetzter Polarität am gelöschten Medium gegenwärtig ist und der Laser mit hinreichender Energie gepulst wird, um die Curie-Temperatur des Mediums zu überschreiten. Die Impuls-GCR-Signalform 7-65 gemäß der Darstellung wurde hinsichtlich der Zeit oder der Dauer nicht eingestellt, um die Leistungsverbesserungen für spezifische Datenmuster widerzuspiegeln. Die Impulse GCR 7-67 bis 7-78 reflektieren keinen Impuls, wenn das entsprechende GCR-Datum 7-47 niedrig ist, und reflektieren einen Impuls, wenn das GCR-Datum 7-47 hoch ist. Zum Beispiel weist der Impuls GCR 7-67 keinen Impuls auf, da das GCR-Datum 7-50 niedrig ist. Umgekehrt zeigen die Impulse GCR 7-68, 7-69, 7-70 und 7-71 einen Laserimpuls, da die GCR-Daten 7-51 bis 7-54 jeweils hoch sind, sowie gleichermaßen für die Impulse GCR 7-72 bis 7-78. Unter dem herausgestellten Szenario ist die Impuls-GCR-Impulsbreite 7-65 für die Impulse GCR 7-68, 7-69, 7-70, 7-71, 7-73, 7-76 und 7-77 gleichmäßig. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt diese Impulsbreite 28 Nanosekunden. Jeder Laserimpuls entsprechend der Impuls-GCR-Signalform 7-65 erzeugt aufgezeichnete Vertiefungen bzw. Pits 7-80 auf dem optischen Medium 7-18. Das aufgezeichnete Pit 7-82 entspricht dem Impuls GCR 7-68. Das aufgezeichnete Pit 7-83 entspricht dem Im puls GCR 7-69. Gleichermaßen entsprechen die aufgezeichneten Pits 7-84 bis 7-88 den jeweiligen GCR-Impulsen 7-70, 7-71, 7-73, 7-76 und 7-77.
  • [0460]
    Aufgrund der thermischen Wärmeableitung und der Leuchtfleckgröße auf dem optischen Medium 7-18 sind die aufgezeichneten Pits 7-80 im Zeitverlauf breiter als der Impuls GCR 7-65. Aufeinanderfolgend aufgezeichnete Pits 7-80 gehen ineinander über und erzeugen effektiv ein größer aufgezeichnetes Pit. Daher weist das längliche aufgezeichnete Pit eine ansteigende Flanke entsprechend des ersten aufgezeichneten Pits und eine abfallende Flanke entsprechend des zuletzt aufgezeichneten Pits auf. Zum Beispiel weist die durch die aufgezeichneten Pits 7-82 bis 7-85 erzeugtes Pit eine steigende Flanke vom aufgezeichneten Pit 7-82 und eine fallende Flanke vom Pit 7-85 auf. Unter dem GCR 8/9-Datenformat entspricht eine Anstiegsflanke dem Übergang des GCR-Datums 7-47 nach hoch, und eine fallende Flanke entspricht einem niedrig werdenden GCR-Datum 7-47. Bei einem Datenmuster "10001" gemäß der Darstellung durch die GCR-Daten 7-51 bis 7-55 tritt eine Anstiegsflanke für die erste "1" (GCR-Datum 7-47 wird hoch) auf, wie dies durch das aufgezeichnete Pit 7-82 gezeigt ist; und am Ende des GCR-Datums 7-54 tritt eine fallende Flanke auf, wie sie durch das aufgezeichnete Pit 7-85 gezeigt ist, da das GCR-Datum 7-55 niedrig ist.
  • [0461]
    Ein Wiedergabesignal 7-90 wird niedrig, wenn die aufgezeichneten Pits 7-80 keine Pits zeigen. An der Anstiegsflanke eines Pits erhöht sich das Wiedergabesignal 7-90 und bleibt hoch, bis die fallende Flanke des Pits erreicht ist. Das Signal wird dann niedrig und bleibt niedrig, bis zum nächsten Pit. Zum Beispiel ist das Wiedergabesignal 7-51 niedrig, da das GCR-Datum 7-50, welches niedrig ist, kein Pit erzeugt hat. An der vorderen Flanke des aufgezeichneten Pits 7-82 weist das Wiedergabesignal 7-90 eine Anstiegsflanke gemäß der Darstellung im Wiedergabesignal 7-92 auf. Das Wiedergabesignal 7-90 bleibt dann unverändert, bis eine fallende Flanke an einem aufgezeichneten Pit auftritt. Da die aufgezeichneten Pits 7-83 und 7-84 keine fallende Flanke zeigen, bleiben die Wiedergabesignale 7-93 und 7-94 zum Beispiel hoch. Die Signale bleiben während des Wiedergabesignals 7-95 aufgrund des aufgezeichneten Pits 7-85 hoch. Da das GCR-Datum 7-55 jedoch niedrig ist, schafft das aufgezeichnete Pit 7-85 eine fallende Flanke. Daher fällt das Wiedergabesignal 7-96 ab. Das Signal fällt auf "0" ab, bis ein aufgezeichnetes Pit auftritt, welches eine Anstiegsflanke schafft. Beim Auftreten des aufgezeichneten Pit 7-86, welches dem GCR-Datum 7-56 entspricht und hoch ist, steigt das Wiedergabesignal 7-97 an. Da kein unmittelbarer Nachfolger zum aufgezeichneten Pit 7-86 vorliegt, wenn das GCR-Datum 7-57 niedrig ist, fällt das Wiedergabesignal 7-98 ab. Das Wiedergabesignal 7-99 bleibt niedrig, da kein aufgezeichnetes Pit vorliegt, wenn das GCR-Datum 7-58 niedrig ist. Mit den GCR-Daten 7-59 und 7-60, welche hoch sind, überlappen sich die aufgezeichneten Pits 7-87 und 7-88, um ein größeres Pit herzustellen. Daher steigt das Wiedergabesignal 7-100 an, und das Wiedergabesignal 7-101 bleibt hoch. Das Wiedergabesignal 7-102 fällt an der abfallenden Flanke des aufgezeichneten Pits 7-88, wenn das GCR-Datum 7-61 niedrig ist.
  • [0462]
    Beim RLL 2,7 besteht eine Zelle aus zwei Datenbits, welche zwei Taktperioden 7-121 einer 2F-Taktsignalform 7-120 gemäß 86B entsprechen. Bei einer 256-MByte-Platte erfordert ein RLL 2,7-Codierformat eine 2F-Taktimpulsbreite 7-121 von 35,4 Nanosekunden, oder eine Taktfrequenz von 28,23 MHz. Die Berechnung dieses Wertes ist einfach. Um die gleiche Plattendichte beizubehalten, müssen die GCR 8/9- und RLL 2,7-Codierformate die gleiche Menge an Informationen in der gleichen Aufzeichnungszeit aufweisen. Da beim RLL 2,7-Format zwei codierte Bits pro Datenbit erforderlich sind, erfordert es eine Taktfrequenz von 2·(8/9) des GCR-Datenformats. Das GCR-Datenformat zeichnet neun Bits der codierten Bits pro acht Datenbits auf. Daher ist der GCR-Datenbittakt neun Achtel der Taktperiode 7-42. Bei der GCR-Taktperiode 7-42 von 63 Nanosekunden muß die RLL 2,7-Impulsbreite 7-121 daher 35,4 Nanosekunden sein, um die gleiche Plattendichte beizubehalten.
  • [0463]
    Die RLL 2,7-Datensignalform 7-122 reflektiert zwei codierte Bits pro Zelle. Zum Beispiel zeigt das RLL 2,7-Datum 7-124 ein Datenmuster "00", während das RLL 2,7-Datum 7-125 ein Datenmuster "10" zeigt. In diesem Datenformat stellt eine "1" einen Datenübergang dar. Daher geht das RLL 2,7-Datum 7-125 hoch, wenn die "1" im Datenmuster auftritt. Gleichermaßen geht das RLL 2,7-Datum 7-126 auf niedrig, wenn die "1" im Datenmuster auftritt. Wenn eine "0" auftritt, bleibt das RLL 2,7-Datum 7-122 im gleichen Zustand. Die gepulste 2-7-Signalform 7-137 reflektiert das Pulsen des Lasers 7-16 entsprechend dem RLL 2,7-Datum 7-122. Bei den RLL 2,7-Daten 7-125 und 7-126, während der Periode, wenn das Signal hoch ist, sind die gepulsten 2,7-Signalformen 7-140 und 7-141 daher hoch. Aufgrund der thermischen Ausdehnung der Pits geht die gepulste 2,7-Signalform 7-141 auf niedrig vor dem Zeitpunkt des RLL 2,7-Datums 7-126. Bei längeren Datenmustern mit "0" muß die Pulsierung anbleiben. Während des Datenmusters "10001", wie es in den RLL 2,7-Daten 7-128 und 7-129 gezeigt ist, bleiben die gepulsten 2,7-Signalformen 7-143 und 7-144 länger als die gepulsten 2,7-Signalformen 7-140 und 7-141 beispielsweise hoch. Bei Datenmustern mit aufeinanderfolgender "0" kann die gepulste 2,7-Signalform 7-137 als separater Impuls gepulst werden. Beim Datenmuster "1000001" können die RLL 2,7-Daten 7-132, 7-133 und 7-134 zum Beispiel in zwei separaten Impulsen gepulst werden, wie dies in den Impulsen 2,7 7-147, 7-148 und 7-149 gezeigt ist.
  • [0464]
    Wie beim GCR 8/9-Format zeigen die aufgezeichneten Pits 7-160 eine thermische Erweiterung. Zum Beispiel ist das aufgezeichnete Pit 7-162 im Zeitverlauf breiter als der Impuls der gepulsten 2,7-Signalformen 7-140 und 7-141; ein ähnliches Ergebnis läßt sich für das aufgezeichnete Pit 7-163 erkennen. Zur Wiederholung, das Wiedergabesignal 7-167, welches durch die Wiedergabesignale 7-168 bis 7-174 herausgestellt wird, geht auf hoch an Anstiegsflanken von aufgezeichneten Pits 7-160 und fällt ab bei abfallenden Flanken von aufgezeichneten Pits 7-160 und bleibt konstant während der Gegenwart oder Abwesenheit von Pits.
  • [0465]
    Die gepulste GCR-Codierung kann durch Korrektur von vorhersehbaren Lageverschiebungen verbessert werden. 87 zeigt ein Zeitdiagramm für die Schreibkompensation des Laserimpulsgenerators 7-14. Experimentelle Versuche zeigten, daß eine frühere Aufzeichnung die Leistungsfähigkeit verbessert, wenn der Laser 7-16 für zwei Bits oder mehr aus ist. Die Taktsignalform 7-176 ist der Codierungsbit-Takt, der zum Takten der Daten 7-177, 7-203 und 7-229 verwendet wird, welche den schlechtesten Fall für die Verbesserung von Datenmustern darstellen. Andere Muster können korrigiert werden, leiden aber hinsichtlich der Signalamplitude. Die Daten 7-180 bis 7-184 entsprechen der Datensequenz "10100". Die nichtkompensierten Impulssignalformen 7-188 bis 7-192 entsprechen diesem Datenmuster ohne Schreibkompensation. Nicht kompensierte Impulssignalformen 7-189 und 7-191 treten in einer zweiten Hälfte der Taktperiode auf. Nach der Schreibkompensation entspricht die Ausgabe des Laserimpulsgenerators 7-14 der kompensierten Impulssignalform 7-195, wobei die kompensierten Impulssignalformen 7-197 und 7-198 unverändert bleiben, und eine verkürzte Aus-Periode für die kompensierte Impulssignalform 7-199 eine früher auftretende kompensierte Impulssignalform 7-200 schafft. Während des kompensierten Impulses 7-201 bleibt der Laser 7-16 aus für eine längere Dauer als beim nichtkompensieren Impuls 7-192. Bei den Daten 7-206 bis 7-209, welche dem Datenmuster "1100" entsprechen, wäre die nichtkompensierte Impulssignalform 7-211 in ähnlicher Weise aus, wobei die nichtkompensierte Impulssignalform 7-213 durch zwei Impulse gefolgt wird, d. h., die nichtkompensierten Impulssignalformen 7-214 und 7-216. Zur Wiederholung, die Schreibkompensationsschaltung justiert die kompensierte Impulssignalform 7-220 derart, daß die kompensierte Impulssignalform 7-225 früher in der Zeit bezüglich der kompensierten Impulssignalform 7-223 auftritt, so daß die kompensierte Impulssignalform 7-224 kürzer ist als die nicht kompensierte Impulssignalform 7-215. Schließlich weisen die den Datenmuster "00100" entsprechenden Daten 7-231 bis 7-235 die nichtkompensierte Impulssignalform 7-237 auf, welche bei der nichtkompensierten Impulssignalform 7-240 auftritt. Die Schreibkompensation würde die kompensierte Impulssignalform 7-243 auf einen früheren Zeitpunkt bezüglich der kompensierten Impulssignalform 7-246 bewegen.
  • [0466]
    88 zeigt ein schematisches Diagramm der Schreibkompensationsschaltung, welche einen Kontrollempfänger- bzw. Datenmustermonitor 7-248, einen Schreibkompensationsmusterdetektor 7-249 und eine Verzögerungsschaltung 7-269 aufweist. Der Datenmustermonitor 7-248 ist ein serielles Schieberegister, welches vom Codierer 7-12 codierte Daten aufeinanderfolgend taktet. Die letzten fünf getakteten Datenbits werden zum Schreibkompensationsmusterdetektor 7-249 übermittelt, wo sie zur Bestimmung analysiert werden, ob der Laser früher als normal gepulst werden soll.
  • [0467]
    Der Datenmustermonitor 7-248 enthält Datenabfolge-D-Flipflops 7-250 bis 7-256. Codierte Daten werden in den D-Anschluß des Datenabfolge-D-Flipflops 7-250 eingegeben, dessen Q-Ausgang WD1 der Eingang des D-Anschlusses des Datenabfolge-D-Flipflops 7-251 wird. Diese Taktung setzt sich durch die Datenabfolge-D-Flipflops 7-252 bis 7-256 fort, dessen Q-Ausgang WD7 die Datenabfolge um sieben Taktperioden verzögert wiedergibt bezüglich der ersten Eingabe in den Datenmustermonitor 7-248. Die Q-Ausgänge WD1, WD2, WD3, WD4 und WD5 der Datenabfolge-D-Flipflops 7-250 bis 7-254 stellen jeweils die letzten fünf der letzten sieben Datenbits dar, welche in den Datenmustermonitor 7-248 eingegeben wurden. Diese fünf Bits werden zum Schreibkompensationsmusterdetektor 7-249 übermittelt, wo sie mit vorbestimmten Datenmustern verglichen werden; und, wenn sie übereinstimmen, wird ein Freigabeschreibsignal zur Verzögerungsschaltung 7-269 übermittelt, um anzuzeigen, daß der Laserimpuls früher als normal auftreten soll.
  • [0468]
    Das erste Datenmuster wird durch Invertieren der Q-Daten WD1, WD2, WD4 und WD5 vom jeweiligen Datenabfolge-D-Flipflop 7-250, 7-251, 7-253 und 7-254 durch die jeweiligen Dateninverter 7-260, 7-261, 7-262 und 7-263 erfaßt. Die Ausgaben dieser Inverter werden im UND-Erfassungsglied 7-264 durch eine UND-Verknüpfung mit dem Ausgang des Datenabfolge-D-Flipflops 7-252 verknüpft. Wenn eine Abfolge "00100" auftritt, geht die Ausgabe des UND-Erfassungsglieds 7-264 daher auf hoch, was anzeigt, daß eine Erfassung des Datenmusters aufgetreten ist. Gleichermaßen wird das zweite Datenmuster durch Invertieren der Q-Ausgänge WD1, WD2 und WD4 der jeweiligen Datenabfolge-D-Flipflops 7-250, 7-251 und 7-253 durch die jeweiligen Da teninverter 7-282, 7-283 und 7-284 erfaßt, und diese invertierten Ausgaben der Ausgänge WD3 und WD5 der Datenabfolge-D-Flipflops 7-252 und 7-254 werden in einem UND-Erfassungsglied 7-286 durch UND verknüpft. Daher löst ein Datenmuster von "10100" ein Hoch des UND-Erfassungsglieds 7-286 aus, welches eine Erfassung anzeigt. Die dritte Datenabfolge wird durch Invertieren der Q-Ausgänge WD1 und WD2 vom jeweiligen Datenabfolge-D-Flipflop 7-250 und 7-251 durch die Dateninverter 7-287 und 7-288 erfaßt, und diese invertierten Ausgänge werden mit den Q-Ausgängen WD3 und WD4 des jeweiligen Datenabfolge-D-Flipflops 7-252 und 7-253 in einem UND-Datenerfassungsglied 7-289 durch UND verknüpft. Daher löst ein Datenmuster von "1100" eine Erfassung des UND-Erfassungsglieds 7-289 aus, was die Gegenwart der Daten anzeigt. Die Erfassungsausgänge für die Datenmuster der UND-Erfassungsglieder 7-264, 7-286 und 7-289 werden in einem ODER-Erfassungsmusterglied 7-266 durch ODER verknüpft, dessen Ausgang hoch wird, wenn eines der drei Datenmuster erfaßt wurde. Die Ausgabe der erfaßten Muster wird getaktet zum Auslösen eines Schreib-D-Flipflops 7-268, dessen Q-Ausgang, das Freigabeschreibsignal, dann zur Verzögerungsschaltung 7-269 übermittelt wird.
  • [0469]
    Die Verzögerungsschaltung 7-269 greift die getaktete Datenausgabe WD4 des Datenabfolge-D-Flipflops 7-253 auf und führt es gleichzeitig in eine Verzögerungsschaltung 7-276 und ein nichtverzögerndes UND-Auswahlglied 7-174 ein. Die verzögerte Ausgabe der Verzögerungsschaltung 7-276 wird in ein UND-Verzögerungsauswahlglied 7-272 eingegeben. Das Freigabeschaltsignal vom Schreibkompensationsmusterdetektor 7-249 gibt entweder das UND-Verzögerungsauswahlglied 7-272 oder das Nichtverzögerungs-UND-Auswahlglied 7-274 frei. Wenn das Freigabeschaltsignal niedrig ist, was anzeigt, daß keines der drei Datenmuster aufgetreten ist, wird es durch einen Freigabeschreibinverter 7-270 invertiert. Dies ermöglicht es, die verzögerten Daten aus der Verzögerungsschaltung 7-276 zu takten. Wenn das Auslöseschreibsignal andererseits hoch ist, was anzeigt, daß eines der drei Datenmuster aufgetreten ist, dann ermöglicht das Nichtverzögerungs-UND-Auswahlglied 7-274 die Übertragung der Daten vom Datenabfolge-D-Flipflop 7-253, welches nicht verzögert. Die Ausgänge des Verzögerungsauswahl-UND-Gliedes 7-272 und des Nichtverzögerungsauswahl-UND-Gliedes 7-274 werden in einem ODER-Datenglied 7-278 mit ODER verknüpft, wo es aus der Verzögerungsschaltung 7-269 ausgegeben wird. Obwohl frühere Diskussionen über die Schreibkompensationsschaltung oder Zeitsteuerung angezeigt haben, daß bei diesen drei Datenmustern der Schreibimpuls 10 Nanosekunden früher auftreten würde, werden die Daten in tatsächlichen Ausführungen für alle Daten um 10 Nanosekunden verzögert wie bei den drei Datenmustern. Die Verzögerung der Verzögerungsschaltung 7-276 wird zwischen 7 und 12 Nanosekunden bei der Frequenz der bevorzugten Ausführungsform festgelegt.
  • [0470]
    Wenn Datenmuster mit niedrigerer Frequenz aufgezeichnet werden, weist das sich ergebende magneto-optische Signal eine geringere Anstiegszeit als Abfallzeit auf. Dies verursacht an der finalen Ausgabe des Signalformprozessors 7-22 eine verschlechterte Amplitude an den positiven Scheiteln, welche durch eine Aufzeichnung mit höherer effektiver Leistung an der Anstiegsflanke des Datenmusters korrigiert werden kann. Bei der bevorzugten Ausführungsform löst das Datenmuster "000111" ein Breitschreibesignal während der zweiten "1" des Datenmusters aus, wodurch der Laser während seiner normalen Aus-Periode gepulst wird.
  • [0471]
    Gemäß 89 taktet eine Taktsignalform 7-301 eine Datensignalform 7-303 durch den Laserimpulsgenerator 7-14 für das Datenmuster "000111". Wie anhand der Daten 7-305 bis 7-310 herausgestellt ist, erzeugt der Laserimpulsgenerator 7-14 eine Impulssignalform 7-312 mit den Pulsen 7-314, 7-315 und 7-316, wenn die Datensignalform 7-303 eine "1" ist. Während der zweiten "1" dieses Datenmusters schaltet der Laserimpulsgenerator 7-14 für einen Anstieg der Leistungssignalform 7-318 an und erzeugt einen Impuls 7-320. Eine Ausgabelaserimpulssignalform 7-323 resultiert aus einer ODER-Verknüpfung des Impulses 7-312 und der Anstiegsleistungssignalform 7-318, was die Laserimpulse 7-323, 7-324 und 7-325 erzeugt. In normalen Betriebszuständen wäre der Laserimpuls 7-324 aus während der ersten Hälfte der Taktperiode. Unter diesen bestimmten Datenmustern bleibt der Laser jedoch für die Laserimpulse 7-323 und 7-324 an, was die Leistung effektiv um fünfzig Prozent während dieser Zeitperiode erhöht.
  • [0472]
    Gemäß 90 erzeugt eine Amplitudenasymmetriekorrekturschaltung 7-291 einen Breitschreibimpuls 7-292 (entsprechend der Anstiegsleistungssignalform 7-318 in 89), welcher mit der Laserimpulsausgabe der Verzögerungsschaltung 7-269 (entsprechend der Impulssignalform 7-312 in 89) in einem Laserimpuls-ODER-Glied mit ODER verknüpft wird, was zur Ausgabelaserimpulssignalform 7-322 führt. Der Datenmustermonitor 7-248 arbeitet wie in 88 dargestellt ist. Die Q-Ausgänge WD2, WD3, WD4, WD5, WD6 und WD7 der jeweiligen Datenabfolge-D-Flipflops 7-251 bis 7-256 sind 5 Eingaben in die Amplitudenasymmetriekorrekturschaltung 7-291, wo die Ausgänge WD5, WD6 und WD7 der jeweiligen Datenabfolge-D-Flipflops 7-254, 7-255 und 7-256 in jeweiligen Dateninvertern 7-293, 7-294 und 7-295 invertiert werden. Die Ausgänge der Dateninverter 7-293, 7-294 und 7-295 und der Datenabfolge- D-Flipflops 7-251, 7-252 und 7-253 werden in einem UND-Erfassungsglied 7-296 mit UND verknüpft. Die Ausgabe des UND-Erfassungsgliedes 7-296 zeigt eine erfaßte Musterform "000111" an, welche außerhalb eines Breitschreib-D-Flipflops 7-297 am nächsten Taktgeber 7-301 getaktet wird.
  • [0473]
    Die Signalformausgabe des optischen Lesers 7-20 verschlechtert sich als eine Funktion der Frequenz und der Datenmuster. Die Amplitude und Zeitsteuerung können durch Verarbeitung des Signals durch den Signalformprozessor 7-22 verbessert werden. Die Asymmetrie der Anstiegs- und Fallzeiten eines isolierten Impulses können durch Summieren eines abgeglichenen, differenzierten Signals mit seiner Ableitung verbessert werden. Gemäß 91 wird ein magneto-optisches Signal 7-327 durch einen Differenzverstärker 7-329 differenziert. Das differenzierte Signal wird in einen Equalizer 7-331 eingegeben, wo es in der vorliegenden Ausführungsform mit 5 dB abgeglichen wird, und die Amplitude wird als eine Funktion der Frequenz abgeglichen. Die Ableitung des abgeglichenen Signals wird durch einen Ableitungsprozessor 7-333 aufgegriffen und mit dem abgeglichenen Signal in einem Addierer 7-335 aufsummiert. Die Ausgabe des Addierers 7-335 ist das Lesesignal 7-337.
  • [0474]
    92 zeigt ein Zeitdiagramm einer dynamischen Schwellen- bzw. Grenzwertschaltung gemäß 93. Das Lesesignal 7-337 enthält eine Uberschwingung, welche durch die Verschmälerung der Impulse hergestellt wird. Da diese Uberschwingung vorhersehbar ist, kann der Grenzwert für den Leseschaltungskomplex während der Überschwingung erhöht werden, um falsch eingelesene Daten bei positiven Scheiteln 7-339, 7-340, 7-341 und 7-342 und bei negativen Scheiteln 7-343, 7-344 und 7-345 des Lesesignals 7-337 zu vermeiden. Eine Grenzwertsignalform 7-348 wird während positiver Scheitel auf hoch geschaltet. Grenzwertsignalformen 7-349, 7-350 und 7-351 sind während jeweiligen positiver Scheitel 7-339, 7-340 und 7-341 hoch. Grenzwertsignalformen 7-352, 7-353 und 7-354 sind während jeweiliger negativer Scheitel 7-343, 7-344 und 7-345 niedrig. Jeder Scheitel, ob positiv oder negativ, des Lesesignals 7-337 erzeugt eine Scheitelsignalform 7-356, welche ein kurzer Taktimpuls ist, der bald nach den Scheiteln des Lesesignals 7-337 auftritt. Die Scheitel 7-339, 7-343, 7-340, 7-344, 7-341, 7-345 und 7-342 des Lesesignals 7-337 erzeugen jeweils Scheitelsignalformen 7-358 bis 7-364.
  • [0475]
    Gemäß der Darstellung in 93 wird die Grenzwertsignalform 7-348 in den D-Anschluß eines Grenzwertlaufzeit-D-Flipflops 7-366 eingegeben. Die Scheitelsignalform 7-356 taktet die Grenzwertsignalform 7-348 durch das Flipflop 7-366. Eine verzögerte Grenzwertsignalform 7-368 ist die Q-Ausgabe des Grenzwertlaufzeit-D-Flipflops 7-366, welche mit der Grenzwertsignalform 7-348 in einem Grenzwert-Exklusiv-ODER-Glied 7-370 durch Exklusiv-ODER verknüpft wird. Ein Exklusiv-ODER-Signal 7-372 ist die Ausgabe des Grenzwert-Exklusiv-ODER-Glieds 7-370. Das Exklusiv-ODER-Signal 7-372 hat die doppelte Frequenz der ursprünglichen Grenzwertsignalform 7-348. Das Exklusiv-ODER-Signal 7-372 wird in den D-Anschluß eines Exklusiv-ODER-D-Flipflops 7-374 eingegeben, wo es mit einem Lesetakt 7-375 getaktet wird. Eine F1-Signalform 7-376 ist die Q-Ausgabe des Exklusiv-ODER-D-Flipflops 7-374. Die Lesetaktsignalform 7-375 weist während hoher Impulse des Exklusiv-ODER-Signals 7-372 eine Anstiegsflanke auf, außer wenn das Exklusiv-ODER-Signal 7-372 für mehr als eine Lesetaktsignalform 7-375 niedrig ist. Daher ist die F1-Signalform 7-376 hoch, außer für einen Zeitraum zwischen dem ersten Lesetakt-7-375-Impuls, nachdem das Exklusiv-ODER-Signal 7-372 für mehr als einen Lesetakt 7-375 niedrig ist, und dem nächsten Exklusiv-ODER-Signal-7-372- Impuls.
  • [0476]
    Die F1-Signalform 7-376 wird mit dem Exklusiv-ODER-Signal 7-372 in einem Oberwellen-ODER-Glied 7-378 durch ODER verknüpft. Die Ausgabe des Oberwellen-ODER-Gliedes 7-378 ist hoch, außer für den Zeitraum vom ersten Lesetakt 7-375, nachdem das Exklusiv-ODER-Signal 7-372 für mehr als eine Taktperiode niedrig wurde, bis das Signal 7-372 wiederum hoch wird. Die Ausgabe des Oberwellen-ODER-Gliedes 7-378 wird durch den D-Eingang eines Oberwellen-D-Flipflops 7-379 getaktet, welches durch den Lesetakt 7-375 getaktet wird. Die Q-Ausgabe des Oberwellen-D-Flipflops 7-379 ist eine F2-Signalform 7-381. Die F2-Signalform 7-381 ist hoch, außer von der zweiten Lesetaktperiode 7-375, nachdem das Exklusiv-ODER-Signal 7-372 niedrig wird, bis der nächste Lesetakt 7-375 ein Hoch für das Exklusiv-ODER-Signal 7-372 taktet. Die F2-Signalform 7-381 wird durch einen F2-Inverter 7-383 invertiert und mit dem Exklusiv-ODER-Signal 7-372 in einem dynamischen Grenzwert-NOR-Glied 7-385 durch NOR verknüpft, um eine dynamische Grenzwertsignalform 7-387 herzustellen. Die dynamische Grenzwertsignalform 7-387 ist immer dann hoch, wenn das Exklusiv-ODER-Signal 7-372 niedrig ist, außer wenn die F2-Signalform 7-381 niedrig ist. Daher weist die dynamische Grenzwertsignalform 7-387 eine An-Zeit auf, die geringer als die halbe Lesesignalperiode 7-375 ist, außer wenn das Exklusiv-ODER-Signal 7-372 in der nächsten Lesetaktperiode 7-375 niedrig ist. Bei dieser Ausnahme bleibt die dynamische Grenzwertsignalform 7-387 vom Ende des Exklusiv-ODER-Signals 7-372 hoch bis zum zweiten Lesetaktimpuls 7-375.
  • [0477]
    Die dynamische Grenzwertsignalform 7-387 wird verwendet, um die Vorpolung einer Vorpoldiode 7-389 auszurichten oder umzukehren. Wenn der dynamische Grenzwert 7-387 hoch ist, wird die Vorpoldiode 7-389 umgekehrt vorgepolt. Wenn die dynamische Grenzwertsignalform 7-387 andererseits niedrig ist, wird die Vorpoldiode 7-389 vorwärts bzw. ausgerichtet vorgepolt.
  • [0478]
    Wenn die dynamische Grenzwertsignalform 7-387 die Vorpoldiode 7-389 vorwärtsgerichtet vorpolt (d. h., niedrig ist), ist das Potential eines Filtervorpolsignals 7-390 um die Übergangsspannung der Vorpoldiode 7-389 höher. Dieses Potential beträgt 0,6 Volt für Standardvorrichtungen. Die 5-Volt-Zuführspannung fällt über einen begrenzenden Widerstand 7-393 auf das Potential des Filtervorpolsignals 7-390, da die Spannung über einen Ladekondensator 7-394 die Differenz zwischen dem Filtervorpolsignal 7-390 und der Masse ist. Der Ladekondensator 7-394 lädt sich auf bis zu diesem Potential, welches auch die Basisspannung eines Transistors 7-395 ist. Dies schaltet den Transistor 7-395 an, was eine Spannung am Emitter des Transistors 7-395 von 1,4 Volt verursacht. Da die Emitter der Transistoren 7-395 und 7-396 verbunden sind, ist die Emitterspannung des Transistors 7-396 geringer als die Basisspannung des Transistors 7-396 von 2,5 Volt. Dementsprechend ist der Transistor 7-396 derart ausgeschaltet, daß die Kollektorspannung über einen Kollektorwiderstand 7-397 eine vergrößerte Grenzwertsignalform 7-399 erzeugt, welche 0 Volt (Masse) beträgt. Die erhöhte Grenzwertsignalform 7-399 ist das Signal, welches die Schwelle bzw. den Grenzwert des Lesesignaldetektors 7-377 während Überschwingperioden erhöht.
  • [0479]
    Wenn die dynamische Grenzwertsignalform 7-387 hoch ist, wird die Vorpoldiode 7-389 umgekehrt vorgepolt, wodurch die Basis des Transistors 7-395 nicht weiter mit 6 Volt beaufschlagt ist. Wenn die dynamische Grenzwertsignalform 7-387 auf hoch geht, beginnt sich der Ladekondensator 7-394 aufzuladen, was ein Potential an der Basis des Transistors 7-395 erzeugt, welches exponential bis auf die Zuführspannung von 5 Volt ansteigt. Wenn sich das Filtervorpolsignal 7-390 in seiner Spannung erhöht, erhöht sich die Spannung am Emitter des Transistors 7-395, was gleichermaßen die Emitterspannung am Transistor 7-396 steigert. Wenn diese Emitterspannung die Basisspannung um das Übergangspotential über die Emitter-zu-Basis-Verbindung des Transistors 7-396 übersteigt, wird der Transistor 7-396 angeschaltet. Das Anschalten des Transistors 7-396 bewirkt ein Hochgehen der erhöhten Grenzwertsignalform 7-399.
  • [0480]
    Unter normalen Betriebsbedingungen wird die dynamische Grenzwertsignalform 7-387 wie oben erläutert gepulst. Während normaler Lesesignale ist der dynamische Grenzwert 7-387 für eine Periode an, die äquivalent zur An-Periode des Lesetaktes 7-375 375 ist. Die Ladezeit für die Spannung über den Ladekondensator 7-394, um die Basisspannung von 2,5 Volt zu übersteigen, ist länger als diese halbe Taktzeitperiode. Daher bleibt die Anstiegsgrenzwertsignalform 7-399 unter normalen Umständen niedrig. Während Überschwingperioden ist die dynamische Grenzwertsignalform 7-399 jedoch für eine längere Zeitperiode an, wodurch es dem Ladekondensator 7-394 ermöglicht wird, sich auf eine Spannung aufzuladen, welche 2,5 Volt übersteigt, wodurch die ansteigende Grenzwertsignalform 7-399 getriggert wird, um hochzugehen.
  • [0481]
    Gemäß 94 wird ein Hauptrechner 7-410, der als eine Quelle und Nutzer der digitalen Daten dient, durch eine Schnittstellenelektronik 7-412 und eine Datensammelleitung 7-414 gekoppelt. Wenn der Hauptrechner 7-410 Daten verarbeitet und ein Zugriff auf einen externen Speicher von Zeit zu Zeit beabsichtigt ist, wird eine Verbindung durch die Schnittstellenelektronik 7-412 und die Datensammelleitung 7-414 geschaffen. Die Datensammelleitung 7-414 wird mit dem Eingang eines Schreibcodierers 7-416 und dem Eingang eines Schreibcodierers 7-418 gekoppelt. Vorzugsweise codiert der Schreibcodierer 7-416 Daten von der Sammelleitung 7-414 in einem Format niedriger Dichte (z. B. ANSI); und der Schreibcodierer 7-418 codiert Daten der Datensammelleitung 7-414 in einem Format höherer Dichte. Der Entwurfsvorschlag für beschreibbare 90-mm-Bildplattencassetten zum Informationsaustausch vom 1. Januar 1991, welcher das ANSI-Format beschreibt, ist hiermit durch Bezugnahme voll inhaltlich aufgenommen. Die Ausgaben der Schreibcodierer 7-416 und 7-418 werden alternativ durch einen Schalter 7-422 mit dem Schreibeingang eines magneto-optischen Lese-/Schreib-Kopfes 7-420 gekoppelt. Der Leseausgang des Kopfes 7-420 wird alternativ durch einen Schalter 7-424 mit den Eingängen eines Lesedecodierers 7-426 und eines Lesedecodierers 7-428 verbunden. Der Lesedecodierer 7-426 decodiert Daten in gleichem Format, d. h. ANSI, wie der Schreibcodierer 7-416; und der Lesedecodierer 7-428 decodiert Daten im gleichen Format wie der Schreibcodierer 7-418. Vorzugsweise wird die oben ausgeführte Codier- und Decodiertechnik verwendet, um den Schreibcodierer 7-418 und den Lesedecodierer 7-428 zu realisieren. Die Ausgaben der Decodierer 7-426 und 7-428 werden mit der Datensammelleitung 7-414 verbunden.
  • [0482]
    Im Ansprechen auf ein Modus-Auswahlsignal setzt eine Schaltersteuerungselektronik 7-430 den Zustand der Schalter 7-422 und 7-424 entweder in einen ersten oder einen zweiten Modus. Im ersten Modus werden der Schreibcodierer 7-418 und der Lesedecodierer 7-428 zwischen der Datensammelleitung 7-414 und dem Lese-/Schreib-Kopf 7-420 verbunden. Im zweiten Modus werden der Schreibcodierer 7-416 und der Lesedecodierer 7-426 zwischen der Datensammelleitung 7-414 und dem Lese-/Schreib-Kopf 7-420 verbunden. Der Lese-/Schreib-Kopf 7-420 liest codierte Daten von einer 90-Millimeter-Bildplatte, welche von einem austauschbaren Bildplattenlaufwerk 7-432 aufgenommen ist, welches durch eine Plattenlaufwerkelektronik 7-434 gesteuert wird, und schreibt codierte Daten darauf. Der Lese-/Schreib-Kopf 7-420 wird durch eine Positioniersteuerelektronik 7-436 radial über die Oberfläche der Platte transportiert, welche durch das Plattenlaufwerk 7-432 aufgenommen ist.
  • [0483]
    Wenn eine 90-Millimeter-Platte in einem Format hoher Dichte durch das Plattenlaufwerk 7-432 aufgenommen ist, setzt ein Modusauswahlsignal das System in den ersten Modus. Als ein Ergebnis hieraus werden auf den Platten zu speichernde Daten vom Hauptrechner 7-410 durch die Schnittstellenelektronik 7-412 organisiert und durch den Schreibcodierer 7-418 codiert. Von der Platte gelesene Daten werden durch den Lesedecodierer 7-428 decodiert, durch die Schnittstellenelektronik 7-412 umorganisiert und zum Hauptrechner 7-410 zur Weiterverarbeitung übertragen.
  • [0484]
    Wenn eine 90-Millimeter-Platte mit niedriger Dichte vorliegt, wird ein ANSI-Format durch das Plattenlaufwerk 7-432 empfangen, und ein Modusauswahlsignal setzt das System in den zweiten Modus. Als ein Ergebnis hieraus werden auf der Platte zu speichernde Daten vom Hauptcomputer 7-410 durch die Schnittstellenelektronik 7-412 organisiert und durch den Schreibcodierer 7-416 codiert. Von der Platte gelesene Daten werden durch den Lesedecodierer 7-426 decodiert, durch die Schnittstellenelektronik 7-412 umorganisiert und zum Hauptrechner 7-412 zur Weiterverarbeitung übertragen.
  • [0485]
    Ungeachtet des zum Speichern der Daten verwendeten Formats wird das Modusauswahlsignal auf jeder Platte in einem Format, z. B. dem ANSI-Format, niedriger Dichte gespeichert, und das System gibt den entsprechenden Modus, z. B. den zweiten Modus, vor. Das Modusauswahlsignal könnte in der Steuerspurzone im ANSI-Format aufgezeichnet sein. Wenn eine Platte im Plattenlaufwerk 7-432 installiert ist, steuert die Plattenlaufwerkelektronik 7-434 anfänglich die Lagesteuerungselektronik 7-436, um den Bereich auf der Platte zu lesen, auf welchem das Modusauswahlsignal gespeichert ist. Der Lesedecodierer 7-426 reproduziert das Modusauswahlsignal, welches der Schaltersteuerungselektronik 7-430 zugeführt wird. Wenn die installierte Platte ein ANSI-Format niedriger Dichte aufweist, bleibt das System im zweiten Modus, wenn das Modusauswahlsignal gelesen wird. Wenn die installierte Platte ein Format hoher Dichte aufweist, dann schaltet das System in den ersten Modus, wenn das Modusauswahlsignal gelesen wird.
  • [0486]
    In bestimmten Fällen kann es wünschenswert sein, den Laser für den ersten und zweiten Modus zu modifizieren. Zum Beispiel könnten unterschiedliche Laserfrequenzen verwendet werden oder unterschiedliche Laserfokussierlinsensysteme für unterschiedliche Moden. In derartigen Fällen wird das Modusauswahlsignal auch mit dem Lese-/Schreib-Kopf 7-420 gekoppelt, um die Umsetzung zwischen Frequenzen oder Fokussiersystemen mit optischen Linsen je nach Fall zu steuern.
  • [0487]
    Es ist vorzuziehen, die in beiden Formaten gespeicherten Daten so zu organisieren, daß sie die gleiche Anzahl von Bytes pro Sektor aufweisen, d. h., im Falle von ANSI 512 Bytes. In einem derartigen Fall kann die gleiche Schnittstellenelektronik 7-412 verwendet werden, um die auf der Platte in beiden Formaten gespeicherten und wiedergewonnenen Daten zu organisieren.
  • [0488]
    Gemäß der Erfindung können der gleiche Lese-/Schreib-Kopf 7-420, die gleiche Lagesteuerungselektronik 7-436, das gleiche Bildplattenlaufwerk 7-432, die gleiche Plattenlaufwerkelektronik 7-434, die gleiche Schnittstellenelektronik 7-412 und die gleiche Datensammelleitung 7-414 verwendet werden, um Daten auf Bildplatten in unterschiedlichen Formaten zu speichern und wiederzugewinnen. Als ein Ergebnis hieraus kann eine Abwärtskompatibilität von Formaten höherer Dichte, welche durch Fortschritte auf diesem Gebiet entwickelt werden, zum industriellen Standardformat ANSI unter Verwendung der gleichen Ausrüstung realisiert werden.
  • [0489]
    Mit Bezug auf die 95, 96 und 98 wird nun das bevorzugte Format der Bildplatte hoher Dichte beschrieben. Es bestehen zehntausend Spuren, nämlich die Spuren 0 bis 9999, welche in 21 Zonen angeordnet sind. Jede Spur ist in eine Mehrzahl von Sektoren unterteilt. Es liegt eine unterschiedliche Anzahl von Sektoren in jeder Zone vor, welche sich in ihrer Anzahl erhöht, wenn man auf der Platte nach außen geht. Die Frequenz der in jeder Zone aufgezeichneten Daten ist ebenfalls unterschiedlich, wobei sich die Frequenz erhöht, wenn man auf der Platte nach außen geht. (Siehe 95 und 98 für eine Beschreibung der Anzahl der Spuren in jeder Zone, der Anzahl der Sektoren in jeder Zone und die Aufzeichnungsfrequenz in jeder Zone.) Im Gegensatz zu Platten mit niedriger Dichte sind die Formatmarkierungen löschbar auf der Platte aufgezeichnet, wobei die gleiche Aufzeichnungstechnologie wie für die Daten verwendet wird, nämlich vorzugsweise eine magneto-optische (MO). Diese Formatmarkierungen enthalten Sektorfelder, Kopffelder für jeden Sektor und Steuerspuren. Im Gegensatz zu den Kopffeldern und den Daten werden die Sektorfelder für alle Zonen in der gleichen Frequenz aufgezeichnet. Eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform des Sektorformats folgt.
  • Sektorplan
  • [0490]
    Ein Sektor enthält eine Sektormarkierung, ein Kopffeld und ein Aufzeichnungsfeld, in welchem 512 Anwenderdatenbytes aufgezeichnet werden können. Das Aufzeichnungsfeld kann leer oder vom Anwender beschrieben sein. Die Gesamtlänge eines Sektors beträgt 721 Bytes (1 Byte ist äquivalent zu neun Kanalbits) des Kopffeldes und der Aufzeichnungsfelder bei einer Frequenz, welche von Zone zu Zone variiert, plus 80 Kanalbits für die Sektormarkierung mit einer festgelegten Frequenz, d. h., der gleichen Frequenz in jeder Zone. Toleranzen werden durch den Puffer, d. h., das letzte Feld im Sektor, aufgenommen. Die Länge des Kopffeldes beträgt 48 Bytes. Die Länge des Aufzeichnungsfeldes beträgt 673 Bytes.
  • Sektormarkierung (SM)
  • [0491]
    Die Sektormarkierung besteht aus einem Muster, welches nicht in den Daten auftritt, und ist dazu vorgesehen, um eine Identifizierung des Beginns des Sektors ohne Anwenden einer phasenstarren Schleife durch das Laufwerk zu ermöglichen. Die Sektormarkierungen sind mit einer festgelegten Frequenz von 11,6 MHz für alle Zonen aufgezeichnet. Die Länge der Sektormarkierung beträgt 80 Kanalbits. Das folgende Diagramm zeigt das Muster im NRZI-Format.
  • VFO-Felder
  • [0492]
    Es bestehen vier Felder, welche entweder VFO1, ein oder zwei VFO2, oder VFO3 bezeichnet werden, um dem spannungsgesteuerten Oszillator der phasenstarren Schleife des Lesekanals ein Signal aufzubringen, um die Phase zu verriegeln. Die Information in den VFO-Feldern VFO1 und VFO3 sind in ihrem Muster identisch und weisen die gleiche Länge von 108 Bits auf. Die zwei mit VFO2 bezeichneten Felder weisen jeweils eine Länge von 72 Bits auf.
  • Adressenmarkierung (AM)
  • [0493]
    Die Adressenmarkierung besteht aus einem Muster, welches nicht in den Daten auftritt. Das Feld ist dazu vorgesehen, um dem Plattenlaufwerk die Laufwerk-Byte-Synchronisation für das folgende ID-Feld vorzugeben. Es hat eine Länge von 9 Bits mit den folgenden Mustern:
    110000101
  • ID-Felder
  • [0494]
    Die drei ID-Felder enthalten jeweils die Adresse des Sektors, d. h., die Spurnummer und die Sektornummer des Sektors und CRC-Bytes (Cyclic Redundancy Check bytes, zyklische Blocksicherungsbytes). Jedes Feld enthält fünf Bytes mit den folgenden Inhalten:
    • 1. Byte – Spur-MSByte
    • 2. Byte – Spur-LSByte
    • 3. Byte – Bit 7 und 6 00 – ID-Feld 0 01 – ID-Feld 1 10 – ID-Feld 2 11 – nicht erlaubt Bit 5 – null Bit 4 bis Bit 0 – binäre Sektornummer
    • 4. und 5. Bytes – CRC-Feld
  • [0495]
    Die CRC-Bytes enthalten CRC-Informationen, welche über den ersten drei Bytes gemäß der Gleichungen 1, 2 und 3 berechnet werden, welche in der Tabelle in 99 dargestellt sind. Mit Bezug hierauf ist es verständlich, daß die 16 Kontrollbits des CRC des ID-Feldes über die ersten drei Bytes dieses Feldes berechnet werden sollen. Das Generatorpolynom ist die Gleichung (1) gemäß 99. Das restliche Polynom wird durch die Gleichung (2) definiert, wobei b; ein Bit der ersten drei Bytes und b i ein invertiertes Bit bezeichnet. Bit23 ist das höchste Ordnungsbit für das erste Byte. Die Inhalte der 16 Kontrollbits ck des CRC werden durch die Gleichung (3) gemäß 99 definiert, wobei c15 im höchsten Ordnungsbit für das vierte Byte im ID-Feld aufgezeichnet wird.
  • Postambles (PA)
  • [0496]
    Die Postamble-Felder sind gleich in ihrer Länge und weisen beide 9 Bits auf. Es besteht ein Postamble, welches ID3 folgt, und ein Postamble, welches dem Datenfeld folgt. Ein Postamble ermöglicht das Schließend des letzten Bytes des vorangegangenen CRCs oder Datenfelds. Die Postambles (PA) weisen 9 Bits mit den folgenden Mustern auf:
    10 00100 01
  • Lücken (Gaps)
  • [0497]
    LÜCKE 1ist ein Feld mit einer nominalen Länge von 9 Kanalbits, und LÜCKE 2 besteht aus 54 Kanalbits. LÜCKE 1 soll aus Nullen bestehen und LÜCKE 2 ist nicht spezifiziert. LÜCKE 2 ist das erste Feld des Aufzeichnungsfeldes und gibt dem Plattenlaufwerk etwas Zeit zum Verarbeiten, nachdem es das Einlesen des Kopffeldes beendet hat und bevor es im VFO3-Feld zu schreiben oder zu lesen hat.
  • Sync
  • [0498]
    Das Synchronisations- bzw. Sync-Feld erlaubt es dem Laufwerk, eine Byte-Synchronisation für das folgende Datenfeld zu erzielen. Es weist eine Länge von 27 Bits auf und ist mit dem Bit-Muster aufgezeichnet:
    101000111 110110001 111000111
  • Datenfeld
  • [0499]
    Das Datenfeld wird verwendet, um die Daten des Anwenders aufzuzeichnen. Es weist eine Länge von 639 Bytes auf (ein Byte = 9 Kanalbits) und enthält:
    512 Bytes für Daten des Anwenders;
    4 Bytes, deren Inhalt durch diesen Standard nicht spezifiziert ist und im Austausch ignoriert werden soll;
    4 Bytes der CRC-Parität;
    80 Bytes der ECC-Parität; und
    39 Bytes für die Resynchronisation.
  • Anwenderdatenbytes
  • [0500]
    Die Anwenderdatenbytes stehen dem Anwender zum Aufzeichnen von Informationen zur Verfügung.
  • CRC- und ECC-Bytes
  • [0501]
    Die zyklischen Blocksicherungs-Bytes (CRC-Bytes) und die Fehlerkorrekturcodebytes (ECC-Bytes) werden durch das Fehlererfassungs- und Korrektursystem genutzt, um fehlerhafte Daten gleichzurichten. Das ECC ist eine Reed-Solomon-Codierung mit dem Maß 16.
  • Resync-Bytes
  • [0502]
    Die Resynchronisation- bzw. Resync-Bytes ermöglichen es dem Laufwerk, die Byte-Synchronisation nach einem großen Defekt im Datenfeld wiederzugewinnen. Es hat eine Länge von 9 Bits mit den folgenden Mustern:
    100010001
  • [0503]
    Ihr Inhalt und ihr Ort im Datenfeld ist wie folgt. Das Resync-Feld ist zwischen Bytes A15n und A15n + I eingefügt, wobei I ≤ n ≤ 39 ist.
  • Pufferfeld
  • [0504]
    Das Pufferfeld weist eine Länge von 108 Kanalbits auf.
  • [0505]
    Die 8-Bit-Bytes in den drei Adressenfeldern und in den Datenfeldern, außer in den Resync-Bytes, werden zu Kanalbits auf der Platte gemäß den 100A und 100B konvertiert. Alle anderen Felder in einem Sektor sind wie oben hinsichtlich der Kanalbits definiert. Die verwendete Aufzeichnungscodierung zum Aufzeichnen aller Daten in den Informationsbereichen auf der Platte ist der Gruppencode (GCR 8/9).
  • [0506]
    Gemäß 97 werden die Schreibdaten durch einen RLL 2,7-Codierer/Decodierer (ENDEC) 7-502 für den Niedrigkapazitäts-, 128-MByte-Modus (niedrige Dichte) decodiert. Ein GCR-Codierer/Decodierer (ENDEC) 7-504 wird für den Hochkapazitäts-, 256-MByte-Modus verwendet. Ein Schreibimpulsgenerator 7-506 erzeugt eine Impulsbreite von 86 Nanosekunden mit einem Schreibenergieniveau, welches von 7,0 mW bis 8,5 mW von den inneren bis zu den äußeren Zonen beim Modus mit niedriger Kapazität variiert. Beim Hochkapazitätsmodus verringert ein Schreibimpulsgenerator 7-507 die Impulsbreite auf 28 ns, erhöht aber die Schreibleistung auf ein Niveau, das von 9,0 mW auf 10,0 mW von den inneren zu den äußeren Zonen variiert. Eine Auswahlschaltung 7-509 koppelt alternativ den Impulsgenerator 7-506 oder 7-507 an den Laserdiodentreiber des magneto-optischen Lese-/Schreib-Kopfes in Abhängigkeit vom Zustand eines aufgebrachten Steuerbits HC. Das Steuerbit HC ist gleich null im Niedrigkapazitätsmodus und ist gleich eins im Hochkapazitätsmodus. Die geeignete Ausgabe wird ausgewählt, um den Laserdiodentreiber anzusteuern. Der Schreibtakt wird durch den Frequenzsynthesizer in einem Datenfilter 7-508 erzeugt. Die Frequenz ist auf 11,6 MHz für den Niedrigkapazitätsmodus und 10,59 bis 15,95 MHz von den inneren zu den äußeren Zonen für den Hochkapazitätsmodus festgelegt.
  • [0507]
    Während der Wiedergabe kann ein Verstärker 7-510, der durch die Photodioden im magneto-optischen Lese-/Schreib-Kopf versorgt wird, zwischen einem Summenmodus (A + B) oder dem Differenzmodus (A – B) wählen. Beim Summenmodus liest der Vorverstärker 7-510 die Reflektivitätsveränderung aufgrund der vorformatierten Pits ein. Diese Pits werden in der RLL 2,7-Codierung gestanzt und identifizieren die Sektormarkierung, die VFO-Felder und die Spursektordaten. Es gibt 512 Anwenderbytes von aufgezeichneten Daten in jedem vorformatierten Sektor. Es bestehen 10.000 Spuren, welche in 25 Sektoren segmentiert sind, mit insgesamt 128 MByte für Daten im Niedrigkapazitätsmodus. Im Hochkapazitätsmodus wird die Platte mit der GCR-Codierung formatiert. Es bestehen 40 Sektoren in der inneren Zone (d. h. Zone 1), und die Anzahl der Sektoren steigt nach und nach auf 60 Sektoren in der äußeren Zone (d. h. Zone 21) an. Zur Wiederholung, es werden 512 Bytes für Anwenderdaten in jedem Sektor aufgezeichnet, mit insgesamt 256 MBytes an Daten.
  • [0508]
    Das Schreiben der Daten im RLL 2,7-Modus ist auch eine pitartige Aufzeichnung. Wenn diese Pits im Differenzmodus (A – B) eingelesen werden, ist die am Ausgang des Vorverstärkers erscheinende Signalform identisch zu den vorformatierten Pits, wenn diese im Summenmodus (A + B) eingelesen werden. Dieses Signal muß lediglich einmal durch einen dv/dt-Verstärker 7-512 differenziert werden. Ein Impuls, entsprechend ungefähr dem Zentrum jedes Pits, wird durch Digitalisieren der nominalen Ausgabe (VNOM P, VNOM N) vom programmierbaren Filter erzeugt. Die Filtergrenzfrequenz ist auf 5,4 MHz beim Niedrigkapazitätsmodus im Ansprechen auf das HC-Steuerbit festgelegt. Das gefilterte Signal wird digitalisiert und durch eine Störspannungsspitzen unterdrückende logische Schaltung 7-518 hindurchgeführt. Das sich ergebende Signal mit dem HYSTOUT (Hysterese) wird dem Datenfilter 7-508 zugeführt. Das Signal wird auch mit der Systemsteuereinheit gekoppelt, um die Sektormarkierungen zu erfassen. Im Ansprechen auf das HC-Steuerbit wird der PLO-Teiler des Frequenzsynthesizers im Datenfilter 7-508 auf 3 festgelegt, und der Synthesizer wird auf 11,6 MHz festgelegt. Die synchronisierten Daten sind identisch zu den ursprünglichen Daten, welche durch den RLL ENDEC 7-502 codiert wurden. Dies wird mit dem RLL ENDEC 7-502 zu Decodierzwecken und dann mit der Datensammelleitung zur weiteren Verwendung gekoppelt.
  • [0509]
    Im Hochkapazitätsmodus wird der Differenzmodus des Vorverstärkers 7-510 gewählt. Das am Ausgang des Vorverstärkers erscheinende Wiedergabesignal ist die NRZ-Form (non-return-to-zero form, nicht auf null zurückkehrende Form) und erfordert eine Erfassung an beiden Flanken. Dies wird durch eine doppelte Differentiation durch den dv/dt-Verstärker und den Differentiator in einem programmierbaren Filterchip 7-514 nach dem Durchgang durch einen Regel- bzw. AGC-Verstärker (automatic gain control, automatische Verstärkungsregelung) 7-516 verwirklicht. Der Differentiator, eine hochfrequente Filtergrenzfrequenz und ein Equalizer am Chip 7-514 werden durch das HC-Steuerbit aktiviert. Die Filtergrenzfrequenz wird in Abhängigkeit von den auf den Chip 7-514 aufgebrachten Zonen-Identifizierungs-Bits eingestellt. (Der Differentiator und der Equalizer im Chip 7-514 werden nicht im Niedrigkapazitätsmodus verwendet.) Das Ausgabesignal (VDIFF P, VDIFF N) des Chips 7-514 wird digitalisiert, und die Störspannungsspitzen werden unterdrückt in der Störspannungsspitzen unterdrückenden Schaltung 7-518. Diese Schaltung unterdrückt ein Rauschen auf niedrigem Signalniveau. Das Grenzwertniveau wird durch ein HYST- Steuersignal festgelegt, welches auf die Störspannungsspitzen unterdrückende logische Schaltung 7-518 aufgebracht wird. Die DATA P-Ausgabe wird dem Datenfilter zugeführt. Im Ansprechen auf das HC-Steuerbit wird der PLO-Trenner auf 2 festgelegt, und der Synthesizer wird auf die geeignete Frequenz festgelegt, welche von den aufgebrachten Zonennummerbits von der Systemsteuereinheit bestimmt wurde. Die Grenzfrequenz im programmierbaren Filter hängt auch ab von den Zonenbits, aber nur im Hochkapazitätsmodus. Die synchronisierten Daten sind identisch mit den ursprünglichen GCR-codierten Daten. Dies wird mit dem GCR ENDEC 7-504 zu Decodierzwecken und dann mit der Datensammelleitung zur weiteren Verwendung gekoppelt. Die gesamte Lesefunktion wird zwischen den Niedrigkapazitäts- und Hochkapazitätsmoden aufgeteilt.
  • [0510]
    Der RLL 2,7 ENDEC 7-502 und der Schreibimpulsgenerator 7-506 werden in 94 durch den Schreibcodierer 7-416 und den Lesedecodierer 7-426 dargestellt. Der GCR ENDEC 7-504 und der Schreibimpulsgenerator 7-507 werden in 94 durch den Schreibcodierer 7-418 und den Lesedecodierer 7-428 repräsentiert. Die Auswahlschaltung 7-509 wird in 94 durch den Schalter 7-422 repräsentiert. Die innere Steuerung der ENDECs 7-502 und 7-504, welche diese alternativ in Abhängigkeit vom HC-Steuerbit aktiviert, wird in 94 durch den Schalter 7-424 repräsentiert. Der Vorverstärker 7-510, der Verstärker 7-512, der AGC-Verstärker 7-516, der Chip 7-514, die Störspannungsspitzen unterdrückende logische Schaltung 7-518 und der Datenfilter 7-508 werden sowohl im Hochkapazitäts- als auch im Niedrigkapazitätsmodus verwirklicht. Daher werden sie teilweise sowohl durch den Lesedecodierer 7-426 als auch durch den Lesedecodierer 7-428 repräsentiert.
  • Mechanischer Isolator
  • [0511]
    Nun wird Bezug auf die 120 und 121 genommen, in welchen zwei Ausführungsformen eines mechanischen Isolators gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt sind, welche jeweils separat mit 9-10 und 9-12 bezeichnet werden. Die mechanischen Isolatoren 9-10 und 9-12 sind identisch zur Verwendung in einem optischen Laufwerk, wie zum Beispiel einem Kompaktdisc-, Laserdisc- oder magnetooptischen Abspiel-/Aufzeichnungsgerät angepaßt. Die mechanischen Isolatoren 9-10 und 9-12 sind jedoch auch in jedem ähnlichen System anwendbar. Es werden zwei Ausführungsformen der Erfindung vorgestellt – die erste Ausführungsform des mechanischen Isolators 9-10 ist in 120 dargestellt und die zweite Ausführungsform, der mechanische Isolator 9-12, ist in 121 dargestellt. Der mechanische Isolator 9-12 weist Kompressionsrippen 9-14 auf. Diese wirken zur Absorption von Druck bei der Erfindung. Die mechanischen Isolatoren 9-10 und 9-12 können an das Ende einer Polstückanordnung 9-16 angefügt werden. Ein Kollisionsstopp 9-18 ist vorgesehen, um eine Kollision eines sich bewegenden optischen Schlittens an festes Material zu vermeiden. Ein Schuh 9-20 ist über das Ende des Polstücks 9-16 gefügt und unterstützt die Herstellung einer Vibrationsisolation und hilft bei der Aufnahme einer thermischen Dehnung.
  • [0512]
    Die mechanischen Isolatoren 9-10 und 9-12 sollten aus einem Material hergestellt werden, welches ein minimales Kriechverhalten äußert. Zum Beispiel können Siliconkautschuk, Polyurethan oder Spritzgußkunststoffe verwendet werden. Im vorliegenden Fall wurde das Material MS40G14H-4RED ausgewählt.
  • [0513]
    Es ist für den Fachmann erkennbar, daß die mechanischen Isolatoren 9-10 und 9-12 alternative Ausführungsformen sind, welche zur Anwendung in spezifischen Anwendungsfällen geeignet sind, da sie jeweils allgemein eine erste Einrichtung zum Mildern der Effekte von unerwünschten mechanischen Kräften auf eine bewegbare Plattenlaufwerkkomponente und eine zweite Einrichtung zum Abstützen der ersten Einrichtung zwischen der Komponente und einer Quelle von unerwünschten mechanischen Kräften enthalten, wodurch eine mechanische Isolation der Komponenten erzielt wird. In jedem Isolator 9-10 und 9-12 wird die erste Einrichtung als eine Stoßdämpferprellvorrichtung oder ein Kollisionsstopp 9-18 verwirklicht und kann zumindest eine Kompressionsrippe 9-14 enthalten. Die Mehrzahl der Kompressionsrippen 9-14 gemäß der Darstellung in 121 ist zur Aufnahme von Kompressionskräften vorgesehen. Die zweite Einrichtung enthält vorzugsweise ein Gehäuse, wie es in den 120 und 121 dargestellt ist, wobei das Gehäuse vorgesehen ist, um auf das Ende einer Polstückanordnung 9-16 gefügt zu werden. Die erste Einrichtung wird aus einem Material gewählt, welches ein minimales Kriechverhalten äußert, und wird vorzugsweise aus einer Gruppe mit Siliconkautschuk, Polyurethan- und Spritzgußkunststoffen ausgewählt. Die erste Einrichtung der mechanischen Isolatoren 9-10 und 9-12 schafft eine Stoßabsorption und eine mechanische Isolation in Gestalt eines Kollisionsstopps 9-18, der vorgesehen ist, um einen bewegbaren Schlitten am Auftreffen auf eine feste Oberfläche zu hindern.
  • [0514]
    Wie in den nachfolgenden Abschnitten detaillierter beschrieben wird, wickelt die 80C188-Firmware die SCSI-Schnittstelle zu und vom Hauptrechner ab. Die Firmware enthält die erforderliche Codierung, um ein Einleiten und Abschließen des Einlesens, Schreibens und Suchens durch die Schnittstelle mit einem digitalen Signalprozessor zu ermöglichen, und enthält auch ein Treiberkommandomodul, welches unmittelbar Nahtstelle zu vielen Hardwaremerkmalen ist.
  • [0515]
    Die Firmware enthält ein Kern-(kernel) und ein SCSI-Überwachungsprozeßmodul. Das Kern- und SCSI-Überwachungsprozeßmodul empfängt SCSI-Kommandos vom Hauptrechner. Für Funktionen, welche keinen Medienzugriff erfordern, führt das SCSI-Überwachungsprozeßmodul entweder die Funktionen aus oder veranlaßt ein Niedrigniveauprozeß- bzw. -taskmodul, die Funktionen auszuführen. Für alle anderen Funktionen führt die SCSI-Überwachung die Funktionsanforderung zu einer Treibertasklage zur Ausführung und wartet auf eine Antwort von der Treibertasklage, um die Funktion als abgeschlossen anzuzeigen.
  • [0516]
    Die Treibertasklage ihrerseits veranlaßt einige der verschiedenen Module, die erforderliche Funktion auszuführen. Diese Module enthalten das Treiberkommandomodul, das Treiberbeobachtungsmodul und das Formatmodul. Diese Module wirken untereinander zusammen mit einem Defektmanagementmodul, einem Ausnahmenabwicklungsmodul und einem Digitalsignalprozessor zum Ausführen dieser Funktionen.
  • [0517]
    Das Treiberkommandomodul veranlaßt den Digitalsignalprozessor oder veranlaßt dessen Hardwarevorrichtungen, die Bewegung der Hardwarevorrichtungen zu steuern. Das Formatmodul veranlaßt das Treiberkommandomodul, das Medium zu formatieren. Während dieses Vorgangs auftretende etwaige Defekte im Medium werden im Defektmanagementmodul gespeichert, welches im Direktzugriffsspeicher angeordnet sein kann.
  • [0518]
    Eine Rückführung vom Digitalsignalprozessor und den Hardwarevorrichtungen tritt in Gestalt von Kommandoabschlußsignalen und zum Treiberbeobachtungsmodul übertragene Unterbrechungen auf. Zusätzlich ermöglicht das Treiberbeobachtungsmodul, andere Module aufzuzeichnen, so daß das Registrierungsmodul eine Notiz der Unterbrechung empfängt, wenn eine Unterbrechung auftritt.
  • [0519]
    Wenn eine Laufwerkauffälligkeitssunterbrechung einen Fehler oder eine Ausnahme signalisiert, empfängt das Laufwerkauffälligkeitsmodul vom Laufwerkkommandomodul Informationen betreffend dem Status des Mediums und des Laufwerks, und das Ausnahmeabwicklungsmodul verwendet diese Informationen, um zu versuchen, den Defekt wiedergutzumachen. Ohne einen Fehlerstatus zurück zur Treiberprozeßlage und zur SCSI-Schnittstelle mit dem Hauptrechner zurückzuführen, kann das Ausnahmeabwicklungsmodul das Laufwerksteuermodul oder Formatmodul veranlassen, die Funktion erneut zu versuchen. Das Laufwerkauffälligkeitsmodul kann viele Versuche veranlassen, bevor die Funktion abgebrochen wird und ein Ausfallstatus zur Treiberprozeßlage zurückgeführt wird. Dieser Ausnahmeabwicklungsvorgang kann für jede Laufwerkfunktion, wie zum Beispiel Suchen, Ausgeben, magnetisch Vorpolen, und Temperatur auftreten. Zusätzlich zum Ausfallstatus wird eine Abtastcodierungsunterscheidung (sense code qualifier) zur Treiberprozeßlage geführt. Die Abtastcodierunterscheidung spezifiziert exakt, welcher Ausfall aufgetreten ist, was es der SCSI-Schnittstelle ermöglicht, diese Informationen zum Hauptrechner zu spezifizieren. Es ist für den Fachmann erkennbar, daß das Ausnahmeabwicklungsmodul im Laufwerkauffälligkeitsmodul aufgenommen sein kann.
  • [0520]
    Beim Betrieb hinsichtlich der magnetischen Vorpolung wird der Vorpolmagnet angeschaltet und die Vorpolung durch einen seriellen Analog-zu-Digital-Wandler überwacht. Die Vorpolung wird überwacht, bis sie in einem gewünschten Bereich eintritt oder bis 5 Millisekunden abgelaufen sind, wobei in diesem Fall ein Ausfallstatus zur Treiberprozeßlage geführt wird.
  • [0521]
    Im Betrieb wird die Temperatur der Hauptplatine überwacht. Die Charakteristik des Mediums kann sich bei einer Erhöhung der Temperatur verändern. Bei hohen Informationsdichten könnte ein Schreibstrahl mit einer konstanten Intensität ein Überlappen der aufgezeichneten Informationen aufgrund der Temperaturveränderungen und der Veränderungen in der Charakteristik des Mediums verursachen. Durch Überwachung der Umgebungstemperatur innerhalb des Gehäuses kann die Firmware daher die Leistung des Schreibstrahles im Ansprechen auf die temperaturempfindlichen Charakteristiken des Mediums einstellen, oder kann eine erneute Kalibrierung ausführen.
  • [0522]
    Die Charakteristiken des Schreibstrahles werden ebenfalls im Ansprechen auf die Lage auf dem Medium verändert. Das Medium ist in konzentrischen Zonen unterteilt. Die Anzahl der Zonen wird durch die Dichte der auf dem Medium aufgezeichneten Informationen bestimmt. Bei einer Aufzeichnung mit doppelter Dichte wird das Medium in 16 Zonen unterteilt. Bei einer Aufzeichnung mit vierfacher Dichte wird das Medium entweder in 32 oder 34 Zonen unterteilt. Die Leistung des Schreibstrahles unterscheidet sich annähernd linear zwischen den Zonen.
  • [0523]
    Zusätzlich verändern sich die Charakteristiken des Schreibstrahles und des Lesestrahles im Ansprechen auf das Medium selbst. Unterschiedliche Medien, welche von unterschiedlichen Herstellern hergestellt wurden, können unterschiedliche optische Charakteristiken aufweisen. Wenn das Medium auf der gewünschten Drehgeschwindigkeit ist, wird ein Identifizierungscode vom Medium abgelesen. Optische Charakteristikinformationen betreffend das Medium werden in einen nichtflüchtigen Direktzugriffsspeicher (non-volatile random access memory, NVRAM) zum Zeitpunkt der Herstellung des Laufwerks geladen, und die Information entsprechend dem gegenwärtigen Medium wird in den Digitalsignalprozessor geladen, wenn die Identifizierungscodierung eingelesen wird. Wenn die Identifizierungscodierung nicht lesbar ist, wird die Leistung des Lesestrahls auf eine niedrige Energie festgelegt und langsam angehoben, bis der Identifizierungscode lesbar wird.
  • [0524]
    Bei der Überwachung und Veränderung der Leistung des Lesestrahls oder Schreibstrahls kann eine Vielzahl von Digital-zu-Analog-Wandlern verwendet werden. Das Uberwachen und Verändern der Leistung kann einen oder mehrere der Digital-zu-Analog-Wandler aufweisen.
  • [0525]
    Die vorliegende Erfindung enthält ferner ein Verfahren zum Verändern einer Drehrate bzw. -geschwindigkeit eines Speichermediums von einer anfänglichen Drehgeschwindigkeit zu einer gewünschten Drehgeschwindigkeit mit einem unteren Akzeptanzlimit und einem oberen Akzeptanzlimit. Dieses Verfahren enthält die Schritte der Aufbringung einer Kraft auf das Speichermedium zur Veränderung der Drehgeschwindigkeit des Speichermediums von einer Anfangsdrehgeschwindigkeit zu einem ersteren oberen Grenzwert, wobei der erste obere Grenzwert zwischen der Anfangsdrehgeschwindigkeit und der gewünschten Drehgeschwindigkeit ist, während bei der Ausführung des Schritts der Aufbringung ein erstes Signal erzeugt wird, wenn die Drehgeschwindigkeit des Speichermediums den ersten oberen Grenzwert übersteigt, während die Ausführung des Schritts des Aufbringens und nach dem Schritt des Erzeugens des ersten Signals ein zweites Signal erzeugt wird, wenn die Drehgeschwindigkeit des Speichermediums das untere Akzeptanzlimit übersteigt, woraufhin die Aufbringung der Kraft auf das Speichermedium beendet wird. In einer bestimmten Ausführungsform dieses Verfahrens kann der Schritt der Beendung die Schritte der Festlegung eines zweiten oberen Grenzwertes am oberen Akzeptanzlimit der gewünschten Drehgeschwindigkeit und des Festsetzens eines unteren Grenzwertes am unteren Akzeptanzlimit der gewünschten Drehgeschwindigkeit und des Beendens der Aufbringung der Kraft auf das Speichermedium enthalten, wenn die Drehgeschwindigkeit des Speichermediums größer als der untere Grenzwert ist. Das obere Akzeptanzlimit der gewünschten Drehgeschwindigkeit ist vorzugsweise größer als das untere Akzeptanzlimit der gewünschten Drehgeschwindigkeit. Zusätzlich ist das obere Akzeptanzlimit die Hälfte eines Prozents größer als die gewünschte Drehgeschwindigkeit, und das untere Akzeptanzlimit ist die Hälfte eines halben Prozents weniger als die gewünschte Drehgeschwindigkeit.
  • [0526]
    Ein alternatives erfindungsgemäßes Verfahren enthält die Veränderung einer Drehgeschwindigkeit eines Speichermediums von einer Anfangsdrehgeschwindigkeit zu einer gewünschten Drehgeschwindigkeit mit einem ersten Akzeptanzlimit und einem zweiten Akzeptanzlimit. Dieses Verfahren enthält die Schritte der Aufbringung einer Kraft auf das Speichermedium, um die Drehgeschwindigkeit des Speichermediums von der Anfangsdrehgeschwindigkeit zum ersten Zwischenlimit zu verändern, wobei das erste Zwischenlimit zwischen der Anfangsdrehgeschwindigkeit und der gewünschten Drehgeschwindigkeit ist, während bei der Ausführung des Schritts der Aufbringung ein erstes Signal erzeugt wird, wenn die Drehgeschwindigkeit des Speichermediums das erste Zwischenlimit durchläuft, während bei der Durchführung des Schritts der Aufbringung und nach dem Schritt der Erzeugung des ersten Signals ein zweites Signal erzeugt wird, wenn die Drehgeschwindigkeit des Speichermediums das erste Akzeptanzlimit durchläuft, und mit einem anschließenden Beenden der Aufbringung der Kraft auf das Speichermedium. In einer spezifischen Realisierung dieses Verfahrens enthält der Schritt der Beendigung ferner die Schritte der Festlegung eines ersten Betriebslimits für das erste Akzeptanzlimit der gewünschten Drehgeschwindigkeit, der Festlegung eines zweiten Betriebslimits am zweiten Akzeptanzlimit der gewünschten Drehgeschwindigkeit, und der Beendigung der Aufbringung der Kraft auf das Speichermedium, wenn die Drehgeschwindigkeit des Speichermediums zwischen den Betriebslimits ist. Die Differenz zwischen dem ersten Betriebslimit und der gewünschten Drehgeschwindigkeit ist vorzugsweise die Hälfte eines Prozents der gewünschten Drehgeschwindigkeit, und der Unterschied zwischen dem zweiten Betriebslimit und der gewünschten Drehgeschwindigkeit ist vorzugsweise die Hälfte eines Prozents der gewünschten Drehgeschwindigkeit.
  • [0527]
    Wenn der Spindelmotor aus einem Ruhe- oder niedrigeren Drehzustand hoch dreht, schreibt das Laufwerkkommandomodul in den Digitalsignalprozessor ein oberes Limit für die Drehgeschwindigkeit. Dieses obere Limit ist geringer als die gewünschte Geschwindigkeit. Wenn die Spindelgeschwindigkeit dieses obere Limit übersteigt, erzeugt der Digitalsignalprozessor eine Unterbrechung. Dann schreibt das Laufwerkkommandomodul ein weiteres oberes Limit in den Digitalsignalprozessor. Dieses neue obere Limit ist das untere Akzeptanzlimit für den normalen Betrieb. Wenn die Spindelgeschwindigkeit das neue obere Limit übersteigt, wird ein finales oberes und unteres Limit in den Digitalsignalprozessor geschrieben. Diese abschließenden Limits definieren den Arbeitsbereich für die Spindelgeschwindigkeit und können in der Größenordnung von 1% voneinander getrennt sein.
  • [0528]
    Beim anfänglichen Hochdrehvorgang wurde das Medium gemäß dem oben erläuterten Vorgang zuerst auf die unterste Geschwindigkeit für den normalen Betrieb des Laufwerks hochgefahren. In diesem Punkt wird ein Identifikationscode eingelesen. Wenn der Identifikationscode unlesbar war, wurde das Medium zur nächsthöheren Geschwindigkeit für den normalen Betrieb hochgedreht und es wird erneut versucht, den Identifikationscode zu lesen. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis entweder der Identifikationscode bei der höchsten Geschwindigkeit für den normalen Betrieb unlesbar ist, wobei in diesem Falle ein Ausfallstatus auftritt, oder der Identifikationscode erfolgreich gelesen wurde.
  • [0529]
    Es können verschiedene Arten von Speicherungen im Laufwerk vorliegen. Erstens kann dies ein Flash-EEPROM bzw. ein elektrisch löschbarer programmierbarer Festwertspeicher (EEPROM) sein. Eine Realisierung der Erfindung kann 256 Kilobytes von Flash-EEPROMs enthalten. Zweitens kann ein statischer Direktzugriffsspeicher vorliegen, und Realisierungen der Erfindung können 256 Kilobytes des statischen Direktzugriffspeichers enthalten. Schließlich kann ein NVRAM (nichtflüchtiger Direktzugriffsspeicher) vorliegen, und Realisierungen der Erfindung können 2 Kilobytes des NVRAM enthalten.
  • [0530]
    Teile der Informationen in den folgenden Abschnitten, Plattenlaufwerk-SCSI-Firmware (Disc Drive SCSI Firmware), Laufwerkausnahmen (Drive Exceptions), Lesevorpufferspeicher (Read Ahead Cache) und Plattenlaufwerk-Firinwarearchitektur (Disc Drive Firmware Architecture) werden als "TBD" dargestellt, was anzeigt, daß entweder die Realisierung der Module zuvor noch nicht bestimmt wurde, daß bestimmte Parameter bezüglich der Optimierung oder Umwelt, welche jedoch nicht kritisch für die Funktion oder Arbeitsweise sind, noch nicht abgestimmt wurden, oder daß bestimmte Module basierend auf der Realisierung von anderen Modulen unnötig wurden, wie dies in den angezeigten folgenden Abschnitten beschrieben ist. Jede der "TBD"-Angelegenheiten ist eine Konstruktionsbetrachtung, welche dem Fachmann nicht in der Anwendung der vorliegenden Erfindung, wie hier ermöglicht und offenbart, beeinflußt.
  • [0531]
    Die Module, deren Realisierung zuvor noch nicht bestimmt wurde, können in der folgenden Weise verwirklicht werden.
  • [0532]
    Das Defektmanagementmodul erzeugt eine Defekttabelle während das Medium formatiert wird, und schreibt die Defekttabelle in einen Abschnitt des Mediums. Wenn ein zuvor formatiertes Medium in das Laufwerk eingeladen wird, liest das Defektmanagementmodul die Defekttabelle vom Medium und lädt sie in den Speicher. Das Defektmanagementmodul kann dann die Defekttabelle konsultieren, um sicherzustellen, daß der Digitalsignalprozessor oder die Hardwarevorrichtungen nicht den Versuch unternehmen, auf einen defekten Abschnitt des Mediums zuzugreifen.
  • [0533]
    Die Kommandos SEEK_COMP_ON und SEEK_COMP_OFF aktivieren und deaktivieren jeweils einen Algorithmus, welcher die Suchzeit an einem bestimmten Punkt des Mediums optimiert. Die Kommandos können den Algorithmus unmittelbar aufrufen, können ein Flag festlegen, welches einem anderen Modul anzeigt, den Algorithmus aufzurufen, oder können eine Unterbrechung schaffen, welche ein weiteres Modul zum Aufrufen des Algorithmus veranlaßt. Zusätzlich sind weitere Realisierungen für den Fachmann ersichtlich.
  • [0534]
    Die Kommandos NORMAL_PLL_BWIDTH, HGH_PLL_BWIDTH, AND VHGH PLL_BWIDTH können Werte vom Speicher lesen und Werte in den Lesechipspeicher speichern. Zusätzlich können diese Kommandos Werte berechnen und Werte in den Lesechipspeicher speichern.
  • [0535]
    Die Schreibleistungskalibrierung für 2× und die Schreibleistungskalibrierung für 4× kann eine ähnliche Realisierungsweise aufweisen. Während der Herstellung steuern Werte von einem Digital-zu-Analog-Wandler die Schreibleistung der Strahlungsenergiequelle. Die Schreibleistung kann für unterschiedliche Digital-zu-Analog-Wandler-Werte gemessen werden, und Abtastwerte können bestimmt werden. Diese Abtastwerte können im Speicher des Laufwerks gespeichert werden. Während der Verwendung des Laufwerks steuern Werte eines Digital-zu-Analog-Wandlers die Schreibleistung für die Strahlungsenergiequelle, und die Abtastwerte können gemessen werden. Diese Abtastwerte werden gegen die gespeicherten Abtastwerte verglichen, bis sie gleich innerhalb tolerierbarer Grenzen sind. Dieser Vorgang kann mehr als einen Digital-zu-Analog-Wandler verwenden. Zusätzlich kann dieser Vorgang auch die Schreibleistung hinsichtlich der Temperatur wie oben erläutert kalibrieren.
  • [0536]
    Eine erneute Kalibrierung kann wie oben erläutert basierend auf der Temperatur, des Mediumtyps und anderer Faktoren ausgeführt werden. Zusätzlich kann eine Neukalibrierung der Servos durch Veranlassen des Digitalsignalprozessors zum Festlegen der Servos basierend auf bestimmte variable Faktoren ausgeführt werden.
  • [0537]
    Herstellungserfordernisse bestimmen, daß die oben erläuterte Information, die zum Zeitpunkt der Herstellung des Laufwerks bestimmt wird, in einem mit dem Laufwerk zusammenwirkenden Speicher aufgezeichnet und gespeichert wird.
  • [0538]
    Die Vorderpanelauswurf-Erfordemisfunktion (Front Panel Eject Request function) erzeugt eine Laufwerkbeobachtungs- bzw. -auffälligkeitsunterbrechung. Die Frontpanelauswurf-Erfordernisfunktion kann den Laufwerkstatus bestimmen und, basierend auf diese Information, das Abschließen des gegenwärtigen Kommandos oder den Stopp des Kommandos ermöglichen.
  • [0539]
    Leistungsfähigkeitsaufwendungen der Firmware sind Optimierungsaufwendungen. Wenn ein Kommando sich innerhalb der Firmware einreiht, bestimmen Module innerhalb der Firmware bestimmte Kriterien einschließlich dem Zeitraum zum Abschließen des gegenwärtigen Kommandos, dem Abstand zwischen der gegenwärtigen Lage des Schlittens und der durch das eingereihte Kommando geforderten Lage, der Drehgeschwindigkeit des Mediums und der umfangseitigen Lage des Schlittens hinsichtlich der durch das eingereihte Kommando erforderlichen Position. Von dieser und anderen Informationen bestimmt die Firmware die Zeit zur Bewegung des Schlittens zur geforderten Lage durch das eingereihte Kommando und die umfangseitige Lage des Schlittens zu diesem Zeitpunkt hinsichtlich der geforderten Lage durch das eingereihte Kommando. Wenn es gefordert wird, daß der Schlitten einige Zeit für die Drehung des Mediums wartet, um die geforderte Lage durch das eingereihte Kommando rund um den Schlitten zu bringen, dann veranlaßt die Firmware das Laufwerk, das gegenwärtige Kommando kontinuierlich zu verarbeiten, bis keine oder fast keine Wartezeit nach der Bewegung des Schlittens auftritt.
  • [0540]
    Das SCSI-Auswurfkommando (SCSI Eject Command) kann durch einen Optionsschalter ausgeschaltet werden. Der Optionsschalter kann in Gestalt eines DIP-Schalters realisiert werden.
  • [0541]
    Der externe ENDEC-Test (External ENDEC Test) und der Randlogiktest (Glue Logic Test), ausgeführt als Teil des Einschaltselbsttests, enthält das Einlesen und Schreiben von Informationen unter bestimmten Bedingungen, um eine ordnungsgemäße Funktionsweise der äußeren ENDEC und der Randlogik sicherzustellen.
  • [0542]
    Die folgenden Abschnitte beschreiben die Systemfirmware im weiteren Detail. Zum Anmeldetag dieser Anmeldung beschreibt diese Schrift den gegenwärtig besten Modus der vorliegenden Erfindung, welcher als hinreichend offenbart und einsatzfähig betrachtet wird. Es versteht sich für den Fachmann, daß die folgenden Abschnitte bestimmte begrenzte Bereiche enthalten, die als "TBD" identifiziert sind und anzeigen, wo die oben erläuterten Realisierungen angewendet werden.
  • Plattenlaufwerk-SCSI-Firmware
  • [0543]
    Der Zweck der folgenden Abschnitte liegt darin, die funktionellen Charakteristiken der SCSI-Firmware für das Jupiter-I 5,25 Zoll MO-Plattenlaufwerk zu beschreiben. Die SCSI-Firmware ist der Teil der Steuercodierung, welcher durch die 80C188 CPU ausgeführt wird. Diese Diskussion soll nicht die funktionellen Charakteristiken der Steuercodierung beschreiben, welche durch den DSP ausgeführt wird.
  • [0544]
    Die zur Entwicklung dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung verwendeten Erfordernisse der Firmware wurden in die Diskussion integriert und können nachfolgend unter der Abschnittsüberschrift, A. Erfordernisse der Firmware, gefunden werden. Auf die nachfolgend genannten Dokumente wird voll inhaltlich Bezug genommen, 1) Cirrus Logic CL-SM330, Optical Disk ENDEC/ECC, April 1991, 2) Cirrus Logic CL-SM331, SCSI Optical Disk Controller, April 1991, 3) MOST Manufacturing, Inc., 1,7 ENDEC/FORMATTER, 2. August 1994, 4) MOST Manufacturing, Inc., Jupiter-I Product Specification, 15. September 1994, und 5) MOST Manufacturing, Inc., 80C188/TMS320CSX Communications, Rev. XH, 25. August 1994.
  • [0545]
    SCSI SUPPORT: SCSI-Kommandos: Die SCSI-Kommandos, welche durch die Jupiter-Firmware gestützt werden, sind in den nachfolgenden Tabellen 1–5 aufgelistet. Zusätzlich zur Auflistung des gestützten Kommandosatzes identifizieren die Tabellen 1– 5, welche Kommandos nicht gültig sind, wenn sie an Laufwerken angewendet werden, wenn ein 1 ×, CCW-, O-ROM- oder P-ROM-Medium installiert ist. Die Spalte für P-ROM zeigt Kommandos an, welche für Blöcke angewendet werden, die in der Nurlesegruppe der P-ROM-Medien vorkommen.
  • Tabelle 1 – Group 0, 6-Byte Kommandos
  • Tabelle 2 – Group 1, 10-Byte Kommandos
  • Tabelle 3 – Group 2, 10-Byte Kommandos
  • Tabelle 4 – Group 5, 12-Byte Kommandos
  • Tabelle 5 – Group 7, Vendor Unique Kommandos
  • [0546]
    Eine komplette Beschreibung des gestützten SCSI-Kommandosatzes ist in der Jupiter-I-Produktspezifikation, Abschnitt 9, SCSI-Stützung, gegeben, auf welche hiermit voll inhaltlich Bezug genommen wird. Es ist von Bedeutung festzustellen, daß die Log-Select- und Log-Sense-Kommandos nicht durch die Jupiter-Firmware gestützt werden.
  • [0547]
    SCSI-Nachrichten (SCSI Messages): Die SCSI-Nachrichten, welche durch die Jupiter-Firmware gestützt werden, sind nachfolgend in Tabelle 6 aufgelistet.
  • Tabelle 6 – Gestützte SCSI Nachrichten
  • [0548]
    Es ist von Bedeutung festzustellen, daß die abschließende I/O-Nachricht nicht gestützt wird.
  • [0549]
    SCSI-Modusseiten (SCSI Mode Pages): die durch die Jupiter-Firmware gestützten Modusseiten sind nachfolgend in Tabelle 7 aufgelistet.
  • Tabelle 7 – Gestützte Modusseiten
  • [0550]
    Gespeicherte Seiten werden nicht durch die Jupiter-Firmware gestützt. Es ist ebenfalls wichtig festzustellen, daß die Modusseiten 20 h und 21 h nicht gestützt werden.
  • [0551]
    Reset: Ein Reset (Zurückstellen) wird durch das Laufwerk im Ansprechen auf ein SCSI-Bus-Reset, ein Autochanger-Reset oder einen 12 V-Leistungsausfall ausgeführt. Die durch das Laufwerk für jeden dieser Arten von Resets ausgeführten Funktionen werden in den nachfolgenden Unterabschnitten beschrieben.
  • [0552]
    SCSI-Bus-Reset: Wenn das SCSI-Bus-RESET-Signal festgestellt wird, wird ein INT3 zum 80C188 hergestellt. Die Verwendung eines INT3 erlaubt dem Laufwerk die Flexibilität auf einen Reset zu erwidern, ob es nun ein Hard- oder Soft-Reset ist. Die Verwendung eines INT3 nimmt jedoch an, daß der Unterbrechungsvektor für den INT3 weiter gültig ist. Wenn die Firmware den Eintritt in die Interrupt Vector Table (IVT, Unterbrechungsvektortabelle) unbeabsichtigt überschritten hat, dann gewinnt der Reset das Laufwerk nicht zurück. Die einzige Möglichkeit, die der Anwender hat, liegt darin, das Laufwerk auszuschalten und wieder einzuschalten.
  • [0553]
    Die INT3-Interrupt-Service-Routine (ISR, Unterbrechungsdienstprogramm) muß von einem Optionsschalter bestimmen, ob ein Hard- oder Soft-Reset ausgeführt werden muß. Wenn der Hard-Reset-Optionsschalter freigegeben ist, wird ein Hard-Reset durchgeführt. Wenn der Hard-Reset-Optionsschalter nicht freigegeben ist, wird ein Soft-Reset durchgeführt.
  • [0554]
    Hard-SCSI-Reset: Wenn durch das Laufwerk ein SCSI-Bus-Reset erfaßt wurde und der Hard-Reset-Optionsschalter freigegeben ist (was einen Hard-Reset anzeigt), wird das Laufwerk 1) nicht versuchen, ein Kommando auszuführen, welches gegenwärtig im Ablauf sein kann, 2) keine Daten auf das Medium schreiben, welche im Puffer-RAM sein können (d. h., im Schreibpufferspeicher), 3) keine SCSI-Vor richtungsreservierungen aufrecht erhalten, 4) alle anhängigen Kommandos von der Schlange entfernen, 5) die Schritte in den nachfolgenden Abschnitten, der Leistungssteigerungsabfolge (Powerup Sequence), für einen Hard-Reset ausführen, 6) die Werte für jede der Modusseiten auf ihren vorgegebenen Wert setzen, und 7) den Auffälligkeitszustand der Einheit setzen.
  • [0555]
    Ohne eine Hardware-Reset-Linie zum Zurücksetzen der verschiedenen Chips auf der Platte muß die Firmware die Software-Reset-Merkmale der Chips verwenden, welche ein derartiges Merkmal darstellen. Die Firmware muß auch die Register gemäß der Beschreibung auf Seite 36 des Bedienerhandbuchs für die Cirrus Logic SM330 und auf Seite 47 des Handbuchs für Cirrus Logic SM331 initialisieren, um dem Unterschied zwischen einem Hard- und Soft-Reset auf den Chips Rechnung zu tragen.
  • [0556]
    Soft-SCSI-Reset: Wenn durch das Laufwerk ein SCSI-Bus-Reset erfaßt wird und der Hard-Reset-Optionsschalter nicht freigegeben ist (was einen Soft-Reset anzeigt), wird das Laufwerk 1) nicht versuchen, ein Kommando, welches gegenwärtig im Ablauf ist auszuführen, 2) keine Daten auf das Medium schreiben, welche in einem Puffer-RAM sind (d. h., dem Schreibpufferspeicher), 3) keine SCSI-Vorrichtungsreservierungen aufrecht erhalten, 4) alle anhängigen Kommandos von der Schlange entfernen, 5) die Schritte des nachfolgenden Abschnitts der Leistungssteigerungsabfolge (Powerup Sequence) für einen Soft-Reset ausführen, 6) die Werte für jede der Modusseiten auf ihre vorbestimmten Werte festlegen und 7) den Auffälligkeitszustand der Einheit festlegen.
  • [0557]
    Autochanger-Reset: Wenn der Autochanger (Plattenwechsler) einen Autochanger-Reset während des Leistungssteigerungsablaufs feststellt, muß das Laufwerk a) ein Autochanger-EJECT ignorieren, und b) mit dem Autochanger-RESET darauf warten, daß er nicht vor der Ausführung der SCSI-Initialisierung durchgesetzt wird. Der Autochanger kann das Autochanger-RESET zu jedem Zeitpuntk feststellen, um die SCSI-ID des Laufwerks zu verändern.
  • [0558]
    12 V-Leistungsausfall (12 V Power Failure): Wenn die Leistung von 12 V abfällt (TBD) wird an den 80C188, SM330, SM331 und dem externen RLL(1,7) ENDEC ein Hardware-Reset durchgeführt. Wenn das ENDEC zurückgesetzt ist, steuert es den Servo-Reset in seinen initialisierten Zustand, welcher festgestellt wurde, und der seinerseits den DSP und die Servos zurücksetzt.
  • [0559]
    Unklärbare Zustände (Unclearable Conditions): Wenn ein strenger bzw. ernster Fehler (severe error, in nachfolgender Tabelle 8 aufgelistet) durch das Laufwerk erfaßt wird, wird das Bestehen eines unklärbaren Zustandes erklärt. Ein unklärbarer Zustand bringt das Laufwerk dazu, auf ein Erfordernisabtastkommando (Request Sense Command) mit einem Abtastschlüssel (Sense Key) für HARDWARE ERROR, einem Fehlercode (Error Code) für innere Steuereinheitfehler (INTERNAL CONTROLLER ERROR) und einem zusätzlichen Abstastcodierunterscheider (Additional Sense Code Qualifier) der für den Fehler spezifisch ist, anzusprechen. Ein Sendediagnostik-SCSI-Kommando (Send Diagnostic SCSI command) kann die Quelle des Hardwarefehlers beseitigen und den unklärbaren Zustand klären. Wenn das Sendediagnostikkommando beim Klären des Hardwarefehlers nicht erfolgreich ist, ist ein SCSI-Bus-Reset erforderlich, um den unklärbaren Zustand zu klären. Ein SCSI-Bus-Reset, der empfangen wird, während das Laufwerk einen unklärbaren Zustand aufweist, wird das Laufwerk dazu drängen, ein Hardware-Reset durchzuführen und sein vollständiges Diagnoseset auszuführen. Auf diese Weise wird jeder ernste Fehler, der während der Ausführung einer Operation entdeckt wird, zunächst die gegenwärtige Operation abbrechen und dann das Laufwerk daran hindern zu versuchen, das Medium während nachfolgender Operationen zu ändern.
  • Tabelle 8 – Ernste Fehler
  • [0560]
    Multi-Initiator-Support: Eine Stützung für mehrere Initiatoren wird durch die Jupiter-Firmware geschaffen. Eine Schlange von eintretenden Erfordernissen wird durch die Firmware beibehalten, um Erfordernisse von mehreren Initiatoren zum Entkoppeln von Kommandos zu anzufordern. Gekennzeichnete Kommandos der Schlange werden anfänglich nicht gestützt. Die Konstruktion der Firmware muß jedoch nicht die Fähigkeit zur Hinzufügung von Merkmalen zu einem späteren Zeitpunkt ausschließen.
  • [0561]
    Wenn ein Nicht-Medium-Zugriffskommando empfangen wird, während das Laufwerk gegenwärtig ein entkoppeltes Medium-Zugriffskommando ausführt, muß die Firmware in der Lage sein, das neue Kommando zu bedienen, während es verbunden bleibt. Das exakte Verfahren zur Herstellung dieser Fähigkeit ist nicht spezifiziert. Die Kommandos, welche in dieser nicht-entkoppelten Weise gestützt werden, sind nachfolgend in Tabelle 9 aufgelistet.
  • Tabelle 9 – Nicht-Trennende SCSI Kommandos
  • [0562]
    SCSI REQ/ACK Response: Der Cirrus SM331 Chip akzeptiert nur die ersten sechs Bytes eines SCSI-Kommando-Descriptor-Blocks (CDB) und erzeugt dann eine Unterbrechung. Die Firmware muß dann programmierte I/O (PIO) zur Übertragung etwaiger bleibender Bytes verwenden. Wenn die Firmware verzögert ist, wird das Kommando zwischen dem sechsten und siebten Byte verzögert. Die Reaktionszeit des Laufwerks zum Ansprechen auf eine Cirrus SCSI-Unterbrechung muß innerhalb des folgenden Bereiches sein: 20 μs ist eine sinnvolle Größe, 40 μs eine schlechte Zeitdauer, und 150 μs sind nicht akzeptierbar.
  • [0563]
    SCSI Inquiry Command: Das Laufwerk wird auf das SCSI Inquiry Command (SCSI-Abfragekommando) antworten, welches das Revisionsniveau der Firmware für die SCSI-Firmware und die DSP-Firmware, die Prüfsumme für die SCSI-Firmware-Flash-PROM und den DSP-PROM zurückführt, und ein Bit zeigt an, ob gegenwärtig die Hard-Reset- oder Soft-Reset-Funktion gestützt wird.
  • [0564]
    INITIALISIERUNG: Diagnostik: die durch das Laufwerk ausgeführten Diagnostiken werden während des Einschaltselbsttests (Power-On Self Test, POST) im Ansprechen auf ein SCSI-Sendediagnostikkommando ausgeführt, oder wenn das Laufwerk erfaßt, daß das serielle Diagnostikschnittstellenkabel angefügt ist.
  • [0565]
    Power-On Self Test (POST, Einschaltselbsttest): Während des POST führt das Laufwerk die nachfolgend aufgelisteten Tests aus. Eine detaillierte Beschreibung jedes Tests ist nachfolgend unter der Abschnittsüberschrift, B. Post Definition, gegeben. Diese Tests enthalten 1) 80C188 Register- und Flag-Test, 2) CPU RAM Test, 3) 80C188 Interrupt Vector-Test (Unterbrechungsvektortest), 4) ROM Checksum Test (Nurlesespeicher-Prüfsummentest), 5) SM331 Registertest, 6) SM331 Sequencer Test (Ablaufsteuerungstest), 7) SM330 ENDEC-Test, 8) Externer ENDEC-Test, 9) Glue Logic Test (Randlogiktest), 10) Buffer RAM Test (Puffer-RAM-Test), 11) DSP POST-, und 12) Bias Magnet Test (Vorpolmagnettest).
  • [0566]
    Wenn während der Ausführung des Puffer-RAM-Tests bestimmt wird, daß einige der Puffer-RAMs schlecht sind, wird das Laufwerk als nicht nutzbar betrachtet. Das Laufwerk wird auf SCSI-Kommandos ansprechen, aber nur um einen Hardwareausfall zu berichten. Der Puffer-RAM-Test wird in zwei Phasen durchgeführt. Die erste Phase wird nur die 64 KBytes des Puffers testen. Während dieser Zeit ist das Laufwerk in der Lage, auf ein SCSI-Kommando beschäftigt bzw. schnell zu reagieren. Nachdem das Laufwerk initialisiert wurde, wird der Rest des Puffer-RAMs im Hintergrundmodus getestet. (Siehe nachfolgenden Abschnitt Leistungssteigerungsabfolge (Powerup Sequence), für eine detailliertere Beschreibung.) Wenn während des Hintergrundtests ein Abschnitt des Puffer-RAMs als schlecht bestimmt wird, erklärt das Laufwerk das Bestehen eines unklärbaren Zustandes.
  • [0567]
    Send Diagnostic Command (Sendediagnostikkommando): Wenn das Laufwerk ein SCSI-Sendediagnostikkommando empfängt, führt es die folgenden Diagnostiken aus 1) ROM Checksum Test (Festwertspeicher-Prüfsummentest), 2) SM331 Sequencer Test (Ablaufsteuerungstest), 3) SM331 SCSI Interface Test (Schnittstellentest), 4) SM330 ENDEC-Test, 5) Externer ENDEC-Test, 6) Glue Logic Test (Randlogiktest), 7) Buffer RAM Test (Puffer-RAM-Test) und 8) Bias Magnet Test (Vorpolmagnettest). Die im Ansprechen auf ein Sendediagnostikkommando ausgeführten Tests sind die gleichen Tests wie diejenigen, die das Laufwerk beim oben erläuterten POST ausführt.
  • [0568]
    Serial Diagnostic Interface (serielle Diagnostikschnittstelle): Wenn das Laufwerk die Leistung erhöht, führt es die Diagnostiken Nr. 1 bis 4 in obigen Einschaltselbsttests (POST) aus, und überprüft dann, um zu sehen, ob das serielle Diagnostikschnittstellenkabel gegenwärtig angefügt ist. Wenn das Kabel nicht erfaßt wird, setzt das Laufwerk die Ausführung des POST fort. Wenn das Kabel erfaßt wird, unterbricht das Laufwerk die Ausführung des POST und bereitet sich vor, um Diagnostikkommandos durch die serielle Diagnostikschnittstelle zu empfangen. Die Diagnostikkommandos und ihr Format ist nicht im Umfang dieser Diskussion.
  • [0569]
    Chip-Initialisierung: SM330 Initialisierung: Dieser Abschnitt beschreibt die Initialisierung der Cirrus Logic SM330. Die für die SM330 Register verwendeten Mnemotechniken sind in Tabelle 31 aufgelistet, welche unten in Abschnitt C. SM330 Register vorliegt. Die zur Initialisierung der Cirrus Logic SM330 ergriffenen Schritte sind untenstehend aufgelistet:
    • 1) Der gegenwärtige Wert für das General Purpose Output (EDC_GPO)-Register (Allgemeinzweck-Ausgaberegister) wird gespeichert.
    • 2) Der Chip wird zurückgesetzt durch Setzen der EDC_CHIP_RESET-, EDC OPER_HALT- und EDC_ERROR_RESET-Felder im EDC_CFG_REG1.
    • 3) Die EDC_VU_PTR_SRC_MODE-, EDC_130MM_MODE- und EDC_1_SPEED TOL-Felder werden im EDC_CFG_REG2 gesetzt.
    • 4) Das EDC_SPT-Register wird auf die vorgegebene Anzahl von Sektoren pro Spur SECT_PER_TRK_RLL_1X_512_1 gesetzt.
    • 5) Die EDC_SM_WIN_POS-, EDC_SMM-(durch 3 nach links verschoben) und EDC_SMS-Felder werden im EDC_SMC-Register gesetzt.
    • 6) Das EDC_RMC- Register wird auf den vorbestimmten Wert von 2 festgelegt.
    • 7) Das EDC_ID_FLD_SYN_CTL-Register wird auf die vorbestimmten Werte 2 aus 3 IDs und 9 aus 12 Data Sync Marks gesetzt.
    • 8) Das EDC_WIN_CTL-Register wird auf 0x00 initialisiert.
    • 9) Der Chip wird aus der Rückstellung herausgenommen durch Schreiben von 0x00 in das EDC_CFG_REG1-Register.
    • 10) Der vom EDC_GPO-Register gespeicherte Wert wird zurück in das Register geschrieben.
    • 11) Das EDC_CFG_REG3-Register wird auf 0x00 initialisiert.
    • 12) Alle Chipunterbrechungen werden durch Schreiben von 0xFF in die EDC INT_STAT- und EDC_MED_ERR_STAT-Register bereinigt.
    • 13) Alle Chipunterbrechungen werden durch Schreiben von 0x00 in die EDC INT_EN_REG- und EDC_MED_ERR_EN-Register gesperrt.
    • 14) Der Ablaufsteuerungs-Synchronisationsbytezähler wird durch Schreiben von 40 in das SF_SYNC_BYTE_CNT_LMT-Register initialisiert.
    • 15) Der Data Buffer Address pointer (Datenpufferadressenzeiger) wird auf null initialisiert (EDC_DAT_BUF_ADR_L-, EDC_DAT_BUF_ADR_M- und EDC_DAT_BUF_-ADR_H-Register).
    • 16) Das EDC_TOF_WIN_CTL-Register wird auf 0x00 gelöscht.
    • 17) Das EDC_SM_ALPC_LEN-Register wird auf 0x00 gelöscht.
    • 18) Das EDC_PLL_LOCK_CTL-Register wird auf 0xE0 initialisiert.
    • 19) Das EDC_PLL_RELOCK_CTL-Register wird auf 0x00 gelöscht.
    • 20) Das EDC_LFLD_WIN_CTL-Register wird auf 0x00 gelöscht.
    • 21) Die ECC-Korrektur-RAM-Stellen 0x00 und 0x01 werden auf null gesetzt.
    • 22) Die ECC-Korrektur-RAM-Stellen 0x0F und 0x016 werden auf null gesetzt.
    • 23) Die ECC-Korrektur-RAM-Stellen 0x20 und 0x027 werden auf null gesetzt.
    • 24) Der ECC-Korrektur-RAM-Grenzwert für die Sektorkorrektur wird auf 0x0F initialisiert.
    • 25) Der ECC-Korrektur-RAM-Grenzwert für die Verschachtelungskorrektur wird auf 0x03 initialsiert.
    • 26) Das EDC_GPO-Register wird durch Löschen der DSP_DIR_-, BIAS_EN_-, BIAS_E_W-, SCLK-, SDO- und MIRROR_TX_-Bits initialisiert.
    • 27) Das LED des Laufwerks wird ausgeschaltet.
  • [0570]
    SM 331 Initialisierung: dieser Abschnitt beschreibt die Initialisierung der Cirrus Logic SM331. Die für die SM331-Register verwendeten Mnemotechniken sind in Tabelle 32 aufgelistet, welche nachfolgend im Abschnitt D. SM331-Register vorliegt ist.
  • [0571]
    Die Initialisierung des SM331 enthält das Einlesen der Optionsschalter und die Initialisierung der SCSI-, Puffermanager- und Formatabfolgeabschnitte des Chips. Zum Lesen der Optionsschalter, welche in drei Zuständen auf dem SCSI-Bus vorliegen, führt die Firmware die folgenden Schritte aus:
    • 1) Das SM331 wird zurückgesetzt durch das Setzen des BM_SW_RESET im BM MODE_CTL-Register.
    • 2) Das SM331 wird aus der Zurücksetzung herausgenommen durch Löschen des BM_SW_RESET im M_BM_MODE_CTL-Register.
    • 3) Die SF_LOCAL_HINT_EN-, SF_LOCAL_DINT_EN- und SF_-SCSI_IO_40 47H-Felder werden im SF_MODE_CTL-Register gesetzt.
    • 4) Das BM_MOE_DISABLE-Bit wird im BM_MODE_CTL-Register gesetzt.
    • 5) Das BM_SCHED_DATA-Register wird zweimal gelesen. (Das erste Lesen initialsiert den tatsächlichen Transfer der Daten vom Pufferspeicher, welcher während des zweiten Lesens abgerufen wird.)
    • 6) Das Einlesen der Werte wird abgeschlossen und als Wert der Optionsschalter gespeichert.
    • 7) Das BM_MOE_DISABLE-Bit wird im BM_MODE_CTL-Register gelöscht.
  • [0572]
    Die zum Initialisieren des SCSI-Abschnitts des SM331 ergriffenen Schritte sind nachfolgend aufgelistet:
    • 1) Das SCSI-ID für das Laufwerk wird vom 20-Pin-Verbinder über das GLIC_JB INP_REG-Register eingelesen und im variablen Target id angeordnet.
    • 2) Die SCSI Parity Enable option (SCSI-Paritäts-Freigabeoption) wird vom 20-Pin-Verbinder über das GLIC_JB_INP_REG-Register eingelesen.
    • 3) Das SCSI_MODE_CTL-Register wird mit dem SCSI-ID, SCSI Parity Enable, des Laufwerks eingestellt, und das CLK_PRESCALE-Feld wird gesetzt.
    • 4) Das Phasensteuerregister SCSI_PHA_CTL wird mit 0x00 gelöscht.
    • 5) Das synchrone Steuerregister SCSI_SYNC_CTL wird mit dem Wert (0x0F-1)-0x10 initialisiert.
    • 6) Der Puffermanager FIFO wird durch Schreiben von 0x10 in das BM_STAT CTL-Register gelöscht.
    • 7) Die BM_SCSI_DATA_2T- und BM_DRAM_BURST_EN-Felder werden im Puffermanagersteuerregister BM_STAT_CTL gesetzt.
    • 8) Das Puffermanagertransfersteuerregister BM_XFER_-CTL wird auf 0x00 initialisiert.
    • 9) Das SCSI-Neuauswahl-ID-Register SCSI_SEL_REG wird auf das SCSI-ID des Laufwerks gesetzt.
    • 10) Die SCSI_RESET-, SCSI_ATTN-, SCSI_OFST_OVERRUN-, SCSI_BUS FREE-, SCSI_BFR_PTY_ERR-, SCSI_BUS_PTY_ERR-Bits werden im SCSI-Statusregister SCSI_STAT_1 gesetzt.
    • 11) Das SCSI_STAT_2-Register wird auf 0xFF initialisiert.
    • 12) Die SCSI-Unterbrechungen werden durch Schreiben von 0x00 im SCSI NT EN-2-Register gesperrt.
  • [0573]
    Die zum Initialisieren des Puffermanagerabschnitts des SM331 ergriffenen Schritte sind wie folgt:
    • 1) Die BM_SCSI_DATA_2T- und BM_DRAM_BURST_EN-Felder werden im Puffermanagersteuerregister BM_TAT_TL gesetzt.
    • 2) Das Puffermanagertransfersteuerregister BM_XFER_-_CTL wird auf 0x00 initialisiert.
    • 3) Die BM_DRAM-, BM_256K_RAM-, BM_PTY_EN- und BM_NO_WS-Felder werden im Puffermanagermodussteuerregister BM_MODE_CTL gesetzt.
    • 4) Die DRAM-Zeitsteuerung wird in den BM_TIME_CTL- und BM_DRAM_REF PER-Registern initialisiert.
    • 5) Die Größe des Puffer-RAM wird im BM_BUFF_SIZE-Register codiert.
    • 6) Der Disk Address Pointer (Plattenadressenzeiger) wird auf 0x000000 in den BM_DAPL-, BM_DAPM- und BM_DAPH-Registern initialisiert.
    • 7) Der Host Address Pointer (Hauptrechneradressenzeiger) wird auf 0x000000 in den BM_HAPL-, BM_HAPM- und BM_HAPH-Registern initialisiert.
    • 8) Der Stop Address Pointer (Stoppadressenzeiger) wird auf 0x000000 in den BM_SAPL-, BM_SAPM- und BM_SAPH-Registern initialisiert.
  • [0574]
    Die zum Initialisieren des Formatabfolgesteuerungsabschnitts des SM331 ergriffenen Schritte sind wie folgt identifiziert:
    • 1) Die Formatabfolgesteuerung wird durch Schreiben von 0x1F (der Stoppadresse) in das Abfolgesteuerungs-Startadressenregister SF_SEQ_STRT_ADR gestoppt.
    • 2) Die Vorgabesektorgröße von 512 Bytes wird durch Schreiben von 0x00 in das Sektorgrößenregister SF_SECT_-_SIZE eingestellt.
    • 3) Der Synchronisationsbytezähler wird durch Schreiben von x028 in das SF SYNC_BYTE_CNT_LMT-Register initialisiert.
    • 4) Das Operationssteuerregister SF_OP_CTL wird durch Setzen des SF_DATA BR_FLD_EN-Feldes initialisiert.
    • 5) Das Zweigadressenregister SF_BRANCH_ADR wird auf 0x00 initialisiert.
    • 6) Die Unterbrechungen der Abfolgesteuerung werden durch Schreiben von 0x00 in das SF_INT_EN-Register gesperrt.
    • 7) Das Vorgabeschreibsteuerspeicherprogramm (Write Control Store (WCS) program) wird in die Formatablaufsteuerung eingeladen.
  • [0575]
    RLL(1,7) Externe ENDEC-Initialisierung: (TBD).
  • [0576]
    Glue Logic IC (GLIC, Randlogik-IC-) Initialisierung: Die Initialisierung des GLIC enthält die Schritte 1) Aufschalten des Leseanschlußhalteaufschaltbits (Read Gate Hold Override bit) im GLIC_JB_CTRL_REG-Register, und 2) Freigabe aller Unterbrechungen im Register GLIC_INT_EN_REG.
  • [0577]
    SCSI-Initialisierung: Die SCSI-Initialisierungsfirmware verwendet den 20-Pin-Verbinder als eine Quelle für das SCSI-ID und die SCSI-Paritätsfreigabe des Laufwerks. Wenn das Kabel angefügt ist, werden die Signale durch die Jukebox angesteuert. Wenn das Kabel nicht angefügt ist, haben die gleichen Pins flexible Leiterplattenverbinder (jumpers), welche installiert sind, um dem SCSI-ID und der SCSI-Paritätsfreigabe die Verwendung anzuzeigen.
  • [0578]
    Der Abschluß der SCSI-Sammelleitung im Laufwerk wird über einen Optionsschalter gewählt. Es ist kein Eingriff der Firmware erforderlich, um den SCSI-Abschluß zu stützen.
  • [0579]
    Hochfahrabfolge (Powerup Sequence): Die nachfolgende Tabelle detailliert die Schritte in der Ausführungsreihenfolge für die Hochfahrabfolge. Die Spalten Leistung an, Soft-Reset und Hard-Reset identifizieren, welche Schritte folgend einem Zustand eingeschalteter Leistung, eines Soft-Resets und eines Hard-Resets ausgeführt werden. Wenn ein unklärbarer Zustand besteht, wenn ein Zurücksetzen empfangen wird, welches ein Soft-Reset erzeugen würde, wird dieses Zurücksetzen statt dessen ein Hard-Reset herstellen, um das Laufwerk dazu zu bringen, seinen vollständigen Diagnosesatz abzuschließen.
  • Tabelle 10
  • [0580]
    An diesem Punkt überprüft der 80C188, ob ein vollständiger Hard-Reset ausgeführt werden soll, oder ob statt dessen eine Variation, genannt ein Firm-Reset, verwendet werden kann. Ein Firm-Reset setzt nicht den DSP zurück. Dieser Weg spart beträchtliche Zeit, da er weder das Herunterladen der Codierung des DSP erfordert, noch eine Reinitialisierung aller Servoschleifen des DSP. Ein Firm-Reset prüft hinsichtlich einer gültigen RAM-Signatur (TBD) im 80C188 CPU-Speicher, daß ein unklärbarer Zustand nicht existiert und daß das DSP frei ist, um passend auf ein Statuserzielkommando (Get Status command) anzusprechen. Wenn einer dieser neuen Zustände nicht wahr ist, führt das Laufwerk ein Hard-Reset aus. Die weitergehenden Beschreibungen sind aufeinanderfolgend in Tabelle 11 numeriert.
  • Tabelle 11
  • [0581]
    LAUFWERKAUFFÄLLIGKEITEN (DRIVE ATTENTIONS): Laufwerkauffälligkeitsunterbrechungen: Laufwerkauffälligkeitsunterbrechungen sind Anzeigen dafür, daß ein nicht normaler Zustand im Laufwerk besteht. Die Unterbrechungen werden entweder durch die an das Glue Logic IC (GLIC) oder das DSP angefügte Hardware erzeugt. Die DSP-Unterbrechungen werden durch das GLIC geführt, um eine kombinierte Quelle von Unterbrechungen (auf INT2) zum 80C188 auszubilden. Die folgenden Abschnitte beschreiben die Unterbrechungen, welche durch das DSP erzeugt werden. Der Abschnitt GLIC-Unterbrechungen beschreibt die Unterbrechungen, welche durch die andere Hardware erzeugt werden, die an das GLIC angefügt sind. Die Firmware kann die Quelle der Unterbrechung durch Prüfen des GLIC-Unterbrechungsstatusregisters (Base Addr + 05 h) bestimmen.
  • [0582]
    DSP-Unterbrechungen (DSP Interrupts): Die Quellen für DSP-Unterbrechungen können in zwei Kategorien geteilt werden, welche Abbruchunterbrechungen und nicht abbrechende Unterbrechungen enthalten. Eine abbrechende Unterbrechung wird durch das DSP erzeugt, wenn ein katastrophales Ereignis auftritt, welches ein unmittelbares Sperren der Fähigkeit des Laufwerks zum Schreiben erfordert. Wenn das DSP die Abbruchunterbrechung feststellt, wird die Hardware des Laufwerks den Schreibanschluß nicht geltend machen, den Laser ausschalten und eine Laufwerkauffälligkeitsunterbrechung am 80C188 erzeugen. Wenn das DSP die nicht abbrechende Unterbrechung feststellt, wird nur eine Laufwerkauffälligkeitsunterbrechung vom 80C188 erzeugt.
  • [0583]
    DSP-Abbruchunterbrechungen (Aborting DSP Interrupts): Die Bedingungen, welche das DSP zum Berichten einer Abbruchunterbrechung veranlassen, sind in Tabelle 12 aufgezeigt.
  • Tabelle 12 – DSP-Abbruchunterbrechungen
  • [0584]
    Ein Fokussierfehler wird dem DSP berichtet, wenn das Fokussierfehlersignal den durch den 80C188 festgesetzten, programmierbaren Grenzwert übersteigt. Ein Spurverlustfehler wird dem DSP berichtet, wenn das Spurfehlersignal die durch den 80C188 festgelegte, programmierbare Grenze übersteigt. Ein Laserleseleistungssteuerfehler wird dem DSP berichtet, wenn die Ausgabe des Lasers nicht weiter durch das DSP innerhalb der durch den 80C188 festgelegten Grenzen gesteuert werden kann. Ein Spindelgeschwindigkeitsfehler wird dem DSP berichtet, wenn die Spindelgeschwindigkeit unterhalb der minimalen Umdrehungsgeschwindigkeit fällt, welche durch den 80C188 hergestellt wurde, oder über die maximale Umdrehungsgeschwindigkeit (RPM) steigt, welche durch den 80C188 festgelegt ist.
  • [0585]
    DSP Nichtabbrechende Unterbrechungen: Die Zustände, welche das DSP zum Bericht einer nicht abbrechenden Unterbrechung verleiten, sind nachfolgend in Tabelle 13 angezeigt.
  • Tabelle 13 – Nichtabbrechende DSP-Unterbrechungen
  • [0586]
    Eine 10-Sekunden-Zeitgeberereignis-Unterbrechung wird zum DSP zurückgeführt, um zu signalisieren, daß der innere Taktgeber 10 Sekunden erreicht hat. Der 80C188 ist ansprechend zur Beibehaltung eines laufenden Zeitgebers für die gesamten, mit Energie beaufschlagten, Stunden und Minuten. Jede 10 Sekunden Zeitgeberereignis-Unterbrechung führt die mit Energie beaufschlagte Stundenuhr weiter. Eine schlechte Kommandoprüfsumme (Bad Command Checksum) wird durch das DSP berichtet, wenn dessen Berechnung für die Prüfsumme der Kommandos nicht mit den Inhalten des Prüfsummenbytes in dem gerade vom 80C188 empfangenen Kommando übereinstimmt. Ein Unbekanntes Kommando wird durch das DSP berichtet, wenn die Inhalte des gerade vom 80C188 empfangenen Kommandobytes kein zulässiges DSP-Kommando ist.
  • [0587]
    Ein Schlechter Suchfehler (Bad Seek Error) wird durch das DSP berichtet, wenn a) der erste Eintrag in der Suchgeschwindigkeitstabelle leer ist, oder b) die Fokussierschleife nicht geschlossen ist (dies sollte nur auftreten, wenn als erstes Kommando eine Suche auferlegt wird, bevor die Initialisierung des DSP angeordnet ist). Suchfestlegungsfehler treten als Spurverlustfehler auf. Das DSP sperrt Spurverlustfehler für (TBD)μs, nachdem die Spureinstellungsschleife geschlossen ist, um falsche Spurverlustfehler während der Ausregelzeit zu vermeiden. Ein Kassettenauswurfausfallfehler wird durch das DSP berichtet, wenn das Auswurfgrenzsignal nicht auf das DSP innerhalb von (TBD)μs erfaßt wurde.
  • [0588]
    GLIC-Unterbrechungen: Das GLIC (Glue Logic IC, Randlogik-IC) schafft eine Schnittstelle zu verschiedenen Eingangs- und Ausgangssignalen, welche der 80C188 managen muß. Die Eingabesignale, welche definiert wurden, um Unterbrechungen des GLIC herzustellen, sind nachfolgend in Tabelle 14 angezeigt.
  • Tabelle 14 – Andere Laufwerkauffälligkeitsunterbrechungen
  • [0589]
    Eine Plattenwechsler-Reset-Unterbrechung wird durch das GLIC hergestellt, wann immer eine Anstiegsflanke am Plattenwechsler-Reset-Eingangssignal am 20-Pin-Verbinder der Jukebox erfaßt wird. Eine Leistungsabsenkanforderungsunterbrechung des Plattenwechslers wird durch das GLIC immer dann hergestellt, wenn eine Anstiegsflanke am Leistungsabsenkanforderungseingabesignal des Plattenwechslers am 20-Pin-Verbinder der Jukebox erfaßt wird. Eine Plattenwechslerauswurfunterbrechung wird durch die GLIC immer dann hergestellt, wenn eine Anstiegsflanke am Plattenwechlerauswurfeingangssignal am 20-Pin-Verbinder der Jukebox erfaßt wird. Eine Frontpanelauswurfunterbrechung wird durch die GLIC hergestellt, wann immer eine Anstiegsflanke am Signal des Frontpanelauswurfschalters erfaßt wird. Eine Kassetteneinfügeunterbrechung (erfaßte Kassette im Durchlaß des Laufwerks) wird durch das GLIC immer dann hergestellt, wenn eine ansteigende oder fallende Flanke des Signals des Kassetteneinfügeschalters erfaßt wird. Die Unterbrechung kann durch die GLIC-Hardware hergestellt werden, wobei jedoch kein tatsächlicher Schalter zum Erzeugen der Unterbrechung vorliegt. Zum jetzigen Zeitpunkt wird keine Firmware geschrieben, um dies in Zukunft zu stützen. Eine Unterbrechung bei vorliegender Kassette (eine Kassette sitzt auf der Nabe des Laufwerks) wird durch das GLIC immer dann hergestellt, wenn eine steigende oder fallende Flanke des Signals des Kassettensitzschalters erfaßt wird.
  • [0590]
    Laufwerkauffälligkeitswiederherstellung (Drive Attention Recovery): Die Laufwerkauffälligkeitscodierung muß allen Laufwerkauffälligkeiten dienen und das Laufwerk in einen sicheren, bekannten Zustand zurückführen. Um dies zu tun, muß die Laufwerkauffälligkeitscodierung Teil eines Unterbrechungsdienstprogrammes (Interrupt Service Routine, ISR) und eines Treibers sein. Die Laufwerkauffälligkeits-ISR muß als die maskierbare ISR mit höchster Priorität ausgeführt werden, so daß es der SCSI ISR und/oder der Disk ISR zuvorkommen kann und jegliche Operationen sperrt, welche im Verfahren sein können, was das Laufwerk in einen sicheren Zustand bringt. Wenn die Operation einmal gesperrt ist, wird es dem SCSI ISR oder Disk ISR ermöglicht, zu laufen, um sich abzuschließen und auszutreten. Der Treiberabschnitt des Laufwerkauffälligkeitstreibers ist dann frei, um zu laufen, und bemüht sich, das Laufwerk in einen bekannten Zustand zu bringen. Oftmals bestehen mehrere Laufwerkauffälligkeitsunterbrechungen, wenn das Laufwerk durch eine Reihe von Defekten kaskadiert, was eine Eigenunterbrechung des Treibers bewirkt.
  • [0591]
    Wenn das DSP eine Laufwerkauffälligkeit erfaßt, wird eine Unterbrechung durch das GLIC (auf INT2) zum 80C188 hergestellt. Wenn die Unterbrechung eine Abbruchunterbrechung ist, macht das GLIC auch nicht den Schreibanschluß geltend und schaltet den Laser aus. Das Laufwerkauffälligkeits-ISR stoppt jede Laufwerkoperation im Vorgang durch Anhalten der SM331-Formatablaufsteuerung, des SM330 und des externen ENDEC. Eine Gabelung ist vorgesehen, um ein anwendungsspezifisches Halteprogramm aufzurufen. Der nachfolgende Abschnitt, Laufwerkauffälligkeitsbenachrichtigung, schafft weitere diesbezügliche Informationen.
  • [0592]
    Der Laufwerkauffälligkeitstreiber (Drive Attention Handler) ist zuständig für die Identifizierung der Gründe für die Laufwerkauffälligkeitsunterbrechung, das Löschen der Quelle der Unterbrechung, Einleiten der Wiederherstellungsprozeduren, um das Laufwerk in einen bekannten Zustand zu heben, und zum Überprüfen, daß der anfängliche Fehlerzustand beseitigt wurde. Die Quelle der Laufwerkauffälligkeitsunterbrechung wird durch Überprüfen des GLIC-Unterbrechungsstatusregisters (Base Addr + 05 h) und möglicherweise durch Anfordern des gegenwärtigen DSP-Status bestimmt. Die relativen Prioritäten der möglichen Fehler werden im nachfolgenden Abschnitt aufgezeigt. Wenn das DSP eine Quelle der Unterbrechung ist, sendet der Laufwerkauffälligkeitstreiber ein Kommando zum DSP, um den Beobachtungszustand zurückzusetzen und die Statusbits zu löschen. Die Fehlerwiederherstellungsprozedur für jeden der unterschiedlichen Fehlerzustände wird nachfolgend beschrieben.
  • [0593]
    Laufwerkauffälligkeitsfehlerprioritäten: Dieser Abschnitt listet die unterschiedlichen Laufwerkauffälligkeitsfehlerzustände auf, welche durch das Jupiter-Laufwerk erkannt werden können, und die relative Priorität, welche für jede Fehlerart vorgeschlagen wird. Tabelle 15 – Laufwerkauffälligkeitsprioritäten, mit einer relativen Rangordnung für jeden der Fehler erscheint nachfolgend.
  • Tabelle 15 – Laufwerkauffälligkeitsprioritäten
  • [0594]
    Wiederherstellung bei Laufwerkauffälligkeitsfehlern (Drive Attention Error Recovery): Dieser Abschnitt beschreibt die unterschiedlichen Laufwerkauffälligkeitsfehlerzustände, welche durch das Jupiter-Laufwerk erkannt werden. Jeder Unterabschnitt beschreibt die verwendeten Statusbits, um den Fehlerzustand zu klassifizieren, und enthält auch Pseudocodierungen, um zu beschreiben, wie der Fehlerzustand bearbeitet wird.
  • [0595]
    Die Pseudocodierung, welche innerhalb jedes Unterabschnitts aufgelistet ist, wurde vom Laufwerkauffälligkeitstreiber erneut entwickelt, der gegenwärtig im RMD-5300-Produkt verwendet wird, und dient nur als Leitlinie. Die tatsächliche Codierung verwendet mehrere Flags, um die Prioritäten der Laufwerkauffälligkeiten zu veredeln.
  • [0596]
    Die Variablen SuggSenseKey, SuggSense Code und SuggSenseCodeQ, welche im Pseudocode gezeigt sind, stellen jeweils die SCSI-Abtastdatenfelder Sense Key, Error Code und Additional Sense Code Qualifier (ASCQ) dar. Die Variable unclr cond flag wird verwendet, um anzuzeigen, wenn ein unklärbarer Zustand im Laufwerk besteht. Ein unklärbarer Zustand zwingt das Laufwerk zum Ansprechen auf ein Abfrageabtastkommando (Request Sense Command) mit einem Sense Key HARDWARE ERROR, einem Error Code INTERNAL CONTROLLER ERROR und einem ASCQ des gegenwärtigen Werts im unclr_cond_flag zu antworten. Eine Zurücksetzung oder die Ausführung eines Abtastdiagnostikkommandos kann den unklärbaren Zustand durch Einwirken auf das Laufwerk zum Ausführen seines vollständigen Diagnostiksatzes klären. Auf diese Weise wird jeder ernste Fehler, der während der Ausführung einer Operation entdeckt wird, das Laufwerk an einer Veränderung des Mediums hindern.
  • [0597]
    Die folgenden Unterabschnitte verwenden die Konventionen, daß S der Standardstatus des Laufwerks, O der optische Status des Laufwerks, D der DSP-Status und G der GLIC-Unterbrechungsstatus ist. Der Standardstatus und der optische Status sind die abgewandelten ESDI-Statuswörter für das Laufwerk. Der nachfolgende Abschnitt, Laufwerkkommandostatus, schafft Informationen auf dem ESDI-Status. Der nachfolgende Abschnitt, DSP-Statusdefinitionen, dient zur Informationen auf dem DSP-Status. Zu Beginn jedes Unterabschnittes sind die Statusbits aufgelistet, welche verwendet werden, um zu bestimmen, ob der bestimmte Fehlerzustand existiert. Der Pseudocode beschreibt dann, wie der Zustand abgewickelt werden kann.
  • Kommandodefekt:
  • [0598]
    Ein Kommandodefekt tritt auf, wenn eine schlechte Kommandoprüfsummme durch das DSP erfaßt wurde, oder ein ungültiges Kommando vom DSP empfangen wurde. Keiner dieser Fehler sollte in einem fertiggestellten Produkt gemäß der Lehre dieser Erfindung auftreten. Wenn sie es dennoch tun, sind sie daher möglicherweise eine Anzeige für eine andere Art eines Fehlers, wie zum Beispiel einem Speicherfehler, welcher während dem Zurücksetzen erfaßt werden würde, das zur Beseitigung des unklärbaren Zustandes erforderlich ist.
  • Platte zurückgewiesen:
  • [0599]
    Ein Plattenzurückweisungsfehler wird berichtet, wenn das DSP die Fokussier- und/oder Sprueinstellungsschleifen naht drei Versuchen nicht erfolgreich schließen kann.
  • Kassettenentladefehler:
  • [0600]
    Das DSP überwacht die Auswurfkassettenabfolge und erzeugt eine Unterbrechung, wenn das Auswurfgrenzsignal nicht nach drei Sekunden festgestellt wurde. Die Wiederherstellungsprozedur versucht, die Kassette dreimal auszuwerfen. Wenn der Fehler bestehen bleibt, wird der Defekt in geeigneter Weise auf SCSI und dem 20-Pin-Plattenwechslerverbindersignal ERROR (niedrig aktiv) berichtet.
  • Auswurfabfrage:
  • [0601]
    Eine Auswurfabfrage kann entweder vom Plattenwechsler oder vom Frontpanel kommen. Wenn eine Kassette vorliegt, wird die Spindel gestoppt und das CART LOADED-Signal des Plattenwechslers wird nicht durchgesetzt (niedrig aktiv). Nach dem Warten auf das Anhalten der Spindel (wie im untenstehenden Abschnitt STOP SPINDLE spezifiziert ist) wird die Kassette ausgeworfen.
  • Medium verändert:
  • [0602]
    Dieser Zustand existiert, wenn eine Kassette auf der Nabe sitzt und den Schalter für die Anwesenheit der Kassette (Cartridge Present switch) schließt. Das Plattenwechslersignal CART_LOADED wird festgestellt (niedrig aktiv).
  • Spindelgeschwindigkeitsfehler:
  • [0603]
    Das DSP wird die Spindelgeschwindigkeit basierend auf einem Bereich von akzeptablen Geschwindigkeiten für eine bestimmte Art von Medien überwachen. Die minimale und die maximale Geschwindigkeit werden durch die 80C188 im DSP identifiziert. Wenn die Spindelgeschwindigkeit derart erfaßt wird, daß sie außerhalb des spezifizierten Bereiches sind, erzeugt das DSP eine Unterbrechung.
  • Laserleistungsfehler:
  • [0604]
    Wenn eine Laserleseleistungsgrenze überschritten und durch das DSP erfaßt wird, wird eine Abbruchunterbrechung erzeugt. Das Bestehen eines unklärbaren Zustandes wird erklärt, wenn der Laserdefekt nach der Durchführung einer Rekalibrierung des Laufwerks nicht beseitigt ist.
  • Focussierfehler:
  • [0605]
    Der Grenzwert für einen Fokussierabweichungsfehler ist durch den 80C188 programmierbar. Wenn das Fokussiersignal den spezifizierten Grenzwert übersteigt, erzeugt das DSP eine Abbruchunterbrechung am 80C188.
  • Aufzeichnungsfehler:
  • [0606]
    Wenn eine schlechte Suche durch das DSP berichtet wird, sollte der Laufwerkauffälligkeitstreiber den Status vom DSP anfordern, um zu bestimmen, ob eine Suche den Fehler hergestellt hat, oder ob die Geschwindigkeitstabelle fehlt. Wenn der Statusbit für die schlechte Suche gesetzt ist und das Statusbit für die "nicht geschlossene Fokussierschleife" nicht gesetzt ist, bedeutet dies, daß die Suchtabellen nicht geeignet initialisiert wurden. Wenn nur das Suchdefektstatusbit gesetzt ist, wird der Laufwerkauffälligkeitstreiber ein "Zurücksetzbeobachtungs-" Kommando zum DSP senden und anzeigen, daß das Suchdefektstatusbit gelöscht werden muß. Die 80C188-Suchcodierung muß dann vom Laufwerkauffälligkeitsregistrierpunkt erneut gestartet werden.
  • [0607]
    Der Grenzwert für Außerspurfehler ist durch den 80C188 programmierbar. Die Grenzwerte können separat zum Lesen oder Schreiben gesetzt werden, wenn der Schreibvorgang höhere Randbedingungen erfordert. Wenn eine Spurabweichung erfaßt wird, verwendet das DSP die "Katastrophen"-Unterbrechung, um die Laufwerkoperation zu beenden. Der Laufwerkauffälligkeitstreiber gibt eine "Zurücksetzbeobachtung" zum DSP aus.
  • [0608]
    Offene Ausgabe (Open Issue). Der Wiederherstellungsmechanismus ermöglicht es der Firmware, ein anderes Suchkommando auszugeben (und es dem DSP dadurch zu ermöglichen zu suchen und dann die Spur wiederzubeschaffen). Eine Alternative liegt darin, die Spursuchschleife zu öffnen und dann das DSP anzuweisen, die Spureinstellung wiederzubeschaffen. Diese Maßnahme ist nicht wirksam für einen Defektmodus, wenn die Suche nicht bestimmt war und der Kopf über die Platte "gleitet". Daher ist der beste Wiederherstellungsmechanismus der Versuch einer weiteren Suche. Ein spezieller Code ist erforderlich, um den Fall abzuwickeln, wobei die letzte Suche mit einem Spurabweichungsfehler fehlschlägt. Eine weitere Suche wäre der beste Wiederherstellungsversuch.
  • Vorpolmagnetfehler:
  • [0609]
    Spiralmodus (Spiral Mode): Wenn alle Fehlerzustände geklärt wurden, muß der Laufwerkauffälligkeitstreiber das Laufwerk in seinen ursprünglichen Zustand zum Spiraling zurückführen (auch als Spurnachfolgen oder Rücksprung gesperrt bekannt). Dies wird durch Speichern des Originalzustandes am Eingang durchgeführt und führt die unten stehende Codierung am Ausgang durch.
  • [0610]
    Laufwerkauffälligkeitsbenachrichtigung (Drive Attention Notification): Laufwerkauffälligkeiten erzeugen Unterbrechungen am Laufwerkauffälligkeitstreiber, welcher das Laufwerk in einen bekannten Zustand bringt. Der Treiber ist dann zuständig zur Benachrichtigung des Abschnitts der Firmware, welcher zur Bewerkstelligung der gegenwärtigen Operation zuständig ist, daß ein Beobachtungszustand besteht und was zum Klären des Zustandes getan wurde. Zwei Mechanismen werden verwendet, um die Firmware zu benachrichtigen. Diese enthalten Botschaften und unmittelbare Benachrichtigungen.
  • [0611]
    Wenn ein Prozeß eine Operation eingeleitet hat und auf das SCSI ISR oder das Disk ISR zum Senden einer Botschaft wartet, sendet der Laufwerkauffälligkeitstreiber eine Botschaft zur Prozeßwarteschlange, um anzuzeigen, daß eine Laufwerksauffälligkeit aufgetreten ist. Welcher Prozeß gegenwärtig für eine Operation zuständig ist, wird in einer Leitvariablen beibehalten. Wenn ein Abschnitt der Firmware ausgeführt wird, welcher eine Laufwerkauffälligkeit zu einem Zeitpunkt (wie zum Beispiel dem Suchcode) erzeugen könnte, würde eine kontinuierliche zyklische Abfrage der Prozeßschlange für eine Botschaft eine zu große übergeordnete Verarbeitung ergreifen. Der zweite Mechanismus zum Berichten von Laufwerksauffälligkeiten nutzt ein "Weitsprung"-Merkmal, um die Codierungsausführung zurück zu einem Platz zu bringen, wo die Firmware weiß, wie ein Algorithmus erneut gestartet wird, oder einen erneuten Versuch zu unternehmen. Der Vorgang zum Identifizieren, wo auf einen weiten Sprung Bezug genommen wird, wird als Registrierung bezeichnet. Mehrere Registrierniveaus können ausgeführt werden, wobei jedes neue Niveau die vorangegangene Registrierinformation an seinem lokalen Stapel speichert. Wenn ein Abschnitt einer Codierung sich selbst registriert, kann die Codierung auch eine Routine identifizieren, welche das Laufwerkauffälligkeit-ISR aufruft, um einen zusammenhangempfindlichen Abbruch auszuführen.
  • [0612]
    MEDIENFORMATE: Medienartbestimmung: Die Art des Mediums wird unter Verwendung der folgenden Abfolge von Vorgängen identifiziert:
    • a) Eine Kassette wird eingefügt oder ist bereits gegenwärtig, wenn das Laufwerk hochfährt.
    • b) Der 80C188 gibt ein Hochdrehkommando für die 4×-Geschwindigkeit des Spindelmotors aus.
    • c) Der 80C188 gibt ein DSP-Kommando aus, um mitzuteilen, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit (RPM) größer als sechzigmal die Umdrehungsgeschwindigkeit (sixty RPM) ist.
    • d) Wenn das DSP bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit größer als sechzig unterbricht, gibt der 80C188 ein DSP-Kommando aus, um mitzuteilen, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit größer als 4×-Minimalumdrehungsgeschwindigkeit (4× minimum RPM) ist.
    • e) Der 80C188 gibt dann ein DSP-Kommando aus, um zu initialisieren:
    • 1) Das DSP findet langsam den innenliegenden Kollisionsstopp.
    • 2) Das DSP sucht nach dem OD für (TBD) Spuren.
    • 3) Die Vorgabe ist, daß Rücksprünge freigegeben sind und die Richtung 4× ist.
    • 4) Wenn das DSP während der anfänglichen Suche einen Fehler zählt, wird der Fehler dem 80C188 berichtet. Der 80C188 setzt das DSP zurück und wird dann erneut initialisiert.
    • f) Der 80C188 versucht, ein ID für eine Zone (TBD) für 4× entsprechend den TBD-Spuren vom inneren Durchmesser zu lesen.
    • g) Wenn kein ID gelesen werden kann, versucht der 80C188, ein ID zu lesen, welches die Frequenzen der Nachbarzonen, Plus- und Minus- (TBD) Zonen, verwendet.
    • h) Wenn kein ID gelesen werden kann, gibt der 80C188 ein 2×-Geschwindigkeits-Kommando an den Spindelmotor aus.
    • i) Der 80C188 gibt ein DSP-Kommando aus, um mitzuteilen, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit größer als das 2×-Minimum ist.
    • j) Wenn das DSP bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit größer als das 2×-Minimum unterbricht, gibt der 80C188 ein Initialisierungskommando an das DSP aus und versucht, ein ID an der Zone (TBD) entsprechend den (TBD) Spuren zu lesen.
    • k) Wenn kein ID gelesen werden kann, versucht der 80C188 ein ID zu lesen, welches die Frequenzen der Nachbarzonen, Plus- und Minus- (TBD) Zonen, verwendet.
    • l) Wenn kein ID gelesen werden kann, folgen die Schritte (h) bis (k) für 1×.
    • m) Wenn kein ID gelesen werden kann, gibt der 80C188 ein 2× -Geschwindigkeits-Kommando an den Spindelmotor aus.
    • n) Der 80C188 gibt ein DSP-Kommando aus, um mitzuteilen, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit geringer als das 2×-Maximum ist.
    • o) Wenn das DSP bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von weniger als dem 2×-Maximum unterbricht, versucht die 80C188 eine ID durch Ausführen eines Frequenzhubes zu lesen. Das Hubmuster ist: die Vorgabezone, Zone – 1, Zone + 1, Zone – 2, Zone + 2, etc., bis alle Frequenzen versucht wurden.
    • p) Wenn kein ID gelesen werden kann, gibt der 80C188 ein 4×-Geschwindigkeits-Kommando an den Spindelmotor aus.
    • q) Der 80C188 gibt ein DSP-Kommando aus, um mitzuteilen, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit geringer als das 4×-Maximum ist.
    • r) Wenn das DSP bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit geringer als das 4 × -Maximum unterbricht, versucht der 80C188 ein ID durch Ausführen eines
  • [0613]
    Frequenzhubes zu lesen. Das Hubmuster ist: die Vorgabezone, Zone – 1, Zone + 1, Zone – 2, Zone + 2, etc., bis alle Frequenzen versucht wurden.
  • EIN ID WURDE GELESEN:
    • s) Der 80C188 gibt ein Suchkommando aus, um den SFP-Bereich zu positionieren.
    • t) Der 80C188 versucht, die SFP-Daten für 512-Bytesektoren zu lesen. Wenn es nicht gelingt, den Sektor erfolgreich zu lesen, versucht der 80C188, die SFP-Daten für 1024-Bytesektoren zu lesen.
    • u) Der 80C188 initialisiert die Medienparameter des Laufwerks für den Medientyp und die SFP-Information. Ein vorgegebenes Test-Flag wird gesetzt, um anzuzeigen, daß ein vorgeschriebener Test vor dem Beschriften des Mediums ausgeführt werden muß.
    • v) Der 80C188 beginnt die Initialisierung der Kassette (d. h., Lesen der defekten Managementbereiche (Defect Management Areas), Bauteilgruppentabellen (building group tables), etc.). Wenn ein DMA umgeschrieben werden muß, um es konsistent mit anderen DMAs zu machen, muß das Laufwerk überprüfen, ob zuerst der vorgeschriebene Test ausgeführt werden sollte.
  • [0614]
    CCW (Pseudo-WORM)-Stützung: Die Leerzeichenüberprüfungsfunktionen der Cirrus Logic SM330 wird verwendet, um zu bestimmen, ob eine 1 × - oder 2 × -Kassette unbespielt ist. Das DMP-Feld wird nicht verwendet. Die Leerstellenprüffunktionen des Externen ENDEC werden verwendet, um zu bestimmen, ob eine 4 × -Kassette nicht bespielt ist. Das DMP-Feld wird nicht verwendet.
  • [0615]
    Wann immer eine CCW-Kassette in das Laufwerk eingefügt wird, gibt das Laufwerk automatisch den Schreibpufferspeicher frei und löscht das WCE (Write Cache Enable)-Feld im Mode Page 0,8 h, Pufferspeicherparameter (Caching Parameters). Allen Initiatoren wird die Veränderung des nächsten Kommandos von jedem Initiator durch Ausgabe eines CHECK CONDITION mitgeteilt. Die Sense Key/Sense Code-Kombination, welche im Ansprechen auf ein Request Sense-Kommando zurückgeführt wird, wird ein UNIT ATTENTION/MODE SELECT PARAMETERS CHANGED (06 h/29 h).
  • [0616]
    P-ROM-Stützung: Offene Ausgabe. Bei P-ROM-Medien muß das PREFMT-Signal gesetzt werden, wenn der Kopf über oder innerhalb von drei Spuren eines ROM- Bereiches der Kassette ist. Der Suchalgorithmus wird benötigt, um in Betracht zu ziehen, wo die P-ROM-Bereiche auf der Kassette sind und kann benötigt werden, um durch diese zu schreiten. Das DSP kann erforderlich sein, um in einem P-ROM-Bereich während seiner Initialisierung zu suchen. Diese anfängliche Suche wird bei einer niedrigen Geschwindigkeit ausgeführt, um die Veränderung bei einem Spurverlustfehler zu minimieren.
  • [0617]
    Wiederversuchsstrategie (Retry Strategy): Wenn sich das Laufwerk bemüht, auf das Medium für ein Lesen, Löschen, Schreiben oder eine Überprüfungsoperation zuzugreifen, kann es Mediumfehler, Korrekturfehler oder andere Fehler feststellen. Die Quellen der Medienfehler sind: Sektormarkierugen (SM), Sektor-IDS, Data Syncs (DS) oder Resyncs (RS). Die Quellen für Korrekturfehler sind: Cyclical Redundancy Check (CRC) oder Fehlerchecking und Correction (ECC). Die Quellen für andere Fehler, welche das Laufwerk feststellen kann, sind: Formatablaufssteuerungsfehler, Laufwerkauffälligkeiten oder Puffer-RAM-Paritätsfehler. Für jeden der Medien- oder Korrekturfehler stellt das Laufwerk die Gültigkeit des Fehlers gegenüber einem Grenzwert für die An des Fehlers und die Art der Operation fest. Die Grenzwerte werden in verschiedenen Mode Pages beibehalten, welche durch den Hauptrechner modifiziert werden können. Nachfolgende Tabelle 16 identifiziert die Vorgabegrenzwerte, welche durch das Laufwerk verwendet werden.
  • Tabelle 16 – Vorgabegrenzwerte
  • [0618]
    Wenn ein Medium- oder Korrekturfehler den gegenwärtigen Grenzwert überschreitet oder ein anderer oben definierter Fehler festgestellt wird, kann das Laufwerk einen Wiederstart der Operation versuchen, wie es im Rest dieses Abschnitts beschrieben ist. Neuversuche werden durchgeführt, bis ein ernster Fehler, der sich aus einem unklärbaren Zusand ergibt, oder ein anderer Abbruchzustand festgestellt wird, während ein Zugriff auf die Daten versucht wird. Zusätzlich werden Neuversuche nicht ausgeführt, wenn ein internes Austest-Flag auf drvRetryDisable gesetzt ist. Das drvRetryDisable-Flag wird gesetzt oder gelöscht über das SCSI-Lese-/Schreib-ESDI-Kommando (E7h).
  • [0619]
    Wenn das Laufwerk eine Leseoperation ausführt, unternimmt es eine maximale Anzahl von Wiederversuchen, wie es im Mode Page 01 h, Lese-/Schreib-Fehlerwiedergewinnungsparameter, Neuversuchlesezähler (Byte 3), identifiziert ist. Wenn das Laufwerk ein Löschen oder eine Schreiboperation ausführt, unternimmt es eine maximale Anzahl von Neuversuchen, wie es in der Mode Page 01 h, Lese-/Schreib-Fehlerwiedergewinnungsparameter, Schreibneuversuchszähler (Byte 8), identifiziert ist. Wenn das Laufwerk eine Überprüfungsoperation ausführt, unternimmt es eine maximale Anzahl von Neuversuchen, wie es in der Mode Page 07 h, Uberprüfungsfehler-Wiedergewinnungsparameter, Überprüfungswiederversuchszähler (Byte 3), identifiziert ist.
  • [0620]
    Wenn ein Sektor innerhalb der gegenwärtigen Grenzwerte nicht gelesen werden kann, kann das Laufwerk versuchen, den Sektor unter Verwendung anspruchsvoller (heroic) Einrichtungen gemäß Beschreibung im nachfolgenden Abschnitt, Heroic Recovery Strategies, wiederzugewinnen. Wenn der Sektor wiedergewonnen ist, kann der Sektor gemäß nachfolgender Beschreibung im Abschnitt, Reallocation Strategy, neu zugewiesen werden.
  • [0621]
    Fehlerüberprüfung und Korrektur (Error Checking and Correction, ECC): Eine Fehlerüberprüfung bei einer Lese- oder Überprüfoperation wird in der Hardware in der Cirrus Logic SM330 ausgeführt. Aktualisierungsvektoren zum Korrigieren jeglicher fehlerhafter Bytes werden durch die SM330 erzeugt und über ein zweckgebundenes serielles Bindeglied zwischen den beiden Chips zum SM331 übertragen. Die CRC- und ECC-Codierungen für eine Schreiboperation werden durch die SM330 erzeugt.
  • [0622]
    Auf einen Sektor wird keine Korrektur aufgebracht bei einer Leseoperation, wenn das Sperrkorrekturbit (Disable Correction bit, DCR-Bit) im Mode Page 01 h Read/Write Error Recovery Parameters gesetzt ist. ECC wird auch nicht auf einen Sektor bei einer Leseoperation aufgebracht, wenn das Bit für die Freigabefrühkorrektur (Enable Early Correction, EEC) nicht im Mode Page 01 h Read/Write Error Recovery Parameter gesetzt ist. Wenn nach all dem jedoch ein Wiederversuch mit dem nicht gesetzten EEC-Bit fehlgeschlagen ist, bringt das Laufwerk automatisch eine Korrektur auf den abschließenden Wiederversuch auf, wenn das DCR nicht gesetzt ist. Es ist wichtig festzustellen, daß mit dem gesetzten DCR-Bit EEC-Fehler weiter erfaßt werden können, jedoch nicht korrigiert werden.
  • [0623]
    Heroic Recovery Strategies: Der Begriff Heroic Recovery wird verwendet, um den Vorgang der Verwendung aller möglichen Einrichtungen zur Wiedergewinnung der Daten vom Medium zu beschreiben. Die Strategie liegt darin, selektiv verschiedene Grenzwerte zu entspannen und eventuell intakte Daten wiederzugewinnen. Das Absolutkriterium zur Bestimmung, ob ein Sektor wiedergewonnen wurde, liegt darin, ob die Daten innerhalb der maximalen Grenzwerte, welche durch die Korrekturhardware geschaffen werden, korrigiert werden können. Um Fehlkorrekturen zu minimieren, werden die Mediengrenzwerte in einer progressiven Abfolge (TBD) entspannt.
  • [0624]
    Heroic Recovery wird eingeleitet, wenn ein Sektor innerhalb der gegenwärtigen Grenzwerte nicht gelesen werden kann und das Transferblock (TB) Bit oder das Automatic Read Reallocation Enabled (ARRE) Bit im Mode Page 01 h, Read/Write Error Recovery Parameters festgelegt ist. Wenn die Daten für den Sektor vollständig wiedergewonnen wurden und ARRE freigegeben ist, kann der Sektor wie im nachfolgenden Abschnitt, Reallocation Strategy, beschrieben ist, neu zugewiesen werden.
  • [0625]
    Die in einem Versuch zur Wiedergewinnung der Daten veränderbaren Laufwerkparameter sind 1) PLL-Bandbreite (normal, hoch und sehr hoch), 2) Frequenzzone (erwartete Zone – 1, erwartete Zone + 1), 3) Pseudosektormarkierung 4) Pseudo-Dato-Synchronisierung, 5) Aufschaltung der ersten Resynchronisation (Sektor ist nicht geeignet für eine Neuzuweisung, kann nur zum Hauptrechner gesendet werden) und 6) (TBD).
  • [0626]
    Neuzuweisungsstrategie (Reallocation Strategy): Neuzuweisung ist der Vorgang zur erneuten Lokalisierung der Daten für einen logischen Sektor in einem neuen physischen Sektor. Ein Sektor wird neu zugewiesen 1) im Ansprechen auf eine Hauptrechnerabfrage (SCSI Reassign Block Command, 07 h), 2) wenn ein Sektor nicht innerhalb der gegenwärtigen Grenzwerte gelesen werden kann, der Sektor vollständig wiedergewonnen wurde, und das ARRE-Bit gesetzt ist, 3) wenn der Sektor nicht unter Verwendung der gegenwärtigen Grenzwerte gelöscht oder geschrieben werden kann und das Automatic Write Reallocation Enabled (AWRE) Bit im Mode Page 01 h Read/Write Error Recovery Parameters gesetzt ist, oder 4) der Sektor nicht innerhalb der gegenwärtigen Grenzwerte als Teil eines SCSI-Schreib- und Uberprüfkommandos überprüft werden kann.
  • [0627]
    Leseneuzuweisung (Read Reallocation): Wenn die Daten für einen Sektor, welcher Lesegrenzwerte überschreitet, vollständig wiedergewonnen wurden und das ARRE-Bit gesetzt ist, wird das Laufwerk zuerst versuchen, die Daten im gleichen physischen Sektor erneut zu schreiben, wenn die Grenzwertüberschreitung aufgrund eines Data Sync-, Resync- oder ECC-Korrekturfehlers auftrat. Wenn die Daten für diesen gleichen Sektor nun innerhalb der im Mode Page 07 h Verify Error Recovery Parameters definierten Grenzwert überprüft werden können, wird der Sektor nicht neu zugewiesen. Sektoren, welche Fehler aufgrund eines Fehlers in der Sektormarkierung von ID-Feldern oder -Sektoren erzeugt haben, welche nicht korrekt überprüft werden konnten, werden in einem neuen physischen Sektor neu zugewiesen.
  • [0628]
    Wenn ein neuer physischer Sektor zur erneuten Lokalisierung eines logischen Sektors erforderlich ist, wird das Laufwerk die Daten (unter Verwendung der Schreibgrenzwerte) in einen Reservesektor schreiben und dann den Sektor (unter Verwendung der Uberprüfungsgrenze) überprüfen. Wenn der Sektor nicht unter Verwendung der gegenwärtigen Grenzwerte beschrieben oder überprüft werden kann, wird ein anderer physischer Sektor als die Reserve identifiziert und der Vorgang wiederholt. Ein Maximum von drei Reservesektoren wird in einem Versuch zur Neuzuweisung eines einzelnen logischen Sektors verwendet.
  • [0629]
    Aufzeichnungsneuzuweisung (Write Reallocation): Ein Sektor, der nicht den Sektormarkierungsgrenzwert oder den Grenzwert für die Anzahl der zulässigen Sektor-IDS gemäß der Definition im Mode Page 01 h, Read/Write Error Recovery Parameters, einhält, wird neu zugewiesen, wenn das Automatic Write Reallocation Enabled (AWRE) Bit gesetzt ist.
  • [0630]
    Wenn ein neuer physischer Sektor zur Umordnung eines logischen Sektors erforderlich ist, wird das Laufwerk die Daten (unter Verwendung der Schreibgrenzwerte) in einen Reservesektor schreiben und dann den Sektor (unter Verwendung der Uberprüfungsgrenzen) überprüfen. Wenn der Sektor unter Verwendung der gegenwärtigen Grenzen nicht beschrieben oder überprüft werden kann, wird ein anderer physischer Sektor als Reserve identifiziert und der Vorgang wiederholt. Ein Maximum von drei Reservesektoren wird verwendet in einem Versuch, einen einzelnen logischen Sektor neu zuzuweisen.
  • [0631]
    Uberprüfung nach der Aufzeichnungsneuzuweisung (Verify After Write Reallocation): Ein Sektor, welcher nicht die Überprüfungsgrenzwerte gemäß der Definition im Mode Page 07 h, Verify Error Recovery Parameters, trifft, wird als Teil eines SCSI-Schreib- und Überprüfkommandos neu zugewiesen. Die ARRE- und AWRE-Bits beeinflussen nicht die Entscheidung, einen Sektor neu zuzuweisen, der in gegebenen Grenzwerten als Teil eines SCSI-Schreib- und Überprüfkommandos überprüft werden kann.
  • [0632]
    Wenn ein neuer physischer Sektor zur Umordnung eines logischen Sektors erforderlich ist, wird das Laufwerk die Daten (unter Verwendung der Schreibgrenzwerte) in einen Reservesektor schreiben und dann den Sektor (unter Verwendung der Überprüfungsgrenzwerte) überprüfen. Wenn der Sektor unter Verwendung der gegenwärtigen Grenzwerte nicht beschrieben oder überprüft werden kann, wird ein anderer physikalischer Sektor als Reserve identifiziert und der Vorgang wiederholt. Ein Maximum von drei Reservesektoren wird verwendet in einem Versuch, einen einzelnen logischen Sektor neu zuzuweisen.
  • [0633]
    Zurückgeführte SCSI-Fehlercodierungen (SCSI Error Codes Returned): Die folgenden Unterabschnitte beschreiben die SCSI Sense Key/Sense Code/Additional Sense Code Qualifier (ASCQ)-Kombinationen für jeden der in obigen Abschnitten beschriebenen Zustände, die Retry Strategy und weiteres. Die Steuerbits, welche das Ansprechen des Laufwerks beeinflussen, und die SCSI Sense Key/Sense Code/ASCQ-Kombination, welche vom Hauptrechner zurückgeführt wird, werden nachfolgend in Tabelle 17 – Modusseite 01 h, Fehlerwiedergewinnungsparameter (Mode Page 01 h, Error Recovery Parameters) – aufgelistet.
  • Tabelle 17 – Modusseite 01h, Fehlerwiedergewinnungsparameter
  • [0634]
    Fehler während der Neuzuweisung (Errors While Reallocating): Während des Versuchs einer Neuzuweisung eines logischen Sektors in einem neuen physikalischen Sektor werden die Abtastkombinationen gemäß Tabelle 18 durch das Laufwerk mitgeteilt, wenn der angezeigte Fehlerzustand erkannt wird.
  • Tabelle 18 – Berichtete Fehlerkodierungen während des Versuchs einen Sektor neu zuzuweisen
  • [0635]
    Die automatische Neuzuweisung wird als fehlgeschlagen betrachtet, wenn ein Hardwarefehler oder ein anderer ernster Fehler das Laufwerk an der Ausführung einer Neuzuweisung hindert. Während der Durchführung der Neuzuweisung unternimmt das Laufwerk nur drei Versuche, um den logischen Sektor in einem neuen physikalischen Sektor anzuordnen. Wenn mehr als drei Versuche erforderlich sind, nimmt das Laufwerk an, daß ein Hardwarefehler aufgetreten ist. Dieser Weg begrenzt die Anzahl der Versuche zur Neuzuweisung eines Sektors und minimiert dadurch die zur Neuzuweisung verwendete Zeit und minimiert die Möglichkeit eines Aufbrauchens aller verfügbarer Reserven. Wenn das Laufwerk nur einen einzigen defekten Managementbereich (Defect Management Area, DMA) auf der Platte beschreiben oder überprüfen kann, wird das Laufwerk einen Defect List Error mitteilen.
  • [0636]
    Lesefehlerkodierungen (Read Error Codes): Dieser Abschnitt identifiziert die Zustände, welche eine eventuelle Rückmitteilung des Status an den Hauptrechner während der Ausführung einer Leseoperation durch das Laufwerk veranlaßt. Ob der Status nun tatsächlich berichtet wird oder nicht, hängt davon ab, ob der Hauptrechner ein SCSI Request Sense Command ausgibt.
  • [0637]
    Die Zustände können in fünf Hauptkategorien aufgeteilt werden, welche enthalten 1) Versuch der Lokalisierung des gewünschten Sektors, 2) Versuch, den Sektor zu lesen, 3) Versuch, den Sektor mit anspruchsvollen (heroic) Mitteln wiederzugewinnen, 4) Versuch, den Sektor neu zuzuweisen und 5) Laufwerkauffälligkeiten und andere ernste Fehler. Tabelle 18 gibt die übermittelten Abtastkombinationen aus, wenn die Neuzuweisung fehlschlägt, während obige Tabelle 8 die mitgeteilten Abtastkombinationen für ernste Fehler enthält.
  • [0638]
    Während des Versuchs, den gewünschten Sektor zu lokalisieren, werden die Abtastkombinationen gemäß Tabelle 19 durch das Laufwerk mitgeteilt, wenn der angezeigte Fehlertyp erkannt wird.
  • Tabelle 19 – Berichtete Fehlerkodierungen bei der Lokalisierung eines gewünschten Sektors
  • [0639]
    Während des Versuchs, den Sektor zu lesen, werden die Abtastkombinationen gemäß Tabelle 20 durch das Laufwerk mitgeteilt, wenn der angezeigte Fehlertyp auftritt, ARRE nicht gesetzt ist und die Daten nicht innerhalb der Grenzwerte während der Ausführung der erneuten Versuche wiedergewonnen werden können. Wenn alle Neuversuche erschöpft sind und die Daten nicht wiedergewonnen wurden, führt das Laufwerk die Wiedergewinnung mit anspruchsvollen Mitteln durch, wenn das TB-Bit gesetzt ist. Die Daten werden dann zum Hauptrechner zurückgeführt, ob die Daten nun vollständig wiedergewonnen wurden oder nicht. Wenn sie vollständig wiedergewonnen wurden, werden die Daten nicht in einen neuen Sektor neu zugewiesen.
  • Tabelle 20 – Berichtete Fehlerkodierungen während eines Leseversuchs, ARRE ist nicht gesetzt
  • [0640]
    Während des Versuchs, den Sektor zu lesen, werden die Abtastkombinationen gemäß Tabelle 21 durch das Laufwerk für den beschriebenen Zustand mitgeteilt, wenn das DCR gesetzt ist und die Daten innerhalb der Grenzwerte während der Ausführung der erneuten Versuche oder mit den anspruchsvollen Mitteln wiedergewinnbar sind. Wenn die Daten durch die anspruchsvollen Mittel nicht wiedergewonnen werden können, sind die zurückgeführten Fehlercodierungen so, wie sie in obiger Tabelle 20 aufgelistet sind. Wenn die Daten vollständig wiedergewonnen werden können und ARRE gesetzt ist, wird das Laufwerk versuchen, den logischen Sektor in einen neuen physikalischen Sektor neu zuzuweisen.
  • Tabelle 21 – Berichtete Fehlerkodierungen während der Ausführung von Leseneuversuchen, DCR ist gesetzt
  • [0641]
    Während des Versuchs, den Sektor zu lesen, werden die Abtastkombinationen gemäß Tabelle 22 durch das Laufwerk für den beschriebenen Zustand mitgeteilt, wenn DCR nicht gesetzt ist und die Daten innerhalb der Grenzwerte während der Ausführung der erneuten Versuche oder mit anspruchsvollen Mitteln nicht wiedergewinnbar sind. Wenn die Daten durch die anspruchsvollen Mittel nicht wiedergewonnen werden können, sind die zurückgeführten Fehlercodierungen so, wie sie in obiger Tabelle 20 aufgelistet sind. Wenn die Daten vollständig wiedergewonnen werden können und ARRE gesetzt ist, wird das Laufwerk versuchen, den logischen Sektor in einen neuem physikalischen Sektor neu zuzuordnen.
  • Tabelle 22 – Berichtete Fehlerkodierungen während der Ausführung von Leseneuversuchen, DCR ist nicht gesetzt
  • [0642]
    Lesefehlerbericht (Read Error Reporting): Dieser Abschnitt beschreibt die durch die Firmware zum Bestimmen verwendete Logik, wenn eine spezifische Abtastkombination zu setzen ist, wenn ein Fehler über einen Prüfzustand zu berichten ist und wenn die Daten zurückzuführen sind.
  • Leseoperation
  • [0643]
    Überprüfung der Fehlerkodierungen (Verify Error Codes): Dieser Abschnitt identifiziert die Zustände, welche das Laufwerk zur eventuellen Rückmitteilung des Status in den Hauptrechner während der Ausführung einer Uberprüfungsoperation im Ansprechen auf ein SCSI Verify Command veranlassen. Ob der Status tatsächlich mitgeteilt wird oder nicht, hängt davon ab, ob der Hauptrechner ein SCSI Request Sense Command ausgibt.
  • [0644]
    Die Zustände können in drei Hauptkategorien unterteilt werden, welche enthalten 1) Versuch der Lokalisierung des gewünschten Sektors, 2) Versuch der Überprüfung des Sektors und 3) Laufwerkauffälligkeiten und andere ernste Fehler. Obige Tabelle 8 – ernste Fehler zeigt die mitgeteilten Abtastkombinationen für ernste Fehler.
  • [0645]
    Während des Versuchs, den gewünschten Sektor zu lokalisieren, werden die zuvor in Tabelle 19 aufgelisteten Abtastkombinationen durch das Laufwerk mitgeteilt, wenn der angezeigte Fehlertyp auftritt. Während des Versuchs, den Sektor zu überprüfen, werden die zuvor in Tabelle 20 aufgelisteten Abtastkombinationen durch das Laufwerk mitgeteilt, wenn der angezeigte Fehlertyp auftritt. Bei der Überprüfungsoperation werden jedoch keine Daten tatsächlich zum Hauptrechner zurückgeführt. Definitionsgemäß werden anspruchvolle Maßnahmen niemals während der Überprüfungsoperation durchgeführt. Die Absicht ist es zu überprüfen, daß die Daten bei Verwendung der (möglicherweise) strengeren Grenzwerte des Mode Page 07 h, Verify Error Recovery Parameters, gelesen werden können. Keine automatische Neuzuweisung der Sektoren wird im Ansprechen auf einen Sektor ausgeführt, der nicht in den gegeben Grenzwerten überprüft werden kann. (Zu bemerken: Die automatische Neuzuweisung kann während der Überprüfung nach der Schreiboperation ausgeführt werden, welche durch ein völlig anderes SCSI-Kommando eingeleitet wird.) Überprüfungsfehlerbericht (Verify Error Reporting): Dieser Abschnitt beschreibt die Logik, welche durch die Firmware zum Bestimmen verwendet wird, wenn eine spezifische Abtastkombination zu setzen ist, wenn der Fehler über einen Prüfzustand zu berichten ist, und wenn die Daten zurückzuführen sind.
  • Überprüfoperation
  • [0646]
    Aufzeichnungsfehlerkodierungen (Write Error Codes): Dieser Abschnitt identifiziert die Zustände, welche das Laufwerk zur eventuellen Rückmitteilung des Status zum Hauptrechner während der Ausführung einer Schreiboperation veranlassen. Ob der Status tatsächlich mitgeteilt wird oder nicht, hängt davon ab, ob der Hauptrechner ein SCSI Request Sense Command ausgibt.
  • [0647]
    Die Zustände können in vier Hauptkategorien unterteilt werden, welche enthalten 1) Versuch der Lokalisierung des gewünschten Sektors, 2) Versuch, den Sektor zu beschreiben, 3) Versuch, den Sektor neu zuzuordnen und 4) Laufwerkauffälligkeiten und andere ernste Fehler. Obige Tabelle 18 – Berichtete Fehlerkodierungen während des Versuchs der Neuzuweisung eines Sektors, gibt die Abtastkombinationen wieder, welche mitgeteilt werden, wenn die Neuzuweisung fehlschlägt, während die Tabelle 8 – Ernste Fehler, die übermittelten Abtastkombinationen für ernste Fehler zeigt.
  • [0648]
    Während des Versuchs, den gewünschten Sektor zu lokalisieren, werden die zuvor in Tabelle 19 aufgelisteten Abtastkombinationen durch das Laufwerk mitgeteilt, wenn der angezeigte Fehlertyp auftritt. Während des Versuchs, den Sektor zu beschreiben, werden die nachfolgend in Tabelle 23 gezeigten Abtastkombinationen durch das Laufwerk mitgeteilt, wenn der angezeigt Fehlertyp auftritt.
  • Tabelle 23 – Berichtete Fehlerkodierungen während der Ausführung von Aufzeichnungsoperationen
  • [0649]
    Aufzeichnungsfehlerbericht (Write Error Reporting): Dieser Abschnitt beschreibt die durch die Firmware verwendete Logik, um zu bestimmen, wenn eine spezifische Abtastkombination zu setzten ist, wenn ein Fehler über einen Prüfzustand zu berichten ist, und wenn die Daten zurückzuführen sind.
  • Aufzeichnungsoperation
  • [0650]
    Überprüfung nach Aufzeichnungsfehlerkodierungen (Verify After Write Error Codes); Dieser Abschnitt identifiziert die Zustände, welche das Laufwerk zur eventuellen Rückmitteilung des Status zum Hauptrechner während der Ausführung einer Überprüfung nach einer Schreiboperation veranlassen. Ob der Status tatsächlich mitgeteilt wird oder nicht, hängt davon ab, ob der Hauptrechner ein SCSI Request Sense Command ausgibt.
  • [0651]
    Die Zustände können in vier Hauptkategorien unterteilt werden, welche enthalten 1) Versuch der Lokalisierung des gewünschten Sektors, 2) Versuch, den Sektor zu überprüfen, 3) Versuch, den Sektor neu zuzuweisen, und 4) Laufwerkauffälligkeiten und andere ernste Fehler. Obige Tabelle 18 – Berichtete Fehlerkodierungen während des Versuchs der Neuzuweisung eines Sektors, stellt die mitgeteilten Abtastkombinationen dar, wenn die Neuzuweisung fehlschlägt, während Tabelle 8 – Ernste Fehler die mitgeteilten Abtastkombinationen für ernste Fehler zeigt.
  • [0652]
    Während des Versuchs, den gewünschten Sektor zu lokalisieren, werden die zuvor in Tabelle 19 aufgelisteten Abtastkombinationen durch das Laufwerk mitgeteilt, wenn der angezeigte Fehlertyp auftritt. Während des Versuchs, den Sektor zu überprüfen, werden die zuvor in Tabelle 20 aufgelisteten Abtastkombinationen durch das Laufwerk mitgeteilt, wenn der angezeigte Fehlertyp auftritt.
  • [0653]
    Überprüfung naht dem Aufzeichnungsfehlerbericht (Verify After Write Error Reporting): Dieser Abschnitt beschreibt die durch die Firmware zur Bestimmung verwendete Logik, wenn eine spezifische Abtastkombination zu setzen ist, wenn der Fehler über einen Prüfzustand zu berichten ist, und wenn die Daten zurückzuführen sind.
  • Uberprüfung nach Aufzeichnungsoperation
  • [0654]
    Defekte Managementbereiche (Defect Management Areas): Dieser Abschnitt ist TBD. Das Nachfolgende sind Anmerkungen und Fragen, welche während der Definition dieses Abschnitts verwendet wurden. Einlesen der DMAs: Welche Grenzwerte zu verwenden sind, ist eine Konstruktionsbetrachtung. Wie viele erneute Versuche. Vergleichen/Aktualisieren der DMAs: Wie viele müssen gut sein. Wann sind sie überschrieben. Ankündigen von "Approaching End of Life" und "End of Life". Jedes dieser Muster stellt Designbetrachtungen dar, welche einen Fachmann bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung, wie hier freigegeben und offenbart ist, nicht beeinflussen würden. Ausbilden von DMA-Datenstrukturen, um zu unterstützen: Sector Slipping, Linear Replacement.
  • [0655]
    Suchtabellen für unterschiedliche Medien (Seek Tables for Different Media): Die Firmware lädt die geeignete Geschwindigkeitstabelle für die Art des Mediums, welches als installiert im Laufwerk erfaßt wurde, in das DSP herunter. Eine vorgegebene (d. h. konservative) Geschwindigkeitstabelle wird verwendet, bis der Medientyp bestimmt wurde.
  • [0656]
    DRIVE COMMAND INTERFACE: Die Drive Command Interface (Laufwerkkommandoschnittstelle) ist eine Softwareschnittstelle, welche Zugriff auf die Hardwareplattform des Laufwerks schafft. Ein Zugriff auf die SCSI-Schnittstelle, die Formatablaufsteuerung, das ENDEC und das Externe ENDEC wird als direkter Zugriff zu diesen Komponenten und nicht durch das Drive Command Interface ausgeführt. Auf alle anderen Komponenten wird unter Verwendung der im nachfolgenden Abschnitt definierten Laufwerkkommandos zugegriffen.
  • [0657]
    Drive Commands: Die Drive Commands (Laufwerkkommandos), welche durch die Jupiter-Firmware verwendet werden, sind in untenstehender Tabelle 24 aufgelistet. Die Spalte für die Art definiert, ob das Laufwerkkommando unmittelbar (immediate, I) durch den 80C188 (188) oder durch das DSP (DSP) ausgeführt wird. Ein unmittelbares Kommando resultiert in einem Flag oder einem Bit, welches festgesetzt ist und keine CPU-Zeit zur Verarbeitung oder Überwachung der Operation erfordert. Ein unmittelbares Kommando zeigt an, daß das Kommando unmittelbar beendet ist. Der nachfolgende Abschnitt, Drive Command Completion, zeigt weitere hierauf bezügliche Details. Ein 188-Kommandotyp zeigt an, daß eine zusätzliche Verarbeitung durch den 80C188 erforderlich ist, um die Abfrage zufriedenzustellen. Eine zusätzliche Überwachung kann erforderlich sein, um zu bestätigen, daß die Hardware den gewünschten Zustand erreicht hat. Das Kommando wird als abgeschlossen angezeigt, wenn die Verarbeitung oder Uberwachung abgeschlossen wurde. Ein DSP-Kommandotyp zeigt an, daß ein Kommando zum DSP gesandt werden muß, um das Laufwerkkommando zufriedenzustellen. Das Kommando wird als abgeschlossen angezeigt, wenn das DSP seinen Status für sein Kommando zurücksetzt.
  • Tabelle 24 – Laufwerkkommandos
  • [0658]
    Laufwerkkommandos sind Kommandos mit einem oder zwei Wörtern, welche erfordern, daß eine Funktion entweder durch den 80C188 ausgeführt oder dem DSP zugeführt wird. Der Laufwerkkommandocode ist zuständig für die Beibehaltung des Protokolls mit der DSP und zum Bestimmen, wenn ein Kommando abgeschlossen wurde. In einigen Fällen, wenn der 80C188 die Funktion ausführt, wird das Kommando unmittelbar als abgeschlossen identifiziert. In anderen Fällen ist eine Verzögerung erforderlich, während die Hardware zur Erledigung freigegeben ist (z. B. im Falle des Aktivierens des Vorpolmagneten). In den Fällen, wo der 80C188 das PSP zum Ausführen einer Funktion anweist, muß der 80X188 auf das DSP warten, um anzuzeigen, daß das Kommando abgeschlossen ist. Siehe den nachfolgenden Abschnitt, Drive Command Completion, für eine detailliertere Diskussion der abschließenden Kommandos. Das Hochwort (high word) für die zweiwortigen Kommandos ist in der Variablen esdi_cmd angeordnet. Das Niedrigwort (low word) ist in der Variablen esdi cmd2 angeordnet. Die Kommandos, welche nur ein einzelnes Wort verwenden, nutzen weiter esdi_cmd. Diese Variablen sind globale Variablen und müssen vor dem Abruf der Drive_cmd-Funktion eingestellt werden.
  • [0659]
    Laufwerkkommandobeschreibungen (Drive Command Descriptions): Die folgenden Unterabschnitte geben eine detailliertere Beschreibung der Laufwerkkommandos.
  • [0660]
    SET_EE_ADDR: Das Kommando Set EEPROM Address wird verwendet, um die Adresse für die nächste NVRAM-Operation zu identifizieren. Die Adresse wird zuerst gesetzt und dann durch ein Kommando READ_EEPROM oder WRITE_EEPROM gemäß nachfolgender Diskussion gefolgt.
  • [0661]
    READ_EEPROM: Das Kommando Read EEPROM liest die gegenwärtig im NVRAM in einer zuvor unter Verwendung des Kommandos SET_EE_ADDR identifizierten Lokalisierung gespeicherten Daten.
  • [0662]
    SET_JUMP_BACK_IN: Das Set Jumpbacks In Command (setze Rücksprünge im Kommando) identifiziert dem DSP, daß sich das Medium zum ID wendelt (spirals) und folglich, daß ein Rücksprung eine Einspursuche nach dem ID ausführen sollte. Ein Rücksprung wird einmal pro Umdrehung ausgeführt, um die Optik über die gesamte physikalische Spur beizubehalten.
  • [0663]
    SET_JUMP_BACK_OUT: Das Set Jumpbacks Out Command (setzte Rücksprünge außerhalb des Kommandos) identifiziert dem DSP, daß sich das Medium zum OD wendelt (spirals) und folglich, daß ein Rücksprung eine Einspursuche nach dem OD ausführen sollte. Ein Rücksprung wird einmal pro Umdrehung ausgeführt, um die Optik über der gleichen physikalischen Spur beizubehalten.
  • [0664]
    JUMP_BACK_ENABLE: Das Jumpback Enable Command (Rücksprungfreigabekommando) informiert das DSP, daß Rücksprünge ausgeführt werden sollten, um die gegenwärtige Lage des optischen Kopfes über dem Medium beizubehalten.
  • [0665]
    JUMP_BACK_DISABLE: Das Jumpback Disable Command (Rücksprungsperrkommando) informiert das DSP, daß Rücksprünge nicht ausgeführt werden sollten und daß es dem optischen Kopf möglich sein sollte, der Spirale des Mediums zu folgen.
  • [0666]
    DISABLE_EEWR: Dieser Abschnitt ist TBD.
  • [0667]
    REQ_STATUS: Das Request Status Command (Abfragestatuskommando) fordert den gegenwärtigen Status von der DSP an.
  • [0668]
    SET_LASER_THOLD: Das Set Laser Read Threshold Command (Laserlesegrenzwertfestsetzkommando) setzt den akzeptablen Bereich für das Laserleseleistungssignal. Wenn die Leseleistung die Grenze übersteigt, gibt das DSP eine Abbruchunterbrechung aus.
  • [0669]
    SET_FOCUS_THOLD: Das Set Focus Threshold Command (Fokussiergrenzwertfestsetzkommando) setzt den akzeptablen Bereich für das Fokussierfehlersignal. Wenn das Fokussierfehlersignal die Grenze übersteigt, gibt das DSP eine Abbruchunterbrechung aus.
  • [0670]
    SET_TRACK_THOLD: Das Set Tracking Threshold Command (Spureinstellungsgrenzwertfestsetzkommando) setzt den akzeptablen Bereich für das Spureinstellungsfehlersignal fest. Wenn das Spureinstellungsfehlersignal den Grenzwert übersteigt, gibt das DSP eine Abbrechunterbrechung aus.
  • [0671]
    SET_SEEK_THOLD: Dieser Abschnitt ist TBD.
  • [0672]
    SET_SPIN_THOLD: Die Spindelgeschwindigkeit muß überwacht werden, um sicherzustellen, daß die Daten auf das Medium geschrieben werden und später wiedergewonnen werden können. Die Spindelgeschwindigkeit wird durch das DSP gegenüber einer minimalen und maximalen Umdrehungsgeschwindigkeit (RPM) überwacht, welche in diesem Kommando spezifiziert ist. Wenn die Spindelgeschwindigkeit unterhalb des Minimums fällt oder das Maximum übersteigt, erzeugt das DSP eine Abbruchunterbrechung.
  • [0673]
    Die Überwachungsfunktion erlaubt es der Laufwerkkommandoschnittstelle zu erfassen, wenn eine Kassette seine Geschwindigkeit erreicht hat, wie auch, wenn eine Kassette die korrekte Geschwindigkeit nicht beibehalten kann. Durch Festlegung der minimalen Umdrehungsgeschwindigkeit auf null und des Maximums der unteren Umdrehungsgeschwindigkeit für den nominalen Bereich des Mediums, unterbricht das DSP den 80C188, wenn die Kassette tatsächlich auf der Geschwindigkeit ist. Wenn die Geschwindigkeit einmal erreicht ist, gibt der 80C188 einen neuen Bereich an das DSP, der die minimale und maximale Umdrehungsgeschwindigkeit für den Nominalbereich des Mediums spezifiziert. Eine minimale Umdrehungsgeschwindigkeit von null zeigt an, daß keine Prüfung für die minimale Umdrehungsgeschwindigkeit ausgeführt werden sollte.
  • [0674]
    BIAS_TEST: Das Bias Test Command (Vorpolprüfkommando) fordert, daß der Vorpolmagnet getestet wird. Die tatsächlich während des Tests ergriffenen Schritte sind nachfolgend in Abschnitt B. POST Definition, Bias Magnet Test erläutert.
  • [0675]
    READ_DSP_REV: Das Read DSP Firmware Revision Command fordert den Revisionslevel der Firmware vom DSP.
  • [0676]
    WRITE_EEPROM: Das Write EEPROM command schreibt ein Datenbyte auf die zuvor unter Verwendung des SET_EE_ADDR-Kommandos identifizierte Stelle des NVRAM, wie oben ausgeführt wurde.
  • [0677]
    REQ_STD_STAT: Das Request Standard Status Command fordert den ESDI-Standardstatus. Der gegebene Status enthält den Status für das Laufwerk und den Status vom DSP.
  • [0678]
    REQ_OPT_STAT: Das Request Optical Status Command fordert den ESDI Optical Status. Der gegebene Status enthält den Status für das Laufwerk und den Status des DSP.
  • [0679]
    SET_MAG_READ: Das Set Magnet Read Command bereitet das Laufwerk für eine Leseoperation vor. Die Vorpolkommandos werden nachfolgend im Abschnitt Magnet Bias, Laser Power, and PLL Frequency Command beschrieben.
  • [0680]
    SET_MAG_ERASE: Das Set Magnet Erase Command bereitet das Laufwerk für eine Löschoperation vor. Die Vorpolkommandos werden nachfolgend im Abschnitt Magnet Bias, Laser Power, and PLL Frequency Command beschrieben.
  • [0681]
    SET_MAG_WRITE: Das Set Magnet Write Command bereitet das Laufwerk für eine Schreiboperation vor. Die Vorpolkommandos werden nachfolgend im Abschnitt Magnet Bias, Laser Power, and PLL Frequency Command beschrieben.
  • [0682]
    RESET_ATTN: Das Reset Attention Command instruiert das DSP, die Statusbits zurückzusetzen, welche festgesetzt wurden, um die Fehlerzustände anzuzeigen, welche durch die Drive Attention-Unterbrechung am 80C188 erzeugt wurden.
  • [0683]
    RECAL_DRIVE: Dieser Abschnitt ist TBD.
  • [0684]
    STOP_SPINDLE: Das Stopp-Spindel-Kommando öffnet die Servoschleifen und fährt die Kassette herunter. Die Laufwerkkommandocodierung instruiert zuerst das DSP, um die Servoschleifen für den Laser, die Fokussierung und die Spureinstellung zu öffnen. Die Umdrehungsgeschwindigkeit (RPM) der Spindel wird dann auf null gesetzt und die Bremse aufgebracht. Nach (TBD) Sekunden wird die Bremse entfernt und die Firmware überprüft, daß die Spindel hinreichend auf (TBD) Umdrehungsgeschwindigkeit verringert wurde. Wenn die Spindel einmal verlangsamt wurde, wird die Firmware die Bremse erneut betätigen und für (TBD) Millisekunden das Stoppen der Kassette verzögern. Die Wartezeit für das anfängliche Herunterfahren und die Wartezeit für das Stoppen der Spindel hängt davon ab, ob die Kassette aus Plastik oder Glas ist. Die Firmware überwacht das Hochdrehen der Kassette, um die Art des installierten Mediums zu bestimmen. Das SET_SPIN_THOLD-Kommando (siehe oben) wird verwendet, um die Umdrehungsgeschwindigkeitsrate der Spindel zu überwachen.
  • [0685]
    START_SPINDLE: Das Start Spindle Command ist zuständig für das Hochfahren der Kassette, die Bestätigung, daß die Kassette die korrekte Umdrehungsgeschwindigkeit erreicht, und um dann zu fordern, daß das DSP seine Initialisierung mit der Kassette ausführt. Die Überwachung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel wird durch Verwendung des Kommandos SET_SPIN_THOLD gemäß obiger Erläuterung ausgeführt.
  • [0686]
    Das Hochdrehen ist ein zweistufiger Vorgang, der enthält: 1) der Spindelgrenzwert ist festgelegt, um die Umdrehungsgeschwindigkeit zu überwachen, bis die Kassette zur minimalen Umdrehungsgeschwindigkeit für eine bestimmte Medienart gelangt, und dann 2) ist der Spindelgrenzwert festgelegt, um die Umdrehungsgeschwindigkeit für den nominalen Umdrehungsgeschwindigkeitsbereich für das Medium zu überwachen. Wenn das Hochdrehen der Kassette zu lange dauert, sollte die Firmware die Kassette herunterdrehen und eine Fehlercodierung (TBD) zurückführen. Das Laufwerk muß die Kassette nicht auswerfen.
  • [0687]
    Ein Zeitgeber wird verwendet, um das Maß der erforderlichen Zeit zu messen, um das Medium auf die 4×-(Vorgabe-)Umdrehungsgeschwindigkeit zu bringen. Die zum Hochdrehen der Kassette erforderliche Zeit zeigt an, ob das Medium Plastik oder Glas ist. Einmal identifiziert, verwendet das Kommando STOP_SPINDLE eine geeignete Zeitabschaltung basierend auf der Art der Kassette.
  • [0688]
    Wenn die Kassette die Umdrehungsgeschwindigkeit einmal erreicht hat, gibt die Firmware ein Initialisierungskommando an das DSP aus. Zu dieser Zeit versucht das DSP, alle seine Servoschleifen zu schließen.
  • [0689]
    LOCK_CART: Das Lock Cartridge Command setzt ein Flag, welches bewirkt, daß jede nachfolgende Forderung zum Auswurf der Kassette abgelehnt wird.
  • [0690]
    UNLOCK_CART: Das Unlock Cartridge Command löscht ein Flag und ermöglicht die Anerkennung nachfolgender Forderungen zum Auswurf der Kassette.
  • [0691]
    EJECT_CART: Das Eject Cartridge Command fährt die Kassette herunter, wenn sie sich gegenwärtig dreht, um die Kassette auszuwerfen. Die zum Herunterfahren der Kassette ergriffenen Schritte sind die gleichen Schritte, die für das Kommando STOP SPINDLE ergriffen werden, wie oben erläutert ist. Einmal heruntergefahren, gibt die Firmware ein Kassettenauswurfkommando an das DSP aus.
  • [0692]
    SEEK_COMP_OFF: Dieser Abschnitt ist TBD.
  • [0693]
    SEEK_COMP_ON: Dieser Abschnitt ist TBD.
  • [0694]
    SLCT_FRO_SET: Das Select Frequency Set Command wählt einen Satz an Frequenzen. Jedes Mediumformat erfordert einen unterschiedlichen Frequenzensatz zur Aufzeichnung auf das Medium. Das unten erläuterte Bias Magnet Command wird verwendet, um eine Frequenz aus dem Satz auszuwählen, welche in diesem Kommando identifiziert ist.
  • [0695]
    ALLOW_ATTN_CLEAR: Dieser Abschnitt ist TBD.
  • [0696]
    READ_DRV_RAM: Dieser Abschnitt ist TBD.
  • [0697]
    NORMAL_PLL_BWIDTH: Dieser Abschnitt ist TBD.
  • [0698]
    HGH_PLL_BWIDTH: Dieser Abschnitt ist TBD.
  • [0699]
    VHGH_PLL_BWIDTH: Dieser Abschnitt ist TBD.
  • [0700]
    SET_LWP_RAM: Das Set Laser Write Power RAM Command setzt den Laserschreibleistungswert für eine spezifische Laserleistungszone. Dieses Kommando erlaubt es dem Laufwerk während der Diagnostik, die Schreibleistung zu modifizieren, welche während der nächsten Lösch- oder Schreiboperation verwendet werden würde, welche in der spezifizierten Leistungszone ausgeführt wird.
  • [0701]
    SEEK_BACKWARD: Das Format für das Seek Backward Command ist nachfolgend im Abschnitt Seek Command ausgeführt.
  • [0702]
    SEEK_FORWARD: Das Format für das Seek Forward Command ist nachfolgend im Abschnitt Seek Command ausgeführt.
  • [0703]
    Seek Command (Suchkommando): Das Format für zweiwortige Suchkommandos erscheint nachfolgend in Tabelle 25.
  • Tabelle 25 – Suchkommando (Seek Command)
  • [0704]
    Beim Seek Command (Suchkommando) ist "OD" definiert als die Richtung zum OD oder weg vom Spindelmotor. "ID" ist definiert als die Richtung zum ID oder zum Spindelmotor. Die Grenzwerte für das DSP zur Verwendung während der Suche müssen separat vor der Ausgabe des Suchkommandos gesetzt werden. Die Suchgrenzwerte werden unter Verwendung des Kommandos SET SEEK THOLD gesetzt.
  • [0705]
    Magnet Bias, Laser Power, and PLL Frequency Command: Das Vorpolkommando ist zuständig für die Festlegung der Hardware, um das Laufwerk zum Lesen, Löschen oder Schreiben an bestimmten Stellen auf dem Medium freizugeben. Das Format für das one_word Bias Command (einwortige Vorpolkommando) ist in nachfolgender Tabelle 26 gezeigt.
  • Tabelle 26 – Bias, Laser Power, und Frequency Command
  • [0706]
    Um an einer spezifischen Stelle auf dem Medium zu lesen, zu löschen oder zu schreiben, muß die Laufwerkskommandocodierung die Magnetvorpolung, die Laserschreibleistungsniveaus (nur für 2× und 4×), die PLL-Frequenz, und die DSP-Fokussier- und Spureinstellungsgrenzwerte einstellen. Wenn das Kommando zur Vorbereitung einer Lösch- und Schreiboperation dient, muß die Laufwerkskommandocodierung auch überprüfen, daß der Vorpolmagnet innerhalb von (TBD) Millisekunden Strom zwischen (TBD)V und (TBD)V führt. Die serielle ADC wird verwendet, um den Strom abzutasten, welchen der Vorpolmagnet führt. Die während einer Lese-, Lösch- oder Schreiboperation zu verwendenden DSP-Fokussier- und Spureinstellungsgrenzwerte müssen separat vor der Operation gesetzt werden. Die Kommandos SET_FOCUS_THOLD und SET_TRACK_THOLD werden verwendet, um diese Grenzen festzusetzen.
  • [0707]
    Es besteht nur ein Frequenzband für 1×-Medien und es gibt keine Laserleistungsschreibzonen, da ein Schreiben bei 1× nicht gestützt wird. Die Anzahl der Laser Power Write Zones (Laserleistungsschreibzonen) bei 2× ist gleich der Anzahl der Bänder (d. h., 16 Zonen). Die Anzahl der Laserleistungsschreibzonen bei 4× ist gleich der Anzahl der Bänder (d. h., 30 Bänder für Medien, die mit 512-Bytesektoren formatiert sind und 34 Bänder für Medien, die mit 1024-Bytesektoren formatiert sind).
  • [0708]
    Drive Command Status (Laufwerkkommandostatus): Der von der Laufwerkkommandoschnittstelle verfügbare Status basiert auf einer modifizierten ESDI-Schnittstelle, wie sie mit den Produkten der Reihe RMD-5000 verwendet werden. Die Statusbits reflektieren den wirklichen Zustand der Hardware, die Fehlerzustände vom DSP, oder einen Zustand, der durch die Firmware organisiert wird. Der Status wird in 16-Bitwörtern vorgegeben, die allgemein als Standard Status und Optical Status bezeichnet werden. Die Definition der Statuswörter und die Quelle des Status sind in nachfolgender Tabelle 27 – ESDI Standard Status und Tabelle 28 – ESDI Optical Status aufgelistet.
  • Tabelle 27 – ESDI Standard Status
  • Tabelle 28 – ESDI Optical Status
  • [0709]
    Serial Drive Control Interface: Die Laufwerkkommandoschnittstelle schafft einen gemeinsamen Mechanismus zum Programmieren der verschiedenen seriellen Vorrichtungen der Jupiter-Hardware. Serielle Vorrichtungen wurden gewählt für die Spindelmotorsteuerung, das ADC, Lesekanalkomponenten und den NVRAM. Die serielle Schnittstelle ist transparent zur Firmware. Die Laufwerkskommandofirmware ist zuständig für das Wissen, wie mit den einzelnen Vorrichtungen zu sprechen ist, um die Spindel zu starten, den Vorpolstrom am ADC einzulesen, oder Daten anstelle des NVRAM zu lesen oder zu schreiben, etc. Es ist wichtig, daß die Laufwerkskommandofirmware alle seriellen Chipauswahlen zum Abbruch einer vorangegangenen Operation nicht auswählt, welche eventuell noch im Gange ist.
  • [0710]
    Open Issue (offene Ausgabe). Alle Unterbrechungen müssen gesperrt werden, während ein serieller Zugriff ausgeführt wird. Ein Sperren der Unterbrechungen kann zwischen 100 μs und 1 ms erforderlich sein.
  • [0711]
    80C188/DSP Communication Interface: Die Kommandos des DSP und ihre Funktionen sind im 80C188/TMS320CSX Communications document (DSP-COMM.DOC), Rev XGH vom 25. August 1994, spezifiziert. Zur Erleichterung sind die Kommandos nachfolgend in Tabelle 29 – DSP-Kommandos aufgelistet.
  • Tabelle 29 – DSP-Kommandos
  • [0712]
    DSP-Status-Definitionen: Tabelle 30 listet die Bitdefinitionen für die DSP-Statusbytes auf. Tabelle 30 identifiziert auch, wie jedes Bit in ein Bit übersetzt wird, das im ESDI Standard Status oder im ESDI Optical Status definiert ist.
  • Tabelle 30 – DSP Status zu ESDI Status Translation
  • [0713]
    Laufwerkkommandoabschluß (Drive Command Completion): Die Kommando- und Statusphase eines Drive Commands (Laufwerkkommandos) wurde abgetrennt, um die 80C188-Firmware mit der Flexibilität zu versorgen, die Verarbeitung fortzusetzen, während das DSP das Kommando ausführt. Zu einem späteren Zeitpunkt kann die 80C188-Firmware insbesondere auf den Abschluß des Kommandos warten. Gewöhnlich ist lediglich erforderlich, daß sich zwei aufeinanderfolgende Kommandos nicht überholen. Daher muß die Firmware zu Beginn jedes Laufwerkkommandos überprüfen, daß das vorhergehende Kommando abgeschlossen ist, und wenn nicht, ein spezifiziertes Zeitmaß (TBD) vor der Zeitsperre warten.
  • [0714]
    Kommandos für das DSP fallen in unterschiedliche Kategorien, welche unterschiedliche Sperrzeiten erfordern. Ein Speicherzugriff sollte innerhalb von 500 μs abgeschlossen sein. Eine kurze Suche sollte innerhalb 2 Millisekunden abschließen, eine lange Suche innerhalb von 100 Millisekunden. Die Initialisierung des DSP kann bis zu 2 Sekunden dauern.
  • [0715]
    Die Laufwerkkommandofirmware muß auch die Sperrzeiten für die Hardware überwachen, welche unmittelbar zuständig für die Organisation ist, wie zum Beispiel den Vorpolmagneten und die Lesekanalkomponenten. Der Vorpolmagnet kann bis zu 4,5 Millisekunden benötigen, um die gewünschte Feldstärke zu erzielen. Die Verzögerung während der der Lesekanal geregelt wird, beträgt (TBD)μs.
  • [0716]
    JUKEBOX 20-PIN CONNECTOR SUPPORT: Dieser Abschnitt beschreibt die durch das Jupiter-Laufwerk im Ansprechen auf verschiedene Signale am 20-Pin-Musikautomatenverbinder ergriffenen Aktionen. Es bestehen keine Tests in der Firmware, um zu bestimmen, ob das Jukebox-Kabel angefügt ist. Alle Signale werden an der Jukebox-Schnittstelle festgestellt oder nicht festgestellt, ob ein Kabel angefügt ist oder nicht.
  • [0717]
    AC Eject: Wenn das AC_EJECT-Signal am 20-Pin-Verbinder festgestellt wird, bricht das Laufwerk jede gegenwärtige Operation ab und überträgt die Daten im Schreibpufferspeicher auf das Medium. Wenn sich die Kassette dreht, gibt die Firmware ein Drive Command zum Herunterdrehen der Kassette aus. Wenn das Laufwerk einmal bestätigt hat, daß die Drehung der Kassette gestoppt ist (Verfahren ist TBD), gibt das Laufwerk ein Drive Command zum Auswurf der Kassette aus.
  • [0718]
    AC Reset: Open Issue. Wenn das AC_RESET-Signal am 20-Pin-Verbinder festgestellt wird, akzeptiert das Laufwerk keine neuen Kommandos mehr. Jene Kommandos, welche gegenwärtig in der Schlange sind, werden vollständig ausgeführt. Jegliche gegenwärtig auf dem Schreibpufferspeicher vorliegende Daten werden auf das Medium geräumt. Wenn das Laufwerk die obige Funktion einmal abgeschlossen hat, wartet es auf das Autochanger-Reset-Signal, um sich wie oben erläutert vor dem Abschluß der SCSI-Initialisierung zurückzuhalten.
  • [0719]
    Cartridge in Drive: Das CART_IN_DRIVE (AKA Kassette vorliegend)-Signal am 20-Pin-Verbinder wird im Nichtbeanspruchungszustand beibehalten, ob eine Kassette im Laufwerk ist oder nicht. Dieses Signal wird nicht durch die Firmware gestützt. Die Unterbrechung ist durch das Externe ENDEC möglich. Es besteht jedoch kein Sensor, um das Kassette-im-Durchlaß-Signal zu erzeugen.
  • [0720]
    Cartridge Loaded: Das CART_LOADED (AKA Kassette gegenwärtig) -Signal am 20-Pin-Verbinder wird festgestellt, wenn eine Kassette gegenwärtig ist, auf der Nabe sitzt, sich dreht und das DSP seine Initialisierung (mit Fokussierung und Spureinstellung) abgeschlossen hat.
  • [0721]
    Error: Das ERROR-Signal am 20-Pin-Verbinder wird festgestellt, wann immer die Kassettenauswurfabfolge fehlschlägt. Gegenwärtig besteht kein Weg für die Firmware, ein Fehlschlagen des Kassettenladens oder -entladens ohne einen Sensor für die Kassette im Durchlaß zu erfassen.
  • [0722]
    LED Pipe: Das LED_PIPE-Signal am 20-Pin-Verbinder wird festgestellt, wann immer die LED des Laufwerks beleuchtet ist.
  • [0723]
    Power Down Request (Leistungsabsenkabfrage): Wenn das PWRDNREQ-Signal am 20-Pin-Verbinder festgestellt wird, schließt das Laufwerk jegliches bereits im Ablauf befindliche Schreibkommando ab und trägt dann alle Daten im Schreibpufferspeicher/Schreibpuffer zum Medium.
  • [0724]
    Power Down Acknowledge (Leistungsabsenkbestätigung): Wenn der Schreibpufferspeicher im Ansprechen auf ein PWRDNREQ-Signal geräumt wurde, stellt das Laufwerk das PWRDNACK-Signal am 20-Pin-Verbinder fest.
  • [0725]
    Standalone/AC: Das Laufwerk kann durch Abtasten des Niveaus dieses Signals an der Schnittstelle der Jukebox bestimmen, ob der 20-Pin-Verbinder angefügt ist. Wenn das Signal hoch ist, ist das Laufwerk in einem eigenständigen Modus. Wenn das Signal niedrig ist, weist das Laufwerk einen 20-Pin-Verbinder auf, der an die Jukebox angeschlossen ist.
  • [0726]
    DRIVE OPERATION: Nichtflüchtiger RAM (Non-Volatile-RAM, NVRAM): Der NVRAM wird im Jupiter-Laufwerk verwendet. Einige Laufwerksparameter (wie zum Beispiel die Laserleistungsfestlegung und die OEM-Produktinformation) werden im NVRAM verwaltet und gespeichert. Wenn das RVRAM später von der Bauweise entfernt wird, werden die Parameter durch Verschiebung gespeichert.
  • [0727]
    Leistungszufuhrausfall: Jeder Ausfall der 5 V- oder 12 V-Leistung erzeugt eine Hardwarezurückstellung am 80C188.
  • [0728]
    Fokussierversatzkalibrierung für 1× und 2×: Das DSP führt eine Fokussierversatzkalibrierung (Focus Offset Calibration) für 1×- und 2×-Medien durch, was es für das beste Radial Push Pull (RPP)-Signal optimiert.
  • [0729]
    Fokussierversatzkalibrierung (Focus Offset Calibration) für 4×: Dieser Abschnitt ist TBD. Das Nachfolgende sind Notizen und Fragen, welche während der Definition dieses Abschnitts verwendet wurden. Die Fokussierversatzkalibrierung für den 4× wird in zwei Teilen ausgeführt. Der erste Teil der Kalibrierung wird durch das DSP ausgeführt, in welchem es für das beste RPP-Signal optimiert werden soll, wie dies für die 1×- und 2×-Fokussierversatzkalibrierung getan wurde. Der zweite Teil der Fokussierversatzkalibrierung für den 4× wird ausgeführt, um das beste Träger-zu-Rauschen-Verhältnis (carrier-to-noise ratio, CNR) zu optimieren. Dies erfordert, daß die 80C188 Datenmuster schreibt und liest, den besten Versatz auswählt und den Versatz zum DSP durchgibt.
  • [0730]
    Die 80C188 weist das DSP an, einen spezifischen Fokussierversatz zu verwenden und dann ein 2T-Datenmuster auf einen Sektor zu schreiben. Der Sektor wird gelesen, und innerhalb von ungefähr 100 μs muß das serielle ADC gelesen werden, um den Wert des "Testens und Haltens" zu erfassen. Dieser Vorgang wird unter Verwendung verschiedener Fokussierversetzungen wiederholt, bis ein optimaler Wert bestimmt wurde. Der spezifische Algorithmus ist TBD. Der abschließende Wert wird dann zum DSP übertragen.
  • [0731]
    Schreibleistungskalibrierung (Write Power Calibration) für den 2×: Dieser Abschnitt ist TBD. Das Nachfolgende sind Notizen und Fragen, welche während der Definition dieses Abschnitts verwendet wurden. Open Issue (offene Ausgabe). Die 80C188 führt die Schreibleistungskalibrierungen unter Verwendung des nachfolgenden (TBD) Algorithmus durch.
  • [0732]
    Schreibleistungskalibrierung für den 4× (Test vor der Beschriftung): Dieser Abschnitt ist TBD. Das Nachfolgende sind Notizen und Fragen, welche während der Definition dieses Abschnitts verwendet wurden. Open Issue (offene Ausgabe). Wir haben zu identifizieren, wenn der Test vor der Beschriftung ausgeführt wird: 1) initiierte Temperatur, Testen aller Zonen, 2) initiierte Temperatur, nur wenn die Zone als nächstes verwendet wird, 3) jeder Zeitpunkt, wenn eine neue Zone beschriftet wird, und 4) einige andere Algorithmen. Beim Ausführen des Tests vor der Beschriftung weisen die Spuren auch Kopfzeilen auf. Jede dieser Angelegenheiten ist eine Konstruktionsbe trachtung, welche nicht den Fachmann vom Ausüben der vorliegenden Erfindung beeinflußt, wie sie hier freigegeben und offenbart ist.
  • [0733]
    Der Ablauf zur Schreibleistungskalibrierung für den 4× ist ähnlich dem Ablauf für die Bestimmung des Fokussierversatzes beim 4×. Der 80C188 ist zuständig für das Beschriften einer Reihe von Sektoren, während das Schreibleistungsniveau bei WR1 variiert wird. Es kann notwendig sein, einen oder zwei Sektoren zu überspringen, während die Einstellung für das nächste Beschriften ausgeführt wird. Wenn ein Wertebereich einmal verwendet wurde, liest der 80C188 die gleichen Sektoren und verwendet das serielle ADC, um das Leserückkopplungssignal zu quantifizieren. Basierend auf einem Algorithmus (TBD) wird das optimale Schreibleistungsniveau bestimmt.
  • [0734]
    Es ist wichtig zu bemerken, daß dieser Ablauf unterbrechbar und erneut startbar sein muß. Wenn ein neues SCSI-Kommando in der Mitte des Algorithmus empfangen wird, muß das Laufwerk in einer rechtzeitigen Weise auf dieses Kommando antworten und später zu dem Test vor dem Beschriften zurückkehren.
  • [0735]
    Open Issue (offene Ausgabe). Wenn das Laufwerk den Test vor der Beschriftung durchführt und ein neues SCSI-Schreibkommando empfangen wird, unternimmt das Laufwerk 1) einen Abbruch des Tests vor der Beschriftung und eine Ausführung des Schreibkommandos unter Verwendung der alten Schreibleistungsniveaus, oder 2) eine Fortsetzung des Tests vor der Beschriftung, um die neuen Schreibleistungsniveaus festzustellen, wodurch es diesen Kommandozusatz vergrößert. Jede dieser Angelegenheiten ist eine Konstruktionsbetrachtung, welche einen Fachmann nicht bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung, wie sie hier freigegeben und offenbart ist, beeinflußt.
  • [0736]
    Rekalibrierung: Dieser Abschnitt ist TBD. Das Nachfolgende sind Notizen und Fragen, welche während der Definition dieses Abschnitts verwendet wurden. Wann ist es erledigt. Was wurde erledigt. Temperaturüberwachung, wie oft. Welche Größe eines Temperaturanstiegs ist erforderlich, um eine Rekalibrierung zu induzieren.
  • [0737]
    Was wird kalibriert und was dagegen nicht kalibriert. Wann wird das Laufwerk rekalibriert. Ist Kalibrierung und Rekalibrierung das gleiche. Wird die Rekalibrierung für Veränderungen des Laserstroms durchgeführt. Jede dieser Angelegenheiten sind Konstruktionsbetrachtungen, welche einen Fachmann nicht bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung, wie sie hier freigegeben und offenbart ist, beeinflussen.
  • [0738]
    Die DSP-Kalibrierung enthält die Herstellung des Fokussierversatzes und des RPE-Versatzes. Es bestehen zwei Algorithmen zum Kalibrieren der Fokussierung. Welcher Algorithmus zu verwenden ist, wurde nicht festgestellt. Die Rekalibrierung wird als eine Funktion der Temperatur oder als eine Fehlerrückgewinnungsprozedur ausgeführt. Bei jedem Anstieg der Temperatur um 5–10°C werden der Fokussierversatz, der RPE-Versatz und die Schreiblaserleistung rekalibriert. Die Rekalibrierung sollte ausgeführt werden, wenn "sonst nichts" verarbeitet wird. Wenn die Rekalibrierung abläuft, muß sie unterbrechbar für eintreffende SCSI-Kommandos sein. Wenn das System für einen verlängerten Zeitraum beschäftigt bleibt, muß die Rekalibrierung eventuell Vorrang haben. Eine Rekalibrierung wird nicht für jede Veränderung in der Laserleseleistung durchgeführt.
  • [0739]
    Flash EEPROM Support: Das Write Buffer SCSI Command (Schreibpufferspeicher SCSI-Kommando) wird verwendet, um neue SCSI-Firmware im Laufwerk einzuladen. Das Laufwerk ist nicht in der Lage, eine Zurücksetzung oder einen Leistungszyklus zu überleben, welcher während der Aktualisierung des Flash EEPROMs auftreten kann. Es ist äußerst wichtig, diese Tatsache dem Endverbraucher klarzumachen, welcher versuchen könnte, die Firmware-Aktualisierung durchzuführen: er darf niemals den Kreislauf mit Leistung beaufschlagen (cycle power) oder eine Zurücksetzung während des Herunterladevorgangs vornehmen. Wenn dies auftritt, muß das Laufwerk zur Reparatur in die Fabrik zurückgeschickt werden.
  • [0740]
    Herstellungserfordernisse: Dieser Abschnitt ist TBD. Das Nachfolgende sind Notizen und Fragen, welche während der Definition dieses Abschnitts verwendet wurden. Trace Buffer Support (ob er der gleiche wie der RMD-5300 ist, ist eine Konstruktionsbetrachtung).
  • [0741]
    Read Ahead Cache: Dieser Abschnitt ist TBD. Das Nachfolgende sind Notizen und Fragen, welche während der Definition dieses Abschnitts verwendet wurden. Das Ausmaß des Speichers, welches den Lese- und Schreibabschnitten des Pufferspeichers gewidmet ist, wird durch die Mode Pages festgesetzt. Siehe untenstehend.
  • [0742]
    Write Cache: Dieser Abschnitt ist TBD. Das Nachfolgende sind Notizen und Fragen, welche während der Definition dieses Abschnitts verwendet wurden. Das Ausmaß des Speichers, der den Lese- und Schreibabschnitten des Pufferspeichers gewidmet ist, wird durch die Mode Pages festgesetzt. Wird ein zeitlich festgelegter Fluch gestützt. Unmittelbarer Bericht. Schreiben neuer Ordnung. Jede dieser Angelegenheiten ist eine Konstruktionsbetrachtung, welche den Fachmann nicht bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung, wie sie hier freigegeben und offenbart ist, beeinflußt.
  • [0743]
    SCSI Command Performance: Dieser Abschnitt ist TBD. Das Nachfolgende sind Notizen und Fragen, welche während der Definition dieses Abschnitts verwendet wurden. Kombinieren mehrere SCSI-Kommandos zu einer einzigen Mediumabfrage. Aufteilen einer. Suche in eine einleitende und abschließende Suche. Sammelschienenbelegealgorithmen: Puffer-Leer-Verhältnis zum Schreiben. Puffer-Voll-Verhältnis zum Lesen. Diese Angelegenheiten sind Konstruktionsbetrachtungen.
  • [0744]
    Powered-On Hours: Die Anzahl der Stunden, in der das Laufwerk eingeschaltet ist, wird im NVRAM festgehalten. Um die Leistungsstunden aufzusummieren, unterbricht das DSP der 80C188 ungefähr alle 10 Sekunden (219 × 20 μs). Der 80C188 aktualisiert die Leistungssunden um 219 × 20 μs und speichert den Gesamtwert im NVRAM. Wenn das Laufwerk einen Fehler feststellt, kann der 80C188 den gegenwärtigen Wert des DSP-Takts anfordern. Nur die unteren 19 Bits werden verwendet und werden zu den Leistungsstunden hinzugefügt, was eine relative Zeitmarkierung für den Fehlerfall gibt. Zu bemerken ist: 1) Die während der Initialisierung vor der Freigabe des DSP von der Zurücksetzung verbrauchte Zeit ist nicht enthalten. Diese Zeit könnte jedesmal beim Hochfahren des Laufwerks hinzuaddiert werden. 2) Die bis zum nächsten 10 verbleibende Zeit (ungefähr 5 Sekunden) könnte bei jedem Hochfahren des Laufwerks hinzuaddiert werden.
  • [0745]
    Lens Cleaning (Linsenreinigung): Wenn einmal bestimmt wurde, daß die Linse gereinigt werden muß, wird das Stellglied in Lage bewegt, wenn das Laufwerk das nächste Mal die Kassette auswirft. Der Kassettenauswurf veranlaßt eine Bürste, über die Linse hinwegzugehen. Wenn die Kassette den Durchgang gereinigt hat, wird das Stellglied in seine normale Lage bewegt. Das Nachfolgende sind offene Fragen: 1) Was ist, wenn die Kassette im Durchgang bleibt. 2) Wann ist es sicher, das Stellglied zurück in seine normale Lage zu bewegen. 3) Kann die Linse auf irgendeine Weise beschädigt werden, wenn das Stellglied zur "falschen" Zeit während dieser Prozedur bewegt wird. Jede dieser Angelegenheiten ist eine Konstruktionsbetrachtung, welche den Fachmann nicht bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung, wie sie hier freigegeben und offenbart ist, beeinflußt.
  • [0746]
    Firmware Performance (Firmwareleistungsfähigkeit): Dieser Abschnitt ist TBD. Nachfolgendes sind Notizen und Fragen, welche während der Definition dieses Abschnitts verwendet wurden. Identifiziere minimale Sektorzeiten für die Umdrehungsgeschwindigkeit des Mediums. Verwende Strategien für mehrere Sektoren pro Unterbrechung. Identifiziere kritische Zeitbereiche von Unterbrechungsdienstprogrammen (Interrupt Service Routines, ISRs).
  • [0747]
    Front Panel Eject Request (Frontpanelauswurfanforderung): Dieser Abschnitt ist TBD. Das Nachfolgende sind Notizen und Fragen, welche während der Definition dieses Abschnitts verwendet wurden. Bricht dies das gegenwärtige Kommando ab. Werden die Inhalte des Pufferspeichers zuerst auf das Medium geschrieben. Jede dieser Angelegenheiten ist eine Konstruktionsbetrachtung, welche den Fachmann bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung, wie sie hier freigegeben und offenbart ist, nicht beeinflußt.
  • [0748]
    SCSI Eject Command (Auswurfkommando): Dieser Abschnitt ist TBD. Das Nachfolgende sind Notizen und Fragen, welche während der Definition dieses Abschnitts verwendet wurden. Wirft es immer aus, auch wenn der Cartridge Present Switch anzeigt, daß keine Kassette vorliegt. Sollte dies über einen Optionsschalter gesperrt werden. Jukeboxen können einen Hauptrechner veranlassen wollen, die Kassette unmittelbar auszuwerfen oder nicht. Jede dieser Angelegenheiten ist eine Konstruktionsbetrachtung, welche den Fachmann bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung, wie sie hier freigegeben und offenbart ist, nicht beeinflußt.
  • [0749]
    Option Switches (Optionsschalter): Dieser Abschnitt ist TBD. Das Nachfolgende sind Notizen und Fragen, welche während der Definition dieses Abschnitts verwendet wurden. Freigabe/Sperre des Hard-Resets vom SCSI Bus Reset-Signal. (Wird zum Hardware-Reset zur Freigabe geführt.) Freigabe/Sperre der SCSI-Beendigung. Freigabe/Sperre der automatischen Überprüfung nach dem Schreiben. Freigabe/Sperre der Übertragung der Speicherprogrammierung bei der Aktualisierung der SCSI-Firmware. Freigabe/Sperre des Auswurfs vom SCSI-Kommando. Reserviert (Anzahl TBD).
    • A. FIRMWARE REQUIREMENTS: Dieser Abschnitt beinhaltet die Erfordernisse der Firmware, welche verwendet wird, um die Firmware Functional Specification abzuleiten.
    • 1. Diagnostiken
    • 1) Unterstützung von seriellen Übertragungen für Diagnostiken.
    • 2) Serielle Übertragungen unterstützen den Zugriff auf eine neue Hardware.
    • 3) Entwickle Einschalt-Selbsttests (power-on self-test, POST)-Diagnostiken für neue Chips und Hardware: RLL(1,7)ENDEC, GLIC (Randlogik-IC), NVRAM, Lesekanal, Spindelmotor, serieller A/D-Wandler, paralleler D/A-Wandler.
    • 4) Die Spindelmotorgeschwindigkeit muß über ein SCSI-Kommando veränderbar sein.
    • 2. Firmware-Programmerweiterung
    • 1) Unterstütze das Flash-EEPROM für die SCSI-Firmware.
    • 2) Neue Firmware (SCSI und/oder DSP) muß durch SCSI herunterladbar sein.
    • 3) Eine Herunterladeoperation der Firmware muß wiedergewinnbar sein.
    • 3. DSP-Unterstützung
    • 1) Muß zum Herunterladen der DSP-Codierung vom SCSI-EEPROM in der Lage sein.
    • 2) Muß eine Übertragungsschnittstelle mit Kommandos, Status und Datenaustausch stützen.
    • 3) Muß zum Stützen eines ROM-fähigen DSPs in der Lage sein.
    • 4) Muß unterschiedliche Geschwindigkeitstabellen für unterschiedliche Medienformate stützen.
    • 4. 20-Pin-Verbinder
    • 1) Die Firmware muß in der Lage sein zu erfassen, wenn der 20-Pin-Verbinder angefügt ist.
    • 2) Die Firmware muß in der Lage sein, die aufgegriffenen Werte für die folgenden 20-Pin-Verbinder-Signale zu lesen: Autochanger RESET, Autochanger Power Down Request, Autochanger Eject, SCSI ID, SCSI Parity Enabled.
    • 3) Die Firmware muß zum Lesen des gegenwärtigen Status des Autochanger-RESET (nicht aufgegriffen) in der Lage sein.
    • 4) Die Firmware muß eine Unterbrechung empfangen, wenn die folgenden Signale am 20-Pin-Verbinder festgestellt werden: Autochanger RESET, Power Down Request, Autochanger Eject.
    • 5) Die Firmware muß zum Feststellen/Nichtfeststellen der folgenden Signale am 20-Pin-Verbinder in der Lage sein: CART_IN_DIRVE, CART_LOADED, ERROR, PWRDNACK (Power Down Acknowledge).
    • 6) Wenn PWRDNREQ am 20-Pin-Verbinder festgestellt wird, wird 1) der Schreibpufferspeicher übertragen und dann 2) PWRDNACK festgestellt.
    • 5. SCSI-Initialisierung
    • 1) Die SCSI-Initialisierungsfirmware verwendet den 20-Pin-Verbinder als eine Quelle für die SCSI-ID des Laufwerks. Wenn das Kabel angefügt ist, werden die Signale durch die Jukebox angesteuert. Wenn kein Kabel angefügt ist, weist der gleiche Pin einen installierten flexiblen Leiterplattenverbinder auf, um anzuzeigen, ob die SCSI-Parität freigegeben werden sollte.
    • 3) Das Laufwerk muß eine Wahl des Abschlußwiderstandes durch den Anwender unterstützen.
    • 6. Reset
    • 1) Wenn das SCSI Bus RESET-Signal festgestellt wird, wird ein INT3 am 80C188 hergestellt.
    • 2) Wenn das Autochanger-RESET-Signal festgestellt wird, wird am 80C188 eine Unterbrechung hergestellt.
    • 3) Wenn die SCSI-Sammelschiene ein RESET feststellt, muß das INT3 ISR von einem Optionsschalter feststellen, ob ein Hard- oder Soft-Reset ausgeführt werden muß. Wenn ein Soft-Reset durchgeführt werden muß, teilt das INT3 ISR dem Uberwachungsprozeß (Monitor Task) mit, daß eine Zurücksetzung aufgetreten ist, und daß die Inhalte des Schreibpufferspeichers verschoben werden müssen.
    • 4) Wenn der Plattenwechsler einen Autochanger-RESET während der Hochfahrabfolge feststellt, muß das Laufwerk a) einen Autochanger-EJECT ignorieren, und b) auf den Autochanger-RESET warten, der nicht festgestellt wird vor der Ausführung der SCSI-Initialisierung.
    • 5) Der Plattenwechsler kann zu jeder Zeit einen Autochanger-RESET feststellen, um die SCSI-ID des Laufwerks zu verändern.
    • 7. Lesekanalstützung
    • 1) Die Firmware muß den Lesekanal für die gegenwärtige Art der Leseoperation einstellen.
    • 8. Schreibkanalstützung
    • 1) Die Firmware muß den Ablauf zum Abtasten von Signalen vom Lesekanal für Sektoren initiieren, welche zum Testen vor der Beschriftung verwendet werden.
    • 2) die Firmware muß das optimale Schreibleistungsniveau für die gegenwärtige Frequenzzone und die gegenwärtige Laufwerkstemperatur bestimmen.
    • 3) Die Firmware muß das Fokus Offset (Fokussierversetzung) bei einem 4×-Medium an das DSP senden.
    • 9. Laufwerkskommandostützung
    • 1) Die Laufwerkkommandoschnittstelle muß auf der Schnittstelle basieren, welche mit dem HC11 verwendet wird.
    • 2) Die Statuswortdefinition der Laufwerkkommandos muß identisch mit den im CP verwendeten Statuswörtern sein.
    • 3) Ein Jump Back (Rücksprung) muß durch ein GLIC-Register freigegeben/gesperrt werden, welches durch das DSP gelesen wird.
    • 4) Die Richtung des Rücksprungs muß durch das DSP spezifiziert werden.
    • 5) Die Laufwerkskommandofirmware muß die Spindelgeschwindigkeit für den Medientyp setzen.
    • 6) Die Laufwerkkommandofirmware muß in der Lage sein zu bestätigen, daß die Spindel auf der Geschwindigkeit ist.
    • 7) Die Laufwerkkommandofirmware muß in der Lage sein, die Temperatur des Laufwerks abzutasten.
    • 8) Das Reset Interface Command stellt nun für eine Mikrosekunde das SERVO RESET fest, und dann macht es das SERVO RESET nicht mehr geltend.
    • 9) Das Suchkommando muß einen Bereich der physikalischen Spuren entsprechend den logischen Spuren in einem Bereich von –3366 bis +76724 umfassen.
    • 10) Die Laufwerkkommandofirmware muß den Vorpolmagneten freigeben/sperren und die Polarität des Magneten auswählen.
    • 11) Das Bias/Laser/Freq Command (Vorpol/Laser/Frequenz-Kommando) muß bis zu 34 Frequenzen und Laserleistungszonen aufnehmen.
    • 12) Die Laufwerkkommandofirmware sagt der DSP, wenn die Kassette auszuwerfen ist.
    • 13) Die Laufwerkkommandofirmware muß zu einer Abtastung in der Lage sein, wenn eine Kassette schreibgeschützt ist.
    • 14) Die Laufwerkkommandofirmware steuert das für die serielle Schnittstelle gewählte Chip.
    • 15) Die Laufwerkkommandofirmware verwendet das NVRAM für Aufzeichnungszwecke und andere gespeicherte Laufwerkparameter (z. B. Laserleistungsniveaus).
    • 10. Laufwerkauffälligkeitstreiber
    • 1) Der Laufwerkauffälligkeitstreiber muß erfassen, wenn eine Kassette eingefügt wurde und auf der Nabe sitzt. Die Kassette wird dann hochgedreht.
    • 2) Nachdem eine Kassette eingefügt, geladen, hochgedreht und das DSP "gesperrt" wurde, muß das CART_LOADED festgestellt werden.
    • 3) Wenn ein Autochanger-EJECT festgestellt oder der Front Panel Eject Switch gedrückt wird, a) transferiert das Laufwerk alle angesammelten Schreiboperationen auf das Medium (räumt den Schreibpufferspeicher), dreht das Laufwerk die Kassette herunter und c) wirft das Laufwerk die Kassette aus.
    • 4) Wenn eine Kassette heruntergefahren wurde, darf das CART_LOADED nicht geltend gemacht werden.
    • 5) Während des Kassettenentladeablaufs wird das Autochanger ERROR-Signal festgestellt, wenn das DSP berichtet, daß der Auswurf fehlgeschlagen ist.
    • 6) Der Laufwerkauffälligkeitstreiber muß die folgenden Arten von Fehlern bewerkstelligen und klären: Suchfehler, Spurverlust, Vorpolmagnetausfall, Laserausfall, Lade-/Entladeausfall, Spindel nicht auf der Geschwindigkeit, Schreibfehler.
    • 11. Erforderliche funktionelle Verbesserungen
    • 1) Füge eine Unterstützung für nicht medienbezogene Zugriffskommandos hinzu, während das Laufwerk ein Medienzugriffkommando zufriedenstellt, aber gegenwärtig nicht angeschlossen ist. (Dies wird gewöhnlich als eine Mehrfachinitiatorunterstützung bezeichnet.)
    • 2) Modifiziere die Kommandos zum Unterstützen verschiedener Kommandosätze. (TBD-HP, IBM, DEC, Apple, Fujitsu, etc.)
    • 3) Füge eine Unterstützung für neue Kommandosätze hinzu. (TBD)
    • 4) Füge eine Unterstützung für Vendor Unique Sense Data und Sense Key/Code-Kombinationen hinzu. (TBD)
    • 5) Füge eine Unterstützung für ein P-ROM hinzu.
    • 6) Füge eine Unterstützung für CCW (pseudo-WORM) hinzu.
    • 7) Füge einen Lesevorpufferspeicher hinzu.
    • 8) Füge einen Schreibpufferspeicher hinzu, mit einer Verschiebung des Puffers nach einer vom Anwender wählbaren Zeitverzögerung.
    • 12. Leistungsfähigkeitserfordernisse
    • 1) Die Unterbrechungsdienstprogramme müssen zum Bewerkstelligen minimaler Sektorzeiten von: 1× bei 3600 Umdrehungen pro Minute 538 Mikrosekunden, 2× bei 3320 Umdrehungen pro Minute 368 Mikrosekunden, 4× bei 1900 Umdrehungen pro Minute 272 Mikrosekunden in der Lage sein.
    • 13. Weitere Erfordernisse
    • 1) Die Firmware muß das Frontpanel-LED feststellen/nicht feststellen.
    • 2) Die Firmware muß den Leistungsstunden-Odometer stützen.
    • 3) Die Firmware muß den Kassettenlade-Odometer stützen.
    • 4) Wenn entweder die 5 V- oder 12 V-Leistung ausfällt, bewirkt das Laufwerk (TBD).
    • 14. Unterbrechungsquellen
    • 1) Die Unterbrechungsquellen für Jupiter sind: i) INTO, Cirrus Logic SM331 (DINT), Cirrus Logic SM330, RLL(1,7)ENDEC; ii) INT1, Cirrus Logic SM331 (HINT); iii) INT2, DSP, GLIC (Randlogik-IC); iv) INT3, SCSI Bus Reset.
    • 2) Die Quellen der DSP-Unterbrechungen sind wie folgt: i) Nichtabbrechende Unterbrechung, Schlechter Suchfehler, 10 Sekunden Zeitgeberereignis, Schlechte Kommandoprüfsumme, Unbekanntes Kommando, Ausfall des Kassettenauswurfs; ii) Abbruchunterbrechung, Fokussierfehler, Spurverlustfehler, Laserleistungssteuerfehler, Fehler bezüglich Spindel nicht auf der Geschwindigkeit.
    • 3) Die Quellen für die GLIC-Unterbrechungen sind wie folgt: Autochanger Reset, Autochanger Power Down Request, Autochanger Eject, Front Panel Eject, Cartridge Inserted (im Schacht), Cartridge Present (sitzt auf der Nabe).
    • 4) Die eingefügte Kassette wird nicht durch die Firmware gestützt.
    • 15. Fehlerwiedergutmachung
    • 1) Eine aufwendige Fehlerwiedergutmachung (Heroic Error Recovery) für individuelle Sektoren wird nach einer anwenderspezifizierten Anzahl von erneuten Versuchen und in den anwenderspezifizierten Grenzwerten versucht.
    • 2) Die Fehlerwiedergutmachung enthält die Wiedergutmachung unter Verwendung der folgenden Fehlerwiedergutmachungsmoden: (TBD)
    • B. POST DEFINITION: Dieser Abschnitt beinhaltet eine Beschreibung der Tests, welche während des Einschalt-Selbsttests (POST) durchgeführt werden.
  • 1. 80C188 Register- und Flag-Test
  • [0750]
    Die 80C188 CPU Zeichen-, Paritäts-, Träger- und Null-Flags werden überprüft, um sicherzustellen, daß sie geeignet gesetzt und dann zurückgesetzt sind. Der Test wird in zwei Schritten ausgeführt. Zuerst wird der Wert 0xC5 im AH-Register angeordnet und dann in die Flags unter Verwendung der SAHF-Instruktion gespeichert. Die Flags werden auf ihren zurückgesetzten Zustand getestet (d. h., JNS, JNP, JNC und JNZ). Zweitens wird der Wert komplementiert und in den Flags gespeichert. Die Flags werden auf ihren gesetzten Zusand getestet (d. h., JS, JP, JC und JZ). Jedes Flag, welches nicht im ordnungsgemäßen Zustand ist, fällt durch den Test und veranlaßt das Laufwerk, die LED zu nutzen, um einen CPU-Ausfall zu signalisieren.
  • [0751]
    Der Registertest ist ein Welligkeitstest (ripple test), welcher den Wert 0xFFFF durch alle Register durchführt (d. h., AX, BX, ES, CX, DS, DX, SS, BP, SI, DI und SP). Der Wert 0x0000 wird dann durch die gleichen Register hindurchgeführt. Wenn der gewünschte Wert im abschließenden Register der Serie nicht gegenwärtig ist, ist der Test fehlgeschlagen und wird das Laufwerk veranlassen, die LED zu nutzten, um einen CPU-Ausfall zu signalisieren.
  • 2. CPU-RAM-Test
  • [0752]
    Der CPU-RAM-Test schreibt ein inkrementierendes Bytemuster an allen Stellen der statischen RAMs (SRAM) in zwei Durchläufen. Alternierende Muster werden in 128-Byte-Blocks erneut geschrieben. Während des ersten Durchlaufs ist das Muster für den ersten Block 0x00, 0x01, 0x02, ..., 0xFF, 0xFF. Das Muster für den nächsten Block ist 0x01, 0x02, 0x03, ..., 0xFF, 0x00. Während des zweiten Durchlaufes wird das Muster umgekehrt. Wenn eine SRAM-Stelle nicht den korrekten Wert enthält, wenn sie am Ende jedes Durchlaufs zurückgelesen wird, ist der Test fehlgeschlagen und wird das Laufwerk veranlassen, die LED zum Signalisieren eines RAM-Ausfalls zu nutzen.
  • 3. 80C188 Unterbrechungsvektortest
  • [0753]
    Der Unterbrechungsvektortest (interrupt vector test) nutzt eine Softwareunterbrechung, um die Abfertigungsfähigkeit des 80C188 zu testen. Ein Eintrag in der Unterbrechungsvektortabelle (Interrupt Vector Table, IVT) wird initialisiert, um zu einer Testunterbrechungsdienstroutine (Interrupt Service Routine, ISR) geführt zu werden. Das AX-Register wird auf 0x0000 initialisiert. Die Unterbrechung wird abgefertigt, um die INT-Instruktion zu verwenden, das AX-Register wird dekrementiert und die ISR beendet. Bei der Rückkehr von der Unterbrechung wird der Wert in AX geprüft. Wenn der Wert nicht 0xFFFF ist, ist der Test fehlgeschlagen und das Laufwerk wird veranlaßt, die LED zum Signalisieren eines CPU-Ausfalls zu nutzen.
  • 4. ROM-Prüfsummentest
  • [0754]
    Der ROM-Prüfsummentest (ROM Checksum Test) überprüft den Inhalt der Flash-PROMs unter Nutzung eines primitiven Polynoms 16. Grades. Wenn die berechnete Prüfsumme nicht null ist, ist der Test fehlgeschlagen und das Laufwerk wird veranlaßt, die LED zum Signalisieren eines ROM-Ausfalls zu nutzen.
  • [0755]
    Bei jedem 16-Bitwort im PROM wird das niedrige Byte durch eine Exklusiv-Oder-Verknüpfung in das BH-Register gebracht und BX wird mit zwei multipliziert. Wenn das Trägerflag nach der Multiplikation (Verschiebung) gesetzt wird, wird das Polynom 0x38CB durch eine Exklusiv-Oder-Verknüpfung in das BX gebracht. Das hohe Byte des PROMs wird durch eine Exklusiv-Oder-Verknüpfung in das BH-Register gebracht und BX wird mit zwei multipliziert. Wenn das Trägerflag nach der Multiplikation (Verschiebung) gesetzt wird, wird das Polynom 0x38CB durch eine Exklusiv-Oder-Verknüpfung in das BX gebracht.
  • 5. SM331-Registertest
  • [0756]
    Der Cirrus Logic CL-SM331-Registertest setzt das SM331 zurück und überprüft die Register nach dem Zurücksetzen auf geeignete Werte. Wenn ein Register beim Test durchfällt, erklärt das Laufwerk einen unklärbaren Zustand und nutzt die LED, um einen (TBD) Fehler zu signalisieren.
  • [0757]
    Die spezifischen Schritte sind wie folgt: 1) Feststellen der Zurücksetzung des SM331-Chips, 2) Nichtgeltendmachen der Zurücksetzung des SM331-Chips, 3) Löschen des Plattenzugriffszeigers (Disk Access Pointer, DAP), 4) Die Register 0x57 (BM_DAPL) bis 0x5F werden auf null gecheckt, 5) das Register 0x41 (SCSI SEL REG) wird auf null gecheckt, 6) die Register 0x43 (SCSI_SYNC_CTL) bis 0x45 werden auf null gecheckt, 7) die Register 0x48 (SCSI_-_STAT_2) bis 0x49 werden auf null gecheckt, 8) die Register 0x50 (BM_SCHED_DATA) bis 0x52 werden auf null gecheckt.
  • 6. SM331-Ablaufsteuerungstest
  • [0758]
    Der Cirrus Logic CL-SM331-Ablaufsteuerungstest schreibt ein Muster in den Schreibsteuerungsspeicher (Write Control Store, WCS) für die Ablaufsteuerung und bestätigt das geschriebene Muster. Wenn ein Abschnitt des Tests fehlschlägt, erklärt das Laufwerk einen unklärbaren Zustand und nutzt die LED, um einen (TBD) Fehler zu signalisieren.
  • [0759]
    Die spezifischen Schritte sind wie folgt:
    • 1) Die Ablaufsteuerung wird gestoppt. (Der Wert 0xIF wird in die Startadresse geschrieben.)
    • 2) Ein Inkrementieren des Musters wird in jede der 31 Stellen im WCS für die Next Address-, Control-, Count- und Branch-Felder geschrieben.
    • 3) Das inkrementierende Muster wird überprüft.
    • 4) Das inkrementierende Muster wird in jede der 31 Stellen im WCS für die Next Address-, Control-, Count- und Branch-Felder geschrieben.
    • 5) Das dekrementierende Muster wird überprüft.
  • 7. SM330 ENDEC-Test
  • [0760]
    Der Cirrus Logic CL-SM330 ENDEC-Test setzt das SM330 zurück, löscht das GPO-Register, löscht den Corrector-RAM, überprüft den Corrector-RAM und verursacht eine Sector Transfer Count Equals Zero-Unterbrechung. Wenn ein Teil des Tests fehlschlägt, erklärt das Laufwerk einen unklärbaren Zustand und nutzt die LED, um einen (TBD) Fehler zu signalisieren.
  • [0761]
    Die spezifischen Schritte sind wie folgt:
    • 1) Feststellen der Zurücksetzung des SM330-Chips.
    • 2) Nichtgeltendmachen der Zurücksetzung des SM330-Chips.
    • 3) Verzögerung um mindestens 10 Mikrosekunden am Chip, um sein Zurücksetzen auszuführen.
    • 4) Das allgemeine Zweckausgaberegister (General Purpose Output register, GPO-Register) wird auf 0x00 initialisiert.
    • 5) Die Korrektor-RAM-Stellen 0x00 und 0x01 werden auf null gesetzt.
    • 6) Die Korrektor-RAM-Stellen 0x0F bis 0x16 werden auf null gesetzt.
    • 7) Die Korrektor-RAM-Stellen 0x20 bis 0x27 werden auf null gesetzt.
    • 8) Die Korrektor-RAM-Stellen 0x00 und 0x01 werden auf null geprüft.
    • 9) Die Korrektor-RAM-Stellen 0x0F bis 0x16 werden auf null geprüft.
    • 10) Die Korrektor-RAM-Stellen 0x20 bis 0x27 werden auf null geprüft.
    • 11) Die Standardchipinitialisierung wird wie oben erläutert ausgeführt.
    • 12) Der Unterbrechungsvektor für den SM330 wird initialisiert, um einem Testunterbrechungsdienstprogramm zugeführt zu werden.
    • 13) Eine "Sector Transfer Count Equals Zero"-Unterbrechung wird durch Schreiben einer Null als der Ubertragungszähler im Sektorübertragungszählregister veranlaßt.
    • 14) Die Firmware wartet auf einen maximalen Zähler von 0xFFFF für die Unterbrechung, um ein Register, welches abgefragt wird, zu dekrementieren.
  • 8. Externer ENDEC-Test (TBD)
  • 9. Randlogiktest (TBD)
  • 10. Puffer-RAM-Test
  • [0762]
    Der Puffer-RAM-Test schreibt in inkrementierendes Adressenmuster in alle Stellen im Puffer-RAM und überprüft dann die Muster. Die verwendeten inkrementierenden Muster sind 0x00, 0x01, 0x02, ..., 0xFF. Der Test schreibt und invertiert dann Adressenmuster in alle Stellen im Puffer-RAM und überprüft diese Muster. Die verwendeten invertierten Muster sind 0x00, 0xFF, 0xFE, ..., 0x01. Abschließend schreibt der Test 0x00 in alle Stellen im Puffer-RAM. Wenn eine Stelle im Puffer-RAM ausgefallen ist, erklärt das Laufwerk einen unklärbaren Zustand, aber signalisiert keinen Fehler mit der LED.
  • 11. DSP POST
  • [0763]
    Die Grundfunktionalität des DSP wird durch die 80C188 durch Ausgeben eines Read Code Revision command an das DSP bestätigt. Dieses Kommando testet die Schnittstelle zwischen der 80C188 und dem DSP, greift auf eine Stelle im DSP-Speicher zu und testet die Fähigkeit zum Zurückkehren in den gültigen Status.
  • 12. Vorpolmagnettest
  • [0764]
    Der Vorpolmagnettest (Bias Magnet Test) schaltet den Vorpolmagneten für eine Schreibfunktion an. (Um einen unbeabsichtigten Datenverlust auszuschließen, bleiben die Digital-zu-Analog-Wandler (DACs) für die Laserschreibleistung auf den Leseleistungsniveaus.) Die Laufwerkkommandocodierung ist zuständig für das Anschalten des Magneten, das Festsetzen der Laserschreibleistung, und dann das Einlesen des Analog-zu-Digital-Wandlers (ADC), um zu überprüfen, daß die Vorpolspule von (TBD) Strom durchflossen ist. Die Laufwerkkommandocodierung wartet (TBD) Millisekunden, bevor der ADC eingelesen wird. Wenn der Strom nicht innerhalb des (TBD) Bereiches ist, erklärt das Laufwerk einen unklärbaren Zusand, gibt jedoch kein Fehlersignal mit der LED aus.
    • C. SM330-REGISTER: Dieser Abschnitt enthält eine Beschreibung der Cirrus Logic SM330, der Bildplatten-ENDEC/ECC-Register, wie sie nachfolgend in Tabelle 31 gegeben ist. Tabelle 31
    • D. SM331-REGISTER: Dieser Abschnitt enthält eine Beschreibung der Cirrus Logic SM331, und der SCSI-Bildplattensteuerregister gemäß der Darstellung in nachfolgender Tabelle 32. Tabelle 32
    • E. GLIC-REGISTER: Dieser Abschnitt enthält eine Beschreibung der MOST Manufacturing, Inc. Glue Logic Integrated Circuit (GLIC)-Register gemäß nachstehender Tabelle 33. Tabelle 33
  • Laufwerkausnahmen: Status- und Fehlerbewerkstelligungsbetrachtungen
  • [0765]
    Die folgenden Tabellen 33–43 ergeben eine Zusammenfassung der "Ausnahmen"-Bewerkstelligungsangelegenheiten hinsichtlich der Firmware gemäß der vorliegenden Erfindung und spezifische hierauf bezogene Angelegenheiten.
  • [0766]
    Nächste Zielsetzung = Diskussion fehlender Aspekte/Veränderungen, Risikofragen zur Datenintegrität, und die Auflösung, wo im Laufwerk welche Funktionen ausgeführt werden (unter Beachtung von logischen, finanziellen und Arbeitskrafteinflüssen).
  • Bemerkungen und Annahmen:
    • 1) Es ist beabsichtigt, daß diese Liste alle Ausnahmebewerkstelligungszustände des Laufwerks enthält.
    • 2) Zum Zeitpunkt der Einreichung der vorliegenden Anmeldung, welche den gegenwärtig besten Modus dieser Erfindung offenbart, gab es verschiedene Sorgen über die Leistungsregulierung, die Laserrückkopplung und die Beschädigungsgrenze für das Leseniveau des Mediums. Vor diesem Hintergrund wird nachfolgend der sichere Initiallaufwerkoperationsweg dadurch ergriffen, daß alle Leseniveau- und Fokussieranschaffungen im inneren Radius bzw. Umfeld während der Laufwerkinitialisierung auftreten (die Leseleistung und das Fokussieren werden nie in der Datenregion erlangt, dort jedoch beibehalten).
    • 3) Der Wiederherstellungsabschnitt bezieht sich auf Abschaltungen des Laufwerks und nichtflüchtige Fehlerprotokolle aufgrund von wiederherstellbaren Ausfällen. Diese Ausfälle werden identifiziert und protokolliert, wobei der Anwender jedoch nicht daran gehindert ist, die Ausführung des Kommandos erneut zu versuchen. Dies erhöht das Risiko für die Unversehrtheit der Anwenderdaten, wobei eine Kompensation durch die nichtflüchtige Fehlerprotokollierung geschaffen wird.
    • 4) Es wird angenommen, daß mehr als ein Initiator an der SCSI-Sammelschiene ist.
    • 5) Die Fehlererfassung sollte niemals gesperrt werden (obwohl Unterbrechungen maskiert werden können).
    • 6) Ausnahmenbewerkstelligungsprioritäten = 1) Datenunversehrtheit, 2) Kosteneinfluß, 3) Systemleistungsfähigkeit und 4) Fehlerprotokollierbarkeit.
    • 7) Einige der Laufwerkrealisierungs-Konstruktionsverfahren und die Spezifizierungen der Ausnahmebewerkstelligungszeit sind eine Funktion des Marktes, auf den wir zielen. Eine Umgebung mit hoher Verschmutzung gegenüber einer Umgebung mit hoher Vibration gibt Leistungsunterschiede für spezifische Realisierungen.
    • 8) Das DSP hat keine Pläne zur Realisierung einer zusätzlichen Leistung bei Zurückstellungstests außerhalb der gegenwärtig gestützten Übertragungstests und beschreibt Fehlerstatuszustände.
    • 9) Die GPO-Registerbits 2 und 5 müssen hinsichtlich der geeigneten Leistungssteigerungspolarität überprüft werden.
  • [0767]
    Zusätzliche Ausnahmen, die nicht in den Tabellen sind:
    • 1) "Leistung an", "Hard-Reset" und "Soft-Reset" wie oben diskutiert.
    • 2) "Ungültiges SCSI-Kommando" und "Ungeeignetes SCSI-Kommando", wobei die Ausnahmebewerkstelligung in Verbindung mit der SCSI-Bewerkstelligung diskutiert wird.
    • 3) "Leistungsausfall" (5 V & 12 V) protokolliert gegenwärtig eine Leistungszurücksetzung wie oben erläutert. Es besteht gegenwärtig jedoch eine Diskussion bezüglich Leistungsausfällen, welche unterschiedlich bewerkstelligt werden können (individuelle 12 V-Unterbrechung am DSP und keine SV in einer Angelegenheit der Konstruktion). Zum Zeitpunkt der Einreichung dieser Anmeldung wurde diese Angelegenheit offengelassen. Von dieser detaillierten Angelegenheit nimmt man jedoch nur an, daß es kontinuierlich entwickelnde Probleme anzeigt, welche nicht die Operationsfähigkeit der gegenwärtigen Erfindung gemäß der Offenbarung beeinflussen.
    • 4) Der "Laser Write Power Error" (Laserschreibleistungsfehler) ist für die Beobachtung der Laserschreibleistungsniveaus während der Aufzeichnung reserviert und nicht realisiert oder weiterverfolgt worden.
    • 5) 188 interne "Schreibausfall"-Flags sind ungeeignet zum Schreiben von Zuständen, welche durch den Drehfehler (etc.) abgetastet werden. Bisher wurde dies ebenfalls durch eine Echtzeitmessung am Vorpolstrom abgetastet. Die Echtzeitmessung des Vorpolstroms ist nun eine zukünftige Betrachtung. In den nachfolgenden Tabellen auftretende Fragezeichen stellen Konstruktionsbetrachtungen dar, welche einen Fachmann nicht bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung, wie sie hier freigegeben und offenbart ist, beeinflussen.
  • Tabelle 34
  • Tabelle 35
  • Tabelle 36
  • Tabelle 37
  • Tabelle 38
  • Tabelle 39
  • Tabelle 40
  • Tabelle 41
  • Tabelle 42
  • Tabelle 43
  • Read Ahead Cache (Lesevorpufferspeicher)
  • [0768]
    Dieser Abschnitt beschreibt die Arbeitsweise des Lesevorpufferspeichers für das RMD-5200-SD-Laufwerk. Eine kurze Übersicht über den Pufferspeicher wird gegeben und von einer Beschreibung der individuellen Pufferspeicherkomponenten gefolgt. Dieser Abschnitt beschreibt auch den zur Uberprüfungsoperation des Lesevorpufferspeichers verwendeten Test.
  • [0769]
    Die 256-Pufferspeichercodierung wurde basierend auf der 128-Pufferspeichercodierung entwickelt. Es bestehen nur zwei Unterschiede (abgesehen von mediumspezifischen Funktionsabrufen) in den beiden Operationsmoden. Der erste ist, daß das ISR des 256-Pufferspeichers eine Laufzeitfehlerbearbeitung enthält. (Laufzeitfehler sind Mediumfehler, welche erfaßt werden, bevor der vorangegangene Sektor vollständig korrigiert wurde.) Der zweite Unterschied liegt darin, daß der 256-Modus keinen "Sequencer Stopped"-Fehler diagnostiziert. Diese Unterschiede sind für die Arbeitsweise des Pufferspeichers nicht kritisch. Die vorliegende Diskussion wird daher nicht zwischen einer 256- und 128-Hintergrundspeicherung unterscheiden.
  • [0770]
    Die Lesevorpufferspeichercodierung wurde zuvor erzeugt. Die vorliegende Erfindung enthält Abwandlungen der ursprünglichen Codierung. Diese Veränderungen wurden durchgeführt, um die Datenintegrität zu verbessern und dem 256-Modus Funktionen hinzuzufügen. Diese Diskussion stellt nicht heraus, welche Merkmale verändert wurden. Es beschreibt statt dessen das Verhalten des gegenwärtig besten Modus der Codierung.
  • [0771]
    Cache-Überblick: Cache-Freigabezustände: Das Hintergrundspeichern wird nur gestartet, wenn alle der folgenden Voraussetzungen anliegen. 1) das RCD-Bit in Mode Page 8 wird auf null gesetzt, 2) das gegenwärtige SCSI-Kommando ist ein Read_6 oder Read_10 im LBA-Modus für die Adressierung, oder 3) das gegenwärtige SCSI READ-Kommando schließt ohne Fehler ab. Dies enthält eine Check Condition-Statusphase und Umordnungen. Das Hintergrundspeichern wird nicht ausgeführt, wenn eine Umordnung durchgeführt wurde, damit das SDL ohne Verzögerung aktualisiert werden kann.
  • [0772]
    Cache-Vorausleseoperation: Die Vorausleseoperation beginnt am logischen Block unmittelbar nach dem letzten logischen Block des vorangegangenen READ-Kommandos. Fehler, welche während der Vorausleseoperation auftreten, werden nicht an den Initiator berichtet, wenn das Ziel nicht als ein Ergebnis des Fehlers nachfolgende Kommandos nicht korrekt ausführen kann. Der Fehler wird im nachfolgenden Kommando berichtet.
  • [0773]
    Cache-Abbruch: Das Hintergrundspeichern wird bei einer der nachfolgenden Voraussetzungen beendet, 1) das letzte im Hintergrund zu speichernde LBA wurde gelesen, 2) ein nicht wiedergutmachbarer Lesefehler tritt auf, und die erneuten Versuche wurden aufgebracht, 3) ein Zurücksetzen des Bus Device Reset tritt auf, 4) ein konfliktbeladenes SCSI-Kommando wurde empfangen, (ein "konfliktbeladenes" SCSI-Kommando ist eines, welches das Laufwerk zur Suche, zum Zugriff auf den Puffer, oder zu einer Veränderung der Laufwerksparameter (Spindelgeschwindigkeit, Medienentnahmeverhinderungsstatus, etc.) gemäß nachfolgender Diskussion auffordert) oder 5) eine Drive Attention (Laufwerksauffälligkeit) auftritt.
  • [0774]
    Cache-Komponenten: Mode Page 8: Die Modusseite 8 definiert Parameter, welche die Arbeitsweise des Lese-vor-Hintergrund-Speichers beeinflussen. Nur das RCD-Bit (Bit 0 in Byte 2) hat jedoch einen echten Einfluß auf die Arbeitsweise des Read Ahead Cache im RMD-5200-SD. Dieses Bit ist das Lese-Cache-Sperrbit. Wie der Name ausdrückt, wird das Hintergrundspeichern gesperrt, wenn dieses Bit gesetzt ist.
  • [0775]
    Die anderen Felder in der Modusseite 8 sind nicht implementiert und können hinsichtlich ihrer Vorgabewerte verändert werden.
  • [0776]
    Laufwerkstruktur-Cache-Parameter: Die Cache-Parameter, welche den Status des Read Ahead Cache anzeigen, sind in der Laufwerkstruktur unter drv_cfg gespeichert:
    • 1) cache_ctrl (DINT) Individuelle Bits beschreiben den gegenwärtigen Status des Hintergrundspeichers; 0x0001: CACHE_ENABLED Wird gesetzt, wenn die Mode Page 8 die Hintergrundspeicherung zuläßt und das letzte READ-Kommando vom Hauptrechner ein Read_6 oder Read_10 im LBA-Modus ist, und Blocks vorhanden sind, welche im Hintergrund gespeichert werden können. 0x0002: CACHE_IN_PROG Zeigt an, daß die Hardware ein Lesen im Cache durchführt. Wird gesetzt, wenn das Lesen im Cache ausgeschaltet ist und zurückgesetzt, wenn das ISR des Cache ein tcs an die Cache-Schlange anreiht. 0x0004: CACHE_STOP Wird durch den Cache-Überwachungsprozeß gesetzt, um dem ISR des Cache mitzuteilen, wenn die Hintergrundspeicherung abgeschlossen ist. 0x0008: CACHE_TCS_ON_Q Zeigt an, daß ein tcs vom ISR des Cache an die Überwachungsschlange des Cache angereiht wurde. Dieses tcs sollte verarbeitet sein, bevor ein weiteres Lesen des Cache begonnen wird. 0x0010 CACHE_START_SCSI_XFER Wird durch die Funktion RdDataInCache gesetzt, wenn ein Cache-Treffer (hit) auftritt. Dieses Bit zeigt an, daß der Leseprozessor einen SCSI-Transfer unmittelbar beginnen kann. 0x0020: CACHE_ABORT_READ_TASK Wird durch die Cache-Überwachung gesetzt, um anzuzeigen, daß die Steuerung zum SCSI-Überwachungsprozeß zurückkehren sollte. 0x0040: CACHE_MORM_IN_PROG Zeigt an, daß die gegenwärtige Leseoperation für die geforderten Daten dient.
    • 2) cache_start_lba (ULONG) Das erste LBA wird im Hintergrund gespeichert.
    • 3) cache_cur_lba (ULONG) Das dem letzten LBA folgende LBA wird im Hintergrund gespeichert.
    • 4) cache_buff_addr (ULONG) Die Pufferadresse korrespondiert zu cache_start_lba.
    • 5) cache_xfer_len (UINT) Die Anzahl der im Cache verbliebenen Blocks.
    • 6) cache_blks_rd (UINT) Anzahl der im Hintergrund gespeicherten Blöcke.
    • 7) cache_free_space (UINT) Frei verfügbarer Raum für im Hintergrund gespeicherte Daten.
    • 8) cache_free_space_predict (UINT) Erwarteter Freiraum für im Hintergrund gespeicherte Daten.
  • [0777]
    Cache-Funktionen: Die abgerufenen Funktionen, wenn eine Hintergrundspeicherung freigegeben ist, werden ungefähr in der Reihenfolge, in welcher sie während einer einfachen Cache-Abfolge abgerufen werden, beschrieben.
  • [0778]
    CheckQueuRouting (Alter Task, Neuer Task): Sowohl der SCSI Monitor Task als auch der Cache Monitor Task sind zum Verarbeiten von TCSs vom SCSI-Wahl-ISR in der Lage. Nur einer dieser beiden Tasks führt diese Rolle zu einem Zeitpunkt aus. Die Variable scsi_mon_task wird verwendet, um zu bezeichnen, welches Task für weitere SCSI-Wahl-TCSs zu empfangen ist. Das CheckQueuRouting bezeichnet scsi_mon_task = New_Task. Zusätzlich wird die Schlange des Old_Task gefiltert. Jegliche TCSs vom Laufwerkauffälligkeits-ISR oder SCSI-Wahl-ISR werden in die Schlange des New_Task transferiert. Für andere TCSs wird die Zuweisung aufgehoben.
  • [0779]
    Das CheckQueuRouting wird aufgerufen, wenn sowohl der SCSI Monitor Task als auch der Cache Monitor Task als SCSI-Steuerung zwischen ihnen geschaltet wird.
  • [0780]
    Compute_cache_rng(): Diese Funktion ist ein Assemblerprogramm, welches aufgerufen wird, bevor eine normale Leseoperation gestartet wird, wenn ein Hintergrundspeichern später ausgeführt werden kann. Sein Zweck ist es, das erste im Hintergrund zu speichernde LBA und die maximale Anzahl an Blöcken zu berechnen, welche im Hintergrund gespeichert werden können (cache_xfer_len). Die Cache-Transferlänge wird durch die maximale Zahl an frei verfügbarem Raum beschnitten und durch das maximale LBA. Compute_cache_rng() initialisiert auch drv_cfg.cache_-_blks_rd = 0. Wenn die Transferlänge gültig ist, wird das CACHE_ENABLED-Bit im drv cfg.cache_ctrl gesetzt.
  • [0781]
    Prep_Cache(): Diese Funktion ist ein Assemblerprogramm, dessen Zweck die Bestimmung ist, ob der normale Lesevorgang abgeschlossen wurde, und, wenn dem so ist, die folgenden Cache-Parameter zu initialisieren: 1) drv_-_cfg.cache_free_space, 2) drv cfg.cache_free_space_redict, 3) drv_cfg.cache_buff_addr. Prep_Cache() kehrt zurück zu TRUE, wenn die Hintergrundspeicherung begonnen werden kann und kehrt andernfalls zu FALSE zurück.
  • [0782]
    Cache ISR (RA_cache_isr, oder gcrRAC_isr): Das Cache-ISR ist eine vereinfachte Version des normalen Lese-ISR, mit der Ausnahme, daß es in den folgenden Bereichen vereinfacht ist: 1) beim Abschluß des ECC überprüft das ISR nur die Freiraumverfügbarkeit und den Abschluß des Datenblocks. Wenn nicht normal gelesen wird, ist das Cache nicht mit SCSI-Übertragungen befaßt, so daß es nicht auf SCSI-Mitteilungsvoraussetzungen überprüft wird; 2) außer bei einem Stoppfehler des Sequenzers unterscheidet das Cache-ISR nicht zwischen Fehlertypen, wobei das Hintergrundspeichern keine Fehlergrenzen bei Wiederversuchen modifiziert, so daß keine Notwendigkeit zur Bestimmung des spezifischen Fehlertyps besteht; 3) das Cache-ISR überprüft das CACHE_STOP-Bit im drv cfg.cache ctrl für jede Beendigung des ECC. Wenn es gesetzt ist, beendet das ISR die weitere Hintergrundspeicherung.
  • [0783]
    Aufgrund seiner vereinfachten Natur führt das Cache-ISR nur drei Hintergrundspeicherungszustände zurück: 1) RA_XFER_CMPLT, welches zurückgeführt wird, wenn die Cache-Blocks erfolgreich gelesen wurden und eine Suche zur Fortsetzung der Hintergrundspeicherung erforderlich ist; 2) RA_RD_ERROR, welches zurückgeführt wird, wenn ein Fehler auftritt, auch wenn er aufgrund eines Stopps des Sequenzers auftrat; und 3) RA_SEQ_STOPPED. Dieser Fehler wird separat behandelt, da die Korrekturaktion erfordert, daß der Sequenzer neu gestartet wird.
  • [0784]
    REQUEST_TASK (New Task): Request task setzt den Zustand des Abruf-Tasks auf SLEEP, während es New_Task aktiviert. Request task speichert auch den Wert des Instruktionszeigers der Abruffunktion. Das New_Task beginnt mit der Ausführung an dem Punkt, wo zuletzt das Request_-_task aufgerufen wurde (angezeigt durch den Speicherinstruktionszeiger).
  • [0785]
    Cache Monitor Task: Die Aktivierung des Cache Monitor Task: Der Cache Monitor Task wird durch den Read Task aktiviert bis zu einem abschließenden Transfer der Daten zurück in den Hauptrechner. Einmal aktiviert, verarbeitet er TCSs vom SCSI-Wahl-ISR, dem Laufwerkauffälligkeits-ISR und vom Cache-ISR.
  • [0786]
    Der Cache Monitor Task ist kein wahrer Task in dem Sinne, daß er nicht nur zum Plazieren eines TCS in seiner Schlange aktiviert wird. Statt dessen wird er durch das Read Task über den Abruf zum REQUEST_TASK(New_Task) gemäß obiger Erläuterung aufgerufen. Anfänglich beginnt der Cache Monitor Task seine Ausführung im äußersten Sleep()statement. Der Cache Monitor Task kehrt zur Steuerung des Read Tasks durch einen weiteren Aufruf von REQUEST_TASK zurück.
  • [0787]
    Es ist wichtig zu bemerken, daß ein TCS durch den Read Task verwendet wird, während der Cache Monitor Task aktiv ist, und welcher noch nicht zum System zurückgeführt wurde. Der SCSI Monitor Task wartet weiter auf dieses bestimmte TCS, wenn die Steuerung zum SCSI Monitor Task zurückkehrt.
  • [0788]
    SCSI Monitor Functions: Teil der Rolle des Cache Monitor Tasks ist die Verarbeitung von TCS vom SCSI-Wahl-ISR. Der Cache Monitor Task beginnt den Empfang der TCS vom SCSI-Wahl-ISR, wenn der SCSI Monitor Task ein READ-Kommando empfängt und Mode Page 8 die Hintergrundspeicherng nicht gesperrt hat. An diesem Punkt leitet der SCSI Monitor Task eine TCS durch Abrufen von CheckQueuRouting um (SCSI_MONITOR_TASK, CHACHE_MONOTOR_TASK).
  • [0789]
    Der Cache Monitor Task gruppiert SCSI-Kommandos in drei Kategorien, welche umfassen 1) konfliktbeladene Kommandos, 2) zusammenfallende Kommandos und 3) aufeinanderfolgende Kommandos. Abhängig von der Kommandokategorie bricht der Cache Monitor Task die Hintergrundspeicherung ab, führt dieses Kommando aus, oder stoppt und setzt die Hintergrundspeicherung fort.
  • [0790]
    Konfliktbeladene Kommandos: Ein konfliktbeladenes Kommando ist eines, das das Laufwerk zur Suche, den Zugriff auf den Puffer, oder zur Veränderung der Laufwerksparameter (Spindelgeschwindigkeit, Medienentnahmeveränderungsstatus, etc.) auffordert. Nach dem Empfang eines konfliktbeladenen SCSI-Kommandos schaltet sich der Cache Monitor Task aus und unterbricht die Hintergrundspeicherung. Der SCSI Monitor Task wird wiederhergestellt. Die folgenden Kommandos sind als konfliktbeladene Kommandos definiert: Rezero Unit, Prevent/Allow Media Removal, Format, Write_10, Reassign Block, Seek_10, Erase_6, Erase_10, Write_6, Write/Verify, Seek_6, Verify, Mode Select, Read Defect Data, Reserve Unit, Write Buffer, Release UnitRead Buffer, Mode Sense, Read Long, Start/Stop, Write Long, Send Diagnostics, All Vendor Unique commands.
  • [0791]
    Zusammenfallende Kommandos: Zusammenfallende Kommandos sind jene, welche ohne Verschlechterung des Zustands der Hintergrundspeicherung ausgeführt werden können. Die folgenden Kommandos sind als zusammenfallende Kommandos definiert: Test Unit Ready, Inquiry, Request Sense, Read Capacity.
  • [0792]
    Weiterführende Kommandos: Weiterführende Kommandos sind Lesekommandos, welche im Hintergrund gespeicherte Daten erfordern können und ein zusätzliches Lesen im Hintergrundspeicher beginnen. Nur zwei Kommandos sind als weiterführende Kommandos klassifiziert. Diese Kommandos sind Read_6 und Read_10.
  • [0793]
    Processing Cache ISR TCSs: Der Cache Monitor Task empfängt TCS vom Cache-ISR und ruft dann RaCacheIsrProc() zur Verarbeitung der TCS ab.
  • [0794]
    Cache Monitor Task-Deaktivierung: Die Steuerung wird zum Read Task zurückgeführt, wenn ein SCSI-READ-Kommando auftreten sollte, welches nicht im Hintergrundspeicher gespeicherte Daten erfordert. Die Steuerung kehrt zum SCSI Monitor Task zurück, sollte das Hintergrundspeichern aufgrund des Auftretens eines SCSI-Resets, einer Bus Device Reset Message, eines konfliktbeladenen SCSI-Kommandos oder einer Laufwerkauffälligkeit beendet werden.
  • [0795]
    Wenn der Cache Monitor Task deaktiviert ist, kehrt die Steuerung zum Read Task zurück, welcher dann zur Steuerung des SCSI Monitor Tasks zurückkehren kann. Der Steuerungsfluß wird bestimmt durch den durch den Cache Monitor Task gesetzten Cache Task-Zustand. Die Cache Task-Zustände werden durch den Read Task ausgewertet, wenn sie über einen Abruf von REQUEST_TASK wiederhergestellt werden. Die drei Cache Task-Zustände sind nachfolgend beschrieben. 1) RAC_TERM: Dieser Zustand zeigt an, daß die Hintergrundspeicherung abgebrochen wurde. Der Read Task kehrt zurück zur SCSI-Überwachung, welche unmittelbar das READ TCS zurückführt und das nächste TCS von der Schlange abruft. Zu bemerken ist, daß der SCSI Monitor Task nicht zur STATUS-Phase geht, wie es normal wäre, da der Abschluß des Status und Kommandos bereits als Teil des Übergangs zum Cache Monitor Task gesendet wurde. 2) RAC_CONT: Dieser Zustand zeigt an, daß ein neues READ-Kommando hereingekommen ist und alle oder Teile der angeforderten Daten bereits im Hintergrund gespeichert wurden. Der Cache Monitor Task hat eine SCSI-Übertragung begonnen, und der Leseprozessor muß auf die einlaufenden SCSI TCS warten. 3) RAC_NEW_REQ: Dieser Zustand zeigt an, daß ein neues READ-Kommando eingetroffen ist und keine der angeforderten Daten im Hintergrund gespeichert wurden. Der Leseprozessor muß ein "normales" Lesen beginnen und dann auf das TCS vom Lese-ISR warten.
  • [0796]
    RaCacheIsrProc(): Diese Programm wird durch den Cache Monitor Task aufgerufen, und sein Zweck ist es, die Funktionen des Read Task hinsichtlich einer Plattenübertragung auszuführen. Es verarbeitet die TCS vom Cache-ISR, aktualisiert geeignete Parameter in der Laufwerkstruktur, und beginnt zusätzliche Leseoperationen, wenn erforderlich.
  • [0797]
    StopCacheinProg(): Dieses Programm wird durch den Cache Monitor Task aufgerufen, wenn er ein "weiterführendes" READ-Kommando empfängt. Der Zweck des StopCacheInProg liegt darin, den gegenwärtigen Hintergrundspeicherungsvorgang sauber zu beenden. Es überprüft das CACHE_IN_PROG-Bit, um zu sehen, ob ein Hintergrundspeichern abläuft. Wenn es so ist, wird das CACHE_STOP-Bit gesetzt, um dem Cache-ISR mitzuteilen, die Hintergrundspeicherung zu beenden. Nach einer Laufzeit von 5 ms, um dem Cache die Beendigung zu ermöglichen, wird das CACHE IN_PROG-Bit erneut überprüft, um zu sehen, ob das ISR das Cache ausgeschaltet hat. Wenn das Bit nicht gelöscht ist, wird angenommen, daß das Cache durch eine andere Einrichtung ausgeschaltet wurde. In diesem Fall werden die Bits CACHE_STOP, und CACHE_IN_PROG gelöscht.
  • [0798]
    RdDataInCache(): Diese Programm wird durch den Cache Monitor Task aufgerufen, wenn er mit der Ausführung eines "weiterführenden" READ-Kommandos beginnt. Sein Zweck ist die Bestimmung, ob ein neuer Cache-Treffer durch eine neue Leseanforderung auftritt. Wenn ein Cache-Treffer gegeben ist, wird das Bit CACHE START_SCSI_XFER im drv_cfg.cache_ctrl gesetzt. Das RdDataInCache modifiziert auch drv_cfg.rw_scsi_blks, um widerzuspiegeln, wie oft die geforderten Blöcke im Hintergrund gespeichert wurden.
  • [0799]
    Wenn ein Cache-Treffer gegeben war, die erforderlichen Daten jedoch nicht im Hintergrund gespeichert wurden, modifiziert RdDataInCache die Laufwerkstrukturdaten, um anzuzeigen, wieviel Blöcke gelesen wurden, wieviel noch zu lesen sind, und wo das Lesen zusammengefaßt werden soll.
  • [0800]
    Read Ahead Cache Performance Test: Testbeschreibung: Ein Cache-Testprogramm mit dem Namen CT.C wurde entwickelt. Dieses Cache-Testprogramm läuft mit dem SDS-3(F)-Hauptrechneradapter. Dieses Programm wurde etwas modifiziert, um CTT.C zu erzielen. CTT.EXE wurde verwendet, um das RMD-5200-SD Read Ahead Cache zu überprüfen.
  • [0801]
    CTT verwendet das Cache über die ersten 64 K des LBA. Ein gleichförmiges Muster wird auf jeden dieser LBA geschrieben. Das Muster besteht aus allen 0X5A, wobei die ersten vier Bytes mit der hexadezimalen LBA-Adresse des Blocks überschrieben wird (außer für LBA 0, dessen erste vier Bytes auf 0xFF gesetzt sind). Das CTT überprüft zuerst LBA 0, und wenn das erwartete Muster fehlt, initialisiert das CTT die Platte. Wenn LBA 0 übereinstimmt, dann wird angenommen, daß die Platte initialisiert ist.
  • [0802]
    Nachdem die Platte initialisiert wurde, führt das CTT verschiedene Durchläufe von aufeinanderfolgenden Leseschritten über die 64 k-Blocks aus. Innerhalb eines Durchlaufs wird die gleiche Transferlänge verwendet. Die Transferlänge wird dann für den nächsten Durchlauf verdoppelt. Die maximal verwendete Transferlänge ist 64 Blocks aufgrund der begrenzten Puffergröße des Hauptrechneradapters. Ein Datenvergleich wird bei jedem Lesen zur Überprüfung der Unversehrtheit der Daten durchgeführt.
  • [0803]
    Testoptionen: Protokollieren der Ergebnisse in einer Datei (Kommandolinienoption): Der Anwender kann eine Protokolldatei durch Ausführen der Kommandolinie C:>CTT-fo=filename.ext ausführen. Wenn eine Protokolldatei spezifiziert wurde, werden alle Ergebnisse, welche normalerweise auf dem Bildschirm ausgedruckt werden, auch in die Protokolldatei gedruckt.
  • [0804]
    Target ID (Ziel-ID): CTT kann verschiedene Ziel-IDs testen, obwohl es dies nicht während des gleichen Ablaufs ausführen kann.
  • [0805]
    Anzahl der Iterationen: Der Anwender kann spezifizieren, wie oft CTT den gesamten Test ausführt.
  • [0806]
    Initialtransferlänge: Der Anwender kann die Initialentransferlänge spezifizieren. Bei nachfolgenden Durchläufen wird die Transferlänge verdoppelt, bis die Transferlänge 64 Blöcke überschreitet.
  • [0807]
    Unterbrechungen zwischen dem Lesen: CTT macht immer einen Durchlauf ohne eine Unterbrechung zwischen den Leseschritten. Optional macht das CTT jedoch auch einen Durchlauf mit Pausen zwischen den Leseschritten. Diese Option stellt sicher, daß das Laufwerk Zeit hat, um eine gesamte oder teilweise Hintergrundspeicherung auszuführen in Abhängigkeit von der Laufzeit. Die teilweise Hintergrundspeicherung wurde getestet, um sicherzustellen, daß das Laufwerk der Hintergrundspeicherung zuverlässig stoppen kann. Die totale Hintergrundspeicherung wurde getestet, um sicherzustellen, daß das Laufwerk die Hintergrundspeicherung stoppt, wenn der Puffer voll ist.
  • [0808]
    Unterbrechungslänge: Wenn die Unterbrechungsoption gewählt wurde, wird der Anwender auch nach der Unterbrechungslaufzeit in Millisekunden gefragt.
  • [0809]
    Anhalten bei Fehler: CTT fragt auch ab, ob der Test anhalten soll, wenn ein Fehlerzustand festgestellt wird (wie zum Beispiel eine Datenunvergleichbarkeit oder ein Prüfzustandsstatus). Das Anhalten ist sinnvoll, wenn die Ausführung durch den Anwender die Ergebnisse nicht in einer Datei protokolliert, so wie es ist, wenn häufig Fehler getestet werden.
  • Firmwarearchitektur des Plattenlaufwerks
  • [0810]
    Dieser Abschnitt beschreibt die architektonischen Veränderungen, die bei der Realisierung von Jupiter-1 erforderlich waren, welches das Cirrus Logic Optical Disk Controller Chip Set und die RMD-5200-SD-Firmware als Grundlinie verwendet.
  • [0811]
    Die Jupiter-1-Architektur verringert die Anzahl der im System erforderlichen Tasks. Der SCSI Monitor Task (nachfolgend als Monitor Task bezeichnet) steuert die Gesamtfunktion des Laufwerks. Der Read Task und Write Task werden zu einem Drive Task kombiniert. Die Funktionalität des Read Ahead Cache Monitor Task wird aufgeteilt: Die Duplikation der Überwachungsfunktionen werden beseitigt und die Hintergrundspeicherungsfunktionen werden auf den Drive Task übertragen. Die spezifischen Veränderungen beim (SCSI) Monitor Task und beim Drive Task sind oben beschrieben.
  • [0812]
    Unterbrechungen: Das Jupiter-1-Laufwerk weist vier Unterbrechungskategorien auf. Diese enthalten nicht maskierbare Unterbrechungen (non-maskable interrupts, NMI), SCSI-Unterbrechungen, Laufwerkunterbrechungen und Laufwerkauffälligkeitsunterbrechungen.
  • [0813]
    NMIs werden erzeugt, wenn das SCSI-Bus-RESET-Signal festgestellt wird, wenn das 20-Pin-Verbinder-ACRESENT festgestellt wird (TBD), oder wenn PWRDNREQ (Plattenwechslerleistungsabsenkforderung) festgestellt wird.
  • [0814]
    Eine SCSI-Unterbrechung wird erzeugt, wenn die ersten sechs Bytes eines Kommandos empfangen wurden, wenn das SCSI-Bus-Attention-Signal festgestellt wird, wenn ein SCSI-Paritätsfehler auftritt, wenn ein Puffer-Paritätsfehler auftritt, oder wenn eine SCSI-Übertragung abgeschlossen wurde.
  • [0815]
    Eine Laufwerkunterbrechung wird von drei möglichen Chips erzeugt: dem SM331, SM330 oder dem Externen ENDEC. Das SM331 unterbricht, wenn die Formatablaufsteuerung stoppt, oder wenn ein Paritätsfehler des ECC-Korrekturvektors erfaßt wird. Der SM330 unterbricht im 1×- oder 2×-Modus, wenn ein gültiges ID gelesen wurde, ein Mediumfehler auftritt, ein ECC-Fehler auftritt, ein durchgerutschter Sektor (slipped sector) festgestellt wurde, das Sektorübertragungszählregister auf null zurückzählt, oder wenn eine Operation zum Abschließen der Unterbrechung erzeugt wird. Der SM330 unterbricht im 4×-Modus, wenn ein ECC-Fehler auftritt, oder eine Operation zum Abschließen der Unterbrechung erzeugt wird. Das externe ENDEC unterbricht im 4×-Modus, wenn ein gültiges ID gelesen wurde, ein Mediumfehler auftritt, ein durchgerutschter Sektor festgestellt wird, das Sektorübertragungszählregister auf null absinkt, ein Löschen oder Schreiben unnormal endet, oder wenn ein Indeximpuls erzeugt wird.
  • [0816]
    Eine Laufwerkauffälligkeitsunterbrechung wird durch das DSP oder durch das Randlogik-IC (GLIC) erzeugt. Das DSP erzeugt eine Laufwerkauffälligkeitsunterbrechung, wenn eine korrekte Initialisierung fehlschlägt, wenn ein Suchfehler auftritt, ein Spurverlustzustand erfaßt wird, der Spindelmotor auf seiner Geschwindigkeit ist und wenn der Spindelmotor nicht auf seiner Geschwindigkeit ist. Das GLIC erzeugt eine Laufwerkauffälligkeitsunterbrechung, wenn der AC-Auswurf festgestellt wurde, der Auswurfknopf am Frontpanel gedrückt wurde, das Auswurfbegrenzungssignal (Eject Limit signal) festgestellt wird, das Kassettensensorsignal hin- und herschaltet, und wenn das Kassettenladesensorsignal hin- und herschaltet.
  • [0817]
    Mehrprozeß-Kernroutine (Multi-Tasking Kernel): Identifizieren der Nachrichtentypen: Die gegenwärtige Architektur schafft eine Einrichtung, um die Art einer spezifischen Botschaft bzw. Nachricht zu identifizieren, welche empfangen wurde. Gegenwärtig wird die Quelle der Botschaft abgefragt und der "Status" der Botschaft wird manchmal als Typ verwendet. Die ganzzahligen Variablen für TCS ID, TCS-Quellen-ID und TCS-Ziel-ID (TCS Destination ID) werden zu Byte-Variablen umgewandelt. Eine neue Byte-Variable für die Art der Botschaft wird hinzugefügt, wobei die zusätzlichen Bytes beibehalten werden, wie sie in der TCS-Kopfzeile reserviert sind. Die Nachrichtenart-Variable dient als das Kennzeichenfeld in einer veränderlichen Aufzeichnung.
  • [0818]
    Zusammenfallende Verarbeitung: eine zusammenfallende Verarbeitung ist beim Jupiter-1 für das Laufwerk erforderlich, um a) eine Kommandoanreihung auszuführen, und b) in einer Mehrfach-Initiator-Umgebung auf ein Nicht-Medium-Zugriffskommando zu antworten, wenn eine Lese- oder Schreibabfrage durch das Drive Task ausgegeben wurde. Die gegenwärtige Architektur veranlaßt den SCSI Monitor Task, die Ausführung zu blockieren, bis der Read Task oder Write Task die Verarbeitung der gegenwärtigen Abfrage abgeschlossen hat.
  • [0819]
    Die zusammenfallende Verarbeitung im Jupiter-1 wird erreicht durch 1) Verhindern einer Blockade des Monitor Tasks nach dem Senden einer Abfrage zum Drive Task, 2) durch Teilhaberschaft aller Tasks in der Rund-Robin-Ablaufsteuerung durch "Teilen" der CPU-Resourcen, und 3) dadurch, es dem Monitor Task zu ermöglichen, dem Drive Task oder Low-Level Task zuvorzukommen, wenn ein Nicht-Ausschaltkommando empfangen wird. Um obiges 1) zu realisieren, verwendet der Monitor Task einen neuen Kernroutinedienst, um die Abfrage zum Drive Task zu senden. Der gegenwärtige Weg dazu ist, daß das Task-Register, für welchen Task eine Nachricht zu empfangen ist, wenn eine Laufwerkauffälligkeit auftritt, verändert werden muß. Die Nachrichtenumsteuerung der Laufwerksauffälligkeit wird nachfolgend im Detail erläutert. Punkt 2), Rund-Robin-Ablaufsteuerung wird realisiert, wie es im nachfolgenden Abschnitt beschrieben ist. Punkt 3), das Zuvorkommen wird realisiert, wie es nach dem folgenden Abschnitt beschrieben ist. Es sollte erkannt werden, daß, wenn kein Zuvorkommen realisiert wird, ein Synchronisierungsbefehl bzw. Semaphor erforderlich ist, um die SCSI-Schnittstelle zu managen. Neue Kernroutinendienste sind erforderlich, um den SCSI_-_in_use-Semaphor zu testen, zu testen & festzulegen, und zu löschen.
  • [0820]
    Round-Robin-Scheduling: Damit bei jedem Task ein "gleicher" Zugriff auf das CPU-Systemelement gegeben ist, muß jeder Task die CPU in periodischen Intervallen verlassen. Dies wird in gewissem Maße bereits erreicht, wenn eine Ausführung eines Tasks blockiert, während es auf das Eintreffen der nächsten Botschaft in seiner Schlange wartet. Beim Erfordernis für eine zusammenfallende Verarbeitung muß die Reaktionszeit von der Zeit des Monitor Task ablaufen und die Zeit, bis der Drive Task an die CPU übergeben wird, muß minimiert werden. Die Reaktionszeitausgabe wird im nächsten Abschnitt des Zuvorkommens ausgeführt.
  • [0821]
    Wenn kein Zuvorkommen erforderlich ist, wird die CPU freiwillig zwischen den Tasks aufgeteilt. Der Kernroutinenaufruf zum Warten auf die nächste Nachricht veranlaßt den gegenwärtigen Task zu blockieren, während die Kernroutine nach einem fertigen Task sucht. Die Ablaufsteuerungsreaktionszeit, während die Kernroutine diese Suche ausführt, wird minimiert durch 1) Reduzieren der Anzahl an zu überprüfenden Tasks, 2) Reduzieren der möglichen Zustände, in welchen ein Task sein kann. Die Anzahl der Tasks wird verringert durch Beseitigen eines Read Ahead Monitor Tasks und durch Kombinieren der separaten Tasks für das Lesen und Schreiben jedes Medientyps zu einem Signaltask. Die Task-Konsolidierung wird nachfolgend detaillierter beschrieben.
  • [0822]
    Der Satz an möglichen Zuständen eines Tasks enthält gegenwärtig den "warte auf eine spezifische Nachricht"-Zustand. Bei einem Erfordernis zur zusammenfallenden Bearbeitung wäre dieser Zustand ungültig und wird daher aus dem System entfernt. Es bestellen nur drei mögliche Zustände: aktiv, warten auf eine Nachricht, und schlafen. Die Codierungsüberprüfung der Kernroutine für einen schlafenden Task und die Uberprüfung für einen Task, der auf eine Nachricht wartet, wurde bereits in hohem Maße optimiert. Eine fertige Liste von Tasks, welche zur Zusammenfassung bereit sind, fügt keinen bedeutenden Leistungsanstieg hinzu. Die Kernroutine erfordert zusätzlich 11 s, um die zusätzlichen beiden Tasks zu testen, bevor sie zur Überprüfung des ursprünglichen Tasks zurückkehrt.
  • [0823]
    Zuvorkommen (Preemption): Die Jupiter-1-Architektur muß um ein Ausmaß zuvorkommend bzw. voreilend sein, daß ein Nichtausschalt-Kommando, welches während eines Zugriffskommandos für ein nicht verbundenes Medium empfangen wird, den Monitor Task veranlassen kann, dem Drive Task oder dem Low-Level Task zuvorzukommen. Es besteht kein Erfordernis als jenes für den Drive Task, dem Monitor Task oder dem Low-Level Task zuvorzukommen. Es wird hier vorgeschlagen, daß es besser ist, den Task Drive zu veranlassen, einen gewissen Abschnitt seiner Verarbeitung neu zu starten, anstatt ein nichtausschaltendes Kommando um zehn oder eine Mehrzahl von zehn Millisekunden zu verzögern.
  • [0824]
    Abschnitte der Codierung müssen im Rahmen des Drive Tasks und Low-Level Tasks identifiziert werden (insbesondere die Wiedergewinnungsroutinen mit anspruchsvollen Mitteln), welche erfordern, daß die Verarbeitung für diesen Abschnitt neu gestartet wird, wenn der Task vorgezogen wurde. Der Drive Task und Low-Level Task registrieren sich selbst zu Beginn von derartigen Abschnitten der Codierung um zu identifizieren, wo neu gestartet werden soll. Dies ist ähnlich zur Registrierung für Drive Attentions. Wenn der Drive Task oder Low-Level Task der aktive Task ist, jedoch nicht registriert ist, wird angenommen, daß der Task vollständig voreilbar ist. Das heißt, der Task kann unterbrochen und später vom gleichen Punkt ohne jegliche schädliche Effekte zusammengefaßt bzw. wiederaufgenommen werden.
  • [0825]
    Wenn ein neues Kommando durch das SCSI ISR empfangen wird, wird am Ausgang des ISR ein neuer Kernroutinenabruf vorgenommen, um zu bestimmen, ob eine Voreilung erforderlich ist, und wenn dem so ist, sie auszuführen. Wenn der Monitor Task der gegenwärtige Task war, bevor das SCSI ISR anlief, wird keine Voreilung erforderlich. Wenn der Drive Task oder Low-Level Task der gegenwärtige Task war, wird dem zuvorgekommen.
  • [0826]
    Wenn ein neues Nicht-Ausschaltkommando durch das SCSI ISR empfangen wird, während das Laufwerk ein Zugriffskommando für ein nicht verbundenes Medium ausführt, wird das ISR an seinem Ausgang die neue Kerndienstroutine abrufen um zu erfassen, ob ein Task sich selbst registriert hat. Wenn er nicht registriert ist, kommt dem Task der Monitor Task zuvor und wird an dem Punkt wiederaufgenommen, an dem er unterbrochen wurde, als das Round-Robin-Scheduling wieder aufgenommen wurde. Wenn der Task registriert wurde, wird die Kernroutine a) das Laufwerk herunterfahren, b) das Laufwerk aus dem Spiralmodus herausnehmen (nun ein Laufwerkkommando zum DSP), c) den Drive Task oder Low-Level Task zum Neustart an der registrierten Adresse veranlassen, und d) die Ausführung zum Monitor Task zu übertragen. Nachdem der Monitor Task das neue Kommando verarbeitet, stellt er einen Kernroutinenabruf her, um auf die nächste Nachricht zu warten. Die Kernroutine tritt dann in die Idle Loop ein, um nach einem abgeschlossenen Task zu suchen. Der Drive Task oder Low-Level Task wird weiter abgeschlossen sein, die Kernroutine wird danach senden, und die Ausführung der registrierten Adresse wird wieder aufgenommen mit einem Wert in AX-Anzeige, so daß ein Neustart auftritt.
  • [0827]
    Jeglicher Medienzugriff, wo die CPU in Realzeit einen gewissen Aspekt der Platte überwacht (z. B. auf eine Sektormarkierung wartet), wird durchbrochen, wenn der Monitor Task voreilt. Diese Abschnitte der Codierung müssen durch Registrierung für einen Neustart bei einer Voreilung bewerkstelligt werden.
  • [0828]
    Wenn der Drive Task oder der Low-Level Task einmal den Medienzugriff begonnen haben, setzen sich die Hardware und das Laufwerk-ISR durch das Bündel fort und bewirken, daß es abschließend leer ist, und senden eine Nachricht zum Task, um anzuzeigen, daß das Bündel abgeschlossen wurde. Der Task ist dann zuständig für die Herausnahme der Nachricht aus der schlange und das Starten des nächsten Datenblocks. Eine Voreilung, nachdem die Hardware begonnen hat, schafft keine Laufwerksteuerungsprobleme.
  • [0829]
    Während einer ausgeführten Suche für einen Mediumzugriff sperrt die Suchcodierung die SCSI-Unterbrechungen, versucht ein ID zu lesen, und wartet bis zu 16 Millisekunden auf ein ISR, um ein gespeichertes ID zu lesen. Während dieser 16 Millisekunden kann das SCSI ISR nicht laufen, was bedeutet, daß die SCSI-Sammelleitung potentiell in der Mitte der Kommandophase gehalten wird (nachdem die ersten sechs Bytes durch das SM331 gelesen wurden). In dem Fall, wenn die Suche erfolgreich ist, bleiben die SCSI-Unterbrechungen vom Zeitpunkt des Starts der Suchcodierung bis zum Einlesen eines ID, nachdem die Suchcodierung zur Einstellungscodierung zurückkehrt (z. B. gcr_-_StartRdVfy), nachdem alle Register eingestellt wurden und nachdem der Sequenzer gestartet wurde, gesperrt. Um diesen Zustand besser bewerkstelligen zu können, ermöglicht die neue Architektur es dem Monitor Task, der Suche vorzueilen. Dies wird durch Registrierung der Suchcodierung für die Voreilung realisiert und ermöglicht dann SCSI-Unterbrechungen. Wenn eine SCSI-Unterbrechung (welche eine Voreilung erfordert) auftritt, während die Suche im Ablauf ist, schließt das DSP die Suche ab und plaziert das Laufwerk im Jumpback bzw.
  • [0830]
    Rücksprung. (Dabei wird angenommen, daß das DSP das Disable Spiral-Kommando einreihen kann, während es die Suche abschließt.) Wenn eine SCSI-Unterbrechung (welche eine Voreilung erfordert) nach Abschluß der Suche, jedoch vor dem Start der Hardware auftritt, sollte die Codierung an seiner registrierten Adresse neu starten und eventuell eine erneute Suche ausführen. Wenn eine SCSI-Unterbrechung auftritt, nachdem die Hardware angestoßen wurde, ist der Medienzugriff vollständig voreilfähig und muß daher nicht weiter registriert werden.
  • [0831]
    Stack Size (Stapelgröße): Die Stapelgröße für jeden Task ist gegenwärtig auf 512 Bytes festgelegt. Mit der vergrößerten Modularität, welche für Jupiter-1 vorweggenommen ist, und den zum Bewerkstelligen der aufgereihten Kommandos, Hintergrundspeicherungen etc. erforderlichen zusätzlichen Lagen (layers), kann es erforderlich sein, die Stapelgröße auf 1024 Bytes zu erhöhen. Mittels der Verringerung der Anzahl der Tasks auf drei verringert sich der dem Stapel tatsächlich zugewiesene Speicher.
  • [0832]
    Laufwerkkonfigurationsstruktur: Identifikation des Medientyps: Die Firmware muß bestimmen, welche An von Medium in das Laufwerk eingefügt wurde, um die geeigneten Routinen für jeden Medientyp abzusetzen. Separate Bits in der Laufwerkkonfigurationsvariablen "inited" werden verwendet für jeden der Medientypen: 1×, 2× und 4×.
  • [0833]
    Drive State Variable (Laufwerkzustandsvariable): Mit dem Erfordernis für eine zusammenfallende Verarbeitung muß der Monitor Task wie oben erläutert in der Lage sein, den gegenwärtigen Zustand des Laufwerks zu bestimmen und eine geeignete Nachricht entsprechend dem am neuesten empfangenen Ereignis auszugeben. Dies wird durch Einführen einer neuen "Laufwerkzustand"-Variablen realisiert, welche einzig durch den Monitor Task beibehalten wird. Nachfolgende Tabelle 44 listet die möglichen Laufwerkszustände auf.
  • Tabelle 44 – Laufwerkzustände
  • [0834]
    Der Drive Task kann den Zustand von "Read" auf "Read, Connected" oder "Read, Disconnected" verändern.
  • [0835]
    Power On Self Test (Einschaltselbsttest): ROM Checksum (ROM-Prüfsumme): Der Rom-Test berechnet gegenwärtig die Prüfsumme für das einzelne EPROM. Mit dem dualen Chipdesign des Jupiter-1 muß der Bereich für die ROM-Prüfsumme den Adressenbereich für beide Chips enthalten. Der Adressenbereich für beide Chips ist 0xC0000 bis 0xFFFFF.
  • [0836]
    Buffer RAM Diagnostic (Puffer-RAM-Diagnostik): Die Puffer-RAM-Diagnostik dauert beträchtlich länger mit den 4 MB des Puffer-RAMs. Vom Jupiter-I wird gefordert, daß er zur Bewerkstelligung einer SCSI-Auswahl nach 250 Millisekunden in der Lage ist. Die Firmware weist gegenwärtig eine Zweiphasen-Initialisierung auf. Phase I der Initialisierung liegt dort vor, wo keine Auswahl zulässig ist, während das Laufwerk seine Diagnostiken durchführt (gegenwärtig die Puffer-RAM-Diagnostik einschließend). Wenn die grundlegende Laufwerkfehlerlosigkeit einmal hergestellt wurde, tritt das Laufwerk in Phase II der Initialisierung ein, wo es eine Auswahl bewerkstelligen kann und nur auf ein Test Unit Ready oder ein Inquiry Command antwortet. Während der Phase II liest das Laufwerk vom EEPROM, initialisiert die Abfragedaten (Inquiry Data), die Mode Page Datas und verschiedene andere Datenstrukturen. Es ist während der Phase II der Initialisierung, wo der 4 MB Puffer-RAM-Test des Jupiter-1 ausgeführt werden sollte.
  • [0837]
    RAM-Diagnostik: Wenn die RAM-Diagnostik für beide SRAM-Chips zu lange dauert, könnte der Test unterteilt werden und die verbleibenden Abschnitte während der Phase II der Initialisierung wie oben erläutert für den Puffer-RAM-Test ausgeführt werden.
  • [0838]
    Autochanger Reset (Plattenwechselrückstellung): Wenn das Laufwerk erfaßt, daß ein Autochanger-Reset festgestellt wurde, während das Laufwerk auf ein nicht festgestelltes Autochanger-Reset warten muß, bevor es versucht, den 20-Pin-Verbinder für das SCSI ID zur Verwendung einzulesen, und erfaßt, ob die SCSI-Parität freigegeben ist. Das Jupiter-1-Laufwerk kann seine Phase I der Initialisierung vollständig ausführen, während das Autochanger-Reset festgestellt wird. Wenn das Laufwerk fertig zur Initialisierung des SCSI-Abschnitts des SM331 ist, überprüft es das GLIC-Chip, um zu sehen, wenn der 20-Pin-Verbinder angefügt ist. Wenn er nicht angefügt ist, wird das SCSI ID bestimmt und ob die SCSI-Parität durch die optionalen Springer freigegeben ist. Wenn der 20-Pin-Verbinder angefügt ist, fragt das Laufwerk den GLIC-Chip ab, um den tatsächlichen Level des Autochanger-Reset zu überwachen. Wenn der Autochanger-Reset nicht festgestellt wird, bestimmen die Signale vom 20-Pin-Verbinder das SCSI ID und ob die SCSI-Parität freigegeben ist.
  • [0839]
    Boot Task: Initialisierungscodierung: Die Codierung für die Phase II der Initialisierung ist im Boot Task enthalten. Der Boot Task führt die Initialisierung aus, schafft die anderen Laufwerk Tasks und ersetzt sich dann selbst mit der Codierung für den Monitor Task. Es benötigt einige Zeit, um den Boot Task mit dem Monitor Task zu überschreiben. Jupiter-I plaziert statt dessen die Initialisierungscodierung der Phase II in einer Routine, welche die im Monitor Task zuerst ausgeführte ist. Nachdem die Initialisierung ausgeführt wurde, setzt sich der Monitor Task mit der Codierung fort, welche gewöhnlich ausgeführt wird. Aufgrund der in jedem der Tasks definierten Steuerschleifen verläßt die Ausführung eines Tasks niemals die Schleife. Die Initialisierungscodierung wird vor der Task-Schleife angeordnet und wird daher nur ausgeführt, wenn der Task einmal ursprünglich durch die Kernroutine geschaffen wurde.
  • [0840]
    Single Read und Write Task: Die gegenwärtige Architektur hat unterschiedliche Tasks für 1×-Lesen, 2×-Lesen, 1×-Schreiben und 2×-Schreiben. Es kann niemals mehr als ein Medientyp zu einem Zeitpunkt installiert sein. Nur eine Funktion, Lesen oder Schreiben, kann zu einem Zeitpunkt ausgeführt werden. Daher ist nur ein Mediumzugriffsvortrag, das Read/Write Task, erforderlich.
  • [0841]
    Phase II der Initialisierungscodierung erzeugt nur einen einzigen Read/Write Task, der nachfolgend in dieser Erläuterung als Drive Task bezeichnet wird. Die nachfolgenden Abschnitte geben weitere Details wider.
  • [0842]
    Kassetteninitialisierung: Die Kassetteninitialisierung wird zum Einschaltzeitpunkt ausgeführt, wenn eine Kassette bereits im Laufwerk gegenwärtig ist, oder nach dem Einschalten, wenn eine Kassette eingefügt wird. Die gegenwärtig Architektur führt die Initialisierung zum Einschaltzeitpunkt als Teil des Boot Tasks aus. Wenn eine Kassette nach dem Einschalten eingefügt wird, wird die Initialisierung als Teil des Drive Attention Handler ausgeführt, welcher ein Unterbrechungsdienstprogramm (Interrupt Service Routine, ISR) ist. Aufgrund der neuen Struktur der Unterbrechungen vom DSP und von Auszeit-Nachrichten muß die Kassetteninitialisierungsfunktion durch einen Task derart ausgeführt werden, daß sie eine Nachricht in ihrer Schlange empfangen kann. (Nur Tasks haben Schlangen.) Die Initialisierungscodierung der Phase II sendet nun eine Nachricht zum Drive Task, um die Kassetteninitialisierung beim Einschalten und wenn eine Kassette eingefügt wird auszuführen. Die Kassetteninitialisierung wird nachfolgend detaillierter erläutert.
  • (SCSI) Monitor Task: Zusammenfallende Verarbeitung:
  • [0843]
    Drive State Management and Control (Laufwerkszustandsmanagement und – steuerung): Der Monitor Task ist nun zuständig für die Beibehaltung der "Laufwerkszustands"-Variablen. Die folgenden Unterabschnitte beschreiben den Zusammenhang zwischen den empfangenen SCSI-Kommandos, dem Laufwerkszustand und verschiedene Nachrichten, welche überall in der Laufwerkarchitektur verwendet werden. Wie zuvor erwähnt, gibt obige Tabelle 44 eine Liste der Laufwerkszustände aus.
  • [0844]
    Non-Media Access Commands (Nicht-Mediumzugriffskommandos): Der Monitor Task bleibt zuständig für die Ausführung von Zugriffskommandos bei nicht vorhandenen Medien, wie zum Beispiel Test Unit Ready, Inquiry und Mode Sense.
  • [0845]
    Start/Stop Spindle Command (Start-/Stop-Spindelkommando): In der gegenwärtigen Architektur führt der SCSI Monitor Task das Start-/Stop-Spindelkommando aus. Um eine zusammenfallende Verarbeitung zu schaffen, während das Kommando ausgeführt wird, muß dieses Kommando durch einen separaten Task ausgeführt werden. Bei der Ausführung der Kassetteninitialisierung erfolgt folgerichtig in der Architektur ein "Spinning Down" (Herunterdrehen). Für den Low-Level Task siehe unten.
  • [0846]
    SCSI-Suche: Das SCSI-Suchkommando (SCSI Seek Command) wird nun durch den Drive Task bewerkstelligt. Dies ist erforderlich, um es dem Monitor Task zu ermöglichen, die zusammenfallende Verarbeitung von neuen Kommandos, so wie sie empfangen werden, zu unterstützen. Der Monitor Task verändert den Laufwerkszustand auf "Suche" und sendet eine Nachricht zum Drive Task, um die Suche auszuführen. Der Drive Task führt eine "Suchstatus"-Nachricht zum Monitor Task zurück, um anzuzeigen, daß die Forderung erfüllt wurde.
  • [0847]
    Media Access Commands (Medienzugriffskommandos): Der Monitor Task ist zuständig zum Absenden einer Nachricht zum Drive Task bei Lesen, Überprüfen, Löschen, Schreiben, Schreiben/Überprüfen, oder Formatkommandos. Der Monitor Task setzt den Laufwerkszustand auf "Read", "Write", oder "Format" gemäß dem Erfordernis. Der Monitor Task blockiert nicht seine Ausführung, während er darauf wartet, daß der Drive Task die Forderung erfüllt. Der Drive Task führt eine Statusbotschaft zum Monitor Task zurück, um anzuzeigen, daß die Forderung erfüllt wurde.
  • [0848]
    Read State and Caching (Lesezustand und Hintergrundspeicherung): Wenn eine Leseanforderung von einem Initiator empfangen wird, überprüft der Monitor Task, ob die gegenwärtige Mode Page 08 h die Freigabe zur Hintergrundspeicherung eingelesen hat. Wenn sie freigegeben ist, und kein weiteres Kommando in der Schlange vorliegt, sendet der Monitor Task eine Nachricht zum Drive Task, um die Verarbeitung der Leseanfrage zu beginnen und den Read Ahead Cache zu starten, wenn dieser ausgeführt ist. Der Laufwerkszustand an diesem Punkt wird verändert auf "Read, With Caching". Wenn andere Kommandos in der Schlange vorliegen, würde der Monitor Task bestimmen, ob das nächste Kommando ein Hintergrundspeichern ausschließt. Wenn ja, wird die Nachricht zum Drive Task gesendet, um die Verarbeitung der Leseanfrage zu beginnen, und wenn dies erfolgt ist, das Read Ahead Cache zu starten. Der Laufwerkszustand an diesem Punkt wird auf "Read With Caching" verändert. Wenn andere Kommandos in der Schlange gegenwärtig sind, würde der Monitor Task bestim men, ob das nächste Kommando die Hintergrundspeicherung ausschließt. Wenn ja, würde die zum Drive Task übertragene Nachricht anzeigen, daß die Hintergrundspeicherung nicht gestartet wurde, und der Laufwerkszustand würde auf "Read Without Caching" gesetzt.
  • [0849]
    Wenn das Hintergrundspeichern beim Lesen freigegeben und gestartet ist, und dann ein anderes Kommando empfangen wurde, würde der Monitor Task (zusammenfallend ausführend) bestimmen, ob das Read Ahead Cache gestoppt werden soll. Wenn das empfangene Kommando zum Beispiel eine Schreibanforderung war, würde der Monitor Task eine Nachricht zum Drive Task senden, um das Read Ahead Cache zu unterbrechen und jegliche Daten im Hintergrundspeicher ungültig machen. Wenn das empfangene Kommando eine Leseanforderung wäre, würde der Monitor Task eine Nachricht zum Drive Task senden, um das Read Ahead Cache zu stoppen und die Daten im Hintergrundspeicher aufrechtzuerhalten. Die diesbezügliche Ausgabe zur Bewerkstelligung von Laufwerkauffälligkeitsnachrichten wird nachfolgend ausgeführt.
  • [0850]
    Write State and Caching (Schreibzustand und Hintergrundspeicherung): Wenn eine Schreibanfrage von einem Initiator empfangen wird, überprüft der Monitor Task, ob die gegenwärtige Mode Page 08 h für die Freigabe der Hintergrundspeicherung votiert hat. Wenn diese freigegeben ist, und kein anderes Kommando in der Schlange vorliegt, sendet der Monitor Task eine Nachricht zum Drive Task, um die Schreibanforderung wie gefordert auszuführen. Der Laufwerkszustand in diesem Punkt wird verändert auf "Write Request, With Caching". Wenn andere Kommandos in der Schlange gegenwärtig sind, würde der Monitor Task bestimmen, ob das nächste Kommando eine Hintergrundspeicherung ausschließt. Wenn ja, würde die zum Drive Task übermittelte Nachricht anzeigen, daß die Hintergrundspeicherung nicht geeignet war, und der Laufwerkszustand würde auf "Write Request, Without Caching" gesetzt.
  • [0851]
    Wenn die Hintergrundspeicherung beim Schreiben freigegeben wäre und ein anderes Kommando empfangen würde, würde der Monitor Task (zusammenfallend ausführend) bestimmen, ob das Write Cache gestoppt werden soll. Wenn das empfangene Kommando zum Beispiel eine Leseanforderung wäre, würde der Monitor Task eine Nachricht zum Drive Task senden, um das Write Cache zu stoppen und jegliche Daten in der Hintergrundspeicherung zum Medium räumen. Wenn das empfangene Kommando eine Schreibanforderung wäre, würde der Monitor Task keine Aktion ergreifen, außer die Kommandos für die Verarbeitung nach dem erfolgreichen Abschluß der gegenwärtigen Anfrage anzureihen. Die diesbezügliche Ausgabe zur Bewerkstelligung von Laufwerkauffälligkeitsnachrichten wird nachfolgend erläutert.
  • [0852]
    Catastrophic Events (Katastrophale Ereignisse): Katastrophale Ereignisse sind als ein SCSI Bus Reset (SCSI-Sammelleitung-Zurücksetzung) oder ein Power Down Request (Leistungsabsenkforderung) vom Plattenwechsler definiert. Wenn eines dieser Ereignisse auftritt, wird das NMI ISR aufgerufen, um eine Nachricht zum Monitor Task zu senden. Basierend auf den Laufwerkszustand wird der Monitor Task die nachfolgend beschriebene korrigierende Aktion ergreifen.
  • [0853]
    Wenn eine "SCSI Bus Reset"-Nachricht empfangen wird, überprüft der Monitor Task den gegenwärtigen Laufwerkszustand. Wenn das Laufwerk gegenwärtig im "Write"-Zustand ist, wird eine "Flush Write Cache"-Nachricht zum Drive Task übertragen und der Laufwerkszustand wird auf "Flush Write Cache, then Reset" verändert. Wenn der Drive Task eine "Flush Status"-Nachricht zurückführt, überprüft der Monitor Task das Reset-Bit in Byte 14 der Vendor Unique Mode Page 21 h. Wenn ein Hard-Reset konfiguriert ist, setzt der Monitor Task den Laufwerkszustand auf "Hard Reset" und initiiert dann einen Hard-Reset durch Zurückspringen zur Boot Adresse (OFFFFOh). Wenn ein Soft-Reset konfiguriert ist, setzt der Monitor Task den Laufwerkszustand auf "Soft Reset" und initiiert dann einen Soft-Reset. Wenn eine "SCSI Bus Reset"-Nachricht empfangen wird und das Laufwerk gegenwärtig im "Read"-Zustand ist, überprüft der Monitor Task das Reset Bit in Byte 14 des Vendor Unique Mode Page 21 h und initiiert einen Hard- oder Soft-Reset gemäß Anzeige.
  • [0854]
    Wenn eine "Power Down Request"-Nachricht empfangen wird, überprüft der Monitor Task den gegenwärtigen Laufwerkszustand. Wenn das Laufwerk gegenwärtig im "Write"-Zustand ist, wird eine "Flush Write Cache"-Nachricht zum Drive Task gesendet und der Laufwerkszustand wird auf "Flush Write Cache, then Power Down" verändert. Wenn das Drive Task eine "Flush Status"-Nachricht zurückführt, verändert der Monitor Task den Laufwerkszustand auf "Power Down" und stellt das PWRDNACK-Signal am 20-Pin-Verbinder fest. Wenn eine "Power Down Request"-Nachricht empfangen wird und das Laufwerk im "Read"-Zustand vorliegt, setzt das Monitor Task den Laufwerkszustand auf "Power Down" und stellt das PWRDNACK-Signal am 20-Pin-Verbinder fest. Zu bemerken ist: zusätzliche Aktionen sind nach der Feststellung des PWRDNACK oder verbleibenden Randbedingungen zu ergreifen.
  • [0855]
    Command Queuing (Kommandoanreihung): Zu bemerken: mit Kennung versehene Anreihung oder ohne. Jedes dieser Muster ist eine Konstruktionsbetrachtung, welche den Fachmann bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung, wie sie hier freigegeben und offenbart ist, nicht beeinflußt.
  • [0856]
    Drive Task: Der Drive Task führt die Kassetteninitialisierung, die SCSI-Suche und alle Mediumuzugriff- und -hintergrundspeicherungsfunktionen aus. Ein einzelner Task ist erforderlich, da nur eine Art von Mediumzugriff zu einem Zeitpunkt auftreten kann und nur eine Art der Hintergrundspeicherung zu einem Zeitpunkt gestützt wird. Der Monitor Task sendet Nachrichten zum Drive Task, um die geeigneten Dienste anzufordern.
  • [0857]
    Servicing SCSI Commands (SCSI-Dienstkommandos): Wenn der Drive Task eine Nachricht empfängt, die Dienste für ein SCSI-Kommando (Suchen, Lesen/Überprüfen, Löschen/Schreiben oder Formatieren) erfordert, verzweigt sich die Firmware für den Drive Task in einen geeigneten Weg zum Lesen, Schreiben oder Formatieren und dann wiederum für das 1×-, 2×- oder 4×-Mediumformat. Die Codierung für jeden Medientyp wird wie zuvor noch beibehalten als ein separater Modulsatz aus Gründen der Aufrechterhaltung und Stabilität.
  • [0858]
    Kassetteninitialisierung: Die Kassetteninitialisierungsfunktion wird durch den Drive Task ausgeführt, wenn eine Nachricht vom Monitor Task zum Einschaltzeitpunkt empfangen wird. Wenn eine Kassette nach dem Einschalten eingefügt wird, sendet der Drive Attention Handler eine "Cartridge Inserted"-Nachricht zum Monitor Task. Der Monitor Task verändert den Laufwerkszustand auf "Loading Cartridge" und sendet eine "Initialize Cartridge Request"-Nachricht zum Drive Task. Der Drive Task seinerseits sendet eine "Spindle Start/Stop Request"-Nachricht zum Low-Level Task gemäß nachfolgender Beschreibung. Wenn eine Kassette einmal erfolgreich eingeladen und auf die Geschwindigkeit hochgefahren wurde, bestimmt der Drive Task den Kassettentyp und das Mediumformat, liest die vier Defect Management Areas (DMA) ein, überschreibt ein DMA, wenn dies erforderlich ist, und initialisiert die defekten Managementstrukturen. Wenn der Initialisierungsvorgang abgeschlossen ist, führt der Drive Task eine "Initialize Cartridge Status"-Nachricht zum Monitor Task zurück. Der Laufwerkzustand wird dann auf "Idle" verändert.
  • [0859]
    Read und Read Ahead Cache: Die Lesecodierung innerhalb des Drive Tasks ist zuständig für die Bewerkstelligung des Lesevorgangs, die Lesevorabhintergrund speicherung (Read Ahead Cache) und bestimmt, wenn ein Schlag (hit) aufgetreten ist oder entscheidet, auf das Medium zuzugreifen. Nachrichten vom Monitor Task steuern die Aktionen des Drive Tasks zum Lesen, Hintergrundspeichern oder nicht Hintergrundspeichern.
  • [0860]
    Wenn der Drive Task eine Nachricht zur Durchführung eines Lesens empfängt, wird die Nachricht anzeigen, ob eine Hintergrundspeicherung gestartet werden soll, nachdem das Lesen abgeschlossen ist. Eine "Read Request without caching"-Nachricht zeigt an, daß das Drive Task nicht planen sollte, jegliche Daten im Hintergrund zu speichern. Eine "Read Request, with caching"-Nachricht zeigt an, daß der Drive Task planen sollte, das Lesen mit einer Hintergrundspeicherung auszuführen. Wenn eine dieser Nachrichten durch den Drive Task empfangen wurde, hat der Monitor Task bereits den Laufwerkszustand auf den geeigneten Lesezustand gesetzt.
  • [0861]
    Der Drive Task kann während einem Lesen ohne eine Hintergrundspeicherung andere Nachrichten empfangen, um die anfängliche Hintergrundspeicherungsanforderung zu ignorieren und das Lesen nicht auszudehnen. Wenn eine "Stop Read Cache"-Nachricht empfangen wird, erfüllt das Drive Task nur den nicht im Hintergrund gespeicherten Teil des Lesens. Wenn eine Hintergrundspeicherung noch nicht begonnen war, startet der Drive Task das Lesen nicht vorab. Wenn die Hintergrundspeicherung bereits begonnen war, wird das Lesen vorab abgebrochen und alle im Hintergrund gespeicherten Daten werden aufrechterhalten. Das Read Mode-Statusdiagramm ist in 122 dargestellt. Wenn eine "Abort Read Cache"-Nachricht empfangen wird, erfüllt der Drive Task nur den nicht im Hintergrund gespeicherten Teil des Lesens. Wenn die Hintergrundspeicherung noch nicht begonnen war, startet der Drive Task nicht das Vorabeinlesen. Wenn die Hintergrundspeicherung bereits begonnen war, wird das Vorabeinlesen abgebrochen und alle im Hintergrund gespeicherten Daten werden ungültig gemacht.
  • [0862]
    Der Read Ahead Cache puffert die Sektoren vom letzten LBA, ABA oder Spursektor bis 1) eine "Stop Read Cache"- oder "Abort Read Cache"-Nachricht empfangen wird, 2) das maximale Vorauslesen erfüllt ist, 3) kein freier Raum auf dem Puffer-RAM verbleibt, oder 4) ein Sektor nicht innerhalb der gegenwärtigen Grenzwerte wiedergewonnen werden kann.
  • [0863]
    Der Drive Task muß notwendigerweise den Drive Attention Router (DAR) Token aufrechterhalten. Wenn eine Laufwerksauffälligkeit (Drive Attention) auftritt, während das Vorablesen ausgeführt wird, muß der Drive Task Kenntnis vom Beobachtungszustand erhalten, die geeigneten Aktionen zu dessen Beseitigung ergreifen, und Wiederherstellungsoperationen starten. Die Abwicklung des DAR-Token wird nachfolgend beschrieben.
  • [0864]
    Write Cache: Diese Diskussion wird in Verbindung mit 123 geschaffen. Die Schreibcodierung innerhalb des Drive Task ist zuständig für die Entscheidung, wenn auf das Medium zugegriffen werden soll, zum Managen des Write Cache, zum Managen der Puffer-Reaktionszeit des Write Cache, und zum Freimachen des Write Cache. Nachrichten vom Monitor Task steuern die Aktionen des Schreibvorgangs.
  • [0865]
    Wenn der Drive Task eine Nachricht zum Ausführen eines Schreibens empfängt, zeigt diese Nachricht an, ob die Daten im Hintergrund gespeichert werden können. Eine "Write Request, with caching"-Nachricht zeigt an, daß der Drive Task die Daten in Abhängigkeit vom Immediate Flag im CDB und den gegenwärtigen Inhalten im Write Cache im Hintergrund speichern kann. Eine "Write Request, without caching"-Nachricht zeigt an, daß der Drive Task die Daten unter keinen Umständen im Hintergrund speichern kann.
  • [0866]
    Der Drive Task kann andere Nachrichten empfangen, während er ein puffergespeichertes Schreiben ausführt, um die Inhalte des Write Cache zu räumen. Wenn eine "Stop Write Cache"-Nachricht empfangen wird, erfüllt der Drive Task die gegenwärtige Schreibanforderung und räumt dann alle puffergespeicherten Daten zum Medium. Wenn eine "Flush Write Cache"-Nachricht empfangen wird, erfüllt der Drive Task die gegenwärtige Schreibanforderung, wenn eine im Vorgang ist, und räumt dann alle puffergespeicherten Daten auf das Medium, oder, wenn keine Anforderung im Ablauf ist, werden alle puffergespeicherten Daten auf das Medium geräumt.
  • [0867]
    Die Funktion des Write Cache liegt darin, Vorteil aus der Kohärenz der Daten von mehreren SCSI-Schreibanforderungen zu ziehen. Sektoren von mehreren Anforderungen, welche einander benachbart sind, können zu einem einzelnen Mediumzugriff kombiniert werden, welcher einen geringeren Verarbeitungsüberhang anbietet. Benachbarte Sektoren können im Hintergrund gespeichert werden. Nicht benachbarte Sektoren verursachen, daß die Sektoren, welche im Hintergrundspeicher vorliegen, die längsten der zum Medium zu übertragenden sind.
  • [0868]
    Es ist den Daten ermöglicht, im Puffer-RAM bis zu der maximalen Zeit zu bleiben, wie sie im Maximum Buffer Latency (Maximale Puffer-Verzögerungszeit) im Mode Page 21 h spezifiziert ist. Wenn eine Schreibanforderung im Hintergrund gespeichert wird, fordert der Drive Task, daß der Timer Service (Zeitsteuerungsdienst) eine Nachricht sendet, nachdem die Zeit abgelaufen ist, welche als Maximum Buffer Latency spezifiziert ist. Wenn der Drive Task die Zeitablauf-Nachricht empfängt, bevor die Daten zum Medium übertragen wurden (aufgrund der nicht-benachbarten Natur von nachfolgenden Anforderungen), beginnt der Drive Task, die Daten (und alle benachbarten Daten) auf das Medium zu übertragen. Wenn die Daten gezwungen sind, zum Medium aufgrund von nicht-benachbarten Sektoren übertragen zu werden, fordert der Drive Task, daß der Zeitgeberdienst nicht die zuvor geforderte Zeitablauf-Nachricht sendet.
  • [0869]
    Nur ein Zeitablauf bzw. eine Zeitabschaltung ist erforderlich zu irgendeinem Zeitpunkt, um die Puffer-Reaktionszeit zu überwachen. Die einzelne Zeitabschaltung dient für die erste Schreibanforderung, welche im Hintergrund gespeichert wird. Wenn eine nachfolgende Abfrage benachbart ist, würde diese Abfrage mit der ersten im Hintergrund gespeichert und auf das Medium geschrieben, wenn die erste Abfrage folglich eine einzelne Zeitabschaltung wäre. Wenn die nachfolgende Abfrage nicht benachbart wäre, würde die erste Abfrage auf das Medium geschrieben, seine Zeitabschaltung gelöscht und eine neue Zeitabschaltung für die nachfolgende Abfrage gefordert. Daher ist nur eine einzelne Zeitabfrage erforderlich.
  • [0870]
    Der Drive Task muß notwendigerweise den Drive Attention Router (DAR) Token beibehalten. Wenn eine Laufwerkauffälligkeit auftritt, während der Write Cache ausgeführt wird, muß der Drive Task in Kenntnis vom Beobachtungszustand gelangen, die geeigneten Aktionen zu dessen Klärung ergreifen und Wiederherstellungsoperationen beginnen. Das Management des DAR-Token ist nachfolgend beschrieben.
  • [0871]
    Low-Level Task: Der Low-Level Task in der gegenwärtigen Gestalt ist zuständig für Bewerkstelligungssystemanforderungen zum Lesen, Überprüfen, Löschen, Schreiben oder Wiedergewinnen von Sektoren mit heroischen Mitteln. Diese Forderungen werden verwendet während des Lesens der Defekt Management Areas, während die Neubezeichnung eines Sektors, während der automatischen Neuzuweisung eines Sektors, während der Wiedergutmachung von Schreibfehlern, und während der heroischen Wiedergewinnung von Lesefehlern. Neue Zuständigkeiten für den Low- Level Task enthalten die Bewerkstelligung von Spindle Start/Stop Requests und Eject Cartridge Requests.
  • [0872]
    Mit dem Erfordernis der zusammenfallenden Verarbeitung ist der Monitor Task nicht länger in der Lage, nach Spindel- oder Auswurfereignissen zu fragen, während er auf neue SCSI-Kommandos oder eine Zeitabschaltung wartet. Folglich wurden diese Funktionen zum Low-Level Task bewegt. Der Low-Level Task hat seine eigene Task-Schlange und kann blockieren, während er auf das Auftreten von verschiedenen Ereignissen wartet.
  • [0873]
    Wenn der Low-Level Task ein "Spindle Start/Stop Request" empfängt, gibt er Laufwerkkommandos zum Starten oder Stoppen der Spindel aus und überwacht dann hinsichtlich einer Zeitabschaltung. Wenn ein Laufwerkkommando zum Starten der Spindel empfangen wird, gibt die Laufwerkkommandofirmware das geeignete Geschwindigkeitskommando zum Spindelmotorsteuerchip aus. Ein Kommando wird zum DSP ausgegeben, um die Spindelgeschwindigkeit zu überwachen und eine Unterbrechung auszugeben, wenn die Spindel die erforderliche Minimalgeschwindigkeit erzielt hat.
  • [0874]
    Um die für die Spindelstartfunktion erforderliche Zeit zu überwachen, gibt der Low-Level Task eine Forderung an den Zeitgeberdienst aus, um eine Nachricht in (TBD) Sekunden zu empfangen. Der Low-Level Task wartet dann auf eine oder zwei Nachrichten. Wenn das DSP die Unterbrechung für die Geschwindigkeit bei der Geschwindigkeit präsentiert, wird der Drive Attention Handler aufgerufen. Der Low-Level Task empfängt die "Spindle At Speed"-Nachricht als der registrierte Empfänger für die Laufwerkauffälligkeitsnachrichten. Der Zeitgeberdienst wird erkennen, daß die Spindelzeitabschalt-Nachricht nicht länger erforderlich ist und führt eine "Spindle Start/Stop Status"-Nachricht zum Monitor Task zurück. Wenn die Spindelzeitabschalt-Nachricht empfangen wird, hat der Spindelmotor nicht die Geschwindigkeit erreicht. Ein Laufwerkkommando wird ausgegeben, um die Spindel zu stoppen, und eine "Spindle Start/Stop Status"-Nachricht wird zum Monitor Task zurückgeführt. Es wird gegenwärtig vorgeschlagen, ob es notwendig ist, die Stop-Spindel-Funktion zu überwachen.
  • [0875]
    Zeitgeberdienst (Timer Service): Ein neuer, mit dem Jupiter-1 verfügbarer Dienst, ist der Systemzeitgeberdienst. Der Zeitgeberdienst hat die zweckgebundene Verwendung des Zeitgebers 1 und Zeitgebers 2 (als der Presacler). Der Zeitgeber 0 ist zur Verwendung zu jeder Zeit durch die Firmware verfügbar. Der Zeitgeberdienst ist zuständig für das Absenden einer Nachricht zum Anforderer, nachdem eine spezifizierte Zeit verstrichen ist. Wenn sich mehrere Abfragen überlappen, ist der Zeitgeberdienst zuständig für das Bewerkstelligen der separaten Anfragen und das Herstellen der Nachrichten zu den korrekten Zeitpunkten.
  • [0876]
    Der Zeitgeberdienst akzeptiert zwei Arten von Abfragen: Insert Timer Event (Einfügezeitgeberereignis) und Remove Timer Event (Ausgabezeitgeberereignis). Wenn eine Insert Timer Event-Abfrage empfangen wird und keine anderen offenstehenden Abfragen vorliegen, startet der Zeitgeberdienst die Zeitgeber für die Gesamtzahl an spezifizierten Taktschlägen, ermöglicht die Zeitgeberunterbrechung, plaziert die Anforderung an den Kopf seiner Zeitgeberereignisliste und kehrt zum Abfrager mit einer Bewerkstelligung für das Zeitgeberereignis zurück. Wenn die Zeitgeberunterbrechung auftritt, entfernt der Zeitgeberdienst die Abfrage vom Kopf der Zeitgeberereignisliste und sendet eine Nachricht zum Abfrager. Wenn der Zeitgeberdienst eine Abfrage für ein Zeitgeberereignis empfängt, wenn eine oder mehrere Abfragen nicht erledigt sind, plaziert der Zeitgeberdienst die Abfrage in der Zeitgeberereignisliste in der geeigneten Ordnung, welche nach ansteigender Laufzeitperiode sortiert ist. Alle Zeitgeberereignisse in der Liste werden mit Delta-Zeiten bewerkstelligt. Wenn ein neues Zeitgeberereignis gefordert ist, welches es vor einer bestehenden Anfrage plaziert, weisen die bestehenden Abfragen und alle späteren Ereignisse in der Liste ihre eigenen neu berechneten Delta-Zeiten auf. Wenn eine neue Abfrage mit einer kleineren Zeitabschaltung empfangen wird als das gegenwärtig im Kopf der Schlange vorliegende Ereignis, werden die Zeitgeber neu programmiert, und das neue Delta kaskadiert abwärts in der Ereignisliste.
  • [0877]
    Wenn ein Remove Timer Event-Abruf empfangen wird, verwendet der Zeitgeberdienst die von der Insert Timer Event-Abfrage zurückgeführte Abwicklung, um das Zeitgeberereignis zu identifizieren und es aus der Zeitgeberereignisliste zu entfernen. Wenn das entfernte Ereignis am Kopf der Zeitgeberereignisliste vorlag, werden die Zeitgeber neu programmiert auf die verbleibende Zeit des nächsten Ereignisses in der Liste, und die neuen Deltas kaskadieren abwärts in der Ereignisliste. Wenn das entfernte Ereignis in der mittleren Liste war, kaskadiert das Delta für das entfernte Ereignis abwärts in der Ereignisliste.
  • [0878]
    NMI ISR: Wenn eine SCSI Bus Base oder eine Power Down-Abfrage vom Plattenwechslerereignis auftritt, wird das NMI ISR aufgerufen. Das ISR fragt das Randlogik-IC (Glue Logic IC, GLIC) ab, um die Quelle der Unterbrechung zu bestimmen und dann eine Nachricht zum Monitor Task zu senden. Basierend auf die empfangene Nachricht ergreift der Monitor Task die oben beschriebene korrigierende Aktion.
  • [0879]
    Wenn das SCSI-Bus-Reset-Bit im GLIC (TBD)-Register festgestellt wird, wird das NMI zur Festlegung durch die SCSI-Bus-Reset-Line veranlaßt und eine "SCSI Bus Reset"-Nachricht zum Monitor Task gesendet. Wenn das Autochanger-Reset Bit im GLIC (TBD)-Register festgestellt wird, wird das NMI durch die Autochanger-Reset Line zur Feststellung veranlaßt, und eine "Autochanger Reset"-Nachricht wird zum Monitor Task gesendet. Wenn die Autochanger Power Down-Abfrage im GLIC (TBD)-Register festgestellt wird, wird das NMI durch die Autochanger PWRDNREQ Line zur Feststellung veranlaßt, und eine "Autochanger Power Down Request"-Nachricht zum Monitor Task gesendet.
  • [0880]
    Laufwerkauffälligkeiten (Drive Attentions): Eine Laufwerkauffälligkeit ist ein Ausnahmeereignis bezüglich des Laufwerks hinsichtlich eines Spurverlusts, eines Suchfehlers oder einer Auswurfanforderung. Dieser Abschnitt ist auf den Mechanismus gerichtet, der erforderlich ist, damit die Firmware erkennt, daß eine Laufwerkauffälligkeit aufgetreten ist, und welche Nachricht unter diesen Bedingungen zu erzeugen ist.
  • [0881]
    Laufwerkauffälligkeitsbenachrichtigung (Drive Attention Notification): Wenn eine Laufwerkauffälligkeit auftritt, können unterschiedliche Wiedergewinnungsprozeduren erforderlich sein, in Abhängigkeit davon, was das Laufwerk tut, wenn das Ereignis auftritt. Wenn das Laufwerk zum Beispiel unbelegt vorliegt und ein ausreichender Stoß auftritt, um einen Spurversatz herzustellen, ist keine Wiederherstellung erforderlich. Wenn andererseits ein Lesevorgang abläuft, würde das Laufwerk neu suchen müssen und dann die Leseoperation fortsetzen.
  • [0882]
    Nur der gegenwärtig mit dem Laufwerk zusammenwirkende Task kennt die geeigneten Maßnahmen, welche zur Wiederherstellung zu ergreifen sind, basierend auf dem, was der Task tut. Daher muß eine Benachrichtigung, daß eine Laufwerkauffälligkeit aufgetreten ist, zum gegenwärtigen mit dem Laufwerk zusammenwirkenden Task geliefert werden. Da dies nicht immer der gegenwärtig ausführende Task ist, muß jeder Task identifiziert werden, wenn er für Laufwerkauffälligkeiten zuständig ist. Der erste Benachrichtigungsmechanismus sendet daher eine Nachricht zum zuständigen Task, wenn eine Laufwerkauffälligkeit auftritt. Der zuständige Task wird durch eine Variable task_id_router identifiziert, welche kooperativ durch alle Tasks gemanagt wird.
  • [0883]
    Der erste Mechanismus beruht auf jedem Task, der auf einlaufende Nachrichten wartet, wobei eine davon die Laufwerkauffälligkeits-Nachricht sein kann. Wenn die Firmware keine Nachricht erwartet, kann das Stoppen der Abfrage der Schlange ein bedeutender Verlust an Rechnerleistung sein. Ein zweiter Mechanismus zur Benachrichtigung wird ebenfalls verwendet, welcher nicht auf einer Task-Abfrage für eine Laufwerkauffälligkeits-Nachricht beruht. An kritischen Punkten in der Firmware kann ein Task einen Abschnitt der gerichteten Codierung registrieren, wenn eine Laufwerkauffälligkeit auftritt. Wenn keine Laufwerkauffälligkeit auftritt, ist keine zusätzliche Zeit jenseits der Registrierung/Nichtregistrierung erforderlich.
  • [0884]
    Drive Attention Handling and Concurrency (Laufwerkauffälligkeitsbewerkstelligung und -zusammenfallen): Der Drive Attention Handler führt als ein ISR ein kleines Kern-ISR mit gesperrten Unterbrechungen zuerst und dann einen größeren Treiber mit freigegebenen Unterbrechungen aus. Das folgende Beispiel 1 zeigt ein illustratives Szenario.
  • BEISPIEL 1
  • [0885]
    Eine Suche ist im Vorgang und SCSI-Unterbrechungen sind gesperrt. Das Laufwerk weist einen Suchfehler auf, und somit tritt eine Laufwerkauffälligkeit auf. Der Drive Attention Handler läuft als ein ISR. Wenn ein anderes SCSI-Kommando einläuft, würden die ersten sechs Bytes durch die Hardware bewerkstelligt. Alle verbleibenden Bytes würden warten, um PIO'd im SCSI ISR zu werden, bis nachdem die Laufwerkauffälligkeit die Unterbrechung erneut freigegeben hat. Da das Laufwerk beim Suchen war, werden die SCSI-Unterbrechungen weiter demaskiert. Daher könnte die SCSI-Sammelleitung in der Mitte eines Kommandos gehalten werden während der ganzen Zeit, in der die Wiedergewinnung durch den Drive Attention Handler (mit Neuaufrufen, wenn erforderlich) ausgeführt wird.
  • [0886]
    Laufwerkauffälligkeitsereignisse und -nachrichten:
  • [0887]
    Bestimmen der Quelle der Auffälligkeit.
  • [0888]
    Senden einer Nachricht zum gegenwärtig registrierten Empfänger für Laufwerkauffälligkeitsnachrichten.
  • [0889]
    Senden von Nachrichten für AC Eject Request, Front Panel Eject Request, Spindle At Speed und Eject Limit.
  • [0890]
    Führt kein automatisches Hochdrehen und Initialisierung aus, wenn die Kassette eingefügt ist.
  • [0891]
    Drive Attention Routing und Caching: Der Monitor Task sendet TCS zum Abbrechen des Read Ahead Cache, wenn der Drive Attention Router Token erforderlich ist.
  • [0892]
    Der Drive Task muß als Task zum Empfang von Laufwerkauffälligkeitsnachrichten während seiner Ausführung des Read Ahead Cache registriert bleiben. Wenn eine Laufwerkauffälligkeit auftrat (z. B. ein Spurverlust), muß der Drive Task korrektive Aktionen ergreifen. Der Monitor Task muß eine Nachricht zum Drive Task senden, um ihm den Abbruch mitzuteilen und zum Drive Attention Router Token zurückzukehren.
  • [0893]
    SCSI-Transfer: PIO Mode: Wenn die Übertragung größer als (TBD) Bytes ist, werden die Daten zum Puffer-RAM kopiert, und dann ist das DMA außerhalb.
  • [0894]
    SCSI-Nachrichten: Bus Device Reset, Terminate I/O, und Abbruch.
  • Ereignisse: Liste von Ereignissen.
  • Nachrichtentypen:
    • Gegenwärtige TCS-Quellentypen
    • SCSI_TCS Führe Abfrage vom Monitor Task zum Drive Task
    • ATTN_TCS Vom Drive Attention Handler
    • LL_RD_TCS Abfrage für Low-Level Read
    • LL_WR_TCS Abfrage für Low-Level Write
    • ERCVRY_TCS Abfrage für Sector Error Recovery
  • [0895]
    Zu ersetzen durch:
    Messages
    SCSI Bus Reset
    Autochanger Reset
    Autochanger power Down Request
    Drive Attention TCSs
    Error (Seek Fault, Off Track, Cartridge Not
    At Speed, etc.)
    Cartridge in Throat
    Cartridge on Hub
    Eject Request (autochanger or front panel)
    Eject Limit
    Spindle At Speed
    Timer Event Request
    Timer Event Occurred
    Spindle Start/Stop Request
    Spindle Start/Stop Status (OK, Fail)
    Eject Cartridge Request
    Eject Cartridge Status (OK, Fail)
    Initialize Cartridge Request
    Initialize Cartridge Status (OK, Fail; type of cartridge)
    Drive Attention Router (DAR) Token
    Return Drive Attention Router (DAR) Token
    DAR Returned
    Seek Request
    Seek Status (DAR Token returned)
    Read Request, with caching
    Read Request, without caching
    Read Status
    Stop Read Cache (Read Request will follow)
    Abort Read Cache, flush Read Cache
    Write Request, with caching
    Write Request, without chaching
    Write Status
    Stop Write Cache (finish write and flush Write Cache)
    Timed Write Request (write selected portion of Write Cache to medium)
    Fluch Write Cache (Reset or Power Down Request)
    Flush Status
  • [0896]
    Hardware Erfordernisse: 1) 2K RAM um das NVRAM für einen schnellen Zugriff auf die gespeicherten Daten abzuschatten. Dies hilft, das Erfordernis für nichtabgetrennte Kommandos zu erfüllen (d. h. Mode Sense und Log Sense.) 2) Ablaufzeitzähler für angeschaltene Stunden.
  • Elektronik
  • [0897]
    Die Laufwerkelektronik besteht aus drei Schaltungsanordnungen: einer integrierten Spindelmotorschaltung gemäß der Darstellung in den 101A101G, einer flexiblen Schaltung mit Vorverstärkern gemäß der Darstellung in den 102105, und einer Hauptleiterplatte mit der Mehrzahl der Ansteuerungsfunktionen gemäß der Darstellung in den 106A bis 119.
  • Die integrierte Spindelmotorleiterplatte
  • [0898]
    Die Spindelmotorleiterplatte hat drei Funktionen. Eine Funktion liegt im Empfang des Stellgliedsignals am Verbinder J2 gemäß 101A, und in dessen Weiterführung zur Hauptleiterplatte über den Verbinder J1 gemäß 101G. Weitere Funktionen der Leiterplatte sind ein bürstenfreier Spindelmotortreiber und ein Grob-Lagesensorvorverstärker. Diese Merkmale sind nachfolgend im Detail beschrieben.
  • [0899]
    Mit weiterem Bezug auf die 101AG steuert die gezeigte Schaltung den Spindelmotor. Diese Spindelansteuerschaltung enthält U1 gemäß 101F, welcher ein bürstenfreier Motortreiber ist und zusätzliche Komponenten zum Stabilisieren des Spindelmotors (der Motor ist nicht dargestellt). U1 ist programmierbar und verwendet einen 1 MHz-Takt, welcher von der Hauptleiterplatte aufgebracht wird. U1 sendet einen Tack-Impuls auf dem FCOM-Signal zur Hauptleiterplatte, damit die Hauptleiterplatte die Spindelgeschwindigkeit überwachen kann.
  • [0900]
    Die in den 101AG gezeigte Schaltung dient auch zur Erzeugung eines groben (coarse) Lagefehlers bzw. Lagefehlersignals. Operationsverstärker U2 und U3 erzeugen das Fehlersignal. U2 und U3 verwenden eine 12 Volt-Spannungsversorgung und eine +5 V-Spannungsversorgung. Die +5 V-Spannungsversorgung wird als Referenz verwendet. Ein Referenzsignal breitet sich durch eine Ferritperle zu Eingangs-Pins 3 und 5 von U3 aus, welcher Rückkopplungswiderstände R18 und R19 mit 487 K mit parallel vorliegenden Kondensatoren C19 und C20 mit 47 Picofarad aufweist. Zwei Transimpedanz-Verstärker U3A und U3B empfangen eine Eingabe von einem im Stellglied (nicht dargestellt) angeordneten lageempfindlichen Detektor. Der Detektor ist ähnlich einer geteilten Detektorphotodiode. Der Verstärker U2A verstärkt die Ausgabe des U3A und U3B differentiell mit einer Verstärkung von 2. Die Ausgabe von U2A wird zur Hauptleiterplatte als ein Verlauf- bzw. Groblagefehler gesendet.
  • [0901]
    Der andere Operationsverstärker U2B weist ein Referenzniveau am Eingangs-Pin 6 auf, welches durch die Widerstände R23 und R17 erzeugt wird. Das Referenzniveau erfordert, daß die summierten Ausgaben der Transimpedanz-Verstärker U3A und U3B, deren Summe am Knoten 5 von U2B ersichtlich ist, gleich sein werden, als das, was am Knoten 6 des Spannungsteilers R23 und R17 erscheint. Ein Kondensator C21 in der Rückführung veranlaßt U2B als ein Integrator zu agieren, wodurch der Transistor Q3 über den Widerstand R21 angesteuert wird. Q3 steuert ein LED an, welches Licht auf eine nicht dargestellte Photodiode scheinen läßt. Dies ist grundlegend ein geschlossenes Schleifensystem, welches bestimmte Spannungsniveaus aus den Transimpedanz-Verstärkern U3A und U3B garantiert.
  • [0902]
    Mit erneutem Bezug auf die 101AG ist die andere Funktion dieser Leiterplatte der Motorauswurftreiber: Der Motortreiber ist ein Darlington Q1 gemäß 101E, dessen Strom durch einen Transistor Q2 entsprechend der Bestimmung durch einen Widerstand R7 begrenzt ist. Eine Diode D1 und C11 unterdrücken das Rauschen des Motors (nicht dargestellt). Die Lage des Kassettenauswurfmechanismus wird durch einen Halleffektsensor U4 gemäß 101D erfaßt und dient zur Bestimmung der Lage des Getriebes, bis die Kassette ausgeworfen ist. Es gibt ferner drei Schalter WP-SW, CP-SW und FP-SW auf der Leiterplatte, um zu erfassen, ob die Kassette schreibgeschützt ist, ob eine Kassette vorliegt und ob der Frontpanelschalter fordert, daß der Hauptprozessor eine Kassette auswirft.
  • Vorverstärker
  • [0903]
    Hier sind zwei Ausführungsformen von Vorverstärkern beschrieben. Gemeinsame Elemente sind in den 102AD und 103AD dargestellt. Unterschiedliche Elemente zwischen den beiden Ausführungsformen sind in den 104A105B dargestellt.
  • [0904]
    Der flexible Anschluß der optischen Funktionseinheit, wie sie in den 102A105B dargestellt ist, weist drei Hauptfunktionen auf. Eine davon ist ein Servo-Transimpedanz-Verstärkerabschnitt; eine zweite davon ist ein Lesevorverstärker für den Lesekanal; und der dritte ist der Lasertreiber.
  • [0905]
    In 102A ist der Verbinder J4 gezeigt und die aus U1 gemäß 102B ankommenden Signale sind Transimpedanz-Signale. TD und RD sind zwei Quad-Detektoren für die Servosignale. Während der anfänglichen Ausrichtung ist X1 nicht mit X2 derart verbunden, daß die individuellen Quads ausgerichtet werden können. Anschließend werden Pin 1 von X1 mit Pin 1 von X2, Pin 2 von X1 mit Pin 2 von X2, etc. verbunden. Die Summen der Ströme der beiden Quads werden dann transimpedanzverstärkt durch Verstärker U1A–U1D. Vier Quad-Signale erzeugen die Servosignale an der Hauptleiterplatte. Die transimpedante Verstärkung U1A-U1D wird mit Widerständen RP1A, RP1B, RP1C und RP1D mit 100 kOhm mit parallel vorliegenden Kondensatoren C101 bis C104 mit 1 Picofarad ausgeführt.
  • [0906]
    Eine Photodiode FS gemäß 102A ist eine Durchlaßdiode (forward sense diode). Der Durchlaßstrom ist ein Ausdruck der Ausgabeleistung des Lasers und mit der Hauptleiterplatte über einen Verbinder J4 am Pin 15 zusammengeschaltet.
  • [0907]
    Bezugnehmend auf 102B ist gezeigt, daß U106 mit J103 verbunden ist. J103 ist ein anderer Quad-Detektor, von dem zwei der vier Quads verwendet werden, um das differentielle MO-Signal (magneto-optisches Signal) und das Summensignal zu erzeugen. Der VM8101, U106, ist ein Vorverstärker, der insbesondere für MO-Laufwerke hergestellt wird, und ist ebenfalls ein Transimpedanz-Verstärker. Die Lese +/– Signale vom U106 können durch das Vorformatierungssignal zwischen einem Differenz- und Summensignal geschaltet werden, welches vom Verbinder J103, Pin6 kommt.
  • [0908]
    Die 103AD zeigen die Niveau-Umsetzer, U7B, U7C und U7D für das Schreibniveau. U7B, U7C und U7D sind drei differentielle Operationsverstärker, welche auch kompensiert sind, um bei großen kapazitiven Lasten stabil zu sein. Die Widerstände und Kondensatoren um den U7B, U7C und U7D herum realisieren die Stabilisierung. Die Differenzverstärker U7B, U7C und U7D weisen eine Verstärkung von 1/2 auf, um die Schreibniveaus für Transistorbasen Q301, Q302, Q303, Q304, Q305 und Q306 festzulegen, welche in den 104AB dargestellt sind. Es gibt drei Schreibniveaus: Schreibniveau 1; Schreibniveau 2; und Schreibniveau 3, welche es der Erfindung erlauben, unterschiedliche Schreibniveaus für unterschiedliche Impulse im Impulszug aufzuzeigen, der die MO-Signale schreibt.
  • [0909]
    Der vierte Operationsverstärker U7A, der in 103C gezeigt ist, setzt das Lesestromniveau fest. U7A steuert Q12 an, und der Strom wird in Transistoren Q7, Q8 und Q9 gespiegelt. Der in Q7 und Q8 gespiegelte Strom ist der tatsächliche Lesestrom, welcher zum Laser geht.
  • [0910]
    Das Bildplattensystem gemäß der vorliegenden Erfindung enthält in Verbindung einen Laser, eine erste Einrichtung zum Hindurchführen von elektrischem Strom zum Laser, und eine Digitallogikeinrichtung zur Leistungsschaltung der ersten Einrichtung, um den Laser anzusteuern, wodurch elektrische Leistung nur verbraucht wird, wenn der Laser mit Energie beaufschlagt ist und verbesserte Anstiegs- und Fallschaltcharakteristiken erzielt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Digitallogikeinrichtung CMOS-Puffer U301 und U302 gemäß der Darstellung in den 104A und 104B, welche zwischen der elektrischen Masse und der gesamten Zuführspannung angeschlossen sein können. Zusätzlich wird die erste Einrichtung vorzugsweise durch Verwendung von Durchlauftransistoren Q301–Q306 gemäß den 104AB realisiert.
  • [0911]
    Gemäß einem weiteren Aspekt des vorliegenden Bildplattensystems, welches von der Art ist, daß es einen Fokussiermechanismus und einen Spureinstellungsmechanismus, eine Linse und eine zu lesende Platte aufweist, sind die Mechanismen in dieser Ausführungsform durch eine Rückkopplungsschleife gesteuert. Eine bevorzugte Realisierung dieser Rückkopplungsschleife enthält eine elektronische Schaltung zur Erzeugung eines Servosignals zur Bewirkung von Korrekturen am Fokussiermechanismus und am Spureinstellungsmechanismus, eine erste Einrichtung zum Hindurchführen von elektrischem Strom zum Laser, und eine Digitallogikeinrichtung zur Leistungsschaltung der ersten Einrichtung zum Ansteuern des Lasers, wodurch elektrische Leistung nur konsumiert wird, wenn der Laser mit Energie beaufschlagt ist und verbesserte Anstiegs- und Abfallschaltcharakteristiken erzielt werden. In dieser Ausführungsform kann die Digitallogikeinrichtung CMOS-Puffer enthalten, welche vorzugsweise zwischen der elektrischen Masse und der vollständigen Spannungszuführung angeschlossen sind. Die erste Einrichtung kann gemäß obiger Ausführungen unter Verwendung von Durchlauftransistoren realisiert werden.
  • [0912]
    Die 104AB zeigen ferner die tatsächlichen Impulstreiber und die Freigabe zum Anschalten des Lasers LD1. Der Laser ist tatsächlich geschützt mit CMOS-Gliedern U301 und U302A, um zu garantieren, daß der Laser nicht tatsächlich durch Stromzacken bzw. -störungsspitzen beeinträchtigt wird, wenn das Spannungsniveau ansteigt. Das U302A garantiert, daß die Logik am Laser-Ein-Signal niedrig eintritt, und U302A hindert den Stromspiegel gemäß 103A bis zum Einlesen eines Freigabeglieds an einer Freigabe, wobei die Pins 1, 2 und 3 von U302A mit einem hohen Logikniveau an den Pins 20, 21, 22 und 23 von U302A freigegeben werden. Es schafft ferner ein Signal, welches die Schreibimpulse freigibt, um den Laser nur anzusteuern, nachdem der Laser aktiviert ist. Die Aktivierung wird am Pin 4 von U302A durchgeführt, welcher die Eingabe von 301A, 301B und 302B steuert.
  • [0913]
    Die Freigabepins, Pins 13 und 24 von U302 und U301, und Pin 24 von U301A sind die individuellen Schreibsignale entsprechend der Schreibfreigabe 1, Schreibfreigabe 2 und Schreibfreigabe 3. Das Einschalten der Stromquellen, welche durch individuelle Transistoren Q301–Q306 erzeugt werden, ermöglicht drei Schreibniveaus. Die Ferritperlen (ferrite beads) 301 und 302 gemäß 104B dienen zum Isolieren des Lesestroms vom Schreibstrom und hindern auch die RF-Modulation von einer Abgabe zurück zu den Kabeln für EMI-Zwecke.
  • [0914]
    Bezugnehmend auf die 105AB ist U303 ein IDZ3 von Hewlett Packard, eine kundenspezifische integrierte Schaltung, welche eine Funktion zur Erzeugung von Strom mit ungefähr 460 MHz ausführt. Dieser Strom wird in den Laser zur RF-Modulation angekoppelt, um das Laserrauschen zu verringern. Sein Ausgang ist durch C307 gekoppelt. Es besteht ein Freigabepin, Pin 1 an U303, um die Modulation an- und auszuschalten.
  • [0915]
    Die vorliegende Erfindung enthält einen verbesserten Colpitts-artigen Oszillator, der zur Verringerung der Impulsnachschwingung vorgesehen ist. Der Oszillator enthält einen offenen Schwingkreis für den Oszillator mit einem vergrößerten Widerstand. Der offene Schwingkreis kann auch eine Induktivität enthalten. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß der Oszillator eine erhöhte Spannungszuführung aufweist, wodurch eine vergrößerte R.F.-Modulationsamplitude und ein verringertes Nachschwingen (ringing) ermöglicht wird. Eine bevorzugte Ausführungsform der elektrischen Schaltung des verbesserten Colpitts-Oszillators, wie sie nachfolgend noch detaillierter beschrieben wird, enthält einen Transistor mit einem Emitter, einer Basis und einem Kollektor; eine elektrische Spannungszuführung; und einen Ladewiderstand, der in Reihe zwischen dem Kollektor und der Spannungszuführung angekoppelt ist, wodurch das Nachschwingen des Oszillators gemildert ist, wenn Schreibimpulse zum Oszillator geführt werden. Eine Lastinduktivität kann vorteilhafterweise in Reihe mit dem Lastwiderstand vorgesehen sein. In dieser Ausführungsform werden die Schreibimpulse am Knotenpunkt zwischen dem Lastwiderstand und der Lastinduktivität zugeführt, und ein geteilter kapazitiver Speicher kann zwischen dem Kollektor und der Masse quer zum Emitter und Kollektor angekoppelt sein.
  • [0916]
    Eine alternative bevorzugte Ausführungsform der elektrischen Schaltung des vorliegenden verbesserten Colpitts-Oszillators enthält einen Transistor mit einem Emitter, einer Basis und einem Kollektor; einem geteilten, kapazitiven Speicher, der zwischen dem Kollektor und der Masse quer zum Emitter und Kollektor angekoppelt ist; eine elektrische Spannungszuführung; und eine Ladeinduktivität und einen Ladewiderstand in Reihe zwischen dem Kollektor und der Spannungszuführung, wodurch das Nachschwingen des Oszillators gemildert wird, wenn Schreibimpulse auf die Verbindungsstelle zwischen dem Ladewiderstand und der Ladeinduktivität aufgebracht werden. Diese Ausführungsform weist gleichermaßen ein erhöhte Spannungszuführung auf, wodurch eine vergrößerte R.F.-Modulationsamplitude und ein verringertes Nachschwingen ermöglicht wird. Der vorliegende Colpitts-Oszillator weist einen Lastkreis mit einem vergrößertem Widerstand auf, der vorteilhafterweise in Kombination mit einem Laser und einer Quelle für Schreibimpulse vorgesehen sein kann. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Lastkreis auch eine Induktivität.
  • [0917]
    Diese Kombination kann alternativ versehen sein mit einem Laser, einer Quelle für Schreibimpulse, einer elektrischen Spannungszuführung, einem Colpitts-Oszillator mit einem Transistor mit einem Emitter, einer Basis und einem Kollektor, und einem Lastwiderstand, der in Reihe zwischen dem Kollektor und der Spannungszuführung angekoppelt ist, wodurch das Nachschwingen des Oszillators gemildert wird, wenn Schreibimpulse auf den Oszillator aufgebracht werden. Dies kann eine Tankinduktivität in Reihe mit dem Lastwiderstand aufweisen, wobei die Schreibimpulse auf die Verbindungsstelle zwischen dem Lastwiderstand und der Tankinduktivität und/oder einem geteilten, kapazitiven Speicher (split capacitor tank) aufgebracht werden, der zwischen dem Kollektor und der Masse quer zum Emitter und dem Kollektor angekoppelt ist.
  • [0918]
    Noch eine weitere Ausführungsform dieser Kombination zur Anwendung in einem Plattenlaufwerksystem gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen Laser, eine Quelle von Schreibimpulsen, einen Colpitts-Oszillator mit einem Transistor mit einem Emitter, einer Basis und einem Kollektor, und einen geteilten, kapazitiven Speicher, der zwischen dem Kollektor und der Masse sich kreuzend zum Emitter und dem Kollektor angekoppelt ist, einer elektrischen Spannungszuführung und einer Lastinduktivität und einem Lastwiderstand in Reihe zwischen dem Kollektor und der Spannungszuführung, wodurch das Nachschwingen des Oszillators gemildert wird, wenn Schreibimpulse auf die Verbindungsstelle zwischen dem Lastwiderstand und der Lastinduktivität aufgebracht werden. Diese Ausführungsform weist gleichermaßen einen vergrößerten Lastwiderstand und eine erhöhte Spannungszuführung auf, wodurch eine vergrößerte R.F.-Modulationsamplitude und ein verringertes Nachschwingen ermöglicht wird. Das Verfahren zum Verringern des Nachschwingens im Colpitts-Oszillator enthält die Schritte des Erhöhens des Lastwiderstandes im Oszillator und der Erhöhung der Spannungszuführung zum Oszillator.
  • [0919]
    Wie oben angezeigt wurde, ist das vorliegende Bildplattensystem von der Art, daß es einen Fokussiermechanismus und einen Spureinstellungsmechanismus aufweist, wobei die Mechanismen vorteilhafterweise durch eine Rückkopplungsschleife gesteuert werden, welche versehen ist mit einer elektronischen Schaltung zur Erzeugung eines Servofehlersignals zur Bewirkung von Korrekturen im Fokussiermechanismus und im Spureinstellungsmechanismus, einem Laser, einer Quelle von Schreibimpulsen, einem Colpitts-Oszillator mit einem Transistor mit einem Emitter, einer Basis und einem Kollektor und einem geteilten, kapazitiven Speicher, der zwischen dem Kollektor und der Masse quer zum Emitter und dem Kollektor angekoppelt ist, einer elektrischen Spannungszuführung und einer Tankinduktivität und einem Lastwiderstand in Reihe zwischen dem Kollektor und der Spannungszuführung, wodurch das Nachschwingen des Oszillators gemildert wird, wenn Schreibimpulse auf die Verbindungsstelle zwischen dem Lastwiderstand und der Tankinduktivität aufgebracht werden.
  • [0920]
    Gemäß 104 verwendet die zweite Ausführungsform einen Colpitts-Oszillator, der um einen einzelnen Transistor Q400 (siehe 104B) ausgebildet ist, eine geteilte Kapazitätsbauweise C403 und C402 mit einer Induktivität L400. Diese Schaltung erhält eine Vorspannung von 12 Volt mit einer Widerstandslast R400 mit 2k, um sicherzustellen, daß Schreibimpulse, welche durch die Ferritperle FB301 ankommen, nicht ein durch die Oszillatorschaltung erzeugtes Nachschwingen aufweisen. Wenn ein Sperren erforderlich ist, wird das Sperren für den Oszillator durch das Basissignal durch Kurzschließen von R402 zur Masse geschaffen.
  • [0921]
    Frühere Bauweisen des Colpitts-Oszillators enthielten eine 5 Volt-Spannungszuführung und eine Induktivität anstelle von R400. Diese andere Bauweise erzeugte eine hinreichende Amplitudenmodulation im Laser, um das Rauschen zu verringern. Diese frühere Bauweise schwang jedoch zu jedem Zeitpunkt nach, wenn ein Schreibimpuls aufgebracht worden war. In der Oszillatorschaltung induziert der Schreibimpuls kein Nachschwingen mehr, da die Induktivität durch den Widerstand R400 ersetzt wurde. Um das Nachschwingen zu beseitigen und dennoch einen ausreichenden Scheitel-zu-Scheitel-Strom in der RF-Modulation beizubehalten, erfordert es die Veränderung der Spannungszuführung zum Oszillator von 5 Volt auf 12 Volt und dann eine Revision aller Widerstände in geeigneter Weise.
  • Hauptschaltungsleiterplatte
  • [0922]
    Die 106A119C stellen die Hauptschaltungsleiterplatte heraus. Die Hauptschaltungsleiterplatte enthält die Funktionen des Laufwerks, welche nicht auf der Spindelmotorleiterplatte oder in den Vorverstärkern enthalten sind. Dies enthält eine SCST-Steuereinheit, Codierer/Decodierer zum Lesen und Schreiben, den Lesekanal, die Servos, die Leistungsverstärker und die Servofehlererzeugung.
  • [0923]
    106A zeigt die Anbindung der flexiblen Schaltung (flex circuit) J1 des Vorverstärkers. Pin 15 der flexiblen Schaltung J1 des Vorverstärkers ist der Durchlaßstrom der in 102A gezeigten Leiterplatte der flexiblen Schaltung des Vorverstärkers. Der Widerstand R2 gemäß 106A bezieht die Sinnausgabe auf die Minus-Referenzspannung. Ein Operationsverstärker U23B puffert dieses Signal, welches mit dem ADC U11 gemessen wird (110CD).
  • [0924]
    Zwei Widerstände R58 und R59 gemäß 106A führen die Funktion eines Spannungsteilers aus, um eine feinere Aufteilung am Lesestromniveau des Lasers zu erzielen. Ausgaben vom Digital-zu-Analog-Wandler U3, der in 110D dargestellt ist, setzen den Laserlesestrom fest. Das DSP U4 gemäß der 110AB steuert die Wandler.
  • [0925]
    106E zeigt den Eval-Verbinder (Auswertverbinder) J6, der auch als der Testverbinder bekannt ist. Der Eval-Verbinder J6 schafft eine serielle Kommunikationsverknüpfung in einem Testmodus zum Prozessor U38 (109AB) durch die I/O-Anschlüsse des U43, der in den 108A(1)A(3) dargestellt ist. Ein Komparator U29A gemäß 106F erzeugt das SCSI-Zurücksetzsignal für den Prozessor.
  • [0926]
    Der Leistungsmonitor U45 gemäß 106G überwacht die Systemleistung und hält das System zurückgesetzt, bis zu dem Zeitpunkt, wenn die 5 V Spannungszuführung innerhalb der Toleranz ist und wenn die 12 V Spannungszuführung innerhalb der Toleranz ist.
  • [0927]
    Ein Verbinder J3A gemäß 106H verbindet die Hauptschaltungsleiterplatte mit der Hauptenergie. Die Leistungsfilter F1 und F2 schaffen eine Filterung der Hauptschaltungsleiterplatte.
  • [0928]
    Kapazitiv gekoppelte Gehäusebefestigungen MT1 und MT2 gemäß 106I bilden eine kapazitive Masse für die Hauptleiterplatte am Gehäuse und schaffen eine Wechselstromerdung am Gehäuse.
  • [0929]
    In den 107AC zeigt U32 die SCSI-Puffer-Manager/Steuerungsschaltung. U32 führt die Pufferungsfunktion aus und kommandiert die Bewerkstelligung für die SCSI-Sammelleitung. U19A dehnt die Länge des ID-Grundsignals (ID found Signal) von U43 in 108A. Gemäß 107C sind U41, U42 und U44 1 Mb × 9 Puffer-RAMs für den SCSI-Puffer. 107B zeigt einen Acht-Lagen-Dip-Schalter S2. Der Schalter S2 ist ein gewöhnlich vorgesehener DIP-Schalter zum Auswählen der SCSI-Sammelleitungsparameter zum Zurücksetzen und beendigen.
  • [0930]
    108A zeigt eine Codier-/Decodierschaltung U43, welche Teil der SCSI-Steuereinheit ist. Die Codier-/Decodierschaltung U43 führt eine RLL 2,7-Codierung/Decodierung der Daten aus und schafft alle erforderlichen Signale sowie decodiert das Sektorformat für Iso-Standard-Plattenformate für die 1×- und 2×- 5 1/4 Zoll-Platten. Es liegt auch ein üblicherweise vorgesehener Eingang/Ausgang vor, der verschiedene Funktionen ausführt, welche die Kommunikation mit verschiedenen seriellen Vorrichtungen, die Freigabe des Vorpolspulentreibers und die Bestimmung der Polarität der Vorpolspule enthält.
  • [0931]
    Ein kleiner nichtflüchtiger RAM U34 gemäß 108A(3) speichert laufwerkspezifische Parameter. Diese Parameter werden während der Laufwerkkalibrierung zum Herstellungszeitpunkt des Laufwerks festgelegt.
  • [0932]
    SCSI-aktive Abschlußgehäuse (termination packages) U50 und U51, die in 108B gezeigt sind, können durch den in 107B gezeigten Schalter S2 freigegeben werden.
  • [0933]
    Die Codier-/Decodierschaltung U43 in 108A weist einen speziellen Modus auf, der im Laufwerk verwendet wird, wo ein NRZ-Bitmuster für die Eingabe und Ausgabe freigegeben werden kann. Wenn die Freigabe erfolgt, kann ein anwenderspezifisches GLENDEC U100 gemäß den 115AC für die RLL 1,7-Codierung/Decodierung für die 4×-Platte verwendet werden. In diesem Modus der Codierung/Decodierung kann die Schaltung U43 die Verwendung von vielen anderen Codierungs-/Decodierungssystemen für andere Plattenspezifikationen verwenden.
  • [0934]
    109 zeigt einen 80C188 Systemsteuerungsprozessor U38. Der 80C188 Systemsteuerungsprozessor U38 arbeitet bei 20 Megahertz mit 256 k Bytes auf dem Programmspeicher U35 und U36 und 256 k Bytes RAM U39 und U40 (109C-D). Der 80C188 Systemsteuerungsprozessor U38 steuert die Funktion des Laufwerks. Der 80C188 Systemsteuerungsprozessor U38 ist ein allgemein zweckbestimmter Prozessor und kann programmiert werden, um unterschiedliche Formate und unterschiedliche anwenderspezifische Erfordernisse zu bewerkstelligen. Unterschiedliche Plattenformate können mit der geeigneten Unterstützungsausrichtung und Codier-/Decodiersystemen bewerkstelligt werden.
  • [0935]
    110 zeigt eine TI TMS320C50 DSP Servosteuereinheit U4, einen Analogzu-Digital-Wandler U11 mit mehreren Eingängen zum Umwandeln der Servofehlersignale, und einen 8 Kanal/8 Bit Digital-zu-Analog-Wandler U3 zum Herstellen von Servolaufwerksignalen und Festlegen von Niveaus. Die DSP-Servosteuereinheit U4 akzeptiert Signale vom Analog-zu-Digital-Wandler U11 und gibt Signale zum Digital-zu-Analog-Wandler U3 aus.
  • [0936]
    Die DSP-Servosteuereinheit U4 steuert Funktionen, wie zum Beispiel die Überwachung der Spindelgeschwindigkeit, über ein Indexsignal am Pin 40 der DSP-Servosteuereinheit U4. Die DSP-Servosteuereinheit U4 bestimmt mittels eines Steuersignals am Pin 45, ob das Laufwerk schreibt oder einliest. Die DSP-Servosteuereinheit U4 kommuniziert mit dem Systemsteuerungsprozessor U38 über das GLENDEC U100, welches in den 115AC gezeigt ist. Die DSP-Servosteuereinheit U4 führt die Feinspureinstellungsservo-, Grobspureinstellungs-, Fokussierservo-, Laserleseleitungssteuerung und die Kassettenauswurfsteuerung durch. Die DSP-Servosteuereinheit U4 überwacht auch die Spindelgeschwindigkeit, um zu überprüfen, daß die Platte innerhalb der Geschwindigkeitstoleranzen rotiert. Der Analog-zu-Digital-Wandler U11 führt Umwandlungen der Fokussier-, Spureinstellungs- und Grobpositioniersignale aus. Fokussier- und Spureinstellungsumwandlungen werden unter Verwendung einer +/– Referenz von den Pins 17 und 18 des Analog-zu-Digital-Wandlers U11 erledigt, welche von einem Quad Sum Signal erzeugt wird. Das Quad Sum Signal ist die Summe der Servosignale. Eine Normalisierung bzw. Normierung der Fehlersignale wird durch Anwendung der +/– Quad Sum als Referenz ausgeführt. Die Groblage, das Quad Sum Signal und der Durchlaßsinn (forward sense) werden unter Verwendung einer +/– Spannungsreferenz umgewandelt.
  • [0937]
    Der Digital-zu-Analog-Wandler U3 gemäß 110D weist Ausgänge auf, die ein Feinsteuerungssignal, ein Grobsteuerungssignal, eine Fokussieransteuerung, LS- und MS-Signale aufweisen. Diese Signale sind Servosignale, welche wirken, um den Leistungsverstärker (U9 und U10 in den 111AB und U8 von 112B) anzusteuern und die Servoschleifen zu schließen. Die Fokussierung weist ein FOCUSDRYLS- und FOCUSDRYMS-Ansteuersignal auf. Das FOCUSDRYLS-Signal ermöglicht die feine Abstufung des Fokussiermotors in einem offenen Schleifensinn, um zu erreichen, daß die Platte in sehr feinen Schritten abgeschritten wird. Das FOCUSDRYMS-Signal wird als der Servoschleifentreiber verwendet. Pin 7 des Digital-zu-Analog-Wandlers U3 gemäß 110D enthält ein Signal READ_-_LEVEL MS. Pin 9 des Digital-zu-Analog-Wandlers U3 enthält ein Signal READ_LEVEL_LS. Diese Signale vom Pin 7 und 9 des Digital-zu-Analog-Wandlers U3 werden zur Steuerung der Laserleseleistung verwendet. Pin 3 des Digital-zu-Analog-Wandlers U3 ist ein Grenzwert-Offset, welches bei der 4×-Lesekanalfehlerwiedergutmachung verwendet wird und das Einbringen eines Versatzes bzw. Offsets in den Lesekanal für die Fehlerwiedergutmachung ermöglicht.
  • [0938]
    Das vorliegende Bildplattensystem enthält im allgemeinen eine Linse und eine zu lesende Platte, und die darauf bezogene Erfindung enthält ferner ein verbessertes Verfahren der Brennpunkterfassung mit den Schritten des Einfallens von Licht auf die zu lesende Platte, des anfänglichen Zurückziehens der Linse auf dem Boden ihres Hubs, des aufwärts gerichteten Abtastens zum oberen Ende des Linsenhubs, während nach einem maximalen Quad Sum Signal gesucht wird (Pin 26 von U11 gemäß der Darstellung in 110D), des Bewegens der Linse zurück, weg von der Platte, der Überwachung des gesamten, von der Platte zurückkehrenden Lichts, der Bestimmung während der Überwachung, wenn das gesamte Licht oberhalb der Hälfte des gemessenen Scheitelwerts ist, des Suchens nach dem ersten Nulldurchgang, der Bestimmung, wenn das Quad Sum Signal über die Hälfte der Scheitelamplitude ist, und des Schließens der Fokussierung an diesem Punkt. Eine alternative Ausführungsform dieses Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Schritte des Einfallens von Licht auf die zu lesende Platte, des Bewegens der Linse in eine erste Lage, der Überwachung eines Quad Sum Signals, des Bewegens der Linse weg von der ersten Lage zur zu lesenden Platte, während nach dem Maximum des Quad Sum Signals gesucht wird, des Bewegens der Linse zurück, weg von der Platte, der Überwachung des von der Platte empfangenen gesamten Lichts, der Bestimmung während der Überwachung des Lichts, wenn das gesamte Licht oberhalb der Hälfte des gemessenen Scheitelwerts ist, der Suche nach dem ersten Nulldurchgang, der Bestimmung, wenn das Quad Sum Signal die Hälfte der Scheitelamplitude übersteigt, und des Abschließens der Fokussierung, wenn das Quad Sum Signal die Hälfte der Scheitelamplitude übersteigt. In jeder Ausführungsform dieses Verfahrens kann das einfallende Licht von einem Laser kommen.
  • [0939]
    Ein verbessertes Brennpunkterfassungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Einrichtung zum Einfallenlassen von Licht auf die zu lesende Platte, eine Einrichtung zum anfänglichen Zurückziehen der Linse auf dem Boden ihres Hubs, zum nachfolgenden aufwärtsgerichteten Abtasten zum oberen Ende des Linsenhubs, während auf dem maximalen Quad Sum Signal gesucht wird, und für das anschließende Bewegen der Linse zurück, weg von der Platte, eine Einrichtung zum Überwachen des von der Platte zurückkehrenden gesamten Lichts und zum Bestimmen während der Überwachung, wenn das gesamte Licht oberhalb der Hälfte des gemessenen Scheitelwerts ist, eine Einrichtung zum Suchen nach dem ersten Nulldurchgang und eine Einrichtung zum Bestimmen, wenn das Quad Sum Signal über der Hälfte der Scheitelamplitude ist, und zum Schließen der Fokussierung an diesem Punkt.
  • [0940]
    Eine alternative Ausführungsform des Brennpunkterfassungssystems gemäß dieser Erfindung enthält eine Einrichtung zum Einfallenlassen von Licht auf die zu lesende Platte, eine Einrichtung zum Überwachen eines Quad Sum Signals, eine Einrichtung zum Bewegen der Linse in eine erste Lage, zum Bewegen der Linse weg von der ersten Lage zu der zu lesenden Platte, während nach dem maximalen Quad Sum Signal gesucht wird, und zum Bewegen der Linse zurück, weg von der Platte, eine Einrichtung zum Überwachen des gesamten von der Platte empfangenen Lichts, eine Einrichtung zum Bestimmen während der Überwachung des Lichts, wenn das gesamte Licht oberhalb der Hälfte des gemessenen Scheitelwerts ist, eine Einrichtung zum Suchen nach dem ersten Nulldurchgang, eine Einrichtung zum Bestimmen, wenn das Quad Sum Signal die halbe Scheitelamplitude übersteigt, und eine Einrichtung zum Beenden der Fokussierung, wenn das Quad Sum Signal die halbe Scheitelamplitude übersteigt. In dieser Ausführungsform enthält die Einrichtung zum Einfallenlassen von Licht auf die zu lesende Platte einen Laser.
  • [0941]
    Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Rückkopplungsschleife, wie sie in Verbindung mit dem vorliegenden Bildplattensystem realisiert wird, welches von der Bauweise mit einem Fokussiermechanismus, einem Spureinstellungsmechanismus, einer Linse und einer zu lesenden Platte ist, wobei die Mechanismen durch die Rückkopplungsschleife gesteuert werden. Eine Ausführungsform dieser Rückkopplungsschleife enthält eine elektronische Schaltung zum Erzeugen eines Servosignals zur Bewirkung von Korrekturen des Fokussiermechanismus und des Spureinstellungsmechanismus, eine Einrichtung zum Einfallenlassen von Licht auf die zu lesende Platte, eine Einrichtung zum anfänglichen Zurückziehen der Linse auf dem Boden ihres Hubs, für die nachfolgende aufwärtsgerichtete Abtastung zum oberen Ende des Linsenhubs, während nach dem maximalen Quad Sum Signal gesucht wird, und zum anschließenden Bewegen der Linse zurück, weg von der Platte, eine Einrichtung zur Überwachung des gesamten von der Platte zurückkehrenden Lichts und zum Bestimmen während der Überwachung, wenn das gesamte Licht oberhalb der Hälfte des gemessenen Scheitelwerts ist, eine Einrichtung zum Suchen nach dem ersten Nulldurchgang und eine Einrichtung zum Bestimmen, wenn das Quad Sum Signal über der halben Scheitelamplitude ist und zum Schließen der Fokussierung an diesem Punkt, wodurch eine verbesserte Brennpunkterfassung erzielt wird.
  • [0942]
    110D zeigt ferner eine 2,5 Volt-Referenz U24, welche um einen Faktor von 2 durch den Verstärker U23D verstärkt wird, wodurch eine 5 Volt-Referenz erzielt wird.
  • [0943]
    Die 2,5 Volt-Referenz U24 wird durch einen Komparator U29 verwendet. Der Komparator U29 vergleicht die Wechselstromkomponente des Spureinstellungsfehlersignals auf null Volt, um Null-Spurkreuzungen zu bestimmen. Das Spurfehlersignal wird digitalisiert und zum GLENDEC U100, gezeigt in den 115AC, gesendet, um die Spurkreuzungen zu bestimmen, welche während der Suchoperation genutzt werden.
  • [0944]
    Der Analog-zu-Digital-Wandler U11 gemäß den 110CD verwendet ein Quad Sum Signal zur Ausführung von Umwandlungen für den Fokussier- und Spureinstellungsfehler. Durch Verwendung des Quad Sum für eine Referenz an den Pins 17 und 18 des Analog-zu-Digital-Wandlers U11 werden die Fehlersignale automatisch auf das Quad Sum Signal normiert. Der Analog-zu-Digital-Wandler U11 unterteilt die Fehler durch das Sum Signal und gibt ein normiertes Fehlersignal zur Eingabe in die Servoschleife aus. Der Vorteil liegt darin, daß die Servoschleife mit einer verringerten Anzahl von Variationen arbeitet. Diese Normierungsfunktion kann extern mit analogem Umsetzern (dividers) ausgeführt werden. Analoge Umsetzer haben implizierte Präzisions- und Geschwindigkeitsprobleme. Diese Funktion kann auch durch die DSP-Servosteuereinheit U4 (110AB) durch Anwenden einer digitalen Division des Fehlersignals durch das Quad Sum Signal ausgeführt werden. Eine Division in der DSP-Servosteuereinheit U4 erfordert ein beträchtliches Ausmaß an Zeit. Bei einer Abtastrate von 50 Kilohertz besteht keine Zeit, um die Divisionen auszuführen und die Fehlersignale digital innerhalb der Servoschleifen zu verarbeiten. Da das Quad Sum Signal als Referenz verwendet wird, ist die Division nicht erforderlich, und die Fehlersignale werden automatisch normiert.
  • [0945]
    Bezugnehmend auf die 110 und 113 entstehen die Analog-zu-Digital-Referenzsignale an den Pins 17 und 18 des Analog-zu-Digital-Wandlers U11 (110CD) von den Operationsverstärkern U17A und U17B gemäß 113. Die Operationsverstärker U17A und U17B erzeugen die Referenz +/– Spannungen. Schalter U27A und U27B wählen die Eingabereferenz für die Operationsverstärker U17A und U17B aus. Die Operationsverstärker U17A und U17B dienen zur Erzeugung einer 1 Volt-Referenz und einer 4 Volt-Referenz (2,5 +/– 1,5 Volt-Referenz) wenn der Schalter U27B aktiviert ist, oder einer Referenz vom Quad Sum, wenn der Schalter U27A aktiviert ist. Die Schalter U27A und U27B werden mit der Servoabtastrate von 50 Kilohertz geschaltet. Dies ermöglicht es den Fokussier- und Spureinstellungsabtastungen, das Quad Sum in jeder Servoabtastung zu verwenden, und Quad Sum, Durchlaßrichtung und Groblage werden mit der 2,5 Volt +/– 1,5 Volt als Referenz ergriffen. Durch Mulitplexen der Referenz wird die automatische Normierung des Servofehlers in einer einzelnen Analog-zu-Digital-Umwandlung erzielt.
  • [0946]
    Zusammenfassend multiplext das Schaltersystem gemäß der Darstellung in 113 zwei unterschiedliche Referenzniveaus. Das Schaltersystem ermöglicht eine wahre Referenzniveau-Analog-zu-Digital-Wandlung für die Laserleistung und das Ausmaß der erfaßten Signale von der Platte, wie auch die Normierung des Servofehlersignals, wenn das Quad Sum als Referenz verwendet wird. Die Umwandlung kann in Echtzeit an Signalen, wie zum Beispiel der Laserleistung, dem Quad Sum Niveau, der Fehlersignalfokussierung und Spureinstellung durch Umschalten zwischen beiden Referenzniveaus bei einer 50 Kilohertz-Rate, erfolgen.
  • [0947]
    111 zeigt eine Schaltung mit einem Fokussierleistungsverstärker U9 (111A) und Feinansteuerleistungsverstärkern U10 (111B). Die Leistungsverstärker U9 und U10 weisen digitale Freigabeleitungen an Pins 10 auf, die durch den Prozessor gesteuert werden. Ein Vorteil der Steuerung durch den Mikroprozessor liegt darin, daß die Leistungsverstärker während des Hochfahrens des Laufwerks inaktiv sind, was eine Beschädigung und eine unkontrollierte Bewegung der damit zusammenwirkenden Fokussier- und Laufwerkanordnungen verhindert. Beide Leistungsverstärker U9 und U10 weisen eine 2,5 Volt-Referenz auf, die als eine Analogreferenz verwendet werden und durch eine 5 Volt-Zuführung mit Energie versorgt werden. Die Leistungsverstärker U9 und U10 weisen Digital-zu-Analog-Eingaben von der DSP-Servosteuereinheit U4 auf, um die gegenwärtigen Ausgänge zu steuern. Der Fokussierleistungsverstärker kann einen Strom von +/– 250 Milliampere fahren, und der Feinleistungsverstärker kann einen Strom von +/– 200 Milliampere fahren.
  • [0948]
    112 zeigt eine Schaltung mit Leistungsverstärkern U30 (112A) und U8 (112B) für den MO-Vorpolspulentreiber und den Grobtreiber. Die Leistungsverstärker U30 und U8 werden durch die 12 Volt-Zuführung mit Energie beaufschlagt, um höhere Spannungsbereiche über die Motoren zu ermöglichen. Die Vorpolspule (nicht gezeigt) wird digital gesteuert, um freigegeben zu sein und entweder die Löschpolarität oder Schreibpolarität festzulegen. Der Leistungsverstärker U30 gibt 1/3 eines Amp in eine 20 Ohm-Spule aus. Der Grobmotorleistungsverstärker U8 ist konstruiert, um bis zu 0,45 Amp auf eine 13 1/2 Ohm-Last aufzubringen. Der Leistungsverstärker U8 weist einen Niveauumsetzer U23A an einem Eingang auf, so daß die Spannungsansteuerung mit 5 Volt anstelle von 2,5 Volt als Referenz beaufschlagt wird.
  • [0949]
    Die Leistungsverstärker U9, U10, U30 und U8, gemäß der Darstellung in den 111 und 112, sind ähnlich konfiguriert und kompensiert, um Bandbreiten von größer als 30 Kilohertz zu erzielen. Kappdioden CR1, CR2, CR4, CR5 (112B) am Grobleistungsverstärker U8 verhindern ein Überschreiten der Grenzen der Spannung am Ausgang des Leistungsverstärkers U8, wenn die Richtung des Grobmotors aufgrund des Umkehr-EMF am Motor umgekehrt wird. Die Kappdioden CR1, CR2, CR4 und CR5 hindern den Leistungsverstärker U8 daran, für ausgedehnte Zeitperioden in Sättigung zu gehen und danach die Suche schwierig zu machen.
  • [0950]
    Die Ausgabe des Verstärkers U26A (112A) und des Spannungsteilers R28/R30 führt den Vorpolstrom zurück in den Analog-zu-Digital-Wandler U6, der in 114A gezeigt ist. Dies ermöglicht es dem Prozessor U38 (109) sicherzustellen, daß die Vorpolspule auf dem gewünschten Niveau ist, bevor das Schreiben versucht wird.
  • [0951]
    Bezugnehmend auf 113 wird der Quad Sum Referenzumsetzer als Schaltungen U27A, U27B, U17A und U17B realisiert, wie zuvor anhand von 110 diskutiert wurde. Der Spindelmotorverbinder J2 überträgt Signale von anderen Schaltungselementen.
  • [0952]
    Der Differenzverstärker U23C setzt den Groblagefehler auf eine 2,5 Volt-Referenz um. Der Groblagefehler von der Spindelmotorleiterplatte (J2) wird auf VCC bezogen. Der Transistor Q14 ist ein Treiber für das Frontpanel-LED, LED 1.
  • [0953]
    Unter Bezugnahme nun auf 114 ist U6 ein serieller A-zu-D-Wandler, welcher ein Signal von einem Temperatursensor U20 umwandelt. Die Rekalibrierung des Laufwerks tritt im Ansprechen auf gemessene Temperaturveränderungen auf. Dies ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung, insbesondere im Falle des 4×-Schreibens, wo die Schreibenergie kritisch ist, und es gefordert sein kann, daß sie als eine Funktion der Systemtemperatur variiert.
  • [0954]
    Die Signale am Pin 2 (PWCAL) und Pin 6 des Analog-zu-Digital-Wandlers U6 sind Servodifferenzverstärkersignale, welche vom 84910 (117) herkommen. Diese Signale können zum Abtasten der Lesekanalsignale verwendet werden und werden durch die Digitalsignale an den Pins 27–30 am 84910 (117B) gesteuert. In der vorliegenden Ausführungsform sind Pins 27–30 geerdet, aber es für den Fachmann erkennbar, daß diese Pins durch eine Vielzahl von unterschiedlichen Signalen angesteuert werden können, und die Abtastung verschiedener Signale ermöglichen würde zum Zwecke der Kalibrierung.
  • [0955]
    Pin 3 von U6 (114A) ist das AGC-Niveau, welches durch U21B gepuffert wird und dann resisitv geteilt wird, um es für den Eingang in den A-zu-D-Wandler zu skalieren. Das AGC-Niveau wird in einem bekannten, beschriebenen Sektor abgetastet. Der sich ergebende Wert wird an Pin 19 von U16 als ein festgelegtes AGC-Niveau ausgeschrieben. Das festgelegte AGC-Niveau wird dann in die 84910 gemäß 117 eingegeben. Die 84910 setzt dann das AGC-Niveau, welches die Verstärker an einem Betrieb mit maximaler Verstärkung hindert, während ein Sektor ausgewertet wird, um zu bestimmen, ob er ein leerer Sektor ist.
  • [0956]
    Das vorliegende Bildplattenlaufwerksystem enthält in Kombination ein Speicherungsmedium in Gestalt einer Platte mit einer Vielzahl an darauf ausgebildeten Datensektoren, einer Verstärkungseinrichtung zum Auswerten eines bestimmten der Sektoren, um zu bestimmen, ob der Sektor leer ist, und einer Einrichtung zum Hindern der Verstärkungseinrichtung an einem Betrieb mit maximaler Leistung, während der Sektor ausgewertet wird. In einer spezifischen Realisierung dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Einrichtung zum Hindern der Verstärkereinrichtung einen Mikroprozessor, U38 gemäß der 109A und B, zum Festlegen des Leistungsniveaus der Verstärkereinrichtung.
  • [0957]
    Wie nachfolgend noch detaillierter beschrieben wird, ist das vorliegende Bildplattensystem von der Art mit einem Fokussiermechanismus und einem Spureinstellungsmechanismus, einer Linse und einer zu lesenden Platte, wobei die Mechanismen durch eine Rückkopplungsschleife gesteuert werden, welche eine elektronische Schaltung zum Erzeugen eines Servosignals zum Bewirken von Korrekturen am Fokussiermechanismus und am Spureinstellungsmechanismus enthält, einer Verstärkungseinrichtung zum Auswerten eines bestimmten Sektors der Platte, um zu bestimmen, ob der Sektor frei ist und einer Einrichtung zum Hindern der Verstärkereinrichtung zum Betrieb mit maximaler Leistung, während der Sektor ausgewertet wird. In einer weiteren spezifischen Realisierung dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Einrichtung zum Hindern der Verstärkereinrichtung einen Mikroprozessor, U38 gemäß der Darstellung in 109A und B, zum Festlegen des Leistungsniveaus der Verstärkereinrichtung.
  • [0958]
    Der Vorpolstrom, welcher anhand der 112 diskutiert wurde, wird an Pin 4 des Analog-zu-Digital-Wandlers U6 (114A) als eine weitere Leitschiene während Schreib- und Löschoperationen überwacht, um zu bestimmen, daß er eine korrekte Amplitude und Polarität aufweist.
  • [0959]
    Die Signale PWCALLF und PWCALHF erscheinen an Pins 7 und 8 von U6 jeweils bei A6 und A7. Diese Signale werden von Abtast- und Halteschaltungen (siehe 118) abgeleitet und können durch den Randlogik-Codierer/Decodierer (GLENDEC) mittels der Signale WTLF oder WTHF gesteuert werden, wie dies in 118B dargestellt ist. Sie werden in einem Sektor angewendet, um ein geschriebenes Muster hoher Frequenz und die durchschnittliche Gleichspannungskomponente eines Beschriebenen Musters niedriger Frequenz abzutasten. Die Durchschnittswerte können verglichen werden, um einen Versatz zu erzielen, der zum Optimieren der 4×-Schreibleistungen verwendet werden kann.
  • [0960]
    Pin 11 von U6 (A9), gemäß 114A, wird durch U21A, einem Differentialverstärker mit Eingängen INTD+ und INTD–, gekoppelt. Diese Signale sind Gleichspannungsniveaus der Daten bezüglich dem Gleichspannungsniveau des Wiederherstellungssignals im 4×-Lesekanal. Das Differenzsignal bestimmt das Grenzwertniveau für den Komparator im 4×-Lesekanal. Unter Verwendung des D-zu-A-Wandlers kann der DSP-Grenzwert bei U3, Pin 3 (110D) diesen Gleichstromversatz beseitigen. Für die Fehlerwiedergutmachung könnte ferner ein Versatz eingefügt werden, um zu versuchen, die Daten wiederzugewinnen, welche auf andere Weise nicht wiederherstellbar sein könnten. Daher ist ein 4×-Lesekanal mit der Herstellungs- und Kalibrierfunktion vorgesehen.
  • [0961]
    Das Signal ReadDIFF erscheint am Pin 12 von U6, A10, als die Ausgabe eines Differentialverstärkers U15B (114AB). ReadDIFF ist die Gleichspannungskomponente des MO-Vorverstärkers oder des Vorformatierungsvorverstärkers. Daher kann der Gleichspannungswert des Lesesignals bestimmt werden und kann verwendet werden, um den Gleichspannungswert einer gelöschten Spur in einer ersten Richtung und einer gelöschten Spur in einer zweiten Richtung zu messen, um einen Differenzwert für das Scheitel-zu-Scheitel-MO-Signal zu schaffen. Ferner können die geschriebenen Daten Bemittelt werden, um einen mittleren Gleichspannungswert zu erzielen, der eine Messung des auftretenden Schreibens ermöglicht. Dieser Wert wird auch für eine 4×-Schreibleistungskalibrierung verwendet.
  • [0962]
    U16 (114B) ist ein D-zu-A-Wandler, der durch den 80C188 Prozessor (109AB; U38) gesteuert wird. Die Ausgänge vom U16 sind Spannungen, welche die Stromniveaus für die drei Schreibleistungsniveaus steuern; WR1-V, WR2-V und WR3-V. Diese Signale bestimmen die Energie der individuellen Impulse. Der vierte Ausgang ist das obengenannte feststehende AGC-Niveau.
  • [0963]
    Das GLENDEC ist in 115 als U100 gezeigt. Das Glue Logic ENcode/DECode kombiniert im wesentlichen eine Anzahl von unterschiedlichen Funktionen in einem Gate Array. Der ENcode/CECode-Abschnitt ist eine RLL 1,7-Codierungs-/Decodierungsfunktion. Die Eingabe in die ENcode-Funktion ist das NRZ von U43 (108A), Pin 70, und seine Ausgabe ist auf RLL 1,7 codiert, welches dann auf die Platte durch die Pins 36, 37 und 38 von U100 (WR1, WR2, WR3) geschrieben wird. Die DECode-Funktion akzeptiert RLL 1,7-codierte Daten von der Platte, welche decodiert werden und zum NRZ zur Übertragung zum U43 (108A) zurückgeführt werden. U16 (114B) enthält auch das 4×-Sektorformat, welches zur Zeitbestimmung verwendet wird. Natürlich ist U16 programmierbar, so daß unterschiedliche Sektorformate darin definiert werden können.
  • [0964]
    Weitere Funktionen, die mit dem GLENDEC U100 gemäß 115 verbunden sind, enthalten die Kommunikationsschnittstelle zwischen dem DSP (U4, 110) und dem Hauptrechner, dem 80C188 (U38; 109). Zähler für die Spurkreuzungen und Zeitnehmer zum Messen der Zeit zwischen den Spurkreuzungen sind ebenfalls vorgesehen und werden durch das DSP für Suchfunktionen verwendet.
  • [0965]
    116 zeigt den Servofehlererzeugungsschaltungskomplex. Die Signale QUADA, QUADB, QUADC und QUADD (116A) repräsentieren die Ausgaben der Servo-Transimpedanz-Verstärker, welche auf der Vorverstärkerleiterplatte angeordnet sind (102B, U1A bis U1D). Diese Signale werden aufaddiert und subtrahiert je nach Eignung in Operationsverstärkern U22A und U22B (116AB), um die Spureinstellungs- und Fokussierfehlersignale TE und FE jeweils auf J4 in 116A zu erzeugen. U22C (116B) summiert QUADA, QUADB, QUADC und QUADD als Quad Sum Signal QS auf.
  • [0966]
    Die Schalter U28A, U28B, U28C, U28D, U27C und U27D werden während des Schreibens freigegeben, um die Schaltungsleistung wegen der ansteigenden Quad-Ströme während des Schreibens abzusenken. Während einem Schreiben werden QUADA, QUADB, QUADC und QUADD jeweils um ungefähr einen Faktor von 4 gedämpft.
  • [0967]
    Der Lesekanal wird nun anhand von 118A diskutiert. Dies Lesesignale RFD+ und RFD– entstehen auf der Vorverstärkerleiterplatte (102B, U106) und verbreiten sich durch Verstärkungsschalter U48A, U48B (118A(1)) zur Normierung der relativen Niveaus des vorformatierten Signals des MO-Signals. Die Verstärkungsschalter werden durch U25B gesteuert, welches zwischen vorformatierten und magneto-optischen Bereichen auf der Platte schaltet.
  • [0968]
    Während Schreiboperationen sind U48C und U48D offen, so daß die Lesesignale die Eingänge des Lesekanals nicht sättigen. Während Leseoperationen sind beide der Schalter geschlossen, und das Lesesignal wird durch den Differentiator U47 (118A(2)) geführt. U47 ist auf minimale Gruppenlaufzeitfehler kompensiert und kann bei bis zu 20 MHz arbeiten. Die Ausgabe von U47 ist durch C36 und C37 an den SSI-Filter U1 und an den 84910 (117) durch FRONTOUT+ und FRONTOUT– gekoppelt. Die Signale werden resistiv durch R75 und R48 geschwächt, wie dies in 117C dargestellt ist, so daß akzeptable Signalniveaus durch den 84910 gesehen werden. FRONTOUT+ und FRONTOUT– werden dann jeweils durch C34 und C33 mit dem 84910 wechselstromgekoppelt.
  • [0969]
    Verschiedene Funktionen sind im 84910 enthalten, damit der Lesekanal geeignet funktionieren kann. Diese enthalten die Lesekanal-AGC, die Lesekanalphasensynchronschleife, den Datendetektor, den Datenseparator, den Frequenzsynthesizer. Servofehlergeneratoren, welche typischerweise Winchester-Servofehlergeneratorfunktionen sind, sind auch Teil des 84910. Diese werden jedoch nicht in der vorliegenden Ausführungsform verwendet.
  • [0970]
    Die Ausgabe des Datenseparationssignals vom 84910 (U13 gemäß 117) kommt dann in Pins 14 und 15 heraus und wird dann an das SM330, U43 (108A) angekoppelt. Diese Signale werden für die 1×- und 2×-Lesekanalmoden verwendet.
  • [0971]
    Das vorformatierte Signal steuert das Pin 31 des 84910 derart, daß dort tatsächlich zwei separate AGC-Signale vorliegen. Eines wird zum Lesen der Kopfzeile oder von vorformatierten Daten verwendet und das andere für magneto-optische Daten.
  • [0972]
    Im Falle des 4×-Lesekanals treten Signale SSIFP und SSIFN (118A(2)) in U49 ein, einem Pufferverstärker (119A). Die Ausgabe von U49 wird an Q3, Q4 und Q5 (119AB) geleitet, welche als ein Integrator mit Auftrieb (boost) wirken. US (119B) ist ein Pufferverstärker für das integrierte und geboostete Signal. Der 4×-Lesekanal bezieht daher ein SSI-Filter, eine Abgleichung, eine Differentiation und eine Integration ein.
  • [0973]
    Die Ausgabe von U5 wird durch Verstärker U12 (119A) gepuffert und mit einer Schaltung gekoppelt, welche den Mittelpunkt zwischen den Scheitel-zu-Scheitel-Niveaus bestimmt, die auch als Wiederherstellungsschaltung bekannt ist. Als ein Ergebnis der Wiederherstellung werden die Signale INTD+ und INTD– (118C) in einen Komparator eingegeben, dessen Ausgabe das Grenzwertniveausignal schafft, welches in der Datenseparation verwendet wird. Die Signale INT+, INT–, INTD+ und INTD– werden dann zu U14 eingegeben, einem MRC1 von 118C, wo sie verglichen werden und eingelesene Daten separiert werden. Die Ausgabe von U14 wird zum GLENDEC U100 (115) für eine Codierungs-/Decodierungsoperation zurückgeführt.
  • Digitale Voreil-/Verzögerungskompensationsschaltung
  • [0974]
    Es ist auf diesem Fachgebiet wohl bekannt, daß bestimmte Gedanken zu Lagesteuerungssystemen bestehen, welche einen Motor verwenden, der ein Ansteuersignal proportional zur Beschleunigung (z. B. ist das Ansteuersignal ein Strom) aufweist. Diese Lagesteuerungssysteme erfordern eine Voreil-Verzögerungskompensation, um die Schwingung im wesentlichen zu beseitigen, um das Lagesteuerungssystem oder Servosystem zu stabilisieren.
  • [0975]
    Die Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine digitale Voreil-/Verzögerungskompensationsschaltung, welche nicht nur Oszillationen im wesentlichen beseitigt, sondern auch eine Sperrfilterfrequenz von der Hälfte der digitalen Abtastfrequenz schafft. Im folgenden, Übertragungsfunktionen genannten Abschnitt, sind die mathematischen Übertragungsfunktionen einer digitalen Voreil-/Verzögerungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer einzelnen Voreilung (single lead) und einer komplexen Verzögerungskompensation (lag compensation) aufgelistet. Ferner sind zum Vergleich einige herkömmliche digitale Voreil-/Verzögerungskompensationsschaltungen aufgelistet und eine analoge Voreil- /Verzögerungskompensationsschaltung. Aus dem nachfolgenden Abschnitt läßt sich die Übertragungsfunktion der Erfindung erkennen als H (s) = (s + w6) × Quadrat (w7) geteilt durch (Quadrat(s) + 2 Zeta7 w7s + Quadrat(w7)) w6.
  • [0976]
    Ferner ist im nachfolgenden Abschnitt die s-Bereichs-Formulierung der Übertragungsfunktion aufgelistet, eine Formulierung, die zur Anzeige in einem Bode-Diagramm geeignet ist. Vom Bode-Diagramm kann man sehen, daß die Kompensationsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung einen minimalen Einfluß auf die Phase hat.
  • [0977]
    Während die herkömmlichen Kompensationsschaltungen auch so gesehen werden können, daß sie einen minimalen Phaseneinfluß aufweisen, weist nur die Kompensationsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Sperrfilter bei einer Frequenz auf, die ein Halb der digitalen Abtastfrequenz ist. Mittels einer geeigneten Wahl der Abtastfrequenz kann dieser Sperrfilter verwendet werden, um parasitäre mechanische Resonanzfrequenzen zu sperren, zum Beispiel jene vom kompensierten Servomotor. Im Laufwerk 10 gemäß 1 und in den alternativen bevorzugten Ausführungsformen davon wird die Einzelvoreil-Komplexverzögerungskompensationsschaltung verwendet, um mechanische Entkopplungsresonanzen in den Fein- und Fokussierservomotoren zu unterdrücken, wie dies im nachfolgenden Abschnitt gezeigt ist.
  • Ubertragungsfunktionen
  • [0978]
    Die folgenden mathematischen Ableitungen illustrieren die Übertragungsfunktionen der digitalen Voreil-/Verzögerungskompensationsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Fokussierschleifen-Übertragungsfunktion wird zuerst gezeigt und diskutiert. Dieser Diskussion folgt eine ähnlich detaillierte Beschreibung der Kompensations-Übertragungsfunktionen.
  • Fokussierschleifen-Übertragungsfunktion:
    • Frequenzverschiebung bei 23 C
    • Tfactor 1
    • (1)0 2·π·3000i STELLGLIEDMODELL: Entkopplungsfrequenz:
    • ω1 Tfactor·2·π·33·103
    • ξ1 = 0.01
  • Parasitäre Resonanz:
    • ω3 Tfactor·2·π·23·103
    • ξ3 = 0.03
    • ω2 Tfactor·2·π·27·103
  • HF-Phasenverlust:
  • Grundfrequenz:
    • Mconstant = 790 m/(s^2 * A)
    • ω5 Tfactor·2·π·36.9
    • ξ5 = 0.08
  • Stellgliedverhalten:
    • Hactuator(s) H1(s)·H2(s)·H3(s)·H4(s)
    • DSP-MODELL: Einfach-Voreilung-Komplex-Nacheilung-Schaltung (Single Lead Complex Lag Circuit):
    • Abtastperiode T 20·106 DSP S&H und Verarbeitungsverzögerung:
    • Hdelay(s) exp s·Tdelay
  • DSP-Verhalten:
    • H dsp(s) ZOH(s)·Hdelay(s)·H leadlag(s)
  • Anti-Aliaseffekt-Filter:
  • Vereinfachtes Fokussierleistungsverstärkungsverhalten:
  • Fokussierfehlersignal:
  • Filterverhalten:
    • H(s) = Hfilt(s) Volt/Volt
  • DSP-Verhalten:
    • H(s) = Hdsp(s) Volts/Volt
  • Leistungsverstärkerverhalten:
    • H(s) = Hpa(s) Amps/Volt
  • Stellglied-Verhalten:
    • H(s) = Hactuator(s) m/a
  • Fokussierfehlerverhalten:
    • H(s) = Hfe bit/m
  • Verhalten der offenen Schleife:
    • H(s) Hfilt(s)·Hdsp(s)·Hpa(s)·Hactuator(s)·Hfe
  • Verstärkungsfaktor:
    • G H1 0
    • G = 36.059
  • Verhalten der geschlossenen Schleife:
  • Erzeugung eines Nyquist-Diagramms mit "M-circles": Gewähltes Maß an Scheiteln Mp der geschlossenen Schleife:
  • Radius des M-circle
  • Zentrum des M-circle
  • Daten für die Bodediagramme:
    • Magn(s) 20·log(G·H(s))
    • ϕ(s) angle(Re(H(s)), Im(H(s))) – 360·deg
    • Magn1(s) 20·log Hcl(s)
    • ϕ1(s) angle Re Hcl(s), Im Hcl(s) 360·deg
  • [0979]
    Gemäß der Darstellung in 124 enthält das Nyquist-Diagramm der Fokussierschleifen-Ubertragungsfunktion Gleich-Scheitel-Loci, welche M-Kreise 9-22, 9-24, 9-26 und 9-28 erzeugen. Jeder weist einen Mp-Wert von jeweils 4,0, 2,0, 1,5 und 1,3 auf. 124 zeigt auch die Schleifenkurve 9-30, wie sie aus den obigen offenen Schleifengleichungen erzeugt werden. 125 zeigt die Größenordnungskurve für das Verhalten 9-32 der offenen Schleife und die Größenordnungskurve 9-34 für das Verhalten der geschlossenen Schleife. 126 zeigt die Phasenkurve für das Verhalten 9-36 der offenen Schleife und die Phasenkurve 9-38 für das Verhalten der geschlossenen Schleife.
  • Kompensationsübertragungsfunktionen:
    • T 20·106
    • ω0 – 2·π·i·3000
  • DSP S&H und Verarbeitungsverzögerung:
  • DSP-MODELL: Dreifach-Lead/Lag-Schaltung:
  • Bilaterale Transformation
    • Definition von z es·T
  • Dreifach-Lead-Lag-Verhalten:
  • Einfach-Lead-Lag-Verhalten:
  • Komplexes Lead-Lag:
    • ωcenter2·π·2200Span 1.0 ω2 – ωcenter – 0.5·Span·ωcenter
  • Analog-Box-Kompensation:
    • τlp 330·1012·20.5·103
  • Einfach-Lead-Komplex-Lag:
    • ω6 2·π·900 ω7 – 2·π·22000 ξ7 0.8
  • Darstellungsdaten:
    • Magn(s) 20·log HTriple(s)
    • ϕ(s) angle Re HTriple(s), Im HTriple(s))) – 360·deg
    • Magn1(s) 20·log HSingle(s)
    • ϕ1(s) angle Re HSingle(s), Im HSingle(s))) – 360·deg
    • Magn2(s) 20·log HComplex(s)
    • ϕ2(s) angle Re HComplex(s), Im HComplex(s) – 360·deg
    • Magn3(s) 20·log HAnalogBox(s)
    • ϕ3(s) angle Re HAnalogBox(s), Im H AnalogBox(s))) – 360·deg
    • Magn4(s) 20·log Hslcl(s)
    • ϕ4(s) angle Re Hslcl(s), Im Hslcl(s))) – 360·deg
  • [0980]
    127 illustriert die Amplitudenverhaltenskurven für die Fokussierungskompensations-Übertragungsfunktionen, wie sie aus den angezeigten Gleichungen abgeleitet werden. Der Graph gemäß 127 zeigt die individuellen Ansprechkurven für ein dreifaches Voreilen-Verzögern, einfaches Voreilen-Verzögern, komplexes Voreilen-Verzögern, Analogbox, und einfach-Voreilen-komplex-Verzögern wie dies in der Legendenbox aufgeschlüsselt ist. Gleichermaßen zeigt 128 die Phasenverhaltenskurven für die Fokussierungskompensations-Übertragungsfunktionen, wie sie aus den entsprechenden Gleichungen abgeleitet werden. Der Graph gemäß 128 illustriert die individuellen Phasenansprechkurven für ein dreifaches Voreilen-Verzögern, einfaches Voreilen-Verzögern, komplexes Voreilen-Verzögern, Analogbox, und einfach-Voreil-komplex-Verzögern, wie dies in der Legendenbox identifiziert ist.
  • Komplexes Lead/Lag:
  • Einfach-Lead-Komplex-Lag:
    • ω2·T2 2·T = 4.276·10–5 2·ω2·T2 = 5.529·106
  • [0981]
    Während diese Erfindung im Detail anhand von bestimmten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es erkennbar, daß die vorliegende Erfindung nicht auf diese präzisen Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr wären angesichts der vorliegenden Offenbarung, welche den gegenwärtig besten Modus zur Ausübung der Erfindung beschreibt, dem Fachmann viele Abwandlungen und Variationen präsent, ohne den Umfang und den Geist der Erfindung zu verlassen. Der Schutzumfang der Erfindung ist daher durch die nachfolgenden Ansprüche mehr als durch die vorangegangene Beschreibung angezeigt.

Claims (4)

  1. Servosteuerungssystem (U4) für eine Informationsspeicherungsvorrichtung, wobei das Servosteuerungssystem (U4) enthält: eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von auf einem Informationsspeichermedium gespeicherten Informationen und zum Erfassen eines Servofehlersignals, wobei die Erfassungseinrichtung einen Summeninformations-Signalausgang und wenigstens einen Servofehler-Signalausgang bereitstellt; eine Positioniereinrichtung zum Positionieren der Erfassungseinrichtung relativ zum Informationsspeichermedium; und einen A/D-Wandler (U11) zum Empfangen der Summeninformations-Signalausgabe und der Servofehler-Signalausgabe, und zum Ausgeben eines digitalen Servofehlersignals bei einer vorbestimmten Abtastraste, wobei das digitale Servofehlersignal durch den A/D-Wandler (U11) auf das Summeninformationssignal normiert ist; dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung eine Resonanzfrequenz aufweist, wobei die vorbestimmte Abtastrate annähernd doppelt der Resonanzfrequenz ist, und wobei das Servosteuerungssystem (U4) enthält: eine digitale Signalprozessoreinrichtung zum Verarbeiten des digitalen Servofehlersignals und zum Ausgeben eines Servosteuersignals, wobei die digitale Signalprozessoreinrichtung eine digitale Servokompensations-Übertragungsfunktion zur Herstellung des Servosteuersignals enthält, und wobei die digitale Servokompensations-Übertragungsfunktion eine Magnetude Null mit einer minimalen Phasenstörung bereitstellt, welche bei einer Frequenz auftritt, die annähernd die Hälfte der Abtastrate ist.
  2. Servosteuerungssystem (U4) nach Anspruch 1, ferner mit einer Treibereinrichtung, welche das Servosteuersignal zur Steuerung der Positioniereinrichtung empfängt.
  3. Servosteuerungssystem (U4) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Servokompensations-Übertragungsfunktion eine Einfach-Voreilungs-Komplex-Nacheilungs-Funktion ist.
  4. Bildplattensystem von der Art mit einem Fokussiermechanismus und einem Spurverfolgungsmechanismus, welche durch eine Rückkopplungsschleife gesteuert werden, mit einem Servosteuerungssystem (U4) nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3.
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