DE69717346T2 - Aufzeichnungsverfahren mit konstanter Dichte und System für das Format ohne Vorsatz in einem Festplattengerät - Google Patents

Aufzeichnungsverfahren mit konstanter Dichte und System für das Format ohne Vorsatz in einem Festplattengerät

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Methode der Aufnahme mit konstanter Dichte (COR: constant density recording), die in Festplattenlaufwerken verwendet wird und insbesondere auf eine Methode und ein System zum Erzeugen von Information für ein CDR über Formatieren eines Festplattenlaufwerks in einer Weise ohne Kopf durch Modifizieren von ID-Feldern und Datenfeldern.
  • Für Festplattenlaufwerke (HDD's) ist eine Formatierungsmethode ohne Kopf bekannt. Die Formatierungsmethode ohne Kopf ist eine Datenspeichermethode, bei der Daten auf einer HDD gespeichert sind, die nur Datenfelder verwendet. Mit anderen Worten, es wird im Zusammenhang mit der Formatierungsmethode ohne Kopf kein Datenfeld benutzt. In dem Fall, dass HDD's ein Format ohne Kopf einsetzen, sollten CDR-Werte für ein CDR benutzt werden. Ein Beispiel einer solchen Formatierungsmethode ohne Kopf ist in der koreanischen Patentanmeldung Nr. 94-35785 offenbart. Entsprechend der Formatierungsmethode ohne Kopf, die in der koreanischen Patentanmeldung offenbart ist, wird ein ID-Feld zusammen mit jedem Datenfeld über Lesen und Schreiben von Daten benutzt. Positionsinformationen über Daten, die zu schreiben oder zu lesen sind, werden von jedem ID-Feld generiert. Solch ein ID-Feld wird als Überhang zum Speichern der Positionsinformation benutzt. Es wird nicht als Information zum Speichern eigentlicher Information benutzt. Dieses Format ist ein Format ohne Kopf. ID-Feld-Signale werden von einer Steuereinheit generiert, die anders ist als die, die in der HDD enthalten ist. Beispielsweise werden Informationen, wie Zylinder-, Kopf- und Sektornummern, von der Gray-Code-Einheit für Servofelder generiert.
  • Es ist am effizientesten, eine Erhöhung der Kapazität der Platte eines HDD's dadurch zu bekommen, dass man die Platte dazu bringt, nur Daten zu speichern. Trotzdem ist es in diesem Fall zusätzlich notwendig, Positionsinformationen und CDR-Werte zu laden. Um solch ein Erfordernis zu befriedigen, wird hauptsächlich eine Methode benutzt, bei der ein gewünschter Abschnitt eines externen Puffer- RAMs in einer Weise zugeordnet wird, dass ein CDR-Wert für jeden Pfad gespeichert ist, wie in Fig. 1 gezeigt. Entsprechend dieser Methode werden CDR-Werte in dem Puffer-RAM gespeichert. Anschließend werden die CDR-Werte bzw. die Positionsinformationen automatisch in entsprechende Sektoren geladen.
  • Das Laden von CDR-Werten unter der Benutzung des Puffer-RAM ist einfach durch das Benutzen einer Methode erreicht worden, bei welcher CDR-Werte (für jeden Sektor eines jeden Pfades), die auf ein voriges ID-Feld geladen wurden, örtlich in den Puffer-RAM verschoben werden, wodurch ein automatisches Laden erreicht wurde. Entsprechend herkömmlicher Methoden wird in jedem Servosektor eine Teilung generiert. Obwohl solche Datensektoren, wie "CDRn" in Fig. 1, die keine Teilung beinhalten, mit aktuellen Bits von Daten beschrieben werden, kann ein Datensektor, wie ein "CDRn + 2" in Fig. 1, der eine Teilung beinhaltet, nicht mit aktuellen Datenbits beschrieben werden, wie durch die schattierten Bereiche in Fig. 1 angedeutet ist. Als Folge davon ergibt sich eine Verschwendung von Speicherbereichen.
  • Andererseits wird das Laden von CDR-Werten von dem Puffer-RAM automatisch ausgeführt. Es gibt 5 Arten von CDR-Werten, nämlich die zum Auffrischen, der Fehlerkorrektur, Platten-, Host- und Hauptprozessoreinheit (MPU). Um alle CDR-Werte zu laden, sollte ein zusätzlicher Puffer-RAM verwendet werden. Weiterhin sollte das Laden der CDR-Werte mit einer Priorität über dem Bearbeiten anderer Datenwerte ausgeführt werden. Dies führt zu einer Belastung für die pufferverwaltende Einheit. Währenddessen führt die HDD eine Fehlerkorrektur durch. So wie die Fähigkeit der HDD zur Fehlerkorrektur steigt, steigt entsprechend die Datenmenge, auf die bei einem Sektor zugegriffen werden soll. Daraus folgt, dass die Belastung der pufferverwaltenden Einheit noch weiter steigt.
  • Die internationale Patentanmeldung WO 95/24035 beschreibt eine tabellengeführte Methode und Vorrichtung für eine automatische Teilfeldbearbeitung in einem Plattenlaufwerksystem, welches Daten speichert, die für Teilfelder nach jeder Servomarke eines Rahmens stehen. Die in der WO 95/24035 beschriebene tabellengeführte Methode/Vorrichtung benutzt eine Speichertabelle zum automatischen Generieren von Sektorimpulsen und Berechnen von Teilfeldgrößen zur Speichersteuerung in einem Plattenlaufwerksystem.
  • Ein Ziel bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ist, eine Methode und ein System zur effizienten Nutzung von Unterteilungsinformationen bereitzustellen, die in einem nicht notwendigen Datensektor gespeichert sind, um dadurch unnötige Daten zu reduzieren.
  • Entsprechend eines ersten Aspekts der Erfindung wird Folgendes bereitgestellt:
  • Eine Schaltung zum Generieren von CDR-Werten (CDR: constant density recording = Aufnahme mit konstanter Dichte) für ein Format ohne Kopf in einem Festplattenlaufwerk, das mit einer zentralen Prozessoreinheit (CPU) ausgestattet ist, mit: ersten Registern, die zum Speichern von CDR-Werten von einem Hauptprozessor (MCDR-Werte) als Antwort auf ein Schreibsteuersignal, das von einem Hauptprozessor generiert und an einer Schreibsteuersignalstufe empfangen wurde, ausgebildet sind; zweiten Registern, die jeweils mit den ersten Registern gekoppelt sind, wobei jedes zweite Register den MCDR-Wert von dem entsprechenden ersten Register herunterlädt, als Antwort auf ein Servosektorinterrupt-Anwendungssignal, welches an einer Servosteuerstufe angelegt wird und durch einen Invertierer (N1) invertiert wird, wodurch ein Signal generiert wird, das ein internes Flag, einen internen CDR-Wert und eine Teilsektornummer anzeigt; einem Zähler, der zum Zählen eines Signals ausgebildet ist, das an eine Sektorterminalstufe angelegt wird, wodurch ein Istsektornummersignal generiert wird, das die Nummer eines Sektors, auf den gegenwärtig zugegriffen wird, anzeigt; einem Multiplexer, der dafür ausgebildet ist, ein Auswahlsteuersignal in der Form eines Istsektornummersignals vom Zähler zu empfangen und die internen Flagsignale von den zweiten Registern zu multiplexen, wodurch ein Flagsignal generiert wird; einer Sektor-Gut-Signal- Erzeugungseinheit zum Vergleichen der Teilsektornummer von jedem zweiten Register mit dem Istsektornummersignal von dem Zähler, um dadurch ein Sektor-Gut- Signal zu generieren; und einer Synthetisiereinrichtung, die ausgebildet ist zum Generieren eines CDR-Wertes, basierend auf dem internen CDR-Wert von jedem zweiten Register und dem Sektor-Gut-Signal.
  • Bevorzugt beinhaltet die Synthetisiereinrichtung OR-Gatter, von denen jedes dazu ausgebildet ist, den internen CDR-Wert von jedem zweiten Register und ein invertiertes Ausgabesignal von der Sektor-Gut-Signal-Erzeugungseinheit zu empfangen.
  • Die Sektor-Gut-Signal-Erzeugungseinheit beinhaltet bevorzugt exklusiv NOR-Gatter, von denen jedes dazu ausgebildet ist, das Ist-Sektor-Nummer-Signal vom Zähler und das Teilsektor-Nummer-Signal von jedem zweiten Register zu empfangen.
  • Bevorzugt wird das Servosektor-Interrupt-Anwendungssignal, das an die Servosteuerstufe angelegt und durch den Invertierer invertiert wird, an jedem zweiten Register als Taktsignal und an der Zählvorrichtung als Freigabesignal angelegt.
  • Entsprechend den Aspekten der vorliegenden Erfindung wird eine Servoroutine als Antwort auf ein Interrupt von einem aktuellen Servosektor ausgeführt. Danach wird ein CDR-erstellender Wert für den nächsten Servosektor heruntergeladen. Unter Verwendung dieses Wertes wird ein CDR-Wert für jeden gewünschten Datensektor des nächsten Servosektors geladen. Dementsprechend ist es möglich, CDR-Werte für ein Format ohne Kopf zu laden, ohne in die Pufferverwaltung einzugreifen.
  • Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung und um zu zeigen, wie Ausführungsformen derselben verwirklicht werden können, wird nun beispielhaft Bezug auf die begleitenden, schematischen Zeichnungen genommen, wobei:
  • Fig. 1 eine schematische Darstellung ist, die ein konventionelles Datenformat von CDR-Werten veranschaulicht;
  • Fig. 2 ist eine schematische Darstellung, die ein Datenformat zur Generierung von CDR-Werten für einen Servosektor in einem HDD entsprechend eines Aspekts der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das einen Schaltkreis zum Generieren von CDR-Information zur Benutzung für ein Format ohne Kopf entsprechend eines Aspektes der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm von Signalen, die im Betrieb des in Fig. 3 gezeigten Schaltkreises generiert wurden; und
  • Fig. 5 ist eine schematische Darstellung, die ein Datenformat zur Generierung von CDR-Werten für einen Servosektor in einem HDD entsprechend eines Aspekts der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Das HDD hat Servosektoren, von denen jeder mit maximal 8 Flags ausgestattet ist. Das HDD hat auch Teilsektoren, von denen jedes eine intrinsische Nummer trägt. Jeder Teilsektor wird durch eine gewünschte Zahl von Bits festgelegt.
  • Bezugnehmend auf Fig. 3 ist ein Schaltkreis zum Generieren von CDR-Information zur Benutzung für ein Format ohne Kopf entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt.
  • Wie in Fig. 3 dargestellt, beinhaltet der Schaltkreis erste Register 301, die zum Speichern von MCDR-Werten dienen, welche MCDR-CONTROL-1-, 2- und 3-Daten der Fig. 2 sein können, als Antwort auf ein Schreibsteuersignal, das von einer zentralen Prozessoreinheit (nicht gezeigt) erzeugt und in einem Schreibsteuersignalzustand CDR-WR empfangen wurde.
  • Zwei Register 303 sind mit den ersten Registern 301 entsprechend verbunden. Jedes zweite Register 303 lädt eine Ausgabe von dem entsprechenden ersten Register 301 herunter, nämlich einen MCDR-Wert als Antwort auf ein Servosektor- Interrupt-Anwendungssignal, welches an einer Servosteuerstufe SERVO angelegt und durch einen Invertierer N1 invertiert wird. Mit anderen Worten, wird der MCDR- Wert, der von jedem ersten Register 301 ausgegeben wird, in den entsprechenden zweiten Register 303 heruntergeladen, bei einer negativen Flanke des Servosektor- Interrupt-Anwendungssignals von der Servosteuerstufe SERVO, weil das Signal von der Servosteuerstufe SERVO durch den Invertierer N1 invertiert wird.
  • Die zweiten Register 303 haben eine doppelte Pufferfunktion, so dass die zentrale Prozessoreinheit sie ungehindert steuern kann. Die Zeit der zentralen Prozessoreinheit zum Herunterladen ist begrenzt, so dass das Schreiben von Daten nach Erhalten des aktuellen Servo-Interrupts ausgeführt werden kann, aber vor der Generierung von negativen Flanken des nächsten Servo-Interrupts. Nach Verschieben der erhaltenen Daten entsprechend der Ausgabe des Inverters N1 gibt jeder zweite Register 303 ein internes Flag IFLAG (7:0), eine Teilsektornummer SPLIT- SECTOR-NO (2:0) und einen internen CDR-Wert ICDR (11:0) aus. Das interne Flag IFLAG (7:0) wird an einen Multiplexer 305 angelegt, wohingegen die Teilsektornummer SPLIT-SECTOR-NO (2:0) an den Komparator 309 angelegt wird. Der Komparator 309 enthält exklusiv NOR-Gatter NOX1 bis NOX3. Andererseits wird der interne CDR-Wert ICDR (11:0) an eine Synthetisiereinrichtung 307 angelegt. Die Synthetisiereinrichtung 307 ist mit dem Ausgang des Komparators über ein AND- Gatter AN1 und einen Invertierer N2 verbunden. Die Synthetisiereinrichtung 307 beinhaltet OR-Gatter OR1 bis OR3.
  • Gleichzeitig ist ein Zähler 311 auch mit dem Invertierer N1 verbunden. Der Zähler 311 ist ein asynchroner Zähler, der voreingestellt wird, wenn das an der Servostufe SERVO empfangene Signal auf einem High-Level ist, nämlich wenn der Ausgang des Invertierers N1 auf einem Low-Level ist. Nachdem er voreingestellt ist, zählt der Zähler 311 ein Signal, das an einem Sektorterminal empfangen wurde. Der gezählte Wert des Zählers 311 wird von "00" aus verändert entsprechend einer positiven Flanke des an dem Sektorterminal des Zählers 311 empfangenen Signals. Als Ergebnis generiert der Zähler 311 eine aktuelle Sektornummer CUR-SEC-NO (2:0), welche wiederum als ein Auswahlsteuersignal an den Multiplexer 305 und als ein Referenzwert an den Komparator 309 angelegt wird. Als Antwort auf die Ausgabe von dem Zähler 311 generiert der Multiplexer 305 ein Flagsignal für einen ausgewählten Sektor basierend auf dem von jedem zweiten Register 303 empfangenen internen Flag IFLAG (7:0). Andererseits vergleicht der Komparator 309 die Teilsektornummer SPLIT-SECTOR-NO (2:0), die von dem zweiten Register 303 empfangen wurde, mit dem Ausgang des Zählers 311. Wenn die Teilsektornummer SPLIT- SECTOR-NO (2:0) identisch mit dem Ausgang des Zählers 311 ist, generiert der Komparator 309 ein Signal mit dem Level "1". Dieser Zustand bedeutet, dass der Eingang an der Sektorstufe SECTOR identisch mit dem Eingang der Teilsektornummerstufe SPLIT-SECTOR-NO ist. In diesem Zustand gibt das AND-Gatter AN1 ein Signal mit einem High-Level aus. D. h., das AND-Gatter AN1 generiert ein Sektor-Gut-Signal GOOD-SEC. Dieses Signal wird beim Durchlaufen des Inverters N2 auf ein Low-Level invertiert. Das invertierte Signal wird dann an die OR-Gatter OR1 bis OR3 der Synthetisiereinrichtung 307 angelegt, die auch den internen CDR-Wert ICDR (11:0) empfangen.
  • Die OR-Gatter OR1 bis OR3 der Synthetisiereinrichtung 307 generieren CDR- Werte, die auf den entsprechenden empfangenen Signalen basieren. D. h., ein Flag und ein CDR-Wert in Zusammenhang mit dem aktuellen Sektor werden generiert basierend auf dem Sektor-Gut-Signal GOOD-SEC und dem internen CDR-Wert ICDR (11:0). Unter Benutzung dieser Werte wird ein CDR ausgeführt.
  • Weil eine Zentralprozessoreinheit CDR-Werte direkt herunterlädt, ist es möglich, die Verwaltungslast der Puffer zu reduzieren. Somit ist es möglich, die Anzahl der Puffer zu reduzieren, auf die für einen Sektor zugegriffen werden muss, selbst wenn die Fehlerkorrekturfähigkeit kontinuierlich zunimmt. Deshalb wird die Effizienz der Puffernutzung verbessert. Es ist auch möglich, das mit dem Flag und dem CDR-Wert verbundene Datenformat für jeden Datensektor zu vereinfachen. Hieraus ergibt sich eine Verringerung des Speicherbereichs. Entsprechend einer Erhöhung der HDD- Kapazität können vorhandene HDD's 3 oder 4 Datensektoren für einen Servosektor bearbeiten. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es aber möglich, 8 Datensektoren zu bearbeiten. Dementsprechend kann der oben genannte Effekt noch weiter verbessert werden. Beispielsweise liegt in herkömmlichen Fällen die Anzahl der CDR-Bits, die für 8 Datensektoren benötigt wird, bei 16 Bits (2 Bits·8 = 16 Bits), während es 3 Bits im Falle der vorliegenden Erfindung sind.

Claims (4)

1. Schaltung zum Generieren von CDR-Werten (CDR: constant density recording = Aufnahme mit konstanter Dichte) für ein Format ohne Kopf in einem Festplattenlaufwerk, das mit einer zentralen Prozessoreinheit (CPU) ausgestattet ist, mit:
ersten Registern (301), die zum Speichern von CDR-Werten von einem Hauptprozessor (MCDR-Werte) als Antwort auf ein Schreibsteuersignal, das von einem Hauptprozessor generiert und an einer Schreibsteuersignalstufe empfangen wurde, ausgebildet sind;
zweiten Registern (303), die jeweils mit den ersten Registern (301) gekoppelt sind, wobei jedes zweite Register (303) den MCDR-Wert von dem entsprechenden ersten Register herunterlädt, als Antwort auf ein Servosektorinterrupt- Anwendungssignal, welches an einer Servosteuerstufe angelegt wird und durch einen Invertierer (N1) invertiert wird, wodurch ein Signal generiert wird, das ein internes Flag, einen internen CDR-Wert und eine Teilsektornummer anzeigt;
einem Zähler (311), der zum Zählen eines Signals ausgebildet ist, das an eine Sektorterminalstufe angelegt wird, wodurch ein Istsektornummersignal generiert wird, das die Nummer eines Sektors, auf den gegenwärtig zugegriffen wird, anzeigt;
einem Multiplexer (305), der dafür ausgebildet ist, ein Auswahlsteuersignal in der Form eines Istsektornummersignals vom Zähler (311) zu empfangen und die internen Flagsignale von den zweiten Registern (303) zu multiplexen, wodurch ein Flagsignal generiert wird;
einer Sektor-Gut-Signal-Erzeugungseinheit (309, AN1, N2) zum Vergleichen der Teilsektornummer von jedem zweiten Register (303) mit dem Istsektornummersignal von dem Zähler (311), um dadurch ein Sektor-Gut-Signal zu generieren; und
einer Synthetisiereinrichtung (307), die ausgebildet ist zum Generieren eines CDR-Wertes, basierend auf dem internen CDR-Wert von jedem zweiten Register (303) und dem Sektor-Gut-Signal.
2. Schaltung nach Anspruch 1, bei welcher die Synthetisiereinrichtung (307) OR- Gatter (OR1-OR3) beinhaltet, von denen jedes dazu ausgebildet ist, den internen CDR-Wert von jedem zweiten Register (303) und ein invertiertes Ausgabesignal von der Sektor-Gut-Signal-Erzeugungseinheit (309, AN1, N2) zu empfangen.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Sektor-Gut-Signal- Erzeugungseinheit (309, AN1, N2) Exklusiv-NOR-Gatter (NOX1-NOX3) beinhaltet, von denen jedes dazu ausgebildet ist, das Istsektornummersignal vom Zähler (311) und das Teilsektornummersignal von jedem zweiten Register zu empfangen.
4. Schaltung nach Anspruch 1, 2, oder 3, bei welcher das Servosektorinterrupt- Anwendungssignal, das an die Servosteuerstufe angelegt und durch den Invertierer (N1) invertiert wird, an jedem zweiten Register (303) als Taktsignal und an der Zählvorrichtung (311) als Freigabesignal angelegt wird.
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