FR2699721A1 - Unité d'exploitation de disques magnétiques, notamment unité de mémoire. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une unité de mémoire rapide et de grande capacité permettant une utilisation dans des environnements soumis à des vibrations, des chocs et des températures extrêmes. L'unité comprend une cartouche à disques 52 et une unité électronique 54. L'unité électronique comporte un nouveau circuit de détection de crête unique pour récupérer les rafales de servos. Le circuit comporte également un redresseur de précision pour redresser une rafale de servos; le signal redressé est ensuite intégré par un intégrateur et le signal intégré passe dans un multiplexeur et est converti en un mot de huit bits par un convertisseur analogique/numérique.

Description

UNITE D'EXPLOITATION DE DISQUES MAGNETIQUES,

NOTAMMENT UNITE DE MEMOIRE

La présente invention concerne le domaine des unités de mémoire à disques magnétiques Plus particulièrement, cette invention concerne une unité de mémoire à disques magnétiques de structure robuste et appropriée pour être utilisée dans des environnements hostiles ou sévères et capable de résister à des charges ou à des contraintes, comme des chocs, des vibrations et des températures extrêmes, et qui est capable d'opérer dans n'importe quelle attitude L'unité conforme à la présente invention est particulièrement appropriée pour être utilisée dans des applications militaires, mais elle peut aussi être employée dans d'autres environnements exigeants, comme par exemple lors du forage de puits de pétrole et de gaz et dans des

explorations sismiques.

Des unités d'enregistrement à bandes magnétiques et des unités de mémoire à disques magnétiques sont connues dans l'art antérieur depuis de nombreuses années Des unités à bandes appropriées pour être utilisées dans des applications difficiles sont disponibles mais il existe un besoin en ce qui concerne une unité à disques perfectionnée Des exemples de telles unités à disques de l'art antérieur ont été décrits dans les brevets des Etats-Unis N O 4 791 508, 4 870

703 et 4 965 686.

L'objet de la présente invention est de créer une unité de mémoire à disques magnétiques qui soit capable de résister à des charges et à des contraintes, comme des

chocs, des vibrations et des températures extrêmes.

Conformément à cet objet, l'invention concerne: une unité de disques comportant au moins un disque, ledit disque étant pourvu par enregistrement de plusieurs servos codés (qui seront désignés dans la suite par le terme "servo" en correspondance au terme anglais), ledit disque comportant plusieurs pistes, au moins une tête positionnée par rapport audit disque pour une lecture desdits servos, des moyens pour obtenir des signaux de servo correspondants auxdits servos lus, lesdits signaux de servos étant utilisés pour positionner ladite tête sur une piste sélectionnée dudit disque, caractérisée par un moyen détecteur de crête unique

pour détecter chacun des différents signaux de servos.

Conformément au même objet, l'invention concerne également: un procédé de détection de plusieurs servos codés mémorisés sur un disque, ledit disque comportant plusieurs pistes, le procédé étant caractérisé par les étapes consistant à: ( 1) lire un desdits servos en utilisant une tête positionnée par rapport audit disque; ( 2) obtenir un signal de servo à partir dudit servo lu; ( 3) détecter ledit signal de servo en utilisant seulement un détecteur de crête unique; ( 4) lire un autre desdits servos utilisant ladite tête; ( 5) obtenir un autre signal de servo à partir dudit autre servo lu; ( 6) détecter ledit autre signal de servo en utilisant ledit détecteur de crête unique; et ( 7) répéter les étapes ( 4) ( 6) pour chacun desdits

servos.

Conformément au même objet, l'invention concerne également: une unité de disques comportant au moins un disque, ledit disque comportant plusieurs servos codés qui sont mémorisés sur lui, ledit disque comportant plusieurs pistes, au moins une tête positionnée par rapport audit disque pour lire lesdits servos, des moyens pour produire des signaux correspondants auxdits servos lus, lesdits signaux de servos étant utilisés pour un positionnement de ladite tête sur une piste sélectionnée dudit disque, caractérisée en ce qu'il est prévu seulement un moyen de détecteur de crête unique pour détecter chacun desdits

différents servos.

Conformément au même objet de la présente invention, le système comprend une cartouche à disques et une unité électronique La cartouche à disques comprend cinq disques durs magnétiques ayant une capacité utile de 300 megaoctets et logés dans une unité indépendante et hermétiquement scellée qui est appropriée pour être utilisée dans des environnements de vibrations, de chocs, et températures extrêmes L'unité électronique comporte une structure métallique dans laquelle sont logés les éléments

électroniques du système.

La cartouche à disques comporte une broche stationnaire sur laquelle est fixé un ensemble de stator de moteur Un ensemble de rotor de moteur est constitué par un tambour rotatif monté autour du stator, le tambour contenant un

système magnétique de moteur.

Des roulements supérieur et inférieur sont disposés entre le stator et le rotor Cet ensemble est préchargé par une paire de ressorts incurvés qui sont disposés autour de la broche et qui s'appuient contre la bague flottante du roulement supérieur Une précharge de l'ensemble de cette manière évite un contact brusque entre le roulement et la broche au cours de vibrations On a constaté que de tels contacts brusques produisaient des erreurs de positionnement des têtes au cours de vibrations Ces erreurs de positionnement des têtes sortent de la largeur de bande

d'une servo-boucle fermée typique de l'art antérieur.

Cependant, du fait de l'augmentation de capacité de la présente invention, une plus grande largeur de bande est utilisée En correspondance, les ressorts incurvés de la présente invention empêchent les contacts brusques, en éliminant ainsi les erreurs de têtes qui en résulteraient autrement. La cartouche à disques comporte également un capteur de température monté sur une plaquette à circuits de l'ensemble de broche Le capteur de température mesure la température interne de la cartouche à disques Cette information de température est utilisée pour modifier un algorithme de recherche, plus spécifiquement, pour modifier des niveaux de courant d'excitation appliqués à la bobine vocale (puisque la résistance d'une bobine vocale varie avec la température), pour modifier une opération de charge/décharge de tête, pour modifier une dérive de température en vue de lectures de dispositifs à effet Hall, et pour mieux tenir compte de sollicitations en flexion de circuits flexibles de

type "capton".

La cartouche à disques comporte en outre un ensemble détecteur de sollicitation de tête Un capteur de flux magnétique est disposé sur une plaquette à circuits qui s'étend sur une partie d'un ensemble de bras L'ensemble de bras comporte un aimant permanent positionné de façon à passer en-dessous du capteur de flux magnétique (par exemple un capteur à effet Hall) En conséquence, quand l'ensemble de bras se déplace, le flux magnétique provenant de l'aimant permanent et détecté par le capteur de flux varie On a déterminé que cela correspondait à une relation généralement linéaire En conséquence, la position de l'ensemble de bras (plus particulièrement de l'aimant permanent incorporé dans cet ensemble de bras) est suivie par le capteur de flux En outre, l'ensemble de bras, de même que les ensembles de bras de l'art antérieur, comporte une position de rangement ou d'arrêt Cependant, à la différence des ensembles de bras de l'art antérieur, le présent ensemble de bras est complètement écarté (complètement rétracté) du disque dans sa position de rangement Dans cette position complètement

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rétractée, les têtes et le disque sont protégés des chocs et

des vibrations.

L'unité électronique comporte un nouveau circuit de détection de crête Dans l'art antérieur, des détecteurs de crêtes individuels étaient utilisés pour récupérer chaque

rafale de servo (en vue d'un positionnement de tête, c'est-

à-dire un emplacement et un centre de piste) L'utilisation d'un détecteur de crête unique, comme dans la présente invention, nécessite un fonctionnement rapide Avec un circuit unique, des variations provoquées par la température sont compensées pour chaque servo Le circuit comprend un

redresseur de précision pour redresser une rafale de servo.

Le signal redressé est ensuite intégré par un intégrateur.

Le signal intégré passe par un multiplexeur et est converti en un mot de huit bits par un convertisseur

analogique/numérique rapide.

Les particularités et avantages définis ci-dessus et d'autres de la présente invention, seront appréciés et bien compris par les spécialistes de ce domaine à partir de la

description détaillée qui va suivre et des dessins annexés

dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'une cartouche à disques et d'une unité électronique associée qui sont agencées en accord avec la présente invention; la figure 2 est un schéma à blocs illustrant les interconnections entre la cartouche à disques et l'unité électronique de la figure 1; la figure 3 est une vue en perspective éclatée de la cartouche à disques de la figure 1, le couvercle étant enlevé; la figure 4 A est une vue en plan de la cartouche à disques de la figure 1, le couvercle étant enlevé;

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la figure 4 B est une vue en élévation latérale, en partie en coupe arrachée, de la cartouche à disques de la figure 1; la figure 4 C est une vue en élévation d'arrière, en partie en coupe arrachée, de la cartouche à disques de la figure 1; la figure 4 D est une vue faite suivant la ligne 4 D-4 D, le bras et le capteur ayant été enlevés pour clarifier le dessin; la figure 4 E est une vue en plan schématique d'un circuit flexible utilisé dans la cartouche à disques de la figure 1; la figure 5 est une vue en élévation latérale, en partie en coupe, d'un ensemble de moteur de broche utilisé dans le système d'entraînement de disques de la figure 1; les figures 6 A-B sont des vues d'un ressort incurvé utilisé dans l'ensemble de moteur de la figure 5, la figure 6 A étant une vue en plan de ce ressort et la figure 6 B est une vue en coupe faite suivant la ligne 6 B-6 B de la figure

6 A;

les figures 7 A-B sont des vues d'un ensemble de plaquette à circuit utilisé dans l'ensemble de broche de la cartouche à disques de la figure 1, la figure 7 A étant une vue en plan de cet ensemble et la figure 7 B une vue en coupe faite suivant la ligne 7 B-7 B de la figure 7 A; la figure 8 est un schéma à blocs du servo-circuit de broche utilisé dans l'unité électronique de la figure 1; les figures 9 A-B sont des vues de l'ensemble de bras utilisé dans la cartouche à disques de la figure 1, la figure 9 A étant une vue en plan de cet ensemble et la figure 9 B une vue en élévation latérale; les figures l OA-B sont des vues de l'ensemble magnétique intervenant dans l'ensemble de bras des figures 9 A-B, la figure l OA étant une vue en plan de l'ensemble et la figure l OB une vue en élévation; les figures ll A-D sont des vues de l'ensemble de captage utilisé dans la cartouche à disques de la figure 1, la figure 11 A étant une vue de dessous de cet ensemble, la figure ll B une vue en bout, la figure 11 C une vue en plan et la figure ll D une vue faite suivant la ligne ll D-ll D de la figure l A; la figure 12 est un schéma à blocs d'un système à boucle fermée utilisé par l'unité électronique de la figure 1; la figure 13 est un schéma à blocs des circuits intervenant dans l'unité électronique de la figure 1; la figure 14 est un diagramme représentant une information sur rafale de servos privilégiée utilisée pour un centrage et un positionnement de piste en accord avec la présente invention; la figure 15 est un diagramme de minutage pour l'information sur rafale de servos privilégiés de la figure 14; les figures 16 A-C représentent des schémas du circuit de récupération de servos en accord avec la présente invention; et la figure 17 est un organigramme structurel de haut niveau du logiciel utilisé en accord avec la présente invention. Sur les figures 1 et 2, un système de mémoire à disques est représenté d'une façon générale en 50 Ce système de mémoire à disques est un système de mémoire rapide et de grande capacité qui est conçu pour opérer dans des

environnements exigeants (par exemple un avion militaire).

Le système de mémoire 50 comprend une cartouche à disques 52 et une unité électronique 54 La cartouche à disques 52 comprend cinq disques durs magnétiques ayant une capacité utile de 300 megaoctets Les disques utilisent une technologie de disque Winchester et sont logés dans une unité indépendante et hermétiquement scellée qui est agencée comme un module enfichable En conséquence, la cartouche à disques 52 est complètement interchangeable et elle peut être manipulée, transportée et utilisée sans ménagement dans des environnements de vibrations, chocs et températures extrêmes. La cartouche à disques 52 comprend un carter 58 dont une partie principale 60 est pourvue d'une plaque 62 formant couvercle amovible et qui est fixée sur la partie principale de carter 60 au moyen de plusieurs vis 64 La partie de carter 60 et la plaque de recouvrement 62 sont formées d'un métal, de préférence de l'aluminium Un couvercle avant 66 comporte un mécanisme de verrouillage déclenchable 68 pour bloquer le carter dans un berceau anti-vibration, ou pour le dégager de ce berceau (non représenté), qui est équipé de supports anti-chocs dans lesquels l'unité serait montée La partie de carter 60 comporte une encoche de montage 70 sur la longueur de ses deux côtés opposés et ses rainures sont disposées en correspondance à des guides prévus dans le berceau Pour faire en sorte que l'unité soit correctement montée dans le berceau (et pour assurer un alignement correct avec des connecteurs électriques prévus sur l'extrémité arrière de l'unité), les rainures sont décalées sur les deux côtés de l'unité (de même que le sont les guides correspondants prévus dans le berceau) Puisque les rainures et les guides correspondants sont asymétriques,

l'unité peut seulement être montée dans une position (c'est-

à-dire la position correcte) dans le berceau.

L'unité électronique 54 comprend une structure métallique hermétique 72 dans laquelle sont logés les éléments électroniques du système La structure 72 comprend une partie principale de carter 74 qui est pourvue d'un couvercle amovible 76, fixée sur la partie de carter 74 à l'aide de plusieurs vis 73 La partie de carter 74 et le couvercle 76 sont formés d'un métal, de préférence de l'aluminium Plusieurs connecteurs 78 sont montés à l'extrémité avant de la partie de carter 74 pour créer des moyens formant une interface entre l'unité électronique 54 et la cartouche à disques 52, un ordinateur principal 85 (figure 2) est source de courant L'unité électronique 54 comporte également un indicateur de temps écoulé 75, un commutateur d'enclenchement de bit 77 et un indicateur de

bit 79.

La cartouche à disques 52 est interconnectée avec l'unité électronique 54, plus particulièrement un système électronique de commande d'entrainement de disques 80, par des lignes de transmission de signaux 82 (c'est-à-dire des câbles) Le système électronique de commande d'entraînement de disques 80 communique avec le système électronique d'interface 84 (décrit dans la suite), prévu à l'intérieur de l'unité électronique 54, par des lignes de transmission de signaux 86 L'unité électronique 54, plus particulièrement l'unité électronique d'interface 84, communique avec l'ordinateur principal 85 par l'intermédiaire d'un bus 88 (c'est-à-dire des câbles) pour

petite interface de système ordinateur (SCSI).

En référence aux figures 3 et 4 A-E, la cartouche à disques 52 comprend un ensemble de broche 90 (décrit dans la suite) L'ensemble de broche 90 comporte à son extrémité inférieure une plaque à circuits 96 Une plaque d'actionnement 100 est montée à l'intérieur de la partie de carter 60 dans une zone adjacente à l'ensemble de broches Un pivot de bras 102 s'étend vers le haut à partir de la plaque d'actionnement 100 Un ensemble inducteur 104, sur lequel est monté un ensemble de chargement de tête 106, est installé sur la plaque d'actionnement 100 L'ensemble inducteur comprend un noyau 104 a, un inducteur supérieur 104 b et un inducteur inférieur 104 c Deux limiteurs 108 de courses de bras réglables sont montés à des extrémités opposées de l'ensemble inducteur 104 par des organes de fixation 109. Un premier ensemble de palier 110 est disposé sur le pivot 102 et est supporté par la plaque 100 Un ensemble de bras 111 comporte un bras central 112 pourvu de bras supérieur et inférieur 114, 116, qui sont fixés sur lui par des organes de fixation 117 L'ensemble de bras 111 est disposé sur le pivot 102 et il est supporté par le palier pour permettre à l'ensemble de bras 111 de tourner par rapport au pivot 102 L'ensemble de bras central 112 comporte une partie de carter 118 dans laquelle est logée une unité à bobine vocale 120 La bobine vocale 120 comporte une ouverture centrale 120 a dans laquelle est disposée un noyau de moteur 104 a Le courant passant dans l'unité à bobine vocale 120 assure, en coopération avec l'ensemble inducteur 104, un entraînement linéaire de l'ensemble de bras Un indicateur 117 de zone d'amenée et un indicateur 119 de position amenée sont montés sur le carter 118 Les indicateurs 117 et 119 sont détectés par un ensemble optique Chaque bras 112, 114, 116 comporte plusieurs parties flexibles 121 Les parties flexibles 121 comportent sur au moins une surface une protubérance ou saillie 122 et un ensemble de tête 124 est disposé à une extrémité Un second

ensemble de palier 126 est disposé sur le pivot 102 au-

dessus de l'ensemble de bras Des écrous et des rondelles de précharge 128 sont fixés sur le pivot 102 pour exercer une action de retenue et pour produire une force de précharge sur l'ensemble de bras Une plaque d'adaptation 130, de préférence composée d'un métal, est fixée sur la partie de carter 60, sur l'ensemble de broche 90 sur le pivot 102 à

l'aide de plusieurs vis 132.

Un support 134 de patins et de rampes d'amenée est monté sur la plaque d'actionnement 100 Un coulisseau 136 pour patins et rampes d'amenée est monté sur le support 134 des organes de fixation 137 Le coulisseau 136 comprend plusieurs rampes d'amenée 138 et plusieurs patins d'amenée 142 Les rampes d'amenée 138 comprennent des évidements 140 qui sont profilés pour recevoir les protubérances 122

situées sur les parties flexibles 121.

Un circuit flexible pour bobine vocale 144 est fixé sur un support de montage 146 à l'aide de deux organes de fixation 148 Le support 146 est monté sur la plaque 100 par des organes de fixation 150 Le circuit 144 établit une

liaison avec la bobine vocale 120.

Une plaquette à circuit hybride 152 est montée sur un support de montage 153 qui est fixé sur la surface intérieure de la partie de carter 60 Un circuit flexible de tête 151 est relié à la plaquette 152 et retenu par un organe approprié 154 fixé sur la plaquette 152 par des organes de fixation 156 Le circuit 151 est relié par son autre extrémité à l'ensemble de bras Des organes de fixation 156 assurent également la fixation d'une extrémité de la plaquette 152 sur le support 153 L'autre extrémité de la plaquette 152 est fixée sur le support 154 par des organes de fixation 158 Le circuit flexible 151 comporte un organe de raidissage 160 Un autre circuit flexible 162 établit une liaison entre la plaquette 152 et un connecteur 164 à travers une extrémité arrière de la partie de carter Un ensemble pour circuits flexibles de moteur de broche 166 établit une liaison entre la plaquette 96 et le

connecteur 164.

L'ensemble de broche 90 comprend plusieurs disques magnétiques d'enregistrement 168 (par exemple cinq disques) disposés autour d'un ensemble de moteur de broche 170 Les disques 168 sont espacés les uns des autres par plusieurs 1 1 organes d'espacement -172 Les disques 168 et les organes d'espacement 172 sont maintenus sur l'ensemble 170 par

l'organe de retenue 174.

L'ensemble de moteur de broche 170 fait tourner les disques 168 sur un trajet de rotation précis de telle sorte que les pistes magnétiques situées sur les disques restent dans une disposition concentrique établie dans l'environnement de fonctionnement soumis à des températures et vibrations extrêmes Ce degré de précision limite finalement la largeur minimale de disque pouvant être utilisé ainsi que le nombre maximal de pistes par centimètre, qui est directement en relation avec la capacité

de données (qui sera définie dans la suite).

Des appareils à disques du commerce de l'art antérieur sont soumis à l'influence de vibrations et de la température Par exemple, pendant une exposition à de faibles niveaux de vibration, les plateaux supportant les disques commencent à louvoyer et les paliers de la broche sont soumis à des surcharges par des forces de gravité et, dans certains cas, le pivot proprement dit peut s'infléchir et contribuer à cet effet Des déplacements aussi petits que 7,6 x 10 i 2 mm ( 300 micropouces) peuvent produire des défauts de positionnement des pistes et des erreurs de données En outre, lors d'une exposition à une gamme de températures comprise entre -550 C à + 710 C, il se produit de forts écarts de positionnement de pistes, à la fois à cause de la conception du système de blocage de disque et de la structure du disque proprement dit En ce qui concerne le blocage de disque, un écart d'adaptation de coefficient de température résultant du fait que le pivot de broche est en acier (ce qui est nécessaire pour absorber la charge d'appui) et de ce que le plateau est en aluminium fait en sorte que le plateau se dilate et se contracte autour d'une des vis de fixation de blocage, au lieu de le faire par rapport à l'axe central de la broche Cela produit à chaque tour un louvoiement du plateau qui se traduit par un écart

de positionnement des pistes et par des erreurs de données.

Egalement, un second effet produit par la température résulte de la nonuniformité du coefficient de dilatation thermique sur la circonférence du plateau Ce défaut de dilatation concentrique et de contraction en fonction de la température d'anisotropie produit également des écarts dans

le positionnement des pistes et des erreurs de données.

L'ensemble de broche 90 a permis de résoudre ces problèmes

de vibration.

En référence maintenant à la figure 5, l'ensemble de moteur de broche 170 comprend un moyeu 176 pourvu d'un arbre 178 situé à peu près en son centre L'arbre 178 (de préférence un arbre en acier) est monté sur une plaque de support 180 L'arbre de broche 178 est fixé sur la plaque de support 180 par un filetage 182 et cet arbre 178 comporte un intérieur creux définissant un passage central 185 La plaque de support 180 est à son tour fixée sur le fond du carter extérieur 60 au moyen de plusieurs vis (non représentées) L'extrémité supérieure de l'arbre de broche 178 est maintenue par la plaque 130 par l'intermédiaire d'une vis 132 ' (figure 4 B) En conséquence, les deux extrémités supérieure et inférieure de l'arbre de broche 178

sont maintenues rigidement.

Un enroulement annulaire de moteur 184, qui forme le stator d'un moteur électrique, est monté sur l'arbre 178 par

l'intermédiaire de manchons supérieur 186 et inférieur 188.

Les manchons 186 et 188 sont fixés autour de l'arbre 178 Le manchon 186 est fixé sur l'arbre 178 par une barre de blocage 189 et une vis de réglage 190 Une rondelle 191 est placée sur un épaulement 192 de l'arbre 178 La rondelle 191 et l'épaulement 192 supportent le manchon 188 et arrêtent son mouvement de descente le long de l'axe de l'arbre de

broche 178.

La structure de rotor intervenant dans le moteur comporte un aimant annulaire 194 qui est fixé par adhésif sur un manchon en acier 196, qui est à son tour bloqué sur le moyeu extérieur tournant en acier 176 Un chapeau annulaire 198 est emboîté dans le pourtour intérieur du

moyeu 176 à son extrémité supérieure.

L'aimant 194, le manchon 196, le moyeu 176 et le chapeau 198 constituent une structure de rotor qui tourne autour de la structure de stator montée sur l'arbre de broche 178, de sorte que la structure de rotor doit être montée sur des roulements En conséquence, la structure de rotor est montée sur un roulement inférieur 200 et un roulement supérieur 202 La bague intérieure du roulement inférieur 200 est maintenue et empêchée de tourner entre un épaulement 204 prévu sur l'arbre de broche 178 et un épaulement 206 prévu sur la plaque de base 180 Une collerette 208 faisant saillie radialement vers l'intérieur à partir du moyeu 176 s'applique contre la bague extérieure tournante du roulement 200. La bague intérieure flottante 209 du roulement supérieur 202 est maintenue sur l'arbre de broche 178 par deux ressorts incurvés 110 qui sont disposés dans une rainure 211 entourant l'arbre 178 Les ressorts incurvés 210 sont de préférence constitués d'un fil d'acier inoxydable 302 correspondant à la norme ASTM-A 580 Les ressorts incurvés 210 éliminent un contact brusque métal/métal (sous l'effet de vibrations et de chocs externes) entre la bague 209 du roulement 202 et l'arbre de broche 178 Ce contact brusque produirait des erreurs de positionnement des têtes qui sortiraient de la largeur de bande de servo- boucles fermées typiques (par exemple une largeur de bande normale pour une servo-boucle fermée est de 250 Hz) Cependant, dans la

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présente invention, on utilise des densités de pistes d'environ 817 pistes par cm ( 2075 pistes par pouce) avec un espacement central d'environ 1,2 x 10 i 2 cm ( 476 micropouces) Cela correspond à une capacité bien supérieure à celle obtenue dans l'art antérieur (par exemple environ 344 pistes par cm ( 875 pistes par pouce>) Un contact brusque produirait des erreurs de têtes rentrant dans la largeur de bande de la servo-boucle fermée telle que décrite ci-dessus En conséquence, les ressorts incurvés 110 évitent le contact brusque et ils éliminent par conséquent les erreurs de positionnement de têtes qui seraient causées par un tel contact Les ressorts incurvés 210 constituent une caractéristique importante, puisqu'ils créent une grande rigidité axiale et radiale dans l'ensemble de moteur de broche, ce qui permet à son tour d'obtenir de hautes performances de résistance à des vibrations/chocs/température Les ressorts incurvés 210 permettent également d'obtenir un mouvement axial approprié pour une précharge des roulements Ce mouvement est nécessaire pour l'application d'une précharge constante aux roulements lorsque les matériaux se dilatent et se contractent en fonction de variations de la température Un des deux ressorts incurvés identiques 210 a été représenté sur les figures 6 A-B Le ressort 210 comprend plusieurs enroulements continus 212 qui sont configurés de façon à former un profil annulaire comportant un diamètre intérieur

permettant l'engagement de la partie évidée de l'arbre 178.

La bague intérieure 209 du roulement 202 est également

maintenue par une rondelle 213.

La rondelle 213 est maintenue en place par une rondelle élastique 214, une rondelle 215 et un écrou 216 qui est vissé sur la partie supérieure de l'arbre de broche 178 La bague extérieure tournante du roulement 202 est appliquée contre un rebord 218, faisant saillie radialement vers l'intérieur sur le chapeau 198 En conséquence, la structure de rotor constituée par l'aimant 194, le manchon 196, le moyeu 176 et le chapeau 198 est supportée pour un mouvement

de rotation par les roulements 200 et 202.

Une force de précharge est également exercée sur le roulement 202 par un écrou 216 agissant par l'intermédiaire d'une rondelle 210, d'une rondelle élastique 214 et d'une rondelle 213 pour appliquer une charge à la bague intérieure, cette charge étant à son tour transmise par l'intermédiairedes billes du roulement 202 de façon à appliquer la bague extérieure contre la collerette 218 du chapeau 198 La précharge est également appliquée au roulement 200 du fait qu'elle est transmise à partir du chapeau 198 par l'intermédiaire du manchon 196 et du moyeu extérieur 176 pour solliciter la bague extérieure du roulement 200 et pour réagir ensuite, par l'intermédiaire des billes du roulement 200 sur la plaque 180 La précharge agit pour maintenir un contact par l'intermédiaire de l'ensemble de roulements, en vue de réduire les effets de

chocs et de vibrations.

Des fils 220 provenant des enroulements du stator 184 pénètrent dans le passage 185 prévu dans l'arbre de broche 178 par l'intermédiaire de deux ouvertures opposées 222 prévues dans cet arbre 178 Les fils 220 passent dans une ouverture 224 prévue dans la plaque 180 et sont reliés à la plaquette à circuits imprimés 96 La plaquette 96 est espacée de la plaque 180 et est fixée sur celle-ci par plusieurs organes d'espacement 226 et par plusieurs vis 228 qui sont vissées dans la plaque 180 Du courant est transmis par l'intermédiaire des fils 220 aux enroulements du stator

184 pour entraîner le rotor associé aux disques 168.

En référence aux figures 7 A-B, la plaquette à circuits 96 du moteur de broche comporte plusieurs circuits à effet Hall 230, 232 et 234, comprenant chacun un capteur d'effet Hall 236, des résistances 238, 240 et un organe de concentration 241 Le circuit 234 comporte également un condensateur 242 Les capteurs 236 et le condensateur 242 sont fixés sur la plaquette 96 par un adhésif approprié La plaquette à circuits 96 est généralement ronde et elle a un diamètre extérieur à peu près le même que celui des disques 168 La plaquette 96 comporte également une ouverture 244 située à peu près en son centre et dans laquelle passe l'arbre 178 Les capteurs d'effet Hall 236 sont utilisés pour obtenir une information de position d'aimant tournant qui est appliquée à un servo-circuit de broche 245 (figure 8) La vitesse de rotation de la broche à disques est commandée par le servo-circuit de vitesse à boucle fermée 245 et le moteur (décrit auparavant) Une boucle verrouillée en phase 246 prévue dans le servo-circuit de broche utilise les signaux Hall pour bloquer la vitesse de broche Le servo-circuit de broche 245 comporte un organe pilote 247 qui assure la régulation de la valeur du courant d'excitation, indépendamment de variations de gain produites par la température Il en résulte qu'on obtient des temps de départ de broche qui sont prévisibles et répétitifs dans toute la plage de fonctionnement définie par des valeurs

extrêmes de la température.

Un capteur de température 247 est monté sur la plaquette à circuits 96 Un tampon de montage 248 est disposé entre le capteur 247 et la plaquette 96 Le capteur de température 247 correspond à une caractéristique importante Le signal de sortie du capteur de température 247 est utilisé pour modifier l'algorithme de recherche Plus spécifiquement, des niveaux de courant d'excitation qui sont appliqués à la bobine vocale 120 sont ajustés en fonction de variations de la température (puisque la résistance de la bobine vocale varie avec la température), afin de régler des opérations de chargement/déchargement de la tête, de modifier une dérive de température pour des lectures de dispositifs à effet Hall, et pour mieux tenir compte de sollicitations en

flexion de circuits flexibles de type "capton".

Le signal de sortie du capteur de température 247 est utilisé pour modifier les servo-paramètres pendant les opérations de chargement/déchargement de têtes, et les opérations de recherche Le signal de sortie du capteur de température 247 est converti par un convertisseur analogique/ numérique 456 (figure 13 et décrit dans la suite en relation avec les circuits de détection de crête), qui est commandé par l'organe de commande 350 Les paramètres de servos correspondants et dépendants de la température sont mémorisés dans une table de consultation de mémoire ROM Les paramètres de servos suivants sont fonction de la température pour des opérations de chargement/déchargement: ( 1) gain de capteur de position à effet Hall; et ( 2) courant d'excitation nécessaire pour entraîner le bras d'actionnement à la façon d'une boucle ouverte et à une

accélération constante.

Les paramètres de servos suivants sont fonction de la température pour une opération de recherche: ( 1) adaptation à un câble de tête flexible; et ( 2) courant d'excitation nécessaire pour accélérer un

bras d'actionnement avec une accélération constante.

Des systèmes d'entraînement de disques du commerce typiques sont sujets à ce qui est couramment appelé "cognements de tête" lorsqu'elle est soumise à des vibrations La tête volante est supportée par un palier pneumatique qui est stable et suffisamment raide pour s'opposer à un contact avec la surface du disque du fait du profil exponentiel de la courbe représentant la force de soutien par l'air en fonction du déplacement On a déterminé que des cognements de la tête et des dommages du support d'enregistrement se produisent généralement quand les systèmes d'entraînement de disques sont exposés à des vibrations pendant les opérations suivantes Un positionnement rapide de la tête en opérant latéralement d'une piste à une autre a tendance à produire un mouvement de tangage ou de roulis de la tête rendant instable le palier pneumatique, en particulier sous l'effet de vibrations Par optimisation du point d'attache de l'articulation de la tête au centre de gravité de la tête, la tendance au tangage ou au roulis de la tête sous l'effet d'un positionnement rapide est éliminée, de sorte que la stabilité du palier pneumatique est augmentée et que la tolérance de vibrations en marche est améliorée Des cognements se produisent également lorsque le disque est en train d'accélérer ou de ralentir, de sorte que la portance du palier pneumatique de la tête est affaiblie et que, sous l'effet de vibrations, la tête peut entrer en contact avec le disque Egalement, quand le disque est arrêté, la tête repose sur la surface du disque Normalement, pendant un ralentissement, la plupart des disques du commerce permettent à la tête d'entrer en contact avec la surface du disque jusqu'à ce que le disque soit à nouveau ré-accéléré et que le palier pneumatique soit rétabli Cette condition n'est pas appropriée pour un produit du type militaire qui est sujet en fonctionnement à des chocs, à des vibrations

ainsi qu'à des manipulations brutales.

En conséquence, lors de la première apparition d'un ralentissement, la tête doit être écartée de la surface du disque L'ensemble de bras 111 permet aux têtes d'être

complètement écartées du disque.

En référence aux figures 9 A-B, l'ensemble de bras d'actionnement est désigné d'une façon générale par 111 Cet ensemble de bras comprend un ensemble de bras central 112, un bras supérieur 114 et un bras inférieur 116 L'ensemble

de bras central comporte une partie formant carter 118.

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L'ensemble de bras 111 est équilibré dynamiquement autour de l'axe de pivotement de telle sorte que des chocs, des vibrations et des sollicitations appliquées à la cartouche ne produisent pas d'effet de torsion dans le bras Il en résulte une stabilité de disposition de la tête sur la piste

pendant de fortes perturbations par amorçage d'accélération.

Le carter 118 comporte une ouverture cylindrique 250 ayant un diamètre suffisant pour recevoir les roulements 110 et 126 Le carter 118 comporte également des paires opposées d'ouvertures rectangulaires 252, 254 qui définissent à l'intérieur du carter 118 une cavité dans laquelle peut être insérée la bobine vocale 120 Le carter 118 comporte en outre une autre ouverture 256 dans laquelle un ensemble magnétique 258 est fixé sur le carter 118 par l'intermédiaire d'organes de fixation 260 Egalement en référence aux figures l OA-B, l'ensemble magnétique 258 comprend un bloc 262 pourvu d'une surface avant précise 264, de surfaces latérales opposées 266, 268, d'une surface arrière 270 comportant des prolongements 272 de chaque côté 266, 268 et deux surfaces supérieure et inférieure opposées 274, 276 Un trou de montage 278 est aménagé dans chaque prolongement 272 Des organes de fixation 260 passent dans

les trous de montage 278 La surface 274 comporte une plate-

forme 280 pourvue d'un canal ou d'une encoche 282 Un aimant permanent 284 est fixé dans le canal 282 à l'aide d'un adhésif approprié L'aimant 284 comporte des surfaces avant et arrière précises opposées 286, 287, des surfaces latérales 288, 290 et des surfaces supérieure 292 et inférieure 294 L'aimant 284 comporte un pôle Nord 296, désigné par (N), à une extrémité 288 ainsi qu'un pôle Sud

opposé 298, désigné par (S), à l'extrémité 290.

En référence aux figures 4 A et 1 l A-D, un ensemble de détection de chargement est représenté en 106 Cet ensemble 106 comprend une plaquette à circuit imprimé 300 comportant

des surfaces inférieure et supérieure opposées 302 et 304.

Un détecteur de flux magnétique 306 (c'est-à-dire un détecteur d'effet Hall) comportant des conducteurs 308 est monté sur la surface 302 à l'aide d'un adhésif approprié Le détecteur 306 est positionné sur un organe de concentration à effet Hall 310 qui est disposé dans une ouverture 312 formée à travers la plaquette 300 Plusieurs fiches de contact 314 traversent la plaquette 300 Les fiches 314 constituent des moyens de connexion avec un ensemble 166 formant un circuit flexible de moteur de broche Des résistances 316, 318 et un condensateur 320 sont montés sur la surface 304 de la plaquette 300 Le détecteur 306 est de préférence un détecteur de flux magnétique du type à effet Hall, comportant un substrat en céramique pourvu d'un élément hermétiquement scellé Le détecteur 306 détecte un flux magnétique provenant de l'aimant 284 dans l'ensemble de bras d'actionnement 111 L'ensemble 111 est représenté dans la position de rangement ou de rétraction complète sur la figure 4 A, o des protubérances 122, sur les parties flexibles 121 sont disposées dans des évidements 140 de rampes d'amenée 138, les têtes 124 étant disposées entre des patins d'amenée correspondants 142 Dans cette position, les têtes et les disques sont insensibles à des chocs et des vibrations exercés Cette position complètement rétractée de l'ensemble constitué par les bras et la tête est une caractéristique importante Dans cette position complètement rétractée, le flux magnétique provenant de l'aimant 284 et détecté par le détecteur 306 est le plus grand Quand l'ensemble de bras 111 est entraîné en rotation pour positionner des têtes 124 au-dessus de disques correspondants 168, l'aimant 284 s'éloigne du détecteur 306 en réduisant le flux magnétique provenant de l'aimant 284 et détecté par le détecteur 306 On a déterminé que le signal de sortie du détecteur 306 permet le positionnement de l'ensemble de bras 111 d'une manière linéaire (c'est-à-dire la position d'une tête) En correspondance, le détecteur 306 détecte un flux magnétique provenant de l'aimant 284 pour

déterminer une position de tête.

Egalement une rétraction automatique de tête est effectuée dans des situations de fonctionnement qui peuvent être normales ou anormales Dans le cas d'une situation de fonctionnement normale, les têtes sont rétractées par

rapport au disque à chaque fois que la broche est arrêtée.

Une rétraction est effectuée en moins de 100 millisecondes de façon qu'elle n'augmente pas notablement la durée d'un arrêt normal Les opérations anormales se produisent lors d'une perte de puissance de système primaire ou bien quand l'opérateur enlève par inadvertance la cartouche pendant que la broche est encore en train de tourner En réponse à une perte de puissance primaire, qui produit un arrêt de la rotation du disque, le système électronique détecte une panne de courant et utilise la force contre-électromotrice du moteur de broche pour produire la puissance nécessaire pour rétracter les têtes en les écartant du disque et pour les amener sur les patins de repos En conséquence, l'énergie résultant de l'inertie de rotation de l'ensemble formé par le moteur et le disque est convertie en un mouvement de rétraction déchargeant les têtes et les protégeant, de même que le disque, contre des expositions à des chocs et des vibrations La seconde séquence anormale se produit si l'opérateur enlève la cartouche pendant que la broche est en train de tourner Dans ce cas, un détecteur situé dans la poignée de la cartouche détecte que le système de déclenchement de la poignée a été actionné Le système électronique répond à ce signal par une rétraction rapide des têtes jusque sur le patin d'appui A nouveau, ce processus est réalisé en moins de 100 millisecondes, et il

s'effectue avant que la cartouche ait dégagé le connecteur.

L'utilisation d'un détecteur de flux magnétique 308 d'un aimant 284 comme détecteur de position correspond à une caractéristique importante Cette information de position

peut être utilisée pour corriger des erreurs de positions.

En référence à la figure 12, un exemple d'un tel système

à boucle fermée est représenté d'une façon générale en 322.

Un signal de position commandée est transmis par l'intermédiaire d'une ligne 324 à une jonction de sommation 326 Le signal de sortie de la jonction 326 transmis par une ligne 328 est une erreur de position et il est utilisé par un système d'actionnement dynamique de bras 330 pour positionner les têtes La position des têtes est détectée par un détecteur de position (c'est-à-dire le détecteur 308 et l'aimant 284) en 332 Un signal indicateur de position de tête est transmis par une ligne 334 à la jonction 326 La position de bras d'actionnement 322 déterminée par le détecteur à effet Hall 332 (par exemple le détecteur 306) est renvoyée en 334 et elle est soustraite de la position commandée en 324 pour produire le signal d'erreur de

position transmis par la ligne 328.

En référence à la figure 13, le système électronique 84 formant interface de contrôleur comprend un contrôleur d'entrée/sortie 336, par exemple un microprocesseur Intel C 186 (opérant à 12,5 M Hz) comme élément principal de commande Le microprocesseur Intel 80 C 186 est un microprocesseur de 16 bits fortement intégré comportant une logique de sélection de puce, deux contrôleurs DMA de canal,

trois minuteries et un contrôleur d'interruption incorporé.

Un programme de commande est mémorisé dans la mémoire 338 du système électronique 84, par exemple une mémoire EPROM de 64 K x 16 bits ou une mémoire E 2 PROM Il est prévu également deux mémoires RAM statiques de 32 K x 8 bits (SRAM) 340 pour une mémorisation en zone de travail et variable En outre, douze signaux discrets d'entrée de système et seize signaux discrets de sortie sont utilisés pour remplir différentes fonctions de communications avec le contrôleur d'entrée/sortie et le contrôleur d'entraînement Un contrôleur de combinaison entrée/sortie et de données de disques 342 (par exemple un composant 8496 fourni par National Semiconductor) est incorporé dans le système électronique 84 La section entrée/sortie 344 de ce dispositif est agencée comme un séquenceur d'états qui reçoit des ordres en provenance du processeur Ces ordres commandent l'exécution de diverses fonctions, comme un phasage d'entrée données et un phasage d'états Lorsqu'une opération est terminée, une interruption est transmise au contrôleur entrée/sortie Les différents registres d'états de commande sont utilisés pour mémoriser des conditions concernant des états d'erreurs Le contrôleur de données de disques 346 est également un séquenceur d'états qui exécute des ordres émis par le contrôleur entrée/sortie Les ordres assurent la commande des opérations de lecture et d'écriture sur le disque A nouveau, différents registres de commande, d'état et d'erreur fournissent la possibilité de corriger des erreurs ou bien de déterminer si une relance est nécessaire Le contrôleur d'entrée/sortie et de données de disques utilise son propre tampon de données privilégiées,

qui se compose de deux mémoires SRAM rapides de 32 K x 8.

Trois canaux de disques introduits dans le tampon de données sont commandés par le contrôleur d'entrée/sortie et de données de disques Les trois canaux correspondent à entrée/sortie, disque et processeur Le canal de disque a la priorité la plus haute et le canal de processeur a la priorité la plus basse Ce principe permet un transfert simultané de données entre les interfaces entrée/sortie, et disque Trente-et-un canaux de tension analogique assurent le contrôle de différentes fonctions de système pour un test automatique Un composant analogique numérique de huit bits

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348 mesure ces canaux et le logiciel BIT détermine s'il y a

un défaut dans le système.

La cartouche d'entraînement de disques 52 utilise à la fois une surface privilégiée et un système de servos intégrés Cela signifie qu'aucun des cinq disques n'est totalement affecté à une information de servos de piste Une information de servos est également incorporée dans toutes les autres surfaces au début de chaque secteur de chaque piste Ce système de servos permet d'obtenir la meilleure combinaison de positionnement fin qui est nécessaire pour effectuer des opérations rapides dans des environnements extrêmes. Le circuit d'entraînement de disques 80 remplit les fonctions critiques qui sont nécessaires pour l'exécution des opérations d'entraînement rapide de disques Le circuit d'entraînement de disques assure un positionnement des têtes lecture/écriture (une commande du moteur et d'actionnement, c'est-à-dire un mouvement de la bobine vocale 120 dans l'ensemble inducteur 104), une sélection de têtes de lecture/écriture, des opérations d'enclenchement/arrêt de moteur de broche, des fonctions BIT, ainsi que des fonctions d'interruption de courant et de commande de récupération transitoire. Le contrôleur d'entraînement 350 est l'élément principal de commande du circuit d'entraînement de disque 80 Le contrôleur d'entraînement utilise un processeur de signaux numériques à grande vitesse (par exemple le processeur de signaux numériques de 32 bits Texas Instruments TMS 320 C 30) pour commander la position des têtes par l'intermédiaire

d'un algorithme de commande numérique à boucle fermée.

Le programme de commande d'entraînement de disques utilise un système complémentaire de servo-information privilégié et intégré pour assurer une commande optimale de positionnement des têtes de lecture/écriture pendant des

opérations de recherche de piste, de lecture et d'écriture.

Une détermination de piste est effectuée par l'intermédiaire de la commande à boucle fermée 352 du dispositif d'actionnement tournant Une information de

position grossière est écrite sur une surface dédiée (c'est-

à-dire un des cinq disques 168) et est composée en alternance de pistes transmettant des signaux de 0,70 M Hz et 1,00 M Hz Le point-milieu entre chacune desdites pistes définit le centre de chaque cylindre et en conséquence, les pistes de données situées sur les surfaces restantes du disque Lorsqu'un ordre de recherche est reçu, le contrôleur d'entraînement utilise l'information de position grossière pour commander la vitesse et l'accélération du dispositif

d'actionnement de tête pendant l'opération de recherche.

Une fois que la détermination de piste est terminée, l'information sur servos intégrés en 354 sur la piste définie est utilisée pour effectuer un centrage et un suivi de piste En référence aux figures 14 et 15, un nouveau détecteur de crête (décrit dans la suite) est utilisé pour récupérer une information d'amplitude pour chacune des quatre rafales de servos, désignées respectivement par A, B, C, D Cette information est traitée par le contrôleur d'entraînement 350 pour déterminer une position exacte de tête ainsi que la quantité de courant à appliquer à l'organe d'actionnement tournant (c'est-à-dire la bobine vocale 120)

pour corriger et maintenir la position de tête.

Des pistes A 1, B 1, A 2, B 2, A 3 et B 3 sont représentées sur la figure 14 L'information sur servos intégrés est désignée respectivement par A, B, C et D L'information de crête d'amplitude indiquée en 356, est détectée par le nouveau circuit détecteur de crête qui va être décrit dans la suite Cette information sur servos est une rafale de quatre impulsions décalées temporellement (par exemple une rafale peut comprendre une onde sinusoïdale de 2,5 M Hz pendant 4 microsecondes) Les têtes peuvent être maintenues au centre d'une piste au moyen d'une égalisation des amplitudes entre des rafales de servos en chevauchement Par exemple, la rafale 358 désignée par A et la rafale 360 désignée par B se chevauchent sur la ligne centrale 362 de la piste A 1 La ligne 362 correspond à des amplitudes égales pour A et B, comme désigné par VA et VB (c'est-à-dire VA = VB) En correspondance, les têtes peuvent être maintenues au centre d'une piste par réglage de la position de tête de sorte que des amplitudes entre des rafales de servos en chevauchement soient égales (c'est-à-dire VA = VB) La

rafale quadruple assure un positionnement linéaire piste-à-

piste avec une tolérance de +/ une piste Egalement, ces rafales de servos intégrés sont utilisées pour un positionnement de piste à piste ainsi que pour un

positionnement précis, comme cela a été décrit ci-dessus.

Chaque secteur ( 0-54, figure 15) comporte un segment de données 364 qui est précédé par la rafale de servos intégrés A, B, C et D La séquence de synchronisation pour le secteur à servo intégré est indiquée sur la figure 15 Elle comprend des opérations de synchronisation indiquées dans la suite: zéro; index de surface affectée; fenêtre de détection de repère de secteur; signal de lecture de données de la tête; repère de secteur détecté; multiplexeurs A 0, A 1 et A 2;

servos CS, WR, INT et RD; et rappel de servos intégrés.

Un circuit d'entraînement 365 d'organe d'actionnement tournant comprend un convertisseur numérique/analogique de douze bits 366 et un amplificateur 368 Le circuit d'entraînement d'organe d'actionnement 365 reçoit des données de positionnement provenant du contrôleur d'entraînement 350 et qui sont converties en une tension analogique pour le moteur de l'entraînement de l'organe d'actionnement tournant Des profils de vitesses et des

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courants d'excitation de l'organe d'actionnement tournant sont maintenus constants, indépendamment de variations de résistances afin d'obtenir des performances optimales

d'environnements sévères.

Le contrôleur d'entraînement 350 est assisté par une mémoire qui utilise à la fois une mémoire RAM 370 et une mémoire PROM 372 La mémoire RAM 370 est une mémoire RAM statique CMOS de 64 Kbits, organisée comme une mémoire de 2 K x 32 et elle est incorporée dans le contrôleur d'entraînement Elle est utilisée pour mémoriser temporairement et traiter des éléments de données du programme La mémoire PROM 372 est une mémoire EPROM CMOS de 1 Mbits, organisée sous forme d'une mémoire de 32 K x 32 et qui mémorise le programme de gestion du contrôleur

d'entraînement.

Le contrôleur d'entraînement 350 communique avec le processeur de données de disques par l'intermédiaire d'un accès de communication en parallèle Les accès d'entrée/sortie pour des signaux discrets sont également prévus Les signaux discrets proviennent d'autres parties du système électronique 80 de la cartouche 52 et comprennent des états suivants: "têtes rétractées", "poignée fermée", indicateur d'accès de communication, état du convertisseur analogique/numérique et état de puissance Des signaux de sortie sont également incorporés et comprennent les signaux suivants: validation du moteur de broche, validation de l'organe d'actionnement tournant, sélection de tête, signaux concernant les convertisseurs analogique/numérique et numérique/analogique. Le circuit 374 de commande de broche à boucle fermée, décrit ci-dessus, utilise un organe de renvoi de signal Hall

pour commander la vitesse de broche.

Le circuit 378 de traitement de signaux analogiques de lecture/écriture produit le codage/décodage de grande densité pour des opérations lecture/écriture de données de disques Les données sont codées à partir de NRZ et la longueur entre synchronisation et déroulement est limitée

par un codeur 380.

Pendant le processus d'écriture, une donnée mise au format NRZ et une information de minutage sont codées et appliquées aux organes d'exécution d'écriture Pendant l'opération de lecture, des données codées qui sont mémorisées sur le disque sont récupérées par amplification et détection analogique, avec récupération de synchronisation et décodage ultérieurs par l'intermédiaire d'un synchroniseur de données, d'une boucle de verrouillage en phase (PLL) 381 et avec une longueur de déroulement

limitée (RLL) pour le décodeur NRZ 382.

Le premier étage des circuits analogiques comporte un amplificateur de commande automatique de gain, qui maintient une amplitude constante de signal à la sortie d'un filtre Bessel prévu dans la ligne de lecture La bande du filtre Bessel limite le signal de lecture qui est fourni à l'organe d'égalisation et au détecteur L'organe d'égalisation rétablit l'amplitude critique et l'information de phase en vue d'une détection des transitions de données par le

circuit du détecteur.

Le signal de sortie du détecteur de données est appliqué au comparateur de phase de la boucle verrouillée en phase par l'intermédiaire d'un synchroniseur de données Le synchroniseur est utilisé pour assurer une détermination rapide d'un verrouillage de phase en faisant passer le signal PLL dans une horloge de référence quand le système n'opère pas dans le mode de lecture Les données de longueur de déroulement limitée qui étaient synchronisées ainsi que le signal d'horloge verrouillé en phase sont appliqués à un décodeur 182 pour une conversion en données NRZ et en signal d'horloge. Des possibilités de verrouillage d'écriture et de protection de fichiers de cartouches sont incorporées dans les circuits en 384 pour permettre une protection, sélectionnable par l'utilisateur, contre une perte d'informations mémorisées sous l'effet d'une sur-écriture

réalisée par inadvertance.

En référence aux figures 16 A-C, le nouveau circuit de détection de crête a été représenté d'une façon générale en 386 Les figures 16 A- C représentent schématiquement le servo-système électronique de suivi de piste 354 ainsi que le système de positionnement grossier de servos 352 Le schéma représente également un circuit de détection de servos privilégiés 388, un circuit de détection d'index 390 et un circuit de détection de repère de secteur 392 Le circuit de détection de crête 386 comporte un redresseur de précision 394 comportant une entrée reliée par la ligne 396 à un amplificateur 398 L'amplificateur 398 comprend une boucle de réaction comportant des résistances 400, 402 et une diode 404 La sortie de l'amplificateur 398 est reliée à une diode 406 Un condensateur 410 et une inductance 412 sont également reliés à l'amplificateur 398 Un signal de sortie du redresseur 394 est appliqué à une ligne 408 Ce signal de sortie est un signal redressé de précision du signal d'entrée (c'est-à-dire unerafale de servos) appliqué à la ligne 396 Un intégrateur 414 reçoit le signal appliqué à la ligne 408 Ce signal est transmis par l'intermédiaire

d'une résistance 416 à une entrée dans l'amplificateur 418.

Une résistance 420 est connectée entre la masse et l'autre entrée de l'amplificateur 418 Un condensateur 422 et une

inductance 424 sont également reliés à l'amplificateur 418.

Le signal de sortie de l'amplificateur 418 est appliqué à la ligne 426 Ce signal de sortie est un signal intégré du

signal introduit par la ligne 408.

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Un organe de sortie d'intégration 428 reçoit le signal transmis par la ligne 426 L'organe de sortie 428 comprend deux commutateurs analogiques rapides 430, 432 et une résistance 434 Le signal intégré est ensuite transmis par une ligne 436 à un amplificateur 438 comportant une résistance de réaction 440 L'autre entrée de l'amplificateur 438 est reliée par une résistance 442 à la masse Le signal de sortie de l'amplificateur 438 transmis par la ligne 444 est appliqué à un multiplexeur 446 Des condensateurs 448 et des inductances 450 sont également reliés au multiplexeur 446 Une entrée sélectionnée du multiplexeur 446 est présentée à sa sortie dans une ligne 452 Le signal appliqué à la ligne 452 est transmis à un amplificateur 454 Le signal de sortie de l'amplificateur 454, qui est un signal analogique, est converti en un signal numérique (c'est-à-dire un mot de huit bits) par un convertisseur analogique/numérique 456 Un régulateur de tension 458 applique une tension de référence au convertisseur 456 Les condensateurs 460, 462 et la résistance 464 sont reliés au régulateur 458 Les condensateurs 466, 468 et l'inductance 470 sont reliés au

convertisseur 456.

Cet unique circuit de détection rapide de crête 386 est utilisé en coopération avec un convertisseur analogique/numérique rapide 456 pour récupérer les informations concernant les rafales de servos enregistrées magnétiquement, multiplexées en partage de temps et décalées spatialement Ce procédé de récupération est différent des procédés utilisés dans l'art antérieur o des détecteurs individuels sont utilisés pour la récupération de chaque rafale de servos L'avantage obtenu avec un unique circuit de récupération consiste en ce qu'on peut opérer dans des conditions extrêmes de températures, o il se produirait des dérives de paramètres, des circuits individuels Les

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variations de paramètres de l'unique circuit de récupération en fonction de la température seront identiques pour chaque rafale de servos, et il en résultera par conséquent une

suppression de tous les effets négatifs.

En référence à la figure 17, celle-ci représente un organigramme structurel de haut niveau du logiciel Le logiciel pour la commande d'entrée/sortie 336 remplit les fonctions suivantes: il accepte des ordres provenant du bus entrée/sortie et produit les signaux de commande nécessaires pour exécution des ordres; il commande la transmission des données entre le bus entrée/sortie et l'entraînement de disques; il contrôle l'état d'entraînement et signale des anomalies existantes dans le bus entrée/sortie; et il établit et transmet des ordres en fonction de l'état des disques Le logiciel pour la commande d'entraînement 350 effectue la commande des fonctions suivantes: position des têtes de lecture/écriture; enclenchement et arrêt de moteur de broche; rétraction de tête lors d'une perte de puissance ou d'un enlèvement de cartouche; sélection de tête de lecture/écriture; interruption de courant et commande de récupération pour les deux contrôleurs; fonctions de tests automatiques; et contrôle et transmission d'états d'entraînements au contrôleur entrée/sortie Les fonctions exécutées par le logiciel seront illustrées ici par la

description des opérations de lecture, des opérations

d'écriture et de la fonction de test automatique (BIT).

Un ordre est reçu par le bus entrée/sortie et il est décodé comme un ordre de lecture par la commande entrée/sortie L'état de l'entraînement est vérifié pour la cartouche installée et la rotation de disque Si ces conditions sont satisfaites, l'ordre est déterminé comme

étant valable et l'opération de lecture est enclenchée.

L'information d'adresse reçue avec l'ordre de lecture est traduite en un numéro de tête et de cylindre Cette information est transmise dans un ordre de recherche à la commande d'entraînement qui décode l'ordre de recherche et sélectionne la tête requise La commande d'entraînement 350 positionne alors les têtes sur le cylindre requis par entraînement de l'organe d'actionnement tournant Ce mouvement peut faire intervenir une accélération et une décélération en fonction du nombre de cylindres par rapport auxquels les têtes doivent être déplacées Après terminaison de ce mouvement en boucle ouverte, la tension d'erreur de servos est lue et est utilisée pour centrer les têtes sur la piste au moyen d'un algorithme de commande numérique à boucle fermée Après que les têtes ont été centrées, une réponse pour terminaison d'ordre est renvoyée à la commande entrée/sortie. La commande entrée/sortie charge les registres de contrôleur de données de disques 346 avec l'information correcte pour effectuer une opération de lecture Cette information contient le numéro du secteur de départ sur la piste ainsi que le nombre de secteurs à lire Dans une partie de l'opération de lecture, la commande entrée/sortie vérifie l'information initiale pour déterminer si les têtes ont été centrées sur la piste correcte par le mouvement en boucle ouverte Si les têtes sont situées sur une piste incorrecte, la commande entrée/sortie calcule la correction nécessaire pour un positionnement correct des têtes La commande entrée/sortie envoie un autre ordre de recherche à la commande d'entraînement pour positionner correctement les têtes Lors de la terminaison de cette opération, une information de terminaison d'ordre est à nouveau envoyée par la commande d'entraînement à la commande entrée/sortie Une autre opération de lecture est effectuée par la commande entrée/sortie Pendant le transfert de données d'un disque à la mémoire RAM, sous la commande du contrôleur de données de disques 346, une détection d'erreur est effectuée Si une erreur de donnée se produit, le contrôleur de données de disques 346 envoie des octets de syndrome à la commande entrée/sortie pour lui permettre de corriger l'erreur La commande entrée/sortie effectue une opération "OU exclusif" sur les données à l'aide des octets de syndrome pour corriger l'erreur de donnée Après qu'un secteur de données a été chargé dans la mémoire RAM, la commande entrée/sortie le signale à la commande d'entraînement de telle sorte que son contrôleur de disque puisse transférer des données de la mémoire RAM au bus entrée/sortie En conséquence, des transferts de données se produisent simultanément d'un disque à la mémoire RAM et de la mémoire RAM au bus entrée/sortie. Il est à noter que la commande d'entraînement ne peut pas déterminer une position réelle de tête Lors de la réception d'un ordre de recherche, elle charge un registre d'adresses de cylindres avec le nombre de cylindres et elle effectue un mouvement en boucle ouverte Si la commande entrée/sortie détermine un positionnement incorrect, elle doit envoyer un ordre spécial à la commande d'entraînement, de façon à repositionner les têtes sans changer les contenus de son registre d'adresses de cylindres Cela maintient une

synchronisation entre les deux contrôleurs.

Dans l'opération d'écriture, les mêmes opérations de positionnement de têtes sont effectuées que pendant l'opération de lecture Des transferts de données entre le bus entrée/sortie et la mémoire RAM sont effectués en même

temps que l'opération initiale de positionnement de têtes.

Pendant l'exécution du test BIT, une indication visuelle est fournie pour indiquer une progression dans le test Lors d'une entrée dans le test, les deux indicateurs BIT sont activés Ensuite, la diode émettrice de lumière, indiquant que la cartouche est prête, est allumée, pour indiquer que les deux processeurs sont opérationnels La diode est éteinte lors de la terminaison des tests de contrôle total en ROM, indépendamment des résultats des tests Lors de la terminaison du test BIT, le processeur de commande entrée/sortie désactivera seulement les indicateurs BIT représentant une unité remplaçable en ligne (LRU) qui est

complètement fonctionnelle.

Le système comprend une capacité de test BIT permettant de détecter une défaillance et de la localiser à la fois, pour des niveaux de maintenance dans un avion et en dehors de l'avion Des opérations de test BIT peuvent être enclenchées par une combinaison d'ordres manuels, automatiques ou à distance; un auto-contrôle de modes de fonctionnements normaux est également inclus Une indication d'état de défaut est fournie à distance par l'intermédiaire du bus ou bien localement par l'intermédiaire des

indicateurs de défaut.

Un dispositif de commande de défaut est fourni à distance par l'intermédiaire du bus ou bien localement par

l'intermédiaire des indicateurs de défaut.

Un dispositif de commande de courant pour test BIT est utilisé pour commander les indicateurs BIT Ce dispositif de commande alimente directement en courant les organes d'activation des indicateurs BIT à partir de l'entrée de courant continu de + 28 V et applique une impulsion d'augmentation de puissance pour permettre aux deux indicateurs BIT d'être activés lors d'une augmentation de puissance en dépit d'une défaillance de l'alimentation en courant Le dispositif de commande de courant est séquence en puissance pour empêcher des sous-programmes normaux d'augmentation et de réduction de puissance de produire des

indications BIT erronées.

Deux indicateurs BIT 79 sont prévus pour fournir une indication visuelle de la condition de fonctionnement de l'unité LRU qu'ils représentent Un indicateur représente l'unité électronique 54 et l'autre indicateur représente la cartouche d'entraînement de disques 52 Les deux indicateurs sont verrouillés magnétiquement de telle sorte que la dernière condition de fonctionnement testée y reste affichée après une réduction de puissance Une fois activés, les indicateurs resteront activés jusqu'à ce que l'unité LRU indiquée passe successivement à l'exécution du programme BIT. Le commutateur BIT 77 est prévu pour permettre un enclenchement manuel du sous-programme BIT Ce commutateur enclenche seulement le sous-programme BIT quand le système

n'est pas en train d'effectuer une fonction commandée.

Des fonctions de bouclage sont prévues pour tester le trajet des données dans des boucles en expansion Ces tests de bouclage effectuent un bouclage des données localement dans le contrôleur, dans le système de codage/décodage et

finalement dans le disque proprement dit.

Le système possède la capacité de surveiller des points de test pendant le sous-programme BIT Des circuits de test incorporé se composant d'un convertisseur analogique/numérique opérant avec une entrée multiplexée, effectuent des mesures discrètes en des points de test de référence, qui sont situés dans le canal de données de lecture/écriture, dans le circuit d'entraînement de broche, dans l'entraînement de l'organe d'actionnement tournant et dans l'alimentation en courant Les valeurs mesurées sont comparées avec des valeurs enregistrées en mémoire ROM pour

déterminer la validité des signaux.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1 Unité de disques comportant au moins un disque, ledit disque étant pourvu par enregistrement de plusieurs servos codés, ledit disque comportant plusieurs pistes, au moins une tête positionnée par rapport audit disque pour une lecture desdits servos, des moyens pour obtenir des signaux de servos correspondants aux servos lus, lesdits signaux de servos étant utilisés pour positionner ladite tête sur une piste sélectionnée dudit disque, caractérisée par un moyen détecteur de crête unique pour détecter chacun des

différents signaux de servos.

2 Unité de disques selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit moyen détecteur de crête comprend: un moyen redresseur pour redresser un signal de servo afin d'obtenir un signal redressé; un moyen intégrateur pour l'intégration dudit signal redresse afin d'obtenir un signal intégré; et un moyen de conversion analogique numérique pour

convertir ledit signal intégré en un signal numérique.

3 Unité de disques selon une des revendications 1 ou

2, caractérisée en ce que lesdits servos comprennent chacun

plusieurs impulsions décalées dans le temps.

4 Unité de disques selon l'une quelconque des

revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit signal

numérique comprend un mot numérique.

Procédé de détection de plusieurs servos codés mémorisés sur un disque, ledit disque comportant plusieurs pistes, procédé caractérisé par l'étape consistant à: ( 1) lire un desdits servos en utilisant une tête positionnée par rapport audit disque; ( 2) obtenir un signal de servo à partir dudit servo lu; ( 3) détecter ledit signal de servo utilisant seulement un détecteur de crête unique; ( 4) lire un autre desdits servos en utilisant ladite tête; ( 5) obtenir un autre signal de servo à partir dudit autre servo lu; ( 6) détecteur ledit autre signal de servo en utilisant ledit détecteur de crête unique; et ( 7) répéter les étapes ( 4) ( 6) pour chacun desdits servos. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant à: positionner ladite tête sur une piste sélectionnée dudit

disque en utilisant ledit signal de servo détecté.

7 Procédé selon l'une des revendications 5 ou 6,

caractérisé en ce que chacune desdites étapes de détection comprend les étapes suivantes: redressement dudit signal de servo pour obtenir un signal redressé; intégration dudit signal redressé pour obtenir un signal intégré; et conversion dudit signal intégré en un signal numérique.

8 Unité de disques selon l'une des revendications 1 à

7, caractérisée en ce que chacun desdits servos comprend

plusieurs impulsions décalées dans le temps.

9 Unité de disques selon l'une quelconque des

revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ledit signal

numérique contient un mot numérique.

Unité de disques comportant au moins un disque, ledit disque comportant plusieurs servos codés qui sont mémorisés sur lui, ledit disque comportant plusieurs pistes, au moins une tête positionnée par rapport audit disque pour lire lesdits servos, des moyens pour produire des signaux de servos correspondants auxdits servos lus, lesdits signaux de servos étant utilisés pour un positionnement de ladite tête

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sur une piste sélectionnée dudit disque, caractérisée en ce qu'il est prévu seulement un moyen détecteur de crête unique

pour détecter chacun desdits différents servos.

11 Unité de disques selon la revendication 10, caractérisée en ce que ledit moyen détecteur de crête unique comprend: un moyen redresseur pour redresser un signal de servo afin d'obtenir un signal redressé; un moyen intégrateur pour intégrer ledit signal redressé afin d'obtenir un signal intégré; et un moyen de conversion analogique/numérique pour

convertir ledit signal intégré en un signal numérique.

12 Unité de disques selon la revendication 10, caractérisée en ce que lesdits servos comprennent chacun

plusieurs impulsions décalées dans le temps.

13 Unité de disques selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit signal numérique comprend un

mot numérique.