JP2000021096A - 磁気ディスク装置及びそれに用いる半導体デバイス - Google Patents
磁気ディスク装置及びそれに用いる半導体デバイスInfo
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- JP2000021096A JP2000021096A JP10188512A JP18851298A JP2000021096A JP 2000021096 A JP2000021096 A JP 2000021096A JP 10188512 A JP10188512 A JP 10188512A JP 18851298 A JP18851298 A JP 18851298A JP 2000021096 A JP2000021096 A JP 2000021096A
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- Digital Magnetic Recording (AREA)
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 信号に先駆けて記録するプリアンブル信号と
して好適な信号波形を用い、PR5方式に好適なタイミ
ングクロックを得ることができる磁気ディスク装置及び
それに用いる半導体デバイスを提供する。 【解決手段】 ディジタル情報に基づいた誤り訂正用検
査符号が挿入されたディジタル情報を磁気記録に適した
ディジタル記録信号に変換する記録符号化回路と、垂直
記録媒体と、上記ディジタル信号を上記垂直記録媒体に
記録する記録ヘッドと、上記ディジタル信号を上記垂直
記録媒体から読み出す再生ヘッドと、再生された信号を
増幅する増幅回路と、増幅された信号をPR5方式で再
生等化を行う再生等化回路と、該再生等化された信号か
ら元のディジタル信号を検出するビタビ検出器と、上記
再生等化された信号から再生タイミングクロック信号の
位相情報を検出する位相情報検出器と、該位相情報の出
力信号に応じて再生クロックを発生するクロック発生器
を有することを特徴とする磁気ディスク装置を用いる。 【効果】 1平方インチあたり10ギガビットを超える
磁気ディスク装置が提供できる。
して好適な信号波形を用い、PR5方式に好適なタイミ
ングクロックを得ることができる磁気ディスク装置及び
それに用いる半導体デバイスを提供する。 【解決手段】 ディジタル情報に基づいた誤り訂正用検
査符号が挿入されたディジタル情報を磁気記録に適した
ディジタル記録信号に変換する記録符号化回路と、垂直
記録媒体と、上記ディジタル信号を上記垂直記録媒体に
記録する記録ヘッドと、上記ディジタル信号を上記垂直
記録媒体から読み出す再生ヘッドと、再生された信号を
増幅する増幅回路と、増幅された信号をPR5方式で再
生等化を行う再生等化回路と、該再生等化された信号か
ら元のディジタル信号を検出するビタビ検出器と、上記
再生等化された信号から再生タイミングクロック信号の
位相情報を検出する位相情報検出器と、該位相情報の出
力信号に応じて再生クロックを発生するクロック発生器
を有することを特徴とする磁気ディスク装置を用いる。 【効果】 1平方インチあたり10ギガビットを超える
磁気ディスク装置が提供できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はディジタルデータを
垂直記録用記録媒体に記録し、読み出す場合に好適なタ
イミング信号が得られる信号処理方式に係り、かかる方
式の回路を含む磁気ディスク装置及びそれに用いる半導
体デバイスに関する。
垂直記録用記録媒体に記録し、読み出す場合に好適なタ
イミング信号が得られる信号処理方式に係り、かかる方
式の回路を含む磁気ディスク装置及びそれに用いる半導
体デバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータの演算速度が高速になると
共に大容量のメモリを必要とする応用ソフトが使用され
るようになり、小型磁気ディスクの高密度化は、ますま
すその要求が高まっている。このため、 最近では, 高
密度な磁気記録媒体として垂直記録媒体を利用する事が
検討され始めている。この記録媒体は媒体の厚み方向に
記録するものである。この垂直記録媒体を用い、従来と
同様な記録ヘッド、すなわち、巻き線型のリングヘッド
を用い、再生には再生感度に優れる磁気抵抗型のヘッド
を用いた場合に、その高密度性が確認されている。
共に大容量のメモリを必要とする応用ソフトが使用され
るようになり、小型磁気ディスクの高密度化は、ますま
すその要求が高まっている。このため、 最近では, 高
密度な磁気記録媒体として垂直記録媒体を利用する事が
検討され始めている。この記録媒体は媒体の厚み方向に
記録するものである。この垂直記録媒体を用い、従来と
同様な記録ヘッド、すなわち、巻き線型のリングヘッド
を用い、再生には再生感度に優れる磁気抵抗型のヘッド
を用いた場合に、その高密度性が確認されている。
【0003】なお、垂直記録媒体には、単層記録媒体
や、2層の垂直記録媒体(垂直記録媒体の下層に面内記
録媒体層を有する)が提案されている。その再生信号は
単層の場合、従来の面内記録の再生信号を微分した形式
となり、2層の場合は積分した形式で与えられる。従っ
て、積分あるいは微分の演算処理を行って、従来と同じ
再生信号波形に戻し、従来の信号処理を利用することが
提案されている。このようにすれば、再生タイミングク
ロックの抽出に関しても従来の手法が利用できる。
や、2層の垂直記録媒体(垂直記録媒体の下層に面内記
録媒体層を有する)が提案されている。その再生信号は
単層の場合、従来の面内記録の再生信号を微分した形式
となり、2層の場合は積分した形式で与えられる。従っ
て、積分あるいは微分の演算処理を行って、従来と同じ
再生信号波形に戻し、従来の信号処理を利用することが
提案されている。このようにすれば、再生タイミングク
ロックの抽出に関しても従来の手法が利用できる。
【0004】しかし、積分や微分といった処理では、例
えば微分の場合では、信号帯域の高周波成分を強調する
事になるので、この領域に含まれる雑音も強調される。
このため、微分した後の信号対雑音比は垂直記録が本来
持っていた値より低下してしまう恐れがある。この事
は、2層垂直膜に対する積分の場合でも同じで、直流に
近い低周波成分が強調される。したがって、従来の面内
記録がパーシャルレスポンス(PR)クラス4の再生信
号処理を用いていたように、垂直記録においてもこれに
適したPR方式を使用すべきである。これに関連するも
のとして、アイイー イー イー トランス.オン マ
グネティクス 32巻(IEEE trans.on M
AGNETICS Vol.32),No.5, 199
6年9月にはPR5と呼ばれる再生信号処理方式が垂直
記録に好適であることが示されている。しかし、PR5
方式を利用したとき、再生時に必要なタイミングクロッ
クを得るための信号処理方法やプリアンブルパターンを
どのように設定すべきかという基本的な事柄は言及され
ていない。
えば微分の場合では、信号帯域の高周波成分を強調する
事になるので、この領域に含まれる雑音も強調される。
このため、微分した後の信号対雑音比は垂直記録が本来
持っていた値より低下してしまう恐れがある。この事
は、2層垂直膜に対する積分の場合でも同じで、直流に
近い低周波成分が強調される。したがって、従来の面内
記録がパーシャルレスポンス(PR)クラス4の再生信
号処理を用いていたように、垂直記録においてもこれに
適したPR方式を使用すべきである。これに関連するも
のとして、アイイー イー イー トランス.オン マ
グネティクス 32巻(IEEE trans.on M
AGNETICS Vol.32),No.5, 199
6年9月にはPR5と呼ばれる再生信号処理方式が垂直
記録に好適であることが示されている。しかし、PR5
方式を利用したとき、再生時に必要なタイミングクロッ
クを得るための信号処理方法やプリアンブルパターンを
どのように設定すべきかという基本的な事柄は言及され
ていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は垂直記
録媒体にディジタル信号を記録し、再生信号処理として
PR5方式を用いた場合に、再生時のタイミングクロッ
ク抽出用に、信号に先駆けて記録するプリアンブル信号
として好適な信号波形を用いて、PR5方式に好適なタ
イミングクロックを得ることができる磁気ディスク装置
及びそれに用いる半導体デバイスを提供することであ
る。
録媒体にディジタル信号を記録し、再生信号処理として
PR5方式を用いた場合に、再生時のタイミングクロッ
ク抽出用に、信号に先駆けて記録するプリアンブル信号
として好適な信号波形を用いて、PR5方式に好適なタ
イミングクロックを得ることができる磁気ディスク装置
及びそれに用いる半導体デバイスを提供することであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、少なくと
も、垂直記録媒体と、記録媒体上に+1+1-1-1ある
いは+1+1+1−1−1−1の繰り返しパターンをプ
リアンブルパターンとして記録する手段と、PR5の等
化手段と、該等化手段の出力信号から再生タイミング信
号を発生させる手段から構成される。
も、垂直記録媒体と、記録媒体上に+1+1-1-1ある
いは+1+1+1−1−1−1の繰り返しパターンをプ
リアンブルパターンとして記録する手段と、PR5の等
化手段と、該等化手段の出力信号から再生タイミング信
号を発生させる手段から構成される。
【0007】第1群の発明の特徴は、(1)ディジタル
情報に基づいた誤り訂正用検査符号が挿入されたディジ
タル情報を磁気記録に適したディジタル記録信号に変換
する記録符号化回路と、垂直記録媒体と、上記ディジタ
ル信号を上記垂直記録媒体に記録する記録ヘッドと、上
記ディジタル信号を上記垂直記録媒体から読み出す再生
ヘッドと、再生された信号を増幅する増幅回路と、増幅
された信号をPR5方式で再生等化を行う再生等化回路
と、該再生等化された信号から元のディジタル信号を検
出するビタビ検出器と、上記再生等化された信号から再
生タイミングクロック信号の位相情報を検出する位相情
報検出器と、該位相情報の出力信号に応じて再生クロッ
クを発生するクロック発生器を有することを特徴とする
磁気ディスク装置にある。
情報に基づいた誤り訂正用検査符号が挿入されたディジ
タル情報を磁気記録に適したディジタル記録信号に変換
する記録符号化回路と、垂直記録媒体と、上記ディジタ
ル信号を上記垂直記録媒体に記録する記録ヘッドと、上
記ディジタル信号を上記垂直記録媒体から読み出す再生
ヘッドと、再生された信号を増幅する増幅回路と、増幅
された信号をPR5方式で再生等化を行う再生等化回路
と、該再生等化された信号から元のディジタル信号を検
出するビタビ検出器と、上記再生等化された信号から再
生タイミングクロック信号の位相情報を検出する位相情
報検出器と、該位相情報の出力信号に応じて再生クロッ
クを発生するクロック発生器を有することを特徴とする
磁気ディスク装置にある。
【0008】上記(1)において、(2)上記垂直記録
媒体上に+1+1-1-1あるいは+1+1+1−1−1
−1の繰り返しパターンがプリアンブルパターンとして
記録されていることが好ましい。
媒体上に+1+1-1-1あるいは+1+1+1−1−1
−1の繰り返しパターンがプリアンブルパターンとして
記録されていることが好ましい。
【0009】上記(1)において、(3)プリアンブル
が再生されてくることが予想される期間では、プリアン
ブルに含まれる位相検出可能パターンに対応する位相情
報の出力信号のみに応じて再生クロックを発生させるこ
とが好ましい。
が再生されてくることが予想される期間では、プリアン
ブルに含まれる位相検出可能パターンに対応する位相情
報の出力信号のみに応じて再生クロックを発生させるこ
とが好ましい。
【0010】上記(1)において、(4)上記垂直記録
媒体は単層垂直記録媒体であることが好ましい。上記
(1)において、(5)上記再生ヘッドは磁気抵抗型の
読み出しヘッドであることが好ましい。
媒体は単層垂直記録媒体であることが好ましい。上記
(1)において、(5)上記再生ヘッドは磁気抵抗型の
読み出しヘッドであることが好ましい。
【0011】上記(1)において、(6)上記再生タイ
ミング信号を発生させる回路は、位相情報を4個または
3個のパターンから演算することが好ましい。
ミング信号を発生させる回路は、位相情報を4個または
3個のパターンから演算することが好ましい。
【0012】第2群の発明の特徴は、(7)ディジタル
情報に基づいた誤り訂正用検査符号が挿入されたディジ
タル情報を磁気記録に適したディジタル記録信号に変換
する記録符号化回路と、再生された信号を増幅する増幅
回路と、増幅された信号をPR5方式で再生等化を行う
再生等化回路と、該再生等化された信号から元のディジ
タル信号を検出するビタビ検出器と、上記再生等化され
た信号から再生タイミングクロック信号の位相情報を検
出する位相情報検出器と、該位相情報の出力信号に応じ
て再生クロックを発生するクロック発生器を有すること
特徴とする半導体デバイスにある。
情報に基づいた誤り訂正用検査符号が挿入されたディジ
タル情報を磁気記録に適したディジタル記録信号に変換
する記録符号化回路と、再生された信号を増幅する増幅
回路と、増幅された信号をPR5方式で再生等化を行う
再生等化回路と、該再生等化された信号から元のディジ
タル信号を検出するビタビ検出器と、上記再生等化され
た信号から再生タイミングクロック信号の位相情報を検
出する位相情報検出器と、該位相情報の出力信号に応じ
て再生クロックを発生するクロック発生器を有すること
特徴とする半導体デバイスにある。
【0013】上記(7)において、(8)垂直記録媒体
に+1+1-1-1あるいは+1+1+1−1−1−1の
繰り返しパターンをプリアンブルパターンとして記録す
る回路手段を含むことが好ましい。
に+1+1-1-1あるいは+1+1+1−1−1−1の
繰り返しパターンをプリアンブルパターンとして記録す
る回路手段を含むことが好ましい。
【0014】上記(7)において、(9)プリアンブル
が再生されてくることが予想される期間では、プリアン
ブルに含まれる位相検出可能パターンに対応する位相情
報の出力信号のみに応じて再生クロックを発生させるこ
とが好ましい。
が再生されてくることが予想される期間では、プリアン
ブルに含まれる位相検出可能パターンに対応する位相情
報の出力信号のみに応じて再生クロックを発生させるこ
とが好ましい。
【0015】上記(7)において、(10)上記再生タ
イミング信号を発生させる回路は、位相情報を4個また
は3個のパターンから演算することが好ましい。
イミング信号を発生させる回路は、位相情報を4個また
は3個のパターンから演算することが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明を実施例によって詳細に説
明する。
明する。
【0017】図1は単層垂直記録媒体を用いた垂直記録
とPR5方式の概要を説明した図である。同図(a)は
記録するディジタル信号の基本特性を示す孤立磁化反転
を与える信号列の1部分を示している。すなわち、−1
−1+1+1+1である。ディジタル信号のビット間隔
をTcで示す。(b)は(a)に対する記録電流波形で
ある。(c)は記録ヘッドによって形成された磁化パタ
ーンで、垂直記録では媒体の厚み方向に磁化される。
(c)のように磁化されたパターンをシールドタイプの
磁気抵抗型ヘッドで読み出すと、(d)に示すような再
生波形が得られる。再生信号の広がりとビット間隔の関
係は磁気ディスク装置がどの程度高密度に記録されてい
るかの程度に依存する。垂直記録を用いる磁気ディスク
装置の製品では、1つの孤立反転が4ビット以上にわた
って広がる。よって、これを適切なパーシャルレスポン
スの応答になるように等化する。PR5方式では再生孤
立波形(d)に対して+1+1−1−1と応答するよう
に等化手段を用いる。(e)でわかるように、4ビット
は所定の値に等化され、さらに4ビット以外のビットで
は干渉が発生しないように、ゼロ値に等化される。な
お、(e)では磁気記録系の雑音がない理想的な場合を
示しているが、実際はこの波形に雑音が重畳し、また、
等化手段の等化誤差によるずれも発生する。
とPR5方式の概要を説明した図である。同図(a)は
記録するディジタル信号の基本特性を示す孤立磁化反転
を与える信号列の1部分を示している。すなわち、−1
−1+1+1+1である。ディジタル信号のビット間隔
をTcで示す。(b)は(a)に対する記録電流波形で
ある。(c)は記録ヘッドによって形成された磁化パタ
ーンで、垂直記録では媒体の厚み方向に磁化される。
(c)のように磁化されたパターンをシールドタイプの
磁気抵抗型ヘッドで読み出すと、(d)に示すような再
生波形が得られる。再生信号の広がりとビット間隔の関
係は磁気ディスク装置がどの程度高密度に記録されてい
るかの程度に依存する。垂直記録を用いる磁気ディスク
装置の製品では、1つの孤立反転が4ビット以上にわた
って広がる。よって、これを適切なパーシャルレスポン
スの応答になるように等化する。PR5方式では再生孤
立波形(d)に対して+1+1−1−1と応答するよう
に等化手段を用いる。(e)でわかるように、4ビット
は所定の値に等化され、さらに4ビット以外のビットで
は干渉が発生しないように、ゼロ値に等化される。な
お、(e)では磁気記録系の雑音がない理想的な場合を
示しているが、実際はこの波形に雑音が重畳し、また、
等化手段の等化誤差によるずれも発生する。
【0018】ランダムなディジタル信号列に対する等化
後の波形は次のように求められる。まず、基本となる孤
立パルスの応答を求める。孤立の磁化パルスは-1−1
−1−1+1−1−1−1であり、NRZ形式で表した
ディジタル信号列では00001000となる。NRZ
信号1は立ち上がる磁化反転と立ち下がる磁化反転が1ビ
ットの間隔で発生していると考えられるので、信号1に
対するパーシャルレスポンスの応答は立ち上がりの孤立
磁化に対する応答+1+1−1−1と1ビット遅れた立
ち下がりの孤立磁化に対する応答0−1−1+1+1を
各ビットで加算したものであり、+1,0,−2,0,
+1で与えられる。ディジタル信号列の各1信号に対し
て+1,0,−2,0,+1の応答を与え、重畳加算し
て、ランダムのディジタル信号列の再生信号が得られ
る。
後の波形は次のように求められる。まず、基本となる孤
立パルスの応答を求める。孤立の磁化パルスは-1−1
−1−1+1−1−1−1であり、NRZ形式で表した
ディジタル信号列では00001000となる。NRZ
信号1は立ち上がる磁化反転と立ち下がる磁化反転が1ビ
ットの間隔で発生していると考えられるので、信号1に
対するパーシャルレスポンスの応答は立ち上がりの孤立
磁化に対する応答+1+1−1−1と1ビット遅れた立
ち下がりの孤立磁化に対する応答0−1−1+1+1を
各ビットで加算したものであり、+1,0,−2,0,
+1で与えられる。ディジタル信号列の各1信号に対し
て+1,0,−2,0,+1の応答を与え、重畳加算し
て、ランダムのディジタル信号列の再生信号が得られ
る。
【0019】図2にランダムな信号列とそのPR5再生
等化出力を示す。ただし、雑音がない場合である。図中
の白丸は再生クロックが正しい位相で得られた場合各ク
ロックにおける再生出力を示している。
等化出力を示す。ただし、雑音がない場合である。図中
の白丸は再生クロックが正しい位相で得られた場合各ク
ロックにおける再生出力を示している。
【0020】以上、単層垂直記録と再生等化に関して説
明した。ただし、PR5の再生特性は単層垂直記録媒体
にだけに用いられるものでなく、等化特性を与えるフィ
ルタ特性を変えれば、その他の垂直あるいは面内の記録
媒体にも用いることが可能である。
明した。ただし、PR5の再生特性は単層垂直記録媒体
にだけに用いられるものでなく、等化特性を与えるフィ
ルタ特性を変えれば、その他の垂直あるいは面内の記録
媒体にも用いることが可能である。
【0021】垂直記録媒体を用いた磁気ディスク装置に
おいても、従来の磁気ディスク装置と同様な処理が必要
である。すなわち、磁気ディスク装置において、記録さ
れていたディジタル情報を読み出すとき、読み出された
ディジタル情報には記録媒体の欠陥や雑音の影響によっ
て誤りが含まれることを想定しておく必要がある。この
ため、読み出し時にその誤りを訂正できるように、あら
かじめ、ディジタル情報を記録するときに、誤り訂正の
ための検査符号をディジタル情報に併せて記録してい
る。この誤り訂正用検査符号は計算機(図示せず)から
のディジタル情報に基づいて演算され、誤り訂正符号挿
入回路(図示せず)によってディジタル情報に挿入され
る。以上をまとめると、計算機からのディジタル情報は
所定の誤り訂正用検査符号の挿入手段を介して、さらに
磁気記録に適した記録信号に変換するための記録符号化
手段を受け、記録信号としてのディジタル信号となり、
垂直記録媒体に記録される。
おいても、従来の磁気ディスク装置と同様な処理が必要
である。すなわち、磁気ディスク装置において、記録さ
れていたディジタル情報を読み出すとき、読み出された
ディジタル情報には記録媒体の欠陥や雑音の影響によっ
て誤りが含まれることを想定しておく必要がある。この
ため、読み出し時にその誤りを訂正できるように、あら
かじめ、ディジタル情報を記録するときに、誤り訂正の
ための検査符号をディジタル情報に併せて記録してい
る。この誤り訂正用検査符号は計算機(図示せず)から
のディジタル情報に基づいて演算され、誤り訂正符号挿
入回路(図示せず)によってディジタル情報に挿入され
る。以上をまとめると、計算機からのディジタル情報は
所定の誤り訂正用検査符号の挿入手段を介して、さらに
磁気記録に適した記録信号に変換するための記録符号化
手段を受け、記録信号としてのディジタル信号となり、
垂直記録媒体に記録される。
【0022】読み出しは以下でさらに詳しく述べるが、
まず、記録媒体からの信号が読み出しヘッド、再生等化
処理手段、さらには検出手段によって元の記録信号が読
み出される。記録符号化の逆の復号化手段を介して、元
のディジタル情報が得られるが、この出力には符号誤り
が含まれているので、誤り訂正手段によって正しいディ
ジタル情報に戻して、計算機側に読み出し情報として戻
す。
まず、記録媒体からの信号が読み出しヘッド、再生等化
処理手段、さらには検出手段によって元の記録信号が読
み出される。記録符号化の逆の復号化手段を介して、元
のディジタル情報が得られるが、この出力には符号誤り
が含まれているので、誤り訂正手段によって正しいディ
ジタル情報に戻して、計算機側に読み出し情報として戻
す。
【0023】以下に、本発明に係わる再生系の信号処理
をさらに詳しく説明する。
をさらに詳しく説明する。
【0024】さて、ディジタル処理を基本とする磁気デ
ィスク装置における再生系では、まず、再生タイミング
クロックを再生信号から得る必要がある。図3は本発明
における再生クロック抽出を含む、磁気ディスク装置の
再生系回路の信号系統図である。図3において、1はデ
ィスク状の記録媒体、2は媒体から再生された微小信号
を増幅する増幅器、3は再生信号をディスクリートな信
号列に変換するアナログディジタル変換器を含む、PR
5等化を行う等化器、4は等化出力信号からビタビ検出
を行い、元の記録信号系列を検出するビタビ検出回路、
5は等化出力から再生タイミングの位相情報を検出する
位相情報検出器、6は位相情報の出力信号に応じて再生
クロックを発生するクロック発生器である。
ィスク装置における再生系では、まず、再生タイミング
クロックを再生信号から得る必要がある。図3は本発明
における再生クロック抽出を含む、磁気ディスク装置の
再生系回路の信号系統図である。図3において、1はデ
ィスク状の記録媒体、2は媒体から再生された微小信号
を増幅する増幅器、3は再生信号をディスクリートな信
号列に変換するアナログディジタル変換器を含む、PR
5等化を行う等化器、4は等化出力信号からビタビ検出
を行い、元の記録信号系列を検出するビタビ検出回路、
5は等化出力から再生タイミングの位相情報を検出する
位相情報検出器、6は位相情報の出力信号に応じて再生
クロックを発生するクロック発生器である。
【0025】また、図4はディスク状の記録媒体1の記
録トラックの構成を示したもので、記録すべきディジタ
ル情報に先立ち、再生タイミングクロックを抽出しやす
いプリアンブルパターンが記録され、さらに、その後
に、ディジタル情報のワード同期をとるための同期信号
が記録されていることを示す。
録トラックの構成を示したもので、記録すべきディジタ
ル情報に先立ち、再生タイミングクロックを抽出しやす
いプリアンブルパターンが記録され、さらに、その後
に、ディジタル情報のワード同期をとるための同期信号
が記録されていることを示す。
【0026】プリアンブルパターンとしては当然、繰り
返しパタンであること、再生振幅が大きいこと、再生波
形から位相情報が得やすいことが要求される。垂直記録
は低密度記録より、高密度記録の方が安定した磁化状態
が保てるという特徴を持っているので、 最高記録密度
となる、1010101パターンから1100110
0、111000111000111、さらに1111
000011110000パターンがプリアンブルの候
補と考えられる。第5−1,5−2,5−3,5−4図
にそれぞれのPR5等化後の波形を示す。いずれの図に
おいても、波形の左側は初期状態を示しており、パター
ンが繰り返されると右側の波形になることを示してい
る。 出力信号が一定値に留まると、位相情
報が取れないので、プリアンブルパターンとしては第5
−2,5−3図に示す11001100あるいは111
000111000パターンの繰り返しが好適である。
返しパタンであること、再生振幅が大きいこと、再生波
形から位相情報が得やすいことが要求される。垂直記録
は低密度記録より、高密度記録の方が安定した磁化状態
が保てるという特徴を持っているので、 最高記録密度
となる、1010101パターンから1100110
0、111000111000111、さらに1111
000011110000パターンがプリアンブルの候
補と考えられる。第5−1,5−2,5−3,5−4図
にそれぞれのPR5等化後の波形を示す。いずれの図に
おいても、波形の左側は初期状態を示しており、パター
ンが繰り返されると右側の波形になることを示してい
る。 出力信号が一定値に留まると、位相情
報が取れないので、プリアンブルパターンとしては第5
−2,5−3図に示す11001100あるいは111
000111000パターンの繰り返しが好適である。
【0027】各パターンを含むランダム信号の再生波形
からの再生タイミング位相情報は面内記録で用いられて
いる方式を参考にして演算できる。図6は実施例におけ
る位相情報検出器5の詳細な信号系統図である。図3の
PR5等化器3はこの実施例ではPR5の等化フィルタ
3―1とA/D変換器3―2に分けられている。位相情
報検出器5に入力した信号は仮判定器5―1によって、
A/D変換器出力に応じて+2,+1,0,−1、−2
などの各レベル分けされ、仮判定系列Xnを得る。仮判
定器5―1の出力系列はラッチ回路5―2―1及び5―2
―2を介して、1クロック毎に伝達される。仮判定結果
Xn,Xn−1,Xn−2はパターン一致検出回路5―
3に入力され、パターン一致手段を用いて位相情報が演
算できるパターンであるかどうかを識別し、一致するパ
ターンが見つかれば、後述する4つのパターンのいづれ
かであるかというパターン情報Pを出力する。一方、
A/D変換器出力Ynは複数ビットであるので、それに
対応するビット数を有するラッチ回路5―4―1及び5―
4―2を介して1クロック毎に伝達される。パターンに
よって位相情報の演算方法が異なるので、4つの位相情
報演算回路5―5―1から5―5―4が用意され、所定
のA/D変換出力Yn,Yn−1,Yn−2及び、仮判
定結果Xn,Xn−1,Xn−2が供給される。
からの再生タイミング位相情報は面内記録で用いられて
いる方式を参考にして演算できる。図6は実施例におけ
る位相情報検出器5の詳細な信号系統図である。図3の
PR5等化器3はこの実施例ではPR5の等化フィルタ
3―1とA/D変換器3―2に分けられている。位相情
報検出器5に入力した信号は仮判定器5―1によって、
A/D変換器出力に応じて+2,+1,0,−1、−2
などの各レベル分けされ、仮判定系列Xnを得る。仮判
定器5―1の出力系列はラッチ回路5―2―1及び5―2
―2を介して、1クロック毎に伝達される。仮判定結果
Xn,Xn−1,Xn−2はパターン一致検出回路5―
3に入力され、パターン一致手段を用いて位相情報が演
算できるパターンであるかどうかを識別し、一致するパ
ターンが見つかれば、後述する4つのパターンのいづれ
かであるかというパターン情報Pを出力する。一方、
A/D変換器出力Ynは複数ビットであるので、それに
対応するビット数を有するラッチ回路5―4―1及び5―
4―2を介して1クロック毎に伝達される。パターンに
よって位相情報の演算方法が異なるので、4つの位相情
報演算回路5―5―1から5―5―4が用意され、所定
のA/D変換出力Yn,Yn−1,Yn−2及び、仮判
定結果Xn,Xn−1,Xn−2が供給される。
【0028】位相情報演算回路5―5―1ではXn=Xn
−1=±1またはXn=Xn−1=±2の場合(PAパ
ターーンいう。図5(a)参照)に対応した位相情報τ1が
計算される。なお、τ1は式(1)で計算される。
−1=±1またはXn=Xn−1=±2の場合(PAパ
ターーンいう。図5(a)参照)に対応した位相情報τ1が
計算される。なお、τ1は式(1)で計算される。
【0029】 式(1):τ1=−YnXn−1 + Yn−1Xn Xn=Xn−1=±2は図5(b)で示されるプリアンブ
ル11001100の再生出力に現れるパターンの1つ
である。図7にはこのプリアンブルの再生等化出力が所
定のタイミングクロックで得られる場合を白丸で、図中
の黒丸はタイミングクロックの位相が進んでいる場合の
等化出力である。この位相がずれている場合、Xn=X
n−1=−2であるが、Yn=−1.9 Yn−1=−
2.1であるので、式(1)からτ1=+0.4が得ら
れる。すなわち、+は位相が進んでいることを示してお
り、値はずれ量の大きさを示す。このようにクロックの
位相情報が得られる。当然のことながら、所定値Yn=
−2,Yn−1=−2が得られたときはτ1=0とな
り、位相のずれがない情報が得られる。
ル11001100の再生出力に現れるパターンの1つ
である。図7にはこのプリアンブルの再生等化出力が所
定のタイミングクロックで得られる場合を白丸で、図中
の黒丸はタイミングクロックの位相が進んでいる場合の
等化出力である。この位相がずれている場合、Xn=X
n−1=−2であるが、Yn=−1.9 Yn−1=−
2.1であるので、式(1)からτ1=+0.4が得ら
れる。すなわち、+は位相が進んでいることを示してお
り、値はずれ量の大きさを示す。このようにクロックの
位相情報が得られる。当然のことながら、所定値Yn=
−2,Yn−1=−2が得られたときはτ1=0とな
り、位相のずれがない情報が得られる。
【0030】位相情報演算回路5―5―2はXn=―Xn
−1=±1の場合(PB)に対応した位相情報τ2が計
算される。τ2も式(1)で計算される。
−1=±1の場合(PB)に対応した位相情報τ2が計
算される。τ2も式(1)で計算される。
【0031】Xn=−Xn−1=±1となるパターンは
図5(b),図5(c)を参照するとプリアンブル11001
100の再生等化出力にも、また、プリアンブル111
000111000を使用したときにも現れることがわ
かる。
図5(b),図5(c)を参照するとプリアンブル11001
100の再生等化出力にも、また、プリアンブル111
000111000を使用したときにも現れることがわ
かる。
【0032】さらに、位相情報演算回路5―5―3はXn
−1=±2 且つXn−2=Xn=±1の場合(PC)
に対応した位相情報τ3が計算される。
−1=±2 且つXn−2=Xn=±1の場合(PC)
に対応した位相情報τ3が計算される。
【0033】τ3は式(2)で計算される。
【0034】 式(2): τ3=−YnXn−2 + Yn−2Xn また、位相情報演算回路5―5―4はXn−1=0 且つ
Xn−2=―Xn=±2の場合(PD)に対応した位相
情報τ4が計算される。
Xn−2=―Xn=±2の場合(PD)に対応した位相
情報τ4が計算される。
【0035】τ4は式(3)で計算される。
【0036】式(3): τ3= Yn−1Xn それぞれの位相情報演算回路の結果はスイッチ回路5―
6に入力され、一致回路5―3の出力信号に応じて1つ
の位相情報が選択される。一致信号が得られなかったと
きは直前の位相情報τnが保持される。位相情報τnは
クロック発生器6に入力され、低域フィルタ(図示せ
ず)を介してクロックの位相を制御し、再生信号に同期
したクロックが得られる。この低域フィルタは、重畳し
た雑音によって誤った位相情報が得られても、急激な変
動を抑えて、クロック発生回路6を誤動作させないため
に必要である。
6に入力され、一致回路5―3の出力信号に応じて1つ
の位相情報が選択される。一致信号が得られなかったと
きは直前の位相情報τnが保持される。位相情報τnは
クロック発生器6に入力され、低域フィルタ(図示せ
ず)を介してクロックの位相を制御し、再生信号に同期
したクロックが得られる。この低域フィルタは、重畳し
た雑音によって誤った位相情報が得られても、急激な変
動を抑えて、クロック発生回路6を誤動作させないため
に必要である。
【0037】図8は図2に示したランダム信号の再生等
化出力系列において位相情報の得られるパターンPA,
PB,PC,PDがどこに現れるかを示したものであ
る。4つの位相情報演算によって、安定した再生クロッ
クが得られることが示される。
化出力系列において位相情報の得られるパターンPA,
PB,PC,PDがどこに現れるかを示したものであ
る。4つの位相情報演算によって、安定した再生クロッ
クが得られることが示される。
【0038】なお、プリアンブルが再生されてくること
が予想される期間では、プリアンブルに含まれる位相検
出可能パターンに対応する位相情報演算回路のみを動作
させれば良いことは言うまでもない。また、4つの位相
情報演算を簡略化して、4つの内の適当な3つで行うな
どの変形は本発明の範囲内であることは言うまでもな
い。
が予想される期間では、プリアンブルに含まれる位相検
出可能パターンに対応する位相情報演算回路のみを動作
させれば良いことは言うまでもない。また、4つの位相
情報演算を簡略化して、4つの内の適当な3つで行うな
どの変形は本発明の範囲内であることは言うまでもな
い。
【0039】また、信号処理用半導体要素デバイス及び
そのデバイスを用いた磁気ディスク装置において本発明
が適用されているかどうかを調べるには、要素デバイス
にはテストピンが通常用意されており、PR5の等化出
力に相当する信号出力が観測できる。したがって、記録
パターンとそれに対応する灯火信号出力を観測すれば、
等化方式としてPR5方式が使用されているかどうかは
判別できる。さらに、ビタビ検出器など、等化出力から
記録信号を検出する回路にはタイミングクロックが供給
されている。このクロック信号に相当する信号は通常テ
ストピンによって観測できる。等化出力とそのタイミン
グクロックが同期しているということは等化出力からタ
イミングクロックを得たことを意味する。よって、等化
方式がPR5であることが判明し、等化出力とそのタイ
ミングクロックが同期していることが判明すれば、本発
明の範囲内の技術であると言える。
そのデバイスを用いた磁気ディスク装置において本発明
が適用されているかどうかを調べるには、要素デバイス
にはテストピンが通常用意されており、PR5の等化出
力に相当する信号出力が観測できる。したがって、記録
パターンとそれに対応する灯火信号出力を観測すれば、
等化方式としてPR5方式が使用されているかどうかは
判別できる。さらに、ビタビ検出器など、等化出力から
記録信号を検出する回路にはタイミングクロックが供給
されている。このクロック信号に相当する信号は通常テ
ストピンによって観測できる。等化出力とそのタイミン
グクロックが同期しているということは等化出力からタ
イミングクロックを得たことを意味する。よって、等化
方式がPR5であることが判明し、等化出力とそのタイ
ミングクロックが同期していることが判明すれば、本発
明の範囲内の技術であると言える。
【0040】
【発明の効果】本発明によって従来より高密度記録に適
した垂直記録媒体を実用化できる信号処理方式が提供さ
れる。面内記録では記録ビットが短くなると共に、反対
方向を向いている磁化同士が互いに相手の磁化を弱める
ように働き、およそ1平方インチあたり10ギガビット
で記録密度の限界があるとされる。本発明によって垂直
記録が実用化されることによってこの限界を超える磁気
ディスク装置及び半導体デバイスが提供できる。
した垂直記録媒体を実用化できる信号処理方式が提供さ
れる。面内記録では記録ビットが短くなると共に、反対
方向を向いている磁化同士が互いに相手の磁化を弱める
ように働き、およそ1平方インチあたり10ギガビット
で記録密度の限界があるとされる。本発明によって垂直
記録が実用化されることによってこの限界を超える磁気
ディスク装置及び半導体デバイスが提供できる。
【図1】本発明で使用するPR5方式と再生出力波形の
関係を説明するための図。
関係を説明するための図。
【図2】ランダム信号列におけるPR5等化後の信号波
形を示す図。
形を示す図。
【図3】実施例における磁気ディスク装置の再生信号処
理系統図。
理系統図。
【図4】実施例の記録トラックにおけるプリアンブル信
号とディジタル情報の位置関係を示す図。
号とディジタル情報の位置関係を示す図。
【図5】図5(a),図5(b),図5(c),図5(d)はそれぞ
れプリアンブル信号の候補パターンにおけるPR5等化
後の信号波形図。
れプリアンブル信号の候補パターンにおけるPR5等化
後の信号波形図。
【図6】実施例における位相情報検出器5の詳細な信号
系統図。
系統図。
【図7】再生クロックに位相ずれがある場合の等化出力
の例を示す図。
の例を示す図。
【図8】図2に示したランダム信号の再生等化出力系列
において位相情報の得られるパターンPA,PB,P
C,PDがどこに現れるかを示した図。
において位相情報の得られるパターンPA,PB,P
C,PDがどこに現れるかを示した図。
1…磁気ディスク媒体、2…媒体から再生された微小信
号を増幅する増幅器、3…再生信号をディスクリートな
信号列に変換するアナログディジタル変換器を含む、P
R5等化を行う等化器、4…等化出力信号からビタビ検
出を行い、元の記録信号系列を検出するビタビ検出回
路、5…等化出力から再生タイミングの位相情報を検出
する位相情報検出器、6…位相情報の出力信号に応じて
再生クロックを発生するクロック発生器、5―1…仮判
定器、5―3…パターン一致検出回路、5−5−1〜5
−5−4…4つの位相情報演算回路。
号を増幅する増幅器、3…再生信号をディスクリートな
信号列に変換するアナログディジタル変換器を含む、P
R5等化を行う等化器、4…等化出力信号からビタビ検
出を行い、元の記録信号系列を検出するビタビ検出回
路、5…等化出力から再生タイミングの位相情報を検出
する位相情報検出器、6…位相情報の出力信号に応じて
再生クロックを発生するクロック発生器、5―1…仮判
定器、5―3…パターン一致検出回路、5−5−1〜5
−5−4…4つの位相情報演算回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 20/18 572 G11B 20/18 572F (72)発明者 二本 正昭 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Fターム(参考) 5D031 AA04 BB01 DD01 EE01 FF01 FF03 5D044 BC01 CC04 DE34 DE68 FG01 GL01 GL31 GL32 GM11 GM15
Claims (10)
- 【請求項1】ディジタル情報に基づいた誤り訂正用検査
符号が挿入されたディジタル情報を磁気記録に適したデ
ィジタル記録信号に変換する記録符号化回路と、垂直記
録媒体と、上記ディジタル信号を上記垂直記録媒体に記
録する記録ヘッドと、上記ディジタル信号を上記垂直記
録媒体から読み出す再生ヘッドと、再生された信号を増
幅する増幅回路と、増幅された信号をPR5方式で再生
等化を行う再生等化回路と、該再生等化された信号から
元のディジタル信号を検出するビタビ検出器と、上記再
生等化された信号から再生タイミングクロック信号の位
相情報を検出する位相情報検出器と、該位相情報の出力
信号に応じて再生クロックを発生するクロック発生器を
有することを特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項2】上記垂直記録媒体上に+1+1-1-1ある
いは+1+1+1−1−1−1の繰り返しパターンがプ
リアンブルパターンとして記録されていることを特徴と
する請求項1記載の磁気ディスク装置。 - 【請求項3】プリアンブルが再生されてくることが予想
される期間では、プリアンブルに含まれる位相検出可能
パターンに対応する位相情報の出力信号のみに応じて再
生クロックを発生させることを特徴とする請求項2記載
の磁気ディスク装置。 - 【請求項4】上記垂直記録媒体は単層垂直記録媒体であ
ることを特徴とする請求項1記載の磁気ディスク装置。 - 【請求項5】上記再生ヘッドは磁気抵抗型の読み出しヘ
ッドであることを特徴とする請求項1記載の磁気ディス
ク装置。 - 【請求項6】上記再生タイミング信号を発生させる回路
は、位相情報を4個または3個のパターンから演算する
回路を有することを特徴とする請求項1記載の磁気ディ
スク装置。 - 【請求項7】ディジタル情報に基づいた誤り訂正用検査
符号が挿入されたディジタル情報を磁気記録に適したデ
ィジタル記録信号に変換する記録符号化回路と、再生さ
れた信号を増幅する増幅回路と、増幅された信号をPR
5方式で再生等化を行う再生等化回路と、該再生等化さ
れた信号から元のディジタル信号を検出するビタビ検出
器と、上記再生等化された信号から再生タイミングクロ
ック信号の位相情報を検出する位相情報検出器と、該位
相情報の出力信号に応じて再生クロックを発生するクロ
ック発生器を有すること特徴とする半導体デバイス。 - 【請求項8】垂直記録媒体に+1+1-1-1あるいは+
1+1+1−1−1−1の繰り返しパターンをプリアン
ブルパターンとして記録する回路手段を含むことを特徴
とする請求項7記載の半導体デバイス。 - 【請求項9】プリアンブルが再生されてくることが予想
される期間では、プリアンブルに含まれる位相検出可能
パターンに対応する位相情報の出力信号のみに応じて再
生クロックを発生させることを特徴とする請求項8記載
の半導体デバイス。 - 【請求項10】上記再生タイミング信号を発生させる回
路は、位相情報を4個または3個のパターンから演算す
ることを特徴とする請求項7記載の半導体デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10188512A JP2000021096A (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 磁気ディスク装置及びそれに用いる半導体デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10188512A JP2000021096A (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 磁気ディスク装置及びそれに用いる半導体デバイス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000021096A true JP2000021096A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=16225027
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10188512A Pending JP2000021096A (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 磁気ディスク装置及びそれに用いる半導体デバイス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000021096A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001333043A (ja) * | 2000-03-15 | 2001-11-30 | Sony Corp | データ変調方法及びデータ変調装置並びに通信装置 |
US6785074B2 (en) | 2001-07-10 | 2004-08-31 | Hitachi, Ltd. | Preamble pattern and magnetic recording system using the pattern |
US6920280B2 (en) | 2000-12-19 | 2005-07-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Digital data play back apparatus and method for playing back digital data |
-
1998
- 1998-07-03 JP JP10188512A patent/JP2000021096A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001333043A (ja) * | 2000-03-15 | 2001-11-30 | Sony Corp | データ変調方法及びデータ変調装置並びに通信装置 |
US6920280B2 (en) | 2000-12-19 | 2005-07-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Digital data play back apparatus and method for playing back digital data |
US6785074B2 (en) | 2001-07-10 | 2004-08-31 | Hitachi, Ltd. | Preamble pattern and magnetic recording system using the pattern |
US7142379B2 (en) | 2001-07-10 | 2006-11-28 | Hitachi Global Storage Technologies Japan, Ltd. | Preamble pattern and magnetic recording system using the pattern |
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