JP2003109334A - 同期サーボチャンネルを具備するサーボ回路及びサーボデータを同期的に回復する方法 - Google Patents

同期サーボチャンネルを具備するサーボ回路及びサーボデータを同期的に回復する方法

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JP2003109334A
JP2003109334A JP2002187246A JP2002187246A JP2003109334A JP 2003109334 A JP2003109334 A JP 2003109334A JP 2002187246 A JP2002187246 A JP 2002187246A JP 2002187246 A JP2002187246 A JP 2002187246A JP 2003109334 A JP2003109334 A JP 2003109334A
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disk
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Fereidoon Heydari
ヘイダリ フェレイドーン
Hakan Ozdemir
オズデミール ヘイカン
Sadik O Arf
オー. アルフ サディク
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ST MICROELECTRONICS Inc
STMicroelectronics lnc USA
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ST MICROELECTRONICS Inc
STMicroelectronics lnc USA
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    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G11B5/59633Servo formatting

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 同期サーボチャンネルを具備するサーボ回路
及びデータ記憶ディスクから同期的にサーボデータを回
復する方法を提供する。 【解決手段】 新規な同期型部分応答最大尤度(PRM
L)サーボが高いインチ当たりのトラックのディスクド
ライブシステム用に設けられている。ハードディスクド
ライブ(HDD)におけるデータ容量を増加させるため
に、サーボフォーマットを短縮させ及び/又はトラック
密度を増加させることが可能である。このサーボシステ
ムは、読取・書込ヘッドを位置決めさせるための高性能
且つ正確なシステムとすることを可能とする回路を有し
ている。主要な回路はバースト復調、ビタビ検知、タイ
ミング同期、スピンアップサーチを包含している。高度
にリニアな離散フーリエ変換(DFT)バースト復調回
路は高密度且つ低信号対雑音比(SNR)位置バースト
を復調することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、大略、電子回路に
関するものであって、更に詳細には、同期型サーボチャ
ンネルを具備するサーボ回路及びデータ記憶ディスクか
らサーボデータを同期的に回復する方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】このようなサーボ回路は、多くの従来の
サーボ回路が許容することが可能であるよりもサーボデ
ータが一層高い密度を有することを可能とする。サーボ
データの密度を増加させることは、しばしば、アプリケ
ーションデータを記憶させるため使用可能なディスク面
積を増加させ、従ってディスクの記憶容量を増加させる
ことを可能とさせる。
【0003】コンピュータソフトウエアアプリケーショ
ンが一層大型となり且つよりデータ集約的なものとなる
に従い、ディスクドライブの製造業者等はデータ記憶デ
ィスクのデータ記憶容量を増加させるための技術を開発
するための努力を継続して行っている。製造業者等が数
年にわたりディスクのデータ記憶容量(ビット/イン
チ)を著しく増加させたが、付随して発生するノイズ及
び記号間干渉(ISI)が増加するためにデータ記憶密
度を更に増加させることはしばしば困難である。更に、
ディスクは、典型的に、業界標準寸法に拘束されている
ので、製造業者等は、しばしば、その寸法を増加させる
ことによってディスク記憶容量を増加させることのオプ
ションを有するものではない。更に、殆どの非アプリケ
ーションデータ(例えば、サーボウェッジ、DC消去フ
ィールド(スピンアップウェッジ)、ファイルアロケー
ションテーブル(FAT))はディスクドライブの適切
な動作のためには必要なものであるので、製造業者等
は、しばしば、アプリケーションデータを記憶させるた
めの更なる余裕を作るためにディスクからこのデータを
除去することは不可能である。
【0004】図1は従来の磁気データ記憶ディスク10
の概略平面図である。ディスク10は多数の(この場合
は8個)ディスクセクター12a−12hへ区画化され
ており、且つ多数の(典型的に、数万又は数十万個の)
同心円状のデータトラック14a−14nを有してい
る。読取可能・書込可能アプリケーションデータは各ト
ラック14内の夫々のデータセクター(不図示)内に記
憶される。
【0005】図2を参照すると、データサーボウェッジ
(説明の便宜上サーボウェッジ16a−16cのみが示
されている)は、データ読取又は書込動作期間中に、ヘ
ッド位置決め回路(図20)が読取・書込ヘッド(図5
及び20)を正確に位置決めさせることを可能とするサ
ーボデータを包含している。サーボウェッジ16は、1
つ又はそれ以上のデータセクター12を包含することが
可能なデータフィールドの始め(この例においては、デ
ィスク10は反時計方向に回転する)において各トラッ
ク14内に位置されている。各サーボウェッジ16は、
サーボウェッジの位置(トラック14及びセクター1
2)を識別する夫々のサーボデータを包含している。従
って、ヘッド位置決め回路はこのサーボデータを使用し
てそこから読取られるべき又はそこへ書込まれるべきト
ラック14の上方にヘッドを位置決めさせる。ディスク
10を組込んだディスクドライブ(図20)の製造業者
は、典型的に、ディスクドライブを顧客へ配送する前に
ディスク上にサーボウェッジ16を書込み、その後は、
ディスクドライブも顧客もサーボウェッジ16を変更す
ることはない。サーボウェッジ16のようなサーボウェ
ッジは、更に、図6に関連して後に説明し且つ「読取信
号から二進シーケンスを回復するビタビ検知器及び方法
(VITERBI DETECTOR AND MET
HOD FORRECOVERING A BINAR
Y SEQUENCE FROM AREAD SIG
NAL)」という名称の2001年2月14日付で出願
されており本願出願人に譲渡されている米国特許出願第
09/783,801号(米国代理人ドケット番号99
−S−185(1678−21))において記載されて
おり、尚その特許出願を引用により本明細書に取込む。
【0006】図3を参照すると、スピンアップサーボウ
ェッジ18(説明の便宜上スピンアップウェッジ18a
−18cのみが示されている)は、ディスク10のスピ
ンアップ時においてヘッド位置決め回路(図20)が読
取・書込ヘッド(図5及び20)の初期位置決めを正確
に決定することを可能とするスピンアップデータを包含
している。ディスク10のような多くのディスク上にお
いて、スピンアップウェッジ18は夫々DC消去フィー
ルドであって、それらは、ヘッドがそれらを読取る場合
に、読取・書込ヘッドをしてDCサーボ信号を発生させ
る「ブランク」フィールドである。典型的に、スピンア
ップウェッジ18は、夫々、同一のトラック内のサーボ
ウェッジ16の一部(例えば、始め、プリアンブル、セ
クター又はトラック識別子)から既知の距離において各
トラック14内に夫々位置されている。例えば、スピン
アップウェッジ18は例示したようにセクター12hの
終わりに位置させることが可能であり、又は夫々のサー
ボウェッジ16内に位置させることが可能である。パワ
ーダウン又はスリープモード等のディスク不活性モード
に続いてディスク10が通常速度へスピンアップ即ち回
転速度を増加させる間又はその後に、ヘッド位置決め回
路はヘッドをパーキング位置からディスク10上方の任
意の位置へ移動させる。然しながら、ヘッド位置決め回
路はトラック14及びセクター12に関してヘッドの位
置を知っているわけではない。従って、サーボ回路(図
1−3においては不図示)がスピンアップウェッジ18
のうちの1つを検知することを試みる。スピンアップウ
ェッジ18は、各々、それぞれのサーボウェッジ16の
一部から既知の距離であるので、サーボ回路がスピンア
ップウェッジ18を検知すると、ヘッド位置決め回路は
ディスク10上方のヘッドの相対的な円周位置を知るこ
とになる。ヘッド(即ち、そのヘッドが上方にあるセク
ター12及びトラック14)の実際の位置を決定するた
めに、サーボ回路は夫々のサーボウェッジ16からセク
ター及びトラック識別子を読取ることが可能である。ヘ
ッド位置決め回路がヘッドの初期位置を決定すると、ス
ピンアップウェッジ18は更なる目的を達成するもので
はなく、従って、ディスク10の次のスピンアップまで
使用されることはない。スピンアップウェッジ18の付
加的な詳細は公知であり従ってその説明は割愛する。
【0007】図1−3を参照すると、ウェッジ16及び
18におけるサーボ及びスピンアップデータの密度は、
典型的に、アプリケーションデータの密度よりも著しく
低い。サーボ及びスピンアップデータは比較的低い密度
を有しているので、サーボ回路(図1−3においては不
図示)は、典型的に、サーボウェッジ16からサーボデ
ータを検知し且つ読取り且つスピンアップウェッジ18
からスピンアップデータを検知し且つ読取るためにピー
ク検知を使用する。
【0008】然しながら、スピンアップ及びサーボデー
タは比較的低い密度を有しているので、ウェッジ16及
び18はディスクのかなりの面積を占有しており、それ
は、そうでない場合には、アプリケーションデータを記
憶することが可能である。ウェッジ16及び18が占有
する面積を減少させる1つの態様は、サーボ及びスピン
アップデータの密度を増加させることである。然しなが
ら、サーボ及びスピンアップデータの密度を増加させる
ことはISI及びノイズを増加させる場合があり、従っ
て、しばしば、ピーク検知サーボ回路(図1−3におい
ては不図示)がこのデータを読取る精度を減少させる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、同期型サーボチャンネルを具備するサーボ
回路及びデータ記憶ディスクからサーボデータを同期的
に回復する方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の1実施例によれ
ば、サーボ回路が同期型部分応答最大尤度(PRML)
サーボチャンネルとプロセッサとを有している。該同期
型サーボチャンネルはデータ記憶ディスク上の夫々のデ
ータセクターを識別するサーボウェッジからサーボデー
タを回復させ、且つ該プロセッサは該同期型サーボチャ
ンネルの動作を制御する。
【0011】同期的にサーボデータを回復させる(サー
ボデータによって発生されるピークを同期的に非同期的
に検知することと対比して)PRMLサーボチャンネル
を有することによって、このようなサーボ回路は、多く
の従来のサーボ回路が許容可能であるよりもサーボデー
タが一層高い密度を有することを可能とする。サーボデ
ータの密度を増加させることは、しばしば、ディスクの
記憶容量を増加させ、即ちサーボデータによって占有さ
れるディスク面積を減少させることによってアプリケー
ションデータを記憶するために使用可能な面積を増加さ
せる。
【0012】
【発明の実施の形態】図4は磁気データ記憶ディスク2
0の平面図であり、該ディスクはスピンアップウェッジ
(DC消去フィールドのような)を有するものではなく
且つ本発明の1実施例に基づいて従来のディスク10
(図1)よりもより高い密度でサーボウェッジ22内に
サーボデータを記憶即ち格納させる。スピンアップウェ
ッジを取除き且つサーボデータの密度を増加させること
はアプリケーションデータを記憶即ち格納するために使
用可能なディスク面積を増加させ、従って、ディスク2
0のデータ記憶容量を増加させる。ディスク10のよう
に、ディスク20は多数の(この場合は8個)ディスク
セクター12a−12hに区画化されており、且つ多数
の同心円状のデータトラック14a−14nを有してい
る。ディスク20は、又、サーボウェッジ22(説明の
便宜上サーボウェッジ22a−22cのみが示されてい
る)を有しており、それらはディスク10のサーボウェ
ッジ16に類似している。
【0013】図5は、本発明の1実施例に基づいて最初
にスピンアップウェッジ(図3)を検知することなし
に、ディスク20(図4)のスピンアップに関するサー
ボウェッジ22(図4)を検知することが可能なサーボ
回路30の部分ブロック図である。従って、回路30
は、そのデータ記憶容量を増加させるためにスピンアッ
プウェッジを省略したディスク20等のディスクと共に
使用することが可能である。然しながら、図15−18
に関連して以下に説明するように、回路30は例えばD
C消去フィールドのようなスピンアップウェッジを有す
るディスクと共に使用することも可能である。
【0014】更に、サーボ回路30は同期型PRMLで
あり、従って、ディスク20(図4)上に記憶されてい
るサーボデータ等の高密度サーボデータを正確に回復す
ることが可能である。然しながら、回路30は従来のデ
ィスク10(図1)上に記憶されているサーボデータ等
の低密度サーボデータを回復することも可能である。
【0015】図5を参照して更に説明すると、サーボ回
路30は読取中のサーボウェッジ22(図4)を表わす
サーボ信号を発生する読取・書込ヘッド32を有してい
る。回路30は、又、サーボ信号を処理するサーボチャ
ンネル34と、サーボサンプルとサーボ信号との間の初
期的位相差を計算する回路36と、サーボチャンネル3
4の全体的な利得を制御する回路38と、サーボチャン
ネル34、位相計算回路36、利得制御回路38を制御
するプロセッサ40とを有している。一方、プロセッサ
40は状態マシン又はその他の制御回路(不図示)で置
換させることが可能である。
【0016】プロセッサ40は、サーボチャンネル34
をしてディスク20(図4)のスピンアップに関するサ
ーボウェッジ22(図1)を検知させ、且つディスクス
ピンアップにおいて及びディスク読取又は書込動作期間
中にサーボウェッジ22からサーボデータを回復させ
る。チャンネル34はディスク動作読取期間中にディス
クデータセクター(不図示)からアプリケーションデー
タを回復するための読取チャンネルとして機能すること
も可能である。一方、別個の読取チャンネル(不図示)
がディスク読取動作期間中にアプリケーションデータを
回復することが可能である。
【0017】サーボチャンネル34は、前置増幅器4
2、連続的ローパスフィルタ(LPF)44、利得回路
46、アナログフィルタ48、アナログ・デジタル変換
器(ADC)50、有限インパルス応答(FIR)フィ
ルタ52、サンプル・補間器ループ54、ビタビ(Vi
terbi)検知器56を有している。前置増幅器42
は、読取・書込ディスク32がディスク20(図4)を
読取る場合に読取・書込ヘッド32によって発生される
サーボ信号を増幅し、且つLPF44はサーボ信号を等
化させる。利得回路46は等化されたサーボ信号を増幅
して等化されたサーボ信号の振幅を所望のレベルに設定
し、且つADC50はサンプルクロックに応答して増幅
されたサーボ信号をサンプル(サンプリング)し且つデ
ジタル化する。FIRフィルタ52は、連続するデジタ
ル化したサンプル(ここでは、一度に2個の連続するサ
ンプル)をチャンネル34の目標とするパワースペクト
ルに対してより良く等化させるための付加的なブースト
を与えるために使用される。サンプル・補間器ループ5
4は、FIRサンプルの値を、サンプルクロックがサー
ボ信号に対して同期されていた場合にそれらが有するで
あろう値に対して補間させることによってサンプルクロ
ックを効果的にサーボ信号に対して同期させる。ターゲ
ット多項式に対して設計されているビタビ検知器56
は、補間されたサンプル(ここでは、一度に2個のサン
プル)を処理することによってサーボ信号からサーボデ
ータビットシーケンスを回復する。図6に関連して以下
に説明するように、回復されたビットシーケンスの一部
はそれからそのビットシーケンスが回復されるサーボウ
ェッジ22を保持しているトラック14及びセクター1
2を識別する。従って、ビタビ検知器は回復されたビッ
トシーケンスのこの部分をヘッド位置決め回路(図2
0)ヘ供給する。1実施例においては、FIRフィルタ
52はサーボ信号サンプルをPR4パワースペクトルに
対して等化させ、且つビタビ検知器56はPR4多項式
に従って構成されている。PR4多項式に対して設計さ
れているサーボチャンネルの利点については「読取信号
から二進シーケンスを回復するためのビタビ検知器及び
方法」という名称の2001年2月14日付で出願した
本願出願人に譲渡されている米国特許出願第09/78
3,801号(米国代理人ドケット番号99−S−18
5(1678−21))において記載されており、尚、
その特許出願を引用によって本明細書に取込む。
【0018】位相計算回路36がサンプルクロックとサ
ーボ信号との初期的位相差を決定する。サンプル・補間
器ループ54はこの初期的位相差を使用してサーボ信号
に関するサンプルクロックの位相を捕獲、即ち獲得す
る。ループ54はこの初期的位相差なしでサンプルクロ
ックの位相を獲得することが可能であるが、それは著し
くより長い時間がかかり、従って、そうすることに著し
くより長いサーボウェッジ22を必要とする。従って、
回路36は、サーボウェッジ22をより短いものとする
ことを可能とすることによって、ディスク20がより高
いデータ記憶容量を有することを可能とさせる。回路3
6については、更に、図11に関連して以下に説明する
が、「サンプルクロックとサンプルされた信号との間の
位相差を決定する回路及び方法(CIRCUIT AN
D METHOD FOR DETERMINING
THE PHASE DIFFERENCE BETW
EEN A SAMPLE CLOCK AND A
SAMPLED SIGNAL)」という名称の200
0年2月14日付で出願された本願出願人に譲渡されて
いる米国特許出願第09/503,453号、及び「直
線近似によってサンプルクロックとサンプルされた信号
との間の位相差を決定する回路及び方法(CIRCUI
T AND METHOD FOR DETERMIN
ING THEPHASE DIFFERENCE B
ETWEEN A SAMPLE CLOCK AND
A SAMPLED SIGNAL BY LINE
ARAPPROXIMATION)」という名称の20
00年2月14日付で出願されている本願出願人に譲渡
されている米国特許出願第09/503,929号にお
いても記載されており、それらの特許出願を引用によっ
て本明細書に取込む。
【0019】利得回路38は初期的利得決定器58、ト
ラッキング利得決定器60、デジタル・アナログ変換器
(DAC)62を有している。初期的利得決定器58は
補間されたサーボ信号サンプルからサーボ信号の初期的
振幅を決定する。DAC62はこの初期的振幅を使用し
て利得制御信号を発生し、該信号は利得回路46をして
サーボチャンネル34の全体的な利得を所望のレベルへ
設定させる。回路38及び46はこの初期的振幅を使用
することなしに利得を設定することが可能であるが、そ
れはかなりより長い時間がかかる場合があり、従ってそ
れを行うためにかなりより長いサーボウェッジ22を必
要とする場合がある。従って、位相計算回路36のよう
に、初期的利得決定器58は、しばしば、サーボウェッ
ジ22をより短いものとさせることを可能とすることに
よりディスク20がより高いデータ記憶容量を有するこ
とを可能とさせる。回路58が初期的振幅を決定した後
に、トラッキング利得決定器60はサーボウェッジ22
の残部に対してサーボ信号の振幅を獲得し且つその上に
ロック、即ちトラッキングする。回路58のように、D
AC62は回路60からの振幅を利得回路46用の利得
制御信号へ変換させる。1実施例においては、DAC6
2が対数的にスケーリングされた利得制御信号を発生す
る。
【0020】図5を参照しながら更に説明すると、初期
的利得決定器58については、更に、図12を関連して
以下に説明するが、それは「増幅した信号のサンプルの
和に基づいて増幅器の利得を制御する回路及び方法(A
CIRCUIT ANDMETHOD FOR CO
NTROLLING THE GAIN OF AN
AMPLIFIER BASED ON THE SU
M OF SAMPLES OF THE AMPLI
FIED SIGNAL)」という名称の2000年2
月14日付で出願されており本願出願人に譲渡されてい
る米国特許出願第09/503,949号、及び「増幅
器の利得を制御する回路及び方法(ACIRCUIT
AND METHOD FOR CONTROLLIN
GTHE GAIN OF AN AMPLIFIE
R)」という名称の2000年4月14日付で出願され
ており本願出願人に譲渡されている米国特許出願第09
/503,399号において記載されており尚それらの
特許出願を引用によって本明細書に取込む。
【0021】図6は図4のサーボウェッジ22aの概略
図であって、その他のサーボウェッジ22は同様であ
る。書込スプライス70a及び70bは、夫々、サーボ
ウェッジ22aを隣接するデータセクター(不図示)か
ら分離させる。サーボアドレスマーク(SAM)72
は、読取・書込ヘッド32(図5)がサーボウェッジ2
2aの始めにあることをヘッド位置決め回路(図20)
に対して表示する。サーボプリアンブル74は、サンプ
ル補間器ループ54(図5)がサンプルクロック(図
5)を同期させることを可能とさせ、且つサーボ同期マ
ーク(SSM)76はヘッド位置識別子78の始めを識
別する。プリアンブル74及びSSM76については更
に図14を参照して後に説明する。位置識別子78はデ
ィスク20(図4)の表面に関してヘッド位置決め回路
がヘッド32の位置を粗く決定し且つ調節することを可
能とさせる。より詳細に説明すると、位置識別子78は
セクター識別子80及びトラック識別子82を包含して
おり、それらは、夫々、サーボウェッジ22aを包含し
ているディスクセクター12及びデータトラック14
(ここでは、セクター12a及びトラック14a)を識
別する。ヘッド32は、該ヘッドがトラック14aの直
上にない場合であっても、位置識別子78を読取ること
が可能であるので、サーボウェッジ22aは、バースト
84a−84nを包含しており、それらはヘッド位置決
め回路がヘッド32の位置を細かく決定し且つ調節する
ことを可能とさせる。更に、サーボウェッジ22aは、
1/4コード、4/12コード、又は任意のその他の適
宜のコードに従ってエンコードさせることが可能であ
る。適切な1/4コードは「データコード及びデータコ
ーディング方法(A DATA CODE AND M
ETHOD FOR CODINGDATA)」という
名称の本願出願人に譲渡されている米国特許出願第09
/994,009号(米国代理人ドケット番号01−S
−023(1678−39))に記載されており、尚上
記特許出願を引用によって本明細書に取り込む。又、適
切な4/12コードは本願出願人に譲渡されている米国
特許第6,201,652号及び「読取信号から二進シ
ーケンスを回復するためのビタビ検知器及び方法(VI
TERBI DETECTOR AND METHOD
FOR RECOVERING A BINARY
SEQUENCE FROM A READ SIGN
AL)」という名称の2001年2月14日付で出願さ
れており且つ本願出願人に譲渡されている米国特許出願
第09/783,801号(米国代理人ドケット番号9
9−S−185(1678−21))に記載されてお
り、尚これらの特許及び特許出願を引用によって本明細
書に取り込む。
【0022】図7は、それがサーボウェッジ22a(図
4及び6)のプリアンブル74(図6)、サンプルクロ
ック(図5)、及びADC50(図5)によって取られ
る偶数サンプル90a−90d及び奇数サンプル91a
−91c上方にある間に読取・書込ヘッド32(図5)
によって発生させる正弦波サーボ信号の概略図である。
この実施例においては、偶数サンプル及び奇数サンプル
は、夫々、サンプルクロックの上昇エッジ及び下降エッ
ジに対応しているが、その他の実施例においては、偶数
サンプル及び奇数サンプルは、夫々、サンプルクロック
の下降エッジ及び上昇エッジに対応することが可能であ
る。
【0023】図8は本発明の1実施例に基づくディスク
スピンアップに関するサーボ回路30(図5)に関連す
る信号の幾つかのタイミング線図である。説明の便宜
上、これらの信号は図5から省略されている。ディスク
ドライブ制御器(図20)はSEARCH及びサーボゲ
ートSGを活性レベル(ここでは論理1)へ遷移させて
プロセッサ40(図5)をしてディスク20(図4)の
スピンアップに関するサーボウェッジ22(図4)のサ
ーチを開始させる。プロセッサ40はPDETECTを
活性レベル(ここでは論理1)へ遷移させてそれが以下
に説明するようにサーボウェッジ22のプリアンブル7
4(図6)を検知したことを表示する。プロセッサ40
がサーボウェッジ22のプリアンブル74を検知した後
に、それはACQ TRKを活性レベル(ここでは論理
1)へ遷移させてサンプル補間器ループ54をしてサン
プルの位相を以下に説明するようにサーボ信号の位相に
追従させる。プロセッサ40が検知されたプリアンブル
74に続くサーボ同期マーク(図6のSSM76)を検
知すると、それはSRV SMDを活性レベル(ここで
は論理1)へ遷移させて、それが同期マーク76を検知
したことをディスクドライブ制御器に知らせる。ヘッド
32(図5)の初期位置を決定する前にプロセッサ40
が複数個の連続する同期マーク76を検知することを必
要とするようにディスクドライブ制御器がプログラムさ
れている場合には、プロセッサ40又は制御器がスピン
アップ期間中に検知される連続する同期マーク76の数
を追跡するためにカウンタSMD CNTをインクリメ
ントさせる。
【0024】図4−8を参照して、ディスク20のスピ
ンアップに関するサーボ回路30の動作について本発明
の1実施例に基づいて説明する。説明の便宜上、ディス
クスピンアップに関して最初にサーボウェッジ22aを
検知する回路30について動作を説明するが、回路30
が最初に別のサーボウェッジ22を検知する場合であっ
てもその動作は同様のものであることを理解すべきであ
る。
【0025】最初に、ディスク20が典型的に毎分0回
転数(rpm)である不活性速度から例えば5100r
pm等の動作速度へスピンアップ即ち回転速度を増加さ
せる。ディスク20は、該ディスクを組込んでいるディ
スクドライブシステム(図20)がパワーダウンされる
か又はパワー節約、即ちスリープモードにある期間中に
不活性速度にある場合がある。ディスク20が動作速度
へスピンアップしている間又はその後で、ヘッド位置決
め回路(図20)が読取/書込ヘッド32をパーキング
している位置からディスク上のある位置へ移動する。然
しながら、サーボ回路30がサーボウェッジ22aを検
知し且つそれから位置識別子78を回復するまで、ヘッ
ド位置決め回路はヘッド32の位置を知っているもので
はない。
【0026】次に、時間t0及びt1において、ディスク
ドライブ制御器(図20)が、夫々、SEARCH及び
SGを活性レベルへ遷移させ、そのことは、サーボ回路
30をしてサーボウェッジ22(ここではサーボウェッ
ジ22a)を探索し且つ検知させる。特に、回路30は
サーボウェッジ22aのプリアンブル74を探索し且つ
検知する。図7を参照すると、上述したように、読取・
書込ヘッド32はプリアンブル74の上方にある間に正
弦波サーボ信号、即ちプリアンブル正弦波を発生する。
以下に説明するように、回路30は正弦波の特性を使用
してプリアンブル74を検知する。サーボ回路30は、
ディスク20が動作速度を得る前又は後でこのスピンア
ップ検知アルゴリズムを実行することが可能であり、又
はディスク20が動作速度を得る前にこのアルゴリズム
の実行を開始し且つディスク20が動作速度を得た後に
このアルゴリズムの実行を継続して行うことが可能であ
る。
【0027】より詳細に説明すると、サーボウェッジ2
2aのプリアンブル74を検知するために、プロセッサ
40はプリアンブル正弦波の多数の連続するサンプル、
例えば3個の偶数サンプル90a−90c及び3個の奇
数サンプル91a−91c(全部で6個の連続するサン
プル)を格納する。サンプルクロックの連続するエッ
ジ、従って連続するサンプル90及び91はプリアンブ
ル正弦波に関して約90゜離れている。従って、同一の
極性の連続するクロックエッジ、従って連続する偶数サ
ンプル90及び連続する奇数サンプル91は約180゜
離れている。正弦波の場合には、180゜離れている連
続する点の和は0に等しい。従って、プリアンブル74
を検知するために、プロセッサ40は次式に従ってプリ
アンブル正弦波の各連続する対の偶数サンプル及び各連
続する対の奇数サンプルを加算する。
【0028】
【数1】
【0029】
【数2】
【0030】
【数3】
【0031】
【数4】
【0032】E1=E2=O1=O2=0である場合に
は、サンプル90及び91がプリアンブル正弦波を表わ
すことが可能であることをプロセッサ40が決定する。
サーボ信号がゼロ周波数である場合、即ちDC信号であ
る場合にも、E1=E2=O1=O2=0が成立する。
従って、DC信号をプリアンブル正弦波から区別するた
めに、プロセッサ40は偶数サンプル90a及び90b
の大きさを平均化して第一平均偶数サンプルAEを発生
し、且つ奇数サンプル91a及び91bの大きさを平均
化して第一平均奇数サンプルAEを発生する。この場合
に、次式に従って計算が行われる。
【0033】
【数5】
【0034】
【数6】
【0035】更に、公知の正弦波の三角恒等式によれ
ば、(Ysinα12+(Ycosα12=Y2であ
る。従って、この恒等式は、プリアンブル正弦波に対し
て成立する。更に、説明の便宜上省略してある公知の数
学的原理によれば、AE=Ycosα1でありAO=Y
sinα1である。従って、ヘッド32がプリアンブル
74の上方にあるか否かを決定するために、プロセッサ
40は次式を計算する。
【0036】
【数7】
【0037】ノイズ及び記号間干渉(SIS)のため
に、E1,E2,O1,O2は、ヘッド32がプリアン
ブル74の上方にある場合に、正確にゼロに等しくない
場合がある。更に、利得回路46は未だにサーボチャン
ネル34の利得を調節する機会を持っていないので、A
MPの値が変化する場合がある。従って、プロセッサ4
0は以下の比較が成立するか否かを決定する。
【0038】
【数8】
【0039】
【数9】
【0040】
【数10】
【0041】
【数11】
【0042】
【数12】
【0043】尚、Threshold low及びTh
reshold highはサーボチャンネル34の予
測された利得及びサーボ信号上に存在するノイズ及び干
渉に基づいて決定され、且つThreshold hi
ghもプリアンブル正弦波の予測された振幅Yに基づい
て決定される。
【0044】式(8)−(12)が全て成立する場合に
は、プロセッサ40は第一カウンタ(不図示)をゼロで
ない値へインクリメントさせる。式(8)−(12)の
全てが成立するものではない場合には、プロセッサ40
は該カウンタをゼロへリセットさせる。プロセッサ40
は式(1)−(12)の計算及び該カウンタのインクリ
メント又はリセット動作をその後の偶数及び奇数サンプ
ル90及び91に対して継続して行う。尚、スピンアッ
プ検知アルゴリズムをモデル化するために使用されるC
言語ソフトウエアルーチンは以下の通りである。
【0045】
【表1】
【0046】
【表2】
【0047】第一カウンタ(不図示)がゼロでない値を
有している限り、プロセッサ40は回路36をしてサン
プルクロックとサーボ信号との間の位相差α1に対する
初期値を計算させ、且つ決定器58をしてサーボ信号の
振幅Yに対する初期値を決定させる。
【0048】第一カウンタ(不図示)が時間t2におい
て所定のゼロでない値、例えば8に到達すると、プロセ
ッサ40はサーボプリアンブル(ここでは、サーボウェ
ッジ22aのプリアンブル74)を検知し、PDETE
CTを活性レベルへ遷移させ、且つ所定の遅延を発生さ
せる。この遅延期間中に、該プロセッサはサンプル補間
器ループ54をして回路36からのα1の初期値を使用
してサンプル90及び91をサーボ信号へ同期させ始め
(α1=0である場合にサンプル90及び91はサーボ
信号に対して同期される)、且つ利得回路46をして回
路38からのYの初期値を使用して(DAC62を介し
て)サーボチャンネル34の全体的な利得を所望のレベ
ルへ設定させ始める。このモードはアクジション(獲
得)モードと呼ばれ、従来のフェーズロックループ(P
LL、不図示)のキャプチャモードに類似している。即
ち、アクジションモード期間中に、サンプル補間器ルー
プ54は比較的「高速」であり、従ってそれはα1を比
較的迅速に0゜へ又はその近くへ駆動させることが可能
である。同様に、利得回路38は比較的高速であり、従
って、それはサーボチャンネル34の利得を比較的迅速
に所望のレベルへ設定させることが可能である。この所
定の遅延、従ってアクジションモードの長さは、第二カ
ウンタ(不図示)で測定され、且つ典型的に、サンプル
補間器ループ54のレイテンシー(待ち時間)に等し
く、それは、1実施例においては、23個のサンプルで
ある。
【0049】所定の遅延が時間t3において経過する
と、プロセッサ40はACQ TRKを活性レベルへ遷
移させ且つサンプル補間器ループ54をしてサーボ信号
のトラッキングを開始させる。即ち、プロセッサ40
は、ループ54をしてサンプルとサーボ信号との間の位
相差α1に対して最小の、好適にはゼロの値を維持さ
せ、且つサーボ回路30の利得を所望のレベルへ維持さ
せる。このトラッキングモードは従来のPLLのロック
モードに類似している。アクジションモードとトラッキ
ングモードとの間の差異は、トラッキングモードにおい
ては、ループ54及び利得回路38は、それらがアクジ
ションモードにある場合よりも低速であるということで
ある。
【0050】1実施例においては、サーボ信号の正確な
トラッキングを確保するために、ループ54はトラッキ
ングモードへ入った後に所定数(1実施例においては8
個)の連続するプリアンブルサンプル90及び91を受
取らねばならず、又はプロセッサ40は現在のスピンア
ップ検知サイクルを吸収する。特に、トラッキングモー
ドに入った後に、プロセッサ40は式(1)−(12)
に関連して上述したプリアンブル検知手順を実行する。
プロセッサ40が少なくとも所定数のサンプルに対して
プリアンブル74を検知するものでない場合には、それ
はACQ TRKを不活性レベルへ遷移させ(図8には
示していない遷移)、第一及び第二カウンタ(不図示)
及びα1及びYに対する初期位相及び振幅値をリセット
し、且つ上述したスピンアップ検知アルゴリズムを最初
から再実行する。
【0051】ループ54がサーボ信号をトラッキング即
ち追跡すると、プロセッサ40はビタビ検知器56の出
力を検査して、検知器56がサーボ同期マーク(SS
M)76を回復するか否か及び何時回復するかを決定す
る。プロセッサ40はバースト84を誤ってプリアンブ
ル74として検知する場合があるので、プロセッサ40
は、ループ54がサーボ信号のトラッキングを開始した
後に、所定の時間ウインドウ内においてSSM76をサ
ーチする。プロセッサ40がこの時間ウインドウ内にお
いてSSM76を見つけ出すと、時間t4において、そ
れはSRV SMDを活性レベルへ遷移させ且つビタビ
検知器56が位置識別子78を回復することを可能とさ
せ、それをヘッド位置決め回路(図20)が使用してヘ
ッド32の初期位置を決定する。プロセッサ40がこの
時間ウインドウ内においてSSM76を見つけなかった
場合には、それはSRV SMDを活性レベルへ遷移さ
せることはなく且つ上述したスピンアップ検知アルゴリ
ズムを最初から再実行する。1実施例においては、この
所定の時間ウインドウは80−200クロックサイクル
(クロックサイクル当たり1個のサンプルが存在してい
る場合には80−200個のサンプルに相当)の間のプ
ログラム可能な長さを有している。
【0052】SSM76の検知に応答して、ディスクド
ライブ制御器(図20)はSEARCHを不活性レベル
へ遷移させる(このSEARCHの遷移は時間t4にお
いて点線で示してある)。時間t4の後に、SG及びA
CQ TRKは、サーボチャンネル34がサーボウェッ
ジ22aの読取を完了するのに充分である所定時間の間
(t5−t4)活性レベルに止まる。時間t5において、
SG及びACQ TRKは不活性レベルへ遷移し、且つ
プロセッサ40はサーボチャンネル34をトラッキング
モード、又はサンプルの位相及びサーボチャンネル34
の利得がそれらの夫々の現在の値に保持されるコーステ
ィングモードにロックさせる。典型的に、プロセッサ4
0のプログラミングはモード、即ちトラッキング又はコ
ースティングを決定し、その場合にそれがサーボチャン
ネル34をロックする。
【0053】図4−8を参照して説明すると、1実施例
においては、ディスクドライブ制御器(図20)がヘッ
ド位置決め回路(図20)がヘッド32の初期位置を決
定することを可能とする前に複数個のSSM76(ここ
では、3個の連続するSSM)を回復するようにプロセ
ッサ40をプログラムすることが可能である。回復され
たSSM76のどれもが誤って回復されなかったことの
確率を増加させることによって、複数個のSSM76を
回復させることはスピンアップ検知アルゴリズムをより
ローバスト即ち堅固なものとさせる。
【0054】より詳細に説明すると、プロセッサ40が
最初のSSM76を回復すると、それは上述したように
時間t4においてSRV SMDを活性レベルへ遷移さ
せ、且つそれは、又、SMD CNTをインクリメント
させるか、又はディスクドライブ制御器(図20)をし
て時間t4においてSMD CNTをインクリメントさ
せる。時間t4の後に、SEARCHは活性レベルに止
まり(時間t4における実線)、且つSG及びACQ
TRKは所定時間の間t5−t4活性レベルに止まる。時
間t5において、SG及びACQ TRKは不活性レベ
ルへ遷移してサーボチャンネル34をトラッキングモー
ド又はコースティングモードにロックさせる。
【0055】次に、ヘッド位置決め回路(図20)が最
初のSSM76の回復に基づいて読取・書込ヘッド(図
5)の試験的な初期位置を決定する。次いで、この試験
的な位置に基づいて、ディスクドライブ制御器(図2
0)は時間t6においてSGを活性レベルへ遷移させ、
その時に、該制御器は、該ヘッドが次のサーボウェッジ
22の始めと整合されていることを期待する。該制御器
は、時間t5においてSGを不活性レベルへ遷移させた
後のサンプルクロックサイクルの数をカウントすること
によって、又はその他の従来の技術によって次のサーボ
ウェッジ22の始めを決定することが可能である。次い
で、プロセッサ40はプリアンブル検知アルゴリズムを
実行して時間t7においてプリアンブルを検知し、時間
8においてサンプル補間器ループ54及び利得回路3
8をトラッキングモードとさせ、且つ最初のSSM76
の回復について上述したのと同様の態様で時間t9にお
いて2番目のSSM76を回復する。
【0056】プロセッサ40が2番目のSSM76を回
復すると、それは時間t9においてSRV SMDを活
性レベルへ遷移させ、且つそれ又はディスク駆動制御器
(図20)が時間t9においてSMD CNTをインク
リメントさせる。所定の時間の間(t10−t9=t5―t
4)、SEARCHは活性レベルに止まり且つSG及び
ACQ TRKは活性レベルに止まり、その後に、SG
及びACQ TRKは時間t10において不活性レベルへ
遷移してサーボチャンネル34をトラッキングモード又
はコースティングモードにロックさせる。
【0057】次に、ヘッド位置決め回路(図20)が2
番目のSSM76の回復に基づいて読取・書込ヘッド
(図5)の試験的初期位置を決定する。次いで、この試
験的位置に基づいて、ディスクドライブ制御器(図2
0)が時間t11においてSGを活性レベルへ遷移させ、
その時に、該制御器は該読取・書込ヘッドが次のサーボ
ウェッジ22の始めと整合されていることを期待する。
次いで、プロセッサ40はプリアンブル検知アルゴリズ
ムを実行し且つ2番目のSSM76の回復について上述
したのと同様の態様で3番目のSSM76を回復するこ
とを試みる。
【0058】プロセッサ40は、所望数(ここでは3
個)の連続するSSM76を回復するまで、この手順を
繰返し行う。この手順が不成功である場合には、SEA
RCHは活性レベルに止まり、且つプロセッサ40はS
MP CNTをリセットし且つ、それが所望数の連続す
るSSM76を回復するまで、最初からスピンアップ検
知手順を再実行する。更に、回復された連続するSSM
76は、典型的に、同一のトラック14内にあるが、こ
のことは必要なことではない。
【0059】図9は、スピンアップ後、即ち本発明の1
実施例に基づく図5のサーボ回路30の通常動作期間中
における図8の信号のタイミング線図である。SEAR
CH、PDETECT、SMD CNTは通常動作期間
中不活性状態である。スピンアップ動作と通常動作の間
の主要な差異は、ディスクドライブ制御器(図20)は
読取・書込ヘッド(図5)の位置を知っているので、通
常動作期間中においてはプリアンブル検知アルゴリズム
が使用されることはないということである。
【0060】図4−7及び9を参照すると、通常動作期
間中に、ディスクドライブ制御器(図20)は時間t12
においてSGを活性レベルへ遷移させ、それは、該制御
器が読取・書込ヘッド(図5)がサーボウェッジ22の
始めにあることを決定する時である。SGが活性レベル
を有していることに応答して、プロセッサ40は回路3
6及び58をして上述した如くα1及びYに対する初期
的な位相及び利得の値を計算させる。第一所定遅延の後
に、プロセッサ40は、サンプル補間器ループ54及び
利得回路38をして上述した如くアクジションモードへ
エンターさせる。次いで、1実施例においてはループ5
4のレイテンシー(待ち時間)と等しい第二所定遅延の
後に、プロセッサ40は時間t13においてACQ TR
Kを活性レベルへ遷移させ且つループ54及び回路30
をして上述した如くトラッキングモードへエンターさせ
る。プロセッサ40は時間t14においてSSM76を回
復させ、且つそれに応答してSRV SMDを活性レベ
ルへ遷移させ、SG及びACQ TRKは時間t4から
時間t5まで活性状態に止まり、それはサーボチャンネ
ル34がサーボウェッジ22内のサーボデータを読取る
のに充分に長いものである。
【0061】図10は本発明の1実施例に基づく図5の
サンプル補間器ループ54(それは、時々、デジタルボ
ーレート(baud rate)タイミング回復回路と
呼ばれる)のブロック図である。回路54の詳細につい
ては以下に説明するが、更なる詳細は「ボーレートサン
プリングを使用したデジタルタイミング回復(DIGI
TAL TIMING RECOVERY USING
BAUD RATESAMPLING)」という名称
で1999年8月31日付で出願されており本願出願人
に譲渡されている米国特許出願第09/387,146
号において開示されており、尚その特許出願を引用によ
って本明細書に取込む。
【0062】図10を参照して説明すると、FIR52
(図5)がデータ経路104及び105上に夫々等化さ
せた偶数及び奇数サンプル90及び91を供給する。該
等化されたサンプルから、サンプル補間器106がアキ
ュムレータ108によって与えられる補間間隔で補間さ
れたサンプルを計算する。サンプル補間器106は3個
の出力経路を有している。該出力経路のうちの2個は2
個の補間されたサンプルS1及びS2を供給し、それら
は補間器106によって並列的に派生される。3番目の
出力経路は補間されていないサンプルS3を供給し、そ
れはアンダーサンプリング条件において必要とされる場
合がある。補間器106は3つのサンプルS1,S2,
S3の全てを弾性バッファ110及び位相検知器114
(後述する)へデータの正しいストリームを供給するミ
ニ弾性バッファ112へ供給する。ループ54がEPR
4サンプルに関して動作を行うように設計されているが
サーボチャンネル34(図5)がPR4サンプルを発生
する設計とされている実施例においては、PR4対EP
R4変換器116がミニ弾性バッファ112からのPR
4サンプルをEPR4サンプルへ変換する。
【0063】注意すべきことであるが、システムを介し
ての並列サンプリング経路のために、サンプル補間器1
06は通常動作の各サイクル期間中に2つの補間された
サンプルS1及びS2を出力する。オーバーサンプリン
グ条件期間中においては、補間器106は1つの有効な
補間されたサンプルと1つのにせの補間サンプルとを供
給する。アンダーサンプリング条件においては、補間器
106は3個のサンプル、即ち補間されたサンプルS
1、補間されたサンプルS2、補間器106が1(ハー
フレート)サイクルにおいて2つのサンプルを補間する
ことが不可能であるという事実を補償するために補間器
106によって供給される補間されていないサンプルS
3を出力する。
【0064】補間器106は、又、補間されたサンプル
S1及びS2を位相検知器114へ供給し、それは補間
されたサンプルS1及びS2とサンプルS1及びS2の
予測された値との間の位相差を決定し、且つ対応する位
相誤差信号を発生する。位相検知器114はこの位相誤
差信号を比例積分フィルタ118へ供給し、それはフィ
ルタされた誤差信号をアキュムレータ108へ供給す
る。アキュムレータ108は、このフィルタされた誤差
信号から補間値τとしても知られている部分的遅延を派
生させる。
【0065】補間値τは、補間サンプルS1及びS2を
派生させるためにサンプル補間器106によって使用さ
れる1組の係数を選択するために使用される。これらの
係数値はリードオンリメモリ(ROM)120内に記憶
されており、該メモリはアキュムレータ108からτの
値を受取り且つ所望の補間間隔に対応する適切な係数値
をサンプル補間器106へ供給する。
【0066】図10を参照して説明すると、図4−8に
関連して上述したように且つ図11に関連して以下に説
明するように、位相計算回路36(図5)は位相角α1
(図7,11)に対して利得独立性の7ビット初期値を
計算し、該角度はプリアンブル正弦波(図7)のゼロ交
差及びピークに関してのサンプルクロック(図5)の位
相リードを表わしている。回路36はα1のビットA
5:A0をアキュムレータ108及びROM120へ供
給する。α1のこの部分は読取サイクルの開始時にサン
プル補間器106へ入力される初期的な組の係数を選択
するために使用される。更に、回路36はα1のビット
A6を弾性バッファ110及び位相検知器114へ供給
する。
【0067】図11は図7のプリアンブル正弦波の正の
半分の位相線図であり、且つ位相計算回路36(図5)
がプリアンブル正弦波とサンプルクロックとの間の位相
角α 1に対して利得独立性の初期値を得るためにどのよ
うにして正接関数を使用することが可能であるかを示し
ている。特に、1実施例においてはサンプルクロックの
上昇エッジに対応する第一サンプル130は、位相角α
1(ここでは45゜未満)によってだけ正弦波ピーク1
32をリード即ち先行している。公知の三角関数の同一
性から、α1は次式に従って計算される。
【0068】
【数13】
【0069】
【数14】
【0070】回路30の更なる詳細、α1>45゜に対
する初期値を計算する技術、及びプリアンブル正弦波と
サンプルクロックとの間の初期的位相角α1に対する利
得独立性の値を計算するその他の技術は、「サンプルク
ロック及びサンプルされた信号の間の位相差を決定する
回路及び方法(CIRCUIT AND METHOD
FOR DETERMINING THE PHASE
DIFFERENCE BETWEEN A SAM
PLE CLOCK AND A SAMPLED S
IGNAL)」という名称の2000年2月14日付で
出願され本願出願人に譲渡されている米国特許出願第0
9/503,453号、及び「直線近似によってサンプ
ルクロックとサンプルされた信号との間の位相差を決定
する回路及び方法(CIRCUIT AND METH
OD FOR DETERMINING THE PH
ASE DIFFERENCE BETWEEN A
SAMPLE CLOCK AND A SAMPLE
D SIGNAL BYLINEAR APPROXI
MATION)」という名称の2000年2月14日付
で出願され本願出願人に譲渡されている米国特許出願第
09/503,929号において記載されており、尚こ
れらの特許出願を引用によって本明細書に取込む。
【0071】図12は図7のプリアンブル正弦波の正の
半周期の位相線図であって、初期的利得決定器58(図
5)がどのようにしてプリアンブル正弦波のピーク振幅
Yに対する利得独立性の初期値を計算するかを示してい
る。特に、サンプル104及び142はプリアンブル正
弦波に関して90゜離れている。従って、決定器58は
三角関数の同一性であるSin2α2+Cos2α2=1か
ら得られる次式に従って振幅Yを計算する。
【0072】
【数15】
【0073】
【数16】
【0074】
【数17】
【0075】
【数18】
【0076】振幅Yに対する初期値から、決定器58
は、ビタビ検知器56(図5)への入力端におけるサン
プル140及び142のピークの大きさが、その後、所
望のピークの大きさに近くなるか又は等しくなるよう
に、利得回路46(図5)の利得を変化させるために初
期的利得調節を発生する。決定器58の更なる詳細は
「増幅した信号のサンプルの和に基づいて増幅器の利得
を制御する回路及び方法(ACIRCUIT AND
METHOD FOR CONTROLLING TH
E GAIN OF AN AMPLIFIER BA
SED ON THESUM OF SAMPLES
OF THE AMPLIFIED SIGNAL)」
という名称の2000年2月14日付で出願しており本
願出願人に譲渡されている米国特許出願第09/50
3,949号、及び「増幅器の利得を制御する回路及び
方法(A CIRCUIT AND METHOD F
OR CONTROLLING THE GAIN O
F AN AMPLIFIER)」という名称の200
0年2月14日付で出願されており本願出願人に譲渡さ
れている米国特許出願第09/503,399号におい
て記載されており、尚これらの特許出願を引用によって
本明細書に取込む。
【0077】図13は本発明の1実施例に基づくビタビ
検知器56(図5)の動作を例示した剪定したトレリス
(trellis)線図である。ビタビ検知器56はP
R4ターゲット多項式Bk=Ak−Ak-2に対して構築さ
れており、尚Bkはサンプル時間kにおけるサーボ信号
の補間したサンプルであり、Akはサンプル時間kにお
けるサーボデータのサンプルしたビットの論理値(0又
は1)であり、且つAk- 2はサンプル時間k−2におけ
るサーボデータのサンプルしたビットの論理値である。
従って、このトレリスは4つの状態を有しており、それ
らはコード化シーケンスの4つの可能な状態、即ちS0
(00又は−−)、S1(01又は−+)、S2(10
又は+−)、S3(11又は++)を表わしている。更
に、1実施例においては、サーボデータはd=2、k=
10を有しており且つ単一対及び論理1の単一対のみを
有している4:12ランレングス制限型(RLL)コー
ドとしてコード化(1実施例においてはグレイコード
化)されている。サーボデータはそのように拘束されて
いるので、ビタビ検知器56は、連続するサンプル時間
kにおける状態S0−S3の間における分岐数は8個の
分岐(状態S0−S3当たり2個の入力分岐)から5個
の分岐へ減少されるように「剪定」することが可能であ
る。従って、状態S0のみが1つを超える(この場合は
2個)入力分岐を有している。サーボデータが上述した
コードに従って拘束されており且つビタビ検知器56が
コードとマッチすべく剪定されていることの組合わせ
は、コード化されていないサーボデータと全部の状態
(8個の分岐)のビタビ検知器との組合わせと比較し
て、2の係数だけ最小二乗距離誤差を増加させる。この
最小二乗距離における増加は、検知器54によって必要
とされる最小サーボ信号SNRを6dBだけ減少させ、
従って、与えられたサーボ信号SNRに対してサーボデ
ータの回復をより信頼性のあるものとさせる。2本の実
線経路は最小距離閉誤差イベントを構成する2つの可能
なシーケンスを示している。ビタビ検知器56及びサー
ボデータコーディング技術については、更に、「読取信
号から二進シーケンスを回復するためのビタビ検知器及
び方法(VITERBI DETECTORAND M
ETHOD FOR RECOVERING A BI
NARY SEQUENCE FROM A READ
SIGNAL)」という名称の2001年2月14日
付で出願されており本願出願人に譲渡されている米国特
許出願第09/783,801号において記載されてい
る。ビタビ検知器及びトレリス線図については、更に、
「パリティ感受性ビタビ検知器及び読取信号から情報を
回復する方法(PARITY−SENSITIVE V
ITERBI DETECTOR AND METHO
D FOR RECOVERING INFORMAT
ION FROM A READ SIGNAL)」と
いう名称の1999年9月30日付で出願されており本
願出願人に譲渡されている米国特許出願第09/40
9,923号、及び「信号から同期情報を回復する回路
及び方法(CIRCUIT AND METHOD F
OR RECOVERING SYNCHRONIZA
TION INFORMATION FROM A S
IGNAL)」という名称の1999年9月30日付で
出願されており本願出願人に譲渡されている米国特許出
願第09/410,274号において記載されており、
尚これらの特許出願を引用によって本明細書に取込む。
【0078】図14は本発明の1実施例に基づく図6の
プリアンブル74及びSSM76を示している。この実
施例においては、プリアンブル74及びSSM76を構
成するビットシーケンスは図13に関連して上述したコ
ーティング技術に従ってコード化されている。
【0079】図15は磁気データ記憶ディスク150の
平面図であり、それは本発明の1実施例に基づくスピン
アップウェッジ152を有する点を除いてディスク20
(図4)に類似している。スピンアップウェッジ152
を設けることはディスク150をしてディスク20より
もより小さなデータ記憶容量を有するようにさせる場合
があるが、それは上述したようにスピンアップ検知アル
ゴリズムのローバスト性即ち堅牢性を増加させることを
可能とする。更に、ディスク150上のサーボデータは
従来のディスク10(図1)上のサーボデータよりもよ
り高い密度を有しているので、ディスク10及び150
の両方がスピンアップウェッジを有する場合であって
も、ディスク150はディスク10よりもより大きなデ
ータ記憶容量を有することが可能である。
【0080】ディスク20のように、ディスク150は
多数の(ここでは8個)ディスクセクター12a−12
hへ区画化されており、且つ多数の同心円状のデータト
ラック14a−14nを有している。ディスク150
は、又、サーボウェッジ154を有しており、それはス
ピンアップウェッジ152を組込んでいる。スピンアッ
プウェッジ152を組込んでいる点以外においては、サ
ーボウェッジ154はディスク20のサーボウェッジ2
2と同様である。
【0081】図16は本発明の1実施例に基づく図15
のサーボウェッジ154aの概略図である。サーボウェ
ッジ154aはスピンアップウェッジ152aを有して
おり、その他の点において、図6のサーボウェッジ22
aと同様であり、且つその他のサーボウェッジ154は
ウェッジ154aと同様である。スピンアップウェッジ
152aはサーボアドレスマーク(SAM)72とプリ
アンブル74との間に示されているが、ウェッジ152
aはウェッジ154a内の別の位置を占有することが可
能であり、又はウェッジ154aの前に位置させること
が可能であり、又はウェッジ154aの外側の別の位置
に位置させることが可能である。更に、サーボウェッジ
22aと同様に、サーボウェッジ154aは1/4コー
ド、4/12コード、又はその他の適切なコードに従っ
てエンコードさせることが可能である。
【0082】図17は本発明の1実施例に基づいて読取
・書込ヘッド32(図5)が図16のスピンアップウェ
ッジ152a及びプリアンブル74を読取る場合のサー
ボ信号の概略図である。ウェッジ152aは、ここでは
2サイクル正弦波である導入部分156と、ゼロ周波
数、即ちDC消去フィールド158を有している。以下
に説明するように、プロセッサ40(図5)は、DC消
去フィールド158を検知し、次いで、資格付与ウイン
ドウ160内のプリアンブル74の始めを検知すること
によって、スピンアップウェッジ152aを検知する。
理想的には、ウインドウ160はプリアンブル74の始
めでもあるDC消去フィールド158の終わりに関して
中心位置決めされる。更に、正弦波156、DC消去フ
ィールド158、資格付与ウインドウ160の長さは、
夫々、8、22、8サンプル/ビット(ここでは、ビッ
ト当たり1個のサンプル)の図示した長さから異なるも
のとすることが可能である。例えば、1実施例において
は、プロセッサ40はDC消去フィールド158を2
0、28、36又は44サンプル/ビットの長さへプロ
グラムし且つ資格付与ウインドウを4又は8サンプル/
ビットの長さへプログラムすることを可能とする。更
に、「DC消去フィールド」は、しばしば、スピンアッ
プウェッジ152aの全体を意味するために使用され
る。
【0083】図18は本発明の1実施例に基づいてディ
スク150のスピンアップに関する図5のサーボ回路3
0に関連する信号のうちの幾つかのタイミング線図であ
り、その場合には、上述したように、回路30がディス
クスピンアップに関するスピンアップウェッジ152と
それに続くプリアンブル74の両方を検知する。説明の
便宜上、これらの信号は図5から省略してある。更に、
これらの全ての信号に対する活性レベルは論理1である
として説明するが、これらの信号のうちの幾つか又は全
ては他の実施例においては論理0の活性レベルを有する
ことが可能である。
【0084】図18を参照して説明すると、ディスクド
ライブ制御器(図20)がSEARCH、SG、DC−
ERASE ENABLEを活性レベルへ遷移させて、
プロセッサ40(図5)をしてディスク150(図1
5)のスピンアップに関するサーボウェッジ154に対
するサーチを開始させる。活性状態にあるDC−ERA
SE ENABLEはプロセッサ40をして、最初に、
スピンアップウェッジ152を検知し、次いで、それに
続くプリアンブル74を検知することによってサーボウ
ェッジ154を検知させる。プロセッサ40は、それが
DC消去フィールド158(図17)を検知する限り、
DC−ERASE DETECTを活性レベルへ遷移さ
せる。プロセッサ40は資格付与ウインドウ160(図
17)の長さの間DC−ERASE QUALIFYI
NG WINDOWを活性レベルへ遷移させる。次い
で、プロセッサ40は図4−8に関連して上述したよう
にプリアンブル検知アルゴリズムを実行する。プロセッ
サ40がウインドウ160内において、即ちDC−ER
ASE QUALIFYING WINDOWが活性状
態にある間に、プリアンブル74を検知すると、それは
PREAMBLE−DETECT ENABLEを活性
レベルへ遷移させる。活性状態にあるPREAMBLE
−DETECT ENABLEに応答して、プロセッサ
40はプリアンブル74を検知し且つ図4−8に関連し
て上述したような態様で1個又はそれ以上の同期マーク
76(図16)を回復すべく試みる。
【0085】図5及び15−18を参照して、ディスク
150のスピンアップに関するサーボウェッジ154を
検知するためのサーボ回路30の動作について説明す
る。この手順は図4−8に関連して上述したスピンアッ
プ検知手順に類似しているが、ここでは、回路30がウ
ェッジ154のプリアンブル74を検知する前に、サー
ボウェッジ154と関連するスピンアップウェッジ15
2を検知する点が異なっている。それはプリアンブルの
みを検知する代りにスピンアップウェッジとプリアンブ
ルの両方を検知するので、このスピンアップ検知アルゴ
リズムは、典型的に、図4−8に関連して上述したスピ
ンアップ検知アルゴリズムよりもよりローバスト即ち堅
牢である。説明の便宜上、この手順をサーボウェッジ1
54aのプリアンブル74及びスピンアップウェッジ1
52aを検知する場合について説明するが、この手順は
その他のサーボウェッジ154に対しても同じである。
更に、この例においては、DC消去フィールドは22サ
ンプル/ビットの長さであり、資格付与ウインドウ16
0は8サンプル/ビットの長さであり、且つサーボ回路
30はサーボデータのビット当たり1個のサンプルを取
る。
【0086】最初に、ディスク150が、典型的に、毎
分当たり0回転数(rpm)である不活性速度から例え
ば5100rpm等の動作速度へスピンアップ即ち回転
速度を増加させる。ディスク150は、ディスクを組込
んでいるディスクドライブシステム(図20)がパワー
ダウンされるか又は電力節約、即ちスリープモードにあ
る期間中に不活性速度とさせることが可能である。ディ
スク150のスピンアップ期間中又はその後に、ヘッド
位置決め回路(図20)が読取・書込ヘッド32(図
5)をパーキング位置からディスク上のある位置へ移動
させる。然しながら、サーボ回路30がサーボウェッジ
154aを検知し且つそれから位置識別子78を回復す
るまで、ヘッド位置決め回路はヘッド32の位置を知っ
ているものではない。
【0087】次に、時間t0及びt1において、夫々、デ
ィスクドライブ制御器(図20)はSEARCH、DC
−ERASE ENABLE、SGを活性レベルへ遷移
させ、そのことは、サーボ回路30をしてサーボウェッ
ジ154(ここでは、サーボウェッジ154a)を探索
し且つ検知させる。特に、回路30はサーボウェッジ1
54aのDC消去フィールド158を探索し且つ検知
し、次いでサーボウェッジ154aのプリアンブル74
を探索し且つ検知する。
【0088】DC消去フィールド158を検知するため
に、プロセッサ40はADC50からのサンプルを所定
のスレッシュホールドと比較する。一方、従来のスライ
サー(不図示)がプロセッサ40の制御下においてサン
プルをスレッシュホールドと比較することが可能であ
る。サンプルがスレッシュホールドより高い場合にはプ
ロセッサ40は、サンプルがゼロでない、即ち非DCの
値を有していることを決定し、且つDC消去カウンタ
(不図示)及びDC−ERASE DETECTをリセ
ットさせる。逆に、そのサンプルがスレッシュホールド
より低い場合には、プロセッサ40は、そのサンプルが
ゼロ、即ちDCの値を有していることを決定し、且つ該
カウンタをインクリメントさせる。該カウンタが所定の
値、例えば、2に到達すると、プロセッサ40は時間t
2においてDC−ERASE DETECTを活性レベ
ルへ遷移させる。導入正弦波156は、読取・書込ヘッ
ド32がフィールド158の読取を開始する前にプロセ
ッサ40が該カウンタをリセットさせることを確保し、
且つフィールド158の長さは、典型的に、ディスク1
50上のDCサンプルのその他のストリングの予測され
た長さよりも一層大きく、従ってプロセッサ40はこれ
らのストリングのうちの1つをフィールド158と誤る
ことはない。
【0089】DC消去カウンタ(不図示)が資格付与ウ
インドウ160の始めを表わす値に到達すると、プロセ
ッサ40は時間t3においてDC−ERASE QUA
LIFYING WINDOWを活性レベルへ遷移させ
且つプリアンブル74のサーチを開始する。ウインドウ
160は、フィールド158の始めを検知する場合、従
って、その終わりを予測する場合に不確定性を発生させ
る場合のあるノイズ又は干渉を許容する。
【0090】更に詳細には、プロセッサ40はウインド
ウ160をDC消去フィールド158の予測された終わ
りの周りに中心位置決めさせる。従って、該カウンタが
9を格納する場合(これはカウントサイクル当たり2個
のサンプルが存在しているので18個のサンプルに相
当)、プロセッサ40は時間t3においてDC−ERA
SE QUALIFYING WINDOWを遷移させ
て22サンプルフィールド158の予測された終わりよ
りも4個のサンプル前にウインドウ160を開始させ
る。即ち、ウインドウ160は、プロセッサ40が18
個の連続するDCサンプルを検知した後に開始する。時
間t4において、ウインドウ160(この場合は、8サ
ンプル/秒の長さ)が終了し、従ってプロセッサ40は
DC−ERASE QUALIFYING WINDO
Wを不活性レベルへ遷移させる。
【0091】DC−ERASE QUALIFYING
WINDOWが活性状態である間の資格付与ウインド
ウ10期間中に、プロセッサ40は、図4−8に関連し
て上述したのと同一のプリアンブル検知アルゴリズムを
使用して、プリアンブル74の始めをサーチする。例え
ば、前述した表1及び2におけるソフトウエアルーチン
を実行する場合に、プロセッサ40は、プリアンブルを
検知することが可能となる前に、プリアンブル74の3
個の連続するサンプルを処理せねばならない。従って、
プロセッサ40は、プリアンブルの少なくとも3個のサ
ンプルがウインドウ160内にある場合にのみプリアン
ブル74を検知することが可能である。従って、図17
におけるウインドウ160内には4個のプリアンブルサ
ンプルが存在しているので、プロセッサ40はこの例に
おけるウインドウ160内のプリアンブル74を検知す
る。
【0092】プロセッサ40がウインドウ160内のプ
リアンブル74の始めを見つけ出すと、それは時間t4
においてPREAMBLE−DETECT ENABL
Eを活性レベルへ遷移させてDC消去フィールド158
の検知、従ってスピンアップウェッジ152aの検知を
表示する。活性状態にあるPREAMBLE−DETE
CT ENABLEに応答して、プロセッサ40は図4
−8に関連して上述したプリアンブル検知及び同期マー
ク回復アルゴリズムを実行する。それがプリアンブル7
0を検知した後に、プロセッサ40は時間T4において
PREAMBLE−DETECT ENABLEを不活
性レベルへ遷移させる。
【0093】プロセッサ40がウインドウ160内にお
いてプリアンブル74の始めを検知するものでない場合
には(即ち、それがPDETECTを活性レベルへ遷移
させた後)、それはDC消去カウンタ(不図示)をリセ
ットさせ且つ上述したようにDC消去フィールド158
のサーチを継続して行う。
【0094】図5及び15−18を参照しながら説明す
ると、上述したように、ディスクドライブ制御器(図2
0)が、ヘッド位置決め回路(図20)がヘッド32
(図5)の初期位置を決定することを可能とさせる前
に、単一又は複数個のSSM76を回復するようにプロ
セッサ40をプログラムすることが可能である。後者の
場合においては、プロセッサ40は、図4−8に関連し
て上述したアルゴリズムに従って、それが各プリアンブ
ル74を検知する前に、DC消去フィールド158を検
知する上述したアルゴリズムを繰返し行う。
【0095】図19は本発明の1実施例に基づくサーボ
回路30のブロック図であり、且つ図5に示した回路を
包含している。上述したように、サーボ回路30は同期
態様でサーボデータを回復するので、それはディスク2
0(図4)及び150(図15)上のサーボデータの密
度を、例えばピーク検知用サーボ回路等のその他のサー
ボ回路が可能とするよりもより高いものとさせることを
可能とする。説明の便宜上、前置増幅器42、LPF4
4、利得回路46、フィルタ48は利得及びフィルタ回
路170内に包含しており、且つ位相及び利得回路36
及び38及び補間器ループ54はタイミング及び利得回
復ループ172内に包含されている。
【0096】図19を参照して説明すると、図5の回路
ブロックに加えて、サーボ回路30は、ビタビ検知器5
6とは別個の同期マーク検知器174、及び検知器56
及び174によって回復されたデータをデコードするデ
コーダ176を有している。回路30は、又、ヘッド位
置決めバースト84(図6及び16)を復調させる位置
バースト復調器178、及びプロセッサ40、デコーダ
176及び復調器178からのサーボデータ及び信号を
ディスクドライブ制御器(図20)へ結合させるインタ
ーフェース180を有している。同期マーク検知器17
4及びバースト復調器178は、夫々、「サーボ信号の
位相を検知する回路及び方法(CIRCUIT AND
METHOD FOR DETECTING THE
PHASE OF A SERVO SIGNA
L)」という名称の本願出願人に譲渡されている米国特
許出願第09/993,869号(米国代理人ドケット
番号01−S−046(1678−48))、及び「サ
ーボ位置バーストを復調する回路及び方法(CIRCU
IT AND METHOD FOR DEMODUL
ATING A SERVO POSITION BU
RST)」という名称の本願出願人に譲渡されている米
国特許出願第09/993,986号(米国代理人ドケ
ット番号01−S−045(1678−47))に記載
されており、尚これらの特許出願は引用によって本明細
書に取込む。デコーダ176は「読取信号から二進シー
ケンスを回復するためのビタビ検知器及び方法(VIT
ERBIDETECTOR AND METHOD F
OR RECOVERING ABINARY SEQ
UENCE FROM A READ SIGNA
L)」という名称の2001年2月14日付で出願され
ており本願出願人に譲渡されている米国特許出願第09
/783,801号(米国代理人ドケット番号99−S
−185(1678−21))、又は「データコード及
びデータコーディング方法(A DATA CODE
AND METHOD FOR CODINGDAT
A)」という名称の本願出願人に譲渡されている米国特
許出願第09/994,009号(米国代理人ドケット
番号01−S−023(1678−39))に記載され
ている技術に従ってエンコードされているサーボデータ
をデコードすべく構成することが可能であり、尚これら
の特許出願を引用によって本明細書に取込む。
【0097】1実施例においては、ADC50、FIR
52、タイミング及び利得回復ループ172は、ディス
ク20(図4)又はディスク150(図15)に対して
アプリケーションデータを読取り且つ書込むために使用
される回路(不図示)と共用される。別の実施例におい
ては、同期マーク検知器174が省略され、且つビタビ
検知器56がSSM76を検知する(図6及び16)。
【0098】サーボ回路30は図4−9及び15−18
に関連して上述した如くに動作する。
【0099】図20は本発明の1実施例に基づくディス
クドライブシステム200のブロック図である。ディス
クドライブシステム200はディスクドライブ202を
有しており、それは図5及び19のサーボ回路30を組
込んでいる。ディスクドライブ202は読取・書込ヘッ
ド32、書込信号を発生し且つそれでヘッド32を駆動
する書込チャンネル206、書込データを書込チャンネ
ル206とインターフェースさせる書込制御器208を
有している。ディスクドライブ202は、又、ヘッド3
2からのサーボ及びアプリケーションデータ読取信号を
受取り且つこれらの読取信号からデータを回復するため
の読取チャンネル210を有しており、且つ読取データ
を組織化するための読取制御器212を有している。書
込及び読取制御器208及び212は、一体となって、
ディスクドライブ制御器213を構成している。読取チ
ャンネル210はサーボ回路30を有しており、それは
ヘッド32からサーボ信号を受取り、ディスクスピンア
ップに関するサーボウェッジ(又は別法では、スピンア
ップウェッジとサーボウェッジの両方)を検知し、サー
ボ信号からサーボデータを回復し、且つ回復したサーボ
データをヘッド位置決め回路214へ供給する。ディス
クドライブ202は、更に、各々が片側又は両側にデー
タを記憶させることが可能であり且つ磁気的、光学的、
又は別のタイプの記憶ディスクとすることが可能な1つ
又はそれ以上のディスク215等の記憶媒体を有してい
る。例えば、ディスク215は図4のディスク20又は
図15のディスク150と類似したものとすることが可
能である。ヘッド32はディスク215上にデータを書
込み且つそれからデータを読取り、可動支持アーム21
6へ接続されている。ヘッド位置決め回路214は「読
取信号から二進シーケンスを回復するためのビタビ検知
器及び方法(VITERBI DETECTORAND
METHOD FOR RECOVERING A
BINARYSEQUENCE FROM A REA
D SIGNAL)」という名称の2001年2月14
日付で出願されており本願出願人に譲渡されている米国
特許出願第09/783,801号、及び「サーボ位置
バーストを復調する回路及び方法(CIRCUIT A
ND METHOD FOR DEMODULITIN
G A SERVO POSITION BURS
T)」という名称の本願出願人に譲渡されている米国特
許出願第09/993,986号(米国代理人ドケット
番号01−S−045(1678−47))に記載され
ているように、ヘッド32の位置を決定する。ヘッド位
置決め回路214はボイスコイルモータ(VCM)21
8へ制御信号を供給し、該ボイスコイルモータはディス
ク215上の所望のデータトラック上へヘッド32を位
置的に維持するか又は半径方向に移動させるためにアー
ム216を位置的に維持するか又は半径方向に移動させ
る。スピンドルモータ(SPM)220及びSPM制御
回路222は、夫々、ディスク215を回転させ且つデ
ィスクを適切な回転速度に維持する。
【0100】ディスクドライブシステム200は、又、
ディスクドライブ制御器213を使用されているシステ
ムに対して特定的なシステムバス228に対してインタ
ーフェースさせるための書込及び読取インターフェース
アダプタ224及び226を有している。典型的なシス
テムバスとしてはISA、PCI、S−Bus、Nu−
Bus等がある。システム200は、典型的に、バス2
28へ結合されているランダムアクセスメモリ(RA
M)230及び中央処理装置(CPU)232等のその
他の装置を有している。
【0101】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ディスクセクターとディスクトラックとを具
備する従来の磁気データ記憶ディスクの概略平面図。
【図2】 図1のディスクのサーボウェッジの拡大図。
【図3】 図1のディスクのサーボウェッジ及びスピン
アップウェッジの拡大図。
【図4】 本発明の1実施例に基づいてスピンアップウ
ェッジを具備することのない磁気データ記憶ディスクの
概略平面図。
【図5】 本発明の1実施例に基づいて、ディスクスピ
ンアップに関するサーボウェッジ、又はスピンアップウ
ェッジとサーボウェッジの両方を検知し、且つサーボウ
ェッジからサーボデータを回復するサーボ回路を示した
概略ブロック図。
【図6】 本発明の1実施例に基づく図4のサーボウェ
ッジを示した概略図。
【図7】 本発明の1実施例に基づいてディスクスピン
アップに関する図6のサーボプリアンブルを読取ってい
る間に読取・書込ヘッドが発生するサーボ信号を示した
概略図。
【図8】 サーボ回路がスピンアップウェッジを検知す
ることが必要ではない本発明の1実施例に基づくディス
クスピンアップ期間中に図5のサーボ回路の動作に関連
する信号を示したタイミング線図。
【図9】 本発明の1実施例に基づいてディスクスピン
アップの後の図8の信号を示したタイミング線図。
【図10】 本発明の1実施例に基づく図5のサンプル
補間器ループを示した概略ブロック図。
【図11】 本発明の1実施例に基づいてプリアンブル
正弦波のサンプルクロックとピークとの間の初期的位相
角をどのようにして図5の初期的位相差計算回路が計算
するかを説明するために有用な位相線図。
【図12】 本発明の1実施例に基づいてプリアンブル
正弦波の初期的振幅を図5の初期的利得決定器がどのよ
うにして計算するかを説明するのに有用な位相線図。
【図13】 本発明の1実施例に基づく図5のビタビ検
知器に対するトレリス線図。
【図14】 本発明の1実施例に基づく図6のプリアン
ブル及びサーボ同期マークの夫々のビットパターンを示
した概略図。
【図15】 本発明の1実施例に基づくスピンアップウ
ェッジを有する磁気データ記憶ディスクを示した概略平
面図。
【図16】 本発明の1実施例に基づくスピンアップウ
ェッジを包含するサーボウェッジを示した概略図。
【図17】 本発明の1実施例に基づくディスクスピン
アップに関する図16のサーボウェッジ及びプリアンブ
ルを読取っている間に読取・書込ヘッドが発生するサー
ボ信号を示した概略図。
【図18】 サーボ回路がスピンアップウェッジを検知
する本発明の1実施例に基づくディスクスピンアップ期
間中の図5のサーボ回路の動作に関連する信号のタイミ
ング線図。
【図19】 本発明の1実施例に基づく図5のサーボ回
路のトップレベルの概略ブロック図。
【図20】 本発明の1実施例に基づく図19のサーボ
回路を組込んだディスクドライブシステムの概略ブロッ
ク図。
【符号の説明】
12 ディスクセクター 14 データトラック 20 磁気データ記憶ディスク 22 サーボウェッジ 30 サーボ回路 34 サーボチャンネル 36 位相計算回路 38 利得制御回路 40 プロセッサ 42 前置増幅器 44 ローパスフィルタ(LPF) 46 利得回路 48 アナログフィルタ 50 アナログ・デジタル変換器(ADC) 52 有限インパルス応答(FIR)フィルタ 54 サンプル補間器ループ 56 ビタビ検知器 58 初期的利得決定器 60 トラッキング利得決定器 72 サーボアドレスマーク(SAM) 74 サーボプリアンブル 76 SSM 78 ヘッド位置識別子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フェレイドーン ヘイダリ アメリカ合衆国, カリフォルニア 95014, クパチーノ, シャディーグロ ーブ ドライブ 6169 (72)発明者 ヘイカン オズデミール アメリカ合衆国, カリフォルニア 95008, サン ノゼ, ウッドローン アベニュー 1245 (72)発明者 サディク オー. アルフ アメリカ合衆国, カリフォルニア 95014, クパチーノ, ハイアニスポー ト ドライブ 21876 Fターム(参考) 5D044 AB01 BC01 CC05 GL32 GM02 GM26 5D096 AA02 BB01 CC01 EE03 GG05 GG07 HH01 KK11

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サーボ回路において、 データ記憶ディスク上の夫々のデータセクターを識別す
    るサーボウェッジからサーボデータを回復すべく動作可
    能な同期型部分応答最大尤度サーボチャンネル、 前記サーボチャンネルへ結合されており且つ前記サーボ
    チャンネルを制御すべく動作可能なプロセッサ、を有し
    ていることを特徴とするサーボ回路。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記サーボチャンネルはサーボデータサンプルクロック
    を受取るべく動作可能であり、 前記サーボチャンネルは前記サンプルクロックを前記サ
    ーボデータに対して同期させるべく動作可能なデジタル
    タイミング回復ループを有している、ことを特徴とする
    サーボ回路。
  3. 【請求項3】 請求項1において、 前記サーボチャンネルは前記サーボデータを表わすサー
    ボ信号であって振幅を有するサーボ信号を受取るべく動
    作可能であり、 前記サーボチャンネルは前記サーボ信号の利得をターゲ
    ットに対する調節すべく動作可能なデジタル利得回復ル
    ープを有している、ことを特徴とするサーボ回路。
  4. 【請求項4】 請求項1において、 前記サーボチャンネルはサーボデータサンプルクロック
    を受取るべく動作可能であり、 前記サーボチャンネルは前記サンプルクロックと前記サ
    ーボデータとの間の初期的位相差を計算すべく動作可能
    な回路を有している、ことを特徴とするサーボ回路。
  5. 【請求項5】 請求項1において、 前記サーボチャンネルは前記サーボデータを表わすサー
    ボ信号であって振幅を有しているサーボ信号を受取るべ
    く動作可能であり、 前記サーボチャンネルは前記サーボ信号の初期的利得を
    デジタル的に計算すべく動作可能な回路を有している、
    ことを特徴とするサーボ回路。
  6. 【請求項6】 請求項1において、前記サーボチャンネ
    ルは前記サーボウェッジからサーボデータを回復すべく
    動作可能なビタビ検知器を有していることを特徴とする
    サーボ回路。
  7. 【請求項7】 請求項1において、前記サーボチャンネ
    ルは回復したサーボデータをデコードすべく動作可能な
    デコーダーを有していることを特徴とするサーボ回路。
  8. 【請求項8】 請求項1において、更に、前記サーボデ
    ータから位置バーストの特性を非同期的に回復する復調
    器を有していることを特徴とするサーボ回路。
  9. 【請求項9】 請求項1において、前記プロセッサが、
    最初にスピンアップウェッジを検知することなしに、デ
    ィスクスピンアップサーチ動作期間中又はその後に前記
    サーボウェッジのうちの1つを検知すべく動作可能であ
    ることを特徴とするサーボ回路。
  10. 【請求項10】 請求項1において、更に、前記サーボ
    回路外部の回路へ回復したサーボデータを結合させ且つ
    該回路からデータを受取るべく動作可能なインターフェ
    ース回路を有していることを特徴とするサーボ回路。
  11. 【請求項11】 請求項1において、前記同期型サーボ
    チャンネルがスピンアップサーチ動作期間中に前記デー
    タ格納ディスク上のスピンアップウェッジを検知すべく
    動作可能であることを特徴とするサーボ回路。
  12. 【請求項12】 請求項1において、前記サーボチャン
    ネルが、アナログPR4等化済サーボ信号をデジタルド
    メインへ変換させるべく動作可能なアナログ・デジタル
    変換器を有していることを特徴とするサーボ回路。
  13. 【請求項13】 ディスクドライブシステムにおいて、 表面と、前記表面の夫々の位置におけるデータセクター
    と、各々が夫々のデータセクターの位置を識別する夫々
    のサーボデータを包含しているサーボウェッジとを具備
    しているデータ記憶ディスク、 前記ディスクへ結合されており且つ前記ディスクを回転
    させるべく動作可能なモータ、 前記サーボデータを表わす読取信号を発生すべく動作可
    能であり前記データ記憶ディスクの前記表面に関して所
    定の位置を持っている読取ヘッド、 前記ディスクの前記表面にわたって前記読取ヘッドを移
    動させるべく動作可能な読取ヘッド位置決め回路、 前記読取ヘッド及び前記読取ヘッド位置決め回路へ結合
    されているサーボ回路、を有しており、前記サーボ回路
    が、 前記サーボウェッジからサーボデータを回復すべく動作
    可能な同期型サーボチャンネル、 前記サーボチャンネルへ結合されており且つ前記サーボ
    チャンネルを制御すべく動作可能なプロセッサ、を有し
    ていることを特徴とするディスクドライブシステム。
  14. 【請求項14】 表面と前記表面上に配設されているサ
    ーボセクターであってサーボデータを包含しているサー
    ボセクターとを具備しているデータ記憶ディスクを読取
    り、 部分応答最大尤度検知アルゴリズムで前記サーボセクタ
    ーからサーボデータを同期的に回復させる、ことを特徴
    とする方法。
  15. 【請求項15】 請求項14において、更に、 前記サーボデータを表わすサーボ信号を発生し、 前記サーボ信号をサンプリングし、 前記サンプルクロックの値を補間することによってサン
    プルクロックを前記サーボデータへ同期させる、ことを
    特徴とする方法。
  16. 【請求項16】 請求項14において、更に、 前記サーボデータを表わすサーボ信号を発生し、 前記サーボ信号をサンプリングし、 前記サーボ信号の振幅をデジタル的にターゲットレベル
    へ調節させる、ことを特徴とする方法。
  17. 【請求項17】 請求項14において、更に、 サンプルクロックで前記サーボデータをサンプリング
    し、 前記サンプルクロックと前記サーボデータとの間の初期
    的位相差を計算し、 前記初期的位相差を使用して前記サンプルクロックを前
    記サーボデータへ同期させることを容易化させる、こと
    を特徴とする方法。
  18. 【請求項18】 請求項14において、更に、 前記サーボデータを表わすサーボ信号を発生し、 前記サーボ信号の振幅と所定の振幅との間の初期的差異
    を計算し、 前記初期的差異を使用して前記サーボ信号の振幅を前記
    所定の振幅に向かって調節することを容易とさせる、こ
    とを特徴とする方法。
  19. 【請求項19】 請求項14において、更に、前記回復
    したサーボデータをデコードすることを特徴とする方
    法。
  20. 【請求項20】 請求項14において、更に、前記サー
    ボデータから非同期的にサーボ位置バーストを復調させ
    ることを特徴とする方法。
  21. 【請求項21】 請求項14において、更に、 前記ディスクが第一速度から定常状態速度へ回転する間
    又はその後に非同期的にサーボウェッジを検知し、 検知したサーボウェッジからサーボデータを読取って前
    記ディスクの前記表面に関して読取ヘッドの初期位置を
    決定する、ことを特徴とする方法。
  22. 【請求項22】 請求項14において、更に、 最初にスピンアップウェッジを検知することなしに、前
    記ディスクが第一速度から定常状態速度へ回転する間又
    はその後にサーボウェッジを非同期的に検知し、 検知したサーボウェッジからサーボデータを読取って前
    記ディスクの前記表面に関して読取ヘッドの初期位置を
    決定する、ことを特徴とする方法。
  23. 【請求項23】 請求項14において、更に、前記デー
    タ記憶ディスクの前記表面上に配設されているスピンア
    ップウェッジからスピンアップデータを同期的に回復さ
    せることを特徴とする方法。
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