JP2012128931A

JP2012128931A - チャネル回路及び磁気ディスク装置の欠陥検出方法

Info

Publication number: JP2012128931A
Application number: JP2010282155A
Authority: JP
Inventors: Masatsugu Nishida; 正嗣西田; Nobuhiro Maeto; 信宏前東; Akihiro Yamazaki; 昭広山崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2012-07-05
Also published as: US20120155239A1

Abstract

【課題】磁気ディスク装置の欠陥検出をより効率的にすることができる技術を提供する。
【解決手段】メディアに書かれた単一周波数パターンの再生信号の信号振幅をサンプリングし、あるしきい値を下回る、または超える振幅の変化を検出する検出手段と、この再生信号を復号回路で復号可能かを判定する判定手段とを備えたチャネル回路。また、前記チャネル回路を有し、振幅の変化を検出したセクタを欠陥として登録する第一の手段と、再生不能なセクタを欠陥として登録する第二の手段を用いた、磁気ディスク装置の欠陥検出方法。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、チャネル回路及び磁気ディスク装置の欠陥検出方法に関する。

磁気ディスク装置のディフェクトスキャン（例えば、特許文献１参照。）による欠陥検出では、過検出や誤検出を避けるために信号振幅との兼ね合いによる適切な閾値を設ける必要があるが、機種ばらつきやヘッド・メディアばらつきが大きい場合は、1つの閾値を全ての欠陥に適切な値を設定することは困難である。そのため、本閾値は平均的な信号振幅を見込んだ値を設定し、欠陥検出漏れは実リード動作にて判定しなければならないが、この方法を用いると、ディフェクトスキャンのためのWrite/Read、LDPC（Low Density Parity Check）復号のためのWrite/Readと2回の動作が必要となり、製造工程内における検査時間が2倍になってしまうという問題点があった。

この検査時間において短縮の技術への要望があるが、かかる要望を実現するための手段は知られていない。

特開平１１−１６１９０７号公報

本発明は、磁気ディスク装置の欠陥検出をより効率的にすることができる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、実施形態によればチャネル回路は、メディアに書かれた単一周波数パターンの再生信号の信号振幅をサンプリングし、あるしきい値を下回る、または超える振幅の変化を検出する検出手段と、同時にこの再生信号を復号回路で復号可能かを判定する判定手段とを備えた。

この発明の一実施形態のディスクドライブの構成を説明するためのブロック図。同実施形態の一部の詳細を示す回路ブロック図。同実施形態の符号器と復号器のブロック図。同実施形態のパリティビットの０が多い時の並び替え及び結合の例を示す説明図。

以下、本発明の実施形態を図１乃至図４を参照して説明する。
［ディスクドライブの構成］
図１は、この発明の一実施形態のブロック構成図を示している。図１に示すように、本実施形態のディスクドライブ１０は、磁気記録媒体であるディスク１１と、スピンドルモータ１２と、ヘッド１３と、ヘッドアンプ１４と、システムオンチップ（ＳＯＣ）１５と、バッファメモリ１６とを有する。スピンドルモータ１２は、ディスク１１を回転させる。ヘッド１３は、リードヘッド素子とライトヘッド素子とを含み、ディスク１１からデータを読み出し、またデータを書き込む。

ヘッドアンプ１４は、ヘッド１３により読み出された信号（リードデータ）を増幅して、システムオンチップ１５に伝送する。また、ヘッドアンプ１４は、システムオンチップ１５から出力される信号（ライトデータ）をライト電流に変換してヘッド１３に伝送する。

システムオンチップ１５は、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネル１７及びハードディスクコントローラ（ＨＤＣ、単にコントローラと表記する）を含む。Ｒ／Ｗチャネル１７は、データ記録再生の信号処理回路であり、ヘッド１３により読み出されたリードデータをデコードし、またライトデータをエンコードする機能を有する。なお、後述の図３の主な構成要素は、システムオンチップ１５内にある。

コントローラ１８はバッファメモリ１６を使用して、Ｒ／Ｗチャネル１７とホストシステム２０とのデータ転送を制御するインターフェースである。また、コントローラ１８は、Ｒ／Ｗチャネル１７を介してデータ記録再生動作を制御し、本実施形態に関するデータ復元処理を実行する。コントローラ１８は、例えばデータ復元処理で必要なXOR演算モジュール１９を含む。

バッファメモリ１６は、コントローラ１８により制御されてリードデータ及びライデータを一時的に格納する。ホストシステム２０は、ディスクドライブ１０を外部記憶装置として使用するパーソナルコンピュータやディジタルテレビなどのディジタル機器である。

さて磁気ディスク装置のリードチャネルの中に、ディフェクトスキャンという機能があり、振幅の落ち込みなどの変動を検出する回路を持っている。
磁気ディスク装置の製造メーカーは、製造工程において、その機能を使って、磁気ディスクの初期欠陥を検出し、ディフェクトリストに登録する。
ディフェクトスキャンは、検査対象トラックに単一周波数のデータパターン（単に、単一周波数パターンと表記する）をライトし、リードチャネルをディフェクトスキャンモードに設定し、リードする。信号振幅に、設定した、閾値を下回る、または上回る変動があると、フラグがコントローラに通知され、セクタ番号などの位置表示がメモリにロギングされる。このように、ディフェクトスキャンでは、主に、ディスク製作時の表面凹凸による磁性膜の欠落によって生じる、信号振幅の変動を検出することができる。一般に、１１００１１００・・・のように磁化反転のタイミングが２Ｔとなるパターン（通常、２Tパターンと呼ぶ）が用いられるがその限りではない。

ディフェクトスキャンによる欠陥検出では、過検出や誤検出を避けるために信号振幅との兼ね合いによる適切な閾値を設ける必要があるが、機種ばらつきやヘッド・メディアばらつきが大きい場合は、1つの閾値を全ての欠陥に適切な値を設定することは困難である。そのため、本閾値は平均的な信号振幅を見込んだ値を設定し、欠陥検出漏れは実リード動作にて判定しなければならない。しかし、ディフェクトスキャンのためにメディアに書いた単一周波数パターンはLDPC復号器ではReadできない。そのため、ディフェクトスキャンのためのWrite/Read、LDPC復号のためのWrite/Readと2回の動作が必要となり、製造工程内における検査時間が2倍になってしまう。

既存の従来技術では、ランダムデータをメディアにライトしながら、FIR outputなどのデジタルデータにおける信号振幅の落ち込みを確認し、LDPCでの訂正結果も併せて判断しているが、この方式だとランダムデータをメディアにライトする必要があるため、単一周波数パターンで検査するディフェクトスキャン機能に比べ、欠陥を正確に検出できる保証はない。

このような問題に対し、本実施形態では、単周波数一パターンの信号をLDPCによる復号も可能とするディフェクトスキャン専用の検査行列を用意する。これによって、単一周波数パターンのディフェクト検出を行いながら、その該当セクタがLDPCで復号可能かどうかも判断できる。また、本実施形態による、磁気ディスク装置の製造工程におけるディフェクト検出工程では、ディフェクトスキャン機能によって検出されたセクタをディフェクトとして登録する第一の検出手段と、LDPCによる復号によって再生不能なセクタをディフェクトとして登録する第二の検出手段を有している。

通常、１１００１１００・・・のような単一周波数パターンを符号化したときに生成されるパリティビットは単一周波数パターンではなく、かつ、データの間にパリティビットを挿入しているため、メディアには単一周波数パターンのデータがライトされない。

以下に述べる実施形態では、通常モードとは別に、特殊なモードを用意し、生成されたパリティビットを、１ビット単位でデータの間に挿入せず、データと同じ単一周波数パターンになるように、並び替えを行い、データの最後に配置し、単一周波数パターンのデータを作成し、それをメディアにライトする。並び替えられたパリティビットは、データの最後に配置するとしたが、データの先頭でもよいし、１周期単位（上記例では、１１００という４ビット単位）でデータの間に挿入してもよい。

再生時には、すでにどのように配置し、並び替えたか、分かっているので、パリティビットを元の並びに並び替え、再生データをLDPCによる復号を行い、再生する。

なお、パリティビットの１と０の数が同数でない場合、単一周波数パターンに並び替えることができない。その際は、同数となるように余分なビットを付加するように構成する。復号時は、どこに余分なビットを付加したか、分かっているので、そのビットを破棄すればよい。

図２に、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネル１７の概略ブロック図を示す。コントローラ１８の出力はHRRLLエンコーダ２１へ導かれ、このHRRLLエンコーダ２１の出力はLDPCエンコーダ２２へ導かれている。またこのLDPCエンコーダ２２の出力はＰＥＣＬドライバ２３へ導かれている。このＰＥＣＬドライバ２３の出力はヘッドアンプ１４へ導かれている。

以上のライトチャネルに対しリードチャネルは、ヘッドアンプ１４の出力がアナログフロントエンド２４に導かれ、このアナログフロントエンド２４の出力が後述するディフェクトスキャン回路２５とIterativeデコーダ２６へと導かれている。このIterativeデコーダ２６の出力はHRRLLデコーダ２７へ導かれ、このHRRLLデコーダ２７とディフェクトスキャン回路２５の出力はコントローラ１８へと導かれている。

なお、後述のスルーモードでは、コントローラ１８の出力はＰＥＣＬドライバ２３へ導かれるよう構成されている。また、扱い対象セクタが、再生可能かどうかの判定信号がIterativeデコーダ２６からコントローラ１８に送られるよう構成されている。

コントローラ１８よりDSCANモードが設定されると、HRRLLエンコーダ２１はDisableとなり、コントローラから送られてきたデータ(11001100・・・)はLDPCエンコーダ２２に入力される構成となっている。

図３は、符号器と復号器をより詳細に表したブロック図である。データは、LDPC符号器２２によりパリティが求められる。
次に、図４のように、そのパリティをデータと同じ周期となるように並び替えを行う。１と０の数が同数でない場合、余ったビットは最後に並べておく。図４では、0の数が多く、1の数が少ない例を示している。次に、マルチプレクサ２２ｂにより、データとパリティを結合する。パリティビットの１と０が同数でない時は、並び替えられたパリティに余分なパッドビットを挿入し、データと同じ周期となるようにマルチプレクスする。図４の例では、余分なパッドビットとして1を6ビット準備しており、マルチプレクサ２２ｂにより、パリティビットの最後に並べられた00の間に挿入する。

このように生成された単一周波数パターンをメディアにライトする。なお、ここで、DSCANモードで符号化し生成した単一周波数パターンでなくとも、結果的に単一周波数パターンとなることが分かっているので、符号化回路をスルーしてダイレクトに単一周波数パターンをメディアにライトしてもよい。

次に、そのメディアにライトした信号を再生する。再生されたこの信号は等化器２４でアナログ信号処理され、一方は、ディフェクトスキャン回路２５で信号振幅の落ち込みなどを検出する。もう一方は、Iterativeデコーダ２６に入力される。まず、SOVA(Soft Output Viterbi Algorithm)復号器３１を通り、デマルチプレクサ３２により、データとパリティと余分なパッドビットに分離される。余分なパッドビットは破棄される。パリティは元に戻す並び替えを行い、データと共にLDPC復号器３５に入力し、LDPCによる復号が行われる。さらに、マルチプレクサ３６により、データと並び替えを行ったパリティと余分なパッドビットを結合し、SOVA復号器３１に入力する。このように反復復号を行い、最終的にそのセクタが、再生可能かどうかの判定信号がコントローラに送られる。コントローラは、上記ディフェクトスキャン回路２５とIterativeデコーダ２６との２つの手段の結果から、欠陥の検出を行う。

上記実施形態で説明した手段により、媒体表面キズなどで生じる振幅変動による欠陥と、実際の復号回路で再生できるかを同時に確認でき、欠陥検出のために費やされる時間を以下のような構成にて短縮することができる。

（１）メディアに単一周波数パターンを書き、その再生信号の信号振幅をサンプリングし、あるしきい値を下回る、または超える振幅の変化を検出する手段を有し、同時に、その再生信号を復号回路で復号可能かを判断できる手段を有したことを特徴とした、リードチャネル回路。

（２）単一周波数パターンとなるデータを符号化したときに生成されるパリティを、単一周波数パターンとなるように並び替え、ディスクに書き込む手段を有したことを特徴とした、上記１のリードチャネル回路。

（３）上記２において、パリティビットの０と１の数が同数でない場合、余分なビットを付加し、単一周波数パターンを形成することを特徴とした、上記２のリードチャネル回路。

（４）単一周波数パターンの再生時、パリティビットに相当するデータの並び替え、および余分なビットの破棄を行い、データの復号を行うことを特徴とした、上記１のリードチャネル回路。

（５）上記１のリードチャネル回路を有し、振幅の変化を検出したセクタを欠陥として登録する第一の手段と、同時に、再生信号を復号回路で復号し、再生不能なセクタを欠陥として登録する第二の手段を用いた、磁気ディスク装置の欠陥検出方法。

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係わる構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

１０…ディスクドライブ、１１…ディスク、１２…スピンドルモータ、
１３…ヘッド、１４…ヘッドアンプ、１５…システムオンチップ（ＳＯＣ）、
１６…バッファメモリ、１７…リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネル、
１８…ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）、１９…XOR演算モジュール、２０…ホストシステム。

Claims

メディアに書かれた単一周波数パターンの再生信号の信号振幅をサンプリングし、あるしきい値を下回る、または超える振幅の変化を検出する検出手段と、
この再生信号を復号回路で復号可能かを判定する判定手段とを
備えたチャネル回路。
単一周波数パターンとなるデータを符号化したときに生成されるパリティを、単一周波数パターンとなるように並び替え、メディアに書き込む書込手段を更に備えた請求項１に記載のチャネル回路。
前記書込手段は、前記パリティのビットの０と１の数が同数でない場合、余分なビットを付加し、単一周波数パターンを形成する請求項２に記載のチャネル回路。
前記判定手段は、再生信号に、前記パリティのビットに相当するデータの並び替え、および余分なビットの破棄を行い、データの復号を行う請求項１に記載のチャネル回路。
請求項１に記載のチャネル回路を有し、振幅の変化を検出したセクタを欠陥として登録する第一の手段と、再生不能なセクタを欠陥として登録する第二の手段を用いた、磁気ディスク装置の欠陥検出方法。