JP2019160381A - ディスク装置、プリアンプ、及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一つの実施形態は、ヘッドの動作を適切に制御できるディスク装置、プリアンプ、及び制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】一つの実施形態によれば、ヘッドとコントローラとを有するディスク装置が提供される。コントローラは、マッピング情報に含まれる調整変数の値を変更しながらヘッドの動作を評価する。マッピング情報は、パラメータセットと調整変数とが調整変数の異なる複数の値について対応付けられている。パラメータセットは、ヘッドの動作に関する複数種のパラメータを含む。コントローラは、評価結果とマッピング情報とに基づいて調整変数の適正な値に対応したパラメータセットを決定する。コントローラは、決定されたパラメータセットを用いてヘッドの動作に関する設定を行う。【選択図】図１

Description

本実施形態は、ディスク装置、プリアンプ、及び制御方法に関する。

ディスク装置では、ヘッドがディスク媒体に対してデータのライトやリードを行う。このとき、ヘッドの動作を適切に制御することが望まれる。

米国特許第７９３３０９０号明細書 米国特許第７６９７２２５号明細書 米国特許出願公開第２０１０／０１３４９１１号明細書

一つの実施形態は、ヘッドの動作を適切に制御できるディスク装置、プリアンプ、及び制御方法を提供することを目的とする。

一つの実施形態によれば、ヘッドとコントローラとを有するディスク装置が提供される。コントローラは、マッピング情報に含まれる調整変数の値を変更しながらヘッドの動作を評価する。マッピング情報は、パラメータセットと調整変数とが調整変数の異なる複数の値について対応付けられている。パラメータセットは、ヘッドの動作に関する複数種のパラメータを含む。コントローラは、評価結果とマッピング情報とに基づいて調整変数の適正な値に対応したパラメータセットを決定する。コントローラは、決定されたパラメータセットを用いてヘッドの動作に関する設定を行う。

図１は、実施形態に係るディスク装置の構成を示す図である。 図２は、実施形態におけるパラメータセットに含まれる複数種の設定パラメータを示す図である。 図３は、実施形態における調整処理に用いられる調整変数を示す図である。 図４は、実施形態における調整変数の値と信号品質との関係を示す図である。 図５は、実施形態における調整変数の値のばらつきの評価を示す図である。 図６は、実施形態におけるマッピング情報の内容を示す図である。 図７は、実施形態におけるマッピング情報の実装例（テーブル）を示す図である。 図８は、実施形態における調整処理を示すフローチャートである。 図９は、実施形態における調整処理を示す図である。 図１０は、実施形態における調整処理を示す図である。 図１１は、実施形態における設定パラメータの低次元化を示す図である。 図１２は、実施形態の変形例におけるプリアンプの構成を示す図である。 図１３は、実施形態の他の変形例におけるプリアンプの構成を示す図である。

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるディスク装置を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

（実施形態）
実施形態に係るディスク装置は、ヘッドがディスク媒体に対してデータのライトやリードを行うように構成される。例えば、ディスク装置１は、図１に示すように構成される。図１は、ディスク装置１の構成を示す図である。

ディスク装置１は、ディスク媒体１１を有し、ホスト４０からの要求に応じてディスク媒体１１に情報を記録する。ディスク装置１は、例えば、磁気ディスク装置、光磁気ディスク装置などである。以下では、ディスク装置１が磁気ディスク装置である場合について例示するが、本実施形態は他の装置にも適用可能である。

ディスク装置１は、例えば、ヘッド２２を介してディスク媒体１１に情報を記録し、ヘッド２２を介してディスク媒体１１から信号を読み出す。具体的には、ディスク装置１は、ディスク媒体１１、スピンドルモータ１２、モータドライバ２１、ヘッド２２、アクチュエータアーム１５、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１６、ランプ１３、プリアンプ２４、リードライトチャネル（ＲＷＣ）２５、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）２３、バッファメモリ２９、及び制御部２６を備える。

ディスク媒体１１は、スピンドルモータ１２により、回転軸を中心に所定の回転速度で回転される。スピンドルモータ１２の回転は、モータドライバ２１により駆動される。ディスク媒体１１は、例えば、磁気ディスク又は光磁気ディスクなどであってもよい。ディスク媒体１１は、例えば、垂直磁気記録層を有する記録媒体である。例えば、ディスク媒体１１の表裏面には、ディスク媒体１１の中心付近から放射方向に延びる複数のサーボ領域が規定される。サーボ領域は円周方向に等間隔で配置され得る。例えば、サーボ領域にはサーボパターンを含むサーボ情報が記録されている。また、サーボパターンにより、ディスク媒体１１の表裏面には、ディスク媒体１１の中心付近から同心円状に複数のトラックが規定される。各トラックにおいて、複数のサーボ領域の間には、ユーザデータが記録されるデータ領域が設けられている。すなわち、各トラックでは、その１周において、サーボ領域とデータ領域とが交互に繰り返し配置されている。

ヘッド２２は、それに備わるライト素子２２ｗおよびリード素子２２ｒにより、ディスク媒体１１に対してデータの書き込みや読み出しを行う。また、ヘッド２２は、アクチュエータアーム１５の先端にあって、モータドライバ２１によって駆動されるＶＣＭ１６により、ディスク媒体１１の半径方向（トラック幅方向）に沿って移動される。ディスク媒体１１の回転が停止しているときなどは、ヘッド２２は、ランプ１３上に退避される。

プリアンプ２４は、ライトレジスタ２４ｗ及びリードレジスタ２４ｒを有する。ライトレジスタ２４ｗは、ヘッド２２のライト動作に関する複数種の設定パラメータを含むパラメータセットが格納される。これにより、ヘッド２２（リード素子２２ｒ）のリード動作が設定されている。リードレジスタ２４ｒは、ヘッド２２のリード動作に関する複数種の設定パラメータを含むパラメータセットが格納される。これにより、ヘッド２２（ライト素子２２ｗ）のライト動作が設定されている。

プリアンプ２４は、リード動作時に、リードレジスタ２４ｒに格納されたパラメータセットに従って、ヘッド２２がディスク媒体１１から読み取った信号を増幅して出力し、ＲＷＣ２５に供給する。また、プリアンプ２４は、ＲＷＣ２５から供給されたディスク媒体１１にデータを書き込むための信号を、ライトレジスタ２４ｗに格納されたパラメータセットに従って増幅して、ヘッド２２に供給する。

ＨＤＣ２３は、Ｉ／Ｆバスを介してホスト４０との間で行われるデータの送受信の制御や、バッファメモリ２９の制御、ならびに、記録データに対するデータの誤り訂正処理などを行う。バッファメモリ２９は、ホスト４０との間で送受信されるデータのキャッシュとして用いられる。バッファメモリ２９は、ディスク媒体１１から読み出されるデータ、ディスク媒体１１に書き込むデータ、又はディスク媒体１１から読み出される制御用ファームウェアを、一時記憶するためなどに用いられる。

ＲＷＣ２５は、ＨＤＣ２３から供給される、ディスク媒体１１に書き込むためのデータをコード変調してプリアンプ２４に供給する。また、ＲＷＣ２５は、ディスク媒体１１から読み取られプリアンプ２４から供給された信号をコード復調してデジタルデータとしてＨＤＣ２３へ出力する。

制御部２６には、動作用メモリ２７（例えば、ＳＲＡＭ：Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、不揮発性メモリ２８（例えば、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ：Ｆｌａｓｈ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）および一時記憶用のバッファメモリ２９（例えば、ＳＤＲＡＭ：Ｓｙｎｃｒｏｎｏｕｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）が接続されている。制御部２６は、不揮発性メモリ２８およびディスク媒体１１に予め記憶されたファームウェア（プログラムデータ）に従って、このディスク装置１の全体的な制御を行う。制御部２６は、例えば、ＣＰＵである。ファームウェアは、初期ファームウェアおよび通常動作に用いる制御用ファームウェアである。起動時に最初に実行される初期ファームウェアは、例えば、不揮発性メモリ２８に記憶されている。制御用ファームウェアには、後述するように、コントローラ３０（図５参照）の機能の一部が含まれていてもよい。また、通常動作に用いる制御用ファームウェアは、ディスク媒体１１に記録されており、初期ファームウェアに従った制御により、ディスク媒体１１から一旦バッファメモリ２９に読み出され、その後動作用メモリ２７に格納される。

なお、ＲＷＣ２５、制御部２６、及びＨＤＣ２３を含む構成をコントローラ３０と見なすこともできる。

ディスク装置１では、ヘッド２２の動作に関する複数種の設定パラメータを含むパラメータセットに従い、ヘッド２２のライト動作やリード動作を制御する。ヘッド２２の動作を適切に制御するため、ディスク装置１は、ヘッド２２のライト動作やリード動作に用いるパラメータセットを複数の候補の中から適切な候補を選択する調整処理を行う。この試験工程では記録品質（例えば、ビットエラーレート）や装置容量を最大化するように各種パラメータセットの選択が行われる。

しかしながら、ディスク装置１における機能追加によりヘッド２２の動作に関する設定パラメータの種類数はますます増加しており、その調整時間の短縮の困難度は増してきている。

例えば、書き込み時にヘッド２２に流すライト電流は、低消費電力化の観点から小さい方が良く、小さいレベルで効率的にディスク媒体１１へ書き込むためにその波形をオーバーシュートさせることが有効であることが分かっている。そのため、ライト電流は、図２に示すようなオーバーシュートを有する波形に制御される。図２は、パラメータセットに含まれる複数種の設定パラメータを示す図である。図２において、縦軸が電流振幅を示し、横軸が時間を示す。

ライト電流に関するパラメータセットには、ＤＣ振幅（ＩＷ）、オーバーシュート振幅（ＯＳＡ）、オーバーシュート幅（ＯＳＤ）、立ち上がり時間（ＴＲ）、立下り時間（ＴＦ）、さらにはパターン変調ライト電流振幅（ｄＩＯＳ）などの設定パラメータ（複数種の設定パラメータ）が含まれ得る。ＤＣ振幅ＩＷは、波形がオーバーシュートした後の安定した状態における電流振幅の大きさを示す。オーバーシュート振幅ＯＳＡは、波形がＤＣ振幅ＩＷを超えてどの程度の電流振幅でオーバーシュートするかを示す。オーバーシュート幅ＯＳＤは、波形がＤＣ振幅ＩＷを超えてどの程度の時間幅でオーバーシュートするかを示す。立ち上がり時間ＴＲは、波形がオーバーシュートする直前に変化前から変化後までの全変化量における１０％から９０％までの変化に要する時間を示す。立下り時間ＴＦは、波形がオーバーシュートする際のピークタイミングからオーバーシュートが完了して安定レベルになるまでの時間を示す。パターン変調ライト電流振幅ｄＩＯＳは、特定のデータパターンの電流波形に対して破線で示すように通常のオーバーシュートに追加して波形をオーバーシュートさせる際の追加分の電流振幅を示す。

ディスク装置１では、これらの複数種の設定パラメータの組み合わせを適切化する調整のために、膨大な数の組み合わせについてトライ・アンド・エラーによりヘッド２２の動作を評価すると、その処理時間の短縮が困難になる。

調整の処理時間を短縮するために調整すべき設定パラメータの数を絞ることが考えられるが、この場合、不十分な調整になりやすく、記録品質（例えば、ビットエラーレート）を許容範囲に収めることが困難になる傾向にある。今後もさらなる設定パラメータの新規追加が想定され、この傾向がますます顕著になっていく可能性がある。すなわち、より短時間での記録品質の適切化を可能にするための効率的な調整アルゴリズムが求められている。

そこで、本実施形態では、ディスク装置１において、パラメータセットと調整変数の値とが対応付けられたマッピング情報を用意し、その調整変数の値を適切化し、適切化された値に対応するパラメータセットをマッピング情報で求めてヘッドの動作を設定することで、調整処理時間の短縮化を図る。

具体的には、多次元の設定パラメータを含むパラメータセットに１対１対応するようにマッピング情報で規定された１次元の調整変数を用いて調整を行う。例えば、複数種（多次元）のライト電流パラメータの調整を疑似的に１つ（１次元）の電流特性値の調整に変換する。これにより、大幅な調整時間の短縮が可能になる。

より具体的には、次のように設定パラメータを多次元→１次元へ変換する。例えば、ライト電流パラメータの１次元化の方法について説明する。調整変数として用いるのは電流特性値ＩＷＳであり、これは次の数式１で定義される。
ＩＷＳ＝Ｍｉｎ_ｎ［∫_０ ^Ｔｂｄｔ ＷＣ_ｎ（ｔ、ＩＡＤ）］・・・数式１

数式１で、ＷＣ_ｎ（ｔ、ＩＡＤ）は１つのライト電流条件ＩＡＤ＝（ＩＷ、ＯＳＡ、…）におけるｎビット反転位置のライト電流波形である。Ｔｂは電流極性反転位置を基準とした電流波形積分時間の上限を表しており、磁気ヘッド固有の応答性に対応するパラメータである。数式１で定義されるＩＷＳを、ライト電流の波形ととともに示すと図３のようになる。図３は、調整処理に用いられる調整変数を示す図であり、調整変数としてＩＷＳを例示している。

ライト電流の波形がライト電流＝０の直線に交差するゼロクロスタイミングから所定時間Ｔｂまでの期間においてライト電流の値を積分すると、複数のゼロクロスタイミングに対応した複数の積分値ＷＣ_１〜ＷＣ_ｎが得られる。複数の積分値ＷＣ_１〜ＷＣ_k（ｎは２以上の整数、ｋはｎ以上であるような２以上の整数）のうち最小となる積分値（図３の場合、積分値ＷＣ_ｎ）が調整変数ＩＷＳとして定義される。調整変数ＩＷＳは、物理的にはランダムパターン中で最小となる電流出力（磁界強度）を表現している。

この調整変数ＩＷＳと信号品質とを座標平面上にプロットすると、図４に示すように、良好な相関を示すことが確認できる。図４では、信号品質の指標としてオントラックビットエラーレートを用いている。オントラックビットエラーレートは、ディスク装置１において、ディスク媒体１１への情報の書き込み等を行わないでヘッド２２をディスク媒体１１における所定のトラックにオントラックさせた状態で評価されたビットエラーレートである。

しかしながら、数式１に示す調整変数ＩＷＳの定義から推測でき図４で確認できるように、調整変数ＩＷＳの値は、ライト電流に関するパラメータセットＩＡＤ＝（ＩＷ、ＯＳＡ、…）と必ずしも１対１対応はしていない。これは、調整変数ＩＷＳが電流波形中の局所的なワースト箇所の特性を表現しているためであり、異なるパラメータセットであっても調整変数ＩＷＳの値が同等となるパラメータセットが複数存在する。例えば、図４の場合、調整変数ＩＷＳの値Ｃ１に対して、２つのパラメータセットＩＡＤ１，ＩＡＤ２が対応している。

そのため、調整変数ＩＷＳの同じ値に対応する複数のパラメータセットＩＡＤ（例えば、調整変数ＩＷＳの値Ｃ１に対応する２つのパラメータセットＩＡＤ１，ＩＡＤ２）に対して、記録品質の違いを表現するもう１つのパラメータとして、図５に示すようなσＩＷＳを導入する。図５は、調整変数のばらつきの評価を示す図である。パラメータσＩＷＳは、調整変数ＩＷＳのばらつきの度合いを示し、次の数式２で定義される。
σＩＷＳ＝Ｓｔｄｅｖ［∫_０ ^Ｔｂｄｔ ＷＣ_ｎ（ｔ、ＩＡＤ）］・・・数式２

ここでＳｔｄｅｖ［］は標準偏差であり、σＩＷＳはランダムパターン中のビットごとの電流出力（磁界強度）のばらつきを表している。ビットごとの電流出力ばらつきの増加はオントラックの記録品質およびフリンジ特性を悪化させることがわかっており、装置評価においてもσＩＷＳが抑制される条件において面記録密度が改善される傾向が確認されている。σＩＷＳは電流波形全体から特徴づけられる大域的なパラメータであり、仮にＩＷＳが同等であっても電流波形形状が一致してしない限り、σＩＷＳは異なる値を取り得る。従ってＩＷＳが同等となるライト電流パラメータの集合に対してσＩＷＳが最小となる条件を課すことで、特定のＩＷＳの値に対応する適切なパラメータセットＩＡＤｒ＝（ＩＷｒ、ＯＳＡｒ、…）を一意に定めることができる。言い換えると、複数の設定パラメータを含むパラメータセットＩＡＤを１次元の調整変数ＩＷＳに１対１マッピングできることになる。

図５の場合、パラメータセットＩＡＤ１に対応する調整変数ＩＷＳの値の分布において、中央値がほぼＣ１に均等で、ばらつき幅（例えば、３σ区間の幅）がσＩＷＳ＝ＨＷ１になる。パラメータセットＩＡＤ２に対応する調整変数ＩＷＳの値の分布において、中央値がほぼＣ１に均等で、ばらつき幅（例えば、３σ区間の幅）がσＩＷＳ＝ＨＷ２になる。すなわち、分布の中央値が互いに均等であることから、調整変数ＩＷＳの同じ値に対応していると見なすことができる。図５では、ＨＷ１＜ＨＷ２であり、パラメータセットＩＡＤ１がパラメータセットＩＡＤ２に比べてばらつきが小さいことが分かる。これにより、調整変数ＩＷＳの値Ｃ１に２つのパラメータセットＩＡＤ１，ＩＡＤ２が対応する場合に、よりばらつき幅σＩＷＳの小さいパラメータセットＩＡＤ１が調整変数ＩＷＳの値Ｃ１に対応付けられることになる。すなわち、パラメータセットＩＡＤ１が調整変数ＩＷＳの値Ｃ１にマッピングされる。

１次元パラメータマッピングの厳密な定義は次の（１）〜（５）の通りになる。
（１）ライト電流条件のパラメータセットＩＡＤ＝（ＩＷ、ＯＳＡ、…）を元とする集合｛ＩＡＤ｝を定義する。
（２）集合｛ＩＡＤ｝に対して写像ＩＷＳ：｛ＩＡＤ｝→Ｒを定義する。
（３）集合｛ＩＡＤ｝に対して同値関係ＩＷＳ（ＩＡＤａ）≒ＩＷＳ（ＩＡＤｂ）を導入し、｛ＩＡＤ｝の商集合“｛ＩＡＤ｝／〜”が得られる。
（４）商集合“｛ＩＡＤ｝／〜”に対して代表元（最適電流条件）をＩＡＤｒ＝ａｒｇｍｉｎ［σＩＷＳ（ＩＡＤ）］で定義する。ここで、写像σＩＷＳ：｛ＩＡＤ｝／〜→Ｒで定義する。
（５）これにより、写像ＩＷＳ：｛ＩＡＤｒ｝→｛ＩＷＳ（ＩＡＤｒ）｝は全単射になる。すなわち、最適ライト電流パラメータのパラメータセット｛ＩＡＤｒ｝とＩＷＳの値は１対１対応することになる。

このようなマッピングを調整変数ＩＷＳの複数の値について行い、その結果を座標平面上にプロットし２次曲線等で曲線近似すると図６に示すようになる。図６は、マッピング情報３１の内容を示す図である。図６では、パラメータセットに含まれる複数の設定パラメータのうち、ＤＣ振幅ＩＷ、オーバーシュート振幅ＯＳＡ、パターン変調ライト電流振幅ｄＩＯＳの調整変数ＩＷＳに対するマッピングの結果が例示されているが、他の設定パラメータ（オーバーシュート幅ＯＳＤ、立ち上がり時間ＴＲ、立下り時間ＴＦなど）についても同様にマッピングされ得る。

例えば、図６に示すマッピング情報３１は、図７に示すように、そのままテーブル情報３２として実装され管理されてもよい。ディスク装置１は、図６に示すマッピング情報３１における調整変数ＩＷＳの値に対応した近似曲線上の値を用いてテーブル情報３２を作成してもよいし、図６に示すマッピング情報３１におけるプロットされた値を用いてテーブル情報３２を作成してもよい。図７に示すテーブル情報３２は、例えば、ディスク装置１の出荷前に、ディスク媒体１１の管理情報格納領域に格納され得る。

テーブル情報３２は、ＩＷＳ欄３２１、ＩＷ欄３２２、ＯＳＡ欄３２３、及びＯＳＤ欄３２４を含む。ＩＷＳ欄３２１には、調整変数ＩＷＳの値Ｃ１，Ｃ２等が記録されている。ＩＷ欄３２２には、ＤＣ振幅ＩＷの値Ｉ１，Ｉ２等が記録されている。ＯＳＡ欄３２３には、オーバーシュート振幅ＯＳＡの値Ａ１，Ａ２等が記録されている。ＯＳＤ欄３２４には、パターン変調ライト電流振幅ｄＩＯＳの値Ｄ１，Ｄ２等が記録されている。テーブル情報３２を参照することで、調整変数ＩＷＳの値Ｃ１には、ＤＣ振幅ＩＷの値Ｉ１、オーバーシュート振幅ＯＳＡの値Ａ１、パターン変調ライト電流振幅ｄＩＯＳの値Ｄ１が対応していることが分かる。また、調整変数ＩＷＳの値Ｃ２には、ＤＣ振幅ＩＷの値Ｉ２、オーバーシュート振幅ＯＳＡの値Ａ２、パターン変調ライト電流振幅ｄＩＯＳの値Ｄ２が対応していることが分かる。

あるいは、マッピング情報は、ＩＷＳに対応するＩＷ、ＯＳＡ、…等の値についての関数式で近似して実装され運用されてもよい。例えば、パラメータセットに含まれるライト電流パラメータが、ＤＣ振幅ＩＷ、オーバーシュート振幅ＯＳＡ、オーバーシュート幅ＯＳＤ、立ち上がり時間ＴＲ、立下り時間ＴＦ、さらにはパターン変調ライト電流振幅ｄＩＯＳである場合、次の数式３〜数式８に示す関数式がマッピング情報として実装され得る。
ＩＷ＝ｆ_ＩＷ（ＩＷＳ）＝Σ_ｎ（α_ｎ＊ＩＷＳ^ｎ）・・・数式３
ＯＳＡ＝ｆ_ＯＳＡ（ＩＷＳ）＝Σ_ｎ（β_ｎ＊ＩＷＳ^ｎ）・・・数式４
ＯＳＤ＝ｆ_ＯＳＤ（ＩＷＳ）＝Σ_ｎ（γ_ｎ＊ＩＷＳ^ｎ）・・・数式５
ＴＲ＝ｆ_ＴＲ（ＩＷＳ）＝Σ_ｎ（δ_ｎ＊ＩＷＳ^ｎ）・・・数式６
ＴＦ＝ｆ_ＴＦ（ＩＷＳ）＝Σ_ｎ（ε_ｎ＊ＩＷＳ^ｎ）・・・数式７
ｄＩＯＳ＝ｆ_ｄＩＯＳ（ＩＷＳ）＝Σ_ｎ（ζ_ｎ＊ＩＷＳ^ｎ）・・・数式８

数式３〜数式８に示す関数式は、例えば、ディスク装置１の出荷前に、ディスク媒体１１の管理情報格納領域に格納され得る。

次に、マッピング情報を用いたライト電流の調整処理について図８を用いて説明する。図８は、調整処理を示すフローチャートである。図８に示す調整処理は、ディスク装置１の製造工程内で行われてもよいし、ディスク装置１の出荷後にメンテナンスモードに切り替えられることで行われてもよい。

例えば、複数種のライト電流パラメータを含むパラメータセットの調整についてライト電流パラメータを変えながら逐次的に複数回繰り返す方法では、ライト電流パラメータの種類数の増加に伴い、調整工数が膨大となる。このため、現実的には調整するライト電流パラメータの種類数を削減する、または調整範囲をより限定するなどの制約を課さざるを得ない。そのため、調整するライト電流パラメータの選択や調整範囲の設定によっては十分な適切化の探索がなされず記録品質をロスしてしまう可能性がある。また、パラメータを変えながら逐次的に複数回繰り返す方法では、ライト電流パラメータの設定値そのものをベースにしているため、実際の電流波形特性の観点で見た場合に重複する条件が多数含まれている可能性もあり非効率的である可能性がある。

一方、本実施形態では、コントローラ３０は、ライト電流の調整を、電流特性値ＩＷＳを媒介させて行う。例えば、調整変数ＩＷＳの値を１次元的に掃引しながら（Ｓ１）、マッピング情報を用いて調整変数ＩＷＳの値を対応するパラメータセット中の各設定パラメータに変換し（Ｓ２）、変換された各設定パラメータをプリアンプ４２中のレジスタに格納してライト電流を所望の条件に設定した状態で信号品質を評価する（Ｓ３）。

例えば、信号品質を表す指標として、図９に実線で示すオントラックビットエラーレートＢＥＲ１を用いてもよいし、図９に一点鎖線で示すフリンジビットエラーレートＢＥＲ２を用いてもよいし、両者を平均して求められる図９に破線で示す平均ビットエラーレートＢＥＲ１２を用いてもよい。どのビットエラーレートを用いるかは、ディスク装置１の管理ポリシーに依存して変わり得る。オントラックビットエラーレートＢＥＲ１を用いた場合、信号品質が許容レベルになる（例えば、最小になる）調整変数ＩＷＳの適切値としてＣ３が得られる。フリンジビットエラーレートＢＥＲ２を用いた場合、信号品質が許容レベルになる（例えば、最小になる）調整変数ＩＷＳの適切値としてＣ４が得られる。平均ビットエラーレートＢＥＲ１２を用いた場合、信号品質が許容レベルになる（例えば、最小になる）調整変数ＩＷＳの適切値としてＣ５が得られる。

図９に破線の矢印で示すように、信号品質が許容レベルになる調整変数ＩＷＳの適切値が得られるまでＳ１〜Ｓ３の処理を繰り返し、適切値が得られたら（Ｓ４）、マッピング情報を用いてその適切値をパラメータセットへ変換し（Ｓ５）、変換されたパラメータセットをプリアンプ４２中のレジスタに格納してヘッド２２のライト動作の設定を完了する（Ｓ６）。

このとき前述の１対１マッピングにより１つのＩＷＳの値に対してはある唯一のパラメータセットＩＡＤ＝（ＩＷ、ＯＳＡ、…）が対応しているので、ディスク装置１に対しては調整変数ＩＷＳの適切値に相当するパラメータセットＩＡＤが設定され得る。ここで、調整変数ＩＷＳが同等となる複数のパラメータセットの中で信号品質が許容される（例えば、最適レベル）になるパラメータセットが選択されるように１対１対応（マッピング情報）を構成しているので、個々の設定パラメータを変えながら逐次的に複数回繰り返す方法で特性の重複していた処理がほぼ削減できていることになる。

例えば、図１０に示すＤＣ振幅ＩＷ及びオーバーシュート振幅ＯＳＡのパラメータ平面において、個々の設定パラメータを変えながら逐次的に複数回繰り返す方法では２次元的な探索が必要となるのに対し、本実施形態の方法では、図１０の実線の矢印で示すように、１次元的な探索で済むことになる。図１０は、調整処理を示す図である。

これは、数学的に考えると、図１１に示すようになる。図１１は、設定パラメータの低次元化を示す図である。すなわち、パラメータセットＩＡＤのパラメータ空間（重複のある多次元空間）からばらつきが適切な（例えば、最小な）パラメータセットを選択して適切ＩＡＤ（ＩＡＤｒ）のパラメータ空間を生成し、適切ＩＡＤのパラメータ空間（重複が取り除かれた多次元空間）を調整変数ＩＷＳの値に１対１に対応付けるマッピングを行って、調整変数ＩＷＳの複数の値が属する実数Ｒの空間（１次元空間）へ低次元化されることになる。

また、本実施形態の場合は、仮にライト電流パラメータの数が増加したとしても表面上の調整変数はＩＷＳ（１次元）のままであるため、調整時間を増加させることなく対応できる。ライト電流パラメータの追加変更の際には予め各ライト電流パラメータと調整変数ＩＷＳとを１対１に対応付けるマッピング情報を再構成しておく必要はあるが、ライト電流パラメータの内容や設定パラメータの種類数に関わらず基本的に同じ調整変数ＩＷＳで１次元的に調整が可能であり拡張性の高い方法であるといえる。

パラメータセットＩＡＤと調整変数（電流特性値）ＩＷＳとを１対１に対応付けるマッピング情報は、デバイスレベルの電流波形の実測またはシミュレーションの評価データから作成することができる。調整に利用したい全てのライト電流パラメータを含めたマトリクス条件（補間する場合、条件数は適当に間引いてもよい）でランダムパターンのライト電流波形を測定し、数式１、数式２に従って各ライト電流波形に対するＩＷＳおよびσＩＷＳを求める。電流特性値ＩＷＳの値が等しい、または差分がある基準値以下（｜ＩＷＳ（ＩＡＤａ）−ＩＷＳ（ＩＡＤｂ）｜＜α）となる条件ごとにグループに分類し、その各グループの中でσＩＷＳが最小となるＩＡＤ条件を代表値としてＩＷＳの値と対応させる。これにより、調整変数ＩＷＳの各値に対して唯一のパラメータセットＩＡＤとの対応関係が得られる。

以上のように、実施形態では、ディスク装置１において、パラメータセットと調整変数の値とが対応付けられたマッピング情報を用意し、その調整変数の値を適切化し、適切化された値に対応するパラメータセットをマッピング情報で求めてヘッド２２の動作を設定する。これにより、複数種のパラメータをそれぞれ調整する場合に比べて、調整処理に要する時間を容易に短縮できる。

なお、実施形態では、簡単のためにプリアンプ２４に設定されるライト電流パラメータを例示して説明したが、調整すべきライト電流パラメータはプリアンプ２４に設定されるライト電流パラメータに限らずライト電流波形に影響するすべてのパラメータに拡張できる。具体的には、ＲＷＣ２５のＷＰＣ設定や伝送線路デバイスの版数などもこれに含まれ得る。これらの変数も調整変数ＩＷＳとの１対１マッピングを構成するパラメータに加えることで本手法を任意に拡張することが可能である。

また、実施形態では、例としてディスク装置１の製造工程内でのライト電流の調整シーケンスを例示したが、調整処理はこれに限定されず、例えば顧客環境でのライト電流調整等であってもよい。また、調整変数ＩＷＳに基づいたライト電流の変更は温度やゾーン補間の際にも利用され得る。ディスク装置１としてのライト電流パラメータセットの管理は調整変数ＩＷＳで行い、温度／ゾーン補間も調整変数ＩＷＳの値の上で行うことができる。この場合、リード・ライト動作の際には、ドライブパラメータとして管理された調整変数ＩＷＳとマッピング情報（ＩＡＤ−ＩＷＳ対応テーブル）からパラメータセットＩＡＤを再導出して、プリアンプ２４及びＲＷＣ２５へ設定することができる。

また、実施形態では、調整処理の対象がライト電流に関するパラメータセットである場合を例示したが、調整処理の対象は、リード信号特性に関するパラメータセットであってもよい。ヘッド２２によるリード動作を適切に行うために、リード信号の周波数特性は高帯域かつ、広い周波数領域で平坦あることが望ましいことが分かっている。そのため、リード信号特性に関するパラメータセットは、設定パラメータとして、ゲインＧ、帯域ＦＣ、高周波ブースト量ＢＳＴ、カットオフ周波数ＬＦＰを含むことができる。帯域ＦＣは、リード信号の周波数領域のうち情報伝達に用いられる領域を示す。高周波ブースト量ＢＴは、リード信号のカットオフされずに残る周波数成分のうち高周波側の成分をどの程度強調するかを示す値である。カットオフ周波数ＬＦＰは、リード信号がプリアンプ２４でローパスフィルタ処理される際にカットオフされる高周波成分の境界を示す周波数である。

例えば、リード信号特性について、「高周波−３ｄＢ帯域」を第一の調整変数（ライト電流調整におけるＩＷＳに対応）とすることができ、「高周波−３ｄＢ帯域幅」を第二の調整変数（ライト電流調整におけるσＩＷＳに対応）を示すパラメータとすることができる。第一の調整変数（高周波−３ｄＢ帯域）の同じ値に対応する複数のパラメータセットを特定し、複数のパラメータセットのうち第二の調整変数（高周波−３ｄＢ帯域幅）が適切な（最大となる）パラメータセットを決定し、決定されたパラメータセットを第一の調整変数（高周波−３ｄＢ帯域）の値にマッピングしたマッピング情報を作成する。そして、マッピング情報を用いながら第一の調整変数（高周波−３ｄＢ帯域）の適切値（例えば、最適値）を探索する。適切値は、ライト電流の場合と同様に、信号品質が許容レベル（例えば、最小値）になる値とすることができる。適切値が見つかればその適切値をマッピング情報によりパラメータセットに変換し、変換されたパラメータセットをプリアンプ２４のリードレジスタ２４ｒに格納する。これにより、ヘッド２２のリード動作が設定され得る。

また、実施形態では、調整処理がコントローラ３０により行われる場合を例示したが、調整処理はプリアンプにより行われてもよい。例えば、図１２に示すように、プリアンプ２４ｉ自身に設定機能を搭載してもよい。図１２は、実施形態の変形例におけるプリアンプ２４ｉの構成を示す図である。

この場合、プリアンプ２４ｉは、調整変数ＩＷＳに対応する設定レジスタを有することになる。プリアンプ２４ｉは、コントローラ３０から設定指示（Ｓｅｒｉａｌ ｄａｔａ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を受けると、入力された調整変数ＩＷＳの設定値（ＩＷＳ ｓｅｔｔｉｎｇ）として解釈し、その設定値に対して、マッピング部（ＩＡＤ−ＩＷＳ Ｍａｐｐｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２４ｉ１で事前に求められたパラメータセットＩＡＤと調整変数ＩＷＳとの関係（マッピング情報３１（例えば、テーブル情報３２））に従ってパラメータセットＩＡＤ（ＩＡＤ ｓｅｔｔｉｎｇ）を求めてライトレジスタ２４ａに保持する。ライトドライバ（Ｗｒｉｔｅ Ｄｒｉｖｅｒ）２４ｉ２は、ライトデータＷＤＡＴＡを受けると、受けたライトデータＷＤＡＴＡとマッピング部２４ｉ１に応じされたパラメータセットＩＡＤ（ＩＡＤ ｓｅｔｔｉｎｇ）とに応じて、ライト電流（Ｗｒｉｔｅ Ｃｕｒｒｅｎｔ）を生成してヘッド２２のライト素子２２ｗへ供給する。

このとき、調整変数ＩＷＳの設定値に対応するパラメータセットＩＡＤ設定の管理は、パラメータセットＩＡＤ設定を調整変数ＩＷＳごとに個別に異なるレジスタアドレス（ライトレジスタ２４ａにおけるアドレス）に格納されてもよいし、調整変数ＩＷＳに対するパラメータセットＩＡＤ設定の近似式を用いて各パラメータセットＩＡＤに対する調整変数ＩＷＳの補間式の係数としてレジスタに保持されてもよい。

あるいは、図１３に示すように、パラメータセットＩＡＤと調整変数ＩＷＳとの関係（マッピング情報３１（例えば、テーブル情報３２））の導出自体をプリアンプ２４ｊが行うようにすることも可能である。図１３は、実施形態の他の変形例におけるプリアンプ２４ｊの構成を示す図である。図１３には、キャリブレーション動作を行う場合の動作を示している。この場合、プリアンプ２４ｊには、ライトドライバ（Ｗｒｉｔｅ Ｄｒｉｖｅｒ）２４ｉ２の出力をモニターするための積分回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２４ｊ３及び演算器（Ｐｓｅｕｄｏ ＩＷＳ Ｃａｌｃｕｌａｔｏｒ）２４ｊ４が搭載されている。積分回路２４ｊ３及び演算器２４ｊ４を含む構成は、キャリブレーション実施時に動作するキャリブレーション回路２４ｊ５とみなすことができる。

ここで求めた疑似的に求められた調整変数（疑似ＩＷＳ）の演算結果がマッピング部２４ｉ１にフィードバックされる構成となる。現実的には、伝送路負荷や積分回路２４ｊ３及び演算器２４ｊ４の精度等の問題でプリアンプ２４ｊ内部で計算される疑似ＩＷＳと実測電流波形のＩＷＳとはパラメータセットＩＡＤ設定に対して相関がずれてくることが予想される。演算器２４ｊ４は、キャリブレーション用に外部（コントローラ３０）から入力されたＩＷＳターゲット（ＩＷＳ実測値に対応）との差分からＩＷＳ設定値に対応する各パラメータセットＩＡＤ設定の対応関係の補正値（Ｕｐｄａｔｅ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ）をマッピング部２４ｉ１に供給しマッピング部２４ｉ１で補正を行う。この補正は、例えばＩＷＳに対するパラメータセットＩＡＤ設定の近似式の係数に対する補正係数として定義することができ、この補正係数もライトレジスタ２４ａで保持され得る。キャリブレーション実施時には記録波形品質の観点からプリアンプ２４ｊの出力へのパスは切断されており、逆にライト動作時には図１２に示すようにキャリブレーション回路２４ｊ５へのパスは切断されるものとする。また、キャリブレーションには補正係数計算の安定化のために特殊なシーケンスパターンを用いてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ ディスク装置、２２ ヘッド、２４，２４ｉ，２４ｊ プリアンプ、３０ コントローラ。

Claims (9)

1. ヘッドと、
   前記ヘッドの動作に関する複数種のパラメータを含むパラメータセットと調整変数とが前記調整変数の異なる複数の値について対応付けられたマッピング情報のうち、前記マッピング情報に含まれる前記調整変数の値を変更しながら前記ヘッドの動作を評価し、評価結果と前記マッピング情報とに基づいて前記調整変数の適正な値に対応したパラメータセットを決定し、決定されたパラメータセットを用いて前記ヘッドの動作に関する設定を行うコントローラと、
   を備えたディスク装置。
2. 前記ヘッドでアクセス可能であるディスク媒体をさらに備え、
   前記マッピング情報は、前記ヘッドのライト動作に関する前記パラメータセットと前記調整変数とが前記調整変数の異なる複数の値について対応付けられ、
   前記コントローラは、前記調整変数の値を変更しながら前記ヘッドで前記ディスク媒体にライトされた情報を前記ヘッドでリードして信号品質を評価し、評価結果と前記マッピング情報とに基づいて前記調整変数の適正な値に対応したパラメータセットを決定し、決定されたパラメータセットを用いて前記ヘッドのライト動作に関する設定を行う
   請求項１に記載のディスク装置。
3. 前記マッピング情報は、前記ヘッドのライト電流の波形に関する前記パラメータセットと前記ヘッドのライト電流の積分値に関する前記調整変数とが前記調整変数の異なる複数の値について対応付けられ、
   前記コントローラは、前記調整変数の値を変更しながら前記ヘッドで前記ディスク媒体にライトされた情報を前記ヘッドでリードして信号品質を評価し、評価結果と前記マッピング情報とに基づいて前記調整変数の適正な値に対応したパラメータセットを決定し、決定されたパラメータセットを用いて前記ヘッドのライト動作に関する設定を行う
   請求項２に記載のディスク装置。
4. 前記マッピング情報は、前記パラメータセットと前記調整変数とが前記調整変数の異なる複数の値について対応付けられたテーブルを含む
   請求項１から３のいずれか１項に記載のディスク装置。
5. 前記マッピング情報は、前記パラメータセットに含まれた複数種のパラメータと前記調整変数との関係を示す複数の関数を含む
   請求項１から３のいずれか１項に記載のディスク装置。
6. 前記コントローラは、前記調整変数に対応させる候補となる複数の候補パラメータセットを取得し、前記複数の候補パラメータセットのそれぞれについて前記調整変数の値を複数回測定し、測定結果に応じて、前記複数の候補パラメータセットのうち前記調整変数の値のばらつきが最小となる候補パラメータセットを前記調整変数の値に対応付けて前記マッピング情報を作成する
   請求項１から５のいずれか１項に記載のディスク装置。
7. 前記ヘッドと前記コントローラとの間に配されたプリアンプをさらに備え、
   前記コントローラは、決定されたパラメータセットを前記プリアンプに記憶させて前記ヘッドの動作に関する設定を行う
   請求項１から６のいずれか１項に記載のディスク装置。
8. ヘッドの動作に関する複数種のパラメータを含むパラメータセットと調整変数とが前記調整変数の異なる複数の値について対応付けられたマッピング情報のうち、前記マッピング情報における前記調整変数の複数の値を格納可能である記憶回路と、
   前記記憶回路に格納された複数の値について前記ヘッドの動作を評価し、評価結果と前記マッピング情報とに基づいて前記調整変数の適正な値に対応したパラメータセットを決定する決定回路と、
   決定されたパラメータセットを用いて前記ヘッドの動作に関する設定を行う設定回路と、
   を備えたプリアンプ。
9. ヘッドを有するディスク装置の制御方法であって、
   前記ヘッドの動作に関する複数種のパラメータを含むパラメータセットと調整変数とが前記調整変数の異なる複数の値について対応付けられたマッピング情報のうち、前記マッピング情報に含まれる前記調整変数の値を変更しながら前記ヘッドの動作を評価することと、
   評価結果と前記マッピング情報とに基づいて、前記調整変数の適正な値に対応したパラメータセットを決定することと、
   決定されたパラメータセットを用いて前記ヘッドの動作に関する設定を行うことと、
   を備えた制御方法。