JP2850800B2 - ディスク装置 - Google Patents

ディスク装置

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JP2850800B2
JP2850800B2 JP19283895A JP19283895A JP2850800B2 JP 2850800 B2 JP2850800 B2 JP 2850800B2 JP 19283895 A JP19283895 A JP 19283895A JP 19283895 A JP19283895 A JP 19283895A JP 2850800 B2 JP2850800 B2 JP 2850800B2
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章一 宮沢
龍太郎 堀田
健一 長谷
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロプロセッサを
内蔵する磁気ディスク装置、又磁気ディスクコントロー
ラを内蔵する磁気ディスク装置及び光ディスク装置にお
ける位相同期回路のウインドウの位置を自動的に最適な
位置に調整する調整方式に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク装置等のシステムにおい
て、記録信号を再生し復調するときに用いられる位相同
期回路は、従来図7に示すブロック構成が一般的であ
る。PLL(Phase Looke Loop)回路58、タップ付遅
延素子55、ラッチなどで構成されるデータ弁別回路5
6及びデコーダ57で構成され、復調も行なう。
【0003】さらにPLL回路58は、位相比較器5
1、チャージポンプ52、ループフィルタ53、及び電
圧制御発振器54で構成される。記録信号を再生し復調
するときは、再生信号RAWRDをPLL回路58に入
力する。位相比較器51は再生信号RAWRDとVCO
54出力のクロック(VCOCLK)の位相を比較し、
位相差に比例した時間巾のINCパルス又はDECパル
スを出力する。
【0004】チャージポンプ52は、INCパルス、D
ECパルスに対応して電流もしくは電圧を出力する。ル
ープフィルタ53は、チャージポンプ52の出力を積分
平滑化し、VCO54は、積分平滑化された電圧に比例
して、その出力クロックの周波数を変化させる。
【0005】以上の如くPLL回路58が動作してVC
O54の出力クロックの位相を再生信号RAWRDの位
相に一致させる。次にタップ付遅延線55とデータ弁別
回路56の動作を図8に示すタイムチャートを用いて説
明する。初め再生信号RAWRDとVCO54の出力で
あるVCOCLKの位相が、PLL回路58によって完
全に一致しているとする。タップ付遅延線55は再生信
号RAWRDをVCOCLKの半周期時間遅らせる。こ
れによりラッチにより構成されるデータ弁別回路56に
おける遅延線55の出力のVCOCLKに対するセット
アップ時間は、VCOCLKの半周期となり最適な位相
関係にある。
【0006】一般にディスク装置ではメディアの磁化反
転による磁化干渉が原因で再生信号RAWRDにピーク
シフト現象が起きる。このピークシフトが許容できる範
囲をウインドマージンと呼びディスク装置の性能を決定
する大きな要因となる。このウインドマージンを最大に
するためデータ弁別回路56の入力データのセットアッ
プ時間には高い精度が要求される。先に述べたように再
生信号RAWRDとVCOCLKの位相が完全に一致
し、さらにタップ付遅延線55が正確にVCOCLKの
半周期時間だけ遅延を行なえばウインドマージンは最大
となるが、実際には図8に示すように、PLL回路58
の性能により安定した同期状態において再生信号RAW
RDとVCOCLKの位相差は、ゼロにならないことが
多い。
【0007】この位相ズレは、さらに温度変動により変
化する。この場合タップ付遅延線55が正確にVCOC
LKの半周期時間だけ遅延を行なってもウインドマージ
ンは最大にならない。従来はこのウインドマージンのロ
スを放置するか、タップ付遅延線の遅延量を人手で調整
していた。しかし調整によるコスト高を招き、さらに先
に述べた同期状態での位相ズレが温度により変動する場
合、もしくはタップ付遅延線55の遅延量が温度により
変動する場合は、ウインドマージンのロス分を調整しき
れない。
【0008】この問題を解決するために特開昭59−1
61813では、遅延量調整回路を設け既知量遅延した
データを位相同期回路に入力して、誤り発生の有無を判
別することによりデータのパルス列とウインド間の位相
ズレ量を測定し、その位相ズレ量を適当な値に調整する
処理を一定の時間ごとに行なっていた。又前記調整処理
中に、ホストがディスクへのアクセス動作を開始したと
きは、前記調整処理を中断し、前記ホストのアクセスが
終了したとき前記調整処理を再実行していた。
【0009】
【発明の解決しようとする課題】上記従来技術は、既知
量遅延したデータが必要であるため、タップ付き遅延線
に高い精度が要求され、またタップ付遅延線の温度ドリ
フト及び経年変化について配慮がされておらず、コスト
及び精度の点に問題があった。
【0010】また、従来技術では調整処理を行なうか否
かを、位相同期回路内のコントローラが判断するため、
ホスト又はディスクコントローラからディスクアクセス
動作と前記調整処理が重なるときがあり、そのときは調
整処理を中断しなければならず、またその中断が、任意
の時刻に発生する可能性があり、そのため調整が不充分
の状態で、ホスト又はディスクコントローラからのディ
スクアクセスによる位相同期回路が動作することにな
る。
【0011】本発明の目的は、遅延線の遅延量精度のバ
ラツキ、温度ドリフト及び経年変化による影響を受け
ず、常にウインドマージンが最大となるよう位相ズレを
調整できる自動位相調整方式を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】ウインドマージンを最大
にするために必要な遅延量を得るために、複数の等差数
列の規則に従った遅延量を持つ遅延素子及びその遅延量
を選択出力するセレクタからなるウインド調整回路と、
ウインドから外れたことを検出するウインド異常検出回
路を設け、マイクロプロセッサにウインド調整処理を行
なわせたものである。
【0013】又ホスト又はディスクコントローラがディ
スクアクセス時、常に位相同期回路のウインドが最適で
あるためには、前記ウインド調整処理を、少くともホス
ト又はホスト側のディスクコントローラとのインタフェ
ース制御を行なうディスク装置内のマイクロプロセッサ
に行なわせたものである。
【0014】
【作用】ウインド調整回路は、複数の等差数列の規則に
従った遅延量のうちマイクロプロセッサからの指令によ
り選択された1つの遅延量を入力データに加える。
【0015】通常モードでは調整の結果得られた最適な
遅延量を入力データに加える。
【0016】ウインド異常検出回路は、再生データ信号
をモニタしてウインドから外れてエラーが発生したこと
を検出する。
【0017】マイクロプロセッサは、ホスト又はディス
クコントローラからのディスクアクセス指令の無いこと
を検出すると、ウインド調整処理を開始し、前記ウイン
ド調整回路とウインド異常検出回路により、再生復調可
能な遅延量のうち最大の遅延量を選択する情報と、最小
の遅延量を選択する情報を検出する。その後、マイクロ
プロセッサは、前記2つの情報を用いて内分比の形で計
算し、最適な遅延量を選択する情報を算出し、前記情報
を、ウインド調整回路に指定する。これらの処理によ
り、必要とする遅延量は相対的な内分比の方式で選択さ
れるため、遅延素子の精度及び温特に依存しない。
【0018】また上記調整処理は、ディスク装置内のマ
イクロプロセッサの管理の基にホスト又はディスクコン
トローラがディスクをアクセスする以外の時に行なわれ
るため、ホスト又はディスクコントローラがディスクを
アクセスするときは、位相同期回路のウインドは最適な
状態に保たれる。
【0019】また上記ウインド調整処理を行なう前に、
マイクロプロセッサは、ホスト又はディスクコントロー
ラへディスクアクセス動作待ちの情報を送出後、調整処
理を行なうか、又はホスト又はディスクコントローラか
らのディスクアクセスより、上記ウインド調整処理を優
先させて行なわせることにより、位相同期回路のウイン
ドを最適な状態に保たれる。
【0020】
【実施例】本発明を実施したディスク装置の全体構成を
図2及び図3を使って説明する。図2の場合は、ディス
クコントローラ(以後HDCとする)を内蔵するディス
ク装置で、データを記録するディスク円板19、ディス
ク円板上のデータを電気信号に変換するヘッド20、ヘ
ッド20の出力を増幅したり、又書き込みを行なうリー
ドライトAMP14、又リードライトAMP14の出力
をパルス波形に整形する波形整形13、波形整形13の
出力からデータの弁別を行ないNRZデータ(NRZR
D)に変換したり逆に入力されたNRZデータ(NRZ
WD)を記録符号にエンコードする本発明の位相同期回
路12、位相同期回路の出力から、データを直並列変換
して、パラレルデータを抽出したり逆にホストからのパ
ラレルデータを、ディスク特有のフォーマットのシリア
ルデータに変換するHDC10、又、本ディスク装置と
ホスト21とのインタフェースを制御するホストインタ
フェース11、又前記ヘッド20を目的のトラックに位
置決めするアクチュエータ16及びその制御回路15、
又前記ディスク円板20を定速回転させるスピンドルモ
ータ18及びその制御回路17、及びこれら全ての電子
回路を制御するマイクロプロセッサ9から構成される。
ここでマイクロプロセッサ9は、全ての電子回路を制御
しているが、アクチュエータ制御とスピンドルモータ制
御用に、マイクロプロセッサを追加することもある。
【0021】前記ディスクシステム23において、位相
同期回路12のウインド調整処理は、マイクロプロセッ
サ9が行なう。ただし、追加したマイクロプロセッサ
が、ホスト又はディスクコントローラからのディスクア
クセス指令を直接的もしくは間接的に検出できるとき
は、前記追加したマイクロプロセッサでも実行可能であ
る。次に図3の場合はディスクコントローラに内蔵しな
い場合のディスク装置の全体構成図でありこの場合も、
マイクロプロセッサ9が位相同期回路12のウインド調
整処理を行なう。
【0022】次にホスト又はディスクコントローラとの
インタフェース制御を行なうマイクロプロセッサ9と位
相同期回路12とのウインド調整について図1を使って
説明する。
【0023】本発明の主要回路である位相同期回路12
は、PLL1、複数の等差数列の規則に従った遅延量を
持つ遅延素子及び複数の遅延量のうち1つを選択出力す
るセレクタから構成されるウインド調整回路3、PLL
1の出力クロックとウインド調整回路3の出力からデー
タを弁別するデータ弁別回路4、データ弁別回路4の出
力からウインド調整回路3のウインド異常を検出するウ
インド異常検出回路5、及び再生信号をNRZデータ
(NRZRD)にデコードするデコーダ6、又ディスク
コントローラからのNRZデータ(NRZWD)を記録
符号に変換するエンコーダ8、又前記エンコーダのエン
コード時の基準クロック及び、ウインド調整モード時、
PLL1とウインド調整回路3に入力するテスト信号
(TESTSIG)を生成する基準信号生成回路7と、
調整モードと通常モードにより、PLL1とウインド調
整回路3に入力するデータを、ディスクからの読み出し
データRAWRDか基準信号生成7からの出力テスト信
号(TEST SIG)のどちらか1つを切換える切換
回路2から構成される。
【0024】マイクロプロセッサ9は、ホスト又はディ
スクコントローラからディスクアクセス指令がないこと
を検出すると、切換回路2の(d)端子に対し、端子
(a)と(c)が接続されるように指令を出力し又ウイ
ンド異常検出回路5のリセットをネゲートし、位相同期
回路12を調整モードにする。マイクロプロセッサ9
は、PLL1の位相同期を完了するのを待って動作を開
始する。TEST SGIは、ウインド調整回路内の遅
延素子によって遅延されるが、その遅延量は、マイクロ
プロセッサ9のウインド調整回路内のセレクタへの設定
値Nによって決まる。又複数の遅延量は (遅延量)N=tc+N×t2 tc:一定遅延量 N :セレクタへの設定値により決定される値(整数) td:整数遅延量 によって決定される。
【0025】調整前においてN=Noとすると図4に示
すようにマイクロプロセッサは、N=No−1,No−
2,…,No−mと設定値を変化させ、そのたびにウイ
ンド異常検出回路5の出力をモニタする。N=No−m
にてウインド異常検出回路5が、異常を検出すると、マ
イクロプロセッサ9が(No−m)の値を記録してお
く。次に上述とは、逆の方向にN=No+1,No+2
……N=No+nとマイクロプロセッサ9が設定値を変
え、N=No+nのときウインド異常検出回路5が異常
を検出すると、前述と同様に、そのときのNo+nの値
をマイクロプロセッサ9が記憶しておく。その後マイク
ロプロセッサ9は、上記処理により検出した値(No−
m)と(No+n)を用いて、 T={(No−m)+(No+n)}/2の演算を行な
い、この演算によって得た値Tを、前記ウインド調整回
路3のセレクタに設定する。Tが整数でない場合は、T
に最も近い整数をTとする。
【0026】以上により、ウインド調整処理が終了した
のでマイクロプロセッサ9は、切換回路2に指定を出し
スイッチ2の端子(a)と(b)を接続させウインド異
常検出回路5をリセットし、調整モードからノーマルモ
ードに設定する。ただし、マイクロプロセッサ9は、位
相同期回路のウインドズレの概略値を把握している場合
はN=No−1,No−2…又はN=No+1,No+
2…とウインド内の全ての設定値を設定する必要なく、
より最短時間で(No−m)と(No+n)の値を検知
することも可能である。
【0027】ここで本実施例ではテスト信号TEST
SIGとして4Tパターン(10001000…)と
し、その場合のウインド異常検出回路5は、図5に示す
ような5ビットのシフトレジスタと、2つの信号
(i),(j)の差異を検出するEORと、その結果を
ラッチする2つのフリップフロップから構成される。ウ
インド調整回路3の出力が、データ弁別回路4のウイン
ドからはずれるほど、位相がずれると、図6に示すよう
に、データ弁別回路の出力は、4Tパターン(1000
1000…)から3T(100100…)に変動する。
その変動をフリップフロップにより検出することによ
り、異常を検出する。
【0028】以上はウインド異状検出のためのテストパ
ターンが4Tの場合のウインド異状検出回路の構成例で
あるが、テスト信号TEST SIGが3Tパターン
(100100…)のときは、5ビットのシフトレジス
タを4ビットに変更するだけである。又テスト信号は、
上記3Tパターン,4Tパターン以外でも支障はなく、
そのときは、前記ウインド異常検出回路5内のシフトレ
ジスタのビット数を変更すれば良い。
【0029】ここでマイクロプロセッサ9がウインド調
整処理を行なうのは、ホスト又はディスクコントローラ
からのディスクアクセス指令のないときに行なっていた
が、もしウインド調整処理中にホスト又はディスクコン
トローラからのディスクアクセス指令が起こり得る時
は、ESDI(Enhance Small Device Interface)有す
るディスク装置においてはウインド調整処理を行なう前
にREADY信号をネゲートするか、NRZRDデータ
を固定レベルにするなどの処理をマイクロプロセッサ9
が行なえば良い。
【0030】またSCSI(Small Computer System In
terface)などのディスクコントローラ内蔵のディスク
装置においては、ディスクアクセスウエイトのステータ
スをマイクロプロセッサ9が出力するか、又はウインド
調整処理中は、ホスト又はディスクコントローラからの
ディスクアクセス指令を一時記憶しておき、ウインド調
処理終了後、前記記憶されていたホスト又はディスクコ
ントローラからのディスクアクセス指令を実行すれば良
い。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、遅延量の絶対精度を必
要としない低コストの遅延素子からなる簡単なウインド
調整回路と簡単なウインド異常検出回路を用いて位相同
期回路のウインドを高精度にマイクロプロセッサがディ
スクアクセス以外の任意の時に自動調整できるため、高
性能な装置が実現でき装置の低コスト化に大きな効果が
ある。
【0032】又上記遅延素子は、半導体遅延でも実現で
きるため、ウインド調整回路、ウインド異常検出回路を
内蔵した位相同期回路を1チップにLSI化できる。そ
の場合、LSI化による低コスト化及びディスク装置の
位相同期回路の基板占有面積を大巾に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の位相同期回路の回路図であ
る。
【図2】本発明のディスク装置の実施例の全体構成を示
す回路図である。
【図3】本発明のディスク装置の他の実施例の全体構成
を示す回路図である。
【図4】ウインド調整タイミングを示すタイミング図で
ある。
【図5】ウインド異常検出回路の構成を示す回路図であ
る。
【図6】ウインド異常検出回路の動作タイミングを示す
タイミング図である。
【図7】従来の位相同期回路の構成を示す回路図であ
る。
【図8】従来の位相同期回路の動作タイミングを示すタ
イミング図である。
【符号の説明】
1…PLL(Phased Locked Loop)、 2…切換回
路、3…ウインド調整回路、 4…デー
タ弁別回路、5…ウインド異常検出回路、
6…デコーダ、7…基準信号生成、
8…エンコーダ、9…マイクロプロセッサ、10…デ
ィスクコントローラ(HDC)、11…ホストインタフ
ェース、12…位相同期回路、 13
…波形整形、14…リードライトAMP、
15…アクチュエータ制御、16…アクチュエータ、
17…スピンドルモータ制御、18…ス
ピンドルモータ、 19…ディスク円板、
20…ヘッド、 21…ホス
ト、22…ホスト又はディスクコントローラ、23…デ
ィスクコントローラ内蔵ディスク装置、24…ディスク
装置、 55…タップ付遅延線、56
…データ弁別回路、 57…デコーダ、
58…従来のPLL回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷 健一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所マイクロエレクトロニ クス機器開発研究所内 (72)発明者 児島 伸一 群馬県高崎市西横手町111番地株式会社 日立製作所高崎工場内 (56)参考文献 特開 昭61−287347(JP,A) 特開 昭60−50755(JP,A) 特開 昭52−55616(JP,A) 特開 昭59−113517(JP,A) 特開 昭63−107231(JP,A) 特開 昭58−182117(JP,A) 特開 昭63−10824(JP,A) 特開 昭59−45615(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 20/10 - 20/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】デイスクの記録データを再生および復調す
    るために用いる位相同期回路はウインド調整回路と、ウ
    インド異常検出回路とを有し、前記ウインド調整回路は
    等差数列の規則に従った複数の遅延量を持つ遅延素子
    と、前記複数の遅延量のうちどれか一つを選択するセレ
    クタとを有しており、 前記ウインド異常検出回路がウインド異常を検出した場
    合にマイクロプロセッサが前記ウインド調整回路を用い
    てウインドの位相を調整することを特徴とするデイスク
    回路。
JP19283895A 1995-07-28 1995-07-28 ディスク装置 Expired - Lifetime JP2850800B2 (ja)

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