JP2916349B2 - ディスク装置とそのスライスレベル自動調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体から読みだし
たリードアナログ信号を、所定のスライスレベルでスラ
イスして、矩形波パルスに変換するパルスシェイパーを
設けたディスク装置とそのスライスレベル自動調整方法
に関する。

【０００２】近年のコンピュータシステムの規模拡大に
応じて、磁気ディスク装置は、大容量化が求められてお
り、高密度記録とする必要がある。このため、データ復
調系の信頼性向上のためには、製品別、ヘッド別、シリ
ンダ別に最適なスライスレベルを設ける必要があった。

【０００３】

【従来の技術】図６と図７は、従来例のリード（読みだ
し）回路とリード回路の各点の波形図を示している。

【０００４】図中、１はヘッド、２は増幅器（ＡＭ
Ｐ）、３はＡＧＣ回路、４はローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）、５は全波整流回路、６はスライス回路、７は微分
回路、８はＤＣオフセット回路、９はコンパレータ、１
０はデコーダ、２２はパルスシェイパー、Ｖｓはスライ
スレベル、ｘはＤＣオフセット、（ａ）〜（ｇ）はそれ
ぞれの出力信号を示す。

【０００５】以下、磁気ディスク装置における従来のリ
ード回路を説明する。従来のリード回路は、図６のよう
に構成されていた。この例では、磁気ディスク（媒体）
に記録されている情報をヘッド１で読み取り、この読み
取られた信号は、増幅器（ＡＭＰ）２、ＡＧＣ回路３、
及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）４を通り、パルスシェ
イパー２２の全波整流回路５に入力される。

【０００６】前記パルスシェイパー２２内の全波整流回
路５で全波整流された出力（ｂ）はスライス回路６に入
力される。スライス回路６では、外部から入力されたス
ライスレベル（ＤＣ入力電圧）により、前記全波整流さ
れた出力波形（ｂ）をスライスしてノイズ分の除去を行
う。

【０００７】前記スライス回路６の出力（ｃ）は微分回
路７で微分される。微分回路の出力（ｄ）はＤＣオフセ
ット回路８に入力される。ＤＣオフセット回路８では、
微分回路７の出力と微分回路７の出力の反転出力との間
に所定の直流電圧差であるＤＣオフセットｘを設ける。

【０００８】ＤＣオフセット回路８の出力（ｅ）はコン
パレータ９に入力される。コンパレータ９では、前記微
分回路７の出力と、前記微分回路７の出力の反転出力と
を比較し矩形波パルス波形を出力（ｆ）する。

【０００９】コンパレータ９の矩形波パルス波形出力
（ｆ）は、デコーダ１０を通してリードデータが出力さ
れていた。次に図７により、従来のリード回路の各部の
出力波形を説明する。

【００１０】図７中（ａ）はローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）４の出力波形を示しており、（ｂ）は全波整流回路
５の出力波形を示している。（ｃ）はスライスレベル
（ＤＣ入力電圧）Ｖｓで全波整流回路５の出力波形をス
ライスした波形を示している。

【００１１】（ｄ）は、前記スライスした波形（ｃ）を
微分回路７で微分した出力波形を示している。（ｅ）
は、ＤＣオフセット回路８で前記微分した出力波形
（ｄ）と前記微分した出力波形（ｄ）の反転出力（点線
で示している）との間に所定のＤＣオフセットｘを設け
た波形を示している。

【００１２】（ｆ）は、前記微分した出力波形（ｄ）と
前記微分した出力波形（ｄ）の反転出力とをコンパレー
タ９で比較して発生させた、ローパスフィルタ４の出力
（ａ）のピークに対応した矩形波出力波形を示してい
る。

【００１３】なお、リード回路は、差動増幅器を用いて
処理されており、反転信号は容易に取り出すことがで
き、また、ＤＣオフセットｘはローパスフィルタ４の出
力（ａ）のピークをコンパレータ９で確実に検出できる
ようにするために設けられていた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のも
のにおいては、次のような課題があった。パルスシェイ
パー２２のスライス回路６のスライスレベル（ＤＣ入力
電圧）の値は、抵抗を用いた分圧器等により、ハードで
一定値に設定されていた。

【００１５】しかし、複数のヘッド間のバラツキによ
り、出力レベルや信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）等の特性にバ
ラツキが出ることがあり、また、磁気ディスクの内周と
外周等のシリンダ位置により周速が異なるのでヘッドか
らの読みだし出力レベルや信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）等の
特性差が生まれる。

【００１６】このため、スライスレベルを一定値とする
と、すべてのトラックに対して最適なスライスレベルと
して設定することができなかった。従って、本発明は、
各ディスク装置毎に、ヘッド別、シリンダ別の最適スラ
イスレベルを決定し、そのデータを保持することで、デ
ィスク媒体からデータの読みだしの際、ヘッド及びシリ
ンダに対応した最適スライスレベルをパルスシェイパー
に設定できるようにすることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
あり、図中、図６と図７の同符号は同一のものを示す。
また、２０は記録媒体、２１はライト回路、２２はパル
スシェイパー、２３はＭＰＵ（マイクロプロセッサユニ
ット）、２４はデータ比較器、２５はメモリ、２６はリ
ード回路、２７はリード／ライト回路、２８はリード／
ライトコントローラ、２９は不揮発性メモリを示す。

【００１８】本発明は、上記の課題を解決するため、次
のように構成した。 （ａ）記録媒体に対するデータの書き込み、及び読みだ
し処理を行うリード／ライト回路２７と、該リード／ラ
イト回路の制御を行うリード／ライトコントローラ２８
を備え、前記リード／ライト回路２７に、記録媒体から
読みだしたリードアナログ信号を、所定のスライスレベ
ルでスライスして、矩形波パルスに変換するパルスシェ
イパー２２を設けたディスク装置において、前記リード
／ライトコントローラ２８に、テストパターンデータ
（ワーストパターンデータ）を格納したメモリ２５を設
けると共に、該メモリ２５のテストパターンデータを記
録媒体に書き込んだ後、前記スライスレベルを変化させ
て読みだしたリードデータと、書き込み前のテストパタ
ーンデータとを比較するデータ比較器２４を設け、該デ
ータ比較器２４での比較結果に基づいて、前記テストパ
ターンデータが正しく読めた時のスライスレベルの振幅
マージンを求め、そのセンタ値を、パルスシェイパー２
２の最適スライスレベルとして決定するようにしたディ
スク装置。

【００１９】（ｂ）構成（ａ）において、スライスレベ
ルの振幅マージンを、ヘッド別、シリンダ別に求め、パ
ルスシェイパー２２の最適スライスレベルを、ヘッド
別、シリンダ別に決定するようにしたディスク装置。

【００２０】（ｃ）構成（ｂ）において決定した最適ス
ライスレベルを格納する不揮発性メモリ２９を、前記リ
ード／ライトコントローラ２８内に設け、データの読み
だしの際、前記不揮発性メモリより最適スライスレベル
を、ヘッド別、シリンダ別に読みだして、パルスシェイ
パー２２に設定するようにしたディスク装置。

【００２１】（ｄ）記録媒体に対するデータの書き込
み、及び読みだし処理を行うリード／ライト回路２７
と、該リード／ライト回路の制御を行うリード／ライト
コントローラ２８を備え、前記リード／ライト回路２７
に、記録媒体から読みだしたリードアナログ信号を、所
定のスライスレベルでスライスして、矩形波パルスに変
換するパルスシェイパー２２を設けたディスク装置にお
いて、テストパターンデータ（ワーストパターンデー
タ）を記録媒体に書き込んだ後、前記スライスレベルを
変化させて読みだしたリードデータを、書き込み前のテ
ストパターンデータと比較し、前記比較結果に基づい
て、前記テストパターンデータが正しく読めた時のスラ
イスレベルの振幅マージンを求め、そのセンタ値を、前
記パルスシェイパー２２の最適スライスレベルとして決
定するディスク装置のスライスレベル自動調整方法。

【００２２】（ｅ）構成（ｄ）において、スライスレベ
ルの振幅マージンを、ヘッド別、シリンダ別に求め、前
記パルスシェイパー２２の最適スライスレベルを、ヘッ
ド別、シリンダ別に決定するディスク装置のスライスレ
ベル自動調整方法。

【００２３】

【作用】上記構成の作用を図１で説明する。ＭＰＵ２３
は、メモリ２５に格納されているテストパターンデータ
（ワーストパターンデータ）を読みだし、ライト回路２
１を介して前記テストパターンデータを記録媒体に書き
込む。

【００２４】その後、ＭＰＵ２３はパルスシェイパー２
２のスライスレベルの設定を変化させる。データ比較器
２４では、前記スライスレベルを変化させて読みだした
リードデータと、書き込み前のテストパターンデータと
を比較する。

【００２５】そして、さらにＭＰＵ２３は、前記比較結
果に基づいて、前記テストパターンデータが正しく読め
た時のスライスレベルの振幅マージンを求め、その振幅
マージンのセンタ値を、パルスシェイパー２２の最適ス
ライスレベルとして決定する。

【００２６】ＭＰＵ２３は前記最適スライスレベルを、
ヘッド別、シリンダ別に決定して、メモリ２５に保持す
る。その後、記録媒体からデータの読みだしの際、ＭＰ
Ｕ２３は前記保持しておいたヘッド及びシリンダに対応
する最適スライスレベルを読みだして、パルスシェイパ
ー２２に設定する。

【００２７】このように、パルスシェイパー２２の最適
スライスレベルをＭＰＵを用いて設定するから、ディス
ク装置の製品別、ヘッド別、シリンダ別等の細かなスラ
イスレベル調整ができ、データ復調系の信頼性が向上す
る。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２〜図５は、本発明の実施例を示した図であ
り、図２は装置構成図、図３はスライスレベルの説明
図、図４は最適スライスレベルテーブルの説明図、図５
はスライスレベル自動調整処理フローチャートを示す。

【００２９】図中、図１、図６、図７と同符号は同一の
ものを示す。また、３０はリード回路、３１はデジタル
アナログ変換器（ＤＡＣ）、１２５はＲＡＭ（ランダム
アクセスメモリ）、１２９はＥＥＰＲＯＭ（Electrical
ly Erasable Programmable Read Only Memory ）、Ｓ１
〜Ｓ１０は処理のステップを示す。

【００３０】§１：最適スライスレベルを決定するため
の装置構成図の説明・・・図２参照 図２に示したように、本実施例の装置（磁気ディスク装
置）には、記録媒体２０に対するデータの書き込み処理
を行うライト回路２１と、前記記録媒体２０からデータ
の読みだし処理を行うリード回路３０と、該リード回路
とライト回路の制御を行うリード／ライトコントローラ
２８とを備えている。

【００３１】そして、前記リード回路３０には、デジタ
ルアナログ変換器（以下ＤＡＣという）３１と、パルス
シェイパー２２とデコーダ１０が設けてあり、前記リー
ド／ライトコントローラ２８には、ＭＰＵ２３とデータ
比較器２４とＲＡＭ１２５とＥＥＰＲＯＭ１２９が設け
てある。

【００３２】なお、図２のＲＡＭ１２５とＥＥＰＲＯＭ
１２９はそれぞれ図１のメモリ２５と不揮発性メモリ２
９に対応している。次に、図２の実施例の動作を説明す
る。

【００３３】予め、ワーストパターンデータ（テストパ
ターンデータ）を適当な手段でＲＡＭ１２５に格納して
おき、ＭＰＵ２３が該ＲＡＭ１２５からワーストパター
ンデータを読みだし、ライト回路２１を介して記録（デ
ィスク）媒体２０にワーストパターンデータを書き込
む。

【００３４】その後、前記ディスク媒体２０から前記ワ
ーストパターンデータを読みだし、そのリードアナログ
信号を、パルスシェイパー２２に入力して、該リードア
ナログ信号のピークに対応する矩形波パルスに変換す
る。

【００３５】次に、該矩形波パルスをデコーダ１０でデ
コードしてリードデータに変換する。この場合、パルス
シェイパー２２のスライスレベルは、ＤＡＣ３１を介し
てＭＰＵ２３が設定する。

【００３６】そして、データ比較器２４で前記スライス
レベルを変化させて読みだしたリードデータと、書き込
み前のワーストパターンデータとを比較する。さらに、
ＭＰＵ２３は、データ比較器２４の比較結果に基づい
て、前記ワーストパターンデータが正しく読めた時のス
ライスレベルの振幅マージンを求め、そのセンタ値をパ
ルスシェイパー２２の最適なスライスレベルとして決定
して、ＲＡＭ１２５に格納する。

【００３７】次に、前記パルスシェイパー２２の最適ス
ライスレベルはヘッド別、シリンダ別に決定して、その
結果をヘッド別、シリンダ別にＥＥＰＲＯＭ１２９内に
保持する。

【００３８】§２：スライスレベルの説明・・・図３参
照 図３はスライスレベルを変化させた場合のパルスシェイ
パー２２の出力の変化を示しており、図３の縦の実線は
信号の位置、点線はノイズの位置を示す。

【００３９】リードアナログ信号に対するスライスは、
図３に示したパルスシェイパー２２に入力された信号
（ａ）の全波整流出力信号（ｂ）に対して行われる。ス
ライスレベルは、信号のピークとノイズ（雑音）のピー
クとを区別するため設けられており、図３の全波整流出
力信号（ｂ）の波形にはスライスレベル０％、５０％、
１００％と変化させた状態を示している。

【００４０】スライスレベルが０％に近いと、パルスシ
ェイパー２２の出力にノイズのピークを検出したパルス
が出てきてエラーが発生する。また、スライスレベルが
１００％に近いと、パルスシェイパー２２で小さな信号
が検出できなくなり、信号パルスが抜けたエラーが発生
する。

【００４１】従って、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニ
ット）２３からＤＡＣ３１を通してスライスレベルを変
化させることにより、エラーが発生しなくなる上限と下
限が測定可能となる。

【００４２】§３：最適スライステーブルの説明・・・
図４参照 図４は、ヘッド別、シリンダ別に最適スライスレベルを
設定したＥＥＰＲＯＭ内のテーブル例である。

【００４３】図４において、縦方向がヘッド別（ＨＤ
０、ＨＤ１・・・ＨＤｍ）で、横方向がシリンダグルー
プ別（ＣＧ１、ＣＧ２・・・ＣＧｎ）に別けてある。こ
の場合、各シリンダグループは、例えば１００シリンダ
単位にグループ化してある。すなわち、シリンダグルー
プＣＧ１はシリンダＮｏ．０〜９９、ＣＧ２はシリンダ
Ｎｏ．１００〜１９９、・・・のようにグループ分けし
てある。

【００４４】例えば、ヘッドＮｏ．がＨＤ０でシリンダ
グループがＣＧ１ならば、最適スライスレベルはＶ０と
なり、ヘッドＮｏ．がＨＤ１でシリンダグループがＣＧ
２ならば、最適スライスレベルはＶ２１のようになる。

【００４５】§４：スライスレベル自動調整処理の説明
・・・図５参照 図５はスライスレベル自動調整処理フローチャートであ
る。次に、スライスレベルの自動調整処理を図５のステ
ップＳ１〜ステップＳ１０に従って説明する。

【００４６】（ステップＳ１）処理がスタートされる
と、ＲＡＭにセットされているワーストパターンデータ
をＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）が読み込み、
データ比較器２４のレジスタと、ライト回路２１のエン
コーダにワーストパターンデータをセットする。

【００４７】（ステップＳ２）ＭＰＵは、任意のヘッド
及びシリンダを選択し、ライト回路２１内のエンコーダ
に、ライト（書き込み）の指示をする。

【００４８】（ステップＳ３）エンコーダは、ワースト
パターンデータをエンコード（コード化）し、ディスク
媒体上にライトする。

【００４９】（ステップＳ４）ＭＰＵは、リード回路３
０内のＤＡＣにスライスレベル０％の指示（振幅マージ
ンの下限値の測定のため行う）とスライスレベル１００
％の指示（振幅マージンの上限値の測定のため行う）を
する。

【００５０】（ステップＳ５）ＭＰＵは、スライスレベ
ル設定後、デコーダ１０にリード（読みだし）動作の指
示を出す。

【００５１】（ステップＳ６）データ比較器２４は、デ
コーダ１０から送られてきたリードデータと予めレジス
タにセットしておいたライトデータ（ワーストパターン
データ）が正しく一致しているかを比較する。

【００５２】（ステップＳ７）ステップＳ６でのデータ
比較で一致しない場合（リードエラーの場合）は、ステ
ップＳ８に進む。

【００５３】（ステップＳ８）ＭＰＵは、リード回路３
０内のＤＡＣ３１に、スライスレベルの振幅マージンの
下限値を測定するため０％＋α％の指示と、スライスレ
ベルの振幅マージンの上限値を測定のため１００％−α
％の指示をして、ステップＳ５に戻る。リードエラーが
なくなるまでα％を少しずつ変化させてステップＳ５〜
Ｓ８を繰り返す。

【００５４】（ステップＳ９）ステップＳ６でのデータ
比較で一致した場合ステップＳ１０に進む。 （ステップＳ１０）ＭＰＵは、一致した時のスライスレ
ベルの下限値及び上限値を保持しておいて、（下限値＋
上限値）／２の計算を行う。この計算結果がスライスレ
ベルの最適値となる。ＭＰＵはこの計算結果とヘッド及
びシリンダアドレスをＲＡＭに記憶させて、処理を終了
する。

【００５５】上記の処理を各ヘッド別、シリンダ別に行
い、その計算結果を最適スライスレベルとしてＥＥＰＲ
ＯＭ内のテーブルに格納しておく。その後、ディスク装
置の実運用時には、リード／ライトコントローラが上位
装置からリードコマンドを受けた時、ＭＰＵは、その読
みだすヘッド及びシリンダに対応した最適スライスレベ
ルを前記ＥＥＰＲＯＭ内のテーブルから読みだして、パ
ルスシェイパーに設定することになる。

【００５６】（他の実施例）以上実施例について説明し
たが、本発明は次のようにしても実施可能である。 前記実施例では、最適スライスレベルの調整は、磁気
ディスク装置の製品出荷時に行うものであるが、ワース
トパターンデータを不揮発性メモリに格納しておけば、
一定期間経過時（例えば１年後）にそのワーストパター
ンデータを用いて再調整を行うこともできる。

【００５７】最適スライスレベルを保持しておく記憶
装置として、ＥＥＰＲＯＭに限らず他の不揮発性メモリ
を使用しても良い。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果がある。ヘッドの特性のバラツキ及びシリンダ
の位置による特性の違いがあっても、ディスク装置毎に
ヘッド別、シリンダ別の最適スライスレベルの設定を行
うことができる。従って、ディスク媒体からデータの読
みだしの際、リードエラーが減少し、データ復調系の信
頼性を大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】実施例の装置構成図である。

【図３】実施例のスライスレベルの説明図である。

【図４】実施例の最適スライスレベルテーブルの説明図
である。

【図５】実施例のスライスレベル自動調整処理フローチ
ャートである。

【図６】従来のリード回路の説明図である。

【図７】従来のリード回路の波形説明図である。

【符号の説明】

１ ヘッド １０ デコーダ ２０ 記録媒体 ２１ ライト回路 ２２ パルスシェイパー ２３ ＭＰＵ ２４ データ比較器 ２５ メモリ ２６ リード回路 ２７ リード／ライト回路 ２８ リード／ライトコントローラ ２９ 不揮発性メモリ

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体に対するデータの書き込み、及
   び読みだし処理を行うリード／ライト回路（２７）と、 該リード／ライト回路の制御を行うリード／ライトコン
   トローラ（２８）を備え、 前記リード／ライト回路（２７）に、 記録媒体から読みだしたリードアナログ信号を、所定の
   スライスレベルでスライスして、矩形波パルスに変換す
   るパルスシェイパー（２２）を設けたディスク装置にお
   いて、 前記リード／ライトコントローラ（２８）に、 テストパターンデータ（ワーストパターンデータ）を格
   納したメモリ（２５）を設けると共に、 該メモリ（２５）のテストパターンデータを記録媒体に
   書き込んだ後、前記スライスレベルを変化させて読みだ
   したリードデータと、書き込み前のテストパターンデー
   タとを比較するデータ比較器（２４）を設け、 該比較器（２４）での比較結果に基づいて、前記テスト
   パターンデータが正しく読めた時のスライスレベルの振
   幅マージンを求め、そのセンタ値を、パルスシェイパー
   （２２）の最適スライスレベルとして決定することを特
   徴としたディスク装置。
2. 【請求項２】 前記スライスレベルの振幅マージンを、
   ヘッド別、シリンダ別に求め、 前記パルスシェイパー（２２）の最適スライスレベル
   を、ヘッド別、シリンダ別に決定することを特徴とした
   請求項１記載のディスク装置。
3. 【請求項３】 前記決定した最適スライスレベルを格納
   する不揮発性メモリ（２９）を、前記リード／ライトコ
   ントローラ（２８）内に設け、 データの読みだしの際、前記不揮発性メモリより最適ス
   ライスレベルを、ヘッド別、シリンダ別に読みだして、
   パルスシェイパー（２２）に設定することを特徴とした
   請求項２記載のディスク装置。
4. 【請求項４】 記録媒体に対するデータの書き込み、及
   び読みだし処理を行うリード／ライト回路（２７）と、 該リード／ライト回路の制御を行うリード／ライトコン
   トローラ（２８）を備え、 前記リード／ライト回路（２７）に、 記録媒体から読みだしたリードアナログ信号を、所定の
   スライスレベルでスライスして、矩形波パルスに変換す
   るパルスシェイパー（２２）を設けたディスク装置にお
   いて、 テストパターンデータ（ワーストパターンデータ）を記
   録媒体に書き込んだ後、前記スライスレベルを変化させ
   て読みだしたリードデータを、書き込み前のテストパタ
   ーンデータと比較し、 前記比較結果に基づいて、前記テストパターンデータが
   正しく読めた時のスライスレベルの振幅マージンを求
   め、 そのセンタ値を、前記パルスシェイパー（２２）の最適
   スライスレベルとして決定することを特徴としたディス
   ク装置のスライスレベル自動調整方法。
5. 【請求項５】 前記スライスレベルの振幅マージンを、
   ヘッド別、シリンダ別に求め、 前記パルスシェイパー（２２）の最適スライスレベル
   を、ヘッド別、シリンダ別に決定することを特徴とした
   請求項４記載のディスク装置のスライスレベル自動調整
   方法。