JP3071142B2 - サンプルされた振幅リードチャネルにおけるコスト削減された補間されたタイミングリカバリ - Google Patents
サンプルされた振幅リードチャネルにおけるコスト削減された補間されたタイミングリカバリInfo
- Publication number
- JP3071142B2 JP3071142B2 JP8120707A JP12070796A JP3071142B2 JP 3071142 B2 JP3071142 B2 JP 3071142B2 JP 8120707 A JP8120707 A JP 8120707A JP 12070796 A JP12070796 A JP 12070796A JP 3071142 B2 JP3071142 B2 JP 3071142B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sampling
- channel
- read channel
- sampled
- matrix
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims description 63
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 title claims description 16
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 123
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 54
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 48
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 20
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 13
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 5
- 238000001413 far-infrared spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000007476 Maximum Likelihood Methods 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 3
- 101710162828 Flavin-dependent thymidylate synthase Proteins 0.000 description 2
- 101710135409 Probable flavin-dependent thymidylate synthase Proteins 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- VIFIHLXNOOCGLJ-UHFFFAOYSA-N trichloro(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyl)silane Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)CC[Si](Cl)(Cl)Cl VIFIHLXNOOCGLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101000606504 Drosophila melanogaster Tyrosine-protein kinase-like otk Proteins 0.000 description 1
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/0016—Arrangements for synchronising receiver with transmitter correction of synchronization errors
- H04L7/002—Arrangements for synchronising receiver with transmitter correction of synchronization errors correction by interpolation
- H04L7/0029—Arrangements for synchronising receiver with transmitter correction of synchronization errors correction by interpolation interpolation of received data signal
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
- G11B20/10—Digital recording or reproducing
- G11B20/10009—Improvement or modification of read or write signals
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
- G11B20/10—Digital recording or reproducing
- G11B20/10009—Improvement or modification of read or write signals
- G11B20/10037—A/D conversion, D/A conversion, sampling, slicing and digital quantisation or adjusting parameters thereof
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
- G11B20/10—Digital recording or reproducing
- G11B20/10009—Improvement or modification of read or write signals
- G11B20/10046—Improvement or modification of read or write signals filtering or equalising, e.g. setting the tap weights of an FIR filter
- G11B20/10055—Improvement or modification of read or write signals filtering or equalising, e.g. setting the tap weights of an FIR filter using partial response filtering when writing the signal to the medium or reading it therefrom
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
- G11B20/10—Digital recording or reproducing
- G11B20/10009—Improvement or modification of read or write signals
- G11B20/10046—Improvement or modification of read or write signals filtering or equalising, e.g. setting the tap weights of an FIR filter
- G11B20/10055—Improvement or modification of read or write signals filtering or equalising, e.g. setting the tap weights of an FIR filter using partial response filtering when writing the signal to the medium or reading it therefrom
- G11B20/10064—EEPR4 or E2PR4, i.e. extended partial response class 4, polynomial (1-D)*(1+D)3
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
- G11B20/10—Digital recording or reproducing
- G11B20/10009—Improvement or modification of read or write signals
- G11B20/10046—Improvement or modification of read or write signals filtering or equalising, e.g. setting the tap weights of an FIR filter
- G11B20/10055—Improvement or modification of read or write signals filtering or equalising, e.g. setting the tap weights of an FIR filter using partial response filtering when writing the signal to the medium or reading it therefrom
- G11B20/10074—EPR4, i.e. extended partial response class 4, polynomial (1-D) *(1+D)2
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
- G11B20/10—Digital recording or reproducing
- G11B20/14—Digital recording or reproducing using self-clocking codes
- G11B20/1403—Digital recording or reproducing using self-clocking codes characterised by the use of two levels
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
- G11B20/10—Digital recording or reproducing
- G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
- G11B20/1217—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs
- G11B20/1258—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs where blocks are arranged within multiple radial zones, e.g. Zone Bit Recording or Constant Density Recording discs, MCAV discs, MCLV discs
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
- G11B20/10—Digital recording or reproducing
- G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
- G11B20/1217—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs
- G11B2020/1218—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs wherein the formatting concerns a specific area of the disc
- G11B2020/1232—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs wherein the formatting concerns a specific area of the disc sector, i.e. the minimal addressable physical data unit
- G11B2020/1234—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs wherein the formatting concerns a specific area of the disc sector, i.e. the minimal addressable physical data unit wherein the sector is a headerless sector, i.e. it does not comprise an ID field
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
- H04L7/041—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal
- H04L2007/047—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal using a sine signal or unmodulated carrier
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Algebra (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
- Digital Magnetic Recording (AREA)
Description
【0001】
【発明の分野】本発明はディジタルコンピュータ用の磁
気記憶システムの制御に関しており、特に補間されたタ
イミングリカバリを採用する、サンプリングされた振幅
リードチャネルに関する。
気記憶システムの制御に関しており、特に補間されたタ
イミングリカバリを採用する、サンプリングされた振幅
リードチャネルに関する。
【0002】
【発明の背景】コンピュータ用の磁気記憶システムにお
いて、ディジタルデータは、リード/ライトヘッドコイ
ル中の電流を変調するようにはたらき、その結果、対応
する磁束の遷移のシーケンスが磁気媒体の表面上に、同
心円状であり、かつ半径方向に間隔が設けられているト
ラックのかたちで所定のボーレートで書き込まれる。こ
の記録されたデータを読み出すときに、リード/ライト
ヘッドは、磁気媒体の上を再び通過し、磁気的な遷移を
極性が交互に変わるアナログ信号のパルスに変換する。
これらのパルスは、それからリードチャネル回路によっ
て復号化されてディジタルデータを再生する。
いて、ディジタルデータは、リード/ライトヘッドコイ
ル中の電流を変調するようにはたらき、その結果、対応
する磁束の遷移のシーケンスが磁気媒体の表面上に、同
心円状であり、かつ半径方向に間隔が設けられているト
ラックのかたちで所定のボーレートで書き込まれる。こ
の記録されたデータを読み出すときに、リード/ライト
ヘッドは、磁気媒体の上を再び通過し、磁気的な遷移を
極性が交互に変わるアナログ信号のパルスに変換する。
これらのパルスは、それからリードチャネル回路によっ
て復号化されてディジタルデータを再生する。
【0003】パルスをディジタルシーケンスに復号化す
ることは、従来のアナログリードチャネルにおける簡単
なピーク検出器によりおこなわれたり、最近の設計のよ
うに、サンプリングされた振幅リードチャネルにおける
離散時間シーケンス検出器によりおこなわれたりする。
離散時間シーケンス検出器は、簡単なアナログパルス検
出器よりも好ましい。なぜなら、離散時間シーケンス検
出器は、符号間干渉(ISI)を補償することができ、
ノイズの影響を受けにくいからである。その結果、離散
時間シーケンス検出器は記憶システムの容量を増大さ
せ、その信頼性をより高めることができる。
ることは、従来のアナログリードチャネルにおける簡単
なピーク検出器によりおこなわれたり、最近の設計のよ
うに、サンプリングされた振幅リードチャネルにおける
離散時間シーケンス検出器によりおこなわれたりする。
離散時間シーケンス検出器は、簡単なアナログパルス検
出器よりも好ましい。なぜなら、離散時間シーケンス検
出器は、符号間干渉(ISI)を補償することができ、
ノイズの影響を受けにくいからである。その結果、離散
時間シーケンス検出器は記憶システムの容量を増大さ
せ、その信頼性をより高めることができる。
【0004】公知の離散時間シーケンス検出方法として
は、離散時間パルス検出(DPD)、ビタビ検出を用い
たパーシャルレスポンス(PR)、最尤シーケンス検出
(MLSD)、判定帰還等化(DFE)、改善された判
定帰還等化(EDFE)、および判定帰還を用いた固定
遅延ツリー検索(FDTS/DF)などが挙げられる。
は、離散時間パルス検出(DPD)、ビタビ検出を用い
たパーシャルレスポンス(PR)、最尤シーケンス検出
(MLSD)、判定帰還等化(DFE)、改善された判
定帰還等化(EDFE)、および判定帰還を用いた固定
遅延ツリー検索(FDTS/DF)などが挙げられる。
【0005】従来のピーク検出スキームにおいて、アナ
ログ回路は、閾値をクロスすることに関する情報あるい
は微分係数情報に応答して、リードヘッドにより生成さ
れた連続時間アナログ信号におけるピークを検出する。
このアナログリード信号は、複数のビットセル期間に
「セグメント化」され、これらの時間セグメントの間で
解釈される。あるビットセル期間内にピークが存在する
と、「1」ビットとして検出され、一方、そのビットセ
ル期間内にピークが存在しない時には、「0」ビットと
して検出される。検出時に最も誤差が発生しやすいの
は、これらのビットセルがアナログパルスデータと正し
く一致していないときである。そこで、このような検出
誤差を最小限にとどめるために、ピークが平均的にビッ
トセルの中心に発生するようにタイミングリカバリを用
いてこれらのビットセル期間を調整する。タイミング情
報が得られるのはピークが検出された時だけなので、入
力されたデータストリームは通常、ランレングス制限
(RLL)され、連続する「0」ビットの数が制限され
る。
ログ回路は、閾値をクロスすることに関する情報あるい
は微分係数情報に応答して、リードヘッドにより生成さ
れた連続時間アナログ信号におけるピークを検出する。
このアナログリード信号は、複数のビットセル期間に
「セグメント化」され、これらの時間セグメントの間で
解釈される。あるビットセル期間内にピークが存在する
と、「1」ビットとして検出され、一方、そのビットセ
ル期間内にピークが存在しない時には、「0」ビットと
して検出される。検出時に最も誤差が発生しやすいの
は、これらのビットセルがアナログパルスデータと正し
く一致していないときである。そこで、このような検出
誤差を最小限にとどめるために、ピークが平均的にビッ
トセルの中心に発生するようにタイミングリカバリを用
いてこれらのビットセル期間を調整する。タイミング情
報が得られるのはピークが検出された時だけなので、入
力されたデータストリームは通常、ランレングス制限
(RLL)され、連続する「0」ビットの数が制限され
る。
【0006】データの密度を高めようとして同心状の複
数のデータトラック上に複数のパルスをより密に詰め込
んでも、符号間干渉や、間隔の狭くなって互いにオーバ
ーラップするパルスによってリード信号にもたらされる
歪みが原因で、検出誤差はやはり発生する。この干渉が
もとで、ビットセルのピークがそのセル内からシフトし
たり、そのピークの大きさが低下したりして、検出誤差
が結果として起こってしまう。ISIの影響は、データ
密度を低くすることによって、または、「1」ビットと
「1」ビットとの間の「0」ビットの数が確実に最小と
なるような符号化スキームを用いることによって抑える
ことができる。例えば、ランレングス制限(RLL)さ
れた符号(d、k)は、「1」ビットと「1」ビットと
の間の「0」ビットの最小数をdに制限し、連続する
「0」ビットの最大数をkに制限する。典型的なRLL
(1、7)2/3レート符号は、8ビットのデータワー
ドを12ビットのコードワードに符号化し、(1、7)
制約を満たす。
数のデータトラック上に複数のパルスをより密に詰め込
んでも、符号間干渉や、間隔の狭くなって互いにオーバ
ーラップするパルスによってリード信号にもたらされる
歪みが原因で、検出誤差はやはり発生する。この干渉が
もとで、ビットセルのピークがそのセル内からシフトし
たり、そのピークの大きさが低下したりして、検出誤差
が結果として起こってしまう。ISIの影響は、データ
密度を低くすることによって、または、「1」ビットと
「1」ビットとの間の「0」ビットの数が確実に最小と
なるような符号化スキームを用いることによって抑える
ことができる。例えば、ランレングス制限(RLL)さ
れた符号(d、k)は、「1」ビットと「1」ビットと
の間の「0」ビットの最小数をdに制限し、連続する
「0」ビットの最大数をkに制限する。典型的なRLL
(1、7)2/3レート符号は、8ビットのデータワー
ドを12ビットのコードワードに符号化し、(1、7)
制約を満たす。
【0007】ビタビ検出を用いたパーシャルレスポンス
(PR)などのサンプリングされた振幅検出は、符号間
干渉を補償することによってデータ密度を高めることを
可能にする。従来のピーク検出システムとは異なり、サ
ンプリングされた振幅による記録は、パルスデータの実
際の値を離散した時間間隔で解釈することによってディ
ジタルデータを検出することができる。アナログパルス
はそのボーレート(符号ビットレート)でサンプリング
され、これらの離散時間サンプリング値からディジタル
データが検出される。例えばビタビ検出器などの離散時
間シーケンス検出器は、それらの離散時間サンプリング
値を文脈に従って解釈することによって、そのデータに
ついて最尤シーケンスを決める。このようにして、IS
Iの影響を、検出処理時に考慮に入れることができる。
その結果、検出誤差が発生する可能性を低くすることが
できる。これによって、従来のアナログピーク検出リー
ドチャネルに比べて、有効な信号対雑音比を増大させる
ことができ、また、ある与えられた(d、k)制約に対
してはるかに高いデータ密度を実現することができる。
(PR)などのサンプリングされた振幅検出は、符号間
干渉を補償することによってデータ密度を高めることを
可能にする。従来のピーク検出システムとは異なり、サ
ンプリングされた振幅による記録は、パルスデータの実
際の値を離散した時間間隔で解釈することによってディ
ジタルデータを検出することができる。アナログパルス
はそのボーレート(符号ビットレート)でサンプリング
され、これらの離散時間サンプリング値からディジタル
データが検出される。例えばビタビ検出器などの離散時
間シーケンス検出器は、それらの離散時間サンプリング
値を文脈に従って解釈することによって、そのデータに
ついて最尤シーケンスを決める。このようにして、IS
Iの影響を、検出処理時に考慮に入れることができる。
その結果、検出誤差が発生する可能性を低くすることが
できる。これによって、従来のアナログピーク検出リー
ドチャネルに比べて、有効な信号対雑音比を増大させる
ことができ、また、ある与えられた(d、k)制約に対
してはるかに高いデータ密度を実現することができる。
【0008】サンプリングされた振幅技術をディジタル
通信チャネルに適用した例は、既に多くの文献に記載さ
れている。例えば、Y.KabalおよびS.Pasu
pathyの「パーシャルレスポンス信号化」、IEE
E Trans.Commun.Tech.、第COM
−23巻、第921〜934頁、1975年9月、Ed
ward A.LeeおよびDavid G.Messe
rschmittの「ディジタル通信」、Kluwer
Academic Publishers、Bosto
n、1990年、およびG.D.Forney,Jr.
の「ビタビアルゴリズム」、Proc.IEEE、第6
1巻、第268〜278頁、1973年3月などを参照
のこと。
通信チャネルに適用した例は、既に多くの文献に記載さ
れている。例えば、Y.KabalおよびS.Pasu
pathyの「パーシャルレスポンス信号化」、IEE
E Trans.Commun.Tech.、第COM
−23巻、第921〜934頁、1975年9月、Ed
ward A.LeeおよびDavid G.Messe
rschmittの「ディジタル通信」、Kluwer
Academic Publishers、Bosto
n、1990年、およびG.D.Forney,Jr.
の「ビタビアルゴリズム」、Proc.IEEE、第6
1巻、第268〜278頁、1973年3月などを参照
のこと。
【0009】サンプリングされた振幅技術を磁気記憶シ
ステムに適用した例も、既に多くの文献に記載されてい
る。例えば、Roy D.Cideciyan、Fra
ncois Dolivo、Walter Hirtおよ
びWolfgang Schottの「ディジタル磁気
記録用PRMLシステム」、IEEE Journal
on Selected Areas in Commun
ications、第10巻、第1号、1992年1
月、第38〜56頁、Woodらの「磁気記録チャネル
上のクラスIVパーシャルレスポンスのビタビ検出」、
IEEE Trans.Commun.、第Com−3
4巻、第5号、第454〜461頁、1986年5月、
Cokerらの「リジッドディスクドライブにおけるP
RMLの実施」、IEEE Trans.on Magn
etics、第27巻、第6号、1991年11月、C
arleyらの「FDTS/DFシーケンス検出を後に
おこなう適応連続時間等化」、Digest of Th
e Magnetic Recording Confe
rence、1994年8月15〜17日、第C3頁、
Moonらの「判定帰還を用いた固定遅延ツリー検索用
の複雑さの制限された等化器設計」、IEEE Tra
ns.on Magnetics、第30巻、第5号、
1994年9月、Abbottらの「磁気記憶チャネル
の適応判定帰還等化用のタイミングリカバリ」、Glo
becom’90 IEEE Global Telec
ommunications Conference1
990、 San Diego、CA、1990年11
月、第1794〜1799頁、Abbottらの「等化
およびオフトラック干渉を用いたディジタル磁気記録の
性能」、IEEE Transactions on M
agnetics、第27巻、第1号、1991年1
月、Cioffiらの「磁気ディスク記憶チャネルにお
ける適応等化」、IEEE Communicatio
n Magazine、1990年2月、およびRog
er Woodの「改善された判定帰還等化」、Int
ermag’90などを参照のこと。
ステムに適用した例も、既に多くの文献に記載されてい
る。例えば、Roy D.Cideciyan、Fra
ncois Dolivo、Walter Hirtおよ
びWolfgang Schottの「ディジタル磁気
記録用PRMLシステム」、IEEE Journal
on Selected Areas in Commun
ications、第10巻、第1号、1992年1
月、第38〜56頁、Woodらの「磁気記録チャネル
上のクラスIVパーシャルレスポンスのビタビ検出」、
IEEE Trans.Commun.、第Com−3
4巻、第5号、第454〜461頁、1986年5月、
Cokerらの「リジッドディスクドライブにおけるP
RMLの実施」、IEEE Trans.on Magn
etics、第27巻、第6号、1991年11月、C
arleyらの「FDTS/DFシーケンス検出を後に
おこなう適応連続時間等化」、Digest of Th
e Magnetic Recording Confe
rence、1994年8月15〜17日、第C3頁、
Moonらの「判定帰還を用いた固定遅延ツリー検索用
の複雑さの制限された等化器設計」、IEEE Tra
ns.on Magnetics、第30巻、第5号、
1994年9月、Abbottらの「磁気記憶チャネル
の適応判定帰還等化用のタイミングリカバリ」、Glo
becom’90 IEEE Global Telec
ommunications Conference1
990、 San Diego、CA、1990年11
月、第1794〜1799頁、Abbottらの「等化
およびオフトラック干渉を用いたディジタル磁気記録の
性能」、IEEE Transactions on M
agnetics、第27巻、第1号、1991年1
月、Cioffiらの「磁気ディスク記憶チャネルにお
ける適応等化」、IEEE Communicatio
n Magazine、1990年2月、およびRog
er Woodの「改善された判定帰還等化」、Int
ermag’90などを参照のこと。
【0010】従来のピーク検出システムと同様に、サン
プリングされた振幅検出においても、ディジタルシーケ
ンスを正確に抽出するためにはタイミングリカバリが必
要である。ピーク検出システムにおいておこなわれてい
るように、各ピークがビットセル期間のそれぞれの中心
に一致するように連続的な信号処理をおこなうのではな
く、サンプリングされた振幅システムは、複数のパルス
サンプリング値をボーレートに対して同期させる。従来
の技術によるサンプリングされた振幅リードチャネルに
おいて、タイミングリカバリは、信号サンプリング値と
推定されたサンプリング値との間の誤差を最小化するこ
とによって、サンプリングクロックを同期させる。パル
ス検出器、つまりスライサは、リード信号サンプリング
値から推定されたサンプリング値を決める。たとえIS
Iが存在していても、これらのサンプリング値は推定可
能であり、また、これらのサンプリング値は、信号サン
プリング値を併用することによって、判定指向帰還シス
テムにおいてアナログパルスのサンプリングの同期をと
ることにも用いることができる。
プリングされた振幅検出においても、ディジタルシーケ
ンスを正確に抽出するためにはタイミングリカバリが必
要である。ピーク検出システムにおいておこなわれてい
るように、各ピークがビットセル期間のそれぞれの中心
に一致するように連続的な信号処理をおこなうのではな
く、サンプリングされた振幅システムは、複数のパルス
サンプリング値をボーレートに対して同期させる。従来
の技術によるサンプリングされた振幅リードチャネルに
おいて、タイミングリカバリは、信号サンプリング値と
推定されたサンプリング値との間の誤差を最小化するこ
とによって、サンプリングクロックを同期させる。パル
ス検出器、つまりスライサは、リード信号サンプリング
値から推定されたサンプリング値を決める。たとえIS
Iが存在していても、これらのサンプリング値は推定可
能であり、また、これらのサンプリング値は、信号サン
プリング値を併用することによって、判定指向帰還シス
テムにおいてアナログパルスのサンプリングの同期をと
ることにも用いることができる。
【0011】通常、位相同期ループ(PLL)を用いる
ことによって、判定指向帰還システムは、サンプリング
された振幅リードチャネルにおいてタイミングリカバリ
の制御をおこなうことができる。位相検出器は、推定さ
れたサンプリング値とリード信号サンプリング値との間
の差に基づいて位相誤差を生成する。ループフィルタ
は、この位相誤差をフィルタリングする。そして、フィ
ルタリングされた位相誤差は、チャネルサンプリング値
をボーレートに対して同期させるように作用する。
ことによって、判定指向帰還システムは、サンプリング
された振幅リードチャネルにおいてタイミングリカバリ
の制御をおこなうことができる。位相検出器は、推定さ
れたサンプリング値とリード信号サンプリング値との間
の差に基づいて位相誤差を生成する。ループフィルタ
は、この位相誤差をフィルタリングする。そして、フィ
ルタリングされた位相誤差は、チャネルサンプリング値
をボーレートに対して同期させるように作用する。
【0012】従来の技術によるタイミングリカバリ方法
において、位相誤差は、典型的には可変周波数発振器
(VFO)の出力であるサンプリングクロックの周波数
を調整する。VFOの出力は、例えばアナログ・ディジ
タル(A/D)変換器といったサンプリングデバイスを
制御することによって、パルスサンプリング値をボーレ
ートに対して同期させる。
において、位相誤差は、典型的には可変周波数発振器
(VFO)の出力であるサンプリングクロックの周波数
を調整する。VFOの出力は、例えばアナログ・ディジ
タル(A/D)変換器といったサンプリングデバイスを
制御することによって、パルスサンプリング値をボーレ
ートに対して同期させる。
【0013】また、従来の技術によるタイミングリカバ
リ方法においては、ディジタルデータを表現するアナロ
グパルスに対して所望のサンプリング周波数が得られる
ように、また、その周波数をより効率よくトラッキング
できるように、まずPLLを基準サンプリング周波数、
つまり定格サンプリング周波数にロックさせるのが有効
である。定格サンプリング周波数とはボーレートのこと
であり、データが媒体上に書き込まれた時のレートであ
る。したがって、基準にロックさせる方法の一例とし
て、ライトVFOの出力(ライトクロック)に対して正
弦信号を発生し、その信号をPLL中に注入する方法が
あげられる。いったん基準周波数にロックされると、媒
体上に記録された正弦波状アクイジションプリアンブル
に応じて波形のサンプリング同期をとるために、PLL
への入力は、ライトクロックから、リードヘッドからの
信号へと切り替わる。
リ方法においては、ディジタルデータを表現するアナロ
グパルスに対して所望のサンプリング周波数が得られる
ように、また、その周波数をより効率よくトラッキング
できるように、まずPLLを基準サンプリング周波数、
つまり定格サンプリング周波数にロックさせるのが有効
である。定格サンプリング周波数とはボーレートのこと
であり、データが媒体上に書き込まれた時のレートであ
る。したがって、基準にロックさせる方法の一例とし
て、ライトVFOの出力(ライトクロック)に対して正
弦信号を発生し、その信号をPLL中に注入する方法が
あげられる。いったん基準周波数にロックされると、媒
体上に記録された正弦波状アクイジションプリアンブル
に応じて波形のサンプリング同期をとるために、PLL
への入力は、ライトクロックから、リードヘッドからの
信号へと切り替わる。
【0014】タイミングリカバリ用のアクイジションモ
ードおよびトラッキングモードは、磁気ディスクのデー
タフォーマットに関連する。図2は、複数の同心円状デ
ータトラック13を有する磁気ディスクを示す。ここ
で、各データトラック13は複数のセクタ15からな
る。サーボフィールド17がセクタ15中に埋め込まれ
ており、リード/ライトヘッドのトラックおよびセクタ
位置を制御し、ベリファイするために用いられる。図3
は、アクイジションプリアンブル68、シンクマーク7
0およびユーザデータ72を有するセクタ15のフォー
マットを示す。アクイジションプリアンブルは、タイミ
ングリカバリが、ユーザデータを読み出す以前に所望の
サンプリング位相および周波数を獲得することを可能に
する所定のシーケンスである。これらが獲得された後、
ユーザデータを表現するアナログパルスに対して所望の
サンプリング位相および周波数をトラッキングするため
に、PLLはトラッキングモードに切り替わる。シンク
マークは、ユーザデータの始まりを信号で伝える。ユー
ザデータ用により大きな記憶領域を許容するためには、
図3に示すように、アクイジションプリアンブルは短い
のが望ましい。
ードおよびトラッキングモードは、磁気ディスクのデー
タフォーマットに関連する。図2は、複数の同心円状デ
ータトラック13を有する磁気ディスクを示す。ここ
で、各データトラック13は複数のセクタ15からな
る。サーボフィールド17がセクタ15中に埋め込まれ
ており、リード/ライトヘッドのトラックおよびセクタ
位置を制御し、ベリファイするために用いられる。図3
は、アクイジションプリアンブル68、シンクマーク7
0およびユーザデータ72を有するセクタ15のフォー
マットを示す。アクイジションプリアンブルは、タイミ
ングリカバリが、ユーザデータを読み出す以前に所望の
サンプリング位相および周波数を獲得することを可能に
する所定のシーケンスである。これらが獲得された後、
ユーザデータを表現するアナログパルスに対して所望の
サンプリング位相および周波数をトラッキングするため
に、PLLはトラッキングモードに切り替わる。シンク
マークは、ユーザデータの始まりを信号で伝える。ユー
ザデータ用により大きな記憶領域を許容するためには、
図3に示すように、アクイジションプリアンブルは短い
のが望ましい。
【0015】ゾーン別記録は、内径トラックと外径トラ
ックとの間の予め規定された複数のゾーンに互いに異な
るレートでユーザデータを記録することによって記憶密
度を高めるための、当該分野では公知の技術である。外
径トラックにおいては、円周記録領域が大きくなり、か
つ符号間干渉が弱まるので、データレートを高くするこ
とができる。これによって、図2に示すように、より多
くのデータを外径トラック上に記録することができる。
図2において、ディスクは、1トラック当たり14個の
データセクタを有する外部ゾーン11と、1トラック当
たり7個のデータセクタを有する内部ゾーン27と、に
区分されている。実用上、ディスクは、データレートを
さまざまに変化させることによって、実際にいくかのゾ
ーンに区分することができる。
ックとの間の予め規定された複数のゾーンに互いに異な
るレートでユーザデータを記録することによって記憶密
度を高めるための、当該分野では公知の技術である。外
径トラックにおいては、円周記録領域が大きくなり、か
つ符号間干渉が弱まるので、データレートを高くするこ
とができる。これによって、図2に示すように、より多
くのデータを外径トラック上に記録することができる。
図2において、ディスクは、1トラック当たり14個の
データセクタを有する外部ゾーン11と、1トラック当
たり7個のデータセクタを有する内部ゾーン27と、に
区分されている。実用上、ディスクは、データレートを
さまざまに変化させることによって、実際にいくかのゾ
ーンに区分することができる。
【0016】実際の信号サンプリング値、および、シン
ボルごとの判定により得られた推定された信号サンプリ
ング値から計算された位相誤差に基づいて、サンプリン
グ周波数/位相を獲得し、かつトラッキングする先行技
術もまた公知である。K.H.Muellerおよび
M.Muellerによる「ディジタル同期受信機にお
けるタイミングリカバリ」、IEEETransact
ionsonCommunications、第Com
−24巻(1976)、第516〜531頁を参照のこ
と。「シンクロナスパーシャルレスポンス記録用の改善
されたタイミングリカバリ」と題された同時係属中の米
国特許出願第08/701,572号は、Muelle
r&Muellerの確率勾配方法を改善した方法を開
示している。このタイミングリカバリ方法では、d=0
のPR4パーシャルレスポンス記録チャネルに通常用い
られているスライサが、信号サンプリング値を所定の閾
値と比較することによってサンプリング値を推定する。
信号サンプリング値と、推定されたサンプリング値と、
の間の平均自乗誤差を最小化する確率勾配回路は、位相
誤差を生成することによってVFOの周波数を制御す
る。他の関連技術として、米国特許第5,424,88
1号の「シンクロナスリードチャンネル」が挙げられ
る。
ボルごとの判定により得られた推定された信号サンプリ
ング値から計算された位相誤差に基づいて、サンプリン
グ周波数/位相を獲得し、かつトラッキングする先行技
術もまた公知である。K.H.Muellerおよび
M.Muellerによる「ディジタル同期受信機にお
けるタイミングリカバリ」、IEEETransact
ionsonCommunications、第Com
−24巻(1976)、第516〜531頁を参照のこ
と。「シンクロナスパーシャルレスポンス記録用の改善
されたタイミングリカバリ」と題された同時係属中の米
国特許出願第08/701,572号は、Muelle
r&Muellerの確率勾配方法を改善した方法を開
示している。このタイミングリカバリ方法では、d=0
のPR4パーシャルレスポンス記録チャネルに通常用い
られているスライサが、信号サンプリング値を所定の閾
値と比較することによってサンプリング値を推定する。
信号サンプリング値と、推定されたサンプリング値と、
の間の平均自乗誤差を最小化する確率勾配回路は、位相
誤差を生成することによってVFOの周波数を制御す
る。他の関連技術として、米国特許第5,424,88
1号の「シンクロナスリードチャンネル」が挙げられ
る。
【0017】「同期波形サンプリング用のタイミングリ
カバリ回路」と題された米国特許第5,359,631
号は、サンプリングされた振幅リードチャネルにおける
さらに別のタイミングリカバリ方法を開示している。こ
の方法では、d=1のEPR4またはEEPR4パーシ
ャルレスポンス記録チャネルに通常用いられているパル
ス検出器が、推定されたサンプリング値を決定できるよ
うに動作する。ここでも、確率勾配回路は、推定された
サンプリング値と信号サンプリング値とを併用すること
によって位相誤差を生成し、それによって判定指向帰還
システムにおいてサンプリングクロックを調整する。
カバリ回路」と題された米国特許第5,359,631
号は、サンプリングされた振幅リードチャネルにおける
さらに別のタイミングリカバリ方法を開示している。こ
の方法では、d=1のEPR4またはEEPR4パーシ
ャルレスポンス記録チャネルに通常用いられているパル
ス検出器が、推定されたサンプリング値を決定できるよ
うに動作する。ここでも、確率勾配回路は、推定された
サンプリング値と信号サンプリング値とを併用すること
によって位相誤差を生成し、それによって判定指向帰還
システムにおいてサンプリングクロックを調整する。
【0018】タイミングリカバリループフィルタは、判
定指向帰還システムのダイナミックスを制御する。した
がって、ループフィルタ係数を調整することによって、
所望の過渡応答および所望のトラッキング精度を実現す
ることができる。トラッキング精度を良好にするために
は、位相雑音および利得変動を減衰させることができる
ようにループ帯域幅は小さくすべきである。アクイジシ
ョン時には、高速な過渡応答を実現するために、ループ
帯域幅はできるだけ広く、しかも不安定にならないよう
にすべきである。高速な過渡応答によりアクイジション
時間を短縮することができ、その結果、アクイジション
プリアンブルの必要な長さを最小化することが可能にな
る。
定指向帰還システムのダイナミックスを制御する。した
がって、ループフィルタ係数を調整することによって、
所望の過渡応答および所望のトラッキング精度を実現す
ることができる。トラッキング精度を良好にするために
は、位相雑音および利得変動を減衰させることができる
ようにループ帯域幅は小さくすべきである。アクイジシ
ョン時には、高速な過渡応答を実現するために、ループ
帯域幅はできるだけ広く、しかも不安定にならないよう
にすべきである。高速な過渡応答によりアクイジション
時間を短縮することができ、その結果、アクイジション
プリアンブルの必要な長さを最小化することが可能にな
る。
【0019】PLLに可変周波数発振器を用いてパルス
のサンプリング同期をとる、上述した各種タイミングリ
カバリ方法には、いくつかの問題があることが判明して
いる。例えば、ライトVFOの動作周波数とサンプリン
グVFOの動作周波数との間のわずかな差がクロストー
クをもたらし、そのクロストークがタイミングリカバリ
の性能を低下させてしまう。また、埋め込まれたサーボ
データの同期検出をおこなうためには、そのサーボデー
タを読み出す際にサンプリングVFOの中心動作周波数
を生成する別のサーボVFOが新たに必要になる(「ユ
ーザデータおよび埋め込みサーボデータを磁気媒体から
読み出すためのサンプリングされた振幅リードチャネ
ル」と題する、既に参照した同時係属中の米国特許出願
第08/440,515号を参照のこと)。従来のPL
Lタイミングリカバリに付随して発生するさらに別の問
題は、サンプリングデバイスおよび離散時間等化フィル
タに固有の遅延である。そのような遅延は、タイミング
ループを不安定なものにしてしまう。したがって、レイ
テンシを考慮に入れれば、サンプリングデバイスのコス
トおよび複雑さが増大することになり、また、等化フィ
ルタの有効性が低下することにもなる。より複雑な離散
時間等化フィルタを用いることによってタイミングルー
プよりも前にサンプリング値を等化することは可能では
あるが、その場合、サンプリングPLLを用いて処理を
おこなうためには、フィルタの出力において離散時間を
連続時間に再構成することが必要になる。
のサンプリング同期をとる、上述した各種タイミングリ
カバリ方法には、いくつかの問題があることが判明して
いる。例えば、ライトVFOの動作周波数とサンプリン
グVFOの動作周波数との間のわずかな差がクロストー
クをもたらし、そのクロストークがタイミングリカバリ
の性能を低下させてしまう。また、埋め込まれたサーボ
データの同期検出をおこなうためには、そのサーボデー
タを読み出す際にサンプリングVFOの中心動作周波数
を生成する別のサーボVFOが新たに必要になる(「ユ
ーザデータおよび埋め込みサーボデータを磁気媒体から
読み出すためのサンプリングされた振幅リードチャネ
ル」と題する、既に参照した同時係属中の米国特許出願
第08/440,515号を参照のこと)。従来のPL
Lタイミングリカバリに付随して発生するさらに別の問
題は、サンプリングデバイスおよび離散時間等化フィル
タに固有の遅延である。そのような遅延は、タイミング
ループを不安定なものにしてしまう。したがって、レイ
テンシを考慮に入れれば、サンプリングデバイスのコス
トおよび複雑さが増大することになり、また、等化フィ
ルタの有効性が低下することにもなる。より複雑な離散
時間等化フィルタを用いることによってタイミングルー
プよりも前にサンプリング値を等化することは可能では
あるが、その場合、サンプリングPLLを用いて処理を
おこなうためには、フィルタの出力において離散時間を
連続時間に再構成することが必要になる。
【0020】したがって、サンプリングVFO周波数に
非常に近接したライトVFO周波数に付随して発生する
クロストーク現象を起こすことのないサンプリングされ
た振幅記録用の新しいリカバリ技術が必要とされてい
る。また、埋め込みサーボデータを読み出すに当たって
新たなサーボVFOを用いなくてもいいようにすること
も目的の1つである。また、さらに別の目的は、サンプ
リングデバイスおよび離散時間等化フィルタ、ならびに
それらに付随するレイテンシをタイミングリカバリルー
プから排除することである。
非常に近接したライトVFO周波数に付随して発生する
クロストーク現象を起こすことのないサンプリングされ
た振幅記録用の新しいリカバリ技術が必要とされてい
る。また、埋め込みサーボデータを読み出すに当たって
新たなサーボVFOを用いなくてもいいようにすること
も目的の1つである。また、さらに別の目的は、サンプ
リングデバイスおよび離散時間等化フィルタ、ならびに
それらに付随するレイテンシをタイミングリカバリルー
プから排除することである。
【0021】
【発明の要旨】本発明の上記目的は、磁気記録用のサン
プリングされた振幅リードチャネルに、サンプリングタ
イミングリカバリループではなく、補間式タイミングリ
カバリループを導入することによって達成される。ライ
トVFOは、磁気媒体上のある選択されたゾーンに対し
て所定のボーレートでディジタルデータを書き込むため
のライトクロックを発生する。また読み出し時には、ラ
イトVFOは、書き込み周波数よりもわずかに高い周波
数でサンプリングクロックを発生する。サンプリングデ
バイスは、そのサンプリングクロックレートでアナログ
リード信号をサンプリングし、それによって、ボーレー
トに対して同期させられていない離散時間チャネルサン
プリング値のシーケンスを生成する。これらのチャネル
サンプリング値は、所定のパーシャルレスポンス(PR
4、EPR4、EEPR4など)に従って離散時間等化
フィルタにより等化される。補間式タイミングリカバリ
回路は、等化されたチャネルサンプリング値に応答し
て、補間間隔τを計算し、かつその間隔に応じて、実質
的にボーレートに対して同期させられている補間された
サンプリング値を生成する。また、このタイミングリカ
バリ回路は、離散時間シーケンス検出器のクロックを合
わせるデータクロックを生成することによって、補間さ
れたサンプリング値からディジタルデータを検出する。
プリングされた振幅リードチャネルに、サンプリングタ
イミングリカバリループではなく、補間式タイミングリ
カバリループを導入することによって達成される。ライ
トVFOは、磁気媒体上のある選択されたゾーンに対し
て所定のボーレートでディジタルデータを書き込むため
のライトクロックを発生する。また読み出し時には、ラ
イトVFOは、書き込み周波数よりもわずかに高い周波
数でサンプリングクロックを発生する。サンプリングデ
バイスは、そのサンプリングクロックレートでアナログ
リード信号をサンプリングし、それによって、ボーレー
トに対して同期させられていない離散時間チャネルサン
プリング値のシーケンスを生成する。これらのチャネル
サンプリング値は、所定のパーシャルレスポンス(PR
4、EPR4、EEPR4など)に従って離散時間等化
フィルタにより等化される。補間式タイミングリカバリ
回路は、等化されたチャネルサンプリング値に応答し
て、補間間隔τを計算し、かつその間隔に応じて、実質
的にボーレートに対して同期させられている補間された
サンプリング値を生成する。また、このタイミングリカ
バリ回路は、離散時間シーケンス検出器のクロックを合
わせるデータクロックを生成することによって、補間さ
れたサンプリング値からディジタルデータを検出する。
【0022】この補間式タイミングリカバリは別個のサ
ンプリングVFOを用いていないので、ライトVFOと
の間のクロストークを避けることができる。また、埋め
込みサーボデータを読み出すに当たっても、別のサーボ
VFOは必要なくなる。なぜなら、この補間式タイミン
グリカバリは瞬時にサーボデータレートへとレート調整
することができるからである。さらに、サンプリングデ
バイスと離散時間等化フィルタをタイミングリカバリル
ープから排除することによって、それらに付随するレイ
テンシを回避することもできる。
ンプリングVFOを用いていないので、ライトVFOと
の間のクロストークを避けることができる。また、埋め
込みサーボデータを読み出すに当たっても、別のサーボ
VFOは必要なくなる。なぜなら、この補間式タイミン
グリカバリは瞬時にサーボデータレートへとレート調整
することができるからである。さらに、サンプリングデ
バイスと離散時間等化フィルタをタイミングリカバリル
ープから排除することによって、それらに付随するレイ
テンシを回避することもできる。
【0023】本発明の上記局面および利点、ならびにそ
の他の局面および利点は、添付の図面を参照しながら以
下に述べる本発明の詳細な説明を読むことによって、よ
りよく理解できるであろう。
の他の局面および利点は、添付の図面を参照しながら以
下に述べる本発明の詳細な説明を読むことによって、よ
りよく理解できるであろう。
【0024】
(従来のサンプリングされた振幅リードチャネル)図1
をここで参照すれば、従来のサンプリングされた振幅リ
ードチャネルの詳細なブロック図が示されている。書き
込み動作のあいだ、ユーザデータ2またはデータ生成器
4からのプリアンブルデータ(例えば2Tのプリアンブ
ルデータ)は、媒体上に書き込まれる。RLL制約条件
にしたがって、RLL符号化器6は、ユーザデータ2を
2進シーケンスb(n)8に符号化する。プリコーダ1
0は、記録チャネル18および等化フィルタの伝達関数
を補償し、プリコードされたシーケンス〜b(n)をつ
くるために2進シーケンスb(n)8をプリコードす
る。プリコードされたシーケンス〜b(n)12は、〜
b(n)=0をa(n)=−1に、かつ〜b(n)=1
をa(n)=+1に翻訳すること14によって、シンボ
ルa(n)16に変換される。ライト回路9は、シンボ
ルa(n)16に応答して、ボーレート1/Tで記録ヘ
ッドコイル中の電流を変調することによって、2進シー
ケンスを媒体上に記録する。周波数シンセサイザ52
は、ボーレートライトクロック54をライト回路9に供
給する。
をここで参照すれば、従来のサンプリングされた振幅リ
ードチャネルの詳細なブロック図が示されている。書き
込み動作のあいだ、ユーザデータ2またはデータ生成器
4からのプリアンブルデータ(例えば2Tのプリアンブ
ルデータ)は、媒体上に書き込まれる。RLL制約条件
にしたがって、RLL符号化器6は、ユーザデータ2を
2進シーケンスb(n)8に符号化する。プリコーダ1
0は、記録チャネル18および等化フィルタの伝達関数
を補償し、プリコードされたシーケンス〜b(n)をつ
くるために2進シーケンスb(n)8をプリコードす
る。プリコードされたシーケンス〜b(n)12は、〜
b(n)=0をa(n)=−1に、かつ〜b(n)=1
をa(n)=+1に翻訳すること14によって、シンボ
ルa(n)16に変換される。ライト回路9は、シンボ
ルa(n)16に応答して、ボーレート1/Tで記録ヘ
ッドコイル中の電流を変調することによって、2進シー
ケンスを媒体上に記録する。周波数シンセサイザ52
は、ボーレートライトクロック54をライト回路9に供
給する。
【0025】記録された2進シーケンスを媒体から読み
出すとき、タイミングリカバリ28は、まず、リードチ
ャネルへの入力としてマルチプレクサ60を通したライ
トクロック54を選択することによって書き込み周波数
にロックする。いったん書き込み周波数にロックされる
と、アクイジションプリアンブルを得るために、マルチ
プレクサ60は、リードヘッドからの信号19をリード
ヘッドからリードチャネルへの入力として選択する。可
変利得増幅器22は、アナログリード信号58の振幅を
調整し、アナログフィルタ20は、所望のレスポンスへ
と初期等化をおこなう。サンプリングデバイス24は、
アナログリード信号62をアナログフィルタ20からサ
ンプリングし、離散時間フィルタ26は、サンプリング
値25を所望のレスポンスへとさらに等化をおこなう。
例えばパーシャルレスポンス記録においては、所望のレ
スポンスは、しばしば表1から選択される。
出すとき、タイミングリカバリ28は、まず、リードチ
ャネルへの入力としてマルチプレクサ60を通したライ
トクロック54を選択することによって書き込み周波数
にロックする。いったん書き込み周波数にロックされる
と、アクイジションプリアンブルを得るために、マルチ
プレクサ60は、リードヘッドからの信号19をリード
ヘッドからリードチャネルへの入力として選択する。可
変利得増幅器22は、アナログリード信号58の振幅を
調整し、アナログフィルタ20は、所望のレスポンスへ
と初期等化をおこなう。サンプリングデバイス24は、
アナログリード信号62をアナログフィルタ20からサ
ンプリングし、離散時間フィルタ26は、サンプリング
値25を所望のレスポンスへとさらに等化をおこなう。
例えばパーシャルレスポンス記録においては、所望のレ
スポンスは、しばしば表1から選択される。
【0026】
【表1】
【0027】リード信号58の振幅と、サンプリングデ
バイス24の周波数および位相とを調整するために、等
化されたサンプリング値32は、判定指向利得制御50
と、タイミングリカバリ28とにそれぞれ与えられる。
等化されたサンプリング値32をボーレートに同期させ
るために、タイミングリカバリは、ライン23を介して
サンプリングデバイス24の周波数を調整する。温度、
電圧およびプロセスのばらつきに対してタイミングリカ
バリ周波数を所定の値に揃えるために、周波数シンセサ
イザ52は、コースセンター周波数の設定をライン64
を介してタイミングリカバリ回路28に与える。チャネ
ルデータレート(CDR)制御信号30は、シンセサイ
ザ52の周波数範囲を、現在のゾーンについてのデータ
レートにしたがって調整する。利得制御50は、ライン
21を介して可変利得増幅器22の利得を調整する。推
定された2進シーケンス^b(n)33を検出するため
に、等化されたサンプリング値Y(n)32は、最尤
(ML)ビタビシーケンス検出器のような、離散時間シ
ーケンス検出器34に送られる。RLL復号化器36
は、推定された2進シーケンス^b(n)33を推定さ
れたユーザデータ37に復号化する。RLL復号化器3
6の動作をフレームに同期させるために、データシンク
検出器66は、データセクタ15の中のシンクマーク7
0(図3に示す)を検出する。誤差がなければ、推定さ
れた2進シーケンス^b(n)33は、記録された2進
シーケンスb(n)8に等しく、復号化されたユーザデ
ータ37は、記録されたユーザデータ2に等しい。
バイス24の周波数および位相とを調整するために、等
化されたサンプリング値32は、判定指向利得制御50
と、タイミングリカバリ28とにそれぞれ与えられる。
等化されたサンプリング値32をボーレートに同期させ
るために、タイミングリカバリは、ライン23を介して
サンプリングデバイス24の周波数を調整する。温度、
電圧およびプロセスのばらつきに対してタイミングリカ
バリ周波数を所定の値に揃えるために、周波数シンセサ
イザ52は、コースセンター周波数の設定をライン64
を介してタイミングリカバリ回路28に与える。チャネ
ルデータレート(CDR)制御信号30は、シンセサイ
ザ52の周波数範囲を、現在のゾーンについてのデータ
レートにしたがって調整する。利得制御50は、ライン
21を介して可変利得増幅器22の利得を調整する。推
定された2進シーケンス^b(n)33を検出するため
に、等化されたサンプリング値Y(n)32は、最尤
(ML)ビタビシーケンス検出器のような、離散時間シ
ーケンス検出器34に送られる。RLL復号化器36
は、推定された2進シーケンス^b(n)33を推定さ
れたユーザデータ37に復号化する。RLL復号化器3
6の動作をフレームに同期させるために、データシンク
検出器66は、データセクタ15の中のシンクマーク7
0(図3に示す)を検出する。誤差がなければ、推定さ
れた2進シーケンス^b(n)33は、記録された2進
シーケンスb(n)8に等しく、復号化されたユーザデ
ータ37は、記録されたユーザデータ2に等しい。
【0028】(データフォーマット) 図2は、同心円状の1連のトラック13を備えた磁気媒
体のデータフォーマットの1例を示す。ここでそれぞれ
のデータトラック13は、複数のセクタ15を有してお
り、また複数のサーボフィールド17は、セクタの中に
埋め込まれている。サーボフィールド17は、リード/
ライトヘッドのトラックおよびセクタ位置をベリファイ
するために処理される。さらにサーボフィールド17内
のサーボバーストは、データを書き込んだり、読み出し
たりするときにヘッドが所望のトラック13のセンター
ライン上にアラインした状態を維持するために処理され
る。図3は、アクイジションプリアンブル68、シンク
マーク70およびユーザデータ72を備えたセクタ15
のフォーマットを示す。タイミングリカバリは、アクイ
ジションプリアンブル68を用いて、正しいサンプリン
グ周波数および位相を、ユーザデータ72を読み出す前
に得ており、シンクマーク70は、ユーザデータ72の
始まりを区切る(「シンクロナス・パーシャル・レスポ
ンス記録のための改善されたタイミングリカバリ」と題
された同時係属中の米国特許出願08/701,572を参照)。
体のデータフォーマットの1例を示す。ここでそれぞれ
のデータトラック13は、複数のセクタ15を有してお
り、また複数のサーボフィールド17は、セクタの中に
埋め込まれている。サーボフィールド17は、リード/
ライトヘッドのトラックおよびセクタ位置をベリファイ
するために処理される。さらにサーボフィールド17内
のサーボバーストは、データを書き込んだり、読み出し
たりするときにヘッドが所望のトラック13のセンター
ライン上にアラインした状態を維持するために処理され
る。図3は、アクイジションプリアンブル68、シンク
マーク70およびユーザデータ72を備えたセクタ15
のフォーマットを示す。タイミングリカバリは、アクイ
ジションプリアンブル68を用いて、正しいサンプリン
グ周波数および位相を、ユーザデータ72を読み出す前
に得ており、シンクマーク70は、ユーザデータ72の
始まりを区切る(「シンクロナス・パーシャル・レスポ
ンス記録のための改善されたタイミングリカバリ」と題
された同時係属中の米国特許出願08/701,572を参照)。
【0029】(改善されたサンプリングされた振幅リー
ドチャネル)図4は、本発明の改善されたサンプリング
された振幅リードチャネルを示しており、ここで図1の
従来のサンプリングタイミングリカバリ28は、補間さ
れたタイミングリカバリB100に置き換えられてい
る。ボーレートライトクロックをライン54を介してラ
イト回路9に与えるのに加えて、周波数シンセサイザ5
2は、ライン54を介してサンプリングデバイス24に
与えられるサンプリングクロックを発生する。データを
読み出すとき、周波数シンセサイザ52は、アナログリ
ード信号がボーレートよりも速くサンプリングされるよ
うに、ライトクロックよりもわずかに高い周波数(つま
り1%〜2%)のサンプリングクロックを出力するため
に調整されている。サンプリングクロックは、また、離
散時間等化器フィルタ26および補間されたタイミング
リカバリB100にも与えられる。補間されたタイミン
グリカバリB100は、等化されたサンプリング値32
を補間することによって、ボーレートに同期された補間
されたサンプリング値B102を発生する。離散時間シ
ーケンス検出器34は、補間されたサンプリング値B1
02から、推定された2進シーケンス33を検出する。
補間されたタイミングリカバリB100は、また、離散
時間シーケンス検出器34、シンクマーク検出器66お
よびRLL復号化器36の動作をクロックに合わせるた
めに、データクロックB104も発生する。
ドチャネル)図4は、本発明の改善されたサンプリング
された振幅リードチャネルを示しており、ここで図1の
従来のサンプリングタイミングリカバリ28は、補間さ
れたタイミングリカバリB100に置き換えられてい
る。ボーレートライトクロックをライン54を介してラ
イト回路9に与えるのに加えて、周波数シンセサイザ5
2は、ライン54を介してサンプリングデバイス24に
与えられるサンプリングクロックを発生する。データを
読み出すとき、周波数シンセサイザ52は、アナログリ
ード信号がボーレートよりも速くサンプリングされるよ
うに、ライトクロックよりもわずかに高い周波数(つま
り1%〜2%)のサンプリングクロックを出力するため
に調整されている。サンプリングクロックは、また、離
散時間等化器フィルタ26および補間されたタイミング
リカバリB100にも与えられる。補間されたタイミン
グリカバリB100は、等化されたサンプリング値32
を補間することによって、ボーレートに同期された補間
されたサンプリング値B102を発生する。離散時間シ
ーケンス検出器34は、補間されたサンプリング値B1
02から、推定された2進シーケンス33を検出する。
補間されたタイミングリカバリB100は、また、離散
時間シーケンス検出器34、シンクマーク検出器66お
よびRLL復号化器36の動作をクロックに合わせるた
めに、データクロックB104も発生する。
【0030】(タイミングリカバリ) 図1の従来のサンプリングタイミングリカバリ28の全
体図が図5に示される。可変周波数発振器(VFO)B
164の出力23は、典型的にはディジタルリードチャ
ネルにおけるアナログ・ディジタル変換器(A/D)で
あるサンプリングデバイス24のサンプリングクロック
を制御する。マルチプレクサB159は、アクイジショ
ンのあいだは等化されていないサンプリング値25を選
択し、トラッキングのあいだは等化されたサンプリング
値32を選択する。付随するレイテンシを避けるため
に、アクイジションのあいだは、離散等化器フィルタ2
6は、タイミング・ループから除かれる。位相誤差検出
器B155は、ラインB149を介して受け取られたサ
ンプリング値と、ラインB143上の、d=0のPR4
リードチャネルにおけるスライサのようなサンプリング
値推定器B141からの推定されたサンプリング値〜X
(n)とに応答して位相誤差を生成する。ループフィル
タB160は、位相誤差をフィルタリングすることによ
って、サンプリングクロック23およびボーレートの周
波数差に比例した値に落ちつく周波数オフセットΔf
B167を生成する。周波数オフセットΔf B167
は、周波数シンセサイザ52からの中心周波数制御信号
64とともに、サンプリングクロック23をVFO B
164の出力において調整することによって、サンプリ
ングをボーレートに同期させる。ゼロ位相スタートB1
62回路は、VFO164の動作をアクイジションの始
まりにおいて停止させることによって、サンプリングク
ロック23およびリード信号62の間の初期位相誤差を
最小にする。これは、VFO B164をディセーブル
し、アナログリード信号62におけるゼロクロスを検出
し、検出されたゼロクロスおよび第1のボーレートサン
プリング値の間の所定の遅延の後にVFO B164を
再びイネーブルすることによっておこなわれる。
体図が図5に示される。可変周波数発振器(VFO)B
164の出力23は、典型的にはディジタルリードチャ
ネルにおけるアナログ・ディジタル変換器(A/D)で
あるサンプリングデバイス24のサンプリングクロック
を制御する。マルチプレクサB159は、アクイジショ
ンのあいだは等化されていないサンプリング値25を選
択し、トラッキングのあいだは等化されたサンプリング
値32を選択する。付随するレイテンシを避けるため
に、アクイジションのあいだは、離散等化器フィルタ2
6は、タイミング・ループから除かれる。位相誤差検出
器B155は、ラインB149を介して受け取られたサ
ンプリング値と、ラインB143上の、d=0のPR4
リードチャネルにおけるスライサのようなサンプリング
値推定器B141からの推定されたサンプリング値〜X
(n)とに応答して位相誤差を生成する。ループフィル
タB160は、位相誤差をフィルタリングすることによ
って、サンプリングクロック23およびボーレートの周
波数差に比例した値に落ちつく周波数オフセットΔf
B167を生成する。周波数オフセットΔf B167
は、周波数シンセサイザ52からの中心周波数制御信号
64とともに、サンプリングクロック23をVFO B
164の出力において調整することによって、サンプリ
ングをボーレートに同期させる。ゼロ位相スタートB1
62回路は、VFO164の動作をアクイジションの始
まりにおいて停止させることによって、サンプリングク
ロック23およびリード信号62の間の初期位相誤差を
最小にする。これは、VFO B164をディセーブル
し、アナログリード信号62におけるゼロクロスを検出
し、検出されたゼロクロスおよび第1のボーレートサン
プリング値の間の所定の遅延の後にVFO B164を
再びイネーブルすることによっておこなわれる。
【0031】本発明の補間されたタイミングリカバリB
100は、図6に示される。図5のVFO B164
は、モジュロTsアキュムレータB120および補間器
B122によって置き換えられている。さらに予期され
たサンプリング値発生器B151は、補間されたサンプ
リング値B102に応答して、位相誤差検出器B155
によって用いられる予期されたサンプリング値X(n)
を発生することによって、アクイジションのあいだの位
相誤差を計算する。マルチプレクサB153は、スライ
サからの推定されたサンプリング値〜X(n)を選択
し、トラッキングのあいだに位相誤差検出器B155に
よって使えるようにする。後で詳しく述べるように、デ
ータクロックB104は、サンプリングクロック54
と、モジュロTsアキュムレータB120からのマスク
信号B124に応答して、ANDゲートB126の出力
において発生される。図5の離散等化器フィルタ26の
出力におけるチャネルサンプリング値32の代わりに、
位相誤差検出器B155およびスライサB141は、補
間器B122の出力における補間されたサンプリング値
B102を処理する。PIDループフィルタB161
は、図5のループフィルタB160に似た閉ループ周波
数応答を制御する。
100は、図6に示される。図5のVFO B164
は、モジュロTsアキュムレータB120および補間器
B122によって置き換えられている。さらに予期され
たサンプリング値発生器B151は、補間されたサンプ
リング値B102に応答して、位相誤差検出器B155
によって用いられる予期されたサンプリング値X(n)
を発生することによって、アクイジションのあいだの位
相誤差を計算する。マルチプレクサB153は、スライ
サからの推定されたサンプリング値〜X(n)を選択
し、トラッキングのあいだに位相誤差検出器B155に
よって使えるようにする。後で詳しく述べるように、デ
ータクロックB104は、サンプリングクロック54
と、モジュロTsアキュムレータB120からのマスク
信号B124に応答して、ANDゲートB126の出力
において発生される。図5の離散等化器フィルタ26の
出力におけるチャネルサンプリング値32の代わりに、
位相誤差検出器B155およびスライサB141は、補
間器B122の出力における補間されたサンプリング値
B102を処理する。PIDループフィルタB161
は、図5のループフィルタB160に似た閉ループ周波
数応答を制御する。
【0032】本発明の補間されたタイミングリカバリに
おいて、プリアンブルを獲得する前に参照周波数にVF
Oをロックさせることはもはや必要ではなく、ライトク
ロック54をアナログ受信フィルタ20にマルチプレク
シングすること60は、必要ではない。さらにサンプリ
ングデバイス24および離散等化器フィルタ26は、そ
れらに付随する遅延とともにタイミングループから取り
除かれている。アクイジションおよびトラッキングのあ
いだに等化器フィルタ26の周辺でマルチプレクスする
ことB159は、必要ではない。しかしユーザデータ7
2をトラッキングする前にプリアンブル68を獲得する
ことは依然として必要である。図5のゼロ位相スタート
回路B162と同様にアクイジションの始まりにおい
て、ゼロ位相スタート回路B163は、補間されたサン
プリング値およびボーレートの間の初期位相誤差を最小
化する。しかしサンプリングVFO B164の動作を
停止させる代わりに、補間されたタイミングリカバリの
ためのゼロ位相スタート回路B163は、等化されたサ
ンプリング値32からの初期位相誤差τを計算し、初期
位相誤差をモジュロTsアキュムレータB120に与え
る。
おいて、プリアンブルを獲得する前に参照周波数にVF
Oをロックさせることはもはや必要ではなく、ライトク
ロック54をアナログ受信フィルタ20にマルチプレク
シングすること60は、必要ではない。さらにサンプリ
ングデバイス24および離散等化器フィルタ26は、そ
れらに付随する遅延とともにタイミングループから取り
除かれている。アクイジションおよびトラッキングのあ
いだに等化器フィルタ26の周辺でマルチプレクスする
ことB159は、必要ではない。しかしユーザデータ7
2をトラッキングする前にプリアンブル68を獲得する
ことは依然として必要である。図5のゼロ位相スタート
回路B162と同様にアクイジションの始まりにおい
て、ゼロ位相スタート回路B163は、補間されたサン
プリング値およびボーレートの間の初期位相誤差を最小
化する。しかしサンプリングVFO B164の動作を
停止させる代わりに、補間されたタイミングリカバリの
ためのゼロ位相スタート回路B163は、等化されたサ
ンプリング値32からの初期位相誤差τを計算し、初期
位相誤差をモジュロTsアキュムレータB120に与え
る。
【0033】PIDループフィルタB161、位相誤差
検出器B55、予期されたサンプリング値発生器B15
1およびスライサB141をより詳細に説明について
は、上で参照した同時係属中の米国特許出願「サンプリ
ング評価の定式化、欠陥のある走査、チャネルの質、デ
ィジタルサーボ復調、タイミングリカバリのためのPI
DフィルタおよびDCオフセット制御を備えているサン
プリングされた振幅リードチャネル」および「シンクロ
ナスパーシャルレスポンス記録のための改善されたタイ
ミングリカバリ」を参照のこと。モジュロTsアキュム
レータB120、データクロックB104、および補間
器B122を以下に詳細に説明する。
検出器B55、予期されたサンプリング値発生器B15
1およびスライサB141をより詳細に説明について
は、上で参照した同時係属中の米国特許出願「サンプリ
ング評価の定式化、欠陥のある走査、チャネルの質、デ
ィジタルサーボ復調、タイミングリカバリのためのPI
DフィルタおよびDCオフセット制御を備えているサン
プリングされた振幅リードチャネル」および「シンクロ
ナスパーシャルレスポンス記録のための改善されたタイ
ミングリカバリ」を参照のこと。モジュロTsアキュム
レータB120、データクロックB104、および補間
器B122を以下に詳細に説明する。
【0034】(補間器)図6の補間器B122は、サン
プリングされた2Tのアクイジションプリアンブル信号
B200を示す図7を参照すれば理解できるだろう。タ
ーゲットサンプリング値は、黒丸として示されており、
チャネルサンプリング値は、矢印として示されている。
サンプリングされたプリアンブル信号の下にあるのは、
サンプリングクロック54、データクロックB104お
よびマスク信号B124の対応するタイミング信号を表
すタイミングチャートである。図7に示すように、プリ
アンブル信号B200は、ボーレート(ターゲット値の
レート)よりもわずかに速くサンプリングされる。
プリングされた2Tのアクイジションプリアンブル信号
B200を示す図7を参照すれば理解できるだろう。タ
ーゲットサンプリング値は、黒丸として示されており、
チャネルサンプリング値は、矢印として示されている。
サンプリングされたプリアンブル信号の下にあるのは、
サンプリングクロック54、データクロックB104お
よびマスク信号B124の対応するタイミング信号を表
すタイミングチャートである。図7に示すように、プリ
アンブル信号B200は、ボーレート(ターゲット値の
レート)よりもわずかに速くサンプリングされる。
【0035】補間器の機能は、チャネルサンプリング値
を補間することによってターゲットサンプリング値を評
価することである。例示するために、簡単な評価アルゴ
リズムである線形補間を考える。
を補間することによってターゲットサンプリング値を評
価することである。例示するために、簡単な評価アルゴ
リズムである線形補間を考える。
【0036】
【数5】
【0037】ここでx(N)およびx(N−1)は、タ
ーゲットサンプリング値のまわりにあるチャネルサンプ
リング値であり、τは、チャネルサンプリング値x(N
−1)およびターゲットサンプリング値の間の時間差に
比例する補間間隔である。補間間隔τは、PIDループ
フィルタB161の出力において周波数オフセット信号
Δf B167をアキュムレートするモジュロTsアキ
ュムレータB120の出力において発生される。
ーゲットサンプリング値のまわりにあるチャネルサンプ
リング値であり、τは、チャネルサンプリング値x(N
−1)およびターゲットサンプリング値の間の時間差に
比例する補間間隔である。補間間隔τは、PIDループ
フィルタB161の出力において周波数オフセット信号
Δf B167をアキュムレートするモジュロTsアキ
ュムレータB120の出力において発生される。
【0038】
【数6】
【0039】Tsは、サンプリングクロック54のサン
プリング周期である。サンプリングクロック54は、ア
ナログリード信号62を、ボーレートよりもわずかに速
くサンプリングするので、アキュムレートされた周波数
オフセットΔf、つまりTsによって割られた整数が1
だけ増加するときにはいつもデータクロックをマスクす
る必要がある。データクロックB104およびモジュロ
TsアキュムレータB120によって発生されるマスク
信号B124の動作は、図7のタイミングチャートを参
照すれば理解される。
プリング周期である。サンプリングクロック54は、ア
ナログリード信号62を、ボーレートよりもわずかに速
くサンプリングするので、アキュムレートされた周波数
オフセットΔf、つまりTsによって割られた整数が1
だけ増加するときにはいつもデータクロックをマスクす
る必要がある。データクロックB104およびモジュロ
TsアキュムレータB120によって発生されるマスク
信号B124の動作は、図7のタイミングチャートを参
照すれば理解される。
【0040】補間器は、上述の数5の簡単な線形方程式
を実現するとすれば、チャネルサンプリング値B202
およびB204は、ターゲットサンプリング値に対応す
る補間されたサンプリング値を発生するのに用いられ
る。補間間隔τ B208は、上述の数6にしたがって
発生される。次のターゲット値B210に対応する次の
補間されたサンプリング値は、チャネルサンプリング値
B204およびB212から計算される。このプロセス
は、周囲を「包みこみ」、実際にτ B216となる
(すなわちアキュムレートされた周波数オフセットΔ
f、Tsによって割られた整数が1だけ増加することに
よってマスク信号B124がアクティベートされる)と
き以外は、補間間隔τ B214がTsよりも大きくな
るまで続く。ターゲットサンプリング値B220に対応
する補間されたサンプリング値がチャネルサンプリング
値B218およびB222ではなく、チャネルサンプリ
ング値B222およびB224から計算されるように、
この時点においてデータクロックB104は、マスク信
号B124によってマスクされる。
を実現するとすれば、チャネルサンプリング値B202
およびB204は、ターゲットサンプリング値に対応す
る補間されたサンプリング値を発生するのに用いられ
る。補間間隔τ B208は、上述の数6にしたがって
発生される。次のターゲット値B210に対応する次の
補間されたサンプリング値は、チャネルサンプリング値
B204およびB212から計算される。このプロセス
は、周囲を「包みこみ」、実際にτ B216となる
(すなわちアキュムレートされた周波数オフセットΔ
f、Tsによって割られた整数が1だけ増加することに
よってマスク信号B124がアクティベートされる)と
き以外は、補間間隔τ B214がTsよりも大きくな
るまで続く。ターゲットサンプリング値B220に対応
する補間されたサンプリング値がチャネルサンプリング
値B218およびB222ではなく、チャネルサンプリ
ング値B222およびB224から計算されるように、
この時点においてデータクロックB104は、マスク信
号B124によってマスクされる。
【0041】数5の簡単な線形補間は、アナログリード
信号がボーレートよりもずっと高い周波数でサンプリン
グされるときにしかうまくはたらかない。より高い周波
数でチャネルを動作させることは、その複雑さとコスト
とを増すので望ましくない。よって、好ましい実施態様
においては、補間器B122は、2つのチャネルより多
いサンプリング値に応答して、補間されたサンプリング
値を計算するように実現される。
信号がボーレートよりもずっと高い周波数でサンプリン
グされるときにしかうまくはたらかない。より高い周波
数でチャネルを動作させることは、その複雑さとコスト
とを増すので望ましくない。よって、好ましい実施態様
においては、補間器B122は、2つのチャネルより多
いサンプリング値に応答して、補間されたサンプリング
値を計算するように実現される。
【0042】理想的な離散時間位相補間フィルタは、平
坦な強度応答およびτの一定の群遅延をもつ。
坦な強度応答およびτの一定の群遅延をもつ。
【0043】
【数7】
【0044】これは、理想的なインパルス応答をもつ。
【0045】
【数8】
【0046】残念ながら、上述の非因果的な無限インパ
ルス応答である数8は、実現できない。よって、補間フ
ィルタのインパルス応答は、理想インパルス応答である
数8に最もよく一致する近似になるように設計される。
これは、実際の補間フィルタの周波数応答および理想補
間フィルタである数7の周波数応答の間の平均2乗誤差
を最小にすることによって得られる。この近似は、入力
信号のスペクトルを考慮に入れることによって改善され
うる。つまり実際の補間スペクトルによって乗算された
入力スペクトルと、理想補間スペクトルによって乗算さ
れた入力スペクトルとの間の平均2乗誤差を最小にする
ことによって以下のようになる。
ルス応答である数8は、実現できない。よって、補間フ
ィルタのインパルス応答は、理想インパルス応答である
数8に最もよく一致する近似になるように設計される。
これは、実際の補間フィルタの周波数応答および理想補
間フィルタである数7の周波数応答の間の平均2乗誤差
を最小にすることによって得られる。この近似は、入力
信号のスペクトルを考慮に入れることによって改善され
うる。つまり実際の補間スペクトルによって乗算された
入力スペクトルと、理想補間スペクトルによって乗算さ
れた入力スペクトルとの間の平均2乗誤差を最小にする
ことによって以下のようになる。
【0047】
【数9】
【0048】ここで ̄Cτ(ejω)は、実際の補間フ
ィルタのスペクトルであり、またx(ejω)は、入力
信号のスペクトルである。数9から、平均2乗誤差は、
以下のようになる。
ィルタのスペクトルであり、またx(ejω)は、入力
信号のスペクトルである。数9から、平均2乗誤差は、
以下のようになる。
【0049】
【数10】
【0050】ここでx(ejω)は、リードチャネルの
スペクトル(例えば、表1のPR4、EPR4、EEP
R4や他のパーシャルレスポンススペクトル)である。
スペクトル(例えば、表1のPR4、EPR4、EEP
R4や他のパーシャルレスポンススペクトル)である。
【0051】実際には、上述の平均2乗誤差方程式であ
る数10は、入力信号のスペクトルがある所定の定数0
≦ω≦απに帯域制限されると特定することによって以
下のように書き直すことができる。ここで0<α<1で
ある。つまり |x(ejω)|=0、ただし|ω|≧απ である。すると数10は、以下のようになる。
る数10は、入力信号のスペクトルがある所定の定数0
≦ω≦απに帯域制限されると特定することによって以
下のように書き直すことができる。ここで0<α<1で
ある。つまり |x(ejω)|=0、ただし|ω|≧απ である。すると数10は、以下のようになる。
【0052】
【数11】
【0053】この数11の最小化問題に対する解決策と
しては、例えば、実際の補間フィルタをその係数によっ
て表現し、かつ伝統的な平均自乗の意味合いで誤差を最
小化できる係数の解を求める方法が挙げられる。
しては、例えば、実際の補間フィルタをその係数によっ
て表現し、かつ伝統的な平均自乗の意味合いで誤差を最
小化できる係数の解を求める方法が挙げられる。
【0054】実際の補間フィルタは、FIR多項式とし
て以下の数12のように表現することができる。
て以下の数12のように表現することができる。
【0055】
【数12】
【0056】ここで、2Rは各補間フィルタにおけるタ
ップの個数であり、また、サンプリング周期Tsは1に
正規化されている。係数の個数が偶数である補間フィル
タに対する数学的微分法について以下に説明する。係数
の個数が奇数である補間フィルタを微分できるように、
以下の演算処理を改変することは当業者の技量の範囲内
で十分に可能であろう。
ップの個数であり、また、サンプリング周期Tsは1に
正規化されている。係数の個数が偶数である補間フィル
タに対する数学的微分法について以下に説明する。係数
の個数が奇数である補間フィルタを微分できるように、
以下の演算処理を改変することは当業者の技量の範囲内
で十分に可能であろう。
【0057】数12を数11に代入すると、係数C
τ(n)によって所望の数式を得ることができる。
τ(n)によって所望の数式を得ることができる。
【0058】
【数13】
【0059】次のステップは、数13を係数Cτ(n)
について微分し、かつそれらを0におくことである。
について微分し、かつそれらを0におくことである。
【0060】
【数14】
【0061】慎重に変形すれば、数14により以下の数
15が導かれる。
15が導かれる。
【0062】
【数15】
【0063】φ(r)は以下の数16のように規定され
る。
る。
【0064】
【数16】
【0065】また数16を数15に代入すると、以下の
数17のようになる。
数17のようになる。
【0066】
【数17】
【0067】数17は、係数Cτ(n)によって1組の
2R一次方程式を規定している。数17は、より簡潔に
行列形式で以下のように表現することができる。
2R一次方程式を規定している。数17は、より簡潔に
行列形式で以下のように表現することができる。
【0068】ΦTCτ=Φτ、ここでCτは、以下の形
式の列ベクトルである。
式の列ベクトルである。
【0069】Cτ=[ cτ(−R),... c
τ(0),... cτ(R−1)]t ΦTは、以下の形式のテープリッツ行列である。
τ(0),... cτ(R−1)]t ΦTは、以下の形式のテープリッツ行列である。
【0070】
【数18】
【0071】また、Φτは以下の形式の列ベクトルであ
る。
る。
【0072】
【数19】
【0073】数19の解は、以下の数20のようにな
る。
る。
【0074】
【数20】
【0075】ここで、ΦT -1は公知の方法を用いて解を
求めることができる逆行列である。
求めることができる逆行列である。
【0076】表2は、2R=6、α=0.8およびx
(ejω)=PR4であるときの数20から計算される
係数Cτ(n)の例を示している。
(ejω)=PR4であるときの数20から計算される
係数Cτ(n)の例を示している。
【0077】
【表2】
【0078】また、図8には、6つのタップを有するF
IRフィルタの実施形態を示している。シフトレジスタ
B250は、サンプリングクロックレート54でチャネ
ルサンプリング値32を受け取る。フィルタ係数C
τ(n)は、係数レジスタファイルB252に記憶さ
れ、τ B128の現在の値に従って対応する乗算器に
与えられる。これらの係数は、シフトレジスタB250
に記憶されているチャネルサンプリング値32によって
乗算される。その結果得られた積の和がとられB25
4、その和は遅延レジスタB256に記憶される。係数
レジスタファイルB252および遅延レジスタB256
は、上述したマスキング機能を実現するデータクロック
B104によってクロックが合わせられる。
IRフィルタの実施形態を示している。シフトレジスタ
B250は、サンプリングクロックレート54でチャネ
ルサンプリング値32を受け取る。フィルタ係数C
τ(n)は、係数レジスタファイルB252に記憶さ
れ、τ B128の現在の値に従って対応する乗算器に
与えられる。これらの係数は、シフトレジスタB250
に記憶されているチャネルサンプリング値32によって
乗算される。その結果得られた積の和がとられB25
4、その和は遅延レジスタB256に記憶される。係数
レジスタファイルB252および遅延レジスタB256
は、上述したマスキング機能を実現するデータクロック
B104によってクロックが合わせられる。
【0079】図示しない別の実施形態においては、τの
互いに異なる値に対応する係数を有する複数のスタティ
ックFIRが、シフトレジスタB250におけるサンプ
リング値をフィルタリングする。各フィルタは補間値を
出力し、補間間隔の現在の値τ B128は、対応する
フィルタの出力を補間器B122の出力B102として
選択する。図8では、1つのフィルタの係数は一定の間
隔で更新されないので、このように多数のフィルタを用
いる実施形態によれば補間器B122の速度を増大させ
ることができ、またリードチャネル全体のスループット
を高めることができる。
互いに異なる値に対応する係数を有する複数のスタティ
ックFIRが、シフトレジスタB250におけるサンプ
リング値をフィルタリングする。各フィルタは補間値を
出力し、補間間隔の現在の値τ B128は、対応する
フィルタの出力を補間器B122の出力B102として
選択する。図8では、1つのフィルタの係数は一定の間
隔で更新されないので、このように多数のフィルタを用
いる実施形態によれば補間器B122の速度を増大させ
ることができ、またリードチャネル全体のスループット
を高めることができる。
【0080】(コストの低減された補間器)より効率が
高く、コストの低減された実施形態では、補間フィルタ
のすべての係数をメモリに記憶するのではなく、図8に
示す係数レジスタファイルB252が、フィルタ係数C
τ(n)をτの関数としてリアルタイムで計算する。フ
ィルタ係数Cτ(n)は、例えば、τにおける所定の多
項式に従って計算することができる(例えば、Farr
owに付与された「連続的な可変ディジタル遅延回路」
と題する米国特許第4,866,647号を参照のこ
と。この特許の開示については本願も参考として援用し
ている)。また、フィルタ係数をリアルタイムで計算す
るための別の好ましい実施形態においては、それらの係
数の階数を低くした行列表現に従ってフィルタ係数を推
定する。
高く、コストの低減された実施形態では、補間フィルタ
のすべての係数をメモリに記憶するのではなく、図8に
示す係数レジスタファイルB252が、フィルタ係数C
τ(n)をτの関数としてリアルタイムで計算する。フ
ィルタ係数Cτ(n)は、例えば、τにおける所定の多
項式に従って計算することができる(例えば、Farr
owに付与された「連続的な可変ディジタル遅延回路」
と題する米国特許第4,866,647号を参照のこ
と。この特許の開示については本願も参考として援用し
ている)。また、フィルタ係数をリアルタイムで計算す
るための別の好ましい実施形態においては、それらの係
数の階数を低くした行列表現に従ってフィルタ係数を推
定する。
【0081】係数レジスタファイルB252に記憶され
ているフィルタ係数のバンクは、MxN行列AMxNとし
て表現することができる。ここで、Nは補間フィルタの
深さ(すなわち、数20に従って計算されたインパルス
応答における係数Cτ(n)の個数)であり、またMは
補間間隔の個数(すなわち、τ間隔の個数)である。よ
り効率が高く、コストの低減されたこの実施形態は、A
MxN行列の全体をメモリに記憶するのではなく、AMxN行
列に対して因数分解および特異値分解(SVD)をおこ
なうことによって実現される。
ているフィルタ係数のバンクは、MxN行列AMxNとし
て表現することができる。ここで、Nは補間フィルタの
深さ(すなわち、数20に従って計算されたインパルス
応答における係数Cτ(n)の個数)であり、またMは
補間間隔の個数(すなわち、τ間隔の個数)である。よ
り効率が高く、コストの低減されたこの実施形態は、A
MxN行列の全体をメモリに記憶するのではなく、AMxN行
列に対して因数分解および特異値分解(SVD)をおこ
なうことによって実現される。
【0082】AMxN行列をFMxN行列およびGNxN行列に
因数分解できる場合を考える。
因数分解できる場合を考える。
【0083】AMxN=FMxN・GNxN こうすると、NをLで置換(ここで、L<Nであり、よ
り好ましくはL<<Nである)してFMxN行列およびG
NxN行列の大きさを小さくすることによって、AMxN行列
の階数を低くした近似値をつくることができる。言い換
えれば、掛け合わせるとその積がAMxN行列に最も近似
するFMxN行列とGNxN行列とを見つければよい。
り好ましくはL<<Nである)してFMxN行列およびG
NxN行列の大きさを小さくすることによって、AMxN行列
の階数を低くした近似値をつくることができる。言い換
えれば、掛け合わせるとその積がAMxN行列に最も近似
するFMxN行列とGNxN行列とを見つければよい。
【0084】
【数21】
【0085】次に、図9に示すように、(以下の説明を
読めばさらに明らかになるように)チャネルサンプリン
グ値32を受け取るように接続されたFIRフィルタの
バンクとしてGLxN行列を実現し、かつτ B128を指
数とするルックアップテーブルB262としてFMxL行
列を実現することによって、補間フィルタの畳み込み処
理をおこなうことができる。別の実施形態においてはA
MxN行列を3つの以上の行列、すなわち、
読めばさらに明らかになるように)チャネルサンプリン
グ値32を受け取るように接続されたFIRフィルタの
バンクとしてGLxN行列を実現し、かつτ B128を指
数とするルックアップテーブルB262としてFMxL行
列を実現することによって、補間フィルタの畳み込み処
理をおこなうことができる。別の実施形態においてはA
MxN行列を3つの以上の行列、すなわち、
【0086】
【数22】
【0087】に因数分解できることは当業者には理解で
きよう。
きよう。
【0088】FMxL行列とGLxN行列とを見出すための好
ましい方法は、以下の数23によって得られる、自乗誤
差の和を最小化することである。
ましい方法は、以下の数23によって得られる、自乗誤
差の和を最小化することである。
【0089】
【数23】
【0090】数23の解は、AMxN行列を特異値分解す
ることによって得ることができる。この特異値分解は以
下のステップを含んでいる。
ることによって得ることができる。この特異値分解は以
下のステップを含んでいる。
【0091】1.(M≧Nであると仮定すると)以下に
示す素元分解をおこなうことができるSVDをAMxN行
列に対しておこなうステップであって、AMxN=UMxN・
DNxN・VNXN、ここでUMxNは、MxNユニタリ行列で
あり、DNxNは、NxN対角行列であり{σ1、σ2、...
σN}(ここで、σiはAMxNの特異値であり、かつσ1≧
σ2...≧σN≧0である)、かつ、VNXNはNxNユニタ
リ行列である、ステップと、 2.所定の数であるL個の最大特異値σを選択すること
によって、大きさの小さくなった対角行列DLXLを生成
するステップと、
示す素元分解をおこなうことができるSVDをAMxN行
列に対しておこなうステップであって、AMxN=UMxN・
DNxN・VNXN、ここでUMxNは、MxNユニタリ行列で
あり、DNxNは、NxN対角行列であり{σ1、σ2、...
σN}(ここで、σiはAMxNの特異値であり、かつσ1≧
σ2...≧σN≧0である)、かつ、VNXNはNxNユニタ
リ行列である、ステップと、 2.所定の数であるL個の最大特異値σを選択すること
によって、大きさの小さくなった対角行列DLXLを生成
するステップと、
【0092】
【数24】
【0093】3.UMxN行列から第1のL列を抽出する
ことによって、大きさの小さくなったUMXL行列を生成
するステップと、
ことによって、大きさの小さくなったUMXL行列を生成
するステップと、
【0094】
【数25】
【0095】4.VNxN行列から第1のL行を抽出する
ことによって、大きさの小さくなったVLXN行列を生成
するステップと、
ことによって、大きさの小さくなったVLXN行列を生成
するステップと、
【0096】
【数26】
【0097】5.FMxL行列とGLxN行列とを以下の関係
を満たすように規定するステップと、
を満たすように規定するステップと、
【0098】
【数27】
【0099】(例えば、FMxL=UMxL・DLxLおよびG
LxN=VLxNとする)を含んでいる。
LxN=VLxNとする)を含んでいる。
【0100】上述したように、多項式と階数の低くされ
た行列を用いてコストの低減された実施形態において、
補間フィルタ係数Cτ(n)は、τの関数としてリアル
タイムで計算される。すなわち、フィルタのインパルス
応答h(n)は以下の数28に従って近似される。
た行列を用いてコストの低減された実施形態において、
補間フィルタ係数Cτ(n)は、τの関数としてリアル
タイムで計算される。すなわち、フィルタのインパルス
応答h(n)は以下の数28に従って近似される。
【0101】
【数28】
【0102】ここで、f(i、τ)はτにおける所定の
関数(例えば、τにおける多項式、つまりτは上記F
MxL行列の指数となる)であり、Lは近似の正確さを決
める度合い(例えば、多項式の次数または上記FMxL行
列の列の幅)であり、かつGi(n)は所定の行列(例
えば、多項式つまり上記GLxN行列の係数)である。L
が増大するにつれて、数28の近似されたフィルタ係数
Cτ(n)は、数20により得られる理想の係数に近づ
く傾向にある。数28から、補間フィルタの出力Y
(x)は以下のように表現されることになる。
関数(例えば、τにおける多項式、つまりτは上記F
MxL行列の指数となる)であり、Lは近似の正確さを決
める度合い(例えば、多項式の次数または上記FMxL行
列の列の幅)であり、かつGi(n)は所定の行列(例
えば、多項式つまり上記GLxN行列の係数)である。L
が増大するにつれて、数28の近似されたフィルタ係数
Cτ(n)は、数20により得られる理想の係数に近づ
く傾向にある。数28から、補間フィルタの出力Y
(x)は以下のように表現されることになる。
【0103】
【数29】
【0104】ここで、U(x)はチャネルサンプリング
値32であり、Nは補間フィルタ係数Cτ(n)の個数
である。
値32であり、Nは補間フィルタ係数Cτ(n)の個数
である。
【0105】ここで再び図8を参照すると、係数レジス
タファイルは、数28に従って補間フィルタ係数C
τ(n)を計算した後、これらの係数Cτ(n)をチャ
ネルサンプリング値U(x)32と畳み込むことによっ
て、ボーレートに対して同期させられた、補間されたサ
ンプリング値B102を生成することができる。しかし
ながら、数29を整理しなおすことによって、補間フィ
ルタのより効率の高い実施形態を以下の数30のように
実現することができる。
タファイルは、数28に従って補間フィルタ係数C
τ(n)を計算した後、これらの係数Cτ(n)をチャ
ネルサンプリング値U(x)32と畳み込むことによっ
て、ボーレートに対して同期させられた、補間されたサ
ンプリング値B102を生成することができる。しかし
ながら、数29を整理しなおすことによって、補間フィ
ルタのより効率の高い実施形態を以下の数30のように
実現することができる。
【0106】
【数30】
【0107】図9は、数30による補間フィルタの好ま
しい実施形態を示す。多項式を用いる実施形態におい
て、τの関数はτにおける多項式であり、また、行列G
i(n)はこの多項式の係数である。また階数の低くさ
れた行列を用いる実施形態において、τの関数は上記F
MxL行列B262の指数となり、数30における第2の
総和は
しい実施形態を示す。多項式を用いる実施形態におい
て、τの関数はτにおける多項式であり、また、行列G
i(n)はこの多項式の係数である。また階数の低くさ
れた行列を用いる実施形態において、τの関数は上記F
MxL行列B262の指数となり、数30における第2の
総和は
【0108】
【数31】
【0109】図9に示すようにFIRフィルタB260
のバンクとして実現される。数30においても、Lは近
似関数f(i、τ)の深さ(例えば、多項式の次数、つ
まりτは上記FMxL行列の列の幅)であり、また、Nは
補間フィルタのインパルス応答の深さ(つまり、インパ
ルス応答における係数の個数)である。N=8であり、
かつL=3の場合に最良の性能/コストバランスが得ら
れることが判明している。しかしながら、今後、IC技
術の進歩とゲート当たりのコストの低下が進むにつれ
て、これらの値を大きくすることができる。
のバンクとして実現される。数30においても、Lは近
似関数f(i、τ)の深さ(例えば、多項式の次数、つ
まりτは上記FMxL行列の列の幅)であり、また、Nは
補間フィルタのインパルス応答の深さ(つまり、インパ
ルス応答における係数の個数)である。N=8であり、
かつL=3の場合に最良の性能/コストバランスが得ら
れることが判明している。しかしながら、今後、IC技
術の進歩とゲート当たりのコストの低下が進むにつれ
て、これらの値を大きくすることができる。
【0110】図4の実施形態においては、磁気ディスク
記憶システムが「IDのない」フォーマットを実行する
ものとした。もし「ID」フォーマットを用いれば、読
み出しおよび書き込み用に別の周波数シンセサイザを用
いるのが好ましくなる。なぜなら、IDの読み出し後た
だちに書き込みに適応できるようにシンセサイザの周波
数を変化させることは実用的ではないからである。ま
た、本発明の補間されたタイミングリカバリをd=0
PR4リードチャネルに関して開示したが、本願明細書
に記載した原理は、d=1のEPR4またはEEPR4
リードチャネルといった、その他の種類のサンプリング
された振幅リードチャネルにも同様に適用可能である。
d=1のリードチャネルにおいては、図5に示すスライ
サB141の代わりに、既に参照した米国特許第5,3
59,631号に記載のパルス検出器が用いられる。
記憶システムが「IDのない」フォーマットを実行する
ものとした。もし「ID」フォーマットを用いれば、読
み出しおよび書き込み用に別の周波数シンセサイザを用
いるのが好ましくなる。なぜなら、IDの読み出し後た
だちに書き込みに適応できるようにシンセサイザの周波
数を変化させることは実用的ではないからである。ま
た、本発明の補間されたタイミングリカバリをd=0
PR4リードチャネルに関して開示したが、本願明細書
に記載した原理は、d=1のEPR4またはEEPR4
リードチャネルといった、その他の種類のサンプリング
された振幅リードチャネルにも同様に適用可能である。
d=1のリードチャネルにおいては、図5に示すスライ
サB141の代わりに、既に参照した米国特許第5,3
59,631号に記載のパルス検出器が用いられる。
【0111】本発明の目的は、本願明細書で以上に説明
した実施形態によって完全に実現される。しかしなが
ら、その他のさまざまな実施形態によっても、本発明の
局面が本質的な機能を超えることなく実現可能であるこ
とは当業者には理解できよう。以上に開示した特定の実
施形態は、あくまでも例示を目的とするものであり、本
発明の範囲を限定するためのものではない。本発明の範
囲は、添付の請求の範囲により適切に解釈されるべきで
ある。
した実施形態によって完全に実現される。しかしなが
ら、その他のさまざまな実施形態によっても、本発明の
局面が本質的な機能を超えることなく実現可能であるこ
とは当業者には理解できよう。以上に開示した特定の実
施形態は、あくまでも例示を目的とするものであり、本
発明の範囲を限定するためのものではない。本発明の範
囲は、添付の請求の範囲により適切に解釈されるべきで
ある。
【図1】従来のサンプリングされた振幅記録チャネルの
ブロック図である。
ブロック図である。
【図2】複数のユーザデータセクタおよび複数の埋め込
みサーボデータセクタからなる複数の同心円状トラック
を有する磁気ディスク用のデータフォーマットの一例を
示す図である。
みサーボデータセクタからなる複数の同心円状トラック
を有する磁気ディスク用のデータフォーマットの一例を
示す図である。
【図3】ユーザデータセクタ用のフォーマットの一例を
示す図である。
示す図である。
【図4】補間式タイミングリカバリを有する、本発明に
より改善されたサンプリングされた振幅リードチャネル
のブロック図である。
より改善されたサンプリングされた振幅リードチャネル
のブロック図である。
【図5】サンプリングVFOを有する従来の技術による
サンプリングタイミングリカバリの詳細ブロック図であ
る。
サンプリングタイミングリカバリの詳細ブロック図であ
る。
【図6】補間器を有する本発明による補間式タイミング
リカバリの詳細ブロック図である。
リカバリの詳細ブロック図である。
【図7】アクイジションプリアンブル用の補間されたボ
ーレートサンプリング値に関連するチャネルサンプリン
グ値を示す図である。
ーレートサンプリング値に関連するチャネルサンプリン
グ値を示す図である。
【図8】タイミングリカバリ補間器用のFIRフィルタ
の実施形態を示す図である。
の実施形態を示す図である。
【図9】タイミングリカバリ補間器用のコストの低減さ
れた実施形態を示す図である。
れた実施形態を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 595158337 3100 West Warren Ave nue,Fremont,Califo rnia 94538,U.S.A. (72)発明者 リチャード ティー. ベーレンズ アメリカ合衆国 コロラド 80027,ル イスビル,ウエスト オウル ドライブ 659 (56)参考文献 特開 平6−343039(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 20/10 321
Claims (22)
- 【請求項1】 離散時間補間されたサンプリング値のシ
ーケンスからディジタルデータを検出することによっ
て、磁気媒体に記憶された情報を読み出すサンプリング
された振幅リードチャネルにおいて、該補間されたサン
プリング値は、該磁気媒体上に位置する磁気リードヘッ
ドからのアナログリード信号におけるパルスをサンプリ
ングすることによって生成された離散時間チャネルサン
プリング値のシーケンスを補間することによって生成さ
れる、サンプリングされた振幅リードチャネルであっ
て、 (a)サンプリングクロックと、 (b)該サンプリングクロックに応答して、該アナログ
リード信号をサンプリングすることによって該チャネル
サンプリング値を生成するサンプリングデバイスと、 (c)該チャネルサンプリング値および補間間隔τに応
答し、補間フィルタを用いて該補間されたサンプリング
値を生成する補間されたタイミングリカバリ回路であっ
て、該補間フィルタは、τの関数としてリアルタイムで
計算されたある個数の実際の係数と、所定の値G
i(n)の行列と、からなる実際のインパルス応答h
(n)を有している、補間されたタイミングリカバリ回
路において、 iは、1以上N以下であって、Lは該実際の係数が理想
の係数に近似する度合いを決定し、 nは、1以上N以下であって、Nは該実際のインパルス
応答h(n)における該実際の係数の個数であり、 前記理想の係数が行列Aによって表現され、 τの前記関数が行列Fへのルックアップテーブルであ
り、かつ 該行列Fが、該行列Aのランクの低くされた近
似値の因数である、補間されたタイミングリカバリ回路
と、 (d)該ディジタルデータを該補間されたサンプリング
値から検出する離散時間検出器と、 を備えているサンプリングされた振幅リードチャネル。 - 【請求項2】 τの前記関数がτにおける多項式であ
る、請求項1に記載のサンプリングされた振幅リードチ
ャネル。 - 【請求項3】 前記補間フィルタの出力Y(x)が以下
の数2に従って生成される、サンプリングされた振幅リ
ードチャネルであって、 【数2】 U(x)は前記離散時間チャネルサンプリング値であ
り、かつf(i、τ)はτの前記関数である、請求項1
に記載のサンプリングされた振幅リードチャネル。 - 【請求項4】 前記補間フィルタの出力Y(x)が以下
の数3に従って生成される、サンプリングされた振幅リ
ードチャネルであって、 【数3】 U(x)は前記離散時間チャネルサンプリング値であ
り、かつf(i、τ)はτの前記関数である、請求項1
に記載のサンプリングされた振幅リードチャネル。 - 【請求項5】 (a)前記理想の係数が行列Aによって
表現され、 (b)τの前記関数が行列Fへのルックアップテーブル
であり、かつ (c)該行列Fおよび前記行列Gi(n)が、該行列A
のランクの低くされた近似値の因数である、請求項4に
記載のサンプリングされた振幅リードチャネル。 - 【請求項6】 数式ΣN n=1Gi(n)・U(x−n)が
離散時間FIRフィルタのバンクとして実現される、請
求項4に記載のサンプリングされた振幅リードチャネ
ル。 - 【請求項7】 (a)前記理想の係数が行列Aによって
表現され、 (b)τの前記関数が行列Fへのルックアップテーブル
であり、かつ (c)該行列Fおよび前記行列Gi(n)が、該行列A
のランクの低くされた近似値の因数である、請求項6に
記載のサンプリングされた振幅リードチャネル。 - 【請求項8】 前記補間されたタイミングリカバリ回路
が、前記離散時間検出器のクロックを合わせるデータク
ロックをさらに発生する、請求項1に記載のサンプリン
グされた振幅リードチャネル。 - 【請求項9】 (a)前記アナログリード信号が、所定
のボーレートで前記ディジタルデータによって変調され
たパルスを有しており、かつ (b)前記データクロックの周波数が、平均すると該ボ
ーレートと実質的に一致する、請求項8に記載のサンプ
リングされた振幅リードチャネル。 - 【請求項10】 前記サンプリングクロックが、前記ボ
ーレートよりも高いレートで循環する、請求項9に記載
のサンプリングされた振幅リードチャネル。 - 【請求項11】 前記アナログリード信号が、所定のボ
ーレートで前記ディジタルデータによって変調されたパ
ルスを有しており、前記補間されたタイミングリカバリ
回路が、 (a)前記サンプリングクロックと該ボーレートとの間
の周波数差に比例する周波数オフセットΔfを生成する
周波数オフセット生成器と、 (b)モジュロTsおよび該周波数オフセットΔfをア
キュムレートすることによって、前記補間間隔τを生成
するモジュロTsアキュムレータであって、Tsは所定
のサンプリング周期である、モジュロTsアキュムレー
タと、 をさらに備えている、請求項1に記載のサンプリングさ
れた振幅リードチャネル。 - 【請求項12】 前記周波数オフセット生成器が、 (a)補間されたサンプリング値と推定されたサンプリ
ング値との間の位相誤差Δθを検出する位相誤差検出器
と、 (b)該位相誤差Δθをフィルタリングすることによっ
て、前記周波数オフセットΔfを生成するループフィル
タと、 を備えている、請求項11に記載のサンプリングされた
振幅リードチャネル。 - 【請求項13】 前記ループフィルタがPIDフィルタ
である、請求項12に記載のサンプリングされた振幅リ
ードチャネル。 - 【請求項14】 前記実際のインパルス応答h(n)が
理想のインパルス応答sinc(π・(n−τ/Ts)
(ここでTsは前記サンプリングクロックのサンプリン
グ周期である)に近似する、請求項1に記載のサンプリ
ングされた振幅リードチャネル。 - 【請求項15】 前記実際のインパルス応答h(n)が
以下の数4を最小化することによって生成される、サン
プリングされた振幅リードチャネルであって、 【数4】 ここで ̄Cτ(ejω)は、該実際のインパルス応答h
(n)に対応する周波数応答であり、 ejωτは前記理想のインパルス応答に対応する周波数
応答であり、 αは0≦α≦1を満たす分数値であり、 x(ejω)は該リードチャネルの周波数応答である、
請求項14に記載のサンプリングされた振幅リードチャ
ネル。 - 【請求項16】 x(ejω)がPR4、EPR4およ
びEEPR4からなる群から選択される、請求項15に
記載のサンプリングされた振幅リードチャネル。 - 【請求項17】 前記補間されたタイミングリカバリ回
路が、ゼロ位相スタート回路をさらに備えている、請求
項1に記載のサンプリングされた振幅リードチャネル。 - 【請求項18】PR4、EPR4およびEEPR4から
なる群から選択されるパーシャルレスポンスに従って前
記チャネルサンプリング値をフィルタリングする等化フ
ィルタをさらに備えている、請求項1に記載のサンプリ
ングされた 振幅リードチャネル。 - 【請求項19】 前記補間されたタイミングリカバリ回
路が、 (a)チャンネルサンプリング値と所望の補間されたサ
ンプリング値との間の時間差に比例する補間間隔τを計
算する手段と、 (b)初期補間間隔τを計算するための手段を含むゼロ
位相スタート回路と、を更に備えている、請求項1に記
載のサンプリングされた振幅リードチャネル。 - 【請求項20】 前記補間されたタイミングリカバリ回
路が、前記サンプリングクロックおよびマスク信号に応
答し、前記データクロックを出力する出力を有するAN
Dゲートを備えているサンプリングされた振幅リードチ
ャネルであって、該マスク信号は、該データクロックの
周波数が平均すると前記ボーレートと実質的に一致する
ようにサンプリングクロックサイクルを選択的にマスク
する、請求項9に記載のサンプリングされた振幅リード
チャネル。 - 【請求項21】 前記補間されたタイミングリカバリ回
路が、チャネルサンプリング値と所望の補間されたサン
プリング値との間の時間差に比例する補間間隔τに応答
する補間器を備えている、請求項1に記載のサンプリン
グされた振幅リードチャネル。 - 【請求項22】 (a)前記モジュロTsアキュムレー
タが、Tsによって除算された整数である、前記アキュ
ムレートされた周波数オフセットΔfに比例する除算値
が1増分するたびにマスクパルスを出力し、かつ (b)前記マスク信号が、前記データクロックを発生す
るのに用いられる、請求項12に記載のサンプリングさ
れた振幅リードチャネル。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/546,162 | 1995-10-20 | ||
US08/546,162 US5760984A (en) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | Cost reduced interpolated timing recovery in a sampled amplitude read channel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09231506A JPH09231506A (ja) | 1997-09-05 |
JP3071142B2 true JP3071142B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=24179139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8120707A Expired - Lifetime JP3071142B2 (ja) | 1995-10-20 | 1996-05-15 | サンプルされた振幅リードチャネルにおけるコスト削減された補間されたタイミングリカバリ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5760984A (ja) |
EP (1) | EP0769781A3 (ja) |
JP (1) | JP3071142B2 (ja) |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5696639A (en) * | 1995-05-12 | 1997-12-09 | Cirrus Logic, Inc. | Sampled amplitude read channel employing interpolated timing recovery |
KR100387233B1 (ko) * | 1995-11-08 | 2003-08-19 | 삼성전자주식회사 | 데이터 저장기기의 데이터 검출방법 및 장치 |
US5978379A (en) | 1997-01-23 | 1999-11-02 | Gadzoox Networks, Inc. | Fiber channel learning bridge, learning half bridge, and protocol |
US5961658A (en) * | 1997-05-23 | 1999-10-05 | Cirrus Logic, Inc. | PR4 equalization and an EPR4 remod/demod sequence detector in a sampled amplitude read channel |
US5966415A (en) * | 1997-06-13 | 1999-10-12 | Cirrus Logic, Inc. | Adaptive equalization in a sub-sampled read channel for a disk storage system |
US6028727A (en) * | 1997-09-05 | 2000-02-22 | Cirrus Logic, Inc. | Method and system to improve single synthesizer setting times for small frequency steps in read channel circuits |
US6377619B1 (en) * | 1997-09-26 | 2002-04-23 | Agere Systems Guardian Corp. | Filter structure and method |
US6519715B1 (en) | 1998-05-22 | 2003-02-11 | Hitachi, Ltd. | Signal processing apparatus and a data recording and reproducing apparatus including local memory processor |
US6201779B1 (en) | 1998-06-30 | 2001-03-13 | Cirrus Logic, Inc. | MEEPR4 sampled amplitude read channel for disk storage systems |
US7430171B2 (en) | 1998-11-19 | 2008-09-30 | Broadcom Corporation | Fibre channel arbitrated loop bufferless switch circuitry to increase bandwidth without significant increase in cost |
US6591283B1 (en) | 1998-12-24 | 2003-07-08 | Stmicroelectronics N.V. | Efficient interpolator for high speed timing recovery |
US6487672B1 (en) | 1998-12-24 | 2002-11-26 | Stmicroelectronics, N.V. | Digital timing recovery using baud rate sampling |
US6307694B1 (en) | 1999-02-24 | 2001-10-23 | Cirrus Logic, Inc. | Error signal biasing for an adaptive filter in a disk drive read channel |
US6549354B1 (en) * | 1999-04-16 | 2003-04-15 | Infineon Technologies North America Corp. | Acquisition signal error estimator |
US6657802B1 (en) | 1999-04-16 | 2003-12-02 | Infineon Technologies Corporation | Phase assisted synchronization detector |
US6381085B1 (en) | 1999-07-12 | 2002-04-30 | Cirrus Logic, Inc. | Zero forcing adaptive equalization in a disk drive read channel |
US6396788B1 (en) | 1999-07-13 | 2002-05-28 | Cirrus Logic, Inc. | Re-timing and up-sampling a sub-sampled user data signal from in an optical disk |
US6255876B1 (en) | 1999-10-22 | 2001-07-03 | Texas Instruments Incorporated | Simple glitchless phase selection method for multiplexing the phase interpolated clocks |
WO2001043122A2 (en) | 1999-12-10 | 2001-06-14 | Seagate Technology Llc | Magnetic disc having physical servo patterns with a magnetic carrier, and method of making and using the same |
US6493403B1 (en) | 2000-02-02 | 2002-12-10 | Infineon Technologies North America Corp. | Asynchronous timing for interpolated timing recovery |
US6600615B1 (en) | 2000-02-02 | 2003-07-29 | Infineon Technologies North America Corp. | Synchronous timing for interpolated timing recovery |
US6934099B2 (en) * | 2002-02-28 | 2005-08-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Digital data reproducing apparatus |
JP3852772B2 (ja) * | 2002-11-29 | 2006-12-06 | 富士通株式会社 | 記録媒体再生用等化器のトレーニング方法、及び記録媒体再生装置 |
DE10353958A1 (de) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Spektrumanalysator mit über einen Phasen-Variationsparameter einstellbarem Auflösungsfilter |
US7196644B1 (en) | 2004-07-01 | 2007-03-27 | Seagate Technology Llc | Decoupling of analog input and digital output |
JP2006127661A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Toshiba Corp | デジタルデータ再生装置及び方法 |
JP4665597B2 (ja) | 2005-05-10 | 2011-04-06 | ソニー株式会社 | 位相同期装置および方法、データ再生装置および方法、並びに、プログラム |
US7433142B2 (en) * | 2006-02-01 | 2008-10-07 | International Business Machines Corporation | Using at least one servo channel to provide timing recovery and timing information to data channels |
TWI355831B (en) * | 2007-04-02 | 2012-01-01 | Ind Tech Res Inst | Method for estimating and compensating frequency o |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4453259A (en) * | 1982-04-20 | 1984-06-05 | Trw Inc. | Digital synchronization technique |
GB8800739D0 (en) * | 1988-01-13 | 1988-02-10 | Ncr Co | Multipoint modem system having fast synchronization |
US4866647A (en) * | 1988-02-04 | 1989-09-12 | American Telephone And Telegraph Company | Continuously variable digital delay circuit |
US5177734A (en) * | 1988-05-02 | 1993-01-05 | Itt Corporation | Multirate wire line modem apparatus |
US5127051A (en) * | 1988-06-13 | 1992-06-30 | Itt Corporation | Adaptive modem for varying communication channel |
US5235534A (en) * | 1988-08-18 | 1993-08-10 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for interpolating between data samples |
JPH05120813A (ja) * | 1991-10-25 | 1993-05-18 | Sony Corp | 位相ロツクループ回路 |
JP3255179B2 (ja) * | 1992-02-14 | 2002-02-12 | ソニー株式会社 | データ検出装置 |
US5420888A (en) * | 1992-05-21 | 1995-05-30 | International Business Machines Corporation | System and method for split phase demodulation of frequency shift keyed signals |
US5311178A (en) * | 1992-08-14 | 1994-05-10 | Silicon Systems, Inc. | Method for processing sample values in an RLL channel |
US5258933A (en) * | 1992-08-27 | 1993-11-02 | Quantum Corporation | Timing control for PRML class IV sampling data detection channel |
US5309484A (en) * | 1992-09-01 | 1994-05-03 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for asynchronous timing recovery using interpolation filter |
US5327298A (en) * | 1992-09-10 | 1994-07-05 | International Business Machines Corporation | Noise minimization for magnetic data storage drives using oversampling techniques |
US5359631A (en) * | 1992-09-30 | 1994-10-25 | Cirrus Logic, Inc. | Timing recovery circuit for synchronous waveform sampling |
US5293369A (en) * | 1992-10-28 | 1994-03-08 | International Business Machines Corporation | Asynchronous sampling digital detector system for magnetic and optical recording channels |
US5295128A (en) * | 1992-10-28 | 1994-03-15 | International Business Machines Corporation | Clock controller employing a discrete time control loop method for clocking data in an asynchronous channel |
JPH0828702B2 (ja) * | 1992-11-25 | 1996-03-21 | 日本電気株式会社 | クロック再生器 |
US5315284A (en) * | 1992-12-23 | 1994-05-24 | International Business Machines Corporation | Asynchronous digital threshold detector for a digital data storage channel |
JPH06309809A (ja) * | 1993-04-27 | 1994-11-04 | Pioneer Electron Corp | ディジタル信号再生装置 |
US5481565A (en) * | 1993-10-18 | 1996-01-02 | At&T Corp. | Method and apparatus for channel equalization |
US5576904A (en) * | 1994-09-27 | 1996-11-19 | Cirrus Logic, Inc. | Timing gradient smoothing circuit in a synchronous read channel |
US5524126A (en) * | 1994-11-15 | 1996-06-04 | Hughes Electronics | Symbol timing recovery using fir data interpolators |
-
1995
- 1995-10-20 US US08/546,162 patent/US5760984A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-05-15 JP JP8120707A patent/JP3071142B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1996-10-18 EP EP96307565A patent/EP0769781A3/en not_active Ceased
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0769781A2 (en) | 1997-04-23 |
US5760984A (en) | 1998-06-02 |
JPH09231506A (ja) | 1997-09-05 |
EP0769781A3 (en) | 1998-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3071142B2 (ja) | サンプルされた振幅リードチャネルにおけるコスト削減された補間されたタイミングリカバリ | |
US5696639A (en) | Sampled amplitude read channel employing interpolated timing recovery | |
US5726818A (en) | Magnetic disk sampled amplitude read channel employing interpolated timing recovery for synchronous detection of embedded servo data | |
US5835295A (en) | Zero phase restart interpolated timing recovery in a sampled amplitude read channel | |
US5771127A (en) | Sampled amplitude read channel employing interpolated timing recovery and a remod/demod sequence detector | |
US6111710A (en) | Asynchronous/synchronous gain control for interpolated timing recovery in a sampled amplitude read channel | |
US5802118A (en) | Sub-sampled discrete time read channel for computer storage systems | |
US5812336A (en) | Fixed sample rate sampled amplitude read channel for zoned magnetic recording | |
KR100469599B1 (ko) | 자기기록용샘플진폭판독채널에서의이득및위상제한적응형이퀄라이저필터 | |
JP4793945B2 (ja) | サンプル化振幅磁気記録のための改良されたフォールトトレラント同期マーク検出器 | |
KR100497916B1 (ko) | 자기기록을위한표본진폭판독채널에서의적응적등화및보간된시간복구 | |
US6023386A (en) | Fault tolerant sync mark detector for synchronizing a time varying sequence detector in a sampled amplitude read channel | |
US5585975A (en) | Equalization for sample value estimation and sequence detection in a sampled amplitude read channel | |
US6646822B1 (en) | Sampled amplitude read channel employing pipelined reads to reduce the gap between sectors | |
US5966415A (en) | Adaptive equalization in a sub-sampled read channel for a disk storage system | |
US5729396A (en) | Fault tolerant sync mark detector enabled relative to a frequency of an acquisition preamble for sampled amplitude recording | |
US5572558A (en) | PID loop filter for timing recovery in a sampled amplitude read channel | |
US6028728A (en) | Sampled amplitude read/write channel employing a sub-baud rate write clock | |
US5717619A (en) | Cost reduced time varying fir filter | |
JP2007179739A (ja) | サンプリングされた振幅リードチャネル |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000501 |