JP3605091B2 - 変換ヘッドのディスク表面上での位置を決定するための方法及びディスクドライブ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、ディスク・ドライブまたは直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）の分野に関する。より具体的には、本発明は、より少ないビット数により多くの情報を収容するためのサーボ・アドレスの符号化に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）は、あとで取り出すために通常はディスクと呼ばれる磁気または電子光学媒体に情報を格納する。ＤＡＳＤは、情報を格納するために使用する１つまたは２つの表面を有する１つまたは複数のディスクを含むことができる。情報またはデータは、ディスク上の同心トラックに書き込まれる。このデータは、読取り／書込みヘッドによりトラックから取り出され、トラックに格納される。読取り／書込みヘッドによっては、読取り素子と書込み素子が別々であるものもある。また、同一素子を使用して両方の動作を実行するものもある。
【０００３】
正確にデータにアクセスするため、ディスクにサーボ情報を書き込んで、読取り／書込みヘッドに位置決め情報を提供する。通常、サーボ情報はデータとともにトラックに書き込まれる。複数ディスク記憶環境では、１つの記憶ディスクの１つの表面全体がサーボ情報専用になる可能性がある。この１つの表面をサーボ表面という。サーボ・ヘッドと呼ばれる読取り／書込みヘッドがサーボ表面にアクセスし、そこに格納された位置情報を読み取る。サーボ・ヘッドと残りの読取り／書込みヘッドとの相対的な位置関係は固定されているので、サーボ・ヘッドの位置を使用すると、読取り／書込みヘッドの位置を示すことができる。
【０００４】
サーボ情報専用表面に代わるものとしては、「セクタ」サーボ・パターンがある。この方式では、データの各セクション間にサーボ情報のパイ形ウェッジが織り込まれる。サーボ情報は、データ・トラックを複数のより小さいフィールドすなわちセクタに分割することにより、ディスク・ドライブのデータ表面上の個々のデータ・トラックに組み込まれる。パーソナル・コンピュータなどの多くの応用例の場合、ディスクはランダム・アクセス・メモリとして使用されるので、必ずしも個々のトラックの連続セクタに関連情報が書き込まれるわけではない。しかも、古いデータが除去され、新しいデータが追加されるので、隣接セクタまたは隣接トラックへの新しいデータの書込みがいつでも可能であるわけではない。関連情報はディスク上の複数の異なるセクタに分散される可能性があるので、ディスク・ドライブが個々のトラックおよび各トラックの個々のセクタに迅速かつ正確にアクセスできることが重要である。
【０００５】
セクタを位置決めする方法の１つでは、初期位置が確立された後でセクタ位置を連続監視するカウンタを使用する。この方式では、各サーボ・トラック上の事前定義インデックス・マークの位置で１回転当たり１回の割合でカウンタがリセットされる。個々のデータ・セクタの先頭を示すセクタ・マークがサーボ・ヘッドの下を通過するたびに、カウンタが増分される。このセクタ・カウンタとは無関係に、別のカウンタを使用してトラック位置を連続監視する。このトラック・カウンタは双方向である。サーボ・ヘッドの事前定義トラック・ゼロ位置でリセットされ、ヘッドが個々のサーボ・トラックを横切るたびに増分または減分される。
【０００６】
セクタ・カウンタはトラック・カウンタとあいまって、サーボ表面上の位置を正確に識別する方法を提供する。しかし、システム・ノイズや他の混乱原因によりセクタ・カウントまたはトラック・カウントが破壊された場合、ディスクを再同期化するまで、後続の位置は間違って識別されることになる。このため、独立した位置検査方法なしで使用する場合、この方法（相対位置感知という）は信頼できないものになる。
【０００７】
独立して位置を検査する方法の１つは、ドライブ全体にわたってそのセクタに固有の識別子情報を含むセクタ識別（ＩＤ）フィールドを各データ・トラック上の各データ・セクタの前に付けることである。典型的な識別子は、トラック番号と、セクタ番号と、複数データ・ヘッドを備えたＤＡＳＤの場合はヘッド番号に対応する各フィールドを含む。また、セクタＩＤは、媒体欠陥に関連するその他の情報や、エラー検出のための冗長情報も含む場合がある。データの読み書き操作中、ディスク制御装置は、各データ・セクタのセクタＩＤを検出するとそれを読み取り、読み取った識別子と予期した識別子との比較など、そこに含まれる情報に対して様々なテストを適用する。様々なテストに合格し、読み取った識別子が予期した識別子と一致すると、ディスク制御装置は、セクタの後続データ部分での読み書きを行う。それぞれのデータ・セクタは明確かつ独立して識別されるので、どのデータ・セクタのＩＤが間違っていても後続のデータ・セクタの正しいＩＤに影響することはない。この位置検査方法は信頼できるものである。
【０００８】
独立してセクタ位置を検査するもう１つの方法は、セクタＩＤからの識別子をサーボ情報域に入れることである。この方法は、ＩＢＭのＮｏ−ＩＤＴＭセクタ形式などのシステムで使用する。このようなシステムでは、データ・セクタの前にあるセクタＩＤがディスクから除去されている。代わりに、セクタＩＤの各部が半導体メモリまたはセクタ内の他のフィールドに格納される。サーボ制御装置がセクタの位置を正しく判定するために、グレイ・コードとして格納されたトラック番号またはシリンダ番号だけを事前に収容していたサーボ情報域のサーボ・アドレス・フィールドに識別子部分が入れられる。
【０００９】
上記の２つの方式に関連する問題の１つは、サーボ・アドレスとも呼ばれる識別子が本来はデータの記録に使用できるはずの記憶域を占有する点である。これは、トラック密度が増し、ディスク・サイズが小さくなるにつれて、特にやっかいなものになる。トラック密度が増すと、各トラックを明確に識別するためにトラック番号の数が増え、そのため、必要なディスク上のフィールド幅も大きくなる。ディスクが小さくなると、データ用に使用可能なディスク空間が非常に貴重なものになる。したがって、サーボ・アドレスを格納するために必要なディスク空間の量を低減するような位置検査方法が必要になる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ディスク上の各セクタを識別する情報を、ディスク記憶空間のより少ないビット数を必要とする符号化サーボ・アドレスに符号化するためのシステムおよび方法である。符号化サーボ・アドレスは、セクタ番号、トラック番号、ヘッド番号から決定される。また、符号化サーボ・アドレスにより、ディスクの表面に対するヘッドの位置を独立して検査することができる。
【００１１】
本発明の特徴の１つは、従来のサーボ・アドレスより少ないビット数に符号化サーボ・アドレスが格納される点である。従来のサーボ・アドレスは、グレイ・コードで格納したトラック番号および別個のセクタ識別フィールドを含む。サーボ・アドレスを符号化することにより、ディスクの表面上でより多くの空間がデータの格納に使用できるようになる。符号化でこの空間をつくると、絶対ディスク位置が曖昧になるという犠牲が払われる。この曖昧さは、ディスクに対するヘッドの位置を監視することによって解決される。
【００１２】
本発明のもう１つの特徴は、トラック内の第１のセクタを識別するのに使用するインデックス・マークの代わりにこれを使用できる点である。これは、所与のトラック内のセクタ間での符号化サーボ・アドレスの不均一な変位を検出することによって実施される。たとえば、符号化サーボ・アドレスは、所与のトラック内で任意のセクタから次のセクタへ一定量ずつ増加する可能性がある。しかし、任意のトラック内の最後のセクタと第１のセクタとの間では、サーボ・アドレスが変位する量が異なる。この不均一な変位は容易に検出されるので、トラック内の第１のセクタの位置を示すために、従来のシステムで使用していたインデックス・マークの代わりに使用することができる。
【００１３】
本発明の上記およびその他の目的、特徴、および利点は、添付図面に示すように、以下に示す本発明の好ましい実施例の詳細説明により明らかになるだろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施例について、以下に詳しく説明する。具体的な構成要素および構成について論じるが、これは例示のためにすぎないことに留意されたい。当業者であれば、本発明の精神および範囲を逸脱せずに他の構成要素および構成も使用可能であることを理解できるであろう。
【００１５】
本発明は、ディスク・ドライブ・システム内のセクタを明確に識別するヘッド番号、トラック番号、セクタ番号を、それぞれの番号を個別に格納するより少ないディスク空間を必要とする単一符号化サーボ・アドレスに符号化するためのシステムおよび方法である。例示のため、磁気ディスク・ドライブ・システムに関して本発明を説明する。これは、例示のためにすぎない。当業者であれば、光ディスク・ドライブなどの他の応用例でも本発明を使用可能であることを理解できるだろう。
【００１６】
図１は、データを格納するためのディスク・ドライブ・システム１００を示すブロック図である。ディスク・ドライブ・システム１００は、ディスク・スピンドル１０４に回転式に取り付けられた１つまたは複数のディスク１０２から構成される。ディスク・スピンドル・モータ（図示せず）がディスク・スピンドル１０４を介してすべてのディスク１０２を同時に回転する。
【００１７】
ディスク１０２の各表面は、情報を格納するために使用することができる。ディスク１０２の各情報格納表面には、アーム１０８に取り付けられた読取り／書込みヘッド１０６が１つずつ関連づけられている。読取り／書込みヘッド１０６は、情報を読み書きすることができる単一変換器を備えることができる。あるいは、読取り／書込みヘッド１０６は、それぞれの動作ごとに個別の変換器を備えることもできる。それぞれのアーム１０８はボイス・コイル・モータ１１０に取り付けられている。ボイス・コイル・モータ１１０は、ドライバ信号キャリヤ１２４を介してボイス・コイル・モータ・ドライバ１２２から信号を受け取る。ボイス・コイル・モータ１１０は、回転してアーム１０８の位置を変更させることにより、信号に応答し、その結果、読取り／書込みヘッド１０６がディスク１０２上の所望の位置で読み書きできるようになる。
【００１８】
それぞれの読取り／書込みヘッド１０６は、ディスク１０２での読み書きのために使用する。各読取り／書込みヘッド１０６は、対応するアーム１０８によりディスク１０２の対応する表面に密接に隣接して保持されている。各読取り／書込みヘッド１０６は、ヘッド信号キャリヤ１１２を介してアーム電子モジュール１１４に、ディスク１０２の表面に格納されたデータに基づく信号を送信する。アーム電子モジュール１１４は、読取り／書込みヘッド１０６から信号を受け取り、その信号を増幅してろ波し、位置エラー信号発生器１１６にそれを送信する。
【００１９】
位置エラー信号発生器１１６は、ろ波し増幅した信号をアーム電子モジュール１１４から受け取り、ディスク１０２から読み取った通りに位置信号を発生する。位置エラー信号発生器１１６は、この位置エラー信号をアクチュエータ・シーク／位置制御モジュール１１８に出力する。
【００２０】
アクチュエータ・シーク／位置制御モジュール１１８は多目的マイクロプロセッサであり、好ましい実施例では、ディスク・ドライブ１００の制御に関連するその他の処理に加え、速度の計算を行う。アクチュエータ・シーク／位置制御モジュール１１８は、位置エラー信号発生器１１６から位置エラー信号を受け取り、それを所望の位置と比較する。この比較に基づいて、アクチュエータ・シーク／位置制御モジュール１１８は、読取り／書込みヘッド１０６が読み取った位置が次のサンプル時間に所望の位置または速度とより緊密に一致するように、ゼロ・オーダ保持回路（ＺＯＨ）１２０に信号を出力する。
【００２１】
ゼロ・オーダ保持回路（ＺＯＨ）１２０は、アクチュエータ・シーク／位置制御モジュール１１８から入力信号を受け取り、ボイス・コイル・モータ・ドライバ１２２に信号を出力する。ＺＯＨ１２０の出力は、保持機能を備えたディジタル・アナログ変換器と同様、次の入力を受け取るまで所定のレベルに維持される。次にボイス・コイル・モータ・ドライバ１２２は、ＺＯＨ１２０からの出力信号に応答して、ボイス・コイル・モータ１１０に電流を出力する。前述のように、これにより、読取り／書込みヘッド１０６をディスク１０２の表面上の所望の位置に半径方向に位置決めできるようになる。
【００２２】
好ましい実施例では、図１に示すように、ディスク１０２と、アーム１０８およびボイス・コイル・モータ１１０を含む、読取り／書込みヘッド１０６に関連する構成要素とがハウジング１２６に囲われている。代替実施例では、ハウジング１２６にディスク・ドライブ・システム１００からの追加構成要素も含めることができる。
【００２３】
図２は、ディスク１０２の表面上の情報の編成を示している。ディスク１０２は、複数の同心トラック２０２に分割されている。ディスク１０２は、ディスク・サイズ、トラック密度、ヘッド感度、ヘッド位置決め精度に応じて、数百〜数千個のトラック２０２を含むことができる。複数のディスク１０２を有するディスク・ドライブ・システム１００では、１つのディスク１０２の表面上の「トラック」がディスク・スピンドル１０４上の各ディスク１０２に関して見たときに「シリンダ」を形成するので、トラック２０２はシリンダと呼ばれることもある。したがって、単一ディスク１０２上のトラックを指すときは「トラック」を使用し、ディスク・スピンドル上の複数のディスク１０２のトラックを指すときは「シリンダ」を使用する。どちらの用語も、ディスク１０２の表面上の任意の半径位置に位置するデータを格納するための同心構造を意味する。しかし、「トラック」と「シリンダ」という用語の使い方は当技術分野ではかなり不正確である。以下の説明では、明確にするため、１つまたは多数のディスク１０２のいずれを指すかにかかわらず、この構造を説明する場合に「トラック」という用語を使用する。
【００２４】
図２は、ディスク１０２の表面上に位置する複数のトラック２０２のあるセクションの分解図２０６を含んでいる。分解図２０６は、描写しやすくするため、トラック２０２の各セクションをまっすぐなセクションとして示している。実際にはトラック２０２は曲がっている。分解図２０６は、以下それぞれ、トラックｎ−１、トラックｎ、トラックｎ＋１という３つのトラック２０２を含む。この図では、トラックｎ−１、トラックｎ、トラックｎ＋１のそれぞれが、以下、セクタ０、セクタ１、セクタ２、・・・、セクタＭ−１、セクタＭというＭ＋１個のセクタ２０４にさらに分割されている（同図には、セクタＭ−１、セクタＭ、セクタ０、セクタ１のみ示す）。
【００２５】
各セクタは、その内部に格納された情報によって特徴づけられたフィールドに分割される。たとえば、トラックｎ−１のセクタＭには、ギャップ・フィールド２０８と、サーボ情報フィールド２１０と、データ・フィールド２１２という３つのフィールドがある。
【００２６】
ギャップ・フィールド２０８は、当技術分野では書込み回復フィールドとも呼ばれるが、書込み動作後に読取り／書込みヘッド１０６が次のサーボ情報フィールド２１０を読み取れるようにするためのディスク上の領域である。たとえば、トラックｎ−１のセクタＭ−１で書込み動作が行われた場合、読取り／書込みヘッド１０６（図１に示す）はトラックｎ−１のセクタＭのサーボ情報フィールド２１０を読み取るためにギャップ２０８の間に変位しなければならない。
【００２７】
図３は、一般にセクタの形式設定の一般的な実施例を示している。同図に示すように、基本的にサーボ情報フィールド２１０は、サーボ・アドレス・フィールド３０２とサーボ・バースト３０４という２つのタイプの情報を含んでいる。サーボ・アドレス・フィールド３０２は、ディスク１０２上のトラック２０２の位置を突き止めるための粗ヘッド位置決め情報を含む。一般にサーボ・アドレス・フィールド３０２は、トラック２０２に関連するトラック番号３１２である。たとえば、このセクタ形式設定方法を使用するディスク１０２では、トラックｎ−１のセクタ０〜セクタＭのそれぞれの各サーボ・アドレス・フィールド３０２に値ｎ−１が入っているはずである。同様に、トラックｎのセクタ０〜セクタＭのそれぞれの各サーボ・アドレス・フィールド３０２には値ｎが入っているはずである。すなわち、サーボ・アドレス・フィールド３０２は、所与のトラック２０２内のすべてのセクタ２０４について同じ値を持っている。また、サーボ・アドレス・フィールド３０２は、通常、セクタ０を識別するための追加ビットであるインデックス・マーク３１０を含んでいる。たとえば、インデックス・マーク３１０は、セクタ０については１に、トラック２０２の他のすべてのセクタ２０４については０に設定される。このインデックス・マーク３１０により、ディスク・ドライブ・システム１００は、ディスク１０２が回転するごとにトラック２０２のセクタ２０４のカウントを持続することができる。
【００２８】
サーボ・バースト３０４は、ディスク１０２上のトラック２０２の位置を突き止めるための微細ヘッド位置決め情報を含む。この微細位置決めを実施するための方法としては、復調システムに応じて、振幅サーボ・バーストまたは位相符号化サーボ・バーストなど、いくつかの方法が当技術分野では周知である。サーボ・アドレス・フィールド３０２とサーボ・バースト３０４の両方により、読取り／書込みヘッド１０６は、特定のトラック２０２上で正しい位置を維持し、ディスク１０２に対して正確に読み書きすることができる。
【００２９】
サーボ情報フィールド２１０の次はデータ・フィールド２１２である。データ・フィールド２１２は、セクタ識別（ＩＤ）３０６とデータ３０８という２つのタイプの情報を含んでいる。セクタＩＤ３０６は、トラック番号３１２と、セクタ番号３１４と、ヘッド番号３１６と、その他のフィールド３１８とを含む。トラック番号３１２と、セクタ番号３１４と、ヘッド番号３１６は、後続のデータ３０８が読取りまたは書込み動作の目標であることを検査するためにディスク１０２上のセクタ２０４を明確に識別するものである。その他のフィールド３１８は、論理セクタ用のフラグと、当技術分野では周知であるが本発明の主題ではないエラー訂正コードとを含む。セクタＩＤ３０６に含まれる全情報のために、必要なディスク空間はきわめて広大になる可能性がある。実際は、多くの一般的なディスク・ドライブでは、使用可能な全ディスク空間の１０パーセントまでをセクタＩＤ３０６が使用することができる。ただし、トラック番号３１２はセクタＩＤ３０６とサーボ・アドレス・フィールド３０２の両方に現れ、そのため、冗長になっていることに留意されたい。
【００３０】
図４は、ディスク１０２のセクタＩＤ３０６に収容されていた情報の多くを除去し、代わりにそれを半導体メモリに格納するという、セクタ形式設定のもう１つの実施例を示している。このタイプのセクタ形式設定は「Ｎｏ−ＩＤ」と呼ばれている。この形式では、上記の形式設定方式のように、セクタ２０４がギャップ２０８と、サーボ情報フィールド２１０と、データ・フィールド２１２とを含んでいる。サーボ情報フィールド２１０は、サーボ・アドレス・フィールド３０２とは異なるサーボ・アドレス・フィールド４０２と、サーボ・バースト３０４とを含む。サーボ・アドレス・フィールド４０２は、インデックス・マーク３１０と、トラック番号３１２と、セクタ番号３１４と、ヘッド番号３１６とを含む。前述のように、サーボ・アドレス・フィールド４０２の後にはサーボ・バースト３０４が続いている。サーボ情報フィールド２１０の次は、データ・フィールド２１２である。Ｎｏ−ＩＤ形式のデータ・フィールド２１２は、セクタＩＤ３０６を含まない。むしろ、データ・フィールド２１２全体がデータ３０８から構成されている。
【００３１】
上記の２つのセクタ形式設定方法では、トラック番号３１２と、セクタ番号３１４と、ヘッド番号３１６が、独立した値としてセクタＩＤ３０６またはサーボ・アドレス・フィールド４０２のいずれかに格納される。前述のように、サーボ・アドレス・フィールド３０２とセクタＩＤ３０６のトラック番号３１２の場合のように情報がディスク１０２の他の場所にも含まれているか、ヘッド番号３１６がディスク１０２上のすべてのセクタ２０４に繰り返し格納され、トラック番号３１２が同一トラック２０２のすべてのセクタ２０４に繰り返し格納される場合のように情報が繰り返されるので、この情報の多くは冗長になっている。
【００３２】
本発明は、図５に示すように、トラック番号３１２と、セクタ番号３１４と、ヘッド番号３１６を符号化サーボ・アドレス５０４に符号化することにより、冗長情報を除去するものである。説明しやすくするため、トラック番号３１２と、セクタ番号３１４と、ヘッド番号３１６は、セクタＩＤ３０６またはサーボ・アドレス・フィールド４０２のいずれに格納されるかにかかわらず、まとめて「サーボ・アドレス」と呼ぶ。本発明の好ましい実施例では、以下の符号化式を使用して、サーボ・アドレスから符号化サーボ・アドレスが計算される。

【００３３】
上記の式では、２つの理由からヘッド番号とセクタ番号のそれぞれに１が加算される。第１に、乗算後の非ゼロ結果を確認するため、両方の番号に何らかの整数を加算する必要がある。このような加算を行わないと、ヘッド０またはセクタ０の場合、符号化サーボ・アドレスがトラック番号と等しくなり、その結果、セクタ間の区別ができなくなる恐れがある。たとえば、ヘッド０ではすべてのセクタが、セクタ番号とは無関係にトラック番号の符号化サーボ・アドレスを持つことになるからである。第２に、１以外の整数を加算すると、その結果得られる符号化サーボ・アドレス用の値が大きくなる。値が大きいと、ディスク空間で必要なビット数が多くなる。したがって、１を加算すると、セクタ間の区別を可能にしながら、ディスク空間の点で最適結果が得られる。
【００３４】
本発明の有用性は、１つの例によって最もよく示される。表Ｉは、２つのヘッドと、７つのトラックと、６つのセクタとを有するディスク・ドライブ・システム１００の典型的なサーボ・アドレス・フィールド３０２を示している。前述のように、サーボ・アドレス・フィールド３０２は、インデックス・マーク３１０とトラック番号３１２とを含む。表Ｉはトラック番号３１２がセクタ２０４間およびヘッド１０６間にわたって変化する様子を具体的に示している。表Ｉから、サーボ・アドレス・フィールド３０２はトラック番号が変化したときだけ変化することが容易に明らかになる。同じトラック番号の場合、トラック２０２の各サーボ・アドレス・フィールド３０２は、ヘッド番号またはセクタ番号の変化にかかわらず、同じ情報を含んでいる。追加の冗長性として、セクタＩＤ３０６のセクタ番号およびヘッド番号とともにトラック番号が含まれる。
【００３５】
表ＩＩは、２つのヘッドと、７つのトラックと、６つのセクタとを備えた同じディスク・ドライブ・システム１００向けに本発明により符号化したサーボ・アドレスを示している。表ＩＩを参照すると、本発明の重要な態様がいくつか示されている。第１に、符号化サーボ・アドレスは１つのトラックのセクタごとに変化する。たとえば、トラック２、ヘッド０の場合、符号化サーボ・アドレスは、セクタ０については値３を、セクタ５については値８を有する。したがって、符号化サーボ・アドレスと、セクタ番号３１４と、ヘッド番号３１６とを把握することにより、上記の符号化式を使用してトラック番号３１２を決定することができる。
【００３６】

【００３７】
第２に、符号化サーボ・アドレスは、セクタが所在するヘッドに基づいてそれぞれの隣接セクタごとに異なる量ずつ変化する。たとえば、トラック２、ヘッド０の場合、符号化サーボ・アドレスはセクタ０とセクタ１との間で１ずつ変化するのに対し、トラック２、ヘッド１の場合、符号化サーボ・アドレスはセクタ０とセクタ１との間で２ずつ変化する。したがって、隣接するセクタ間の符号化サーボ・アドレスの値の変化量を把握することにより、ディスク・ドライブ・システム１００は正しいヘッドが読み取られていることを検査することができる。
【００３８】

【００３９】
第３に、符号化サーボ・アドレスは、インデックス・マーク３１０の符号化にも使用することができる。前述のように、インデックス・マーク３１０は、所与のトラックのセクタ０を示すために使用するビットである。すなわち、トラックｎのセクタ０については、サーボ・アドレス・フィールド３０２またはサーボ・アドレス・フィールド４０２のインデックス・マーク３１０が１に設定され、トラックｎの他のすべてのセクタについては、インデックス・マーク３１０が０に設定される。本発明では、所与のトラックｎのセクタＭとセクタ０との間の符号化サーボ・アドレスの値の不均一の変化を探索することにより、セクタ０を識別することができる。たとえば、トラック２、ヘッド１の場合、符号化サーボ・アドレスが−１０変化するセクタＭ（セクタ５）とセクタ０との間を除き、すべての隣接セクタ間で符号化サーボ・アドレスが２ずつ変化する。この不均一な変化は容易に検出されるので、好ましい実施例ではインデックス・マーク３１０の必要性を解消するために使用する。セクタ２０４は、セクタ番号を検査するためにこの不均一な変化からカウントすることができる。
【００４０】
最後に、本発明は、サーボ・アドレスを格納するのに必要なディスク空間の量を低減する。図５は、本発明を使用することで得られるフィールド幅の低減を示している。同図のため、２０００個のトラックと、１２８個のセクタと、４つのヘッドを有する典型的なディスク・ドライブを想定する。図５は、このディスク・ドライブ例のセクタを識別するために使用する従来のサーボ・アドレス５０２と、本発明による符号化サーボ・アドレス５０４を示している。サーボ・アドレス５０２は、インデックス・ビット３１０と、トラック番号３１２と、セクタ番号３１４と、ヘッド番号３１６とを含む。インデックス・ビット３１０は１ビットを要する。トラック番号３１２は、０〜１９９９の範囲のトラック番号を格納するのに１１ビットを要する（すなわち、２０００個のトラック＜２１１＝２０４８）。セクタ番号３１４は、０〜１２７の範囲のセクタ番号を格納するのに７ビットを要する（すなわち、１２８個のセクタ＝２７＝１２８）。ヘッド番号３１６は、０〜３の範囲のヘッド番号を格納するのに２ビットを要する（すなわち、４つのヘッド＝２２＝４）。符号化していないサーボ・アドレス５０２を格納するには、合わせて２１ビットが必要になる。
【００４１】
これに対して、符号化サーボ・アドレス５０４を格納するのに必要なビット数はわずか１２である。以下の式の結果を格納するのに必要なビット数を求めることによって、この数に到達する。
最大値＝トラック数＋（ヘッド数＊セクタ数）
【００４２】
上記のディスク・ドライブ例の数値を使用すると、最大値２５１２が得られ、これは１２ビットに格納することができる（すなわち、２５１２＜２１２＝４０９６）。したがって、符号化サーボ・アドレスを使用すると、同じ情報を格納するのに必要なビット数を削減することにより、相当な量のディスク空間を節約することができる。
【００４３】
しかし、本発明により、ディスクの表面に対するヘッドの絶対位置に関する曖昧さが持ち込まれる。特に、同じトラックではない複数のセクタが同じ符号化サーボ・アドレスを持つ可能性がある。たとえば、表ＩＩから、ヘッド０、トラック２、セクタ０の符号化サーボ・アドレスは「３」になる。これは、ヘッド０、トラック１、セクタ１の符号化サーボ・アドレス、ヘッド０、トラック０、セクタ２の符号化サーボ・アドレス、ならびにヘッド１、トラック１、セクタ０の符号化サーボ・アドレスと同じである。したがって、符号化サーボ・アドレスだけでは、ディスク・ドライブ・システム内のディスクの表面上の位置を絶対的に求めることができなくなる。しかし、ディスクに対するヘッドの相対位置とともに符号化サーボ・アドレスを使用すると、その曖昧さを解決できるようになる。たとえば、セクタ番号およびヘッド番号とともに符号化サーボ・アドレスを使用すると、符号化サーボ・アドレスが読み取られたトラックに関連するトラック番号を求めることができる。
【００４４】
これを行うため、本発明では、どのヘッドを使用するかを識別すると共に、ディスクに対するヘッドの相対位値を監視しなければならない。これは、セクタ番号を求めることによって達成される。本発明では、トラック内のセクタをカウントすることにより、セクタ番号を決定する。セクタ番号は、個々のセクタがヘッドの下を通過するたびにトラック内で増分され、インデックス・マークの位置で１回転当たり１回リセットされる。好ましい実施例では、インデックス・マークが符号化サーボ・アドレスの不均一変位として識別される。
【００４５】
セクタ番号と、読み取られるヘッドに関連するヘッド番号とが決定されると、符号化サーボ・アドレスを使用してトラック番号を決定することができる。具体的には、以下の式を使用してトラック番号を決定する。

【００４６】
トラック番号が決定されると、ディスクの表面に対するヘッドの絶対位置の曖昧さが解決される。これにより、データに対して読み書き動作を実行する前にディスクの表面上のトラック内の特定のセクタの位置を突き止めることが容易になる。
【００４７】
図６は、トラック番号３１２と、セクタ番号３１４と、ヘッド番号３１６を符号化サーボ・アドレス５０４に符号化するための方法の好ましい実施例を示している。ステップ６０２では、識別すべき特定のセクタ２０４について、トラック番号３１２と、セクタ番号３１４と、ヘッド番号３１６を決定する。ステップ６０４では、ヘッド番号３１６に１を加算して第１の結果を求める。ステップ６０６では、セクタ番号３１４に１を加算して第２の結果を求める。ステップ６０８では、ステップ６０４で求めた第１の結果とステップ６０６で求めた第２の結果とを掛け合わせて、第３の結果を求める。ステップ６１０では、ステップ６０８で求めた第３の結果をトラック番号３１２に加算して、符号化サーボ・アドレス５０４を求める。ステップ６１２では、当技術分野で周知の技法を使用して、符号化サーボ・アドレス５０４をグレイ・コードに変換する。ステップ６１４では、グレイ・コードとして表される符号化サーボ・アドレス５０４を識別すべき特定のセクタ２０４のディスク１０２に書き込む。
【００４８】
本発明の好ましい実施例に関して本発明を具体的に示し説明してきたが、本発明の精神および範囲を逸脱せずに形式および細部の点で様々な変更が可能であることは当業者には理解されるだろう。
【００４９】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００５０】
（１）ディスクの表面上の位置を決定するための方法において、
ａ）変換ヘッドによりディスクの表面から符号化サーボ・アドレスがそのサイズを低減するように符号化され、前記符号化によりディスクの表面上の絶対位置に関する曖昧さが持ち込まれている前記符号化サーボ・アドレスを読み取るステップと、
ｂ）前記ディスクの表面に対する前記変換ヘッドの相対位置に基づいて、前記符号化サーボ・アドレスの前記曖昧さを解決するステップとを含むことを特徴とする方法。
（２）前記解決ステップが、
ａ）前記ディスクの表面に対する前記変換ヘッドの位置の変化を監視するステップと、
ｂ）前記位置の変化と、前記変換ヘッドの既知の位置とに基づいて、前記変換ヘッドの前記相対位置を決定するステップと、
ｃ）前記相対位置と前記符号化サーボ・アドレスとを使用して、ディスクの表面上の位置を決定するステップとを含むことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。
（３）前記監視ステップが、前記変換ヘッドが第１の角位置から移動するときにその角位置を決定するステップを含むことを特徴とする、上記（２）に記載の方法。
（４）前記角位置を決定するステップが、前記変換ヘッドが第１のセクタから隣接セクタに移動するときにセクタをカウントするステップを含むことを特徴とする、上記（３）に記載の方法。
（５）データを格納するためのディスク・ドライブにおいて、
ａ）ハウジングと、
ｂ）前記ハウジング内に回転式に取り付けられ、データを格納するための表面を有し、前記表面が複数のデータ記憶位置に分割され、それぞれのデータ記憶位置が前記表面上の前記データ記憶位置の位置を識別する符号化サーボ・アドレスを有し、前記符号化サーボ・アドレスがそのサイズを低減するように符号化され、前記符号化により絶対位置の曖昧さが持ち込まれるディスクと、
ｃ）前記符号化サーボ・アドレスを読み取るために前記ディスクの前記表面に隣接して位置決めされた変換ヘッドと、
ｄ）前記ディスクの前記表面に対して前記変換ヘッドを移動させるためのアクチュエータ手段と、
ｅ）前記ディスクを回転させるための回転手段とを含むことを特徴とするディスク・ドライブ。
（６）ｆ）前記変換ヘッドが第１の既知の位置から移動するときにその相対位置を決定する手段と、
ｇ）前記相対位置および前記符号化サーボ・アドレスを使用して、前記曖昧さを解決する手段とをさらに含むことを特徴とする、上記（５）に記載のディスク・ドライブ。
（７）ｈ）どの変換ヘッドが選択されたかに基づいてヘッド番号を決定する手段と、
ｉ）前記ヘッド番号および前記符号化サーボ・アドレスを使用して、前記曖昧さを解決する手段とをさらに含むことを特徴とする、上記（５）に記載のディスク・ドライブ。
（８）ｊ）どの変換ヘッドが選択されたかに基づいてヘッド番号を決定する手段と、
ｋ）セクタ番号を決定する手段と、
ｍ）前記ヘッド番号、前記セクタ番号、および前記符号化サーボ・アドレスを使用して、前記曖昧さを解決する手段とをさらに含むことを特徴とする、上記（５）に記載のディスク・ドライブ。
（９）データを格納するためのディスクにおいて、
データを格納するための表面を含み、前記表面が複数のデータ記憶位置に分割され、それぞれのデータ記憶位置が前記表面上の前記データ記憶位置の位置を識別する符号化サーボ・アドレスを有し、前記符号化サーボ・アドレスがそのサイズを低減するように符号化され、前記符号化により絶対位置の曖昧さが持ち込まれることを特徴とするディスク。
（１０）複数の同心トラックを有するディスク表面上の所望のトラックの位置を突き止めるための方法において、それぞれのトラックがサーボ・アドレスを格納したセクタを有し、
ａ）トラック内のセクタのセクタ番号を決定するステップと、
ｂ）前記セクタから符号化サーボ・アドレスを読み取るステップと、
ｃ）前記セクタ番号とともに前記符号化サーボ・アドレスを使用して、所望のトラックの位置を突き止めるステップとを含む方法。
（１１）前記ステップｃ）が、
１）前記セクタ番号に第１の整数を加算して、第１の結果を求めるステップと、
２）前記符号化サーボ・アドレスから前記第１の結果を減算して、トラック番号を求めるステップと、
３）前記トラック番号を使用して、所望のトラックが突き止められたかどうかを判定するステップとを含むことを特徴とする、上記（１０）に記載の方法。
（１２）前記ステップｂ）の前に、
ｅ）所望のトラックを収容するディスク表面に関連するヘッド番号を決定するステップをさらに含むことを特徴とする、上記（１０）に記載の方法。
（１３）前記ステップｃ）が
１）前記ヘッド番号に第１の整数を加算して、第１の結果を求めるステップと、
２）前記セクタ番号に第２の整数を加算して、第２の結果を求めるステップと、
３）前記第１の結果と前記第２の結果とを掛け合わせて、第３の結果を求めるステップと、
４）前記符号化サーボ・アドレスから前記第３の結果を減算して、トラック番号を求めるステップと、
５）前記トラック番号を使用して、所望のトラックが突き止められたかどうかを判定するステップとを含むことを特徴とする、上記（１２）に記載の方法。
（１４）インデックス・マークをサーボ・アドレスに符号化するための方法において、
ａ）第１のセクタから最後のセクタまでトラック内の各セクタごとに所定の値ずつサーボ・アドレスを変更するステップと、
ｂ）前記セクタのそれぞれにサーボ・アドレスを格納するステップと、
ｃ）前記セクタのそれぞれについてサーボ・アドレスを読み取るステップと、
ｄ）前記最後のセクタと前記第１のセクタとの間で、トラック当たり１回ずつ発生しインデックス・マークとして機能する、サーボ・アドレスの不均一な変化を検出するステップとを含むことを特徴とする方法。
（１５）データを格納するためのディスク・ドライブにおいて、
ａ）ハウジングと、
ｂ）前記ハウジング内に回転式に取り付けられ、
１）データを格納するための１つの表面と、
２）前記表面上に位置する複数の同心トラックと、
３）前記トラック内に位置するセクタと、
４）ディスク・ドライブ内の前記セクタの位置を一義的に位置設定するセクタ番号、トラック番号、およびヘッド番号から計算され、前記トラック内の前記セクタを識別するサーボ・アドレスとを有するディスクと、
ｃ）セクタ・アドレスを読み取るために前記ディスクの前記表面に対して所定の関係で位置決めされた変換ヘッドと、
ｄ）前記ディスクの前記表面に対して前記変換ヘッドを移動させる手段とを含むことを特徴とするディスク・ドライブ。
（１６）前記サーボ・アドレスが、
１）前記ヘッド番号に第１の整数を加算して、第１の結果を求めること、
２）前記セクタ番号に第２の整数を加算して、第２の結果を求めること、
３）前記第１の結果と前記第２の結果とを掛け合わせて、第３の結果を求めること、および
４）前記トラック番号に前記第３）の結果を加算して、前記サーボ・アドレスを求めることにより計算されることを特徴とする、上記（１５）に記載のディスク・ドライブ。
（１７）前記サーボ・アドレスが、
１）前記ヘッド番号に１を加算して、第１の結果を求めること、
２）前記セクタ番号に１を加算して、第２の結果を求めること、
３）前記第１の結果と前記第２の結果とを掛け合わせて、第３の結果を求めること、および
４）前記トラック番号に前記第３の結果を加算して、前記サーボ・アドレスを求めることにより計算されることを特徴とする、上記（１５）に記載のディスク・ドライブ。
（１８）前記サーボ・アドレスが、
１）前記セクタ番号に第１の整数を加算して、第１の結果を求めること、および
２）前記トラック番号に前記第１の結果を加算して、前記サーボ・アドレスを求めることにより計算されることを特徴とする、上記（１５）に記載のディスク・ドライブ。
（１９）前記サーボ・アドレスが、前記トラック内の前記サーボ・アドレスから第１のセクタを識別するための識別手段をさらに含むことを特徴とする、上記（１５）に記載のディスク・ドライブ。
（２０）前記識別手段が、前記トラックのそれぞれの隣接セクタ間の前記サーボ・アドレスの値の不均一な変化を検出するための検出手段をさらに含み、前記不均一な変化が、前記トラックの最後のセクタと第１のセクタとの間の変位を示し、前記変位が前記トラック当たり１回ずつ発生することを特徴とする、上記（１９）に記載のディスク・ドライブ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するディスク・ドライブの一実施例のブロック図である。
【図２】ディスクに収容された情報の一般的編成の一実施例を示す図である。
【図３】データ・セクタＩＤフィールドを有するセクタ形式を実施するディスク・ドライブの実施例向けにディスクに収容された情報の編成を示す図である。
【図４】「Ｎｏ−ＩＤ」セクタ形式を実施するディスク・ドライブの実施例向けにディスクに収容された情報の編成を示す図である。
【図５】典型的なサーボ・アドレスと本発明による符号化サーボ・アドレスとの比較を示す図である。
【図６】本発明により実行される符号化の流れ図である。
【符号の説明】
１００ ディスク・ドライブ・システム
１０２ ディスク
１０４ ディスク・スピンドル
１０６ 読取り／書込みヘッド
１０８ アーム
１１０ ボイス・コイル・モータ
１１２ ヘッド信号キャリヤ
１１４ アーム電子モジュール
１１６ 位置エラー信号発生器
１１８ アクチュエータ・シーク／位置制御モジュール
１２０ ゼロ・オーダ保持回路
１２２ ボイス・コイル・モータ・ドライバ
１２４ ドライバ信号キャリヤ

Claims (2)

1. 変換ヘッドのディスク表面上での位置を決定するための方法において、
   ａ）前記変換ヘッドによりディスクの表面から符号化サーボ・アドレスがそのサイズを低減するように符号化され、前記符号化サーボアドレスは、少なくともトラック番号及びセクタ番号を単一の値として符号化したものである、前記符号化サーボ・アドレスを読み取るステップと、
   ｂ）前記ディスクの表面に対する前記変換ヘッドの相対位置と前記読み取った符号化サーボ・アドレスに基づいて、前記変換ヘッドの絶対位置を決定するステップとを含むことを特徴とする方法。
2. データを格納するためのディスク・ドライブにおいて、
   ａ）ハウジングと、
   ｂ）前記ハウジング内に回転式に取り付けられ、データを格納するための表面を有し、前記表面が複数のデータ記憶位置に分割され、それぞれのデータ記憶位置が前記表面上の前記データ記憶位置の位置を識別する符号化サーボ・アドレスであって、少なくともトラック番号及びセクタ番号を単一の値として符号化した、符号化サーボ・アドレスを有して、前記符号化サーボ・アドレスがそのサイズを低減するように符号化されているディスクと、
   ｃ）前記符号化サーボ・アドレスを読み取るために前記ディスクの前記表面に隣接して位置決めされた変換ヘッドと、
   ｄ）前記ディスクの前記表面に対して前記変換ヘッドを移動させるためのアクチュエータ手段と、
   ｅ）前記ディスクを回転させるための回転手段とを含むことを特徴とするディスク・ドライブ。

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