JP4943265B2 - ディスク駆動システムのリード回路及びリード回路の信号処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、ディスク駆動システムに係り、特にディスク駆動回路のリード回路、及びリード回路の信号処理方法に関する。

ハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ；ＨＤＤ）は、現代コンピュータシステムの標準データ保存装置として用いられている。ＨＤＤは、製造コストが低くて保存容量が大きく、信頼度が高くて電力消耗が少なく、データの伝達速度が速いので、データ保存装置として広く用いられている。

ディスク駆動システムは、一つ以上の磁気回転プラッタ及びデータの読出し及び書込みを行うための多様な装置を具備する。各回転板の上部には、データを記録したり書込んだりするためのリード／ライトヘッドが位置する。ディスク駆動システムはリード／ライトヘッドと結合されており、リード／ライトヘッドの位置を制御し、データを示す電磁場を発生させ感知する。
ディスク駆動システムはＰＣなどのホスト装置からデータを受信し、そのデータを磁気コードに変換する。磁気コードはヘッドによってディスクプラッタ上に書込まれる。また、ホスト装置がディスク駆動システムにデータを要請すると、ディスク駆動システムは希望するデータの位置を探索し、そのデータを示す磁気コードを感知し、その磁気コードをホスト装置が理解可能な二進デジタル情報に変換する。
ディスク駆動システムは、データの正確な保存と復元のために、エラー検出とエラー訂正アルゴリズムを含んでもよい。

なお、磁気回転プラッタの密度と回転速度が増加することによって発生するピーク検出にかかわる問題を解決するために、パーシャルレスポンス最大尤度（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ；ＰＲＭＬ）として知られるデータ処理技術が開発されている。
ＰＲＭＬは、リード／ライトヘッドによって感知された磁気信号を解釈するためにディスク駆動回路内に実現されたアルゴリズムである。ＰＲＭＬに基づくディスク駆動システムは、ディスクプラッタ上に保存された磁束反転によって発生したアナログ波形を読取る。そして、ＰＲＬＭに基づくディスク駆動システムは、磁束反転を示すためにピーク値を探すかわりにアナログ波形をデジタル的にサンプリングし（パーシャルレスポンス）、改善された信号処理技術を用いてその波形に対するビットパターンを決定する（最大尤度）。
ＰＲＭＬ技術は感知された磁気信号に含まれるノイズに鈍感であるため、低品質のプラッタの使用が可能になり、製造収率を高めることができ、製造コストを低減することができる。

一般的に、ディスク駆動システムのリード回路は、等化されたデジタルデータからデータシーケンスを復元して復元データを発生させるシーケンス検出器、及び前記復元データに含まれた信号依存エラーを訂正する信号依存ポストプロセッサを含む。

ディスク駆動システムでは、加算性ホワイトガウスノイズ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｗｈｉｔｅ Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｎｏｉｓｅ；ＡＷＧＮ）、メディアノイズ、信号依存ノイズ、磁気抵抗（Ｍａｇｎｅｔｏ−ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ；ＭＲ）非対称ノイズなどの望ましくないノイズ成分が存在する。これらのうち、非線形ノイズである信号依存ノイズは除去しにくい。

最近、信号依存ノイズを除去しようとする研究が進行しつつある。特許文献１には、エラーイベントフィルタを用いてビタビ検出器の出力データに含まれた非線形ノイズを減少させる技術が開示されている。しかし、特許文献１に開示されている方法は、エラーイベントフィルタにのみ依存してエラータイプを探すので、エラー訂正に限界がある。

非特許文献１に開示された「Ｎｏｉｓｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｐａｒｉｔｙ−Ｂａｓｅｄ Ｐｏｓｔ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」は、パリティに基づくポストプロセッサを具備して主要なエラーイベントを訂正することができる。

特許文献２には、巡回冗長検査（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ；ＣＲＣ）コードを用いてエラーの位置を正確に検出しうるＣＲＣに基づくポストプロセッサが開示されている。

特許文献３には、ブランチメトリック（Ｂｒａｃｈ Ｍｅｔｒｉｃ；ＢＭ）値の累積を用いて正確な最大尤度距離ペナルティ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｐｅｎａｌｔｙ；ＭＬＤＰ）値を求める方法が開示されている。しかし、この方法は、メディアの密度が増加すると、パラメータセットを保存するために大きい容量のメモリが必要である。
したがって、メディアの特性によって適応的に信号依存ノイズを減少させる信号処理方法が必要である。
米国登録特許第５，９４９，８３１号明細書 米国登録特許第６，４２７，２２０号明細書 米国登録特許第６，９３１，５８５号明細書 米国登録特許第６，００９，４４８号明細書 ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．２，Ｍａｒ． ２００１ ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ，ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．１，Ｊａｎ． ２０００

本発明の目的は、メディアの特性によって適応的に信号依存ノイズを減少させるディスク駆動システムのリード回路を提供することにある。
本発明の他の目的は、メディアの特性によって適応的に信号依存ノイズを減少させる適応性ポストプロセッサを提供することにある。
本発明の他の目的は、メディアの特性によって適応的に信号依存ノイズを減少させるリード回路の信号処理方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の一実施形態によるディスク駆動システムのリード回路は、シーケンス検出器、信号依存適応性エンジン、及び信号依存ポストプロセッサを含む。

シーケンス検出器は、等化されたデータからデータシーケンスを復元し、復元データを発生させる。信号依存適応性エンジンは、前記等化されたデータ及び前記復元データに基づいて、複数の信号依存係数、信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差を発生させる。信号依存ポストプロセッサは、前記復元データ、前記複数の信号依存係数、前記信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差に基づいて前記復元データに含まれた前記信号依存エラーを訂正し、第１データを発生させる。

本発明の一実施例によると、前記信号依存適応性エンジンは、最小二乗平均（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ；ＬＭＳ）エンジンを用いて前記複数の信号依存係数、前記信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差を発生させる。

本発明の一実施例によると、前記信号依存適応性エンジンは、加算器、フィルタ、複数の遅延器、及び複数のフィルタタップを含む。

加算器は、前記等化されたデータから前記復元データを減算し、エラー信号を発生させる。フィルタは、前記エラー信号及び信号依存係数に基づいて前記信号依存エラーを発生させる。複数の遅延器は、 互いにカスケード形態で結合されており、前記エラー信号を遅延させる。前記複数のフィルタタップは、前記エラー信号及び前記遅延器のそれぞれの出力信号に対して前記信号依存エラーの乗算及び累算を行い、前記複数の信号依存係数を発生させる。

本発明の一実施例によると、前記信号依存適応性エンジンは、前記信号依存エラー及び前記信号依存係数に基づいて、前記信号依存エラーの平均値及び前記信号依存エラーの標準偏差を発生させる計算部を更に含むことができる。

本発明の一実施例によると、前記信号依存ポストプロセッサは、信号依存エラーイベントフィルタ、最大尤度距離ペナルティ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｐｅｎａｌｔｙ；ＭＬＤＰ）計算部、パリティ計算部、エラー検索部、及びエラー訂正部を含む。

信号依存エラーイベントフィルタは、前記復元データ及び前記信号依存係数に基づいて信号依存エラーイベントを計算する。ＭＬＤＰ計算部は、前記信号依存エラーイベント、前記信号依存エラーの標準偏差、及び前記信号依存エラーの平均値に基づいて、ＭＬＤＰを計算する。パリティ計算部は、前記復元データに基づいてパリティを計算する。エラー検索部は、前記ＭＬＤＰ及び前記パリティに基づいて最少のＭＬＤＰ値を有するエラーイベントを求める。エラー訂正部は、前記復元データ及び前記最小のＭＬＤＰ値を有するエラーイベントに基づいて前記復元データに含まれたエラーを訂正する。

本発明の一実施例によると、前記ディスク駆動システムのリード回路は、アナログフロントエンド、Ａ／Ｄコンバータ、及びデジタルフロントエンドを更に含むことができる。

アナログフロントエンドは、プレアンプの出力信号を増幅、フィルタリング、及びバッファリングする。Ａ／Ｄコンバータは、前記アナログフロントエンドの出力信号をサンプリングし、デジタル形態の第１信号に変換する。デジタルフロントエンドは、前記第１信号に対してパーシャルレスポンス（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ；ＰＲ）パルス整形を行い、前記等化されたデータを発生させる。

本発明の一実施形態によると、前記デジタルフロントエンドはイコライザであってもよい。
本発明の一実施形態による適応性ポストプロセッサは、信号依存適応性エンジン、及び信号依存ポストプロセッサを含む。

信号依存適応性エンジンは、等化されたデータ及び復元データに基づいて、複数の信号依存係数、信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差を発生させる。信号依存ポストプロセッサは、前記復元データ、前記複数の信号依存係数、前記信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差に基づいて前記復元データに含まれた信号依存エラーを訂正し、第２データを発生させる。

本発明の一実施形態によると、前記信号依存適応性エンジンは、ＬＭＳエンジンを用いて前記複数の信号依存係数、前記信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差を発生させる。
本発明の一実施形態によるエラー訂正回路は、シーケンス検出器、信号依存適応性エンジン、及び信号依存ポストプロセッサを含む。

シーケンス検出器は、等化されたデータからデータシーケンスを復元し復元データを発生させる。信号依存適応性エンジンは、前記等化されたデータ及び前記復元データに基づいて、複数の信号依存係数、信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差を発生させる。信号依存ポストプロセッサは、前記復元データ、前記複数の信号依存係数、前記信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差を発生させる。信号依存ポストプロセッサは、前記復元データ、前記複数の信号依存係数、前記信号依存エラーの平均値、及び前記依存エラーの標準偏差に基づいて前記復元データに含まれた信号依存エラーを訂正し第１データを発生させる。

本発明の一実施形態によると、前記信号依存適応性エンジンは、ＬＭＳエンジンを用いて複数の信号依存係数、前記信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差を発生させる。

本発明の一実施形態によるリード回路の信号処理方法は、等化されたデータからデータシーケンスを復元し、復元データを発生させる段階と、前記等化されたデータ及び前記復元データに基づいて複数の信号依存係数、信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差を発生させる段階と、前記復元データ、前記複数の信号依存係数、前記信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差に基づいて前記復元データに含まれた信号依存エラーを訂正し、第１データを発生させる段階と、を含む。

本発明の一実施形態によると、前記複数の信号依存係数、前記信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差はＬＭＳエンジンを用いて発生させることができる。

本発明の一実施形態によるディスク駆動システムは一つまたはそれ以上の磁気プラッタ、リード／ライトヘッド部、及びリード／ライト部を含む。

前記リード／ライトヘッド部は、前記一つまたはそれ以上の磁気プラッタからデータを読出し、前記一つまたはそれ以上のプラッタにデータを書込む。前記リード／ライト部は、一つまたはそれ以上のメディア特性によって適応的に信号依存ノイズを減少させる方式で前記リード／ライドヘッド部からデータを受信し、前記リード／ライトヘッド部にデータを提供する。

本発明の一実施形態によるディスク駆動システムにおけるエラー訂正方法は、復元データに基づいて一つまたはそれ以上の信号依存係数、信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差を発生させる段階、及び前記復元データに含まれた信号依存エラーを訂正する段階を含む。

本発明の一実施形態によるコンピュータプログラムを有するコンピュータで読むことが可能な記録メディアにおいて、前記コンピュータプログラムは、等化されたデータからデータシーケンスを復元し復元データを発生させる段階と、前記等化されたデータ及び前記復元データに基づいて複数の信号依存係数、信号依存エラーの平均、及び前記信号依存エラーの標準偏差を発生させる段階と、前記復元データ、前記信号依存係数、前記信号依存エラーの平均、及び前記信号依存エラーの標準偏差に基づいて前記復元データに含まれた前記信号依存エラーを訂正し、第１データを発生させる段階と、を含むディスク駆動システムでのエラー訂正方法を実行する。

本発明の一実施形態によるディスク駆動システムは、リード回路を含む。
前記リード回路は、データシーケンスのデータを復元して復元データを発生させ、前記データ及び前記復元データにしたがって信号依存係数、平均値、及び標準偏差の組み合わせを発生させ、前記信号依存係数、平均値、及び標準偏差の組み合わせによって前記データまたは復元データの信号依存エラーを訂正する。

本発明によるディスク駆動システムのリード回路は、少ないハードウエアを用いて適応的に信号依存ノイズを除去することができる。したがって、本発明によるディスク駆動システムのリード回路は、半導体集積回路で具現したときに小さいチップ面積を占める。

以下、添付の図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例によるＨＤＤ駆動システムを示すブロック図である。

図１を参照すると、ＨＤＤ駆動システム１０００は、磁気プラッタ１１００、リード／ライトヘッド１２００、プリアンプ１３００、リード／ライト部（例えば、リード／ライト回路）１４００、及びコントローラ１５００を具備する。

プリアンプ１３００は、インタフェース１０２０、１０３０を通じてリード／ライト回路１４００に結合されている。コントローラ１５００は、インタフェース１０４０、１０５０を通じてリード／ライト回路１４００に結合され、インタフェース１０６０、１０７０を通じてホスト装置１６００に結合されている。

ＨＤＤ駆動システム１０００からデータを読出すために、ホスト装置１６００は、磁気プラッタ１１００で構成されたディスク上のデータの位置を識別する位置職別子等のアドレスをＨＤＤ駆動システム１０００に提供する。コントローラ１５００はこのアドレスを受信し、磁気プラッタ１１００上のデータの物理的な位置を決定する。その後、コントローラ１５００は、リード／ライトヘッド１２００を動動して、データを読出したり書込んだりするのに適切な位置に配置する。
リード／ライトヘッド１２００は磁束反転の存在または非存在を感知し、アナログ信号のストリームを発生させる。プリアンプ１３００は、この信号を増幅し、増幅された信号をインタフェース１０２０を通じてリード／ライト回路１４００に提供する。

後述するように、リード／ライト回路１４００は、プリアンプ１３００から増幅されたアナログ信号を受信してデコーティングし、二進デジタルデータを発生させる。その後、二進デジタルデータは、インタフェース１０４０を通じてコントローラ１５００に伝達される。コントローラ１５００は、ホスト装置１６００とインタフェースする。

ＨＤＤ駆動システム１０００にデータを書込むために、ホスト装置１６００は、書込む二進デジタルデータ及び書込む位置、例えばシリンダとセクタのアドレスをコントローラ１５００に提供する。コントローラ１５００は、リード／ライトヘッド１２００を移動して適切な位置に配置し、書込む二進デジタルデータをインタフェース１０５０を通じてリード／ライト回路１４００に伝達する。
リード／ライト回路１４００は、二進デジタルデータを受信してエンコーディングし、リード／ライトヘッド１２００を駆動するのに用いられるアナログ信号を発生させる。発生されたアナログ信号は、インタフェース１０３０を通じてプリアンプ１３００に伝達される。プリアンプ１３００は、リード／ライトヘッド１２００を駆動する。リード／ライトヘッド１２００は、二進デジタルデータを示す適切な磁束反転を磁気プラッタ１１００に提供する。

図２は、図１のＨＤＤ駆動システムに含まれているリード／ライト回路１４００の一実施例を示すブロック図である。
図２を参照すると、リード／ライト回路１４００は、リード回路１４１０、ライト回路１４２０、及びクロックシンセサイザ１４３０を具備する。

リード回路１４１０は、ＨＤＤ駆動システム１０００からデータを読出してホスト装置１６００に提供するときに用いられる回路であり、ライト回路１４２０は、ホスト装置１６００からデータを受信してＨＤＤ駆動システム１０００に書込む。クロックシンセサイザ１４３０は、リード回路１４１０とライト回路１４２０とを動作させるのに必要なクロック信号を発生させる。

図３は、図２のリード／ライト回路に含まれているリード回路１４１０の一実施例を示す回路図である。
図３を参照すると、リード回路１４１０は、アナログフロントエンド１４１２、Ａ／Ｄコンバータ１４１４、デジタルフロントエンド１４１６、シーケンス検出器１４４０、信号依存適応性エンジン１４５０、信号依存ポストプロセッサ１４６０、及び変調コードデコーダ１４１８を具備する。

アナログフロントエンド１４１２は、プリアンプ（図１のプリアンプ１３００）の出力信号をインタフェース１０２０を通じて受信し、この出力信号を増幅し、フィルタリングし、バッファリングするなどの信号処理を行う。Ａ／Ｄコンバータ１４１４は、アナログフロントエンド１４１２の出力であるアナログ信号を受信しサンプリングして、デジタル形態の信号ｚｔに変換する。
デジタルフロントエンド１４１６は、Ａ／Ｄコンバータ１４１４の出力信号ｚｔを受信し等化された第１データｙｔを発生させる、一種のイコライザである。デジタルフロントエンド１４１６は、チャンネルの特性に合うパーシャルレスポンス（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ；ＰＲ）パルス整形を適応的に行う。

シーケンス検出器１４４０は、ノイズ予測最大尤度（Ｎｏｉｓｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ；ＮＰＭＬ）技術及びＰＲ目標に適切な状態を用いて等化されたデータｙｔからデータシーケンスを復元し、復元データａｔを発生させる。

信号依存適応性エンジン１４５０は、等化されたデータｙｔ及び復元データａｔに基づいて信号依存係数ｂｋ、信号依存エラーの平均値ＭＥＡＮ、及び信号依存エラーの標準偏差σｋを発生させる。
信号依存ポストプロセッサ１４６０は、復元データａｔ、複数の信号依存係数ｂｋ、信号依存エラーの平均値ＭＥＡＮ、及び信号依存エラーの標準偏差σｋに基づいて復元データａｔに含まれた信号依存エラーを訂正し、第１データｘｔを発生させる。第１データｘｔは目標とするデータに非常に近接するデータである。
変調コードデコーダ１４１８は、第１データｘｔをデコーディングし、インタフェース１０４０を通じてコントローラ（図１のコントローラ１５００）に提供する。変調コードデコーダ１４１８でのデコーディングには、ランレングス符号（Ｒｕｎ Ｌｅｎｇｔｈ Ｃｏｄｅ；ＲＬＣ）を用いることができる。

シーケンス検出器１４４０は、ノイズ予測（Ｎｏｉｓｅ−Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ；ＮＰ）フィルタ１４４２及びノイズ予測最大尤度（Ｎｏｉｓｅ−Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ；ＮＰＭＬ）検出器１４４４を具備する。

ＮＰフィルタ１４４２は、デジタルフロントエンド１４１６の出力である等化されたデータｙｔに含まれたカラードノイズをホワイトノイズに変換させる。ＮＰフィルタ１４４２は、ＮＰＭＬ検出器１４４４のブランチメトリック（Ｂｒａｎｃｈ ｍｅｔｒｉｃ；ＢＭ）に影響を与えない一般的なフィルタで構成される。ＮＰＭＬ検出器１４４４は、ＮＰフィルタ１４４２の出力からデータシーケンスを復元し、復元データａｔを発生させる。

非特許文献１に発表された「Ｎｏｉｓｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｐａｒｉｔｙ−Ｂａｓｅｄ Ｐｏｓｔ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」には、ＮＰＭＬ検出について詳細に記述されている。

図４は、図３のリード回路１４１０に含まれている信号依存適応性エンジン１４５０の一実施例を示すブロック図である。
図４を参照すると、信号依存適応性エンジン１４５０は、加算器１４０１、フィルタ１４５１、第１遅延器１４５２、第２遅延器１４５３、第３遅延器１４５４、第１フィルタタップ１４５５、第２フィルタタップ１４５６、第３フィルタタップ１４５７、第４フィルタタップ１４５８、及び計算部１４５９を具備する。

加算器１４０１は、デジタルフロントエンド１４１６の出力である等化されたデータｙｔから復元データａｔを減算し、エラー信号ｅｒｒを発生させる。フィルタ１４５１は、エラー信号ｅｒｒと信号依存係数ｂ１〜ｂ４に基づいて、信号依存エラー信号ｓｄ−ｅｒｒを発生させる。

遅延器１４５２、１４５３、１４５４は、互いにカスケード連結されている。第１遅延器１４５２はエラー信号ｅｒｒを所定時間遅延させ、第２遅延器１４５３は第１遅延器１４５２の出力信号を所定時間遅延させ、第３遅延器１４５４は第２遅延器１４５３の出力信号を所定時間遅延させる。

フィルタタップ１４５５〜１４５８は、それぞれエラー信号ｅｒｒ及び遅延されたエラー信号と信号依存エラー信号ｓｄ−ｅｒｒとを乗算及び累算して信号依存係数ｂ１〜ｂ４を発生させる。
第１フィルタタップ１４５５は、エラー信号ｅｒｒ及び信号依存エラー信号ｓｄ−ｅｒｒについて乗算及び累算を行い、信号依存係数ｂ１を発生させる。第２フィルタタップ１４５６は、第１遅延器１４５２の出力信号及び信号依存エラー信号ｓｄ−ｅｒｒについて乗算及び累算を行い、信号依存係数ｂ２を発生させる。第３フィルムタップは、第２遅延器１４５３の出力信号及び信号依存エラー信号ｓｄ−ｅｒｒについて乗算及び累算を行い、信号依存係数ｂ３を発生させる。第４フィルタタップ１４５８は、第３遅延器１４５４の出力信号及び信号依存エラー信号ｓｄ−ｅｒｒについて乗算及び累算を行い、信号依存係数ｂ４を発生させる。

計算部１４５９は、遅延器１４５４の出力信号、信号依存エラー信号ｓｄ−ｅｒｒ、及び信号依存係数ｂ１〜ｂ４に基づいて、信号依存エラーの平均値ＭＥＡＮ及び信号依存エラーの標準偏差σを発生させる。

図４の例では、三つの遅延器１４５２〜１４５４と四つのフィルタタップ１４５５〜１４５８を有する信号依存適応性エンジン１４５０が示されているが、本発明の信号依存適応性エンジン１４５０は、任意の個数の遅延器及び任意の個数のフィルタタップを具備することができる。

以下、図４に示した信号依存適応性エンジン１４５０の動作を説明する。
信号依存適応性エンジン１４５０は、シーケンス検出器１４４０の出力信号ａｔとイコライザ１４１６の出力信号ｙｔに基づいてエラー信号ｅｒｒを発生させ、ＬＭＳエンジンを駆動して信号依存係数ｂｋ、信号依存エラーの平均値ＭＥＡＮ、及び信号依存エラーの標準偏差σｋを発生させる。

ＬＭＳ技術を用いてデータを最適化する方法は、この技術分野の通常の知識を有する者には周知であり、特許文献４などに開示されている。
図４の信号依存適応性エンジン１４５０でＬＭＳを用いて信号の係数を更新する過程は、数式（１）で表される。

数式（１）において、ｋは信号依存係数の集合数（ｓｅｔ ｎｕｍｂｅｒ）を示し、ｌは信号依存係数の数を示す。ｓｄ＿ｅｒｒｒｏは信号依存エラーを表し、ｅｒｒｏｒは目標エラー（ｔａｒｇｅｔ ｅｒｒｏｒ）を表す。また、ｔｕｇはタップ更新利得（ｔａｐ ｕｐｄａｔｅ ｇａｉｎ）を示す。数式（１）の右辺の第一項は、ｔ時点におけるｋ番目の信号パターンのｌ番目の係数を示す。

目標エラーは数式（３）のように表され、信号依存エラーｓｄ−ｅｒｒｏｒは数式（２）のように表される。

数式（２）で、ａはシーケンス検出器の出力信号を示し、ｈはチャンネルの目標係数（ｔａｒｇｅｔ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を示す。即ち、数式（２）の右辺の第一項は、シーケンス検出器の出力信号を用いて発生させた理想的な入力シンボルの値である。また、ｙｔは現在時点におけるイコライザの出力シンボルを示す。

数式（３）で、ｅは数式（２）における目標エラーを示す。数式（３）を参照すると、信号依存エラーｓｄ−ｅｒｒｏｒは目標エラーと信号依存係数とを乗算した信号になる。

シーケンス検出器のエラーを探すポストプロセッサにおいてエラーイベントフィルタを構成するホワイトニングフィルタまたはチャネル整合フィルタにも、数式（１）〜数式（３）により計算した信号依存係数を用いて、非線形ノイズ成分である信号依存ノイズを除去することができる。例えば、「００００」パターンのエラーイベントフィルタのホワイトニングフィルタまたはチャネル整合フィルタには、「００００」パターンの信号依存係数をロードしてフィルタリングすることができる。
ｋ番目の信号パターンの標準偏差σｋは、数式（４）のように表すことができる。

数式（４）で、ｔｏｄはデータの総数を表し、ＨＤＤシステムの場合、一つのデータセクタに対するシンボル数を示す。数式（１）〜数式（３）によって計算された信号依存エラーｓｄ−ｅｒｒｏｒを用いて標準偏差σｋを求めることができる。

ＬＭＳを用いて信号の係数を更新する数式（１）〜数式（３）及び標準偏差を計算する数式（４）によって、信号依存ＢＭを計算することができる。ＢＭはＭＬＤＰの計算に用いることができる。

ＢＭを計算する過程は、非特許文献２に発表された「Ｔｈｅ Ｖｉｔｅｒｂｉ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄ Ｍａｒｋｏｖ ｎｏｉｓｅ ｍｅｍｏｒｙ」に詳細に記述されている。

リード回路において、イコライザの出力である等化されたデータｙｔは、数式（５）のように示される。

数式（５）において、ｘｔは入力データであり、ｎｔは信号依存ガウス‐マルコフ・ノイズを表す。なお、ｈｋは、チャネルの目標の係数を表す。数式（５）において、ｎｔは数式（６）のように示される。

数式（６）において、ｂは信号依存係数を表し、σは信号依存標準偏差を表す。
ＢＭは、数式（７）を用いて計算することができる。

数式（７）において、ｂは信号依存係数を表し、σは信号依存標準偏差を表す。

図５は、図３のリード回路１４１０に含まれている信号依存ポストプロセッサ１４６０の一実施例を示すブロック図である。
図５を参照すると、信号依存ポストプロセッサ１４６０は、信号依存エラーイベントフィルタ１４６１、ＭＬＤＰ計算部１４６２、パリティ計算部１４６５、エラー検索部１４６３、及びエラー訂正部１４６４を具備する。

信号依存エラーイベントフィルタ１４６１は、復元データａｔ及び信号依存係数ｂｋに基づいて信号依存エラーイベントを計算する。ＭＬＤＰ計算部１４６２は、信号依存エラーイベント、信号依存エラーの標準偏差σｋ、及び信号依存エラーの平均値ＭＥＡＮに基づいてＭＬＤＰ値を計算する。パリティ計算部１４６５は、復元データａｔに基づいてパリティを計算する。
エラー検索部１４６３は、ＭＬＤＰ値及びパリティに基づいて最小のＭＬＤＰ値を有するエラーイベントを求める。エラー訂正部１４６４は、復元データａｔ及び最初のＭＬＤＰ値を有するエラーイベントに基づいて復元データａｔに含まれたエラーを訂正する。
ＭＬＤＰは数式（８）を用いて計算することができる。

したがって、ＭＬＤＰ値は数式（７）を用いて計算したＢＭを累積して計算することができる。

図６は、図２のリード／ライト回路１４００に含まれているライト回路１４２０の一実施例を示す回路図である。
図６を参照すると、ライト回路１４２０は変調コードエンコーダ１４２１及び波形発生器１４２２を具備する。

変調コードエンコーダ１４２１は、インタフェース１０５０を通じて受信されたユーザデータをエンコーディングする。波形発生器１４２２は、変調コードエンコーダ１４２１の出力信号に対応する信号の波形を発生させ、インタフェース１０３０を通じてプリアンプ（図１のプリアンプ１３００）に提供する。

図３に示したリード回路１４１０の信号処理方法は、等化されたデータからデータシーケンスを復元し復元データを発生させる段階と、等化されたデータ及び復元データに基づいて複数の信号依存係数、信号依存エラーの平均値、及び信号依存エラーの標準偏差を発生させる段階と、復元データ、複数の信号依存係数、信号依存エラーの平均値、及び信号依存エラーの標準偏差に基づいて復元データに含まれた信号依存エラーを訂正し、第１データを発生させる段階とを含む。複数の信号依存係数、信号依存エラーの平均値、及び信号依存エラーの標準偏差は、ＬＭＳエンジンを用いて発生させることができる。

図７は、本発明の一実施例によるハードディスク駆動システムの動作方法を示す順序図である。
図７を参照すると、ハードディスク駆動システムは、等化されたデータから復元データを発生させる（Ｓ７００）。次に、ハードディスク駆動システムは、復元データ及び等化されたデータにしたがって信号依存係数、標準偏差及び平均値を発生させる（Ｓ７１０）。続いて、ハードディスク駆動システムは、信号依存係数、標準偏差、及び平均値にしたがってデータを発生させる（Ｓ７２０）。その後、ハードディスク駆動システムは、発生されたデータをデコーディングする（Ｓ７３０）。

本発明は、コンピュータで読出すことができるメディア上のコンピュータプログラムで実現することができる。コンピュータで読出すことができる記録メディア及びコンピュータで読出すことが可能な伝送メディアを含むことができる。
コンピュータで読出すことが可能な記録メディアは、コンピュータシステムによって読出すことが可能なデータを保存する保存装置である。例えば、コンピュータで読むことができる記録メディアは、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピ(登録商標)ーディスク、及び光データ保存装置などを含むことができる。

コンピュータで読出すことが可能な記録メディアは、分散システム方式でもコンピュータプログラムを保存し実行するために、コンピュータシステムに連結されたネットワークを通じて拡散することができる。コンピュータで読出すことが可能な伝送メディアは、搬送波を伝送（例えば、有線あるいは無線でインターネットを通じてデータを伝送）する。また、本発明を実行するためのプログラムは、該当技術分野の熟練されたプログラマによって構成することができる。

以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を逸脱することなく、本発明を修正または変更できる。

本発明の一実施例によるＨＤＤ駆動システムを示すブロック図である。 図１のＨＤＤ駆動システムに含まれているリード／ライト回路の一実施例を示すブロック図である。 図２のリード／ライト回路に含まれているリード回路の一実施例を示す回路図である。 図３のリード回路に含まれている信号依存適応性エンジンの一実施例を示すブロック図である。 図３のリード回路に含まれている信号依存ポストプロセッサの一実施例を示すブロック図である。 図２のリード／ライト回路に含まれているライト回路の一実施例を示す回路図である。 本発明の一実施例によるハードディスク駆動システムの動作方法を示すフロー図である。

符号の説明

１０００ ＨＤＤ駆動システム
１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０ インタフェース
１１００ 磁気プラッタ
１２００ リード／ライトヘッド
１３００ プリアンプ
１４００ リード／ライト回路
１４１０ リード回路
１４１２ アナログフロントエンド
１４１４ Ａ／Ｄコンバータ
１４１６ デジタルフロントエンド
１４１８ 変調コードデコーダ
１４２０ ライト回路
１４３０ シンセサイザ
１４４０ シーケンス検出器
１４４２ ＮＰフィルタ
１４４４ ＮＰＭＬ検出器
１４５０ 信号依存適応性エンジン
１４６０ 信号依存ポストプロセッサ
１５００ コントローラ
１６００ ホスト装置

Claims (9)

1. 順次受信されたデータを等化した等化データからデータシーケンスを復元し、復元データを発生させるシーケンス検出器と、
   前記等化データ及び前記復元データに基づいて複数の信号依存係数、信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差を発生させる信号依存適応性エンジンと、
   前記復元データ、前記信号依存係数、前記信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差に基づいて前記復元データに含まれた前記信号依存エラーを訂正し第１データを発生させる信号依存ポストプロセッサと、を含み、
   前記複数の信号依存係数は、前記等化データから前記復元データを減算して得られるエラー信号と前記信号依存エラーとを乗算及び累算することにより順次発生することを特徴とするディスク駆動システムのリード回路。
2. 前記信号依存適応性エンジンは、
   前記等化データから前記復元データを減算し前記エラー信号を発生させる加算器と、
   前記エラー信号及び前記信号依存係数に基づいて前記信号依存エラーを発生させるフィルタと、
   互いにカスケード形態で結合されており、前記エラー信号を遅延させる複数の遅延器と、
   前記エラー信号及び前記遅延器それぞれの出力信号に対して前記信号依存エラーを乗算及び累算し、前記複数の信号依存係数を発生させる複数のフィルタタップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のディスク駆動システムのリード回路。
3. 順次受信されたデータを等化した等化データと復元データとに基づいて、複数の信号依存係数、信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差を発生させる信号依存適応性エンジンと、
   前記復元データ、前記信号依存係数、前記信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差に基づいて前記復元データに含まれた前記信号依存エラーを訂正し、エラーの訂正されたデータを発生させる信号依存ポストプロセッサと、を含み、
   前記複数の信号依存係数は、前記等化データから前記復元データを減算して得られるエラー信号と前記信号依存エラーとを乗算及び累算することにより順次発生することを特徴とする適応性ポストプロセッサ。
4. 順次受信されたデータを等化した等化データからデータシーケンスを復元し復元データを発生させるシーケンス検出器と、
   前記等化データ及び前記復元データに基づいて複数の信号依存係数、信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差を発生させる信号依存適応性エンジンと、
   前記復元データ、前記信号依存係数、前記信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差に基づいて前記復元データに含まれた前記信号依存エラーを訂正し、第１データを発生させる信号依存ポストプロセッサと、を含み、
   前記複数の信号依存係数は、前記等化データから前記復元データを減算して得られるエラー信号と前記信号依存エラーとを乗算及び累算することにより順次発生することを特徴とするエラー訂正回路。
5. 順次受信されたデータを等化した等化データからデータシーケンスを復元し、復元データを発生させる段階と、
   前記等化データ及び前記復元データに基づいて、複数の信号依存係数、信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差を発生させる段階と、
   前記復元データ、前記信号依存係数、前記信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差に基づいて前記復元データに含まれた前記信号依存エラーを訂正し、第１データを発生させる段階と、を含み、
   前記複数の信号依存係数は、前記等化データから前記復元データを減算して得られるエラー信号と前記信号依存エラーとを乗算及び累算することにより順次発生することを特徴とするリード回路の信号処理方法。
6. 一つまたはそれ以上の磁気プラッタと、
   前記一つまたはそれ以上の磁気プラッタからデータを読出し、前記一つまたはそれ以上の磁気プラッタにデータを書込むリード／ライトヘッド部と、
   一つまたはそれ以上のメディア特性によって適応的に信号依存ノイズを減少させる方式で前記リード／ライドヘッド部からデータを受信し、前記リード／ライトヘッド部にデータを提供するリード／ライド部と、を含み、
   前記リード／ライト部は、
   順次受信されたデータを等化した等化データと復元データとに基づいて一つまたはそれ以上の信号依存係数、信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差を発生させる信号依存適応性エンジンと、
   前記信号依存適応性エンジンに連結され、前記復元データに含まれた前記信号依存エラーを訂正する信号依存ポストプロセッサと、を含み、
   前記一つまたはそれ以上の信号依存係数は、前記等化データから前記復元データを減算して得られるエラー信号と前記信号依存エラーとを乗算及び累算することにより順次発生することを特徴とするディスク駆動システム。
7. 前記信号依存ポストプロセッサは、
   少なくとも一つ以上の前記復元データ、前記一つまたはそれ以上の信号依存係数、前記信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差に基づいて前記復元データに含まれた信号依存エラーを訂正し、第１データを発生させることを特徴とする請求項６に記載のディスク駆動システム。
8. 順次受信されたデータを等化した等化データと復元データとに基づいて、一つまたはそれ以上の信号依存係数、信号依存エラーの平均値、及び前記信号依存エラーの標準偏差を発生させる段階と、
   前記復元データに含まれた前記信号依存エラーを訂正する段階と、を含み、
   前記一つまたはそれ以上の信号依存係数は、前記等化データから前記復元データを減算して得られるエラー信号と前記信号依存エラーとを乗算及び累算することにより順次発生することを特徴とするディスク駆動システムでのエラー訂正方法。
9. 順次受信されたデータを等化した等化データからデータシーケンスを復元して復元データを発生させ、前記等化データ及び前記復元データにしたがって信号依存係数、平均値、及び標準偏差の組み合わせを発生させ、前記信号依存係数、平均値、及び標準偏差の組み合わせによって前記等化データまたは復元データの信号依存エラーを訂正するリード回路を含み、
   前記信号依存係数は、前記等化データから前記復元データを減算して得られるエラー信号と前記信号依存エラーとを乗算及び累算することにより順次発生することを特徴とするディスク駆動システム。

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