JP5684451B2 - Signal processing apparatus and signal processing method - Google Patents

Signal processing apparatus and signal processing method Download PDF

Info

Publication number
JP5684451B2
JP5684451B2 JP2008300245A JP2008300245A JP5684451B2 JP 5684451 B2 JP5684451 B2 JP 5684451B2 JP 2008300245 A JP2008300245 A JP 2008300245A JP 2008300245 A JP2008300245 A JP 2008300245A JP 5684451 B2 JP5684451 B2 JP 5684451B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample value
signal
synchronization
unit
value sequence
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 - Fee Related
Application number
JP2008300245A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010129109A (en
Inventor
菅原 隆夫
隆夫 菅原
宜彦 篠原
宜彦 篠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seagate Technology International
Original Assignee
Seagate Technology International
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seagate Technology International filed Critical Seagate Technology International
Priority to JP2008300245A priority Critical patent/JP5684451B2/en
Publication of JP2010129109A publication Critical patent/JP2010129109A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5684451B2 publication Critical patent/JP5684451B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Digital Magnetic Recording (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)

Description

本発明は、信号処理装置および信号処理方法に関する。   The present invention relates to a signal processing apparatus and a signal processing method.

従来、磁気ディスク装置におけるSN比やBER(ビットエラーレート)を改善するために、ヘッド、媒体、および信号処理技術などの研究が行なわれている。例えば、より大きい信号振幅を得るためのMR(Magneto Resistive )感度の向上、媒体の粒径の微細化および媒体ノイズの低減、低いSN比でも所定のエラー率を確保するためのLDPC(Low Density Parity Check)コードおよび繰り返し復号(Iterative Decoding)などの信号処理技術などが研究されている。   Conventionally, in order to improve the SN ratio and the BER (bit error rate) in a magnetic disk device, researches on a head, a medium, a signal processing technique, and the like have been performed. For example, improvement of MR (Magneto Resistive) sensitivity for obtaining a larger signal amplitude, refinement of the particle size of the medium and reduction of medium noise, LDPC (Low Density Parity) for ensuring a predetermined error rate even at a low S / N ratio Signal processing techniques such as Check code and iterative decoding have been studied.

また、近日、2のMR素子により同一トラックから読取られた信号を加算して復号するためのデュアルストライプヘッドが提案されている。なお、デュアルストライプヘッドについては、例えば特許文献1に記載されている。   Recently, a dual stripe head for adding and decoding signals read from the same track by two MR elements has been proposed. The dual stripe head is described in Patent Document 1, for example.

特開2001−14603号公報JP 2001-14603 A

しかし、従来のデュアルストライプヘッドでは、2のMR素子が離隔して設けられているため、一方のMR素子から読取られた信号に対し、他方のMR素子から読取られた信号は遅延している。このため、媒体の記録密度を高くすると、2のMR素子が同一の記録ビットから信号を正常に読取ることが困難になってしまうという問題があった。すなわち、従来のデュアルストライプヘッドでは、2のMR素子間の距離に応じて媒体の記録密度が制限されてしまうことが懸念された。   However, in the conventional dual stripe head, since the two MR elements are provided apart from each other, the signal read from one MR element is delayed with respect to the signal read from the other MR element. For this reason, when the recording density of the medium is increased, there is a problem that it becomes difficult for the two MR elements to normally read signals from the same recording bit. That is, in the conventional dual stripe head, there is a concern that the recording density of the medium is limited depending on the distance between the two MR elements.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、複数のMR素子により読取られた信号を同期させて加算することが可能な、新規かつ改良された信号処理装置および信号処理方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a new and improved technique capable of synchronizing and adding signals read by a plurality of MR elements. Another object is to provide a signal processing apparatus and a signal processing method.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、被記録媒体に形成されている同一トラックから信号を読取る同一極性の複数のMR素子と、前記複数のMR素子により読取られた信号の各々を離散化して複数のサンプル値列を得る複数の離散化部と、前記複数のサンプル値列の各々から同期信号を検出する複数の同期検出部と、前記複数の同期検出部による同期検出に基づいて前記複数のサンプル値列を同期させて加算する加算部と、を備える信号処理装置が提供される。   In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a plurality of MR elements having the same polarity for reading signals from the same track formed on a recording medium, and signals read by the plurality of MR elements A plurality of discretization units for discretizing each of the plurality of sample value sequences, a plurality of synchronization detection units for detecting a synchronization signal from each of the plurality of sample value sequences, and synchronization detection by the plurality of synchronization detection units And a summing unit for synchronizing and adding the plurality of sample value sequences.

かかる構成においては、1のMR素子のみを利用する場合と比較して、信号成分がN倍(N=MR素子の数)となる一方、信号処理の過程で混入する電気的ノイズは√N倍となるため、SN利得の向上を図ることが可能である。さらに、加算部が複数のサンプル値列を同期させて加算するため、被記録媒体の記録密度を高くしても正常な結果を得ることが可能となる。   In such a configuration, the signal component is N times (N = the number of MR elements) as compared with the case where only one MR element is used, while the electric noise mixed in the signal processing is √N times. Therefore, it is possible to improve the SN gain. Furthermore, since the adding unit adds a plurality of sample value sequences in synchronization, it is possible to obtain a normal result even if the recording density of the recording medium is increased.

また、前記信号処理装置は、前記加算部における加算後に、繰り返し復号を行なう復号部をさらに備える。ここで、繰り返し復号により向上されるSN利得は、全ノイズに対する被記録媒体をノイズ元とする媒体ノイズの割合が高いほど顕著に現れる。また、上記複数のサンプル値列を同期させて加算する構成によれば、全ノイズに対する媒体ノイズの割合を高めることができる。したがって、上記複数のサンプル値列を同期させて加算する構成と繰り返し復号を組み合わせることにより、繰り返し復号により得られるSN利得を相乗的に向上することが可能となる。   The signal processing apparatus further includes a decoding unit that performs iterative decoding after the addition in the adding unit. Here, the SN gain improved by iterative decoding becomes more prominent as the ratio of the medium noise with the recording medium as the noise source to the total noise increases. Further, according to the configuration in which the plurality of sample value sequences are added in synchronization, the ratio of the medium noise to the total noise can be increased. Therefore, it is possible to synergistically improve the SN gain obtained by iterative decoding by combining the configuration in which the plurality of sample value sequences are added in synchronization with iterative decoding.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、被記録媒体に形成されている同一トラックから同一極性を有する複数のMR素子が信号を読取るステップと、前記複数のMR素子により読取られた信号の各々を離散化して複数のサンプル値列を得るステップと、前記複数のサンプル値列の各々から同期信号を検出するステップと、同期検出に基づいて前記複数のサンプル値列を同期させて加算するステップと、を含む信号処理方法が提供される。   In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, a plurality of MR elements having the same polarity from the same track formed on a recording medium read signals, and the plurality of MR A step of discretizing each of the signals read by the element to obtain a plurality of sample value sequences; a step of detecting a synchronization signal from each of the plurality of sample value sequences; and the plurality of sample value sequences based on synchronization detection And synchronizing and adding the signal.

以上説明したように本発明にかかる信号処理装置および信号処理方法によれば、複数のMR素子により読取られた信号を同期させて加算することが可能である。   As described above, according to the signal processing apparatus and signal processing method of the present invention, signals read by a plurality of MR elements can be added in synchronization.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

また、以下に示す項目順序に従って当該「発明を実施するための最良の形態」を説明する。
〔1〕本実施形態にかかるHDDの概要
〔1−1〕HDDの外観
〔1−2〕ディスクの構成
〔1−3〕本実施形態に至る経緯
〔2〕本実施形態にかかるHDDの詳細な説明
〔2−1〕HDDの構成
〔2−2〕HDDの動作
〔3〕まとめ
Further, the “best mode for carrying out the invention” will be described according to the following item order.
[1] Outline of HDD according to this embodiment [1-1] Appearance of HDD [1-2] Configuration of disk [1-3] Background to this embodiment [2] Details of HDD according to this embodiment Description [2-1] HDD configuration [2-2] HDD operation [3] Summary

〔1〕本実施形態にかかるHDDの概要
まず、図1を参照し、本実施形態にかかるHDD10について概略的に説明する。
[1] Outline of HDD According to this Embodiment First, an HDD 10 according to this embodiment will be schematically described with reference to FIG.

〔1−1〕HDDの外観
図1は、本実施形態にかかるHDD10の外観図である。本実施形態にかかるHDD10は、図1に示したように、ベース部材11上に設置されたスピンドルモータ30と、スピンドルモータ30に装着された被記録媒体としてのディスク群20と、データの再生および記録のための読み出し/書き込みヘッドをディスク群20上の所定位置に移動させるためのアクチュエータ40とを備える。なお、ディスク群20は複数のディスクを含む。また、一般には、図1のベース部材11に対応するカバー部材が存在し、ベース部材11がカバー部材で覆われて1つの筐体(ハウジング)を構成するが、カバー部材については図示および説明を省略する。
[1-1] External View of HDD FIG. 1 is an external view of the HDD 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the HDD 10 according to this embodiment includes a spindle motor 30 installed on a base member 11, a disk group 20 as a recording medium mounted on the spindle motor 30, data reproduction and And an actuator 40 for moving a read / write head for recording to a predetermined position on the disk group 20. The disk group 20 includes a plurality of disks. In general, there is a cover member corresponding to the base member 11 in FIG. 1, and the base member 11 is covered with the cover member to form one housing (housing). However, the cover member is illustrated and described. Omitted.

アクチュエータ40は、ベース部材11に設置されたピボット42に回転自在に結合されたスイングアーム44と、スイングアーム44の一側端部に設置されたヘッド48をディスク群20の表面方向に付勢されるように支持するサスペンション46と、スイングアーム44を回転させるためのボイスコイルモータ(以下、VCMという。)50と、を備える。なお、スイングアーム44、サスペンション46、およびヘッド48は、ディスク群20に含まれる各ディスクの間にも設けられる。   The actuator 40 has a swing arm 44 rotatably coupled to a pivot 42 installed on the base member 11 and a head 48 installed on one end of the swing arm 44 urged toward the surface of the disk group 20. And a voice coil motor (hereinafter referred to as VCM) 50 for rotating the swing arm 44. The swing arm 44, the suspension 46, and the head 48 are also provided between the disks included in the disk group 20.

VCM50は、例えば、サーボ制御システムにより制御され、VCMコイルに入力される電流とマグネットにより形成された磁場との相互作用により、フレミングの左手の法則による方向にスイングアーム44を回転させるヘッド駆動部として機能する。すなわち、HDD10の電源がオンとなってディスク群20が回転し始めると、VCM50は、スイングアーム44を回転させて、読み出し/書き込みを行なうヘッド48をディスク群20の記録面上に移動させる。一方、HDD10の電源がオフとなってディスク群20の回転が停止すると、VCM50は、スイングアーム44を回転させて、ヘッド48がディスク群20の記録面から外れるようにする。   The VCM 50 is controlled by a servo control system, for example, as a head drive unit that rotates the swing arm 44 in the direction according to Fleming's left-hand rule by the interaction between the current input to the VCM coil and the magnetic field formed by the magnet. Function. That is, when the power of the HDD 10 is turned on and the disk group 20 starts to rotate, the VCM 50 rotates the swing arm 44 to move the read / write head 48 onto the recording surface of the disk group 20. On the other hand, when the power of the HDD 10 is turned off and the rotation of the disk group 20 is stopped, the VCM 50 rotates the swing arm 44 so that the head 48 is detached from the recording surface of the disk group 20.

また、ヘッド48は、図11に示すプリアンプIC100やリードチャネルIC120の機能により、ディスク群20を構成するあるディスクの一面へのデータを記録、またはディスクの一面からのデータの読み出しを行なう。   Further, the head 48 records data on one surface of a disk constituting the disk group 20 or reads data from one surface of the disk by the functions of the preamplifier IC 100 and the read channel IC 120 shown in FIG.

なお、このような信号処理装置としての機能を有するHDD10は、例えばPC(Personal Computer)、家庭用映像処理装置(DVDレコーダ、ビデオデッキなど)、携帯電話、PHS(Personal Handyphone System)、携帯用音楽再生装置、携帯用映像処理装置、PDA(Personal Digital Assistants)、家庭用ゲーム機器、携帯用ゲーム機器、家電機器などの情報処理装置に設けられてもよい。   The HDD 10 having such a function as a signal processing device includes, for example, a PC (Personal Computer), a home video processing device (DVD recorder, VCR, etc.), a mobile phone, a PHS (Personal Handyphone System), and portable music. You may provide in information processing apparatuses, such as a reproducing | regenerating apparatus, a portable video processing apparatus, PDA (Personal Digital Assistants), a home game device, a portable game device, a household appliance.

〔1−2〕ディスクの構成
続いて、図2〜図4を参照してディスク群20を構成するあるディスク21の構成を説明する。
[1-2] Configuration of Disk Next, the configuration of a certain disk 21 constituting the disk group 20 will be described with reference to FIGS.

(パターンド媒体)
図2は、ディスク群20に含まれるディスク21の構成例を示した説明図である。より詳細には、図2では、ディスク21がパターンド媒体である場合を示している。ディスク21の一面には、図2に示したように、記録ビット22と、非記録ビット23とが規則的に形成されている。記録ビット22は、微小な磁性体であり、1ドットごとに1ビットの情報が記録される記録領域として機能する。
(Patterned media)
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration example of the disks 21 included in the disk group 20. More specifically, FIG. 2 shows a case where the disk 21 is a patterned medium. As shown in FIG. 2, recording bits 22 and non-recording bits 23 are regularly formed on one surface of the disk 21. The recording bit 22 is a minute magnetic material and functions as a recording area in which 1-bit information is recorded for each dot.

記録ビット22の各々は、トラック方向に所定間隔で形成され、非記録ビット23により分離されている。また、各トラックも非記録ビット23により分離されている。ヘッド48は、例えばあるトラック上を移動し、該トラックに含まれる記録ビット22上に位置している間に情報を記録し、非記録ビット23上に位置している間に磁場を反転させる。したがって、このようなパターンド媒体であるディスク21への記録には、ディスク21の回転に同期した記録方法が必要であるが、パターンド媒体には、連続媒体の記録密度の限界を超えて、高密度記録が可能である。   Each of the recording bits 22 is formed at a predetermined interval in the track direction and separated by non-recording bits 23. Each track is also separated by a non-record bit 23. The head 48 moves on, for example, a certain track, records information while being positioned on the recording bit 22 included in the track, and reverses the magnetic field while being positioned on the non-recording bit 23. Therefore, recording on the disk 21 which is such a patterned medium requires a recording method synchronized with the rotation of the disk 21, but the patterned medium exceeds the limit of the recording density of the continuous medium, High density recording is possible.

なお、図2においてはトラックを直線的に示しているが、厳密には円弧状であってもよい。また、トラックの形状は、ディスク21の同心円と複数回交差する正弦波であっても、多角形であってもよい。   In FIG. 2, the track is shown linearly, but strictly, it may be arcuate. The shape of the track may be a sine wave that intersects the concentric circle of the disk 21 a plurality of times, or may be a polygon.

(ディスクリート媒体)
図3は、ディスク群20に含まれるディスク21の他の構成例を示した説明図である。より詳細には、図3では、ディスク21がディスクリート媒体である場合を示している。ディスク21は、図3に示したように、トラック方向に磁性体の薄膜24が連続的に配置された媒体である。そして、この薄膜24にヘッド48で面内あるいは面に垂直に磁化した微小な領域を作り、0、1の情報ビットを書き込む。また、各磁性体の薄膜24の間には溝25が設けられている。
(Discrete media)
FIG. 3 is an explanatory diagram showing another configuration example of the disks 21 included in the disk group 20. More specifically, FIG. 3 shows a case where the disk 21 is a discrete medium. As shown in FIG. 3, the disk 21 is a medium in which magnetic thin films 24 are continuously arranged in the track direction. Then, a minute region magnetized in the plane or perpendicular to the surface is formed on the thin film 24 by the head 48, and 0 and 1 information bits are written. Further, a groove 25 is provided between the thin films 24 of each magnetic material.

なお、図2及び図3ではディスク21がパターンド媒体又はディスクリート媒体である例について説明したが、ディスク21はかかる例に限定されない。ディスク21は、例えば連続媒体など、任意の構成を有する媒体であってよい。   2 and 3, the example in which the disk 21 is a patterned medium or a discrete medium has been described. However, the disk 21 is not limited to such an example. The disk 21 may be a medium having an arbitrary configuration such as a continuous medium.

(フォーマット構成)
図4は、ディスク21のフォーマットの一例を示す説明図である。当該ディスク21のフォーマットは、例えば図4Aに示したように、サーボ領域320−1(Servo1)、320−2(Servo2)と、データ領域310−1(Data1)、310−2(Data2)、・・・、310−N(DataN)と、サーボ領域とデータ領域間のギャップ部(Gap)とを含む。
(Format structure)
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the format of the disk 21. The format of the disk 21 is, for example, as shown in FIG. 4A, servo areas 320-1 (Servo1), 320-2 (Servo2), data areas 310-1 (Data1), 310-2 (Data2),. .., 310-N (DataN) and a gap (Gap) between the servo area and the data area.

図4Aに示した一例では、データ領域はN個あり、各データ領域は例えば512バイトのデータを保持する。この図4Aに示されたフォーマットを一単位として、サーボ領域およびデータ領域がトラック方向に繰り返し配列される。   In the example shown in FIG. 4A, there are N data areas, and each data area holds, for example, 512 bytes of data. The servo area and data area are repeatedly arranged in the track direction with the format shown in FIG. 4A as a unit.

図4Bは、図4Aの各データ領域(Data1、2、・・・、N)の詳細を示す説明図である。データ領域(Data1、2、・・・、N)のフォーマットは、例えば図4Bに示したように、データ読み出しの際に同期を取るためのプリアンブル部(Preamble)311と、データの先頭を示すデータ先頭部であるSync Mark(同期信号)312と、例えば512バイトからなるデータ部(Data)313と、エラー訂正のためのECC及びエラー検出のためのCRCを有するECC/CRC314とを含む。   4B is an explanatory diagram showing details of each data area (Data 1, 2,..., N) in FIG. 4A. For example, as shown in FIG. 4B, the format of the data area (Data 1, 2,..., N) includes a preamble portion (Preamble) 311 for synchronizing data reading and data indicating the head of the data. It includes a Sync Mark (synchronization signal) 312 which is the head part, a data part (Data) 313 having, for example, 512 bytes, and an ECC / CRC 314 having an ECC for error correction and a CRC for error detection.

図4Cは、図4Aの各サーボ領域(Servo1、2)の詳細を示す説明図である。サーボ領域(Servo1、2)のフォーマットは、例えば図4Cに示したように、サーボ読み出しの際に同期を取るためのプリアンブル部(Preamble)321と、サーボの先頭を示すサーボ先頭部(Sync Mark)322と、ヘッド情報やセクター情報等が含まれるグレーコード(Gray Code)323と、位置決めをするための情報等が含まれるバースト(Burst)324とを含む。   FIG. 4C is an explanatory diagram showing details of the servo areas (Servo 1 and 2) of FIG. 4A. For example, as shown in FIG. 4C, the format of the servo area (Servo 1 and 2) includes a preamble part (Preamble) 321 for synchronizing at the time of servo reading and a servo head part (Sync Mark) indicating the head of the servo. 322, a gray code 323 including head information and sector information, and a burst 324 including information for positioning.

〔1−3〕本実施形態に至る経緯
従来、磁気ディスク装置におけるSN比やBERを改善するために、ヘッド、媒体、および信号処理技術などの研究が行なわれている。例えば、より大きい信号振幅を得るためのMR感度の向上、媒体の粒径の微細化および媒体ノイズの低減、低いSN比でも所定のエラー率を確保するためのLDPCコードおよび繰り返し復号などの信号処理技術などが研究されている。
[1-3] Background to the Present Embodiment Conventionally, in order to improve the SN ratio and the BER in a magnetic disk device, researches on a head, a medium, a signal processing technique, and the like have been made. For example, improvement of MR sensitivity for obtaining a larger signal amplitude, refinement of the grain size of the medium and reduction of medium noise, signal processing such as LDPC code and iterative decoding for ensuring a predetermined error rate even at a low S / N ratio Technology is being studied.

なお、媒体ノイズ以外の突発的なノイズはガウス分布に従う熱雑音が大部分を占め、エラーが生じた場合には再読み出し(Reread)により、正常にデータを復調できる確立を高めることができる。   Note that sudden noise other than medium noise is mostly thermal noise that follows a Gaussian distribution. If an error occurs, the probability of normal data demodulation can be increased by rereading.

ここで、磁気ディスク装置の容量や記録密度は年約40%で向上しているが、記録ビットの微細化によるSN比の低下、およびBERの劣化が懸念されている。また、上記のLDPCコードおよび繰り返し復号においてパリティビットを増やすと、訂正能力は向上するが、媒体における周波数がより高くなるため、ノイズが強調され、本来の効果が得られないという問題がある。また、再読み出しの頻度が高まると、磁気ディスク装置の性能が低下してしまう。   Here, the capacity and recording density of the magnetic disk device are improved by about 40% per year. However, there is a concern that the SN ratio is reduced and the BER is deteriorated due to the miniaturization of recording bits. In addition, when the parity bits are increased in the LDPC code and iterative decoding, the correction capability is improved, but the frequency in the medium becomes higher, so that noise is emphasized and the original effect cannot be obtained. In addition, when the frequency of re-reading increases, the performance of the magnetic disk device decreases.

そこで、上記事情を一着眼点にして本実施形態にかかるHDD10を創作するに至った。本実施形態にかかるHDD10によれば、複数のMR素子により読取られた信号を同期させて加算することにより、SN利得の向上を図ることが可能である。以下、このようなHDD10について詳細に説明する。   Therefore, the HDD 10 according to the present embodiment has been created with the above circumstances taken into consideration. According to the HDD 10 according to the present embodiment, it is possible to improve the SN gain by synchronizing and adding signals read by a plurality of MR elements. Hereinafter, the HDD 10 will be described in detail.

〔2〕本実施形態にかかるHDDの詳細な説明
〔2−1〕HDDの構成
図5は、本実施形態にかかるHDD10の構成を示した機能ブロック図である。図5に示したように、本実施形態にかかるHDD10は、ヘッド48と、プリアンプIC100と、リードチャネルIC120と、を備える。
[2] Detailed Description of HDD According to the Present Embodiment [2-1] Configuration of HDD FIG. 5 is a functional block diagram showing a configuration of the HDD 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the HDD 10 according to the present embodiment includes a head 48, a preamplifier IC 100, and a read channel IC 120.

本実施形態においては、図5に示したように、ヘッド48が複数のMR素子70Aおよび70Bを備える。以下、図6を参照し、当該ヘッド48の詳細な構造を説明する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the head 48 includes a plurality of MR elements 70A and 70B. Hereinafter, the detailed structure of the head 48 will be described with reference to FIG.

図6は、ヘッド48の構成を示した説明図である。より詳細には、図6には、ディスク面を視点とした場合のヘッド48の構成を模式的に示している。図6に示したように、ヘッド48は、MR素子70Aおよび70Bと、MR素子70Aの磁気シールドおよび電極72Aと、MR素子70Bの磁気シールドおよび電極72Bと、絶縁層74と、を備える。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing the configuration of the head 48. More specifically, FIG. 6 schematically shows the configuration of the head 48 when the disk surface is the viewpoint. As shown in FIG. 6, the head 48 includes MR elements 70A and 70B, a magnetic shield and electrode 72A of the MR element 70A, a magnetic shield and electrode 72B of the MR element 70B, and an insulating layer 74.

MR素子70Aおよび70Bは、同一トラックから信号を読取るため、同一の幅、および同一のトラック上に配置される。また、MR素子70Aおよび70Bは、各々により読取られる信号が干渉しない程度の間隔Lで配置される。なお、ヘッド48には、ディスク21への書き込みを行なうための機構も積層されるが、図6においては記載を省略している。   MR elements 70A and 70B are arranged on the same width and on the same track in order to read signals from the same track. The MR elements 70A and 70B are arranged at an interval L such that signals read by the MR elements 70A and 70B do not interfere with each other. Note that a mechanism for writing to the disk 21 is also stacked on the head 48, but the description is omitted in FIG.

また、本明細書においては、同一トラックから信号を読取るMR素子が2つである例に重きをおいて説明するが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、同一トラックから信号を読取るMR素子が3つ以上の任意の数設けられる場合にも同様に本発明を適用可能である。   Further, in this specification, an explanation will be given focusing on an example in which there are two MR elements that read signals from the same track, but the present invention is not limited to such an example. For example, the present invention can be similarly applied to the case where an arbitrary number of three or more MR elements that read signals from the same track are provided.

ここで図5を参照してHDD10の構成の説明に戻ると、MR素子70Aおよび70Bの各々には、電気信号としてディスク21から信号(磁気再生信号)を読取るための端子が独立して設けられている。そして、MR素子70Aおよび70Bの各々により読取られた信号は、以下に説明するように、プリアンプIC100およびリードチャネルIC120において個別に処理される。   Returning to the description of the configuration of the HDD 10 with reference to FIG. 5, each of the MR elements 70A and 70B is independently provided with a terminal for reading a signal (magnetic reproduction signal) from the disk 21 as an electrical signal. ing. The signals read by each of the MR elements 70A and 70B are individually processed in the preamplifier IC 100 and the read channel IC 120, as will be described below.

プリアンプIC100は、MR素子70Aにより読取られた信号を増幅する増幅器108A、およびMR素子70Aにより読取られた信号を増幅する増幅器108Bを備える。   The preamplifier IC 100 includes an amplifier 108A that amplifies the signal read by the MR element 70A and an amplifier 108B that amplifies the signal read by the MR element 70A.

リードチャネルIC120は、VGA124Aおよび124Bと、CTF128Aおよび128Bと、ADC132Aおよび132Bと、FIRフィルタ136Aおよび136Bと、AGC140Aおよび140Bと、TRC144Aおよび144Bと、SMD148Aおよび148Bと、加算部152と、データ検出部156と、復号部160と、を備える。   The read channel IC 120 includes VGAs 124A and 124B, CTFs 128A and 128B, ADCs 132A and 132B, FIR filters 136A and 136B, AGCs 140A and 140B, TRCs 144A and 144B, SMDs 148A and 148B, an addition unit 152, and a data detection unit. 156 and a decoding unit 160.

VGA(Variable Gain Amplifiers)124Aは、増幅器108Aにより増幅された信号を、AGC140Aによる制御に基づき、所望の出力振幅になるように増幅する。同様に、VGA124Bは、増幅器108Bにより増幅された信号を、AGC140Bによる制御に基づき、所望の出力振幅になるように増幅する。このため、VGA124Aおよび124Bは、MR素子70AとMR素子70Bの感度や、増幅器108Aと108Bの増幅率が異なる場合であっても、信号を同一の振幅にして出力することが可能である。   A VGA (Variable Gain Amplifiers) 124A amplifies the signal amplified by the amplifier 108A so as to have a desired output amplitude based on control by the AGC 140A. Similarly, the VGA 124B amplifies the signal amplified by the amplifier 108B so as to have a desired output amplitude based on control by the AGC 140B. Therefore, the VGAs 124A and 124B can output signals with the same amplitude even when the sensitivity of the MR elements 70A and 70B and the amplification factors of the amplifiers 108A and 108B are different.

CTF(Continuous Time Filter)128Aは、VGA124Aから出力された信号の高域ノイズの抑制や、所定帯域のブーストなどの信号特性の粗調整を行なうアナログフィルタである。同様に、CTF128Bは、VGA124Bから出力された信号の高域ノイズの抑制や、所定帯域のブーストなどの信号特性の粗調整を行なうアナログフィルタである。   The CTF (Continuous Time Filter) 128A is an analog filter that performs high-frequency noise suppression of the signal output from the VGA 124A and coarse adjustment of signal characteristics such as boosting of a predetermined band. Similarly, the CTF 128B is an analog filter that performs high-frequency noise suppression of a signal output from the VGA 124B and coarse adjustment of signal characteristics such as boosting of a predetermined band.

ADC(Analog to Digital Converter)132Aは、CTF128Aから出力された信号をアナログ形式からデジタル形式に変換する、すなわち離散化する離散化部として機能する。同様に、ADC132Bは、CTF128Bから出力された信号を離散化する離散化部として機能する。なお、以下では、ADC132Aにおける離散化により得られるサンプル値列をサンプル値列Aと称し、ADC132Bにおける離散化により得られるサンプル値列をサンプル値列Bと称する。   The ADC (Analog to Digital Converter) 132A functions as a discretization unit that converts a signal output from the CTF 128A from an analog format to a digital format, that is, discretizes the signal. Similarly, the ADC 132B functions as a discretization unit that discretizes the signal output from the CTF 128B. Hereinafter, the sample value sequence obtained by discretization in the ADC 132A is referred to as a sample value sequence A, and the sample value sequence obtained by discretization in the ADC 132B is referred to as a sample value sequence B.

FIR(Finite Impulse Response)フィルタ136Aは、サンプル値列Aの信号特性の微調整(波形等化など)を行なうデジタルフィルタである。同様に、FIRフィルタ136Bは、サンプル値列Bの信号特性の微調整を行なうデジタルフィルタである。   The FIR (Finite Impulse Response) filter 136A is a digital filter that performs fine adjustment (such as waveform equalization) of the signal characteristics of the sample value sequence A. Similarly, the FIR filter 136B is a digital filter that finely adjusts the signal characteristics of the sample value sequence B.

AGC(Automatic Gain Control)140Aは、FIRフィルタ136Aから出力されるサンプル値列Aの振幅に基づき、VGA124Aにおける増幅率を制御する。同様に、AGC140Bは、FIRフィルタ136Bから出力されるサンプル値列Bの振幅に基づき、VGA124Bにおける増幅率を制御する。   An AGC (Automatic Gain Control) 140A controls the amplification factor in the VGA 124A based on the amplitude of the sample value sequence A output from the FIR filter 136A. Similarly, the AGC 140B controls the amplification factor in the VGA 124B based on the amplitude of the sample value sequence B output from the FIR filter 136B.

TRC(Timing Rccovery Circuit)144Aは、プリアンブル部311におけるサンプル値列Aの値に基づき、ADC132Aにおいて所望の信号位置でサンプリングが行なわれるよう位相制御する。同様に、TRC144Bは、プリアンブル部311におけるサンプル値列Bの値に基づき、ADC132Bにおいて所望の信号位置でサンプリングが行なわれるよう位相制御する。以下、図7を参照し、当該TRC144の機能を具体的に説明する。   A TRC (Timing Rccovery Circuit) 144A performs phase control based on the value of the sample value sequence A in the preamble section 311 so that sampling is performed at a desired signal position in the ADC 132A. Similarly, the TRC 144B performs phase control so that sampling is performed at a desired signal position in the ADC 132B based on the value of the sample value string B in the preamble section 311. Hereinafter, the function of the TRC 144 will be described in detail with reference to FIG.

図7は、複数のMR素子70Aおよび70Bにより読取られるアナログ形式の信号、およびサンプル値列を示した説明図である。図7に示したように、TRC144は、プリアンブル部311において、1、1、0、0、1、1、0、0、・・・という規則にしたがってサンプル値が得られるよう、ADC132におけるサンプリングのタイミングを制御する。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing analog signals read by a plurality of MR elements 70A and 70B and sample value strings. As shown in FIG. 7, the TRC 144 performs sampling of the ADC 132 so that the preamble unit 311 can obtain sample values according to the rules 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0,. Control timing.

ここで、MR素子70Bにより読取られるアナログ形式の信号(以下、アナログ信号B)は、MR素子70Aにより読取られるアナログ信号Aに対し、L(素子間隔)/V(ヘッド48とディスク21の相対速度)で表される遅延時間dを有する。   Here, an analog signal read by MR element 70B (hereinafter referred to as analog signal B) is L (element spacing) / V (relative velocity between head 48 and disk 21) with respect to analog signal A read by MR element 70A. ).

また、当該遅延時間dは、必ずしもサンプリング周期Tの整数倍とはならず、例えば遅延時間d=nT+φと書き換えられる(nはサンプル値列の遅延ビット数(整数))。しかし、上記のようにTRC144Aおよび144Bが、ADC132AおよびADC132Bにおけるサンプリングの位相制御を行なうため、上記φはTRC144Aおよび144Bにより吸収される。このため、ADC132AおよびADC132Bは、図7に示したように、アナログ信号上の同一の位置でサンプリングを行うことが可能となる。   Further, the delay time d is not necessarily an integral multiple of the sampling period T, and can be rewritten as, for example, delay time d = nT + φ (n is the number of delay bits (integer) in the sample value sequence). However, since TRCs 144A and 144B perform sampling phase control in ADC 132A and ADC 132B as described above, φ is absorbed by TRCs 144A and 144B. Therefore, the ADC 132A and the ADC 132B can perform sampling at the same position on the analog signal as shown in FIG.

図5に示したSMD(Synchronous Mark Detector)148Aは、サンプル値列Aから、データ部313の開始を示すSync Mark312を検出する同期検出部として機能する。同様に、SMD148Bは、サンプル値列Bから、データ部313の開始を示すSync Mark312を検出する同期検出部として機能する。そして、加算部152が、サンプル値列Aおよびサンプル値列Bを、SMD148Aおよび148BによるSync Mark312の検出に基づいて同期させて加算する。以下、図8を参照し、SMD148および加算部152の機能を具体的に説明する。   The SMD (Synchronous Mark Detector) 148A illustrated in FIG. 5 functions as a synchronization detection unit that detects the Sync Mark 312 indicating the start of the data part 313 from the sample value sequence A. Similarly, the SMD 148B functions as a synchronization detection unit that detects the Sync Mark 312 indicating the start of the data unit 313 from the sample value sequence B. Then, the adder 152 adds the sample value sequence A and the sample value sequence B in synchronization based on the detection of the Sync Mark 312 by the SMDs 148A and 148B. Hereinafter, the functions of the SMD 148 and the addition unit 152 will be described in detail with reference to FIG.

図8は、データ線頭部312付近のアナログ信号およびサンプル値列を示した説明図である。図8に示したように、加算部152は、SMD148AによるSync Mark312の検出により、サンプル値列Aのx番目のサンプル値でSync Mark312が終了し、x+1番目のサンプル値からデータ部313が開始することを把握する。同様に、加算部152は、SMD148BによるSync Mark312の検出により、サンプル値列Bのy番目のサンプル値でSync Mark312が終了し、y+1番目のサンプル値からデータ部313が開始することを把握する。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing an analog signal and a sample value string near the data line head 312. As shown in FIG. 8, the adder 152 detects the Sync Mark 312 by the SMD 148A, and the Sync Mark 312 ends with the x-th sample value of the sample value sequence A, and the data unit 313 starts from the x + 1-th sample value. Grasp that. Similarly, the addition unit 152 recognizes that the Sync Mark 312 ends with the y-th sample value of the sample value sequence B and the data unit 313 starts from the y + 1-th sample value by detection of the Sync Mark 312 by the SMD 148B.

したがって、サンプル値列Aのx+1番目のサンプル値と、サンプル値列Bのy+1番目のサンプル値は、同一の信号位置に対応するサンプル値であると判断できるため、加算部152は、双方のサンプル値を加算する。同様に、加算部152は、サンプル値列Aのx+2番目のサンプル値と、サンプル値列Bのy+2番目のサンプル値を加算し、サンプル値列Aのx+3番目のサンプル値と、サンプル値列Bのy+3番目のサンプル値を加算する。一般化すると、加算部152は、サンプル値列Aのx+z番目のサンプル値と、サンプル値列Bのy+z番目のサンプル値を加算する。   Therefore, since the x + 1-th sample value of the sample value sequence A and the y + 1-th sample value of the sample value sequence B can be determined to be sample values corresponding to the same signal position, the adder 152 determines both samples. Add the values. Similarly, the addition unit 152 adds the x + 2th sample value of the sample value sequence A and the y + 2th sample value of the sample value sequence B, and the x + 3th sample value of the sample value sequence A and the sample value sequence B The y + 3rd sample value of is added. When generalized, the adding unit 152 adds the x + z-th sample value of the sample value sequence A and the y + z-th sample value of the sample value sequence B.

なお、上記では加算部152がサンプル値列AとBのデータ開始部(z>0)から加算する例を示したが、データ検出部156ではSync Markの符号間干渉も考慮する場合もあり、この場合には時間を遡って、Sync Mark開始位置から加算が必要となる場合がある。従って、x+z番目のサンプル値と、サンプル値列Bのy+z番目のサンプル値を加算する際に、バッファなどを用いて、z<0としてもよい。また、上記ではSync Mark312の検出に基づいてサンプル値列AおよびBを同期させて加算する例を説明したが、本実施形態はかかる例に限定されない。例えば、加算部152は、MR素子70Aおよび70Bの素子間隔d、サンプリング周期、およびディスク回転速度から、サンプル値列Aに対するサンプル値列Bの遅延ビット数を特定し、当該遅延ビット数に基づいてサンプル値列AおよびBの同期および加算を行なってもよい。   In the above example, the addition unit 152 adds from the data start unit (z> 0) of the sample value sequences A and B. However, the data detection unit 156 may also consider Sync Mark intersymbol interference. In this case, it may be necessary to go back in time and add from the Sync Mark start position. Therefore, when the x + z-th sample value and the y + z-th sample value of the sample value sequence B are added, z <0 may be set using a buffer or the like. In the above description, the example in which the sample value sequences A and B are added in synchronization with each other based on the detection of the Sync Mark 312 has been described. However, the present embodiment is not limited to such an example. For example, the adding unit 152 identifies the number of delay bits of the sample value sequence B with respect to the sample value sequence A from the element interval d of the MR elements 70A and 70B, the sampling period, and the disk rotation speed, and based on the number of delay bits The sample value sequences A and B may be synchronized and added.

以下、図9および図10を参照し、加算部152における上記加算により得られる効果について説明する。   Hereinafter, with reference to FIG. 9 and FIG. 10, the effect obtained by the addition in the adding unit 152 will be described.

図9は、図5に示した機能ブロック図を、信号成分およびノイズ成分に着目して書き換えた説明図である。図9において、sはディスク21からの信号元を示し、nmはディスク21からの媒体ノイズを示し、MRG1はMR素子70Aの感度(ゲイン)を示し、MRG2はMR素子70Bの感度(ゲイン)を示し、n1eおよびn2eはヘッド48およびプリアンプIC100などで混入する電気的ノイズを示す。この場合、加算部152へのMR素子70Aを介する入力i1は以下の式1のように表され、MR素子70Bを介する入力i2は以下の式2のように表される。   FIG. 9 is an explanatory diagram in which the functional block diagram shown in FIG. 5 is rewritten focusing on signal components and noise components. In FIG. 9, s indicates the signal source from the disk 21, nm indicates the medium noise from the disk 21, MRG1 indicates the sensitivity (gain) of the MR element 70A, and MRG2 indicates the sensitivity (gain) of the MR element 70B. N1e and n2e indicate electrical noise mixed in the head 48, the preamplifier IC 100, and the like. In this case, an input i1 via the MR element 70A to the adding unit 152 is expressed by the following expression 1, and an input i2 via the MR element 70B is expressed by the following expression 2.

Figure 0005684451
Figure 0005684451
Figure 0005684451
Figure 0005684451

ここで、説明の便宜上、MRG1=MRG2=1と仮定すると、加算部152からの出力aは、以下の数式3のように表現される。   Here, for convenience of explanation, assuming that MRG1 = MRG2 = 1, the output a from the adder 152 is expressed as in Equation 3 below.

Figure 0005684451
Figure 0005684451

また、電気的ノイズn1eの標準偏差をσ1eとし、電気的ノイズn2eの標準偏差をσ1eとし、電気的ノイズn1eおよびn2eが無相関であると仮定すると、加算部152からの出力の標準偏差σaeは、以下の数式4のように表現される。   Further, assuming that the standard deviation of the electrical noise n1e is σ1e, the standard deviation of the electrical noise n2e is σ1e, and the electrical noises n1e and n2e are uncorrelated, the standard deviation σae of the output from the adder 152 is , Expressed as Equation 4 below.

Figure 0005684451
Figure 0005684451

上記の各パラメータを利用すると、本実施形態によるSN利得(SNG)は、以下の数式5のように表現される。   When each of the above parameters is used, the SN gain (SNG) according to the present embodiment is expressed as Equation 5 below.

Figure 0005684451
Figure 0005684451

さらに、媒体ノイズと電気的ノイズを合わせた全ノイズσtを以下の数式6のように定義し、全ノイズに対する媒体ノイズ比rを以下の数式7のように定義すると、数式8が得られる。   Furthermore, when the total noise σt including the medium noise and the electrical noise is defined as the following Expression 6, and the medium noise ratio r with respect to the total noise is defined as the following Expression 7, Expression 8 is obtained.

Figure 0005684451
Figure 0005684451

図10は、媒体ノイズ比rと本実施形態により得られるSN利得との関係を示した説明図である。図10に示したように、本実施形態により得られるSN利得は、媒体ノイズ比が小さいほど大きくなる。ここで、MR素子70Aおよび70Bの感度を2倍にした場合の効果は本実施形態より大きくなるが、図10の三角のプロットで示したように、双方を組み合わせることによりさらなるSN利得を得ることが可能となる。   FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the medium noise ratio r and the SN gain obtained by this embodiment. As shown in FIG. 10, the SN gain obtained by this embodiment increases as the medium noise ratio decreases. Here, the effect of doubling the sensitivity of the MR elements 70A and 70B is greater than that of the present embodiment. However, as shown by the triangular plot in FIG. 10, a further SN gain can be obtained by combining both. Is possible.

なお、媒体ノイズ比は、HDD10の記録密度やデータ転送速度に依存し、例えば周波数帯域の狭い1.8”では0.8〜0.9、周波数帯域が広い3.5”では0.5〜0.7程度である。したがって、本実施形態は、径が大きく高速回転であるHDD10において顕著な効果が得られると予測される。また、高密度化が進み、ディスク21からの信号やノイズが微弱になった場合に媒体ノイズ比が小さくなるため、本実施形態による効果が大きくなると予測される。   The medium noise ratio depends on the recording density and data transfer speed of the HDD 10, and is, for example, 0.8 to 0.9 when the frequency band is narrow 1.8 ", and 0.5 to 3.5 when the frequency band is 3.5". It is about 0.7. Therefore, this embodiment is expected to have a remarkable effect in the HDD 10 having a large diameter and high-speed rotation. Further, when the density increases and the signal and noise from the disk 21 become weak, the medium-to-noise ratio becomes small, so that the effect according to the present embodiment is expected to increase.

ここで図5を参照してHDD10の構成の説明に戻ると、データ検出部156は、加算部152における加算により得られたサンプル値の0、1判定を行なう。上述したように、加算部152における加算により得られたサンプル値は通常より高いSN利得を有するため、データ検出部156はより高い精度で2値化(0、1判定)を行なうことが可能となる。   Here, returning to the description of the configuration of the HDD 10 with reference to FIG. 5, the data detection unit 156 determines 0 or 1 of the sample value obtained by the addition in the addition unit 152. As described above, since the sample value obtained by the addition in the addition unit 152 has a higher SN gain than usual, the data detection unit 156 can perform binarization (0, 1 determination) with higher accuracy. Become.

復号部160は、データ検出部156により2値化されたビット値列を復号する。より詳細には、本実施形態においては、ディスク21に信号がLDPCコードにより記録されていることを想定しており、復号部160は、LDPCコードを繰り返し復号により復号する。このように復号部160が繰り返し復号を行なうことにより、上記の加算部152における加算との相乗効果が得られる。以下、この相乗効果について、図11〜図13を参照して説明する。   The decoding unit 160 decodes the bit value sequence binarized by the data detection unit 156. More specifically, in the present embodiment, it is assumed that the signal is recorded on the disc 21 by the LDPC code, and the decoding unit 160 decodes the LDPC code by iterative decoding. In this way, when the decoding unit 160 performs iterative decoding, a synergistic effect with the addition in the adding unit 152 is obtained. Hereinafter, this synergistic effect will be described with reference to FIGS.

図11は、LDPCコードと繰り返し復号の採用により予測されるSN利得を示した説明図である。ここでのSN利得は、所定のビットエラーレートを得るためのSN比の従来のPRML方式との差分に該当する。また、SN利得は、媒体ノイズ比だけでなく、規格化線密度(信号の立ち上がり時間をビット周期で規格化した値、User Bit Density:UBDとも呼ばれる。)にも依存するが、UBD=1.2に設定して算出した。   FIG. 11 is an explanatory diagram showing an SN gain predicted by employing an LDPC code and iterative decoding. The SN gain here corresponds to the difference between the SN ratio for obtaining a predetermined bit error rate and the conventional PRML system. The SN gain depends not only on the medium noise ratio but also on the normalized line density (the value obtained by normalizing the signal rise time by the bit period, also called User Bit Density: UBD), but UBD = 1. Calculated by setting to 2.

図11に示したように、LDPCコードと繰り返し復号の採用により予測されるSN利得は、媒体ノイズ比が大きくなるほど向上する。これは、現在の磁気記録における媒体ノイズの特質と繰り返し復号の処理方式によるものと推測される。   As shown in FIG. 11, the SN gain predicted by employing the LDPC code and iterative decoding improves as the medium noise ratio increases. This is presumably due to the characteristics of medium noise in current magnetic recording and the processing method of iterative decoding.

具体的には、現在の磁気記録において、媒体ノイズは磁化遷移のジッタ(Jitter)あるいは遷移幅のばらつきによって起こると考えている。従って、同じSN比でも媒体ノイズ比が小さい場合には、電気的ノイズが支配的である為、再生信号に均等に(どこの位置にも確率的に分散量が同じ様に)ノイズが重畳しているが、媒体ノイズ比が大きい場合には、ノイズが磁化遷移の密な所に集中し、粗な所ではノイズがほとんど無い状態である。   Specifically, in current magnetic recording, it is considered that the medium noise is caused by a variation in magnetization transition jitter or transition width. Accordingly, when the medium noise ratio is small even with the same S / N ratio, the electrical noise is dominant, and therefore the noise is superimposed on the reproduced signal equally (probably with the same amount of dispersion at any position). However, when the medium noise ratio is large, the noise is concentrated in a dense portion of magnetization transition, and there is almost no noise in a rough place.

一方、繰り返し復号は、Sum−Product Algorithmなどの確率伝播Algorithmを用い、信頼度の高い情報(再生信号)で信頼度の低い情報を救う方式である。したがって、繰り返し復号は、ノイズが平均的に重畳している場合よりも、ノイズの密と粗の領域が存在して信頼度の高い粗な領域の情報を利用できる場合に適していると考えられる。また、上記のように、媒体ノイズ比が大きい場合に媒体ノイズが磁化遷移の密な所に集中していると推測されるため、繰り返し復号は、媒体ノイズ比が大きいほど有利であると考えられる。   On the other hand, iterative decoding uses a probability propagation algorithm such as Sum-Product Algorithm, and saves information with low reliability by using highly reliable information (reproduced signal). Therefore, iterative decoding is considered more suitable when there is a dense and coarse area of noise and information on the coarse area with high reliability can be used than when noise is superimposed on average. . In addition, as described above, when the medium noise ratio is large, it is estimated that the medium noise is concentrated in a dense portion of the magnetization transition. Therefore, it is considered that iterative decoding is more advantageous as the medium noise ratio is larger. .

ここで、本実施形態によれば、図12に示すように、媒体ノイズ比を高めることが可能である。   Here, according to the present embodiment, as shown in FIG. 12, the medium noise ratio can be increased.

図12は、本実施形態の適用により媒体ノイズ比が変化する様子を示した説明図である。本実施形態では、電気的ノイズや全ノイズを低減できるため、図12に示したように、結果的に媒体ノイズ比を大きくすることができる。例えば、0.7であった媒体ノイズ比は、本実施形態により0.8以上に向上される。   FIG. 12 is an explanatory diagram showing how the medium noise ratio changes due to the application of this embodiment. In the present embodiment, since electrical noise and total noise can be reduced, the media noise ratio can be increased as a result, as shown in FIG. For example, the medium noise ratio that was 0.7 is improved to 0.8 or more by the present embodiment.

また、上述のように繰り返し復号は媒体ノイズ比が大きいほど有利であると考えられるため、本実施形態によるサンプル値列AおよびBの加算部152における加算は、図13に示すように繰り返し復号による効果を一層顕著にする。なお、MR素子70Aおよび70Bの感度を2倍にした場合の効果は本実施形態より大きくなるが、図12の三角のプロットで示したように、双方を組み合わせることによりさらなる媒体ノイズ比の向上を図ることが可能となる。   Further, as described above, it is considered that iterative decoding is more advantageous as the medium noise ratio is larger. Therefore, the addition in the adder 152 of the sample value sequences A and B according to this embodiment is performed by iterative decoding as shown in FIG. The effect becomes even more pronounced. Note that the effect of doubling the sensitivity of the MR elements 70A and 70B is greater than that of the present embodiment. However, as shown by the triangular plot in FIG. It becomes possible to plan.

図13は、本実施形態において繰り返し復号を適用した場合のSN利得を示した説明図である。繰り返し復号、およびサンプル値列AおよびBの加算を別個に適用した場合に得られるSN利得を加算すると、すなわち、図10の丸プロットと図11のプロットを加算すると、図13の四角プロットが得られる。これに対し、本実施形態においては、繰り返し復号とサンプル値列AおよびBの加算を同時に適用することにより、図13の三角プロットに示したように、より高いSN利得を得ることが可能である。   FIG. 13 is an explanatory diagram showing the SN gain when iterative decoding is applied in the present embodiment. When the SN gain obtained when iterative decoding and addition of the sample value sequences A and B are applied separately, that is, when the circle plot of FIG. 10 and the plot of FIG. 11 are added, the square plot of FIG. 13 is obtained. It is done. On the other hand, in this embodiment, it is possible to obtain a higher SN gain as shown in the triangular plot of FIG. 13 by simultaneously applying iterative decoding and the addition of the sample value sequences A and B. .

〔2−2〕HDDの動作
以上、図1〜図12を参照して本実施形態にかかるHDD10の構成について説明した。続いて、図14を参照し、本実施形態にかかるHDD10において実行される信号処理方法について説明する。
[2-2] Operation of HDD The configuration of the HDD 10 according to the present embodiment has been described above with reference to FIGS. Subsequently, a signal processing method executed in the HDD 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図14は、本実施形態にかかるHDD10において実行される信号処理方法の流れを示したフローチャートである。図14に示したように、まず、HDD10は、MR素子70Aおよび70Bによりディスク21の同一トラックから信号を読取る(S204)。そして、HDD10は、双方の信号に対して個別に離散化、信号処理などを行う(S208)。   FIG. 14 is a flowchart showing a flow of a signal processing method executed in the HDD 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 14, the HDD 10 first reads a signal from the same track of the disk 21 by the MR elements 70A and 70B (S204). Then, the HDD 10 individually performs discretization and signal processing on both signals (S208).

その後、MR素子70Aにより読取られた信号のサンプル値列AからSMD148AがSync Mark312を検出し、MR素子70Bにより読取られた信号のサンプル値列BからSMD148BがSync Mark312を検出する(S212)。そして、加算部152が、サンプル値列AおよびBを同期させて加算する(S216)。さらに、加算部152における加算により得られたサンプル値列をデータ検出部156が2値化し、2値化により得られたビット列を復号部160が繰り返し復号により復号する(S220)。   Thereafter, the SMD 148A detects the Sync Mark 312 from the sample value sequence A of the signal read by the MR element 70A, and the SMD 148B detects the Sync Mark 312 from the sample value sequence B of the signal read by the MR element 70B (S212). Then, the adding unit 152 adds the sample value sequences A and B in synchronization (S216). Further, the data detection unit 156 binarizes the sample value sequence obtained by the addition in the addition unit 152, and the decoding unit 160 repeatedly decodes the bit sequence obtained by the binarization (S220).

〔3〕まとめ
以上説明したように、本実施形態にかかるHDD10は、複数のMR素子70Aおよび70Bにより読取られた信号を個別に処理し、離散化により得られたビット値列AおよびBを同期させて加算することにより、SN利得を向上することができる。なお、仮にアナログ段階で同期をとるためには一方の信号の遅延量を適切に制御する必要がある点でも、Sync Mark312の検出に基づいてデジタル段階で同期を行なう本実施形態は有利である。
[3] Summary As described above, the HDD 10 according to the present embodiment individually processes the signals read by the plurality of MR elements 70A and 70B, and synchronizes the bit value sequences A and B obtained by discretization. By adding them, the SN gain can be improved. Note that this embodiment in which synchronization is performed in the digital stage based on the detection of the Sync Mark 312 is advantageous in that it is necessary to appropriately control the delay amount of one signal in order to achieve synchronization in the analog stage.

また、本実施形態によれば、図12に示したように媒体ノイズ比が高まる。このため、本実施形態に媒体ノイズ比が高いほど有利である繰り返し復号を適用することにより、SN利得の相乗的な向上を実現できる。   Further, according to the present embodiment, the medium noise ratio is increased as shown in FIG. For this reason, a synergistic improvement in SN gain can be realized by applying iterative decoding, which is more advantageous as the medium noise ratio is higher in this embodiment.

なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   In addition, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

本実施形態にかかるHDDの外観図である。It is an external view of HDD concerning this embodiment. ディスク群に含まれるディスクの構成例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structural example of the disk contained in a disk group. ディスク群に含まれるディスクの他の構成例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the other structural example of the disk contained in a disk group. ディスクのフォーマットの一例を示す第1の説明図である。It is the 1st explanatory view showing an example of a format of a disk. ディスクのフォーマットの一例を示す第2の説明図である。It is the 2nd explanatory view showing an example of the format of a disk. ディスクのフォーマットの一例を示す第3の説明図である。It is a 3rd explanatory drawing which shows an example of the format of a disk. 本実施形態にかかるHDDの構成を示した機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the configuration of the HDD according to the present embodiment. ヘッドの構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the head. 複数のMR素子により読取られるアナログ形式の信号、およびサンプル値列を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the signal of the analog format read by several MR element, and the sample value row | line | column. データ線頭部付近のアナログ信号およびサンプル値列を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the analog signal near a data line head, and a sample value row | line | column. 図5に示した機能ブロック図を、信号成分およびノイズ成分に着目して書き換えた説明図である。It is explanatory drawing which rewritten the functional block diagram shown in FIG. 5 paying attention to a signal component and a noise component. 媒体ノイズ比と本実施形態により得られるSN利得との関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the relationship between medium noise ratio and SN gain obtained by this embodiment. LDPCコードと繰り返し復号の採用により予測されるSN利得を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed SN gain estimated by adoption of an LDPC code and iterative decoding. 本実施形態の適用により媒体ノイズ比が変化する様子を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed a mode that medium noise ratio changed by application of this embodiment. 本実施形態において繰り返し復号を適用した場合のSN利得を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed SN gain at the time of applying iterative decoding in this embodiment. 本実施形態にかかるHDDにおいて実行される信号処理方法の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the signal processing method performed in HDD concerning this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 HDD
70、70A、70B MR素子
132A、132B ADC
148A、148B SMD
152 加算部
160 復号部
10 HDD
70, 70A, 70B MR element 132A, 132B ADC
148A, 148B SMD
152 Adder 160 Decoder

Claims (3)

被記録媒体に形成されている同一トラックから信号を読取る同一極性の複数のMR素子と;
前記複数のMR素子により異なるタイミングにおいて読取られた信号の各々を離散化して複数のサンプル値列を得る複数の離散化部と;
前記複数のサンプル値列の各々から同期信号を検出する複数の同期検出部と;
前記複数の同期検出部による同期検出に基づいて前記複数のサンプル値列を同期させて加算する加算部と;
を備え、
前記加算部は、前記複数の離散化部のうちの第1の離散化部によって得られた第1のサンプル値列のうち、前記複数の同期検出部のうちの第1の同期検出部によって検出された同期信号の次のサンプル値と、前記複数の離散化部のうちの第2の離散化部によって得られた第2のサンプル値列のうち、前記複数の同期検出部のうちの第2の同期検出部によって検出された同期信号の次のサンプル値とを加算し、以後は、前記第1のサンプル値列のサンプル値の順番と前記第2のサンプル値列のサンプル値の順番とを対応付けて、前記第1のサンプル値列と前記第2のサンプル値列とを加算する、信号処理装置。
A plurality of MR elements of the same polarity for reading signals from the same track formed on the recording medium;
A plurality of discretization units for discretizing each of the signals read at different timings by the plurality of MR elements to obtain a plurality of sample value sequences;
A plurality of synchronization detectors for detecting a synchronization signal from each of the plurality of sample value sequences;
An adder that synchronizes and adds the plurality of sample value sequences based on synchronization detection by the plurality of synchronization detectors;
Bei to give a,
The adding unit is detected by a first synchronization detection unit of the plurality of synchronization detection units out of a first sample value sequence obtained by a first discretization unit of the plurality of discretization units. The second sample value of the plurality of synchronization detection units among the next sample value of the synchronized signal and the second sample value sequence obtained by the second discretization unit of the plurality of discretization units. Are added to the next sample value of the synchronization signal detected by the synchronization detection unit, and thereafter, the order of the sample values of the first sample value sequence and the order of the sample values of the second sample value sequence are determined. A signal processing apparatus that adds the first sample value sequence and the second sample value sequence in association with each other .
前記信号処理装置は、前記加算部における加算後に、繰り返し復号を行なう復号部をさらに備える、請求項1に記載の信号処理装置。   The signal processing device according to claim 1, further comprising: a decoding unit that performs iterative decoding after addition in the addition unit. 被記録媒体に形成されている同一トラックから同一極性を有する複数のMR素子が信号を読取るステップと;
前記複数のMR素子により異なるタイミングにおいて読取られた信号の各々を離散化して複数のサンプル値列を得るステップと;
前記複数のサンプル値列の各々から同期信号を検出するステップと;
同期検出に基づいて前記複数のサンプル値列を同期させて加算するステップと;
を含み、
前記加算するステップでは、前記複数のサンプル値列を得るステップにおいて得られた第1のサンプル値列のうち、前記同期信号を検出するステップによって検出された同期信号の次のサンプル値と、前記複数のサンプル値列を得るステップにおいて得られた第2のサンプル値列のうち、前記同期信号を検出するステップによって検出された同期信号の次のサンプル値とを加算し、以後は、前記第1のサンプル値列のサンプル値の順番と前記第2のサンプル値列のサンプル値の順番とを対応付けて、前記第1のサンプル値列と前記第2のサンプル値列とを加算する、信号処理方法。
Reading a signal by a plurality of MR elements having the same polarity from the same track formed on the recording medium;
Discretizing each of the signals read at different timings by the plurality of MR elements to obtain a plurality of sample value sequences;
Detecting a synchronization signal from each of the plurality of sample value sequences;
Synchronizing and adding the plurality of sample value sequences based on synchronization detection;
Only including,
In the adding step, out of the first sample value sequence obtained in the step of obtaining the plurality of sample value sequences, the next sample value of the synchronization signal detected by the step of detecting the synchronization signal; Among the second sample value sequences obtained in the step of obtaining the sample value sequence, the next sample value of the synchronization signal detected by the step of detecting the synchronization signal is added, and thereafter, the first sample value sequence is added. A signal processing method for associating the order of sample values in a sample value string with the order of sample values in the second sample value string and adding the first sample value string and the second sample value string .
JP2008300245A 2008-11-25 2008-11-25 Signal processing apparatus and signal processing method Expired - Fee Related JP5684451B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008300245A JP5684451B2 (en) 2008-11-25 2008-11-25 Signal processing apparatus and signal processing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008300245A JP5684451B2 (en) 2008-11-25 2008-11-25 Signal processing apparatus and signal processing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010129109A JP2010129109A (en) 2010-06-10
JP5684451B2 true JP5684451B2 (en) 2015-03-11

Family

ID=42329400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008300245A Expired - Fee Related JP5684451B2 (en) 2008-11-25 2008-11-25 Signal processing apparatus and signal processing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5684451B2 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001014603A (en) * 1999-06-30 2001-01-19 Toshiba Corp Magnetic disk device, head circuit, lead circuit and eliminating method of thermal asperity of magnetic disk device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010129109A (en) 2010-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7768730B2 (en) Base line control electronics architecture
US7440208B1 (en) Flexible partial response targets for data detectors
US5862007A (en) Method and apparatus for removing baseline shifts in a read signal using filters
US7173783B1 (en) Media noise optimized detector for magnetic recording
US7936655B2 (en) Read circuit of a disk drive system and method of signal processing thereof
US8773792B1 (en) Systems and methods for inter-track interference cancellation in magnetic recording channels
US8359527B1 (en) Averaging signals to improve signal interpretation
US20080084339A1 (en) Communication channel with undersampled interpolative timing recovery
US6678110B2 (en) Robust servo demodulation filtering method
US20110164332A1 (en) Systems and Methods for Reducing Low Frequency Loss in a Magnetic Storage Device
WO2001039188A2 (en) Method and apparatus for data error recovery using defect threshold detector and viterbi gain
US6760173B2 (en) Synchronization servo mark detector and method having improved phase error immunity for use in mass data storage device, or the like
US7483227B1 (en) Detecting a thermal asperity condition of a disk drive head responsive to data value transitions
Haratsch et al. Intertrack interference cancellation for shingled magnetic recording
US7102839B2 (en) Magnetic recording channel utilizing control fields for timing recovery, equalization, amplitude and amplitude asymmetry
JP2003045120A (en) Disk storage device and reading method to be applied to the same device
WO2000063906A1 (en) Method and apparatus for correcting digital asymmetric read signals
JP5684451B2 (en) Signal processing apparatus and signal processing method
US6853509B2 (en) Acquisition signal error estimator
JP2005346815A (en) Disk device, method for positioning control of its head, and its signal processing circuit
JP2003109317A (en) Perpendicular magnetic recording type magnetic disk drive
US6903890B2 (en) Method and apparatus for write compensation of perpendicular magnetic recording in disk drive
JP2002230904A (en) Information reproducing apparatus
JP3501898B2 (en) Magnetic recording information reproducing apparatus and signal processing circuit
Hughes Bit errors due to channel modulation of media jitter

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130917

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20131029

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131211

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140624

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141022

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20141030

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150106

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150115

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5684451

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees