JPH06111547A - 非同期サーボ識別/アドレスマーク検出方法及び装置、並びに直接アクセス記憶装置 - Google Patents
非同期サーボ識別/アドレスマーク検出方法及び装置、並びに直接アクセス記憶装置Info
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- JPH06111547A JPH06111547A JP5153957A JP15395793A JPH06111547A JP H06111547 A JPH06111547 A JP H06111547A JP 5153957 A JP5153957 A JP 5153957A JP 15395793 A JP15395793 A JP 15395793A JP H06111547 A JPH06111547 A JP H06111547A
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Abstract
ク検出方法を提供する。 【構成】 書き込まれるデータは、エンコーダ42へ送
られ、連続したゼロの最大及び最少数、並びにゼロの最
大ランレングスに対する制約を有する変調コード化され
た出力を提供する。1/(1−D2 )演算による記述の
後に続くプリコーダ44に連結されているPRMLプリ
コンパイラ46は変調2進パルス信号を供給し、ディス
ク面へ書き込むために変調された電流を供給する回路4
8へ印加される。アナログ読み取り信号は、(1−
D2 )演算によって記述されるヘッド及びディスクブロ
ック50で得られ、かつ可変利得増幅器52へ印加さ
れ、次いで低域フィルタ54へ印加される。この濾波さ
れた信号は、ADC56によってディジタル形式へ変換
される。
Description
(PRML)検出を用いたタイプの直接アクセス記憶装
置(DASD)に係り、特に、PRMLデータ検出のた
めの非同期サーボ識別(SID)/アドレスマーク検出
のための方法及び装置に関する。
データが書込まれ、かつ読み取られることができる媒体
を有する補助メモリ記憶ユニットをしばしば含んでい
る。スタックされた、一般に回転式の剛体磁気ディスク
が組み込まれたディスクドライブユニットが、ディスク
面の磁気形態においてデータを記憶するために使用され
る。データは、ディスクの表面に配列されたラジアル
(半径方向)に離間されたデータ情報トラック内に記録
される。ドライブ軸へ向かって、及びドライブ軸から離
れるように駆動されるトランスデューサヘッドがディス
クへデータを書込み、かつディスクからデータを読み取
る。
ては、ディスク面の上を浮動するトランスデューサヘッ
ドのラジアル及び円周の位置を測定することが必要であ
る。ラジアル位置情報は、ディスク面の円形トラック上
にヘッドを位置付けかつ保持するために用いられる。円
周位置情報は、トラック円周の回りの異なる情報領域の
スタートを識別するために用いられる。これらの測定に
おける好ましくない許容度がDASDのパーマンス(性
能)及び記憶能力を低下させることから、ヘッド位置測
定の精度及び信頼性は非常に重要である。
比の、予め書き込まれたリードバック(読み返し)波形
の検出が、円周の位置を識別するために用いられる独特
な「タイミングマーク」を備える。ディスク面にタイミ
ングマーク情報を記録する技術は、その固有の精度及び
トラッキングによって広く使用されている。ディスク面
に記録されるタイミングマークのある一般的なタイプ
は、サーボ識別(SID)である。SIDパターンは製
造中に一度だけ書き込まれが、二つの目的をかなえてい
る。SIDの主な目的は、サーボ位置エラー信号(PE
S)のバーストを識別することにある。PESバースト
は、ヘッドのラジアル位置の計算に使用される。SID
の他の目的は、例えば、索引、非索引、及びガードバン
ド(保護帯域)のようなトラック及びセクタータイプを
識別することであり得る。トラック及びセクタータイプ
を識別することは、ある程度において異なる複数のSI
Dパターンを用いて達成される。タイミングマークの他
の一般的なタイプは、アドレスマーク(AM)である。
DASD動作の間、AMパターンは何度も書き込まれ得
る。AMパターンは、データブロックのスタートを識別
するために用いられると共に、可変長データを支援する
ために、カウントキー−データ(CKD)アーキテクチ
ュア内で使用される。
イプのサーボパターンを検出するためのシステムを開示
している。
マーク検出のための公知の装置は、スロープ(傾斜)検
出器回路を使用する。スロープ検出器回路は、リードバ
ック波形における信号のピークを検出するために、ピー
ク検出チャネルから供給される。スロープ検出器出力の
非同期ウインドウが独特のパターンの存在を検出するた
めに使用される。独特のパターンは、ランレングス(実
行長さ)コード制約を破り、これによって、全ての有効
顧客データパターンから排他性を強制する長マグネット
レングスを用いて取り出される。米国特許番号第 4,78
6,890号は、PRML変調コード及びランレングス制約
の一例を開示している。
タイミングマーク検出スキームは極めて厄介なものとな
った。ピーク検出チャネルで利用できる必要とされるス
ロープ検出器は、PRMLチャネルからは利用できない
だけでなく、SID/MD検出の目的だけのために構成
されなければならない。さらに、より小型のDASDの
ためにエレクトロニクスを集積するための必要性が高ま
るにつれて、従来のSID/MD検出スキームの欠点が
極めて明白となっている。
ディスクドライブデータ記憶システムにおけるPRML
データ検出のための非同期サーボ識別(SID)/アド
レスマーク検出のために改良された方法を提供すること
にある。他の目的は、実質的に不利な影響を受けず、特
にディスク上を浮動するヘッドの円周位置の測定を目的
としており、さらに、スロープ検出回路の必要性を取り
除き、PRMLチャネル内で利用できる信号処理素子を
使用し、かつ従来の技術の装置の欠点を多くを克服する
ような改良された非同期サーボ識別(SID)/アドレ
スマーク検出方法を提供する。
の目的及び利点は、部分応答最尤(PRML)データチ
ャネルにおけるデータ検出のための非同期サーボ識別
(SID)/アドレスマーク(AM)検出のための方法
及び装置によって達成される。SID/AMパターン
は、複数の短マグネットによって定義付けられた第1の
プリアンブルセクションと、所定数の長マグネットによ
って定義付けられたボディセクションと、複数の短マグ
ネットによって定義付けられたデリミッタ(区切り)セ
クションと、を含む。ディジタルフィルタからのサンプ
ルは、第1及び第2の相関濾波(フィルタリング)パス
へ用いられる。第1の相関濾波パスは、SID/AMパ
ターンのプリアンブルセクション及びデリミッタセクシ
ョンのうちのいづれか一方を示すための極性しきい値関
数を含む。第2の相関濾波パスは、第2のしきい値関数
及びコンパレータを含み、当該コンパレータは、定義済
シーケンスを識別するために第2のしきい値を識別する
ことに応答して、この受け取られたサンプルのうちの順
次サンプルを順次に比較する。計数値は、SID/AM
パターンのボディセクションを示すために、識別された
各定義済シーケンスに応答してインクリメントされる。
タフェースコントロールユニット14を含むデータ記憶
ディスクファイル10のパーツの部分的ブロック略図が
示されている。本発明の好ましい実施例においては、デ
ータ記憶媒体12は、他の機械的に移動するメモリコン
フィギュレーションが使用され得るにもかかわらず、剛
体磁気ディスクドライブユニット12として具体化され
ている。ユニット12は、本発明のユーティリティが特
定のドライブユニット構造の細部に限定されていないの
で、本発明を理解するのに十分な簡単化された形状で図
示されている。
ブユニット12は、少なくとも一つの磁気面20を有す
るディスク18のスタック16を含む。ディスク18
は、一体化したスピンドル及びモータアセンブリ26に
よって、その上を同時回転するように平行に取り付けら
れている。各ディスク18へのデータ情報は、ディスク
面20を横切るように移動可能な対応するトランスデュ
ーサヘッド28によって読み取られ、かつ/又は、書き
込まれる。
ンドル34のまわりを同時に旋回動作するために、一体
に作動されるアーム32によって担持される撓みスプリ
ング30上に取付けられている。アーム32のうちの一
つは、ヘッドドライブモータ38による旋回動作におい
て駆動される延出部36を有している。一般に、いくつ
かの駆動装置が使用されているが、モータ38は、後に
続くデータシリンダと位置合わせされるようにヘッドを
位置決めするために、トランスデューサヘッド28を、
同期的にラジアル方向へ移動させるように作動的にコン
トロールされた磁気及びコアアセンブリ(図示されてな
い)と協働するボイスコイルモータ(VCM)39を含
み得る。VCMは、固定磁界内で移動可能であり、かつ
コイル移動の方向及び速度は、供給される電流によって
コントロールされる。ディスクファイル10の種々の構
成要素は、ライン26A上のモータコントロール信号及
びライン38A上の位置コントロール信号などのコント
ロールユニット14によって発生される信号によりその
動作がコントロールされる。
別(SID)/アドレスマーク検出方法を実行するため
のPRMLデータチャネル40のブロック図が示されて
いる。PRML記録チャネルは、PR−IVフィルタ
(濾波)機能によって達成されるクラスIV部分応答
(PR)信号を使用する。書き込まれるデータは、記録
されたシーケンス全体における偶数及び奇数の記録され
たシーケンスにおけるゼロの最大ランレングス(実行長
さ)、及び連続したゼロの最大数と最少数に対してなど
の定義済ランレングス制約を有する変調コード化出力を
提供するためにエンコーダ42へ送られる。プリコーダ
44は、Dがユニット遅延演算子である1/(1−
D2 )演算によって記述され、エンコーダ42に続く。
プリコーダ44に連結されているPRMLプリコンパイ
ラ46は、ディスク面へ書き込むための変調された書込
み電流を提供する書込み回路48へ入力される変調2進
パルス信号を供給する。アナログ読み取り信号は、(1
−D2 )演算によって記述されるヘッド及びディスクブ
ロック50において得られる。読取り信号は可変利得増
幅器(VGA)52へ入力される。この増幅された読取
り信号は、低域フィルタ54へ入力される。濾波された
読取り信号は、例えば、64個の可能な6ビットのサン
プリング(抽出)された値を供給するアナログ−ディジ
タルコンバータ(ADC)56によってディジタル形式
ヘ変換される。
インパルス応答(FIR)ディジタルフィルタなどのデ
ィジタルフィルタ58に入力されると共に、利得及びタ
イミングコントロール60へも入力される。利得及びタ
イミングコントロール60は、利得及び交流結合ポール
コントロール信号を可変利得増幅器(VGA)52へ提
供し、かつタイミングコントロール信号を電圧コントロ
ールオシレータ(発振器)62を介してADC56へ供
給する。ディジタルフィルタ58からの濾波された信号
は、データリードバック(読み返し)のための最尤(M
L)検出プロセスを完了するために、デコーダ66と連
結されたヴィテルビ(Viterbi )デコーダ64へ入力さ
れる。
(SID)/アドレスマーク検出は、ディスクファイル
10において入手できる部分応答最尤(PRML)記録
チャネル40の集中機能である。SID/AM(アドレ
スマーク)パターンの書込み及びリードバック検出のた
めのサポートは、外部回路又はコントロール機能の追加
を全く必要とせずに、PRMLチャネル内で得られる。
このスキーム(方式)によってサポートされる無比又は
独特なパターンは、ディスク面上のより少ない領域を占
有し、従来のSID/AM検出スキームと比較すると、
例えば、20%乃至50%少なくなる。本発明のこの実
施例は、図4に示されている三つの独特に識別可能なパ
ターンタイプをサポートし、かつより長いパターンレン
グスの交換(トレードオフ)によって、より多くのパタ
ーンタイプをサポートするために容易に拡大され得る。
本発明の非同期検出方法は、+/−10%の周波数及び
+/−30%の振幅の変化を容易に提供することができ
る。図5に示されかつ記述されているデュアル相関フィ
ルタは、検出プロセスを最適化するために使用される。
検出スキームは、等化された部分応答のクラスIV(P
R4)サンプルから動作するので、ヘッド及びディスク
の変化は補償される。
ている、SID/AM検出器60Aに使用するために、
一般に、SID/AM1、SID/AM2、及びSID
/AM3で示される本発明の三つのユニークパターン波
形を示す。三つのパターンタイプSID/AM1、SI
D/AM2、及びSID/AM3は、PRMLエンコー
ダ42を介して発生され得る有効なコード化パターンの
すべてと比較された時に唯一無比であるように選択され
ている。部分応答ディジタルフィルタ(PRDF)サー
ボID(識別)パターンであるSID/AM1、SID
/AM2、及びSID/AM3は、2−レングスマグネ
ット(磁石)と、9又は10レングスのいづれかのマグ
ネットのみからなる。図4においては、三つのパターン
タイプに対する磁化及び等化された波形が示されてい
る。SID/AMパターンでは、1レングスマグネット
は全く使用されていないので、これらのパターンの書込
みの間、事前コンパイラは決して用いられない。
ているように、プリアンブル、ボディ(本体)、及びデ
リミッタ(区切り)セクションを含む。プリアンブル、
ボディ、及びデリミッタパターンセクションの各々は、
検出方法において重要な機能を果たす。短マグネットか
らなるプリアンブルセクションは、検出アルゴリズムを
リセット状態へ初期化するために用いられる。9又は1
0レングスマグネットからなるボディセクションは、全
ての有効データパターンから区別されているSID/A
Mパターンへ独特の品質を提供する。ボディセクション
における長マグネットの反復量又は数は、図示されてい
るように、3、4、又は5を含む三つのパターンタイプ
を区分する。PRMLコード制約は、反復9−長マグネ
ットの発生を許容しない。各パターンタイプが少なくと
も三つの連続9−長マグネットを含むので、SID/A
Mパターンの一意性が保証される。最終的に、短マグネ
ットからなるデリミッタセクションは、パターンの終わ
りで信号を送り、かつ取り出されたSID/AMパター
ンのタイプに対して適切なハードウェアコードを出力す
るために検出アルゴリズムをトリガーする。
SID/AM検出器回路のブロック図を提供する。検出
器回路60Aは、二つの濾波決定パス70及び72、ウ
ォッチドッグタイマ74、長マグネットカウンタ76、
及び出力コード発生器78からなる。SID/AM検出
器回路60Aへの入力信号は、ディジタルフィルタ58
によって送られる6−ビットディジタルサンプル値から
なる。検出アルゴリズムは、PRMLチャネルによって
生成される等化されたサンプルを専ら使用する。ヘッド
−ディスク周波数特性における変化は、PRML等化器
の調整能力によって正規化されるので、等化されたPR
MLサンプルの使用は、正規化された信号応答を出力す
る。しかしながら、デュアル相関スキームは、等化誤り
又はトラックの位置合わせ誤りが存在しているときは最
適検出を提供する。検出器回路60Aは、入力サンプル
が通過するデュアル相関フィルタ80及び82を含む。
1+Dフィルタ80は、ディジタル化された波形におけ
るパルスを最適検出するように、入力サンプルを整形す
るために使用される。1−D**2(1−D2 )フィル
タ82も使用され、かつSID/AMパターンのプリア
ンブル及びデリミッタセクションで反復された2−レン
グスマグネットによって生成される同期/余弦波を最適
に検出するように入力サンプルを整形する。
を示す。1−D**2フィルタ82の周波数応答は図7
のように示される。
において、極性しきい値はSINCFIELD?とラベ
ル付けされた決定ブロック84において用いられる。三
つの連続周期の間、極性しきい値状態が交互極性で満足
されている時、2レングスマグネット、プリアンブル、
又はデリミッタセクションの存在が決定ブロック84の
出力YESで表示される。この論理的決定は、長マグネ
ットの量を計算するために使用されるカウンタ76を常
時リセットし、かつトリガー入力をコードジェネレータ
シングルショット78へ送る。
て、非極性検知しきい値がPULSE?とラベル付けさ
れた決定ブロック86で用いられる。パルスしきい値を
超過した時、サンプリングされた波形において正又は負
のパルスが、決定ブロック86の出力YESで表示され
る。この論理的決定は、100000の6周期パターン
を検索するシーケンス検出器決定ブロック88へ入力さ
れる。100000のシーケンスは、SID/AMパタ
ーンの長マグネットボディセクションが見つけられたこ
とを示す。長マグネット表示は、長マグネットの量を計
算するためのカウンタ76を常にインクリメントする。
3以上の計数値は、>=3?とラベル付けされた決定ブ
ロック90において識別されると共に、出力コードジェ
ネレータ78へ入力される。
は以下のように理解され得る。SID/AMパターンの
開始時において、プリアンブルは1−D**2濾波論理
パス72によって認識される。検出されたプリアンブル
セクションは、検出器回路60Aのためにリセットを行
ない、かつ長マグネットカウンタ76とウォッチドッグ
タイマ74をリセットする。SID/AMパターンのボ
ディセクションが処理されるとき、1+D濾波論理パス
70は、特定SID/AMパターンのボディセクション
内に含まれている長マグネットの正確な数を計数する長
マグネットカウンタ76を順次インクリメントする。ウ
ォッチドッグタイマ74は、各長マグネットが検出され
た時もリセットされる。次いで、1−D**2濾波論理
パス72は、SID/AMパターンのデリミッタセクシ
ョンを検出するために再び使用される。デリミッタセク
ションが検出された時に長マグネットカウンタ76が3
以上の場合、適切なハードウェアコードは、検出された
SID/AMパターンのタイプを表示するためにシング
ルショット78によって出力される。リードバック信号
内のドロップアウト不足による不正確なパターン認識を
阻止するために、ウォッチドッグタイマ74が設けられ
る。隣接する長マグネット同士の間、又は最終長マグネ
ットとデリミッタセクションの間の見掛け間隔が、例え
ば、13周期を超えるような所定数よりも大きいなら
ば、ウォッチドッグタイマ74はタイムアウトし、従っ
て検出器回路60Aの動作をディスエーブル(不能)と
する。
たSID/AM検出器論理60Aのシミュレーションが
図8に示されている。図8は、三つのSID/AMパタ
ーンタイプのSID/AM1、SID/AM2、及びS
ID/AM3の適切な検出を示している。図9は、5長
マグネットパターンSID/AM3の検出のみを示して
いる。図10は、ノイジーな(雑音のある)信号状態下
での5長マグネットパターンSID/AM3のロバスト
検出を示している。
おけるPRMLデータ検出のための非同期サーボ識別
(SID)/アドレスマーク検出のために改良された方
法を提供することにある。
ロック略図である。
セスメカニズムを示す図である。
Lデータチャネルを示す図である。
発明による三つの独特のパターン波形のために磁化され
かつ等化された波形を示すグラフである。
ルによる非同期サーボ識別(SID)/アドレスマーク
検出を実行するための装置を示すブロック図である。
スマーク検出方法の動作を示すグラフである。
スマーク検出方法の動作を示すグラフである。
スマーク検出方法の動作を示すグラフである。
スマーク検出方法の動作を示すグラフである。
レスマーク検出方法の動作を示すグラフである。
Claims (10)
- 【請求項1】 ディジタルフィルタを含む部分応答最尤
(PRML)データチャネルにおけるデータ検出のため
の非同期サーボ識別(SID)/アドレスマーク(A
M)検出方法であって、 前記ディジタルフィルタから複数のサンプルを検出する
ステップと、 極性しきい値を識別するために、前記検出されたサンプ
ルを、第1の相関濾波パスへ入力するステップと、 第2のしきい値を識別するために、前記検出されたサン
プルを、第2の相関濾波パスへ入力するステップと、 定義済シーケンスを識別するために前記第2のしきい値
を識別することに応答して前記サンプルのうちの順次サ
ンプルを順次に検出し、かつ比較するステップと、 前記定義済シーケンスを識別することに応答して計数値
をインクリメントするステップと、 を備える非同期サーボ識別/アドレスマーク検出方法。 - 【請求項2】 前記極性しきい値と、所定数よりも大き
な計数値との両方を識別することに応答してSID/A
Mパターンを認識するステップをさらに備える請求項1
に記載の方法。 - 【請求項3】 極性しきい値を識別するために、前記検
出されたサンプルを、第1の相関濾波パスへ入力する前
記ステップが、 SID/AMパターンのプリアンブルセクション及びデ
リミッタセクションのいづれか一方を表示するために三
つの連続周期の間、交互の極性しきい値を検出するステ
ップを含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 定義済シーケンスを識別するために、前
記第2のしきい値を識別することに応答して前記サンプ
ルのうちの順次サンプルを順次に検出し、かつ比較する
前記ステップが、 SID/AMパターンのボディセクションを表示するた
めに所定数の定義済シーケンスを識別するステップを含
む請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 ディジタルフィルタを含む部分応答最尤
(PRML)データチャネルにおけるデータ検出のため
の非同期サーボ識別(SID)/アドレスマーク(A
M)検出装置であって、 前記ディジタルフィルタからサンプルを受け取るための
第1及び第2の相関濾波手段を有し、 前記第1の相関濾波手段は、SID/AMパターンのプ
リアンブルセクション及びデリミッタセクションのいづ
れか一方を表示するために極性しきい値を識別するため
であり、 前記第2の相関濾波手段は、第2のしきい値を識別する
ため、及び定義済シーケンスを識別するために前記第2
のしきい値を識別することに応答して前記受け取られた
サンプルのうちの順次サンプルを順次に比較するためで
あり、 前記識別された定義済シーケンスの各々に応答して計数
値をインクリメントするためのカウンタ手段と、 所定の計数値と、前記極性しきい値を識別するための前
記手段との両方に応答してSID/アドレスマーク(A
M)認識コードを発生するための手段と、 をさらに備える非同期サーボ識別/アドレスマーク検出
装置。 - 【請求項6】 隣接する識別された定義済シーケンスの
間の所定時間を識別することに応答して前記SID/A
M認識コード発生手段をディスエーブルとするためのタ
イマー手段、 をさらに備える請求項5に記載の装置。 - 【請求項7】 前記SID/AM認識コード発生手段
が、前記計数値に応答して複数の定義済SID/AMパ
ターンのうちの一つを識別するための手段を含むことよ
りなる請求項5に記載の装置。 - 【請求項8】 前記識別された定義済シーケンスが9又
は10のレングスマグネットによって定義付けられた定
義済のSID/AMパターンのボディセクションに対応
していることよりなる請求項5に記載の装置。 - 【請求項9】 部分応答最尤(PRML)データチャネ
ルを含むタイプの直接アクセス記憶装置であって、 ハウジングと、 枢軸回転するように前記ハウジング内に取り付けられて
おり、かつデータ記憶のために一つ以上のディスク面を
有する少なくとも一つのディスクと、 データ及びSID/AMパターンの定義済タイプを、読
み取らせかつ前記ディスク面へ書き込むために、前記デ
ィスク面上を横切るように移動するために取り付けられ
たトランスデューサ手段であって、SID/AMパター
ンの前記定義済タイプが、短マグネットによって定義付
けられた第1のプリアンブルセクションと、長マグネッ
トによって定義付けられたボディセクションと、短マグ
ネットによって定義付けられたデリミッタセクション
と、を含むトランスデューサ手段と、 ディジタルサンプル値を提供するために前記トランスデ
ューサ手段と連結されているディジタルフィルタと、 前記プリアンブルセクション及び前記デリミッタセクシ
ョンのいづれか一方を検出するため、前記ディジタルサ
ンプル値を極性しきい値比較するために、前記ディジタ
ルフィルタに連結されている手段と、 第2のしきい値を識別するため、及び前記ボディセクシ
ョンを表示する定義済シーケンスを識別するために前記
第2のしきい値を識別することに応答して前記受け取ら
れたサンプルのうちの順次サンプルを順次に比較するた
め、前記ディジタルフィルタに連結されている手段と、 各前記識別された定義済シーケンスに応答して計数値を
インクリメントするためのカウンタ手段と、 所定の計数値、及び前記極性しきい値を識別するための
前記手段の両方に応答してSID/AM認識コードを発
生するための手段と、 を備える直接アクセス記憶装置。 - 【請求項10】 部分応答最尤(PRML)データチャ
ネルにおいて使用されるサーボ識別(SID)/アドレ
スマーク(AM)パターンであって、 複数の短マグネットによって定義付けられた第1のプリ
アンブルセクションと、 所定数の長マグネットによって定義付けられた前記第1
のプリアンブルセクションの後に続くボディセクション
と、 複数の短マグネットによって定義付けられた前記ボディ
セクションの後に続くデリミッタセクションと、 を備えるサーボ識別/アドレスマークパターン。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US929059 | 1992-08-13 | ||
US07/929,059 US5255131A (en) | 1992-08-13 | 1992-08-13 | Asynchronous servo identification/address mark detection for PRML disk drive ssytem |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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