JPH06318370A - ディスクドライブサーボシステム - Google Patents

ディスクドライブサーボシステム

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JPH06318370A
JPH06318370A JP5113768A JP11376893A JPH06318370A JP H06318370 A JPH06318370 A JP H06318370A JP 5113768 A JP5113768 A JP 5113768A JP 11376893 A JP11376893 A JP 11376893A JP H06318370 A JPH06318370 A JP H06318370A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】トラックフォーマットの変更に対応して容易に
変更できるサーボタイミング発生器を備えたディスクド
ライブ、プログラムによって変更できるディスクデライ
ブのサーボタイミング発生器、さらに静的又は動作中に
再構成できるプログラム可能なサーボタイミング発生器
を提供する。 【構成】ヘッドからのアナログ信号のレベル検出などの
手段から得たサーボバースト情報18はディジタルパルス
から成り、その時間間隔はプログラム可能なサーボタイ
ミング発生器20によってこれ自体をサーボバーストと同
期させるために使用される。プログラム可能なサーボタ
イミング発生器20の動作はシステムマイクロプロセッサ
22によってロードされたプログラムによって制御され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディスクドライブに関
し、特にディスクドライブ内でタイミング信号を発生す
る装置であって、ディスクのフォーマットを変更した場
合にタイミング信号の変更をプログラム可能にする装置
に関する。
【０００２】
【従来技術】ディスクドライブは現在、変換器の位置決
めを制御するために数多くのサーボ制御技術を利用して
いる。より大型(larger form-factor)のディスクドライ
ブはヘッド位置をサーボ制御するための信号を発生でき
るように、一つのディスク盤(disk platter)上に専用の
サーボ表面を有している。そのような大型のディスクド
ライブは、複数の盤を備えるため多くの表面が存在する
ので、この技術はサーボの発生には実践的な技術であ
る。サーボ信号専用に一つの表面を備えることによって
ディスクドライブに「サーボオーバヘッド」が生じる
が、これは許容範囲内にある。例えば、8枚の盤を備え
たドライブでは、専用のサーボ表面を使用した場合の
「サーボオーバヘッド」は僅か6.25%である。
【０００３】より小型のディスクドライブ（例えば3.5
インチ以下）は、一般に1枚又は2枚のディスクを含んで
いる。このようなドライブでは、ディスクの一つの表面
がサーボ情報専用にされると、オーバヘッドは50%にも
達することがあり、これは許容限度を超えている。この
ような小型のディスクドライブでサーボオーバヘッドを
最小限にするため、従来はサーボ情報がデータトラック
内に埋込まれ、トラック全体にわたって分散されてい
た。このようにすると、サーボフィールドとデータフィ
ールドとが隣接するので、ディスクドライブを適正に動
作させる上で、双方を区別することが重要になる。
【０００４】ディスクドライブがデータを書き込むよう
に動作が可能になるには、その前にディスクをフォーマ
ットしなければならない。このようなフォーマット処理
には各々の記録面を各々が単一のサーボバーストを含ん
でいる複数のパイ形セクタに仕切ることが含まれる。各
々のディスクトラックはディスク上の他の全てのトラッ
クとは異なる線速度を有しているので、一定の周波数で
書き込まれた信号の密度はトラック相互間で一定にはな
らない。例えば、一定の周波数で内側のトラックのセク
タに書き込まれたサーボバーストは、半径方向にもっと
遠くにある外側のトラックに書き込まれた一定周波数の
サーボバーストよりも少ない直線距離を占める。それに
も関わらず、サーボバーストは全てのトラックにわたっ
て一定周波数の信号を用いて書き込まれる。このような
場合は、半径方向に位置合わせされたサーボバーストは
それぞれのトラック内で異なる直線距離を占めるが、各
トラック内で同じ時間ウィンドウを占める。（すなわ
ち、各トラックの角速度が同一である。）従って、サー
ボバースト及びその内部の種々の信号セグメントにウィ
ンドウを付与するために発生されるタイミング信号は、
ディスクのスピンドル軸からのトラックの半径方向距離
に関わりなく、各トラックとも同一にすることができ
る。
【０００５】データ用にサーボバーストと同様に一定周
波数の記録が用いられるならば、より外側のトラックの
データ密度からより内側のトラックのデータ密度よりも
大幅に低いため、これによって得られるディスクドライ
ブの記憶効率は損なわれる。従って多くのハードディス
ク式のディスクドライブは「一定密度」記録と呼ばれる
記録方法を採用している。より詳細に述べると、全ての
トラックにわたって、すなわち記録ゾーン相互間で信号
密度がほぼ一定になるようにデータが各トラック（或い
はトラックのゾーン）に書き込まれる。その結果、半径
が大きいトラック内でのそのようなデータの記録周波数
は、半径方向に、より内側にあるトラックでの記録周波
数よりも高い。半径がより大きいトラックではデータは
半径がより小さいトラックでのデータよりも低い密度で
記録されるにも関わらず、サーボバーストは依然として
一定の周波数で記録される。このことによって、（一定
密度記録ディスクドライブで使用される）タイミング制
御発生器はどのトラックがアクセスされるかに関わら
ず、全てのサーボ信号用に単一セットのタイミングウィ
ンドウを発生することが可能になる。
【０００６】従来のディスクドライブでは、サーボ同期
及びタイミングウィンドウ発生回路は基本的に物理的な
配線によって構成される方式のものであった。開発中又
は後になってエンジニアリング設計を変更する目的で、
サーボ又はデータフィールドのフォーマットが変更され
た場合は、新たなタイミング発生器が構成され旧式のも
のと交換された。このような再設計と交換には長いリー
ドタイムが必要でありコスト高であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題は
トラックフォーマットの変更に対応するように容易に変
更できるサーボタイミング発生器を備えたディスクドラ
イブを提供することにある。
【０００８】本発明の別の課題はプログラムによって変
更できるディスクドライブのサーボタイミング発生器を
提供することにある。
【０００９】本発明のさらに別の課題は、静的又は動作
中に再構成できるプログラム可能なサーボタイミング発
生器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】ディスクドライブはサー
ボフィールドと散在したデータフィールドとを含むディ
スクフォーマットを有している。このディスクドライブ
は読み出し／書き込み回路とサーボ位置決め回路を同期
し、その動作を制御するタイミング信号を発生するため
のタイミング発生器を備えている。ディスクドライブは
更にディスクのフォーマットに応じたタイミング信号を
発生するための複数のタイミング信号命令を記憶する書
き込み可能なプログラム記憶装置を備えている。プロセ
ッサが書き込み可能なプログラム記憶装置にタイミング
信号命令をロードし、更に書き込み可能な記憶装置から
の前記命令の読み出しを可能にする。実行レジスタがタ
イミング信号命令を受け取り、これに応答してタイミン
グ信号を発生し、このタイミング信号が読み出し／書き
込み回路の同期と動作を制御する。書き込み可能なプロ
グラム記憶装置はプログラムのし直しが可能であるの
で、上記のタイミング信号を発生する上で相当のフレキ
シビリティが達成される。
【００１１】
【実施例】図1を参照すると、この構成図はハードディ
スクドライブの制御回路の一部を示している。読み出し
／書き込みヘッド（図示せず）はアナログデータを検出
し、このデータを線10に乗せ、読み出しチャネル12に送
る。線10を経て読み出しチャネル12へと送られる信号は
埋込まれたサーボバースト信号フィールドとデータフィ
ールドの双方を含んでいる。読み出しチャネル12はディ
スクから読み出されたアナログ信号を処理してこれをデ
ィジタルデータへと変換し（線36）、又、関連するクロ
ックへと変換する（線38）。更に、読み出しチャネル12
はサーボ復調器14を備えている。これは命令に従って線
10で検出されたサーボバースト信号を復調し、位置誤差
信号をアナログ／ディジタル(A/D)及びディジタル／ア
ナログ(D/A)変換器16へと送る。ヘッドからのアナログ
信号のレベル検出、又はアナログ信号ピークのピーク検
出のようなその他の手段によって、シリアルサーボバー
ストデータ18を得ることができる。サーボバースト情報
18はディジタルパルスから成り、その時間間隔はサーボ
タイミング発生器20が自分をサーボバーストと同期させ
るために使用する。サーボタイミング発生器20の動作は
システムマイクロプロセッサ22によってロードされたプ
ログラムによって制御される。マイクロプロセッサ22は
更にディジタル信号プロセッサ24を制御し、この信号プ
ロセッサはA/D、D/A変換器16の動作を制御する。
【００１２】プログラム可能なサーボタイミング発生器
20は図1に示したシステムの同期の心臓部を形成してい
る。このサーボタイミング発生器はデータ経路制御器26
を含む図示されたモジュールのそれぞれに出力を供給し
て、入力アナログ信号と各々のモジュールの動作の同期
を可能にする。簡単に述べると、プログラム可能なサー
ボタイミング発生器20は、読み出しチャネル12から線18
を経て一連の信号を受け取り、またマイクロプロセッサ
22によって読み出しサイクルを開始するように命令され
ると、セクタタイミングマーク(STM)を探索することで
動作を開始する。STMはプログラム可能なサーボタイミ
ング発生器20内のSTM検出回路30での一致によって検出
される。一致が検出されると、プログラム可能なサーボ
タイミング発生器20がトリガされて、1セットの同期し
たサーボ信号と読み出し／書き込みタイミング信号を発
する。マイクロプロセッサ22は読み出し／書き込み機構
の制御と関連するデータトランザクションを制御する。
スピンドル速度はサーボタイミング発生器20からの制御
信号によって調整される。
【００１３】上記のように、プログラム可能なサーボタ
イミング発生器20はこの時点でタイミング信号とタイミ
ングウィンドウを発生できるようにするタイミング命令
を出し始める。例えば、STMが識別されると、制御線32
と34上に各々読み出しチャネル12とサーボ復調器14への
タイミングウィンドウが発生される。制御線32を経て送
られたこのタイミングウィンドウはトラックのデータ部
分の間に読み出しチャネル12をゲートし、データ信号を
線36を経てデータ経路制御器26へ伝送させる。更に読み
出しチャネル12は同期したデータクロック信号(読み出
しクロック)を発生し、これは線38を経てデータ経路制
御器26へ与えられる。
【００１４】タイミングウィンドウは線34を経てサーボ
復調モジュール14に送られるとともに、サーボ微調整フ
ィールドをウィンドウ処理して、A/D、D/A変換器16に伝
送して、その後ディジタル信号プロセッサ24へ送られる
ようにする。プログラム可能なサーボタイミング発生器
20はまた、線40上に「変換の開始」ウィンドウタイミン
グ信号を発生し、A/D、D/A変換器16の動作を能動化す
る。プログラム可能なサーボタイミング発生器20は更に
セクタ及びインデックス同期パルスを発生し、これらの
パルスをそれぞれ線42と44を経てデータ経路制御器26へ
供給する。線42上のセクタパルスはトラック内のセクタ
の始まりを示す。線44上のインデックスパルスはトラッ
クの始まりを示す。データ経路制御器26から発する線46
及び48はプログラム可能なサーボタイミング発生器20に
対してシステムが読み出し状態、書き込み状態のいずれ
にあるかに関して知らせる。
【００１５】図2に言及すれば、プログラム可能なサー
ボタイミング発生器20の核は書き込み可能なプログラム
記憶装置50である。この記憶装置50は48個の40ビットの
語を含んでおり、各々の語が少なくとも一つのタイミン
グ信号或いはウィンドウを発生させる機械「状態」を確
立する。書き込み可能なプログラム記憶装置50は48×40
語の実施例で説明するが、当業者にはそのサイズを変更
して任意の語のフォーマットに容易に適合させることが
できることが理解されよう。
【００１６】書き込み可能なプログラム記憶装置50はバ
ス52を経てシステムマイクロプロセッサ22からロードさ
れる。書き込み可能なプログラム記憶装置50はデュアル
ポート記憶装置であり、個々の語が実行レジスタ56へ読
み出される読み出し専用ポート54を備えている。記憶装
置50内の個々の語はマイロクプロセッサ22からのアドレ
スバス57に出されるアドレスによってアドレス指定され
る。
【００１７】書き込み可能なプログラム記憶装置50内の
各々の40ビット語は特定の機能を実行可能にする4つの
フィールドを含んでいる。各々の語の構造は下記のとお
りである。
【００１８】 ビット 機能 ---------------- 0-9 --- プログラム可能なサーボタイミング発生器20
の外部回路への制御出力として用いられる。 10-17 --- プログラム可能なサーボタイミング発生器20
の内部回路への時間制御レベルを供給するために用いら
れる。 18-23 --- 書き込み可能なプログラム記憶装置50内の次
のアドレスを示す。 24-39 --- タイミング機能を提供するためにカウントダ
ウンできるカウントフィールド値を示す。ビット32-39
はこうする代りに（条件が成立した場合の）分岐先アド
レス用に利用できる。
【００１９】語が書き込み可能な記憶装置50から実行レ
ジスタ56へと読み込まれると、上記のビットグループは
区分され、実行レジスタ56内の個々のサブモジュールへ
と送られて、ウィンドウ及びタイミング制御信号を発生
できるようにする。実行レジスタ56の詳細は図3に示さ
れている。図3には実行レジスタ56が4つのサブモジュー
ル、すなわちサーボ制御レジスタ60、次アドレスレジス
タ62、サーボフィールドカウンタ（下位）64及び分岐ア
ドレスレジスタ／サーボフィールドカウンタ（上位）66
とから構成されていることが示されている。
【００２０】サーボ制御レジスタ60は（書き込み可能な
プログラム記憶装置50から読み出された）語のビット0-
17を受け取り、ビット0-9に従った出力をバス68上に、
またビット10-17に従った出力をバス70上に発する。バ
ス68上の出力レベルは外部制御の目的のために別の回路
に送られる。バス70上の出力は実行制御論理モジュール
71に送られ、このモジュールは応答してプログラム可能
なサーボタイミング発生器20内のモジュール用に制御信
号或いは時間制御されたウィンドウ信号を発生する。発
生された特定のタイミング信号とウィンドウの例は図4
と関連して後述される。
【００２１】次アドレスレジスタ62は書き込み可能なプ
ログラム記憶装置50からビット18-23を受け、書き込み
可能なプログラム記憶装置50内の（分岐が起こらない限
り）アクセスされるべき次の語のアドレスを示す。サー
ボフィールドカウンタ64及び66は書き込み可能なプログ
ラム記憶装置50から読み出された語からのビット24-39
によってカウント値にセットされる。カウンタ64と66に
与えたクロック信号によってこれらのカウンタはその値
が0に達するまでカウント値から下方向に減分される。
このようにしてカウンタ64,66は書き込み可能なプログ
ラム記憶装置50から読み出された語の実行時間を制御す
る。
【００２２】サーボフィールドカウンタ66は、上のよう
にする代りに、分岐アドレスレジスタとして使用するこ
ともできる。このレジスタはステータスバス72上で示さ
れる選択された条件が起きたときに、分岐アドレスがバ
ス74を経て読み出されるようにし、次アドレスレジスタ
62に含まれるアドレスの代わりに使われる分岐アドレス
が読み出されるようにする。図2に示すように、条件選
択バス80は条件論理モジュール76に繋がっており、この
モジュールは選択された状態条件72が出現すると、バス
63に現れる次のアドレスの代わりにバス74に現れる分岐
アドレスを供給するようにマルチプレクサ78をセットす
る。
【００２３】次に図4を参照して、プログラム可能なサ
ーボタイミング発生器20の動作を説明する。図4の上部
にはディスクドライブにみられる埋込みサーボバースト
トラックフォーマットの例が示されている。サーボバー
ストの継続期間は参照符号100で示され、複数のセグメ
ントを含んでいる。これらのセグメントには自動利得制
御(AGC)に用いられる一連の遷移(102)と、製造時に書き
込まれる所定のサーボコードパターンであるセクタタイ
ミングマーク104と、グレイコードで書き込まれるトラ
ック番号の表示(106)と、複数のサーボ微調整フィール
ド108と、先頭にヘッダー（図示せず）を有するデータ
フィールト110を備えている。
【００２４】以下の説明では、ディスクドライブが既に
所定速度に達し、読み出し／書き込みヘッドが既に指示
されたトラックに移動されたものと想定する。この時点
で、読み出しチャネル12は読み出し／書き込みヘッドか
らのデータを受ける。同時に、第1の語が書き込み可能
なプログラム記憶装置50から実行レジスタ56へ読み込ま
れる。これに応答して、サーボ制御レジスタ60は「STM
探索ウィンドウ（探索）」波形112を確立させる信号を
発する（図4参照）。この長期のレベルはSTM検出回路30
（図1）に至る線へのゲートをオープンし、この回路が
入力データをSTM検出回路30に記憶された所定のセクタ
時間マークと比較する。
【００２５】一致が見つかると、サーボタイミング発生
器20用の基準時刻を設定するSTM検出回路30によって信
号116が発生される。その後、次の語が書き込み可能な
プログラム記憶装置50から実行レジスタ56へロードされ
る。
【００２６】書き込み可能なプログラム記憶装置50から
実行レジスタ56へ読み込まれる語のシーケンスはディス
クドライブに必要な特定の制御機構に従って各々の特定
の時点で選択することができる。このようにしてタイミ
ングが判明し、ロックモードが確立されていたならば、
「AGC獲得ウィンドウ」118をより短かい「AGCウィンド
ウ（同期）」と交換することができるようになる。各々
の命令を実行中の時間はサーボフィールドカウンタ64及
び／または66のカウントダウン時間によって制御され
る。
【００２７】（書き込み可能なプログラム記憶装置50か
ら読み出された語に応答して）プログラム可能なタイミ
ングサーボ発生器20によって発生されるタイミング波形
とウィンドウの別の例は、サーボ微調整検出ウィンドウ
122と、読み出し及び書き込み可能ウィンドウ124,126
と、否定データウィンドウ128である。これらの各タイ
ミングウィンドウは読み出し／書き込み回路とサーボ制
御回路が読み出し／書き込み動作中の適切な時点でそれ
ぞれの機能を実行できるようにするために利用される。
【００２８】上記から明らかであるように、トラックフ
ォーマットがいかに変わろうとも、それがサーボタイミ
ングバーストに関するものであれ、トラックのデータ部
分に関するものであれ、書き込み可能なプログラム記憶
装置50にロードされる語構造の変更によって対応するこ
とができる。従って、タイミングシステム全体は、単に
システムプロセッサ22に変更した語を装入し、書き込み
可能なプログラム記憶装置50に語をロードするだけで容
易に再構成することができる。その結果、全面的に新し
い回路チップを再設計し据え付けることなく（装置を出
荷する前の）設計の変更とフィールドの変更を容易に行
うことができる。
【００２９】上記の説明は本発明を例示するためである
に過ぎないことが理解されよう。当業者には本発明の範
囲から離れることなく種々の変更と修正が可能である。
従って、本発明は添付の特許請求の範囲に含まれる全て
の変更、修正及び変形を含むものである。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、本発明はトラックフォー
マットの変更に対応するように容易に変更できるサーボ
タイミング発生器を備えたディスクドライブ、プログラ
ムによって変更できるディスクドライブのサーボタイミ
ング発生器、及びさらに静的又は動作中に再構成できる
プログラム可能なサーボタイミング発生器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】プログラム可能なサーボタイミング発生器の配
置とディスクドライブ中の他のサブシステムとの関係を
示したディスクドライブシステムの一部のブロック図。
【図２】図1で示されるプログラム可能なサーボタイミ
ング発生器中でタイミング信号の発生を変化させること
ができる書き込み可能なプログラム記憶装置及び関連の
回路のブロック図。
【図３】図2で示される実行レジスタのより詳細なブロ
ック図。
【図４】図3の実行レジスタによって発生されるタイミ
ング波形を示す代表的な波形図。
【符号の説明】
１０：データ線 １２：読み出しチャネル １４：サーボ復調器 １６：A/D、 D/A変換器 １８：サーボバースト情報 ２０：サーボタイミング発生器 ２２：システムマイクロプロセッサ ２４：ディジタル信号プロセッサ ２６：データ経路制御器 ３０：STM検出回路 ３２、３４、３６、３８、４０、４２、４４、４６、４
８：制御線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】サーボタイミングマークと散在するデータ
    フィールドを備えるサーボバーストを含むトラックフォ
    ーマットを有するディスクドライブシステム：前記ディ
    スクドライブは読み出し／書き込み回路とタイミング信
    号発生のためのタイミング発生手段を有する：前記ディ
    スクドライブは次の(a)、(b)及び(c)を有する： (a)複数の変更可能なタイミング信号命令を記憶するた
    めの書き込み可能なプログラム記憶手段； (b)前記ディスクフォーマットに従って、前記書き込み
    可能なプログラム記憶手段にタイミング信号を発生する
    ための一連の命令をロードするためのディスクドライブ
    プロセッサ手段：前記プロセッサ手段はまた前記書き込
    み可能プログラム記憶手段から前記命令の読み出しを行
    う； (c)前記読みだし命令を受け取るため及び前記命令、同
    期を制御するための前記タイミング信号及び前記読み出
    し／書き込み回路の動作に応じてタイミング信号を発生
    するための実行レジスタ手段。
JP11376893A 1992-04-16 1993-04-16 ディスクドライブサーボシステム Expired - Fee Related JP3404419B2 (ja)

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US07/869,603 US5315456A (en) 1992-04-16 1992-04-16 Programmable servo timing generator
US869,603 1992-04-16

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JPH06318370A true JPH06318370A (ja) 1994-11-15
JP3404419B2 JP3404419B2 (ja) 2003-05-06

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