JPH07141807A - 磁気ディスク装置のサーボ処理装置とサーボ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的はデータ面サーボ方式の磁気ディ
スク装置において、ヘッドにより読出されたアナログ信
号から高精度のバーストデータを再生して、結果的にヘ
ッドの位置決め制御の精度を向上することができるサー
ボ処理装置を提供することにある。 【構成】サーボ回路５０は、リード／ライト回路のＡ／
Ｄ変換回路４２から出力されたディジタル信号に対して
ディジタル信号処理を実行するディジタルフィルタ５１
を有し、ディジタル信号処理により得られたディジタル
信号からサーボデータ中のバーストデータを抽出する。
ＣＰＵ１２は、サーボ回路５０により抽出されたディジ
タルデータのバーストデータに基づいて、ヘッド１の位
置誤差を求める演算処理を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特にデータ面サーボ方
式の磁気ディスク装置において、サーボデータのバース
トデータを抽出して、ヘッド位置決め制御を行なうため
のサーボ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばハードディスク装置（ＨＤ
Ｄ）には、ヘッドをディスク上の目標トラック（目標シ
リンダ）に位置決めするためのサーボ系が設けられてい
る。サーボ系には、ディスク上に予め記録されたサーボ
データに基づいて、ヘッドの位置決め制御を行なうデー
タ面サーボ方式（具体的にはセクタサーボ方式）があ
る。

【０００３】このようなデータ面サーボ方式のＨＤＤ
は、図６に示すように、ヘッド１をディスク２の半径方
向に移動させるためのヘッドアクチュエータ３、リード
／ライト回路４、サーボ回路５およびディスクコントロ
ーラ（ＨＤＣ）６を有する。ヘッドアクチュエータ３は
ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７により駆動される。Ｖ
ＣＭ７はＶＣＭドライバ８により駆動電流を供給され
る。ディスク２はディスク回転機構により回転駆動され
る。ディスク回転機構は、スピンドルモータ９とスピン
ドルモータドライバ１０からなる。

【０００４】リード／ライト回路４は、ディスク２に書
込むためのライトデータに従った書込み電流を発生した
り、ヘッド１からの読出し信号からリードデータを再生
する回路である。ヘッド１はリード／ライト回路４から
の書込み電流により、ライトデータに対応する記録磁界
を発生する。リード／ライト回路４は、ヘッド１からの
読出し信号を増幅するヘッドアンプ４ａおよびリード／
ライト信号処理回路４ｂを有する。リード／ライト信号
処理回路４ｂは、読出し信号からリードデータや同期パ
ルスを弁別するためのパルスピークディテクタおよびエ
ンコーダ／デコーダを備えている。

【０００５】サーボ回路５は、インターフェース制御回
路を構成するゲートアレイ１１通じて、ＣＰＵ１２から
の指令に応じてヘッド１をディスク２上の目標トラック
に位置決めするためのサーボ処理を実行する。サーボ回
路５は、リード／ライト回路４から出力されるバースト
データに基づいて、ヘッド１を目標トラックの中心に位
置決めするための位置制御を実行する。データ面サーボ
方式では、バーストデータとシリンダアドレスデータを
含むサーボデータが、予めディスク２上に記録されてい
る。

【０００６】ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１３に格納されたプ
ログラムに従ってＨＤＤのディスク制御動作を決定する
マイクロプロセッサである。ＨＤＣ６は、ＨＤＤとホス
トコンピュータのインターフェースを構成し、各種イン
ターフェース信号やデータの交換を行なう。ＨＤＣ６
は、ディスク２から読出されたセクタ単位のリードデー
タおよびディスク２に書き込むためのライトデータを、
セクタバッファメモリであるＲＡＭ１４に一時的に格納
する。ＣＰＵ１５はＲＯＭ１６に格納されたプログラム
に基づいて、ＨＤＣ６を通じて転送されるデータ転送制
御やアドレス変換処理等を実行する。

【０００７】このようなＨＤＤにおいて、リード／ライ
ト回路４とサーボ回路５は具体的には、図７に示すよう
な構成要素を有する。即ち、リード／ライト回路４は、
ＡＧＣアンプ（自動利得制御アンプ）４０、ローパスフ
ィルタ４１、Ａ／Ｄ変換回路４２、ディジタルフィルタ
４３、復号回路４４、位相比較回路４５、電圧制御発振
器（ＶＣＯ）４６およびゲイン調整回路４７を有する。

【０００８】ＡＧＣアンプ４０はヘッドアンプ４ａから
の出力信号を振幅特性の変動範囲全体に渡って、その出
力信号の振幅を自動的に一定に保持する。ゲイン調整回
路４７はＡＧＣアンプ４０のゲインを調整する。ローパ
スフィルタ４１は、ＡＧＣアンプ４０から出力されるア
ナログ信号のノイズを除去するためのフィルタである。
ディジタルフィルタ４３は、Ａ／Ｄ変換回路４２から出
力されるディジタル信号のノイズを除去するためのフィ
ルタである。

【０００９】サーボ回路５は、リード／ライト回路４の
ローパスフィルタ４１から出力されたアナログ信号（ヘ
ッド１の読出し信号）を全波整流する全波整流回路５
ａ、この全波整流回路５ａの出力信号を積分する積分回
路５ｂおよび積分回路５ｂの出力信号をＡ／Ｄ変換する
Ａ／Ｄ変換回路５ｃを有する。このＡ／Ｄ変換回路５ｃ
はサーボ回路５の外部に設けられていてもよい。

【００１０】サーボ回路５は、図８（Ａ）に示すよう
に、リード／ライト回路４からアナログ信号を入力する
と、同図（Ｂ）に示すような全波整流回路５ａの出力信
号、および同図（Ｃ）に示すような積分回路５ｂの出力
信号を生成する。Ａ／Ｄ変換回路５ｃは、積分回路５ｂ
の出力信号をディジタルデータに変換してバーストデー
タＡ〜Ｄを再生する。

【００１１】ＣＰＵ１２は、Ａ／Ｄ変換回路５ｃにより
得られたディジタルデータからヘッド１の位置データＡ
〜Ｄを求めて、ヘッド１の目標トラックに対する位置誤
差を算出する。サーボ回路５は、ＣＰＵ１２からの位置
誤差に基づいて、ヘッド１を目標トラックの中心に位置
決めするための制御を実行することになる。

【００１２】ところで、リード／ライト回路４から出力
されたアナログ信号がサーボ回路５に入力されるとき
に、アナログ信号にノイズが影響することがある。図８
（Ｄ）に示すように、例えばバーストデータＣに相当す
る信号にノイズＮ１，Ｎ２が乗った場合、同図（Ｆ）に
示すように、全波整流波形（同図（Ｅ）に示す波形）の
積分信号のレベルがノイズＮ１，Ｎ２分だけ上昇してし
まう。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来のデータ面サーボ
方式のＨＤＤでは、サーボ回路５はリード／ライト回路
４から出力されたアナログ信号からディジタルデータの
バーストデータＡ〜Ｄを再生するサーボ処理を行なう。
ＣＰＵ１２は、再生されたバーストデータＡ〜Ｄから位
置データを生成して、ヘッド１の位置決め制御に必要な
位置誤差を求める演算処理を実行する。ここで、サーボ
処理時に、アナログ信号に影響したノイズにより、位置
データの精度が低下することがある。このため、結果的
にヘッド１の位置決め制御の精度の低下を招く要因とな
っている。

【００１４】本発明の目的は、データ面サーボ方式の磁
気ディスク装置において、ヘッドにより読出されたアナ
ログ信号から高精度のバーストデータを再生して、結果
的にヘッドの位置決め制御の精度を向上することができ
るサーボ処理装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、データ面サー
ボ方式の磁気ディスク装置において、ヘッドにより読出
されたリード信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換手段を有するデータ再生手段、データ再生手段からの
バーストデータを抽出するための抽出手段およびヘッド
の位置決め制御に必要な演算処理を実行する演算手段を
備えたサーボ処理装置である。

【００１６】

【作用】本発明では、抽出手段は、データ再生手段のＡ
／Ｄ変換手段から出力されたディジタル信号に対してデ
ィジタル信号処理を実行する例えばディジタルフィルタ
を有し、ディジタル信号処理により得られたディジタル
信号からサーボデータ中のバーストデータを抽出する。
演算手段は、抽出手段により抽出されたディジタルデー
タのバーストデータに基づいて、ヘッドの位置誤差を求
める演算処理を実行する。

【００１７】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。図１は同実施例に係わるサーボ回路の要部を示すブ
ロック図、図２は同実施例に係わる信号波形図、図３と
図４は同実施例に係わるサーボ処理を説明するためのフ
ローチャート、図５は同実施例の変形例を示すブロック
図である。

【００１８】同実施例に係わるサーボ回路５０は、図１
に示すように、通常のリード／ライト回路４のリード／
ライト処理回路４ｂに含まれるＡ／Ｄ変換回路４２を利
用して、ヘッド１の位置決め制御に必要なバーストデー
タＡ〜Ｄを再生する。即ち、サーボ回路５０は、Ａ／Ｄ
変換回路４２の出力信号を入力とするディジタルフィル
タ５１、位相比較器５２および電圧制御発振器（ＶＣ
Ｏ）５３を有する。

【００１９】ディジタルフィルタ５１は、Ａ／Ｄ変換回
路４２から出力されるディジタル信号に対するディジタ
ル処理を実行し、ノイズを除去したバーストデータＡ〜
Ｄを出力する。位相比較器５２とＶＣＯ５３は、Ａ／Ｄ
変換回路４２からバーストデータに相当するディジタル
信号をサンプリングするための手段である。

【００２０】次に、同実施例の動作を説明する。データ
面サーボ方式のＨＤＤのサーボ系は、ディスク２上に予
め記録されたサーボデータに含まれるバーストデータを
抽出し、このバーストデータに基づいてヘッド１の位置
誤差を算出する。この位置誤差が０になるように、ＶＣ
Ｍ７を駆動制御して、ヘッド１をディスク２上の目標ト
ラックの中心に位置決めする（図６を参照）。

【００２１】このようなサーボ系の動作において、ヘッ
ド１により読出されたリード信号（アナログ信号）は、
図１に示すように、リード／ライト回路４のヘッドアン
プ４ａとＡＧＣアンプ４０により増幅されて、ローパス
フィルタ４１により高域成分が除去される。ＡＧＣアン
プ４０は、ヘッドアンプ４ａからの出力信号を振幅特性
の変動範囲全体に渡って、その出力信号の振幅を自動的
に一定に保持する。Ａ／Ｄ変換回路４２は、ローパスフ
ィルタ４１により高域ノイズが除去されたアナログ信号
をディジタル信号に変換する。

【００２２】サーボ回路５０は、リード／ライト回路４
のＡ／Ｄ変換回路４２から出力されるりディジタル信号
の中で、バーストデータに相当するディジタル信号をサ
ンプリングする。ディジタルフィルタ５１はサンプリン
グしたバーストデータに対するディジタル処理を実行し
て、ノイズを除去したバーストデータＡ〜Ｄを出力す
る。

【００２３】このようにして、本発明のサーボ回路５０
は、リード／ライト回路４のＡ／Ｄ変換回路４２を利用
して、ディジタル信号に変換されたバーストデータをデ
ィジタルフィルタ５１によりノイズ除去して、ゲートア
レイ１１からなるインターフェース制御回路を通じてＣ
ＰＵ１２に出力する。Ａ／Ｄ変換回路４２からは、図２
（Ａ）に示すように、アナログ信号のバーストデータＡ
〜Ｄの各ピーク値に相当するディジタルデータを得るこ
とができる。

【００２４】ここで、図２（Ｂ）に示すように、例えば
バーストデータＣにノイズＮ１，Ｎ２が影響して、Ａ／
Ｄ変換回路４２からはそのノイズＮ１，Ｎ２によるピー
ク値が出力されたと仮定する。本発明では、サーボ回路
５０はディジタルフィルタ５１のディジタル処理によ
り、バーストデータＣからノイズＮ１，Ｎ２の部分を除
去したバーストデータを出力する。したがって、ローパ
スフィルタ４１からＡ／Ｄ変換回路４２の間でアナログ
信号にノイズが影響しても、結果的にノイズを除去した
状態のバーストデータＡ〜Ｄを得ることができる。

【００２５】ＣＰＵ１２は、サーボ回路５０から得られ
たバーストデータＡ〜Ｂに基づいて、ヘッド１を目標ト
ラックの中心に位置決めするための位置誤差量を算出す
る演算処理を実行する。具体的には、図３のフローチャ
ートに示すように、バーストデータＡ〜Ｄの各ピーク値
ａ〜ｄの平均値を算出して、この平均値に基づいてヘッ
ド１の位置誤差を算出する。即ち、ステップＳ１ではバ
ーストデータＡのピーク値ａの平均値を算出し、ステッ
プＳ２ではバーストデータＢのピーク値ｂの平均値を算
出し、ステップＳ３ではバーストデータＣのピーク値ｃ
の平均値を算出し、ステップＳ４ではバーストデータＤ
のピーク値ｄの平均値を算出する処理が実行される。そ
して、ステップＳ５では、「（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）」
等の位置誤差量を算出するための演算処理が実行され
る。

【００２６】また、ＣＰＵ１２は、図４のフローチャー
トに示すように、バーストデータからノイズの影響を受
けた値を取り除く処理を含めた位置誤差量を算出する演
算処理を実行する。即ち、ステップＳ１０ではバースト
データＡ（ピーク値ａ０〜ａｎ）の平均値Ａｎを算出す
る処理が実行される。ステップＳ１１ではカウンタｋ，
ｉの初期化とノイズ等を取り除いた値の和を格納するた
めのレジスタＡの初期化の処理が実行される。ステップ
Ｓ１２では、平均値の±０．３％以内にａｋが入ってい
るか否か、即ちノイズ等の影響があるか否かを判定する
判定処理が実行される。ステップＳ２１では、ステップ
Ｓ１２とＳ１５の判定処理において成立しないときに、
次のサンプル値の判定をするためにカウンタｋをインク
リメントする処理が実行される。

【００２７】さらに、ステップＳ１３では、カウンタｉ
によりサンプルした値がノイズ等の影響を受けていない
かをカウントする処理が実行される。ステップＳ１４で
は、ノイズ等の影響を受けていないものの和を計算する
処理が実行される。ステップＳ１５ではサンプル値Ｎと
判定した数との比較処理が実行される。ステップＳ１６
ではノイズ等の影響を受けていないものの平均値Ａを算
出する処理が実行される。ステップＳ１７〜Ｓ１９は、
ステップＳ１０からＳ１６までの処理をバーストデータ
Ｂ〜Ｄについて実行することを示している。そして、ス
テップＳ２０ではノイズ等の影響を取り除いた値によ
り、ヘッド１の位置誤差量を算出する処理が実行され
る。

【００２８】図５は前記のような同実施例の変形例を示
す図である。まず、同図（Ａ）は、前記の実施例におい
てＣＰＵ１２により実行されているサーボ処理の演算処
理を、予め設計されたＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）５
４により実行する場合である。この方式を採用すれば、
ＣＰＵ１２の処理負担を軽減することが可能となる。

【００２９】また、同図（Ｂ）は、サーボ回路５０にお
いて、ディジタルフィルタ５１の代わりに、予め設定さ
れる閾値によりＡ／Ｄ変換回路４２から出力されるディ
ジタル信号のノイズ部分を除去するノイズ除去回路（ロ
ジック回路）を使用した場合である。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、デ
ータ面サーボ方式の磁気ディスク装置において、リード
／ライト回路のＡ／Ｄ変換回路を利用してディジタル処
理する方式により、ヘッドの位置決め制御に必要なサー
ボデータに含まれるバーストデータをノイズの影響を取
り除いて再生することができる。したがって、再生した
バーストデータに基づいて行なうヘッドの位置決め制御
の精度を向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わるサーボ回路の要部を示
すブロック図。

【図２】同実施例に係わる信号波形図。

【図３】同実施例に係わるサーボ処理を説明するための
フローチャート。

【図４】同実施例に係わるサーボ処理を説明するための
フローチャート。

【図５】同実施例の変形例を示すブロック図。

【図６】従来のＨＤＤの要部を示すブロック図。

【図７】従来のサーボ回路の構成を説明するためのブロ
ック図。

【図８】従来のサーボ回路の動作を説明するための信号
波形図。

【符号の説明】

１…ヘッド、２…ディスク、４…リード／ライト回路、
５，５０…サーボ回路、１２…ＣＰＵ、４２…Ａ／Ｄ変
換回路、４３，５１…ディジタルフィルタ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッドをトラックに位置決めするための
   バーストデータを含むサーボデータを予め記録した記録
   媒体を備えると共に、前記ヘッドにより読出されたリー
   ド信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段を有
   し、前記リード信号からデータを再生するためのデータ
   再生手段を備えた磁気ディスク装置において、 前記Ａ／Ｄ変換手段から出力された前記ディジタル信号
   のディジタル信号処理を実行して前記サーボデータ中の
   前記バーストデータを抽出するための抽出手段と、 この抽出手段により抽出された前記バーストデータに基
   づいて、前記ヘッドの位置決め制御に必要な演算処理を
   実行する演算手段とを具備したことを特徴とする磁気デ
   ィスク装置のサーボ処理装置。
2. 【請求項２】 ヘッドをトラックに位置決めするための
   バーストデータを含むサーボデータを予め記録した記録
   媒体を備えると共に、前記ヘッドにより読出されたリー
   ド信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段を有
   し、前記リード信号からデータを再生するためのデータ
   再生手段を備えた磁気ディスク装置において、 前記Ａ／Ｄ変換手段から出力された前記ディジタル信号
   からノイズ除去を行なうためのディジタル処理手段を有
   し、前記サーボデータ中の前記バーストデータを抽出す
   るための抽出手段と、 この抽出手段により抽出された前記バーストデータに基
   づいて、前記ヘッドの位置決め制御に必要な位置誤差量
   を算出する演算手段とを具備したことを特徴とする磁気
   ディスク装置のサーボ処理装置。
3. 【請求項３】 ヘッドをトラックに位置決めするための
   バーストデータを含むサーボデータを予め記録した記録
   媒体を備えると共に、前記ヘッドにより読出されたリー
   ド信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段を有
   し、前記リード信号からデータを再生するためのデータ
   再生手段を備えた磁気ディスク装置において、 前記Ａ／Ｄ変換手段により前記リード信号をディジタル
   信号に変換するステップと、 前記Ａ／Ｄ変換手段から出力された前記ディジタル信号
   のディジタル信号処理を実行して前記サーボデータ中の
   前記バーストデータを抽出するステップと、 抽出された前記バーストデータに基づいて、前記ヘッド
   の位置決め制御に必要な演算処理を実行するステップと
   からなることを特徴とする磁気ディスク装置のサーボ処
   理方法。