JPH10512384A - ビタビ検出を用いる、ディスクドライブのためのワイド・バイフェーズデジタルサーボ情報、検出および評価 - Google Patents

ビタビ検出を用いる、ディスクドライブのためのワイド・バイフェーズデジタルサーボ情報、検出および評価

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JPH10512384A JP9516683A JP51668397A JPH10512384A JP H10512384 A JPH10512384 A JP H10512384A JP 9516683 A JP9516683 A JP 9516683A JP 51668397 A JP51668397 A JP 51668397A JP H10512384 A JPH10512384 A JP H10512384A
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Abstract

(57)【要約】 同期サンプリングデータ検出チャネルは、サーボ制御されるアクチュエータ(32)によって、回転するデータ記憶ディスク(16)の記録トラック上で位置決めされるデータトランスデューサヘッド(26)と、少なくともサーボ情報フィールドにある磁束遷移からデータトランスデューサヘッド(26)によって磁気的に誘導される電気的アナログ信号を受けるための前置増幅器(28)と、電気アナログ信号を同期的にサンプリングしてデジタルサンプルを発生させるためのデジタルサンプラ(46)と、同期サンプリングデータ検出チャネルからデジタルサンプルを受けるよう結合され、1/4Tコード化されたワイド・バイフェーズサーボ情報パターンを最大尤度サーボデータシーケンスとしてデコードするためのビタビ検出器とを含み、このワイド・バイフェーズマグネットパターンは、たとえば、2進0情報値に対しては++−−マグネットパターンとして、2進1情報値に対しては−−++マグネットパターンとして配される。

Description

【発明の詳細な説明】 ビタビ検出を用いる、ディスクドライブのための ワイド・バイフェーズデジタルサーボ情報、検出および評価 関連出願への相互参照 この出願は1995年10月23日提出の合衆国仮出願番号60/00601 3の恩恵を主張するものである。この出願は1994年10月12日提出の合衆 国特許出願連続番号08/320,540号に関連するものである。 発明の分野 この発明はディスクドライブ媒体上に記憶されるサーボ情報を記憶し、検出し 、評価するための装置および方法に関し、特に、部分応答・最大尤度検出チャネ ルおよび磁気ディスク媒体を伴う場合に有用な装置および方法に関する。 発明の背景 ディスク面上のデータトラック内に記録されるサーボ情報を読取ることによっ て、ディスクドライブヘッドポジショナサーボシステムはデータトランスデュー サのヘッド位置を評価することができる。この記録されるサーボ情報は典型的に はトラック(つまりシリンダおよびヘッド)アドレスおよびサーボバーストをふ くむ。ディスク面上の各周方向データトラックはトラックに埋込まれるサーボセ クタに記録される独自のトラックアドレスを有し、サーボバーストパターンは2 つ以上のトラックごとに頻繁に繰返す。ディスクドライブが径方向トラック位置 を探索しているとき、トラックアドレスは粗い位置決め情報として用いられて読 取ヘッドの位置をおおよそ評価し、サーボバーストは精密な位置決め情報として 用いられて所望の径方向位置上にヘッドを精密に位置決めする。 探索時間でトラックアドレスを読取っている間、ヘッドは2つの隣接トラック 間に位置決めされるかもしれない。この状態では、ヘッドは両方のトラックから の信号の重なったものを受取るかもしれない。この曖昧さに対する1つの解決方 法として、トラックアドレスをグレイコード化されたアドレスにエンコードして 、任意の2つの隣接トラックのエンコードされたアドレスが互いに対し一つのビ ッ ト位置においてのみによって異なるようにする。この解決法を用いると、ヘッド が2つのトラックを読取っている場合、アドレスをデコードした後の曖昧さは1 トラックであり、1トラックの誤差は探索時間において受入れ可能である。 1つの公知の技術に従うと、各データトラックは複数のセクタに分割される。 各セクタはヘッダセクションを含み、これにデータセクションが続く。ヘッダセ クションは典型的にはDC消去フィールドと、プリアンブルフィールドと、ヘッ ダ同期文字と、トラックアドレスフィールド(粗いサーボ情報)と、サーボバー ストフィールド(精密なサーボ情報)とを含む。データセクションは典型的には 別のプリアンブルフィールドと、データ同期文字と、ユーザデータのブロックと 、誤り訂正バイトとを含む。この例では、ヘッダセクションはデータセクション と同じデータ速度で記録され、ディスクドライブにおける単一読取チャネル構造 を通しての同期ピーク検出を用いてヘッダセクションとデータセクションとの両 方における情報を読取る。この方策の一例は、共通の譲受人に譲渡された、「高 能率ディスクフォーマットおよび同期システム(“High Efficiency Disk Forma t and Synchronization System”)」と題される、リース(Leis)らへの米国特 許第5,036,408号に見られ、その開示をここに引用により援用するもの とする。 別の公知の技術では同心データトラックの径方向ゾーンまたは帯を用い、各ゾ ーンはそのゾーンのディスク半径に関連付けられるデータ転送速度を有している 。この例では、データ領域は、単一データ転送速度でサーボ情報とともに工場で 記録される、一連の径方向に延びる埋込サーボセクタによって分離される。サー ボデータ回復回路は、各セクタ上を通過する間にデータトランスデューサによっ て読取られる情報から、サーボアドレスマークと、トラック番号と、精密位置情 報とを非同期に(つまり入来サーボデータへの位相ロックなしに)回復する。こ のサーボ回復回路はユーザデータ情報のピーク検出のために用いられる読取チャ ネルエレクトロニクス装置とは別個である。この例は、共通の譲受人に譲渡され た、「デジタル埋込セクタサーボを有するディスクドライブのためのサーボデー タ回復回路(“Servo Data Recovery Circuit for Disk Drive Having Digital Embedded Sector Servo ”)」と題されるムーン(Moon)らへの米国特許第5, 42 0,730号に記載されており、その開示をここにおいて引用により援用するも のとする。 ピーク検出技術を用いる磁気記録におけるデータ記憶密度を制限してきた1つ の要因は、磁束遷移が互いにますます近くなると生ずる記号間干渉であった。磁 気記録において磁束密度を増加させながらも、記録されたデータを正確に読取る ための1つの技術として、同期サンプリングデータ検出が用いられる。「部分応 答・最大尤度」(PRML)信号送信としばしば呼ばれるこの技術は、信号スト リームのアナログ側もしくはデジタル側または両側において、高速アナログ−デ ジタル変換およびチャネル等化を含む、増大する回路の複雑さを犠牲にして、い くらかの改善されたデータ記憶密度を提供している。PRMLを用いるディスク ドライブの一例は、共通の譲受人に譲渡される、「PRML同期サンプリングデ ータ検出およびセクタサーボの非同期検出を用いるディスクドライブ(Disk Dri ve Using PRML Synchronous Sampling Data Detection and Asynchronous Detec tion of Sector Servo”)」と題されるアボット(Abbott)らへの米国特許第5 ,345,342号に挙げられており、その開示をここに引用により援用するも のとする。この特許に記載される方策は、同期サンプリングデータ検出チャネル 内の特別な回路を可能化して、一定のサーボデータ速度で記録される埋込サーボ セクタにあるトラック番号値を非同期に検出し、一方、ユーザデータ速度は記録 用ディスクにわたる径方向データゾーンによって異なっていた。サーボバースト は、従来のピーク検出、サンプルおよびホールド技術を用いて読取られ処理され た。 上記のアボットらの特許により教示される非同期サーボサンプリング技術に対 する改良が、後の、共通の譲受人に譲渡される、「PRMLサンプリングされる データチャネル同期サーボ検出器(“PRML Sampled Data Channel Synchronous Servo Detector”)」と題されるフィッシャー(Fisher)への米国特許第5,3 84,671号に見られ、その開示をここに引用により援用するものとする。こ の方策では、同期サンプリングデータ検出システムのタイミングループはサーボ 情報に位相ロックされ、トラックアドレスと精密位置情報とを含むこのサーボ情 報は同期してサンプリングされデコードされる。この方策では、サーボプリアン ブルフィールドは従来の1/4T正弦波パターンとして記録され、これはピーク 検出チャネルにおける2Tパターンに対応する(Tは単位サンプルセルまたは間 隔を表わす)。 ビタビ検出器は、同期サンプリングされるデータ検出チャネル内で用いられる ことで知られている。ビタビ検出器の1つの例は、共通の譲受人に譲渡される、 「PRMLクラスIVサンプリングデータ検出のための調整可能な検出しきい値 を有するビタビ検出器(“Viterbi Detector Having Adjustable Detection Thr ersholds for PRML Class IV Sampling Data Detection”)」と題されるアング イェン(Nguyen)への米国特許第5,341,387号に挙げられており、その 開示をここに引用により援用するものとする。 これら先行技術の方策は、それらのそれぞれの時期において十分に働いてきた 一方で、単位サイズディスクごとの増大するデータ記憶容量およびデータ転送速 度は、これまでにまだ解決されていない、改良されたディスクドライブヘッドサ ーボフォーマット、アーキテクチャおよび方策に対する要求に直接到ってきてい る。 目的を伴う、この発明の概要 この発明の一般的な目的は、部分応答・最大尤度同期サンプリングされるデー タ検出チャネルを有するディスクドライブにおいてデータトラックをアドレス指 定するための、改良されかつ単純化された方法、装置およびデータフォーマット を提供することである。 この発明の別の目的は、別個のピーク検出ハードウェアを必要としないPRM Lディスクドライブのためのサーボフォーマットおよび装置を提供することであ る。 この発明のさらなる目的は、PRMLディスクドライブ内における単純化され たアドレスデコード方法および装置を提供することである。 この発明のさらにもう1つの目的は、PRMLディスクドライブ内で同期して サンプリングされ検出される埋込サーボセクタ内でより高いコード速度と、より 小さいセル時間と、より小さい冗長度とを用いることを可能にする高能率サーボ アドレスフォーマットを提供することである。 この発明の1つの局面において、ディスクドライブは、狭いサーボスポークに よってデータセクタに分割される記録用トラックを規定する主表面を有する少な くとも1つの回転するデータ記憶ディスクを含む。トラックの各データセクタは 、所定の距離およびユーザデータコード速度を有するコードに従ってエンコード されるユーザデータが記録される。各サーボスポークは、ユーザデータコード速 度の1/4であるサーボコード速度でワイド・バイフェーズパターンにコード化 される少なくとも1つのサーボ情報フィールドを有する。この発明のこの局面に おいて、同期サンプリングデータ検出チャネルは、 記録用トラック上において、サーボ制御されるアクチュエータによって位置決 めされるデータトランスデューサヘッドと、 少なくともサーボ情報フィールドに存在する磁束遷移からデータトランスデュ ーサヘッドによって磁気的に誘導される電気的アナログ信号を受取る前置増幅器 と、 電気的アナログ信号を同期してサンプリングしてデジタルサンプルを発生させ るためのデジタルサンプラと、 同期サンプリングデータ検出チャネルからのデジタルサンプルを受取るように 結合され、コード化されたワイド・バイフェーズパターンを最大尤度サーボデー タシーケンスとしてデコードするためのビタビ検出器とを含む。 このビタビ検出器は差分距離検出器またはツリー検索検出器を含んでもよい。 同期サンプリングデータ検出チャネルは部分応答・クラスIV・ターゲットス ペクトルに調整される有限インパルス応答フィルタを含んでもよく、この例にお いてはビタビ検出器は有限インパルス応答フィルタの出力からの等化されたデジ タルサンプルを受けるよう接続される。 代替的には、同期サンプリングデータ検出チャネルは、Dを1ビットセル遅延 として、1−D2パルス応答(部分応答、クラスIV)に従ってデジタルサンプ ルをフィルタ処理するための有限インパルス応答フィルタと、1+D−D2−D3 パルス応答(EPR4)に従ってフィルタ処理されたデジタルサンプルを与える ために有限インパルス応答フィルタの下流に接続される1+Dフィルタとを含ん でもよい。この例では、ビタビ検出器は、1+Dフィルタの出力からEPR4 等化されたワイド・バイフェーズサンプルを受取るよう接続される。 複数のサーボ情報フィールドに記録されるワイド・バイフェーズマグネットパ ターンは、2進0情報値のための−−++マグネットパターンと、2進1情報値 のための−−++マグネットパターンとして配されてもよい。 複数のサーボ情報フィールドは各サーボスポーク内に与えられてもよく、それ らフィールドの1つは、サーボ情報ブロックの始まりをマーキングするための9 記号ワード000100101(2進)のようなサーボアドレスマークパターン を含んでもよい。少なくとも1つのサーボ情報フィールドは、所定のビット長の 、グレイコード化されたトラック番号2値パターンを含む。このパターンは、ま ずワイド・バイフェーズコードとしてデコードされ、次いでそれがグレイコード としてデコードされる。トラック番号2値パターンはパリティ記号を含んでもよ く、この例では、チャネルはトラック番号2値パターンを受取ってデコードし、 パリティ記号をチェックするための回路構成を含んでもよい。 この発明の関連する局面において、サーボ情報フィールドは、トラックの第1 のトラック番号アドレスと、そのトラックに隣接して位置するトラックの第2の トラック番号アドレスとがある、所定ビット長の2つのトラック番号2値パター ンを含んでもよい。1つの好ましい形態では、第2のトラック番号は1/2トラ ックをオフセットして第2のトラック内へ延びる状態で記録される。この発明の さらなる関連する局面として、1つのサーボ情報フィールドは第1および第2の トラック番号に関して計算される誤り訂正値を保持するための誤り訂正コードフ ィールドをさらに含んでもよく、この構成においてはチャネルは第1および第2 のトラック番号のデコードされた値をデコードしチェックし訂正するための誤り 訂正コードデコードおよび訂正回路構成を含む。 この発明のこれらならびに他の目的、利点、局面および特徴は、添付の図面に 関連させて与えられる好ましい実施例の以下の詳細な説明を考慮するとより十分 に理解され評価される。 図面の簡単な説明 図面において、 図1は、PR4およびEPR4ターゲットを与えるディスクドライブ読取チャ ネルのブロック図である。 図2は、ディスクドライブにおけるディスクの記録面の概略図である。 図3は、ディスクのトラック上のサーボセクタ上に記録される信号を示す。 図4は、サーボセクタのフィールドのブロック図である。 図5Aは、チャネルがEPR4ターゲットスペクトルに等化されている、1つ の書込電流パルスの磁気記録からのアナログ信号応答のグラフである。 図5Bは、2進1(“−−00”)ワイド・バイフェーズ書込電流シーケンス 等へのアナログ信号応答のグラフである。 図5Cは、2進0(“++−−”)ワイド・バイフェーズ書込電流シーケンス 等へのアナログ信号応答のグラフである。 図5Dは、ワイド・バイフェーズシーケンス、たとえば2進100シーケンス (“−−++++−−++−−”)へのアナログ信号応答のグラフである。 図6Aは、径方向干渉のないトラック番号のための第1のサーボセクタレイア ウトを示す。 図6Bは、径方向干渉のないトラック番号のための第2のサーボセクタレイア ウトを示す。 図7は、ワイド・バイフェーズ経路が強調されるPR4チャネルの格子図であ る。 図8Aは、4つのサンプルが一度に取られるワイド・バイフェーズPR4チャ ネルの格子図である。 図8Bは、図8Aの図を単純化したものである。 図9は、ワイド・バイフェーズコードのための差分距離ビタビ検出器のブロッ ク図である。 図10は、ワイド・バイフェーズコードのためのツリー検索ビタビ検出器のブ ロック図である。 図11は、ワイド・バイフェーズ経路が強調されるEPR4チャネルの格子図 である。 図12Aは、4つのサンプルが一度に取られるワイド・バイフェーズEPR4 チャネルの格子図である。 図12Bは、図7Aのブロック図を単純化したものである。 図13A−13Eは、サーボバーストフォーマットを示す図である。 図14A−14Bは、サーボバースト検出器のブロック図である。 好ましい実施例の詳細な説明 図1を参照して、ディスクドライブ10は、プログラマブルでありかつ適応型 PR4のML読取チャネルを組込む。ディスクドライブ10は、共通の譲受人に 譲渡され、その開示がここに引用により援用される「デジタル適応等化を伴うP RMLクラスIVサンプリングデータ検出を用いるディスクドライブ(Disk Dri ve Using PRML Class IV Sampling Data Detection with Digital Adaptive Equ alization ”)」と題される、アボットらへの米国特許第5,341,249号 に記載されるようなさまざまな実施例の1つであってもよい。(この特許は、上 に挙げられたアボットらの米国特許第5,345,342号の特許である。) ドライブ10は少なくとも1つのデータ記憶ディスク16を含む。従来にある ように、たとえば磁気抵抗ヘッドであるデータトランスデューサヘッド26は各 ディスク16のディスク面上において「浮動」関係において関連付けられる。ヘ ッド26は、回転するディスク16の各記憶面上に規定される複数の同心データ 記憶トラック71のうち選択されたものに対し位置決めされ、図2を参照された い。 埋込サーボパターンは、図2を参照して、ディスク16の選択されたデータ記 憶面上に、たとえば、共通の譲受人に譲渡され、その開示がここに引用により援 用される米国特許第5,170,299号に記載される方法に従って、サーボラ イタにより書込まれる。 読取中、選択されたデータトラック71上をヘッド26が接近して浮動する間 にヘッド26によって感知される磁束遷移は読取前置増幅器回路28によって前 置増幅される。前置増幅されたアナログ信号(または「読取信号」)は次いで、 アナログ可変利得増幅器(VGA)38に送られる。制御される増幅の後、読取 信号は次いでプログラマブルアナログフィルタ/等化器段40を通過する。 アナログフィルタ/等化器40は、トランスデューサヘッド26がデータを読 取っている最中の選択されたデータゾーン70のデータ転送速度に対して最適化 されるようプログラムされる。等化されたアナログ読取信号は、次いで、ユーザ データに同期されると少なくとも5ビット解像度の原始データサンプル{x(k )}を発生する高速アナログ−デジタル(A/D)変換器46内でサンプル処理 および等化を受ける。 適応型デジタルFIRフィルタ48は、所望のPR4チャネル応答特性に従っ て原始データサンプル{x(k)}をフィルタ処理し条件付けするための適応フ ィルタ係数を用いて、フィルタ処理され条件付けされたサンプル{y(k)}を 発生させる。FIRフィルタ48からのバンドパスフィルタ処理され条件付けさ れたデータサンプル{y(k)}は次いで、データパス経路49上をビタビ検出 器(図示せず)に送られ、これによってPR4ターゲットを伴うユーザデータが 検出される。PR4ターゲットおよびEPR4ターゲットの両方を用いる実施例 では、FIRフィルタ48からのフィルタ処理され条件付けされたサンプル{y (k)}は1+Dフィルタ50を通してさらに送られ、その出力経路51はEP R4チャネル応答特性にフィルタ処理された信号を与える。(EPR4ターゲッ トのみが所望される場合には、FIRフィルタ48は適当な係数で直接プログラ ムされ、1+Dフィルタ50は必要とされない。) ディスクドライブ10内にはサーボエンジン32がさらに設けられ、これは、 デコードされたワイド・バイフェーズサーボ情報値に従ってたとえば回転音声コ イルヘッドポジショナ構造30を制御するために適用されるヘッド位置制御およ び訂正値と、この発明の原理に従ってデコードされるバースト値とを展開する。 原始データサンプル{x(k)}およびフィルタ処理されたサンプル{y(k )}を含むサンプルは、クロックビット時間周期Tを有するデータサンプリング 速度で取られる。この時間Tはそのサンプリング速度での「ビットセル」または より単純には「セル」に対応する。タイミングループ44は、経路49上のPR 4ターゲットサンプル等を受取り、所望されるサンプリング位置でサンプリング および量子化をA/D変換器46に同期させてもよい。同様に、利得ループ36 はVGA38をたとえば経路49上のPR4ターゲットサンプルに基づいて制 御してもよい。タイミングループおよび利得ループは参照したアボットらの米国 特許第5,345,342号に記載されている。DCオフセット制御ループ37 をさらに設けてDCオフセットのためのオフセット増幅器93をPR4ターゲッ トサンプルに基づいて調整してもよい。代表的なDCオフセットループは、共通 の譲受人に譲渡され、その開示がここに引用により援用される「実時間DCオフ セット制御および関連の方法(“Real-Time DC Offset Control and Associated Method ”)」と題されるジペロビッチ(Ziperovich)への米国特許第5,45 9,679号に記載されている。 図2を参照して、記憶ディスク16の例示的なデータ記憶面は、内側の降着ゾ ーン領域LZと径方向において最も外側の周縁データトラックゾーン70−1と の間にある複数のデータ記録ゾーン70に好ましくは配される複数の同心データ トラック71を有する。この示される実施例では、データトラックは、たとえば 、最も外側のゾーン70−1および径方向において内方に向かうゾーン70−2 、70−3、70−4、70−5、70−6、70−7、70−8および70− 9を含むたとえば9つのデータゾーンに配されるものとして示される。実際には 、より多くのゾーンが現在は好ましい。各データゾーンは、そのゾーンの特定の 半径に対し面積遷移ドメイン密度を最適化するよう選択されるビット転送速度を 有する。 図2はさらに、たとえばディスク16の円周に沿って等間隔に置かれる、一連 の径方向に延びる埋込サーボセクタまたは「スポーク」68を示している。図3 の概観によると、各サーボセクタ68は、たとえば、サーボプリアンブルフィー ルド68Aと、サーボ識別フィールド68Bと、円周方向に千鳥状である、径方 向にオフセットするサーボバーストのフィールド68Cとを本質的に含む。トラ ックごとのデータセクタ数はデータゾーンによって変動するが、トラックごとの たとえば68のような埋込サーボセクタの数はこの実施例においてはディスク1 6の表面領域にわたって一定のままである。 サーボセクタ68は、工場で従来のサーボ書込装置を用いて、1つのデータセ ル速度で、トラックからトラックへの位相コヒーレンスを伴って、好ましくは記 録される。レーザサーボライタおよびそれとともに用いるのに好適なヘッドアー ム取付具は、その開示をここに引用により援用する、共通の譲受人に譲渡された 米国特許第4,920,442号に記載されている。代替的に、サーボセクタは 、既に上で論じた、共通の譲受人に譲渡された米国特許第5,384,671号 に記載されるように、ゾーン化されたデータセル速度で書込まれる。 図4を参照して、各サーボセクタ68または「スポーク」は、たとえば、示さ れるような埋込サーボ情報のサーボ識別フィールドを有する。遷移が実質的に全 くないかまたはわずかしかないディスク上のクリーンな領域にあるサイズたとえ ば40セルの、オプションとしてのDC消去フィールド731(図4ではフィー ルドの下に時間「40T」を伴う)は、サーボセクタ68のオンセットにフラグ を立てるのに用いられ得る。サイズたとえば160セルのプリアンブルフィール ド732は、所望される長さの「−−++−−++−−++」などの2T繰返し パターンで書込まれ得る。プリアンブル732は、入来アナログ信号に対して訂 正利得および位相ロックを確立しそれによってアナログ−デジタル変換器46に よるサンプリング等化を制御するために、タイミングループおよび利得ループに よって用いられる。全体として、オプションのDC消去フィールド731および プリアンブルフィールド732は図3のプリアンブルフィールド68Aを含む。 サーボアドレスマーク733はフレーミングクロックをリセットするために用 いられる。これに、トラック番号のたとえば3つの最下位ビット(LSBs)7 34が続く。完全なスポーク番号735はオプションではあるが、少なくとも1 ビットの情報を与えて回転位置が決定できるようにすべきである。全体のトラッ ク番号736は少なくとも1回記録される。ヘッド番号(図示せず)をサーボア ドレス指定情報の一部としてさらに記録してもよい。全体として、サーボアドレ スマーク733、LSBフィールド734、および完全なスポーク番号フィール ド735は、図3のサーボ識別フィールド68Bを含む。 アドレス指定情報に続いてサーボバースト737が記録され、これらは、後に 記載するように、トラック中央に対してヘッド位置を決定するのに用いられる。 さまざまなサーボパターンの例をこの後に示す。フィールド737におけるこれ らのパターンは図3のフィールド68Cに関連付けられる。サーボセクタ68の いくつかまたはすべてのフィールドの長さはプログラマブルなサイズであっても よい。他の情報フィールドは、これまでに記載したフィールド間またはそれらの 後に記憶されてもよい。 ここで、たとえばサーボアドレスマーク733、LSBフィールド734、ス ポーク番号フィールド735およびトラック番号フィールド736等である、サ ーボセクタ68のデジタルデータ記憶フィールドのいくつかまたはすべてに対し て用いられてもよい、ワイド・バイフェーズエンコードについて説明する。デジ タルデータを書込む際、記号と呼ばれる未コード化ビット(つまり0または1) で始める。記号は、1つ以上の符号またはマグネット(+または−)をセルに割 当てるコード化によってディスク上に記録される。(いくらか曖昧ではあるが、 符号は0または1であるものとして示されてもよい。)バイフェーズコードにお いて、2つの符号が用いられ、記号は次のようにエンコードされてもよい: 1−>+− 0−>−+ 我々は、ワイド・バイフェーズ(WBP)コードを、コード速度1/4で次のよ うに規定する: 0−>++−− 1−>−−++ 磁束遷移を全く有してはならないDC消去フィールド731はWBPエンコー ドされ得ない。 プリアンブルフィールド732は、PLLおよびAGCロックに対し、たとえ ば40またはプログラマブルな数のWBP記号「1」(またはセル「−−++」 )でWBPエンコードされてもよい。 サーボアドレスマーク(「SAM」)733は、サーボブロックの始まりをマ ーキングする、WBPでエンコードされる9記号ワード「000100101」 であってもよい。このSAMは、すべてのシフト(自動訂正)は、少なくとも5 つの位置において同意せず、したがって、同期を失うことなしに2つの独立した 誤りを斟酌する。今説明したプリアンブル732に付加されると、このシーケン スは「…1111111000100101」のように見える。これは、修正さ れたバーカー(Barker)シーケンスである。 トラック番号736は通常のグレイコード(コード速度=1)でまずエンコー ドされる14以上の記号のアドレスであってもよく、次いでパリティ記号が加え られてもよい。その結果はWBPエンコードされる。パリティ記号がある場合、 それは探索時間には用いられ得ないが、読取時間に用いて信号誤りを検出するこ とができる。グレイコード化は、読取ヘッド26が探索時間においてトラック間 にあるときに2つの隣接トラックアドレスを同時に読取る場合の大きな誤りを回 避するために用いられる。 代替的サーボセクタレイアウトにおいて、トラックアドレス(トラック番号) は各サーボセクタ68において2回書込まれ、その対にされたトラックアドレス は互いとは異なる。図6Aを参照して、図中において径方向のコラムとして見え るように、奇数トラックアドレス(A1、A3、A5、A7)が第1に書込まれ 、偶数トラックアドレス(A2、A4、A6、A8)が第2に書込まれる。図6 Bにおいて、第2のコラムは第1のコラムが記録するのと同じトラック番号を記 録するが、第2のコラムは半トラックオフセットして記録される。両方のフォー マットにおいて、読取ヘッド26のすべての位置は、この2つのコラムのうちの 少なくとも1つにある隣接トラックからの干渉なしにアドレスを読取り得る。こ の理由のため、グレイコード化は必要とされず、図示されるように、ECCフィ ールドを各アドレスに付加し得る。第1のフォーマット(図6A)において、不 確定度は1トラックであり、第2のフォーマット(図6B)においては不確定度 は半トラックである。探索の際、2トラックの周期を有するサーボバーストから の位置誤り信号を用いることによってコラムが読取られるのが認識されるかもし れない。このような使用では、サーボバーストをトラックアドレスに近く位置決 めして、読取ヘッド26の径方向位置が、読取ヘッド26がサーボバーストを読 取っているときおよびそれがトラックアドレスを読取っているときから大きく変 わらないようにすべきである。 PR4ターゲットを伴うWBPコードのためのビタビ検出器 適応型FIRフィルタ48の経路49での出力はPR4(クラスIV部分応答 )ターゲットであり、これは、Dを1ビットセル遅延として1−D2のパルス 応答を有する。図7に示されるように、PR4ターゲットを表わすのに必要な状 態の数は4である。図7はPR4ターゲットのビタビ検出器格子図を示し、実線 はWBP経路を表わし、点線は非WBP経路を示す。すべての経路は有効PR4 経路である。格子上において、WBP経路は形式「±/w」の表記でマーキング され、「+」または「−」はディスク上の磁化(セルに何が書込まれるか)を示 し、「w」はビタビ検出器入力での波形サンプルを表わす。図7は、検出器の、 時間k−1での初期状態からの4つの時間ステップを示し、ここでは、WBPエ ンコードされた記号の検出が開始されて時間k+3に至り、そこでそれは終了す る。マグネット「−」は「0」としても示され、マグネット「+」は「1」とし ても示される。したがって、たとえば、状態00(参照番号80)は、前の2つ のセルが「−−」として読取られたことを示す。 この格子を参照して、検出器が時間k−1において参照番号80の状態00に あり、かつ次のサンプル値が1である場合、検出器は時間kで参照番号81の状 態01に進む。時間k−1でのこの分岐に対するマグネット(または等価的には 書込電流)は「+」であり、状態00からの「−」からの遷移であり、これが理 想的には1のサンプル値をもたらす。同様に、検出器が時間k−1で参照番号8 3の状態11にあり、かつ時間kでのサンプル値が−1である場合、検出器は時 間kで参照番号82の状態10に進む。時間k−1でのこの分岐に対するマグネ ットは「−」であり、状態11の「+」からの負の遷移であり、これが理想的に は−1のサンプル値をもたらす。 各WBP記号は4つのセルを占めるため、検出器は各WBP記号がどこで始ま ってどこで終わるかを知りながら動作されなければならないことに注意されたい 。この4セル同期をチャンク同期と呼ぶことにする。 チャンク同期が達成されると、格子は、元の格子の2つの状態00および11 のみを伴って一度に4サンプル更新され得る。したがって、4状態ビタビ検出器 は、図8Aに示されるように、参照番号80および83をそれぞれ伴う2つの状 態に凝縮され得る。図8Aにおいて、検出器入力にあるサンプル値のみが各分岐 を伴って与えられる。図示される各サンプルは2回繰返されることに注目された い。このようにして、格子は、すべての2つの入来サンプルの平均を取り、次い で結果として生ずるストリームをクロック速度の半分で処理することによって、 単純化されてもよい。図8Bに示されるこの単純化された格子では、チャンクは 時間k−1、k+1およびk+3で始まる(状態の凝縮のため、時間軸kは2の 因数でスケーリングされている)。 PR4ターゲットを伴うWBPコードのための、差分距離検出器と呼ぶことに する第1のビタビ検出器を、図8Bに示される状態および遷移に関してここで説 明する。 a0(k−1)は、時間k+1において状態0で終わる、残存経路の時間k−1 での状態を表すものとする。 a1(k−1)は、時間k+1において状態1で終わる、残存経路の時間k−1 での状態を表すものとする。 y(k)は、時間kでの、たとえばFIRフィルタ48から出力経路49で受取 られる2つのサンプルの平均のような、平均化後の受取られた有雑音サンプルを 示す。 m0(k)は、時間kでの状態0の経路距離を表わす。 m1(k)は、時間kでの状態1の経路距離を表わす。 m(k)=m0(k)−m1(k)。これが差分距離である。 差分距離検出器のためのデコードアルゴリズムは擬似コードで次のように表さ れてもよい: (m(k−1)−2y(k)>1)ならば、 {m(k−1)=4y(k+1)−2y(k)−1; a0(k−1)=a1(k−1)=1; /*両方の経路は状態1にマージする*/ } さもなくば、(m(k−1)−2y(k)<−1ならば、 {m(k+1)=4y(k+1)−2y(k)+1; a0(k−1)=a1(k−1)=0; /*両方の経路は状態0にマージされる*/ } さもなくば、 {m(k+1)=−m(k−1)+4y(k+1); a0(k−1)=1; a1(k−1)=0 /*経路はマージされない*/ } 図9は、WBPコードのための差分距離ビタビ検出器の実現例を示すブロック 図である。ブロック84はa=m(k−1)−2y(k)を計算する。ブロック 85で、2つの論理値0および1(それぞれ偽および真)がxおよびyに対しx =a>1およびy=a<−1のように計算される。ブロック85はさらに、時間 k+3において状態0および状態1でそれぞれ終わる、残存経路の時間k+1で の状態である値a0(k+1)およびa1(k+1)を計算する。これらは残存 メモリ86に与えられ、図8に示されるように計算される。つまり: a0(k+1)=NOTy、および a1(k+1)=x ブロック86は、その出力86aが検出器の出力である標準ビタビ検出器残存メ モリを実現する。この残存メモリの深さは検出器の性能要件を満たすよう選択さ れ、ここに記載されるように使用される場合は、少なくとも1の深さで一般には 十分であろう。 差分距離計算において用いるための値zはブロック87において次のように計 算される: (x,y)==(1,0)ならば、z=−2y(k)−1; (x,y)==(0,1)ならば、z=−2y(k)+1; さもなくば、z=−m(k−1) ブロック88はこの計算された値zを用いて、次のように計算される出力m(k +1)を出力する: m(k+1)=4y(k+1)+z この出力88aはレジスタ89において4T(WBP記号時間)遅延され、こ のレジスタの出力89aがブロック87への入力値m(k−1)となる。(k= 0でのm(k−1)の初期値は0である。) WBPコードのための、ツリー検索検出器と呼ぶことにする第2のビタビ検出 器を、図8Bに示される状態および遷移に関連してここで説明する。このツリー 検索検出器は初期状態で開始するよう強制されなければならず、なぜなら、2つ の残存経路は時間k−1でマージすると仮定されるからである。時間k+1での 残存経路は次いで、時間k−1でのマージされた残存経路を表わすa(k−1) と、たとえばFIRフィルタ48の出力49で発生される等化され平均化された サンプルy(k)、Y(k+1)、Y(k+2)、およびY(k+3)とから検 出される。 サーボセクタフィールドに関しては、ツリー検索検出器は既知の状態でスタート するという要件は合理的であり、なぜなら、その状態はたとえばプリアンブルフ ィールド732のような既知のフィールドによって強制され得るからである。 ツリー検索検出器のためのデコードアルゴリズムは、擬似コードで次のように 表現されてもよい: 距離1=y(k)−2y(k+1)+y(k+2) 距離2=y(k)−2y(k+1)+2y(k+3) (a(k−1)==0)ならば、 a(k+1)=(距離1<0)OR ((距離1<1)AND(距離2<0.5)) さもなくば、 a(k+1)=(距離1<−1)OR ((距離1<0)AND(距離2<−0.5)); 上のように、これらの計算において、論理上の偽は算術的0であり、論理上の真 は算術的1である。 図10は、WBPコードのためのツリー検索ビタビ検出器の実現例を示すブロ ック図である。ブロック91および92は、上に規定したように、距離1および 距離2をそれぞれ計算する。入力90aおよび90bで、ブロック90はサンプ ルy(k+1)およびy(k)をそれぞれ受取り、それらからy(k)−2y( k+1)を計算する。これは、ブロック91の入力91bと、ブロック92の入 力92aとで与えられる。入力91aでブロック91はさらにサンプルy(k+ 1)を受取り、入力92bでブロック92はサンプルy(K+3)を受取る。距 離1は経路91cでブロック93に出力される。距離2は経路92cでブロック 93に出力される。ブロック93は、距離1、距離2、およびa(k−1)から 、上記の擬似コードにおいて述べたようにa(k+1)を計算し、それは経路9 3aにおいて出力される。ブロック93の出力93aは4T遅延レジスタ94の 入力となり、これがa(k−1)を経路94a上でブロック93に与える。 EPR4ターゲットを伴うWBPのためのビタビ検出器 図11を参照して、WBPエンコードされたEPR4ターゲットを検出するビ タビ検出器の実現例を考える。このEPR4ターゲットは1+D−D2−D3の パルス応答を有する。EPR4ターゲットを表現するのに必要な状態数は8であ る。図11は、ワイド・バイフェーズ経路が強調されるEPR4チャネルの格子 図である。この図は図6に見られるPR4チャネルに対する図と同様であるが、 8つの状態および5つの考えられ得るサンプル入力−4、−2、0、2および4 があるという違いがある。 図12Aを参照して、チャンク同期が達成されると、EPR4格子は、元の格 子の状態のうちの2つだけを伴って、一度に4サンプル更新され得る。図12A において元の状態100および011は0および1とそれぞれ再度名付けられ、 ビタビ検出器入力にあるサンプル値のみが分岐上に示される。この格子図は、入 来サンプル値を2で除算することによって、図12Bに示されるようにさらに簡 略化されてもよい。 図8Bの簡略化された格子の場合と同じように、図12Bに基づいて、EPR 4ターゲットを伴うWBPコードのための2つのビタビ検出器についてここで説 明する。 第1の検出器である差分距離検出器は、図9に関連して記載された差分距離検 出器と実質的に同様である。 a0(k−1)は、時間k+3において状態0で終わる、残存経路の時間k−1 での状態を表わす。 a1(k−1)は、時間k+3において状態1で終わる、残存経路の時間k−1 での状態を表わす。 y(k)は、理想値−2、−1、0、1および2へのスケーリング後の、時間k での、たとえばFIRフィルタ48から出力経路49で受取られる2つのサンプ ルの平均のような、受取られる有雑音サンプルを示す。 m0(k)は、時間kでの状態0の経路距離を表わす。 m1(k)は、時間kでの状態1の経路距離を表わす。 m(k)=m0(k)−m1(k)。これが差分距離である。 差分距離検出器のためのデコードアルゴリズムは擬似コードにおいて以下のよ うに表現されてもよい: thr(k−1)=m(k−1)−2y(k−1)−4y(k−2)+2y( k−3); (thr(k−1)>2)ならば、 {m(k+3)=8y(k)+2y(k−1)−4y(k−2)−2y(k− 3)−2; a0(k−1)=a1(k−1)=1; /*両方の経路は状態1にマージする*/ } さもなくば、(thr(k−1)<−2)ならば、 {m(k+3)=8y(k)+2y(k−1)−4y(k−2)−2y(k− 3)+2; a0(k−1)=a1(k−1)=0; /*両方の経路は状態0にマージする*/ } さもなければ、 {m(k+3)=−m(k−1)+8y(k)+4y(k−1)−4y(k− 3); a0(k−1)=1; a1(k−1)=0 /*経路はマージしない*/ } PR4ターゲットを伴うWBPのための差分距離ビタビ検出器と同様に、ここに 記載されるように使用する場合には3の残存メモリ深さで一般には十分であろう 。 第2の、EPR4ターゲットを伴うWBPコードのためのツリー検索ビタビ検 出器をここで説明する。このツリー検索検出器を説明するに当り、2つの残存経 路は時間k−1でマージすると仮定される。時間k+3での残存経路は次いで、 時間k−1におけるマージした残存経路を表わすa(k−1)と、 たとえば1+Dフィルタ50の出力として発生される、等化され平均化された サンプルy(k)、y(k−1)…y(k−7)とから検出される。 ツリー検索検出器のためのデコードアルゴリズムは擬似コードにおいて次のよう に表現されてもよい: 距離1=2y(k−1)+4y(k−2)−2y(k−3)−8y(k−4) −2y(k−5)+4y(k−6)+2y(k−7); 距離2=8y(k)−4y(k−1)+4y(k−3)−8y(k−4)−2 y(k−5)+4y(k−6)+2y(k−7); (a(k−1)==0)ならば、 a(k+3)=(距離1<0)OR ((距離1<4)AND(距離2<2)) さもなければ、 a(k−3)=(距離1<−4)OR ((距離1<0)AND(距離2<−2)) PR4ターゲットを伴うWBPのためのツリー検索検出器の場合と同様に、EP R4ターゲットのためのこの検出器は残存メモリを全く有さない。 図1に戻って、EPR4ターゲットを伴うWBPコードのPRML検出のため のビタビ検出器60は、トラック番号、ヘッド番号、およびセクタ番号等の、サ ーボセクタにあるすべてのWBPエンコードされたデジタル情報を検出するのに 用いられ得る。ビタビ検出器60は、図11、図12Aおよび図12Bに関連し て上に記載されるように、差分距離検出器もしくはツリー検索検出器であっても よく、または従来のビタビ検出器であってもよい。代替的に、EPR4検出器に 代えて、サーボセクタにあるWBPエンコードされたデータは、図7、図8A、 図8B、図9および図10に関連して上に記載された差分距離検出器またはツリ ー検索検出器のような、PR4ターゲットを伴うWBPコードのためのビタビ検 出器によってデコードされてもよく、または従来のビタビ検出器によってデコー ドされてもよい。 図1において、デジタルサーボバースト検出器54も1+Dフィルタ50から のEPR4ターゲット出力信号を受ける。代替的に、バースト検出器54はFI Rフィルタ48からのPR4ターゲットを受取ってもよく、この場合は、PR4 ターゲットで検出され得るバーストフォーマットが用いられる。 図13A〜13Eを参照して、5つのサーボバーストフォーマットについて記 載する。データトラックの中央はTK0、TK1、TK2およびTK3によって 示される。各フォーマットにおけるバーストは2トラックの周期で繰返す。I型 フォーマットと呼ぶことにする第1のフォーマット、つまりフルトラックバース トを図13Aに概略的に示す。I型バーストA、B、およびC(およびオプショ ンとしてD)はデータトラックの幅になるよう書込まれる。書込ヘッドはこの幅 よりも小さいため、バーストは少なくとも2つのパスにおいて書込まれ、少なく とも1つの消去帯(図示せず)が各バースト内に見出される。さらに、たとえば 、バーストAとバーストCとの間にTK1に沿って走る消去帯(図示せず)があ る。 II型フォーマットと呼ぶことにする第2のフォーマット、つまり狭いバースト を図13Bに概略的に示す。このフォーマットでは、各バーストE、F、Gおよ びHは一度だけ書込まれ、したがってバースト内に消去帯はない。径方向に隣接 するバースト(たとえばEおよびF)間の距離はトラック幅の半分である。書込 ヘッドは一般にはこの幅を超え、したがって各バーストは1つのトラックの中央 上を越えて通常は延びる。 I型およびII型フォーマットの両方では、バースト自体は通常は定周波数およ び振幅の正弦波である。 正反対フォーマットと呼ぶことにする第3のフォーマットを図13Cに概略的 に示す。このフォーマットでは、バースト−−J、K、LおよびMはたとえばI 型フォーマット(図13A)のAバーストとBバーストとの間の空間左側ブラン クを埋めるように書込まれる。記録されない領域は反対の(または正反対の)極 性の正弦波で埋められる。したがって、バーストJの信号がsin(x)である ならば、バーストKの信号は−sin(x)である。バーストLおよびMの波形 はバーストJおよびKの波形に対応する。 I型およびII型での状況とは違い、正反対フォーマットでは位相情報が重要で ある。したがって、位相情報を「修正し」ないよう、このバーストフォーマット を読取っている間はPLLはロックされる。この同じ理由で、このフォーマット は、バースト内の消去帯、径方向位相非コヒーレンスおよび累積された位相誤り から生ずる誤りを被る。このような誤りの影響をディスクドライブに制限させる ために、オプションの再同期パターン(図示せず)がバースト自体の前に記録さ れてもよい。 圧縮されたフォーマットと呼ぶことにする第4のフォーマットを図13Dに概 略的に示す。このフォーマットは形式においてはI型と同様であるが、他のフォ ーマットでの状況とは違い、圧縮されたフォーマットではサーボ情報は、ここで はDATA TK0、DATA TK1およびDATA TK2と示されるデー タトラックには対応しないスポークトラックSPOKE TK0、SPOKE TK1、SPOKE TK2、およびSPOKE TK3上に書込まれる。各バ ーストP、QおよびRは一度だけ書込まれ、したがってバースト内に消去帯は全 くなく、バーストはそれにもかかわらずサーボトラックの完全な幅である。この フォーマットでは、たとえばトラックDATA TK1のような奇数番号付けさ れたデータトラックを追尾する際、ディスクドライブはサーボトラック中央を辿 らないことに注目されたい。実際に、ヘッドは理想的にはちょうど2つのトラッ ク間に置かれ、バーストフォーマットの2トラック周期を用いて、たとえばデー タトラックDATA TK1を追尾しながらスポークトラックSPOKE TK 1およびSPOKE TK2から受取られるグレイコード化された番号間におけ るトラック番号の曖昧さを解消しなければならない。 周波数フォーマットと呼ぶことにする第5のフォーマットを図13Eに概略的 に示す。このフォーマットでは、先に記載したものとは違い、バースト波形は1 つの周波数ですべて記録されるのではない。正反対フォーマットの場合のように 、周波数フォーマットバーストは半トラックの径方向の全幅にわたって記録され る。図14Eに示されるように、バーストS、T、UおよびVの径方向シーケン スは角周波数w1およびw2を伴う正弦波として記録され、したがってバースト のシーケンスの形式は、Sはsinw1tであり、Tはsintw2であり、U は−sinw1tであり、Vは−sinw2tである。2つの周波数は異なって いなければならず、交差する高調波を有さないよう選択されるべきである。 図14A〜14Bを参照して、バースト検出器54はサーボバーストが記録さ れるフォーマットに依って異なる形式を取る。図14Aを参照して、バースト検 出器541は正反対フォーマットおよび周波数フォーマットのような同期フォー マットに対し、有用である。乗算器542はEPR4サンプル波形を正弦波1 0 −1 0で乗算する。この結果は加算器543によりレジスタ544におい て累算される。レジスタ544からのこの検出器の出力は、図13Cのバースト KおよびJのような2つの径方向に隣接するバーストによって発生される(一般 には)複合信号の符号付振幅を表わす。読取ヘッドがちょうど2つのバースト間 にありかつたとえばトラックTK1上にあるとき、この出力は理想的には0とな る。 図14Bを参照して、バースト検出器55は、I型、II型のような非同期バー ストフォーマット、および圧縮されたフォーマットに対し有用である。バースト 検出器55は、90°の位相オフセットを有する2つの直交正弦波でEPR4サ ンプル波形を乗算することによってバースト信号の位相−振幅ベクトルを計算し 、第1の正弦波1 0 −1 0は乗算器551と加算器552と累算レジスタ 553とにおいて用いられ、第2の直交する正弦波0 −1 0 1は乗算器5 54と加算器555と累算レジスタ556とにおいて用いられる。この処理の結 果は、実数部がレジスタ553にありかつ虚数部がレジスタ556にある位相− 振幅ベクトルである。バーストが読取られると、そのバーストのエネルギは、位 相−振幅ベクトルの実数部の二乗回路557と虚数部の二乗回路558との総和 加算器559の二乗根回路550として計算される。この計算されたエネルギは バ ーストと読取ヘッドとの間のオーバラップ度を評価し、繰返す2トラックバース トパターンに対するヘッド位置を評価するのに後で用いられる。(今問題にして いる非同期I型、II型および圧縮されたバーストフォーマットでは、2つのバー ストは径方向に隣接せず、したがってバースト検出器は一度に処理を行なうのに 1つのバーストしか有さないことに注目されたい。) 周波数フォーマットに対する2つの代替的バースト検出器をここで説明する。 第1の代替例は、図14Aに示されるバースト検出器541の対として動作する 。この対のうちの第1の検出器に入力される正弦波はw1の角周波数を伴う正弦 波を乗算器542への入力として有し、第2の検出器の乗算器542への正弦波 入力はw2の各周波数を有する。各検出器の出力は対応する角周波数でのバース ト信号の符号付振幅であり、これら符号付振幅は読取ヘッドの位置を評価するた めに比較される。 周波数フォーマットの第2の代替的バースト検出器は、今説明した第1の代替 例とは違い、径方向位相非コヒーレンスまたは位相誤りに対し感度を有しない。 この第2の代替例は、図14Bに示されるバースト検出器55の対の動作を二重 にする。検出器の対のうちの第1のものにある乗算器551および554への正 弦波入力はw1の角周波数を有し、第2の検出器の乗算器551および554に 対する正弦波入力はw2の角周波数を有する。それぞれの周波数でのバースト信 号の符号付振幅を各々が評価する、2つの検出器の出力は、読取ヘッドの位置を 評価するために比較される。 さらなる代替的バースト検出器および関連の同期サーボバーストパターンが、 1994年10月12日提出のフィッシャーらによる「ディスクドライブにおけ る精密ヘッド位置のためのコンカレントサーボバーストの同期検出(“Synchron ous Detection of Concurrent Servo Bursts for Fine Head Position in Disk Drive ”)」と題される、引用される米国特許出願連続番号第08/320,5 40号に記載されており、その開示をここに引用により援用するものとする。 このようにこの発明の現在好ましい実施例を説明してきたが、この発明の目的 が十分に達成されたことがここで理解され、当業者ならば、この発明の構成上の 変形ならびに幅広く異なる実施例および適用例はそれら自体をこの発明の精神お よび範囲から逸脱することなく示唆することが理解するであろう。ここにおける 開示および記載は純粋に例示的なものであり、いかなる意味においても限定的で あるようには意図されない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G11B 21/10 G11B 21/10 A H03M 13/12 H03M 13/12 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),AU,CA,CN,J P,KR,SG (72)発明者 ニューイエン,ハング・シィ アメリカ合衆国、95131 カリフォルニア 州、サン・ノゼ、ヘイズリット・コート、 1286

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.少なくとも1つの回転するデータ記憶ディスクを含むディスクドライブであ って、前記ディスクは、狭いサーボスポークによってデータセクタに分割される 記録トラックを規定する主表面を有し、前記ディスクドライブはさらに、 所定の距離とユーザデータコード速度とを有するコードに従ってエンコードさ れるユーザデータで記録を行なうための、記録トラックのデータセクタと、 ユーザデータコード速度の1/4であるサーボコード速度でワイド・バイフェ ーズパターンにコード化される少なくとも1つのサーボ情報フィールドを有する 、記録領域のサーボスポークと、 同期サンプリングデータ検出チャネルとを含み、前記チャネルは、 サーボ制御されるアクチュエータによって記録トラック上で位置決めされる データトランスデューサヘッドと、 少なくとも前記サーボ情報フィールドにある磁束遷移から前記データトラン スデューサヘッドによって磁気的に誘導される電気的アナログ信号を受取るため の前置増幅器と、 前記電気的アナログ信号を同期的にサンプリングしてデジタルサンプルを発 生させるためのデジタルサンプラとを含み、前記ディスクドライブはさらに、 前記同期サンプリングデータ検出チャネルからのデジタルサンプルを受取るよ う結合され、前記コード化されたワイド・バイフェーズパターンを最大尤度サー ボデータシーケンスとしてデコードするためのビタビ検出器を含む、ディスクド ライブ。 2.前記ビタビ検出器は差分距離検出器を含む、請求項1に記載のディスクドラ イブ。 3.前記差分距離ビタビ検出器は、 前記チャネルから受取られる現在のワイド・バイフェーズエンコードされたサ ーボ情報サンプルの2倍を差分距離から減算して差分値を発生させるよう接続さ れる差分回路と、 前記差分値を受取るよう接続され、複数の論理値を計算し、残存経路の第1の 状態を計算し、第2の残存経路の状態を計算するための第1の計算機と、 前記第1および第2の状態を受けるよう前記第1の計算機に接続されかつ所定 の経路長を有し、検出されるサーボ情報を出すための残存メモリユニットと、 複数の論理値と、差分距離と、現在のサンプルとを受けるよう前記第1の計算 機に接続され、現在の差分距離値を計算するための差分距離計算機と、 現在の差分距離値を受取りワイド・バイフェーズクロック間隔で遅延させて差 分距離を発生させるための遅延レジスタとを含む、請求項2に記載のディスクド ライブ。 4.前記差分距離ビタビ検出器は、 前記チャネルから受取られるワイド・バイフェーズエンコードされたサーボ情 報サンプルy(k)の2倍を差分距離m(k−1)から減算して差分値aを発生 させるよう接続される差分回路と、 前記差分値aに接続され、x=a>1およびy=a<1に従ってxおよびyに 対し論理値0および1を計算し、時間k+3において状態0で終わる残存経路の 時間K+1の状態をa0(k+1)=NOTyとして計算し、時間k+3におい て状態1で終わる残存経路の時間k+1での状態をa1(k+1)=xとして計 算するための第1の計算機と、 状態a0(k+1)およびa1(k+1)を受けるよう前記第1の計算機に接 続されかつ所定の経路長を有し、検出されるサーボ情報を出すための残存メモリ ユニットと、 xおよびyを受けるよう前記第1の計算機に接続されかつ差分距離m(k−1 )および現在のサンプルy(k)を受けるよう接続され、 (x,y)==(1,0)ならば、 z=−2y(k)−1, (x,y)==(0,1)ならば、 z=−2y(k)+1, さもなければ、 z=−m(k−1) に従って原始差分距離を計算するための原始差分距離計算機と、 原始差分距離zを受取りかつ時間調整されたサンプルy(k+1)を受けるよ う接続され、現在の差分距離m(k+1)=4y(k+1)+zを計算するため の中間差分距離計算機と、 現在の差分距離m(k+1)を受取りそれをワイド・バイフェーズクロック間 隔によって遅延させて差分距離m(k−1)を発生させるための遅延レジスタと を含む、請求項2に記載のディスクドライブ。 5.前記同期サンプリングデータ検出チャネルは部分応答・クラスIVターゲッ トスペクトルに調整される有限インパルス応答フィルタを含み、前記差分回路は 前記有限インパルス応答フィルタの出力から等化されたデジタルサンプルを受け るよう接続される、請求項4に記載のディスクドライブ。 6.前記チャネルはEPR4ターゲットスペクトルに等化され、前記ビタビ検出 器は、時間k+3において状態0で終わる残存経路の時間k−1での状態をa0 (k−1)とし、時間k+3において状態1で終わる残存経路の時間k−1での 状態をa1(k−1)とし、理想値−2、−1、0、1、および2にスケーリン グされた後、時間kでの2つのサンプルの平均のような、受取られる有雑音サン プルをy(k)で示し、時間kでの状態0の経路距離をm0(k)とし、時間k での状態1の経路距離をM1(k)とし、m(k)=m0(k)−m1(k)つ まり差分距離として、 thr(k−1)=m(k−1)−2y(k−1)−4y(k−2)+2y( k−3); (thr(k−1)>2)ならば、 {m(k+3)=8y(k)+2y(k−1)−4y(k−2)−2y(k− 3)−2; a0(k−1)=a1(k−1)=1; /*両方の経路は状態1にマージする*/ } さもなくば、(thr(k−1)<−2)ならば、 {m(k+3)=8y(k)+2y(k−1)−4y(k−2)−2y(k− 3)+2; a0(k−1)=a1(k−1)=0; /*両方の経路は状態0にマージする*/ } さもなければ、 {m(k+3)=−m(k−1)+8y(k)+4y(k−1)−4y(k− 3); a0(k−1)=1; a1(k−1)=0 /*経路はマージしない*/ } に従って、ワイド・バイフェーズエンコードされたサーボ情報を検出する、請求 項2に記載のディスクドライブ。 7.前記ビタビ検出器はツリー検索検出器である、請求項1に記載のディスクド ライブ。 8.前記ツリー検索ビタビ検出器は、 1単位時間調整されるワイド・バイフェーズエンコードされたサーボ情報サン プルy(k+1)の2倍を受取りそれを現在のサンプルy(k)から減算して差 分値aを発生させるよう前記チャネルに接続される差分回路と、 前記差分値aと2単位時間調整されたサンプルy(k+2)とを受取るよう接 続され、第1の距離1=y(k)−2y(k+1)+y(k+2)を計算して出 す第1の距離計算機と、 前記差分値aと3単位時間調整されたサンプルy(k+3)とを受取るよう接 続され、第2の距離2=y(k)−2y(k+1)+2y(k+3)を計算して 出すための第2の距離計算機と、 前記距離1、距離2および検出器出力値a(k−1)を受取り、 (a(k−1)=0)ならば、 a(k+1)=(距離1<0)OR ((距離1<1)AND(距離2<0.5)) さもなくば、 a(k+1)=(距離1<1)OR ((距離1<0)AND(距離2<−0.5)) に従って中間値a(k+1)を計算するためのツリー検索計算機と、 前記中間値a(k+1)を受取りそれをワイド・バイフェーズクロック間隔に よって遅延させて検出器出力値a(k−1)を発生させるための遅延レジスタと を含む、請求項7に記載のディスクドライブ。 9.前記同期サンプリングデータ検出チャネルは部分応答・クラスIVターゲッ トスペクトルに調整される有限インパルス応答フィルタを含み、前記差分回路は 前記有限インパルス応答フィルタの出力から等化されたデジタルサンプルを受け よう接続される、請求項7に記載のディスクドライブ。 10.前記同期サンプリングデータ検出チャネルは、1ビットセル遅延をDとし て1−D2パルス応答(部分応答・クラスIV)に従ってデジタルサンプルをフ ィルタ処理するための有限インパルス応答フィルタと、1+D−D2−D3パルス 応答(EPR4)に従ってフィルタ処理されるデジタルサンプルを与えるよう前 記有限インパルス応答フィルタの下流に接続される1+Dフィルタとを含み、前 記ビタビ検出器は、前記1+Dフィルタの出力からEPR4等化されたワイド・ バイフェーズサンプルを受けるよう接続される、請求項1に記載のディスクドラ イブ。 11.前記ビタビ検出器は、時間k−1でのマージされた残存経路をa(k−1 )とし、等化され平均化されるワイド・バイフェーズエンコードされたサーボ情 報サンプルをy(k)、y(k−1)…y(k−7)として、 距離1=2y(k−1)+4y(k−2)−2y(k−3)−8y(k−4) −2y(k−5)+4y(k−6)+2y(k−7); 距離2=8y(k)−4y(k−1)+4y(k−3)−8y(k−4)−2 y(k−5)+4y(k−6)+2y(k−7); (a(k−1)==0)ならば、 a(k+3)=(距離1<0)OR ((距離1<4)AND(距離2<2)) さもなければ、 a(k−3)=(距離1<−4)OR ((距離1<0)AND(距離2<−2)) に従って時間k+3での残存経路を検出する、請求項10に記載のディスクドラ イブ。 12.前記サーボスポークはワイド・バイフェーズでエンコードされる複数のサ ーボ情報フィールドを含む、請求項1に記載のディスクドライブ。 13.前記複数のサーボ情報フィールドに記録される前記ワイド・バイフェーズ マグネットパターンは、2進値0情報値に対しては−−++であり、2進値1情 報値に対しては−−++である、請求項1に記載のディスクドライブ。 14.前記複数のサーボ情報フィールドの1つはサーボアドレスマークパターン を含む、請求項13に記載のディスクドライブ。 15.前記サーボアドレスマークパターンはサーボブロックの始まりをマーキン グするための9記号ワード000100101(2進)である、請求項14に記 載のディスクドライブ。 16.前記少なくとも1つのサーボ情報フィールドは所定のビット長のトラック 番号2値パターンを含み、前記パターンは、ワイド・バイフェーズコードとして デコードされ、次いで1のコード速度でグレイコードとしてデコードされる、請 求項1に記載のディスクドライブ。 17.前記トラック番号2値パターンはパリティ記号を含み、さらに、前記トラ ック番号2値パターンを受取ってデコードし前記パリティ記号をチェックするた めの手段を含む、請求項16に記載のディスクドライブ。 18.前記少なくとも1つのサーボ情報フィールドは所定ビット長の2つのトラ ック番号2値パターンを含み、第1のトラック番号はトラックのアドレスであり 、第2のトラック番号は前記トラックに隣接する第2のトラックのアドレスであ る、請求項1に記載のディスクドライブ。 19.前記第2のトラック番号は1/2トラックをオフセットして前記第2のト ラック内に延びる状態で記録される、請求項18に記載のディスクドライブ。 20.前記少なくとも1つのサーボ情報フィールドは前記第1および第2のトラ ック番号に関して計算される誤り訂正コード値をさらに含み、さらに、前記同期 サンプリングデータ検出チャネルに結合され、前記第1および第2のトラック番 号のデコードされた値をデコードしチェックし訂正するための誤り訂正コードデ コードおよび訂正回路を含む、請求項19に記載のディスクドライブ。 21.少なくとも1つの回転するデータ記憶ディスクを含むディスクドライブで あって、前記ディスクは、狭いサーボスポークによってデータセクタに分割され る記録トラックを規定する主表面を有し、前記ディスクドライブはさらに、 所定の距離とユーザデータコード速度とを有するコードに従ってエンコードさ れるユーザデータで記録を行なうための、記録トラックのデータセクタと、 ユーザデータコード速度の1/4であるサーボコード速度でワイド・バイフェ ーズパターンにコード化される少なくとも1つのプリアンブルフィールドと少な くとも1つのサーボ情報フィールドとを有する、記録領域のサーボスポークと、 同期サンプリングデータ検出チャネルとを含み、前記チャネルは、 サーボ制御されるアクチュエータによって記録トラック上で位置決めされる データトランスデューサヘッドと、 少なくとも前記サーボ情報フィールドにある磁束遷移から前記データトラン スデューサヘッドによって磁気的に誘導される電気的アナログ信号を受取るため の前置増幅器と、 前記電気的アナログ信号を同期的にサンプリングしてデジタルサンプルを発 生させるためのデジタルサンプラとを含み、前記ディスクドライブはさらに、 前記デジタルサンプルを部分応答クラスIVターゲットスペクトルにフィルタ 処理してPR4サンプルを発生させるための部分応答フィルタと、 Dを単位遅延演算子として、PR4サンプルをEPR4ターゲットサンプルに フィルタ処理するよう接続される1+Dフィルタと、 前記サーボ情報フィールドから取られるEPR4ターゲットサンプルを受取っ て最もあり得るサーボ情報2進値としてデコードするよう接続されるワイド・バ イフェーズビタビ検出器とを含む、ディスクドライブ。 22.部分応答・クラスIV同期サンプリングデータ検出チャネル内においてワ イド・バイフェーズエンコードされたサーボ情報を検出するための差分距離ビタ ビ検出器であって、 前記チャネルから受取られる現在のワイド・バイフェーズエンコードされたサ ーボ情報サンプルy(k)の2倍を差分距離m(k−1)から減算して差分値a を発生させるよう接続される差分回路と、 前記差分値aに接続され、x=a>1およびy=a<1に従ってxおよびyに 対し論理値0および1を計算し、時間k+3において状態0で終わる残存経路の 時間K+1の状態をa0(k+1)=NOTyとして計算し、時間k+3におい て状態1で終わる残存経路の時間k+1での状態をa1(k+1)=xとして計 算するための第1の計算機と、 状態a0(k+1)およびa1(k+1)を受けるよう前記第1の計算機に接 続されかつ所定の経路長を有し、検出されるサーボ情報を出すための残存メモリ ユニットと、 xおよびyを受けるよう前記第1の計算機に接続されかつ差分距離m(k−1 )および現在のサンプルy(k)を受けるよう接続され、 (x,y)==(1,0)ならば、 z=−2y(k)−1, (x,y)==(0,1)ならば、 z=−2y(k)+1, さもなければ、 z=−m(k−1) に従って原始差分距離を計算するための原始差分距離計算機と、 原始差分距離zを受取りかつ時間調整されたサンプルy(k+1)を受けるよ う接続され、現在の差分距離m(k+1)=4y(k+1)+zを計算するため の中間差分距離計算機と、 現在の差分距離m(k+1)を受取りそれをワイド・バイフェーズクロック間 隔によって遅延させて差分距離m(k−1)を発生させるための遅延レジスタと を含む、差分距離ビタビ検出器。 23.前記チャネルは部分応答・クラスIVターゲットスペクトルに調整される 有限インパルス応答フィルタを含み、前記差分回路は前記有限インパルス応答フ ィルタの出力からサンプルを受けるよう接続される、請求項22に記載の差分距 離ビタビ検出器。 24.部分応答・クラスIV同期サンプリングデータ検出チャネル内においてワ イド・バイフェーズエンコードされるサーボ情報を検出するためのツリー検索ビ タビ検出器であって、 1単位時間調整されるワイド・バイフェーズエンコードされたサーボ情報サン プルy(k+1)の2倍を受取りそれを現在のサンプルy(k)から減算して差 分値aを発生させるよう前記チャネルに接続される差分回路と、 前記差分値aと2単位時間調整されたサンプルy(k+2)とを受取るよう接 続され、第1の距離1=y(k)−2y(k+1)+y(k+2)を計算して出 す第1の距離計算機と、 前記差分値aと3単位時間調整されたサンプルy(k+3)とを受取るよう接 続され、第2の距離2=y(k)−2y(k+1)+2y(k+3)を計算して 出すための第2の距離計算機と、 前記距離1、距離2および検出器出力値a(k−1)を受取り、 (a(k−1)=0)ならば、 a(k+1)=(距離1<0)OR ((距離1<1)AND(距離2<0.5)) さもなくば、 a(k+1)=(距離1<1)OR ((距離1<0)AND(距離2<−0.5)) に従って中間値a(k+1)を計算するためのツリー検索計算機と、 前記中間値a(k+1)を受取りそれをワイド・バイフェーズクロック間隔に よって遅延させて検出器出力値a(k−1)を発生させるための遅延レジスタと を含む、ツリー検索ビタビ検出器。 25.前記チャネルは部分応答・クラスIVターゲットスペクトルに調整される 有限インパルス応答フィルタを含み、前記差分回路は前記有限インパルス応答フ ィルタの出力からサンプルを受けるよう接続される、請求項21に記載のツリー 検索ビタビ検出器。 26.部分応答同期サンプリングデータ検出チャネル内でワイド・バイフェーズ エンコードされるサーボ情報を検出するための差分距離ビタビ検出器であって、 前記チャネルから受取られる現在のワイド・バイフェーズエンコードされたサ ーボ情報サンプルの2倍を差分距離から減算して差分値を発生させるよう接続さ れる差分回路と、 前記差分値を受取るよう接続され、複数の論理値を計算し、残存経路の第1の 状態を計算し、第2の残存経路の状態を計算するための第1の計算機と、 前記第1および第2の状態を受けるよう前記第1の計算機に接続されかつ所定 の経路長を有し、検出されるサーボ情報を出すための残存メモリユニットと、 複数の論理値と、差分距離と、現在のサンプルとを受けるよう前記第1の計算 機に接続され、現在の差分距離値を計算するための差分距離計算機と、 現在の差分距離値を受取りワイド・バイフェーズクロック間隔で遅延させて差 分距離を発生させるための遅延レジスタとを含む、差分距離ビタビ検出器。 27.EPR4ターゲットスペクトルに等化される部分応答同期サンプリングデ ータ検出チャネル内でワイド・バイフェーズエンコードされたサーボ情報を検出 するための差分距離ビタビ検出器であって、前記検出器は、時間k+3において 状態0で終わる残存経路の時間k−1での状態をa0(k−1)とし、時間k+ 3において状態1で終わる残存経路の時間k−1での状態をa1(k−1)とし 、理想値−2、−1、0、1、および2にスケーリングされた後、時間kでの2 つのサンプルの平均のような、受取られる有雑音サンプルをy(k)で示し、時 間kでの状態0の経路距離をm0(k)とし、時間kでの状態1の経路距離をM 1(k)とし、m(k)=m0(k)−m1(k)つまり差分距離として、 thr(k−1)=m(k−1)−2y(k−1)−4y(k−2)+2y( k−3); (thr(k−1)>2)ならば、 {m(k+3)=8y(k)+2y(k−1)−4y(k−2)−2y(k− 3)−2; a0(k−1)=a1(k−1)=1; /*両方の経路は状態1にマージする*/ } さもなくば、(thr(k−1)<−2)ならば、 {m(k+3)=8y(k)+2y(k−1)−4y(k−2)−2y(k− 3)+2; a0(k−1)=a1(k−1)=0; /*両方の経路は状態0にマージする*/ } さもなければ、 {m(k+3)=−m(k−1)+8y(k)+4y(k−1)−4y(k− 3); a0(k−1)=1; a1(k−1)=0 /*経路はマージしない*/ } に従って、ワイド・バイフェーズエンコードされたサーボ情報を検出する、差分 距離ビタビ検出器。 28.EPR4ターゲットスペクトルに等化される部分応答同期サンプリングデ ータ検出チャネル内でワイド・バイフェーズエンコードされたサーボ情報を検出 するためのツリー検索ビタビ検出器であって、2つの残存経路は時間k−1でマ ージし、時間k−1でのマージされた残存経路をa(k−1)とし、等化され平 均化されるワイド・バイフェーズエンコードされたサーボ情報サンプルをy(k )、y(k−1)…y(k−7)として、 距離1=2y(k−1)+4y(k−2)−2y(k−3)−8y(k−4) −2y(k−5)+4y(k−6)+2y(k−7); 距離2=8y(k)−4y(k−1)+4y(k−3)−8y(k−4)−2 y(k−5)+4y(k−6)+2y(k−7); (a(k−1)==0)ならば、 a(k+3)=(距離1<0)OR ((距離1<4)AND(距離2<2)) さもなければ、 a(k−3)=(距離1<−4)OR ((距離1<0)AND(距離2<−2)) に従って時間k+3での残存経路を検出する、ワイド・バイフェーズエンコード されたサーボ情報を検出するためのツリー検索ビタビ検出器。
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