KR0162260B1 - 고밀도 디스크 드라이브용 서보 제어 시스템과 위치 에러 신호 복조 시스템 및 그 방법 - Google Patents

고밀도 디스크 드라이브용 서보 제어 시스템과 위치 에러 신호 복조 시스템 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR0162260B1
KR0162260B1 KR1019940027223A KR19940027223A KR0162260B1 KR 0162260 B1 KR0162260 B1 KR 0162260B1 KR 1019940027223 A KR1019940027223 A KR 1019940027223A KR 19940027223 A KR19940027223 A KR 19940027223A KR 0162260 B1 KR0162260 B1 KR 0162260B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
servo
signal
burst
quadrature
position error
Prior art date
Application number
KR1019940027223A
Other languages
English (en)
Other versions
KR950015324A (ko
Inventor
리웅 치웅 웨인
츄안 리우 청
에드워드 뮬러 프란시스
Original Assignee
윌리암 티. 엘리스
인터내셔날 비지네스 머신즈 코포레이션
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 윌리암 티. 엘리스, 인터내셔날 비지네스 머신즈 코포레이션 filed Critical 윌리암 티. 엘리스
Publication of KR950015324A publication Critical patent/KR950015324A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR0162260B1 publication Critical patent/KR0162260B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G11B5/59688—Servo signal format patterns or signal processing thereof, e.g. dual, tri, quad, burst signal patterns
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00—Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/02—Driving or moving of heads
    • G11B21/08—Track changing or selecting during transducing operation
    • G11B21/081—Access to indexed tracks or parts of continuous track
    • G11B21/083—Access to indexed tracks or parts of continuous track on discs
    • G11B21/085—Access to indexed tracks or parts of continuous track on discs with track following of accessed part
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00—Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/02—Driving or moving of heads
    • G11B21/10—Track finding or aligning by moving the head ; Provisions for maintaining alignment of the head relative to the track during transducing operation, i.e. track following
    • G11B21/106—Track finding or aligning by moving the head ; Provisions for maintaining alignment of the head relative to the track during transducing operation, i.e. track following on disks
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G11B5/59605—Circuits
    • G11B5/59622—Gain control; Filters
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G11B5/59633—Servo formatting
    • G11B5/59655—Sector, sample or burst servo format

Abstract

본 발명의 디스크 드라이브용 디지털 서보 제어 시스템은 비동기식 서보 정보 신호 복조를 제공한다. 상기 시스템은 디지털화된 서보 정보 신호의 임의 위상 성분을 제거하는 디지털 제곱기와 각각의 버스트 타이밍 간격에 따라 제곱된 항들을 합산시켜 디지털 구적 위치 에러 위치(PES)를 발생시키는 버스트 신호 누산기를 포함하는 디지털 복조기를 포함하고 있다. 상기 복조기는 또한 힐버트 변환 필터로 실현되는 고조파 노치 필터를 갖는 필터를 포함하는 것이 적합하다. 대안적으로, 상기 복조기는 필터와 제곱기를 포함하지 않고 제곱기 대신에 디지털화된 기수 및 우수 샘플의 제곱을 합산하는 합산 및 제곱기를 포함한다. 서보 제어 시스템용 스플릿 버스트 서보 패턴은 기록 헤드의 단일 통과로 기록될 수 있으므로 인접한 자속 패턴 사이에서 위상 오정렬이 발생하지 않는 반폭 전이로 구성된다.

Description

고밀도 디스크 드라이브용 서보 제어 시스템과 위치 에러 신호 복조 시스템 및 그 방법
제1도는 저장 매체의 트랙에 기록되어 있는 종래의 서보 버스트 패턴의 자속전이(flux transitions)의 개략도.
제2도는 본 발명에 따라 구성된 디스크 드라이브 서보 제어 시스템(disk drive servo control system)의 개략적인 블록도.
제3도는 제2도에서 도시한 위치 에러 신호(PES) 복조기의 개략적인 블록도.
제4도는 제3도에서 도시한 필터의 블록도.
제5도는 제2도에서 도시한 제어 시스템에 의해 실행되는 처리 단계의 흐름도.
제6도는 제2도에서 도시한 디스크 드라이브 서보 제어 시스템에서 사용하기 위해 본 발명에 따라 구성된 제2PES 복조기의 개략적인 블록도.
제7도는 제6도에서 도시한 제어 시스템에 의해 실행되는 처리 단계의 흐름도.
제8도는 본 발명에 따라 기록되는 제1스플릿 버스트 서보 패턴(first split burst servo pattern)의 도시도.
제9도는 제8도의 스플릿 버스트 서보 패턴을 다른 결합 방식으로 도시한 도면.
제10도는 제8 및 9도의 스플릿 버스트 패턴의 복조를 설명하는 PES 버스트 누산기(accumulator)의 블록도.
제11도는 본 발명에 따라 기록한 제2스플릿 버스트 서보 패턴도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
130 : PES 복조기 134 : 전치 증폭기
136 : 자동 이득 제어기 138 : 아날로그-디지털 변환기
142 : 타이밍 디코더 144 : 시스템 클록
150 : 램프 스티칭부 152 : 서보 제어기
154 : 디지털 필터
본 출원은 Wayne Cheung, Chenhuei Chiang 및 Thinh Nguyen이 출원하여 IBM사에 양도한 발명의 명칭이 Asynchronous Track Code Encodement and Detection for Disk Drive Servo Control System(디스크 드라이브 서보 제어 시스템용 비동기식 트랙 코드 엔코드 및 검출)인 미국 특허출원과 관련되어 있다.
[발명의 분야]
본 발명은 일반적으로 서보 제어 시스템(servo control systems)에 관한 것으로, 특히 회전 디스크의 표면을 가로질러 이동하는 디스크 암 어셈블리(disk arm assembly)를 제어하기 위한 디스크 드라이브 서보 제어 시스템(disk drive servo control systems)에 관한 것이다.
[관련 기술]
회전 자기 디스크 또는 광 자기 디스크(magneto-optical disk)등의 회전 저장 매체를 갖고 있는 통상의 컴퓨터 데이터 저장 시스템의 경우, 데이터는 디스크의 표면을 가로지르는 연속적인 동심 또는 나선형 트랙(a series of concentric or spiral tracks)에 저장되며, 상기 데이터는 트랙 내의 디스크면 자기 방향의 연속적인 변화(a series of variations in disk surface magnetic orientation)로 구성되어진다. 일반적으로 자속의 반전(reversals of magnetic flux)를 포함하는 자기 방향의 변화가 1(ones)과 0(zeros)의 2진수를 나타내며 이들 2진수가 데이터를 나타낸다. 상기 2진수들은 상기 디스크면 상에 떠있는 자기 판독 및 기록 헤드에 의해 디스크 면으로부터 판독되어지는데, 상기 자기 판독 및 기록 헤드는 디스크가 판독 및 기록 헤드에 대하여 매분 수천회 회전할 때 자기 방향(magnetic orientation)의 변화를 검출할 수 있다.
디스크면 상의 트랙들 중 희망하는 트랙으로부터 데이터를 판독하고자 하면 디스크가 회전하여 판독 및 기록 헤드가 디스크를 가로질러 이동할 때 트랙에 대한 판독 및 기록 헤드의 위치를 알아야 하며 또한 헤드가 디스크 트랙 상의 중심선에 정확하게 위치되어야 한다. 통상적으로, 판독 및 기록 헤드는 서보 기구에 의해 이동되어지는 디스크 암(disk arm)상에 장착된다. 디스크 드라이브 서보 제어 시스템은 판독 및 기록 헤드를 트랙 사이에서 이동시키고 일단 선택된 트랙 상에 위치되면 이 헤드가 트랙의 중심선 상의 경로 내에 유지되도록 디스크면을 가로지르는 디스크 암의 이동을 제어한다. 판독 및 기록 헤드를 트랙 상에 유지함으로써 트랙에서 데이터의 판독 및 기록을 정확하게 행할 수 있다.
서보 제어 시스템은 디스크면으로부터 서보 정보(servo information)를 판독함으로써 판독 및 기록 헤드를 트랙의 중심선에 유지하는데, 이 서보 정보는 트랙에 사전 기록되어 있는 고주파수(high frequency) 자속 전이의 서보 패턴(일반적으로, 자속 반전)을 포함한다. 서보 판독 헤드는 2진 데이터를 판독하는데 사용하는 헤드와 동일하거나, 또는 전용의 서보 패턴 헤드일 수 있으며 서보 패턴을 검출하여 아날로그 신호를 생성시킨다. 이 서보 패턴의 아날로그 신호가 서보 제어 시스템 회로에서 복조되어 서보 패턴을 판독한 트랙과 이 트랙에 대한 판독 및 기록 헤드의 상대적 위치 정보가 제공되며 또한 디스크 암 서보를 제어하는데 사용하는 위치 에러 신호도 생성된다. 이와 같이, 서보 제어 시스템은 판독 및 기록 헤드가 위치되는 트랙을 검출하여 트랙에 대한 헤드의 이동을 제어한다.
디스크 서보 제어 시스템에 서보 정보를 제공하기 위한 여러 방법이 있는데, 전용 서보 방법으로 지칭되는 방법의 경우에는 한 디스크의 표면 전체에 서보 정보를 제공하고 있다. 서보 자기 헤드는 데이터 디스크면 상에 위치한 하나 또는 그 이상의 데이터 판독 및 기록 헤드에 대하여 전용 서보 디스크면 상에서 고정 관계로 위치되어 있다. 상기 서보 헤드의 위치를 이용하여 상기 데이터 판독 및 기록 헤드의 위치를 표시한다. 이러한 전용 서보 방법은 다중 디스크 시스템(multiple disk system)에서 가장 많이 이용되는데, 왜냐하면 단일 디스크에 응용하기 위한 전용 서보 시스템은 서보 정보의 이용 가능한 디스크 표면적의 절반만을 사용하게 되므로 특별히 효율적인 것은 아니다.
서보 정보를 제공하는 다른 방법으로는 섹터 서보 방법이 공지되어 있는데, 이 섹터 서보 방법의 경우에는 각각의 디스크면이 서보 정보와 2진 데이터를 포함하고 있으며, 디스크면상의 트랙들은 협소한 서보 정보 영역과 이것에 후속하는 데이터 영역을 갖고 있는 방사상 섹터들(radial sectors)로 분할되어 있다. 상기 서보 정보 영역은 트랙에서 서보 정보가 바로 후속한다는 것을 판독 및 기록 헤드에 표시해주는 섹터 마커(sector marker)와, 트랙 식별 데이터(track identification data)와 고주파수 서보 버스트 패턴(high-frequency servo burst pattern)을 포함한다. 상기 섹터 서보 방법은 구성면에서 보다 적은 수의 디스크를 갖는 로우 프로화일 디스크 드라이브(low profile disk drives)의 경우에는 상기 전용 서보 방법보다 효율적인데, 왜냐하면 하나의 판독 및 기록 헤드만을 사용하여 서보 정보를 얻고 디스크로부터 데이터를 판독하고 디스크에 데이터를 기록할 수 있으며 또한 디스크 정보를 위한 디스크 면적을 적게 사용할 수 있기 때문이다. 사용자가 로우 프로화일 디스크 시스템으로부터 최대의 저장용량을 요구하면 제조자는 섹터 길이와 트랙폭을 감소시켜 서보 정보를 위한 디스크 면적을 보다 적게 해야 한다. 보다 적은 디스크 면적에서 동일량의 서보 정보를 얻고자 하면 서보 정보를 보다 높은 주파수로 기록해야 하는데, 이러한 고주파수에서는 서보 정보를 판독 및 기록하는 것이 휠씬 더 어렵게 된다.
상기 두 전용 서보 방법과 섹터 서보 방법에서는 서보 패턴을 디스크로부터 판독할 때 아날로그 위치 에러 신호(position error signal:PES)가 발생되어 이 신호를 이용하여 판독 및 기록 헤드 위치 설정 서보에 대한 정정 입력 신호를 생성한다. 이하에서는 섹터 서보 시스템에 대해서 설명하고자 하는데, 당업자는 이러한 설명이 전용 서보 시스템에도 적용될 수 있다는 것을 잘 알고 있다. 서보 패턴의 자속 반전이 각 트랙 중심선 부근에 분포되며, 이것을 디스크로부터 판독하여 복조(demodulate)하면 판독 및 기록 헤드 아래에 위치한 트랙내의 자속 반전의 위치와 방향에 따라 결정되는 진폭을 갖는 PES가 생성된다. PES는 헤드를 상기 트랙의 중심선 상에 유지하는데 필요한 판독 및 기록 헤드의 이동방향 및 이동 크기(extent)를 표시한다.
PES는 특히 트랙 중심선의 양측으로부터 판독된 정보의 진폭차를 판정함으로써 자속 전이로부터 생성 또는 복조된다. 생성된 PES는 트랙 중심선으로부터의 판독 및 기록 헤드의 편차(deviation)를 표시한다. 트랙 중심선의 양측으로부터 판독한 정보의 진폭차가 제로이면 판독 및 기록 헤드가 트랙 중심선상에 정확하게 위치되어 있는 것으로 가정한다. 정보의 진폭차가 포지티브(positive)이면 헤드가 중심에서 어느 한 방향으로 벗어나 있다는 것을 나타내고, 네가티브(negative)이면 헤드가 중심에서 반대 방향으로 벗어나 있다는 것을 나타낸다.
대부분의 통상적인 디스크 드라이브 시스템은 아날로그 방식에 의해 PES를 복조한다. 자기 판독 및 기록 헤드가 트랙 중심선의 양측 상에서의 서보 패턴 자속 전이를 통과할 때 헤드는 전치 증폭기에 전송되는 진폭이 변하는 아날로그 신호를 발생시킨다. 자동 이득 제어 회로에서는 통상적으로 전치 증폭된 신호를 수신하여 동적 범위(dynamic range)가 감소된 신호를 생성하는데, 이렇게 생성된 신호는 처리가 보다 용이하여 에러를 감소시킬 수 있다. 아날로그 복조 기술에 의하면 트랙 중심선에 대한 판독 및 기록 헤드의 위치를 나타내는 위치 에러 신호(PES)가 제공되는데, 이 PES는 서보 제어기에 공급되어 디스크 암 서보를 제어하고 판독 및 기록 헤드를 트랙 중심에 유지시킬 수 있다. PES는 또한 아날로그-디지털 변환기에 공급되어 디지털 위치 에러 신호를 생성할 수 있는데, 이 디지털 위치 에러 신호는 디스크 암 서보를 제어하는데 이용된다.
PES를 디스크 신호 처리기술에 의해 복조시키는 방식도 또한 공지되어 있는데, 예를 들어 위치 에러 신호의 동기식 디지털 검출(Synchronous Digital Detection of Position Error Signal)이라는 명칭으로 Wilson에게 허여된 미국 특허 제 5, 089, 757호에 개시되어 있다. 디지털 기술에 의해 PES 처리 시스템과 2진 데이터 처리 시스템 사이의 전치 증폭, 자동 이득 제어와 아날로그-디지털 변환 소자 등과 같은 부품들을 공유할 수 있으므로 서보 제어 회로의 전체 구성을 단순화시킬 수 있다. 또한, 디지털 복조시에는 아날로그 복조기에서는 쉽게 구현될 수 없는 비교적 복잡한 신호 처리 기술들을 이용할 수 있다. 이러한 기술들을 이용함으로써, 예를 들어 다른 시스템 구성 요소 또는 아날로그-디지털 변환 처리 자체로부터 초래되는 의사 신호 아치펙트(spurious signal artifacts)를 제거할 수 있다.
대부분의 디지털 PES 복조기 시스템은 디스크로부터의 서보 정보 샘플링 및 신호의 아날로그-디지털 변환이 저장 장치의 시스템 클록과 동기를 이루는 동기형으로 구성되어 있다. 이러한 동기식 복조 시스템에서는 디스크의 서보 정보 영역중의 동기 필드(synchronization field)를 필요로 하며 위상 고정 루프(phase-lock-loop:PLL)를 사용하여 서보 정보 샘플링 및 아날로그-디지털 변환을 제어한다. 그러나, 유감스럽게도 상기 동기 필드는 데이터 기록에 이용되는 디스크의 사용 면적을 감소시킨다. 또한 PLL은 추가의 보상 회로를 필요로 할 수 있는 처리 에러를 유발시킬 수 있으므로 디지털 PES 복조기의 설계 및 구성을 복잡하게 만든다.
저장 용량(storage capacity)을 증가시키려는 필요성에 의해 통칭 고밀도 디스크 드라이브 시스템이 개발되었으며, 또한 새로운 판독 및 기록 헤드 기술도 개발되었다. 예를 들어, 자기 저항(magneto-resistive:MR) 판독 및 기록 헤드가 가장 일반화되어 있는데, 왜냐하면 이 헤드는 디스크의 회전 속도가 느리더라도 데이터를 비교적 높은 주파수로 판독할 수 있기 때문이다. 서보 정보 및 2진 데이터를 이와 같이 고주파수로 판독함으로써 디스크의 공간을 적게 차지하게 하여 디스크의 용량을 증가시킬 수가 있다. 그러나, 유감스럽게도 MR 판독 및 기록 헤드의 비선형 특성으로 인해 판독 신호에서는 강한 2차 고조파가 발생되는데, 이것에 의해 최종 생성된 PES에는 별도의 에러가 발생되어 판독 및 기록 헤드의 트래킹이 잘못될 수가 있다.
종래의 서보 패턴은 전형적으로는 디스크면을 가로지르는 데이터 트랙의 전폭(full width)을 스태거 모양(staggered fashion)으로 가로질러 연장되어 있으며 단지 트랙의 일부만을 가로질러 연장되는 자기 헤드에 의해 기록된다. 그러므로 서보 패턴의 자속 전이는 일반적으로 서보 정보 영역에 대하여 자기 헤드가 여러번 통과(mutiple passes)하여 기록된다. 패턴 전체가 완성될 때까지 자기 헤드가 통과할 때마다 상이한 서보 패턴 부분이 기록된다. 예를 들어 IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 21, No. 2(1978, 7월) 페이지 804 내지 805에 공개된 W.A.Herrington 및 F.E.Mueller의 논문 디스크 화일 서보용 쿼드-버스트 PES 시스템(Quad-Burst PES System)을 참조할 수 있다.
제1도에서는 디스크를 가로지르는 트랙에 기록되는 종래의 서보 패턴(10)을 도시하고 있으며, 설명의 편의상 단지 4개의 트랙(12, 14, 16, 18)만을 도시하였다. 상기 서보 패턴은 수직바(20)로 표시되어 있으며 각 섹터에서 디스크를 가로질러 스태거(stagger)되어 있는 4개 버스트 그룹에서 소정의 전이 주파수로 기록되어 있는 우수(even number)의 순차 자속 전이 버스트로 구성되어 있다. 당업자에게 알려진 선형성(linearity)으로 인해, 트랙에 자속 전이를 기록하는 자기 헤드는 한번에 트랙폭 절반 이하의 자속 방향을 기록한다. 각각의 자속 전이(20)는 트랙의 전체 폭을 가로질러 연장되므로 헤드가 여러번 통과해야 할 필요가 있다. 따라서, 디스크의 방사 방향으로 두개의 자속 전이(20a 및 20b)가 정렬되어 단일의 자속 전이를 형성한다. 헤드가 여러번 통과해야 하므로 서로 인접한 부분을 통과할 때 자속 전이가 오정렬될 수 있다. 기록된 서보 정보를 나중에 판독할 때는 약간의 오정렬이라도 위상 에러를 발생시킬 수 있으므로, 자속 전이 통과 사이에서의 오정렬 가능성을 감소시키는 단순화된 서보 패턴을 사용할 수 있으면 효과적일 것이다. 또한, 서보 패턴을 보다 일반적으로 사용되는 감소된 트랙폭에 보다 용이하게 기록할 수 있으면 효과적일 것이다.
상기 기술한 바로부터, 효과적인 디지털 신호 처리 기술을 이용하여 고주파수 서보 패턴에 적합하고, 헤드의 오트래킹(mistracking)을 감소시키며, 회로 전체의 복잡성이 감소된 디지털 PES 복조기가 절실하게 요구되고 있음을 알 수 있다. 또한, 협소한 데이터 트랙에 적합하고 디지털 PES 복조기에서 사용할 수 있으며, 오정렬 에러의 가능성을 감소시킨 단순화된 서보 패턴이 절실하게 요구되고 있음을 알 수 있다. 본 발명은 이러한 요구들을 충족시킨다.
[발명의 요약]
본 발명은 디지털화된 서보 정보 신호의 임의 위상 성분을 제거시키는 디지털 제곱기(digital squarer)와 각각의 서보 버스트 패턴 타이밍 간격에 따라 제곱된 항들(squared terms)을 누산시키는 버스트 누산기(burst accumulator)를 포함하는 비동기식 디지털 PES 복조기를 갖는 디스크 드라이브 서보 제어 시스템을 제공한다. 본 발명의 하나의 특징에 있어서, 복조기는 디지털화된 서보 정보 신호를 제곱기에 공급하기 전에 필터링하는 디지털 비대칭 노치 필터(digital asymmetric notch filter)를 포함하고 있으며, 제곱기를 이용하여 필터링된 신호의 항들을 제곱한다. 이러한 구성에서, 필터는 바람직하게는 고조파 노치 유한 임펄스 응답(finite impulse response:FIR) 필터로 실현된다. 본 발명의 다른 특징에 있어서는 복조기가 노치 필터를 포함하지 않고 대신에 제곱기가 디지털화된 기수 및 우수 샘플의 합을 제곱하는 구적 합산 및 제곱기(quadrature sum-and-squarer)를 포함하고 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 디스크 드라이브 서보 제어 시스템은 복조된 PES 중의 위상 에러를 제거하고, 신호 처리 성분과 2진 데이터 처리 성분을 공유한다는 잇점을 가질 수 있으며, 위상 고정 루프 또는 서보 정보 중의 클록 동기 필드를 필요로 하지 않으며, 복조된 서보 정보 신호에서 의사 아치펙트(spurious artifact)를 제거할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에서는, PES 복조기에서 사용하기 위한 서보 패턴은 트랙의 폭전체를 가로질러 연장되지 않으므로 다른 전이와 방사상으로 정렬되어 기록 헤드의 인접 통과에 의해 기록되어야 하는 임의 자속 전이를 포함하지 않는 스플릿 버스트 패턴(split burst pattern)을 포함한다. 즉, 스플릿 버스트 패턴은 이러한 패턴을 구성하고 있는 모든 자속 전이가 자기 헤드의 단일 통과로 형성되도록 기록된다. 이러한 스플릿 버스트 패턴에서는 디스크로부터 판독된 서보 정보 중의 위상 에러가 제거되는데, 이러한 위상 에러는 오정렬된 버스트 패턴으로부터 발생될 수도 있다. 스플릿 버스트 서보 패턴은 특히 본 발명의 복조기에서 사용하기에 적합하지만 또한 종래의 복조 기술에서 사용되어 성능을 개선시킬 수도 있다. 본 발명에 따른 복조기에서는 방사상으로 연속하는 버스트 패턴 그룹을 결합하여 PES를 생성한다.
본 발명의 다른 특징 및 장점들은 일례로서 본 발명의 원리를 설명하는 적합한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
[바람직한 실시예의 설명]
제2도를 참조하면, 본 발명에 따라 구성되는 디스크 드라이브 서보 제어 시스템(110)이 도시되어 있으며, 이 서보 제어 시스템은 자기 디스크(118)를 포함하는 저장 매체의 표면(116)을 가로질러 서보 어셈블러(120)에 의해 이동되는 디스크 암(114)상에 장착되는 자기 판독 및 기록 헤드(112)를 포함한다. 상기 판독 및 기록 헤드는 디스크를 가로지르는 트랙에 기록되어 있는 디스크 자속 방향의 변화를 판독한다. 제2도의 경우에는 설명의 편의상 단지 하나의 트랙(122)만을 도시하였으며, 이 트랙은 서보 정보 필드(126)에 후속하여 데이터 필드(128)를 갖고 있는 여러 섹터(124)로 분할되어 도시되어 있다. 상기 서보 제어 시스템은 판독 및 기록 헤드(112)를 트랙 사이에서 이동시켜 이 판독 및 기록 헤드가 원하는 트랙의 중심에 유지되도록 디스크를 가로지르는 디스크 암(114)의 이동을 제어한다. 판독 및 기록 헤드가 디스크면(116)을 가로질러 이동하면, 판독 및 기록 헤드는 디스크의 제조시에 디스크면 상에 기록된 서보 정보를 판독하여 이 서보 정보를 복조기(130)에 제공하는데, 이 복조기(130)에서는 상기 서보 정보를 비동기식으로 복조하고 생성된 신호를 제곱하여 디스크 암의 이동을 제어시키는데 사용되는 위치 에러 신호(PES)를 생성시킨다. 이와 같이, 서보 제어 시스템(110)은 복조된 PES 중의 위상 에러를 제거하고, 데이터 필드(128)로부터 데이터를 판독하기 위한 디스크 드라이브 성분과 신호 처리 성분을 공유하는 잇점을 가지며, 위상 고정 루프와 서보 정보 중의 클록 동기 필드를 필요로 하지 않으며, 디지털 기술에 의해 복조된 서보 정보 신호에서 의사 아치펙트를 효과적으로 제거할 수 있다.
판독 및 기록 헤드(112)가 트랙(122)으로부터 서보 정보를 판독하면, 헤드는 헤드 출력 라인(132)을 통해 전치 증폭기(134)에 공급되는 서보 정보 신호를 발생시킨다. 상기 전치 증폭기는 서보 정보 신호를 증폭시켜 증폭된 신호를 자동 이득 제어(Automatic Gain Control:AGC, 136)에 공급하는데, 이 AGC는 증폭된 신호에 인가된 이득을 조정하여 정보의 처리를 단순화시키고, 노이즈를 감소시키며 시스템의 선형성(linearity)을 개선시키도록 정해진 범위 내에서 신호 진폭을 유지시킨다. AGC(136)로부터 나온 증폭 신호는 아날로그-디지털 변환기(138)에 공급되며, 이 변환기(138)에서는 샘플링 클록 라인(140)을 통해 수신되는 샘플링 클록 신호 CK에 따라 상기 신호를 비동기식으로 변환시킨다. 샘플링 클록 신호 CK는 시스템 클록 신호 라인(144)을 통해 시스템 클록 신호를 수신하는 타이밍 디코더(142)에 의해 발생된다. 아날로그 서보 신호 사이클마다 샘플링해야 할 샘플의 갯수가 m이면, 샘플링 클록 신호 CK는 서보 신호 주파수를 m배 해야한다. 이와 같이, 제어 시스템(110)의 구성을 위해서는 디스크상에 기록되어 있는 서보 정보 신호의 주파수를 알 필요가 있다. 변환기 출력라인(146)을 통해 디지털화된 서보 정보 신호가 복조기(130)에 공급되어 판독 및 기록 헤드(112)를 트랙(122)의 중심선 상에 유지하는데 필요한 서보 이동의 방향 및 이동 정보를 나타내는 위치 에러 신호(PES)가 생성되어진다. 마지막으로, 복조기 출력 라인(148)을 통해 PES가 통상의 램프 스티칭 블록(ramp stitching block, 150)과 서보 제어기(152)에 공급되는데, 이 서보 제어기는 디스크 암(114)과 판독 및 기록 헤드(112)의 이동을 제어시키기 위한 제어 신호를 생성하여 서보 어셈블리(120)에 공급한다.
제어 시스템(110)의 자동 이득 제어(136) 및 아날로그-디지털 변환기(138)는 디지털 검출 채널과 공유되는 것이 바람직하다. 즉 AGC 및 변환기는 트랙의 서보 정보 필드(126)로부터 서보 정보를 검출하고 또한 트랙의 데이터 필드(128)로부터 디지털 데이터를 검출하는데 사용된다. 이 때문에 디스크로 부터 데이터를 판독하는데 필요한 소자의 수가 감소되어 디스크 드라이브 서보 제어 시스템의 전체 구성이 단순화된다.
제3도는 본 발명에 따라 구성된 PES 복조기(130)의 바람직한 제1실시예의 블록도를 도시한 것이다. 복조기에 있어서, 디지털 필터(154)는 변환기 출력 라인(146)을 통해 디지털화된 서보 정보 신호를 수신한다. 바람직하게는, 상기 필터는 당업자에게 힐버터 변환 필터(Hilbert Transform filter)로서 알려져 있는 기수 대칭 계수(odd symmetry coefficients)를 갖는 고조파 노치 이퀄라이저 필터(harmonic notch equalizer filter)를 제공하는 유한 임펄스 응답(FIR) 필터 회로로 구현된다. 이러한 필터는 신호 비대칭, 숄더링(shouldering), 베이스 라인 왜곡(baseline distortion) 및 원치않는 노이즈를 제거시킨다. 이러한 필터의 출력은 정현파 입력 신호로부터 예측되는 디지털 출력에 보다 근사한 출력이다.
설명의 편의상, 필터(154)의 입력 신호를 필터 탭(filter taps)을 통해 아날로그-디지털 변환기(138)의 샘플링 간격마다 얻어진 연속적인 m 디지털 값 X0, X1, …, Xm-1으로 표시할 수 있다. 힐버트 변환 필터는 샘플링 간격마다 m개 샘플에 대해 세트(H0, H1, …, Hm-1)로 표시된 계수를 갖는다. FIR 필터의 힐버트 변환 계수 세트는 본 발명의 비동기식 디지털 샘플링 제어기 등과 같은 랜덤 위상 샘플링 응용을 위한 힐버트 변환 필터링을 행하도록 조절(train)될 수 있으며, 여기서 샘플링된 입력 신호는 샘플링 클록 신호와 위상이 일치하지 않는다. 디스크 드라이브 서보 정보 신호 분야에서 일하고 있는 본 발명자들은 하나의 샘플 간격동안 입력 데이터 값 Xn(여기서 n=0, 1, 2, 3, …)을 처리함으로써 서보 정보 사이클 마다 4개 샘플(m=4)의 디지털 샘플링 간격 동안 양호한 결과가 얻어져 각 샘플값 Xn에 대해 곱의 합(sum of products)으로 정의된 필터링된 데이터 yn이 생성된다는 것을 발견하였다. 즉
yn=Σ(Hi)(Xn-i)(i에 대해 합산)
여기서 i=0, 1, 2이며 필터 계수 Hi는 다음과 같다. 즉,
Hi=(-0.5 0 0.5) 또는 (-1.0 0 1.0)
대안적으로, 서보 정보 신호 사이클마다 8개 샘플(m=8)을 수행하는 아날로그-디지털 변환기의 경우, 적합한 실시예에서는 Hi=(-0.25 -0.35 -0.25 0 0.25 0.35 0.25)로 정의된 계수를 갖는 디지털 필터를 포함하여 i(여기서 i=0, 1, …, 6)에 대해 합산된 곱의 합으로 구성되는 연속적인 값 yn이 생성된다. 서보 정보 신호 사이클마다 8개 샘플에 대한 힐버트 변환 계수는 일반적으로
Hi=k(-1.0 -1.41 -1.0 0 1.0 1.41 1.0)
로 정의할 수 있으며, 여기서 k는 축척 상수(scaling constant)이다.
제4도는 필터(154)의 블록도로서, 서보 정보 신호값들이 변환기 출력 라인(146)을 통해 수신되고 필터 계수 블록(158)에 의한 상기 신호값들의 곱셈과 필터 가산기(160)에 의한 상기 신호값들의 가산이 필터탭(156)에 의해 필터에 공급되어 필터 출력라인(162)을 통해 공급되는 필터의 출력 신호가 생성되는 것을 도시하고 있다. 필터 응답은 신호 샘플의 DC 성분과 기타 다른 기수 및 우수 고조파 성분을 제파하고 랜덤 위상 샘플링 처리에 의해 초래된 PES 복조에러를 제거한다. 또한, 필터 응답은 원치않는 노이즈를 제거하여 신호의 동적 범위(dynamic range)를 개선하도록 최적화될 수 있다.
제3도를 다시 참조하면, 서보 정보 신호 사이클마다 일련의 m개 샘플을 포함하는 디지털 필터(154)의 출력이 필터 출력 라인(162)을 통해 제곱기(164)에 공급된다. 이 제곱기는 디지털 필터로부터 필터링된 일련의 값 yn을 수신하여 이들의 각 값을 제곱한다. 따라서, 제곱기 함수는
Zn=(yn)(yn), n=0, 1, 2, …
로 정의되며, 여기서 Zn은 제곱기의 출력을 표시한다.
서보 정보 신호 사이클마다 8개의 샘플을 취하는 적합한 실시예의 경우, 각 서보 정보 신호 사이클마다 8개의 Z값도 또한 제곱기(164)에 의해 발생될 것이다. 이 제곱기는 논리 회로 또는 룩업테이블(look-up table)로 실현될 수 있으며 교호 구적 데이터 스트링(alternating quadrature data string)을 제공한다. 제곱기의 출력은 신호 라인(166)을 통해 PES을 버스트 누산기(168)에 공급되는데, 이 누산기는 실행 합산 논리 회로(running sum logic circuit)로 구현되는 것이 바람직하다. 후술되는 바와 같이 버스트 간격 P1, P2, P3 및 P4를 갖는 4-간격 서보 버스트 패턴에 따르면, PES 버스트 누산기는 제곱된 모든 샘플값 Zn을 합산하고 이들 합을 변환시켜 PES 신호 PESA, PESB, PESC 및 PESD를 생성한다. 이들 PES 신호는 다음의 관계식으로 정의된다. 즉,
PESA=ΣZn(버스트 간격 P1 및 P2),
PESB=ΣZn(버스트 간격 P3 및 P4),
PESC=ΣZn(버스트 간격 P2 및 P3),
PESD=ΣZn(버스트 간격 P1 및 P4).
누산기(168)의 출력 신호는 출력 라인(170)을 통해 구적 복조 블록(172)에 공급되며, 이 블록(172)에서는 PES 신호들을 다음과 같이 감산하여 주(primary) PES 신호 및 구적 PES 신호인 PESP 및 PESQ를 정의한다.
PESP=PESD-PESC
PESQ=PESB-PESA
여기서 P 및 Q 신호는 헤드가 트랙을 가로질러 이동할 때 90°의 위상차를 나타낸다. 구적 복조 블록(172)은 복조기(제2도의 130) 내에서 복조기 내의 논리 회로나 마이크로프로세서 펌웨어(microprocessor firmware)로 구현될 수 있다. 디지털 필터(154), 제곱기(164), 버스트 누산기(168) 및 구적 복조 블록(172) 모두는 타이밍 디코더(142)로부터 타이밍 라인(140)을 통해 수신되는 샘플 클록 신호 CK와 함께 동작할 수 있다. 제2도에서 도시한 바와 같이, 구적 복조 블록의 출력은 복조기(130)의 출력 라인(148)을 통해 통상의 램프 스트칭 블록(150)에 공급된다.
당업자에게 공지되어 있는 바와 같이, 램프 스티칭 블록(150)은 PESP의 절대값이 PESQ의 절대값과 동일하지 않은 PESP 값 및 PESQ 값을 버리고 PESP 값 및 PESQ 값 중 유용한 부분만을 스티치(stitch)하여 각각의 디스크 트랙에 대한 선형 PES 램프 신호(ramp signal)를 형성한다. 필요한 경우, PES 램프 신호를 펌웨어로 구현되는 제곱근 근사값(firmware-implemented square-root approximation) 또는 적절한 룩업테이블을 이용하여 추가로 선형화시킬 수 있다. 램프 스티칭 블록은 제어기(110) 내에서 논리 회로 또는 마이크로 프로세서 펌웨어로 구현될 수 있다.
마지막으로, 램프 스티칭 블록(150)으로부터 나온 PES 출력 신호는 서보 제어기(152)에 공급되어 서보 어셈블리(120)를 제어함으로써 디스크(118)를 가로지르는 판독 및 기록 헤드(112)의 이동을 제어한다. 서보 제어기는 통상적으로 디스크 제어기(110)의 마이크로 프로세서 펌웨어로 구현된다. 당업자에게 공지된 바와 같이 서보 제어기는 PES 램프 신호 및 서보 그레이 코드(Grey-code) 서보 정보 데이터를 이용하여 헤드의 위치를 설정하는 음성 코일 모터(VCM)를 제어하도록 디지털-아날로그 변환기(도시되지 않음)에 공급되는 트랙 추종 서보 제어 신호 및 트랙 탐색 서보 제어 신호를 계산한다.
이와 같이, 제어기(110)는 비동기식 샘플링 위상 에러로 인한 서보 정보 신호 변환 에러와, 자기 저항(MR) 헤드 또는 유도 헤드(inductive head)에서 발생하는 신호 왜곡 및 고주파수 대역폭 성분에 의해 발생하는 위상 지터(phase jiter)를 거의 제거한다. 본 발명에 따라 구성되는 제어기는 증가된 주파수와 감소된 폭을 갖는 서보 정보 필드로부터 PES를 복조해야 하는 고밀도 디스크 드라이브 시스템에 특히 적합하다.
제 2, 3 및 4도에 도시한 디스크 드라이브 제어기(110)의 동작은 제5도에 도시한 흐름도의 단계에 나타나 있다. 흐름도의 단계는 제어기의 하드웨어 회로 및 마이크로프로세서 펌웨어로 구현될 수 있다. 제어기는 초기단계(202)에서 디스크의 트랙으로부터 서보 패턴 전이를 감지한다. 다음에 단계(204)에서 디스크로부터 감지한 아날로그 서보 정보를 전치 증폭시켜, 단계(206)에서 아날로그 신호를 자동 이득 제어 블록에 공급하고 단계(208)에서 이 신호를 아날로그-디지털 변환기에 공급한다. 다음에 단계(210)에서 힐버트 변환 계수를 갖는 디지털 필터에 디지털화된 값 Xn이 제공되어 필터링된 디지털 신호값 yn이 생성된다. 단계(212)에서 디지털 필터로부터의 값 yn이 제곱기에 제공되어 제곱값 Zn이 생성된다. 단계(214)에서는 제곱값 Zn이 버스트 누산기에 제공되어 위상 에러를 제거한다. Zn값들은 사이클마다 모두 합산되어진다. 따라서, 서보 정보 신호 사이클마다 4개의 샘플을 취해 버스트당 4개 사이클이 존재하면 16개항 모두가 합산되어 PESA, PESB, PESC 및 PESD 항이 생성된다. 단계(216)에서 PESA, PESB, PESC 및 PESD 항들이 구적 복조 블록에 제공되어 디스크에 기록되어 있는 원래의 버스트 패턴에 따라 구적 PES 값인 PES 및 PESQ가 생성된다. 마지막으로, 단계(218)에서 구적 PESP 및 PESQ 값이 램프 스티칭 블록에 제공되어 PES 램프 신호가 생성되고 단계(220)에서 램프 스티칭 블록의 출력이 서보 제어기에 제공되어 디스크 암과 판독 및 기록 헤드가 PES에 의해 표시된 바와 같이 이동되어진다.
제6도에서는 본 발명에 따라 구성된 PES 복조기(130)의 제2실시예에 대한 블록도를 도시하고 있다. 제6도의 실시예의 경우, 제곱기는 구적 합산 및 제곱기(182)로 제공되어 있으며 변환기 출력 라인(146)을 통해 서보 정보 신호 사이클마다 m개 샘플을 위한 아날로그-디지털 변환기(제2도의 138)의 출력을 수신한다. 서보 패턴 사이클마다 4개 샘플의 샘플링 주파수는 연속한 샘플링 지점(sample points)이 서보 신호 위상에 대하여 90°의 위상 차를 갖도록 선택되어진다. 따라서, 샘플들은 기수항 및 우수항들이 교대로 나타나도록 구성되어 있는 것이라고 할 수 있다. 구적 합산 및 제곱기(182)는 하나의 버스트 간격 동안 동일 샘플의 샘플 크기를 가산하고, 이들을 제곱한 항들을 합산시킨다. 즉, 제4도의 실시예에서 도시한 제1실시예의 제곱기에 관련하여 기술한 샘플 값의 단순한 제곱 처리가 아니라 제6도의 실시예에서는
Zn=Σ(Xn)0(Xn)0-(Xn)e(Xn)e, n=0, 1, 2, …
로 정의된 출력항 Zn을 생성하는 합산 및 제곱기를 포함하며, 여기서 (Xn)0는 각각의 서보 정보 신호 버스트 간격에 대한 기수 샘플 크기의 합이며, (Xn)e는 우수 샘플 크기의 합이다. 상술한 바와 같이, PES 버스트 누산기(168)는 신호 라인(166)을 통해 제곱된 항들을 수신하여 누산된 신호 항들을 신호 라인(170)을 통해 구적 복조 블록(172)에 제공하고 또한 복조기 출력 라인(148)을 통해 램프 스티칭 블록(150)에 제공한다. 누산기 및 복조 블록과 같이 합산 및 제곱기는 타이밍 디코더(142)로부터 타이밍 라인(140)을 통해 수신되는 샘플 클록 신호 CK와 함게 동작한다.
제6도에 도시한 디스크 드라이브 제어기(110)의 동작에 대해서는 제7도에 도시한 흐름도의 단계에서 기술되어 있다. 제7도의 흐름도의 단계는 제어기의 하드웨어 회로 및 마이크로프로세서 펌웨어로 구현될 수 있다. 제어기는 초기 단계(302)에서 디스크의 트랙으로부터 소보 패턴 전이를 감지한다. 다음에 단계(304)에서 디스크로부터 감지한 아날로그 서보 정보 신호를 전치 증폭시켜, 단계(306)에서 아날로그 신호를 자동 이득 제어 블록에 공급하고, 단계(308)에서 이 신호를 아날로그-디지털 변환기에 공급한다. 다음에 단계(301)에서 디지털화된 값 Xn이 복조기의 합산 및 제곱기에 제공되어 출력 신호값 Zn이 생성된다. 단계(312)에서, 합산되고 제곱되어진 값 Zn이 버스트 누산기에 제공되어 PESA, PESB, PESC, PESD 항들이 생성된다. 단계(314)에서 PESA, PESB, PESC, PESD 항들이 구적 복조 블록에 제공되어 구적 PES 값인 PESP 및 PESQ가 생성된다. 최종으로, 단계(316)에서 구적 PESP 및 PESQ 값이 램프 스티칭 블록에 제공되어 PES 램프 신호가 생성되고, 단계(318)에서 램프 스티칭 블록의 출력이 서보 제어기에 제공되어 PES에 의해 표시되는 디스크 암과 판독 및 기록 헤드가 바와 같이 이동된다.
제1도에 도시한 바와 같이, 종래의 서보 패턴들은 디스크면을 가로지르는 디스크 데이터 트랙의 폭 전체를 스태거 모양(staggered fashion)으로 가로질러 연장하는 자속 방향의 전이를 가지며, 이들 각각의 전이는 기록 헤드의 단일 통과로 기록되며 디스크의 방사 방향으로 정렬되어 있는 두 전이로 구성되어 있다. 상기한 바와 같이, 이러한 패턴들은 최종 생성된 PES에 노이즈를 발생시키는 정렬 에러에 민감하다. 이러한 패턴 판독으로부터 발생하는 노이즈의 양을 감소시키기 위해, 본 발명에 따른 서보 패턴은 트랙의 폭 전체를 가로질러 연장되지 않는 전이를 갖는 스플릿 버스트 패턴을 적합하게 포함하고 있다. 이러한 방식에서는, 패턴을 형성하기 위해 기록 헤드의 인접한 통과로부터의 전이를 정렬시킬 필요가 없고, 오히려 스플릿 버스트 패턴은 모든 자속 전이가 자기 헤드의 단일 통과로 형성되도록 기록되어진다. 제8도는 본 발명에 따라 구성되는 디스크 상에 기록된 제1스플릿 버스트 서보 패턴을 도시한 것이다.
제8도는 디스크(10)와 디스크면을 가로지르는 트랙(312, 314, 316 및 318)을 도시하고 있다. 도시한 서보 버스트 패턴은 버스트마다 8개의 반폭 전이(320)로 구성되어 있다. 자속 전이는 섹터마다 4개의 반복 그룹 P1, P2, P3 및 P4를 갖는 패턴을 규정하며, 이들 전이 각각은 기록 헤드의 단일 통과로 기록될 수 있다. 자속 전이가 단지 절반의 트랙폭이므로 이들 전이가 제1도의 종래 서보 패턴에서 필요한 바와 같이 트랙 전체를 가로질러 연장되는 헤드에 의해 기록되는 것과 같이 인접한 전이들을 정렬할 필요가 없다. 그러므로, 제8도에서 도시한 패턴에서는 정렬의 문제점이 없다. 당업자에게 공지되어 있는 바와 같이, 서보 정보를 정확히 판독하기 위해서는 서보 패턴은 트랙 전체폭을 가로질러 선형성을 가져야만 한다. 따라서, 제8도의 스플릿 버스트 서보 정보 패턴의 전이(320)들은 개별적으로 측정되고 산술적으로 결합되어 트랙을 가로지르는 버스트의 동일한 진폭을 결정한다.
특히, 상기 서보 제어기(110)에서 사용하기 위해서는 방사상으로 연속되는 전이 그룹들을 결합시켜 PES 성분 신호와 최종 PES를 생성해야 할 필요가 있다. A-버스트 전이 그룹이 트랙(312)의 제2절반부를 가로질러 연장되는 P1 그룹의 최종 4개 전이를 포함하는 4개 전이 P12그룹과, 그 다음 트랙의 제1절반부를 가로질러 연장하는 P2 그룹의 최초 4개 전이를 포함하는 4개 전이 P21그룹을 포함함으로써 하나의 결합 방식을 규정할 수 있다. 디스크(10)가 회전하면 P12전이 그룹 다음에는 P21전이 그룹이 디스크의 방사 방향으로 후속된다는 것에 주목할 필요가 있다. P1과 P2 전이 모두가 한 트랙을 완전히 가로질러 연장되지 않더라도, P12와 P21의 합에 의해 A-버스트 PES 성분 신호가 제공되어 한 트랙의 폭 전체에 선형성을 제공한다. 다음에, B-버스트 전이 그룹은 트랙(314)의 제2절반부를 가로질러 연장하는 P3 그룹의 최종 4개 전이를 포함하는 4개 전이 P32그룹과 그 다음 트랙의 제1절반부를 가로질러 연장하는 P4 그룹의 최초 4개 전이를 포함하는 4개 전이 P41그룹을 포함한다. B-버스트 신호는 P32와 P41그룹의 합에 의해 제공된다. 동일하게, C-버스트 신호는 P2 그룹 최종 4개 전이를 포함하는 P22와 P3 그룹의 최초 4개 전이를 포함하는 P31의 합에 의해 제공된다. 마지막으로, D-버스트 신호는 P4 그룹의 최종 4개 전이를 포함하는 P42와 동일 트랙(316)으로부터의 P1 그룹의 최초 4개 전이를 포함하는 P11의 합에 의해 제공된다. 일반적으로, A-버스트 신호, B-버스트 신호, C-버스트 신호 및 D-버스트 신호들은
PESA=Σ(P1i+P2i)
PESB=Σ(P3i+P4i)
PESC=Σ(P2i+P3i)
PESD=Σ(P4i+P1i)
로 정의된 PES 성분 신호들을 제공하며, 여기서, P1i,P2i,P3i,P4i는 상기한 바와 같이 사전 처리되어진 버스트 샘플들(즉, 제곱되어진 P1, P2, P3 및 P4 전이의 디지털화된 샘플들)이다. 따라서 상술한 바와 같이, PES 복조 블록에 의해 PES의 주 구적 성분들은 다음과 같이 생성되어 램프 스티칭 블록과 서보 제어기에 공급될 수 있다.
PESP=PESD-PESC
PESQ=PESB-PESA
스플릿 버스트 서보 정보 패턴의 전이(320)들은 트랙을 가로지르는 버스트의 동일한 진폭을 정하기 위하여 다른 방식으로 산술적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 제9도는 스플릿 버스트 패턴의 그룹을 결합하여 선형성 및 구적 PES를 제공하는 다른 방식을 도시한 것으로, 디스크(10)와 디스크면을 가로지르는 4개 트랙(312, 314, 316 및 318)이 도시되어 있다. 상술한 바와 같이, 도시된 패턴에서 버스트는 사이클마다 4개 그룹 P1, P2, P3 및 P4를 포함하며, 각각의 버스트는 8개의 반폭 전이(320)를 포함한다. 또한 전이가 단지 절반의 트랙폭을 가지므로, 이들 전이가 트랙 전체를 가로질러 연장하는 헤드에 의해 기록되는 것과 같이 인접한 전이들을 정렬할 필요가 없으므로 정렬에 의한 노이즈 문제가 발생되지 않는다.
제9도의 실시예에서는 P1 그룹을 포함하는 제1트랙(312) 중의 제1의 8개 반폭 전이 글룹과 다른 P1 그룹을 포함하는 제3트랙(316) 중의 제2의 8개 전이 그룹이 P1-버스트 PES 성분 신호를 규정한다. 제1의 P1 그룹에 바로 후속하는 P2 그룹을 포함하는 제2트랙(314) 중의 8개 반폭 전이 그룹과 제2의 P1 그룹에 바로 후속하는 제2의 P2 그룹을 포함하는 제4트랙(318)중의 제2의 8개 반폭 전이 그룹이 P2-버스트 PES 성분 신호를 규정한다. 동일하게, 제9도에서 도시된 바와 같이 제2 및 제4트랙(314, 318)으로부터의 8개 반폭 전이의 P3 그룹이 P3-버스트 PES 성분 신호를 규정하고 제1 및 제3트랙으로부터의 8개 반폭 전이의 P4 그룹이 P4-버스트 성분 신호를 규정한다. 또한, PES 성분 신호는 다음과 같이 정의될 수 있으며,
PESA=Σ(P1i+P2i)
PESB=Σ(P3i+P4i)
PESC=Σ(P2i+P3i)
PESD=Σ(P4i+P1i)
여기서, P1i,P2i,P3i및 P4i는 상기한 바와 같이 각 트랙으로부터 판독하여 제곱시킨 P1, P2, P3 및 P4 전이의 디지털화된 샘플들이다. 또한 상기한 바와 같이, PES의 주(primary) 성분 및 구적 성분들은 PES 복조 블록에 의해 다음과 같이 생성되어 램프 스티칭 블록과 서보 제어기에 공급될 수 있다.
PESP=PESD-PESC
PESQ=PESB-PESA
제8 및 9도에 도시된 스플릿 버스트 서보 패턴 및 결합 방식은 상술된 바와 같이 PES 성분 신호를 결합시키는 종래의 PES 복조기와 본 발명의 디지털 디스크 드라이브 제어기에서 사용할 수 있다. 임의 응용의 경우, 스플릿 버스트 서보 패턴에서는 종래의 서보 버스트 패턴에서 나타나는 정렬 문제에 의해 발생되는 PES 에러가 제거된다.
제10도는 상기 서보 패턴의 복조시에 사용하기 위한 디스크 제어기(110)의 PES 버스트 누산기(168) 및 구적 복조 블록(172)의 블록도를 도시한 것이다. 버스트 누산기는 사전 처리된 신호를 수신하여 이들 신호를 P1, P2, P3 및 P4 성분 신호에 대응하는 4개 레지스터(402, 404, 406 및 408) 중 하나에 각각 공급한다. 4개 가산기 그룹(410, 412, 414 및 416)은 적당한 신호를 합산시켜 상기 PESA, PESB, PESC 및 PESD 버스트 성분을 각각 제공한다. 마지막으로, 두 감산기(418 및 420)는 적당한 버스트 성분을 수신하여 적당한 감산을 행하여 상기 PESP 및 PESQ 신호를 각각 제공한다. 비록 제10도에서는 PESP 및 PESQ 신호가 독립된 출력 라인 상에 제공되는 것으로 도시하였지만, 적합한 실시예의 경우 PESP 및 PESQ 신호는 PES 버스트 누산기 출력 라인(170) 상에 교대로 제공될 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
당업자는 본 발명에 따른 서보 제어기에서 상술한 스플릿 버스트 패턴과는 다른 스플릿 버스트 패턴을 사용할 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 이러한 다른 스플릿 버스트 패턴의 반복 그룹을 결합하여 PESA, PESB, PESC 및 PESD 성분 신호를 생성하고 이들 신호들을 감산하여 상기 PES를 생성하기 위한 PESP 및 PESQ 구적 신호를 생성할 수 있다. 당업자는 또한 방사상으로 연속되는 버스트가 제8 및 9도에 관련하여 상술한 버스트의 결합과 유사하게 결합되는 한 반복 그룹들을 여러가지 방식으로 결합하여 성분 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제11도에서는 섹터마다 4개의 반복 그룹 T1, T2, T3 및 T4를 갖는 스플릿 버스트 패턴을 구비한 디스크(10)와 4개 트랙(312, 314, 316 및 318)을 도시하고 있다. 반복 그룹 각각은 수직바(320)로 표시된 8개 반폭 자속 전이로 구성되며, 이들 자속 전이 각각은 기록 헤드의 단일 통과로 기록될 수 있다.
제11도의 버스트 패턴의 경우, 제1트랙(312)의 T1 그룹에는 제2트랙의 T3 그룹이 방사상으로 후속하고 있다. 즉 디스크(10)가 회전하면 T3 전이 그룹이 T1 그룹에 디스크 방사 방향으로 후속되어진다. 제2트랙의 T3 그룹에는 그 다음 인접한 제2트랙(314)의 T2 그룹이 방사상으로 후속된다. 마찬가지로, T2 그룹에는 그 다음 트랙의 T4 그룹이 방사상으로 후속된다. 마지막으로 그 다음 트랙(316)의 T1 그룹이 동일 트랙의 T4 그룹에 방사상으로 후속하고 있다. 당업자는 PESA, PESB, PESC 및 PESD 성분 신호들을 적당히 생성시키기 위해서는 방사상으로 연속하는 그룹들을 결합시켜 다음과 같은 결합 방정식을 얻을 수 있다는 것을 인식할 수 있다.
PESA=Σ(P1i+P3i)
PESB=Σ(P2i+P4i)
PESC=Σ(P2i+P3i)
PESD=Σ(P4i+P1i)
여기서, P1i,P2i,P3i및 P4i는 상술한 바와 같이 제곱되어진 T1, T2, T3 및 T4 전이의 사전 처리된 디지털화된 샘플들이다. 상기와 같이, PES의 주(primary) 성분 및 구적 성분들이 PES 복조 블록(제3 및 6도의 172)에서 다음과 같이 생성되어 램프 스티칭 및 서보 제어기에 공급된다.
PESP=PESD-PESC
PESQ=PESB-PESA
당업자는 본 발명의 원리에 따라 다른 반복 그룹 및 결합 방정식도 가능하다는 것을 인식할 수 있다.
상술한 본 발명에서는 복조된 PES 중의 위상 에러를 제거하고, 디스크 드라이브의 신호 처리 성분과 디지털 데이터 처리 소자를 공유하여 효율이 보다 증대되었으며, 위상 고정 루프를 필요로 하지 않으며, 회로의 설계가 보다 단순해지고, 서보 정보 중의 클록 동기 필드를 필요로 하지 않아 디스크의 데이터 용량이 증가되었으며, 정확한 PES 복조를 위한 디지털 신호 처리 기술을 보다 효율적으로 이용할 수 있는 디스크 드라이브 서보 제어 시스템을 제공한다. 또한, 스플릿 버스트 서보 정보 패턴에서는 트랙폭을 가로지르는 전이 버스트의 오정렬로 인한 에러가 제거되어 판독 및 기록 헤드가 보다 정확하게 위치된다.
본 명세서에서는 본 발명의 이해를 돕기 위해 상기 적합한 실시예에 대해서만 기술하였지만, 본 발명이 적용될 수 있는 디스크 드라이브 서보 제어 시스템에 대한 여러가지의 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명은 상술된 특정 실시예에만 한정되는 것이고 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 한은 디스크 드라이브 서보 제어 시스템에 대한 여러 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (34)

  1. 디스크 저장 매체 표면의 트랙에 기록되어 있는 서보 제어 정보를 판독하고 서보 정보 신호를 생성시키기 위한 서보 메카니즘(servo mechanism)에 의해 회전 디스크 저장 매체의 표면을 가로질러 이동하며 디스크 암(disk arm)상에 장착된 자기 헤드를 갖는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템(disk drive servo control system)에 있어서, a) 상기 자기 헤드로부터 서보 정보 신호를 비동기식으로 수신하여 디지털 신호로 변환시키는 아날로그-디지털 변환기; b) 트랙의 중심선에 대한 상기 자기 헤드의 위치 에러를 표시하는 디지털 구적(quadrature) 위치 에러 신호(position error signal:PES)를 발생하기 위해 상기 아날로그-디지털 변환기로부터 변환되어진 서보 정보 신호를 수신하여 디지털화된 서보 정보 신호를 제곱하는 복조기(demodulator); 및 c) 상기 자기 헤드를 트랙에 대하여 적당한 위치에 유지시키기 위해 상기 위치 에러 신호를 수신하여 자기 헤드 서보 메카니즘에 공급되는 제어 신호를 발생하는 서보 제어기(servo controller)를 포함하는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서, d) 상기 판독 및 기록 헤드로부터 서보 정보 신호를 수신하는 전치 증폭기(preamplifier); 및 e) 상기 전치 증폭기로부터 나온 서보 신호의 진폭을 소정 한계내에서 제어하여 제한된 신호를 상기 아날로그-디지털 변환기에 공급하는 자동 이득 제어기(automatic gain control:AGC)를 더 포함하는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복조기가 디지털화된 서보 정보를 수신하여, 이 정보를 필터링하여 필터링된 신호를 제곱기에 공급하는 디지털 필터(digital filter)를 포함하는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 디지털 필터가 기수 대칭 필터 계수를 갖는 고조파 노치 필터(harmonic notch filter with odd symmetry filter coefficients)인 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 복조기의 디지털 필터가 힐버트 변환 필터(Hilbert Transform filter)인 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제곱기가 논리 회로(logic circuit)를 포함하는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  7. 제3항에 있어서, 상기 제곱기가 디지털화된 기수 및 우수 샘플들의 제곱을 합산하는 구적 합산 및 제곱기(quadrature sum-and-squarer)를 포함하는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복조기의 버스트 누산기가 제곱된 신호를 수신하여, 제곱된 모든 항들을 합산하여 각각의 서보 버스트 타이밍 간격에 대한 서보 신호 피크 진폭의 합을 합산된 데이터 항으로 변환시키는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 합산된 데이터 항은 연속적인 항 Z1, Z2, …, Zn을 포함하고; 서보 버스트 타이밍 간격은 방사상으로 연속하는 4개의 간격 P1, P2, P3 및 P4를 포함하되; 합산된 구적 버스트 패턴 데이터는 PESA, PESB, PESC 및 PESD 항들을 포함하며, 이들 항은
    PESA=ΣZn(버스트 간격 P1 및 P2)
    PESB=ΣZn(버스트 간격 P3 및 P4)
    PESC=ΣZn(버스트 간격 P2 및 P3)
    PESD=ΣZn(버스트 간격 P1 및 P4)
    인 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 PES 버스트 누산기가 실행 합산 논리 회로(running sum logic circuit)를 포함하는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 복조기가 합산된 구적 버스트 패턴 데이터를 복조시켜 주(primary) 위치 에러 신호 PESP와 구적 위치 에러 신호 PESQ를 발생시키는데, 이들 신호 PESP 및 PESQ는 헤드가 트랙을 가로질러 이동할 때 90°의 위상차를 가지며
    PESP=PESD-PESC
    PESQ=PESB-PESA
    로 정의되며, 데이터 트랙의 중심에 대한 판독 및 기록 헤드의 위치 에러를 표시하는 고밀도 디스크 드라이브용 디스크 드라이브 서보 제어 시스템.
  12. 고밀도 디스크 드라이브에 있어서, a) 기록면을 갖는 디스크 저장 매체; b) 상기 기록면상에서 디스크 암에 장착되어 있는 자기 헤드; c) 상기 자기 헤드를 상기 디스크 저장 매체의 기록면상에서 이동시켜 디스크 저장 매체 표면상의 트랙에 기록되어 있는 서보 제어 정보를 판독하여 서보 정보 신호를 발생시키는 서보 메카니즘; d) 상기 자기 헤드로부터 서보 정보 신호를 비동기식으로 샘플링하여 디지털 신호로 변환시키는 아날로그-디지털 변환기; e) 트랙의 중심선에 대한 상기 자기 헤드의 위치 에러를 표시하는 디지털 구적 위치 에러 신호(PES)를 발생하기 위해 상기 아날로그-디지털 변환기로부터 변환된 서보 정보 신호를 수신하여 디지털화된 서보 정보 신호를 제곱시키는 복조기; 및 f) 상기 자기 헤드를 트랙에 대하여 적절한 위치에 보유시키기 위해 상기 위치 에러 신호를 수신하여 상기 자기 헤드 서보 메카니즘에 공급되어지는 제어 신호를 발생시키는 서보 제어기를 포함하는 고밀도 디스크 드라이브.
  13. 위치 에러 신호 복조기 시스템(position error signal demodulator system)에 있어서, a) 저장 매체상의 트랙에 기록되어 있는 구적 버스트 패턴 데이터를 포함하는 서보 정보를 판독하여 서보 정보 신호를 발생하는 판독 및 기록 헤드; b) 상기 정보 신호의 이득을 자동 제어하여 범위 제한된 서보 정보 신호를 발생시키는 자동 이득 제어기; c) 상기 범위 제한된 서보 정보 신호를 디지털 서보 신호로 변환시키는 신호 변환기; d) 상기 디지털 서보 신호를 수신하여 제곱된 서보 정보 신호를 발생시키는 제곱기 회로(squarer circuit); e) 상기 제곱된 서보 정보 신호 데이터를 각각의 구적 버스트 패턴에 대해 합산하는 버스트 누산기 회로; f) 상기 버스트 누산기 수단으로부터 나온 누적 버스트 패턴데이터를 복조시켜 데이터 트랙의 중심에 대한 판독 및 기록 헤드 위치 에러를 표시하는 주 위치 에러 신호(primary position error signal) 및 구적 위치 에러 신호를 발생하는 구적 복조기; g) 서보 제어기에서 사용할 수 있는 거의 선형인 PES 램프 신호를 상기 트랙에 대해 발생하여 판독 및 기록 헤드의 위치를 상기 트랙상에서 제어하기 위해, 상기 주 위치 에러 신호 및 구적 위치 에러 신호를 수신하여 이들 두 신호를 결합시키는 선형 램핑 회로(linear ramping circuit)를 포함하는 위치 에러 신호 복조기 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 신호 변환기가 서보 정보 신호를 시스템 클록 신호에 따라 디지털 신호로 비동기식으로 변환시키는 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 위치 에러 신호 복조기 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 판독 및 기록 헤드가 상기 저장 매체로부터 서보 정보를 섹터 서보 패턴 타이밍 간격에 따라 판독하는 위치 에러 신호 복조기 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제복기 회로가 변환된 서보 정보 신호를 노치 필터를 통해 디지털식으로 필터링하여 트랙의 중심선에 대한 판독 및 기록 헤드의 위치 에러를 표시하는 디지털 구적 위치 에러 신호 PES를 발생시키는 필터 회를 포함하는 위치 에러 신호 복조기 시스템.
  17. 제13항에 있어서, 상기 버스트 누산기 회로가 제곱된 서보 정보 신호를 수신하고, 이 신호의 제곱된 모든 항들을 합산하여 각각의 버스트 타이밍 간격에 대해 서보 신호의 제곱된 항들의 합을 각각의 서보 버스트 타이밍 간격에 대해 연속적인 항 Z1, Z2, …, Zn을 포함하는 합산된 PES 데이터 신호로 변환시키는 PES 버스트 누산기를 포함하는 위치 에러 신호 복조기 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 구적 버스트 패턴 데이터는 방사상으로 연속하는 4개의 반복 그룹 P1, P2, P3 및 P4의 간격 동안 기록되며, 상기 버스트 누산기 회로는 합산된 4개 PES 데이터 신호인 PESA, PESB, PESC 및 PESD를 발생시키며, 상기 신호들은
    PESA=ΣZn(버스트 간격 P1 및 P2)
    PESB=ΣZn(버스트 간격 P3 및 P4)
    PESC=ΣZn(버스트 간격 P2 및 P3)
    PESD=ΣZn(버스트 간격 P1 및 P4)
    로 정의되는 위치 에러 신호 복조기 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 구적 복조기 수단은 버스트 누산기 회로로부터의 구적 버스트 패턴 데이터를 복조하여 주 위치 에러 신호 PESP 및 구적 위치 에러 신호 PESQ를 발생시키는데, 이들 신호 PESP 및 PESQ는 90°의 위상차를 가지며
    PESP=PESD-PESC
    PESQ=PESB-PESA
    로 정의되며, 데이터 트랙의 중심에 대한 판독 및 기록 헤드의 위치 에러를 표시하는 위치 에러 신호 복조기 시스템.
  20. 서보 정보를 검출하여 이 서보 정보로부터 위치 에러 신호를 복조시키는 방법에 있어서, a) 서보 정보 신호를 발생하기 위해 저장 매체상의 트랙에 기록되어 있는 구적 버스트 패턴 데이터를 포함한 서보 정보를 판독하는 단계; b) 상기 서보 정보 신호의 이득을 자동 제어하여 범위 제한된 서보 정보 신호를 발생시키는 단계; c) 상기 범위 제한된 서보 정보 신호를 디지털 서보 신호로 변환하는 단계; d) 상기 디지털 서보 신호를 제곱하여 제곱된 서보 정보 신호를 발생시키는 단계; e) 상기 제곱된 서보 정보 신호를 각각의 구적 버스트 패턴에 대해 합산하는 단계; f)상기 구적 버스트 패턴 데이터를 복조하여 데이터 트랙의 중심에 대한 판독 및 기록 헤드의 위치 에러를 표시하는 주 위치 에러 신호 및 구적 위치 에러 신호를 발생시키는 단계; 및 g) 서보 제어기에서 사용할 수 있는 거의 선형인 PES 램프 신호를 트랙에 대해 발생하여 상기 판독 및 기록 헤드의 위치를 상기 트랙상에서 제어하기 위해 상기 주 위치 에러 신호와 구적 위치 에러 신호를 결합시키는 단계를 포함하는 서보 정보를 검출하여 이 서보 정보로부터 위치 에러 신호를 복조하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 디지털 서보 정보 신호를 제곱하는 단계가 변환된 서보 정보 신호를 노치 필터를 통해 디지털식으로 필터링하여 트랙의 중심선에 대한 판독 및 기록 헤드의 위치 에러를 표시하는 디지털 구적 위치 에러 신호 PES를 발생시키는 단계를 포함하는 서보 정보를 검출하여 이 서보 정보로부터 위치 에러 신호를 복조하는 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 합산 단계가 상기 신호의 제곱된 모든 항들을 합산하여 각각의 서보 버스트 타이밍 간격에 대해 서보 신호의 제곱항의 합을 각각의 서보 버스트 타이밍 간격에 대해 연속적인 항 Z1, Z2, …, Zn을 포함한 합산된 PES 데이터 신호로 변환시키는 단계를 포함하는 서보 정보를 검출하여 이 서보 정보로부터 위치 에러 신호를 복조하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 구적 버스트 패턴 데이터가 반복 및 방사상으로 연속하는 4개 패턴 P1, P2, P3 및 P4의 간격중에 기록되며, 제곱된 항들의 합은 합산된 4개 PES 데이터 신호인 PESA, PESB, PESC 및 PESD로 변환되며 상기 신호들은
    PESA=ΣZn(버스트 간격 P1 및 P2)
    PESB=ΣZn(버스트 간격 P3 및 P4)
    PESC=ΣZn(버스트 간격 P2 및 P3)
    PESD=ΣZn(버스트 간격 P1 및 P4)
    로 정의되는 서보 정보를 검출하여 이 서보 정보로부터 위치 에러 신호를 복조하는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 구적 버스트 패턴 데이터를 복조하는 단계가 주 위치 에러 신호 PESP 및 구적 위치 에러 신호 PESQ를 발생시키는 단계를 포함하며, 상기 신호 PESP와 PESQ는 헤드가 트랙을 가로질러 이동할 때 90°의 위상차를 가지며,
    PESP=PESD-PESC
    PESQ=PESB-PESA
    로 정의되며, 데이터 트랙의 중심에 대한 판독 및 기록 헤드의 위치 에러를 표시하는 서보 정보를 검출하여 이 서보 정보로부터 위치 에러 신호를 복조하는 방법.
  25. 구적 서보 패턴(a quadrature servo pattern)에 있어서, 저장 매체 표면 상의 트랙에 소정의 시간 간격으로 기록되어 있는 일련의 자속 전이(a series of magnetic flux transitions)를 포함하며, 상기 자속 전이는 기록 헤드의 크기보다 넓지 않은 크기를 가져 인접한 두 전이가 디스크 방사 방향으로 서로 엇갈리도록 하는 구적 서보 패턴.
  26. 제25항에 있어서, 상기 구적 서보 패턴은 스태거 모양(staggered)으로 반복하는 4개 자속전이 간격 시퀀스를 포함하는 구적 서보 패턴.
  27. 제25항에 있어서, 상기 자속 전이는 트랙의 절반 이하의 폭을 가로질러 연장되는 구적 서보 패턴.
  28. 구적 서보 패턴에 있어서, 저장 매체 표면 상의 트랙에 기록되어 있는 일련의 자속 전이를 포함하고, 상기 자속 전이는 디스크면을 가로질러 스태거 모양의 간격으로 기록된 버스트 그룹에서 소정의 주파수로 발생하며, 트랙의 절반 이하의 폭을 갖는 구적 서보 패턴.
  29. 제28항에 있어서, 상기 구적 서보 패턴은 반복하는 4개 버스트 그룹 패턴을 포함하는 구적 서보 패턴.
  30. 제29항에 있어서, 상기 각각의 버스트 그룹은 일련의 우수의 자속을 포함하는 구적 서보 패턴.
  31. 제30항에 있어서, 상기 각각의 버스트 그룹은 일련의 8개 자속 전이를 포함하는 구적 서보 패턴.
  32. 제29항에 있어서, 상기 자속 전이는 디스크의 표면을 가로질러 정렬되는 평행한 전이들이 존재하지 않도록 기록되는 구적 서보 패턴.
  33. 제13항에 있어서, 상기 제곱기 회로가 디지털 서보 신호의 데이터 샘플을 수신하고, 샘플들의 교대하는(alternating) 기수 및 우수 항들을 합산하여 그 항들을 제곱하고, 미리 정해진 버스트 간격 동안 그 항들을 합산하여 제곱된 서보 정보 신호를 생성하는 구적 합산 및 제곱기를 포함하는 위치 에러 신호 복조기 시스템.
  34. 제20항에 있어서, 상기 디지털 서보 정보 신호를 제곱하는 단계가 샘플들의 교대하는(alternating) 기수 및 우수 항들을 합산하여 그 항들을 제곱하고, 미리 정해진 버스트 간격 동안 그 항들을 합산하는 단계를 포함하는 서보 정보를 검출하여 이 서보 정보로부터 위치 에러 위치를 복조하는 방법.
KR1019940027223A 1993-11-23 1994-10-22 고밀도 디스크 드라이브용 서보 제어 시스템과 위치 에러 신호 복조 시스템 및 그 방법 KR0162260B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15653193A 1993-11-23 1993-11-23
US156,531 1993-11-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR950015324A KR950015324A (ko) 1995-06-16
KR0162260B1 true KR0162260B1 (ko) 1998-12-15

Family

ID=22559951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019940027223A KR0162260B1 (ko) 1993-11-23 1994-10-22 고밀도 디스크 드라이브용 서보 제어 시스템과 위치 에러 신호 복조 시스템 및 그 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5774298A (ko)
JP (1) JPH07192238A (ko)
KR (1) KR0162260B1 (ko)
CN (1) CN1086496C (ko)
GB (1) GB2284688B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100333583B1 (ko) * 1998-12-04 2002-04-22 포만 제프리 엘 디지털/아날로그 변환기의 양자화 잡음에 기인하는 트랙오정렬을 감소시키는 방법 및 장치

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0684608B1 (en) * 1994-05-23 1999-10-06 STMicroelectronics S.r.l. Device for processing servo signals in a parallel architecture PRML reading apparatus for hard disks
DE69421071T2 (de) * 1994-05-23 2000-04-20 St Microelectronics Srl In Parallelarchitektur ausgeführte PRML Vorrichtung zur Verarbeitung von Signalen während eines Leseschrittes durch einen Magnetkopf
US5668678B1 (en) * 1994-11-14 2000-11-28 Cirrus Logic Inc Detecting servo data and servo bursts from discrete time samples of an analog read signal in a sampled amplitude read channel
US6324030B1 (en) * 1995-05-02 2001-11-27 International Business Machines Corporation Digital pes demodulation for a disk drive servo control system using synchronous digital sampling
SG55370A1 (en) * 1996-09-09 1998-12-21 Texas Instruments Inc Servo demodulator and method for synchronous servo demodulation
JPH10241307A (ja) * 1997-02-27 1998-09-11 Hitachi Ltd デジタルサーボ信号処理装置、ディスク媒体再生装置およびディスク媒体
US6025970A (en) * 1997-08-07 2000-02-15 International Business Machines Corporation Digital demodulation of a complementary two-frequency servo PES pattern
KR100543657B1 (ko) * 1998-02-20 2006-05-22 삼성전자주식회사 하드디스크 드라이브의 헤드 하이플라이 기록 방지 장치 및방법
US6426845B1 (en) 1998-05-21 2002-07-30 Seagate Technology Llc Asynchronous analog demodulator and method for a null-type servo pattern
US6195220B1 (en) 1998-05-21 2001-02-27 Seagate Technology Llc Method and apparatus utilizing field ratioing demodulation techniques for a null-type servo pattern
US6243224B1 (en) * 1998-05-21 2001-06-05 Seagate Technology Llc Asynchronous digital demodulator and method for a null-type servo pattern
US6604223B1 (en) 1998-08-17 2003-08-05 Seagate Technology Llc System and method for correcting interference errors in data encoded on storage media
US6421198B1 (en) 1999-04-27 2002-07-16 International Business Machines Corporation Linearity compensation for a position error signal based on repeatable and non-repeatable run out in a disk drive
US6522493B1 (en) 1999-04-27 2003-02-18 International Business Machines Corporation Position error signal linearization using an auxiliary discontinuity removal routine
US6785080B1 (en) 2000-10-10 2004-08-31 Maxtor Corporation Method and apparatus for providing a variable rate oversampling digital filter for resonance compensation in disk drive servo control systems
US6687080B2 (en) * 2001-05-29 2004-02-03 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Method and apparatus for improved PES demodulation in the presence of thermal asperities
US7023631B2 (en) * 2002-11-07 2006-04-04 Seagate Technology Llc Bi-frequency servo pattern
US7158333B1 (en) 2003-04-03 2007-01-02 Marvell International Ltd. Up-sampled filtering for servo demodulation
US7751144B1 (en) 2004-07-15 2010-07-06 Marvell International Ltd. Self-servo-write using ramp-tracks
US7209312B1 (en) 2004-07-15 2007-04-24 Marvell International Ltd. Self-servo-write using ramp-tracks
US7349171B2 (en) 2006-03-06 2008-03-25 Marvell World Trade Ltd. Method for measuring actuator velocity during self-servo-write
US7773334B1 (en) 2006-12-06 2010-08-10 Marvell International Ltd. Single-pass spiral self-servo-write
JP5058059B2 (ja) 2008-04-25 2012-10-24 株式会社東芝 記憶装置、利得調整装置および利得調整プログラム
US9514775B2 (en) * 2008-11-25 2016-12-06 Seagate Technology Llc Reducing effect of frequency acquisition error in a position error signal responsive to split servo burst patterns
US9804200B2 (en) * 2012-02-15 2017-10-31 Keysight Technologies, Inc. Digital oscilloscope comprising multiple data acquisition pathways
US8625231B1 (en) * 2012-11-08 2014-01-07 HGST Netherlands B.V. Adjusting VGA analog gain for misaligned servo sectors in a disk drive
CN106338216A (zh) * 2016-11-02 2017-01-18 无锡市疾病预防控制中心 一种空调冷却塔清洗消毒的操作规程
US11817122B1 (en) * 2022-08-25 2023-11-14 Western Digital Technologies, Inc. Data storage device with notch filter calibration based on multi-rate excitation and error rejection
US11915731B1 (en) 2022-08-25 2024-02-27 Western Digital Technologies, Inc. Data storage device with notch filter calibration based on multi-rate excitation and error rejection

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6276072A (ja) * 1985-09-30 1987-04-08 Toshiba Corp インデツクスサ−ボ方式
JP2593437B2 (ja) * 1985-09-24 1997-03-26 株式会社東芝 磁気デイスクのサーボ位置決め装置
US4669004A (en) * 1986-02-27 1987-05-26 Quantum Corporation High capacity disk file with embedded sector servo
US4740736A (en) * 1986-07-10 1988-04-26 Advanced Micro Devices, Inc. Servo data decoder for any amplitude dependent servo data encoding scheme
JP2628155B2 (ja) * 1987-01-13 1997-07-09 キヤノン電子株式会社 ヘッドトラッキング用サーボパターンを備えた記録媒体
JPS63288480A (ja) * 1987-05-20 1988-11-25 Victor Co Of Japan Ltd 磁気ディスク装置
US4764914A (en) * 1987-09-11 1988-08-16 Eastman Kodak Company Least squares method and apparatus for determining track eccentricity of a disk
JPH0237578A (ja) * 1988-07-28 1990-02-07 Olympus Optical Co Ltd 光学式記録および／または再生装置におけるアクセス速度検出装置
US5050016A (en) * 1989-10-12 1991-09-17 Conner Peripherals, Inc. Disk drive servo system using gain limited high-frequency track-following compensator
JPH07105122B2 (ja) * 1990-05-08 1995-11-13 インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン ヘッド位置制御方法および装置
US5170299A (en) * 1990-08-17 1992-12-08 Quantum Corporation Edge servo for disk drive head positioner
JPH04120887A (ja) * 1990-09-11 1992-04-21 Sony Corp Ｆｍ復調装置
US5089757A (en) * 1991-03-15 1992-02-18 Maxtor Corporation Synchronous digital detection of position error signal
JPH05145377A (ja) * 1991-11-22 1993-06-11 Nec Corp 周波数帯域分割フイルタ演算方式
US5341249A (en) * 1992-08-27 1994-08-23 Quantum Corporation Disk drive using PRML class IV sampling data detection with digital adaptive equalization

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100333583B1 (ko) * 1998-12-04 2002-04-22 포만 제프리 엘 디지털/아날로그 변환기의 양자화 잡음에 기인하는 트랙오정렬을 감소시키는 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR950015324A (ko) 1995-06-16
CN1086496C (zh) 2002-06-19
GB2284688A (en) 1995-06-14
US5774298A (en) 1998-06-30
JPH07192238A (ja) 1995-07-28
GB9423247D0 (en) 1995-01-04
GB2284688B (en) 1997-12-10
CN1115475A (zh) 1996-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0162260B1 (ko) 고밀도 디스크 드라이브용 서보 제어 시스템과 위치 에러 신호 복조 시스템 및 그 방법
US5818659A (en) Quadrature servo pattern disk providing asynchronous digital PES
KR100570558B1 (ko) 통합된 판독 및 서보채널을 가진 동기식 디지털 복조기
US6144513A (en) Detecting servo data and servo bursts from discrete time samples of an analog read signal in a sampled amplitude read channel
US5991107A (en) Sychronous read channel
US6452990B1 (en) Synchronous detection of wide bi-phase coded servo information for disk drive
US6324030B1 (en) Digital pes demodulation for a disk drive servo control system using synchronous digital sampling
KR0145036B1 (ko) 디스크 드라이버와 디스크 헤드 위치 제어 시스템 및 트랙 코드 어드레스 버스트 패턴 검출 방법
US6738205B1 (en) Self-writing of servo patterns in disk drives
EP0786133B1 (en) Synchronous detection of concurrent servo bursts for fine head position in disk drive
US5661760A (en) Wide biphase digital servo information detection, and estimation for disk drive using servo Viterbi detector
US5615065A (en) Phase-compensated servo pattern and position error-sensing detector
KR100639525B1 (ko) 디스크용 서보 포맷
US20030086195A1 (en) Acquisition signal error estimator
JPS6369067A (ja) デジタル磁気記録情報の再生方式
JPH02168472A (ja) 磁気ディスク装置の復調装置
JPS62259206A (ja) デジタル磁気記録情報の再生方式
JPS6353761A (ja) デジタル磁気記録情報の再生方式

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20010621

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee