PL177369B1 - Sposób wyznaczania żądanego odstępu ścieżek do zapisywania na nośniku pamięci w urządzeniu zapisującym - Google Patents

Abstract

1. Sposób wyznaczania zadanego odstepu sciezek do zapisywania na nosniku pamieci w urzadzeniu zapisujacym, zna- mienny tym, ze zapisuje sie przejscie na zbiorze sciezek, zas odstep zbioru sciezek wyznacza sie poprzez poczatkowa wartosc umiejscawiania radialnego, po czym gene- ruje sie sygnal odczytu zwrotnego zwiaza- ny z przejsciem zapisanym na kazdej ze sciezek zbioru oraz porównuje sie sygnaly odczytu zwrotnego ze soba dla okreslenia, czy odstep sciezek jest poprawny i jezeli nie jest poprawny, wyznacza sie druga wartosc umiejscawiania radialnego do za- pisania nastepnych sciezek. f i g . 1 a PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wyznaczania żądanego odstępu ścieżek do zapisywania na nośniku pamięci w urządzeniu zapisującym.

Informacje dla systemów takich jak systemy przetwarzania danych zapamiętuje się zwykle na nośnikach pamięci, takich jak dyski magnetyczne. Przy produkcji dysków napęd dyskowy posiadający pewną liczbę wewnętrznych głowic montuje się zwykle w stacji macierzystej określanej jako serwourządzenie zapisujące. Serwourządzenie zapisujące ma czujniki umieszczone na zewnątrz napędu dyskowego, aby zlokalizować położenie radialne i obwodowe przynajmniej jednej z głowic, tak aby można było zapisać wzór informacji magnetycznej na powierzchni dysku połączonej z głowicą zapisującą. Wzór staje się odniesieniem wzorcowym używanym przez napęd dyskowy podczas zwykłego działania urządzenia, aby zlokalizować ścieżki i sektory do zapisu danych.

Proces serwozapisu na stacji jest drogi, ponieważ każdy napęd dyskowy trzeba montować seryjnie w serwourządzeniu zapisującym. Ponadto zmieniają się mechaniczne warunki graniczne dysku, ponieważ czujniki muszą mieć dostęp do siłownika i silnika wrzecionowego dysku. Może to wymagać mechanicznego zaciskania i rozmontowywania stosu.

Jeden z procesów zapisywania serwoinformacji jest ujawniony w opisie patentowym USA nr 4 414 589. W opisie tym opisany jest system śledzenia serwościeżki do umiejscawiania ruchomej głowicy czytającej i zapisującej względem magnetycznego dysku pamięci. Zbiór serwościeżek jest zapisywany w sektorach na dysku dla identyfikacji położenia radialnego ścieżek informacyjnych. Ścieżka zegarowa jest zapisywana przez zapisanie pojedynczego impulsu na nieruchomej głowicy ścieżki zegarowej, pętlę fazową z pośrednią ścieżką zegarową która jest zapisywana na ruchomej głowicy, a następnie pętlę fazową aż do ostatniej ścieżki zegarowej, która jest zapisywana na nieruchomej głowicy ścieżki zegarowej. Radialna gęstość ścieżek jest wówczas wyznaczona przez przesunięcie głowicy do ogranicznika i zapisanie ścieżki odniesienia. Następnie głowica jest przesuwana na odległość wystarczającą do zmniejszenia amplitudy ścieżki odniesienia o ustalony z góry procent, który jest związany z końcową przeciętną gęstością ścieżek. Następnie zapisywana jest kolejna ścieżka odniesienia i

177 369 głowica jest ponownie odsuwana od drugiej ścieżki odniesienia o odległość wystarczającą do ponownego zmniejszenia amplitudy ścieżki odniesienia o ustalony z góry procent. Jest to kontynuowane do zapełnienia dysku ścieżkami odniesienia. Jeżeli tak uzyskana gęstość ścieżek nie jest zadowalająca, dopasowuje się liczbę redukcyjną i powtarza proces.

Inny sposób zapisu seroinformacji jest ujawniony w opisie patentowym USA nr 4 531 167 dotyczącym systemu serwozapisu do magnetycznych napędów dyskowych. W opisanym rozwiązaniu przed zapisaniem serwościeżek na dysku trzeba najpierw zapisać na dysku wzorcową ścieżkę zegarową za pomocą oddzielnej głowicy, która służy jako odniesienie czasowe dla całej czynności. Następnie zapisuje się na dysku serwoszeregi, zapisując serwoinformację o parzystości na całej powierzchni dysku. Uzyskuje się to przesuwając najpierw ramię do zewnętrznego ogranicznika uderzeniowego i powodując następnie, aby ramię przesunęło się radialnie na odległość mniejszą niż szerokość ścieżki danych dla każdego obrotu dysku. Następnie, ramię znowu kieruje się do zewnętrznego ogranicznika i powoduje, że głowica zapisuje dwie nieparzyste serwoinformacje na pewnej liczbie sektorów napędu dyskowego. Gdy ramię wykorzystane do zapisu nieparzystych serwoinformacji osiągnie wewnętrzną średnicę dysku, przeprowadza się porównanie liczby kroków, o które ramię przesuwa się z zewnętrznego ogranicznika uderzeniowego do wewnętrznego ogranicznika uderzeniowego z liczbą ścieżek wymaganą w rzeczywistości na dysku. Jeżeli liczba rzeczywistych kroków jest różna od liczby ścieżek wymaganych w rzeczywistości, zostanie wprowadzone określone odchylenie o wartości wyznaczonej przez mikroprocesor, aby w następnej operacji liczba kroków była dokładnie równa liczbie ścieżek wymaganych na dysku.

Każda z powyższych procedur wymaga zewnętrznego czujnika czasowego, aby zapisać wzory czasowe wykorzystywane do wyznaczania obwodowego położenia głowic. Ponadto, ponieważ potrzebne są zewnętrzne czujniki, wymaga się, aby otoczenie było czyste. W dodatku aby wyznaczyć odstęp ścieżek, który stosuje się następnie do zapisu serwowzoru, zapisuje się cały dysk informacji. Zabiera to czas i jest drogie. Istnieje więc zapotrzebowanie na technikę zapisu serwowzorów na dysku, który nie wymaga, aby otoczenie było czyste. Ponadto istnieje zapotrzebowanie na technikę zapisu serwowzorów, w której nie są potrzebne zewnętrzne czujniki. Istnieje jeszcze zapotrzebowanie na sposób wyznaczania, która głowica zapisuje najszerszą ścieżkę w urządzeniu zapisującym. Istnieje też zapotrzebowanie na sposób wyznaczania odstępu ścieżek urządzenia zapisującego bez zapisywania całego dysku informacji. Co więcej, istnieje zapotrzebowanie na technikę zapisu informacji czasowej, w której pominięte jest zewnętrzne źródło zegarowe, przez co zmniejsza się możliwość błędu wynikającą ze względnego ruchu pomiędzy głowicą zapisującą serwowzór i źródło zegarowe.

W brytyjskim opisie patentowym nr 2280302 jest ujawnione urządzenie dla zapisywania serwowzorów na dysku magnetycznym. Dysk magnetyczny, na którym sygnał zegara został zapisany co najmniej na jego części, jest umieszczony wewnątrz napędu dysku magnetycznego. Sygnał zegara jest odczytywany z dysku przy wykorzystaniu głowicy magnetycznej. Serwowzór jest wtedy zapisywany przez głowicę magnetyczną na podstawie zegarowego sygnału odczytu.

Europejski opis patentowy nr 0 546 227 opisuje sposób serwozapisywania w napędzie dysku magnetycznego. Ścieżka zegara jest zapisywana wewnątrz zaplombowanego zespołu dyskowego (HDA). Ścieżka zegara jest odczytywana przez głowicę magnetyczno-optyczną poprzez okienko w obudowie i wykorzystuje przejścia czasowe do sterowania głowicami, przy czym całkowity serwowzór może być zapisany w zespole HDA, który jest całkowicie zaplombowany.

Z europejskiego opisu patentowego nr 0 565 854 jest znany programowany generator serwotaktowania dla napędu dysku. Napęd dysku ma format zapisu na dysku, który zawiera serwopola i przeplecione pola danych. Napęd dysku zawiera generator taktowania dla generowania sygnałów taktujących do synchronizacji i sterowania operacj ą czytania/zapisywania i obwody serwoustawienia. Procesor obciąża zapisywalną pamięć programową rozkazami sygnałów taktujących i procesor następnie umożliwia odczytywanie tych rozkazów z zapisywalnej pamięci programowej.

177 369

Publikacja zgłoszenia międzynarodowego WO 94/11864 ujawnia samoserwozapisujący napęd dysku. Synchronizacja bitowa pomiędzy ścieżkami jest utrzymywana poprzez zapisywanie ścieżki zegara inicjującego na zakończenie i wtedy zapisywanie następnej ścieżki zegara zawiera regularne sekwencje sygnałów zegara wyrównania odstępów półścieżek tak, że ścieżka zegara inicjującego może być odczytana pomiędzy zapisującymi sygnałami zegara i sygnał odczytujący jest wykorzystywany do blokowania częstotliwościowego generatora, który jest stosowany jako odniesienie dla zapisywania sygnałów zegara następnej ścieżki. Zatem jest tworzony wzór tablicy kontrolnej sygnałów zegara.

Ze skrótów japońskich opisów patentowych, tom 15, nr 446 (P-1274), z 13 listopada 1991 r., jest znany sposób zapisywania serwościeżek w urządzeniach z dyskiem magnetycznym dla zapisywania serwościeżek wszystkich powierzchni danych z zapisywanie jednej z serwościeżek poprzez przesunięcie pozycji serwosektorów dla każdej z powierzchni danych i realizację zapisywania.

Ponadto, w skrótach japońskich opisów patentowych, tom 14, nr 253 (P-1054), z 6 marca 1990 r., jest ujawniony system zapisywania serwowzoru dla urządzeń z dyskiem magnetycznym w celu zmniejszenia jego kosztów poprzez tworzenie sygnału odczytującego początkową powierzchnię serwowzoru powierzchni wcześniej przepisanej oraz powierzchni sąsiadującej w kierunku promieniowym do procedury wyzwalania i zapisywania serwowzoru.

Istotą sposobu wyznaczania żądanego odstępu ścieżek do zapisywania na nośniku pamięci w urządzeniu zapisującym, jest to, że zapisuje się przejście na zbiorze ścieżek, zaś odstęp zbioru ścieżek wyznacza się poprzez początkową wartość umiejscawiania radialnego, po czym generuje się sygnał odczytu zwrotnego związany z przejściem zapisanym na każdej ze ścieżek zbioru oraz porównuje się sygnały odczytu zwrotnego ze sobą dla określenia, czy odstęp ścieżek jest poprawny i jeżeli nie jest poprawny, wyznacza się drugą wartość umiejscawiania radialnego do zapisania następnych ścieżek.

Korzystnie w trakcie zapisywania w pierwszym etapie umiejscawia się głowicę zapisującą urządzenia zapisującego na ograniczniku, w drugim etapie zapisuje się przejścia na jednej ze ścieżek wykorzystując umiejscowioną głowicę zapisującą, w trzecim etapie umiejscawia się ponownie głowicę zapisującą na ustalonym z góry miejscu na innej ze ścieżek, w czwartym etapie zapisuje się przejścia na innej ze ścieżek wykorzystując umiejscowioną ponownie głowicę zapisujący po czym powtarza się trzeci i czwarty etapy do zapisania informacji na każdej ze ścieżek zbioru.

Korzystnie w trakcie porównywania stosuje się ustalone z góry równanie do wyznaczenia drugiej wartości umiejscawiania radialnego.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia zapisywanie serwowzorów i informacji czasowych na nośniku pamięci w sposób łatwiejszy i bardziej dokładny niż w znanych rozwiązaniach oraz bez użycia zewnętrznych czynników.

Sposób według wynalazku objaśniono w oparciu o przykłady wykonania przedstawione na rysunku, na którym fig. 1a przedstawia napęd dyskowy realizujący technikę zapisu serwowzoru, fig. 1b - widok z boku napędu dyskowego posiadającego zbiór dysków zapisowych, fig. 2 - sieć działań zapisu serwowzoru, fig. 3 - sieć działań wyznaczania głowicy zapisującej najszerszą ścieżkę, fig. 4 - powierzchnię dysku podzieloną na N obwodowych wycinków, fig. 5 - wykres amplitudy sygnału w zależności od położenia głowicy zapisującej poza ścieżky. fig. 6 - sieć działań wyznaczania odstępu ścieżek, fig. 7 - powierzchnię dysku podzieloną naN obwodowych wycinków z czterema szeregami zapisanymi w jednym wycinku, fig. 8 - amplitudę sygnału odczytu zwrotnego w zależności od położenia radialnego głowicy zapisującej, w którym występuje poprawny odstęp ścieżek, fig. 9 - amplitudę sygnału odczytu zwrotnego w zależności od położenia radialnego głowicy zapisującej, w którym nie występuje poprawny odstęp ścieżek, fig. 10 - sieć działań zapisywania wzoru czasowego na dysku umieszczonym wewnątrz napędu dyskowego z fig. 1, fig. 11 - wykres gęstości widmowej nie powtarzających się wahań prędkości dla napędu dyskowego, fig. 12 - wykres wahania w zależności od przedziału czasowego dla napędu dyskowego z fig. 11, fig. 13 - wykres pokazujący średnią kwadratową wahań w zależności od numeru kroku, fig. 14a - trajektorię radialnego znaku czasowego, w której nie dodaje się żadnego ułamka do nominalnego przedziału czasowego w genem 369 rowaniu przejść parzystych z przejść nieparzystych, fig. 14b - trajektorię radialnego znaku czasowego, w której dodaje się wartość 1 do nominalnego przedziału czasowego w generowaniu przejść parzystych z przejść nieparzystych, fig. 14c - trajektomię radialnego znaku czasowego, w której dodaje się ułamek 1/2 do nominalnego przedziału czasowego w generowaniu przejść parzystych z przejść nieparzystych, fig. 15 - wykres pokazujący błąd w ustawieniu wzdłuż radialnego znaku czasowego względem numeru kroku, fig. 16 - sieć działań zapisu serwowzoru na powierzchni dysku, fig. 17 - sieć działań związaną z propagacją serwowzoru z fig. 16 na inne powierzchnie dysku, zaś fig. 18 - sieć działań związaną z zapisem informacji czasowej na powierzchni dysku z użyciem dwóch głowic.

Odnosząc się do fig. 1a i 1b w jednym przykładzie napęd dyskowy 10 zawiera jeden albo więcej dysków magnetycznych 12a, 12b (określanych zbiorczo jako dyski magnetyczne 12), jedną lub więcej głowic zapisujących 14a, 14b, 14c, 14d (określanych zbiorczo jako głowice zapisujące 14), mechanizm zawieszenia 16, siłownik 18, przyłączenie 20 siłownika, jeden albo więcej ograniczników uderzeniowych 22, sterownik 24 siłownika, kontroler odczytu i zapisu 26, komputer 28, programowalny generator opóźnienia 30 i system pomiarowy przedziału czasowego 32. Każdy z tych elementów składowych jest opisany szczegółowo poniżej.

Każdy dysk magnetyczny ma dwie powierzchnie, które mogą pobierać informacje, a każda powierzchnia ma zbiór ścieżek 13. Informacje takie jak informacje czasowe i serwowzory zapisuje się na powierzchni jednego lub większej liczby dysków magnetycznych 12 przy użyciu wewnętrznych głowic zapisujących 15. Silnik wrzecionowy 5 (fig. 1b) jest umieszczony na wewnętrznej średnicy dysków 12 i jest stosowany do obracania dysków magnetycznych 12. Jak przedstawia fig. 1a, głowice zapisujące 14 są przyłączone do mechanizmu zawieszenia 16.

Mechanizm zawieszenia 16 umożliwia głowicom zapisującym 15 przemieszczanie się w kierunku pionowym i jest przyłączony do siłownika 18. Siłownik 18 jest siłownikiem z ruchomą cewką, który zawiera łożysko kulkowe 19 połączone z silnikiem 23 z cewką drgającą. Jak pokazuje fig. 1b, silnik 23 zawiera jeden albo więcej magnesów 21. Po każdej stronie łożyska kulkowego 19 znajduje się ogranicznik uderzeniowy 22, który jest używany do ograniczenia zakresu ruchu siłownika. Siłownik 18 jest zamontowany na płytce podstawowej 25 poprzez przyłączenie 20 siłownika. Przyłączenie 20 siłownika przyłącza siłownik do płytki podstawowej poprzez jedną albo więcej śrub.

Sterownik 24 siłownika, który jest sprzężony z płytką podstawową 25 przez przewód 27a, zawiera obwody elektroniczne, takie jak tranzystory mocy, do dostarczania prądu do silnika 23 z cewką drgającą.

Do płytki podstawowej 25 przez przewód 27a podłączony jest również sterownik odczytu i zapisu 26, który stosuje się do odczytywania i zapisywania przejść magnetycznych na dyskach.

Do kontrolera odczytu i zapisu 26 i sterownika 24 siłownika odpowiednio poprzez szyny 29a i 29b podłączony jest komputer 28. Komputer 28 stanowi standardowy komputer osobisty, który posiada pamięć do zapisywania informacji.

Do komputera 28 przez szynę IDEE 31 jest podłączony programowalny generator opóźnienia 30. Pogramowalny generator opóźnienia 30 jest stosowany do sterowania czasem, w którym zapisywane jest określone przejście.

Do komputera 28 przez szynę IEEE 33 podłączony jest również system pomiarowy przedziału czasowego 32, który stosuje się do pomiaru wymaganych przedziałów czasowych. System pomiarowy przedziału czasu 32 zawiera analizator czasowy.

Jest oczywiste, że możliwych jest wiele odmian napędu dyskowego pokazanego na fig. 1a i 1b. Na przykład napęd dyskowy może mieć tylko jeden dysk magnetyczny albo tylko jedną głowicę zapisującą.

Napęd dyskowy 10 stosuje się do zapisu serwowzoru na jednym albo więcej dyskach magnetycznych 12. Serwowzór zapisuje się w określonych miejscach na jednej lub więcej powierzchni dyskowych, tak więc przed zapisem serwowzoru wyznacza się informację umiejscawiania radialnego i informację umiejscawiania obwodowego (θ) dla głowicy zapisującej stosowanej do zapisywania serwowzoru.

177 369

Odnosząc się do fig. 2, w jednym przykładzie wykonania wyznacza się głowicę zapisującą napędu dyskowego 10, która zapisuje najszerszą ścieżkę, krok 50, „Znajdź najszerszą ścieżkę”. W tym przypadku głowica, która zapisuje najszerszą ścieżkę jest żądaną głowicą stosowaną do zapisywania wzoru czasowego i serwowzoru. Jeżeli istnieje tylko jedna głowica zapisująca, głowica ta jest głowicą zapisującą najszerszą ścieżkę. Sposób wyznaczania najszerszej głowicy jest opisany szczegółowo w odniesieniu do fig. 3.

Odnosząc się do fig. 3, w celu wyznaczenia, która z głowic zapisujących napędu dyskowego albo innego urządzenia zapisującego zapisuje najszerszą ścieżkę, każda z powierzchni dyskowych umieszczonych wewnątrz napędu dyskowego jest dzielona na pewną liczbę N obwodowych wycinków, krok 52, „Podziel każdą powierzchnię dyskową na N obwodowych wycinków”. W jednym przykładzie N jest ustawione na szesnaście, tak więc powierzchnię dyskową dzieli się na szesnaście obowodowych wycinków, jak pokazuje fig. 4. Jak wiadomo, aby podzielić powierzchnię dyskową, stosuje się indeks do wyznaczania pierwszego sektora. Następnie można określić dowolną liczbę sektorów zapisując wzory w ustalonej z góry odległości jeden od drugiego.

Odnosząc się do fig. 3 i 4, po podzieleniu każdej powierzchni na N sektorów, co drugi sektor jest nazywany sektorem A, a pozostałe sektory są nazywane sektorami B, krok 54 „Nazwij co drugi sektor A”, a pozostałe sektory „B”. Następnie, przytrzymując siłownik 18 na ograniczniku uderzeniowym 22, każdą głowicę zapisującą 14 stosuje się do zapisania szeregów amplitudowych (czyli jednego albo większej liczby przejść) na odpowiedniej powierzchni dyskowej. W szczególności szeregi amplitudowe zapisuje się w każdym z sektorów „A” pierwszej ścieżki powierzchni dyskowej, krok 56, „Zapisz szeregi amplitudowe wszystkimi głowicami w sektorach „A” ścieżki 1”.

Po zapisaniu szeregów informacji siłownik 18 przesuwa się na ustalona z góry odległość, krok 58 „Przesuń siłownik o określoną wartość”. Ustalona z góry odległość opiera się na amplitudzie sygnału głowicy zapisującej, takiej jak głowica 14a, w porównaniu z położeniem głowicy poza ścieżką. Przykład przybliżonej zależności pomiędzy amplitudą i położeniem poza ścieżkąjest pokazany na fig. 5. Jak pokazano na fig. 5, gdy amplituda ma wartość maksymalną, głowica zapisująca jest bezpośrednio na ścieżce (czyli 30 mikronów), a gdy głowica zapisująca jest w połowie swojej maksymalnej amplitudy (czyli w przybliżeniu 0.5), głowica zapisująca jest w przybliżeniu w połowie poza ścieżką (czyli 15 mikronów). W jednym przypadku siłownik przesuwa się aż sygnał odczytu zwrotnego z głowicy 14a będzie równy połowie swojej maksymalnej amplitudy (czyli w połowie poza ścieżką). Podczas przesuwania serwomechanizmu w położeniu połowy amplitudy, co uzyskuje się przez próbkowanie wyprostowanego sygnału głowicy, szeregi amplitudowe zapisuje się głowicą 14a w sektorach B na drugiej ścieżce powierzchni dysku odpowiadającej głowicy 14a, krok 60 „Zapisz szeregi amplitudowe głowicą 1 w sektorach „B” ścieżki 2”.

Przez przesunięcie radialne poza drugą ścieżkę, szeregi „B” można wykorzystać do dostarczenia informacji o położeniu. Na przykład głowicę można sterować bramką aby odczytać sygnał z przejść magnetycznych odpowiadających szeregom „B” podczas określonych przedziałów (szeregi amplitudowe). Przy użyciu obwodu próbkująco-pamiętającego, utrzymywane jest stałe napięcie odpowiadające amplitudzie sygnału odczytu zwrotnego w przedziałach pomiędzy szeregami. Tworzy to wejściowy sygnał położenia dla serwopętli, aby umiejscowić siłownik. Przy przesuwaniu serwomechanizmu do danej amplitudy sygnału odczytu zwrotnego, stosuje się pętlę sterującą z małą szerokością pasma. Wtedy położenie głowicy jest średnią wszystkich szeregów sektorowych, a nie wynika z powtarzających się zmian magnetycznego serwosygnału. Przy użyciu amplitudy szeregu „B” jako sygnału położenia dla serwosystemu (czyli przy włączonym serwo), sygnały amplitudowe z szeregów „A” pod wszystkimi głowicami zapisującymi są odczytywane i porównywane, krok 62 „Porównaj sygnały z szeregu ,A””. Sygnały z szeregów „A” są odczytywane i porównywane przy użyciu standardowego przyrządu pomiarowego, takiego jak woltomierz albo oscyloskop cyfrowy. W momencie gdy zostanie utracony sygnał ze wszystkich głowic poza jedną, głowicę tę określa się jako głowicę zapisuj ącą i odczytuj ącą naj szerszą ścieżkę.

177 369

Chociaż w opisanym wyżej przypadku wykorzystuje się zbiór szeregów „A” i „B”, możliwe jest wykorzystanie tylko jednego szeregu „A” i jednego szeregu „B”.

Odnosząc się z powrotem do fig. 2, po wyznaczeniu głowicy zapisującej najszerszą ścieżkę, oznaczonej w dalszej części jako głowica W, jest ona używana do wyznaczenia odstępu ścieżek napędu dyskowego, krok 64 „Znajdź odstęp ścieżek”.

Odnosząc się do fig. 6 i 7, w celu wyznaczenia odstępu ścieżek napędu dyskowego, powierzchnia dyskowa odpowiadająca głowicy W jest dzielona na pewną liczbę N obwodowych wycinków, krok 70 „Podziel powierzchnię dysku”. Jak pokazuje fig. 7 powierzchnia dysku jest dzielona na szesnaście sekcji 68 i każda sekcja 68 posiada zbiór ścieżek 71. Zwykle powierzchnia dysku ma gęstość ścieżek w przybliżeniu 4000 ścieżek na cal (około 1600 ścieżek na cm), czyli 2000 ścieżek danych gdy ścieżka danych, jest dwukrotnie szersza od ścieżki i ścieżki danych nie pokrywają się ze sobą.

Odnosząc się znowu do fig. 6, po podzieleniu powierzchni dysku, siłownik 18 jest utrzymywany przy ograniczniku uderzeniowym i szeregi amplitudowe, określane jako szeregi „A” są zapisywane na pierwszej ścieżce każdej sekcji głowicą W, krok 72 „Zapisz szeregi „A” na ścieżce 1 głowicą W” (zobacz fig. 7). Możliwe jest zapisanie szeregów „A” na pierwszej ścieżce głowicą inną niż głowica zapisująca najszerszą ścieżkę. Ponadto możliwe jest zapisanie szeregów na ścieżce innej niż pierwsza. Po zapisaniu szeregów amplitudowych, siłownik 18 jest przesuwany o ustaloną z góry odległość, tak że na przykład amplituda z głowicy, która zapisuje najszerszą ścieżkę, wynosi połowę maksymalnej amplitudy albo jest równa amplitudzie, która jest najlepsza do uzyskania odpowiednich odstępów pomiędzy ścieżkami, krok 74 „Przeprowadź umiejscowienie siłownika”.

Po umiejscowieniu siłownika, siłownik zatrzymuje się w tym położeniu i szeregi zapisuje się na drugiej ścieżce każdej sekcji, krok 76 „Zapisz szeregi ,,B” głowicą W na ścieżce 2”. Podobnie, przez przesunięcie serwomechanizmu na szeregi „B”, szeregi „C” zapisuje się na trzeciej ścieżce każdej sekcji, krok 78 „Zapisz szeregi „C” głowicą W na ścieżce 3” i przez przesunięcie serwomechanizmy na szeregi „C”, szeregi „D” zapisuje się na czwartej ścieżce każdej sekcji, krok 80 „Zapisz szeregi „D” głowicą W na ścieżce 4”.

Po zapisaniu czterech szeregów (szeregi A, B, C i D) na ścieżkach głowicą, która zapisuje najszerszą ścieżkę, można wyznaczyć odstęp ścieżek przez porównanie sygnałów odczytu zwrotnego z każdego z szeregów, krok 82, „Porównaj sygnały odczytu zwrotnego z szeregów A, B, C, D”. Jeżeli odstęp ścieżek jest na pożądanym poziomie, głowica W jest ustawiana na środku drugiej ścieżki, sygnał odczytu zwrotnego z szeregu „B” ma maksymalną wartość i nie ma sygnału amplitudowego z czwartej ścieżki. Czyli jeżeli odstęp ścieżki jest równy szerokości głowicy, amplituda z szeregu „D” jest poniżej progu ustawionego na bliski zeru, na przykład -40 dB niżej od amplitudy na ścieżce. Ponadto sygnał z szeregów „A” oraz „B” jest równy amplitudzie, do której nastąpiło przesunięcie serwomechanizmu przy zapisywaniu drugiej ścieżki. Przykład powyższego jest pokazany na fig. 8, na której przy oznaczeniu liczbowym 83, amplituda szeregu „B” jest maksymalna, amplituda szeregu „D” jest bliska zeru i amplitudy szeregów „A” i ,,C„ są równe.

Jeżeli odstęp ścieżek jest poprawny, pytanie 84 „Czy odstęp ścieżek jest poprawny?”, to proces się zakończył i wartość amplitudy z szeregu „A” oznaczana jako Q1, do której nastąpiło przesunięcie mechanizmu przy zapisywaniu szeregu „B”, jest stosowana, jak opisano poniżej, do zapisywania serwowzoru, krok 85 „Koniec”. Jeżeli jednak sygnały odczytu zwrotnego są takie jak pokazuje fig. 9, odstęp ścieżek jest za duży i wyznacza się nową amplitudę dla szeregów „A”, jak opisano poniżej, krok 86 „Znajdź nową amplitudę dla szeregów „A””.

W szczególności, odnosząc się do fig. 9, Q1 oznacza amplitudę z szeregu A, do której przesunięto serwomechanizm przy zapisywaniu szeregu „B”. W tym położeniu R1 sygnał z szeregu „D” nadal nie jest bliski zeru. Przez przesunięcie serwomechanizmu do nowego położenia R2, gdzie sygnał z szeregu „A” jest równy Q2, sygnał z szeregu „D” spada do ustalonego z góry progu bliskiego zeru. W tym położeniu sygnał z szeregu „C” jest równy Q3. Wynika stąd, że zawsze gdy odstęp ścieżek jest zbyt duży, Q1 > Q1 > Q3. Podobnie, jeżeli odstęp ścieżek jest zbyt mały, Q2 < Q1 < Q3.

177 369

Jak wspomniano wyżej, jeżeli odstęp ścieżek jest nieodpowiedni, wyznacza się nową amplitudę Q1new dla szeregów „A”. W innym przypadku aby wyznaczyć nową amplitudę dla szeregu „A”, można użyć następującego równania, jeżeli sygnał odczytu zwrotnego jest liniowy w obszarze, gdzie amplituda wynosi Q1·

Q1new = 1/2 (Q3 + Q1old)

Odnosząc się znowu do fig. 6, po znalezieniu wartości Qnew, sterowanie przechodzi do kroku 72 „Zapisz szeregi „A” na ścieżce 1 głowicą W” Q1 albo wartości Q1new są tutaj określane jako wartość umiejscawia radialnego. Po zapisaniu szeregów „A”, siłownik umiejscawia się tak, aby amplituda z głowicy zapisującej najszerszą ścieżkę miała wartość równą wartości Q1new, krok 74 „Przeprowadź umiejscowienie siłownika”. W tym położeniu szeregi „B” zapisuje się głowicą zapisującą najszerszą ścieżkę na drugiej ścieżce. Następnie sterowanie biegnie dalej jak opisano poprzednio.

W innym przypadku wartość Q1 albo Q1new jest aktualizowana co ustaloną z góry liczbę ścieżek, nawet jeżeli wartość Q1 albo Q1new jest nominalnie stała dla wszystkich ścieżek.

Jak opisano poniżej, wartość Q1 albo Q1new, która reprezentuje wartość amplitudy na ścieżce, jest stosowana do zapisania serwowzoru. Jednak odnosząc się znowu do fig. 2, przed zapisaniem serwowzoru, generowane są znaki czasowe, które wskazują na obwodzie, gdzie ma być umieszczony wzór, krok 90 „Generuj znaki czasowe”. Wzór czasowy składa się ze zbioru równoodległych radialnych znaków czasowych przejść magnetycznych. Wzór czasowy, jak również opisany poniżej serwowzór, mogą zostać zapisane wewnętrznymi głowicami zapisującymi w uszczelnionym i zamkniętym napędzie dyskowym. Nie są potrzebne zewnętrzne czujniki.

W odniesieniu do fig. 10 opisana jest szczegółowo technika zapisu wzoru czasowego na dysku 12. Wewnętrzna głowica zapisująca stosowana do zapisu wzoru czasowego jest głowicą zapisującą najszerszą ścieżkę. Na początku głowicę W umieszcza się na ograniczniku, czyli ograniczniku uderzeniowym 22, w najbardziej wewnętrznym położeniu na ścieżce dysku związanego z głowicą W, określanego dalej jako dysk W, krok 92 „Umieścić głowicę na ograniczniku”. Przy głowicy znajdującej się w tym miejscu, seria przejść albo seria szeregów przejść, czyli przejść magnetycznych, jest zapisywana na powierzchni dysku w jednakowych przedziałach czasowych zajmujących jeden pełny obrót dysku, krok 94 „Zapisz przejścia na ścieżce 1 dysku”. Dysk obraca się z prędkością 60 obrotów na minutę i wybrany jest przedział czasowy 92,56 mikrosekund, tak że 180 szeregów przejść jest zapisywanych na jednej ścieżce dysku W. Te 180 szeregów przejść można uważać za pary przejść, przy czym każda para obejmuje odpowiednio przejście o numerze nieparzystym i parzystym. Na przykład jedna para szeregów przejść zawiera szeregi 1 i 2. Następna para zawiera szeregi 3 i 4 i tak dalej.

Po zapisaniu przejść i w szczególności przy następnym obrocie dysku W, mierzony jest przedział czasowy pomiędzy każdym nieparzystym i parzystym szeregiem przejść (1-2, 3-4 i tak dalej), krok 96 „Zmierz przedziały czasowe pomiędzy przejściami nieparzystymi i parzystymi”. Aby zmierzyć przedziały czasowe, stosuje się system pomiarowy przedziału czasowego 32. Po zmierzeniu każdego przedziału czasowego, wyznacza się odchylenie każdego przedziału czasowego od przedziału nominalnego, czyli 92 56 mikrosekundy, przy użyciu komputera 28. W szczególności komputer 28 obejmuje każdy przedział czasowy od przedziału nominalnego, aby uzyskać odchylenia, które są następnie zapisywane w pamięci komputera 28, krok 98 „Zapisz odchylenie każdego przedziału czasowego od przedziału nominalnego”.

Następnie wyznacza się specjalną wartość nominalną z przedziału czasowego pomiędzy przejściem 180 i przejściem 1, krok 100. „Zmierz przedział pomiędzy ostatnim i pierwszym przejściem”. Ten specjalny przedział nominalny tworzy się, ponieważ przejście 180 i przejście 1 różnią się od przedziału nominalnego 92,56 mikrosekund o względnie dużą wartość, to jest mikrosekundy zamiast kilka nanosekund. Wynika to z faktu, że przejście 180 i przejście 1 są zapisywane 16,67 milisekundy od siebie zamiast 92,56 mikrosekundy od siebie. Po wyznaczeniu specjalnej wartości nominalnej, jest ona zapisywana w pamięci komputera do wykorzystania jako przedział pomiędzy przejściem 180 i przejściem 1, krok 102 „Zapisz przedział jako specjalną wartość nominalną”.

177 369

Po zapisaniu szeregów przejść, albo serii przejść, na jednej ścieżce i wyznaczeniu oraz zapisaniu odchyleń, głowicę W przesuwa się radialnie z pierwszej ścieżki o ustaloną z góry wartość, krok 104 „Przesuń głowicę o ustaloną z góry wartość”. W przykładzie wykonania ustalona z góry wartość jest równa w przybliżeniu połowie ścieżki. Po przesunięciu głowicy w przybliżeniu o połowę ścieżki, nowy zestaw przejść o numerach parzystych jest zapisywany przez głowicę W przy użyciu istniejących przejść o numerach nieparzystych jako punktów aktywujących, krok 106 „Zapisz informacje na następnej ścieżce przy użyciu nieparzystych przejść”. Czas, w którym zapisywane jest dane przejście parzyste, jest kontrolowany przez programowalny generator opóźnienia 30 (fig. 1), jest on ustawiony na równy nominalnemu przedziałowi z dodanym ułamkiem, takim jak połowa, zapamiętanego zmierzonego odchylenia dla tej pary przejść. Po zapisaniu przejść parzystych, generuje się kolejny zestaw przejść nieparzystych przy użyciu przejść parzystych jako punktów aktywujących, krok 108 „Zapisz informacje na następnej ścieżce przy użyciu parzystych przejść”. Podobnie do zapisania przejść parzystych, dane przejście nieparzyste jest zapisywane w czasie kontrolowanym przez programowalny generator opóźnienia. W tym przypadku generator opóźnienia dla danej pary przejść jest ustawiany na równy przedziałowi nominalnemu dla tej pary. Dodatkowo do powyższego, przejście 1 jest generowane z przejścia 180 i zapisywane na drugiej ścieżce. W tym przypadku programowalny generator opóźnienia jest ustawiany na specjalną wartość nominalną, obliczoną jak opisano powyżej, z dodaną połową zmierzonego odchylenia umieszczonego w pamięci dla tej pary przejść. To odchylenie wynosi zero dla ścieżki drugiej, ale nie dla ścieżek następnych.

Po zapisaniu przejść parzystych i nieparzystych, mierzy się przedział czasowy dla każdej pary przejść nieparzyste-parzyste i każde odchylenie od nominalnego przedziału czasowego, albo specjalnego przedziału nominalnego, jest zapamiętywane w pamięci umieszczonej w komputerze 28, krok 110 „Zmierz przedziały i zapamiętaj odchylenia”.

Później ustala się, czy jest więcej ścieżek na dysku, aby odebrać informację czasową, pytanie 112, „Więcej ścieżek?”. Jeżeli na dysku nie ma więcej ścieżek do odebrania informacji czasowej, proces umieszczania wzoru czasowego na powierzchni dysku jest zakończony, krok 114, „Koniec”. Jeżeli jednak wzór czasowy ma zostać zapisany na dodatkowych ścieżkach dysku, sterowanie powraca do kroku 1 04, „Przesuń głowicę o ustaloną z góry wartość” i proces zostaje powtórzony.

Przy użyciu opisanego wyżej procesu uzyskuje się równoodległe radialne znaki czasowe, które można zastosować jako punkty aktywujące do generowania serwowzoru. Informacja o serwowzorze jest zapisywana w obszarach pomiędzy radialnymi znakami czasowymi. Po zapisaniu serwowzoru, radialne znaki czasowe można usunąć. Ponadto możliwe jest zapisanie serwowzoru bez użycia każdego radialnego znaku czasowego.

Pożądane jest rozpoczęcie serwowzoru tak szybko jak możliwe po radialnym znaku czasowym, aby zminimalizować wahania czasowe. Mlinimalny możliwy czas jest dany przez czas wymagany na przełączenie głowicy z odczytu na zapis, który wynosi zwykle mniej niż 1 mikrosekunda. Wahanie czasowe pomiędzy zapisanymi przejściami może powstać w wyniku zmian szybkości obrotowej, wibracji głowicy zapisującej, szumu elektronicznego i szumu nośnika. Szum nośnika wynosi zwykle mniej niż 1 nanosekunda jeśli chodzi o średnią kwadratową i może zostać zignorowany w kontekście serwozapisu. Szczegółowe zachowanie wahania zależy od określonej mechanicznej konstrukcji dysku, jak również jakości sterowania szybkością dysku. Jako wskaźnik wielkości i widma wahania oczekiwanego dla typowych użytkowych napędów dyskowych zmierzono wydajność napędu dyskowego Hardcard. Użyto analizatora czasowego HP5372A do uchwycenia ciągłej sekwencji 4096 przedziałów czasowych dla zapisanego wzoru 10 kHz. Pobrano odwrotność każdego z przedziałów czasowych, aby uzyskać zapis prędkości względem czasu. Następnie dane podzielono na poszczególne obroty i uśredniono, aby uzyskać powtarzającą się część fluktuacji. Powtarzająca się część fluktuacji została odjęta od danych, a nie powtarzające się fluktuacje prędkości uzyskano przez zastosowanie transformacji Fouriera. Gęstość widmowa nie powtarzających się wahań prędkości dla napędu dyskowego Hardcard jest pokazana na fig. 11. Jak pokazano na wykresie, większość fluktuacji występuje przy dosyć niskich częstotliwościach i wynikają one

177 369 prawdopodobnie ze zmian szybkości silnika. Niektóre ostre szczyty są obserwowane przy wyższych częstotliwościach (1900 Hz i 2800 Hz) i wynikają albo z rezonansów zawieszenia albo z defektów łożyska kulkowego.

Ponieważ większość fluktuacji prędkości występuje przy częstotliwościach poniżej 30 Hz, wahanie przedziału czasowego ma skalę liniową względem przedziału czasowego dla czasów krótszych niż około 30 milisekund. Ta zależność liniowa jest pokazana na fig. 12, która przedstawia wykres średniej kwadratowej wahań w nanosekundach w porównaniu do przedziału czasowego w milisekundach uzyskanego przez zsumowanie grup przedziałów w zapisie długiej sekwencji i policzenie średniej kwadratowej fluktuacji dłuższych przedziałów. Dla przykładu, dla przedziału 92,56 mikrosekund ustalono, że średnia kwadratowa wahań wynosi 4,9 nanosekund. Ta wartość jest nieco wyższa niż przy zależności liniowej wskutek szumu elektronicznego, który dla tego określonego napędu dyskowego ogranicza końcowe wahanie przy przedziale zerowym do około 3 nanosekund. Dane wygenerowane z powyższego eksperymentu pokazują, że informacje o serwowzorze, takie jak kody Graya serwopola albo szeregi fazowe można przyrównać do kilku nanosekund przez aktywowanie idealnych wzorów radialnych znaków czasowych.

W dowolnym schemacie samoczynnej propagacji wzoru ten sam minimalny błąd stosuje się do każdego cyklu procesu. W ogólności, takie procesy stanowią „błądzenia przypadkowe”, w których błąd netto wzrasta z pierwiastkiem kwadratowym z liczby cykli. Dla procesu obejmującego 2000 cykli i błędu 4,9 nanosekund na cykl, błąd wzoru będzie wynosił 219 nanosekund. Ponieważ typowy okres wzoru magnetycznego w kodzie Graya albo szeregu fazowym wynosi około 200 nanosekund, błąd ten byłby zupełnie nie do przyjęcia. Przy użyciu opisanej wyżej procedury do zapisu wzorów czasowych błąd wzoru wzdłuż każdego radialnego znaku czasowego wynosi około dwa razy więcej niż minimalny błąd na cykl, bez względu na liczbę cykli. Błędy w bezwzględnych miejscach radialnych znaków czasowych zależą wprawdzie od liczby cykli, ale wzrost następuje z pierwiastkiem czwartego stopnia. Błędy te nie wpływają na kod Graya ani rozmieszczenie szeregów fazowych. Tak więc błąd 4,9 nanosekund na cykl spowodowałby około 10 nanosekund błędu wzoru, co stanowi tylko 5% okresu wzoru magnetycznego, nieznaczącą ilość. W dodatku do powyższego, dostarcza się potencjalne ulepszenie w dokładności wzoru w porównaniu z istniejącymi sposobami serwozapisu, w których taktowanie jest zapewnione przez oddzielną głowicę zegarową albo koder obrotów. W takich systemach względny ruch fizyczny pomiędzy źródłem zegarowym i głowicą zapisującą będzie powodować błędy taktowania. Ruch ten może wynikać z wibracji elementów przytrzymujących głowice albo z nie powtarzających się zakłóceń w ruchu trzpienia obrotowego. Względny ruch około 10 mikronów powoduje błąd czasowy 10 nanosekund dla głowicy w promieniu jednego cala na dysku obracającym się z prędkością 3600 obrotów na minutę.

Jak opisano poprzednio, w zapisie wzoru czasowego, stosuje się opóźnienie taktowania o ustalonej z góry wartości. Ustalona z góry wartość jest równa nominalnej wartości z dodanym ułamkiem, oznaczanym przez F, zmierzonego odchylenia. Korzystnie ułamek ten to połowa, na podstawie porównania następujących trzech przypadków:

F = 0; F = 0.5; oraz F = 1.

Na fig. 13 przedstawiony jest wykres średniej kwadratowej wahań w miejscach 180 linii radialnych wokół ścieżki względem numeru kroku dla trzech przypadków wspomnianych wyżej. Jak przedstawia fig. 13 istnieje na przykład 1000 kroków i każdy krok odpowiada połowie ścieżki. Dane przedstawione na wykresie są średnimi ośmiu różnych przebiegów Monte Carlo, przy czym techniki Monte Carlo są symulacjami komputerowymi stosowanymi do szacowania procesów rządzonych zdarzeniami przypadkowymi. Początkowa ścieżka (czyli ścieżka o numerze jeden) jest generowana z błędami wybranymi z rozkładu Gaussa o odchyleniu standardowym 4,9 nanosekund, aby odpowiadać zmierzonemu wahaniu napędu dyskowego Hardcard w przedziałach 92,56 mikrosekundy. Generowanie nowych parzystych przejść obejmuje dodanie błędów o odchyleniu standardowym nanosekund, aby zrównoważyć dodatkowy wpływ procesu pomiaru. W generowaniu przejść nieparzystych z przejść parzystych

177 369 stosuje się błędy 4,9 nanosekundy. Z tego wykresu logarytmiczno-logarytmicznego widać, że zupełnie różne reguły mocy rządzą propagacją błędów dla F = 0 albo 1 i F = 0,5.

Dla przypadku F = 0 istnieją różne tory propagacji składające się z zupełnie niezależnych błądzeń przypadkowych, które biegną spiralnie do zewnątrz przez azymutalne przejście dwóch linii dla każdego wykonanego kroku (zobacz fig. 14a). Średni błąd kwadratowy rośnie jako pierwiastek kwadratowy z liczby kroków dla takiego procesu. Dla F = 1 błędy propagują się wzdłuż niezależnych torów radialnych i również rosną z pierwiastkiem kwadratowym z liczby kroków (fig. 14b). Jednak dla F = 0,5 błędy są ciągle mieszane pomiędzy torami spiralnymi i radialnymi (fig. 14c), powodując ilościowo różny typ błądzenia przypadkowego, który wzrasta z pierwiastkiem czwartego stopnia z liczby kroków. Na fig. 14a, 14b, 14c maksymalny promień odpowiada 200 krokom, a odchylenia kątowe zostały poszerzone o czynnik 200, aby stały się widoczne.

Błędy taktowania wzdłuż radialnych znaków czasowych bezpośrednio wpływają na rozmieszczenie sąsiednich przejść kodu Graya i szeregów fazowych i jeżeli są dosyć długie, zmniejszą amplitudę odczytu zwrotnego samych radialnych znaków czasowych. Ilościowo ten typ błędu jest widoczny jako nierówność pojedynczych linii jak pokazano na fig. 14a, 14b, 14c. Można zobaczyć, że gdy F = 0, występują znacznie większe błędy tego typu niż w sposobach, w których wykorzystuje się pomiar i korekcję błędu (na przykład F = 1 i F = 0,5). Jest to pokazane ilościowo na fig. 15, w którym średni błąd kwadratowy położenia pomiędzy sąsiednimi krokami wzdłuż radialnego znaku czasowego jest pokazany w zależności od numeru kroku. Jak poprzednio, są to średnie z ośmiu różnych przebiegów. Dla F = 0 spiralne tory propagacji powodują błędy z kroku na krok, które są nawet większe niż absolutne położenie błędów wokół ścieżki. Dla F = 1 i F = 0,5 błędy z kroku na krok są stałe (niezależnie od liczby kroków) i wynoszą około dwa razy więcej niż podstawowy szum przedziału 4,9 nanosekundy.

Należy zauważyć, że łączne błędy wzoru czasowego są wprost proporcjonalne do wahania w stosowanym przedziale podstawowym. Można je znacznie zmniejszyć ulepszając sterowanie prędkością silnika i poprzez lepsze dopasowanie sygnału odczytu zwrotnego. Można również bardziej zmniejszyć elektroniczny składnik wahań przez zastosowanie szeregów przejść zamiast oddzielnych przejść dla wzoru radialnego znaku czasowego. Zmniejszenie wpływu elektronicznego umożliwiałoby dodatkową poprawę dzięki dopuszczeniu nawet krótszych przedziałów podstawowych pomiędzy radialnymi znakami czasowymi.

Łączny czas wymagany dla generowania wzoru radialnego znaku czasowego jest szacowany na około dwie minuty dla wzoru składającego się z 1000 ścieżek (2000 kroków). Opiera się to na założeniu, że wykonanie każdego kroku propagacji zajmuje cztery obroty, po jednym obrocie dla ruchów głowic na połowie ścieżki, dla zapisania przejść parzystych, dla zapisania przejść nieparzystych i dla zmierzenia przejść z nieparzystych na parzyste.

Jest oczywiste, że możliwych jest kilka wariantów opisanej powyżej procedury, bez odchodzenia od istoty wynalazku. Dla przykładu można zastosować korekcję błędu (czyli ułamka zmierzonego odchylenia) inną niż jedną połowę. Jako inną możliwość można zastosować częściową korekcję błędu w generowaniu przejść nieparzystych z przejść parzystych. Podczas eksperymentowania okazało się, że nie przynosi to efektów co do bezwzględnych błędów położenia wokół ścieżki, ale zmniejsza nieco błąd przemieszczenia z kroku na krok wzdłuż linii.

Powyżej opisana technika dotyczy zapisu informacji zegarowej o ścieżce na powierzchni dysku przy użyciu wewnętrznej głowicy zapisującej napędu dyskowego. Odnosząc się ponownie do fig. 2, po wygenerowaniu wzoru czasowego, zapisywany jest serwowzór, krok 120, „Zapisz serwowzór na jednej powierzchni”.

W odniesieniu do fig. 16 została szczegółowo opisana technika zapisu serwowzoru przy użyciu głowicy, która zapisuje najszerszą ścieżkę i ułamka amplitudy na ścieżce (czyli Q1 albo Qnew), która zapewnia radialne umiejscowienie tej głowicy. W szczególności, głowica zapisująca najszerszą ścieżkę, głowica W, powraca do ogranicznika uderzeniowego na najbardziej wewnętrznej ścieżce powierzchni dysku związanej z głowicą W (czyli powierzchni W), krok 122 „Przesuń głowicę do ogranicznika”.

W tym miejscu zapisywany jest szereg amplitudowy „A”, krok 124, „Zapisz szereg „A””. Z aktywacją na co trzecim znaku czasowym (takim jak znak czasowy 1, 4, 7 i tak dalej)

177 369 zapisywany jest szereg amplitudowy „A” z opóźnieniem nominalnym trzydziestu (30) mikrosekund i szerokością dziesięciu (10) mikrosekund. Czyli szereg amplitudowy „A” jest zapisywany 30 mikrosekund po znaku czasowym i przez okres 10 mikrosekund. Jest oczywiste, że szereg można zapisywać na każdym znaku czasowym albo w każdym innym żądanym przedziale i że co trzeci znak czasowy jest jedynie przykładem.

Po zapisaniu szeregów „A” po co trzecim znaku czasowym, głowica W jest przesuwana serwomechanizmem na początkowy szereg „A” w położeniu radialnym reprezentowanym przez Q1 albo Qnew jak opisano wyżej, krok 126 „Przesuń głowicę serwomechanizmem”. Z głowicą W w tym położeniu radialnym, szereg amplitudowy „B” jest zapisywany w położeniach obwodowych reprezentowanych przez co trzeci znak czasowy (2, 5, 8 i tak dalej), krok 128, „Zapisz szereg „B””. Każdy szereg „B” jest zapisywany po co trzecim znaku czasowym z opóźnieniem nominalnym jednej (1) mikrosekundy i szerokością dziesięciu (10) mikrosekund.

Po zapisaniu szeregów amplitudowych „A i „B” zapisywany jest nagłówek sektora aktywowany na co trzecim znaku czasowym (1, 4, 7 i tak dalej), krok 30, „Zapisz nagłówek sektora”. Nagłówek sektora zawiera pole identyfikacyjne serwo i informację kodu Graya i jest zapisywany z nominalnym opóźnieniem jednej (1) mikrosekundy i całkowitym czasem trwania mniejszym niż dwadzieścia dziewięć (29) mikrosekund.

Po zapisaniu nagłówków sektora, głowica W jest przesuwana serwomechanizmem na szereg amplitudowy „B” do wielkości poziomu sygnału Q1 albo Qnew, wyznaczonego powyżej, krok 132 „Przesuń głowicę serwomechanizmem”. Z głowicą W w tym położeniu radialnym, szeregi amplitudowe „C” aktywowane na co trzecim znaku czasowym (1, 4, 7 i tak dalej) są zapisywane z nominalnym opóźnieniem czterdziestu (40) mikrosekund i szerokością dziesięciu (10) mikrosekund, krok 134 „Zapisz szereg „C””.

Następnie głowica W jest przesuwana serwomechanizmem na szereg „C” do poziomu sygnału Q1 albo Qnew, krok 136, „Przesuń głowicę serwomechanizmu” i zapisywany jest szereg amplitudowy „D” aktywowany na co trzecim znaku czasowym (2, 5, 8 i tak dalej) z nominalnym opóźnieniem dziesięciu (10) mikrosekund i szerokością dziesięciu (10) mikrosekund, krok 138 „Zapisz szereg „D””.

Po zapisaniu szeregów „C” i „D” zapisywany jest nagłówek sektora, krok 140, „Zapisz nagłówek sektora”. Podobnie do zapisu nagłówka sektora w kroku 130 nagłówek sektora zawierający pole identyfikacyjne serwo oraz informację kodu Graya jest zapisywany po co trzecim znaku czasowym (1, 4, 7 i tak dalej) i jest zapisywany z nominalnym opóźnieniem jednej (1) mikrosekundy i łącznym czasem trwania dwudziestu dziewięciu (29) mikrosekund.

Po zapisaniu nagłówków sektora głowica W jest przesuwana serwomechanizmem na szereg amplitudowy „D” do stosunku poziomów sygnału Q1 albo Q1new, krok 142 „Przesuń głowicę serwomechanizmem”. W tym położeniu szereg „A” jest zapisywany z nominalnym opóźnieniem trzydziestu (30) mikrosekund i szerokością dziesięciu (10) mikrosekund, krok 144 „Zapisz szereg „A””. Jak poprzednio, zapisanie szeregu „A” jest aktywowane na co trzecim znaku czasowym (1, 4, 7 i tak dalej).

Po zapisaniu szeregów „A”, jeżeli pożądane jest wygenerowanie serwowzoru na większej części całej powierzchni dysku, pytanie 146 „Więcej informacji do zapisania?”, sterowanie powraca do kroku 126 i proces jest powtarzany. W przeciwnym razie proces zapisywania serwowzoru na jednej powierzchni dysku, zgodnie z wynalazkiem, jest zakończony, krok 148 „Koniec”.

W tym momencie serwowzory można wygenerować na wszelkich innych dostępnych powierzchniach dysku, krok 160 „Generuj serwowzory na innych powierzchniach” (fig. 2). Uzyskuje się to w sposób opisany poniżej przez zastosowanie informacji z serwowzoru zapisanego poprzednio.

W odniesieniu do fig. 17 opisana jest technika generowania serwowzorów na innych powierzchniach dysku. Początkowo głowica zapisująca najszerszą ścieżkę jest przesuwana serwomechanizmem na szeregu „B” powierzchni W do poziomu sygnału Q1 albo Q1new, krok 162 „Przesuń jedną głowicę serwomechanizmem na szeregu „B””. Następnie głowica W odczytuje co trzeci znak czasowy (czyli znak czasowy 1, 4, 7 i tak dalej) na powierzchni W,

177 369 krok 164, „Czytaj znaki czasowe” i aktywuje operację zapisu drugiej głowicy na drugiej powierzchni, która może być dowolną głowicą na odnośnej powierzchni napędu dyskowego. Druga głowica zapisuje szereg „C” z nominalnym opóźnieniem czterdziestu (40) mikrosekund, krok 166, „Zapisz szeregi „C” drugą głowicą”.

Następnie głowica W jest przesuwana serwomechanizmem na szeregu „D” powierzchni W do stosunku poziomów sygnału Q1 albo Q1new, krok 168 „Przesuń jedną głowicę serwomechanizmem na szeregu „D””. W tym położeniu radialnym głowica W czyta co trzeci znak czasowy (na przykład 1, 4, 7 i tak dalej) na powierzchni W, krok 170 „Czytaj znaki czasowe” i aktywuje drugą głowicę w celu wykonania operacji zapisu. Druga głowica zapisuje szereg amplitudowy „A” na drugiej powierzchni z nominalnym opóźnieniem trzydziestu (30) mikrosekund, krok 72 „Zapisz szeregi „A” drugą głowicą”.

Po zapisaniu szeregów „A” i „C” jeżeli istnieje więcej serwowzoru na powierzchni W, pytanie 174, „Więcej informacji?”, sterowanie powraca do kroku 162 i proces jest powtarzany. Powyżej zakłada się, że serwowzór składa się z szeregów „A” i „C”, a nie szeregów „B” i „D”, które są tylko tymczasowe i są stosowane jako punkty serwo. Szeregi „B” i „D” reprezentują miejsca, w których będą ścieżki danych, tak więc szeregi „B” i „D” zostaną zapisane nową informacją.

Gdy serwowzór jest generowany na dodatkowej powierzchni, informacja nagłówka sektora jest umieszczona na drugiej powierzchni. Druga głowica jest przesuwana serwomechanizmem na szeregu „C” umieszczonym na drugiej powierzchni do stosunku poziomów sygnału Q1 albo Q1new, krok 176 „Przesuń serwomechanizmem drugą głowicę na szereg „C”. Przy przesuwaniu serwomechanizmem na tę pozycję, głowica W jest aktywowana na co trzecim znaku czasowym (na przykład 1, 4, 7 i tak dalej) na powierzchni W i nagłówek sektora jest zapisywany przez drugą głowicę z nominalnym opóźnieniem jednej (1) mikrosekundy i całkowitym czasem trwania mniej niż dwadzieścia dziewięć (29) mikrosekund, krok 178 „Zapisz nagłówek sektora”.

Następnie druga głowica jest przesuwana serwomechanizmem na szeregu „A” umieszczonym na drugiej powierzchni do stosunku poziomów sygnału Q1 albo Q1new, krok 180 „Przesuń serwomechanizmem drugą głowicę na szeregu „A””. Głowica W jest jeszcze raz aktywowana na co trzecim znaku czasowym (na przykład 1, 4, 7 i tak dalej) na powierzchni W i zapisywany jest nagłówek sektora, krok 182, „Zapisz nagłówek sektora”. Jak poprzednio, nagłówek sektora zawiera pole identyfikacyjne serwo oraz informację kodu Graya i jest zapisywany z nominalnym opóźnieniem jednej (1) mikrosekundy i całkowitym czasem trwania mniej niż dwadzieścia dziewięć(29) mikrosekund.

Jeżeli jest więcej informacji sektora do zapisania, pytanie 184, „Więcej informacji sektora?”, sterowanie przechodzi do kroku 176 i proces jest powtarzany. W przeciwnym razie cała informacja sektora jest zapisana i proces generowania serwowzoru na następnej powierzchni dysku jest zakończony, krok 186 „Koniec”. Jest oczywiste, że powyższy proces można stosować do generowania serwowzoru na dowolnej pożądanej liczbie powierzchni dysku. Odnosząc się do fig. 2, po propagacji serwowzoru na inne powierzchnie, proces jest zakończony, krok 190 „Koniec”.

Opisany wyżej proces daje w wyniku serwowzór szeregów amplitudowych zapisany na sześćdziesięciu (60) sektorach powierzchni dysku. Gdyby wymagany był wzór kodowany fazowo, szeregi amplitudowe zostałyby wykorzystane do informacji radialnej, natomiast głowica zapisuje wzór kodowany fazowo przy użyciu informacji czasowej dostępnej poprzez znaki czasowe. Jest oczywiste, że rozwiązania według wynalazku można wykorzystać do zapisu serwowzoru z więcej niż dwoma szeregami i że dwa szeregi są tylko przykładem.

Powyżej opisany jest przykład wykonania dla zapisu serwowzoru na powierzchni dysku. Poniżej w odniesieniu do fig. 2 i fig, 18 opisany jest inny przykład wykonania do zapisu serwowzoru. W odniesieniu do fig. 2, w tym drugim przykładzie wyznacza się najszerszą głowicę, jak również odstęp ścieżek, w sposób opisany szczegółowo powyżej. Jednak generowanie wzoru czasowego różni się od powyższego procesu i jest opisane szczegółowo w odniesieniu do fig. 18.

177 369

W tym przykładzie głowica wybrana do zapisania wzoru czasowego jest jedną z głowic, która nie zapisuje najszerszej ścieżki. Wybraną głowicę oznacza się jako głowicę 1, ale trzeba zauważyć, że może to być dowolna głowica wewnątrz napędu dyskowego poza tą, która zapisuje najszerszą ścieżkę. W innym przypadku wykonania może to być jednak głowica, która zapisuje najszerszą ścieżkę. Odnosząc się do fig. 18, wybrana głowica 1 jest stosowana do zapisu przejść magnetycznych reprezentujących wzór czasowy na pierwszej ścieżce powierzchni dysku odpowiadającej głowicy 1. Powierzchnię tę określa się tutaj jako powierzchnię 1, krok 200, „Zapisz ścieżkę zegarową jedną głowicę”. Ścieżka zegarowa jest zapisywana na powierzchnię dysku z częstotliwością około 2,5 MHz i ścieżkę zegarową zapisuje się we wszystkich położeniach radialnych na powierzchni dysku.

Po zapisaniu pierwszej ścieżki zegarowej głowicą 1, siłownik 18 jest przesuwany na ustaloną z góry odległość, krok 202 „Przesuń siłownik o ustaloną odległość”, aż amplituda sygnału odczytu zwrotnego będzie wynosiła w przybliżeniu połowę sygnału na ścieżce. Siłownik jest umieszczany przy pomocy serwomechanizmu w położeniu połowy amplitudy przez próbkowanie wyprostowanego sygnału głowicy. Podczas gdy siłownik jest umieszczony w ten sposób, głowica 1 czyta wzór zapisany poprzednio na pierwszej powierzchni dyskowej, a druga głowica określana jako głowica 2, zapisuje wzór na drugiej powierzchni dyskowej (powierzchni 2), który jest sprzężony fazowo z wzorem odczytywanym przez pierwszą głowicę, dając w wyniku nową ścieżkę zegarową na innej powierzchni dyskowej, krok 204 „Odczytaj wzór z głowicy 1 i zapisz wzór głowicą 2”. Podobnie do głowicy 1, głowica 2 nie musi koniecznie być drugą głowicą napędu dyskowego, ale może być dowolną głowicą w napędzie dyskowym.

Po zapisaniu informacji czasowej na drugiej powierzchni dyskowej, druga głowica jest umiejscawiana, krok 206 „Przeprowadź umiejscowienie głowicy 2”. W szczególności, druga głowica jest przełączana z trybu zapisu na tryb odczytu i czyta przejście zapisane poprzednio. Sygnał jest przekształcany na sygnał amplitudowy i siłownik umiejscawia się tak, aby poziom sygnału amplitudowego wynosił Q1 albo Q1new. W tym położeniu druga głowica odczytuje informację zegarową na drugiej powierzchni i druga ścieżka zegarowa jest zapisywana przez głowicę 1 na pierwszej powierzchni dysku sąsiadującej z pierwszą ścieżką zegarową, krok 208, „Odczytaj wzór z głowicy 2 i zapisz wzór głowicą 1”.’

Następnie jeżeli jest pożądane umieszczenie kolejnej informacji zegarowej na powierzchni dysku, pytanie 210 „Więcej informacji?”, sterowanie powraca do kroku 202. W tym przypadku pożądane jest umieszczenie informacji czasowej na całej powierzchni dysku (czyli we wszystkich położeniach radialnych). Przez powtórzenie procesu do zapisania całej powierzchni dysku ścieżkami zegarowymi, położenie obwodowe głowicy jest znane w dowolnym położeniu radialnym siłownika. Dokładność umiejscowienia radialnego podczas tego procesu nie jest krytyczna, o ile sygnały odczytu zwrotnego są sprężone fazowo i dodają się koherentnie.

Powyżej opisana technika jest zastosowana do dwóch wewnętrznych głowic zapisujących do zapisania specjalnej powierzchni zegarowej. W podanym przypadku dwie głowice zapisujące zapisują różne powierzchnie dysku, jednak nie jest to istotne. Jest możliwe, aby dwie głowice zapisywały tę samą powierzchnię. Jedna głowica czyta wzór, a druga zapisuje wzór az do uzyskania specjalnej powierzchni zegarowej przez przejście w poprzek powierzchni dysku.

Odnosząc się z powrotem do fig. 2 , po wygenerowaniu informacji czasowej serwowzór jest zapisywany na jednej z powierzchni dysku przy użyciu głowicy zapisującej najszerszą ścieżkę, jak szczegółowo opisano powyżej. Następnie serwowzór jest propagowany na wszystkie powierzchnie dysku, z wyjątkiem powierzchni zawierającej informację zegarową.

Możliwe jest również zapisanie serwowzoru na powierzchni z informacją zegarową. Aby to uzyskać, informację zegarową zapisuje się pomiędzy radialną informację o sektorach, na drugiej powierzchni, czyli powierzchni innej niż początkowa powierzchnia zegarowa. Jeżeli sektory radialne na drugiej powierzchni są przesunięte po obwodzie względem pierwszej powierzchni zegarowej, informacja zegarowa może być dostępna we wszystkich położeniach teta. Informacja zegarowa na drugiej powierzchni jest stosowana do zapisania serwowzoru na początkowej powierzchni zegarowej.

ΠΊ 369

190 fig- ^ζ

177 369

Fi g. 3

177 369

AMPLITUDA

o fig. 5

177 369

F i g. 6

1ΊΊ 369 fig177 369

AMPLITUDA SYGNAŁU AMPLITUDA SYGNAŁU

ODCZYTU ZWROTNEGO ODCZYTU ZWROTNEGO

Fig. 8

RADIALNE POŁOŻENIE GŁOWICY ZAPISUJĄCEJ

Fig. 9

177 369

?

NIE

Fig.10

ONIEC

-114

1TJ 369

fig. b

OS

500 |~400

O >

OS n3 O C t300

Q ω < O 2 c J*S «3 ^soo

Z 'Z Q <

W χ « < 100 <o 2

1 1 i 1	O
-	O
0			-
o
			-
§.1	1	’ 1 1
0	10	20	30

PRZEDZIAŁ CZASOWY (milisekundy) fig. 12

177 369

NUMER KROKU fig- 13

fig· 15

177 369

177 369

Fig.16

177 369

Fig. 17

177 369

Fig. 18

177 369

SYSTEM POMIAROWY

PRZEDZIAŁU CZASOWEGO fig· 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wyznaczania żądanego odstępu ścieżek do zapisywania na nośniku pamięci w urządzeniu zapisującym, znamienny tym, że zapisuje się przejście na zbiorze ścieżek, zaś odstęp zbioru ścieżek wyznacza się poprzez początkowa wartość umiejscawiania radialnego, po czym generuje się sygnał odczytu zwrotnego związany z przejściem zapisanym na każdej ze ścieżek zbioru oraz porównuje się sygnały odczytu zwrotnego ze sobą dla określenia, czy odstęp ścieżek jest poprawny i jeżeli nie jest poprawny, wyznacza się drugą wartość umiejscawiania radialnego do zapisania następnych ścieżek.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w trakcie zapisywania w pierwszym etapie umiejscawia się głowicę zapisującą urządzenia zapisującego na ograniczniku, w drugim etapie zapisuje się przejścia na jednej ze ścieżek wykorzystując umiejscowioną głowicę zapisującą, w trzecim etapie umiejscawia się ponownie głowicę zapisującą na ustalonym z góry miejscu na innej ze ścieżek, w czwartym etapie zapisuje się przejścia na innej ze ścieżek wykorzystując umiejscowioną ponownie głowicę zapisującą, po czym powtarza się trzeci i czwarty etapy do zapisania informacji na każdej ze ścieżek zbioru.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w trakcie porównywania stosuje się ustalone z góry równanie do wyznaczenia drugiej wartości umiejscawiania radialnego.