TW514883B - Rotary memory device and method for controlling the same - Google Patents

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TW514883B
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servo
magnetic head
memory device
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Akira Tokizono
Naoyuki Kagami
Hiroshi Uchida
Takashi Kuroda
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Description

[發明範圍] 本發明係關於一種旋轉記憶裝置及其控制方法，更特別 地係關於一種在快速搜尋期間適宜改善硬碟驅動機可靠度 之有效技術。 [背景技藝] 通常硬碟驅動機有定位其磁頭用之伺服機構。在硬碟驅 動機中，位置資訊係預先寫入磁碟媒體，且此位置資訊爲 磁頭所讀取以便偵測目前之磁頭位置。此位置資訊係徑向 地寫入磁碟媒體並根據磁碟媒體之旋轉準確度週期性地偵 測。各位置資訊一般係由一伺服位址標誌（SAM )、一灰碼 及資訊組組成。週期性地偵測s AM以便瞭解伺服鎖住狀 態。通常接著SAM的灰碼中之位址資訊是在伺服鎖住狀態 中被讀取’因而可偵測到磁頭之磁軌位置（磁柱位置）。 致動器控制磁頭臂之移動。通常係使用音圈馬達（v〇ice coil motor，下文簡稱VCM)做爲致動器。磁頭之軌跡係從 磁頭讀取之各目前位址及目標位址計算的。磁頭循著磁軌 以便移至目標位址。控制VCM的輸入電流以讓磁頭在最 短時間内到達目標位址。因爲通常硬碟驅動機之設計是要 發揮最高的性能並使搜尋時間最短，當快速搜尋期間在磁 頭尖端之取南速達到3.3米/秒。 最近數年来，此等硬碟驅動機之記錄密度已有改善，俾 在更嚴苛之條件下操作。因此在讀取位置資訊時錯誤較以 往更常發生。而且，有各種造成此等位置資訊讀取錯誤之 因素。此等因素例如由溫度、電源等週遭情況引起之應 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) A7 ------— _ B7 五、發明説明（2 ) 力乂及不疋整的寫入位置資訊、磁頭之短暫故障等。實 際上很難消除所有那些錯誤因素。此乃何以—種錯誤修復 方法夂知非苇重要’以便應付那些錯誤。尤其最近經常使 :加載/卸載機構（有時亦稱爲斜坡式負載機構）以便改善 又衝擊的性兔i防止硬碟I動機磁頭之磨。在加載/卸 載：構中，磁頭以斜坡式動作以便待命。因此在當時磁頭 ，疋位較其在旋轉磁碟之上飛驰時爲高。因此，在由於搜 尋錯誤磁頭以很快的速度（例如丨米/秒或以上）超越斜坡之 情況’則㈣對著定位在斜坡外緣之撞擊制止機構衝撞。 然後磁頭彈回，造成磁性媒體的表面受損。此係起因於傳 統硬碟驅動機之問題。 —通常在因故障終止讀取SAM之情況，伺服鎖住狀態被重 疋成词服開鎖。在此情況’ VCM輸出被設定在中性 狀態以便再試著讀取SAM。因VCM是在中性狀態，磁頭 臂造成慣性移動。而且在因故障終止灰碼讀取之情況在有 效的灰碼無法被讀取之情況，_狀態估計器是用以偵測灰 碼的决漬。狀態估計器維持著受控㈣的狀態變數相關之 ^際模式與其本身興正機器之測量値（測試値）。狀態估計 咨吓具有使用測量値（讀取之灰碼）與估計値之間的差値 (估計誤差）以校正估計値之功能。在穩定狀態下估計器的 輻出（估計値）足夠可靠。在偵測到與測量値之差異並超出 預疋參考値之情況，所以利用了估計値。灰碼之誤讀是以 此方式偵測，因而可校正誤讀値。 公告之未審查專利申請第9_139〇34號揭示了一修復技 -5-
514883 A7 ____ B7 五、發明説明（3 ) 術，該技術是用在當快速搜尋動作期間發生伺服錯誤之 時。根據該公報所揭示之技術，在估計速度超過預定參考 値之情況，驅動電流立即停止，並根據估計速度與參考速 度間之差異而流過制動電流，俾在磁頭撞至制止器之前將 磁頭速度降至預定値或以下。 此外，公告之未審查專利申請第11—45522號揭示一種在 積分器内積分驅動電流之技術，俾產生以此積分値爲基準 之減速控制信號。在搜尋動作當偵測到搜尋錯誤時，開始 積分驅動電流。 再者，公告之未審查專利申請第6-187749號揭示一種當 搜尋錯誤發生時，將正常速度控制信號改變成先前記錄在 記憶電路中的減速信號以控制硬碟驅動機磁頭的減速之技 術。此外，公告之未審查專利申請第4-106768號揭示一種 在正常時間及異常時間分別使用正常時間速度表及異常時 間速度表以控制減速度之技術。 [本發明所解決之問題] 總之，上述之任一種傳統技術無法滿意地解決此等搜尋 之錯誤。當慣性速度超過1米/秒時，中性化VCM的技術 並非很有效。在無法讀取SAM之情況，該技術將有造成在 媒體表面上永久損壞之問題。此外，縱在可讀取SAM之情 況’並無法確定在其餘區域可充分減速磁頭速度。 另一方面，在灰碼被誤讀之情況，當誤碼率很低時使用 上述之狀態估計器將很有效。總之，在達成以較高密度記 錄灰碼之情況，誤碼率無可避免地產生，因而狀態估計器 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 514883 A7 ________ B7 五、發明説明（4 ) 無法滿意地動作。尤其在估計器的位置偏離磁頭的眞正位 置之情況，使用估計的速度値可能意外地加速磁頭。此 外，估計器決定眞正機器爲正確之値。在此情況，在灰碼 被誤讀而估計器是在轉移狀態以將其値調整到眞正機器値 之情況，則有時磁頭速度無法預期地加速。此種磁頭速度 典法預期的加速度會導致磁頭過度動作，且由於不連續的 VCM輸出而產生異常聲音或振動。此一向爲傳統技術之 問題。 在此種情況下，本發明的目的是要提供一種縱使無法偵 測到SAM而維持在伺服鎖住狀態之方法，因而將磁頭回復 至其正常讀取狀態。本發明之另一目的是要在決定無法正 常偵測SAM之情況，提供一種防止磁頭衝向撞擊制止之方 法’藉而限制磁頭的街擊，俾不致於嚴重地損壞媒體表 面。本發明尚有的另一目的是要提供一種抑制無可避免的 異常VCM聲音或振動產生的技術。 [發明概述] 爲了達成上述目的，本發明的方法使得即使當由於任何 原因的故障終止SAM偵測，在不會重定伺服鎖住狀態之時 產生虛擬的SAM。因而可週期性地控制伺服中斷，俾嘗試 將磁頭回復至正常的讀取狀態。檢查SAM讀取信號（smf) 是否在SAM應被讀取的時間窗口（ SAm進來之窗口）中輸 出，即可決定SAM是否被讀取。在產生了此一虛擬Sam 之情況’一虛擬磁區間隔被用做磁區間隔，俾不致造成下 一伺服閘的延遲。 本紙張尺度適用中S ®家鮮(CNS) A4規格(21QX297公釐) A7
式可正；：=11取SAM時，以產生虛擬_的方 ( ^nus^ (時間）（sam尚未被讀取）内回復正常狀態 ，= 尖端的磁頭之移 =向Γ臂。在此情況下，驅動電流値及驅動時間二 r由用：加載/卸載機構的反電動勢電路之輸出値= 控制飼服中斷。因爲磁頭的移動受制動， 2使*其衝向撞擊制止機料，磁頭充分地減速。因而 題犯避免磁媒體表面上損壞所引起類如資料遺失等之問 :本發明，縱在緊急制動控制其亦嘗試著她鹰及 項取灰碼。因係週期性地產生虛擬SAM，因而飼服中斷受 正常地控制，此種嘗試是可能的。在緊急制動控制期間偵 測到SAM〈情況，磁頭可回復至正常控制。 再者，針對灰碼的誤讀，本發明提出下列的方法。很具 組地在决碩灰碼之情況，磁頭擁有不是從最後的磁軌位 f預期：加速度値’且一非預期之輸入値進入伺服控制 器:換言之’ _頭將冑取-與狀態料器所估計之値相距 ^运之値在此種情況下，非預期的加速度値及非預期的 輸入値A預定的最大値所取代，因此伺服中斷維持受控 制。總之，在非預期値持續一段固定時間之情況，決定了 ，服控制並非正常，因而系統可變成緊急制動控制。當誤 ，、發生寺防止危險的计數器被重定亦是可能的。使用危險
的計數器俾讓磁頭進入緊急制動控制模式。 。^磁頭係在減速中而輸入加速磁頭的値之情況，即認定 誤讀了灰碼。在此~情況下，該輸人値爲-減速磁頭速度 :典型値所取代，藉使持續伺服之控制。因而使用一被認 定爲更準確之値，可幾乎最佳化飼服控制。 各種應付此等灰碼誤讀的方法是要以一可抑制來自vcm 的異常聲音/振動產生之輸入値取代至vcm之不連續電流 輸入（電力供予）。 [較佳之具體實施例] 以下將參考附圖説明本發明之較佳具體實施例。總之， 本發明亦以其它不同之具體實施例實現。因此本發明不應 僅限於所述义具體實施例。而且在該等具體實施例中對相 同之項目將指定相同之編號。 圖1顯示本發明具體實施例中一硬碟驅動機之方塊圖。 在此具體實施例中之硬碟驅動機包含一以電氣寫入資訊之 磁碟狀磁性記錄媒體1 ; 一旋轉地驅動此磁性記錄媒體工 之王軸馬達2 ; 一將資訊寫入該磁性記錄媒體1 /從該磁性 记錄媒體1讀入資訊用之磁頭3 ; 一支撑磁頭3用之臂4 ; 及一驅動臂4用之音圈馬達5(致動器）。一 VCM驅動器6 驅動音圈馬達5。一反電動勢監測器7監測音圈馬達5之反 電動勢。一磁頭前置放大器8放大磁頭3之類比輸出並送 至一伺服通道9。 此具體實施例之硬碟驅動機具有緊急制動控制裝置 1 〇。將於稍後詳細説明緊急制動控制裝置1 〇。硬碟控制 -9 - __________________ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4规格（210 X 297公楚)
裝 π
線 A7 ----- —__B7 五、發明説明-------- ‘ 整個硬碟驅動•。收到來自例如飼m通道9的 I L號硬碟挺制器1 1輸出一驅動器信號至VCM驅動器 j在緊急制動模式下，硬碟控制器"將―控制信號輸至 糸w制動控制裝置10，且緊急制動控制裝置1〇參考從反 電動勢監測器7輸出之信號，俾在緊急時制動vcm。 、硬碟按制器1 1經一匯流排J 5連接至RAM 12、R〇M 13及 =介面14。主介面14與主系統16相交界。R〇M 13儲存 女裝於硬碟控制器丨丨中的Mpu所處理之程式，而ram η 接收k ROM 13載入之程式。RAM 12亦做爲從磁碟驅動機 進入及輸出至磁碟驅動機之資料的緩衝器。 圖2顯示硬碟控制器1 i及其週邊組件之詳細局部方塊 圖。除上述之組件或裝置之外，硬碟控制器u亦具有下 列組件或裝置。具體上硬碟控制器i丨包含伺服邏輯裝置 17 ;位置產生裝置/加速度檢查裝置18 ;輸入最佳化裝置 /危險檢查裝置19 ;伺服控制器20 ;數位濾波器21 ;狀 態估計器2 2 ;及MPU 23。許多個該等組件或裝置係分別 以單一晶片元件構成並裝於硬碟控制器1 i中。當然，該 等組件或裝置可分別以一分離式元件構成。 磁性1己錄媒體1包含徑向之位置資訊。各位置資訊係由 一伺服位址標誌（SAM)、一灰碼及一資料組組成。含位置 資訊的媒體1上之資料爲磁頭所讀取，由磁頭前置放大器 8所放大並進入伺服通道9。 伺服通道9偵測來自磁頭前置放大器8之類比波形之 SAM，並在SAM偵測之時將一 smf (發現伺服位址標誌）信 -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) A7 ____ B7 五、發明説明（8 ) 唬送至伺服邏輯裝置i 7。然後伺服通遒9解碼接著s AM 的灰碼’並將一資料組信號從類比轉換成數位。然後該等 資訊項經一词服資料線依序地傳輸至伺服邏輯裝置1 7。 伺服通道9爲一伺服閘信號所起動。 伺服邏輯裝置1 7控制著伺服通道9之起動時序，以便在 所設計的取樣時期讀取寫在媒體1之伺服型樣（位置資 訊）。伺服邏輯裝置1 7讀取基於從伺服通道9所獲得之資 訊而產生位置資訊。此外，伺服邏輯裝置1 7在產生位置 資訊之時產生一至MPU 23之伺服中斷。而且伺服邏輯裝 置1 7在同一時間產生一伺服鎖住狀態。此外，伺服邏輯 裝置1 7監測伺服通道中所偵測到之sam的狀態。在SAM 未於一預定的時間窗口（進來窗口）被偵測到之情況，伺服 邏輯裝置17利用虛擬SAM產生裝置24產生虛擬SAM。因 爲係以此方式產生一虛擬SAM，伺服邏輯裝置17可產生 一至MPU 23之伺服中斷，就像在伺服通道偵測到sam — 樣。 位置產生裝置/加速度檢查裝置18基於來自伺服邏輯裝 置1 7之資訊及來自狀態估計裝置2 2之資訊決定誤讀之位 置。裝置1 8亦基於目標位置計算所需之位置偏差以做回 饋控制。 當無法讀取伺服型樣（位置資訊：SAM)時，乃起動緊急 制動控制裝置1 0。在此一情況下，根據讀取伺服型樣的 最後速度，磁頭速度被減速至安全層級（例如，0.4米/秒） 或以下。爲以此方式減速磁頭速度，在VCM驅動器6維持 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱)
流過固定電流（例如，丨安培）。不然的話，來自反電動勢 電路的輸入是用以控制磁頭速度之減速。 反電動勢監測器7測量加至VCM之反電動勢。此測量信 可被回饋至緊急制動控制。當未見到伺服型樣時，該測量 値使得磁頭速度可受測量。 輸入最佳化裝置/危險檢查裝置19具有檢查來自位置產 生裝置的輸出資訊之功能，因而抑制了裝在該輸入最佳化 裝置後級的伺服控制器2 〇之不連續輸出。裝置1 9亦檢查 磁頭位置讀取錯誤數目是否達到預定値，以便將控制切換 成緊急制動控制。 伺服控制器2 0保有最佳化回饋及順饋之各參數，以便 P牛低其本身之搜尋時間。伺服控制器2 〇計算各取樣（伺服 中斷控制）之VCM輸出。數位濾位器2 1包含一凹口波濾波 器，俾控制機械系統之共振。 狀態估計裝置2 2持有由致動器實際模式及測試所決定 I參數。當從眞正機器回饋資訊時，裝置22估計了下次 取樣（伺服中斷）之磁頭位置。 MPU 23根據記錄於RAM 12*R〇M π之微碼控制各種項 目。MPU 23具有根據來自伺服邏輯之中斷信號所執行之 词服控制功能。在此具體實施例中該功能尤其重要。 在此具體實施例中，本發明應用安裝斜坡2 5 (加載/卸載 機構）之硬碟驅動機。因在磁頭過動之情況，加載/卸載機 構可能損壞記錄媒體之表面，防止此問題本發明是很有效 的。總之’在本發明該加載/卸載機構並非很重要亦非強 -12-
514883 A7 B7 五、發明説明（1〇 ) 制的要求。 裝
線 接著將説明本發明之控制方法。圖3顯示從SAM的獲得 至伺服中斷控制之處理流程圖。爲獲得一 SAM ,伺服邏輯 裝置1 7將一伺服閘信號送至伺服通道9 (步驟2 6 )。當飼服 閘被驅動成高位階時，伺服通道起動。在伺服閘被驅動成 高位階之後，決定是否可在預定的時間框（SAM進來窗口） 内獲得smf信號。在取得smf信號（取得SAM)之情況下， 當時即產生伺服中斷信號，因而開始伺服控制（步驟 28)。在步驟27未取得smf信號之情況下，產生一虛擬 SAM (步驟29)。如圖4所示，在伺服鎖住窗口中產生虛擬 SAM。因係以此方式在伺服鎖住窗口中產生虛擬sAM， 词服鎖永不會開鎖。此外’因永不會偵測到伺服開鎖，伺 服閘正常地打開以讀取下一個磁區。因此虛擬的Sam僅用 在發生錯誤的磁區。在使用此一虛擬SAM的的情況，需要 時間決定是否要產生此虛擬SAM。因而延遲的時間超過未 使用虛擬SAM的伺服中斷控制之原來間隔時間。此外，原 來之時間亦用以開啓伺服閘以讀取下一個SAM，因此較原 來爲短的虛擬間隔用來當做磁區間隔（步驟3 〇 )。此一虛 擬SAM產生了伺服中斷信號，因而像正常時間控制一般開 始伺服中斷控制（步驟2 8 )。 在此具體實施例中’縱在無法讀取SAM時，藉分別地使 用虛擬SAM定期地產生伺服中斷信號以規則地完成伺服控 制。因此，由於從過去使用狀態估計裝置22以及虛擬 SAM已正確地讀取的磁軌位置之磁軌位置估計，磁頭可在 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 514883 A7 __B7 五、發明説明（11 ) '' 高可能性下進行正確的搜尋。此爲爲何依循正確磁軌位置 之可能性變得高於VCM中性化以便進入伺服型樣搜^ 式之情況。即使因先前不可預料的因素造成的故障而終止 讀取時，讀取下一個SAM是可能的，以致可在較高的可能 性下回復正常之操作。 匕 在此具體實施例的控制方法其特徵爲在快速搜尋操作時 使用虛擬的SAM。此與在磁軌追循期間使用虛擬sam之 具體實施例不同。當磁頭造循磁軌時，虛擬的SAM是用以 回復受損的標誌。在像本具體實施例中之快速搜尋操作期 間並不圖保持伺服控制。 圖5顯示當發出伺服中斷信號時對伺服中斷之概要控制 操作流程圖。響應來自MPU 23之指令而改變目標（步驟 31)。此目標改變之處理是響應來自主或MpU23i指令以 圖改變磁頭追循之目標磁軌位置，且伺服機構認得此變 更。在目標磁軌位置之情況下，選擇最佳化的操作以便降 低將磁頭移至目標磁軌位置所需之搜尋時間。而且在控制 前往產生磁軌位置的下一步驟之前，可執行如錯誤回復之 各種處理。各種處理將於下説明。 接著產生目前之磁頭位置資料（步驟3 2 )。此位置的產生 係基於從伺服通道取得之伺服資料、從狀態估計裝置22 取得之估計的位置資料等以產生原始位置資料。此處理所 產生之資料包含如根據最後位置資料與目前位置資料間之 差値獲得之速度資料、根據最後速度資料與目前速度資料 間 < 差値獲得之加速度資料時。採用估計之位置資料或原 -14-
A7 B7 五、發明説明（12 ) ^^位置資料是可根據估計値與原始資料間之偏差以及操 作模式選擇的。 ^ 接下來根據目削之控制模式進行正常控制（步驟3 3 )抑或 緊2控制（步驟3 4)。控制模式是在最後的伺服中斷處理 決疋，且在此時間使用所決定之控制模式。正常控制模式 可分成^個階段’類如速度控制模式，其中磁頭是在速度 ㈣狀態；設定模式，其中磁頭被安置在目標磁軌；磁軌 追循模式，其中磁頭根據目標磁軌與目前位置間之差値追 循目標磁軌。在伺服控制是在此方式的多個階段進行之情 況，可根據該等控制模式之各模式選擇最佳化之控制參 數，因而最佳化伺服控制。將於稍後詳細説明緊急伺服控 制。 接著改變控制模式（步驟3 5)。此步驟之處理將於稍後詳 細説明。在此之後，進行搜尋完成之檢查（步驟3 6)。然 後進行搜尋暫停之檢查（步驟3 7)。搜尋完成之檢查爲偵 測及通知追尋著磁軌的磁頭狀態之處理，因而使得能從/ 在磁碟謂取/寫入資料。在使用計數器的多個伺服中斷處 理中認出磁頭追循狀態之後，可發出此一搜尋完成信號。 當達到預定時間後尚未發出搜尋完成信號時，搜尋暫停檢 查終止並發出搜尋錯誤訊息。 圖6顯示控制模式改變範例之流程圖（步驟3 5 )。現在假 設目前的控制模式爲正常伺服控制。在此伺服中斷處理 中’決定了是否使用虛擬SAM (步驟38)。在使用虛擬 SAM之情況，危險計數器値增加丨（步驟3 9 )，然後決定危 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 514883 A7 ___B7___ 五、發明説明(13 ) ' ' 險計數器値是否爲5或高於5(步驟4〇)。在此情況下，危 險計數器的參考値被設定爲” 5 ”。當然該値可改變。在危 險計數器値爲5或高於5之情況，控制模式改變成緊急制 動控制模式（步驟41)，然後控制模式變更終止驟 42)。在危險計數器値並非5或高於5之情況，不需做控制 模式變更且處理終止（亦即，保持正常控制模式）（^驟 42)。 另一方面，在未使用虛擬SAM之情況，決定是否誤讀灰 |碼（步驟4 3 )。灰碼的誤碼將於稍後説明。對於灰碼的誤 讀，控制模式的變更終止且目前的控制模式持續，而危險 计數器値保持如常（步驟4 2 )。此外，當無灰碼被誤讀時 (亦即，無誤地執行處理），危險計數器値重定爲〇(步驟 4 4 )，然後控制模式的改變終止，以致目前的控制模式繼 績（步驟42)。具體上在每一 SAM被正常地讀取且無灰碼 被誤讀之情況下，操作被認定爲正常的，因而危險計數器 値被重定爲0。縱使當一SAM正常地被讀取時，在灰碼被 誤讀之情況，則該狀況不能認定爲「無問題」。因而目前 的危險计數器値保持如常。因非正常地讀取SAM，該狀況 明顯地異常。因而危險計數器値增加。總之，在此情況， 緊急制動並未立即動作。當危險計數器値超過一預定値 時’緊急模式被設定。在伺服控制方法之情況，即使有多 次故障終止SAM的讀取，不過期望故障可能是偶然的且伺 服型樣可於稍後正常地讀取。因此，在此一情況，並未重
I 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） '' 514883 A7 ------------^_—_ 五、發明説明（14^ ' ---- 發生錯誤之情況，出現超過預定値之危險計數器値。因而 控制模式可進入緊急制動模式，俾使能安全地執行錯誤處 理0 束在步驟43選擇「是」的情況，危險計數器値保持如上 返者總之，可增加危險計數器値，就像在伺服控制時更 加顧慮安全之情況使用虛擬SAM一樣。不然的話，當使用 一虛擬SAM時可將危險計數器値增加2，當灰碼被誤讀時 可將危險計數器値增加1。 〜 圖7爲緊急制動處理（步驟34)的範例流程圖。在最後伺 服中斷處理模式改變之情況，在控制模式改變成緊急控制 才旲式 < 情況，於下一個伺服中斷處理中在步驟3 2產生位 置貪料之後’控制前往緊急控制（步驟3 4 )。 首先自反電動勢監測器7取得一輸出値（步驟45)，並決 定該値是否飽和（步驟46)。在該値飽和之情況，從輸出 之極性檢查磁頭的移動方向（步驟47)。而且根據磁頭的 移動方向決足要施予V C Μ的制動電流之極性，藉以驅動 制動電流（步驟48)。在此階段，尚無法獲知磁頭的移動 速度，所以由一預定的電流値及施加時間（例如，i安培 及3.2毫秒做爲絕對値广驅動制動。可由考慮一至少足以 飽和反電動勢監測器、VCM及致動器特性之速度決定該 預定的速度値。接著逆向驅動計數器（funsha—c〇unt)値減 1 (步驟4 9 )。藉以決定逆向驅動計數器値是否爲〇 (步驟 50)。將目可速度値乘以適當因數可決定逆向驅動計數器 値。在逆向驅動計數器値爲〇之情況，須進行預定的減速 -17- f紙張尺度適财Η ®家標準(CNS) A4規格(21G X 297公 514883 A7 B7
五、發明説明（15 ) 度處理。因而執行錯誤修復處理（步驟5 i )。在此錯誤修 復處理中，發出一搜尋錯誤報告。在逆向驅動計數器値不 爲〇之情況，緊急制動處理終止，然後執行正常之伺服中 斷處理（步驟52)。在此具體實施例之控制方法之情況， 即使在緊急制動處理期間仍如平常地進行伺服中斷處理以 便重複搜尋動作。在某些情況下，在此搜尋動作期間可讀 取伺服型樣。在此狀態下，退出緊急制動處理並回復正常 控制處理。根據本發明之控制方法，具體上即使在緊岸护 制開始之後有回復正常控制之可能性。因而僅當無法:^ 正常控制時才發出搜尋錯誤信號。而且縱在此搜尋錯誤時 間’磁頭速度有足夠的減速，因而即使當磁頭衝撞撞擊制 止機構等時避免了無法修復之損壞。 另一方面，在步驟4 6決定了測量電路未飽和之情況， 反電動勢電路的輸出値以回饋方式用來控制磁頭位置（步 咏5 3 ) °在預足的控制之後’決定反電動勢電路之輸出値 是否低於一預定的參考値（步驟54)。在該輸出値低於= 考値之^況下，磁頭速度充分減速，因而執行錯誤修復處 理（步驟5 1 )。在輸出値超出參考値之情況，決定是否债 測到暫停（步驟5S)。在偵測到暫停之情況，執行錯誤修 復處理（步驟51)。在未偵測到暫停之情況，緊急制動終 止以便回至正常伺服中斷處理（步驟5 2)。在可利用反電 動勢電路的輸出値之情況，起動了回饋控制。因此可在極 高的可能性下回復正常控制狀態。 圖8顯示反電動勢監測器7之電路圖。在此情況，流過
裝 訂 f -18-
514883 A7 B7 五、發明説明（16 ) VCM監測器的電流經感知器R轉換成電壓，然後此感知器 R之端對端電壓在第一級放大器0P1中放大。各自接收 0P1的輸出之兩個放大器0P2及0P3爲用於已使用0P2的 傳統加載/卸載機構之反電動勢電路。當磁頭在/從斜坡加 載/卸載時，開關S接到端A以便取得輸出OUT。另一方 面，0P3爲用於此具體實施例中的控制方法之電路。具體 上，加載/卸載機構的反電動勢電路的部分是轉向的。調 整構成0P3的負回饋電路之元件値以及接至負輸入端之電 阻器元件値可調整全比例。 如上所述，根據此具體實施例之控制方法，即使當無法 讀取伺服型樣（一 SAM、一灰碼及一資料組）時，使用一虛 擬SAM，主題之伺服中斷處理（伺服控制）持續。而且，在 無法讀取SAM的狀態在預定之頻率計數内持續之情況，乃 執行緊急制動處理俾出搜尋錯誤信號。以該控制方法，因 此即使偶然因故障終止SAM的讀取時，SAM可在下次讀 取，故正常的伺服控制在極高的可能性下回復。此外，因 爲即使在緊急制動處理期間，正常伺服控制以此方式在高 度可能性下回復，搜尋錯誤發生的可能性可以降低。而 且，即使當搜尋錯誤發生時，在磁頭速度充分減速時可處 理錯誤。因而抑制磁性記錄媒體表面上磁頭之過動及彈回 所引起的損壞發生是可能的。 接著將説明灰碼誤讀之處理。圖9爲在速度改變監測裝 置中執行處理之流程圖。首先從伺服資料取得原始磁柱資 料（磁頭位置）（步驟5 6 )。然後從最後磁軌値（磁頭位置） -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
資料(磁頭位置)間之差値計算 門：声ν、+、後，從最後磁頭速度與目前磁頭速度 差値计异目前之磁頭加速度(步骤58)。n :頭加速度之上限(絕對値)幾乎是由致動器之：性；決 疋。ϋ而決足所取得之加速度是否爲非預期値（步驟 5”。在加速度是在預定芝正常値範圍之情況，速度改變 〈監測終止（步驟6〇)。在加速度不在正常値範圍内之情 况乃決定已取得磁柱値之讀取爲誤讀（步驟。在此 您後，速度改變乏監測終止（步驟6 〇 )。此誤讀的資訊是 用於上述控制模式之改變中。 / 接著將説明防止異常伺服輸入之處理。圖i 〇爲對此異 常伺服輸入預防處理之流程圖。首先取得磁頭位置（步驟 6 2 )。然後從狀您估計裝置取得之資訊加至磁頭位置。目 前之磁頭位置係以P(n)表示。此後從最後磁頭位置以卜” 計算目前磁頭速度V(n)步驟（6 3 )。該計算是如V(n)=P(n)-P(n-l)進行。此外，在該處之目標速度是使用距目 ^磁軌的距離做爲输入的磁軌計算函數計算的（步驟 6 4)。從V(n)及TV(n)計算飼服控制器輸入値X⑷=ν⑻_ T V(n)(步驟6 5 )。然後決定χ(η)絕對値是否超過最大改變 値（步驟6 6 )。在超過最大改變値之情況，考慮了極性以 替代Χ(η)之最大改變値（步驟6 7 )。在未超過之情況，如 常地使用Χ(η)。在此之後，計算VCM控制値U(n)(步驟 6 8 )。結果將爲 u(n)=U(n-l)+Y(n)，Y(n) = -kl X X(n) - k2 x X(n_l) - k3 x Y(n-l) - k4 x Υ(η·2)。kl 至 k4 爲對當時設定之 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐) 514883 A7 _B7 五、發明説明（18 ) 各種控制模式適當選定之常數値。然後將U(n)送入數位濾 波器以便控制VCM(步驟69)。 因爲輸入X(n)爲此所限，故至VCM之不連續輸入値受抑 制。因此，從VCM產生之異常聲音及振動可被抑制。 圖1 1顯示抑制異常伺服輸入的處理之另一例。如同在 圖1 0者，首先計算輸入控制器的輸入（步驟6 5 )，以便決 足磁頭疋否在減速中（步驟7 0 )。在磁頭是在減速之情 況，要決定X(n)値是否表示加速的狀態（步驟7 1 )。在該 値表示加速狀態之情況，一減速該磁頭之典型値輸至 X(n)(步驟7 2 )。因而回復正伺服控制（步驟7 3 )。因爲當 磁頭在減速中將加速該磁頭之値輸入伺服控制器爲異常狀 態’該輸入値爲另一減速該磁頭之輸入値所取代。在此情 況，選定一典型値做爲減速該磁頭之輸入値。根據致動器 及VCM的特性，經預先的測試等，該典型値被決定爲最 具代表性之値。該値可能不是最適當的一個，不過此時卻 是適當的代表値。因爲偵測到異常輸入並依此方式以一正 常値取代，VCM可以受穩定地控制，因而使能產生受抑 制的異常聲音及異常振動。 再者，有時會讀取不適當的値並進入狀態估計裝置，不 過该處理不在此説明。縱然在此情況下，輸入値可受限 制，因而順利地保持狀態估計裝置之内部狀態値。 在上述具體説明本發明的較佳具體實施例之時，熟悉此 項技藝之人士可瞭解到不偏離本發明之精神下之修改將是 •21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 514883 A7 _____ B7 五、發明説明（19 ) 很明顯的。 例如在上述具體實施例控制模式改變之處理流程中（圖 6 )，未使用虛擬SAM，且當無灰碼被誤讀（亦即，當伺服 型樣被讀取時），危險計數器立即重定爲〇。在此情況 下，於緊急制動控制模式即使可讀取伺服型樣（s AM、灰 碼等）一次，正常控制模式回復。總之一舨而言，在緊急 制動模式下，磁頭狀況不穩定。藉著僅讀取正常伺服型樣 一次以回復正常控制模式’要消除偶然地讀取正常伺服型 樣之情況是不可能的。因此，例如可使用如圖1 2所示之 控制模式改變處理，以便更安全地及確定地定位磁頭。圖 1 2顯示控制模式改變處理之另一例的流程圖。在圖12 中，可使用步驟74所示之正常控制返回計數器 (Norm一ret—count)。當叫出緊急制動模式時（步驟4 1 )，此 正常控制返回計數器値被重定爲〇 (步驟7 4 )。然後在下一 次伺服中斷處理之中及後，緊急制動控制狀態被設定。在 緊急制動模式的伺服型樣讀取期間，決定S AM及灰碼均 被正常地讀取（在步驟4 3選擇「否」）之情況，正常控制 返回計數器的値加1(步驟75)，然後決定返回計數器値是 否爲5或高於5 (步驟7 6 )。在步驟7 6選擇「否」之情況， 則決定控制狀態尚未足夠穩定以回復至正常控制。因而词 服控制在緊急制動模式的後績處理中持續（步驟4 2 )。在 控制返回計數器値爲5或高於5之情況，則決定控制狀賤 爲足夠穩定。因而設定了正常控制模式（步驟77)且重定 危險計數器値爲0(步驟44)，因此持續伺服控制（步驟 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 514883
42)。以所用之控制，由於當正常控制模式從緊急制動模 式回復時伺服型樣偶然讀取，防止返回至正常控制模式是 可能的。因爲僅當磁頭情況幾乎確定係穩定且依此方式防 止在緊急時不正常返回至正常控制時才回復正常控制，故 可預防非預期之磁頭撞擊。在上述例子中，控制返回計數 器之參考値設定爲5，不過當然可自由地改變參考値。 再者，在上述具體實施例中，係使用音圈馬達（VCM )做 爲臂控制裝置。當然，臂控制裝置可爲另一種馬達/致動 器。 還有，雖然在上述具體實施例中之硬碟驅動機係用來做 爲旋轉記憶裝置之例，不過並限於硬碟驅動機。該具體實 施例亦可應用至具有旋轉記憶裝置之任何記憶體裝，例如 像光及光與磁可再寫記錄裝置之CD-R/W、D VD、MO記憶 裝置等。此外，該具體實施例亦能應用至可移動之旋轉磁 性記錄裝置，類如軟式硬碟驅動機等。 [本發明之優點] 在此説明書所揭示的本發明獲得的代表性效應如下所 示。在即使當因故障終止SAM的讀取時而保持在伺服鎖住 狀態，回至正常讀取狀態是可能的。本發明之方法可防止 磁頭衝撞撞擊制止或輕撞到撞擊制止，以便在決定了 SAM 的正常偵測不可能的情況不致在媒體表面上造成不可修復 之損壞。因而本發明可能抑制VCM產生之不想要的異常 聲音或振動。 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 514883 A7 B7 五、發明説明（21 ) 圖式 簡述 圖 1爲 本發明具體實施例中硬碟驅動機之方塊圖； 圖 2爲 一硬碟控制器及其週邊組件之詳細方塊圖； 圖 3爲從SAM之取得至伺服中斷控制之處理流程圖，· 圖 4爲 產生虛擬SAM之時序圖； 圖 5爲 當發出伺服中斷信號時對一伺服中斷之概要控制 流程 圖 9 圖 6爲 一控制模式改變處理之流程圖： 圖 7爲 '^緊急制動處理之流程圖； 圖 8爲 一反電動勢監測器之電路圖； 圖 9爲在速度改變監測裝置中執行之處理流程圖； 圖 1 〇爲一異常伺服輸入預防處理例之流程圖； 圖 1 1爲該異常伺服輸入預防處理另一例之流程圖；及 圖 1 2爲該控制模式改變處理另一例之流程圖。 [符號説 明] 1 磁性記錄媒體 2 主轴馬達 3 磁頭 4 臂 5 音圈馬達 6 音圈馬達驅動器 7 反電動勢監測器 8 磁頭前置放大器 9 伺服通遒 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐) 514883 A7 B7 五、發明説明（22 ) 1 0 ...緊急制動控制裝置 1 1 ...硬碟控制器 12 ...隨機存取記憶體 1 3 ...唯讀記憶體 1 4 ...主介面 1 5 ...匯流排 1 6 ...主系統 17 ...伺服邏輯裝置 18 .…位置產生裝置/加速度檢查裝置 1 9 ...輸入最佳化裝置/危險檢查裝置 2 0 .。.伺服控制器 2 1 ...數位濾波器
2 2。.。狀態估計裝置 2 3 ... MPU 2 4 ...虛擬SAM產生裝置 2 5 ...斜坡加載機構 A ...端 0P1至0P3…放大器 ο U T ...輸出 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)

Claims (1)

  1. 514883 A8 B8 C8 D8 1· 一種旋轉記憶裝置，包含： 一旋轉驅動單元，用以旋轉地 之旋轉記憶媒體； 六、申請專利範圍 動一窝入位置資訊 一磁頭，用以從該旋轉記憶媒髀d 却· A唷取至少該位置資 呑tli ， 一臂驅動單元，用以驅動一在龙 臂；及 、尖端具有該磁頭之 词服单元’用以担制該磁頭K 體之相對位置， 、相對於該旋轉記憶媒 其中該旋轉記憶裝置包含： —用以從該磁頭讀取該位置資訊的標記信號之單 元； 用以產生一虛k標記信f走之單元，該虛擬標記 k號代表因故障終止該標I己信號讀取的情況之該標 記信號； 一使用該標記信號或該虛擬標記信號以執行該伺 服單元的中斷單元； 一使用該虛擬標記信號以計數該執行的中斷頻率 之單元； 一測量該臂驅動單元的輸出値之單元，藉以從該 輸出値決定該磁頭的移動方向；及 一在該計數超過一預定値之情沉以與該移動方向 相反方向之驅動力供予該臂驅動單元之單元。 2·如申請專利範圍第1項之旋轉記憶裝置，其中該臂驅動 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -26 - 514883 A8 B8 . C8 D8 六、申請專利範圍 單元包含一音圈馬達，而該輸出偉爲該音圈馬達的反電 動勢値。 3. 如申請專利範圍第2項之旋轉記憶裝置，尚包含： 一監測該音圈馬達的該反電動勢之單元；及 一使用該反電動勢監測器的輸出以回饋方式控制該驅 動力之單元。 4. 如申請專利範圍第1項之旋轉記憶裝置，尚包含： 一計算該磁頭的加速度之單元；及 一在該加速度超過一預定値情況決定被誤讀的該位置 資訊的位址資訊之單元， 其中在決定係誤讀該位址資訊之情況，於該伺服單元 的該中斷之處理時，該虛擬標記信號使用頻率計數器未 被重定。 5. 如申請專利範圍第4項之旋轉記憶裝置，尚包含一計數 該誤讀頻率之單元，且其中當該誤讀頻率超過一預定値 時，該旋轉記憶裝置以與該移動方向相反方向之驅動力 供予該臂驅動單元。 6. 如申請專利範圍第1項之旋轉記憶裝置，尚包含： 一狀態估計單元，在與由該磁頭所讀取的目前磁頭位 置之偏差超過一預定値之情況，用以估計該磁頭之目前 位置並決定該估計値爲該磁頭位置；及 一在該狀態估計單元之校正輸入超過一預定値之情 況，決定被誤讀的該位址資訊之單元， 其中在位址資訊被決定係誤讀之情況下，於該伺服單 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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    六、申請專利範圍 πI孩中斷處理時，該虛擬標記信號使用計數器未被重 定。 如申請專利範園第6項之旋轉記憶装置，尚包含一用以 计數忒疾漬頻率之單元，其中在該誤讀頻率超過一預定 値之情況，以與該移動方向相反方向之驅動力供予該臂 驅動單元。 如申請專利範園第1項之旋轉記憶裝置，尚包含一由該 兹颈所讀取的該位置資訊之位址資訊及在該伺服單元的 取後中斷處理中之位址資訊以計算該伺服單元的輸入値 I單TG，其中該輸入値計算單元具有將該輸入値限制在 一預定範圍内之功能。 9. 如申请專利範園第j項之旋轉記憶裝置，尚.包含： —由該磁頭所讀取的該位置資訊之位址資訊及在該伺 服單元的最後中斷處理中之位址資訊以計算該伺服單元 的輸入値之單元；及 一決足孩磁頭是否爲該臂驅動單元所減速之單元， 其中在決足减磁頭是在減速中而計算出加速該磁頭的 輸入値之情況，該輸入値計算單元具有以一減速該磁頭 之値取代该輸入値之功能。 10. 如申请專利範圍第J項之旋轉記憶裝置，其中該旋轉記 憶裝置爲一具有加載/卸載機構之硬碟驅動機。 11· 一種控制旋轉記憶裝置之方法，該旋轉記憶装置包含： 一旋轉驅動單元，用以旋轉驅動一儲存位置資訊之旋 轉記憶媒體；一磁頭，用以從該旋轉記憶媒體讀取至少 -28 - 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) Α4規格(21〇 X297公羞） 六 、申請專利範園 A8 B8 C8 D8 該位置資訊；〜辟 哥驅動單元，用以驅動一在其尖端具有 該磁頭之臂；及 / 、、 -〜伺服單元，用以控制該磁頭相對於該 旋轉記憶媒體之如… 、 心相對位置，該方法包含之步驟爲： 伙该磁頭讀互二、 、 ，、取孩位置資訊的標記信號； _i 、Μ你兄信號的讀取是否被讀出，並在因故障終 止汶tk號讀取之情況產生一虛擬標記信號；及 進入4 ^兄信號或該虛擬標記信號，並執行該伺服 單元之中斷，其中： 在孩中斷執行步驟中計數該虛擬標記信號之該頻 率’因而決定該計數是否超過一預定値；及 在该計數超過該預定値之情況，該旋轉記憶裝置 ’則里▲臂驅動單元之輸出値，並從該輸出値決定該 磁頭之移動方向，因而以與該移動方向相反方向之 驅動力供予該臂驅動單元。 12. 13. 14. 如申請專利範園第1 1項之控制該旋轉記憶裝置之方 法’其中該輸出値爲該臂驅動單元之該線圈馬達之反電 動勢輸出値。 如申請專利範圍第i 2項之控制該旋轉記憶裝置之方 法，其中該線圈馬達之該反電動勢是以回饋方式用來控 制該驅動力。 如申請專利範圍第1 1項之控制該旋轉記憶裝置之方 法，尚包含之步驟爲： 計算該磁頭之加速度；及 決定該加速度是否超過一預定値， -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 514883 '；U? A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 其中在該決定爲眞之情況，該位置資訊之位址資訊被 決定爲誤讀，且於該伺服中斷處理時，該虛擬標記信號 使用計數器未被重定。 申請專利範圍第1 4項之控制該旋轉記憶裝置之方 ’尚包含之步驟爲： 犠震_數該誤讀之頻率；及 決定該誤讀頻率是否超過一預定値， 其中當該決定爲眞之情況’以與該移動方向相反方向 之驅動力供予該臂驅動單元。 16. 如申請專利範園第〗i項之控制該旋轉記憶装置之方 法’尚包含之步驟爲： 估計該磁頭之目前位置； 決定在由該磁頭讀取之目前磁頭位置與該估計値間之 偏差是否超過一預定値； 在該決定爲眞之情況時，以該估計値取代該目前之磁 頭位置；及 決定在下一個伺服中斷處理中要進入該估計步驟之輸 入値是否超出一預定値， 其中在該輸入値超出該預定値之情況，決定該位址資 訊係被誤讀，且在該伺服中斷處理中該虛擬標記信號使 用計數器未被重定。 17. 如申請專利範園第i 6項之控制該旋轉記憶装置之方 法，尚包含之步驟爲： 計數該誤讀之頻率；及 -30 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 514883 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 決定該誤讀之該頻率是否超過一預定値， 其中在該決定爲眞之情況，以與該移動方向相反方向 之驅動力供予該臂驅動單元。 18. 如申請專利範圍第1 1項之控制該旋轉記憶裝置之方 法，尚包含之步驟爲： 由該磁頭所讀取的該位置資訊之位址資訊及在該伺服 單元的最後中斷處理中所用之位址資訊以計數該伺服單 元之輸入値；及 將該輸入値限制在一預定範圍内。 19. 如申請專利範圍第1 1項之控制該旋轉記憶裝置之方 法，尚包含之步驟爲： 由該磁頭所讀取的該位置資訊之位址資訊及在該伺服 單元的最後中斷處理中所用之位址資訊以計數該伺服單 元之輸入値； 決定爲該臂驅動單元所移動之該磁頭是否在減速中； 及 以一減速該磁頭之値取代該輸入値。 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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