基于虛擬伺服磁道伺服控制磁頭的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的制造方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備(諸如磁盤驅(qū)動(dòng)器)包括磁盤和連接到致動(dòng)器臂的遠(yuǎn)端的磁頭，致動(dòng)器臂通過音圈電機(jī)(VCM)圍繞樞軸旋轉(zhuǎn)以將磁頭徑向定位在磁盤上方。磁盤包括多個(gè)徑向間隔的同心磁道，其用于記錄用戶數(shù)據(jù)扇區(qū)和伺服扇區(qū)。伺服扇區(qū)包括磁頭定位信息(例如，磁道地址)，其由磁頭讀取并且由伺服控制系統(tǒng)處理以在逐磁道搜尋時(shí)控制致動(dòng)器臂。
[0002]圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的磁盤格式2，其包括由圍繞每個(gè)伺服磁道的圓周記錄的伺服扇區(qū)6。-化限定的若干伺服磁盤4。每個(gè)伺服扇區(qū)6 i包括用于存儲(chǔ)周期圖案的前導(dǎo)碼8和用于存儲(chǔ)特定圖案的同步標(biāo)記10，其中周期圖案允許適當(dāng)增益調(diào)整和讀信號的時(shí)序同步，特定圖案用于符號同步到伺服數(shù)據(jù)字段12。伺服數(shù)據(jù)字段12存儲(chǔ)粗磁頭定位信息(諸如伺服磁道地址)，其用于在尋道操作期間將磁頭定位在目標(biāo)數(shù)據(jù)磁道上方。每個(gè)伺服扇區(qū)進(jìn)一步包括伺服脈沖14(例如，N和Q伺服脈沖)組，它們使用相對于彼此以及相對于伺服磁道中心線的預(yù)定相位被記錄?；谙辔坏乃欧}沖14提供精細(xì)磁頭位置信息，所述精細(xì)磁頭定位信息用于中心線跟蹤并在寫/讀操作期間訪問數(shù)據(jù)磁道。位置誤差信號(PES)通過讀取伺服數(shù)據(jù)12和伺服脈沖14產(chǎn)生，其中PES表示測量的磁頭相對于目標(biāo)伺服磁道的中心線的位置。伺服控制器處理PES以生成應(yīng)用到磁頭致動(dòng)器(例如，音圈電機(jī))的控制信號，以便沿減小PES的方向在磁盤上方徑向致動(dòng)磁頭。
【附圖說明】
[0003]圖1示出包括伺服扇區(qū)限定的多個(gè)伺服磁道的現(xiàn)有技術(shù)磁盤格式。
[0004]圖2A示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的磁盤驅(qū)動(dòng)器形式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，其中磁盤驅(qū)動(dòng)器包括在磁盤表面上方被致動(dòng)的磁頭。
[0005]圖2B示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的磁盤驅(qū)動(dòng)器形式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，其中磁盤驅(qū)動(dòng)器包括在多個(gè)磁盤表面上方被致動(dòng)的磁頭。
[0006]圖2C是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的流程圖，其中第一磁盤表面上的伺服扇區(qū)被讀取以生成物理位置測量值，其被轉(zhuǎn)換為用于伺服控制磁頭的虛擬位置測量值。
[0007]圖2D示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的伺服控制系統(tǒng)，其包括用于將物理位置測量值轉(zhuǎn)換為虛擬位置測量值的轉(zhuǎn)換操作。
[0008]圖3A示出一個(gè)實(shí)施例，其中從每個(gè)磁盤表面的物理位置測量值的轉(zhuǎn)換由相應(yīng)的線性函數(shù)表示，該函數(shù)考慮了每個(gè)磁盤表面上的伺服磁道的實(shí)際徑向密度與標(biāo)稱徑向密度之間的差。
[0009]圖3B示出一個(gè)實(shí)施例，其中伺服區(qū)邊界被限定在目標(biāo)虛擬位置處(跨越磁盤表面的共同徑向位置)。
[0010]圖4示出一個(gè)實(shí)施例，其中磁盤表面上的伺服磁道被分組以形成伺服區(qū)，其中伺服數(shù)據(jù)速率跨越伺服區(qū)變化。
【具體實(shí)施方式】
[0011]圖2A和圖2B示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的磁盤驅(qū)動(dòng)器形式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，其中磁盤驅(qū)動(dòng)器包括第一磁盤表面16:和在第一磁盤表面16:上方被致動(dòng)的第一磁頭22:，第一磁盤表面161包括由伺服扇區(qū)20 Q-20N限定且以第一徑向密度記錄的伺服磁道18。磁盤驅(qū)動(dòng)器還包括控制電路系統(tǒng)24，在一個(gè)實(shí)施例中，其被配置為執(zhí)行圖2C的流程圖，其中第一磁盤表面上的伺服扇區(qū)被讀取以生成第一物理位置測量值(塊26)，第一物理位置測量值被轉(zhuǎn)換為對應(yīng)于不同于第一徑向密度的伺服磁道的標(biāo)稱徑向密度的第一虛擬位置測量值(塊28)?；诘谝惶摂M位置測量值在第一磁盤表面上方伺服控制第一磁頭(塊30)。
[0012]圖2D示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的伺服控制系統(tǒng)，其中當(dāng)讀取伺服扇區(qū)時(shí)從第一磁頭22i發(fā)出的讀信號32在塊34處被解調(diào)為物理位置測量值36。物理位置測量值可以表示為磁道地址和/或由基于伺服扇區(qū)中的讀取伺服脈沖產(chǎn)生的伺服磁道的一部分表示。物理位置測量值36在塊38處被轉(zhuǎn)換為虛擬位置測量值40，從目標(biāo)位置42減去虛擬位置測量值40以生成位置誤差信號(PES)44。伺服控制器46使用任何合適的伺服補(bǔ)償器處理PES 44，以生成應(yīng)用到音圈電機(jī)(VCM)50的控制信號48。VCM 50圍繞樞軸旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器臂52以便沿著減小PES的方向在磁盤表面上方徑向移動(dòng)磁頭22 10
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，將通過讀取伺服扇區(qū)產(chǎn)生的物理位置測量值轉(zhuǎn)換為表示伺服磁道的標(biāo)稱徑向密度的虛擬位置測量值降低伺服控制系統(tǒng)的復(fù)雜度，并且使磁盤表面能夠被伺服寫入，以實(shí)現(xiàn)伺服磁道的任何期望徑向密度。例如，磁頭的特定方面(例如，寫元件和/或讀元件的幾何形狀，和/或讀元件的靈敏度)可以為具體磁頭/磁盤表面組合指定最佳的伺服磁道徑向密度。與設(shè)計(jì)伺服控制系統(tǒng)補(bǔ)償跨越不同磁盤表面的伺服磁道的不同徑向密度不同，在一個(gè)實(shí)施例中，伺服控制系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為基于由標(biāo)稱徑向密度表示的虛擬伺服磁道操作。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，虛擬伺服磁道的標(biāo)稱徑向密度可以被限定用于一組磁盤驅(qū)動(dòng)器，使得伺服控制系統(tǒng)可以在該組磁盤驅(qū)動(dòng)器上相同地操作。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器可以包括單個(gè)磁盤表面，該單個(gè)磁盤表面具有由伺服扇區(qū)限定并以具體徑向密度記錄的伺服磁道。然而，每個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器的伺服控制系統(tǒng)可以在每個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器將物理位置測量值轉(zhuǎn)換為虛擬位置測量值之后，跨越磁盤驅(qū)動(dòng)器相同地操作(operate thesame)。在圖2B示出的另一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器可以包括多個(gè)磁盤表面(例如，四個(gè)磁盤表面16^16^，其中磁頭在每個(gè)磁盤表面上方被致動(dòng)?？梢砸圆煌瑥较蛎芏扔涗浢總€(gè)磁盤表面的伺服磁道，使得當(dāng)磁頭處于每個(gè)磁盤表面的共同具體徑向位置時(shí)，由于伺服磁道的不同徑向密度，最終的物理位置測量值跨越磁盤表面會(huì)不同。然而，在將每個(gè)磁盤表面的物理位置測量值轉(zhuǎn)換為虛擬位置測量值之后，伺服控制系統(tǒng)可以跨磁盤表面相同地操作。
[0015]圖3A示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的通過讀取每個(gè)磁盤表面的伺服扇區(qū)產(chǎn)生的物理位置測量值(垂直軸線)相對于轉(zhuǎn)換后的對應(yīng)虛擬位置測量值(水平軸線)之間的關(guān)系。在該實(shí)施例中，物理位置測量值與虛擬位置測量值之間的轉(zhuǎn)換由下面的線性函數(shù)表示:
[0016]y = m 1 (x~b) +c
[0017]其中y表示虛擬位置測量值，X表示物理位置測量值，m表示線的斜率，以及b和c為任意偏移。在圖3A的實(shí)例中，斜率m。表示伺服磁道的標(biāo)稱徑向密度，斜率^表示第一磁盤表面上的伺服磁道的徑向密度，以及斜率m2表示第二磁盤表面上的伺服磁道的徑向密度。在該示例性實(shí)施例中，第一磁盤表面上的伺服磁道的徑向密度大于標(biāo)稱徑向密度，而第二磁盤表面上的伺服磁道的徑向密度小于標(biāo)稱徑向密度。因此，當(dāng)?shù)谝缓偷诙蓬^在相同的徑向位置(由虛擬位置yi表示)中時(shí)，第一磁盤表面的物理位置測量值X:將大于對應(yīng)的標(biāo)稱物理位置測量值X。，而第二磁盤表面的物理位置測量值χ2將小于對應(yīng)的標(biāo)稱物理位置測量值Χ(]。然而，當(dāng)(例如使用補(bǔ)償不同徑向密度的轉(zhuǎn)換函數(shù))轉(zhuǎn)換物理位置測量值時(shí)，產(chǎn)生的第一和第二磁頭兩者的虛擬位置測量值將相同。
[0018]在圖3Α中示出的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝缓偷诙蓬^在偏移c表示的徑向位置中時(shí)，每個(gè)磁盤表面的物理位置測量值將等于標(biāo)稱物理位置測量值(即，在斜率叫^和&限定的線的交點(diǎn)處)。在一個(gè)實(shí)施例中，該徑向位置可以識別邊界伺服磁道，諸如，第一伺服磁道(伺服磁道0)。然而，在另一個(gè)實(shí)施例中，該徑向位置可以表示任何虛擬位置測量值和任何對應(yīng)的伺服磁道號。在一個(gè)實(shí)施例中，用于將物理位置測量值轉(zhuǎn)換為虛擬位置測量值的至少一個(gè)參數(shù)可以存儲(chǔ)在偏移c表示的徑向位置處的至少一個(gè)磁盤表面上。以這種方式，伺服控制系統(tǒng)可以尋道該徑向位置的磁頭而不需要執(zhí)行從物理到虛擬的轉(zhuǎn)換，因?yàn)樵谠搹较蛭恢锰幬锢砦恢脺y量值和虛擬位置測量值相等。換句話說，當(dāng)磁盤驅(qū)動(dòng)器被初始化時(shí)(例如，上電時(shí))，伺服控制系統(tǒng)可以尋道由偏移c表示的徑向位置的磁頭，并且從至少一個(gè)磁盤表面讀取轉(zhuǎn)換參數(shù)，而不管每個(gè)磁盤表面上的伺服磁道的徑向密度。一旦轉(zhuǎn)換參數(shù)已經(jīng)成功重新獲得，伺服控制系統(tǒng)可以使用轉(zhuǎn)換操作尋道任何磁盤表面的任何徑向位置(由虛擬位置測量值表示的)。
[0019]在圖3Α的實(shí)施例中，從物理位置測量值到虛擬位置測量值的轉(zhuǎn)換由線性函數(shù)表示。然而，在其他實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換可以以任何合適的方式(諸如非線性函數(shù)(例如，多項(xiàng)式函數(shù))或分段線性函數(shù))表示。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)磁道的徑向密度可以跨越每個(gè)磁盤表面變化(例如，在外徑附近減小)，并且因此需要更復(fù)雜的函數(shù)表示物理位置測量值和對應(yīng)的虛擬位置測量值之間的關(guān)系。在一個(gè)實(shí)施例中，從物理位置測量值到虛擬位置測量值的轉(zhuǎn)換可以使用基于轉(zhuǎn)換函數(shù)生成的合適查找表實(shí)施。在一個(gè)實(shí)施例中，查找表可以表示轉(zhuǎn)換函數(shù)的離散數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中內(nèi)插和/或外推可以用于填充丟失數(shù)據(jù)點(diǎn)，這作為正常操作期間的轉(zhuǎn)換過程的部分。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二磁盤表面的伺服磁道被分組以限定伺服區(qū)，并且每個(gè)伺服區(qū)的伺服數(shù)據(jù)速率跨越伺服區(qū)變化。圖4示出該實(shí)施例的一個(gè)示例，其中磁盤表面化^勺伺服磁道18被分組以限定三個(gè)伺服區(qū)(Ζ1到Ζ3)，其中伺服扇區(qū)的伺服數(shù)據(jù)速率在伺服區(qū)內(nèi)保持基本恒定，但跨越伺服區(qū)時(shí)變化(例如，朝向外徑區(qū)增加以實(shí)現(xiàn)更恒定的線性比特密度)。圖3Β示出一個(gè)實(shí)施例，其中伺服區(qū)的邊界可以跨越磁盤表面(例如，跨越第一和第二磁盤表面)徑向?qū)R，使得當(dāng)執(zhí)行磁頭切換時(shí)，伺服區(qū)過渡發(fā)生在已知徑向位置處(虛擬位置測量值)。在一個(gè)實(shí)施例中，圖3Β中的偏移c可以表示伺服區(qū)Ζ1 (例如，伺服磁道0)的邊界，而在其他實(shí)施例中，伺服區(qū)Ζ1的邊界可以以不同徑向位置和對應(yīng)的虛擬位置測量值限定。
[0021]在一個(gè)實(shí)施例中，可以在將伺服扇區(qū)記錄在每個(gè)磁盤表面上之前確定限定圖3Β中的伺服區(qū)(例如，SEAM1和SEAM2)的邊界的徑向位置，并且在一個(gè)實(shí)施例中，跨越一組磁盤驅(qū)動(dòng)器的徑向位置可以是相同位置。相應(yīng)地，在一個(gè)實(shí)施例中，表示為虛擬位置測量值的伺服區(qū)的邊界可以被轉(zhuǎn)換為每個(gè)磁盤表面的對應(yīng)的物理位置測量值，使得當(dāng)伺服寫入每個(gè)磁盤表面時(shí)，可以基于對應(yīng)于伺服區(qū)邊界的物理位置測量值調(diào)節(jié)伺服扇區(qū)的伺服數(shù)據(jù)速率。伺服扇區(qū)可以以任何合適的方式被伺服寫到每個(gè)磁盤表面上，該合適的方式包括在將每個(gè)磁盤插入產(chǎn)品磁盤驅(qū)動(dòng)器之前使用外部介質(zhì)寫入器。在另一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)產(chǎn)品