具有多个前置放大器和公共传输线的磁记录盘驱动器制造技术

一种盘驱动器具有通过公共传输线连接到片上系统(SOC)的多个前置放大器(preamp)，在前置放大器和SOC之间存在电阻器。每一前置放大器包括在每一读取放大器的输出处的读取电阻器和在每一写入驱动器的输入处的写入电阻器。这些电阻器可以是位于前置放大器中的可编程电阻器。读取电阻器在到达传输线的信号的起源处，并且写入电阻器在来自传输线的信号的终止处。当前置放大器之一被选择为活跃时，读取和写入电阻器提供与传输线和SOC的匹配，这使得SOC能够利用与所有前置放大器连接的公共传输线无缝运作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及磁记录硬盘驱动器(HDD)，并且更具体地涉及具有通过公共传输线连接到片上系统(SOC)的多个读取放大器/写入驱动器集成电路的HDD。
技术介绍
HDD典型地包括主集成电路，该主集成电路典型地是包含用于HDD的许多固件和电子器件的片上系统(SOC)。SOC通过柔性线缆(flex cable)上的传输线连接到HDD的读取放大器/写入驱动器集成电路(前置放大器IC)。前置放大器(preamp)IC典型地位于致动器上，该致动器将读取/写入头移动到盘上的所选择的数据轨道。将写入头所要写入的数据从SOC发送到前置放大器IC，其中写入驱动器通过选择性地磁化该盘上的记录层的磁介质，而生成向写入头中的感应线圈所施加的模拟写入电流脉冲以写入数据。将由读取头从该盘读取回的数据从前置放大器IC传输到SOC。前置放大器IC包括用于控制多个头的多个端口，每一个头访问(access)相关联的盘表面。然而，对于每一HDD的更高存储容量的需求要求盘和头的数量的增加，并且因而要求支持这些头的前置放大器IC端口的数量的增加。具有大量端口的前置放大器IC是可用的，但是成本显著增加。所以，利用具有较少数量的端口的多个前置放大器IC从成本角度而言将是有利的。挑战在于创建这样一种盘驱动器：具有通过公共传输线和公共数字逻辑控制线连接到SOC的多个前置放大器IC，并且像具有单一前置放大器IC的盘驱动器一样地无缝运作。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及这样一种盘驱动器：具有通过公共传输线连接到SOC的多个前置放大器IC，在前置放大器IC和SOC之间具有提供阻抗匹配的电阻器。每一个前置放大器IC包括在每一个读取放大器的输出处的读
取电阻器以及在每一个写入驱动器的输入处的写入电阻器。这些电阻器可以具有固定值并且可以位于前置放大器中或者位于用于传输线的柔性线缆上。如果这些电阻器位于前置放大器中，则它们可以是在盘驱动器制造时能够被设置为选定值的可编程电阻器。读取电阻器位于到达传输线的信号的起源处，并且写入电阻器位于来自传输线的信号的终止处(termination)。当前置放大器IC之一被选择为活跃时，读取电阻器和写入电阻器提供与传输线和SOC的阻抗匹配，这使得SOC能够与连接到所有前置放大器IC的公共传输线无缝地运作。在一个实施例中，存在使用T结构连接到传输线的终止处的三个前置放大器IC，其中前置放大器IC与传输线终止处之间的连接的长度基本相等，并且具有基本相同的特性阻抗。可以使得连接线的特性阻抗大于从SOC到终止端(termination end)的传输线的特性阻抗。这将增加会对系统响应有益的高频推进(boost)。为了对本专利技术的本质和优点的更全面理解，应当连同附图一起对以下详细描述进行参考。附图说明图1是磁记录硬盘驱动器的头/盘组件(HDA)的俯视图。图2是根据本专利技术实施例的通过公共传输线连接的片上系统(SOC)和多个前置放大器集成电路(IC)的示意图。图3是具有在来自SOC的传输线的终止处作为T连接而连接的三个前置放大器IC的本专利技术的实施例的读取路径部分的示意图。图4A是对于具有三个IC(其中两个不具有可编程读取电阻器)的示例的随读回数据速率而变化的数据信道接收器输入增益(Vch_in)的图形。图4B是根据本专利技术实施例的对于具有三个IC(其全部具有可编程读取电阻器)的示例的随读回数据速率而变化的数据信道接收器输入增益(Vch_in)的图形。图5是具有在来自SOC的传输线的终止处作为T连接而连接的三个前置放大器IC的本专利技术的实施例的写入路径部分的示意图。图6A是对于具有三个IC(其中仅一个具有可编程写入电阻器)的示例的随频率而变化的活跃写入输入(Vwrt_in1)的图形。图6B是对于具有三个IC(其全部具有根据本专利技术实施例的可编程读取电阻器)的示例的随频率而变化的活跃写入输入(Vwrt_in1)的图形。图7是具有以内联(inline)结构连接到根据本专利技术实施例的传输线的三个前置放大器IC的根据本专利技术实施例的读取路径部分的示意图。图8是对于具有内联结构的三个IC的示例的随读回数据速率而变化的数据信道接收器输入增益(Vch_in)的图形，其中仅传输线的终止处的IC具有根据本专利技术实施例的可编程读取电阻器。图9是根据本专利技术实施例的具有与每一个读取放大器的源电阻并联地耦接的固定外部读取电阻器的读取路径的示意图。图10是其中具有长度L1、L2和L3的连接线是基本上相同的长度、但是比SOC与终止处之间具有长度L4的主读取路径线具有更窄宽度和更大间距的读取路径的示意图。图11是对于其中长度L4具有100欧姆的特性阻抗并且长度L1、L2和L3具有从100欧姆增加到120欧姆的基本相同(+/-10％)的特性阻抗的示例的随频率而变化的Vwrt_in1的图形。具体实施方式图1是可以包括本专利技术的实施例的硬盘驱动器10的头/盘组件(HDA)的俯视图。盘驱动器10包括支撑主轴14的刚性底座12，主轴14支撑一叠的盘，这一叠的盘包括顶盘16。主轴14通过用于在弯曲箭头17所示的方向上使盘旋转的主轴电机(未示出)进行旋转。盘驱动器10还包括在枢轴点41可旋转地安装到底座12的旋转致动器组件40。致动器组件40是音圈电机(VCM)致动器，其包括固定到底座12的磁铁组件42和音圈43。当由控制电路(未示出)进行激励时，音圈43移动，从而利用附接臂22和负荷梁组件20旋转E-块(E-block)24，以将头29定位到盘上的数据轨道。每一个负荷梁组件20具有集成引导悬架(integrated lead suspension，ILS)30，其具有连接到读取/写入头29的导电线或迹线(trace)32的阵列。迹线32在一端连接到读取/写入头29，并且在另一端通过短柔性线缆连接到被紧固到E-块24的一侧的读取放大器/写入驱动器集成电路(前置放大器IC)50。前置放大器IC 50从典型位于底座12的背侧上的盘驱动器的片上系统(SOC)(未示出)接收写入数据输入信号。SOC借由柔性线缆52并且通过SOC的
电子封装、印刷电路板和柔性连接器(未示出)连接到前置放大器IC 50。虽然图1中描绘了仅一个盘表面和相关联的头，但是典型地存在多个盘和相关联的头/负荷梁组件。前置放大器IC包括用于控制多个头的多个端口。然而，对于每一HDD的更高存储容量的需求要求盘和头的数量的增加，并且从而要求支持这些头的前置放大器IC端口的数量的增加。具有大量(达到14个)端口的前置放大器IC是可用的，但是成本显著增加。因此，利用具有较少数量的端口的多个前置放大器IC从成本角度而言将是有利的。挑战在于创建这样一种盘驱动器：具有通过公共传输线和公共数字逻辑控制线连接到SOC的多个前置放大器IC，并且像具有单一前置放大器IC的盘驱动器一样地无缝运作。图2是根据本专利技术的实施例的通过公共传输线连接的SOC和多个前置放大器IC的示意图。描绘了三个前置放大器IC(IC1、IC2和IC3)，其中每一个具有多个写入头端口和读取头端口，但本专利技术可应用到具有至少两个前置放大器IC的盘驱动器。SOC包括具有读取路径和写入路径的数据信道。读取路径包括两条线(未示出)(+R和–R)并且写入路径包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有多个磁记录盘和多个读取/写入头的盘驱动器，该盘驱动器包括：片上系统SOC，用于发送写入数据和接收读取数据并且用于发送逻辑命令；至少两个前置放大器集成电路，每一个前置放大器集成电路具有写入驱动器、读取放大器、用于连接到相关联的读取/写入头的多个读取/写入端口，以及逻辑电路；传输线，将SOC连接到每一个前置放大器集成电路，该传输线包括写入路径、读取路径和串行逻辑路径；其中该SOC被配置为：使用逻辑路径上的逻辑命令激活所选择的一个前置放大器集成电路，并且在传输线写入路径上向所有前置放大器集成电路同时传输写入数据，以及使用逻辑路径上的逻辑命令激活所选择的一个前置放大器集成电路，并且在传输线读取路径上从所选择的前置放大器集成电路接收读取数据；读取电阻器，其在至少一个前置放大器集成电路读取放大器与SOC之间；以及写入电阻器，其在至少一个前置放大器集成电路写入驱动器与SOC之间。

【技术特征摘要】
2015.03.13 US 14/656,8981.一种具有多个磁记录盘和多个读取/写入头的盘驱动器，该盘驱动器包括：片上系统SOC，用于发送写入数据和接收读取数据并且用于发送逻辑命令；至少两个前置放大器集成电路，每一个前置放大器集成电路具有写入驱动器、读取放大器、用于连接到相关联的读取/写入头的多个读取/写入端口，以及逻辑电路；传输线，将SOC连接到每一个前置放大器集成电路，该传输线包括写入路径、读取路径和串行逻辑路径；其中该SOC被配置为：使用逻辑路径上的逻辑命令激活所选择的一个前置放大器集成电路，并且在传输线写入路径上向所有前置放大器集成电路同时传输写入数据，以及使用逻辑路径上的逻辑命令激活所选择的一个前置放大器集成电路，并且在传输线读取路径上从所选择的前置放大器集成电路接收读取数据；读取电阻器，其在至少一个前置放大器集成电路读取放大器与SOC之间；以及写入电阻器，其在至少一个前置放大器集成电路写入驱动器与SOC之间。2.根据权利要求1所述的盘驱动器，其中读取电阻器位于前置放大器集成电路中。3.根据权利要求2所述的盘驱动器，其中读取电阻器是可编程电阻器。4.根据权利要求1所述的盘驱动器，其中写入电阻器位于前置放大器集成电路中。5.根据权利要求4所述的盘驱动器，其中写入电阻器是可编程电阻器。6.根据权利要求1所述的盘驱动器，还包括柔性线缆，其中传输线位于该柔性线缆上，并且其中读取电阻器位于该柔性线缆上。7.根据权利要求1所述的盘驱动器，还包括柔性线缆，其中传输线位于该柔性线缆上，并且其中写入电阻器位于该柔性线缆上。8.根据权利要求1所述的盘驱动器，其中传输线在前置放大器集成电
\t路之一处终止，并且所有其它前置放大器集成电路连接到终止处与SOC之间的传输线，并且其中在传输线终止处连接的前置放大器集成电路包括读取电阻器和写入电阻器。9.根据权利要求1所述的盘驱动器，其中传输线在终止端终止，并且所有前置放大器集成电路连接到传输线终止端。10.根据权利要求9所述的盘驱动器，其中读取电阻器是位于前置放大器集成电路中的可编程电阻器，并且其中前置放大器集成电路与终止端之间的连接长度大于1/(4*Fbitrate*Vel)，其中Fbitrate是读取数据的数据传输速率，并且Vel是传输速度。11.根据权利要求1所述的盘驱动器，其中存在三个前置放大器集成电路。12.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：J康特雷拉斯，西山延昌，JM波斯，TV特林，CK亚纳吉萨瓦，久保育则，长冈和洋，
申请(专利权)人：HGST荷兰公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL