同步伺服通道及其操作方法技术

提供了一种用于数据磁带驱动器的完全同步的伺服通道，这种提供包括：初始获得同步伺服通道参数；产生用于信号内插的定时基础；产生磁带速度估计和ｙ－位置估计；及最优地检测嵌入在伺服突发中的纵向位置（ＬＰＯＳ）码元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及磁带存储系统中的伺服通道体系结构，尤其涉及同步伺服通道体系结构。
技术介绍
基于定时的伺服(TBS)是90年代末专门为线性磁带驱动器开发的技术。在TBS系统中，记录的伺服图案由具有两种不同的方位角斜坡的过渡(transition)构成，头(head)位置从由读取该图案的窄头产生的相对脉冲定时中得出。TBS图案还允许编码额外的纵向位置(LPOS)信息而不影响横向位置误差信号(PES)的产生。这一点通过从其标称图案位置位移过渡来获得，如图1所示。在磁带系统中通常有两种LPOS信息和PES可从其获得的专用伺服通道可用。用于线性磁带系统的基于定时的循轨伺服被线性磁带开放(LTO)联盟采用作为所谓LTO磁带驱动系统的标准。 通常，对LPOS信息的检测是基于对在伺服通道输出处的双位信号采样的峰值的位移的观察的。这种方法具有以下严重局限性 a)如果期望以每微米的采样数表示的、独立于磁带速度的恒定速率，A/D转换器采样频率必须要随着磁带速度而变化。如果采用固定的采样频率，该速率取决于磁带速度。 b)选择固定采样速率的结果是在LPOS检测器(峰值检测器)处每双位的采样数的响应可依赖于速度而变化。 c)在加速和减速期间，即在速度向目标速度改变的阶段，不能进行可靠的LPOS检测。 d)对于使用脉冲位置调制(PPM)技术产生的LPOS图案来说，峰值检测不是最优的检测方案。 e)在伺服通道的输出处不可能监视信号的时间演变，因为没有时间基准。 f)不可能有对LPOS检测处理的可靠性的度量。 为了使用图2所示的现有技术的LPOS异步体系结构在高速下支持足够的分辨率，需要更高ADC采样速率。例如，如果最高目标速度是v＝12.5m/s，则在假设ADC采样速率为15MHz的情况下获得0.83μm的分辨率。很明显，当想要分辨+/-0.25μm的LPOS脉冲位置调制时，这样的分辨率是不够的。特别是，要想使用异步方法获得0.05μm的分辨率，需要250MHz的采样速率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种完全同步的伺服通道，这种提供包括初始获得同步伺服通道参数；产生信号内插的定时基础；产生磁带速度估计和y-位置估计；最优地检测嵌入到伺服突发中的纵向位置(LPOS)码元。 同步伺服通道参数的初始获得可以不依赖于磁带速度的任何以前已知的测量值在广泛范围的磁带速度下盲进行。另外，该初始获得是从ADC的输出中产生的，无需参考驱动马达电流。 信号内插的定时基础的产生可以在广泛范围的磁带速度下通过从不均匀间隔开的伺服突发获得中提取定时信息执行，甚至可以在磁带加速和减速的期间执行。 磁带速度估计和y-位置估计的产生也从ADC的输出中获得，从而避免在估计的产生和定时恢复过程之间产生联系。这些估计优选地从由伺服读取器提供的伺服通道信号的零交叉中获得，而不是使用受到了噪声增加不利影响的峰值检测获得。伺服通道信号的零交叉是通过观察ADC输出信号采样序列确定的。 纵向位置(LPOS)码元的最优检测也不依赖于峰值检测。另外，可靠性测量值或值可以分配给检测输出。当磁带驱动器包括两个并行伺服通道且可靠性值被分配给每一个并行伺服通道检测的LPOS码元时，可比较所述两个值，并可选择具有表示最可靠检测的值的码元。 附图说明 图1示出了具有嵌入的LPOS信息的伺服突发的LTO规范。 图2示出了现有技术LPOS异步检测体系结构的框图。 图3示出了本专利技术LPOS异步体系结构的框图。 图4示出了可实现本专利技术的异步伺服通道的框图。 图5示出了描述初始获得处理的流程图。 图6是用于磁带速度和y-位置估计的计算的峰值到达时间之间的间隔的曲线图。 图7是正确获得的概率的曲线图。 图8是错误获得的概率的曲线图。 图9是速度误差的标称标准偏离相对于在伺服通道输出处的信噪比的曲线图。 图10是平均获得时间相对于在伺服通道输出处的信噪比的曲线图。 图11A是双位脉冲的自动校正的曲线图。 图11B是自相关函数的偏导数的曲线图。 图12示出了定时基础产生系统的操作的框图。 图13示出了定时基础产生系统的更加详细的框图。 图14示出了定时基础产生系统的线性等价模型。 图15示出了定时基础产生系统的简化模型。 图16A和16B分别示出了对于v＝0.5m/s和对于v＝12.5m/s，内插信号采样和定时相位会聚的曲线图。 图17是描述了异步监视功能的操作的流程图。 图18是示出了观察窗口的产生的时序图。 图19是异步监视功能的框图。 图20A和20B分别示出了对于v＝6m/s和对于v＝12m/s，y-位置估计的均值和标准偏离的曲线图。 图21A和21B分别示出了对于v＝6m/s和v＝12m/s的磁带速度估计的标准偏离的曲线图。 图22A和22B分别是基于峰值检测的用于LPOS码元的大多数(majority)解码规则的示意图和表。 图23示出了最优LPOS检测系统的框图。 图24A和24B分别是用于A、B突发中的第二和第四双位中的度量计算的匹配滤波波形的曲线图。 图25示出了简化的LPOS码元检测系统的框图。 图26A和26B分别是在磁带加速期间估计的速度和计算的度量值的曲线图。 图27示出了用于SDR和码元判决(decision)可靠性估计的产生的系统的框图。 图28示出了用于在由并行伺服通道检测到的两个LPOS码元之间选择具有最高可靠性测量值的LPOS码元的系统的框图。 具体实施例方式 同步伺服通道体系结构 利用本专利技术的体系结构，动态内插器允许在检测器输出处的任何采样速率，只有一个局限性，这是由于可能的混叠效应。例如，在磁过渡之间的距离为Lp＝2.1μm的情况下，没有与15MHz固定ADC时钟的混叠效应而实现的最大速度是vmax＝2.1×(15/2)＝15.75m/s。在这种情况下，在用于实现0.05μm的分辨率的突发内插之后的等价采样频率等于315MHz。注意，这是在异步体系结构中需要的固定的采样频率。 图3示出了本专利技术的同步LPOS检测体系结构400的基本构建块。因为每单位长度的采样数是固定并独立于突发内插之后的速度的，可以使用匹配的滤波方法来进行在存在噪声的情况下的PPM的最优检测。匹配的滤波器将具有固定的每单位长度的采样数。另外，位置误差和速度估计可以通过测量基于定时的伺服突发的各个双位的零交叉之间的距离获得。可靠的位置误差产生、速度估计和LPOS检测是在斜坡向上(ramp-up)、斜坡向下(ramp-down)期间对于多至最大速度的任何恒定磁带速度执行的，该最大速度由下式给出作为第一估计 vmax＝Lp×(fs/2)， (1) 其中Lp是磁过渡之间的最小距离，以μm表示，且fs是ADC的固定采样速率，以MHz表示。也可以支持对信噪比加上失真率的监视以便进行伺服通道选择。 图4示出了同步伺服通道400的更详细的框图。同步伺服通道参数的初始获得由获得电路402执行。磁带速度和y-位置估计及伺服通道操作的监视由参数估计块404提供。必须产生内插信号采样从而这些内插信号采样可以以独立于磁带速度的预定固定速率获得的时刻由定时基础产生块1300确定。最后，LPOS码元判决由最优LPOS检测块2300给出。 同步伺服通道参数的初始获得 同步伺服通道设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在数据磁带驱动器中操作同步伺服通道的方法，在数据磁带驱动器中装载的磁带具有速度、相对于伺服元件的横向（ｙ）位置和相对于磁带的末端的纵向位置（ＬＰＯＳ），该方法包括：在未事先指示出磁带速度或磁带的ｙ－位置的情况下，从伺服通道模数转 换器（ＡＤＣ）输出的信号采样序列中获得初始伺服通道参数；从内插伺服通道信号的零交叉中产生用于伺服通道信号内插的定时基础，由此提取定时信息，而不管包括在伺服通道信号中的非等距隔开的伺服突发；从通道ＡＤＣ输出的信号采样序列中产生 磁带速度估计和ｙ－位置估计；检测并解码在伺服突发中编码的ＬＰＯＳ码元；以及监视ＬＰＯＳ检测并给解码后的ＬＰＯＳ码元分配可靠性测量值。

【技术特征摘要】
US 2006-7-30 11/460,9871.一种在数据磁带驱动器中操作同步伺服通道的方法，在数据磁带驱动器中装载的磁带具有速度、相对于伺服元件的横向(y)位置和相对于磁带的末端的纵向位置(LPOS)，该方法包括在未事先指示出磁带速度或磁带的y-位置的情况下，从伺服通道模数转换器(ADC)输出的信号采样序列中获得初始伺服通道参数；从内插伺服通道信号的零交叉中产生用于伺服通道信号内插的定时基础，由此提取定时信息，而不管包括在伺服通道信号中的非等距隔开的伺服突发；从通道ADC输出的信号采样序列中产生磁带速度估计和y-位置估计；检测并解码在伺服突发中编码的LPOS码元；以及监视LPOS检测并给解码后的LPOS码元分配可靠性测量值。2.根据权利要求1的方法，其中获得初始伺服通道参数的步骤包括识别在伺服通道信号中的正或负峰值的有效4 4 5 5序列。3.根据权利要求1的方法，其中产生定时基础的步骤包括执行定时恢复环路，在定时恢复环路中由内插伺服通道信号的零交叉触发定时调整。4.根据权利要求3的方法，其中定时环路保持基本独立于磁带的速度。5.根据权利要求3的方法，其中产生定时基础的步骤是在磁带加速和减速期间执行的。6.根据权利要求1的方法，其中产生磁带速度估计和y-位置估计的步骤包括通过使用从通道ADC输出的信号采样确定伺服通道信号的零交叉。7.根据权利要求6的方法，其中产生磁带速度估计和y-位置估计的步骤还包括监视伺服通道信号的双位的峰值的发生。8.根据权利要求7的方法，其中产生磁带速度估计和y-位置估计的步骤还包括如果双位的峰值数小于预定阈值，则宣告锁定丢失，并重新开始初始获得。9.根据权利要求1的方法，其中检测LPOS码元的步骤包括脉冲宽度调制(PWM)检测。10.根据权利要求1的方法，其中检测和解码LPOS码元的步骤包括同时在第一和第二并行伺服通道中检测和解码LPOS码元，从而分别产生第一和第二LPOS码元；及给解码后的LPOS码元分配可靠性测量值的步骤包括给第一LPOS码元分配第一可靠性测量值并给第二LPOS码元分配第二可靠性测量值；该方法还包括在第一和第二LPOS码元之间选择具有最高的分配的可靠性的LPOS码元。11.一种用于数据磁带驱动器的同步伺服通道，包括伺服读取器，被配置为从数据磁带读取伺服突发；固定频率时钟；模数转换器(ADC)，可操作用于以由时钟提供的采样速率输出信号采样，并被耦合以从伺服读取器接收包括伺服突发的伺服通道信号；获得模块，具有被耦合以便以由所述时钟建立的采样速率从ADC接收信号采样序列的第一输入端，并可操作用于在没有事先指示出磁带速度或磁带的y-位置的情况下从所述信号采样序列中产生初始伺服通道参数；定时基础产生器，对内插伺服通道信号的零交叉作出响应，工作于由所述时钟建立的速率，并可操作用于输出多个信号，所述多个信号包括用于产生内插伺服信号采样的定时信息；伺服通道信号内插器，具有被耦合以从ADC接收信号采样序列的第一输入端和被耦合以从定时基础产生器接收定时信息用于产生内插伺服信号采样的第二输入端；最优纵向位置(LPOS)检测器，具有被耦合以接收来自伺服通道信号内插器的输出的第一输入端和被耦合以接收从定时基础产生器输出的所述多个信号中的至少一个的第二输入端，所述LPOS检测器可操作用于检测和解码嵌入在伺服突发中的LPOS码元；LPOS检测监视器，可操作用于给解码后的LPOS码元分配可靠性测量值；及通道参数估计器，其初始对来自获得模块的初始伺服通道参数作出响应，该通道参数估计器具有被耦合以接收来自ADC的信号采样序列的第一输入端和被耦合以接收从定时基础产生器输出的信号中的至少一个的第二输入端，该通道参数估计器可操作用于从通道ADC输出的信号采样序列中产生磁带速度估计和y-位置估计。12.根据权利要求11的伺...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓奥瓦尼谢吕比尼，伊万格罗斯S埃列夫特里奥，詹斯杰里托，罗伯特A哈特金斯，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]