硬盘驱动器和读取记录介质上的伺服数据的方法技术

本发明专利技术涉及硬盘驱动器和读取记录介质上的伺服数据的方法。这些方法可用于恒定或近似恒定密度的伺服方案。描述永久存储介质的读／写头读出的读回信号中高频值与低频值的比例的统计被保持。利用该统计确定读／写头的估计位置。估计位置可表示为估计操作半径，其是从磁记录介质的中心到读／写头的当前位置的估计距离。基于所述读／写头的估计位置，确定读回通道读取存储在所述磁记录介质上的所述伺服数据时使用的估计时钟频率。所述读回通道使用所述估计时钟频率读取伺服数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例总地涉及确定读/写头在旋转的记录介质上的径向位置。
技术介绍
硬盘驱动器(HDD)是非易失性存储装置，其容置在保护机壳中，在具有磁表面的 一个或多个圆盘(盘(disk)也称为碟(platter))上存储数字编码的数据。当HDD运行时， 每个磁记录盘通过心轴系统快速旋转。利用通过致动器定位于盘的特定位置之上的读/写 头从磁记录盘读出以及向其写入数据。读/写头利用磁场从磁记录盘表面读出以及向其写入数据。由于磁偶极场随着与 磁极的距离增加而快速下降，因此读/写头与磁记录盘表面之间的空间必须严格控制。为 了在读/写头与磁记录盘表面之间提供一致的距离，在磁记录盘旋转时，致动器依赖硬盘 驱动器机壳内的气压来支承读/写头以合适的距离离开磁记录盘的表面。读/写头因此称 为“飞行”在磁记录盘表面之上。即，由旋转的磁记录盘拉动的空气迫使头离开磁记录盘表 面。当磁记录盘停止旋转时，读/写头必须“着陆”或者离开磁记录盘。HDD的写头以一系列同心道的形式将数据记录到磁记录盘表面。在磁记录盘的每 个道中可记录参考标记(reference marker)。这些参考标记被称为伺服信息。为了在写 数据时帮助适当地定位写头，HDD采用伺服机械控制环(servo mechanical control loop) 利用存储在磁记录盘上的伺服信息将写头保持在正确位置。当读头读取伺服信息时(被读 取的伺服信息可称为位置误差信号，或PES)，可由伺服处理器确定头的相对位置，从而使得 能够根据需要连续调整头相对于预期道的位置。有一些场合，特别是启动期间或某些失效模式期间，伺服系统没有“被锁定”，这意 味着伺服信息没有被正确地识别并与写在盘上的数据或其它信息区别开。这些情况下，不 能读取伺服信息并且不能确定头在盘上的径向位置。这期间致动器未被控制。在硬盘驱动 器中建立或再次建立“伺服锁定(servo-lock)”是最高系统优先级之一。一旦伺服信息被 正确识别，就能对其解调以及解码从而提供下至单个道的一小部分的精确径向位置。通常，伺服信息以恒定的已知频率写入磁记录盘并因而从其读回。使用单个固定 频率非常便于不同于数据的伺服信息的快速识别。然而，由于磁记录盘的旋转速度在盘的 外边缘(表示为“0D”，用于外径)比在盘的内边缘(表示为“ID”，用于内径)大，所以磁记 录盘上用于存储伺服信息的物理空间的量随着接近OD而增加。
技术实现思路
在恒定密度伺服方案中，伺服信息以一致密度或近似一致密度记录，其中频率不 是恒定的，而是通常从盘的ID到OD增加。根据实施恒定密度伺服方案的一种方法，在磁记 录盘的每个道中使用相同量的物理空间记录伺服信息，不论道多靠近ID或0D。根据实现恒 定密度伺服方案的一不同方法，近似地在磁记录盘的每个道中使用相同量的物理空间来记 录伺服信息。在这样的方法中，以多个同心区将伺服信息记录到磁记录盘上。在磁记录盘上的每个同心区中，伺服信息以相同频率记录。然而，记录伺服信息的频率在特定同心区稍微 不同于相邻同心区。这样，在记录两个或更多道的伺服信息被记录之后，可调整记录伺服信 息的频率，从而伺服信息总体上以近似恒定的密度记录在磁记录介质上。有利地，以恒定密 度伺服方案在磁记录盘上记录伺服信息与以恒定频率记录伺服信息相比节约了物理空间， 以恒定频率记录伺服信息随着接近OD而需要增加的物理空间。通过读记载在磁记录介质上的伺服信息，伺服处理器可确定读/写头的相对位 置。然而，会难以读取使用恒定密度伺服方案记录的伺服信息，除非读出伺服信息应该使用 的时钟频率是已知的。在恒定密度伺服方案中，伺服信息以不同频率记录从而实现以恒定 或近似恒定密度记录。对于在磁记录盘上记录伺服信息所用的每个频率而言，读取伺服信 息应该使用的时钟频率是不同的。由于可能不知道读头相对于磁记录盘的位置，所以记录 读头之下经过的伺服信息的被记录的频率也可能是未知的。根据用于读取利用恒定密度伺服方案记录的伺服信息的现有方法，伺服控制环被 设计成容纳写入伺服信息的整个频率范围。然而，为了伺服解调和检测电路起作用，伺服字 段的频率必须在相当确定的程度上已知，例如在实际值的若干百分比内。如果存在大的频 率偏差，则常规伺服解调和检测电路将根本不工作。不幸地，由于这些限制，以恒定密度方 案记录伺服信息所节省的物理空间的量是有限的，因为记录伺服信息的频率的变化不能超 出很小的量。本专利技术的实施方式采用一种读取利用恒定密度伺服方案的伺服信息的方法，该方 法克服了现有方法遇到的问题。在一实施方式中，检查关于读回信号的波形的统计从而估 计读/写头相对于磁记录盘的位置。读回信号波形经过读/写头之下的速度大体确定与低 频信号相比多少高频信号被读取。因此，与靠近ID相比，靠近OD时更多的高频信号被读/ 写头读出，不管读/写头在读取伺服信息、读取用户数据或者在跨道。通过检查读/写头读 出多少高频信号，本专利技术的实施方式能够确定读/写头相对于磁记录盘的估计位置。在实施方式中，确定读/写头相对于磁记录盘的估计位置之后，确定读回通道读 取在读/写头之下经过的伺服信息所用的估计时钟频率。然后，读回通道可利用估计时钟 频率从磁记录盘读取伺服信息。一旦读回通道从磁记录盘读出伺服信息，伺服控制环就被 通知读/写头的当前实际位置。
技术实现思路
中讨论的实施方式不意图暗示、描述或教导这里讨论的所有实施方式。 因此，本专利技术的实施方式可包含额外的或与这部分中讨论的不同的特征。附图说明在附图中通过示例的方式而不是限制的方式示出了本专利技术的实施方式，其中相似 的附图标记表示相似的元件，附图中图1是根据本专利技术的实施方式的HDD的平面图；图2是根据本专利技术的实施方式的头臂组件(HAA)的平面图；图3是流程图，示出了根据本专利技术的实施方式读取伺服信息的功能步骤；图4是对比了以恒定密度和恒定频率记录数据所需的磁记录介质的物理表面区 域的图；图5是曲线图，描绘了在根据本专利技术的实施方式的具有四个头的移动驱动器上测量的度量 Rxx(I)/Rxx(O)；图6是根据本专利技术的采用分区记录介质的实施方式的估计操作半径与实际操作 半径的关系的曲线图。具体实施例方式下面描述使用读回信号确定读/写头相对于记录介质的位置的方法，该记录介质 采用恒定密度伺服方案。在下面的描述中，出于解释的目的，陈述了很多特定细节以提供对 这里描述的本专利技术的实施方式的透彻理解。然而显然的是，可以没有这些特定细节而实施 这里描述的本专利技术的实施方式。在其它一些实例中，公知结构和装置以方框图形式示出以 避免不必要地模糊这里描述的本专利技术的实施方式。在很多情形中，读/写头相对于磁记录介质的实际位置会是未知的。例如，如果硬 盘驱动器(HDD)受到撞击，HDD的伺服控制环可能丢失其位置。作为另一例子，在HDD的运 行中，读/写头以初始的不定的速度和径向位置离开坡道(ramp)。读/写头需要读取记录 在磁记录介质表面上的伺服信息以精确地确定其位置；然而，如果磁记录介质采用恒定密 度伺服方案的话，则可能不知道应以什么时钟频率读取伺服信息。如下面将讨论的，即使读 /写头的实际位置未知，本专利技术的实施方式也使得读回通道能够从采用恒定密度伺服方案 的磁记录介质读伺服信息。本专利技术的示例性实施方式的物理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬盘驱动器，包括：机壳；磁读／写头；可旋转地安装在心轴上的磁记录盘；驱动电机，安装在所述机壳中，所述驱动电机具有连接到所述心轴以用于旋转所述磁记录盘的电机轴；音圈电机，配置为移动所述磁读／写头从而访问所述磁记录盘的各部分；以及一个或多个电子部件，用于读取存储在所述磁记录盘上的伺服数据，其中所述一个或多个电子部件配置为执行：收集描述读回信号中高频值与低频值的比例的统计，其中所述读回信号通过所述磁读／写头从所述磁记录盘的一部分中读出，利用所述统计确定所述磁读／写头的估计位置，基于所述磁读／写头的所述估计位置，确定读回通道读取存储在所述磁记录盘上的所述伺服数据时使用的估计时钟频率，以及所述读回通道使用所述估计时钟频率从所述磁记录盘读取所述伺服数据。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗杰W伍德，乔纳森D科克尔，
申请(专利权)人：日立环球储存科技荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]