为补偿可重复性偏摆调整旋转位置优化算法的磁盘驱动器制造技术

本发明专利技术涉及为补偿可重复性偏摆调整旋转位置优化算法的磁盘驱动器。本发明专利技术公开了一种磁盘驱动器，其包括具有多个磁道的第一磁盘表面和具有多个磁道的第二磁盘表面，其中第一磁盘表面的每个磁道包括多个数据扇区和多个伺服扇区，第二磁盘表面的每个磁道包括多个数据扇区和多个伺服扇区。生成代表第一磁盘表面的可重复偏摆(RRO)的第一RRO正弦曲线，以及生成代表第二磁盘表面的可重复偏摆(RRO)的第二RRO正弦曲线。从主机接收多个存取命令，将其存储在命令队列中，选择存取命令中的一个来执行以响应第一和第二RRO正弦曲线。

【技术实现步骤摘要】
为补偿可重复性偏摆调整旋转位置优化算法的磁盘驱动器
技术介绍
磁盘驱动器包括磁盘和连接到致动器臂远端的磁头，致动器臂通过音圈马达(VCM)绕枢轴旋转以在磁盘上径向定位磁头。磁盘包括多个径向间隔的同心磁道，用于记录用户数据扇区和伺服扇区。伺服扇区包括磁头定位信息(例如，磁道地址)，磁头定位信息由磁头读取并由伺服控制系统处理以控制致动器臂从一个磁道到另一个磁道搜寻时的速度。由于磁盘以恒定角速度旋转，因此数据速率通常朝外径磁道方向(其中磁盘表面旋转更快)增加以实现穿过磁盘半径的范围内更为恒定的线性位密度。为了简化设计的考虑，数据磁道通常结合(band)在一起形成多个物理分区，其中穿过分区的数据速率是恒定的，并且从内直径分区向外直径分区增加。这由图I示出，其示出现有技术中包括多个数据磁道4的磁盘格式2，其中本示例中的数据磁道结合在一起从磁盘的内直径(分区I)到磁 盘的外直径(分区3)形成3个物理分区。图I所示的现有技术磁盘还包括围绕(around)每个数据磁道的周边记录的多个伺服扇区^-6,。每个伺服扇区括用于存储周期模式(pattern)的前导码8和同步标记10，前导码8允许适当的增益调节和读信号的时序同步，同步标记10存储用于符号同步到伺服数据字段12的特定模式。伺服数据字段12存储粗略的磁头定位信息，例如磁道地址，用于在寻找操作期间定位目标数据磁道上的磁头。每个伺服扇区6i进一步包括伺服脉冲(burst)分组14(例如，A、B、C和D脉冲)，其包括相对于数据磁道中心线以精确间隔和偏移记录的多个连续跃迁。伺服脉冲分组14提供精确的磁头位置信息用于在写/读操作期间访问数据磁道时进行中心线寻道。当磁盘驱动器正在执行当前存取命令时，可从主机接收多个存取命令。存取命令通常缓存在命令队列中，并且在磁盘驱动器正在完成执行当前命令时，根据旋转位置优化(RPO)算法从命令队列中选择下一命令。RPO算法尝试选择下一命令，其将存取磁盘的机械延迟最小化，包括移动磁头到目标磁道所需的寻找时间和磁头到达目标数据扇区所需的旋转时间。附图说明图I示出现有技术中包括由嵌入的伺服扇区限定的多个磁道的磁盘格式。图2A示出根据本专利技术实施例的磁盘驱动器，其包括在磁盘表面上方致动的磁头。图2B示出根据本专利技术实施例的磁盘驱动器，其包括多个磁盘表面。图2C是根据本专利技术实施例的流程图，其中基于第一和第二磁盘表面的可重复性偏摆(RRO)从命令队列选择存取命令。图2D图不根据本专利技术实施例的第一和第二磁盘表面的RR0。图3图示本专利技术的一个实施例，其中存取命令自命令队列选择，其利用旋转位置优化算法(RPO)最小化寻找和旋转延迟。图4A图示根据本专利技术实施例的生成第一和第二磁盘表面的RRO正弦曲线的方程式。图4B图示本专利技术的一个实施例，其中当在第一和第二磁盘表面间切换时，寻找操作开始时的第一和第二磁盘表面的RRO正弦曲线之差用于估计寻找距离。图4C图示本专利技术的一个实施例，其中当在第一和第二磁盘表面间切换时，寻找操作接近结束时的第一和第二磁盘表面的RRO正弦曲线之差用于估计寻找距离。图4D和4E图示本专利技术的一个实施例，其中当执行磁头切换操作时(例如在寻找操作开始或结束时)，寻找延迟可能受到影响。图5A图不本专利技术的一个实施例,其中第一和第二磁盘表面的伺服扇区间存在歪斜(skew)。图5B图示本专利技术的一个实施例，其中当计算RRO正弦曲线之差时，伺服扇区的歪斜被考虑。 具体实施例方式图2A和2B示出根据本专利技术实施例的磁盘驱动器，其包括第一磁盘表面16。和第二磁盘表面Ie1，第一磁盘表面Ietl包括多个磁道，其中每个磁道包括多个数据扇区和多个伺服扇区ISci-ISn，第二磁盘表面Ie1包括多个磁道，其中每个磁道包括多个数据扇区和多个伺服扇区18^-18]^磁盘驱动器进一步包括在每个磁盘表面上方致动的磁头和可操作用于执行图2C的流程图的控制电路22。生成代表第一磁盘表面的可重复性偏摆(RRO)的第一 RRO正弦曲线(步骤24)，以及生成代表第二磁盘表面的RRO的第二可重复性偏摆(RRO)正弦曲线(步骤26)。从主机接收多个存取命令，将其存储在命令队列中(步骤28)，以及选择存取命令中的一个来执行以响应第一和第二 RRO正弦曲线(步骤30)。在图2A的实施例中，控制电路22处理从磁头Wtl发出的读信号32，来解调伺服扇区ISci-ISn并生成代表检测的磁头位置和相对于目标磁道的目标位置之间误差的位置误差信号(PES)。控制电路22利用适当的补偿滤波器对PES进行滤波，以生成控制信号34，控制信号34施加于围绕枢轴旋转致动器臂38。的音圈马达(VCM) 36，从而朝减少PES的方向在磁盘表面上方径向致动磁头Ietlt5在对应于选择的存取命令磁头从当前磁道移动到目标磁道的寻找操作中，控制电路22处理来自伺服扇区ISci-ISn的位置信息以便以相对于起始和终止磁道定义的速度分布的目标速度移动磁头2(V伺服扇区ISci-ISn可以任何适当的方式写入每个磁盘表面，例如在安装到每个磁盘驱动器之后或者在安装之前伺服写入磁盘表面，(例如，采用介质编写器或冲压磁盘表面)。在一个实施例中，伺服扇区ISci-ISn相对于使磁盘旋转的主轴电机的中心定义非中心磁道。例如，在将磁盘安装到磁盘驱动器之前磁盘表面被伺服写入的实施例中，磁盘可以被夹紧(clamp)到主轴电机，使得磁盘中心不和主轴电机的中心对齐。这会引起每个磁盘表面相对于各磁头的可重复性偏摆(RRO)。另外，每个磁盘表面之间的RRO可能不同，例如，如果图2B所示的两个磁盘以不同的对齐方式夹紧到主轴电机，使得每个磁盘的中心相对于主轴电机的中心以不同的幅度和相位偏移。这在图2D的实施例中示出，其显示分别对应于第一和第二磁盘表面的第一和第二 RRO正弦曲线。每个RRO正弦曲线的幅度和相位对应于每个磁盘与主轴电机的中心非中心对齐时的幅度和相位。在本专利技术的各实施例中，不同磁盘表面的不同RRO正弦曲线影响从命令队列中选择要执行的下一个存取命令的算法。例如，在一个实施例中，选择算法包括旋转位置优化(RPO)算法，其以最小化寻找和旋转延迟的顺序选择要执行的存取命令(从而最大化磁盘驱动器吞吐量)。图3示出从当前命令结尾到有可能的下一个命令的寻找和旋转延迟示例，其中延迟按照伺服楔(连续伺服扇区之间的区域)计算。可以针对命令队列中的每个存取命令计算寻找和旋转延迟，然后将具有最小延迟的存取命令选为下一个待执行的存取命令。在图3的示例中，当前命令可能处在第一磁盘表面上，而可能的下一存取命令可能处在第二磁盘表面上(需要磁头切换)。如果第一和第二磁盘表面的RRO不同，如图2D所示，则如果相对第一磁盘表面计算寻找延迟则估计的寻找延迟可能不正确。因此，本专利技术实施例在估计命令队列中的每个存取命令的寻找延迟时考虑第一和第二磁盘表面间的不同 RR0。代表磁盘表面RRO的RRO正弦曲线可以通过采用任何适当的运算以任何适当的方式生成。在图4A所示的实施例中，根据以下运算生成第一磁盘表面的RRO正弦曲线 alcos (2 k/N)+blsin (2 k/N)；根据以下运算生成第二磁盘表面的RRO正弦曲线a2cos (2 k/N)+b2sin (2 k/N)；其中al、bl、a2、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁盘驱动器，其包括：包括多个磁道的第一磁盘表面，其中每个磁道包括多个数据扇区和多个伺服扇区；包括多个磁道的第二磁盘表面，其中每个磁道包括多个数据扇区和多个伺服扇区；在每个磁盘表面上方致动的磁头；以及控制电路，其可操作以：生成代表第一磁盘表面的可重复性偏摆(RRO)的第一RRO正弦曲线；生成代表第二磁盘表面的可重复性偏摆(RRO)的第二RRO正弦曲线；从主机接收多个存取命令；将所述存取命令存储在命令队列中；以及选择所述存取命令中的一个来执行，以响应所述第一和第二RRO正弦曲线。

【技术特征摘要】
2011.04.27 US 13/095,6911.ー种磁盘驱动器，其包括 包括多个磁道的第一磁盘表面，其中每个磁道包括多个数据扇区和多个伺服扇区； 包括多个磁道的第二磁盘表面，其中每个磁道包括多个数据扇区和多个伺服扇区； 在每个磁盘表面上方致动的磁头；以及 控制电路，其可操作以 生成代表第一磁盘表面的可重复性偏摆(RRO)的第一 RRO正弦曲线； 生成代表第二磁盘表面的可重复性偏摆(RRO)的第二 RRO正弦曲线； 从主机接收多个存取命令； 将所述存取命令存储在命令队列中；以及 选择所述存取命令中的一个来执行，以响应所述第一和第二 RRO正弦曲线。2.如权利要求I所述的磁盘驱动器，其中所述控制电路进一歩可操作用于 计算第一和第二 RRO正弦曲线之差；以及 选择所述存取命令中的一个来执行以响应此差。3.如权利要求I所述的磁盘驱动器，其中所述控制电路进一歩可操作用于 生成第一 RRO正弦曲线，其依据 alcos (2 k/N) +blsin (2 n k/N)； 生成第二 RRO正弦曲线，其依据 a2cos (2 JI k/N) +b2sin (2 n k/N)； 其中al, bl, a2, b2 是系数；k代表伺服扇区指数；以及N是伺服扇区数量。4.如权利要求3所述的磁盘驱动器，其中所述控制电路进一歩可操作用于计算所述第一和第二 RRO正弦曲线之差，其依据[alcos (2 JI i/N) +blsin (2 n i/N) ]-[a2cos (2 n i/N)+b2sin(2 n i/N)] 其中i代表寻找操作的起始伺服扇区。5.如权利要求3所述的磁盘驱动器，其中所述控制电路进一歩可操作用于计算所述第一和第二 RRO正弦曲线之差，其依据[alcos (2 JI j/N)+b Isin (2 n j/N) ]-[a2cos (2 n j/N)+b2sin(2 n j/N)] 其中j代表寻找操作的終止伺服扇区。6.如权利要求4所述的磁盘驱动器，其中所述控制电路进一歩可操作用于计算所述第一和第二 RRO正弦曲线之差，其依据[alcos (2 JI (i-A !)/N)+blsin (2 (i- A J /N) ] - [a2cos (2 n (i- A 2) /N)+b2sin(2 n (i-A2)/N)] 其中A1和A2代表所述第一和第二磁盘表面的所述伺服扇区之间的歪斜。7.如权利要求5所述的磁盘驱动器，其中所述控制电路进一歩可操作用于计算所述第一和第二 RRO正弦曲线之差，其依据[alcos (2 JI (j-A !)/N)+blsin (2 (j- A J /N) ] - [a2cos (2 Ji (j - A 2) /N)+b2sin(2 n (j-A2) /N)]其中A1和A2代表所述第一和第二磁盘表面的所述伺服扇区之间的歪斜。8.如权利要求I所述的磁盘驱动器，其中所述控制电路进一歩可操作用于选择所述存取命令中的一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·威尔森，K·T·库克，
申请(专利权)人：西部数据技术公司，
类型：发明
国别省市：