具有多级别写电流的磁记录系统技术方案

本发明专利技术涉及具有多级别写电流的磁记录系统。本发明专利技术的多个实施例提供了利用多级别写电流波形进行磁记录的装置、系统和方法。例如，公开了一种利用多级别写电流波形进行磁记录的装置，其包括：模式检测电路，能操作来检测要由磁性写头写入的数据中的模式并产生模式指示信号；以及写驱动器，能操作来生成用于磁性写头的多级别写电流波形。所述多级别写电流波形的至少一个电特性基于模式检测电路所检测的模式。

【技术实现步骤摘要】
具有多级别写电流的磁记录系统
技术介绍
诸如硬盘驱动器的各种磁记录系统使用写头来在磁介质上记录数据。要被记录的数据被作为交变电流提供给写头线圈。电流经过围绕写头的金属线圈，产生磁场。通过该磁场来切换写头中极尖(pole tip)的磁化状态。随着磁化的极尖经过磁存储介质(例如，旋转的铁磁盘片)，磁介质中的位于极尖下面的区域的磁化被改变并且随后可以被读回以获取数据。在磁记录中，高速的写(记录)处理是具有挑战性的。就写电流脉冲特性而言，用来驱动写头以在给定的磁道上记录数据的传统写电流波形是固定的。然而，磁系统的切换响应是非线性的。可以将对于一个写脉冲的磁响应看作一个三阶段过程:切换(阶段I)、到饱和的转换(阶段II)以及饱和(阶段III)。当位单元周期(T)少于磁切换时间时，在高密度记录模式(pattern)情况下，第三阶段并且甚至可能第二阶段可能被截除。随着数据速率的增加，激励和响应信号之间的非线性更加明显，并且位序列包括更多的高频转换。该记录过程伴随有以下不利影响:第一，转换的曲率的增加；第二，位到位转换恶化；第三，磁道宽度调制。其结果，整体记录性能降低，并且数据速率和面密度受限。由于磁记录系统在磁录密度和更快的数据速率上持续提升，所以现有技术中存在改进写处理的需要。
技术实现思路
本专利技术的多个实施例提供利用多级别写电流进行磁记录的装置、系统和方法。例如，公开了一种利用多级别写电流进行磁记录的装置，其包括:模式检测电路，可操作来检测要由磁性写头写入的数据中的模式并产生模式指示信号；以及写驱动器，可操作来生成用于磁性写头的多级别写电流。多级别写电流的至少一个电特性基于模式检测电路所检测的模式。在某些情况下，模式表示磁性写头的磁饱和级别。在某些实例中，写驱动器可操作来在磁性写头的磁饱和级别在特定饱和级别之上时生成用于要写入的数据中的转换的第一写电流级别，并且在磁性写头的磁饱和级别在该特定饱和级别之下时生成第二写电流级另IJ，其中第一写电流级别比第二写电流级别更强烈。在某些实施例中，多级别写电流波形的电特性可以包括过冲(overshoot)脉冲幅度、过冲脉冲宽度、以及过冲脉冲之后的稳态电流级别中的一个或多个。本
技术实现思路
仅仅提供根据本专利技术的某些实施例的概要描述。根据以下的详细描述、所附权利要求和附图，本专利技术的许多其它目的、特征、优点和其它实施例将变得更加全面清楚。附图说明通过参考附图(其在本说明书其余部分中描述)，可以实现对本专利技术各个实施例的进一步理解。附图中，可以在多幅附图中始终使用相同的附图标记来表示相类同的组件。在某些情况下，将包含小写字母的下标与附图标记相关联，以只是多个相类同组件之一。当对附图标记进行引用而没有说明存在下标时，其意在表示所有这样的多个相类同的组件。图1示出了根据本专利技术某些实施例的包括写通道电路、前置放大器和写头的磁存储系统；图2示出了根据本专利技术某些实施例的多级别写电流的示例中已编码的写数据和相关与电流脉冲的波形；图3A和3B示出了根据本专利技术某些实施例的分别在多级别写电流使能和禁止时的通道数据、前置放大器写电流以及写头磁场响应的波形；图4示出了根据本专利技术某些实施例的模式检测电路的示意图；图5示出了根据本专利技术某些实施例的多级别差分信号生成电路；图6示出了根据本专利技术某些实施例的模式检测电路和多级别差分信号生成电路中各种信号的时序图；图7示出了根据本专利技术某些实施例的可以在前置放大器中使用的具有多级别差分信号接收器和输出驱动器的多级别写驱动器；图8示出了根据本专利技术某些实施例的可以在输出驱动器中使用的功率电流源；图9示出了根据本专利技术某些实施例的可以在功率电流源中使用的开关式电流镜；图10示出了根据本专利技术某些实施例的包括可以在前置放大器电路中使用的锁相环、模式检测电路和多级别写驱动器的前置放大器；以及图11示出了根据本专利技术某些实施例的用于利用多级别写电流在磁存储设备中记录数据的方法的流程图。具体实施例方式本专利技术的多个实施例提供了利用多级别写电流进行磁记录的装置、系统和方法。可以控制用来迫使写头中的极尖的磁化切换的写电流波形的各种特性以提高记录性能，包括但不限于:过冲幅度、过冲持续时间、稳态电流Iw、电流上升时间等。在某些实施例中，写电流的自适应或者变化基于极尖的初始磁性状态(饱和或者未饱和)和要记录的恒定数据序列的长度(短或者长)。在某些实施例中，通过在前数据序列长度确定极尖的初始磁性状态。如果刚刚写入特定状态的长数据序列，则极尖将具有足够的时间来变为磁饱和。如果数据信号最近改变了状态，则极尖将不具有足够的时间来在最后状态中变为磁饱和。使用强烈的写电流脉冲设定来快速和有效地将极尖从一个饱和状态切换到相反的饱和状态。使用较不强烈的设定来将极尖从未饱和状态切换。另一个因素是要记录的转换之间的数据序列的长度。在单个位或者非常短的后续数据序列或者给定状态的情况下，使用强烈设定以用于更快的磁切换。在给定状态的较长的未来序列的情况下，使用较不强烈的设定。在此所公开的多级别写电流提供明显的极尖切换以保证数据被以基本恒定的磁道宽度和较好的位到位(bit-to-bit)转换适当地写入到磁介质，而不管写头的非线性磁切换行为如何。尽管在此所公开的利用多级别写电流的磁记录不限于任何特定应用，但一个示例性应用是诸如图1所示的硬盘驱动器的磁存储系统100。存储系统100包括接口控制器102、通道电路104、前置放大器106、硬盘控制器110、马达控制器112、主轴马达114、盘片116、和读/写头组件120。接口控制器102控制到/来自盘片116的数据的寻址和时序。接口控制器102可以包括诸如处理器、缓冲存储器、格式控制、错误校正电路和接口电路的设备。盘片116上的数据包括当读/写头组件适当地位于盘片116上时可以由读/写头组件120写入和检测的磁信号的组。在一个实施例中，盘片116包括依据或者纵向或者垂直的记录方案来记录的磁信号。在典型的写操作中，接口控制器102接收要存储在盘片116上的数字数据122，并将相应的数字写数据124提供给通道电路104中的写通道126。可以在诸如串行高级技术附接(SATA)接口的标准设备接口上串行地接收数字数据122。在写操作期间，在本地缓冲存储器中存储数字数据122，并且利用错误校正码对数字数据122进行格式化和扩增。写通道126可采用以多种方式来处理数字写数据124，诸如将数据串行化、对数据进行调制编码并添加奇偶校验位、以期望的位速率将数据串行化、以及执行写预补偿。写通道126将已编码的写数据130提供给前置放大器106中的写驱动器132。在某些实施例中，前置放大器106安装在致动器臂134上，并且已编码的写数据130由发送器从通道电路104驱动，并且经过挠性电缆以差分正射极耦合逻辑(PECL)格式传递到臂上安装的前置放大器106中的写驱动器132。前置放大器106将已编码的写数据130转换为模拟信号，执行波整形，添加过冲脉冲以辅助记录处理，以及在读/写头组件120的写头部分中加以具有由PECL输入所确定的极性的双极性可编程写电流136。基于读/写头组件120中极尖的初始磁性状态控制过冲脉冲的特性(包括过冲脉冲之后的稳态电流的级别)。在典型的读操作中，通过马达控制器112将读/写头组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用多级别写电流波形进行磁记录的装置，包括：磁性写头；模式检测电路，能操作来检测要由所述磁性写头写入的数据中的模式以及产生模式指示信号；以及写驱动器，能操作来生成用于所述磁性写头的多级别写电流波形，其中所述多级别写电流波形的至少一个电特性基于所述模式检测电路所检测的模式。

【技术特征摘要】
2011.11.22 US 13/302,1691.一种利用多级别写电流波形进行磁记录的装置，包括: 磁性写头； 模式检测电路，能操作来检测要由所述磁性写头写入的数据中的模式以及产生模式指示信号；以及 写驱动器，能操作来生成用于所述磁性写头的多级别写电流波形，其中所述多级别写电流波形的至少一个电特性基于所述模式检测电路所检测的模式。2.如权利要求1所述的装置，其中所述要由所述磁性写头写入的数据中的模式表示所述磁性写头的磁饱和级别。3.如权利要求2所述的装置，其中所述写驱动器能操作来:在所述磁性写头的所述磁饱和级别在特定饱和级别之上时生成用于所述要写入的数据中的转换的第一写电流级别，以及在所述磁性写头的所述磁饱和级别在所述特定饱和级别之下时生成第二写电流级别，其中所述第一写电流级别比第二写电流级别更强烈。4.如权利要求1所述的装置，其中所述模式检测电路能操作来检测所述要由所述磁性写头写入的数据中的至少第一游程长度和第二游程长度。5.如权利要求1所述的装置，其中所述模式检测电路能操作来检测转换之前的数据是否在比第一持续时间更长的时间保持不变，以及所述转换之后的数据是否将会在比第二持续时间更长的时间保持不变。6.如权利要求5所述的装置，其中所述第一持续时间和所述第二持续时间包括所述要由所述磁性写头写入的数据中的位 周期。7.如权利要求5所述的装置，其中所述写驱动器能操作来在所述转换之前的数据没有在比所述第一持续时间更长的时间保持不变并且所述转换之后的数据在比所述第二持续时间更长的时间保持不变时生成具有第一特性的所述多级别写电流波形； 其中所述写驱动器能操作来在所述转换之前的数据在比所述第一持续时间更长的时间保持不变并且所述转换之后的数据在比所述第二持续时间更长的时间保持不变时生成具有第二特性的所述多级别写电流波形； 其中所述写驱动器能操作来在所述转换之前的数据没有在比所述第一持续时间更长的时间保持不变并且所述转换之后的数据没有在比所述第二持续时间更长的时间保持不变时生成具有第三特性的所述多级别写电流波形； 其中所述写驱动器能操作来在所述转换之前的数据在比所述第一持续时间更长的时间保持不变并且所述转换之后的数据没有在比所述第二持续时间更长的时间保持不变时生成具有第四特性的所述多级别写电流波形；以及 其中所述第二特性比所述第一特性更强烈，并且所述第三特性比所述第二特性更强烈，并且所述第四特性比所述第三特性更强烈。8.如权利要求1所述的装置，其中所述多级别写电流波形的所述至少一个电特性选自:过冲脉冲幅度...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·利维彻兹，R·S·威尔森，J·S·高登博格，
申请(专利权)人：LSI公司，
类型：发明
国别省市：