测量磁盘速度的方法和装置制造方法及图纸

自伺服改进定时码形的位置，包括校正由几何影响造成的随机和系统误差，在具有磁头的读和写单元分开的磁盘驱动器中，用于确定单元之间的间隔和校正是磁头和磁盘之间斜交角函数的误差的方法。检测和校正由于偏差和单元的不平行以及磁头在其传动机构上的偏差造成的误差。检测和校正磁盘转速变化和定时码形相对于相邻定时码形的偏差造成的误差。一般，可以用单转过程写和检测每个磁道上的随机误差并在后续磁道校正。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及与本申请共同转让并归入本文作为参考的由T.Chainer等人于1993年3月8日提交的题为″一种在存储介质上写伺服码形的方法和系统″的序号为08/028,044的美国专利申请。本专利技术还涉及E.Yarmchuk等人于1994年12月2日提交的美国专利申请，其序号为349028，代理号为Y0994-253，在此一同归入本文作为参考。本专利技术一般地讲涉及用于计算机的硬盘驱动存储的存储装置。特别是涉及磁盘驱动装置和用于在其中写伺服磁道信息的方法。更具体地说，本专利技术涉及降低对复杂机构和/或光定位系统的需要而在记录介质的记录表面建立伺服码形。如国际专利申请WO 94/11864中所述，软盘和硬盘驱动器中存储容量水平的提高是由于音圈(voice-coil)和其它类型的伺服定位器以及使用例如磁致电阻(MR)磁头技术读写更窄磁道的能力使高密度磁道成为可能的直接结果。以前，用导杆和步进电机机构能使低磁道密度磁盘驱动器在到满意的磁头定位。然而，当磁道密度变得如此之大以至导杆-步进电机组合的机械误差与磁道到磁道间隔相比变得显著时，则需要一个预置伺服以便能从它所读的信号确定磁头位置。常规的硬盘制造技术包括用一个专门的伺服写入设备在磁头磁盘组件(HDA)的介质上写伺服磁道。在该设备中，用激光定位反馈读取用于写伺服磁道的记录磁头的实际物理位置。遗憾的是，由于HDA本身非常小并依赖于定位安放其盖和外壳来进行适当操作，这种伺服写入器变得越来越难于进入HDA的内部环境以进行伺服写入。有些HDA的尺寸和厚度只有一张塑料信用卡大小。传统伺服写入方法已不适合这种超小型的水平。常规伺服码形通常包括非常精确地位于偏离-数据磁道中线某一侧的恒定频率信号短脉冲串。脉冲串被写入一个扇区部区域，能够被用于找出磁道中线。在读写期间需要停留在中央。由于每个磁道可以有17至60，或更多的扇区，相同数量的伺服数据区必须分布在一数据磁道周围。这些伺服数据区允许一个磁头跟踪围绕磁盘的磁道中线，即使由于出现主轴抖动，磁盘滑动和/或热胀使磁道失圆时仍然如此。由于技术进步提供了更小的磁盘驱动器，以及磁道密度提高，伺服数据的位置也必须与此成比例地更加精确。通常由专用的、外部伺服写入设备写入伺服数据，并且一般包括使用一大花岗石块来支撑磁盘驱动器稳定外部震动影响。将一个辅助时钟磁头插到记录磁盘表面，并用来写入一参考定时码形。一个带非常精确的导杆和用于位置反馈的激光位移测量装置的外部磁头/臂定位器被用来精确地确定换能器的位置并作为磁道位置和磁道到磁道间隔的依据。由于磁盘和磁头要暴露在环境中以允许外部磁头和传动机构存取，该伺服写入器需要清洁的室内环境。授予Oliver等人的美国专利No.4,414,589讲授了通过在定位装置的移动范围内将移动读/写磁头之一定位在第一限位停止处来确定最佳磁道间隔的伺服写入。然后用移动磁头写第一参考磁道。凭经验选择与所需平均磁道密度相关的预定降低数值或幅度降低的百分比X％。移动磁头读第一参考磁道。然后移动磁头离开第一限位停止处直到第一参考磁道的幅度降低到其原始幅度的X％。移动磁头写第二参考磁道。然后再次在同一方向转动磁头直到第二参考磁道的幅度降低到其原始幅度的X％。该过程继续，写后续的参考磁道并将移动磁头移动一定数量以足以使参考磁道幅度降低到其原始值的X％，直到参考磁道将磁盘填满。对这样写入的参考磁道的数量计数，当遇到定位装置移动范围中的第二限位停止处时，该过程停止。计算写入的磁道数量和移动磁头的移动长度，检测平均磁道密度以保证其处在所需平均磁道密度预定范围内。如果平均磁道密度高，擦除磁盘，降低X％值并且重复该过程。如果平均磁道密度低，擦除磁盘，提高X％值并且重复该过程。如果平均磁道密度在所要求的平均磁道密度的预定范围内，对于一给出的平均磁道密度所需的降低比率X％已经被确定，伺服写入器可以转到伺服写入步骤。遗憾的是，Oliver等人没有公开如何产生用于内部记录数据磁头的时钟磁道，而这是由一个外部时钟磁头实现的。Oliver等人也没有讲授如何在传播期间确定磁道间隔。这样就造成需要写整个磁盘表面并对被写入磁道计数以确定磁道间隔。另外，Oliver等人没有检验磁盘驱动器中多个磁头中的变化而设定磁道间距。最后，Oliver等人没有讲授在径向传播增加期间如何限制误差增加。随机误差随步骤数值的平方根增加，即对于磁盘驱动器传播为10,000个步骤的数量级将使最终误差比一步步的误差大100倍。1990年3月27日颁发给Janz的美国专利4,912,576描述了一种用磁盘驱动器本身的一对换能器写伺服码形的方法，该方法也在国际专利申请WO94/11864中描述。使用三种形式的伺服码形产生提供差信号的三相信号，该差信号的斜率与速率成正比。使伺服码形在径向大致比标志磁道到磁道间隔宽是可能的。这将有助于改善读回幅度，从而改善伺服性能。Janz观察到来自换能器的信号电平是用于测量其与记录在磁盘上的具体码形对准的办法。如果通量间隙只扫过一码形的40％，当换能器与码形死点(dead-center)对齐时，读电压将是可获得的最大电压的40％。Janz利用这一现象偏移跨过三分之二并沿一作为数据磁道的中线路径使码形交错。在一个优选过程中，Janz把磁盘的一侧供伺服使用，另一侧供数据使用。磁盘驱动器包括两个处在相反表面共享一个公用传动机构的换能器。为格式化一个被擦除的磁盘以使数据初始化，在伺服侧的外边缘写第一相位伺服。换能器按第一相位伺服磁道的指示向里径向移动二分之一磁道，将第一数据磁道记录在数据侧。这次换能器按第一数据磁道幅度的指示再次向里径向地移动二分之一磁道，将第二相位伺服磁道记录在伺服侧。换能器按第二相位伺服磁道幅度的指示再次向里径向移动二分之一磁道，将第二数据磁道记录在数据侧。换能器按第二数据磁道幅度的指示向里径向移动另一个二分之一磁道，将第相位伺服磁道记录在伺服侧。换能器按第三相位伺服磁道幅度的指示向里径向移动二分之一磁道，将第三数据磁道记录在数据侧。重复这一前后过程直到两个表面被整个写入。如果写入磁道太少或太多，将磁盘再次格式化，但要适当地或多或少略微调整向内跨入半个磁道的宽度。一旦磁盘驱动器由适当隔开的伺服磁道完全(compliment)格式化，数据磁道已经能适用于其目的并被擦除以准备接受用户数据。遗憾的是，Janz描述的方法将整个磁盘的一个表面用于伺服磁道并需要两个磁头协力工作。也不能控制磁道到磁道的比特同步，对找出磁道这间数据的寻找次数有严重和不利的影响。由于磁盘转一圈所出现的换能器浮动高度变化和主轴偏移，以及介质不一致，因此，依据简单地读取偏离磁道读信号的幅度可能会造成不可靠的径向定位判断。现有技术的方法不适合高性能磁盘驱动器。IBM技术公开通报，第33卷，第5号(1990年10月)发表的题为″伺服磁道写入器的再生时钟技术″一文中提出了在覆盖定位之后借助产生磁头进行磁头/磁盘组件的伺服写入而不使用外部位置编码器磁盘。单独时钟磁道被写在外径，并将其分为交替的A和B相。磁头交替地使用作为时钟信息源的每个相位，每次向内跨入半个磁道，根据时钟信息可以写入每个数据区之前的伺服扇区中的伺服信息和另一相中另外的时钟信号。该技术无需专用的伺服写入器时钟磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在具有一旋转磁盘的直接存取存储装置中确定一个磁头的读单元和写单元之间间隔的方法，磁头与磁盘相互配合设置，包括步骤：用位于磁盘第一半径的磁头确定第一读到写的时间延迟；用位于磁盘第二半径的磁头确定第二读到写的时间延迟；根据所述第一延迟和所述第二延迟之间的差、以及磁盘转速计算读单元和写单元之间的间隔。

【技术特征摘要】
US 1994-12-1 3487731.一种在具有一旋转磁盘的直接存取存储装置中确定一个磁头的读单元和写单元之间间隔的方法，磁头与磁盘相互配合设置，包括步骤用位于磁盘第一半径的磁头确定第一读到写的时间延迟；用位于磁盘第二半径的磁头确定第二读到写的时间延迟；根据所述第一延迟和所述第二延迟之间的差、以及磁盘转速计算读单元和写单元之间的间隔。2.根据权利要求1的方法，其特征在于至少所述确定读到写时间延迟的步骤之一包括步骤用写单元写第一触发码形；在触发所述第一触发码形后的一额定时间T写第二触发码形；测量所述第一和所述第二触发码形之间的时间间隔；和计算所述间隔和额定时间T这间的差。3.根据权利要求1的方法，其特征在于该延迟是磁头和运动磁盘之间的斜交角的函数，斜交角也被用在所述计算步骤中。4.根据权利要求3的方法，其特征在于所述间隔是通过关系式 确定的，其中W＝间隔Ω＝磁盘转速R1＝第一半径R2＝第二半径θ1＝第一半径处的斜交角θ2＝第二半径处的斜交角5.根据权利要求1的方法，其特征在于进一步包括步骤计算磁头的后续径向位置相对于磁盘扭曲引起延时作为所述间隔、斜交角、和磁盘转速的函数，和在伺服码被写到磁盘上时用所述延时校正触发码形的位置。6.根据权利要求1的方法，其特征在于所述第一半径是可接近的最里的磁盘磁道，所述第二半径是可接近的最外面的磁盘磁道。7.一种通过具有分开的读和写单元的磁头确定一转动存储介质上数据分布中系统误差值的方法，所述误差是由于所述读单元和所述写元件的几何偏差造成的，包括步骤测量由位于给定的所述磁盘径向位置的磁头写入的触发码形之间的第一时间间隔，测量一对触发码形之间的第二时间间隔，第一触发码形由位于第一径向位置的磁头写入，第二触发码形由位于第二径向位置的磁头写入，所述第一和第二径向位置间隔一定距离，该距离足够小到允许位于一单个径向位置的磁头读第一和第二触发码形两者，并大到足够观测所述系统误差。8.根据权利要求7的方法，其特征在于所述测量步骤是磁头在相对于所述磁盘的已知半径以及所述磁盘表面的相对速度是所述磁盘转速和所述半径乘积的情况下进行的。9.根据权利要求7的方法，其特征在于所述误差是由所述读单元和所述写单元的不平行造成的。10.根据权利要求7的方法，其特征在于还包括在磁盘上提供一伺服码形；用系统误差的测量值校正用于在磁盘上写所述伺服码形的触发码形的位置。11.根据权利要求10的方法，其特征在于还包括步骤确定磁头附加半径处相对于磁盘的系统误差，以确定修正系统误差值作为半径的函数；和用修正的系统误差测量结果校正用于在磁盘上写所述伺服码形的触发码形。12.一种由磁盘驱动器中的磁头在旋转磁盘上写时间码形时校正系统误差的方法，包括步骤用磁头在所述磁盘的第一磁道上的第一位置写第一系列触发码形；记录一个与磁盘的旋转方位相关的旋转标记和所述第一磁道上至少一个触发码形之间的时间间隔；从记录的时间间隔与预定的所需时间间隔的偏差计算标记校正值；和使用所述标记校正值改变被写在后续磁道上的每个触发码形的位置。13.一种由磁盘驱动器中的磁头在旋转磁盘上写时间码形时校正系统误差的方法，包括步骤用磁头在所述磁盘的第一磁道上写第一系列触发码形；记录一个与磁盘的旋转方位相关的旋转标记和所述第一磁道上至少一个触发码形之间的第一时间间隔；用磁头在所述磁盘的第二磁道上写第二系列触发码形；记录一个与磁盘的旋转方位相关的旋转标记和所述第二磁道上至少一个触发码形之间的第二时间间隔；从记录的所述第一和第二时间间隔之间的差计算标记校正值；和使用所述标记校正值改变被写在后续磁道上的每个触发码形的位置。14. 在包括与磁盘相互配合设置的磁头的磁盘驱动器中自伺服写入一个旋转磁盘的过程，包括步骤在第一磁道上写第一组触发码形；确定读到写的延时；确定标记校正值；确定至少一个随机误差校正值；计算一组是所述读到写延时、所述标记校正值和所述至少一个随机误差校正值的函数的延迟值；从所述第一组触发码形进行触发并用所述延迟值在一后续磁道上写第二组触发码形。15.在包括与磁盘相互配合设置的磁头的磁盘驱动器中自伺服写入一个旋转磁盘的过程，包括步骤确定读到写的延时；在第一磁道上写第一组触发码形；确定标记校正值；将磁头移动磁道宽度的几分之一；写第二组触发码形；测量每个第一触发码形和随其后的第二触发码形之间的第一时间，和测量每个第二触发码形和随其后的第一触发码形之间的第二时间；根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：TJ程纳，AP普莱诺，MD舒尔茨，BC韦布，EJ亚卓克，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[]