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CN1244705A - 提供磁盘上位置信息的方法和装置 - Google Patents

提供磁盘上位置信息的方法和装置 Download PDF

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Abstract

提供磁盘上位置信息的方法和装置,其磁盘有至少一个带多个磁迹的侧面,各磁迹具有分别在第一和第二伺服区中的第一和第二脉冲串,分别提供磁迹位置信息的第一部分。它们结合时,两部分提供相应的磁迹位置。各磁迹还包括提供磁盘侧面位置信息第一和第二部分的第三和第四脉冲串。它们结合时,两部分提供磁盘的磁盘侧面位置。还包括提供磁盘四分之一位置的一个脉冲串。第一、第二部分和它们相应扇区时序数结合提供相应的磁迹位置。

Description

提供磁盘上位置信息的方法和装置
本发明一般涉及磁盘储存系统，特别是提供硬驱动组件中磁盘上的位置信息的方法和装置。
磁盘驱动器是用于信息储存的磁记录装置。信息通常记录在一个或多个磁记录磁盘的任一表面上的同心磁迹上。为方便数据以一定规则方式储存和检索，磁盘通常以称为扇区的块形式排列。这些扇区通过独特的称为柱面(或磁迹)、磁头(或侧面)及扇区数的区分符设置于磁盘之上。磁盘可旋转地安装到旋转马达而信息通过读/写磁头存取，该读/写磁头安装到由音圈马达转动的激励器臂上。音圈马达通过电流激磁以转动激励器并移动磁头。
激励器的移动由伺服系统利用记录在一个或多个磁记录磁盘上的伺服信息控制。通过读出该伺服信息，可以确定磁头的实际径向位置，并在与要求的磁头径向位置比较后，发出控制信号由此移动激励器。伺服信息通常以两种方法之一储存在磁盘上。在第一种方法中，专用伺服系统，一组磁盘上的几个磁迹或整个磁盘表面，专门被保留下来用来储存与特殊驱动特性有关的信息。这种信息包括伺服参数和读/写信道参数。伺服磁头读出该信息以提供连续信号指示相对于伺服磁盘的伺服磁头位置。在伺服系统的第二种方法中，内嵌伺服系统中，伺服信息的扇区插入每个磁盘表面上的数据扇区中。当读磁头随数据磁迹转动，它从控制其位置的每个伺服扇区规则地读出伺服信息的新采样。
图1显示硬盘驱动器的磁盘上的一个典型扇区。如所示，典型扇区10有一个包括自动增益控制(AGC)信息和同步信息的预兆区20，预示扇区开始的伺服地址标记22，指示磁迹第一扇区开始的索引区24，包括识别字节的识别区26，用于磁头位置识别的磁头识别区28，识别扇区特殊柱面(磁迹)的格雷码区30，包括许多伺服字节A，B，C，D的伺服字节区32，以及包含数据的数据区34。伺服字节A，B，C，D用于将读/写磁头保持在对应磁迹的中心线CL上。识别区26通常包括一个索引字节和7个角位置信息字节；磁头识别区28通常包括用于识别磁盘组的磁头(或侧面)位置的3个数据字节，格雷码区30通常包括用于提供磁迹识别的13个数据字节。在传统的磁盘驱动中，绝对位置信息以格雷码形式储存在特殊扇区10的格雷码区30中。考虑到电力消耗、成本及信息输入输出流通量，非常希望减小用于提供伺服信息的媒介空间。但是，扇区10的大部分区段是磁头和/或相关媒介，减小这些区段是困难的。
因此，在技术上有必要提供一种方法和一种装置，提供硬驱动组件中磁盘上的伺服信息，而减小提供这种信息所需的媒介空间。
本发明是提供磁盘位置信息的方法和装置。磁盘至少有一个带有多个磁迹的侧面，每个磁迹有一个第一伺服区中的第一脉冲串和一个第二伺服区中的第二脉冲串。第一脉冲串提供磁迹位置信息的第一部分，而第二脉冲串提供磁迹位置信息的第二部分。当两者结合时，第一和第二部分提供相应磁迹的位置。每个磁迹另外包括提供磁盘侧面位置信息的第一和第二部分的第三和第四脉冲串。当两者结合时，磁盘侧面位置信息的第一和第二部分提供磁盘的磁盘侧面位置。每个磁迹还包括提供磁盘四分之一位置的一个脉冲串。在一个实施例中，第一和第二脉冲串位于连续的扇区上，且每个磁迹包括带识别连续扇区时序位置的扇区时序数的伺服扇区时序脉冲串。第一部分、第二部分及它们相应扇区时序数结合提供相应磁迹的位置。
图1显示现有技术的磁盘驱动组件中磁盘的典型数据扇区。
图2是使用本发明的方法和装置的硬盘驱动组件顶视图。
图3A显示图2磁盘组100的磁头H0-H3(侧面1-4)上的典型扇区。
图3B显示根据本发明宗旨提供的图3A磁盘组100一个侧面上的典型扇区的放大图。
图4A显示根据本发明宗旨的磁盘组100一个侧面上的多个连续扇区。
图4B显示如图4A中由扇区2和3的SDAT分别提供的磁头位置信息的4个字节。
图4C显示磁迹位置信息的13个字节，其中图4A扇区4-6的SDAT区提供字节8-13，而图4A来自每个扇区的格雷码提供字节0-7。
参考具有标号的附图，图2显示利用本发明方法的硬盘驱动器50。硬盘驱动器50包括带有由旋转马达104一起旋转的多个磁盘102的磁盘组100。旋转马达104固定在基盘106上。激励器臂组件108也被安装到基盘106。激励器臂组件包括安装至相应的弯曲臂112的多个读/写(R/W)磁头110a-d。弯曲臂112连接到可绕轴承组件116旋转的激励器臂114。组件108也包含相对于磁盘102一起移动磁头110a-d的音圈马达118。对于磁盘组100的磁盘磁头侧面H0，H1，H2或H3(未示出)分别有典型的单个磁头110a，110b，110c或110d。旋转马达104，音圈马达118及R/W磁头110a-d被耦联到固定在印刷电路板122上的多个电路120上。电路120通常包括读信道芯片，基于微处理器的控制器及随机存取存储器(RAM)装置。
如图3A所示，数据通常被储存在位于跨越磁盘组100的任一个磁盘磁头H0-H3的径向同心磁迹的扇区1401，1402，1403中。为讨论目的，扇区1401，1402，1403的任一个被指为扇区140。在图3B所示的一个实施例中，每个扇区140有一个包括自动增益控制(AGC)信息和同步信息的预兆区150，预示扇区140开始的地址标记152，指示磁迹第一扇区开始的索引区154，如在多个连续扇区中识别的识别扇区140扇区时序位置数的伺服扇区时序数(SNN)区156，提供与扇区140特殊柱面(磁迹)的位置信息有关的较高级字节信息的伺服多路数据(SDAT)区158，提供与扇区140特殊柱面(磁迹)的位置信息有关的较低级字节信息的格雷码区160，同步区162，包括许多伺服字节A，B，C，D的伺服字节区164，以及包含数据的数据区166。目前，区150-164被指为伺服区，而区166被指为数据区。电路120(见图2)利用伺服字节A，B，C和D来保持磁头110a-d在对应磁迹的同心线CL上。磁头110a-d能够磁化且检测磁头H0-H3的磁场以便提供位于上述区150-166上的信息。
在一个实施例中，通过读SSN区156、SDAT区158和伺服数据六个连续脉冲串的格雷码区160，提供位置信息。表1显示了在SSN区156、SDAT区158和格雷码区160中、以及在这些区之间提供的位置信息的例子。为识别磁盘组100的四分之一、磁头和磁迹位置，位于SSN区156、SDAT区158和格雷码区160中的信息一起提供一个位置信息矩阵。
如表1所示，在典型磁头、磁盘组100的磁头4(H3)上有72个伺服扇区，每个标记从0-71。72个伺服扇区分成几组，每组有6个连续扇区。如在每个扇区140的SSN区156中提供的(见图3B)，由于要求最少3个字节，6个连续扇区的每个可由0-7的SSN识别。如上所述，(SDAT)区158提供与扇区140特殊柱面(磁迹)的位置信息有关的较高级字节信息，而格雷码区160提供与扇区140特殊柱面(磁迹)的位置信息有关的较低级字节信息。
在一个实施例中，索引信息在扇区0区的区1560中作为7(二进制111)提供。在另外一个实施例中，索引信息在扇区0和1中提供。在这种情况中，索引信息在SSN区1560中作为7(二进制111)提供，在SSN区1561中作为6(二进制110)提供。
表1
在柱面24CDH、磁头4的伺服图案中数据示例
二进制CDH＝格雷码CDH
二进制24H＝格雷码26H
 伺服扇区 SSN  SDAT<1∶0> 偏移<7∶0> 说明
0  7   1，1 CDH 索引位置，SSN＝7，SDAT＝00对于第一1/4旋转
1  1   1，0 CDH SDAT＝Hd<3∶02>
2  2   0，1 CDH SDAT＝Hd<1∶0>
3  3   1，0 CDH SDAT＝Cy1<13∶12>
4  4   0，1 CDH SDAT＝Cy1<11∶10>
5  5   1，0 CDH SDAT＝Cy1<9∶8>
6  0   0，0 CDH SSN＝0这样SDAT＝0
7  1   1，0 CDH SDAT＝Hd<3∶2>
8  2   0，1 CDH SDAT＝Hd<1∶0>
9  3   1，0 CDH SDAT＝Cy1<13∶12>
10  4   0，1 CDH SDAT＝Cy1<11∶10>
11  5   1，0 CDH SDAT＝Cy1<9∶8>
12  0   0，0 CDH …
13  1   1，0 CDH
… …    … …
18  0   0，1 CDH SDAT＝01对于第二1/4旋转
… …    … …
36  0   1，0 CDH SDAT＝10对于第三1/4旋转
… …    … …
54  0   1，1 CDH SDAT＝11对于第四1/4旋转
… …    … … …
68  2   0，1 CDH
69  3   0，0 CDH
70  4   0，1 CDH
71  5   0，1 CDH
在当前这个示例中，SSN＝0与一个SDAT数结合识别磁盘组100中磁盘上的1/4位置。例如，SSN＝0和SDAT＝00结合识别作为磁盘第一四分之一的特殊位置，而SSN＝0和SDAT＝01结合识别作为磁盘第二四分之一的特殊位置。同样地，SSN＝0和SDAT＝10结合识别作为磁盘第三四分之一的特殊位置，而SSN＝0和SDAT＝11结合识别作为磁盘第四四分之一的特殊位置。但是，这里SSN＝7和SDAT＝00，它表明特殊位置是磁盘第一四分之一中的第一扇区。
另外，SSN＝1或SSN＝2与一个SDAT数结合识别作为磁盘组100的磁头(或侧面位置)的特殊位置。参考表1，SSN＝1和SDAT＝10结合识别作为磁盘组100的磁头4或H3的特殊位置，而SSN＝1和SDAT＝01结合识别作为磁盘组100的磁头3或H2的特殊位置。同样地，SSN＝2和SDAT＝01结合识别作为磁盘组的磁头2或H1的特殊位置，而SSN＝2和SDAT＝10结合识别作为磁盘组100的磁头1或H0的特殊位置。
最后，SSN＝3，4或5和一个SDAT数结合提供与磁盘组100中的磁盘特殊柱面(磁迹)的位置信息有关的较高级字节信息。例如，SSN＝3和SDAT＝10或01结合提供字节13和12的位置信息，这里字节位置从完全识别磁盘上柱面或磁迹需要的格雷码信息的0-13(14个字节中的第十四和第十三字节)识别。同样地，SSN＝4和SDAT＝01或10结合提供完全识别柱面需要的格雷码信息的字节11和10(14个字节中的第十二和第十一字节)的位置信息，而SSN＝5和SDAT＝10或01结合提供完全识别柱面需要的格雷码信息的字节9和8(14个字节中的第十和第九字节)的位置信息。格雷码信息的剩余8个字节位于每个扇区140中格雷码区160之中。
图4A显示如何利用典型磁迹上的6个连续扇区实施本发明。该6个扇区，扇区0-5，每个有一个SSN区1560-1565，一个SDAT区1580-1585和一个格雷码区1600-1605。每个SSN区1560-1565提供与6个扇区中每个扇区扇区0-5的扇区时序位置有关的3个信息字节，而每个SDAT区1580-1585提供2个信息字节，该信息当用于与SSN数结合时提供任一下列信息：(1)识别磁盘组100中磁盘的四分之一位置；(2)识别磁盘组100磁头(或侧面)或(3)据供与磁迹位置信息有关信息的6个上端字节的2个；而每个格雷码区1600-1605提供与磁迹位置信息有关信息的8个低端字节。
如上所述，SSN＝0和一个SDAT数结合识别磁盘组100中磁盘上四分之一位置。另外，SSN＝1或SSN＝2与一个SDAT数结合识别作为磁盘组100的磁头(或侧面位置)的特殊位置。最后，SSN＝3，4或5和一个SDAT数结合提供与磁盘组100中磁盘特殊柱面(磁迹)位置信息有关的较高级字节信息。
图4B显示信息4个字节，该信息可从6个扇区的2个获得，扇区1和2，一起识别磁盘组100磁头(或侧面)位置。如示，当居于SDAT区158之前的SSN区156指示SSN为1(二进制001)，随后的SDAT区158将提供磁头位置信息的上端2个字节。当居于SDAT区158之前的SSN区156指示SSN为2(二进制010)，随后的SDAT区158将提供磁头位置信息的低端2个字节。读出扇区扇区1和2的SSN区1561和1562之后，扇区1和2中的一个将获得磁盘组100特殊位置的磁头位置信息。
图4C显示信息14个字节，该信息可从6个扇区的3个获得，扇区3至5，一起识别磁盘组100磁迹(或柱面)位置。如示，每个格雷码区1600-1605提供与磁迹位置信息有关信息的8个低端字节。当R/W磁头100a-d之一正从磁迹特殊带中的一个磁迹读时，这里一个磁迹带有256个磁迹，来自8个低端字节的信息足够识别磁头位置。但是，当R/W磁头100a-d任一个从一个带移到另一个带，则需要另外的信息识别它的位置。如示，当居于SDAT区158之前的SSN区156指示SSN为3(二进制011)，随后的SDAT区158将提供为磁迹位置所需的数据14个字节2个最高字节(字节13和12)。SSN区158指示SSN为4(二进制100)，随后的SDAT区158将提供为磁迹位置所需的数据14个字节2个随后最高字节(字节11和10)。最后，SSN区156指示SSN为5(二进制101)，随后的SDAT区158将提供为磁迹位置所需的数据14个字节最高字节的最后2个字节(字节9和8)。因此，通过扫瞄如本发明提供的至少6个连续扇区的SSN区156、SDAT区158和格雷码区160，可获得磁盘组100上特殊位置的完整位置信息。
通过实施本发明的技术，可提供硬驱动组件中磁盘的伺服信息，而减少了提供这种信息所需的媒介空间。结果，更多的媒介空间可用于储存数据。
虽然某些典型的实施例已被描述并在附图中显示，但可以理解这些实施例仅仅是广义发明的示意而非限于此，且由于本领域的普通技术人员可作出各种其它改型，因此本发明不仅限于所示和所述的特定的构造和布置。

Claims (20)

1.用于硬盘驱动器的磁盘，包括
具有至少一个带有多个磁迹的侧面的磁盘，每个所述磁迹在第一伺服区中具有第一脉冲串和在第二伺服区中具有第二脉冲串，所述第一脉冲串提供磁迹位置信息的第一部分，而所述第二脉冲串提供磁迹位置信息的第二部分，所述第一和第二部分结合提供相应磁迹位置。
2.根据权利要求1的磁盘，其中所述第一脉冲串和所述第二脉冲串位于每个磁迹的连续扇区上。
3.根据权利要求2的磁盘，其中每个磁迹还包括提供扇区时序数的第三脉冲串，该时序数识别每个所述连续扇区的时序位置。
4.根据权利要求1的磁盘，其中每个磁迹还包括提供磁迹位置信息第三部分的第三脉冲串，所述第一、第二和第三部分结合提供相应磁迹的位置。
5.根据权利要求4的磁盘，其中所述第一、所述第二和所述第三脉冲串位于每个磁迹的连续扇区上。
6.根据权利要求5的磁盘，其中每个磁迹还包括提供扇区时序数的第四脉冲串，该扇区时序数识别每个所述连续扇区的时序位置；所述第一、第二和第三部分及它们相应的时序数结合提供相应磁迹的位置。
7.根据权利要求1的磁盘，其中每个磁迹还包括提供所述磁盘四分之一位置的第三脉冲串。
8.根据权利要求1的磁盘，其中所述磁盘有一个带第二多个磁迹的第二侧面，其中所述磁盘每个侧面上的每个磁迹包括所述第一脉冲串和所述第二脉冲串。
9.根据权利要求2的磁盘，其中所述磁盘每个侧面上的每个磁迹还包括第三和第四脉冲串，所述第三和第四脉冲串分别提供磁盘侧面位置信息的第一和第二部分，磁盘侧面位置信息的所述第一和第二部分结合提供磁盘侧面的位置。
10、硬盘驱动器，包括：
外壳；
固定在所述外壳上的旋转马达；
固定在旋转马达上的激励器臂；
附着于所述旋转马达的磁盘，所述磁盘具有至少一个带有多个磁迹的侧面，每个所述磁迹具有在第一区中第一脉冲串和在第二区中第二脉冲串，所述第一脉冲串提供磁迹位置信息的第一部分，而所述第二脉冲串提供磁迹位置信息的第二部分，所述第一和第二部分结合提供相应磁迹位置，以及
用于读所述磁盘的至少一个侧面的固定在所述激励器臂上的读/写磁头。
11.根据权利要求10的硬盘驱动器，其中所述第一脉冲串和所述第二脉冲串位于每个磁迹的连续扇区上。
12.根据权利要求11的硬盘驱动器，其中每个磁迹还包括提供识别每个所述连续扇区时序位置的扇区时序数的第三脉冲串。
13.根据权利要求10的硬盘驱动器，其中每个磁迹还包括提供磁迹位置信息第三部分的第三脉冲串，所述第一、第二和第三部分结合提供相应磁迹的位置。
14.根据权利要求13的硬盘驱动器，其中所述第一、所述第二和所述第三脉冲串位于每个磁迹的连续扇区上。
15.根据权利要求14的硬盘驱动器，其中每个磁迹还包括提供识别每个所述连续扇区时序位置的扇区时序数的第四脉冲串，所述第一、第二和第三部分及它们相应时序数结合提供相应磁迹位置。
16.根据权利要求10的硬盘驱动器，其中所述磁盘还包括带有第二多个磁迹的第二侧面，其中所述磁盘每个侧面上的每个磁迹包括所述第一脉冲串和所述第二脉冲串，所述磁盘每个侧面上的每个磁迹还包括第三脉冲串和第四脉冲串，所述第三和第四脉冲串分别提供磁盘侧面位置信息的第一部分和第二部分，磁盘侧面信息的所述第一和第二部分结合提供磁盘一个侧面的位置，以及
其中所述硬盘驱动器还包括用于读所述磁盘所述第二侧面的固定在所述激励器臂上的第二读/写磁头。
17.提供更盘驱动器中的磁盘上的伺服信息的方法，包括步骤：
    a)提供具有至少一个带有多个磁迹的侧面的磁盘，每个所述磁迹具有在第一伺服区中第一脉冲串和在第二伺服区中第二脉冲串，所述第一脉冲串提供磁迹位置信息的第一部分，而第二脉冲串提供磁迹位置信息的第二部分；
    b)读所述第一脉冲串；
    c)读所述第二脉冲串，以及
    d)结合所述第一和所述第二部分提供相应磁迹的位置。
18.根据权利要求17的方法，其中步骤a)还包括步骤：提供第三脉冲串，该第三脉冲串提供识别每个所述连续扇区时序位置的扇区时序数；
其中该方法还包括步骤：步骤c)之后读所述的第三脉冲串；以及
步骤：e)结合所述第一和第二部分及它们相应时序数提供相应磁迹的位置。
19.根据权利要求17的方法，其中步骤a)还包括提供第三脉冲串的步骤，该第三脉冲串提供所述磁盘四分之一位置。
20.根据权利要求17的方法，其中步骤a)中，所述磁盘有一个带有第二多个磁迹的第二侧面，其中所述磁盘每个侧面上每个磁迹包括所述第一脉冲串和所述第二脉冲串；且其中所述磁盘每个侧面上的每个磁迹还包括第三脉冲串和第四脉冲串，所述第三和第四脉冲串分别提供磁盘侧面位置信息的第一部分和第二部分；其中所述方法还包括步骤：
    e)读磁盘侧面位置信息的所述第一和第二部分；以及
    f)结合所述第一和第二部分提供磁盘一个侧面的位置。
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