JP3911666B2

JP3911666B2 - Servo signal generation device, servo pattern simulator, and servo signal generation method

Info

Publication number: JP3911666B2
Application number: JP2002027406A
Authority: JP
Inventors: 公紀佐藤
Original assignee: Fuji Electric Device Technology Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2002-02-04
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2022-02-04
Also published as: JP2003228931A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスク装置で使用されるサーボパターンについて評価解析を行うことが可能な、サーボ信号生成装置、サーボパターンシミュレータ、および、サーボ信号生成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、従来のハードディスク装置の構成例を示す。
【０００３】
図１２（ａ）のハードディスク装置１００は、図１２（ｂ）のメディア１０１上に磁気記録されたサーボパターン１０４より、磁気ヘッド１０２の現在位置と目標位置との誤差を検出し、この差が小さくなるようにヘッドアクチュエータ１０３を駆動し、磁気ヘッド１０２を位置決めする。
【０００４】
図１２において、サーボ復調回路１０５は、サーボパターン１０４から磁気ヘッド１０２が読み取ったサーボ信号をもとに、位置誤差信号を求める回路であり、サーボコントローラ１０６は、位置誤差信号をもとに、誤差が小さくなるよう、ヘッドアクチュエータ１０３への指令値を演算するユニットである。
【０００５】
図１３に示すように、従来のサーボパターン１０４は、サーボトラックライター１０８と呼ばれる装置を使用して、ビット毎に書き込まれてきた。近年、書き込み時間の短縮、サーボトラックライター１０８の削減を狙い、磁気転写と呼ばれる方式により、サーボパターン１０４の原盤であるマスターディスク１１０からメディア１０１にサーボパターン１０４を一括して書き込む技術が提案されている。
【０００６】
図１４および図１５は、従来における磁気転写プロセスの概略を示す。図１４は初期磁化、図１５は磁気転写である。
【０００７】
まず、図１４において、メディア１０１近傍に磁石１０９を近接させ、メディア１０１を一方向に磁化する。
【０００８】
次に、図１５において、サーボパターン１０４の原盤であるマスターディスク１１０をメディア１０１に密着させた後、マスターディスク１１０上から初期磁化と逆向きの磁界を発生する磁石１１１を近接して、サーボ信号を転写する。マスターディスク１１０はＳｉ基板表面に、軟磁性体によるパターン１１２を形成したものである。軟磁性体のギャップで発生する漏れ磁界により、メディア１０１は軟磁性パターン１１２のない部分（スペーシング部分）のみ初期磁界と逆向きに磁化される。
【０００９】
そして、最後に、マスターディスク１１０とメディア１０１とを引き離す。
【００１０】
このように磁気転写方式の場合、サーボパターン１０４の原版であるマスターディスク１１０は、半導体の製造技術を用いて、軟磁性体をパターン形成するものであるから、かなり複雑な形状のサーボパターンを生成・導入することが可能である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、サーボパターン１０４の品質は、そのサーボパターン１０４を採用したハードディスク装置１００のヘッド位置決め精度が高いか低いかにより評価できる。
【００１２】
パターンが単純であれば、机上検討により、これを考察できるが、パターンが複雑になると机上検討だけでは不十分ゆえ、実機検証が必須となる。
【００１３】
前述した従来例のように、サーボパターン１０４の品質は、そのサーボパターン１０４を採用したハードディスク装置１００のヘッド位置決め精度を測定することによって判定できる。
【００１４】
しかし、磁気転写方式を採用するハードディスク装置１００の場合、上記従来の測定には、次の作業が必要である。
【００１５】
▲１▼開発したサーボパターンに対応するマスターディスクを製造する。
【００１６】
▲２▼製造したマスターディスクを使い、磁気転写により、媒体にサーボパターンを書き込む。
【００１７】
▲３▼開発したサーボパターンに対応したサーボ復調回路を新規開発する。
【００１８】
▲４▼転写したメディア、サーボ復調回路をドライブに組み込む。
【００１９】
▲５▼サーボをかけ、そのときのヘッド位置決め精度を測定する。
【００２０】
▲６▼サーボパターンとヘッド位置決め精度との相関を調べる。
【００２１】
つまり、ドライブを組み立てる設備と共に、長いリードタイムも必要になる。
【００２２】
そこで、本発明の目的は、短いリードタイムで、かつ、開発設備をもつことなく低コストでサーボパターンの評価を実施することが可能な、サーボ信号生成装置、サーボパターンシミュレータ、および、サーボ信号生成方法を提供することにある。
【００２３】
また、本発明の他の目的は、磁気転写に固有な現象を利用して、高精度な信号検出処理を実行することが可能な、サーボ信号生成装置、サーボパターンシミュレータ、および、サーボ信号生成方法を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、特定サーボパターンを用い、所定の媒体に記録されている所望のサーボパターンに対するサーボ信号を生成する装置であって、前記特定サーボパターンとして、磁気転写若しくは磁気ヘッドによる記録の固有現象を考慮し、該特定サーボパターンを再生して得られる孤立した再生波形に対して所望の分解能が得られるように、パターン長手方向に対して一定以上の長さを有しかつ該長さに対応した間隔で配列されたパターンを用い、前記所定の長さを有しかつ該長さに対応した間隔で配列された特定サーボパターンから、該パターンのエッジに対応して孤立した再生波形を生成する再生手段と、前記所望のサーボパターンが転写された媒体のサーボ信号分布を算出する分布算出手段と、前記生成された各孤立した再生波形を、前記算出された所望のサーボパターンのサーボ信号分布に重ね合わせて、１次元サーボ信号列を作成する重ね合わせ手段と、前記所望のサーボパターンを採用したハードディスク装置の磁気ヘッドの軌道に対するサーボ信号を、前記作成された１次元サーボ信号列の補間処理によって算出する補間手段とを具えることによって、サーボ信号生成装置を構成する。
【００２５】
ここで、特定サーボパターンは、前記所望のサーボパターンに対するサーボ信号の少なくとも数倍の周期を有する長周期パターンとしてもよい。
【００２６】
本発明は、所望のサーボパターンを採用したハードディスク装置の磁気ヘッドの位置決め精度を推定することが可能なサーボパターンシミュレータであって、特定サーボパターンから再生されるサーボ信号の実測値に基づいて、前記所望のサーボパターンに対するサーボ信号を求めるサーボ信号生成手段として構成された、上記サーボ信号生成装置と、前記サーボ信号生成装置から出力された前記サーボ信号から、磁気ヘッドの位置誤差信号を復調するサーボ復調手段と、前記復調された位置誤差信号から、前記磁気ヘッドを駆動するための駆動電流を算出するサーボコントロール手段と、前記算出された駆動電流が入力され、前記磁気ヘッドの位置を求めるアクチュエータモデルとを具えることによって、サーボパターンシミュレータを構成する。
【００２７】
本発明は、特定サーボパターンを用い、所定の媒体に記録されている所望のサーボパターンに対するサーボ信号を生成する方法であって、前記特定サーボパターンとして、磁気転写若しくは磁気ヘッドによる記録の固有現象を考慮し、該特定サーボパターンを再生して得られる孤立した再生波形に対して所望の分解能が得られるように、パターン長手方向に対して一定以上の長さを有しかつ該長さに対応した間隔で配列されたパターンを用い、前記所定の長さを有しかつ該長さに対応した間隔で配列された特定サーボパターンから、該パターンのエッジに対応して孤立した再生波形を生成する工程と、前記所望のサーボパターンが転写された媒体のサーボ信号分布を算出する工程と、前記生成された各孤立した再生波形を、前記算出された所望のサーボパターンのサーボ信号分布に重ね合わせて、１次元サーボ信号列を作成する工程と、前記所望のサーボパターンを採用したハードディスク装置の磁気ヘッドの軌道に対するサーボ信号を、前記作成された１次元サーボ信号列の補間処理によって算出する工程とを具えることによって、サーボ信号生成方法を提供する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
＜システム構成＞
図１は、本発明に係るパターンシミュレータ１のシステム構成例を示す。なお、本発明のサーボパターンを採用したハードディスク装置１００の磁気ヘッド１０２の構成は、前述した図１２と同様な構成を用いるものとする。
【００２９】
本システムは、所望のサーボパターンに対し、このパターンを採用したハードディスク装置１００の磁気ヘッド１０２のサーボ信号を求めることが可能なものであり、サーボ信号生成部２と、サーボ復調部３と、サーボコントロール部４と、ヘッドアクチュエータモデル５とからなる。
【００３０】
サーボ信号生成部２は、特定サーボパターン２００から再生されるサーボ信号３００の実測値をもとに、所望のサーボパターン２２０に対するサーボ信号３００を求める機能をもつ。
【００３１】
ここでいう、特定サーボパターン２００とは、使用するサーボ信号３００の少なくとも数倍の周期（例えば、２倍〜５倍程度の長周期）を有する長周期パターンのことをいう。また、所望のサーボパターン２２０とは、所望のメディア７に記録されたパターンであり、このパターンを採用したハードディスク装置１００の磁気ヘッド１０２のサーボ信号３００に対応する。
【００３２】
サーボ復調部３は、サーボ信号３００から磁気ヘッド１０２の位置誤差信号３１を復調する機能をもつ。
【００３３】
サーボコントロール部４は、位置誤差信号３１からヘッドアクチュエータモデル５に入力する駆動電流４１を求め、磁気ヘッド１０２の位置を計算する機能をもつ。
【００３４】
ヘッドアクチュエータモデル５は、算出された駆動電流４１が入力され、磁気ヘッド１０２の位置を求め、ヘッド位置信号５１としてサーボ信号生成部２に送る機能をもつ。
【００３５】
これにより、本システムは、サーボ信号生成部２により求めたサーボ信号３００を、サーボ復調部３に入力して、磁気ヘッド１０２の位置誤差信号３１を復調し、得られた位置誤差信号３１をサーボコントロール部４に入力して、ヘッドアクチュエータモデル５の駆動電流４１を計算し、駆動電流４１をヘッドアクチュエータモデル５に入力して、磁気ヘッド１０２の位置を示すヘッド位置信号５１を求め、得られたヘッド位置信号５１を再度サーボ信号生成部２に導いて、サーボ信号３００を再度求める計算プロセスを実行する。
【００３６】
以下、各部の構成を詳細に説明する。
（サーボ信号生成部）
図５は、サーボ信号生成部２の構成例を示す。
【００３７】
サーボ信号生成部２は、孤立波形再生部１０と、１次元パターン列抽出部１１と、線形重ね合わせ部１２と、補間演算部１３とからなっている。
【００３８】
孤立波形再生部１０は、所定の長さに設定されかつ該長さに対応した間隔で配置された特定サーボパターン２００から、該パターンのエッジに対応して孤立した再生波形２１０を生成する機能をもつ。
【００３９】
１次元パターン列抽出部１１は、所望のサーボパターン（２次元サーボパターン２２０）が転写されたメディア７のサーボ信号分布（１次元パターンデータ列２２１）を算出する機能をもつ。
【００４０】
線形重ね合わせ部１２は、生成された各孤立した再生波形２１０を、算出された２次元サーボパターン２２０の１次元パターンデータ列２２１に重ね合わせて、１次元サーボ信号列２３０を作成する機能をもつ。
【００４１】
補間演算部１３は、所望のサーボパターン（２次元サーボパターン２２０）を採用したハードディスク装置１００の磁気ヘッド１０２の軌道に対するサーボ信号３００を、作成された１次元サーボ信号列２３０の補間処理によって算出する機能をもつ。
【００４２】
より具体的には、１次元パターン列抽出部１１において、２次元サーボパターン２２０から、１次元パターンデータ列２２１（後述する（１）式のａi ，ｂj ）を求め、線形重ね合わせ部１２において、式（１）の通り、この１次元パターンデータ列２２１と孤立した再生波形２１０の線形重ね合わせにより、１次元サーボ信号列２３０を求める。そして、補間演算部１３において、軌道近傍の１次元サーボ信号列２３０から、磁気ヘッド１０２の軌道上のサーボ信号３００を求める。実機Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅ系で混入するノイズは、ランダムノイズとして表現し、出力に加算する。
【００４３】
以上説明したように、サーボ信号生成部２は、▲１▼長周期パターンである特定サーボパターン２００に対する、孤立した再生波形（実測データ）２１０と、所望の２次元サーボパターン２２０とから、２次元サーボパターン２２０を転写したメディア７のサーボ信号分布を求めておき、▲２▼入力された磁気ヘッド１０２の位置に対応したサーボ信号３００を出力するものである。
【００４４】
（サーボ復調部）
図３は、サーボ復調部３の構成例を示す。
【００４５】
サーボ復調部３は、サーボ信号３００からクロック信号３３を抽出するクロック再生部１４と、クロック信号３３とサーボ信号３００とから位置誤差信号３１を求める位置検出部１５と、クロック信号３３とサーボ信号３００とから各種タイミング信号を生成するタイミング信号生成部１６とからなる。
【００４６】
このサーボ復調部３は、磁気ヘッド１０２から得られるサーボ信号３００をもとに、位置誤差信号３１を求める機能であり、実機のサーボ復調回路１０５（図１２参照）と同様な構成である。
【００４７】
（サーボコントロール部）
図４は、サーボコントロール部４の構成例を示す。
【００４８】
サーボコントロール部４は、制御指令値を求める補償器１７と、指令値をタイミング信号に合わせて出力するラッチ１８と、指令値を駆動電流４１に切り替える電流アンプ１９とからなる。
【００４９】
このサーボコントロール部４は、位置誤差信号３１をもとに、ヘッドアクチュエータ１０３（図１２参照）の制御指令値を演算するものである。
【００５０】
（ヘッドアクチュエータモデル）
ヘッドアクチュエータモデル５は、磁気ヘッド１０２を駆動するヘッドアクチュエータ１０３の動特性を模擬するものである。２次バネ・マス系と高次共振系との直列結合で近似する。
【００５１】
（背景／現象）
次に、本発明に係る処理において”磁気転写の固有現象”を考慮した理由について、また、その磁気転写の固有現象である、パルスアシンメトリとサブパルスと呼ばれる現象について説明する。
【００５２】
パルスアシンメトリは、磁化遷移点が、軟磁性パターンとスペーシングの境界から軟磁性パターンの内側にシフトする現象である。軟磁性パターンでの磁気飽和現象が、軟磁性パターンのエッジよりも内側で発生することによる。
【００５３】
一方、サブパルスは、転写プロセスにおいて、外部磁界が弱く、スペーシング中央部での磁化反転が十分でない場合、もしくは外部磁界が強すぎ、本来外部磁界による影響を受けないはずの軟磁性パターンの中央部で磁化反転が生じる場合に発生する。
【００５４】
前者のパルスアシンメトリは、スペーシング下において、メインパルスとは逆向きにサブパルスが発生する。後者のサブパルスは、軟磁性体下において、メインパルスとは逆向きのサブパルスが発生する。また、パルスアシンメトリおよびサブパルスは、長周期パターンにおいて顕著に現れる現象である。
【００５５】
図５および図６は、サーボ信号生成部２において発生する２つの現象（パルスアシンメトリ、サブパルス）を説明したものである。
【００５６】
図５は、本発明に係る長周期パターンとして構成された軟磁性パターン９に対するサーボ信号３００を示す。
【００５７】
図６は、任意のサーボパターンとして構成された軟磁性パターン９に対するサーボ信号３００を示す。
【００５８】
パルスアシンメトリは、サーボ信号生成部２では、孤立した再生波形２１０として実測値を用いているため、そのピーク点は、設計上の磁化遷移点ではなく、パルスアシンメトリを含んだ実効的な磁化遷移点となる（図５参照）。線形重ね合わせ後も、パルスアシンメトリは保存される。
【００５９】
サブパルスは、長周期パターンに対する孤立波を取り込むので、もともと基本波の中にサブパルス成分を含んでいる。これを長周期で重ね合わせた場合は、サブパルス成分が顕著に現れるが、短周期で重ね合わせた場合は、サブパルス成分同士が干渉し、影響が小さくなる（図６参照）。これは、実際の磁気転写で見られる傾向と一致している。
【００６０】
なお、長周期パターンを磁気ヘッドにより記録しておき、この長周期パターンから再生される孤立再生信号を取り込み、この孤立再生信号をもとに任意パターンに対する再生信号を生成することもできる。孤立再生信号はヘッド形状に起因する非線形（パルス振幅のアシンメトリやパルスの前後のアシンメトリ）を全て含むものであるから、上記生成した任意パターンに対する再生信号は実際に磁気ヘッドで任意パターンを記録した場合の再生信号を模擬したものとなる。
【００６１】
＜システム動作＞
次に、本システムの動作について説明する。
（検出原理）
本システムの動作説明を行う前に、サーボ信号３００のサーボパターンの検出原理を、図７〜図１０について説明する。
【００６２】
まず、図７および図８について説明する。
【００６３】
長周期（使用するサーボ信号の５倍以上の周期）のサーボパターンが形成されたマスターディスク６を使用して、メディア７に長周期のサーボ信号を磁気転写し、磁化遷移点ａ（マスターディスク６では、スペーシング部分８から軟磁性部分９に切り替わる箇所、図７では長手記録方向が右向きから左向きに変わる箇所）での孤立波形Ｖａ（ｔ）と、磁化遷移点ｂ（マスターディスク６では、軟磁性体部分９から、スペーシング部分８に切り替わる箇所、図８では長手方向Ｙが左向きから右向きに変わる箇所）での孤立波形Ｖｂ（ｔ）をそれぞれメモリに記録する（例えば、磁気ヘッド１０２が、長周期パターンを通過したときのサーボ信号をデジタルオシロスコープに順次記録していけばよい）。
【００６４】
図８に示すように、長手方向（メディア７の径方向Ｘに交差するトラック方向）Ｙの１次元のみに限定すれば、任意のサーボ信号は、磁化遷移点ａ，ｂでの孤立波形の線形重ね合わせで表現することができる。
【００６５】
【数１】

【００６６】
ただし、ｔ、ｔi 、ｔj は時間である。
【００６７】
ａi は、時間（ｔ−ｔi ）において、磁化遷移点ａが存在すれば１、そうでなければ０となる係数である。
【００６８】
ｂj は、時間（ｔ−ｔj ）において、磁化遷移点ｂが存在すれば１、そうでなければ０となる係数である。
【００６９】
なお、記録信号周波数の帯域では、線形重ね合わせだけではなく、非線型のビットシフトが報告されているが、サーボ信号帯域では、非線型効果を考慮する必要はない。
【００７０】
（１）式を用い、ディスクの径方向に対して、十分小さい間隔（例えばトラック間隔）で長手方向Ｙの１次元サーボ信号列を求める。任意の磁気ヘッド１０２の軌道に対するサーボ信号は、１次元サーボ信号列の補間演算により計算する。
【００７１】
ここで、図９に示すような軟磁性パターンを例に考える。磁気ヘッド１０２の軌道上のサーボ信号は、近傍にある１次元サーボ信号列の線形補間により求めることができる。例えば、記録の長手方向Ｙが右向きから左向きに変わる箇所は、ラインｋとラインｋ＋１との間にあるので、ラインｋに対する１次元サーボ信号ｖ（ｋ，ｔ）とラインｋ＋１に対するサーボ信号ｖ（ｋ＋１，ｔ）の線形補間、
Ｖhead（ｔ）＝ｐ×ｖ（ｋ，ｔ）＋（１−ｐ）×ｖ（ｋ＋１，ｔ）
…（２）
により求めることができる（ただし、ｐは０≦ｐ≦１の任意数）。
【００７２】
一方、記録の長手方向Ｙが左向きから右向きに変わる箇所は、ラインｋ＋１とラインｋ＋２との間にあるので、ラインｋ＋１に対する１次元サーボ信号ｖ（ｋ＋１，ｔ）とラインｋ＋２に対するサーボ信号ｖ（ｋ＋２，ｔ）の線形補間、
Ｖhead（ｔ）＝ｑ×ｖ（ｋ＋１，ｔ）＋（１−ｑ）×ｖ（ｋ＋２，ｔ）
…（３）
により求めることができる（ただし、ｑは０≦ｑ≦１の任意数）。
【００７３】
また、他の例として、磁気ヘッド１０２のセンサ幅を考慮して、求める方法もある。図１０に示すような軟磁性パターンを例に考える。
【００７４】
磁気ヘッド１０２は、軌道中心から±ｄに対して感度を有しているものとする（センサ幅２ｄ）。このとき、磁気ヘッド１０２により検出されるサーボ信号は、軌道中心から±ｄの範囲内にある１次元サーボ信号列の線形結合によって求めることができる。
【００７５】
例えば、記録の長手方向Ｙが右向きから左向きに変わる箇所は、ラインｋ〜ラインｋ＋７に対するサーボ信号ｖ（ｉ，ｔ）（ｉ＝ｋ，…，ｋ＋７）を用い、
【００７６】
【数２】

【００７７】
により求めることができる。
【００７８】
一方、記録の長手方向Ｙが左向きから右向きに変わる箇所は、ラインｋ＋１〜ラインｋ＋８に対するサーボ信号ｖ（ｊ，ｔ）（ｊ＝ｋ＋１，…，ｋ＋８）を用い、
【００７９】
【数３】

【００８０】
により求めることができる。
【００８１】
（サーボ信号の生成処理：フローチャート）
次に、サーボ信号の生成処理について説明する。
【００８２】
図１１は、サーボ信号の生成処理を示すフローチャートである。
【００８３】
本処理は、特定サーボパターン２００を用いて、所定の媒体（すなわち、メディア７）に記録されている所望のサーボパターン（すなわち、２次元サーボパターン２２０）に対するサーボ信号３００を生成するための処理である。
【００８４】
ステップＳ１では、メディア７に記録されている特定サーボパターン２００の長手方向Ｙへの長さを設定する。すなわち、前述したような磁気転写の固有現象（パルスアシンメトリ、サブパルス）若しくは磁気ヘッドによる記録の固有現象（パルス振幅のアシンメトリやパルスの前後のアシンメトリ）を考慮し、特定サーボパターン２００を再生して得られる孤立した再生波形２１０に対して所望の分解能が得られるように、パターン長手方向Ｙに対して一定以上の長さを有し、かつ、該長さに対応した間隔で配列された特定サーボパターン２００を構成する。例えば、特定サーボパターン２００の周期が、採用した所望のサーボパターン１２０に対応したサーボ信号３００の数倍（５倍程度）となるような長さを有する長周期パターンに設定し、しかも、このパターン長さと略同一間隔をあけて順次トラック上に該パターンを記録する。
【００８５】
ステップＳ２では、所定の長さを有しかつ該長さに対応した間隔で配列された特定サーボパターン２００（長周期パターン）から、該パターンのエッジに対応して孤立した再生波形２１０を検出し再生する。
【００８６】
ステップＳ３では、所望のサーボパターン２２０が転写されたメディア７のサーボ信号分布を算出する。なお、この分布処理は、別途予め算出しておいてもよい。
【００８７】
ステップＳ４では、生成された各孤立した再生波形２１０を、算出された所望のサーボパターン２２０のサーボ信号分布に重ね合わせて、１次元サーボ信号列２３０を作成する。
【００８８】
ステップＳ５では、所望のサーボパターン２２０を採用したハードディスク装置１００の磁気ヘッド１０２の軌道に対するサーボ信号３００を、作成された１次元サーボ信号列２３０の補間処理によって算出する。
【００８９】
（サーボ復調／サーボコントロール／ヘッド位置）
そして、図１において、このようなサーボ信号生成部２によって求めたサーボ信号を、サーボ復調部３に入力して、磁気ヘッド１０２の位置誤差信号３１と、タイミング信号３２と、クロック信号３３と、を復調する。
【００９０】
得られた位置誤差信号３１、タイミング信号３２、クロック信号３３をサーボコントロール部４に入力して、ヘッドアクチュエータモデル５の駆動電流４１を計算する。ヘッドアクチュエータモデル５では、駆動電流４１の入力に対するアクチュエータ動作を求め、磁気ヘッド１０２の位置を導く。このようにして得られた磁気ヘッド１０２の位置を示すヘッド位置信号５１をサーボ信号生成部２に入力する。サーボ信号生成部２では、アップデートされたヘッド位置に基づいてサーボバースト信号を再計算する。
【００９１】
以上のような演算処理を繰り返して十分細かいサンプル時間刻みで実行することにより、実機ハードディスク装置でのサーボコントロールと同等の動作を模擬することができる。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁気転写若しくは磁気ヘッドによる記録の固有現象を考慮し、特定サーボパターンを再生して得られる孤立した再生波形に対して所望の分解能が得られるように、パターン長手方向に対して一定以上の長さを有しかつ該長さに対応した間隔で配列された特定サーボパターンを用い、サーボ信号生成機能として、特定サーボパターンのエッジに対応して孤立した再生波形を生成し、その一方で所望のサーボパターンが転写された媒体のサーボ信号分布を算出しておき、生成された各孤立した再生波形を、算出された所望のサーボパターンのサーボ信号分布に重ね合わせて１次元サーボ信号列を作成し、所望のサーボパターンを採用したハードディスク装置の磁気ヘッドの軌道に対するサーボ信号を、その作成された１次元サーボ信号列の補間処理によって算出し、この算出により得られたヘッド位置の信号を再度サーボ信号の生成処理に利用してループ演算を行うようにしたので、実機ハードディスク装置でのサーボコントロールと同等の動作を模擬することができ、これにより、実機ハードディスク装置を組み立てることなく、新規サーボパターンを採用したハードディスク装置でのヘッド位置決め精度を推定することが可能となり、短いリードタイムでかつハードディスク装置の開発設備をもつことなく、サーボパターンの評価を実現できる。
【００９３】
また、本発明によれば、サーボ信号生成機能は、長周期のサーボパターンを、磁気転写した媒体若しくは磁気ヘッドによる記録からの孤立再生波（実測）を基本波として、サーボ信号を生成するので、磁気転写に特徴的なパルスアシンメトリやサブパルスを模擬することもでき、これにより、高精度な信号検出処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である、サーボパターンシミュレータのシステム構成例を示すブロック図である。
【図２】サーボパターンシミュレータのサーボ信号生成機能を示すブロック図である。
【図３】サーボパターンシミュレータのサーボ復調機能を示すブロック図である。
【図４】サーボパターンシミュレータのサーボコントロール機能を示すブロック図である。
【図５】長周期パターンに対するサーボ信号の生成機能（パルスアシンメトリとサブパルスの模擬）を示す説明図である。
【図６】任意パターンに対するサーボ信号の生成機能（パルスアシンメトリとサブパルスの模擬）を示す説明図である。
【図７】孤立再生波形を示す説明図である。
【図８】孤立再生波形の線形重ね合わせを示す説明図である。
【図９】サーボパターンシミュレータのサーボ信号生成における補間演算処理を示す説明図である。
【図１０】補間演算処理の他の例を示す説明図である。
【図１１】サーボ信号生成処理を示すフローチャートである。
【図１２】従来のハードディスク装置の概略構成を示すものであり、（ａ）はシステム全体の構成を示す説明図、（ｂ）はサーボパターンが記録されたメディアを示す平面図である。
【図１３】サーボトラックライターによるサーボトラックライティングの説明図である。
【図１４】サーボライティングの初期磁化を示す説明図である。
【図１５】サーボライティングの磁気転写を示す説明図である。
【符号の説明】
１サーボパターンシミュレータ
２サーボ信号生成部
３サーボ復調部
４サーボコントロール部
５ヘッドアクチュエータモデル
６マスターディスク
７メディア
８スペーシング
９，１１２軟磁性パターン
１０孤立波形再生部
１１１次元パターン列抽出部
１２線形重ね合わせ部
１３補間演算部
１４クロック再生部
１５タイミング信号発生部
１６位置検出部
１７補償器
１７ａ磁性層
１８ラッチ
１９電流アンプ
３１位置誤差信号
３２タイミング信号
３３クロック信号
４１駆動電流
５１ヘッド位置信号
１００ハードディスク装置
１０１メディア
１０２磁気ヘッド
１０３ヘッドアクチュエータ
１０４サーボパターン
１０５サーボ復調回路
１０６サーボコントローラ
１０７スピンドルモータ
１０８サーボトラックライター
１０９磁石
１１０マスターディスク
１１１磁石
２００特定サーボパターン
２１０孤立した再生波形
２２０２次元サーボパターン
２２１１次元パターンデータ列
２３０１次元サーボ信号列
３００サーボ信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a servo signal generation device, a servo pattern simulator, and a servo signal generation method capable of performing an evaluation analysis on a servo pattern used in a hard disk device.
[0002]
[Prior art]
FIG. Hard disk drive The example of a structure is shown.
[0003]
The hard disk device 100 in FIG. 12A detects an error between the current position of the magnetic head 102 and the target position from the servo pattern 104 magnetically recorded on the medium 101 in FIG. 12B, and this difference is small. The head actuator 103 is driven so that the magnetic head 102 is positioned.
[0004]
In FIG. 12, a servo demodulating circuit 105 is a circuit for obtaining a position error signal based on a servo signal read by the magnetic head 102 from a servo pattern 104, and a servo controller 106 is configured to generate an error based on the position error signal. This is a unit that calculates a command value to the head actuator 103 so that becomes smaller.
[0005]
As shown in FIG. 13, the conventional servo pattern 104 has been written bit by bit using a device called a servo track writer 108. In recent years, with the aim of shortening the writing time and the servo track writer 108, a technique has been proposed in which the servo pattern 104 is collectively written to the medium 101 from the master disk 110, which is the master disk of the servo pattern 104, by a method called magnetic transfer. Yes.
[0006]
14 and 15 schematically show a conventional magnetic transfer process. FIG. 14 shows initial magnetization, and FIG. 15 shows magnetic transfer.
[0007]
First, in FIG. 14, the magnet 109 is brought close to the vicinity of the medium 101, and the medium 101 is magnetized in one direction.
[0008]
Next, in FIG. 15, after the master disk 110, which is the master disk of the servo pattern 104, is brought into close contact with the medium 101, a magnet 111 that generates a magnetic field opposite to the initial magnetization is approached from the master disk 110, and the servo signal is approached. Transcript. The master disk 110 has a soft magnetic material pattern 112 formed on the surface of a Si substrate. Due to the leakage magnetic field generated in the gap of the soft magnetic material, the medium 101 is magnetized only in a portion (spacing portion) where there is no soft magnetic pattern 112 in the direction opposite to the initial magnetic field.
[0009]
Finally, the master disk 110 and the medium 101 are separated.
[0010]
In this manner, in the case of the magnetic transfer method, the master disk 110 which is a master plate of the servo pattern 104 forms a soft magnetic material by using a semiconductor manufacturing technique, so that a servo pattern having a fairly complicated shape is generated.・ It can be introduced.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In general, the quality of the servo pattern 104 can be evaluated based on whether the head positioning accuracy of the hard disk device 100 employing the servo pattern 104 is high or low.
[0012]
If the pattern is simple, this can be considered by desktop examination. However, if the pattern becomes complicated, the desk examination alone is not sufficient, and actual machine verification is essential.
[0013]
As in the conventional example described above, the quality of the servo pattern 104 can be determined by measuring the head positioning accuracy of the hard disk device 100 employing the servo pattern 104.
[0014]
However, in the case of the hard disk device 100 adopting the magnetic transfer method, the following operations are necessary for the conventional measurement.
[0015]
(1) A master disk corresponding to the developed servo pattern is manufactured.
[0016]
(2) A servo pattern is written on the medium by magnetic transfer using the manufactured master disk.
[0017]
(3) A new servo demodulation circuit corresponding to the developed servo pattern will be developed.
[0018]
(4) Install the transferred media and servo demodulation circuit in the drive.
[0019]
(5) Apply servo and measure the head positioning accuracy.
[0020]
(6) Check the correlation between the servo pattern and the head positioning accuracy.
[0021]
In other words, a long lead time is required together with the equipment for assembling the drive.
[0022]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a servo signal generator, a servo pattern simulator, and a servo signal generator capable of evaluating a servo pattern with a short lead time and at a low cost without having a development facility. It is to provide a method.
[0023]
Another object of the present invention is to provide a servo signal generation device, a servo pattern simulator, and a servo signal generation method capable of executing a highly accurate signal detection process using a phenomenon inherent to magnetic transfer. Is to provide.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an apparatus for generating a servo signal for a desired servo pattern recorded on a predetermined medium by using a specific servo pattern, wherein the specific servo pattern is a characteristic phenomenon of magnetic transfer or recording by a magnetic head. In consideration of the length of the pattern in the longitudinal direction so that a desired resolution can be obtained with respect to an isolated reproduction waveform obtained by reproducing the specific servo pattern. Reproduction that uses a pattern arranged at intervals and generates an isolated reproduction waveform corresponding to the edge of the pattern from a specific servo pattern having the predetermined length and arranged at intervals corresponding to the length Means, a distribution calculating means for calculating a servo signal distribution of the medium on which the desired servo pattern is transferred, and each of the generated isolated reproduction waveforms, Superimposing means for superimposing the servo signal distribution of the desired servo pattern that has been issued to create a one-dimensional servo signal sequence, and a servo signal for the trajectory of the magnetic head of the hard disk device employing the desired servo pattern, The servo signal generation apparatus is configured by including an interpolation unit that calculates by interpolation processing of the generated one-dimensional servo signal sequence.
[0025]
Here, the specific servo pattern may be a long period pattern having a period at least several times as long as the servo signal with respect to the desired servo pattern.
[0026]
The present invention is a servo pattern simulator capable of estimating the positioning accuracy of a magnetic head of a hard disk device adopting a desired servo pattern, and based on the actual measurement value of a servo signal reproduced from a specific servo pattern, Servo demodulation that demodulates the position error signal of the magnetic head from the servo signal generation device configured as servo signal generation means for obtaining a servo signal for a desired servo pattern and the servo signal output from the servo signal generation device Means, servo control means for calculating a drive current for driving the magnetic head from the demodulated position error signal, and an actuator model for obtaining the position of the magnetic head by inputting the calculated drive current; By configuring the servo pattern simulator To.
[0027]
The present invention relates to a method for generating a servo signal for a desired servo pattern recorded on a predetermined medium using a specific servo pattern, wherein the specific servo pattern is a characteristic phenomenon of magnetic transfer or recording by a magnetic head. In consideration of the length of the pattern in the longitudinal direction so that a desired resolution can be obtained with respect to an isolated reproduction waveform obtained by reproducing the specific servo pattern. A step of generating an isolated reproduction waveform corresponding to an edge of the pattern from a specific servo pattern having the predetermined length and arranged at an interval corresponding to the length, using a pattern arranged at an interval Calculating a servo signal distribution of the medium onto which the desired servo pattern is transferred, and each of the generated isolated reproduction waveforms is calculated as follows. The servo signal distribution of the servo pattern is superimposed on the servo signal distribution to create a one-dimensional servo signal sequence, and the servo signal for the trajectory of the magnetic head of the hard disk device adopting the desired servo pattern is generated. A servo signal generation method is provided by including a step of calculating by interpolation processing of a signal sequence.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<System configuration>
FIG. 1 shows a system configuration example of a pattern simulator 1 according to the present invention. The configuration of the magnetic head 102 of the hard disk device 100 employing the servo pattern of the present invention is the same as that shown in FIG.
[0029]
This system can obtain a servo signal of the magnetic head 102 of the hard disk device 100 adopting this pattern for a desired servo pattern. The servo signal generator 2, servo demodulator 3, servo It consists of a control unit 4 and a head actuator model 5.
[0030]
The servo signal generation unit 2 has a function of obtaining the servo signal 300 for the desired servo pattern 220 based on the actual measurement value of the servo signal 300 reproduced from the specific servo pattern 200.
[0031]
Here, the specific servo pattern 200 refers to a long period pattern having a period (for example, a long period of about 2 to 5 times) at least several times that of the servo signal 300 to be used. The desired servo pattern 220 is a pattern recorded on the desired medium 7 and corresponds to the servo signal 300 of the magnetic head 102 of the hard disk device 100 adopting this pattern.
[0032]
The servo demodulator 3 has a function of demodulating the position error signal 31 of the magnetic head 102 from the servo signal 300.
[0033]
The servo control unit 4 has a function of calculating a position of the magnetic head 102 by obtaining a drive current 41 input to the head actuator model 5 from the position error signal 31.
[0034]
The head actuator model 5 has a function of receiving the calculated drive current 41, obtaining the position of the magnetic head 102, and sending it to the servo signal generator 2 as a head position signal 51.
[0035]
As a result, the system inputs the servo signal 300 obtained by the servo signal generator 2 to the servo demodulator 3, demodulates the position error signal 31 of the magnetic head 102, and servos the obtained position error signal 31. Input to the control unit 4 to calculate the drive current 41 of the head actuator model 5, input the drive current 41 to the head actuator model 5, and obtain a head position signal 51 indicating the position of the magnetic head 102. The head position signal 51 is again guided to the servo signal generation unit 2 to execute a calculation process for obtaining the servo signal 300 again.
[0036]
Hereinafter, the configuration of each unit will be described in detail.
(Servo signal generator)
FIG. 5 shows a configuration example of the servo signal generator 2.
[0037]
The servo signal generation unit 2 includes an isolated waveform reproduction unit 10, a one-dimensional pattern sequence extraction unit 11, a linear superposition unit 12, and an interpolation calculation unit 13.
[0038]
The isolated waveform reproducing unit 10 has a function of generating an isolated reproduced waveform 210 corresponding to the edge of the pattern from the specific servo pattern 200 set to a predetermined length and arranged at intervals corresponding to the length. Have.
[0039]
The one-dimensional pattern string extraction unit 11 has a function of calculating a servo signal distribution (one-dimensional pattern data string 221) of the medium 7 on which a desired servo pattern (two-dimensional servo pattern 220) is transferred.
[0040]
The linear superimposing unit 12 has a function of creating a one-dimensional servo signal sequence 230 by superimposing the generated isolated reproduced waveforms 210 on the calculated one-dimensional pattern data sequence 221 of the two-dimensional servo pattern 220. .
[0041]
The interpolation calculation unit 13 calculates a servo signal 300 for the trajectory of the magnetic head 102 of the hard disk device 100 adopting a desired servo pattern (two-dimensional servo pattern 220) by interpolation processing of the created one-dimensional servo signal sequence 230. It has a function.
[0042]
More specifically, the one-dimensional pattern sequence extraction unit 11 obtains a one-dimensional pattern data sequence 221 (a i and b j in equation (1) described later) from the two-dimensional servo pattern 220, and the linear superposition unit 12 As shown in Expression (1), a one-dimensional servo signal string 230 is obtained by linear superposition of the one-dimensional pattern data string 221 and the isolated reproduction waveform 210. Then, the interpolation calculation unit 13 obtains the servo signal 300 on the track of the magnetic head 102 from the one-dimensional servo signal sequence 230 near the track. Noise mixed in the actual Read / Write system is expressed as random noise and added to the output.
[0043]
As described above, the servo signal generation unit 2 performs the two-dimensional operation from the isolated reproduction waveform (measured data) 210 and the desired two-dimensional servo pattern 220 with respect to the specific servo pattern 200 that is (1) a long period pattern. Servo signal distribution of the medium 7 to which the servo pattern 220 is transferred is obtained, and (2) a servo signal 300 corresponding to the input position of the magnetic head 102 is output.
[0044]
(Servo demodulator)
FIG. 3 shows a configuration example of the servo demodulator 3.
[0045]
The servo demodulation unit 3 includes a clock reproduction unit 14 that extracts a clock signal 33 from the servo signal 300, a position detection unit 15 that obtains a position error signal 31 from the clock signal 33 and the servo signal 300, a clock signal 33, and the servo signal 300. And a timing signal generator 16 for generating various timing signals.
[0046]
The servo demodulator 3 has a function for obtaining the position error signal 31 based on the servo signal 300 obtained from the magnetic head 102, and has the same configuration as that of the actual servo demodulator circuit 105 (see FIG. 12).
[0047]
(Servo control part)
FIG. 4 shows a configuration example of the servo control unit 4.
[0048]
The servo control unit 4 includes a compensator 17 that obtains a control command value, a latch 18 that outputs the command value in accordance with a timing signal, and a current amplifier 19 that switches the command value to a drive current 41.
[0049]
The servo control unit 4 calculates a control command value for the head actuator 103 (see FIG. 12) based on the position error signal 31.
[0050]
(Head actuator model)
The head actuator model 5 simulates the dynamic characteristics of the head actuator 103 that drives the magnetic head 102. It is approximated by a series coupling of a secondary spring / mass system and a higher order resonance system.
[0051]
(Background / Phenomenon)
Next, the reason why the “magnetic transfer intrinsic phenomenon” is considered in the processing according to the present invention and the phenomenon called pulse asymmetry and sub-pulse, which are the intrinsic phenomena of the magnetic transfer, will be described.
[0052]
Pulse asymmetry is a phenomenon in which the magnetization transition point shifts from the boundary between the soft magnetic pattern and the spacing to the inside of the soft magnetic pattern. This is because the magnetic saturation phenomenon in the soft magnetic pattern occurs inside the edge of the soft magnetic pattern.
[0053]
On the other hand, in the transfer process, the sub-pulse has a weak external magnetic field and the magnetization reversal at the center of the spacing is not sufficient, or the external magnetic field is too strong and should not be affected by the external magnetic field. This occurs when magnetization reversal occurs.
[0054]
In the former pulse asymmetry, sub-pulses are generated in the opposite direction to the main pulse under spacing. The latter sub-pulse generates a sub-pulse opposite to the main pulse under the soft magnetic material. Further, pulse asymmetry and sub-pulses are phenomena that appear prominently in long-period patterns.
[0055]
5 and 6 illustrate two phenomena (pulse asymmetry and sub-pulse) that occur in the servo signal generator 2.
[0056]
FIG. 5 shows a servo signal 300 for the soft magnetic pattern 9 configured as a long period pattern according to the present invention.
[0057]
FIG. 6 shows a servo signal 300 for the soft magnetic pattern 9 configured as an arbitrary servo pattern.
[0058]
In the pulse asymmetry, since the servo signal generation unit 2 uses an actual measurement value as the isolated reproduction waveform 210, the peak point is not a designed magnetization transition point but an effective magnetization transition point including the pulse asymmetry. (See FIG. 5). Even after linear superposition, pulse asymmetry is preserved.
[0059]
Since the subpulse captures the solitary wave with respect to the long-period pattern, the subpulse component is originally included in the fundamental wave. When superposed with a long period, the sub-pulse components appear remarkably. However, when superposed with a short period, the sub-pulse components interfere with each other and the influence is reduced (see FIG. 6). This is consistent with the trend seen in actual magnetic transfer.
[0060]
It is also possible to record a long period pattern with a magnetic head, take an isolated reproduction signal reproduced from this long period pattern, and generate a reproduction signal for an arbitrary pattern based on this isolated reproduction signal. Since the isolated reproduction signal includes all non-linearities (asymmetry of the pulse amplitude and asymmetry before and after the pulse) due to the head shape, the reproduction signal for the generated arbitrary pattern is reproduced when the arbitrary pattern is actually recorded by the magnetic head. Simulates a signal.
[0061]
<System operation>
Next, the operation of this system will be described.
(Detection principle)
Before explaining the operation of this system, the principle of detecting the servo pattern of the servo signal 300 will be described with reference to FIGS.
[0062]
First, FIG. 7 and FIG. 8 will be described.
[0063]
Using a master disk 6 on which a servo pattern having a long period (more than five times the servo signal to be used) is formed, a long-period servo signal is magnetically transferred to the medium 7 and a magnetization transition point a (master disk 6 In FIG. 7, the isolated waveform Va (t) at the location where the spacing portion 8 is switched to the soft magnetic portion 9, that is, the location where the longitudinal recording direction changes from right to left in FIG. The isolated waveform Vb (t) at the location where the magnetic material portion 9 is switched to the spacing portion 8 (where the longitudinal direction Y changes from left to right in FIG. 8) is recorded in the memory (for example, the magnetic head 102) Simply record the servo signals when passing through the long-period pattern on the digital oscilloscope.)
[0064]
As shown in FIG. 8, if limited to only one dimension in the longitudinal direction (track direction intersecting the radial direction X of the medium 7) Y, an arbitrary servo signal is linear in the isolated waveform at the magnetization transition points a and b. It can be expressed by superposition.
[0065]
[Expression 1]

[0066]
However, t, ti and tj are time.
[0067]
ai is a coefficient that is 1 if the magnetization transition point a exists at time (t-ti), and 0 otherwise.
[0068]
bj is a coefficient that is 1 if the magnetization transition point b exists at time (t-tj), and 0 otherwise.
[0069]
In the recording signal frequency band, not only linear superposition but also nonlinear bit shift has been reported, but in the servo signal band, it is not necessary to consider nonlinear effects.
[0070]
Using the equation (1), a one-dimensional servo signal sequence in the longitudinal direction Y is obtained with a sufficiently small interval (for example, a track interval) with respect to the radial direction of the disk. A servo signal for the trajectory of an arbitrary magnetic head 102 is calculated by interpolation calculation of a one-dimensional servo signal sequence.
[0071]
Here, a soft magnetic pattern as shown in FIG. 9 is considered as an example. The servo signal on the track of the magnetic head 102 can be obtained by linear interpolation of a one-dimensional servo signal sequence in the vicinity. For example, since the point where the longitudinal direction Y of the recording changes from right to left is between the line k and the line k + 1, the one-dimensional servo signal v (k, t) for the line k and the servo signal v (k + 1) for the line k + 1. , T) linear interpolation,
Vhead (t) = p × v (k, t) + (1−p) × v (k + 1, t)
... (2)
(Where p is an arbitrary number of 0 ≦ p ≦ 1).
[0072]
On the other hand, the portion where the longitudinal direction Y of the recording changes from the left to the right is between the line k + 1 and the line k + 2. , T) linear interpolation,
Vhead (t) = q × v (k + 1, t) + (1−q) × v (k + 2, t)
... (3)
(Where q is an arbitrary number of 0 ≦ q ≦ 1).
[0073]
Further, as another example, there is a method of obtaining in consideration of the sensor width of the magnetic head 102. Consider a soft magnetic pattern as shown in FIG.
[0074]
The magnetic head 102 is assumed to be sensitive to ± d from the center of the orbit (sensor width 2d). At this time, the servo signal detected by the magnetic head 102 can be obtained by linear combination of a one-dimensional servo signal sequence within a range of ± d from the orbit center.
[0075]
For example, the servo signal v (i, t) (i = k,..., K + 7) with respect to the line k to the line k + 7 is used at a place where the longitudinal direction Y of the recording changes from right to left.
[0076]
[Expression 2]

[0077]
It can ask for.
[0078]
On the other hand, where the longitudinal direction Y of the recording changes from left to right, servo signals v (j, t) (j = k + 1,..., K + 8) for the lines k + 1 to k + 8 are used.
[0079]
[Equation 3]

[0080]
It can ask for.
[0081]
(Servo signal generation processing: flowchart)
Next, servo signal generation processing will be described.
[0082]
FIG. 11 is a flowchart showing a servo signal generation process.
[0083]
This process is a process for generating a servo signal 300 for a desired servo pattern (that is, the two-dimensional servo pattern 220) recorded on a predetermined medium (that is, the medium 7) using the specific servo pattern 200. is there.
[0084]
In step S1, the length in the longitudinal direction Y of the specific servo pattern 200 recorded on the medium 7 is set. That is, it is obtained by reproducing the specific servo pattern 200 in consideration of the inherent phenomenon of magnetic transfer (pulse asymmetry, subpulse) or the inherent phenomenon of recording by the magnetic head (asymmetry of pulse amplitude or asymmetry before and after the pulse) as described above. A specific servo pattern having a certain length or more in the pattern longitudinal direction Y and arranged at intervals corresponding to the length so as to obtain a desired resolution for the isolated reproduced waveform 210 to be obtained 200 is configured. For example, the specific servo pattern 200 is set to a long cycle pattern having a length such that the cycle of the servo signal 300 corresponding to the desired servo pattern 120 adopted is several times (about 5 times). The pattern is sequentially recorded on the track at substantially the same interval as the length.
[0085]
In step S2, an isolated reproduced waveform 210 corresponding to the edge of the pattern is detected from a specific servo pattern 200 (long cycle pattern) having a predetermined length and arranged at intervals corresponding to the length. Reproduce.
[0086]
In step S3, the servo signal distribution of the medium 7 to which the desired servo pattern 220 is transferred is calculated. This distribution process may be calculated separately in advance.
[0087]
In step S4, each isolated reproduced waveform 210 generated is superimposed on the calculated servo signal distribution of the desired servo pattern 220 to create a one-dimensional servo signal sequence 230.
[0088]
In step S 5, the servo signal 300 for the trajectory of the magnetic head 102 of the hard disk device 100 adopting the desired servo pattern 220 is calculated by interpolation processing of the created one-dimensional servo signal sequence 230.
[0089]
(Servo demodulation / servo control / head position)
In FIG. 1, the servo signal obtained by the servo signal generation unit 2 is input to the servo demodulation unit 3, and the position error signal 31 of the magnetic head 102, the timing signal 32, the clock signal 33, Is demodulated.
[0090]
The obtained position error signal 31, timing signal 32, and clock signal 33 are input to the servo control unit 4 to calculate the drive current 41 of the head actuator model 5. In the head actuator model 5, the actuator operation with respect to the input of the drive current 41 is obtained, and the position of the magnetic head 102 is derived. A head position signal 51 indicating the position of the magnetic head 102 obtained in this way is input to the servo signal generator 2. The servo signal generation unit 2 recalculates the servo burst signal based on the updated head position.
[0091]
By repeating the above arithmetic processing and executing it in sufficiently fine sample time increments, it is possible to simulate an operation equivalent to servo control in an actual hard disk device.
[0092]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a desired resolution can be obtained with respect to an isolated reproduction waveform obtained by reproducing a specific servo pattern in consideration of an inherent phenomenon of magnetic transfer or recording by a magnetic head. Using a specific servo pattern having a certain length or more in the longitudinal direction of the pattern and arranged at intervals corresponding to the length, the servo signal generation function is isolated corresponding to the edge of the specific servo pattern. A reproduction waveform is generated, and on the other hand, a servo signal distribution of a medium on which a desired servo pattern is transferred is calculated, and each generated isolated reproduction waveform is converted into a servo signal distribution of the calculated desired servo pattern. A one-dimensional servo signal sequence is created by superposition, and the servo signal for the trajectory of the magnetic head of the hard disk drive adopting the desired servo pattern is Since the calculation is performed by interpolation processing of the generated one-dimensional servo signal sequence, and the head position signal obtained by this calculation is used again for the servo signal generation processing, the loop operation is performed. It is possible to simulate the same operation as servo control, which makes it possible to estimate the head positioning accuracy in a hard disk device adopting a new servo pattern without assembling the actual hard disk device, and with a short lead time and Servo pattern evaluation can be realized without having hard disk device development facilities.
[0093]
Further, according to the present invention, the servo signal generation function generates a servo signal with a long-period servo pattern as a fundamental wave from an isolated reproduction wave (measured) from a magnetic transfer medium or recording by a magnetic head. It is also possible to simulate pulse asymmetry and sub-pulses that are characteristic of magnetic transfer, whereby highly accurate signal detection processing can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration example of a servo pattern simulator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a servo signal generation function of a servo pattern simulator.
FIG. 3 is a block diagram showing a servo demodulation function of a servo pattern simulator.
FIG. 4 is a block diagram showing a servo control function of a servo pattern simulator.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a servo signal generation function (simulation of pulse asymmetry and sub-pulses) for a long-period pattern.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a servo signal generation function (simulation of pulse asymmetry and sub-pulses) for an arbitrary pattern.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an isolated reproduction waveform.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing linear superposition of isolated reproduction waveforms.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an interpolation calculation process in servo signal generation of the servo pattern simulator.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing another example of interpolation calculation processing.
FIG. 11 is a flowchart showing a servo signal generation process.
FIGS. 12A and 12B show a schematic configuration of a conventional hard disk device, where FIG. 12A is an explanatory diagram showing the configuration of the entire system, and FIG. 12B is a plan view showing a medium on which a servo pattern is recorded.
FIG. 13 is an explanatory diagram of servo track writing by a servo track writer.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing initial magnetization of servo writing.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing magnetic transfer of servo writing.
[Explanation of symbols]
1 Servo pattern simulator
2 Servo signal generator
3 Servo demodulator
4 Servo control section
5 Head actuator model
6 Master disk
7 Media
8 Spacing
9,112 Soft magnetic pattern
10 Isolated waveform playback section
11 One-dimensional pattern sequence extraction unit
12 Linear superposition part
13 Interpolation calculator
14 Clock recovery unit
15 Timing signal generator
16 Position detector
17 Compensator
17a Magnetic layer
18 Latch
19 Current amplifier
31 Position error signal
32 Timing signal
33 Clock signal
41 Drive current
51 Head position signal
100 hard disk drive
101 media
102 Magnetic head
103 Head actuator
104 Servo pattern
105 Servo demodulation circuit
106 Servo controller
107 spindle motor
108 servo track writer
109 magnet
110 Master disk
111 magnet
200 Specific servo pattern
210 Isolated playback waveform
220 Two-dimensional servo pattern
221 One-dimensional pattern data string
230 One-dimensional servo signal sequence
300 Servo signal

Claims

A device that generates a servo signal for a desired servo pattern recorded on a predetermined medium using a specific servo pattern,
As the specific servo pattern, in consideration of an inherent phenomenon of magnetic transfer or recording by a magnetic head, in the longitudinal direction of the pattern so that a desired resolution can be obtained with respect to an isolated reproduction waveform obtained by reproducing the specific servo pattern. On the other hand, using a pattern having a certain length or more and arranged at intervals corresponding to the length,
Reproduction means for generating an isolated reproduction waveform corresponding to an edge of the pattern from a specific servo pattern having the predetermined length and arranged at intervals corresponding to the length;
A distribution calculating means for calculating a servo signal distribution of the medium onto which the desired servo pattern is transferred;
Superimposing means for superimposing the generated isolated reproduction waveforms on the servo signal distribution of the calculated desired servo pattern to create a one-dimensional servo signal sequence;
A servo signal generation device comprising: an interpolation means for calculating a servo signal for the trajectory of the magnetic head of the hard disk device adopting the desired servo pattern by interpolation processing of the created one-dimensional servo signal sequence .

2. The servo signal generation apparatus according to claim 1, wherein the specific servo pattern is a long period pattern having a period at least several times as long as a servo signal with respect to the desired servo pattern.

A servo pattern simulator capable of estimating the positioning accuracy of a magnetic head of a hard disk device adopting a desired servo pattern,
The servo signal generation device according to claim 1 or 2, configured as servo signal generation means for obtaining a servo signal for the desired servo pattern based on an actual measurement value of a servo signal reproduced from a specific servo pattern,
Servo demodulating means for demodulating a position error signal of the magnetic head from the servo signal output from the servo signal generating device;
Servo control means for calculating a drive current for driving the magnetic head from the demodulated position error signal;
A servo pattern simulator, comprising: an actuator model to which the calculated drive current is input and which determines the position of the magnetic head.

A method of generating a servo signal for a desired servo pattern recorded on a predetermined medium using a specific servo pattern,
As the specific servo pattern, in consideration of an inherent phenomenon of magnetic transfer or recording by a magnetic head, in the longitudinal direction of the pattern so that a desired resolution can be obtained with respect to an isolated reproduction waveform obtained by reproducing the specific servo pattern. On the other hand, using a pattern having a certain length or more and arranged at intervals corresponding to the length,
Generating a reproduction waveform isolated corresponding to an edge of the pattern from a specific servo pattern having the predetermined length and arranged at intervals corresponding to the length, and transferring the desired servo pattern Calculating a servo signal distribution of the recorded medium;
Superimposing the generated isolated reproduction waveforms on the servo signal distribution of the calculated desired servo pattern to create a one-dimensional servo signal sequence;
A servo signal generation method comprising: calculating a servo signal for the trajectory of a magnetic head of a hard disk device adopting the desired servo pattern by interpolation processing of the created one-dimensional servo signal sequence.

5. The servo signal generation method according to claim 4, wherein the specific servo pattern is a long period pattern having a period at least several times as long as a servo signal with respect to the desired servo pattern.