JP3043609B2 - ディスク駆動記録装置のヘッド位置検出方法 - Google Patents
ディスク駆動記録装置のヘッド位置検出方法Info
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- G11B5/5547—"Seek" control and circuits therefor
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- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
Description
装置のサーボ制御に関するもので、特に、サーボバース
ト情報を使用したディジタルサーボ制御方式のディスク
駆動記録装置におけるヘッド位置検出方法に関するもの
である。
般のディスク駆動記録装置では、ヘッド移動距離の大き
さに従って探索モード(Seek Mode) とトラック追従モー
ド(Track Following Mode)のヘッド制御を実行する。即
ち、探索モードは目標トラックへ至るべくトラック間を
ヘッドが移動するモードで、トラック追従モードは目標
トラックに到達したヘッドが正確にトラックのデータラ
イン上に位置するためのモードである。これらモードに
おけるヘッド位置制御方式は、探索モードの目標位置到
達までは速度制御(Velocity Control)が実行され、目標
位置でのトラック追従モードでは、オン−トラック(on-
track)のための位置制御(Position Control)が実行され
る。
は、アナログ制御方式、ディジタル制御方式、及びアナ
ログ−ディジタル混合制御方式等が使用されるが、最近
ではディスク駆動記録装置の性能向上に合わせてディジ
タルサーボ制御方式がとられるようになっている。ディ
ジタルサーボ制御方式とそのディジタルサーボ制御装置
は、例えば韓国特許出願第93−25500号に記載の
ものがある。図1に、このようなディジタルサーボ制御
方式を用いたディスク駆動記録装置のブロック図を示
す。
サの制御プログラム及びサーボ制御アルゴリズム等を記
憶させたPROM(Programable Read Only Memory)10
3、及び各種データアクセス用のSRAM(Static Rand
om Access Memory) 105をもち、このシステムを統括
する。
r)としてのVCM(Voice Coil Motor)111に連結され
て記録担体であるディスク109の記録面に沿って移動
する。VCM111はVCM駆動器(VCM Driver)115
により駆動され、このVCM駆動器115は、マイクロ
プロセッサ101によるディジタル制御入力信号Utを
DAC(Digital/Analog Converter)117で変換したア
ナログ信号に従ってVCM111を駆動する。また、デ
ィスク109は、回転運動アクチュエータとして備えた
スピンドルモータ(Spindle Motor) 113の駆動軸に連
結されて回転する。このスピンドルモータ113は、マ
イクロプロセッサ101の制御を受けるモータ駆動器1
19により駆動される。
1で増幅して出力され、また入力される書込信号は増幅
器121により増幅してヘッド107へ提供される。マ
イクロプロセッサ101に従う読出デコーディング及び
書込エンコーディング部(Read decoding and Write enc
oding Part) 123が、インタフェース制御部129か
ら書込データを受けてアナログフラックス(Flux)変化信
号にエンコードした後に増幅器121へ出力し、また、
増幅器121から入力されるアナログ読出信号をディジ
タル変換してエンコード読出データ(Encoded Read Dat
a: ERD) として出力する。そして、マイクロプロセ
ッサ101に従ってインタフェース制御部129が、外
部データ入力装置(図示せず)との間でデータを送受信
する。
は、読出デコーディング及び書込エンコーディング部1
23からアナログサーボ読取信号を受け、その入力信号
をPESにディジタル変換してマイクロプロセッサ10
1へ出力する。また、ゲートアレイ(Gate Array)127
は、読出デコーディング及び書込エンコーディング部1
24からERDを受け、このERDからディスク109
におけるサーボ領域内のグレーコード等のトラックID
情報を含んだ各サーボ情報を検出して出力する。
ヘッドのサーボ制御にはバーストA,Bが用られ、これ
による位置エラー信号(Position Error Signal: PE
S) を使用してヘッドの位置を検出するのが一般的であ
る。図2は、サーボパターン内のバースト記録状態とP
ES生成過程を示す波形図である。これを参照して上記
ディスク駆動記録装置のヘッド位置検出方法について説
明する。
内には、各トラックの中心を基準としてハーフ(half)形
態で交互とされたバーストA,Bの記録状態をもつバー
スト記録区間が提供されている。これにより、ヘッド1
07が正確にオン−トラックすればバーストA,Bの読
取値は同一値になるようになっている。図2中の波形
(b),(c)はそれぞれバーストAとバーストBの正
確な読取値を示し、波形(d)はヘッド107により読
出されたPESの状態を示す。即ち、このヘッド位置検
出方法では、波形(d)に示すように、トラック上のヘ
ッド位置に応じて読取られるバーストAの読取値からバ
ーストBの読取値を減算し、その絶対値をもって検出分
解能に対応したPESを決定することになる。その一例
として、バーストAの読取値が60、バーストBの読取
値が40であれば、バーストA−バーストB=20で、
256分解能(+127PES〜−128PES)のデ
ィスク駆動記録装置において読取られたヘッド107の
現在のPES値は25.4つまり25となる。
Sの絶対値を使用できる線形範囲(LINEAR RANGE)を示
し、実際の位置検出ではその線形範囲での読取値を使用
して検出を行いサーボ制御を遂行する。このようなヘッ
ド位置検出方法は、ヘッドのトラック上位置を検出する
ために2つのバースト(バーストA,B)を使用すれば
すむので、データ領域の確保及びサーボコード実行時間
の短縮が可能である。
プ幅(gap width) は平均してトラックの80〜90%
で、1つのトラック全体を正確に誤差なく読出すことは
できないので、上記のヘッド位置検出方法ではトラック
の境界部、即ち波形(e)に示す線形範囲外の区間では
PES検出の信頼性を期待し難いという問題点がある。
制御方式のヘッド位置検出方法もあるが、ディジタル制
御方式に比べてコスト高となる短所があるうえ、ディジ
タル制御方式に比べて相対的に検出能力が低く、製品開
発及び生産過程でサーボ関連パラメータ(parameter) の
変更が難しいという問題点がある。
ストからなるバースト記録区間を利用したディジタルサ
ーボ制御方式でヘッドのディスク上位置を検出するヘッ
ド位置検出方法を可能とする。このために本発明によれ
ば、ディスク状記録担体に多数のバーストからなるサー
ボバースト記録区間を有するディジタルサーボ制御方式
のディスク駆動記録装置におけるヘッド位置検出方法と
して、ディスク状記録担体から読取られるトラックID
情報及びサーボバースト記録区間から読取られるサーボ
バースト情報を基に、ヘッドの位置したトラックの奇数
/偶数情報ビット及び複数の位置エラー信号を算出する
段階と、前記位置エラー信号の加減と前記奇数/偶数情
報ビットにより探索情報を生成する探索情報生成段階
と、該探索情報に従って現在トラックID情報及び現在
位置エラー信号を生成する段階と、を実施することを特
徴とするヘッド位置検出方法を提供する。
ーボバースト記録区間に第1〜第4バーストを記録する
ようにし、その第1及び第2バーストの読取信号から第
1位置エラー信号を算出すると共に第3及び第4バース
トの読取信号から第2位置エラー信号を算出し、これら
第1及び第2位置エラー信号を加減するようにできる。
またこのときには、第1位置エラー信号は第1バースト
の読取信号と第2バーストの読取信号とを減算して算出
し、第2位置エラー信号は第3バーストの読取信号と第
4バーストの読取信号とを減算して算出することができ
る。このようにする場合には、探索情報生成段階で、第
1位置エラー信号と第2位置エラー信号とを加算して0
を越えるかどうか求め、その結果から第1符号ビットを
生成し、また第1位置エラー信号と第2エラー信号とを
減算して0を越えるかどうか求め、その結果から第2符
号ビットを生成し、そして、これら第1及び第2符号ビ
ットと奇数/偶数情報ビットとの少なくとも3ビットの
組合せから探索情報を生成することができる。
体にバーストA,B,C,Dからなるサーボバースト記
録区間を有するディジタルサーボ制御方式のディスク駆
動記録装置におけるヘッド位置検出方法であって、ディ
スク状記録担体から読取られるトラックID情報により
ヘッド位置が偶数トラックか奇数トラックかを判断して
対応する奇数/偶数情報ビットを生成する段階と、サー
ボバースト記録区間から読取られるバーストAとバース
トBの読取信号から第1位置エラー信号を算出すると共
にバーストCとバーストDの読取信号から第2位置エラ
ー信号を算出する段階と、前記奇数/偶数情報ビットと
前記第1及び第2位置エラー信号を基に探索情報を生成
する段階と、該探索情報に従って現在トラックID情報
及び現在位置エラー信号を生成する段階と、を実施する
ことを特徴とするヘッド位置検出方法が提供される。
発明の実施形態を作用効果を交えて説明する。
置の概略構成は図1同様であり、図3〜図11に、その
ヘッド位置検出方法の制御フローチャートを示す。図3
がメインの制御フローチャートを示し、図4〜図11が
図3のステップ625で実行される各サブルーチンを示
す。即ち、探索情報Skflgに従ってそれぞれ図4〜
図11のサブルーチンが実行され、最終的にヘッドの現
在位置が現在グレーコード(現在トラックID情報)、
現在PESという変数を使用してアップデートされる。
ターン内のバースト記録状態と、このバースト記録状態
からPESを生成するための検出信号のタイミングを示
した波形図である。状態図(a)に示すバーストA,
B,C,Dは、ヘッド107により読取られて読出デコ
ーディング及び書込エンコーディング部123を通じサ
ンプリングされる。そして波形(b),(c)に示すよ
うにPES1(バーストB−バーストA)とPES2
(バーストD−バーストC)に変換されてADC125
からマイクロプロセッサ101へ入力される。探索モー
ドではそのPES1、PES2を8ビットにディジタル
変換した値、即ち一例として256等分した値とグレー
コードを利用してヘッドの現在位置を決定し、トラック
追従モードではPES2を用いてヘッドの位置を決め
る。
ック情報Digoddは、ヘッド107が位置している
トラックが偶数トラックの場合には“0”の値を示し、
該トラックが奇数トラックの場合には“1”の値を示
す。そして、波形(e)に示すPES和Digpha
(第1符号ビット)はPES2+PES1を表し、波形
(f)に示すPES差Digphb(第2符号ビット)
はPES2−PES1を表す。分図(g)は、ヘッド1
07が位置し得る区分領域(ZONE)1〜7を示す。
びN+1トラック内で位置し得る8つの状態における探
索情報Skflgの関係と、PES選択及びグレーコー
ド値の決定関係を表した状態テーブル(現在PES及び
現在トラックID情報の生成表)を示している。この図
5に示すように、探索情報Skflgは、奇数/偶数ト
ラック情報Digodd、PES和Digpha、及び
PES差Digphbの組合せからなる3ビットデータ
から表され、この探索情報Skflgに従って図3〜図
11のサブルーチンが決定される。
PES値を256等分して該トラックの中央を“PES
=0”に定めた場合、NトラックとN−1トラックとの
境界におけるPES値は−128、NトラックとN+1
トラックとの境界におけるPES値は+127となり、
従ってPES分解能は256分解能となる。一般に、ト
ラックの中央を基準としてヘッドのオフトラック量を計
算するためにはPES2値のみを利用しなければならな
いが、トラックとトラックとの境界部では、ヘッドのギ
ャップ幅(例えば80%)を考慮すると正確な値が読出
されない。そこで、探索モードにおけるPES2のデッ
ドゾーンではPES2値の代わりにPES1値を用いて
ヘッドの位置を判断する。このようなデッドゾーンは分
図(g)に示す領域2,3,5,6に該当し、これはP
ES2値の線形範囲ではないトラックとトラックとの境
界部である。
ッド位置検出方法によれば図13に示すように次の基準
を設定できる。
ヘッド107は図12の分図(g)中の領域1に位置し
ており、この場合にはPES2値をそのまま利用し、グ
レーコード値もそのままとする。即ち、現在PES=P
ES2、現在グレーコード値=グレーコード値。
ヘッド107は図12の分図(g)中の領域3→領域1
又は領域5→領域7へ、探索モードを遂行しながら移動
している。この場合にはPES2値を取り、探索方向に
従ってグレーコード値を決定するため読取ったグレーコ
ード値に対し、順方向探索であれば+1、逆方向探索で
あれば−1の計算を行う。即ち、現在PES=PES
2、現在グレーコード値=グレーコード値±1。
ヘッド107は図12の分図(g)中の領域2に位置し
ており、PES2のデッドゾーンである。この場合に
は、PES2値の代わりにPES1値を取ってトラック
の中央を基準にした該当オフセット値128を加算す
る。またグレーコード値はそのままとする。即ち、現在
PES=PES1+128、現在グレーコード値=グレ
ーコード値。
ヘッド107は図12の分図(g)中の領域3に位置し
ており、PES2のデッドゾーンにある。この場合に
は、PES2値の代わりにPES1値を取ってトラック
の中央を基準にした該当オフセット値128を減算す
る。またグレーコード値はそのままとする。即ち、現在
PES=PES1−128、現在グレーコード値=グレ
ーコード値。
ヘッド107は図12の分図(g)中の領域6に位置し
ており、PES2のデッドゾーンにある。この場合に
は、PES2値の代わりに−PES1値を取ってトラッ
クの中央を基準にした該当オフセット値128を減算す
る。またグレーコード値はそのままとする。即ち、現在
PES=−PES1−128、現在グレーコード値=グ
レーコード値。
ヘッド107は図12の分図(g)中の領域5に位置し
ており、PES2のデッドゾーンにある。この場合に
は、PES2値の代わりに−PES1値を取ってトラッ
クの中央を基準にした該当オフセット値128を加算す
る。またグレーコード値はそのままとする。即ち、現在
PES=−PES1+128、現在グレーコード値=グ
レーコード値。
ヘッド107は図12の分図(g)中の領域2→領域4
又は領域6→領域4へ、探索モードを遂行しながら移動
している。この場合には−PES2値を取り、探索方向
に従ってグレーコード値を決定するため読取ったグレー
コード値に対し、順方向探索であれば+1、逆方向探索
であれば−1の計算を行う。即ち、現在PES=−PE
S2、現在グレーコード値=グレーコード値±1。
ヘッド107は図12の分図(g)中の領域4に位置し
ており、この場合には−PES2値を利用し、グレーコ
ード値はそのままとする。即ち、現在PES=−PES
2、現在グレーコード値=グレーコード値。
ってヘッド位置検出方法の実行過程を説明する。
は、まずゲートアレイ127を通じてヘッド107が位
置しているトラックのグレーコードを読出す(ステップ
601)。そして、このグレーコードから該トラックが
奇数トラックかどうかを判断し、奇数トラックでない場
合は奇数/偶数トラック情報Digoddを“0”に設
定する(ステップ603,607)。一方、奇数トラッ
クである場合は、奇数/偶数トラック情報を“1”に設
定する(ステップ603,605)。
デコーディング及び書込エンコーディング部123とA
DC125を通じてバーストA,B,C,Dを読取り
(ステップ609)、タイミングパルスとなるPES和
DigphaとPES差Digphbを発生するための
PES1及びPES2を求める(ステップ611)。そ
してPES2からPES1を減算し、その減算値が
“0”より大きければPES差Digphbを“0”に
決定し(ステップ613,615)、一方減算値が
“0”以下であればPES差Digphbを“1”に決
定する(ステップ613,617)。更に続いてPES
2とPES1を加算し、その加算値が“0”より大きけ
ればPES和Digphaを“1”に決定し(ステップ
619,621)、一方加算値が“0”以下であればP
ES和Dighpaを“0”に決定する(ステップ61
9,623)。尚、PES差DigphbとPES和D
ighpaの算出段階の順序は逆でもよい。
ES差Digphb、PES和Digpha、奇数/偶
数トラック情報Digoddの3ビットからなる探索情
報Skflgに対応して、図4〜図11に示すサブルー
チンを遂行する(ステップ625)。
が0
現在PESにPES2を設定し、ルーチンを終了する
(ステップ631)。
が1〔001〕のときで、マイクロプロセッサ101
は、ヘッドの探索方向を判断し、順方向探索の場合はス
テップ601によるグレーコードを1増加させて現在グ
レーコードに設定し(ステップ633,635)、逆方
向探索の場合はステップ601によるグレーコードを1
減少させて現在グレーコードに設定する(ステップ63
3,637)。そして現在PESにPES2を設定し、
ルーチンを終了する(ステップ639)。
が2〔010〕のときで、マイクロプロセッサ101は
PES1に対しオフセット値128を加算して現在PE
Sに設定し、ルーチンを終了する(ステップ641)。
が3〔011〕のときで、マイクロプロセッサ101は
PES1に対しオフセット値128を減算して現在PE
Sに設定し、ルーチンを終了する(ステップ643)。
が4〔100〕のときで、マイクロプロセッサ101は
−PES1に対しオフセット値128を減算して現在P
ESに設定し、ルーチンを終了する(ステップ64
5)。
が5〔101〕のときで、マイクロプロセッサ101は
−PES1に対しオフセット値128を加算して現在P
ESに設定し、ルーチンを終了する(ステップ64
7)。
gが6〔110〕のときで、マイクロプロセッサ101
は、ヘッドの探索方向を判断し、順方向探索の場合はス
テップ601によるグレーコードを1増加させて現在グ
レーコードに設定し(ステップ651,653)、逆方
向探索の場合はステップ601によるグレーコードを1
減少させて現在グレーコードに設定する(ステップ65
1,655)。そして現在PESに−PES2を設定
し、ルーチンを終了する(ステップ657)。
gが7〔111〕のときで、マイクロプロセッサ101
は現在PESに−PES2を設定し、ルーチンを終了す
る(ステップ661)。
5を通じて決定される探索情報Skflgを基に、トラ
ックとトラックとの間のデッドゾーンに関係なく正確な
トラック上のヘッド位置を検出できる。
るバースト記録区間を利用したディジタルサーボ制御方
式でヘッドのディスク上位置を検出するヘッド位置検出
方法を可能としたので、トラック境界部のPESデッド
ゾーンにおいても正確にヘッド位置を把握でき、探索モ
ードとトラック追従モードの両方において常に正確なヘ
ッドの現在位置を検出可能である。従って、ディスク駆
動記録装置のサーボ制御をよりいっそう正確に行えるよ
うになる。
スク駆動記録装置のブロック構成図。
ン内のバースト記録状態と位置エラー信号生成過程を説
明する図。
チャート。
実行するサブルーチンを示すフローチャート。
実行するサブルーチンを示すフローチャート。
実行するサブルーチンを示すフローチャート。
実行するサブルーチンを示すフローチャート。
実行するサブルーチンを示すフローチャート。
実行するサブルーチンを示すフローチャート。
に実行するサブルーチンを示すフローチャート。
に実行するサブルーチンを示すフローチャート。
ーボパターン内のバースト記録状態と位置エラー信号生
成過程を説明する図。
在PES及び現在トラックID情報の生成表。
Claims (5)
- 【請求項1】 ディスク状記録担体に多数のバーストか
らなるサーボバースト記録区間を有するディジタルサー
ボ制御方式のディスク駆動記録装置におけるヘッド位置
検出方法であって、 ディスク状記録担体から読取られるトラックID情報及
びサーボバースト記録区間から読取られるサーボバース
ト情報を基に、ヘッドの位置したトラックの奇数/偶数
情報ビット及び複数の位置エラー信号を算出する段階
と、前記位置エラー信号の加減と前記奇数/偶数情報ビ
ットにより探索情報を生成する探索情報生成段階と、該
探索情報に従って現在トラックID情報及び現在位置エ
ラー信号を生成する段階と、を実施することを特徴とす
るヘッド位置検出方法。 - 【請求項2】 ディスク状記録担体のサーボバースト記
録区間に第1〜第4バーストが記録されており、その第
1及び第2バーストの読取信号から第1位置エラー信号
を算出すると共に第3及び第4バーストの読取信号から
第2位置エラー信号を算出し、これら第1及び第2位置
エラー信号を加減する請求項1記載のヘッド位置検出方
法。 - 【請求項3】 第1位置エラー信号は第1バーストの読
取信号と第2バーストの読取信号とを減算して算出さ
れ、第2位置エラー信号は第3バーストの読取信号と第
4バーストの読取信号とを減算して算出される請求項2
記載のヘッド位置検出方法。 - 【請求項4】 探索情報生成段階で、第1位置エラー信
号と第2位置エラー信号とを加算して0を越えるかどう
か求め、その結果から第1符号ビットを生成し、また第
1位置エラー信号と第2エラー信号とを減算して0を越
えるかどうか求め、その結果から第2符号ビットを生成
し、そして、これら第1及び第2符号ビットと奇数/偶
数情報ビットとの少なくとも3ビットの組合せから探索
情報を生成する請求項2又は請求項3記載のヘッド位置
検出方法。 - 【請求項5】 ディスク状記録担体にバーストA,B,
C,Dからなるサーボバースト記録区間を有するディジ
タルサーボ制御方式のディスク駆動記録装置におけるヘ
ッド位置検出方法であって、 ディスク状記録担体から読取られるトラックID情報に
よりヘッド位置が偶数トラックか奇数トラックかを判断
して対応する奇数/偶数情報ビットを生成する段階と、
サーボバースト記録区間から読取られるバーストAとバ
ーストBの読取信号から第1位置エラー信号を算出する
と共にバーストCとバーストDの読取信号から第2位置
エラー信号を算出する段階と、前記奇数/偶数情報ビッ
トと前記第1及び第2位置エラー信号を基に探索情報を
生成する段階と、該探索情報に従って現在トラックID
情報及び現在位置エラー信号を生成する段階と、を実施
することを特徴とするヘッド位置検出方法。
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