JP3824737B2 - サーボ信号処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は記録倍他のサーボ領域から読み出したサーボ情報を処理するサーボ信号処理装置に関する。
【0002】
近年の磁気ディスク装置においては、記憶容量の大容量化が進められる一方で装置全体の小型化が要求されている。また、装置に対するデータの読み出し/書き込み速度の高速化が要求されている。そのため、磁気ディスクのフォーマット効率の改善を行う必要がある。また、記録データ再生装置内で使用されるリードチャネルICの回路規模を縮小する必要がある。
【0003】
【従来の技術】
従来、記録データ再生装置では、磁気ディスク等の記録媒体からヘッドを介して読み出されたアナログデータが、リードチャネル処理装置(以下、リードチャネルICという)に出力される。リードチャネルICは、データ信号処理部とサーボ信号処理部を備える。データ信号処理部は、ディスクのデータ領域に格納されたデータ情報(ユーザデータ)を取得するために設けられている。データ信号処理部は、フィルタを介して入力されるリード信号をディジタル信号に変換し、変換後の信号をユーザデータとして出力する。
【0004】
サーボ信号処理部はディスクのサーボ領域に格納されたサーボ情報からヘッドの位置情報,移動速度等の情報を取得するために設けられている。サーボ信号処理部は、ピーク検出方式に従ってフィルタを介して入力されるリード信号に対して、レジスタに設定されたレベル以上の信号のピーク位置を検出する。そして、サーボ信号処理部は、IC外部のMPU(Micro Controller Unit )を利用してサーボ信号処理部にて検出したピークの間隔を調べてその時々のリード信号が「1」か「0」かを判断し、サーボマーク検出やグレイコードの読み取りを行う。
【0005】
また、サーボ信号処理部は、サーボマークが検出されると、読みとったサーボ情報をディジタルデータに変換する。そして、サーボ信号処理部は、IC外部のDSP等の演算器に出力する。演算器は、入力されたディジタル情報に対して複素演算等の演算を施して位置情報等を算出する。算出された位置情報等は、アナログ信号に変換されてヘッド駆動回路に出力され、そのアナログ信号に基づいてヘッドが所望の位置に制御される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、サーボ信号処理部は、検出したピークの間隔に基づいてリード信号が「1」か「0」かを判断するため、ピークの間隔を狭くするとピーク位置が検出しにくくなる。そのため、サーボ領域の記録密度を高めることができないので、ディスクの高密度化を図る上で問題となっていた。
【0007】
更に、リードチャネルICには、DSPにて算出されるヘッドの位置情報等の精度を維持するために転送するデータの桁数が10ビット以上必要である。従って、リードチャネルICには、多くのデータ転送用の端子(10個以上)と、データを転送するためのインタフェース回路が備えられる。そのため、リードチャネルICのチップ面積が多くの端子と大規模なインタフェース回路のために増大してコストアップになると共に、データの転送速度が遅くなって高速化を図る上で問題となっていた。
【0008】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は記録媒体の高密度化を図ることのできるサーボ信号処理装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、記録媒体に設けられたサーボ領域上のヘッドの制御を行うためのサーボ信号を処理するサーボ信号処理装置であって、前記サーボ領域には、該サーボ領域の先頭を示すサーボマークが格納されたサーボマーク領域と、前記ヘッドの位置制御のための情報の先頭を示すグレイマークが格納されたグレイマーク領域と、情報が格納されたグレイコード領域とが備えられ、前記サーボ信号をサンプリングしてディジタルデータに変換するADコンバータと、前記ADコンバータにて変換されたディジタルデータに対してその前後のデータに基づいて処理を施したデータを出力するディジタルフィルタと、前記ディジタルフィルタの出力データが入力され、その出力データが連続する1又は0のバーストかを判断し、その判断結果に基づいてサーボマークを検出するサーボマーク検出回路とを備え、前記ディジタルフィルタは、前記ADコンバータから出力された出力信号と該出力信号よりも前に入力された出力信号とに基づいた信号を出力する第1フィルタと、前記ADコンバータから出力された出力信号と該出力信号よりも後に入力される出力信号とに基づいた信号を出力する第2フィルタと、前記第1及び第2フィルタの出力信号を入力して論理和演算を実行するOR回路とから構成されていることを要旨とする。
【0011】
請求項2に記載の発明は、記録媒体に設けられたサーボ領域上のヘッドの制御を行うためのサーボ信号を処理するサーボ信号処理装置であって、前記サーボ領域には、該サーボ領域の先頭を示すサーボマークが格納されたサーボマーク領域と、前記ヘッドの位置制御のための情報の先頭を示すグレイマークが格納されたグレイマーク領域と、情報が格納されたグレイコード領域とが備えられ、前記サーボ信号をサンプリングしてディジタルデータに変換するADコンバータと、前記ADコンバータにて変換されたディジタルデータに対してその前後のデータに基づいて処理を施したデータを出力するディジタルフィルタと、前記ディジタルフィルタの出力データが入力され、その出力データが連続する1又は0のバーストかを判断し、その判断結果に基づいてサーボマークを検出してサーボマーク検出信号を出力するサーボマーク検出回路と、前記ディジタルデータが入力され、該ディジタルデータを離散コサイン変換して出力する演算器と、前記サーボマーク検出信号に基づいて前記演算器を制御すると共に、前記演算器の出力データに基づいて前記ヘッドの位置制御を行うためのデータを演算する演算制御部とを備え、前記ディジタルフィルタは、前記ADコンバータから出力された出力信号と該出力信号よりも前に入力された出力信号とに基づいた信号を出力する第1フィルタと、前記ADコンバータから出力された出力信号と該出力信号よりも後に入力される出力信号とに基づいた信号を出力する第2フィルタと、前記第1及び第2フィルタの出力信号を入力して論理和演算を実行するOR回路とから構成されていることを要旨とする。
【0014】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のサーボ信号処理装置において、前記サーボマーク検出回路は、前記ディジタルフィルタの出力データが0の場合にカウントアップし、1の場合にカウント値をクリアする0バーストカウンタを備え、該カウンタのカウント値に基づいて、前記出力データが連続する0又は1のバーストか判断してサーボマークを検出するようにしたことを要旨とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のうちの何れか1項に記載のサーボ信号処理装置において、前記ディジタルフィルタの出力データが入力され、その出力データが連続する1又は0のバーストかを判断してグレイマークを検出し、検出したグレイマークに続いて入力されるグレイコードを復号するグレイコード復号回路を備えたことを要旨とする。
【0015】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のサーボ信号処理装置において、前記グレイコード復号回路は、前記ディジタルフィルタの出力データが0の場合にカウントアップし、1の場合にカウント値をクリアする0バーストカウンタを備え、該カウンタのカウント値に基づいて、前記出力データが連続する0又は1のバーストか判断してグレイマークを検出するようにしたことを要旨とする。
【0016】
請求項6に記載の発明は、請求項4に記載のサーボ信号処理装置において、前記グレイコード復号回路は、ディジタルフィルタの出力データが0の場合にカウントアップし、1の場合にカウント値をクリアする0バーストカウンタと、前記出力データをカウントするカウンタとを備え、前記カウンタのカウント値に基づいて前記グレイコード領域から読み出されたグレイコードを復号するようにしたことを要旨とする。
【0022】
請求項2に記載の発明によれば、演算器にはディジタルデータが入力され、データを離散コサイン変換して出力する。演算制御部は、サーボマーク検出信号に基づいて演算器を制御すると共に、演算器の出力データに基づいてヘッドの位置制御を行うためのデータを演算する。
【0023】
さらに、ディジタルフィルタの第1フィルタは、ADコンバータから出力された出力信号と該出力信号よりも前に入力された出力信号とに基づいた信号を出力する。また、第2フィルタは、ADコンバータから出力された出力信号と該出力信号よりも後に入力される出力信号とに基づいた信号を出力する。そして、第1及び第2フィルタの出力信号が回路によって論理和演算される。
【0024】
請求項3に記載の発明によれば、サーボマーク検出回路は、ディジタルフィルタの出力データが0の場合にカウントアップし、1の場合にカウント値をクリアする0バーストカウンタを備え、カウンタのカウント値に基づいて、出力データが連続する0又は1のバーストか判断されてサーボマークが検出される。
請求項4に記載の発明によれば、グレイコード復号回路は、ディジタルフィルタの出力データが入力され、その出力データが連続する1又は0のバーストかを判断してグレイマークを検出し、検出したグレイマークに続いて入力されるグレイコードを復号する。
【0025】
請求項5に記載の発明によれば、グレイコード復号回路は、ディジタルフィルタの出力データが0の場合にカウントアップし、1の場合にカウント値をクリアする0バーストカウンタを備え、カウンタのカウント値に基づいて、出力データが連続する0又は1のバーストか判断されてグレイマークが検出される。
【0026】
請求項6に記載の発明によれば、グレイコード復号回路は、ディジタルフィルタの出力データが0の場合にカウントアップし、1の場合にカウント値をクリアする0バーストカウンタと、出力データをカウントするカウンタとを備え、カウンタのカウント値に基づいてグレイコード領域から読み出されたグレイコードが復号される。
【0031】
【発明の実施の形態】
(第一実施形態)
以下、本発明を具体化した第一実施形態を図1〜図9に従って説明する。
【0032】
図1は、記録データ読み出し装置の概略構成図である。記録データ読み出し装置は、記録媒体としての磁気ディスク11、ヘッド12、アクチュエータ13、リードチャネルIC14、及び、ディスク制御回路(以下、HDCという)15を備える。リードチャネルIC14とHDC15は、それぞれ1チップに構成され、図示しないボード上に実装されている。
【0033】
磁気ディスク11は図示しないスピンドルモータにより回転駆動される。ヘッド12は、アクチュエータ13によって磁気ディスク11の半径方向に位置制御される。ヘッド12は、ディスクに記録された情報を読み出して読み出し信号RDとしてリードチャネルIC14に出力する。
【0034】
リードチャネルIC14には、アンプ16、アナログフィルタ17、ADコンバータ18、サーボ信号処理部19、及び、データ信号処理部20を備える。
アンプ16は利得制御増幅器よりなり、読み出し信号を一定振幅に増幅してアナログフィルタ17に出力する。アナログフィルタ17は、アンプ16の出力信号のうち所定の範囲の周波数の信号のみを選別して、ADコンバータ18に出力する。ADコンバータ18は、アナログフィルタ17から出力される信号をディジタル信号に変換して、サーボ信号処理部19及びデータ信号処理部20に出力する。
【0035】
サーボ信号処理部19はディジタル回路よりなり、HDC15から入力される制御信号に基づいて動作し、ADコンバータ18の出力するディジタル信号から磁気ディスク11上のサーボ領域を検出する。そして、サーボ信号処理部19は、検出したサーボ領域から読み出されたディジタル信号(以下、サーボ信号という)RDを復号したサーボ情報に基づいてヘッド12の位置情報等を検出する。そして、サーボ信号処理部19は、検出した位置情報に基づいて生成したアナログ信号によりアクチュエータ13を駆動制御し、ヘッド12を目的とするトラックまで移動させるシーク動作を行う。また、サーボ信号処理部19は、生成したアナログ信号によりアクチュエータ13を駆動制御し、ヘッド12の位置とトラックと一致させるオントラック動作を行う。
【0036】
データ信号処理部20はディジタル回路よりなり、サーボ信号処理部19から入力される検出信号に基づいて動作し、ADコンバータ18の出力するディジタル信号から所定のクロック信号を発生させ、そのクロック信号に基づいてデータ領域を検出する。そして、データ信号処理部20は、検出したデータ領域から読み出されたディジタル信号信号(以下、データ信号という)RDに対して復号化等の信号処理を行って所定のビット数よりなるパラレルデータに変換し、変換後のデータをHDC15に出力する。
【0037】
HDC15は、図示しないホストコンピュータに対する入出力処理を行う。HDC15は、入力されたパラレルデータに対して誤り訂正処理等の処理を行った後、所定の通信方式に基づいて処理後のデータを図示しないホストコンピュータへ出力する。
【0038】
図2は、リードチャネルIC14の一部ブロック回路図であって、サーボ信号処理部19を中心としたサーボ機能の部分を示すブロック回路図である。
サーボ信号処理部19にはPLL回路21が設けられている。
【0039】
PLL回路21はシンセサイザPLL回路よりなるアナログPLL回路であって、リードチャネルIC14の外部から入力されるリファレンス信号frに基づいて、サーボ信号処理部19の動作の基準となる第1クロック信号CLK1を生成する。そして、PLL回路21は、生成した第1クロック信号CLK1をADコンバータ18、ディジタルフィルタ22、サーボマーク検出回路23、グレイコード復号回路24、DFT演算器27、演算制御部28、及び、ディジタルPLL回路32に出力し、各回路は第1クロック信号CLK1に基づいて同期動作する。
【0040】
従って、ADコンバータ18,サーボ信号処理部19は、第1クロック信号CLK1に基づいてヘッド12にてサーボ領域から読み出されたサーボ信号RDをサンプリングして処理する。このサーボ信号RDをサンプリングする第1クロック信号CLK1は、データ信号処理部20において発生するクロック信号の周波数に近い周波数で生成される。
【0041】
即ち、サーボ信号処理部19とデータ信号処理部20は、同じ帯域の周波数のクロック信号にて処理を行う。従って、アンプ16及びアナログフィルタ17は、サーボ信号処理部19及びデータ信号処理部20に対して同じ特性でよく、両信号処理部19,20にて供給される。
【0042】
ADコンバータ18は、前記第1クロック信号CLK1が入力される毎に前記アナログフィルタ17を介して入力される読み出し信号RDをアナログ−ディジタル変換するとともに2値化したディジタルデータをディジタルフィルタ22に出力する。
【0043】
ディジタルフィルタ22には、ADコンバータ18の出力信号と第1クロック信号CLK1が入力される。図3に示すように、ディジタルフィルタ22は、第1フィルタ22a、第2フィルタ22b及びOR回路22cを備える。第1フィルタ22aは、第1クロック信号CLK1に基づいて、その時に入力されるデータと、そのデータの2クロック前に入力されたデータが共に「1」の場合にデータ「1」を、それ以外の場合にデータ「0」をOR回路22cに出力する。第2フィルタ22bは、第1クロック信号CLK1に基づいて、その時に入力されるデータと、次のクロックで入力されるデータが共に「1」の場合にデータ「1」を、それ以外の場合にデータ「0」をOR回路22cとサーボマーク検出回路23に出力する。OR回路22cは、第1,第2フィルタ22bの結果を論理和演算し、その演算結果をサーボ信号RDとしてサーボマーク検出回路23及びグレイコード復号回路24に出力する。
【0044】
サーボマーク検出回路23には、サーボ信号RDと第1クロック信号CLK1が入力される。サーボマーク検出回路23は、0バーストカウンタ23a及びエラーカウンタ23bを備える。0バーストカウンタ23aは、入力されるサーボ信号RDが「0」の場合にカウントアップし、信号RDが「1」の場合にカウント値をクリアする。エラーカウンタ23bは、サーボ信号RDが入力される毎にカウントアップする。
【0045】
サーボマーク検出回路23は、第1クロック信号CLK1に基づいて動作し、図8に示すフローチャートに従ってサーボマーク検出処理を実行する。そして、サーボマーク検出回路23は、両カウンタ23a,23bのカウント値に基づいてサーボマークを検出し、サーボマーク検出信号SMを演算制御部28に出力する。
【0046】
サーボマーク検出処理について詳述する。
図5は、磁気ディスク11に形成されたサーボ領域のフォーマットの概要を示す。リードライトリカバリ領域51に続いて設けられたサーボ領域52は、サーボマーク領域53、サーボデータ領域54、グレイマーク領域55、及び、グレイコード領域56とから構成されている。サーボマーク領域53には、セクタの始まりの基準を検出するための情報が記録されている。サーボデータ領域54には、ヘッド12とトラックの相対位置を検出するための情報が記録されている。グレイマーク領域55は、グレイコード領域56の始まりの基準を検出するための情報が記録されている。グレイコード領域56には、セクタ番号やヘッド番号等のID情報が記録されている。
【0047】
尚、図1において、1枚の磁気ディスク11は両面が情報を記録可能な記録面となっており、各記録面に1個以上のヘッド12が設けられている。また、複数の磁気ディスク11が備えられている場合もある。即ち、記録データ読み出し装置は複数のヘッド12を備え、各ヘッド12には異なるヘッド番号が付けられており、グレイコード領域56には対応するヘッド12のヘッド番号が記録されている。
【0048】
図6は、サーボマーク領域53に格納されたサーボマークデータ(以下、単にサーボマークという)53aのフォーマットを示す。サーボマーク53aは、「1」が連続するリードライトリカバリデータ51aに続いてサーボマーク検出回路23に入力される。サーボマーク53aは、複数(本実施形態では3個)の0バースト57a,57c,57eと、0バースト57a,57c間、57c,57e間に挿入されたギャップ57b,57dとから構成される。各0バースト57a,57c,57eは、予め設定されたnビット(本実施形態では12ビット)の連続する「0」により構成される。ギャップ57b,57dは、2ビットの「1」により構成され、各0バースト57a,57c,57eを分離する。
【0049】
先ず、サーボマーク検出回路23は、ステップ81〜83において、「1」が3回入力されるのを待つ。これは、リードライトリカバリデータ51aが読み取れずに「0」となった場合に、その「0」をサーボマーク53aの先頭と誤検出しないようにするためである。「1」が3回入力されると、サーボマーク検出回路23は、サーボマーク53aの先頭になったと判断して次のステップ84に進む。
【0050】
ステップ84〜93において、サーボマーク検出回路23は、3個の0バースト57a,57c,57eのうちの2個を検出してサーボマーク検出と判断する。
【0051】
即ち、ステップ84において、サーボマーク検出回路23は1つ目の0バーストを検出するために0バーストカウンタ23aのカウント動作を開始させる。ステップ85において、サーボマーク検出回路23は、0バーストカウンタ23aのカウント値が0バーストと判断するために必要なビット数となるまで待機する。尚、本実施形態では12ビットの0バーストに対して必要なビット数を「9」に設定している。そして、サーボマーク検出回路23は、0バーストカウンタ23aのカウント値が「9」になると、1つ目の0バーストを検出したと判断する。
【0052】
次に、ステップ86においてエラーカウンタ23bのカウント動作を開始させる。更に、ステップ87において、サーボマーク検出回路23は2つ目の0バーストを検出するために0バーストカウンタ23aのカウント動作を開始させる。
【0053】
そして、ステップ88において、サーボマーク検出回路23は、0バーストカウンタ23aのカウント値が「9」となるまで待機する。そして、サーボマーク検出回路23は、0バーストカウンタ23aのカウント値が「9」になると、2つ目の0バーストを検出したと判断する。
【0054】
ところで、ステップ88において、ノイズ等によって「1」のサーボ信号RDが入力されると0バーストカウンタ23aはカウント値をクリアするため、カウント値が「9」にならない場合がある。この時、サーボマーク検出回路23は、ステップ89に進み、エラーカウンタ23bのカウント値が所定値(本実施形態では31)となっているか否か判断する。所定値は、1つ目の0バーストを検出してからサーボマーク53aの終了までに入力されるビット数(31=3+2+12+2+12)に設定されている。そして、カウント値が「31」となっていない場合、サーボマーク検出回路23はステップ88に戻ってカウント値が「9」、即ち0バーストの検出を待つ。
【0055】
一方、ステップ89においてエラーカウンタ23bのカウント値が「31」となった場合、サーボマーク53aのデータが既に終了しているか、又は、ステップ84,85において検出した0バーストがサーボマーク53aを構成しない場合がある。そのため、サーボマーク検出回路23は、1つ目の0バーストの検出をクリアし、ステップ84に戻って再度1つ目の0バーストの検出をやり直す。
【0056】
ステップ88において0バーストカウンタ23aのカウント値が「9」となって2つ目の0バーストを検出すると、サーボマーク検出回路23は、ステップ90においてエラーカウンタ23bのカウント値を一旦クリアした後、ステップ91において再びエラーカウンタ23bのカウント動作を開始させる。
【0057】
更に、サーボマーク検出回路23は、ステップ92において、第1フィルタ22aから出力されるデータが「1」か否かを判断する。第1フィルタ22aは、そのときに入力されるデータと2クロック前に入力されたデータがともに「1」の場合に「1」となる信号を出力する。
【0058】
従って、サーボマーク検出回路23は、第1フィルタ22aの出力データが「1」になると、サーボマーク53aのデータが終了して次のサーボマークガードデータ58を読み出していると判断する。そして、サーボマーク検出回路23は、サーボマーク検出としてサーボ検出信号SMを出力し、処理を終了する。
【0059】
これは、単純に2つの0バーストを検出して直ちにサーボマーク検出とすると、サーボマーク検出信号SMの出力タイミングが異なるためである。即ち、ステップ85において1つ目の0バースト57aを、ステップ88において2つ目の0バースト57cを検出した場合と、ステップ85において1つ目又は2つ目の0バースト57a,57cを、ステップ88において3つ目の0バースト57eを検出する場合とがある。すると、2つ目の0バースト検出による検出位置と、3つ目の0バースト検出による検出位置が異なる。そのため、サーボマーク検出回路23は、第1フィルタ22aの出力データに基づいて、サーボマーク53aに続いて入力されるサーボガード領域のデータ(必ず「1」が連続するため、第1フィルタ22aの出力データは「1」となる)が入力された時にサーボマーク検出とすることにより、検出位置を一致させている。
ステップ92において第1フィルタ22aの出力データが「1」ではないとき、サーボマーク検出回路23は、ステップ93においてエラーカウンタ23bのカウント値が所定値(本実施形態では18)となっているか否かを判断する。所定値は、2つ目の0バーストを検出してからサーボマーク53aの終了までに入力されるビット数(=17=3+2+12)よりも大きな値に予め設定されている。そして、カウント値が「18」となっていない場合、サーボマーク検出回路23はステップ92に戻ってサーボガード領域のデータ(第1フィルタ22aの出力データが「1」)となるのを待つ。
【0060】
一方、ステップ93においてエラーカウンタ23bのカウント値が「18」となった場合、サーボマーク検出回路23は、サーボマーク検出としてサーボマーク検出信号SMを出力し処理を終了する。これは、ディスクの欠陥等によって第1フィルタ22aの出力データが「1」とならない場合に、2つの0バースト検出を救済するためである。
【0061】
尚、サーボマーク検出回路23は、ステップ93においてエラーカウンタ23bのカウント値が「18」となってもそのままエラーカウンタ23bをカウント動作させ、カウント値がサーボガード領域のデータ数に対応した数(例えば「31」)となるまで第1フィルタ22aの出力データが「1」となるのを待ち、それでも出力データが「1」とならなかったときにステップ84に戻って1つ目の0バースト検出を再度実行するようにしても良い。また、1つの0バーストを検出したときにサーボマーク検出としても良い。
【0062】
図2に示すように、グレイコード復号回路24は、サーボ信号RDと第1クロック信号CLK1が入力される。図3に示すように、グレイコード復号回路24は、0バーストカウンタ24a、ビット数カウンタ24b、ウエイトカウンタ24c、リピートカウンタ24dを備える。0バーストカウンタ24aは、入力されるサーボ信号RDが「0」の場合にカウントアップし、信号RDが「1」の場合にカウント値をクリアする。ビット数カウンタ24b、ウエイトカウンタ24c、及び、リピートカウンタ24dは、サーボ信号RDが入力される毎にカウントアップする。
【0063】
また、グレイコード復号回路24には、制御レジスタ25とグレイコードレジスタ26が接続されている。制御レジスタ25には、グレイコードを復号するための設定値がHDC15によって格納される。グレイコード復号回路24は、演算制御部28によってサーボマーク53aが検出された後、動作するように制御される。グレイコード復号回路24は、第1クロック信号CLK1に基づいて動作し、図9に示すフローチャートに従ってグレイマーク検出処理とグレイコード復号処理を実行する。そして、グレイコード復号回路24は、0バーストカウンタ24aのカウント値に基づいてグレイマークを検出した後、各カウンタのカウント値と制御レジスタ25に格納された設定値とに基づいてグレイコードを復号してグレイコードレジスタ26に出力する。
【0064】
グレイマーク検出処理,グレイコード復号処理について詳述する。図7は、グレーマーク及びグレイコードのフォーマットを示す。グレイマークデータ(以下、単にグレイマークという)60は、データ「1」が連続するガードゾーンデータ59に続いてグレイコード復号回路24に入力される。グレイマーク60は、予め設定されたn個の連続する「0」データよりなる0バースト60aと、2つの「1」データよりなるギャップ60bとから構成される。
【0065】
グレイコード領域56は、複数組のコード領域61及びリシンク領域62により構成される。コード領域61に格納されたコードデータ61aは複数のフレーム63(図7において第1フレームから第nフレーム)により構成され、各フレーム63は「0」ビット又は「1」ビットが連続するバーストよりなるデータ64と、2つの「1」よりなるギャップ65とから構成される。リシンク領域62に格納されたリシンクデータ62aは、複数の連続する「0」ビットにて構成される0バースト66と2つの「1」ビットよりなるギャップ67とから構成される。
【0066】
先ず、グレイコード復号回路24は、図9のステップ101〜103に示すグレイマーク検出処理を行う。ステップ101において、グレイコード復号回路24は0バーストカウンタ24aのカウント動作を開始させる。ステップ102において、グレイコード復号回路24は、0バーストカウンタ24aのカウント値が0バースト60aを判断するために必要なビット数となるまで待機する。本実施形態では、0バースト60aは12ビットにより構成され、その0バースト60aを判断するためのビット数を「9」に設定されている。従って、グレイコード復号回路24は、ステップ102において0バーストカウンタ24aのカウント値が「9」になると、ステップ103においてグレイマーク検出とする。
【0067】
次に、グレイコード復号回路24は、図9のステップ104〜116に示すグレイコード復号処理を行う。この時、グレイコード復号回路24は、制御レジスタ25に格納された設定値に基づいて復号処理を実行する。その設定値はグレイコードのフォーマットに応じた値がHDC15から入力される。
【0068】
設定値Aは、1つのフレーム63を構成するビットの数、即ちフレーム長である。設定値Bは、各データ64が0バーストか否かを判断するために必要なビットの数である。設定値Cは、1対のコード61aを構成するフレーム63の数とリシンクの数(=1)とを加算した数である。設定値Dは、設定値Aから設定値Bを減算した値である。設定値Bは、設定値Aよりも少なく、詳しくはデータ64を構成するビット数よりも少ない値に設定する。そして、設定値A,Bの差を設定値Dに設定する。これにより、後述するステップ106〜112において、設定値Bに従ってデータ64が0バーストと判断してグレイコード1を検出した検出位置と、設定値Aに従ってデータ64が1バーストと判断してグレイコード0を検出した検出位置を合わせるようにしている。
【0069】
制御レジスタ25には、グレイコードを構成する各コードデータ61a毎に設定された設定値A〜Dと、グレイコードの終了を示すために設定値Cを「0」とした設定値A〜Dが格納される。各コードデータ61aに対応して格納される設定値A〜Dは、全てのコードデータ61aに対して同じ値が格納される、即ち、各コードデータ61aのフォーマットが全て同じに構成されている。また、設定値A〜Dは、各コードデータ61a毎に異なる値、各コードデータ61aのフォーマットを異なるように設定しても良い。
【0070】
ステップ104において、グレイコード復号回路24は、制御レジスタ25から読み出した設定値Cが「0」か否か、即ちグレイコードの入力が終了しているか否かを判断する。グレイコードの入力が終了していない場合、グレイコード復号回路24は、ステップ105に移る。
【0071】
ステップ105において、グレイコード復号回路24は、ビット数カウンタ24bと0バーストカウンタ24aのカウント動作を開始させる。次に、ステップ106において、グレイコード復号回路24は、0バーストカウンタ24aのカウント値が設定値Bと一致するか否かを判断する。そして、0バーストカウンタ24aのカウント値がBと一致しない場合、ステップ107においてビット数カウンタ24bのカウント値が設定値Aと一致するか否かを判断する。ビット数カウンタ24bのカウント値が設定値Aと一致しない場合、グレイコード復号回路24は、ステップ106に戻る。
【0072】
即ち、グレイコード復号回路24は、ステップ106,107のループを繰り返し実行し、データ64が0バーストか1バーストかを判断する。そして、グレイコード復号回路24は、データ64を0バーストと判断した場合にはステップ106からステップ108へ移る。
【0073】
ステップ108において、グレイコード復号回路24は、ビット数カウンタ24bのカウント動作を停止させる。次に、ステップ109において、グレイコード復号回路24は、ウエイトカウンタ24cのカウント値が設定値Dとなるまで、即ち、データ64に続くギャップ65が終了するまで待つ。そして、ステップ110において、グレイコード復号回路24は、0バーストのデータ64を検出したとしてグレイコード1検出とし、図示しないラッチに「1」を記憶する。
【0074】
一方、ステップ106,107のループにおいてデータ64を1バーストと判断した場合、グレイコード復号回路24はステップ107からステップ111へ移る。そのステップ111において、グレイコード復号回路24は、ビット数カウンタ24bのカウント値が設定値Aとなっておりデータ64に続くギャップ65が終了しているので、直ちに1バーストのデータ64を検出したとしてグレイコード0検出とし、図示しないラッチに「0」を記憶する。
【0075】
0バースト又は1バーストを検出すると、次にステップ112において、グレイコード復号回路24はグレイコードクロック信号を発生させる。そのクロック信号に基づいてラッチに記憶した「0」又は「1」のグレイコード信号G1をグレイコードレジスタ26に出力する。また、グレイコード復号回路24は、発生させたグレイコードクロック信号GCをグレイコードレジスタ26に出力する。グレイコードレジスタ26は複数ビットよりなるシフトレジスタであって、グレイコードクロック信号GCに基づいて入力されたグレイコード信号G1を順次シフトする。
【0076】
次に、ステップ113において、グレイコード復号回路24は、ビット数カウンタ24b及び0バーストカウンタ24aのカウント値をクリア(=0)する。そして、ステップ114において、グレイコード復号回路24は、リピートカウンタ24dのカウント値をカウントアップさせる。更に、ステップ115において、グレイコード復号回路24は、リピートカウンタ24dのカウント値が設定値Cと一致するか否かを判断し、一致しない場合にステップ106に戻る。従って、グレイコード復号回路24は、リピートカウンタ24dのカウント値が設定値Cと一致するまでステップ106〜115のループを繰り返し実行し、1つのコード領域61に格納された各データ64を復号してグレイコードレジスタ26に記憶させる。
【0077】
次に、ステップ116において、グレイコード復号回路24は、制御レジスタ25に記憶された次の設定値A〜Dを読み出し、ステップ106に戻って設定値Cが「0」か否かを判断する。そして、グレイコード復号回路24は、設定値Cが「0」の場合、グレイコード復号処理を終了する。従って、グレイコード復号回路24は、「0」の設定値Cを読み出すまでステップ106〜116のループを繰り返し実行し、グレイコード領域56に格納された全てのデータ64を復号してグレイコードレジスタ26に記憶させる。
【0078】
グレイコードレジスタ26が記憶したグレイコードはHDC15にて読み出される。HDC15は、読み出したグレイコードに含まれるセクタ番号,ヘッド番号を取得する。
【0079】
また、図2に示すように、ADコンバータ18は、前記第1クロック信号CLK1が入力される毎に変換したディジタルデータをDFT演算器27に出力する。DFT演算器27は、離散フーリエ変換を行うための演算器であり、複素演算を行って入力されるディジタルデータを複素演算し、サーボデータ領域54から読み出されたデータからヘッド12を移動させるアクチュエータ13を駆動するために必要となる位相情報や位置情報等を算出するのに必要となるデータを演算する。DFT演算器27はレジスタ27aを備え、レジスタ27aには演算中のデータが格納される。DFT演算器27は、演算結果を演算制御部28に出力する。
【0080】
演算制御部28は、ヘッド12の位置情報等の演算とDFT演算器27を制御する機能を備える。演算制御部28は、サーボマーク検出回路23からサーボマーク検出信号SMが入力されると、演算を開始するようにDFT演算器27を制御して演算を開始させる。そして、演算制御部28には、DFT演算器27の演算結果が入力され、その演算結果からヘッド12の位置情報等を演算する。
【0081】
図4に示すように、演算制御部28はDSPよりなり、ヘッド移動速度算出回路34、移動量算出回路35、切替回路36、ヘッド位置算出回路37、ループフィルタ38、及び、制御回路39を備える。
【0082】
ヘッド移動速度算出回路34は、DFT演算器27から入力されるデータを積和演算してアクチュエータ13により移動するヘッド12の位置情報を算出し、その算出結果を移動量算出回路35に出力する。移動量算出回路35は、ヘッド移動速度算出回路34の算出結果と、移動量設定レジスタに格納された目標移動量とに基づいて、ヘッド12の現在位置に対して目標とするトラックまでの移動量を算出し、その算出結果を切替回路36に出力する。
【0083】
移動量設定レジスタには、先に読み出しが行われたヘッド12の位置から次に読み出しを行うトラックでの移動量、即ちヘッド12が移動するトラック間を移動するヘッド12の移動量がHDC15により演算され格納される。
【0084】
ヘッド位置算出回路37は、位相差検出方式に従ってサーボデータ領域54に記録されたデータに基づいて、DFT演算器27から入力されるデータを積和演算してヘッド12とトラックとの相対位置に対応した位相情報を算出する。そして、ヘッド位置算出回路37は、算出結果をループフィルタ38に出力する。ループフィルタ38は、ヘッド位置算出回路37の算出結果のうち、ヘッド12のオントラックのために必要となる周波数成分のみを透過させて切替回路36に出力する。
【0085】
また、ヘッド位置算出回路37は、エリア積分方式に従ってサーボデータ路領域に記録されたデータに基づいて、DFT演算器27から入力されるデータを積分してヘッド12とトラックの相対位置を算出するようにしても良い。
【0086】
切替回路36は、制御回路39により制御され、ヘッド12をトラック間で移動させるシーク時には移動量算出回路35の出力信号を、ヘッド12の位置をトラックに一致させるオントラック時にはループフィルタ38の出力信号をDAコンバータ31に出力する。制御回路39には、インタフェース回路を介してHDC15から制御信号が入力される。制御回路39は、制御信号に基づいて、サーボマーク検出回路23、グレイコード復号回路24、DFT演算器27、演算制御部28を構成する各回路を制御する。
【0087】
演算制御部28は、ヘッド移動速度算出,ヘッド位置算出等のプログラムをファームウェアとして備えたMCUを用いても良い。また、DSPとMCUとを組み合わせた構成としても良い。
【0088】
前記DAコンバータ31は、演算制御部28の出力信号(ディジタル信号)をアナログ信号に変換してアクチュエータ13に出力するために設けられ、リードチャネルIC14に接続されている。DAコンバータ31には、ディジタルPLL回路32により生成された第2クロック信号CLK2が入力される。ディジタルPLL回路32は発振周波数設定レジスタに接続されるとともに、前記アナログPLL回路21にて生成する第1クロック信号CLK1が入力される。ディジタルPLL回路32は、発振周波数設定レジスタに格納された設定値に基づいて、第1クロック信号CLK1を分周した第2クロック信号CLK2を生成し、DAコンバータ31に出力する。
【0089】
DAコンバータ31は、第2クロック信号CLK2が入力される毎に演算制御部28の出力信号をアナログ信号に変換して出力する。その第2クロック信号CLK2の周波数は、DFT演算器27、演算制御部28が動作するための第1クロック信号CLK1の周波数に比べて十分に低い。例えば、第1クロック信号CLK1の周波数が100MHz以上に対して、第2クロック信号CLK2の周波数は10KHz付近となる。これは、高周波数の第1クロック信号CLK1によるリード信号RDのサンプリング間隔を短くしてディジタル信号による演算の誤差を少なくする。一方、低周波数の第2クロック信号CLK2によりアクチュエータ13を制御してヘッド12をゆっくりと移動させ、過応答を防いでいる。
【0090】
次に、上記のように構成された記録データ読み出し装置の作用を説明する。
HDC15から制御信号が入力されると、演算制御部28の制御回路39はサーボマーク検出回路23を制御し、サーボマーク検出回路23はサーボマーク検出処理を開始する。そのサーボマーク検出処理において、サーボマーク検出回路23には、ヘッド12にて読みとられADコンバータ18によりディジタル信号に変換されたサーボ信号RDがディジタルフィルタ22を介して入力される。サーボマーク検出回路23は、サーボ信号RDからサーボマーク53aを検出すると、サーボマーク検出信号SMを制御回路39に出力する。
【0091】
次に、制御回路39はグレイコード復号回路24を制御し、グレイコード復号回路24はグレイコード復号処理を開始する。そのグレイコード復号処理において、グレイコード復号回路24には、サーボマーク検出回路23と同様に、ADコンバータ18によりディジタル信号に変換されたサーボ信号RDがディジタルフィルタ22を介して入力される。グレイコード復号回路24は、サーボ信号からグレイマーク60を検出し、そのグレイマーク60に続いて入力されるグレイコードを復号し、グレイコードレジスタ26に格納する。
【0092】
また、制御回路39はDFT演算器27を制御し、DFT演算器27は複素演算を行い、ADコンバータ18によりディジタル信号に変換されたサーボ信号RDからヘッド位置を制御するためのデータを演算する。そして、制御回路39は、シーク時にヘッド移動速度算出回路34及び移動量演算回路を制御し、リードチャネルIC14内でヘッド12の移動量を演算させる。そして、制御回路39は、演算結果の信号をDAコンバータ31を介してアクチュエータ13に出力させ、ヘッド12を目的とするトラックまでシークさせる。更に、制御回路39は、オントラック時にヘッド位置演算回路を制御し、リードチャネルIC14内でヘッド12の位置情報を演算させる。そして、制御回路39は、演算結果をDAコンバータ31を介してアクチュエータ13に出力させ、ヘッド12をオントラックさせる。
【0093】
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態では、サーボマーク検出回路23とグレイコード復号回路24は、ディジタル信号に変換されたサーボ信号RDからサーボマーク検出等の処理を行うので、両回路に入力されるデータの間隔(ビット間隔)を狭くしても、確実にサーボマーク等の検出を行うことができる。従って、従来のピーク検出を行ってサーボマーク検出等の処理を行う場合に比べて、サーボ領域52の密度を高くしてサーボ領域52の面積を小さくすることができる。そのため、ユーザデータを記録するためのデータ領域の面積を大きくすることができ、磁気ディスク11の記録密度が高くなる。
【0094】
本実施形態では、リードチャネルIC14には、ヘッド12の移動量や位置情報を算出する回路が内蔵されている。そのため、外部に高価なDSPを必要としないとともに、DSPに演算のためのデータを転送する必要がない。そのため、本実施形態のリードチャネルIC14は、従来のリードチャネルIC14に比べてDSPを接続するための端子と、データを転送するためのインタフェース回路が設けられていない。従って、その分だけリードチャネルIC14のパッケージが大きくなるのを防ぐことができる。更に、インタフェースがない分、位置情報等を算出するためにデータの転送速度を従来に比べて早くすることができるとともに演算速度を上げることができる。
【0095】
(第二実施形態)
以下、本発明を具体化した第二実施形態を図10に従って説明する。
尚、説明の便宜上、第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を一部省略する。
【0096】
本実施形態のリードチャネルIC14には、補間フィルタ(インターポレーションフィルタ)121及びΔΣ(デルタシグマ)型DAコンバータ122が内蔵されている。補間フィルタ121は、演算制御部28の出力信号をオーバーサンプリングして補間するために設けられている。ΔΣ型DAコンバータ122は、補間フィルタ121の出力信号をオーバーサンプリングしてアナログ信号に変換するために設けられている。補間フィルタ121及びΔΣ型DAコンバータ122によるオーバーサンプリング比は、ディジタルPLL回路123から入力される第3,第2クロック信号CLK3,CLK2により設定され、本実施形態ではオーバーサンプリング比を30〜50となるように設定している。
【0097】
ディジタルPLL回路123には、PLL回路21にて生成される第1クロック信号CLK1が入力される。ディジタルPLL回路123は、発振周波数設定レジスタに格納された設定値に基づいて、第1クロック信号CLK1を分周した第3,第2クロック信号CLK3,CLK2を生成し、補間フィルタ121、ΔΣ型DAコンバータ122に出力する。尚、本実施形態では、ディジタルPLL回路123は、第1クロック信号CLK1の周波数が100MHz以上に対して、第3クロック信号CLK3の周波数を数MHzに、第2クロック信号CLK2の周波数を10KHz付近としている。
【0098】
オーバーサンプリングする補間フィルタ121及びΔΣ型DAコンバータ122は、ディジタル回路にて構成されるので、リードチャネルIC14に容易に一体化することができる。即ち、リードチャネルIC14は、サーボ機能全般が1つのチップ内に形成されている。そのため、記録データ読み出し装置の部品点数が減ってコストが低減する。
【0099】
以上記述したように、本実施の形態によれば、第一実施形態の効果に加えて以下の効果を奏する。
本実施形態では、演算制御部28の出力信号をオーバーサンプリングする補間フィルタ121及びΔΣ型DAコンバータ122を備えている。従って、サーボ機能全般が形成されて1チップ化されるので、リードチャネルIC141つですむため、記録データ読み出し装置の部品点数を減らしてコストを低減することができる。
【0100】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1乃至6に記載の発明によれば、記録媒体の高密度化を図ることが可能なサーボ信号処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 記録データ再生装置の概略ブロック回路図。
【図2】 第一実施形態のリードチャネルICの一部ブロック回路図。
【図3】 サーボマーク検出回路,グレイコード復号回路のブロック回路図。
【図4】 ヘッドの位置制御を行うための演算制御部のブロック回路図。
【図5】 サーボ領域のフォーマットを示す説明図。
【図6】 サーボマークのフォーマットを示す説明図。
【図7】 グレイマーク及びグレイコードのフォーマットを示す説明図。
【図8】 サーボマーク検出処理のフローチャート図。
【図9】 グレイコード復号処理のフローチャート図。
【図10】 第二実施形態のリードチャネルICの一部ブロック回路図。
【符号の説明】
11 記録媒体
12 ヘッド
14 リードチャネルIC
18 ADコンバータ
22 ディジタルフィルタ
23 サーボマーク検出回路
24 グレイコード復号回路
27 DFT演算器
28 演算制御部
Claims (6)
- 記録媒体に設けられたサーボ領域上のヘッドの制御を行うためのサーボ信号を処理するサーボ信号処理装置であって、
前記サーボ領域には、該サーボ領域の先頭を示すサーボマークが格納されたサーボマーク領域と、前記ヘッドの位置制御のための情報の先頭を示すグレイマークが格納されたグレイマーク領域と、情報が格納されたグレイコード領域とが備えられ、
前記サーボ信号をサンプリングしてディジタルデータに変換するADコンバータと、
前記ADコンバータにて変換されたディジタルデータに対してその前後のデータに基づいて処理を施したデータを出力するディジタルフィルタと、
前記ディジタルフィルタの出力データが入力され、その出力データが連続する1又は0のバーストかを判断し、その判断結果に基づいてサーボマークを検出するサーボマーク検出回路と
を備え、前記ディジタルフィルタは、
前記ADコンバータから出力された出力信号と該出力信号よりも前に入力された出力信号とに基づいた信号を出力する第1フィルタと、
前記ADコンバータから出力された出力信号と該出力信号よりも後に入力される出力信号とに基づいた信号を出力する第2フィルタと、
前記第1及び第2フィルタの出力信号を入力して論理和演算を実行するOR回路と
から構成されているサーボ信号処理装置。 - 記録媒体に設けられたサーボ領域上のヘッドの制御を行うためのサーボ信号を処理するサーボ信号処理装置であって、
前記サーボ領域には、該サーボ領域の先頭を示すサーボマークが格納されたサーボマーク領域と、前記ヘッドの位置制御のための情報の先頭を示すグレイマークが格納されたグレイマーク領域と、情報が格納されたグレイコード領域とが備えられ、
前記サーボ信号をサンプリングしてディジタルデータに変換するADコンバータと、
前記ADコンバータにて変換されたディジタルデータに対してその前後のデータに基づいて処理を施したデータを出力するディジタルフィルタと、
前記ディジタルフィルタの出力データが入力され、その出力データが連続する1又は0のバーストかを判断し、その判断結果に基づいてサーボマークを検出してサーボマーク検出信号を出力するサーボマーク検出回路と、
前記ディジタルデータが入力され、該ディジタルデータを離散コサイン変換して出力する演算器と、
前記サーボマーク検出信号に基づいて前記演算器を制御すると共に、前記演算器の出力データに基づいて前記ヘッドの位置制御を行うためのデータを演算する演算制御部と
を備え、前記ディジタルフィルタは、
前記ADコンバータから出力された出力信号と該出力信号よりも前に入力された出力信号とに基づいた信号を出力する第1フィルタと、
前記ADコンバータから出力された出力信号と該出力信号よりも後に入力される出力信号とに基づいた信号を出力する第2フィルタと、
前記第1及び第2フィルタの出力信号を入力して論理和演算を実行するOR回路と
から構成されているサーボ信号処理装置。 - 請求項1または請求項2に記載のサーボ信号処理装置において、
前記サーボマーク検出回路は、前記ディジタルフィルタの出力データが0の場合にカウントアップし、1の場合にカウント値をクリアする0バーストカウンタを備え、該カウンタのカウント値に基づいて、前記出力データが連続する0又は1のバーストか判断してサーボマークを検出するようにしたサーボ信号処理装置。 - 請求項1乃至3のうちの何れか1項に記載のサーボ信号処理装置において、
前記ディジタルフィルタの出力データが入力され、その出力データが連続する1又は0のバーストかを判断してグレイマークを検出し、検出したグレイマークに続いて入力されるグレイコードを復号するグレイコード復号回路を備えたサーボ信号処理装置。 - 請求項4に記載のサーボ信号処理装置において、
前記グレイコード復号回路は、
前記ディジタルフィルタの出力データが0の場合にカウントアップし、1の場合にカウント値をクリアする0バーストカウンタを備え、該カウンタのカウント値に基づいて、前記出力データが連続する0又は1のバーストか判断してグレイマークを検出するようにしたサーボ信号処理装置。 - 請求項4に記載のサーボ信号処理装置において、
前記グレイコード復号回路は、ディジタルフィルタの出力データが0の場合にカウントアップし、1の場合にカウント値をクリアする0バーストカウンタと、前記出力データをカウントするカウンタとを備え、前記カウンタのカウント値に基づいて前記グレイコード領域から読み出されたグレイコードを復号するようにしたサーボ信号処理装置。
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