PL178323B1

PL178323B1 - Urządzenie pamięciowe o dostępie bezpośrednim, z magnetooporowymi głowicami przetwornikowymi

Info

Publication number: PL178323B1
Application number: PL95320333A
Authority: PL
Inventors: Jérôme T. Coffey; Dale E. Goodman; Joe M. Poss
Original assignee: Ibm
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1995-10-21
Publication date: 2000-04-28
Also published as: JPH11500251A; EP0795172B1; DE69507638T2; EP0795172A1; PL320333A1; CN1071469C; CN1159862A; KR100268690B1; MY121950A; HU217746B; US5552950A; RU2131625C1; JP3453383B2; KR970707530A; DE69507638D1; WO1996017342A1; HUT77025A; US5883767A

Abstract

1. Urzadzenie pamieciowe o dostepie bezpo- srednim, z magnetooporowymi glowicami prze- twornikowymi, zawierajace co najmniej jeden dysk zamontowany obrotowo wokól osi i majacy przeciw- legle powierzchnie do pamietania danych, a magne- torezystywne glowice przetwornikowe sa zamonto- wane ruchomo wzgledem powierzchni dysku oraz zawieraja element zapisujacy i element odczytujacy, a do magnetooporowych glowic przetwornikowych jest dolaczony wzmacniacz wstepny sygnalów od- czytu i zapisu poprzez gietki kabel, znamienne tym, ze gietki kabel (62) zawiera dwie linie sygnalu zapisu, dolaczone do kazdego elementu zapisujacego mag- netooporowej glowicy przetwornikowej (34), linie sygnalu odczytu, dolaczona do kazdego elementu od- czytujacego magnetooporowej glowicy przetworni- kowej oraz linie (63) sygnalu wspólnego powrotu odczytu, dolaczona jednoczesnie do kazdej kolejnej pary elementów odczytujacych magnetooporowych glowic przetwornikowych (34) i dolaczona bezpo- srednio do wzmacniacza wstepnego (60). FIG. 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie pamięciowe o dostępie bezpośrednim, z magnetooporowymi głowicami przetwornikowymi sygnałów.

Znane są różne rodzaje urządzeń pamięciowych, takich jak urządzenia pamięciowe o dostępie bezpośrednim DASD, do pamiętania danych systemów przetwarzania danych. Jednym często stosowanym rodzajem urządzenia pamięciowego o dostępie bezpośrednim jest zespół dysków magnetycznych, zawierający pewną liczbę dysków mających powierzchnie z czynnym materiałem magnetycznym, na którym dane są zapisywane i z którego dane są odczytywane

178 323 przez magnetyczne głowice odczytu-zapisu. W innych rodzajach urządzeń pamięciowych o dostępie bezpośrednim jest zastosowany optyczny lub inny nośnik pamięciowy danych.

W zespole dysków magnetycznych dyski są formatowane dla określenia sektorów i ścieżek na powierzchniach dysków. Ścieżki są zwykle obszarami kołowymi, współosiowymi z osią dysku, gdzie dane mogąbyć zapisane, a sektory sączęściami ścieżek zdolnymi do pamiętania wstępnie określonej ilości danych zapisanych na dysku. Usytuowane osiowo ścieżki na dyskach urządzenia pamięciowego o dostępie bezpośrednim są omawiane jako cylindry. Sektory urządzenia pamięciowego o dostępie bezpośrednim, gdzie są pamiętane bloki danych, mają unikalne adresy fizycznych bloków danych. Dyski sąustawione zgodnie wokół wspólnej osi, a głowice przetwornikowe, zwykle jedna dla każdej powierzchni, są . przesuwane promieniowo poprzez powierzchnie dysków. Gdy dane są odczytywane lub zapisywane w bloku danych, głowice są przesuwane zgodnie z cylindrem zawierającym ścieżkę, na której znajduje się blok danych, a przekazywanie danych ma miejsce, gdy sektory są pod głowicą.

Magnetooporowe głowice przetwornikowe zapewniają znaczny postęp w technice odczytu-zapisu dla urządzeń pamięciowych o dostępie bezpośrednim. Głowice magnetooporowe mają oddzielne elementy ,do odczytu i zapisu. Dzięki temu element zapisujący jest szeroki, na przykład prawie równy całkowitej szerokości odstępu ścieżek, a element odczytujący jest wąski. Ta zdolność szerokiego zapisu i wąskiego odczytu łagodzi wymagania co do dokładności odczytu w serwosystemie.

Znane jest urządzenie do połączenia dwóch magnetoopomych głowic przetwornikowych w urządzeniu pamięciowym o dostępie bezpośrednim, w którym każda głowica przetwornikowa wymaga zastosowania czterech przewodów sygnałowych. Dwa przewody sygnałowe są stosowane do przenoszenia prądu zapisu do elementu zapisującego głowicy i dwa przewody sygnałowe są stosowane do przenoszenia prądu odczytu do elementu odczytującego głowicy.

Magnetooporowe głowice przetwornikowe dostarczają sygnał o bardzo małej amplitudzie. Odbieranie niepożądanego szumu w torze sygnału elektrycznego powoduje pogorszenie sygnału. Wzmacniacz wstępny magnetooporowej głowicy przetwornikowej jest stosowany wcześnie w torze sygnału elektrycznego dla wzmacniania prądu odczytu i prądu zapisu. W pewnych znanych urządzeniach pamięciowych o dostępie bezpośrednim wzmacniacz wstępny magnetooporowej głowicy przetwornikowej jest umieszczony poza urządzeniem uruchamiającym w stałym miejscu. Utrzymywanie wzmacniacza wstępnego poza urządzeniem uruchamiaj ącym zmniej sza do minimum masę urządzenia uruchamiającego. Zastosowanie stałego wzmacniacza wstępnego wymaga użycia giętkiego kabla do przenoszenia sygnałów.

Wymiary napędu dyskowego są normalnie ograniczone przez współczynnik kształtu i normy przemysłowe długości, szerokości i wysokości. Gdy współczynniki kształtu dyskowego urządzenia napędowego stają się znacznie mniejsze, połączenia elektryczne z systemem użytkowym mogą wykorzystywać znacznie większą część współczynnika kształtu urządzenia. Przy pewnych współczynnikach kształtu liczba linii sygnałowych, wymaganych do zastosowania z magnetooporowymi głowicami przetwornikowymi, przekraczałaby dopuszczalną przestrzeń przy użyciu giętkiego kabla.

W urządzeniu według wynalazku giętki kabel zawiera dwie linie sygnału zapisu, dołączone do każdego elementu zapisującego magnetooporowej głowicy przetwornikowej, linię sygnału odczytu, dołączoną do każdego elementu odczytującego magnetooporowej głowicy przetwornikowej oraz linię sygnału wspólnego powrotu odczytu, dołączonąjednocześnie do każdej kolejnej pary elementów odczytujących magnetooporowych głowic przetwornikowych i dołączonąbezpośrednio do wzmacniacza wstępnego.

Korzystnie linia sygnału wspólnego powrotu odczytu jest włączona pomiędzy linią sygnału odczytu każdej z magnetooporowych głowic przetwornikowych kolejnej pary.

Korzystnie linia sygnału wspólnego powrotu odczytu jest umieszczona równolegle do giętkiego kabla.

Korzystnie wzmacniacz wstępny jest pojedynczym wzmacniaczem wstępnym i linia sygnału wspólnego powrotu odczytu jest na potencjale odniesienia.

178 323

Korzystnie urządzenie zawiera liczbę N kolejnych magnetooporowych głowic przetwornikowych, przy czym giętki kabel zawiera N/2 linii sygnału wspólnego powrotu odczytu, gdzie N jest liczbą parzystą, lub giętki kabel zawiera (N-1)/2 linii sygnału wspólnego powrotu odczytu, gdzie N jest liczbą nieparzystą.

Korzystnie giętki kabel zawiera drugą linię sygnału odczytu i linia sygnału wspólnego powrotu odczytu jest włączona pomiędzy i równolegle do pary linii sygnałów odczytu.

Korzystnie linia sygnału wspólnego powrotu odczytu jest dołączona do potencjału odniesienia.

Korzystnie giętki kabel ma szerokość zmniejszonąproporcjonalnie do całkowitej liczby linii sygnału wspólnego powrotu odczytu.

Korzystnie giętki kabel ma szerokość zwiększonąproporcjonalnie do całkowitej liczby linii sygnału wspólnego powrotu odczytu i wzmacniacz wstępny jest zmniejszony na wejściu-wyjściu proporcjonalnie do całkowitej liczby linii sygnału wspólnego powrotu odczytu.

Zaletąwynalazkujest opracowanie ulepszonego urządzenia pamięciowego o dostępie bezpośrednim, tworzącego połączenia sygnałowe z magnetooporowymi głowicami przetwornikowymi, które zapewniają właściwą eliminację szumu dla sygnału odczytu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w schemacie, częściowo blokowym, zbiór dysków pamięciowych danych według wynalazku, fig. 2 - w schemacie ścieżki i sektory na powierzchni dysku ze zbioru dysków pamięciowych danych z fig. 1, fig. 3 - w schemacie blokowym urządzenie z magnetooporową głowicą przetwornikową według wynalazku w zbiorze dysków pamięciowych danych z fig. 1 i fig. 4 - w schemacie blokowym znany układ połączeń magnetooporowych głowic przetwornikowych.

Figura 1 przedstawia w schemacie, częściowo blokowym, części zbioru dysków pamięciowych 10 danych, zawierającego nośnik pamięciowy danych, osadzony w sztywnym zespole napędowym 12 dysków magnetycznych i zespół sterujący 14.

Figury 1 i 2 przedstawiają zespół napędowy 12 dysków, który zawiera stos 16 dysków 18 danych, mających powierzchnie magnetyczne. Dyski 18 danych mają warstwę materiału magnetycznego na przeciwnych stronach 26 dysku. Zespół napędowy 12 ma wybraną liczbę dwustronnych dysków 18 danych dla zapewniania wybranej pojemności pamięciowej, co oznaczono na fig. 1 numerami od powierzchni 0 do powierzchni N. Duża liczba ścieżek informacyjnych 28 danych w postaci cylindrówjest rozmieszczona w koncentrycznym układzie na nośniku magnetycznym każdej powierzchni 26 dysków 18 danych. Ścieżki informacyjne 28 danych są rozmieszczone we wstępnie określonych położeniach względem serwościeżek odniesienia, takich jak ścieżka odniesienia R0 przedstawiona na fig. 2. Zespół ścieżek informacyjnych 28 danych występuje dla powierzchni 0-N danych. Dla przykładu, może być zastosowanych 951 cylindrów danych na powierzchniach 26 dysków od 0 do 950, co pokazano na fig. 2. Każda ścieżka informacyjna 28 danych zawiera wielokrotne sektory 30 danych rozmieszczone równo wokół cylindra, na przykład 96 sektorów danych od 0 do 95.

Dyski 18 są zamontowane równolegle w celu równoczesnego obracania się na trzpieniu obrotowym zintegrowanym z zespołem silnikowym 32. Ścieżki informacyjne 28 danych na każdym dysku 18 są odczytywane i/lub zapisywane przez głowicę przetwornikową 3 4 danych poruszającą się na powierzchni dysku. Głowice przetwornikowe 34 są unoszone przez ramiona 38 sprzężone mechanicznie ze sobą dla jednoczesnego ruchu obrotowego wokół trzpienia obrotowego wsporczego 40. Jedno z ramion 38 ma przedłużenie 42 napędzane obrotowo przez silnik napędowy 44 głowic. Silnik napędowy 44 zawiera na przykład cewkę 46 współpracującą z magnesem i zespołem rdzenia, którego nie pokazano, sterowanymi operacyjnie dla przesuwania głowic przetwornikowych 34 synchronicznie w kierunku promieniowym w celu ustawiania głowic właściwie dla śledzenia kolejnych cylindrów 28.

Zespół sterujący 14 wykorzystujący dane zawiera zwykle interfejs lub procesor 50 pliku, który steruje przesyłaniem danych pamiętanych w sektorach 30 danych dysków 18 w celu kolejnego dostępu i użycia. Serwoprocesor 52 jest włączony pomiędzy procesor 50 pliku, zespół silni178 323 kowy 32 i silnik napędowy 44 oraz głowice przetwornikowe 34 danych. Serwoprocesor 52 steruje operacjami przesuwania głowic przetwornikowych 34 w celu zapisu przy pomocy wybranych danych i przesyłania danych podczas sterowania procesorem 50 pliku.

Dostęp dysków jest sterowany operacyjnie przez serwoprocesor 52. Zespół silnikowy 32 jest uruchamiany w celu obracania stosem 16 dysków. Serwoprocesor 52 wykorzystuje operacje serwosterowania do przesuwania głowic przetwornikowych 34 promieniowo względem obracających się dysków 18 przez silnik napędowy 44 głowic dla selektywnego ustawienia każdej z głowic przetwornikowych 34 względem szczególnego położenia promieniowego ścieżki informacyjnej 28, w którym dane mają być odczytywane lub zapisywane.

Figura 3 przedstawia parę kolejnych głowic przetwornikowych 34 dla zbioru dysków pamięciowych 10 wraz z urządzeniem sygnałowym według wynalazku. Głowice przetwornikowe 34 sąmagnetooporowymi głowicami oznaczonymi 1 i 2. Każda magnetooporowa głowica przetwornikowa 34 zawiera element odczytujący i element zapisujący. Połączenia sygnałowe ze wzmacniacza wstępnego 60 są zapewnione przez giętki kabel 62, poprzez skręconą parę zawieszonych przewodów głowicy, do każdego elementu odczytującego i elementu zapisującego. Dla każdego elementu zapisującego magnetooporowych głowic przetwornikowych 34 jest wymagana para linii sygnałów zapisu w giętkim kablu 62. Giętki kabel 62 zawiera pojedynczy przewód sygnału powrotnego odczytu czy linię oznaczona przez wspólny powrót odczytu, wykorzystywaną dla każdej kolejnej pary magnetooporowych głowic przetwornikowych 34 w zbiorze dysków pamięciowych 10. Linia wspólnego powrotu odczytu odchodzi od punktu, w którym zawieszone przewody głowicy odczytującej są zamocowane do giętkiego kabla 62.

Jako wzmacniacz wstępny 60 jest zastosowany pojedynczy układ wzmacniacza wstępnego, który umożliwia, że linia sygnału powrotnego odczytu, odchodząca od elementu odczytującego, jest na potencjale odniesienia, zwykle potencjale masy. Potencjał odniesienia dla dołączenia linii sygnału wspólnego powrotu odczytu do wzmacniacza wstępnego 60 jest przedstawiony na wej ściu przez znak ujemny. Dołączenie linii sygnału odczytu do wzmacniacza wstępnego 60 jest przedstawione na wejściu przez znak dodatni. W zbiorze dysków pamięciowych 10 sygnał wspólnego powrotu odczytu jest wymagany do utrzymania właściwej eliminacji szumu dla sygnału odczytu. Utrzymywanie linii sygnału odczytu i linii sygnału wspólnego powrotu odczytu blisko siebie w giętkim kablu 62 powoduje zwiększenie indukcyjności wzajemnej. Jak przedstawiono, linia sygnału wspólnego powrotu odczytu jest umieszczona pomiędzy poszczególnymi liniami sygnałów odczytu dla głowic oznaczonych 1 i 2 w celu utrzymania właściwej indukcyjności wzajemnej dla eliminacji trybu stanu wspólnego.

Na figurze 3 liczba połączeń wejście-wyjście giętkiego kabla 62 jest zmniejszona o jeden dla zbioru dysków zawierającego dwie magnetooporowe głowice przetwornikowe 34 i wzmacniacz wstępny 60. Zmniejszenie liczby linii sygnałowych giętkiego kabla 62 powoduje zmniejszenie szerokości giętkiego kabla i/lub zmniejszenie wzmacniacza wstępnego lub umożliwienie zastosowania większej szerokości linii giętkiego kabla 62.

W zbiorze dysków pamięciowych 10, który zawiera liczbę magnetooporowych głowic przetwornikowych 34 równą N, liczba wymaganych linii sygnału odczytu jest zmniejszona o N/2, gdzie N jest liczbąparzystągłowic, lub o (N-l)/2, gdzie N jest liczbąnieparzystągłowic, porównując ze znanym układem z fig. 4. Podobnie, wymagana liczba połączeń wzmacniacza wstępnego 60 jest zmniejszona.

178 323

FIG. 4

STAN TECHNIKI

PRZEWODY GŁOWICY

178 323

POWIERZCHNIA N (₃₂

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie pamięciowe o dostępie bezpośrednim, z magnetooporowymi głowicami przetwornikowymi, zawierające co najmniej jeden dysk zamontowany obrotowo wokół osi i mający przeciwległe powierzchnie do pamiętania danych, a magnetorezystywne głowice przetwornikowe są zamontowane ruchomo względem powierzchni dysku oraz zawierają element zapisujący i element odczytujący, a do magnetooporowych głowic przetwornikowych jest dołączony wzmacniacz wstępny sygnałów odczytu i zapisu poprzez giętki kabel,, znamienne tym, że giętki kabel (62) zawiera dwie linie sygnału zapisu, dołączone do każdego elementu zapisującego magnetooporowej głowicy przetwornikowej (34), linię sygnału odczytu, dołączoną do każdego elementu odczytującego magnetooporowej głowicy przetwornikowej oraz linię (63) sygnału wspólnego powrotu odczytu, dołączonąjednocześnie do każdej kolejnej pary elementów odczytujących magnetooporowych głowic przetwornikowych (34) i dołączoną bezpośrednio do wzmacniacza wstępnego (60).
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że linia (63) sygnału wspólnego powrotu odczytu jest włączona pomiędzy linią sygnału odczytu każdej z magnetooporowych głowic przetwornikowych (34) kolejnej pary.
3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że linia (63) sygnału wspólnego powrotu odczytu jest umieszczona równolegle do giętkiego kabla (62).
4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wzmacniacz wstępny (60) jest pojedynczym wzmacniaczem wstępnym i linia (63) sygnału wspólnego powrotu odczytu jest na potencjale odniesienia.
5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że zawiera liczbę N kolejnych magnetooporowych głowic przetwornikowych (34), przy czym giętki kabel (62) zawiera N/2 linii (63) sygnału wspólnego powrotu odczytu, gdzie N jest liczbą parzystą, lub giętki kabel (62) zawiera (N-1)/2 linii (63) sygnału wspólnego powrotu odczytu, gdzie N j est liczbąnieparzystą.
6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że giętki kabel (62) zawiera drugą linię sygnału odczytu i linia (63) sygnału wspólnego powrotu odczytu jest włączona pomiędzy i równolegle do pary linii sygnałów odczytu.
7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że linia (63) sygnału wspólnego powrotu odczytu jest dołączona do potencjału odniesienia.
8. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że giętki kabel (62) ma szerokość zmniejszoną proporcjonalnie do całkowitej liczby linii (63) sygnału wspólnego powrotu odczytu.
9. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że giętki kabel ma szerokość zwiększoną proporcjonalnie do całkowitej liczby linii (63) sygnału wspólnego powrotu odczytu i wzmacniacz wstępny (60) jest zmniejszony na wejściu-wyjściu proporcjonalnie do całkowitej liczby linii (63) sygnału wspólnego powrotu odczytu.

* * *