[发明专利]用于生成伺服图形的装置和方法

说明书

本申请主张2005年9月21日申请的美国申请第60/718729号的优先权，其内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及用于生成伺服图形以及将伺服图形写入到磁盘的方法和装置。

背景技术

当制造硬盘时，在磁盘中永久地写入所谓的伺服磁道或图案。这些伺服轨道形式是跨过磁盘的整个数据区域的圆周及径向方向的间隔上写入的数据的脉冲。伺服磁道由硬盘的读/写磁头(已知为产品磁头)在磁盘正常使用过程中使用，从而允许该磁头知道它在磁盘中的位置。当操作时，硬盘可以在磁盘上定位磁头，以及使用从磁盘本身读取的位置和时间信息以闭环读回数据。伺服图形通常以几百转在平均间隔的圆周位置写入。重要的是它们必须相位互相相干地写入。这一要求是具有挑战性的，并且需要来自如下进一步描述的时钟磁道或外部编码设备的反馈。

特别地，在制造过程中以下面的方式写入伺服磁道。磁头磁盘组件包括硬盘、产品读/写磁头、马达等。磁头磁盘组件插入到伺服磁道写入器。伺服磁道写入器具有它自己所谓的时钟磁头，其插入到磁头磁盘组件来写入所谓的时钟磁道。随后由时钟磁头读回时钟磁道来允许相当于伺服磁道读出器的磁盘的角度位置在所有时间被正确获知，使得产品磁头可以在期望的位置写入伺服数据。

所谓的介质写入器相似地操作，通过在将磁盘集成到磁头磁盘组件之前同时向多个磁盘写入伺服磁道。

可选地，现在正在开发了所谓的自伺服记录系统。这些避免了单独的时钟磁头的需要，以及使用产品磁头来代替和伺服数据交织地写入它自己的时钟数据，在它在磁盘写入磁道时创建它自己的参考点。在另一个可选设置中，例如光编码器系统的外部编码器可以用在时钟磁道的地方，再次避免了单独的时钟磁头的需要。

硬盘驱动器的自己的电子装置和组件通常不能生成伺服图形，以及在介质写入器的情况下，其中磁盘是在驱动器外面写入，硬盘驱动器的自己的电子装置和组件对于任何事件中的该任务是无效的。因此，对于生成伺服图形的任务需要特殊的电子装置和组件。

传统地，伺服图形由三个领域的类型构成：

(i)固定的频率。用于锁定信道AGC(自动增益控制)以及PLL(锁相环)。可能有非固定的频率块用作同步标记。这些领域对于大多数磁道上的大多数伺服帧是相同的。

(ii)格雷码。这包含有格雷码编码的磁道号码以及可能的扇区号码。它们通常以这样的形式安排，一部分以磁道到磁道的基础更新，一部分在磁道到磁道的基础上是固定的，当时以扇区到扇区的基础上改变。

(iii)PES(位置差错信号)领域。这些固定频率模式图形的块以磁道到磁道的基础改变，通常每8个伺服磁道图形循环。

传统的STW方案或者依靠RAM基础的结果，或者依靠定制的硬件(其可能基于可重配置的逻辑)。

对于RAM基础的结构，由于图形的尺寸在电子装置和组件中的RAM中存储整个图形是不实际的。然而，传统的伺服图形一个磁道和另一个磁道之间具有很小的区别。在磁道边界上的更新包括在定时页的格雷码中改变一点，并且定时页改变到下一个PES图形。在传统的同心写入操作中，要被写入的图形在磁头定位器将磁头移动到下一个磁道的时候过程中更新，其通常小于3毫秒。这对于最小的磁道到磁道的改变通常足够了。在近期的发展中，图形被螺旋写入，因此，必须在扇区到扇区的间隙中更新，其通常小于10微妙，见例子US-B-6507450。

随着伺服图形的发展和变得更复杂，这个RAM基础的结构具有更多的问题。特别地，格雷码变得更复杂，并且它们的编码方案意味着每个磁道上的每个扇区必须单独计算。这可以在一个已知的伺服图形发生器中通过使用具有定制ALU(运算逻辑单元)的软核处理器来加速该过程来获得。控制缓存现在不得不留存允许在不同的扇区使用不同的定时页的信息。此外，现在有在某些磁道上在伺服扇区的地方编码序列号信息的需要，这增加了问题的复杂性。见例子US-B-6366419。

多磁盘写入器的更多的使用，例如，所谓的介质写入器，近些年对作为交织了更大数据的写入操作的系统提出了额外的需求，增加了图形密度核复杂性，同时减少了可以进行更新的扇区之间的间隙。

为了适应图形增加的复杂性，和RAM基础的结构相关的软件也是复杂的。硬盘驱动器制造商通常以专有描述语言来描述图形，该语言不是直接的，其需要来自伺服磁道写入器或介质写入器的提供商的支持。然后需要软件层来解释该语言并构造下载至RAM的RAM图像，以及计算更新并且在恰当的点应用更新。此外，为了帮助图形描述的写入，客户期望图形开发工具，例如可视化软件工具。