[发明专利]磁盘驱动器主轴同步系统

说明书

本发明涉及磁盘数据存储设备，尤其涉及这样一种系统，其中的多个磁盘主轴组件相互之间同步旋转，使其索引一致或维持一种预定的或可程序设计的异相关系。

常规的磁盘驱动器有一个携带主轴组件的磁盘，仔细地调节该组件的速度以维持磁盘介质的旋转速度。根据参考信号和来自携带主轴的磁盘的旋转磁盘位置反馈信号之间的差别所产生的相位误差来决定主轴电机应该加速或者减速。

为了得到增强的性能，驱动器通常都是相互同步旋转的。这种同步化驱动器的典型是把多个驱动器用在一个同步的阵列系统中，系统中的数据被交错在一块以增强数据的传输速率和性能，或者用在这样的系统中，通过使两个镜象化驱动器同步为异相180度旋转来减少等待延迟。同步化最好通过用单个的脉冲源定义同步索引标记的方法来实现。如果从系统内的一个驱动器的磁盘表面上使用数据，则主驱动器要求恢复必然导致其他的驱动器在重新建立同步化操作之前也要进行从属的恢复，因此降低了系统的性能。另一种方法是使用外部振荡器来提供公共的脉冲源，被解码后产生单个准确的引用索引。美国专利号4，918，544给出了这样一个系统，该系统用单个的晶体振荡器分别支持与系统内的驱动器连接的同步控制电路。虽然这种方法提供了一个控制源，当系统中的任何驱动器失去同步操作时能避免从属的恢复过程，但它要求一个独立的时钟装置或两种驱动器装置，使系统使用一个包括了时钟装置的部件，而其他的部件都不具有这种结构。

本发明的目的是提供一种用于磁盘驱动器数据存储设备阵列的同步控制系统。该系统有一个自包含的局部振荡器，该振荡器为用作独立部件的驱动器或者作为一组具有同步化主轴旋转的同类驱动器的主驱动器提供索引。这些同类驱动器中任一个的振荡器脉冲源都可以被指定为索引源，而系统中其他驱动器都变成与该公共源同步的从属设备。

在一个同步系统中，每个单独的索引信号输入线都被连接到一条公共线路或节点上，并且通过一个使能电路把每个单独的解码振荡器电路连接到该公共线路或节点上，使能电路在系统中被控制，使一个且只有一个使能电路被激活。这种方法提供了单驱动器设计，在一个多驱动器系统中，不但能对同步操作使用单个索引脉冲源并消除从属的恢复过程，而且能灵活使用系统中任何驱动器的时钟脉冲产生能力作为主索引脉冲源。

所公开的同步系统在允许系统中的任一驱动器独立于该同步系统而工作方面是很灵活的。它还表明，系统的驱动器如何被分为若干子阵列，而每个这样的子阵列或者在子阵列内同步，或者组合起来，同步于某个公共的索引信号源。在后一种情况下，还可免除任一驱动器或驱动器组合的与公共索引信号的同步，无论是系统的主索引信号，或是子阵列中的局部索引信号。

图1是一个框图，说明用在本发明的驱动器阵列中的一个被改装过的磁盘驱动器的结构。

图2给出了图1驱动器的阵列，由SCSI总线提供控制命令。

图3是由主轴同步命令调用的函数的流程图。

图4为第二个实施例，给出了多个如图1所示的驱动器，这些驱动器被分为若干子阵列，可以在子阵列内对某个索引信号同步，或者对一个对整个系统都公用的索引信号同步。

图1给出了用来实现本发明的磁盘驱动器10，主轴12带着磁盘组13，与主轴电机14的转子一致旋转。磁盘组13上的同轴数据磁道被传动装置15访问，传动装置15枢轴转动传动臂17，传动臂17又带动安装在悬浮物19上的传感器磁头18。局部振荡器(例如晶体振荡器22)提供了一串脉冲，并由预标度电路24降低脉冲的频率，以便提供一个准确的索引信号，再通过多路转换器26把信号送到比较器28上。比较器28利用该准确索引信号和由索引传感器30得到的索引信号，产生一个误差值，该误差值被提供给电机算法电路32以调节或控制驱动器电路33，并使主轴电机维持一个经仔细调节的旋转速度。

传动臂电子线路35处理并识别写到磁盘表面或从磁盘表面读出的信号，用户数据经通道电路37往返传送，其他数据(如伺服信息和索引信号)被识别并传送到设备控制电路中。伺服信息可从专用的随动装置中得到，在随动装置中，用一个伺服磁头获取连续的伺服信息，伺服磁头读取磁盘表面上的某个专用部分区域上的连续伺服信息；伺服信息也可以从一个段或被嵌入的随动装置中得到，其中，伺服数据利用与每个数据段相关的伺服部分或者在用户数据中被外围安排的伺服系列，同用户数据交错在一块。由索引传感器30识别出来的索引标记被送到比较器28，用来根据准确的索引信号进行评估。