專利名稱：磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，特別是關(guān)于一種可對(duì)各個(gè)磁盤(pán)實(shí)際可利用的行程進(jìn)行優(yōu)化，來(lái)提高磁盤(pán)記錄密度的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法。
技術(shù)背景常用磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中磁盤(pán)表面附著一層磁性物質(zhì)，并利用該磁盤(pán)的圓形磁道來(lái)記錄信息。當(dāng)同時(shí)使用多個(gè)磁盤(pán)時(shí)，這些具有相同地址的磁道表面形成一圓柱體狀。對(duì)于這種物理結(jié)構(gòu)，當(dāng)設(shè)計(jì)者要提高磁盤(pán)的存儲(chǔ)容量時(shí)，只能通過(guò)提高單磁道上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量或通過(guò)增加磁道的數(shù)量。但常用磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)者一直都是使用固定數(shù)量的磁道(或柱面)來(lái)獲得最大的存儲(chǔ)容量。
在現(xiàn)有技術(shù)中，每片磁盤(pán)表面都會(huì)被分成存儲(chǔ)區(qū)和區(qū)段位標(biāo)志兩部分，利用區(qū)段位標(biāo)志可以將磁盤(pán)表面的各存儲(chǔ)區(qū)域垂直地排列。例如美國(guó)專利第4,799,112號(hào)中就描述了這種工業(yè)應(yīng)用中常見(jiàn)的區(qū)位碼記錄技術(shù)。在該技術(shù)中，磁盤(pán)表面的存儲(chǔ)區(qū)及與該存儲(chǔ)區(qū)對(duì)應(yīng)的記錄頻率是一個(gè)常數(shù)。然而從一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)到另一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的讀寫(xiě)頻率是不同的。如圖1所示即是磁盤(pán)堆棧中的磁盤(pán)一和磁盤(pán)二和磁盤(pán)上的記錄存儲(chǔ)區(qū)Z1、Z2和Z3，從圖1可以看出兩張磁盤(pán)的各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)是垂直對(duì)齊的，存儲(chǔ)區(qū)的邊界是按照從磁盤(pán)的中心C到R1-R4的徑向距離進(jìn)行劃分的。必須指出的是堆棧中這些磁盤(pán)的中心線C是在同一直線上的，且各個(gè)磁盤(pán)上對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)的讀寫(xiě)頻率是相同的，即磁盤(pán)一上的Z1存儲(chǔ)區(qū)的讀寫(xiě)頻率與磁盤(pán)二的Z1存儲(chǔ)區(qū)的讀寫(xiě)頻率是相同的。每一存儲(chǔ)區(qū)的記錄頻率是根據(jù)設(shè)計(jì)階段的不同參數(shù)進(jìn)行設(shè)定的。且每個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的記錄頻率是基于預(yù)期的磁頭性能進(jìn)行設(shè)定以獲得所需的存儲(chǔ)容量，而每個(gè)區(qū)中的磁道數(shù)則基于后續(xù)討論到的因素進(jìn)行設(shè)定。
分區(qū)的設(shè)置也基于對(duì)驅(qū)動(dòng)器的物理尺寸如行程參數(shù)的考慮(詳后述)，如最壞情況下的磁頭特性，飛高特性，存儲(chǔ)區(qū)效能和組裝後的性能。磁頭的性能是根據(jù)在特定頻率下的磁道偏離誤碼率進(jìn)行判斷的。磁道偏離誤碼率是指在預(yù)設(shè)的磁道偏離下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取時(shí)平均每傳輸多少位將有一位出錯(cuò)，這里以磁頭位置偏離磁道10％進(jìn)行說(shuō)明。圖2即是這種磁頭的性能曲線。其中X軸代表讀寫(xiě)頻率，Y軸代表磁道偏離誤碼率的對(duì)數(shù)，如圖2所示，fR是磁頭的平均工作頻率，這個(gè)工作頻率大約為20MHz。磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)者定義了一個(gè)容許的最小磁道偏離誤碼率，在圖2中標(biāo)示為虛線TH，此處磁道偏離誤碼率的對(duì)數(shù)為6(即每傳輸1000000比特?cái)?shù)據(jù)會(huì)有1比特的數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤)。圖中的標(biāo)號(hào)為7的斜線表示一般磁頭的性能曲線，并可因?yàn)榇蓬^的設(shè)計(jì)而發(fā)生上下移動(dòng)。在現(xiàn)有技術(shù)中，磁盤(pán)的整體性能取決于各個(gè)磁頭的該項(xiàng)指標(biāo)是否能達(dá)到最小的TH值，如果磁盤(pán)堆棧中任何一個(gè)磁頭沒(méi)有達(dá)到最小的TH值，那么這種磁盤(pán)就不能出貨，將要進(jìn)行返工，包括更換壞磁頭或磁盤(pán)、重寫(xiě)伺服信息及重新測(cè)試驅(qū)動(dòng)器。
圖3中顯示了假定的HD#1、HD#2、HD#3、HD#4磁頭在平均工作頻率fR下的性能，其中磁頭HD#1的磁道偏離誤碼率的對(duì)數(shù)約等于5.5，而磁頭HD#2大約接近6.5，磁頭HD#3為7.9，磁頭HD#2接近8.5。按照上述的結(jié)論，由于磁頭HD#1的磁道偏離誤碼率低于可接受的最小偏離誤碼率，因此該磁盤(pán)若采用傳統(tǒng)的格式化方式將不能被使用。
另一個(gè)常用的設(shè)計(jì)指標(biāo)是磁頭預(yù)期的可供利用行程。其包括有一個(gè)指標(biāo)是最壞情況下的行程，而另一個(gè)指標(biāo)是單邊測(cè)試行程。在測(cè)試組裝完成的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器時(shí)，上述兩個(gè)指標(biāo)中的一個(gè)將被測(cè)出并以其為依據(jù)對(duì)磁盤(pán)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，如果磁頭實(shí)際的行程不能勝任說(shuō)明書(shū)的要求，那么磁盤(pán)將不能寫(xiě)入預(yù)期的磁道數(shù)量，該磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器就不合格。通常情況下，該磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器需要重新加工，包括替換或調(diào)整碰撞停止點(diǎn)，再重新寫(xiě)入伺服信息和進(jìn)行檢測(cè)。
圖4中展示了兩種常用的行程，其中一種是采用最壞情況分析得出的最小容許行程，而另一種則是采用單邊探測(cè)分析得出的最小容許行程，其中帶形曲線OCS和ICS分別是預(yù)期的外碰撞停止點(diǎn)和內(nèi)碰撞停止點(diǎn)位置的機(jī)械公差分布圖，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的容許偏差值是3σ。圖4A中，OCS和ICS分布曲線中心的垂直線表示的是分布的平均值，在現(xiàn)有技術(shù)中，磁盤(pán)的伺服數(shù)據(jù)在設(shè)置碰撞停止點(diǎn)之前就已經(jīng)寫(xiě)入磁盤(pán)，如果內(nèi)外碰撞停止點(diǎn)的位置方差是c2，且在碰撞停止點(diǎn)被測(cè)出之前就將磁道寫(xiě)入磁盤(pán)，那么磁盤(pán)平均行程的損失是6σ(如圖4A所示的最壞情況下的行程)，如果是偵測(cè)出一個(gè)碰撞停止點(diǎn)后就開(kāi)始將磁道寫(xiě)入磁盤(pán)，直到偵測(cè)出另一個(gè)碰撞停止點(diǎn)為止，那么采用這種方法造成的平均位置損失(Position lost)是Position lost=3c2---(1)]]>可見(jiàn)在上述的兩種技術(shù)中，都將損失一些可用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的位置，這將造成信息存儲(chǔ)容量的損耗。
現(xiàn)有產(chǎn)品在設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)將存儲(chǔ)區(qū)的分配表、存儲(chǔ)區(qū)邊界、各存儲(chǔ)區(qū)使用的頻率和磁道數(shù)量都確定了下來(lái)，從而產(chǎn)生了如圖1所示的整齊劃一的存儲(chǔ)區(qū)。雖然在圖1中沒(méi)有畫(huà)出磁盤(pán)1與磁盤(pán)2的下表面，但很明顯所有磁盤(pán)的上表面與下表面的分區(qū)結(jié)構(gòu)及對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)使用的頻率都是一樣的。但在基于生產(chǎn)的驅(qū)動(dòng)器模型取得經(jīng)驗(yàn)后，有時(shí)可能會(huì)對(duì)以后生產(chǎn)的驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)區(qū)的分配表作出一些改變，但是以后生產(chǎn)出來(lái)的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的分區(qū)邊界及其使用的讀寫(xiě)頻率仍然是象圖1所示那樣是垂直排列在同一直線上的。如果想使用另外的磁道，在建立存儲(chǔ)區(qū)邊界時(shí)就要進(jìn)行考慮。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種可對(duì)各個(gè)磁盤(pán)實(shí)際可利用的行程進(jìn)行優(yōu)化，來(lái)提高磁盤(pán)記錄密度的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種可以利用一般性能的磁頭磁盤(pán)組合和驅(qū)動(dòng)組件，甚至一些低于最低性能標(biāo)準(zhǔn)的磁頭或存儲(chǔ)介質(zhì)，有效提高磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器合格率的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，該方法可用于提高磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)記錄密度，其中該磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器包括有第一磁面與第二磁面，該第一磁面是與一第一讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器相配合使用的，而該第二磁面則是與一第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器相配合使用的，其中這些數(shù)據(jù)是以不同讀寫(xiě)頻率的數(shù)字脈沖記錄下來(lái)的，該方法包括有下列步驟(a)為工作在第一讀寫(xiě)頻率下的第一與第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器選定一個(gè)容許的最小錯(cuò)誤率；(b)將第一讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器放置在第一磁面上，并確定第一讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器在第一讀寫(xiě)頻率下的錯(cuò)誤率；(c)將第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器放置在第二磁面上，并確定第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器在第一讀寫(xiě)頻率下的錯(cuò)誤率；(d)將步驟(b)與步驟(c)中測(cè)得的錯(cuò)誤率與容許的最小錯(cuò)誤率進(jìn)行比較，如果其中一個(gè)讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器的錯(cuò)誤率低于容許的最小錯(cuò)誤率，而另一個(gè)讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器的錯(cuò)誤率高于容許的最小錯(cuò)誤率，就將低于容許最小錯(cuò)誤率的讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器的工作頻率降低，使該讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器的錯(cuò)誤率至少能達(dá)到容許的最小錯(cuò)誤率，同時(shí)升高另一個(gè)讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器的工作頻率。
該磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器包括有N個(gè)可供存儲(chǔ)的磁道，其中步驟(b)及步驟(c)是在N/2號(hào)磁道上進(jìn)行測(cè)量的。
該方法還包括下列步驟(e)確定第一與第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器在第一讀寫(xiě)頻率下的平均錯(cuò)誤率；其中步驟(d)的第一與第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器將使用對(duì)應(yīng)于平均錯(cuò)誤率的工作頻率。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，其有益的技術(shù)效果在于該方法可以靈活地根據(jù)磁頭磁盤(pán)組合的特性對(duì)磁盤(pán)表面進(jìn)行分區(qū)，從而充分地利用磁盤(pán)上的真實(shí)可利用行程，達(dá)到提高磁盤(pán)記錄密度及提高產(chǎn)品合格率的目的。
下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
圖1是一對(duì)磁盤(pán)的常用分區(qū)圖。
圖2是磁道偏離誤碼率的對(duì)數(shù)與讀寫(xiě)頻率的坐標(biāo)圖。
圖3是一個(gè)假想的四磁頭磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的磁頭性能圖。
圖4A是常用的磁頭行程設(shè)計(jì)規(guī)則的圖式。
圖4B是本發(fā)明的磁頭行程設(shè)計(jì)改良的圖式。
圖5A展示了一個(gè)假想的磁頭性能分布圖及展示采用本發(fā)明通過(guò)改變分區(qū)使用的工作頻率得到的效果圖。
圖5B是本發(fā)明另一種改變磁頭工作頻率并得到另一種分區(qū)結(jié)構(gòu)的圖式。
圖6是設(shè)想的磁盤(pán)第一表面和第二表面的分區(qū)結(jié)構(gòu)圖式。
圖7是本發(fā)明其中兩個(gè)磁頭的各磁道號(hào)的查找表圖式。
圖8是本發(fā)明的一對(duì)同軸磁盤(pán)的可變分區(qū)結(jié)構(gòu)。
圖9是本發(fā)明的一對(duì)同軸磁盤(pán)的分區(qū)結(jié)構(gòu)。
圖10是本發(fā)明展示的兩條分布曲線，其中一條是采用常用行程的磁頭性能分布曲線，而另一條是行程優(yōu)化后的磁頭性能分布曲線。
圖11是本發(fā)明使用的分區(qū)結(jié)構(gòu)的磁盤(pán)磁頭性能圖式。
圖12A是本發(fā)明可變分區(qū)方法的一種具體實(shí)施流程圖。
圖12B是本發(fā)明另一種可變分區(qū)方法的具體實(shí)施流程圖。
圖12C是本發(fā)明另一種可變分區(qū)方法的另一種具體實(shí)施流程圖。
圖12D是本發(fā)明可變分區(qū)方法的第三種具體實(shí)施流程圖。
圖13A是本發(fā)明一種具體實(shí)施例的存儲(chǔ)區(qū)邊界計(jì)算方法和可變分區(qū)方法的流程圖。
圖13B是本發(fā)明另一種具體實(shí)施例的存儲(chǔ)區(qū)邊界計(jì)算方法和可變分區(qū)方法的流程圖。
圖13C是本發(fā)明第三種具體實(shí)施例的存儲(chǔ)區(qū)邊界計(jì)算方法和可變分區(qū)方法的流程圖。
圖14是本發(fā)明使用可變分區(qū)方法的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的俯視圖。
具體實(shí)施方式如前所述，前案在磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)定義了固定的存儲(chǔ)區(qū)，并給這些存儲(chǔ)區(qū)設(shè)定了對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)讀寫(xiě)頻率。如圖1所示，其中Z1、Z2和Z3區(qū)的半徑是相對(duì)于盤(pán)片中央(如點(diǎn)C)的。如果單個(gè)磁頭的性能特性低于最小誤碼率(如圖3)，那么磁盤(pán)將沒(méi)有足夠的特性余量，也不能滿足可以接受的位誤碼率要求。在本發(fā)明的實(shí)施例中，分區(qū)是基于磁頭特性的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行的，且分區(qū)可以根據(jù)磁盤(pán)與磁頭的組合數(shù)量及盤(pán)片的記錄密度達(dá)到驅(qū)動(dòng)器所需的性能等級(jí)，并保持所需的容量。
如果磁頭磁盤(pán)組合的記錄密度是一個(gè)平均值為μ，方差為c2的正態(tài)分布，那么N個(gè)磁頭盤(pán)片組合的平均密度能力則呈平均值為μ，方差為σ2/N的正態(tài)分布。因而現(xiàn)有技術(shù)中的驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)(如圖1中所示的)的密度則應(yīng)設(shè)置為d≤μ-3σ2---(2)]]>來(lái)確保3σ的容許偏差域，其中μ是所有磁頭的中央分布點(diǎn)。但如果采用本發(fā)明可變分區(qū)方法，則可以增加較好的磁頭的記錄密度并降低較差磁頭的記錄密度，整體的密度d可設(shè)為d≤μ-3σ2N---(3)]]>那么增加的密度則為Δd=3σ(1-1N)---(4)]]>如果該等式中c＝0.05(μ)，那么密度將會(huì)提高7.5％。
本發(fā)明的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，該方法可用于提高磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)記錄密度，其中該磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器包括有第一磁面與第二磁面，該第一磁面是與一第一讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器相配合使用的，而該第二磁面則是與一第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器相配合使用的，其中這些數(shù)據(jù)是以不同讀寫(xiě)頻率的數(shù)字脈沖記錄下來(lái)的，該方法包括有下列步驟(a)為工作在第一讀寫(xiě)頻率下的第一與第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器選定一個(gè)容許的最小錯(cuò)誤率；(b)將第一讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器放置在第一磁面上，并確定第一讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器在第一讀寫(xiě)頻率下的錯(cuò)誤率；(c)將第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器放置在第二磁面上，并確定第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器在第一讀寫(xiě)頻率下的錯(cuò)誤率；(d)將步驟(b)與步驟(c)中測(cè)得的錯(cuò)誤率與容許的最小錯(cuò)誤率進(jìn)行比較，如果其中一個(gè)讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器的錯(cuò)誤率低于容許的最小錯(cuò)誤率，而另一個(gè)讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器的錯(cuò)誤率高于容許的最小錯(cuò)誤率，就將低于容許最小錯(cuò)誤率的讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器的工作頻率降低，使該讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器的錯(cuò)誤率至少能達(dá)到容許的最小錯(cuò)誤率，同時(shí)升高另一個(gè)讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器的工作頻率。
該磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器包括有N個(gè)可供存儲(chǔ)的磁道，其中步驟(b)及步驟(c)是在N/2號(hào)磁道上進(jìn)行測(cè)量的。
該方法還包括下列步驟(e)確定第一與第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器在第一讀寫(xiě)頻率下的平均錯(cuò)誤率；其中步驟(d)的第一與第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器將使用對(duì)應(yīng)于平均錯(cuò)誤率的工作頻率。
圖12A所示的即為本發(fā)明實(shí)施例中采用可變分區(qū)方法的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的組裝步驟的流程圖。在使用可變分區(qū)方法的第一實(shí)施例制造磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器時(shí)，首先構(gòu)造的是磁盤(pán)磁頭組合，如方框圖1201所示。然后，使用常用的伺服磁道寫(xiě)入器將伺服信息寫(xiě)入盤(pán)片中的磁道(如方框圖1202所示)，其中伺服信息可以被寫(xiě)入專用的伺服表面或嵌入式的服務(wù)器中。
接著如模塊1203所示，將該磁頭磁盤(pán)組合與相應(yīng)的電路板組合以備測(cè)試。再下一步是將磁頭移動(dòng)到內(nèi)碰撞停止點(diǎn)，同時(shí)查明該位置的磁道號(hào)(如模塊1204)。當(dāng)確定內(nèi)碰撞停止點(diǎn)后，磁頭再移動(dòng)到外碰撞停止點(diǎn)并記錄下該位置的磁道號(hào)(如模塊1205)。
接著，磁盤(pán)中每一個(gè)磁頭的記錄性能被測(cè)量出來(lái)以決定各個(gè)磁頭的密度容量(如模塊1206)。在此磁頭磁盤(pán)組合性能的測(cè)試基礎(chǔ)上，很容易就可以對(duì)各個(gè)磁頭的讀寫(xiě)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)以達(dá)到驅(qū)動(dòng)器的整體性能目標(biāo)，例如說(shuō)象圖5A、圖5B中所示那樣進(jìn)行調(diào)節(jié)。
利用前面步驟所獲得的磁頭性能信息，就可以對(duì)應(yīng)各磁頭磁盤(pán)組合產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的分區(qū)結(jié)構(gòu)，圖13A中展示了如何根據(jù)各個(gè)磁頭的不同特性，對(duì)應(yīng)各個(gè)磁頭磁盤(pán)組合產(chǎn)生不同的分區(qū)結(jié)構(gòu)的流程圖，其具體流程如后述。
圖12B是本發(fā)明磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法的另一種實(shí)施例，圖12B的中的大部分步驟和圖12A是一樣的，但在圖12B的流程中，分區(qū)的進(jìn)行是建立在測(cè)量所得的可利用行程的基礎(chǔ)上的。在此過(guò)程中，這里假定所有的磁頭的容量能力均達(dá)到一個(gè)平均標(biāo)準(zhǔn)。其中圖12B的流程中采用的圖13B的流程是用來(lái)進(jìn)行分區(qū)的設(shè)計(jì)，其中值得注意的是圖13B的第一步，即模塊1301-1預(yù)先基于預(yù)期的磁頭性能設(shè)定了一個(gè)參考頻率fRef，而不是象圖12A那樣采用的是校正后的讀寫(xiě)頻率，而圖13B中其余的步驟則與圖13A相同。該技術(shù)的優(yōu)越性在于它不象現(xiàn)有技術(shù)那樣采用的是一個(gè)假定的可利用磁道數(shù)，且現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)存儲(chǔ)區(qū)邊界的設(shè)定并沒(méi)有考慮到各個(gè)驅(qū)動(dòng)器之間真實(shí)可利用的行程不同的事實(shí)。
圖12C是本發(fā)明利用可變分區(qū)技術(shù)建立磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的另一具體實(shí)施例。如圖12C中用于測(cè)量磁頭密度能力及將讀寫(xiě)頻率調(diào)整至適當(dāng)?shù)念l率的模塊1206與圖12A的模塊1206是相同的。然而圖12C所示的過(guò)程是假定一個(gè)給定的行程是可供利用的，而沒(méi)有對(duì)內(nèi)碰撞停止點(diǎn)與外碰撞停止點(diǎn)事先進(jìn)行測(cè)量，且當(dāng)存儲(chǔ)區(qū)分區(qū)過(guò)程(如圖13A所示)應(yīng)用于圖12C所示的流程時(shí)，其內(nèi)環(huán)半徑與外環(huán)半徑是基于預(yù)期可使用的行程進(jìn)行設(shè)定的，而不是象圖12A中那樣是經(jīng)過(guò)測(cè)量確定內(nèi)環(huán)半徑與外環(huán)半徑的。
在圖12A和12C中基于磁頭與磁盤(pán)表面的共同工作特性(模塊1206)，對(duì)磁頭密度容許能力進(jìn)行測(cè)試并將其調(diào)校至一適當(dāng)值，本發(fā)明的磁盤(pán)的存儲(chǔ)區(qū)邊界和對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)記錄頻率也可類似地按照?qǐng)D12D所示的流程建立起來(lái)。當(dāng)使用如圖12D所示的建立程序時(shí)，其分區(qū)邊界及與存儲(chǔ)區(qū)對(duì)應(yīng)的頻率的建立是采用如流程圖13C所示的步驟，其中圖12D所示的第一步是對(duì)磁頭和存儲(chǔ)介質(zhì)表面進(jìn)行檢測(cè)(如模塊1200所示)，在測(cè)試磁頭特性時(shí)，要組裝的磁頭將要與一標(biāo)準(zhǔn)磁盤(pán)介質(zhì)配合使用并進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量流程如與圖12A及圖12C所示，且測(cè)得的磁頭的性能被注明并被記錄下來(lái)，類似地，要組裝的磁盤(pán)將與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)磁頭配合使用且每一表面在與標(biāo)準(zhǔn)磁頭配合使用表現(xiàn)出來(lái)的性能將作為這個(gè)磁盤(pán)的性能等級(jí)，該磁盤(pán)的等級(jí)信息亦會(huì)被記錄下來(lái)以待將來(lái)與磁頭組合時(shí)使用。在磁頭和磁盤(pán)表面的特性被測(cè)得后，再將經(jīng)測(cè)試后的磁頭與磁盤(pán)(模塊1200-1)組裝起來(lái)，余下的步驟則如模塊1202，1203，1204和1205所示。
圖13C所示即是流程圖12D中對(duì)存儲(chǔ)區(qū)邊界和頻率進(jìn)行計(jì)算和測(cè)定的方法，其第一步是模塊1302-2，由于在模塊1200(圖12D)中已經(jīng)得到磁頭和磁盤(pán)的特性，因此就可以得出參考頻率fRef，然后再將參考頻率fRef代入等式6中得出模塊1302中的頻率比，當(dāng)所有目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)所使用的頻率比被計(jì)算出來(lái)后，圖13C的其余步驟與圖13A和13B相同。
當(dāng)存儲(chǔ)區(qū)分區(qū)完成后，就要對(duì)所有存儲(chǔ)區(qū)中讀信道的濾波器進(jìn)行優(yōu)化(模塊1208)，然后再進(jìn)行磁盤(pán)測(cè)試判斷是否存在有缺陷的扇區(qū)，如果有，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器就會(huì)重新進(jìn)行格式化以閑置有缺陷的部分(如模塊1209所示)。在對(duì)磁盤(pán)進(jìn)行校驗(yàn)并重新格式化以不再使用有缺陷的扇區(qū)后，就將執(zhí)行最終測(cè)試(模塊1210)及準(zhǔn)備出貨。
圖5A中舉例說(shuō)明了本發(fā)明是如何對(duì)磁頭的記錄密度進(jìn)行調(diào)校以提高磁盤(pán)的整體存儲(chǔ)密度，在圖5A中，展示了一個(gè)測(cè)試中的四磁頭磁盤(pán)堆棧，其中各個(gè)磁頭的性能以垂直線fR上的圓圈進(jìn)行表示，磁頭(HD#1)的磁道偏離誤碼率的對(duì)數(shù)(LOBER)為5.5(低于容許的最小LOBER值6)，磁頭(HD#2)的LOBER為6.5，磁頭(HD#3)的LOBER為7.9，而磁頭(HD#2)的LOBER為8.5。其中磁頭的特性是通過(guò)對(duì)磁盤(pán)表面的任一磁道進(jìn)行檢測(cè)以確定其LOBER值的，但較好的方法是通過(guò)對(duì)磁盤(pán)表面中央的磁道進(jìn)行測(cè)量以獲得特性數(shù)值。
采用傳統(tǒng)固定存儲(chǔ)區(qū)的方法對(duì)磁盤(pán)進(jìn)行格式化時(shí)，如果有一個(gè)磁頭的性能沒(méi)有達(dá)到最小的磁道偏離誤碼率TH，那么該磁盤(pán)將不能滿足質(zhì)量要求。然而，如果通過(guò)減少特性較差的磁頭的讀寫(xiě)頻率并同時(shí)提高特性較好的磁頭的讀寫(xiě)頻率，則不僅可以有效提高磁盤(pán)的整體容量，還可以提高產(chǎn)品合格率。
如圖5A所示，先計(jì)算出圖中所示的磁頭群組可以達(dá)到的平均LOBER值，然后再改變各磁頭的工作頻率以使其LOBER值達(dá)到這個(gè)平均值。在本范例中，新的工作頻率是采用水平線3上的三角形進(jìn)行標(biāo)示的。其平均的LOBER大概是7.1。通過(guò)提高特性較好的磁頭的工作頻率，就可以對(duì)由于降低特性較差的磁頭的工作頻率而造成的容量損失進(jìn)行補(bǔ)償。雖然在圖5A范例中的所有磁頭頻率都被調(diào)整到具有相同的LOBER值，然而本范例實(shí)施時(shí)卻并不一定要具有完全相同的LOBER值。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)提高特性較好的磁頭的工作頻率，而對(duì)由于降低一到多個(gè)磁頭的工作頻率造成的容量損失進(jìn)行補(bǔ)償，其中這些磁頭的特性是低于容許的最小LOBER值。圖5A所示是通過(guò)對(duì)磁頭的工作頻率進(jìn)行調(diào)整以使其與容許的最小LOBER值之間具有最大的裕度，其中裕度即圖中線3所示的磁道偏離誤碼率對(duì)數(shù)值與容許的最小TH值之間的差值。圖中標(biāo)有磁頭號(hào)的斜虛線即各個(gè)磁頭的特性曲線。改變磁頭的工作頻率可使其性能沿著特性曲線發(fā)生變化，其中新頻率也可以選定為使它們具有不同的LOBER值的頻率。
對(duì)磁頭工作頻率的調(diào)校也可以達(dá)至最大的存儲(chǔ)容量而仍然保持容許的最小誤碼率(如圖5B所示)，磁頭HD#1至HD#4的讀寫(xiě)頻率從它們測(cè)試的初始位置(如圖3所示)開(kāi)始進(jìn)行調(diào)整，圖5B中所示的箭頭指示的是磁頭從它在頻率fR下的初始位置移動(dòng)至以三角形標(biāo)示的新頻率。其中磁頭HD#1的工作頻率被降低了，而其它各磁頭的工作頻率則升高了，但它們的性能仍然保持在最小可接受的LOBER值上。圖5B中所示的技術(shù)可以用來(lái)提高磁盤(pán)的存儲(chǔ)容量，例如說(shuō)當(dāng)磁頭的行程低于預(yù)期值時(shí)造成實(shí)際可用的磁道數(shù)小于預(yù)期的磁道數(shù)，應(yīng)用該技術(shù)亦可以得到所需的存儲(chǔ)容量。
在測(cè)量所述磁頭性能的特性時(shí)，首先要檢測(cè)出一個(gè)單獨(dú)的磁道在頻率fR下的性能，至于其他位置的性能則可以使用數(shù)學(xué)模型計(jì)算出來(lái)(詳后述)，另外也可以不采用數(shù)學(xué)模型而使用對(duì)多個(gè)位置的性能特性進(jìn)行測(cè)量的方法來(lái)得到其他位置的性能?；诟鱾€(gè)磁頭的讀寫(xiě)頻率，可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)磁盤(pán)表面上的存儲(chǔ)區(qū)邊界。其中從磁盤(pán)的中心線到存儲(chǔ)區(qū)邊界內(nèi)半徑的距離可以通過(guò)下式計(jì)算得到Frequency RatioN＝(a)ir2+(b)ir+c (5)等式(5)中的ir代表從磁盤(pán)中心線到存儲(chǔ)區(qū)的內(nèi)半徑，a＝-0.002119，b＝0.12013，c＝-0.4343，N代表被計(jì)算邊界的存儲(chǔ)區(qū)。a，b，c被賦予的值是在對(duì)一般磁頭的性能曲線分析的基礎(chǔ)上得到的，另外，也可以通過(guò)描繪出各個(gè)磁頭的性能曲線，從而得到a，b，c的特值以更精確地劃分磁頭磁盤(pán)組合上的存儲(chǔ)區(qū)邊界。然而一般來(lái)說(shuō)，從上式獲得的近似值已經(jīng)可以滿足劃分存儲(chǔ)區(qū)邊界的需要。由存儲(chǔ)區(qū)N的頻率比率可以從等式(5)中解得存儲(chǔ)區(qū)N的內(nèi)半徑，其中頻率比率是通過(guò)用目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的NRZ頻率除以調(diào)整后的讀寫(xiě)參考頻率fRef來(lái)得到的。其如下式所示FrequencyRatioN=Target Zone FreqNfRef---(6)]]>
等式(6)中的fRef是調(diào)整后的磁頭讀寫(xiě)頻率，Target Zone FreqN是目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的NRZ頻率。如上所述，目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的NRZ頻率是根據(jù)存儲(chǔ)區(qū)邊界分配表進(jìn)行定義的，調(diào)整后的讀寫(xiě)頻率fRef是磁頭在磁盤(pán)某一處的磁頭性能，它的值是讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器調(diào)整后的讀寫(xiě)頻率。例如圖5A中HD#1的讀寫(xiě)頻率改變?yōu)閒1，此時(shí)其頻率近似等于24.12Mhz，它就是等式6中使用的fRef。例如圖5A中磁頭HD#1使用上述等式進(jìn)行計(jì)算則可得到下述表3中的存儲(chǔ)區(qū)邊界。
在確定存儲(chǔ)區(qū)的目標(biāo)NRZ頻率時(shí)，就要用到一個(gè)常用的目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)尺寸表(如下面所列的表1)，并根據(jù)目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的大小用現(xiàn)有技術(shù)得到目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的NRZ頻率。關(guān)于NRZ頻率，在表3中將會(huì)進(jìn)行介紹。
由上可見(jiàn)，由于各個(gè)磁頭(HD#1-HD#4)的參考頻率fRef不相同，因此它們的存儲(chǔ)區(qū)邊界也不相同。
圖6是磁盤(pán)4的上表面和下表面使用本發(fā)明可變分區(qū)方法得到的存儲(chǔ)區(qū)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖，其中該分區(qū)結(jié)構(gòu)根據(jù)目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的基本原則建立的。圖6是大半個(gè)磁盤(pán)的剖面圖式，ID表示內(nèi)直徑，OD表示外直徑，圖中同時(shí)也表示出了各記錄存儲(chǔ)區(qū)的邊界。圖中所示的磁頭HD#4放置在表面6上，而磁頭HD#1則放置在表面5上?？紤]到在不同的存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)磁頭使用不同的工作頻率，因此兩個(gè)磁盤(pán)表面上的存儲(chǔ)區(qū)邊界將會(huì)不一致，存儲(chǔ)區(qū)使用Z與一個(gè)兩位數(shù)來(lái)表示，其中第一個(gè)數(shù)字代表存儲(chǔ)區(qū)，第二個(gè)數(shù)字代表磁盤(pán)表面，現(xiàn)在以磁盤(pán)表面5進(jìn)行說(shuō)明，Z25代表的就是表面5上的第2個(gè)區(qū)。另外表面6上的存儲(chǔ)區(qū)標(biāo)志號(hào)也是用類似方法進(jìn)行構(gòu)建的，其中上表面5的存儲(chǔ)區(qū)Z1、5Z25、Z35、Z45、Z55及Z65是基于讀寫(xiě)頻率為f1的磁頭HD#1采用上述等式計(jì)算出來(lái)的區(qū)域半徑而建立起來(lái)的，其讀寫(xiě)頻率f1大概等于0.8fR。而儲(chǔ)區(qū)標(biāo)志為Z36、Z46、Z56、Z66和Z75的五個(gè)存儲(chǔ)區(qū)是基于讀寫(xiě)頻率為f4的磁頭HD#4采用上述等式計(jì)算出來(lái)的區(qū)域半徑而建立起來(lái)的，其磁頭HD#4的頻率f4約為1.5fR。而圖6中所示的磁道號(hào)是用TRK加上磁道號(hào)來(lái)表示的。
請(qǐng)參考圖6和圖7，磁道280在磁面5是位于存儲(chǔ)區(qū)4內(nèi)，然而在磁面6上則位于存儲(chǔ)區(qū)6內(nèi)。從圖6中可見(jiàn)表面5中的存儲(chǔ)區(qū)Z35的邊界與表面6中的存儲(chǔ)區(qū)Z36的邊界并不重合，由此可推知磁頭HD#1的工作頻率要低于磁頭HD#4的工作頻率。雖然在實(shí)際應(yīng)用中磁盤(pán)4的整個(gè)磁面不會(huì)從ID到OD都用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，但為了簡(jiǎn)化圖式，因此使用磁盤(pán)上的全部的空間作出這種簡(jiǎn)化的存儲(chǔ)區(qū)圖式。從圖中可以很明顯地看出表面5的存儲(chǔ)區(qū)邊界與表面6的存儲(chǔ)區(qū)邊界是不同的，且磁面5上包括有存儲(chǔ)區(qū)1到6，而在磁面6上則包括有存儲(chǔ)區(qū)3到7。如上所述，由于磁頭HD#4能夠在較高的頻率下工作，因此可以使用一組高頻的存儲(chǔ)區(qū)，從而產(chǎn)生了如圖6所示的分區(qū)結(jié)構(gòu)。這樣也導(dǎo)致了在垂直方向上相同存儲(chǔ)區(qū)的存儲(chǔ)邊界之間產(chǎn)生了一些偏移，例如磁面6上的存儲(chǔ)區(qū)Z36與磁面5上的存儲(chǔ)區(qū)Z35之間的偏移。
既然磁面與磁面之間的存儲(chǔ)區(qū)邊界是不對(duì)齊的，那么磁面上的某個(gè)特定的磁道也沒(méi)有必要工作在與另一磁面上相應(yīng)的磁道相同的讀寫(xiě)頻率上。按照慣例，存儲(chǔ)區(qū)數(shù)越高，其使用的讀寫(xiě)頻率也越高，磁面6上磁道280的讀寫(xiě)頻率就比磁面5上的磁道280的讀寫(xiě)頻率高，而且在每一存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的讀寫(xiě)頻率是不變的。因此某一磁道的讀寫(xiě)頻率就取決于其所處的存儲(chǔ)區(qū)和應(yīng)用本發(fā)明可變分區(qū)技術(shù)而導(dǎo)致的表面與表面之間的分區(qū)結(jié)構(gòu)。因此各個(gè)磁頭磁盤(pán)組合就產(chǎn)生了一個(gè)磁道號(hào)與存儲(chǔ)區(qū)之間的對(duì)應(yīng)查找表。由于各存儲(chǔ)區(qū)的讀寫(xiě)頻率已經(jīng)被設(shè)置，那么就可以由磁道所處的存儲(chǔ)區(qū)知道這個(gè)磁道的讀寫(xiě)頻率。如圖7所示是磁面5和6中的磁道0到磁道1050的查找表，其給出了磁頭HD#4與磁面6組合及磁頭HD#1與磁面5組合中各存儲(chǔ)區(qū)的開(kāi)始磁道號(hào)，以磁頭HD#4為例，磁道0-149是在存儲(chǔ)區(qū)7中，磁道150-299是在存儲(chǔ)區(qū)6中，以此類推到存儲(chǔ)區(qū)3中，其包括磁道800-1050。其中存儲(chǔ)區(qū)的邊界是采用上述的等式得到的。
這種技術(shù)與常用技術(shù)不同的是，常用技術(shù)中的所有磁面的存儲(chǔ)區(qū)邊界都是在一條直線上的，且一個(gè)特定的磁道在所有的表面上都是位于同一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)。因?yàn)槌Ｓ眉夹g(shù)中的所有磁面中存儲(chǔ)區(qū)和磁道都是一致的，因此只需要使用一個(gè)分區(qū)表。
圖8所示是一個(gè)磁盤(pán)堆棧，其包括磁盤(pán)8和9，磁盤(pán)表面均設(shè)有磁性涂層用來(lái)記錄和再生記錄信息，C8和C9分別是磁盤(pán)8和9的中心線。存儲(chǔ)區(qū)邊界被標(biāo)注在各磁盤(pán)的上磁面上，例如磁盤(pán)8，存儲(chǔ)區(qū)Z6、Z7、Z8、Z9和Z10的邊界用從中心線C8出發(fā)的徑向箭頭進(jìn)行標(biāo)示，例如說(shuō)存儲(chǔ)邊區(qū)邊界Z7的內(nèi)徑和外徑就分別為R2和R3，R6則是磁盤(pán)8的最外端半徑。這些存儲(chǔ)區(qū)根據(jù)上述的圖表和數(shù)學(xué)式結(jié)合計(jì)算出來(lái)的，另外還要采用一個(gè)基于測(cè)試磁頭與磁面10配合得出的性能。其中各存儲(chǔ)區(qū)使用的讀寫(xiě)頻率是唯一的，且該頻率是在考慮了包括磁頭性能等各種因素后確定的。
磁盤(pán)9的存儲(chǔ)區(qū)為Z8，Z9，Z10，Z11和Z12，其中這些存儲(chǔ)區(qū)也是根據(jù)與磁面11相配合的磁頭的性能特性建立的，其邊界是利用上述等式和圖表獲得的。各磁盤(pán)上相同的存儲(chǔ)區(qū)使用相同的記錄頻率，如磁盤(pán)9上的存儲(chǔ)區(qū)8與磁盤(pán)8上的存儲(chǔ)區(qū)8的記錄頻率是相同的。與常用技術(shù)相比較，磁盤(pán)8和9的各存儲(chǔ)邊界并不在同一直線上，且兩磁盤(pán)上相同物理位置的記錄頻率也是不一樣的，例如磁盤(pán)9的存儲(chǔ)區(qū)Z12與其相對(duì)應(yīng)的磁盤(pán)8的位置處的存儲(chǔ)區(qū)Z10使用的是不同的頻率，并采用一個(gè)如下所述的分區(qū)表來(lái)劃分存儲(chǔ)區(qū)的邊界。而且半徑R2，R3，R4和R5的大小也與半徑R7，R8，R9和R10的大小不相等。圖中的R1指示的是磁盤(pán)的內(nèi)徑，而R6指示的則是磁盤(pán)的外徑。
本發(fā)明的另一實(shí)施例如圖9所示，與圖8相比較其磁盤(pán)12和13中的存儲(chǔ)邊界是在同一直線上的(如圖中虛線所示)，然而磁盤(pán)12與13對(duì)應(yīng)位置的存儲(chǔ)區(qū)使用的讀寫(xiě)頻率是不同的。例如磁盤(pán)12最邊緣的存儲(chǔ)區(qū)使用的頻率為Z1，而磁盤(pán)13最邊緣對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)使用的頻率為Z2。圖中的存儲(chǔ)區(qū)邊界也用徑向直線表示，存儲(chǔ)區(qū)號(hào)則指示出其讀寫(xiě)頻率。其中存儲(chǔ)區(qū)使用的頻率部分取決于磁頭用于對(duì)應(yīng)磁面的位錯(cuò)誤率。
本發(fā)明的具體實(shí)施例是一個(gè)1.8英寸的磁盤(pán)，并以該磁盤(pán)為例對(duì)怎樣使用目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)表和其它更進(jìn)一步的信息建立對(duì)磁盤(pán)的分區(qū)進(jìn)行說(shuō)明。如圖11所示，1.8英寸的磁盤(pán)14和15其各自的中心線為C14和C15，磁盤(pán)14磁面16上的分區(qū)結(jié)構(gòu)是基于具有定常飛高特性的讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器建立起來(lái)的，圖中線18所示即為該定常飛行高度的曲線。為了取得對(duì)磁盤(pán)進(jìn)行分區(qū)的所需數(shù)據(jù)，一般是通過(guò)將讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器(圖未示)移動(dòng)到磁盤(pán)14的中心并進(jìn)行性能測(cè)試。
至于磁盤(pán)15，對(duì)磁盤(pán)的分區(qū)是基于可變飛行高度的讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器(圖未示)進(jìn)行的，曲線19是讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器與磁盤(pán)15磁面17之間的相對(duì)飛行高度的曲線，磁盤(pán)14和15所示的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)是根據(jù)磁頭的性能和目標(biāo)存儲(chǔ)尺寸表(如表1所示)而建立起來(lái)的，存儲(chǔ)區(qū)邊界計(jì)算其中的一個(gè)參數(shù)是磁盤(pán)的旋轉(zhuǎn)速度，本范例中磁盤(pán)的旋轉(zhuǎn)速度采用4500RPM。
表1目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)大小
基于磁頭HD#1與磁盤(pán)14結(jié)合使用的性能特性，可以得知目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)2到12可用來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，如圖11所示，存儲(chǔ)區(qū)的劃分是使用存儲(chǔ)區(qū)號(hào)來(lái)標(biāo)注的。另外還要考慮表1中的通過(guò)計(jì)算得到的磁道數(shù)和實(shí)際使用的磁道數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。表2所示即是將磁道數(shù)進(jìn)行湊整處理后的調(diào)整結(jié)果。
表2磁道數(shù)量的湊整調(diào)整結(jié)果
如圖11、表1和表2所示，其中第一個(gè)用于記錄數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)是Z2，其包括有91個(gè)磁道，并且每一磁道包括42個(gè)扇區(qū)。其中存儲(chǔ)區(qū)Z2計(jì)算出來(lái)的磁道數(shù)量是90.3個(gè)，將其湊整為91個(gè)磁道。其它各磁道也用與此相似的方法進(jìn)行處理。
每一存儲(chǔ)區(qū)的內(nèi)半徑和外半徑的物理位置如表3所示，其包括從中心線C14測(cè)量到的實(shí)際半徑(利用等式計(jì)算得到的半徑的方法將會(huì)在后面提到)、內(nèi)半徑(ir)、外半徑(or)，其單位用微米表示。
表3存儲(chǔ)區(qū)邊界的計(jì)算
上述存儲(chǔ)區(qū)2到12是用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，而NRZ頻率的范圍是從17.17Mhz到28.16Mhz。
對(duì)于性能特性較好的磁頭，就會(huì)選擇一組具有較高紀(jì)錄頻率(NRZ頻率)的存儲(chǔ)區(qū)。例如使用圖5A中具有比磁頭HD#1更好的特性的磁頭HD#4時(shí)，就可以使用存儲(chǔ)區(qū)10-20，其存儲(chǔ)區(qū)分區(qū)結(jié)構(gòu)將不同于圖11所示，然而各存儲(chǔ)區(qū)的建立和邊界確定的方法都是相同的。表4所示即是性能較好的磁頭使用的一組存儲(chǔ)區(qū)10-20的分區(qū)表。
表4目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)尺寸
表5是在表4的基礎(chǔ)上，對(duì)計(jì)算得到的磁道數(shù)進(jìn)行湊整處理后得到的實(shí)際使用的磁道數(shù)量調(diào)整表。
表5磁道數(shù)量湊整調(diào)整表
表6所示即是存儲(chǔ)區(qū)10-20的存儲(chǔ)區(qū)邊界的計(jì)算結(jié)果表6存儲(chǔ)區(qū)邊界的計(jì)算結(jié)果
將圖11和表1，2，3中所示的第一磁頭磁盤(pán)組合的容量和表4，5，6中所示具有較好性能的第二磁頭磁盤(pán)組合的容量進(jìn)行比較，就可以得出較佳性能的磁頭磁盤(pán)組合大大提高了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的容量。例如對(duì)表1中第一磁頭磁盤(pán)組合的可使用扇區(qū)的總數(shù)與較佳性能的第二磁頭磁盤(pán)組合的可利用扇區(qū)的總數(shù)進(jìn)行比較，可知第一磁頭磁盤(pán)組合可利用的扇區(qū)數(shù)為83,455，而第二磁頭磁盤(pán)組合的可利用扇區(qū)數(shù)為121,838。本發(fā)明磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法將性能較差的磁頭在較低的讀寫(xiě)頻率下使用，并通過(guò)提高較佳性能的磁頭的讀寫(xiě)頻率來(lái)彌補(bǔ)由于降低性能較差的磁頭的讀寫(xiě)頻率帶來(lái)的存儲(chǔ)容量的損失，從而改良了總體的記錄容量，并具有較大的裕度。
下面將結(jié)合動(dòng)態(tài)磁頭加載磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器25的頂視平面圖14、分區(qū)流程圖13A及本說(shuō)明書(shū)中的等式來(lái)對(duì)本發(fā)明可變分區(qū)方法進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器25包括了一個(gè)固定在旋轉(zhuǎn)軸27上的磁盤(pán)26，該旋轉(zhuǎn)軸27是由一旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)(圖未示)帶動(dòng)的，還包括一用于將磁盤(pán)26和旋轉(zhuǎn)軸27固定在一起的磁盤(pán)夾28。該旋轉(zhuǎn)軸27的中心與磁盤(pán)26的中心點(diǎn)則用C26表示。
磁盤(pán)26和相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)控制器及電子組件被安裝在腔體29內(nèi)，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器25的旋轉(zhuǎn)控制器包括有一磁頭桿30和一主體部31，該主體部31由一回轉(zhuǎn)樞心32支撐著。該旋轉(zhuǎn)控制器包括有一繞組33，該繞組33可與磁流板及磁鐵34相作用以定位讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器35在磁盤(pán)26表面上的位置。
磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器25的旋轉(zhuǎn)控制器采用了動(dòng)態(tài)磁頭加載機(jī)制，其包括一可放置到凸塊39凸面38上的吊桿37，其中該凸塊39是供讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器動(dòng)態(tài)加載及停放之用的。為了方便結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明可變分區(qū)方法進(jìn)行說(shuō)明，圖14中也標(biāo)示了角度和距離，例如線40表示從回轉(zhuǎn)樞心32到磁盤(pán)26的中心C26的距離，用Dam表示，用線41表示從回轉(zhuǎn)樞心32到讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器35中央(圖未示)之間的距離，用Dag表示。
圖14所示的旋轉(zhuǎn)控制器位于磁盤(pán)26的內(nèi)半徑(由于磁盤(pán)夾28的原因沒(méi)有標(biāo)示)和外半徑41之間，為了便于解釋，假設(shè)旋轉(zhuǎn)控制器位于存儲(chǔ)區(qū)N的內(nèi)環(huán)邊界處，那么線40和線41之間的夾角θN就標(biāo)示出了磁盤(pán)中心C26與磁道N的夾角。由于圖14所示之磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器是動(dòng)態(tài)磁頭加載型的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，那么磁盤(pán)表面外端的可利用外半徑(or)就取決于吊桿37開(kāi)始將讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器35吊離磁盤(pán)26表面的位置，類似地由位于磁流板組合34下方的內(nèi)碰撞停止點(diǎn)(圖未示)確定了磁盤(pán)的可利用內(nèi)半徑(ir)。
在采用流程圖12A和12C所示的步驟對(duì)磁頭的特性進(jìn)行定義后，再采用圖13A中所示的步驟來(lái)確定磁頭存儲(chǔ)區(qū)邊界。在磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器總裝流程圖12A中，該流程是先對(duì)磁盤(pán)組合進(jìn)行測(cè)試，以確定磁盤(pán)的可用磁道數(shù)及測(cè)量讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器的密度能力，然后再分配數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)(模塊1207)，另外，很明顯對(duì)不同的存儲(chǔ)區(qū)設(shè)置不同的讀寫(xiě)頻率以達(dá)到磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的總體性能目標(biāo)是一種較為理想的方法。流程圖13A中展示了分區(qū)的各個(gè)詳細(xì)步驟，現(xiàn)結(jié)合圖13A中的步驟及表1-3中的內(nèi)容對(duì)如何完成磁頭HD#1的分區(qū)加以描述如圖13A所示，首先計(jì)算出模塊1301所示的參考頻率fRef，該頻率是在fR基礎(chǔ)上針對(duì)讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器作出調(diào)整后讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器使用的頻率。另外，在執(zhí)行磁盤(pán)分區(qū)之前已經(jīng)在圖12A所示的模塊1206中對(duì)磁頭性能進(jìn)行測(cè)量及對(duì)其讀寫(xiě)頻率進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整。例如圖5A所示的磁頭HD#1的調(diào)整后的操作頻率在f1處，它就是參考頻率fRef，其大約為24.12Mhz，其值大約為名義頻率fR密度的80％，下面的等式(7)是用來(lái)計(jì)算fRef的fRef＝fr(Density Adjustment) (7)頻率比率(Frequency RatioN)的計(jì)算是利用目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的NRZ參考頻率(表3中各個(gè)目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的頻率)，通過(guò)等式6計(jì)算得出來(lái)的FrequencyRatioN=Target ZoneFreqNfRef---(6)]]>等式(6)中的fRef為調(diào)整后的磁頭讀寫(xiě)頻率，Target Zone FreqN為基于目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)分配表的NRZ頻率。計(jì)算出來(lái)的頻率比率的結(jié)果列在表3的頻率比率一欄中。模塊1302中的步驟執(zhí)行完畢后就可以使用上述等式5的退化等式得出各個(gè)目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的內(nèi)環(huán)半徑，在模塊1303中使用由等式5演變而來(lái)的回歸等式8就可以求得內(nèi)半徑(ir)的值ir=-b+b2-(4)(a)(c)-FrequencyRatioN2a---(8)]]>使用回歸等式(8)得到的計(jì)算結(jié)果列在表3中的實(shí)際半徑一欄中。模塊1304的下一個(gè)步驟是計(jì)算每個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的外半徑(or)，如圖11所示，由于各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的外半徑都等于下一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的內(nèi)半徑，因此可得到等式9orN＝irN+1(9)在模塊1305中計(jì)算出來(lái)的內(nèi)半徑和外半徑由于要考慮到碰撞停止點(diǎn)與動(dòng)態(tài)磁頭加載條件的限制，其計(jì)算結(jié)果可能超出實(shí)際可用的內(nèi)外半徑范圍，而且允許的內(nèi)外半徑亦可能因?yàn)椴豢捎米鲗?shí)際半徑而需要進(jìn)行調(diào)整，下面請(qǐng)一并參考模塊1305與表3，可知磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器存儲(chǔ)區(qū)的最小可用內(nèi)徑為12.8毫米，最大可用外徑為22.77毫米，比較表1和表3，可知只有存儲(chǔ)區(qū)2-12可以被利用，其范圍從存儲(chǔ)區(qū)2的內(nèi)半徑12.80毫米到存儲(chǔ)區(qū)12的外半徑22.77毫米，算術(shù)上可以表示為如果存儲(chǔ)區(qū)N的半徑大于最大半徑，那么存儲(chǔ)區(qū)N的半徑將取為最大半徑值，如果存儲(chǔ)區(qū)N的半徑小于最小半徑，那么存儲(chǔ)區(qū)N的半徑將取為最小半徑值。
分區(qū)的最后一個(gè)步驟是將存儲(chǔ)區(qū)的半徑轉(zhuǎn)化為磁道號(hào)，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中在圖14中磁道N的角度θN的計(jì)算可以使用下述等式θN=COS-1(Dam2+Dag2-rN22(Dam)(Dag))-θref---(10)]]>當(dāng)圖14中的讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器35的縫隙位于要進(jìn)行參考測(cè)量以確定磁頭特性的磁道上方時(shí)，我們將此時(shí)直線40與直線41之間形成的角定義為θref，接下來(lái)利用等式11得出經(jīng)整數(shù)處理后的磁道號(hào)Track NumberTrack Number(Rounded to int erger value)＝Trackref-(θN)(Rad/Track) (11)等式(11)中的Dam和Dag是圖14中所示的距離，θref是上述定義的角度，Trackref是在角θref處的磁道號(hào)，Rad/Track代表磁軌間距的弧度。通過(guò)上述各等式就可以完成磁頭磁盤(pán)組合的存儲(chǔ)區(qū)分區(qū)了。通過(guò)執(zhí)行上述的步驟，就可以確定各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的內(nèi)外半徑，例如說(shuō)，在表1-3中存儲(chǔ)區(qū)2-12被確定為可以利用的存儲(chǔ)區(qū)，存儲(chǔ)區(qū)2容許的內(nèi)半徑為12.80毫米，容許的外半徑為13.42毫米。在所有的存儲(chǔ)區(qū)邊界被確定下來(lái)后，如模塊1307所示，就會(huì)將存儲(chǔ)區(qū)邊界的數(shù)據(jù)及與各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)相對(duì)應(yīng)的頻率記錄在磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的非易失性記憶體中，這樣就為各個(gè)磁頭磁盤(pán)組合提供了一個(gè)查找表，例如圖7所示的兩個(gè)磁頭磁盤(pán)組合的查找表。最后將根據(jù)上述信息對(duì)磁盤(pán)表面進(jìn)行格式化以產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)分區(qū)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是可對(duì)各個(gè)磁盤(pán)的不同可利用的行程進(jìn)行優(yōu)化以提高磁盤(pán)的記錄密度。請(qǐng)參閱圖4A，在現(xiàn)有技術(shù)中，在磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)階段已經(jīng)確定了磁道的數(shù)量，但如果組裝后從外碰撞停止點(diǎn)到內(nèi)碰撞停止點(diǎn)之間的行程產(chǎn)生了改變，導(dǎo)致少數(shù)磁道不能被利用，那么整個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器將會(huì)由于不合格而報(bào)廢。但是如果采用本發(fā)明可變分區(qū)方法，那么磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的磁頭線可先移動(dòng)到內(nèi)碰撞停止點(diǎn)并記錄下內(nèi)碰撞停止點(diǎn)的磁道號(hào)，再移動(dòng)到磁盤(pán)的外碰撞停止點(diǎn)并記錄下外碰撞停止點(diǎn)的磁道號(hào)，就可以確定出有多少可供利用的磁道。通過(guò)優(yōu)化行程可以使所有的磁道都得到利用。如果可以利用較長(zhǎng)的行程，那么就可以降低磁盤(pán)的線記錄密度，因此降低磁頭的讀寫(xiě)頻率也可以達(dá)到預(yù)定的存儲(chǔ)容量，而且降低磁頭的讀寫(xiě)頻率還可以減少磁頭的誤碼率。降低讀寫(xiě)頻率將使所有磁頭的特性值沿其LOBER曲線上升，這樣就增加了磁頭的裕度。如圖10所示，磁頭性能的分布曲線圖的形狀保持不變，只是平均值發(fā)生變化。其中用實(shí)線描畫(huà)的分布曲線圖是較短行程的性能曲線，μ0是其原始的平均性能值，虛線描畫(huà)的分布曲線圖是對(duì)行程進(jìn)行優(yōu)化后的性能曲線，μs是優(yōu)化后的平均性能值，其σ值相同，但優(yōu)化后低于TH值的磁頭數(shù)量大為減少，因此通過(guò)使用上述的可變分區(qū)方法及行程優(yōu)化，即使磁盤(pán)中有一兩個(gè)磁頭的性能值低于TH值也可以提高磁盤(pán)的記錄密度。
在現(xiàn)有技術(shù)中，假設(shè)內(nèi)外碰撞停止點(diǎn)的的位置方差為σ2，那么如果采用先寫(xiě)入所有磁道，再測(cè)出內(nèi)外碰撞停止點(diǎn)的方法，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器造成的平均位置損失是6σ，另一種現(xiàn)有技術(shù)是先測(cè)出第一個(gè)碰撞停止點(diǎn)，然后開(kāi)始寫(xiě)磁道一直到第二個(gè)碰撞停止點(diǎn)被偵測(cè)出來(lái)，這種方法的平均位置損失為3σ/。
本發(fā)明的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器是通過(guò)利用存儲(chǔ)密度不同的全部磁道來(lái)獲得一個(gè)固定的存儲(chǔ)容量的，其平均位置損失是0，如果σ＝0.03(Trks)，其中Trks為磁盤(pán)的磁道平均數(shù)量，那么與現(xiàn)有技術(shù)相比較，這種方法獲得的平均密度增量為6.4％，由于本發(fā)明可以使用較長(zhǎng)的行程，因此可以大大增加磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的容量。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器可以利用一般性能的磁頭磁盤(pán)組合和驅(qū)動(dòng)組件，甚至一些低于最低性能標(biāo)準(zhǔn)的磁頭或存儲(chǔ)介質(zhì)，本發(fā)明可以利用性能較佳的磁頭的優(yōu)點(diǎn)去彌補(bǔ)性能較差的磁頭所帶來(lái)的缺陷。由于分區(qū)結(jié)構(gòu)及與各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)對(duì)應(yīng)的頻率是基于性能的要求及磁頭磁盤(pán)組合的特性而建立的，因此即使在同一系列的驅(qū)動(dòng)器中，各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)區(qū)分區(qū)結(jié)構(gòu)也是各不相同的。
這種可變分區(qū)方法能夠更有效的利用各種磁盤(pán)組件，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的各個(gè)磁頭磁盤(pán)組合之間的性能各有不同，因此能夠在相同組件的條件下達(dá)到更高的合格率。例如說(shuō)，即使是同一系列中的磁盤(pán)是用同一套磁頭磁盤(pán)組合部件及驅(qū)動(dòng)電子組件制造出來(lái)的，但其中的一個(gè)驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)磁盤(pán)的上表面的分區(qū)結(jié)構(gòu)及其使用的頻率范圍也可能與同一系列中的另一磁盤(pán)完全不同。如圖6所示可知，即使是在同一個(gè)驅(qū)動(dòng)器中，一個(gè)磁盤(pán)上表面與下表面的分區(qū)結(jié)構(gòu)與頻率范圍也可能完全不同。由于各個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器部件的性能不可避免地會(huì)有一些差別，因此這種技術(shù)對(duì)磁頭磁盤(pán)組合的適應(yīng)性使制造具有較大的柔性。且由于磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的最終目的是提供給用戶一個(gè)與該系列對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)特性，因此并不要求各個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用同樣的存儲(chǔ)區(qū)分區(qū)結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，該方法可用于提高磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)記錄密度，其中該磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器包括有第一磁面與第二磁面，該第一磁面是與一第一讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器相配合使用的，而該第二磁面則是與一第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器相配合使用的，其中這些數(shù)據(jù)是以不同讀寫(xiě)頻率的數(shù)字脈沖記錄下來(lái)的，該方法包括有下列步驟(a)為工作在第一讀寫(xiě)頻率下的第一與第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器選定一個(gè)容許的最小錯(cuò)誤率；(b)將第一讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器放置在第一磁面上，并確定第一讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器在第一讀寫(xiě)頻率下的錯(cuò)誤率；(c)將第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器放置在第二磁面上，并確定第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器在第一讀寫(xiě)頻率下的錯(cuò)誤率；(d)將步驟(b)與步驟(c)中測(cè)得的錯(cuò)誤率與容許的最小錯(cuò)誤率進(jìn)行比較，如果其中一個(gè)讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器的錯(cuò)誤率低于容許的最小錯(cuò)誤率，而另一個(gè)讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器的錯(cuò)誤率高于容許的最小錯(cuò)誤率，就將低于容許最小錯(cuò)誤率的讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器的工作頻率降低，使該讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器的錯(cuò)誤率至少能達(dá)到容許的最小錯(cuò)誤率，同時(shí)升高另一個(gè)讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器的工作頻率。
2.如權(quán)利要求1所述的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，其特征在于該磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器包括有N個(gè)可供存儲(chǔ)的磁道，其中步驟(b)及步驟(c)是在N/2號(hào)磁道上進(jìn)行測(cè)量的。
3.如權(quán)利要求1所述的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，其特征在于該方法還包括下列步驟(e)確定第一與第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器在第一讀寫(xiě)頻率下的平均錯(cuò)誤率；其中步驟(d)的第一與第二讀寫(xiě)轉(zhuǎn)換器將使用對(duì)應(yīng)于平均錯(cuò)誤率的工作頻率。
全文摘要
一種磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，該方法是應(yīng)用于一個(gè)使用多個(gè)磁盤(pán)表面進(jìn)行存儲(chǔ)的磁存儲(chǔ)系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)是根據(jù)各磁頭與相應(yīng)磁盤(pán)片表面之間的讀寫(xiě)工作特性進(jìn)行分區(qū)的。且由于各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)是根據(jù)各磁頭的不同工作特性進(jìn)行獨(dú)立分區(qū)，而不是全部磁盤(pán)上的存儲(chǔ)區(qū)都根據(jù)一個(gè)預(yù)期的磁頭工作特性進(jìn)行分區(qū)，因此一個(gè)磁盤(pán)上的存儲(chǔ)區(qū)邊界與另一個(gè)磁盤(pán)上的存儲(chǔ)區(qū)邊界不一定在同一直線上。這種分區(qū)方法改良應(yīng)用了磁盤(pán)上可供利用的行程，從而提高了磁盤(pán)的存儲(chǔ)密度。
文檔編號(hào)G11B5/02GK1956059SQ20061010109
公開(kāi)日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2002年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月25日
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