DE69634432T2 - Synchrone erfassung von servo-informationen in breiter bi-phasenform für plattenlaufwerk - Google Patents

Synchrone erfassung von servo-informationen in breiter bi-phasenform für plattenlaufwerk Download PDF

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Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldungen
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen U.S.-Anmeldung Nr. 60/006013, die am 23.Oktober 1995 eingereicht wurde. Diese Anmeldung ist eine Continuation-in-part der U.S.-Patentanmeldung, Serien-Nr. 08/320 540, die am 12.Oktober 1994 eingereicht wurde, und der U.S.-Patentanmeldung, Serien-Nr. 08/686 998, die am 24.Juli 1996 eingereicht wurde, und beansprucht deren Priorität.
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen und Verfahren zum Speichern, Erfassen und synchronen Erfassen von auf Plattenlaufwerkmedien bzw. -Datenträger gespeicherter Servoinformation und insbesondere auf Vorrichtungen und Verfahren, die mit Partial-Response-Erfassungskanälen mit maximaler Wahrscheinlichkeit und Magnetplattenmedien nützlich sind.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Durch Lesen von in Datenspuren auf einer Plattenoberfläche aufgezeichneter Servoinformation ist ein Plattenlaufwerk-Kopfpositionierungs-Servosystem im Stande, die Datenwandlerkopfposition zu schätzen. Die aufgezeichnete Servoinformation umfasst typischerweise Spuradressen (d.h. Zylinder- und Kopfadressen) und Servobursts. Jede kreisförmige Datenspur auf einer Plattenoberfläche weist eine eindeutige Spuradresse, die in in der Spur eingebetteten Servosektoren aufgezeichnet ist, und Servoburstmuster auf, die sich häufig alle zwei oder mehr Spuren wiederholen. Wenn ein Plattenlaufwerk eine radiale Spurposition sucht, werden die Spuradressen als grobe Positionierungsinformation verwendet, um näherungsweise die Position des Lesekopfes zu schätzen, und die Servobursts werden als Feinpositionierungsinformation verwendet, um den Kopf genau auf der gewünschten radialen Stelle zu positionieren.
  • Zur Suchzeit kann, während Spuradressen gelesen werden, der Kopf zwischen zwei benachbarten Spuren positioniert sein. In dieser Situation kann der Kopf eine Überlagerung von Signalen von beiden Spuren empfangen. Eine Lösung dieser Zweideutigkeit besteht darin, die Spuradressen als Gray-Code-Adressen zu codieren, so dass sich die codierten Adressen von beliebigen zwei benachbarten Spuren nur in einer einzigen Bitposition voneinander unterscheiden. Mit dieser Lösung ist, wenn der Kopf zwei Spuren liest, die Zweideutigkeit nach dem Decodieren der Adresse eine Spur, und ein Fehler von einer Spur ist zur Suchzeit erträglich.
  • Gemäß einer bekannten Technik wird jede Datenspur in mehrere Datensektoren unterteilt. Jeder Sektor umfasst einen Kopfabschnitt gefolgt von einem Datenabschnitt. Der Kopfabschnitt kann typischerweise ein Gleichstromlöschfeld, ein Präambelfeld, ein Kopfsynchronisationszeichen, ein Spuradressenfeld (grobe Servoinformation) und ein Servoburstfeld (feine Servoinformation) aufweisen. Der Datenabschnitt kann typischerweise ein weiteres Präambelfeld, ein Datensynchronisationszeichen, einen Block von Benutzerdaten und Fehlerkorrekturbytes aufweisen. Bei diesem Beispiel wird der Kopfabschnitt mit der gleichen Datenrate wie der Datenabschnitt aufgezeichnet, und synchrone Spitzenerfassung durch eine einzige Lesekanalstruktur in dem Plattenlaufwerk wird benutzt, um die Information in sowohl dem Kopfabschnitt als auch dem Datenabschnitt zu lesen. Ein Beispiel dieser Vorgehensweise wird in dem U.S.-Patent Nr. 5.036.408 von Leis u.a. mit dem Titel: "High Efficiency Disk Format and Synchronization System" gefunden.
  • Eine weitere Technik besteht darin, radiale Zonen oder Bänder von konzentrischen Datenspuren zu benutzen, wobei jede Zone eine dem Plattenradius der Zone zugeordnete Datentransferrate aufweist. Bei diesem Beispiel sind Datenbereiche durch eine Reihe sich radial erstreckender eingebetteter Servosektoren getrennt, die im Werk mit Servoinformation mit einer einzigen Datentransferrate aufgezeichnet werden. Eine Servodaten-Wiederherstellungsschaltung stellt eine Servoadressenmarke, eine Spurnummer und Feinpositionsinformation aus von dem Datenwandler gelesener Information asynchron (d.h. ohne Phasenverriegelung mit ankommenden Servodaten) wieder her. Die Servodaten-Wiederherstellungsschaltung ist von der zur Spitzenerfassung von Benutzerdateninformation benutzten Lesekanalelektronik getrennt. Dieses Beispiel wird in dem U.S.-Patent Nr. 5.420.730 von Moon u.a. mit dem Titel: "Servo Data Recovery Circuit for Disk Drive Having Digital Embedded Sector Servo" beschrieben.
  • Ein Verfahren zum Bestimmen der Position eines Datenwandlerkopfes in einer Spur einer sich drehenden Speicherplatte in einem Plattenlaufwerk wird in der EP 471324 erläutert. Die sich drehende Speicherplatte ist mit einem eingebetteten Servo-Sektormuster voraufgezeichnet, das A/B/C-Servobursts umfasst, wobei die A- und B-Bursts ein Rand-Servo zum Spursuchen und -einschwingen und die A- und C-Bursts ein Spurfolge-Servo-Muster bilden. Wenn sich der Datenwandlerkopf über eine Umkreiskante eines A- oder B-Burst bewegt, wird eine Amplitudenwert erhalten, der proportional der radialen Verschiebung des Kopfes ist. Während Spurfolgeoperationen werden die A-Burst- und C-Burst-Amplituden sequentiell an gemultiplexte Eingänge eines Analog/Digital-Wandlers eines Mikrocontrollers angelegt. Laufwerkoperationen werden durch den Mikrocontroller gesteuert.
  • Ein Faktor, der Datenspeicherdichten bei magnetischen Aufzeichnungen mit Spitzenerfassungstechniken begrenzt hat, war Intersymbolinterferenz, die entsteht, wenn Flussübergänge zunehmend enger zueinander sind. Eine Technik zum Erhöhen von Flussdichten beim magnetischen Aufzeichnen, während aufgezeichnete Daten noch genau gelesen werden, besteht darin, die synchrone Abtastdatenerfassung zu benutzen. Diese Technik, die häufig als Partial-Response-Signalgebung mit maximaler Wahrscheinlichkeit (PRML signalling = "partial response, maximum likelihood" signalling)- bezeichnet wird, stellte etwas verbesserte Datenspeicherdichten auf Kosten einer erhöhten Schaltungskomplexität bereit, wobei sie einen schnellen Analog/Digital-Umwandlungsprozess und Kanalentzerrung, entweder auf der analogen Seite oder der digitalen Seite des Signalstroms oder auf beiden, umfasst. Ein Beispiel eines Plattenlaufwerks, das PRML benutzt, wird in dem U.S.-Patent Nr. 5.345.342 von Abbott u.a. mit dem Titel: "Disk Drive Using PRML Synchronous Sampling Data Detection and Asynchronous Detection of Sector Servo" gegeben. Die in diesem Patent beschriebene Vorgehensweise ermöglichte, dass eine speziellen Schaltungsanordnung innerhalb des synchronen Abtastdatenerfassungskanals asynchrone Spurnummerwerte in eingebetteten Servosektoren erfassen kann, die mit einer konstanten Servodatenrate aufgezeichnet wurden, wohingegen sich die Benutzerdatenrate durch die radiale Datenzone über der Aufzeichnungsplatte unterschieden. Die Servobursts wurden mit herkömmlichen Spitzenerfassungs- und Abtast- und Haltetechniken gelesen und verarbeitet.
  • Eine Verbesserung gegenüber der asynchronen Servoabtasttechnik, die von dem Patent von Abbott u.a. gelehrt wird, auf das oben Bezug genommen wird, wird in dem späteren U.S.-Patent Nr. 5.384.671 von Fisher mit dem Titel: "PRML Sampled Data Channel Synchronous Servo Detector" gefunden. Bei dieser Vorgehensweise wird eine Zeitschleife des synchronen Abtastdatenerfassungssystems mit der Servoinformation phasenverriegelt, wobei die Servoinformation einschließlich Spuradressen- und Feinpositionierungsinformation synchron abgetastet und decodiert wird. Bei dieser Vorgehensweise wird das Servopräambelfeld als ein herkömmliches 1/4T-Sinuswellenmuster aufgezeichnet, das einem 2T-Muster in einem Spitzenerfassungskanal entspricht (T stellt eine Einheitsabtastzelle oder -intervall dar).
  • In dem U.S.-Patent Nr. 5.089.757 von Wilson mit dem Titel: "Synchronous Digital Detection of Position Error Signal" wird eine Abtastdatenpositionsfehlersignal-Erfassungsvorrichtung (PES-Erfassungsvorrichtung) zur Verwendung in einem digitalen Servo eines Plattenlaufwerks beschrieben. Die Mittel umfassen Erfassungsschaltungen, um in digitaler Form die PES-Signale zu erfassen, die für den Betrag und das Vorzeichen der Wandlerkopfverschiebung von einer Spurmittellinie repräsentativ sind.
  • Obwohl diese vorbekannten Vorgehensweisen zu ihren jeweiligen Zeiten gut gearbeitet haben, führten zunehmende Datenspeicherfähigkeiten und Datentransferraten je Platteneinheitsgröße direkt zu einer bis jetzt ungelösten Nachfrage nach einem/einer verbessertem(n) Plattenlaufwerkkopfservoformat, -architektur und -vorgehensweise.
  • Zusammenfassung der Erfindung mit Aufgaben
  • Eine allgemeine Aufgabe der Erfindung besteht darin, verbesserte und vereinfachte Verfahren, eine Vorrichtung und ein Datenformat zum Bereitstellen von Information zum Positionieren von Datenwandlerköpfen bezogen auf Datenspuren in einem Plattenlaufwerk bereitzustellen, das einen synchronen abgetasteten Partial-Response-Datenerfassungskanal mit maximaler Wahrscheinlichkeit aufweist.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Servoformat und eine Vorrichtung für ein PRML-Plattenlaufwerk bereitzustellen, das keine getrennte Spitzenerfassungshardware zum Erfassen von eingebetteter Servoinformation erfordert.
  • Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Auswirkung radialer Inkohärenz auf ein Kopfpositionsservosystem eines Plattenlaufwerks zu verringern, wodurch höhere Spurdichten auf eine Art und Weise ermöglicht werden, die Einschränkungen und Nachteile des Stands der Technik überwindet.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur synchronen Abtastservoinformationsschätzung bereitzustellen, die erheblichen Gebrauch von Schaltungselementen eines synchronen PRML-Abtastdatenerfassungskanal machen, wodurch die Gesamt-Schaltungskomplexität und -kosten verringert werden, während eine robuste Wiederherstellung der Servoinformation bereitgestellt wird.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein/eine vereinfachte(s) Adressendecodierverfahren bzw. -vorrichtung in einem PRML-Plattenlaufwerk bereitzustellen.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein kompakteres Servo-Adressenformat mit höherem Wirkungsgrad bereitzustellen, das die Verwendung höherer Coderaten, kleinerer Zellzeiten und geringerer Redundanz in eingebetteten Servosektoren ermöglicht, die in einem PRML-Plattenlaufwerk synchron abgetastet und erfasst werden.
  • Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Art eines selbst-taktenden Biphasen-Codes, der als "breiter Biphasen-Code" bekannt ist, zum Codieren von Kopfpositions-Servoinformation zu benutzen, die in eingebetteten Servo-Sektoren auf einer Speicherplattenoberfläche eines Plattenlaufwerks mit einem synchronen Abtastdatenerfassungskanal aufgezeichnet ist, auf eine Art und Weise bereitzustellen, die die Verwendung vieler Kanalelemente während Servoinformations-Wiederherstellungsoperationen ermöglicht.
  • Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Detektor für das höchstwertige Bit (MSB-Detektor) zum Erfassen von breiter biphasen-codierter Kopfpositions-Servoinformation eines Festplattenlaufwerks mit einem synchronen PRML-Abtastdatenerfassungskanal bereitzustellen.
  • Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Mehrzahl von Servoburst-Erfassungsarchitekturen zum Erfassen von antipodalen und frequenzmodulierten Servoburst-Mustern bereitzustellen, um Kopfpositionsfehlersignale in einem Festplattenlaufwerk mit einem synchronen Abtastdatenerfassungskanal bereitzustellen.
  • In Übereinstimmung mit Prinzipien der Erfindung (siehe Anspruch 1) umfasst ein Magnetplattenlaufwerk mindestens eine sich drehende Datenspeicherplatte, die eine Hauptoberfläche aufweist, die Aufzeichnungsspuren festlegt, die in Datensektoren durch enge Servospeichen unterteilt sind. In einem Datensektor, der zwischen Servo-Speichen einer Aufzeichnungsspur auf der Platte liegt, werden Benutzerdaten aufgezeichnet sind, die in Übereinstimmung mit einem Code codiert sind, der einen vorbestimmten Abstand und eine Benutzerdatencoderate aufweist. Jede Servospeiche des Aufzeichnungsbereiches umfasst mindestens ein Servoinformationsfeld, das in einem breiten Biphasenmuster mit einer Servocoderate codiert ist, die ausgewählt ist, um hinsichtlich der synchron erfassten Datencoderate zuverlässigerweise robust bzw. unempfindlich zu sein. Das Plattenlaufwerk umfasst ferner einen synchronen Abtast-Datenerfassungskanal zum synchronen Abtasten und Erfassen sowohl des Servoinformationsfelds als auch der codierten Benutzerdaten. Der Erfassungskanal umfasst:
    einen Datenwandlerkopf, der durch einen servogesteuerten Aktuator über der Aufzeichnungsspur positioniert wird,
    einen Vorverstärker zum Empfangen elektrischer Analogsignale, die magnetisch durch den Datenwandlerkopf aus Flussübergängen induziert werden, die in mindestens dem Servoinformationsfeld vorhanden sind,
    eine digitalen Abtastvorrichtung zum synchronen Abtasten der elektrischen Analogsignale, um digitale Abtastwerte zu erzeugen;
    ein Datenerfassungspfadmittel, das verbunden ist, um die digitalen Abtastwerte zu empfangen, um zur Erfassung mit maximaler Wahrscheinlichkeit der Benutzerdaten, und
    eine breite Biphasen-Decodierschaltungsanordnung mit einem Detektor für das höchstwertige Bit, der gekoppelt ist, um digitale Abtastwerte des breiten Biphasen-Codemusters von dem synchronen Abtastdatenerfassungskanal zum Decodieren des codierten breiten Biphasen-Codemusters in wiederhergestellte 5ervoinformationssymbole zu empfangen.
  • Erfindungsgemäß umfasst ein breiter Biphasen-Detektor (Seihe Anspruch 25) in einem synchronen Abtastdatenerfassungskanal ein Chunk-Synchronizermittel zum Erzeugen und Anlegen eines breiten Biphasensynchronisationssignals an den Detektor für das höchstwertige Bit.
  • Bei einem anderen Aspekt der Erfindung sind die breiten Biphasen-Magnetmuster, die in mehreren Servoinformationsfeldern aufgezeichnet sind, ++–– für einen Binärnull-Informationswert und ––++ für einen Binäreins-Informationswert.
  • Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Servoinformationsfeld in jeder Speiche ein Spurnummerbinärmuster von vorbestimmter Bitlänge, wobei das Muster als ein breiter Biphasencode decodiert und dann als ein Gray-Code mit einer Coderate von Eins decodiert wird. Das Spurnummerbinärmuster kann außerdem eine Paritäts- oder zyklisches Redundanz-Prüfsymbol (CRC-Symbol) aufweisen, und umfasst eine Schaltungsanordnung zum Empfangen und decodieren des Spurnummerbinärmusters und zum Prüfen der Parität oder des CRC-Symbols.
  • Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung kann ein Servoinformationsfeld in jeder Speiche zwei Spurnummer-Binärmuster von vorbestimmter Bitlänge: eine erste Spurnummer, die eine Adresse der Spur IST; und eine zweite Spurnummer; die eine Adresse einer der Spur benachbarten zweiten Spur ist. Bei diesem Aspekt kann die zweite Spurnummer mit einem Offset von einer halben Spur aufgezeichnet sein, der sich in die zweite Spur erstreckt, und er kann ferner Fehlerkorrekturwerte umfassen, die mit Bezug auf die ersten und zweiten Spurnummern berechnet wurden. Bei diesem Aspekt ist eine Fehlerkorrekturcodedecodier- und -korrektur-Schaltungsanordnung mit dem synchronen Abtastdatenerfassungskanal zum Decodieren, Prüfen und Korrigieren der decodierten Werte der ersten und zweiten Spurnummern gekoppelt.
  • Als eine weitere Facette der Erfindung umfasst eine Datenaufzeichnungsplatte ein Muster von radial beabstandeten Spuren und eine Mehrzahl von umfangsmäßig beabstandeten Winkelservosektoren, die in Datensektoren liegen. Die Servosektoren umfassen voraufgezeichnete Servokopfpositionsinformation zum Identifizieren von Spur- und Sektorpositionen, wobei jeder Servosektor mindestens ein Identifikationsfeld mit Servoinformationssymbolen aufweist, die gemäß einem breiten Biphasencode codiert sind. Jeder Datensektor wird mit Datensymbolen gemäß einem maximalen Abstandscode aufgezeichnet, so dass die Servosymbole und die Datensymbole durch Laufen durch einen einzigen synchronen Abtastdatenerfassungskanal, wie beispielsweise eine PRML-Kanal, erfasst werden können, mit dem die Platte physisch zusammengebaut ist und verwendet wird.
  • Diese und weitere Aufgaben, Vorteile, Aspekte und Merkmale der Erfindung werden bei Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform vollständiger verstanden und ersichtlich, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen präsentiert wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • In den Figuren zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm eines Plattenlaufwerk-Lesekanals, der PR4- und EPR4-Targets bereitstellt;
  • 2 ein schematisches Diagramm einer Aufzeichnungsoberfläche einer Platte in dem Plattenlaufwerk;
  • 3 ein Signal, das auf einem Servosektor auf einer Spur der Platte aufgezeichnet ist;
  • 4 ein Blockdiagramm der Felder des Servosektors;
  • 5A eine graphische Darstellung einer Analogsignal-Antwort von einer magnetischen Aufzeichnung eines einzigen Schreibstromimpulses, wobei der Kanal auf ein EPR4-Targetspektrum entzerrt wurde;
  • 5B eine graphische Darstellung einer Analogsignal-Antwort auf beispielsweise eine Binäreins("––++")-breite Biphasenschreibstromfolge;
  • 5C eine graphische Darstellung einer Analogsignal-Response auf beispielsweise eine Binärnull ("++––") breite Biphasenschreibstromfolge;
  • 5D eine graphische Darstellung einer Analogsignal-Response auf eine breite Biphasenfolge, z.B. eine binäre 100-Folge ("––++++––++––");
  • 6A ein erstes Servosektor-Layout für Spurnummern ohne radiale Interferenz;
  • 6B ein zweites Servosektor-Layout für Spurnummern ohne radiale Interferenz;
  • 7 ein Blockdiagramm eines Abschnitts einer Servo-Sektorlogik mit einem MSB-Detektor, einem Chunk-Synchronizermittel und einem Fehlergenerator;
  • 8 ein Blockdiagramm eines 1+D-Filters;
  • 9 ein Blockdiagramm eines Chunk-Synchronizermittels;
  • 10 ein Blockdiagramm eines MSB-Detektors;
  • 11 ein Blockdiagramm eines Fehlergenerators;
  • 12 ein Blockdiagramm, das einen Burst-Detektor in dem Servo-Sektorblockdiagramm zeigt;
  • 13A–13E Diagramme, die Servoburst-Formate darstellen;
  • 14A–14B Blockdiagramme von Servoburst-Detektoren; und
  • 15A–15B Blockdiagramme von alternativen Servoburst-Detektorarchitekturen basierend auf den Vorgehensweisen der 14A bzw. 14B.
  • Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • In 1 beinhaltet ein Plattenlaufwerk 10 einen programmierbaren und adaptiven PR4-ML-Lesekanal. Das Plattenlaufwerk 10 kann eines einer Vielfalt von Ausführungsformen sein, wie beispielsweise die, die in dem U.S.-Patent Nr. 5.341.249 von Abbott u.a. mit dem Titel: "Disk Drive Using PRML Class IV Sampling Data Detection with Digital Adaptive Equalization" offenbart wird. (Dieses Patent ist das Stammpatent des hier oben referenzierten U.S.-Patent Nr. 5 345 342 von Abbott u.a..)
  • Das Laufwerk 10 umfasst mindestens eine Datenspeicherplatte 16. Wie es herkömmlich ist, ist ein Datenwandlerkopf 26, beispielsweise ein magnetoresistiver Kopf, in einer "schwebenden" Beziehung über einer Plattenoberfläche jeder Platte 16 zugeordnet. Der Kopf 26 ist bezüglich ausgewählter einer Mehrzahl von konzentrischen Datenspeicherspuren 71 positioniert, die auf jeder Speicheroberfläche der rotierenden Platte 16 festgelegt sind (siehe 2).
  • Eingebettete Servomuster werden bei einem herkömmlichen Servo-Schreibprozess während der Laufwerkherstellung auf ausgewählte Datenspeicheroberflächen der Platte 16 (siehe beispielsweise 2) gemäß den Verfahren aufgezeichnet, die dem U.S.-Patent Nr. 5.170.299 beschrieben sind. Alternativ kann das Laufwerk 10 selber einige oder alle seiner Servo-Muster während eines Nach-Zusammenbau-Servo-Schreibprozesses schreiben.
  • Während des Lesens werden Flussübergänge, die von dem Kopf 26 abgefühlt werden, wenn er nahe der ausgewählten Datenspur 71' schwebt, durch eine Lesevorverstärkerschaltung 28 vorverstärkt. Das vorverstärkte Analogsignal (oder "Lesesignal") wird dann in einen analogen Verstärker mit variablem Verstärkungsfaktor (VGA) 38 gesendet. Nach gesteuerter Verstärkung wird das Lesesignal dann durch eine programmierbare analoge Filter/Entzerrerstufe 40 geleitet.
  • Der analoge Filter/Entzerrer 40 ist programmiert, so dass er für die Datentransferrate der ausgewählten Datenzone 70 optimiert ist, innerhalb der der Wandlerkopf 26 Daten liest. Das entzerrte analoge Lesesignal wird dann einer Abtastung und Quantisierung in einem Hochgeschwindigkeits-A/D-Wandler 46 unterworfen, der, wenn er auf Benutzerdaten synchronisiert ist, Rohdatenabtastwerte {x(k)} mit einer Auflösung von mindestens fünf Bits erzeugt.
  • Ein adaptives digitales FIR-Filter 48 benutzt adaptive Filterkoeffizienten zum Filtern und Aufbereiten der Rohdatenabtastwerte {x(k)} gemäß den gewünschten PR4-Kanal-Response-Eigenschaften, um gefilterte und aufbereitete Abtastwerte {y(k)} zu erzeugen. Die bandpass-gefilterten und aufbereiteten Datenabtastwerte {y(k)} von dem FIR-Filter 48 werden dann über einen Datenbuspfad 49 zu einem Viterbi-Detektor (nicht gezeigt) geleitet, der Benutzerdaten mit dem PR4-Target erfasst. Bei solchen Ausführungsformen, die sowohl ein PR4- als auch ein EPR4-Target verwenden, werden die gefilterten und aufbereiteten Abtastwerte {y(k)} von dem FIR-Filter 48 ebenfalls durch ein 1+D-Filter 50 geleitet, wobei dessen Ausgangspfad 51 das auf EPR4-Kanal-Response-Eigenschaften gefilterte Signal bereitstellt. (Wenn nur ein EPR4-Target erwünscht ist, wird das FIR-Filter 48 mit den geeigneten Koeffizienten direkt programmiert, und ein 1+D-Filter 50 wird nicht benötigt.)
  • Die Abtastwerte, einschließlich Rohdatenabtastwerte {x(k)} und gefilterte Abtastwerte {y(k)}, werden mit der Datenabtastrate genommen, die eine Takt-Bit-Zeitperiode T aufweist. Diese Zeit T entspricht einer "Bitzelle" oder einfacher einer "Zelle" bei der Abtastrate. Eine Zeitschleife 53 kann beispielsweise die PR4-Target-Abtastwerte auf dem Pfad 49 empfangen und die Abtastung und Quantisierung durch den A/D-Wandler 46 an gewünschten Abtaststellen synchronisieren. Auf ähnliche Weise kann eine Verstärkungsschleife 54 den VGA 38 basierend beispielsweise auf Fehlerwerten steuern, die durch eine Fehlermessschaltung 58 erzeugt werden, die verbunden ist, um die PR4-Targetabtastwerten auf dem Pfad 49 zu empfangen. Eine Gleichstrom-Offsetsteuerschleife (in 1 nicht gezeigt) kann ebenfalls bereitgestellt werden, um einen Gleichstrom-Offset basierend auf den PR4-Targetabtastwerten auszugleichen. Ein Target-Detektor 61, der einen Pfadspeicher aufweisen kann, wie beispielsweise einen Viterbi-Detektor, oder einen Komplexität-verringerten Target-Nachprozessor des Typs, der in dem U.S. Patent Nr. 5 521 945 von Knudson mit dem Titel: "Reduced Complexity EPR4 Post-Prozessor for Sampled Data Detection" beschrieben ist.
  • Das Laufwerk 10 umfasst ebenfalls einen breiten Biphasen-Detektor 52 zum Erfassen breiter Biphasen-codierter Servoinformationssymbole gemäß durch ein Chunk-Synchronizermittel 56 erzeugter Framing-Muster. Der Detektor und das Synchronizermittel 56 kann Servo-Symbolabtastwerte auf dem Pfad 49 oder dem Pfad 51 empfangen. Die Schaltung umfasst ebenfalls einen synchronen Burst-Detektor 55, der auf ähnliche Weise Abtastwerte entweder vom Pfad 49 oder Pfad 51 empfängt. Ein herkömmlicher Servofelder-Decodierer empfängt, rahmt (frames) und decodiert Servo-Symbole von Servofeldern, die durch den breiten Biphasen-Detektor 52 decodiert werden und kann der in dem U.S.-Patent Nr. 5.420.730 von Moon u.a. mit dem Titel: "Servo Data Recovery Circuit for Disk Drive Having Digital Embedded Sector Servo" gezeigten Vorgehensweise folgen. Positionsfehlersignale (PES) von dem Burst-Detektor 55 und Servo-Feldinformation von dem Decodierer 63 treten in eine Servo-Steuerprozessschaltung 65 ein, bei der Aktuatorstrombefehlswerte erzeugt werden. Diese Werte werden an eine Kopfpositions-Servo-Treiberschaltung 57 angelegt, und resultierende Treiberströme werden zugeführt, um einen Schwingspulenmotor (VCM = voice coil motor) 69 zu treiben, der den Kopf 26 positioniert.
  • Idealerweise können einige oder alle der Elemente 38, 40, 46, 48, 50, 52, 53, 54, 55, 56, 58 und 63 in anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs) oder in mehreren Analog/Digital-ASICs enthalten sein.
  • Wie in 2 gezeigt ist, umfasst eine beispielhafte Datenspeicheroberfläche einer Speicherplatte 16 mehrere konzentrische Datenspuren 71, die vorzugsweise in einer Mehrzahl von Datenaufzeichnungszonen 70 zwischen einem inneren Landezonenbereich LZ und einer radial äußersten Umfangsdatenspurzone 70-1 angeordnet sind. Bei dem dargestellten Beispiel werden die Datenspuren gezeigt, wie sie beispielsweise in neun Datenzonen, einschließlich der äußersten Zone 70-1 und radial nach innen gerichteten Zonen 70-2, 70-3, 70-4, 70-5, 70-6, 70-7, 70-8 und 70-9, angeordnet sind. In der Praxis werden gegenwärtig mehr Zonen bevorzugt. Jede Datenzone weist eine Bittransferrate auf, die ausgewählt ist, um Flächenübergangsdomänendichten für den besonderen Radius der Zone zu optimieren.
  • 2 stellt ebenfalls eine Reihe n sich radial erstreckender eingebetteter Servosektoren oder "Speichen" 68 dar, die beispielsweise gleichmäßig um den Umfang der Platte 16 beabstandet sind. In 3 umfasst jeder Servosektor 68 im Wesentlichen ein Servo-Präambelfeld 68A, ein Servoidentifikationsfeld 68B und beispielsweise ein Feld 68C von umfangsmäßig gestaffelten, radial versetzten Servobursts. Während sich die Anzahl von Datensektoren je Spur von Datenzone zu Datenzone verändert, bleibt die Anzahl eingebetteter Servosektoren, z.B. 68 je Spur, über den gesamten Oberflächenbereich der Platte 16 bei dem vorliegenden Beispiel konstant.
  • Die Servosektoren 68 werden vorzugsweise mit einer einzigen Datenzellenrate und mit Phasenkohärenz von Spur zu Spur mit einer herkömmlichen Servoschreibvorrichtung im Werk aufgezeichnet. Eine Laser-Servoschreibeinrichtung und eine Kopfarmbefestigung, die zur Verwendung mit der Servoschreibeinrichtung geeignet sind, werden in dem U.S.-Patent Nr. 4.920.442 beschrieben, dessen Offenbarung hier durch diesen Bezug aufgenommen ist. Alternativ werden die Servosektoren mit zonen-abhängigen Datenzellenraten geschrieben, wie in dem U.S.-Patent Nr. 5.384.671 beschrieben ist, das bereits oben erläutert wurde.
  • In 4 umfasst beispielsweise jeder Servosektor 68 oder jede "Speiche" ein Servoidentifikationsfeld mit eingebetteter Servoinformation, wie es dargestellt ist. Ein optionales Gleichstromlöschfeld 731 einer Größe von beispielsweise 40 Zellen (in 4 dargestellt mit der Zeit "40T" unter dem Feld) in einem sauberen Bereich auf der Platte mit im Wesentlichen keinen oder wenigen Übergängen, kann verwendet werden, um das Aufkommen eines Servosektors 68 zu kennzeichnen. Ein Präambelfeld 732 einer Größe von beispielsweise 160 Zellen kann in einem sich wiederholenden Muster von 2T, wie beispielsweise "––++––++––++", der gewünschten Längen geschrieben werden. Die Präambel 732 wird von Zeitsteuerungs- und Verstärkungsschleifen verwendet, um eine korrekte Verstärkung und Phasenverriegelung bezüglich des ankommenden Analogsignals einzurichten, um dadurch die Abtastquantisierung durch den A/D-Wandler 46 zu steuern.
  • Zusammen umfassen das optionale Gleichstromlöschfeld 731 und das Präambelfeld 732 das Präambelfeld 68A von 3.
  • Eine Servoadressenmarke (SAM) 733 wird verwendet, um den Framing-Takt zurückzusetzen. Dem folgen beispielsweise die drei niedrigstwertigen Bits (LSBs) 734 der Spurnummer. Die volle Speichennummer 735 ist optional, obwohl mindestens ein Informationsbit bereitgestellt werden sollte, um zu ermöglichen, dass die Rotationsposition bestimmt wird. Die gesamte Spurnummer 736 wird mindestens einmal aufgezeichnet. Die Kopfnummer (nicht gezeigt) kann ebenfalls als Teil der Servoadresseninformation aufgezeichnet werden. Zusammen umfassen die Servoadressenmarke 733, das LSB-Feld 734 und das volle Speichennummerfeld 735 das Servoidentifikationsfeld 68B von 3.
  • Nach der Adressierungsinformation werden Servobursts 737 aufgezeichnet, die verwendet werden, um die Kopfposition mit Bezug auf die Spurmitte zu bestimmen, wie beschrieben wurde. Beispiele einer Vielfalt von Servomustern werden hier nachstehend angegeben. Diese Muster im Feld 737 korrelieren mit dem Feld 68C von 3. Die Längen einiger oder aller Felder des Servosektors 68 können programmierbar sein. Andere Informationsfelder können ebenfalls zwischen oder nach den Feldern aufgezeichnet werden, die beschrieben wurden. Beispielsweise kann das Laufwerk Sevoburst-Korrekturwerte (BCVs) in einem kurzen Feld 738 aufzeichnen, das direkt nach dem letzten Servoburst-Muster angeordnet ist, wie es in dem erteilten U.S.-Patent Nr. 5 793 559, eingereicht am 27. Februar, 1996 von Shepard u.a. mit dem Titel: "In-Drive Correction of Servo Pattern Errors" gelehrt wird.
  • Nun wird die breite Biphasencodierung, die für einige oder alle Digitaldatenspeicherfelder des Servosektors 68 verwendet werden kann, wie beispielsweise der Servoadressenmarke 733, dem LSB-Feld 734, dem Speichennummerfeld 735 und dem Spurnummerfeld 736, beschrieben. Beim Schreiben von Digitaldaten wird mit einem uncodierten Bit (d.h. entweder eine 0 oder eine 1) begonnen, das als ein Symbol bezeichnet wird. Symbole werden dann auf einer Platte durch eine Codierung aufgezeichnet, die einer Zelle ein oder mehrere Vorzeichen oder Magneten (+ oder –) zuweisen. (Etwas zweideutig können die Vorzeichen ebenfalls als entweder 0 oder 1 bezeichnet werden). Beim Biphasencode (einem selbst-taktenden Code, der in der Technik auch als Manchester-, Frequenzdoppel- oder Frequenzmodulationsode bekannt ist) werden zwei Vorzeichen verwendet, und Symbole können wie folgt codiert sein:
    1 -> +–
    0 -> –+
  • Ein breiter Biphasencode (WBP-Code) mit einer 1/4-Coderate wird wie folgt definiert:
    0 -> ++––
    1 -> ––++
  • Das Gleichstromlöschfeld 731, das keine Flussübergänge aufweisen sollte, kann nicht WBP-codiert sein.
  • Das Präambelfeld 732 kann beispielsweise mit 40 oder einer programmierbaren Anzahl von WBP-Symbolen '1' (oder Zellen "––++"") für PLL- und AGC-Verriegelung codiert sein.
  • Der Servoadressenmarke ("SAM") 733 kann ein in WBP codiertes Neun-Symbolwort '000100101' sein, das den Anfang eines Servoblocks markiert. Diese SAM weist die Eigenschaft auf, dass alle Verschiebungen (Autokorrelation) in mindestens fünf Positionen nicht übereinstimmen, und ermöglicht daher zwei unabhängige Fehler ohne Verlust der Synchronisation. Wenn sie an die gerade beschriebene Präambel 732 angehängt wird, sieht die Folge wie '...1111111000100101' aus. Dies ist eine modifizierte Barker-Folge.
  • Die Spurnmmer 736 kann eine Adresse mit 14 Symbolen oder mehr sein, die zuerst mit einem normalen Gray-Code (mit einer Coderate = 1) codiert wird, und dann kann ein Paritätssymbol hinzugefügt werden. Das Ergebnis ist WBP-codiert. Das Paritätssymbol, falls vorhanden, kann zur Suchzeit nicht verwendet werden, wobei es jedoch zur Lesezeit verwendet werden kann, um einzelne Fehler zu erfassen. Die Gray-Codierung wird verwendet, um größere Fehler zu vermeiden, wenn gleichzeitig zwei benachbarte Spuradressen gelesen werden, wenn der Lesekopf 26 zur Suchzeit zwischen Spuren ist.
  • Bei einem alternativen Servosektor-Layout werden Spuradressen (Spurnummern) zweimal in jeden Servosektor 68 geschrieben, und die gepaarten Spuradressen unterscheiden sich voneinander. In 6A werden ungerade Spuradressen (A1, A3, A5, A7) zuerst geschrieben, und gerade Spuradressen (A2, A4, A6, AF3) werden als zweites in das geschrieben, was als radiale Spalten in der Figur erscheint. In 6B zeichnet die zweite Spalte die gleiche Spurnummer wie die erste auf, wobei jedoch die zweite Spalte mit einem Offset einer halben Spur aufgezeichnet wird. In beiden Formaten kann jede Position des Lesekopfs 26 die Adresse ohne Störung von einer benachbarten Spur in mindestens einer der beiden Spalten lesen. Aus diesem Grund wird die Gray-Codierung nicht benötigt, und kann kann ECC-Felder an jede Adresse anhängen, wie gezeigt. Bei dem ersten Format (6A) beträgt die Unsicherheit eine Spur; bei dem zweiten (6B) beträgt die Unsicherheit eine halbe Spur. Beim Suchen kann man die zu lesende Spalte mittels eines Positionsfehlersignals von dem Servoburst erkennen, das eine Periode von zwei Spuren aufweist. Für diese Verwendung sollten die Servobursts nahe an den Spuradressen positioniert sein, so dass sich die radiale Position des Lesekopfs 26 nicht wesentlich von der Zeit, wenn der Kopf den Servoburst liest, und der Zeit, wenn er die Spuradressen liest, ändert.
  • MSB-Detektor und Chunk-Synchronisation für WBP-Codes
  • Die oben beschriebene WBP-Servoinformationscodierungsanordnung wird vorteilhafterweise in einem PRML-Abtastdatenerfassungskanal benutzt, weil viele Schaltelemente des Kanals zum Wiederherstellen der Servoinformation verwendet werden können. Beispielsweise kann eine einzige Lesekanal-anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) einen kleinen Menge zusätzlicher Schaltungsanordnung aufweisen, um dadurch zu ermöglichen, dass das ASIC codierte Benutzerdatensymbole sowie auch WBP-codierte Servoinformationssymbole erfassen kann. Beispielsweise kann ein Pfadfolgedetektor, wie beispielsweise ein Viterbi-Detektor 60 (12), benutzt werden, um die WBP-codierte Servoinformation zu erfassen, wie es beispielsweise in dem gemeinsam angemeldeten, erteilten U.S.-Patent Nr. 5.661.760, eingereicht am 24. Juli 1966, mit dem Titel: "Wide Bi-phase Digital Servo Information and Estimation for Disk Drive Using Viterbi Detection" beschrieben ist. Alternativ kann die WBP-codierte Servoinformation durch einen Detektor für das "höchstwerte Bit" (MSB-Detektor) in dem synchronen Datenerfassungskanal wiederhergestellt werden. Bei einem MSB-Detektor wird eine Reihe von Punkten entlang eines Signals abgetastet. Wenn ein Übergang erfasst wird, entscheidet der Kanal, ob der Übergang eine logische "1" oder eine logische "0" ist. Dies kann bestimmt werden, indem das höchstwertige Bit des 2er-Komplements des Abtastpunktes (z.B. 6-Bit-Abtastwert) mit der folgenden Analyse bestimmt wird:
  • Figure 00210001
  • In 7 kann ein Detektor für das höchstwerte Bit (MSB-Detektor) 52 zum Erfassen von breiten Biphasencodes verbunden werden, um einem EPR4-Targetdatenstrom bei einem Ausgang eines 1+D-Filters 50 zu empfangen. Alternativ kann der MSB-Detektor 52 mit dem Eingang des 1+D-Filters 50 verbunden sein, um einen PR4-Targetdatenstrom zu empfangen. Der MSB-Detektor 52 verwendet Phaseninformation von dem Chunk-Synchronizermittel 56, um WBP Codes zu decodieren. Die decodierten Daten von dem MSB-Detektor 52 werden mit Rohdaten auf dem Ausgangspfad 51 des Filters 50 bei dem Fehlergenerator 58 verglichen, um Fehlersignale für die PLL-, AGC- und DC-Offsetschleifen zu erzeugen.
  • In 8 ist ein 1+D-Filter 50 in ansonsten überflüssigem Detail gezeigt, um die Technik des Trennens von Berechnungen in gerade und ungerade Teile darzustellen, die verwendet wird, um die erforderliche Abtastverarbeitungsbandbreite mit minimaler Taktfrequenz zu verwirklichen. Das Filter 50 empfängt ungerade und gerade 6-Bit-Abtastungen, pr4_o[5:0] bzw. pr4_e[5:0], von dem FIR-Filter 48. Die Abtastwerte werden – wie gezeigt – in Registern 501 und 502 verzögert und bei Addierern 503 und 504 wie gezeigt summiert, um 7-Bit-Summen zu erzeugen, die durch Pufferregister 505 und 506 die ungeraden und geraden ERP4-Abtastwerte, epr4_o[6:0] bzw. epr4_e[6:0], werden. Das Filter 50, das getrennt arbeitet, wie es dies mit den ungeraden und geraden Abtastwerten tut, läuft mit 2T, der Hälfte der Kanaltaktrate.
  • In 9 verriegelt sich der Chunk-Synchronizermittel 56 auf die WBP-Symbole, d.h., er verriegelt sich auf eine der vielen möglichen Phasenvorspann-Sinuswelle (jede Phase ist um eine Zelle getrennt). Das Chunk-Synchronizermittel 56 gibt dem EPR4-Signalverlauf von dem 1+D-Filter 50 ein und wählt eine der vier Zellen als eine Referenzzelle, an der der MSB-Detektor eine Entscheidung treffen wird, und der Fehlergenerator 58 Fehler erzeugen wird. Um dies zu erreichen, multipliziert er das ankommende EPR4-Signal mit zwei orthogonalen Referenzsignalen für eine jeweilige Fensterbreite, z.B. 12 Zellen, und akkumuliert dann die multiplizierten Signale. Die beiden orthogonalen Signale sind beispielsweise in Zelltaktintervallen,
    1 0 –1 0 1 0 –1 0...
    und
    0 1 0 –1 0 1 0 –1....
  • Wenn die beiden akkumulierten Werte durch acc_e und acc_o für gerade bzw. ungerade Ströme bezeichnet werden, wird die Position der Phase der Präambel wie folgt geschätzt: pos[1] = lacc_el > lacc_ol;wenn(lacc_el > lacc_ol)dann pos[0] = sign(acc_e)sonst pos[0] = sign(acc_o)
  • Die beiden Positionsbits, pos[1:0], geben die Position der '–' bis '+'-Übergänge in der Präambel an. Es sei daran erinnert, dass die Vorspannmagnete (––++ ––++ ––++ ...) als eine Folge von WBP-codierten "1" betrachtet werden können. Es sei bemerkt, dass es nicht möglich ist, einen 0-Abtastwert in der Mitte einer WBP-Codereihe von mehreren Zellen, d.h. ein Präambelfeld, aufzuweisen, das immer einen Übergang dort gibt. Somit können 5 ideale Niveaus mit einem EPR4-Target (z.B. –1, –1/2, 0, 1/2, 1) abgetastet werden, wobei nur zwei in der Mitte eines WBP-Codes möglich sind: –1 und 1. Aufgrund der wiederholten '––' oder '++' vor dem Übergang ist –1/2 und 1/2 dort ebenfalls nicht möglich. Somit werden die EPR4-Abtastwerte in der Präambel einen Strom von regelmäßig beabstandeten +1en aufweisen, deren Position die Mitte des WBP-Codes angibt. Diese Position wird durch pos[1:0] angegeben. In der Praxis werden den in den MSB-Detektor 52 eingegebenen Servodaten ein Polaritätsvorzeichen während der Transformation in Servo-Abtastwerte durch den A/D-Wandler 46 gegeben.
  • Die orthogonalen Bezugssignale '... 1 0 –1 0...' werden durch ein Register 561 implementiert, das verbunden ist, um zwischen Werten von 1 und 0 zu wechseln, und Multiplexern 562 und 563, die als Reaktion auf den Wert von dem Register 561 entweder ihre normale oder ihre invertierte Eingabe ausgeben, womit zwischen Multiplizieren der Abtastwerte um 1 und –1 gewechselt wird. Die höhere Ordnung von beispielsweise 4 Bits epr4_e[6:3] der geraden Abtastwerte werden in die 0-Eingabe des Multiplexers 562 eingegeben, und ihr Umgekehrtes wird in den 1-Eingang des Multiplexers eingegeben. Auf ähnliche Weise werden die 4 Bits höherer Ordnung epr4_o[6:3] der ungeraden Abtastwerte in den Multiplexer 563 eingegeben. Ein Addierer 564 summiert die gerade Folge acc_e mit dem Register 565, um das Ergebnis zu akkumulieren. Auf ähnliche Weise akkumulieren der Addierer 566 und das Register 567 acc_o. Die Absolutwerte von acc_e und acc_o werden im Komparator 568 verglichen, um das Bit pos[1] zu erzeugen, und dieses Bit wird ebenfalls verwendet, um in dem Multiplexer 569 den Wert von Bit pos[0] auszuwählen, entweder das Vorzeichen von acc_o (d.h. acc_e[6]) oder das Vorzeichen von acc_o.
  • In 10 verwendet der Multiplexer 521 des MSB-Detektors 52 pos[1:0] von dem Chunk-Synchronizermittel 56, das die Position der WBP-Codemitte schätzt, um eines der vier höherwertigen Bits von aufeinanderfolgenden Abtastwerten als den decodierten Wert des WBP-Symbols auszuwählen. Diese 4 Bits sind epr4_o[6] 522, epr4_o[6] verzögert um 2T 524, epr4_e[6] 523 und epr4_e[6] verzögert um 2T 525. Die 2T-Verzögerungen werden durch Register 526 bzw. 527 bereitgestellt, diese werden mit der Hälfte der Zellenrate getaktet. Der invertierte Ausgang des Multiplexers 521 wird durch das Register 528 bereitgestellt, das mit einem Viertel der Zellenrate getaktet wird, um ein decodiertes Symbol alle 4T bereitzustellen.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform kann der MSB-Detektor von 10 Fehlerinformation sowie auch MSB-Decodierung bereitstellen. Durch Expandieren der Register 526 und 527 und des Multiplexers 521, um die vollen Abtastwerte anzunehmen (und nicht nur die höherwertigen Bits, wie dargestellt), ist die Ausgabe des Registers 528 der gesamte abgetastete Abtastwert und nicht nur sein höherwertiges Bit. Das höherwertige Bit wird noch verwendet, um das decodierte WBP-Symbol bereitzustellen, wobei jedoch der gesamte Wert nun verwendet werden kann, um ein Fehlersignal zu erzeugen, wenn der ausgewählte Wert näher an Null als ein Schwellenwert ist. (Es sei daran erinnert, dass mit der WBP-Codierung der rauscharme Abtastwert entweder ein Maximum oder ein Minimum und niemals Null sein sollte.)
  • Es ist für einen Fachmann offensichtlich, dass der WBP-Code polaritätsempfindlich ist, weil eine '1' als ––++ und eine '0' als eine ++–– definiert ist. Wenn beispielsweise ein Kopfwandler in der Polarität bei den Verdrahtungsverbindungen umgekehrt wird, werden Präambel und Chunk-Sync (die nicht polaritätsempfindlich sind) erfasst, wobei jedoch ein korrigiertes SAM und weitere Datenfelder nicht korrekt gelesen werden, da die Chunk-Synchronisation 180 Grad außer Phase sein wird, und der Betrag der Datenabtastung invertiert sein wird. Um sich gegen ein umgekehrtes Polaritätsleseelement zu schützen, wird eine Flip-Bit- Steuerflag verwendet. In dieser Situation wird ein Steuerprozessor oder eine Zustandsmaschine unterbrechen, nachdem eine Anzahl von gescheiterten Versuchen durchgeführt wurde, um ein korrigiertes SAM zu erfassen, woraufhin das Flip-Steuerbit gesetzt wird, und die SAM-Suchfolge wiederholt wird. Das Flip-Steuerbit wird in den Chunk-Sync und MSB-Detektor funktionell eingegeben. Die Logik, um das Polaritäts-Flip zu korrigieren, ist:
    • 1. wenn Flip, dann ist Phase pos[1:0] = 0 das, was tatsächlich als Phase pos[1:0] = 2 erscheint.
    • 2. wenn Flip, dann wird das MSB das der an den MSB-Detektor geleiteten Daten invertiert.
  • In 11 erzeugt ein Fehlergenerator 58 zuerst den idealen Signalverlauf von der Ausgabe des MSB-Detektors 52 und subtrahiert dann diesen Idealsignalverlauf von dem tatsächlich gelesenen Signal, um ein Fehlersignal zu erzeugen. Das Fehlersignal und das ideale Signal werden dann verwendet, um den Phasendetektor, die Verstärkungsschleife und die Gleichstrom-Offset-Schleife zu aktualisieren.
  • Ein Paar von aufeinanderfolgenden Symbolen, die durch den MSB-Detektor 52 decodiert werden, werden als ein 2-Bit-Inxdex in der Nachschlagtabelle 583 verwendet, um 4 Werte für den idealen EPR4-Signalverlauf zu verwenden, mit ref_pk[6:0] am Eingang 581 als der Spitzenwert des Idealsignalverlaufs. (Das frühere des Paars von Symbolen wird durch das Register 582 bereitgestellt, das mit der WBP-Periode von 4T getaktet wird.) Die durch die Nachschlagtabelle 583 bereitgestellten 4 Werte sind nachstehend tabelliert. (Der Spitzenwert für den Idealsignalverlauf wird als "r" gezeigt.)
  • Figure 00260001
  • Die 4 Werte, die von der Tabelle 583 für jedes Symbolpaar bereitgestellt werden, werden durch Multiplexer 584 und 585 ausgewählt, die alternierende Eingaben mit einer Periode von 4T auswählen, um durch Register 586 und 587 die idealen geraden bzw. ungeraden EPR4-Signalverläufe zu erzeugen. Die Eingänge 1, 2, 3 und 4 der Nachschlagtabelle 583 sind ebenfalls die Eingänge 1, 2, 3 und 4 in einer Gruppe von Subtrahierern 591.
  • Ein Multiplexer 590 verwendet die Chunk-Synchronisationsphase pos[1:0], um die EPR4-Abtastwerte epr4_o[6:0] und epr4_e[6:0] von dem 1+D-Filter 50 mit den durch die Nachschlagtabelle 583 erzeugten idealen Signalverläufen anzupassen, die gerade beschrieben wurden. Die ungeraden EPR4-Abtastwerte werden unverzögert am Pfad 593 bereitgestellt und werden erfolgreich um 2T durch Register 593a, 593b und 593c verzögert, deren Ausgänge ebenfalls in den Multiplexer 590 geliefert werden, wie gezeigt. Die geraden EPR4-Abtastwerte werden auf ähnliche Weise auf Pfad 594 und durch Register 594a, 594b und 594c an den Multiplexer 590 geliefert. Die folgende Tabelle zeigt die Ausgaben 5, 6, 7 und 8 des Multiplexers 590 basierend auf der Phase pos[1:0] und den geraden und ungeraden EPR4-Abtastwerten, die durch y_e(k) und y_o(k) bezeichnet sind. (Der Zeitindex k erhöht sich in Schritten von 2T.)
  • Figure 00270001
  • Die idealen Werte von der Nachschlagtabelle 583 werden von den entsprechenden Abtastwerten von dem Multiplexer 590 durch die Subtrahierergruppe 591 – wie gezeigt – subtrahiert, so dass die 1-Ausgabe der Tabelle 583 von der 5-Ausgabe des Multiplexers 590, die 2-Ausgabe von der 6-Ausgabe usw. subtrahiert wird. Ergebnisse dieser Subtraktionen sind die Fehlersignale, die durch Multiplexer 595 und 597 mit einer Periode von 4T gepuffert (entsprechend der WBP-Symboleingangsphase in die Nachschlagtabelle 583) und dann durch Register 596 und 598 gepuffert werden, um einen Strom von geraden und ungeraden Fehlersignalen err_e[6:0] bzw. err_o[6:0] bereitzustellen.
  • In 12 kann ein Viterbi-Detektor 60 zur PRML-Erfassung von WBP-Codes mit EPR4-Targets verwendet werden, um alle WBP-codierte Digitalinformation in dem Servo-Detektor, wie beispielsweise Spurnummer, Kopfnummer und Sektornummer, zu erfassen. Der Viterbi-Detektor 60 kann ein Differenzmetrik-Detektor oder ein Baumsuch-Detektor sein, wie oben in Verbindung mit 11, 12A und 12B beschrieben, oder ein herkömmlicher Viterbi-Detektor sein, wie es in dem erteilten U.S.-Patent Nr. 5.661.760, eingereicht am 24. Juli 1966, mit dem Titel: "Wide Bi-phase Digital Servo Information and Estimation for Disk Drive Using Viterbi Detection" beschrieben ist. Alternativ können anstelle eines EPR4-Detektors WBP-codierte Daten in dem Servo-Detektor durch einen Viterbi-Detektor für WBP-Codes mit PR4-Targets, wie beispielsweise der Differenzmetrik-Detektor oder dem oben in Verbindung mit 7, 8A, 8B, 9 und 10 beschriebenen Baumsuch-Detektor, oder durch einen herkömmlichen Viterbi-Detektor decodiert werden.
  • In 12 empfängt ein digitaler Servoburst-Detektor 55 ebenfalls das EPR4-Target-Ausgangssignal von dem Target-Filter 50. Alternativ kann der Burst-Detektor 55 ein PR4-Target von dem FIR-Filter 48 empfangen, bei dem Burstformate verwendet werden, die beispielsweise mit einem PR4-Target erfasst werden können.
  • In 13A–13E werden fünf Servoburstformate beschrieben. Die Mitten der Datenspuren werden durch TK0, TK1, TK2, und TK3 angegeben. Die Bursts in jedem Format wiederholen sich mit einer Periode von zwei Spuren. Das erste Format, das das Format vom Typ I genannt wird, d.h. volle Spurburst, ist diagrammartig in 13A dargestellt. Die Bursts A, B und C (und optional D) vom Typ I werden geschrieben, so dass eine Datenspur breit sind. Da der Schreibkopf geringer als diese breit ist, werden die Bursts in mindestens zwei Läufen geschrieben, und mindestens ein Löschband (nicht gezeigt) wird in jedem Burst gefunden werden. Es gibt ebenfalls ein Löschband (nicht gezeigt) beispielsweise zwischen Burst A und Burst C, das entlang TK1 läuft.
  • Das zweite Format, das das Format vom Typ II genannt wird, d.h. schmale Bursts, ist diagrammartig in 13B dargestellt. In diesem Format wird jeder Burst E, F, G und H nur einmal geschrieben; somit gibt es kein Löschband in dem Burst. Der Abstand zwischen radial benachbarten Bursts (wie beispielsweise E und F) beträgt eine Hälfte einer Spurbreite.
  • Der Schreibkopf wird im allgemeinen diese Breite überschreiten, so dass jeder Burst sich normalerweise über eine Spurmitte erstrecken wird.
  • Bei sowohl den Formaten des Typs I als auch des Typs II sind die Bursts selber normalerweise Sinuskurven mit konstanter Frequenz und Amplitude.
  • Das dritte Format, das das antipodale Format genannt wird, wird diagrammartig in 13C dargestellt. Bei diesem Format werden die Bursts – J, K, L und M – in dem Format des Typs I geschrieben, um beispielsweise den zwischen den Bursts A und B freigelassenen Raum zu füllen (13A). Die nicht aufgezeichneten Bereiche werden mit einem sinusförmigen Signalverlauf entgegengesetzter (oder antipodaler) Polarität gefüllt. Somit ist, wenn das Signal im Burst J sin(x) ist, das Signal im Burst K –sin(x). Die Signalverläufe in den Bursts L und M entsprechen denen der Bursts J und K.
  • Anders als bei der Situation mit Typ I und Typ II ist die Phaseninformation im antipodalen Format bedeutsam. Somit wird das PLL verriegelt, während dieses Burst-Format gelesen wird, um die Phaseninformation nicht zu "korrigieren". Aus dem gleichen Grund ist dieses Format Fehlern unterworfen, die von dem Löschband in dem Burst, der radialen Phaseninkohärenz und akkumuliertem Phasenfehler entstehen. Um dem Plattenlaufwerk zu ermöglichen, die Wirkung derartiger Fehler zu begrenzen, kann ein optionales Resynchronisationsmuster (nicht gezeigt) vor den Bursts selber aufgezeichnet werden, wie es in der oben referenzierten, gleichzeitig anhängigen U.S.-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/320.540, die am 01. Oktober 1994 eingereicht wurde, mit dem Titel: "Synchronous Detection of Concurrent Servo Bursts for Fine Head Position in Disk Drive" beschrieben ist, die nun das U.S.-Patent Nr. 5.576.906 ist.
  • Das vierte Format, das das komprimierte Format genannt wird, ist diagrammartig in 13D dargestellt. Dieses Format ist dem Typ 1 in der Form ähnlich, mit dem Unterschied, dass, anders als bei der Situation mit den anderen Formaten, die Servoinformation im komprimierten Format auf Speichenspuren SPOKE TK0, SPOKE TK1, SPOKE TK2 und SPOKE TK3 geschrieben werden, die nicht den Datenspuren entsprechen, die hier mit DATA TK0, DATA TK1 und DATA TK2 bezeichnet werden. Jeder Burst P, Q und R wird nur einmal geschrieben; somit gibt es kein Löschband in den Bursts, und die Bursts sind nichtsdestotrotz die volle Breite der Servospur. Es sei bemerkt, dass mit diesem Format beim Verfolgen einer ungeraden nummerierten Datenspur, wie beispielsweise der Spur DATA TK1, das Plattenlaufwerk keiner Servospurmitte folgen wird. Tatsächlich wird der Kopf idealerweise genau zwischen zwei Servospuren platziert, und die Zweispur-Periodizität des Burstformats muss verwendet werden, um die Spurnummerzweideutigkeit zwischen den Gray-codierten Nummern aufzulösen, die von den Speichenspuren SPOKE TK1 und SPOKE TK2 empfangen wurden, während die Datenspur DATA TK1 verfolgt wird.
  • Das fünfte Format, das das Frequenzformat genannt wird, ist diagrammartig in 13E dargestellt. Bei diesem Format werden anders als bei den zuvor beschriebenen die Burstsignalverläufe nicht alle bei einer Frequenz aufgezeichnet. Wie bei dem antipodalen Format werden Frequenzformatbursts über die volle radiale Breite der Halbspuren aufgezeichnet. Wie in 13E dargestellt ist, wird die radiale Folge von Bursts S, T, U und V als Sinuskurven mit Winkelfrequenzen w1 und w2 aufgezeichnet, so dass die Form der Folge von Bursts ist: S ist sinw1t; T ist sinw2t; U ist –sinw1t und V ist –sinw2t. Die beiden Frequenzen müssen unterschiedlich sein und sollten ausgewählt werden, um keine schneidenden Oberwellen aufzuweisen.
  • In 14A bis 14B wird der Burst-Detektor 54 unterschiedliche Formen abhängig von dem Format annehmen, in denen die Servobursts aufgezeichnet sind. In 14A ist der Burst-Detektor 541 für synchrone Formate, wie beispielsweise das antipodale Format und das Frequenzformat, nützlich. Ein Multiplizierer 542 multipliziert die EPR-Abtastsignalverläufe mit einer Sinuswelle 1 0 –1 0. Das Ergebnis wird durch einen Addierer 543 in einem Register 544 akkumuliert. Der Ausgang des Detektors von dem Register 544 stellt die vorzeichenbehaftete Amplitude des (im allgemeinen) Verbundsignals dar, das durch zwei radial benachbarte Bursts, wie beispielsweise Burst K und J von 13C, erzeugt wird. Dieser Ausgang wird Idealerweise Null sein, wenn der Lesekopf genau zwischen den beiden Bursts und beispielsweise auf der Spur TK1 ist.
  • In 14B ist der Burst-Detektor 55 für nicht-synchrone Burst-Formate, wie beispielsweise dem Typ I, dem Typ II und den komprimierten Formaten, nützlich. Der Burst-Detektor 55 berechnet einen Phasenamplitudenvektor des Burstsignals durch Multiplizieren der EPR4-Abtastsignalverläufe mit zwei orthogonalen Sinuswellen mit einem Phasenoffset von 90°, wobei die erste Sinuswelle 1 0 –1 0 bei dem Multiplizierer 551, dem Addierer 552 und dem Akkumulationsregister 553 verwendet wird; die zweite orthogonale Sinuswelle 0 –1 0 1 wird bei dem Multiplizierer 554, dem Addierer 555 und dem Akkumulationsregister 556 verwendet. Das Ergebnis dieses Prozesses ist ein Phasenamplitudenvektor, dessen reeller Teil im Register 553 und dessen imaginärer Teil im Register 556 ist. Wenn der Burst gelesen wurde, wird die Energie des Burst als die Quadratwurzel (Schaltung 560), der Summe (Addierer 559), der Quadrate des reellen Teils (Schaltung 557) und des imaginären Teils (Schaltung 558) des Phasenamplitudenvektors berechnet. Diese berechnete Energie schätzt das Ausmaß der Überlappung zwischen dem Burst und dem Lesekopf und wird später verwendet, um die Kopfposition mit Bezug auf das sich wiederholende Zweispur-Burstmuster zu schätzen. (Es sei bemerkt, dass bei dem nicht-synchronen Typ I, Typ II und komprimierten Burstformaten, die betrachtet werden, keine zwei Bursts radial benachbart sind, so dass der Burst-Detektor nur einen Burst aufweisen wird, der auf einmal zu verarbeiten ist.)
  • Zwei alternative Burst-Detektoren für das Frequenz-Format werden nun beschrieben. Die erste Alternative arbeitet als ein Paar von Burst-Detektoren 541, das in 14A dargestellt ist. Der Sinuswelleneingang in dem ersten Detektor des Paars umfasst als Eingang in den Multiplizierer 542 eine Sinuswelle mit einer Winkelfrequenz von w1; der Sinuswelleneingang in den Multiplizierer des zweiten Detektors 542 weist eine Winkelfrequenz von w2 auf. Der Ausgang jedes Detektors ist die vorzeichenbehaftete Amplitude des Burstsignals bei der entsprechenden Winkelfrequenz, und diese vorzeichenbehafteten Amplituden werden verglichen, um die Position des Lesekopfes zu schätzen.
  • Der zweite alternative Burst-Detektor für das Frequenzformat ist im Gegensatz zu der gerade beschriebenen erste Alternative nicht gegen radiale Phaseninkohärenz oder Phasenfehler empfindlich. Die zweite Alternative dupliziert den Betrieb eines Paars der in 14B dargestellten Burst-Detektoren 55. Der Sinuswelleneingang in Multiplizierer 551 und 554 bei dem ersten Detektor des Paars von Detektoren weist eine Winkelfrequenz von w1 auf; die Sinuswelleneingänge für die Multiplizierer des zweiten Detektors 551 und 554 weisen eine Winkelfrequenz von w2 auf. Die Ausgänge der beiden Detektoren, wobei jeder die vorzeichenbehaftete Amplitude des Burstsignals bei der entsprechenden Frequenz schätzt, werden verglichen, um die Position des Lesekopfes zu schätzen.

Claims (36)

  1. Plattenlaufwerk (10) mit: mindestens einer sich drehenden Datenspeicherplatte (16), wobei die Platte eine Hauptoberfläche aufweist, die Aufzeichnungsspuren (71) festlegt, die durch eine Mehrzahl Datenspeichersektoren aufweisen, die durch Servospeichen (68) getrennt sind; wobei mindestens ein Datensektor einer Aufzeichnungsspur, in dem in Übereinstimmung mit einem Code codierte Benutzerdaten aufgezeichnet sind, einen vorbestimmten Abstand und eine vorbestimmte Benutzerdatencoderate aufweist; wobei mindestens eine Servospeiche Servoinformationssymbole aufweist, die in einem breiten Biphasenmuster aufgezeichnet sind; mit einem synchron abtastenden Datenerfassungskanal mit: einem Datenwandlerkopf (26), der durch einen servogesteuerten Aktuator (30) über der Aufzeichnungsspur positioniert wird; einem Vorverstärker (28) zum Empfangen elektrischer Analogsignale, die magnetisch durch den Datenwandlerkopf aus Flussübergängen induziert werden, die in mindestens dem Servoinformationsfeld vorhanden sind; einem Datenerfassungspfadmittel, das verbunden ist, um die digitalen Abtastwerte zu empfangen, und um die Benutzerdaten mit maximaler Wahrscheinlichkeit zu erfassen; einer digitalen Abtastvorrichtung (46) zum synchronen Abtasten der elektrischen Analogsignale, um digitale Abtastwerte zu erzeugen; und eine breite Biphasen-Decodierschaltung mit einem Detektor für das höchstwertige Bit (52), die gekoppelt ist, um digitale Abtastwerte des breiten Biphasen-Codemusters von dem synchronen Abtastdatenerfassungskanal zu empfangen, um das codierte breite Biphasen-Codemuster in wiederhergestellte Servoinformationssymbole zu deodieren.
  2. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 1, bei dem der synchron abtastende Datenerfassungskanal ein Kanalfilterentzerrermittel (40) zum Entzerren der Kanalantwort auf ein vorbestimmtes Target-Spektrum umfasst.
  3. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 1, ferner mit einem Chunk-Synchronizer (56), der mit dem synchronen Abtastdatenerfassungskanal zum Erzeugen und Anlegen eines breiten Biphasen-Synchronisationssignals an den Detektor für das höchstwertige Bit (52) gekoppelt ist.
  4. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 3, bei dem die breite Biphasen-Decodierschaltungsanordnung ein Flip-Bit-Mittel zum Invertieren der Polarität von Servoinformation nach einem fehlgeschlagenen Versuch umfasst, die Servoinformationssymbole wiederherzustellen.
  5. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 1, bei dem die Servoinformationssymbole mehrere Servoinformationsfelder mit Symbole aufweisen, die in breitem Biphasencode codiert sind.
  6. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 5, bei dem das Magnetmuster des breiten Biphasencodes ++–– für einen Binär- Null-Informationswert und ––++ für einen Binär-Eins-Informationswert ist.
  7. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 6, bei dem eines der mehreren Servoinformationsfelder ein Servoadressenmarkiermuster umfasst.
  8. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 7, bei dem das Servoadressenmarkiermuster ein Neun-Symbolwort 000100101 (binär) zum Markieren des Anfangs eines Servoblocks ist.
  9. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 1, bei dem die Servoinformationssymbole ein Spurnummerbinärmuster von vorbestimmter Bitlänge umfassen, wobei das Muster als ein breiter Biphasencode codiert und dann als ein Gray-Code mit einer Coderate von Eins decodiert ist.
  10. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 9, bei dem das Spurnummermuster ein Paritätssymbol umfasst, und ferner mit einem Mittel zum Empfangen und Decodieren des Spurnummerbinärmusters und zum Prüfen des Paritätssymbols.
  11. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 1, bei dem die Servoinformationssymbole zwei Spurnummerbinärmuster von vorbestimmter Bitlänge, eine erste Spurnummer, die eine Adresse der Spur ist, und eine zweite Spurnummer, die eine Adresse einer zweiten Spur benachbart der Spur ist, umfassen.
  12. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 11, bei dem die zweite Spurnummer mit einem Versatz von einer halben Spur, der sich in die zweite Spur erstreckt, aufgezeichnet wird.
  13. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 11, bei dem die Servoinformationssymbole ferner Fehlerkorrekturcodewerte umfassen, die mit Bezug auf die ersten und zweiten Spurnummern berechnet wurden, und ferner mit einer Fehlerkorrekturcodedecodier- und Korrekturschaltungsanordnung (62, 60), die mit dem synchronen Abtastdatenerfassungskanal zum Decodieren, Prüfen und Korrigieren der decodierten Werte der ersten und zweiten Spurnummern gekoppelt ist.
  14. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 1, bei dem die mindestens eine Servospeiche (68), mindestens ein Präambelfeld und mindestens ein Servoinformationsfeld aufweist, die in einem breiten Biphasenmuster mit einer Servocodierrate codiert sind, die ein Viertel der Benutzerdatencodierrate ist, und der synchron abtastende Datenerfassungskanal ferner aufweist: ein Partial-Response-Filter (48) zum Filtern der digitalen Abtastwerte in ein Partial-Response-Target-Spektrum der Klasse IV, um PR4-Abtastwerte zu erzeugen; und ein 1+D-Filter (50), wobei D ein Einheitsverzögerungsapparat ist, der verbunden ist, um die PR4-Abtastwerte in EPR4-Target-Werte zu filtern; und wobei die breite Biphasen-Decodierschaltungsanordnung ferner umfasst: einen Chunk-Synchronizer (56), der verbunden ist, um die EPR4-Target-Abtastwerte zu empfangen und der auf das Präambelfeld zum Wählen einer der vier Zellen als eine Bezugszelle antwortet, und zum Anlegen der Referenzzelle als ein breites Biphasenrahmensignal an den Detektor für das höchstwertige Bit (52) zum Umrahmen des breiten codierten Biphasen-Servoinformationsfelds; wobei ein höchstwertiger Bitdetektor verbunden ist, um die EPR4-Target-Abtastwerte zu empfangen, und wobei er die höchstwertigen Bits als decodierte breite Biphasenbinärwerte erfasst und ausgibt.
  15. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 14, bei dem der höchstwertige Bitdetektor (52) eine Schaltungsanordnung umfasst, die von einem Steuersignal zum Invertieren der Polarität von decodierten breiten Biphasenmusterdaten abhängt.
  16. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 14, bei dem die breite Biphasen-Decodierschaltungsanordnung ferner eine Fehlergeneratorschaltung (58) umfasst, die mit dem Detektor für das höchstwertige Bit (52), mit dem Chunk-Synchronizer (56) und zum Empfang der EPR4-Target-Abtastwerte verbunden ist, um die EPR4-Target-Abtastwerte mit den höchstwertigen Bits zu vergleichen, um Fehlersignale zu erzeugen.
  17. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 16, bei dem der synchron abtastende Datenerfassungskanal ferner eine Zeitsteuerschleife (53) zum Steuern des Timings der digitalen Abtasteinrichtung (46) umfasst, und wobei die Fehlersignale zu der Zeitsteuerschleife zurückgespeist werden, um Timing-Fehler zu korrigieren.
  18. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 16, bei dem der synchron abtastende Datenerfassungskanal ferner einen Verstärker mit variablen Verstärkungsfaktor (38) und eine Verstärkungsfaktor-Steuerschleife (54) zum Steuern eines Verstärkungsfaktors des Verstärkers mit variablen Verstärkungsfaktor umfasst, und wobei die Fehlersignale zu der Verstärkungsfaktor-Steuerschleife zurückgespeist werden, um Verstärkungsfaktor-Fehler zu korrigieren.
  19. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 16, bei dem der synchron abtastende Datenerfassungskanal ferner eine Gleichstromversatzeinstellschaltung und eine Gleichstromversatzsteuerschleife zum Steuern der Gleichstromversatzeinstellschaltung umfasst, und wobei die Fehlersignale zu der Gleichstromversatzsteuerschleife zurückgespeist werden.
  20. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 16, bei dem das 1+D-Filter (50) ungerade und gerade Abtasttrennschaltungen (501 bis 506) zum Trennen der Abtastwerte in ungerade EPR4-Abtastwerte und gerade EPR4-Abtastwerte umfasst.
  21. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 20, bei dem der Chunk-Synchronizer (56) umfasst: ein Multipliziermittel (562, 563) zum Multiplizieren der ankommenden ungeraden EPR4-Abtastwerte mit einem ungeraden orthogonalen Signal, um ein ungerades Produkt zu erzeugen, und zum Multiplizieren der ankommenden geraden EPR4-Abtastwerte mit einem geraden Orthogonalsignal, um ein gerades Produkt zu erzeugen; ein Akkumulationsmittel (564 bis 567) zum Akkumulieren des ungeraden Produkts über eine vorbestimmte Zellenfensterlänge, um eine ungerade Akkumulation acc_o zu erzeugen, und zum Akkumulieren des geraden Produkts über die vorbestimmte Zellenfensterlänge, um eine gerade Akkumulation acc_e zu erzeugen; und ein Schätzmittel (568, 569) zum Schätzen von breiten Bezugs-Biphasen des Präambelfeldes in Übereinstimmung mit: pos[1] = |acc_e| > |acc_o|;wenn(|acc_e| > |acc_o|)dann pos[0] = sign(acc_e)sonst pos[0] = sign(acc_e)wobei pos[1] die Position eines –Magneten und pos[0] die Position eines +Magneten in dem Präambelfeld schätzt, und zum Ausgeben eines Auswahlsignals pos[1:0] zu dem Detektor für das höchstwertige Bit, um ein Phasenzentrum der breiten codierten Biphasen-Information in dem Servoinformationsfeld zu markieren.
  22. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 21, bei dem der höchstwertige Bitdetektor (52) umfasst: ein erstes Registermittel (526), das mit einer halben Taktrate zum Empfangen der ungeraden EPR4-Abtastwerte und zum Zwischenspeichern des zweiten ungeraden EPR4-Abtastwert getaktet ist; ein zweites Registermittel (527), das mit der halben Taktrate zum Empfangen der geraden EPR4-Abtastwerte und zum Zwischenspeichern jedes zweiten geraden EPR4-Abtastwerts getaktet ist; ein erstes Multiplexermittel (521) zum Empfangen nicht zwischengespeicherter und zwischengespeicherter ungerader und gerader EPA-Abtastwerte, wobei das erste Multiplexermittel durch das Auswahlsignal pos[1:0] zum Auswählen eines empfangenen Werts als ein decodiertes Binärsymbol von dem Servoinformationsfeld gesteuert wird, und ein drittes Registermittel (528), das mit einer Vierteltaktrate zum Halten und Ausgeben des decodierten Binärsymbols mit einer breiten decodierten Biphasen-Datenrate getaktet ist.
  23. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 22, bei dem die Fehlergeneratorschaltung (58) umfasst: einen Generator, der auf decodierte Binärsymbole anspricht, die von dem dritten Registermittel (528) geliefert werden, zum Erzeugen von idealen EPR4-Signalverläufen; ein zweites Multiplexermittel (590), das von dem Auswahlsignal pos[1:0] zum Empfangen und rechtzeitigen Paaren tatsächlicher ungerader EPR4-Abtastwerte und gerade EPR4-Abtastwerte von dem 1+D-Filter mit den idealen EPR4-Signalverläufen, und eine Subtrahiererschaltung (591), um gepaarte tatsächliche und ideale EPR4-Werte zu unterscheiden, um die Fehlersignale zu erzeugen.
  24. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 23, bei dem die Fehlergeneratorschaltung (58) ferner dritte (596) und vierte ((598) Multiplexermittel zum Trennen der Fehlersignale in ungerade Fehlersignale err_0 und gerade Fehlersignale err_e und vierte und fünfte Registermittel, die mit einer Vierteltaktrate zum Puffern und Ausgeben der ungeraden Fehlersignale err_0 und geraden Fehlersignale err_e mit der breiten decodierten Biphasen-Datenrate getaktet sind, umfasst.
  25. Breiter Biphasen-Detektor in einem synchronen Abtastdatenerfassungskanal, wobei der Detektor zum Erfassen breiter codierter Biphasen-Servosymbole von den in Datensektoren einer Datenspur eines Magnetspeichermediums eingebetteten Servosektoren vorgesehen ist, denen der Kanal zugeordnet ist, und mit: einem Chunk-Synchronizermittel (56), das verbunden ist, um Multibit-Digitalabtastwerte von dem Datenerfassungskanal zum Erzeugen eines Rahmensteuersignals zum Framing der digitalen Abtastwerte in breite Biphasen-Servosymbole verbunden ist, und einem Detektormittel (52) für das höchstwertige Bit, das auf eine höchstwertige Bitposition der Multibit-Digitalabtastwerte und auf das Rahmensteuersignal zum Decodieren der breiten Biphasen-Servosymbole in Servoinformation anspricht.
  26. Breiter Biphasen-Detektor gemäß Anspruch 25, bei dem das Detektormittel für das höchstwertige Bitmittel (52) ein Mittel (521) zum 2s-Komplementieren des Multibit-Digitalabtastwerts und zum Analysieren der höchstwertigen Bitposition umfasst, so dass eine Null gleich einem Servosymbolwert von 1 und eine Eins gleich einem Servosymbolwert von Null ist.
  27. Breiter Biphasen-Detektor gemäß Anspruch 25, ferner mit einem Flip-Bit-Mittel, das mit dem Chunk-Synchronizermittel (56) und mit dem Detektormittel für das höchstwertige Bit (52) zum Umkehren der Polarität der ankommenden Multibit-Digitalabtastwerte verbunden ist.
  28. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 1, bei dem die breite Biphasen-Decodierschaltungsanordnung ferner einen synchronen Servomusterdetektor (55) umfasst, wobei der Detektor zum synchronen Erfassen feiner Kopfpositions-Versatzwerte vorgesehen ist, die von einem in den Datenspeichersektoren einer Datenspur (71) eingebetteten Servospur durch den Datenwandlerkopf (26) erfasst wurden, wobei der Servosektor ein antipodales und/oder Frequenzmodulationsservoburstmuster umfasst, wobei der Detektor umfasst: einen Multiplizierer (551) zum Multiplizieren synchroner Abtastwerte des Servoburstmusters mit einer vorbestimmten periodischen Winkelfunktion, um ein Produkt zu erzeugen, einen Addierer (552) zum Akkumulieren des Produkts, und ein Register (553) zum Halten des akkumulierten Produkts.
  29. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 1, bei dem die breite Biphasen-Decodierschaltungsanordnung ferner eine synchrone Servomustererfassungsarchitektur umfasst, wobei die Architektur zum synchronen Erfassen von feinen Kopfpositionsversatzwerten vorgesehen ist, die von einem Servosektor gelesen werden, der in den Datenspeichersektoren einer Aufzeichnungsspur durch den Datenwandlerkopf (26) eingebettet ist, wobei der Servosektor das antipodale und/oder Frequenz-Modulationsservoburstmuster mit einer ersten Frequenz ω1 und einer zweiten Frequenz ω2 umfasst, wobei die Architektur erste (541A) und zweite (541B) Servomusterdetektoren umfasst, wobei der erste Detektor zum Umfassen und Decodieren von Servoburstkomponenten bei der ersten Frequenz ω1 ist; und der zweite Detektor zum Empfangen und Decodieren von Servoburstkomponenten bei der zweiten Frequenz ω2 ist; wobei die ersten und zweiten Detektoren jeweils umfassen: einen Multiplizierer (551, 554) zum Multiplizieren von synchronen Abtastwerten des Servoburstmusters mit einer vorbestimmten periodischen Winkelfunktion, um ein Produkt zu erzeugen; einen Addierer (552, 555) zum Akkumulieren des Produkts; und ein Register (553, 556) zum Halten des akkumulierten Produkts als eine Ausgabe; und ferner mit einem Vergleichsmittel (545) zum Vergleichen von Ausgaben der ersten und zweiten Detektoren, um die feinen Kopfpositionsversatzwerte zu bestimmen.
  30. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 1, bei dem die breite Biphasen-Decodierschaltungsanordnung ferner einen synchronen Servomusterdetektor (55) umfasst, wobei Detektor zum synchronen Erfassen von feinen Kopfpositionsversatzwerten vorgesehen ist, die von einem Servosektor, der in den Datenspeichersektoren einer Aufzeichnungsspur eingebettet ist, die durch den Datenwandlerkopf (26) gelesen werden, wobei der Servosektor ein antipodales und/oder Frequenz-Modulationsserverburstmuster umfasst, wobei der Detektor gegen radialen Phasenfehler unempfindlich ist und umfasst: einen ersten Detektorabschnitt (541A) mit: einem ersten Multiplizierer (551) zum Multiplizieren von synchronen Abtastwerten des Servoburstmusters mit einer ersten vorbestimmten periodischen Winkelfunktion, um ein erstes Produkt zu erzeugen; einem ersten Addierer (552) zum Akkumulieren des ersten Produkts; einem ersten Register (553) zum Halten des akkumulierten ersten Produkts; und einer ersten Quadrierschaltung (557) zum periodischen Quadrieren des akkumulierten ersten Produkts; einen zweiten Detektorabschnitt (551B) mit: einem zweiten Multiplizierer (554) zum Multiplizieren von synchronen Abtastwerten des Servoburstmusters mit einer zweiten vorbestimmten periodischen Winkelfunktion, um ein zweites Produkt zu erzeugen; einem zweiten Addierer (555) zum Akkumulieren des zweiten Produkts; einem zweiten Register (556) zum Halten des akkumulierten zweiten Produkts; und einer zweiten Quadrierschaltung (558) zum periodischen Quadrieren des akkumulierten zweiten Produktes; einer Addiererschaltung (559) zum Kombinieren des quadrierten akkumulierten ersten Produkts und des quadrierten akkumulierten zweiten Produkts, um eine Positionsfehlersumme zu erzeugen; und einer Quadratwurzelschaltung (560) zum Erhalten einer Quadratwurzel der Positionsfehlersumme.
  31. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 1, bei dem die breite Biphasen-Decodierschaltungsanordnung ferner eine synchrone Servomusterdetektorarchitektur umfasst, wobei die Architektur zum synchronen Erfassen der feinen Kopfpositionsversatzwerte vorgesehen ist, die von einem Servosektor, der in den Datenspeichersektoren einer Aufzeichnungsspur eingebettet ist, die durch den Datenwandlerkopf (26) gelesen werden, wobei der Servosektor ein antipodales und/oder Frequenz-Modulationsserverburstmuster mit einer ersten Frequenz ω1 und einer zweiten Frequenz ω2 umfasst, wobei die Architektur erste (541A) und zweite (541B) Servomusterdetektoren umfasst, wobei die ersten und zweiten Servomusterdetektoren gegen radialen Phasenfehler unempfindlich sind, wobei der erste Servomusterdetektor zum Empfang der ersten Frequenz ω1 ist und umfasst: einen ersten Detektorabschnitt mit: einem ersten Multiplizierer (541) zum Multiplizieren synchroner Abtastwerte der Servoburstmusters mit einer ersten vorbestimmten periodischen Winkelfunktion, um ein erstes Produkt zu erzeugen; einem ersten Addierer (552) zum Akkumulieren des ersten Produkts; einem ersten Register (553) zum Halten des ersten akkumulierten ersten Produkts; und einer erste Quadrierschaltung (557) zum periodischen Quadrieren des ersten akkumulierten Produkts; einen zweiten Detektorabschnitt mit: einem zweiten Multiplizierer (554) zum Multiplizieren synchroner Abtastwerte des Servoburstmusters mit einer zweiten vorbestimmten periodischen Winkelfunktion, um ein zweites Produkt zu erzeugen; einem zweiten Addierer (555) zum Akkumulieren des zweiten Produkts; einem zweiten Register (556) zum Halten des akkumulierten zweiten Produkts; und einer zweiten Quadrierschaltung (558) zum periodischen Quadrieren des akkumulierten zweiten Produkts; einer Addiererschaltung (559) zum Kombinieren des quadrierten akkumulierten ersten Produkts und des quadrierten akkumulierten zweiten Produkts, um eine Positionsfehlersumme zu erzeugen; und einer Quadratwurzelschaltung (560) zum Erhalten und Ausgeben einer Quadratwurzel der Positionsfehlersumme für die ω1-Frequenz; den zweiten Servomusterdetektor zum Empfangen der zweiten Frequenz ω2 und mit: einem ersten Detektorabschnitt mit: einem ersten Multiplizierer zum Multiplizieren synchroner Abtastwerte des Servoburstmusters mit einer vorbestimmten periodischen Winkelfunktion, um ein erstes Produkt zu erzeugen; einem ersten Addierer zum Akkumulieren des ersten Produkts; einem ersten Register zum Halten des akkumulierten ersten Produkts; und einer ersten Quadrierschaltung zum periodischen Quadrieren des akkumulierten ersten Produkts; einem zweiten Detektorabschnitt mit: einem zweiten Multiplizierer zum Multiplizieren synchroner Abtastwerte des Servoburstmusters mit einer zweiten vorbestimmten periodischen Winkelfunktion, um ein zweites Produkt zu erzeugen; einem zweiten Addierer zum Akkumulieren des zweiten Produkts; einem zweiten Register zum Halten des akkumulierten zweiten Produkts; und eine zweite Quadrierschaltung zum periodischen Quadrieren des akkumulierten zweiten Produkts; eine Addiererschaltung zum Kombinieren des quadrierten akkumulierten ersten Produkts und des quadrierten akkumulierten zweiten Produkts, um eine Positionsfehlersumme zu erzeugen; und eine Quadratwurzelschaltung zum Erhalten und Ausgeben einer Quadratwurzel der Positionsfehlersumme für die ω2-Frequenz; und ein Vergleichsmittel (545) zum Vergleichen der Quadratwurzel der Frequenzen ω1 und ω2, um die feinen Kopfpositionsversatzwerte zu erzeugen.
  32. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 1, bei dem eine Datenspeicherplatte (16) ein Muster von radial beabstandeten Spuren und eine Mehrzahl von umfangsmäßig beabstandeten Winkelservosektoren aufweist, die in Datensektoren liegen und voraufgezeichnete Servokopfpositionsinformation zum Identifizieren von Spuren- und Sektorpositionen aufweisen, wobei jeder Servosektor mindestens ein Identifikationsfeld mit Servoinformationssymbolen aufweist, die in Übereinstimmung mit einem breiten Biphasencode codiert sind, und wobei jeder Datensektor mit Datensymbolen in Übereinstimmung mit einem maximalen Abstandscode aufgezeichnet ist, so dass die Servoinformationssymbole und die Datensymbole von dem Datenwandlerkopf (26) gelesen werden können, der relativ zu der Platte schwebt, und bei Durchlaufen durch den synchronen Abtastdatenerfassungskanal des Plattenlaufwerks erfasst werden.
  33. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 32, bei dem der Kanal einen Partial-Response-Abtastdatenerfassungskanal mit maximaler Wahrscheinlichkeit umfasst.
  34. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 33, bei dem der Kanal ein Entzerrermittel (40) zum Entzerren der Kanalantwort auf ein Partial-Response-Target der Klasse IV (PR4) umfasst.
  35. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 33, bei dem der Kanal ein Entzerrermittel (40) zum Entzerren der Kanalantwort auf ein erweitertes Partial-Response-Target (EPR4) der Klasse IV umfasst.
  36. Plattenlaufwerk (10) gemäß Anspruch 32, bei dem Magnetmuster, die den breiten Biphasencode umfassen, ++–– für einen Binär-Null-Informationswert und ––++ für einen Binär-Eins-Informationswert sind, und wobei der synchrone Abtastdatenerfassungskanal die Magnetmuster synchron abtastet und der Detektor für das höchstwertige Bit (52) die Abtastwerte in Binär-Null-Information und Binär-Eins-Information umwandelt.
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