PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3883259T2 09.12.1993
EP-Veröffentlichungsnummer 0276744
Titel Synchrones Umdrehungsregelungssystem für eine magnetische Speicherplatte.
Anmelder Fujitsu Ltd., Kawasaki, Kanagawa, JP
Erfinder Hatagami, Toshifumi FUJITSU LIMITED Pat. Dept, Nakahara-ku Kawasaki-shi Kanagawa 211, JP;
Iwatsubo, Masahito FUJITSU LIMITED Pat. Dept., Nakahara-ku Kawasaki-shi Kanagawa 211, JP;
Shinohara, Tooru FUJITSU LIMITED Pat. Dept., Nakahara-ku Kawasaki-shi Kanagawa 211, JP
Vertreter Seeger, W., Dipl.-Phys.; Seeger, A., Dipl.-Phys., Pat.-Anwälte, 81369 München
DE-Aktenzeichen 3883259
Vertragsstaaten DE, FR, GB, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 20.01.1988
EP-Aktenzeichen 881007801
EP-Offenlegungsdatum 03.08.1988
EP date of grant 18.08.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.12.1993
IPC-Hauptklasse G11B 19/28
IPC-Nebenklasse G11B 27/30   G11B 5/55   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Magnetaufzeichnungsplattenvorrichtung, besonders auf eine Steuerung für eine synchrone Rotation der Platten der Vorrichtung.

Wie in Fig. 1 gezeigt, rotieren in einem vorher vorgeschlagenen Magnetaufzeichnungsplattensystem eine Vielzahl von Aufzeichnungsplatten 1 (und 1a) alle zusammen auf einer einzelnen Spindel 2a, die durch einen Spindelmotor 2 angetrieben wird, und Magnetköpfe 3 und 3a zum Lesen/Schreiben von Daten auf Oberflächen der Platten bewegen sich alle zusammen auf einem Kopfbetätiger 4, der durch einen Servocontroller 5 angetrieben wird, um einen speziellen Zylinder quer über die Zylinder der Vorrichtung zu suchen und um bei einem besonderen Zylinder stationiert zu bleiben.

Um einen speziellen Zylinder zu suchen und um eine Rotation der Platten zu detektieren, ist eine Servooberfläche 1a als eine der Oberflächen der Platte 1 vorgesehen, und ein Magnetkopf 3a ist für die Servooberfläche 1a als einer der oben beschriebenen Köpfe vorgesehen. Dieser Servokopf 3a liest Servoinformationen SVS aus, die Indexmarken und Schutzbandmuster enthalten, die auf Servospuren auf der Servooberfläche 1a magnetisch geschrieben sind. Eine Indexmarke wird durch einen Servospurschreiber, der in der Figur nicht gezeigt ist, zwischen einen ersten Sektor und einen letzten Sektor von jedem Zylinder geschrieben, d. h., die Indexmarke wird pro Einzelrotation der Platten einmal gelesen. Aus den Servoinformationen SVS wird eine Indexmarke durch einen Indeximpulsgenerator 50 detektiert, wobei solche Detektionen Einzelrotationen der Platten signalisieren, und wird zur Servosteuerung einer Rotation der Platten verwendet, wobei sie über eine Motorsteuerschaltung 6 zu dem Spindelmotor 2 zurückgeführt wird, durch den die Platten rotiert werden. Eine Indexmarke nutzt typischerweise sequentielle Bitpositionen. Das magnetisierte Muster, das aus einzelnen Bits der Servoinformationen SVS besteht, d. h. aus einem Servo-Byte, ist typischerweise wie in Fig. 2(a) gezeigt, wobei W1 bzw. W2 zwei benachbarte Zylinder und N und S Magnetisierungen bezeichnen. Im allgemeinen werden Bits Si&sub1; bis Si&sub2; Indexbits genannt, und Bit Ss wird als Synchronisierungsbit bezeichnet. Bits von Si&sub1; bis Si&sub2; bilden ein einzelnes Servo-Byte. Ein Synchronisierungsbit Ss ist in jedes Servo-Byte geschrieben und wird als Bezugstakt zum Erzeugen eines Vorrichtungstaktes verwendet. Indexbits Si&sub1; und Si&sub2; werden verwendet, um eine Indexmarke oder ein Schutzband zu kodieren.

Der Servokopf 3a bewegt sich längs der Grenzlinie zwischen, und auf der Hälfte von jedem von, benachbarten Zylindern W1 und W2, wie durch unterbrochene Linien und Bezugszeichen R gezeigt, während sich andere Köpfe, zum Lesen/Schreiben von gespeicherten Daten, längs einer einzelnen Spur bewegen, die einem Zylinder entspricht, z. B. W1 oder W2.

Eine Wellenform des Detektionssignals, die durch den Servokopf 3a bereitgestellt wird, ist in Fig. 2(b) dargestellt.

Ein Vergleich zwischen detektierten Signalen "Su", die von der Bitposition "u" des Zylinders W1 erzeugt wurden, und dem detektierten Signal "Sw", das von der Bitposition "w" des Zylinders W2 erzeugt wurde, zeigt die Stelle des Servokopfes 3a bezüglich der zwei benachbarten Zylinder W1 und W2. Mit anderen Worten, dieser Vergleich zeigt, wie korrekt der Kopf die speziellen betreffenden Zylinder verfolgt.

Eine Bitposition, an die beide der benachbarten Servozylinder geschrieben sind, wie Bitposition "v", erzeugt ein Signal "Sv" (von Fig. 2(b)), das eine relativ große Amplitude hat. Wie oben erwähnt, besteht eine Indexmarke, die Rotationen der Platten anzeigt, aus solchen Signalen oder Impulsen. Deshalb werden, falls die Magnetmuster der geschriebenen Bits auf zwei benachbarten Zylindern zueinander unzusammenhängend sind, wie in Fig. 3(a) gezeigt, Spitzenwerte der detektierten Signale davon verzerrt, wie in Fig. 3(b) dargestellt. Solch eine Verzerrung von Spitzenwerten reduziert die Genauigkeit einer Zeitlagendetektion der Indexmarke, d. h., der Plattenrotation, und die Spurgenauigkeit.

In jüngster Zeit sind Vielzahlen von Magnetaufzeichnungsplattenvorrichtungen in Computersystemen parallel eingesetzt worden. In solchen Fällen muß die Rotation der Platten in verschiedenen Plattenvorrichtungen miteinander synchronisiert sein, d. h., mit einem externen Synchronisierungsimpuls verriegelt sein, wie in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. Sho 59-218671 durch T. Negoro beschrieben wurde. So sind Indexmarken erforderlich, um ein ausgelöstes (tatsächliches) Zeitlagensignal der Plattenrotation zu erzeugen.

In Magnetaufzeichnungsplattensystemen von kompakter oder mittlerer Größe werden im allgemeinen Rotationsarme zum Betätigen von Köpfen verwendet, um sie über Zylinder zu bewegen. In solchen Fällen kann die Ausrichtung eines einem geschriebenen Bit entsprechendem magnetisierten Musters, die zu dem Kernspalt des Kopfes parallel ist (und in Fig. 2(a) und 3(a) durch Linien gezeigt ist, die auf gegenüberliegenden Seiten davon die Zeichen N und S aufweisen), zu der Bewegung des Zylinders nicht immer orthogonal sein. Deshalb hat ein Lese-/Schreibkopf auf einem rotierenden Betätiger im allgemeinen einen Azimutwinkel (welcher ein Winkel zwischen dem Kernspalt des Kopfes und der radialen Linie einer Platte ist, auf der der Kopf zur Zeit liegt) und einen Versetzungswinkel (welcher ein Winkel einer Abweichung des Kernspaltes des Kopfes von der Tangentiallinie der Rotationsbewegung des Kopfes ist). Bezüglich des Azimut- und Versetzungswinkels wird eine Wahl getroffen, so daß der Azimut auf dem innersten Zylinder null ist, wo der Lesesignalpegel der kleinste ist. Wellenformen werden verzerrt, wie oben beschrieben. Der Azimut variiert in Abhängigkeit von dem Zylinder, auf dem sich ein Kopf befindet.

Eine Platte (eine Plattenvorrichtung) ist mit einem mechanischen Index versehen, der zum Beispiel eine einzelne optische Marke ist, die durch einen optischen Detektor detektiert wird. Falls ein Versuch unternommen wird, Indexmarken im wesentlichen synchron mit, oder mit einer konstanten Phasendifferenz von, der Bezugswinkelposition, d. h. dem mechanischen Index, zu schreiben, der in Fig. 4 durch MIX bezeichnet ist, werden die magnetisierten Marken auf jedem Zylinder mit jenen auf benachbarten Zylindern unzusammenhängend, wie durch IS1 bis ISn in Fig. 4 und auch im vergrößerten Maßstab in Fig. 3(a) gezeigt.

Die Stellen der Indexmarken auf den Zylindern können verschoben werden, so daß die magnetisierten Marken auf benachbarten Zylindern miteinander zusammenhängend sind, wie durch IS2' bis ISn' in Fig. 4 gezeigt (siehe ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. Sho 59-48872, M. Sasaki).

Obwohl zwischen magnetisierten Marken kein Nichtzusammenhang besteht und demzufolge bei einem Detektionssignal keine Verzerrung erzeugt wird, ergibt sich auf diese Weise das Problem, daß Indexsignale I&sub2; bis In die auf der Basis der geschriebenen Indexmarken IS2' bis ISn' detektiert wurden, entsprechende unterschiedliche Verzögerungen von der Zeitlage des mechanischen Index erleiden, wie in Fig. 5 gezeigt, in welcher Figur Impulse, die durch unterbrochene Linien gekennzeichnet sind, die Zeitlagen zeigen, zu denen Indexsignale ohne Effekte von Verzögerungen lokalisiert werden sollten.

Für eine synchrone Steuerung einer Vielzahl von Plattenvorrichtungen wird eine Servosteuerung ausgeführt, so daß Phasendifferenzen zwischen einem externen Rotationssynchronisierungsimpuls RSP und jedem der Indeximpulse I&sub1; bis In null werden.

Die oben beschriebenen nichtkonstanten und unterschiedlichen Verzögerungen von Indeximpulsen, die von dem gelesenen Zylinder abhängen, können zu großen Phasenveränderungen in einer Servosteuerungsschaltung führen, wenn ein Kopf über Zylinder springt, um einen neuen Zylinder zu suchen. Der Betrag einer Phasendifferenz zwischen Zylindern, zum Beispiel in einer Plattenvorrichtung mit einem Durchmesser von 10,5 Zoll und mit 1024 Zylindern, ist wie folgt. Die Phasendifferenz zwischen den Indexmarken auf benachbarten Zylindern beträgt etwa 40 ns. Wenn sich der Kopf beim Suchen von dem innersten (oder äußersten) Zylinder zu dem äußersten (oder innersten) Zylinder bewegt, akkumuliert er deshalb eine Phasendifferenz von etwa 40 us. Obwohl dieser Betrag beim Suchen zwischen weniger weit getrenntliegenden Zylindern reduziert ist, beträgt er etwa 0,24 % der Rotationszykluszeit der Plattenvorrichtung, die eine Rotationsgeschwindigkeit von 3600 Umdrehungen pro Minute hat. Dies ist mehr als genug, um einen Fehler zu verursachen, wenn der Zylinder innerhalb einer spezifizierten Periode, wie einer einzelnen Sektorperiode, gehalten werden soll, da die Ansprechcharakteristika der Servoschleife des Motorsteuerungssystems während des Zylindersuchens ein Überschwingen erzeugen können. Dies kann nicht nur das Problem verursachen, daß der Synchronisierungsservomechanismus so sehr gestört werden kann, daß der Servomechanismus die Steuerung verliert, sondern auch das Problem, daß ein synchrones paralleles Auslesen aus einer Vielzahl von Plattenvorrichtungen nicht ohne unangemessene Verzögerung bewirkt werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Magnetplattenvorrichtung vorgesehen, die enthält:

Mittel zum Bewegen eines Magnetlese-/-schreibkopfes quer über spiralig oder koaxial vorgesehene Aufzeichnungszylinder der Platten der Vorrichtung;

eine Indexmarke, die bezüglich jedes Zylinders magnetisch geschrieben wurde, wobei die Indexmarken so positioniert sind, um zwischen benachbarten Zylindern zusammenhängend zu sein und hinsichtlich des Radius einer Bezugswinkelposition zur Plattenrotation verschiedene Winkelpositionen zu umfassen; und

einen Servosteuerungsmechanismus zum Synchronisieren der Rotation der Platten mit einem gegebenen Synchronisierungsimpuls durch Auslesen der Indexmarken;

gekennzeichnet durch

Verzögerungsmittel zum Verzögern von Indexsignalen, die von Indexmarken ausgelesen wurden, so daß die Differenz zwischen der Phase der verzögerten Indexsignale und einer Bezugsphase, die dem Radius der Bezugswinkelposition zur Plattenrotation entspricht, im wesentlichen konstant ist, ungeachtet der Zylinder, bezüglich derer die ausgelesenen Indexsignale vorgesehen sind.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Magnetplattenvorrichtung unter Verwendung eines Rotationsarmes zum Betätigen von Lese-/Schreibköpfen vorsehen, um sie quer über ihre spiralig oder koaxial vorgehenen Lesezylinder zu bewegen, in die Indexmarken zum Signalisieren der Plattenrotation für die Zylinder längs einer Linie magnetisch geschrieben sind, die von einer radialen Linie der Platten der Vorrichtung abweicht, so daß die magnetisierten Muster der Indexmarken auf benachbarten Zylindern miteinander zusammenhängend sind.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein synchrones Rotationssteuerungssystem für Magnetaufzeichnungsplattenvorrichtung vorsehen, bei dem eine synchrone Rotationssteuerung genau und schnell und im wesentlichen frei von, oder unter dem abgeschwächten Einfluß von, Phasenänderungseffekten in bezug auf Rotationssignale ausgeführt werden kann, wenn Lese-/Schreibköpfe, die auf Rotationsarmen installiert sind, quer über Zylinder springen, um einen speziellen Zylinder zu suchen.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann einen schnellen Zugriff eines Speicherdatensystems vorsehen, das eine Vielzahl von synchronisierten Plattenvorrichtungen hat.

Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Indexmarken zum Signalisieren von einzelnen Plattenrotationen im voraus magnetisch an eine spezielle Position für jeden Zylinder geschrieben, so daß diese Magnetmarken auf zwei benachbarten Zylindern miteinander zusammenhängend sind.

Demzufolge wird jede der Indexmarken mit einer Verzögerung von einer Bezugswinkelposition der Platten lokalisiert, welche Verzögerung von dem Zylinder abhängt, auf dem sich die Köpfe und die Indexmarke befinden. Eine Verzögerungsschaltung verzögert ein Auslesesignal, das von einer Indexmarke erzeugt wurde, in einem Maße gemäß dem Zylinder, auf dem sich die Köpfe (und die Indexmarke) befinden, so daß die Indexmarkensignale verzögerungskompensiert sind, um mit einer im wesentlichen konstanten verzögerten Phase in bezug auf eine Bezugswinkelposition erzeugt zu werden.

Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Verzögerungsschaltung aus einem digitalen Zähler bestehen, der eine vorbestimmte Anzahl von Taktimpulsen zählt. Die zu zählende Anzahl ist gemäß dem Zylinder festgelegt, auf dem sich die Köpfe befinden. Wenn eine Zylinderadreßzahl zum Einstellen der in dem Zähler zu zählenden Anzahl verwendet wird, können die Adreßzahlen des betreffenden Zylinders so gewählt werden, daß sie einfach von Zylinder zu Zylinder zunehmen oder abnehmen, von dem innersten Zylinder zu dem äußersten, oder umgekehrt.

Als Beispiel wird Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen, in denen:-

Fig. 1 eine Konfiguration zur synchronen Rotationssteuerung von Magnetaufzeichnungsplatten schematisch zeigt;

Fig. 2(a) magnetisierte Muster schematisch darstellt, die ein einzelnes Servo-Byte mit Indexmarken bilden, die quer über zwei benachbarte Zylinder zusammenhängend sind;

Fig. 2(b) eine Signalwellenform darstellt, die durch einen Servokopf bereitgestellt wird, der das einzelne Servo-Byte von Fig. 2(a) detektiert;

Fig. 3(a) nichtzusammenhängende magnetisierte Indexmarkenmuster quer über benachbarte Zylinder schematisch darstellt;

Fig. 3(b) eine Signalwellenform darstellt, die durch einen Servokopf beim Detektieren der Indexmarken von Fig. 3(a) bereitgestellt wurde;

Fig. 4 Indexmarken schematisch darstellt, die quer über benachbarte Zylinder zusammenhängend sind;

Fig. 5 Indeximpulse schematisch darstellt, die von den Indexmarken von Fig. 4 detektiert wurden;

Fig. 6 eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;

Fig. 7 verzögerte Indeximpulse schematisch darstellt, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt wurden;

Fig. 8 eine Konfiguration einer Vorrichtung detaillierter darstellt, die die vorliegende Erfindung verkörpert und wie sie in Fig. 6 gezeigt ist;

Fig. 9 eine Verzögerungsschaltung detaillierter darstellt, die bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 10 Zeitlagendiagramme zeigt, die Signale darstellen, die bei Betrieb der Schaltungsanordnung von Fig. 8 und 9 entstehen; und

Fig. 11 eine grafische Darstellung ist, die Phasenbeziehungen von Indexmarken und verzögerten Indexmarken zu Zylinderadreßzahlen darstellt.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 6 und 7 im Überblick beschrieben.

Magnetaufzeichnungsplatten 1, 1a und Köpfe 3, 3a sind wie in Fig. 1 (außer daß die Köpfe zum Lesen beider Oberflächen jeder Platte vorgesehen sind). Ein Lese-/Schreibkopf 3 oder 3a befindet sich auf einem offenen Ende eines Rotationsarmes 4a, der um eine Achse rotiert, die in Fig. 6 nicht gezeigt ist, die aber parallel zu der Achse von Spindel 2a der Platten ist, und durch einen Kopfbetätiger 4 angetrieben wird. Die Spindel wird durch einen Spindelmotor 2 angetrieben. Indexmarken sind im voraus in bezug auf jeden Zylinder auf der Servoplattenoberfläche 1a magnetisch so aufgezeichnet worden, daß die Indexmarken auf benachbarten Zylindern miteinander zusammenhängend sind, wie oben angegeben und zum Beispiel durch Is2' bis Isn' in Fig. 4 gezeigt. Eine Indeximpulsbildungsschaltung 50 in einem Servocontroller 5 empfängt ein verarbeitetes Signal, das von Servoinformationen SVS abgeleitet wurde, die durch Servokopf 3a aus einer Indexmarke detektiert wurden, und gibt dann einen Indeximpuls INDXP aus. Der Servocontroller 5 steuert auch den Kopfbetätiger 4 gemäß Befehlen von einer oberen Verarbeitungsanordnung oder einem Controller, um einen speziellen Zylinder zu suchen und dort stationiert zu bleiben. Eine Verzögerungsschaltung 7 gibt einen verzögerten Indeximpuls DIDXP aus, indem der Indeximpuls INDXP, der von der Indexbildungsschaltung 50 empfangen wurde, um einen Betrag verzögert wird, der von dem Zylinder abhängt, auf dem sich der Kopf (3a) befindet. Unterschiedliche Verzögerungsbeträge (die sich auf verschiedene Zylinder beziehen) werden selektiert, so daß die nichtkonstanten Verzögerungen von Indeximpulsen, die von verschiedenen Zylindern abgeleitet wurden, kompensiert werden, indem verzögerte Indeximpulse DIDXP im wesentlichen mit derselben Phasenbeziehung, d. h. derselben Zeitlage, in bezug auf einen mechanischen Index, wie oben erwähnt, erzeugt werden, ungeachtet des Zylinders, auf dem sich der Kopf befindet.

Dies ist in Fig. 7 erläutert: ein Indeximpuls TNDXP1, der von der Indexmarke Is1 von Zylinder W1 detektiert wurde und in diesem Beispiel keiner Verzögerung von dem mechanischen Index MIX unterliegt, wie in Fig. 4 gezeigt, wird um eine Periode t&sub1; verzögert, um so ein verzögerter Indeximpuls DIDXP1 zu werden, während eine Verzögerungsperiode t&sub2; für einen zweiten Indeximpuls INDXP2, der sich auf den zweiten Zylinder W2 bezieht, kürzer als t&sub1; gemacht wird, und so weiter. Somit ist der letzte Indeximpuls INDXPn des letzten Zylinders Wn um tn, die letzte Verzögerung, verzögert. Auf diese Weise werden alle verzögerten Indeximpulse DIDXP1 bis DIDXPn im wesentlichen zu derselben Zeitlage erzeugt, welche t&sub1; nach dem mechanischen Index MIX ist.

Die Verzögerungsperioden können vorbestimmt sein, so daß die Verzögerungszeiten t&sub1; bis tn eine lineare Beziehung zu einer Zylinderadreßzahl haben (die der Verzögerungsschaltung 7 zugeführt wird).

Ein Motorcontroller 6 detektiert eine Phasendifferenz zwischen einem verzögerten Indeximpuls DIDXP und einem Rotationssynchronisierungsimpuls RSP, der von einem externen Controller bereitgestellt wurde, und treibt Spindelmotor 2 an, der die Spindel 2a und darauf montierte Platten 1 rotiert, damit diese Phasendifferenz null wird, d. h., um eine synchrone Servosteuerung des Spindelmotors auszuführen. Demzufolge wird jeder der verzögerten Indeximpulse DIDXP1 bis DIDXPn (Fig. 7), die alle bei einem im wesentlichen konstanten Phasenwinkel erzeugt werden, servogesteuert, um mit dem Rotationssynchronisierungsimpuls RSP synchron zu sein, wie in Fig. 7 ersichtlich ist.

Eine praktische Schaltungskonfiguration einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 8 gezeigt.

Servoinformationen SVS von Servokopf 3a, die zum Beispiel eine Wellenform haben, wie in Fig. 2(b) gezeigt, werden durch einen Servodemodulator 51 demoduliert und an einen Spurservomechanismus und an einen Rotationsservomechanismus ausgegeben. Eine Servosteuerungslogikschaltung 54 überträgt zu einer Servosteuerungsschaltung 53 eine Adreßzahl eines Zylinders, zu dem sich der Kopf gemäß einer Anweisung bewegen soll (zu bewegen ist), die von einer oberen Verarbeitungsanordnung (Controller) empfangen wurde, und erhält Statusinformationen der gegenwärtigen Kopfposition (Zylinderadresse) aus Spurüberquerungsinformationen, etc., von der Servosteuerungsschaltung 53. Die Servosteuerungsschaltung 53, die von der Servosteuerungslogikschaltung 54 eine Anweisung empfängt, einen speziellen Zylinder zu suchen, und Servoinformationen von dem Servodemodulator 51 empfängt, überträgt ein Signal zu einem Leistungsverstärker 55, um den Kopfbetätiger 4 anzutreiben, so daß sich die Köpfe zu dem speziellen Zylinder bewegen und dann dort stationiert bleiben.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind Zylinderadressen durch Zahlen bezeichnet, die entsprechenden Zylindern von dem äußersten zu dem innersten zugeordnet sind, wie in Fig. 4 angegeben.

Eine praktische Schaltungskonfiguration und die Funktion von Verzögerungsschaltung 7, die in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, wird unten beschrieben.

Ein Servoimpuls SVP für den Plattenrotationsservomechanismus wird von dem Servodemodulator 51 ausgegeben und einem Indexmusterdetektor 56 eingegeben, der das Muster einer Indexmarke aus Folgen von Servoimpulsen SVP erkennt und dann einen einzelnen Impuls ausgibt, der ein Indexmusterdetektionsimpuls IXPTN ist. Dieser Indexmusterdetektionsimpuls IXPTN wird einer Ladesignalgeneratorschaltung 52 und einer Indeximpulsgeneratorschaltung 50 eingegeben. Dann erzeugt die Ladesignalgeneratorschaltung 52 ein Ladesignal LDS, und die Indeximpulsgeneratorschaltung 50 erzeugt einen Indeximpuls INDXP, der zum Beispiel um zwei Taktzyklen nach dem Ladesignal LDS verzögert ist, die jeweils eine Impulsbreite von zum Beispiel einem einzelnen Taktzyklus haben, wie in Fig. 10 gezeigt. Der Indeximpuls INDXP wird zur synchronen Rotationsservosteuerung verwendet, wie unten beschrieben (mit LDS der Verzögerungsschaltung 7 zugeführt), und kann auch anderen Schaltungen zugeführt werden, die mit der vorliegenden Erfindung nicht in Beziehung stehen. Bei einigen der Wellenformen in Fig. 10 ist ein hoher Signal- oder Impulspegel durch eine doppelte parallele Linie dargestellt.

Einzelheiten eines Beispiels einer Konfiguration von Verzögerungsschaltung 7 sind in Fig. 9 gezeigt. Eine Synchronisierungsschaltung 71 in Verzögerungsschaltung 7 ist eine Verriegelungsschaltung, die aus D-Typ-Flipflops besteht und der von der Servosteuerungslogikschaltung 54 immer eine gegenwärtige Zylinderadresse PCA zugeführt wird, die aus parallelen Signalen PARO bis PARB besteht, und die Signale PCA als "synchronisierte PAR, SYNCPAR 0 bis B" parallel ausgibt, synchron mit einem invertierten Taktimpuls CLK.

Initiiert durch die ansteigende Flanke eines IXPTN- Impulses erzeugt die Ladesignalgeneratorschaltung 52 ein Ladesignal LDS mit einer vorbestimmten geeigneten Periode, die in diesem Fall gewählt ist, um einem einzelnen Zyklus oder mehr des Taktimpulses CLK zu entsprechen, wie in Fig. 10 gezeigt. Die abfallende Flanke des Ladesignals LDS initiiert das Laden der obengenannten SYNCPAR-Signale in einen Zähler 72 der Verzögerungsschaltung 7. So wird in den Zähler 72 die gegenwärtige Zylinderadresse PCA geladen, auf der sich der Kopf befindet. Ein Zählfreigabesignal ENB (CTENB), das durch einen Indeximpuls INDXP (der später erläutert wird) initiiert wird, bewirkt, daß der Zähler 72 mit dem Zählen von Taktimpulsen CLK beginnt, die ihm zusätzlich zu der schon geladenen PCA-Zahl eingegeben wurden, und dann ein Übertragssignal CARRY ausgibt, wenn die gezählte Zahl eine vorbestimmte Zahl erreicht oder überläuft. Eine Voreinstellungsschaltung 73 besteht aus einem Flipflop, das synchron mit einem Taktimpuls CLK durch einen Indeximpuls INDXP von der Indeximpulsgeneratorschaltung 50 gesetzt wird und durch ein Übertragsssignal CARRY zurückgesetzt wird, und dann ein Zählfreigabesignal ENB an den Zähler 72 ausgibt. Ein UND-Gatter 74 gibt ein logisches Produkt des Übertragssignals CARRY und des invertierten Taktimpulses aus, und gibt somit ein verzögertes Indexsignal DIDXP aus.

Eine allgemeine Operation einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist folgendermaßen. Angenommen, daß die Gesamtzahl von Zylindern und die Kapazität des Zählers 72 beide 1024 sind und sich der Kopf gegenwärtig auf einem speziellen Zylinder befindet, dessen Zahl 1+2+8+32+128+256 = 427 ist, werden diese Adreßinformationen in der Servosteuerungslogikschaltung 54 zum Suchen eines Zylinders gespeichert. Eine Zykluszeit des Taktimpulses wird geeignet gewählt, wie später beschrieben ist. Die Indexmarke dieses Zylinders (Adreßzahl 427) wird durch den Servokopf 3a gelesen, durch den Servodemodulator 51 demoduliert, durch den Indexdetektor 56 erkannt/detektiert und sowohl der Ladesignalgeneratorschaltung 52 als auch der Indeximpulsgeneratorschaltung 50 eingegeben. Dann veranlaßt die Ladesignalgeneratorschaltung 52, daß in den Zähler 72 von der Servosteuerungsschaltung 54 über die Synchronisierungsschaltung 71 die gegenwärtigen Zylinderadreßinformationen SPAR 0 bis B geladen werden, die der obengenannten Zylinderadresse 1+2+8+32+128+256 entsprechen, wie in Fig. 10 gezeigt. Nach dem Verzögern um zwei Taktzyklen gibt die abfallende Flanke des Indeximpulses INDXP den Zähler frei, um die Taktimpulse zusätzlich zu der schon geladenen Adreßzahl zu zählen. Wenn die gezählte Zahl eine vorbestimmte Zahl erreicht, welche in diesem Fall die Kapazität des Zählers ist, läuft der Zähler 72 über und gibt ein Übertragssignal CARRY aus, das als verzögerter Indeximpuls DIDXP ausgegeben wird, der durch den invertierten Taktimpuls in dem UND-Gatter 74 gesteuert wird. Die Voreinstellungsschaltung 73 bricht das Zählfreigabesignal als Antwort auf das Übertragssignal CARRY ab, und demzufolge bricht der Zähler sein Ausgabesignal CARRY ab. Die Verzögerungszeit, die durch die Schaltung 72 vorgesehen ist, beträgt in diesem Fall 40 ns x (4+16+64+512) 20,5 = us, wobei 4+16+64+512 = 596 das Komplement der gegenwärtigen Zylinderadresse für die Gesamtzahl von in diesem Fall 1024 (0 bis 1023) Zylindern angibt. Dies ist auch in Fig. 11 erläutert. Die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 72 steht in linearer Beziehung zu der Zylinderadreßzahl, wie durch eine gerade Strichpunktlinie (eine Verzögerungszeitlinie) in Fig. 11 gezeigt. Positionen von verzögerten Indeximpulsen DIDXP sind durch eine gestrichelte Linie DIDXP in Fig. 11 gezeigt. Die DIDXP-Linie entspricht der Summe der Linie IS' und der Verzögerungszeitlinie. Durch den Rotationscharakter der Bewegung des Armes des Kopfes ist die IS'-Linie nicht genau eine gerade Linie. Deshalb wird die DIDXP-Linie eine annähernd gerade Linie, die jedoch nahe einer Linie liegt, die der Zeit t&sub1; entspricht (auf die in Fig. 7 Bezug genommen wurde). Denn auch die Zykluszeit 40 ns des Taktimpulses CLK ist so gewählt worden, daß diese Verzögerungszeitlinie (Strichpunktlinie) in Fig. 11 im wesentlichen das Komplement der Linie IS' wird, so daß die DTDXP-Linie fast auf eine gerade Linien t&sub1; fällt, die von dem mechanischen Index MIX eine im wesentlichen konstante Verzögerung hat. Mit anderen Worten, die Zykluszeit kann gewählt werden, um ein ganzzahliges Vielfaches einer Abweichung einer indexmarke IS' von jener eines benachbarten Zylinders zu sein. Oder die Zykluszeit kann annähernd bestimmt werden, zum Beispiel durch (a) die Gesamtsumme von Abweichungen der Indexmarken IS' von benachbarten Zylindern geteilt durch (b) die Gesamtzahl von Zylindern minus eins. So kann davon ausgegangen werden, daß die unterbrochene Linie DIDXP einer im wesentlichen konstanten Phasenverzögerung nach dem mechanischen Index MIX entspricht.

Dieser verzögerte Indeximpuls DIDXP wird einem Phasenkomparator 60 (Fig. 8) eingegeben, der den verzögerten Indeximpuls DIDXP mit einem Rotationssynchronisierungsimpuls RSP von einem externen Controller vergleicht, zum Vorsehen einer synchronen Operation einer Vielzahl von Plattenvorrichtungen, und dann die Phasendifferenz ausgibt. Diese Differenzausgabe bewirkt das Zuführen eines Stromes gemäß der Phasendifferenz, um einen Kondensator zu laden, der in einer Ladungspumpe 61 installiert ist, und erzeugt so eine Spannung quer über dem Kondensator. Die Ausgabespannung der Ladungspumpe 61 wird durch eine Phasenkompensationsschaltung phasenkompensiert, die aus einem Verstärker 62a, einer Differenzierschaltung 626 und einer Addierschaltung 62c besteht, und steuert dann, über den Leistungsverstärker 63, die Rotation des Spindelmotors 2. So wird der Spindelmotor 2 gesteuert, um dieselbe Phase wie jene des verzögerten Indexsignals DIDXP zu haben, d. h., wird damit synchronisiert, ungeachtet des Zylinders, auf dem sich der Kopf befindet.

Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die obengenannte Phasendifferenz, etwa 40 us, zwischen den innersten und äußersten Zylindern fast auf null reduziert. So wird die Rotation von Plattenindizes um eine im wesentlichen konstante Phase oder Zeit nach dem mechanischen Index verzögert, ungeachtet des Zylinders, auf dem sich der Kopf befindet. Deshalb können, selbst wenn eine Vielzahl von Plattenvorrichtungen synchronisiert werden muß, alle Platten auf den externen Synchronisierungsimpuls verriegelt werden.

Obwohl bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung die Verzögerungsschaltung verschiedene Verzögerungen von jedem Indeximpuls INDXP für jeden verschiedenen Zylinder vorsieht, können verschiedene Verzögerungen nur bezüglich verschiedener Gruppen von Zylindern vorgesehen werden, wobei jede Gruppe zum Beispiel vier Zylinder hat. Mit anderen Worten, die Indeximpulse INDXP von zum Beispiel vier benachbarten Zylindern können gruppiert werden, um durch eine gemeinsame Verzögerungszeit verzögert zu werden. In diesem Fall kann für die Zyklusperiode von Taktimpulsen CLK 160 ns gewählt werden. Die Genauigkeit, mit welcher die konstante Phase für verzögerte Indeximpulse DIDXP beibehalten wird, ist in diesem Fall schlechter als bei der oben beschriebenen Ausführungsform, aber die Genauigkeit ist für die praktische Anwendung noch hoch genug. Ferner ist es ziemlich vorteilhaft, daß die Schaltungskonfiguration einfacher und weniger aufwendig sein kann. Obwohl als mögliche Anzahl von Zylindern in einer Gruppe vier genannt ist, können verschiedene Anzahlen gruppiert werden. Welche Anzahl verwendet werden kann, ist weitgehend von dem Betrag des Azimuts abhängig, und demzufolge von der Abweichung von zwei benachbarten Zylindern, da der Betrag des Azimuts eine direkte Wirkung auf den Betrag der zulässigen Phasenänderung beim Suchen eines Zylinders hat.

Obwohl bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung die Verzögerungsschaltung 7 aus einem digitalen Zähler besteht, der eine Verzögerungszeit erzeugt, die in linearer Beziehung zu der Zylinderzahl (der Adreßzahl des Zylinders) steht, auf der sich der Kopf befindet, kann die Verzögerungsschaltung auf unterschiedlicher Basis vorgesehen sein. Um zum Beispiel die nichtlinearen Positionen der Indexmarken IS1 bis ISn' bezüglich der Zylinderzahl zu kompensieren, wie durch den Bogen der Is'-Linie in Fig. 11 gezeigt, können die Verzögerungszeiten t&sub2; bis tn für jeden Zylinder programmiert werden, um tatsächlich oder noch konstanter verzögerte Impulse zu erzeugen, ungeachtet des Zylinders, auf dem sich der Kopf befindet. Die Verzögerungszeit für jeden Zylinder kann in einem Festkörperspeicher, zum Beispiel einer Verweistabelle, gespeichert sein. Oder als anderes Beispiel kann die Verzögerungsschaltung 7 eine analoge Schaltung sein.

Obwohl bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung eine der Plattenoberflächen und einer der Magnetköpfe ausschließlich für die Servosteuerung der Plattenoperation und des Spurhaltens verwendet werden, können Ausführungsformen dieser Erfindung auf Plattenkonfigurationen angewendet werden, bei denen eine exklusive Servooberfläche und ein exklusiver Servokopf nicht vorgesehen sind, sondern ein Teil einer Datenspur zum Tragen von Servoinformationen reserviert ist.

Obwohl bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung der Lese-/Schreibkopf durch einen Armmechanismus für eine Suchoperation bewegt wird, können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Fällen angewendet werden, bei denen der Kopf durch einen linearen Bewegungsmechanismus bewegt wird, wenn ein Azimut vorhanden ist.

Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Indexmarken als Angaben von einzelnen Rotationen einer Magnetaufzeichnungsplattenvorrichtung so geschrieben, daß magnetisierte Muster auf benachbarten Zylindern miteinander zusammenhängend sind, um nichtverzerrte Indeximpulssignale auszugeben. Jedoch erzwingt diese Anordnung das Verzögern der Indexpositionen auf verschiedenen Zylindern von einer Bezugswinkelposition der Plattenrotation um Beträge, die von dem Zylinder abhängen, auf dem sich ein Lesekopf befindet, und die von Zylinder zu Zylinder unterschiedlich sind, wodurch Indexsignale mit nichtkonstanten Phasenwinkeln ausgegeben werden. Eine Verzögerungsschaltung kompensiert diese nichtkonstante Phasenausgabe durch weiteres Verzögern von ausgelesenen Indexsignalen. Die durch die Verzögerungsschaltung eingeführte Verzögerungszeit hängt von dem Zylinder ab, auf dem sich der Kopf befindet, und wird so gewählt, daß die weiter verzögerten Indexsignale mit einem im wesentlichen konstanten Phasenwinkel bezüglich der Bezugswinkelposition erzeugt werden, ungeachtet des betreffenden Zylinders. Die Verzögerungsschaltung kann aus einem Zähler bestehen, der vorher mit einer Adreßzahl des Zylinders geladen wird, auf dem sich der Kopf befindet, und zählt dann eine Zahl von Taktimpulsen, die dem Zähler zusätzlich eingegeben wurden. Ein Überlauf des Zählers erzeugt das kompensierte Indexsignal. So wird eine synchrone Operation einer Vielzahl von Plattenvorrichtungen schnell erreicht, wenn Köpfe einen neuen Zylinder suchen.


Anspruch[de]

1. Magnetplattenvorrichtung mit:

Mittel (4) zum Bewegen eines Magnetlese-/-schreibkopfes (3a) quer über spiralig oder koaxial vorgesehene Aufzeichnungszylinder (W) der Platten der Vorrichtung;

einer Indexmarke (IS), die bezüglich jedes Zylinders (W) magnetisch geschrieben wurde, wobei die Indexmarken so positioniert sind, um zwischen benachbarten Zylindern zusammenhängend zu sein und hinsichtlich des Radius einer Bezugswinkelposition (MIX) zur Plattenrotation verschiedene Winkelpositionen zu umfassen; und

einem Servosteuerungsmechanismus (5, 6) zum Synchronisieren der Rotation der Platten mit einem gegebenen Synchronisierungsimpuls (RSP) durch Auslesen der Indexmarken; gekennzeichnet durch

Verzögerungsmittel (7) zum Verzögern von Indexsignalen (INDXP), die von Indexmarken ausgelesen wurden, so daß die Differenz zwischen der Phase der verzögerten Indexsignale (DIDXP) und einer Bezugsphase, die dem Radius der Bezugswinkelposition zur Plattenrotation entspricht, im wesentlichen konstant ist, ungeachtet der Zylinder, bezüglich derer die ausgelesenen Indexsignale vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Mittel zum Bewegen des Magnetlese-/-schreibkopfes (3a) einen Arm (4a) umfaßt, der in einer Ebene parallel zu einer Plattenoberfläche, hinsichtlich derer der Kopf vorgesehen ist, um eine Achse rotiert, die an einem Ende des Armes gegenüber dem Kopf vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die genannten Verzögerungsmittel (7) einen digitalen Zähler (72) umfassen,

der Taktimpulse (CLK) zählt, die ihm eingegeben wurden, wobei eine Zahl von zu zählenden Taktimpulsen in Abhängigkeit von dem Zylinder (W), auf dem sich der Kopf (3a) zur Zeit befindet, von dem ein Indexsignal (INDXP) gelesen wird, vorbestimmt ist, und welcher Zähler das Leseindexsignal freigibt, das als verzögertes Indexsignal (DIDXP) auszugeben ist, wenn der Zähler das Zählen der vorbestimmten Zahl beendet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Zylinder (W) von dem innersten zu dem äußersten durch Zahlen einer einfach zunehmenden oder einfach abnehmenden Folge adressiert sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Zahl von zu zählenden Taktimpulsen hinsichtlich eines speziellen Zylinders (W) in im wesentlichen linearer Beziehung zu der Zylinderadreßzahl jenes Zylinders steht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, bei der die Zahlen von zu zählenden Taktimpulsen für verschiedene Zylinder (W) in einem Speichermittel in Beziehung zu Zylinderadreßzahlen gespeichert sind, wobei die Zahlen von zu zählenden Taktimpulsen vorbestimmt sind, so daß verzögerte Indexsignale (DIDXP) mit einem im wesentlichen konstanten Phasenwinkel bezüglich der Bezugsphase erzeugt werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4, 5 oder 6, bei der die Zahl von zu zählenden Taktimpulsen für jeden Zylinder für eine Gruppe von benachbarten Zylindern gemeinsam vorbestimmt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4, 5, 6 oder 7, bei der die Taktimpulszykluszeit gewählt wird, um annähernd ein ganzzahliges Vielfaches einer Differenz von Verzögerungszeiten zwischen Indexmarken zu sein, die bezüglich zweier benachbarter Zylinder geschrieben sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Taktimpulszykluszeit gewählt wird, um annähernd ein ganzzahliges Vielfaches einer Differenz von Verzögerungszeiten zwischen Indexmarken zu sein, die bezüglich zweier benachbarter Zylindergruppen geschrieben sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4, 5, 6 oder 7, bei der die Taktimpulszykluszeit gewählt wird, um eine ganzzahlige Vervielfachung von annähernd (a) der Gesamtsumme der Abweichungen zwischen Indexmarken von benachbarten Zylindern geteilt durch (b) die Gesamtzahl von Zylindern minus eins zu sein.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com