專利名稱：磁盤驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種磁盤驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，特別是關(guān)于一種可對(duì)各個(gè)磁盤實(shí)際可利用的行程進(jìn)行優(yōu)化，來提高磁盤記錄密度的磁盤驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法。
技術(shù)背景常用磁盤驅(qū)動(dòng)器中磁盤表面附著一層磁性物質(zhì)，并利用該磁盤的圓形磁道來記錄信息。當(dāng)同時(shí)使用多個(gè)磁盤時(shí)，這些具有相同地址的磁道表面形成一圓柱體狀。對(duì)于這種物理結(jié)構(gòu)，當(dāng)設(shè)計(jì)者要提高磁盤的存儲(chǔ)容量時(shí)，只能通過提高單磁道上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量或通過增加磁道的數(shù)量。但常用磁盤驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)者一直都是使用固定數(shù)量的磁道(或柱面)來獲得最大的存儲(chǔ)容量。
在現(xiàn)有技術(shù)中，每片磁盤表面都會(huì)被分成存儲(chǔ)區(qū)和區(qū)段位標(biāo)志兩部分，利用區(qū)段位標(biāo)志可以將磁盤表面的各存儲(chǔ)區(qū)域垂直地排列。例如美國專利第4,799,112號(hào)中就描述了這種工業(yè)應(yīng)用中常見的區(qū)位碼記錄技術(shù)。在該技術(shù)中，磁盤表面的存儲(chǔ)區(qū)及與該存儲(chǔ)區(qū)對(duì)應(yīng)的記錄頻率是一個(gè)常數(shù)。然而從一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)到另一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的讀寫頻率是不同的。如圖1所示即是磁盤堆棧中的磁盤一和磁盤二和磁盤上的記錄存儲(chǔ)區(qū)Z1、Z2和Z3，從圖1可以看出兩張磁盤的各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)是垂直對(duì)齊的，存儲(chǔ)區(qū)的邊界是按照從磁盤的中心C到R1-R4的徑向距離進(jìn)行劃分的。必須指出的是堆棧中這些磁盤的中心線C是在同一直線上的，且各個(gè)磁盤上對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)的讀寫頻率是相同的，即磁盤一上的Z1存儲(chǔ)區(qū)的讀寫頻率與磁盤二的Z1存儲(chǔ)區(qū)的讀寫頻率是相同的。每一存儲(chǔ)區(qū)的記錄頻率是根據(jù)設(shè)計(jì)階段的不同參數(shù)進(jìn)行設(shè)定的。且每個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的記錄頻率是基于預(yù)期的磁頭性能進(jìn)行設(shè)定以獲得所需的存儲(chǔ)容量，而每個(gè)區(qū)中的磁道數(shù)則基于后續(xù)討論到的因素進(jìn)行設(shè)定。
分區(qū)的設(shè)置也基于對(duì)驅(qū)動(dòng)器的物理尺寸如行程參數(shù)的考慮(詳后述)，如最壞情況下的磁頭特性，飛高特性，存儲(chǔ)區(qū)效能和組裝後的性能。磁頭的性能是根據(jù)在特定頻率下的磁道偏離誤碼率進(jìn)行判斷的。磁道偏離誤碼率是指在預(yù)設(shè)的磁道偏離下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取時(shí)平均每傳輸多少位將有一位出錯(cuò)，這里以磁頭位置偏離磁道10％進(jìn)行說明。圖2即是這種磁頭的性能曲線。其中X軸代表讀寫頻率，Y軸代表磁道偏離誤碼率的對(duì)數(shù)，如圖2所示，fR是磁頭的平均工作頻率，例如說在20MHz。磁盤驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)者定義了一個(gè)容許的最小磁道偏離誤碼率，在圖2中標(biāo)示為虛線TH，此處磁道偏離誤碼率的對(duì)數(shù)為6(即每傳輸1000000比特?cái)?shù)據(jù)會(huì)有1比特的數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤)。圖中的標(biāo)號(hào)為7的斜線表示一般磁頭的性能曲線，并可因?yàn)榇蓬^的設(shè)計(jì)而發(fā)生上下移動(dòng)。在現(xiàn)有技術(shù)中，磁盤的整體性能取決于各個(gè)磁頭的該項(xiàng)指標(biāo)是否能達(dá)到最小的TH值，如果磁盤堆棧中任何一個(gè)磁頭沒有達(dá)到最小的TH值，那么這種磁盤就不能出貨，將要進(jìn)行返工，包括更換壞磁頭或磁盤、重寫伺服信息及重新測試驅(qū)動(dòng)器。
圖3中顯示了假定的HD#1、HD#2、HD#3、HD#4磁頭在平均工作頻率fR下的性能，其中磁頭HD#1的磁道偏離誤碼率的對(duì)數(shù)約等于5.5，而磁頭HD#2大約接近6.5，磁頭HD#3為7.9，磁頭HD#2接近8.5。按照上述的結(jié)論，由于磁頭HD#1的磁道偏離誤碼率低于可接受的最小偏離誤碼率，因此該磁盤若采用傳統(tǒng)的格式化方式將不能被使用。
另一個(gè)常用的設(shè)計(jì)指標(biāo)是磁頭預(yù)期的可供利用行程。其包括有一個(gè)指標(biāo)是最壞情況下的行程，而另一個(gè)指標(biāo)是單邊測試行程。在測試組裝完成的磁盤驅(qū)動(dòng)器時(shí)，上述兩個(gè)指標(biāo)中的一個(gè)將被測出并以其為依據(jù)對(duì)磁盤質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，如果磁頭實(shí)際的行程不能勝任說明書的要求，那么磁盤將不能寫入預(yù)期的磁道數(shù)量，該磁盤驅(qū)動(dòng)器就不合格。通常情況下，該磁盤驅(qū)動(dòng)器需要重新加工，包括替換或調(diào)整碰撞停止點(diǎn)，再重新寫入伺服信息和進(jìn)行檢測。
圖4中展示了兩種常用的行程，其中一種是采用最壞情況分析得出的最小容許行程，而另一種則是采用單邊探測分析得出的最小容許行程，其中帶形曲線OCS和ICS分別是預(yù)期的外碰撞停止點(diǎn)和內(nèi)碰撞停止點(diǎn)位置的機(jī)械公差分布圖，磁盤驅(qū)動(dòng)器的容許偏差值是3σ。圖4A中，OCS和ICS分布曲線中心的垂直線表示的是分布的平均值，在現(xiàn)有技術(shù)中，磁盤的伺服數(shù)據(jù)在設(shè)置碰撞停止點(diǎn)之前就已經(jīng)寫入磁盤，如果內(nèi)外碰撞停止點(diǎn)的位置方差是σ2，且在碰撞停止點(diǎn)被測出之前就將磁道寫入磁盤，那么磁盤平均行程的損失是6σ(如圖4A所示的最壞情況下的行程)，如果是偵測出一個(gè)碰撞停止點(diǎn)后就開始將磁道寫入磁盤，直到偵測出另一個(gè)碰撞停止點(diǎn)為止，那么采用這種方法造成的平均位置損失(Position lost)是
Position lost=3σ2----(1)]]>可見在上述的兩種技術(shù)中，都將損失一些可用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的位置，這將造成信息存儲(chǔ)容量的損耗。
現(xiàn)有產(chǎn)品在設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)將存儲(chǔ)區(qū)的分配表、存儲(chǔ)區(qū)邊界、各存儲(chǔ)區(qū)使用的頻率和磁道數(shù)量都確定了下來，從而產(chǎn)生了如圖1所示的整齊劃一的存儲(chǔ)區(qū)。雖然在圖1中沒有畫出磁盤1與磁盤2的下表面，但很明顯所有磁盤的上表面與下表面的分區(qū)結(jié)構(gòu)及對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)使用的頻率都是一樣的。但在基于生產(chǎn)的驅(qū)動(dòng)器模型取得經(jīng)驗(yàn)后，有時(shí)可能會(huì)對(duì)以后生產(chǎn)的驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)區(qū)的分配表作出一些改變，但是以后生產(chǎn)出來的磁盤驅(qū)動(dòng)器的分區(qū)邊界及其使用的讀寫頻率仍然是象圖1所示那樣是垂直排列在同一直線上的。如果想使用另外的磁道，在建立存儲(chǔ)區(qū)邊界時(shí)就要進(jìn)行考慮。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種可對(duì)各個(gè)磁盤實(shí)際可利用的行程進(jìn)行優(yōu)化，來提高磁盤記錄密度的磁盤驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種可以利用一般性能的磁頭磁盤組合和驅(qū)動(dòng)組件，甚至一些低于最低性能標(biāo)準(zhǔn)的磁頭或存儲(chǔ)介質(zhì)，有效提高磁盤驅(qū)動(dòng)器合格率的磁盤驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明磁盤驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，該方法是應(yīng)用于一個(gè)帶有讀寫轉(zhuǎn)換器(如磁頭)的用于對(duì)信息進(jìn)行記錄及重生的磁盤介質(zhì)，該方法可對(duì)磁盤介質(zhì)上的存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行分區(qū)及定義其讀寫頻率，該方法包括下列步驟(a)使該磁盤介質(zhì)與該讀寫轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并從該磁盤介質(zhì)上讀取數(shù)據(jù)；(b)測量讀寫轉(zhuǎn)換器的記錄/重生性能；(c)基于讀寫轉(zhuǎn)換器的記錄/重生性能的測量結(jié)果選擇一組讀寫頻率，各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)對(duì)應(yīng)采用其中的一個(gè)頻率；(d)基于各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)選用的頻率確定其區(qū)域邊界。該方法可以靈活地根據(jù)磁頭磁盤組合的特性對(duì)磁盤表面進(jìn)行分區(qū)，從而充分地利用磁盤上的真實(shí)可利用行程，達(dá)到提高磁盤記錄密度及提高產(chǎn)品合格率的目的。
本發(fā)明的磁盤驅(qū)動(dòng)器是通過利用存儲(chǔ)密度不同的磁道來獲得一個(gè)固定的存儲(chǔ)容量的，并且本發(fā)明可以使用較長的行程，因此可以大大增加磁盤驅(qū)動(dòng)器的容量。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是磁盤驅(qū)動(dòng)器可以利用一般性能的磁頭磁盤組合和驅(qū)動(dòng)組件，甚至一些低于最低性能標(biāo)準(zhǔn)的磁頭或存儲(chǔ)介質(zhì)，本發(fā)明可以利用性能較佳的磁頭的優(yōu)點(diǎn)去彌補(bǔ)性能較差的磁頭所帶來的缺陷。由于分區(qū)結(jié)構(gòu)及與各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)對(duì)應(yīng)的頻率是基于性能的要求及磁頭磁盤組合的特性而建立的，因此即使在同一系列的驅(qū)動(dòng)器中，各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)區(qū)分區(qū)結(jié)構(gòu)也是各不相同的。
這種可變分區(qū)方法能夠更有效的利用各種磁盤組件，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的各個(gè)磁頭磁盤組合之間的性能各有不同，因此能夠在相同組件的條件下達(dá)到更高的合格率。例如說，即使是同一系列中的磁盤是用同一套磁頭磁盤組合部件及驅(qū)動(dòng)電子組件制造出來的，但其中的一個(gè)驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)磁盤的上表面的分區(qū)結(jié)構(gòu)及其使用的頻率范圍也可能與同一系列中的另一磁盤完全不同。如圖6所示可知，即使是在同一個(gè)驅(qū)動(dòng)器中，一個(gè)磁盤上表面與下表面的分區(qū)結(jié)構(gòu)與頻率范圍也可能完全不同。由于各個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器部件的性能不可避免地會(huì)有一些差別，因此這種技術(shù)對(duì)磁頭磁盤組合的適應(yīng)性使制造具有較大的柔性。且由于磁盤驅(qū)動(dòng)器的最終目的是提供給用戶一個(gè)與該系列對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)特性，因此并不要求各個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用同樣的存儲(chǔ)區(qū)分區(qū)結(jié)構(gòu)。
下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

圖1是一對(duì)磁盤的常用分區(qū)圖。
圖2是磁道偏離誤碼率的對(duì)數(shù)與讀寫頻率的坐標(biāo)圖。
圖3是一個(gè)假想的四磁頭磁盤驅(qū)動(dòng)器的磁頭性能圖。
圖4A是常用的磁頭行程設(shè)計(jì)規(guī)則的圖示。
圖4B是本發(fā)明的磁頭行程設(shè)計(jì)改良的圖示。
圖5A展示了一個(gè)假想的磁頭性能分布圖及展示采用本發(fā)明通過改變分區(qū)使用的工作頻率得到的效果圖。
圖5B是本發(fā)明另一種改變磁頭工作頻率并得到另一種分區(qū)結(jié)構(gòu)的圖示。
圖6是設(shè)想的磁盤第一表面和第二表面的分區(qū)結(jié)構(gòu)圖示。
圖7是本發(fā)明其中兩個(gè)磁頭的各磁道號(hào)的查找表圖示。
圖8是本發(fā)明的一對(duì)同軸磁盤的可變分區(qū)結(jié)構(gòu)。
圖9是本發(fā)明的一對(duì)同軸磁盤的分區(qū)結(jié)構(gòu)。
圖10是本發(fā)明展示的兩條分布曲線，其中一條是采用常用行程的磁頭性能分布曲線，而另一條是行程優(yōu)化后的磁頭性能分布曲線。
圖11是本發(fā)明使用的分區(qū)結(jié)構(gòu)的磁盤磁頭性能圖示。
圖12A是本發(fā)明可變分區(qū)方法的具體實(shí)施流程圖。
圖12B是本發(fā)明可變分區(qū)方法的另一種具體實(shí)施流程圖。
圖13A是本發(fā)明一種具體實(shí)施例的存儲(chǔ)區(qū)邊界計(jì)算方法和可變分區(qū)方法的流程圖。
圖13B是本發(fā)明另一種具體實(shí)施例的存儲(chǔ)區(qū)邊界計(jì)算方法和可變分區(qū)方法的流程圖。
圖14是本發(fā)明使用可變分區(qū)方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器的俯視圖。
具體實(shí)施方式如前所述，前案在磁盤驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)定義了固定的存儲(chǔ)區(qū)，并給這些存儲(chǔ)區(qū)設(shè)定了對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)讀寫頻率。如圖1所示，其中Z1、Z2和Z3區(qū)的半徑是相對(duì)于盤片中央(如點(diǎn)C)的。如果單個(gè)磁頭的性能特性低于最小誤碼率(如圖3)，那么磁盤將沒有足夠的特性余量，也不能滿足可以接受的位誤碼率要求。在本發(fā)明的實(shí)施例中，分區(qū)是基于磁頭特性的測量結(jié)果進(jìn)行的，且分區(qū)可以根據(jù)磁盤與磁頭的組合數(shù)量及盤片的記錄密度達(dá)到驅(qū)動(dòng)器所需的性能等級(jí)，并保持所需的容量。
如果磁頭磁盤組合的記錄密度是一個(gè)平均值為μ，方差為σ2的正態(tài)分布，那么N個(gè)磁頭盤片組合的平均密度能力則呈平均值為μ，方差為σ2/N的正態(tài)分布。因而現(xiàn)有技術(shù)中的驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)(如圖1中所示的)的密度則應(yīng)設(shè)置為d≤μ-3σ2----(2)]]>來確保3σ的容許偏差域，其中μ是所有磁頭的中央分布點(diǎn)。但如果采用本發(fā)明可變分區(qū)方法，則可以增加較好的磁頭的記錄密度并降低較差磁頭的記錄密度，整體的密度d可設(shè)為d≤μ-3σ2N----(3)]]>那么增加的密度則為Δd=3σ(1-1N)----(4)]]>如果該等式中σ＝0.05(μ)，那么密度將會(huì)提高7.5％。
圖12A所示的即為本發(fā)明實(shí)施例中采用可變分區(qū)方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器的組裝步驟的流程圖。在使用可變分區(qū)方法的第一實(shí)施例制造磁盤驅(qū)動(dòng)器時(shí)，首先構(gòu)造的是磁盤磁頭組合，如方框圖1201所示。然后，使用常用的伺服磁道寫入器將伺服信息寫入盤片中的磁道(如方框圖1202所示)，其中伺服信息可以被寫入專用的伺服表面或嵌入式的服務(wù)器中。
接著如模塊1203所示，將該磁頭磁盤組合與相應(yīng)的電路板組合以備測試。再下一步是將磁頭移動(dòng)到內(nèi)碰撞停止點(diǎn)，同時(shí)查明該位置的磁道號(hào)(如模塊1204)。當(dāng)確定內(nèi)碰撞停止點(diǎn)后，磁頭再移動(dòng)到外碰撞停止點(diǎn)并記錄下該位置的磁道號(hào)(如模塊1205)。
在此磁頭磁盤組合性能的測試基礎(chǔ)上，很容易就可以對(duì)各個(gè)磁頭的讀寫頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)以達(dá)到驅(qū)動(dòng)器的整體性能目標(biāo)，例如說象圖5A、圖5B中所示那樣進(jìn)行調(diào)節(jié)。
利用前面步驟所獲得的磁頭性能信息，就可以對(duì)應(yīng)各磁頭磁盤組合產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的分區(qū)結(jié)構(gòu)(模塊1207)，圖13A中展示了如何根據(jù)各個(gè)磁頭的不同特性，對(duì)應(yīng)各個(gè)磁頭磁盤組合產(chǎn)生不同的分區(qū)結(jié)構(gòu)的流程圖，其具體流程如后述。
本發(fā)明的磁盤的存儲(chǔ)區(qū)邊界和對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)記錄頻率也可類似地按照?qǐng)D12B所示的流程建立起來。當(dāng)使用如圖12B所示的建立程序時(shí)，其分區(qū)邊界及與存儲(chǔ)區(qū)對(duì)應(yīng)的頻率的建立是采用如流程圖13B所示的步驟，其中圖12B所示的第一步是對(duì)磁頭和存儲(chǔ)介質(zhì)表面進(jìn)行檢測(如模塊1200所示)，在測試磁頭特性時(shí)，要組裝的磁頭將要與一標(biāo)準(zhǔn)磁盤介質(zhì)配合使用并進(jìn)行測量，類似地，要組裝的磁盤將與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)磁頭配合使用且每一表面在與標(biāo)準(zhǔn)磁頭配合使用表現(xiàn)出來的性能將作為這個(gè)磁盤的性能等級(jí)，該磁盤的等級(jí)信息亦會(huì)被記錄下來以待將來與磁頭組合時(shí)使用。在磁頭和磁盤表面的特性被測得后，再將經(jīng)測試后的磁頭與磁盤(模塊1200-1)組裝起來，余下的步驟則如模塊1202，1203，1204和1205所示。
圖13B所示即是流程圖12B中對(duì)存儲(chǔ)區(qū)邊界和頻率進(jìn)行計(jì)算和測定的方法，其第一步是模塊1302-2，由于在模塊1200(圖12B)中已經(jīng)得到磁頭和磁盤的特性，因此就可以得出參考頻率fRef，然后再將參考頻率fRef代入等式(7)中得出模塊1302中的頻率比，當(dāng)所有目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)所使用的頻率比被計(jì)算出來后，圖13B的其余步驟與圖13A相同。
當(dāng)存儲(chǔ)區(qū)分區(qū)完成后，就要對(duì)所有存儲(chǔ)區(qū)中讀信道的濾波器進(jìn)行優(yōu)化(模塊1208)，然后再進(jìn)行磁盤測試判斷是否存在有缺陷的扇區(qū)，如果有，磁盤驅(qū)動(dòng)器就會(huì)重新進(jìn)行格式化以閑置有缺陷的部分(如模塊1209所示)。在對(duì)磁盤進(jìn)行校驗(yàn)并重新格式化以不再使用有缺陷的扇區(qū)后，就將執(zhí)行最終測試(模塊1210)及準(zhǔn)備出貨。
圖5A中舉例說明了本發(fā)明是如何對(duì)磁頭的記錄密度進(jìn)行調(diào)校以提高磁盤的整體存儲(chǔ)密度，在圖5A中，展示了一個(gè)測試中的四磁頭磁盤堆棧，其中各個(gè)磁頭的性能以垂直線fR上的圓圈進(jìn)行表示，磁頭(HD#1)的磁道偏離誤碼率的對(duì)數(shù)(LOBER)為5.5(低于容許的最小LOBER值6)，磁頭(HD#2)的LOBER為6.5，磁頭(HD#3)的LOBER為7.9，而磁頭(HD#2)的LOBER為8.5。其中磁頭的特性是通過對(duì)磁盤表面的任一磁道進(jìn)行檢測以確定其LOBER值的，但較好的方法是通過對(duì)磁盤表面中央的磁道進(jìn)行測量以獲得特性數(shù)值。
采用傳統(tǒng)固定存儲(chǔ)區(qū)的方法對(duì)磁盤進(jìn)行格式化時(shí)，如果有一個(gè)磁頭的性能沒有達(dá)到最小的磁道偏離誤碼率TH，那么該磁盤將不能滿足質(zhì)量要求。然而，如果通過減少特性較差的磁頭的讀寫頻率并同時(shí)提高特性較好的磁頭的讀寫頻率，則不僅可以有效提高磁盤的整體容量，還可以提高產(chǎn)品合格率。
如圖5A所示，先計(jì)算出圖中所示的磁頭群組可以達(dá)到的平均LOBER值，然后再改變各磁頭的工作頻率以使其LOBER值達(dá)到這個(gè)平均值。在本范例中，新的工作頻率是采用水平線3上的三角形進(jìn)行標(biāo)示的。其平均的LOBER大概是7.1。通過提高特性較好的磁頭的工作頻率，就可以對(duì)由于降低特性較差的磁頭的工作頻率而造成的容量損失進(jìn)行補(bǔ)償。雖然在圖5A范例中的所有磁頭頻率都被調(diào)整到具有相同的LOBER值，然而本范例實(shí)施時(shí)卻并不一定要具有完全相同的LOBER值。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過提高特性較好的磁頭的工作頻率，而對(duì)由于降低一到多個(gè)磁頭的工作頻率造成的容量損失進(jìn)行補(bǔ)償，其中這些磁頭的特性是低于容許的最小LOBER值。圖5A所示是通過對(duì)磁頭的工作頻率進(jìn)行調(diào)整以使其與容許的最小LOBER值之間具有最大的裕度，其中裕度即圖中線3所示的磁道偏離誤碼率對(duì)數(shù)值與容許的最小TH值之間的差值。圖中標(biāo)有磁頭號(hào)的斜虛線即各個(gè)磁頭的特性曲線。改變磁頭的工作頻率可使其性能沿著特性曲線發(fā)生變化，其中新頻率也可以選定為使它們具有不同的LOBER值的頻率。
對(duì)磁頭工作頻率的調(diào)校也可以達(dá)至最大的存儲(chǔ)容量而仍然保持容許的最小誤碼率(如圖5B所示)，磁頭HD#1至HD#4的讀寫頻率從它們測試的初始位置(如圖3所示)開始進(jìn)行調(diào)整，圖5B中所示的箭頭指示的是磁頭從它在頻率fR下的初始位置移動(dòng)至以三角形標(biāo)示的新頻率。其中磁頭HD#1的工作頻率被降低了，而其它各磁頭的工作頻率則升高了，但它們的性能仍然保持在最小可接受的LOBER值上。圖5B中所示的技術(shù)可以用來提高磁盤的存儲(chǔ)容量，例如說當(dāng)磁頭的行程低于預(yù)期值時(shí)造成實(shí)際可用的磁道數(shù)小于預(yù)期的磁道數(shù)，應(yīng)用該技術(shù)亦可以得到所需的存儲(chǔ)容量。
在測量所述磁頭性能的特性時(shí)，首先要檢測出一個(gè)單獨(dú)的磁道在頻率fR下的性能，至于其他位置的性能則可以使用數(shù)學(xué)模型計(jì)算出來(詳后述)，另外也可以不采用數(shù)學(xué)模型而使用對(duì)多個(gè)位置的性能特性進(jìn)行測量的方法來得到其他位置的性能?；诟鱾€(gè)磁頭的讀寫頻率，可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)磁盤表面上的存儲(chǔ)區(qū)邊界。其中從磁盤的中心線到存儲(chǔ)區(qū)邊界內(nèi)半徑的距離可以通過下式計(jì)算得到FrequencyRatioN＝(a)ir2+(b)ir+c(5)等式(5)中的ir代表從磁盤中心線到存儲(chǔ)區(qū)的內(nèi)半徑，a＝-0.002119，b＝0.12013，c＝-0.4343，N代表被計(jì)算邊界的存儲(chǔ)區(qū)。a，b，c被賦予的值是在對(duì)一般磁頭的性能曲線分析的基礎(chǔ)上得到的，另外，也可以通過描繪出各個(gè)磁頭的性能曲線，從而得到a，b，c的特值以更精確地劃分磁頭磁盤組合上的存儲(chǔ)區(qū)邊界。然而一般來說，從上式獲得的近似值已經(jīng)可以滿足劃分存儲(chǔ)區(qū)邊界的需要。由存儲(chǔ)區(qū)N的頻率比率可以從等式(5)中解得存儲(chǔ)區(qū)N的內(nèi)半徑，其中頻率比率是通過用目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的NRZ頻率除以調(diào)整后的讀寫參考頻率fRef來得到的。其如下式所示Frequency RatioN=Target Zone FreqNfRef----(6)]]>等式(6)中的fRef是調(diào)整后的磁頭讀寫頻率，Targ et Zone FreqN是目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的NRZ頻率。如上所述，目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的NRZ頻率是根據(jù)存儲(chǔ)區(qū)邊界分配表進(jìn)行定義的，調(diào)整后的讀寫頻率fRef是磁頭在磁盤某一處的磁頭性能，它的值是讀寫轉(zhuǎn)換器調(diào)整后的讀寫頻率。例如圖5A中HD#1的讀寫頻率改變?yōu)閒1，此時(shí)其頻率近似等于24.12Mhz，它就是等式6中使用的fRef。例如圖5A中磁頭HD#1使用上述等式進(jìn)行計(jì)算則可得到下述表3中的存儲(chǔ)區(qū)邊界。
在確定存儲(chǔ)區(qū)的目標(biāo)NRZ頻率時(shí)，就要用到一個(gè)常用的目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)尺寸表(如下面所列的表1)，并根據(jù)目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的大小用現(xiàn)有技術(shù)得到目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的NRZ頻率。關(guān)于NRZ頻率，在表3中將會(huì)進(jìn)行介紹。
由上可見，由于各個(gè)磁頭(HD#1-HD#4)的參考頻率fRef不相同，因此它們的存儲(chǔ)區(qū)邊界也不相同。
圖6是磁盤4的上表面和下表面使用本發(fā)明可變分區(qū)方法得到的存儲(chǔ)區(qū)結(jié)構(gòu)的簡圖，其中該分區(qū)結(jié)構(gòu)根據(jù)目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的基本原則建立的。圖6是大半個(gè)磁盤的剖面圖示，ID表示內(nèi)直徑，OD表示外直徑，圖中同時(shí)也表示出了各記錄存儲(chǔ)區(qū)的邊界。圖中所示的磁頭HD#4放置在表面6上，而磁頭HD#1則放置在表面5上?？紤]到在不同的存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)磁頭使用不同的工作頻率，因此兩個(gè)磁盤表面上的存儲(chǔ)區(qū)邊界將會(huì)不一致，存儲(chǔ)區(qū)使用Z與一個(gè)兩位數(shù)來表示，其中第一個(gè)數(shù)字代表存儲(chǔ)區(qū)，第二個(gè)數(shù)字代表磁盤表面，現(xiàn)在以磁盤表面5進(jìn)行說明，Z25代表的就是表面5上的第2個(gè)區(qū)。另外表面6上的存儲(chǔ)區(qū)標(biāo)志號(hào)也是用類似方法進(jìn)行構(gòu)建的，其中上表面5的存儲(chǔ)區(qū)Z1、5225、Z35、Z45、Z55及Z65是基于讀寫頻率為f1的磁頭HD#1采用上述等式計(jì)算出來的區(qū)域半徑而建立起來的，其讀寫頻率f1大概等于0.8fR。而儲(chǔ)區(qū)標(biāo)志為Z36、Z46、Z56、Z66和Z75的五個(gè)存儲(chǔ)區(qū)是基于讀寫頻率為f4的磁頭HD#4采用上述等式計(jì)算出來的區(qū)域半徑而建立起來的，其磁頭HD#4的頻率f4約為1.5fR。而圖6中所示的磁道號(hào)是用TRK加上磁道號(hào)來表示的。
請(qǐng)參考圖6和圖7，磁道280在磁面5是位于存儲(chǔ)區(qū)4內(nèi)，然而在磁面6上則位于存儲(chǔ)區(qū)6內(nèi)。從圖6中可見表面5中的存儲(chǔ)區(qū)Z35的邊界與表面6中的存儲(chǔ)區(qū)Z36的邊界并不重合，由此可推知磁頭HD#1的工作頻率要低于磁頭HD#4的工作頻率。雖然在實(shí)際應(yīng)用中磁盤4的整個(gè)磁面不會(huì)從ID到OD都用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，但為了簡化圖示，因此使用磁盤上的全部的空間作出這種簡化的存儲(chǔ)區(qū)圖示。從圖中可以很明顯地看出表面5的存儲(chǔ)區(qū)邊界與表面6的存儲(chǔ)區(qū)邊界是不同的，且磁面5上包括有存儲(chǔ)區(qū)1到6，而在磁面6上則包括有存儲(chǔ)區(qū)3到7。如上所述，由于磁頭HD#4能夠在較高的頻率下工作，因此可以使用一組高頻的存儲(chǔ)區(qū)，從而產(chǎn)生了如圖6所示的分區(qū)結(jié)構(gòu)。這樣也導(dǎo)致了在垂直方向上相同存儲(chǔ)區(qū)的存儲(chǔ)邊界之間產(chǎn)生了一些偏移，例如磁面6上的存儲(chǔ)區(qū)Z36與磁面5上的存儲(chǔ)區(qū)Z35之間的偏移。
既然磁面與磁面之間的存儲(chǔ)區(qū)邊界是不對(duì)齊的，那么磁面上的某個(gè)特定的磁道也沒有必要工作在與另一磁面上相應(yīng)的磁道相同的讀寫頻率上。按照慣例，存儲(chǔ)區(qū)數(shù)越高，其使用的讀寫頻率也越高，磁面6上磁道280的讀寫頻率就比磁面5上的磁道280的讀寫頻率高，而且在每一存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的讀寫頻率是不變的。因此某一磁道的讀寫頻率就取決于其所處的存儲(chǔ)區(qū)和應(yīng)用本發(fā)明可變分區(qū)技術(shù)而導(dǎo)致的表面與表面之間的分區(qū)結(jié)構(gòu)。因此各個(gè)磁頭磁盤組合就產(chǎn)生了一個(gè)磁道號(hào)與存儲(chǔ)區(qū)之間的對(duì)應(yīng)查找表。由于各存儲(chǔ)區(qū)的讀寫頻率已經(jīng)被設(shè)置，那么就可以由磁道所處的存儲(chǔ)區(qū)知道這個(gè)磁道的讀寫頻率。如圖7所示是磁面5和6中的磁道0到磁道1050的查找表，其給出了磁頭HD#4與磁面6組合及磁頭HD#1與磁面5組合中各存儲(chǔ)區(qū)的開始磁道號(hào)，以磁頭HD#4為例，磁道0-149是在存儲(chǔ)區(qū)7中，磁道150-299是在存儲(chǔ)區(qū)6中，以此類推到存儲(chǔ)區(qū)3中，其包括磁道800-1050。其中存儲(chǔ)區(qū)的邊界是采用上述的等式得到的。
這種技術(shù)與常用技術(shù)不同的是，常用技術(shù)中的所有磁面的存儲(chǔ)區(qū)邊界都是在一條直線上的，且一個(gè)特定的磁道在所有的表面上都是位于同一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)。因?yàn)槌Ｓ眉夹g(shù)中的所有磁面中存儲(chǔ)區(qū)和磁道都是一致的，因此只需要使用一個(gè)分區(qū)表。
圖8所示是一個(gè)磁盤堆棧，其包括磁盤8和9，磁盤表面均設(shè)有磁性涂層用來記錄和再生記錄信息，C8和C9分別是磁盤8和9的中心線。存儲(chǔ)區(qū)邊界被標(biāo)注在各磁盤的上磁面上，例如磁盤8，存儲(chǔ)區(qū)Z6、Z7、Z8、Z9和Z10的邊界用從中心線C8出發(fā)的徑向箭頭進(jìn)行標(biāo)示，例如說存儲(chǔ)邊區(qū)邊界Z7的內(nèi)徑和外徑就分別為R2和R3，R6則是磁盤8的最外端半徑。這些存儲(chǔ)區(qū)根據(jù)上述的圖表和數(shù)學(xué)式結(jié)合計(jì)算出來的，另外還要采用一個(gè)基于測試磁頭與磁面10配合得出的性能。其中各存儲(chǔ)區(qū)使用的讀寫頻率是唯一的，且該頻率是在考慮了包括磁頭性能等各種因素后確定的。
磁盤9的存儲(chǔ)區(qū)為Z8，Z9，Z10，Z11和Z12，其中這些存儲(chǔ)區(qū)也是根據(jù)與磁面11相配合的磁頭的性能特性建立的，其邊界是利用上述等式和圖表獲得的。各磁盤上相同的存儲(chǔ)區(qū)使用相同的記錄頻率，如磁盤9上的存儲(chǔ)區(qū)8與磁盤8上的存儲(chǔ)區(qū)8的記錄頻率是相同的。與常用技術(shù)相比較，磁盤8和9的各存儲(chǔ)邊界并不在同一直線上，且兩磁盤上相同物理位置的記錄頻率也是不一樣的，例如磁盤9的存儲(chǔ)區(qū)Z12與其相對(duì)應(yīng)的磁盤8的位置處的存儲(chǔ)區(qū)Z10使用的是不同的頻率，并采用一個(gè)如下所述的分區(qū)表來劃分存儲(chǔ)區(qū)的邊界。而且半徑R2，R3，R4和R5的大小也與半徑R7，R8，R9和R10的大小不相等。圖中的R1指示的是磁盤的內(nèi)徑，而R6指示的則是磁盤的外徑。
本發(fā)明的另一實(shí)施例如圖9所示，與圖8相比較其磁盤12和13中的存儲(chǔ)邊界是在同一直線上的(如圖中虛線所示)，然而磁盤12與13對(duì)應(yīng)位置的存儲(chǔ)區(qū)使用的讀寫頻率是不同的。例如磁盤12最邊緣的存儲(chǔ)區(qū)使用的頻率為Z1，而磁盤13最邊緣對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)使用的頻率為Z2。圖中的存儲(chǔ)區(qū)邊界也用徑向直線表示，存儲(chǔ)區(qū)號(hào)則指示出其讀寫頻率。其中存儲(chǔ)區(qū)使用的頻率部分取決于磁頭用于對(duì)應(yīng)磁面的位錯(cuò)誤率。
本發(fā)明的具體實(shí)施例是一個(gè)1.8英寸的磁盤，并以該磁盤為例對(duì)怎樣使用目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)表和其它更進(jìn)一步的信息建立對(duì)磁盤的分區(qū)進(jìn)行說明。如圖11所示，1.8英寸的磁盤14和15其各自的中心線為C14和C15，磁盤14磁面16上的分區(qū)結(jié)構(gòu)是基于具有定常飛高特性的讀寫轉(zhuǎn)換器建立起來的，圖中線18所示即為該定常飛行高度的曲線。為了取得對(duì)磁盤進(jìn)行分區(qū)的所需數(shù)據(jù)，一般是通過將讀寫轉(zhuǎn)換器(圖未示)移動(dòng)到磁盤14的中心并進(jìn)行性能測試。
至于磁盤15，對(duì)磁盤的分區(qū)是基于可變飛行高度的讀寫轉(zhuǎn)換器(圖未示)進(jìn)行的，曲線19是讀寫轉(zhuǎn)換器與磁盤15磁面17之間的相對(duì)飛行高度的曲線，磁盤14和15所示的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)是根據(jù)磁頭的性能和目標(biāo)存儲(chǔ)尺寸表(如表1所示)而建立起來的，存儲(chǔ)區(qū)邊界計(jì)算其中的一個(gè)參數(shù)是磁盤的旋轉(zhuǎn)速度，本范例中磁盤的旋轉(zhuǎn)速度采用4500RPM。
表1 目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)大小
基于磁頭HD#1與磁盤14結(jié)合使用的性能特性，可以得知目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)2到12可用來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，如圖11所示，存儲(chǔ)區(qū)的劃分是使用存儲(chǔ)區(qū)號(hào)來標(biāo)注的。另外還要考慮表1中的通過計(jì)算得到的磁道數(shù)和實(shí)際使用的磁道數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。表2所示即是將磁道數(shù)進(jìn)行湊整處理后的調(diào)整結(jié)果。
表2磁道數(shù)量的湊整調(diào)整結(jié)果
如圖11、表1和表2所示，其中第一個(gè)用于記錄數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)是Z2，其包括有91個(gè)磁道，并且每一磁道包括42個(gè)扇區(qū)。其中存儲(chǔ)區(qū)Z2計(jì)算出來的磁道數(shù)量是90.3個(gè)，將其湊整為91個(gè)磁道。其它各磁道也用與此相似的方法進(jìn)行處理。
每一存儲(chǔ)區(qū)的內(nèi)半徑和外半徑的物理位置如表3所示，其包括從中心線C14測量到的實(shí)際半徑(利用等式計(jì)算得到的半徑的方法將會(huì)在后面提到)、內(nèi)半徑(ir)、外半徑(or)，其單位用微米表示。
表3存儲(chǔ)區(qū)邊界的計(jì)算
上述存儲(chǔ)區(qū)2到12是用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，而NRZ頻率的范圍是從17.17Mhz到28.16Mhz。
對(duì)于性能特性較好的磁頭，就會(huì)選擇一組具有較高紀(jì)錄頻率(NRZ頻率)的存儲(chǔ)區(qū)。例如使用圖5A中具有比磁頭HD#1更好的特性的磁頭HD#4時(shí)，就可以使用存儲(chǔ)區(qū)10-20，其存儲(chǔ)區(qū)分區(qū)結(jié)構(gòu)將不同于圖11所示，然而各存儲(chǔ)區(qū)的建立和邊界確定的方法都是相同的。表4所示即是性能較好的磁頭使用的一組存儲(chǔ)區(qū)10-20的分區(qū)表。
表4 目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)尺寸
表5是在表4的基礎(chǔ)上，對(duì)計(jì)算得到的磁道數(shù)進(jìn)行湊整處理后得到的實(shí)際使用的磁道數(shù)量調(diào)整表。
表5磁道數(shù)量湊整調(diào)整表
表6所示即是存儲(chǔ)區(qū)10-20的存儲(chǔ)區(qū)邊界的計(jì)算結(jié)果表6存儲(chǔ)區(qū)邊界的計(jì)算結(jié)果
將圖11和表1，2，3中所示的第一磁頭磁盤組合的容量和表4，5，6中所示具有較好性能的第二磁頭磁盤組合的容量進(jìn)行比較，就可以得出較佳性能的磁頭磁盤組合大大提高了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的容量。例如對(duì)表1中第一磁頭磁盤組合的可使用扇區(qū)的總數(shù)與較佳性能的第二磁頭磁盤組合的可利用扇區(qū)的總數(shù)進(jìn)行比較，可知第一磁頭磁盤組合可利用的扇區(qū)數(shù)為83,455，而第二磁頭磁盤組合的可利用扇區(qū)數(shù)為121,838。本發(fā)明磁盤驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法將性能較差的磁頭在較低的讀寫頻率下使用，并通過提高較佳性能的磁頭的讀寫頻率來彌補(bǔ)由于降低性能較差的磁頭的讀寫頻率帶來的存儲(chǔ)容量的損失，從而改良了總體的記錄容量，并具有較大的裕度。
下面將結(jié)合動(dòng)態(tài)磁頭加載磁盤驅(qū)動(dòng)器25的頂視平面圖14、分區(qū)流程圖13A及本說明書中的等式來對(duì)本發(fā)明可變分區(qū)方法進(jìn)行進(jìn)一步說明。磁盤驅(qū)動(dòng)器25包括了一個(gè)固定在旋轉(zhuǎn)軸27上的磁盤26，該旋轉(zhuǎn)軸27是由一旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)(圖未示)帶動(dòng)的，還包括一用于將磁盤26和旋轉(zhuǎn)軸27固定在一起的磁盤夾28。該旋轉(zhuǎn)軸27的中心與磁盤26的中心點(diǎn)則用C26表示。
磁盤26和相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)控制器及電子組件被安裝在腔體29內(nèi)，磁盤驅(qū)動(dòng)器25的旋轉(zhuǎn)控制器包括有一磁頭桿30和一主體部31，該主體部31由一回轉(zhuǎn)樞心32支撐著。該旋轉(zhuǎn)控制器包括有一繞組33，該繞組33可與磁流板及磁鐵34相作用以定位讀寫轉(zhuǎn)換器35在磁盤26表面上的位置。
磁盤驅(qū)動(dòng)器25的旋轉(zhuǎn)控制器采用了動(dòng)態(tài)磁頭加載機(jī)制，其包括一可放置到凸塊39凸面38上的吊桿37，其中該凸塊39是供讀寫轉(zhuǎn)換器動(dòng)態(tài)加載及停放之用的。為了方便結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明可變分區(qū)方法進(jìn)行說明，圖14中也標(biāo)示了角度和距離，例如線40表示從回轉(zhuǎn)樞心32到磁盤26的中心C26的距離，用Dam表示，用線41表示從回轉(zhuǎn)樞心32到讀寫轉(zhuǎn)換器35中央(圖未示)之間的距離，用Dag表示。
圖14所示的旋轉(zhuǎn)控制器位于磁盤26的內(nèi)半徑(由于磁盤夾28的原因沒有標(biāo)示)和外半徑41之間，為了便于解釋，假設(shè)旋轉(zhuǎn)控制器位于存儲(chǔ)區(qū)N的內(nèi)環(huán)邊界處，那么線40和線41之間的夾角θN就標(biāo)示出了磁盤中心C26與磁道N的夾角。由于圖14所示之磁盤驅(qū)動(dòng)器是動(dòng)態(tài)磁頭加載型的磁盤驅(qū)動(dòng)器，那么磁盤表面外端的可利用外半徑(or)就取決于吊桿37開始將讀寫轉(zhuǎn)換器35吊離磁盤26表面的位置，類似地由位于磁流板組合34下方的內(nèi)碰撞停止點(diǎn)(圖未示)確定了磁盤的可利用內(nèi)半徑(ir)。
在采用流程圖12A和12B所示的步驟對(duì)磁頭的特性進(jìn)行定義后，再采用圖13A和圖13B中所示的步驟來確定磁頭存儲(chǔ)區(qū)邊界。該流程是先對(duì)磁盤組合進(jìn)行測試，以確定磁盤的可用磁道數(shù)及測量讀寫轉(zhuǎn)換器的密度能力，然后再分配數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)(模塊1207)，另外，很明顯對(duì)不同的存儲(chǔ)區(qū)設(shè)置不同的讀寫頻率以達(dá)到磁盤驅(qū)動(dòng)器的總體性能目標(biāo)是一種較為理想的方法。流程圖13A中展示了分區(qū)的各個(gè)詳細(xì)步驟，現(xiàn)結(jié)合圖13A中的步驟及表1-3中的內(nèi)容對(duì)如何完成磁頭HD#1的分區(qū)加以描述
圖13A的第一步，即模塊1301-1預(yù)先基于預(yù)期的磁頭性能設(shè)定了一個(gè)參考頻率fRef，再通過模塊1302計(jì)算出目標(biāo)區(qū)域的頻率比率。
頻率比率(Frequency RatioN)的計(jì)算是利用目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的NRZ參考頻率(表3中各個(gè)目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的頻率)，通過等式(6)計(jì)算得出來的Frequency RatioN=Target Zone FreqNfRef----(6)]]>等式(6)中的fRef為調(diào)整后的磁頭讀寫頻率，Target Zone FreqN為基于目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)分配表的NRZ頻率。計(jì)算出來的頻率比率的結(jié)果列在表3的頻率比率一欄中。模塊1302中的步驟執(zhí)行完畢后就可以使用上述等式5的退化等式得出各個(gè)目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)的內(nèi)環(huán)半徑，在模塊1303中使用由等式5演變而來的等式(7)就可以求得內(nèi)半徑(ir)的值ir=-b+b2-(4)(a)(c)-FrequencyRatioN2a----(7)]]>使用等式(7)得到的計(jì)算結(jié)果列在表3中的實(shí)際半徑一欄中。模塊1304的下一個(gè)步驟是計(jì)算每個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的外半徑(or)，如圖11所示，由于各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的外半徑都等于下一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的內(nèi)半徑，因此可得到等式(8)orN＝irN+1(8)在模塊1305中計(jì)算出來的內(nèi)半徑和外半徑由于要考慮到碰撞停止點(diǎn)與動(dòng)態(tài)磁頭加載條件的限制，其計(jì)算結(jié)果可能超出實(shí)際可用的內(nèi)外半徑范圍，而且允許的內(nèi)外半徑亦可能因?yàn)椴豢捎米鲗?shí)際半徑而需要進(jìn)行調(diào)整，下面請(qǐng)一并參考模塊1305與表3，可知磁盤驅(qū)動(dòng)器存儲(chǔ)區(qū)的最小可用內(nèi)徑為12.8毫米，最大可用外徑為22.77毫米，比較表1和表3，可知只有存儲(chǔ)區(qū)2-12可以被利用，其范圍從存儲(chǔ)區(qū)2的內(nèi)半徑12.80毫米到存儲(chǔ)區(qū)12的外半徑22.77毫米，算術(shù)上可以表示為如果存儲(chǔ)區(qū)N的半徑大于最大半徑，那么存儲(chǔ)區(qū)N的半徑將取為最大半徑值，如果存儲(chǔ)區(qū)N的半徑小于最小半徑，那么存儲(chǔ)區(qū)N的半徑將取為最小半徑值。
分區(qū)的最后一個(gè)步驟是將存儲(chǔ)區(qū)的半徑轉(zhuǎn)化為磁道號(hào)，在轉(zhuǎn)換過程中在圖14中磁道N的角度θN的計(jì)算可以使用下述等式θN=COS-1(Dam2+Dag2-rN22(Dam)(Dag))-θref----(9)]]>當(dāng)圖14中的讀寫轉(zhuǎn)換器35的縫隙位于要進(jìn)行參考測量以確定磁頭特性的磁道上方時(shí)，我們將此時(shí)直線40與直線41之間形成的角定義為θrdf，接下來利用等式(10)得出經(jīng)整數(shù)處理后的磁道號(hào)Track NumberTrack Number(Rounded to int erger value)＝Trackref-(θN)(Rad/Track)(10)等式(10)中的Dam和Dag是圖1 4中所示的距離，θref是上述定義的角度，Trackrer是在角θref處的磁道號(hào)，Rad/Track代表磁軌間距的弧度。通過上述各等式就可以完成磁頭磁盤組合的存儲(chǔ)區(qū)分區(qū)了。通過執(zhí)行上述的步驟，就可以確定各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的內(nèi)外半徑，例如說，在表1-3中存儲(chǔ)區(qū)2-12被確定為可以利用的存儲(chǔ)區(qū)，存儲(chǔ)區(qū)2容許的內(nèi)半徑為12.80毫米，容許的外半徑為13.42毫米。在所有的存儲(chǔ)區(qū)邊界被確定下來后，如模塊1307所示，就會(huì)將存儲(chǔ)區(qū)邊界的數(shù)據(jù)及與各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)相對(duì)應(yīng)的頻率記錄在磁盤驅(qū)動(dòng)器中的非易失性記憶體中，這樣就為各個(gè)磁頭磁盤組合提供了一個(gè)查找表，例如圖7所示的兩個(gè)磁頭磁盤組合的查找表。最后將根據(jù)上述信息對(duì)磁盤表面進(jìn)行格式化以產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)分區(qū)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是可對(duì)各個(gè)磁盤的不同可利用的行程進(jìn)行優(yōu)化以提高磁盤的記錄密度。請(qǐng)參閱圖4A，在現(xiàn)有技術(shù)中，在磁盤驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)階段已經(jīng)確定了磁道的數(shù)量，但如果組裝后從外碰撞停止點(diǎn)到內(nèi)碰撞停止點(diǎn)之間的行程產(chǎn)生了改變，導(dǎo)致少數(shù)磁道不能被利用，那么整個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器將會(huì)由于不合格而報(bào)廢。但是如果采用本發(fā)明可變分區(qū)方法，那么磁盤驅(qū)動(dòng)器的磁頭線可先移動(dòng)到內(nèi)碰撞停止點(diǎn)并記錄下內(nèi)碰撞停止點(diǎn)的磁道號(hào)，再移動(dòng)到磁盤的外碰撞停止點(diǎn)并記錄下外碰撞停止點(diǎn)的磁道號(hào)，就可以確定出有多少可供利用的磁道。通過優(yōu)化行程可以使所有的磁道都得到利用。如果可以利用較長的行程，那么就可以降低磁盤的線記錄密度，因此降低磁頭的讀寫頻率也可以達(dá)到預(yù)定的存儲(chǔ)容量，而且降低磁頭的讀寫頻率還可以減少磁頭的誤碼率。降低讀寫頻率將使所有磁頭的特性值沿其LOBER曲線上升，這樣就增加了磁頭的裕度。如圖10所示，磁頭性能的分布曲線圖的形狀保持不變，只是平均值發(fā)生變化。其中用實(shí)線描畫的分布曲線圖是較短行程的性能曲線，μ0是其原始的平均性能值，虛線描畫的分布曲線圖是對(duì)行程進(jìn)行優(yōu)化后的性能曲線，μS是優(yōu)化后的平均性能值，其σ值相同，但優(yōu)化后低于TH值的磁頭數(shù)量大為減少，因此通過使用上述的可變分區(qū)方法及行程優(yōu)化，即使磁盤中有一兩個(gè)磁頭的性能值低于TH值也可以提高磁盤的記錄密度。
權(quán)利要求
1.一種磁盤驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，其包括一磁盤，該磁盤具有一磁表面及與磁表面相配合的讀/寫傳感器，在該讀/寫傳感器上具有一讀取光束，其特征在于該讀/寫傳感器用于在磁道不同的存儲(chǔ)區(qū)讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)，每一存儲(chǔ)區(qū)都有一讀/寫頻率，該磁盤驅(qū)動(dòng)器是用以下步驟完成的首先偵測出該磁表面上的讀/寫傳感器的讀/寫性能；再確定該磁面各存儲(chǔ)區(qū)的邊界，并對(duì)每一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)設(shè)置一相應(yīng)的讀/寫頻率以作為偵測出的讀/寫傳感器的讀/寫性能的函數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，其特征在于該磁盤驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生步驟中進(jìn)一步包括一個(gè)比較部分，當(dāng)測量的讀/寫傳感器的性能水平低于與目標(biāo)性能的水平時(shí)，將其讀/寫頻率校正到目標(biāo)性能水平上。
3.如權(quán)利要求1所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，其特征在于該讀/寫傳感器的讀/寫性能測量是在一個(gè)徑向位置處。
4.如權(quán)利要求1所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，其特征在于該讀/寫傳感器的讀/寫性能測量是在一多徑向的位置處。
5.如權(quán)利要求1所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，其特征在于該讀/寫性能的測量是在一個(gè)讀/寫頻率上進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求1所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，其特征在于該讀/寫性能的測量是在多個(gè)讀/寫頻率上進(jìn)行。
7.一種磁盤驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，其包括一磁盤，該磁盤具有一第一磁表面和第二磁表面，其特征在于該第一磁表面和第二磁表面分別設(shè)有與其相配合的第一和第二讀/寫傳感器及第一和第二讀取光束，這些讀/寫傳感器可分別在各磁表面的存儲(chǔ)區(qū)磁道中讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)，該磁盤驅(qū)動(dòng)器是用以下步驟完成的首先在某一頻率下選擇出第一和第二傳感器中的最小可接受的讀/寫性能水平；其次確定出第一和第二讀/寫傳感器的讀/寫性能水平；然后比較第一和第二讀/寫傳感器的讀/寫性能水平和最小可接受的讀/寫性能水平，如果第一和第二讀/寫傳感器中某一個(gè)的讀/寫性能水平低于最小可接受的讀/寫性能水平，改變該讀/寫傳感器的操作頻率使其至少達(dá)到最小可接受的讀/寫性能水平上；最后確定這些磁面各存儲(chǔ)區(qū)的邊界。
8.一種磁盤驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，其包括一磁盤，該磁盤具有一磁表面及與磁表面相配合的讀/寫傳感器，在該讀/寫傳感器上具有一讀取光束，其特征在于該讀/寫傳感器用于在磁道不同的存儲(chǔ)區(qū)讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)，每一存儲(chǔ)區(qū)都有一讀/寫頻率，該磁盤驅(qū)動(dòng)器是用以下步驟完成的首先偵測出該讀/寫傳感器的讀/寫性能；然后確定出該磁表面的存儲(chǔ)性能特性；再確定出該磁面各存儲(chǔ)區(qū)的邊界，并對(duì)每一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)設(shè)置一相應(yīng)的讀/寫頻率，以作為偵測出的讀/寫傳感器的讀/寫性能和磁表面的存儲(chǔ)性能的函數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，其特征在于該磁盤驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生步驟中進(jìn)一步包括偵測出可利用磁道的數(shù)量，并且將偵測出的各存儲(chǔ)區(qū)的邊界和讀/寫頻率定義為可利用磁道數(shù)、讀/寫傳感器的讀/寫性能及磁表面的存儲(chǔ)性能特性的函數(shù)。
全文摘要
一種磁盤驅(qū)動(dòng)器的可變分區(qū)方法，該方法是應(yīng)用于一個(gè)使用多個(gè)磁盤表面進(jìn)行存儲(chǔ)的磁存儲(chǔ)系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)是根據(jù)各磁頭與相應(yīng)磁盤片表面之間的讀寫工作特性進(jìn)行分區(qū)的。且由于各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)是根據(jù)各磁頭的不同工作特性進(jìn)行獨(dú)立分區(qū)，而不是全部磁盤上的存儲(chǔ)區(qū)都根據(jù)一個(gè)預(yù)期的磁頭工作特性進(jìn)行分區(qū)，因此一個(gè)磁盤上的存儲(chǔ)區(qū)邊界與另一個(gè)磁盤上的存儲(chǔ)區(qū)邊界不一定在同一直線上。這種分區(qū)方法改良應(yīng)用了磁盤上可供利用的行程，從而提高了磁盤的存儲(chǔ)密度。
文檔編號(hào)G11B5/02GK1489133SQ0213495
公開日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2002年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月11日
發(fā)明者布魯斯·依莫, 布來恩·威爾遜, 內(nèi)爾森, 威爾遜, 布魯斯 依莫 申請(qǐng)人:深圳易拓科技有限公司