專利名稱：熱輔助磁記錄系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及用于熱輔助磁記錄的裝置、系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
多種磁存儲系統(tǒng)(諸如，硬盤驅(qū)動器)利用寫頭在磁性介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)。待記錄的數(shù)據(jù)被作為交變電流提供到寫頭。該電流通過寫頭中的金屬線圈，產(chǎn)生磁場。通過該磁場切換寫頭中極尖(pole tip)的磁化狀態(tài)。隨著磁化的極尖經(jīng)過磁性介質(zhì)(例如，旋轉(zhuǎn)的鐵磁盤片)上方，磁性介質(zhì)的與極尖相鄰的區(qū)域的磁化被改變，并且該磁化可以后來被讀回，以取回數(shù)據(jù)。聞密度磁記錄意味著小的晶粒尺寸，其在熱擾動下更容易受:精細(xì)晶?；挠涗浀男畔⒌乃p的影響。因此，隨著晶粒尺寸減小以增加記錄密度，所記錄的信息的穩(wěn)定性也隨之降低。記錄介質(zhì)的鐵磁各向異性的增加降低了易受熱引起的衰減的影響性，但是需要超出利用常規(guī)的寫頭所能獲得的寫入場。對于可寫入性對壽命的兩難問題的一個解決方案是熱輔助磁記錄(HAMR)，其利用激光將被寫入的數(shù)據(jù)比特附近的磁性介質(zhì)加熱到臨近居里點(Curie point),允許寫頭切換介質(zhì)上的磁取向，以存儲該數(shù)據(jù)比特。因而,可以通過在記錄數(shù)據(jù)時對磁性介質(zhì)進(jìn)行點加熱(spot-heating)，以有限的寫頭磁場強(qiáng)度來使用具有較大熱穩(wěn)定性的介質(zhì)。在本領(lǐng)域中存在對改善熱輔助磁記錄在高密度和高比特速率的磁存儲系統(tǒng)中的使用的需要。概述本發(fā)明的多個不同實施例提供了用于熱輔助磁記錄的裝置、系統(tǒng)和方法。例如，公開了一種裝置，其包括:信號產(chǎn)生器，可操作來以磁寫入數(shù)據(jù)信號的轉(zhuǎn)換速率(transitionrate)來生成激光觸發(fā)脈沖；可變延遲元件，可操作來控制激光脈沖控制信號和磁寫入數(shù)據(jù)信號之間的對準(zhǔn)；相位差檢測器，可操作來控制所述可變延遲元件；可觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器電路，可操作來基于所述激光觸發(fā)脈沖來產(chǎn)生激光脈沖控制信號；磁寫頭，可操作來在所述磁寫入數(shù)據(jù)信號的控制下將數(shù)據(jù)記錄到磁存儲介質(zhì)；以及激光二極管，可操作來在激光脈沖控制信號的控制下加熱所述磁存儲介質(zhì)。在上述實施例的某些實例中，所述信號產(chǎn)生器位于寫通道電路中，并且所述可觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器電路位于前置放大器中，而激光觸發(fā)脈沖在寫通道電路和前置放大器之間跨柔性傳輸線傳送。在某些情況下，所述可觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器電路可操作來編程地調(diào)整激光脈沖控制信號的脈沖寬度。某些實施例包括:激光預(yù)補(bǔ)償電路，其可操作來對激光脈沖控制信號應(yīng)用預(yù)補(bǔ)償偏移；以及磁預(yù)補(bǔ)償電路，其可操作來對磁寫入數(shù)據(jù)信號應(yīng)用預(yù)補(bǔ)償偏移。在上述實施例的某些實例中，所述可變延遲元件調(diào)整激光觸發(fā)脈沖和磁寫入數(shù)據(jù)之間的相對定相；該定相可以處理比磁寫入數(shù)據(jù)信號的比特周期(bit period)更大的跨展(span)。本發(fā)明的其他實施例提供了用于熱輔助磁記錄的方法。其中的一些方法包括:在寫通道中生成激光觸發(fā)脈沖；將所述激光觸發(fā)脈沖發(fā)送到前置放大器；基于所述激光觸發(fā)脈沖生成激光脈沖控制信號；調(diào)整所述激光脈沖控制信號與磁寫入信號的時間對準(zhǔn)；以及利用所述激光脈沖控制信號控制激光二極管來在將所述磁寫入數(shù)據(jù)信號寫入到磁存儲介質(zhì)的同時加熱所述磁存儲介質(zhì)。某些實例還包括:計算對于所述激光脈沖控制信號的激光脈沖預(yù)補(bǔ)償；對所述磁寫入數(shù)據(jù)信號應(yīng)用體延遲(bulk delay);以及計算對于所述磁寫入數(shù)據(jù)信號的磁寫入預(yù)補(bǔ)償。對時間對準(zhǔn)的調(diào)整維持激光脈沖控制信號中的脈沖和磁寫入數(shù)據(jù)信號中的相應(yīng)的數(shù)據(jù)比特之間的相關(guān)性。本發(fā)明的其他的另外實施例提供了一種存儲系統(tǒng)，其包括:存儲介質(zhì)，用于保持?jǐn)?shù)據(jù)集；寫通道電路；前置放大器電路；磁寫頭，可操作來在表示所述數(shù)據(jù)集的磁寫入數(shù)據(jù)信號的控制下將數(shù)據(jù)記錄到磁存儲介質(zhì)；以及激光二極管，可操作來在激光脈沖控制信號的控制下加熱所述磁存儲介質(zhì)。所述寫通道電路包括:信號產(chǎn)生器，其可操作來以所述磁寫入數(shù)據(jù)信號的轉(zhuǎn)換速率生成所述激光觸發(fā)脈沖信號；以及可變延遲元件，其可操作來控制所述激光觸發(fā)脈沖信號和所述磁寫入數(shù)據(jù)信號之間的對準(zhǔn)。所述前置放大器電路包括:相位差檢測器，可操作來控制所述可變延遲元件；以及可觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器電路，可操作來基于所述激光觸發(fā)脈沖信號生成激光脈沖控制信號。在某些實例中，所述寫通道電路還包括:磁預(yù)補(bǔ)償電路，可操作來對所述磁寫入數(shù)據(jù)信號應(yīng)用預(yù)補(bǔ)償偏移；以及激光脈沖預(yù)補(bǔ)償電路，可操作來對所述激光脈沖控制信號應(yīng)用預(yù)補(bǔ)償偏移。所述可變延遲元件可操作來跨比所述磁寫入數(shù)據(jù)信號的比特周期大的范圍補(bǔ)償所述激光脈沖控制信號和所述磁寫入數(shù)據(jù)信號之間的相位差。本概述部分僅僅提供對根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的概要描述。根據(jù)以下的詳細(xì)描述、所附權(quán)利要求和附圖，本發(fā)明的許多其它目的、特征、優(yōu)點和其它實施例將變得更加全
面清楚。


通過參考附圖(其在本說明書其余部分中描述)，可以實現(xiàn)對本發(fā)明各個實施例的進(jìn)一步理解。在附圖中，可以在多幅附圖中始終使用相同的附圖標(biāo)記來表示相類同的部件。在附圖中，在多幅附圖中始終使用相同的附圖標(biāo)記來表示相類同的部件。在某些情況下，將包含小寫字母的下標(biāo)與附圖標(biāo)記相關(guān)聯(lián)，以指示多個相類同部件中的一個。當(dāng)對附圖標(biāo)記進(jìn)行引用而沒有說明存在下標(biāo)時，其意在表示所有這樣的多個相類同的部件。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的磁存儲系統(tǒng)，其包括具有可觸發(fā)HAMR激光脈沖產(chǎn)生器的寫通道；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的寫通道、前置放大器和磁寫頭的一種實現(xiàn)方式，適于在圖1的磁存儲系統(tǒng)中使用的并且并入有磁寫入預(yù)補(bǔ)償；圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的適于在圖2的寫通道中使用的激光脈沖數(shù)據(jù)處理器和激光驅(qū)動器的一種實現(xiàn)方式；3B示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的圖3A的激光脈沖數(shù)據(jù)處理器中的多個不同信號的時序圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的寫通道、前置放大器和磁寫頭的一種實現(xiàn)方式，適于在圖1的磁存儲系統(tǒng)中使用的并且并入有磁寫入預(yù)補(bǔ)償和激光脈沖預(yù)補(bǔ)償；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的適于在圖4的寫通道中使用的激光脈沖預(yù)補(bǔ)償電路的一種實現(xiàn)方式；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的適于在圖4的寫通道中使用的可變延遲元件的一種實現(xiàn)方式；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的在圖6的可變延遲元件中的若干位置處的示例波形；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的用于熱輔助磁記錄的方法的流程圖；以及圖9示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的包括激光脈沖預(yù)補(bǔ)償和磁寫入預(yù)補(bǔ)償?shù)臒彷o助磁記錄的方法。
具體實施例方式本發(fā)明的多個不同實施例提供了用于熱輔助磁記錄的裝置、系統(tǒng)和方法，其包括HAMR激光脈沖產(chǎn)生器。在某些實施例中，與磁預(yù)補(bǔ)償協(xié)同且對準(zhǔn)地應(yīng)用激光預(yù)補(bǔ)償。這里所公開的脈沖寫入HAMR系統(tǒng)對激光二極管施加脈沖來在數(shù)據(jù)被寫頭寫入到磁記錄介質(zhì)時加熱該磁記錄介質(zhì)。通過對激光二極管施加脈沖，其上安裝寫頭的滑動器(slider)的溫度相對于假設(shè)激光器持續(xù)照射時的溫度被降低，這又降低了激光二極管對極尖凸起的影響。記錄密度也可以受益于激光脈沖化，如果光梯度和磁梯度對準(zhǔn)的話。在寫通道電路中產(chǎn)生激光觸發(fā)脈沖，并經(jīng)過柔性傳輸線將其傳送到前置放大器以用于驅(qū)動寫頭中的激光二極管。在某些實施例中，以與寫入數(shù)據(jù)相同的比特(轉(zhuǎn)換)速率產(chǎn)生激光觸發(fā)脈沖，以降低柔性電路(flex-circuit)上信令頻率。對于脈沖化的記錄，激光照射在每一數(shù)據(jù)比特單元(bit cell)中經(jīng)歷完整的導(dǎo)通/關(guān)斷周期(on/off cycle),從而，在寫通道電路中產(chǎn)生激光觸發(fā)脈沖，并利用該激光觸發(fā)脈沖在前置放大器中產(chǎn)生激光脈沖控制信號，其具有數(shù)據(jù)信號的頻率兩倍的頻率。在某些實施例中，該激光脈沖控制信號還使得能夠進(jìn)行激光二極管加熱的時間預(yù)補(bǔ)償。在這些實施例的某些實例中，使預(yù)補(bǔ)償?shù)募す饷}沖控制信號與磁預(yù)補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)信號相關(guān)。轉(zhuǎn)到圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的磁存儲系統(tǒng)100，其包括寫通道102，寫通道102具有可觸發(fā)的HMAR激光脈沖產(chǎn)生器。存儲系統(tǒng)100可以是例如硬盤驅(qū)動器。存儲系統(tǒng)100可以包括接口控制器104、通道電路106、前置放大器108、硬盤控制器110、馬達(dá)控制器112、主軸馬達(dá)(spindle motor)114、盤片116、以及讀/寫頭組件120。接口控制器104控制去往/來自盤片116的數(shù)據(jù)的尋址和時序。接口控制器104可以包括諸如處理器、緩沖存儲器、格式化(format)控制器、錯誤糾正電路、以及接口電路等裝置。盤片116上的數(shù)據(jù)可以包括磁信號的群組，所述磁信號可以在讀/寫頭組件120被適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉诒P片116上方時由該組件寫入和檢測。在一個實施例中，盤片116包括根據(jù)縱向記錄方案或垂直記錄方案記錄的磁信號。在寫操作中，接口控制器104接收要存儲在盤片116上的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)122，并將相應(yīng)的數(shù)字寫入數(shù)據(jù)124提供到通道電路106中的寫通道102。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)122可以從標(biāo)準(zhǔn)化的裝置接口(諸如，串行先進(jìn)技術(shù)附連(SATA)接口上以串行形式接收。在寫操作中，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)122被存儲在本地緩沖存儲器中，被格式化，并被擴(kuò)增以錯誤糾正碼。寫通道102可以以許多種方式處理該數(shù)字寫入數(shù)據(jù)124，諸如，將該數(shù)據(jù)串行化，對該數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制編碼并增加奇偶校驗比特，以期望的比特速率將該數(shù)據(jù)串行化，以及進(jìn)行磁寫入預(yù)補(bǔ)償。寫通道102還產(chǎn)生激光觸發(fā)脈沖。寫通道102將編碼的寫入數(shù)據(jù)130和激光觸發(fā)脈沖信號132提供到前置放大器108中的寫入驅(qū)動器134。在某些實施例中，前置放大器108被安裝在制動器臂136上，而編碼的寫入數(shù)據(jù)130和激光觸發(fā)脈沖信號132由發(fā)射器從通道電路106驅(qū)動，并經(jīng)過柔性線纜以差分正發(fā)射極耦接邏輯(PECL)格式傳遞到臂載前置放大器108中的寫入和激光驅(qū)動器133。前置放大器108將編碼的寫入數(shù)據(jù)130轉(zhuǎn)換為模擬信號，基于激光觸發(fā)脈沖信號132產(chǎn)生激光脈沖控制信號，并將具有由PECL輸入132的極性決定的極性的雙極可編程寫入電流138施加到讀/寫頭組件120中。同時地，PECL激光觸發(fā)脈沖信號輸入132導(dǎo)致產(chǎn)生激光脈沖控制信號，其在線140上施加到讀/寫頭組件120中。在典型的讀操作中，讀/寫頭組件120被通過馬達(dá)控制器112準(zhǔn)確地定位在盤片116上的期望的數(shù)據(jù)軌道上方。馬達(dá)控制器112在硬盤控制器110的指引下通過將讀/寫頭組件120移動到盤片116上的適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)軌道，既將讀/寫頭組件120相對于盤片116定位，還驅(qū)動主軸馬達(dá)114。主軸馬達(dá)114使盤片116以確定的旋轉(zhuǎn)速率(RPM)旋轉(zhuǎn)。前置放大器108中的讀取電路142建立磁電阻讀/寫頭組件120中的偏置電流。一旦讀/寫頭組件120被定位與適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)軌道相鄰，則在盤片116被主軸馬達(dá)114旋轉(zhuǎn)時通過讀/寫頭組件120感測表示盤片116上的數(shù)據(jù)的磁信號。所感測到的磁信號被提供作為表示盤片116上的磁數(shù)據(jù)的連續(xù)的微小的模擬信號114。該微小的模擬信號142被從讀/寫頭組件120傳送到前置放大器108中的讀取電路142，在這里，其被放大并被作為模擬讀數(shù)據(jù)148傳送到通道電路106中的讀通道146。讀通道146又將所接收的模擬信號解碼并數(shù)字化，以重現(xiàn)原始寫入到盤片116中的用戶數(shù)據(jù)，以及提取伺服信號。作為對模擬讀數(shù)據(jù)148的處理的一部分，讀通道電路146可以執(zhí)行一個或多個操作，諸如，模擬濾波、可變增益放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換、均衡化、時序恢復(fù)、數(shù)據(jù)檢測、解碼、去串行化、以及伺服解調(diào)等，以獲得用戶數(shù)據(jù)和伺服信息。用戶數(shù)據(jù)由讀通道146作為數(shù)字讀數(shù)據(jù)150提供到接口控制器104，在這里，其被糾錯，剝離特殊的格式化字段，并在緩沖存儲器中再組裝，以用于作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)122傳輸?shù)接脩粼O(shè)備。讀通道146還將伺服數(shù)據(jù)152提供到接口控制器104，以供在驅(qū)動硬盤控制器110和馬達(dá)控制器112中使用。在讀操作和寫操作兩者期間，接口控制器104中的微代碼控制主軸速度，并調(diào)節(jié)頭的位置，以維持準(zhǔn)確的軌道跟隨以及在軌道之間尋道。用于這些功能的伺服位置信息由讀通道146解調(diào)自預(yù)先記錄在盤片116上數(shù)據(jù)記錄之間的間隔處的專用字段。應(yīng)當(dāng)注意，存儲系統(tǒng)100可以集成在更大的存儲系統(tǒng)中，諸如，例如基于RAID (廉價盤冗余陣列或者獨立盤冗余陣列)的存儲系統(tǒng)中。還應(yīng)當(dāng)注意，存儲系統(tǒng)100的多個不同功能或模塊可以以軟件或固件實現(xiàn)，而其他的功能或模塊以硬件實現(xiàn)。在此所公開的各種模塊可以與其他功能一起以集成電路實現(xiàn)。這樣的集成電路可以包括所給出的模塊、系統(tǒng)或電路的所有功能，或者僅包括所述模塊、系統(tǒng)或電路的子集。另外，所述模塊、系統(tǒng)或電路的元件可以跨多個集成電路實現(xiàn)。這樣的集成電路可以是本領(lǐng)域中已知的任何集成電路，包括但不限于:單塊集成電路、倒裝芯片集成電路、多芯片模塊集成電路、和/或混合信號集成電路。還應(yīng)當(dāng)注意，這里所論述的模塊、系統(tǒng)或電路的各種功能可以以軟件或固件實現(xiàn)。在某些這樣的情況中，整個系統(tǒng)、模塊、或電路可以利用其軟件或固件等同物來實現(xiàn)。在其他情況下，所給出的系統(tǒng)、模塊、或電路的一部分可以以軟件或固件實現(xiàn)，而其他部分以硬件實現(xiàn)。轉(zhuǎn)到圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的適于在圖1的磁存儲系統(tǒng)中使用的寫通道200、前置放大器202和寫頭組件204的一種實現(xiàn)方式。編碼的寫入數(shù)據(jù)206被提供到寫通道200，在這里，其被游程編碼(run-length-encoded)，在串行化器108中被串行化，并被與來自主寫入時鐘振蕩器212的時鐘信號210同步。主寫入時鐘振蕩器212可以是任何用于產(chǎn)生時鐘信號210的電路或裝置，諸如，多相環(huán)形振蕩器，該多相環(huán)形振蕩器形成被鎖定到基準(zhǔn)晶體源或鎖定到盤片上預(yù)先記錄的伺服信息的頻率合成器的一部分。串行化器208將并行數(shù)據(jù)輸入轉(zhuǎn)化為串行數(shù)據(jù)流。串行化器208可以是但是不限于時分?jǐn)?shù)據(jù)復(fù)用器，該時分?jǐn)?shù)據(jù)復(fù)用器將并行數(shù)據(jù)輸入復(fù)用成單個輸出，該時分?jǐn)?shù)據(jù)復(fù)用器由產(chǎn)生在相位上在360度上均衡分布的多相選擇時鐘信號的多相時鐘電路控制,并且該多相選擇時鐘信號也可以得自于時鐘信號210。所述多相選擇時鐘信號用于以特定順序選擇并行數(shù)據(jù)輸入的各個比特?；谶@里的公開，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到可以用來將編碼的寫入數(shù)據(jù)206串行化的多種電路，例如移位寄存器。編碼的寫入數(shù)據(jù)206在寫通道200中制備，以由寫頭組件204寫入到磁存儲介質(zhì)。向磁存儲介質(zhì)寫入信息包括在待寫入的存儲介質(zhì)的非常近的區(qū)域中產(chǎn)生磁場。在對磁存儲介質(zhì)進(jìn)行寫入時會出現(xiàn)的一個問題是由于在前的比特模式(bit pattern )而產(chǎn)生的磁場可能干擾或以另外的方式影響在寫入后續(xù)的比特模式期間產(chǎn)生的磁場。尤其是，在高密度磁記錄中，被產(chǎn)生來寫入當(dāng)前的比特模式的磁場可能呈現(xiàn)出非線性轉(zhuǎn)換偏移(non-lineartransition shift, NLTS),這是由寫入場和已經(jīng)寫入的轉(zhuǎn)換之間的磁相互作用導(dǎo)致的。NLTS導(dǎo)致回讀信號中的依賴于數(shù)據(jù)的非線性失真，使得數(shù)據(jù)恢復(fù)性能劣化，并且針對于此在寫入數(shù)據(jù)路徑中使用磁預(yù)補(bǔ)償電路214。磁預(yù)補(bǔ)償電路214在寫入數(shù)據(jù)被施加在磁寫頭中時對寫入數(shù)據(jù)應(yīng)用依賴于模式的延遲，以對NLTS進(jìn)行補(bǔ)償，使得寫入數(shù)據(jù)的每一比特被寫入到存儲介質(zhì)上的期望的位置。應(yīng)當(dāng)主意，盡管寫通道200和前置放大器202的各部件被描述為“電路”，然而它們可以被實現(xiàn)為電子電路或者軟件/固件電路。所述軟件/固件電路包括與存儲器設(shè)備相關(guān)聯(lián)的處理器，該存儲器設(shè)備包括可以由處理器執(zhí)行來進(jìn)行這里所公開的特定功能的指令。這樣的處理器可以是通用處理器或者是根據(jù)特定的實現(xiàn)要求而特別定制來執(zhí)行特定功能的處理器。在某些情況下，處理器可以被設(shè)計來執(zhí)行與一個以上的特定模塊相關(guān)的若干功能?；谶@里的公開，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到可以根據(jù)本發(fā)明的不同實施例使用的專用電子電路以及軟件/固件的各種組合。磁寫入數(shù)據(jù)216 (在某些實施例中，其被寫入預(yù)補(bǔ)償)被提供到驅(qū)動器220，驅(qū)動器220將磁寫入數(shù)據(jù)216以差分或其它的形式跨多導(dǎo)體制動器臂柔性傳輸線222發(fā)送到臂載前置放大器202。接收器224接收所發(fā)送的磁寫入數(shù)據(jù)，并將其提供給寫入數(shù)據(jù)處理器226和寫入驅(qū)動器230，其將該磁寫入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為模擬信號，并驅(qū)動磁寫頭232來將數(shù)據(jù)記錄到盤片。在磁存儲系統(tǒng)的不同實施例中，寫入數(shù)據(jù)處理器226和寫入驅(qū)動器230可以執(zhí)行多種不同的功能，并且本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到許多可以用來執(zhí)行這些功能的電路。為了支持介質(zhì)上數(shù)據(jù)的高密度記錄，根據(jù)HAMR的原理，在寫通道200中產(chǎn)生激光脈沖控制信號240來在數(shù)據(jù)比特被磁寫頭232寫入時驅(qū)動寫頭組件204中的激光二極管242。激光二極管242被與磁寫頭232所寫入的數(shù)據(jù)比特協(xié)同地提供脈沖，降低了柔性傳輸線222和/或?qū)戭^組件404中的功耗和發(fā)熱，并且有助于面密度增加?？梢砸远喾N技術(shù)在數(shù)據(jù)比特被磁寫頭232寫入時使激光二極管242中的脈沖與該數(shù)據(jù)比特相關(guān)，以滿足系統(tǒng)要求以及改善所記錄的數(shù)據(jù)的可讀性和穩(wěn)定性。通過可變延遲元件246提供偏移的時鐘信號244，在某些實施例中，可變延遲元件246被實現(xiàn)為可編程相位插入器(interpolator )或邊沿選擇器開關(guān)，使得能夠建立激光脈沖數(shù)據(jù)性對于磁數(shù)據(jù)的定相(phasing)。在某些實施例中，可變延遲元件246混合和/或選擇主寫入時鐘振蕩器212中的多相環(huán)形振蕩器的適當(dāng)相位，來生成偏移的時鐘信號244，偏移的時鐘信號244的頻率與磁寫入時鐘信號210的頻率相等但相對于其具有可編程的相位關(guān)系。也可以使用其它的延遲方法。通過信號產(chǎn)生器基于偏移的時鐘信號244以磁寫入數(shù)據(jù)216的轉(zhuǎn)換速率產(chǎn)生激光觸發(fā)脈沖信號240，從而由于該激光觸發(fā)脈沖信號204而降低了對柔性傳輸線222中發(fā)熱和帶寬的要求。在某些實施例中，所述信號產(chǎn)生器包括D觸發(fā)器250。由于每比特一個激光脈沖要求在磁寫入數(shù)據(jù)216中的每一游程編碼的比特單元(bit cell)中出現(xiàn)完整的導(dǎo)通/關(guān)斷周期，因此激光脈沖控制信號264具有磁寫入數(shù)據(jù)216兩倍的頻率。觸發(fā)器250將偏移的時鐘信號244從具有每寫入比特一個電周期的形成轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂忻勘忍匾粋€邊沿的形成，使得柔性傳輸線222中的帶寬要求最小化。所得的結(jié)果由驅(qū)動器252差分地驅(qū)動出到柔性傳輸線222上，以供前置放大器202中的接收器254接收。基于這里的公開，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到可以用來基于偏移的時鐘信號244產(chǎn)生激光觸發(fā)脈沖信號240的各種電路。在其它實施例中，為了使柔性傳輸線222中的導(dǎo)體的數(shù)目最小化，通過將數(shù)據(jù)復(fù)用到在寫操作期間不使用的線上，例如使用讀數(shù)據(jù)傳輸線(例如，圖1的148)，來由驅(qū)動器252將激光觸發(fā)脈沖信號240發(fā)送到前置放大器202。在復(fù)用中，圖1的線148在讀操作期間將所讀取的數(shù)據(jù)從前置放大器108傳送到讀通道146。相反地，在寫操作期間，線148將激光觸發(fā)脈沖從寫通道102傳送到寫入和激光驅(qū)動器134。前置放大器202中的接收器254接收激光觸發(fā)脈沖信號204，并將將其傳遞到激光脈沖數(shù)據(jù)處理器256，激光脈沖數(shù)據(jù)處理器256的輸出通過激光驅(qū)動器260控制激光二極管242。激光脈沖數(shù)據(jù)處理器256包括可觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器，其基于來自寫通道200的激光觸發(fā)脈沖產(chǎn)生數(shù)據(jù)速率激光脈沖控制信號264。可觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器由激光觸發(fā)脈沖的每一邊沿(正行和負(fù)行邊沿兩者)激活。激光脈沖數(shù)據(jù)處理器256還可以控制激光脈沖控制信號264的脈沖寬度。激光驅(qū)動器260將低級別激光脈沖控制信號264放大到一可編程幅度。該可編程幅度可以足以將處于閾值與在消光(extinction)之上的脈沖導(dǎo)通(pulse-on)狀態(tài)之間的激光二極管242驅(qū)動到全導(dǎo)通(full-open)范圍。為了確保激光驅(qū)動器260的輸出與寫入驅(qū)動器230的輸出正確地時間對準(zhǔn),可以在前置放大器202中設(shè)置相位差檢測器262，以測量相位差，并控制寫通道200中的可變延遲元件246。在某些實施例中，相位差檢測器262控制激光脈沖數(shù)據(jù)處理器256。相位差檢測器262可以是但是不限于本地相位檢測器或回環(huán)(loopback)電路的一部分。轉(zhuǎn)到圖3A，示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的分別適于替代圖2的激光脈沖數(shù)據(jù)處理器256和激光驅(qū)動器260使用的激光脈沖數(shù)據(jù)處理器300和激光驅(qū)動器302的一種實現(xiàn)方式。在某些實例中，包含連續(xù)可變延遲元件304，以擴(kuò)增可變延遲元件246或446所提供的延遲動作。如果在激光脈沖數(shù)據(jù)處理器300中包含連續(xù)可變延遲元件304，則可變延遲元件246或446可以是數(shù)字相位檢測器，而連續(xù)可變延遲元件304用作粗的相位步長之間的微調(diào)裝置(vernier)?？勺冄舆t元件306和XOR (異或)門310 —起操作來產(chǎn)生數(shù)據(jù)速率激光脈沖控制信號314。可變延遲元件306的持續(xù)時間建立激光脈沖控制信號314的“導(dǎo)通”(on)間隔的脈沖寬度Tpw，并因此建立通過激光二極管242的電流的“導(dǎo)通”(on)間隔的脈沖寬度，如圖3B的波形圖中所示。出于靈活性的考慮，Tpw可以在諸如、(Tpff ( Tbit的范圍內(nèi)變化，其中Tbit是系統(tǒng)的比特時間(bit time)。“導(dǎo)通”脈沖從激光閾值基線級別320上升到被選擇來使激光二極管242導(dǎo)通的脈沖級別322。激光閾值基線級別320和脈沖級別322的幅度可以通過激光驅(qū)動器302中的激光閾值寄存器324和激光脈沖寄存器326而設(shè)置在激光驅(qū)動器302中。閾值級別320通常被選擇為使得激光二極管駐留在瀕臨消光處的電流，以增強(qiáng)激光二極管導(dǎo)通/關(guān)斷上升時間。接收器332 (與圖2和4中的接收器254對應(yīng))可以用來接收跨柔性傳輸線(例如，222)傳送的激光觸發(fā)脈沖信號312。在實踐中，可以將連續(xù)可變延遲元件304和可變延遲元件306實現(xiàn)為通過接收來自前置放大器寄存器的數(shù)字輸入的延遲設(shè)置數(shù)模轉(zhuǎn)換器的具有可編程的負(fù)載變量的欠缺反相器(starved invertor)的級聯(lián),或者可以實現(xiàn)為前置放大器等中的本地相位鎖定的頻率倍增器環(huán)路等。如果采取具有對邊沿敏感的相位檢測器的相位鎖定實現(xiàn)方式，則接收器332可以接收通過圖2的塊220發(fā)送的寫入數(shù)據(jù)信號作為輸入，使得能夠省略激光觸發(fā)線312。轉(zhuǎn)到圖4，寫通道400、前置放大器402和寫頭組件404的某些實施例支持激光脈沖預(yù)補(bǔ)償，利用或者不利用磁寫入預(yù)補(bǔ)償。在采用激光脈沖預(yù)補(bǔ)償和磁寫入預(yù)補(bǔ)償?shù)膶嵗?，諸如，在圖4中描述的實例中，使激光脈沖和具有寫入預(yù)補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)比特相關(guān)，從而使得每一激光脈沖對應(yīng)于特定的數(shù)據(jù)比特。再次地，將寫入預(yù)補(bǔ)償應(yīng)用到激光脈沖和數(shù)據(jù)比特的方式可以適應(yīng)于許多的不同技術(shù)。在圖3的示例實施例中，通過使串行化的數(shù)據(jù)比特470在它們到達(dá)磁預(yù)補(bǔ)償電路214之前傳遞通過可變延遲元件446，來保持每一激光脈沖和相應(yīng)的數(shù)據(jù)比特之間的關(guān)系?？勺冄舆t元件446調(diào)節(jié)激光觸發(fā)脈沖和磁寫入數(shù)據(jù)之間的相對定相，產(chǎn)生延遲的串行化數(shù)據(jù)比特472。這樣的定相可以具有比磁寫入數(shù)據(jù)信號的比特周期大的跨展。因此，磁預(yù)補(bǔ)償電路214產(chǎn)生延遲的預(yù)補(bǔ)償?shù)拇艑懭霐?shù)據(jù)416?？勺冄舆t元件446還產(chǎn)生延遲的串行化數(shù)據(jù)比特474，其在激光脈沖預(yù)補(bǔ)償電路476中被與偏移的時鐘信號244協(xié)同地處理，以生成預(yù)定用于激光觸發(fā)脈沖產(chǎn)生中的預(yù)補(bǔ)償?shù)钠频臅r鐘480。在某些實施例中，延遲的串行化數(shù)據(jù)比特474具有與偏移的時鐘信號244相同的由可變延遲元件446施加的相位延遲。觸發(fā)器250基于預(yù)補(bǔ)償?shù)钠频臅r鐘480產(chǎn)生激光觸發(fā)脈沖信號440，激光觸發(fā)脈沖信號440被時間預(yù)補(bǔ)償以補(bǔ)償寫入處理中的非線性轉(zhuǎn)換偏移。激光脈沖預(yù)補(bǔ)償可以用在采用脈沖激光照明的高密度系統(tǒng)中，以將比特印在介質(zhì)中，而不是簡單地減少滑動器發(fā)熱。激光脈沖預(yù)補(bǔ)償電路476對預(yù)補(bǔ)償?shù)钠频臅r鐘480應(yīng)用預(yù)補(bǔ)償，并從而對激光觸發(fā)脈沖信號440和由激光脈沖數(shù)據(jù)處理器456產(chǎn)生的激光脈沖控制信號應(yīng)用預(yù)補(bǔ)償。激光觸發(fā)脈沖信號440和磁寫入數(shù)據(jù)416被發(fā)送到前置放大器402，前置放大器402執(zhí)行上面就圖2公開的功能。例如，為了確保激光路徑中的信號被適當(dāng)?shù)貢r間對準(zhǔn)到磁路徑中的信號，前置放大器402中的可選的相位差檢測器262測量激光脈沖和數(shù)據(jù)比特之間的相位差以弓I導(dǎo)可變延遲元件446中的相位設(shè)置。
轉(zhuǎn)到圖5，示出了根據(jù)本發(fā)明某些實施例的適于在圖4的寫通道中使用的激光脈沖預(yù)補(bǔ)償電路500的一種實現(xiàn)方式。延遲的串行化數(shù)據(jù)比特474是可變延遲元件446所產(chǎn)生的串行化數(shù)據(jù)比特470的相位偏移復(fù)本。延遲的串行化數(shù)據(jù)比特474被接收到串行進(jìn)并行出(SIPO)移位寄存器502中，移位寄存器502產(chǎn)生并行輸出504。并行輸出504被提供到激光預(yù)補(bǔ)償組合邏輯元件506，激光預(yù)補(bǔ)償組合邏輯元件506計算激光二極管預(yù)補(bǔ)償模式。輸入A0510是參考比特或者是被檢查的比特，在圖5中由粗線指示。輸入A1512、A2514、A-1516和A-2518分別表示輸入回看(look-back)和前看(look-ahead)對。參考比特的時序根據(jù)相鄰比特的狀態(tài)而變，如由激光預(yù)補(bǔ)償邏輯塊506所管理的。圖5中示出的示例實施例基于參考比特A0510的每一側(cè)相鄰的兩個比特的狀態(tài)確定補(bǔ)償。可以使用更少或者更多的比特。相對于標(biāo)稱的無偏移的時序Qn 528，輸出Qeci 520,Qei 522漸進(jìn)地選擇更早的激光脈沖時間偏移；輸出Qui 524,Qli 526漸進(jìn)地選擇更后的時間偏移。來自激光預(yù)補(bǔ)償組合邏輯元件506的輸出Qeo 520、Qei 522、Qlo 524、Qli 526和Qn 528在并行進(jìn)并行出(PIPO)寄存器530中被流水線化，PIPO寄存器530近乎允許整個比特周期用于邏輯行波傳送進(jìn)位(ripple-through)。在其它實施例中，可以提供其它延遲以用于邏輯行波傳送進(jìn)位。PIPO寄存器530的并行輸出532標(biāo)識利用AND門536和OR門540選擇的延遲線534的輸出抽頭。在每一比特周期處，PIPO寄存器530的一個輸出是激活的，從而確保在每一比特單元中出現(xiàn)單個激光脈沖?；鶞?zhǔn)位置542 (標(biāo)稱的時序)在輸出Q2546的影響下抽頭自延遲線534的中點544。延遲線534的各部分的傳送時間(transit time)由記錄通道中的可編程寄存器550的內(nèi)容指定。為了確保跨環(huán)境和處理變化的延遲穩(wěn)定性，可以將延遲線534實現(xiàn)為(但是不限于)與主寫入時鐘振蕩器212的壓控環(huán)形振蕩器中所采用的那些匹配的反相器的串聯(lián)連接。由延遲線534驅(qū)動的AND門536的端子上的極性反轉(zhuǎn)指示被偏移的時鐘信號244的負(fù)的部分滿足這些門，并且允許在最早的預(yù)補(bǔ)償邊沿出現(xiàn)之前使PIPO寄存器530的輸出有時間穩(wěn)定(settle)(通過使時鐘的下行部分收縮可以進(jìn)行延展)。表I中提供了激光預(yù)補(bǔ)償組合邏輯元件506的示例性部分真值表，其中Atl是基準(zhǔn)輸入，并且Qn是標(biāo)稱輸出；在實踐中也可以采用其它規(guī)則。
權(quán)利要求
1.一種用于熱輔助磁記錄的裝置，包括: 信號產(chǎn)生器，能操作來利用用來鐘控磁寫入數(shù)據(jù)信號的相同的時鐘信號產(chǎn)生激光觸發(fā)脈沖信號； 可變延遲元件，能操作來控制所述激光觸發(fā)脈沖信號和所述磁寫入數(shù)據(jù)信號之間的對準(zhǔn)； 相位差檢測器，能操作來控制所述可變延遲元件； 可觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器電路，能操作來基于所述激光觸發(fā)脈沖信號產(chǎn)生激光脈沖控制信號; 磁寫頭，能操作來在所述磁寫入數(shù)據(jù)信號的控制下將數(shù)據(jù)記錄到磁存儲介質(zhì)；以及 激光二極管，能操作來在所述激光脈沖控制信號的控制下加熱所述磁存儲介質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述信號產(chǎn)生器位于寫通道電路中，并且其中所述可觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器電路位于前置放大器中。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述激光觸發(fā)脈沖信號跨柔性傳輸線在所述寫通道電路和所述前置放大器之間傳送。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述激光觸發(fā)脈沖信號跨所述柔性傳輸線與所述磁讀取數(shù)據(jù)信號復(fù)用。
5.如權(quán)利要求2所 述的裝置，其中以所述磁寫入數(shù)據(jù)信號的轉(zhuǎn)換速率產(chǎn)生所述激光觸發(fā)脈沖信號。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述可觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器電路在所述激光觸發(fā)脈沖信號的每一邊沿處產(chǎn)生脈沖。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述可觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器電路能操作來可編程地調(diào)節(jié)所述激光脈沖控制信號的脈沖寬度。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括激光預(yù)補(bǔ)償電路，其能操作來對所述激光脈沖控制信號應(yīng)用預(yù)補(bǔ)償偏移。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述可變延遲元件能操作來對所述磁寫入數(shù)據(jù)信號應(yīng)用延遲。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，還包括磁預(yù)補(bǔ)償電路，其能操作來對所述磁寫入數(shù)據(jù)信號應(yīng)用預(yù)補(bǔ)償偏移。
11.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述可變延遲元件能操作來補(bǔ)償所述激光脈沖控制信號和所述磁寫入數(shù)據(jù)信號之間的相位差。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述可變延遲元件能操作來跨比所述磁寫入數(shù)據(jù)信號的比特周期大的范圍補(bǔ)償相位差。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括串行化器，其能操作來轉(zhuǎn)換并行寫入數(shù)據(jù)信號來產(chǎn)生串行形式的所述磁寫入數(shù)據(jù)信號。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置被實現(xiàn)為集成電路。
15.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置被并入在存儲裝置中。
16.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置被并入在存儲系統(tǒng)中，所述存儲系統(tǒng)包括獨立盤冗余陣列。
17.一種用于熱輔助磁記錄的方法，包括:在寫通道中產(chǎn)生激光觸發(fā)脈沖； 將所述激光觸發(fā)脈沖發(fā)送到前置放大器； 在所述前置放大器中基于所述激光觸發(fā)脈沖產(chǎn)生激光脈沖控制信號，其中所述激光脈沖控制信號包括在所述激光觸發(fā)脈沖的每一邊沿處的脈沖； 調(diào)節(jié)所述激光脈沖控制信號與磁寫入數(shù)據(jù)信號的時間對準(zhǔn)；以及利用所述激光脈沖控制信號控制激光二極管以在將所述磁寫入數(shù)據(jù)信號寫入到磁存儲介質(zhì)的同時加熱所述磁存儲介質(zhì)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括: 對所述激光脈沖控制信號計算激光脈沖預(yù)補(bǔ)償； 對所述磁寫入數(shù)據(jù)信號應(yīng)用延遲；以及 對所述磁寫入數(shù)據(jù)信號計算磁寫入預(yù)補(bǔ)償，其中調(diào)節(jié)時間對準(zhǔn)能操作來維持所述激光脈沖控制信號中的脈沖和所述磁寫入數(shù)據(jù)信號中的相應(yīng)的數(shù)據(jù)比特之間的相關(guān)性。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述激光觸發(fā)脈沖包括所述磁寫入數(shù)據(jù)信號，并且其中利用邊沿敏感的相位檢測器產(chǎn)生所述激光脈沖控制信號。
20.—種存儲系統(tǒng)，包括: 存儲介質(zhì)，其保持?jǐn)?shù)據(jù)集； 寫通道電路； 前置放大器 電路； 磁寫頭，能操作來在表示所述數(shù)據(jù)集的磁寫入數(shù)據(jù)信號的控制下將數(shù)據(jù)記錄到磁存儲介質(zhì)； 激光二極管，能操作來在激光脈沖控制信號的控制下加熱所述磁存儲介質(zhì)； 其中所述寫通道電路包括: 信號產(chǎn)生器，能操作來以所述磁寫入數(shù)據(jù)信號的轉(zhuǎn)換速率產(chǎn)生激光觸發(fā)脈沖；以及 可變延遲元件，能操作來控制所述激光觸發(fā)脈沖和所述磁寫入數(shù)據(jù)信號之間的對準(zhǔn)；并且 其中所述前置放大器電路包括: 相位差檢測器，能操作來控制所述可變延遲元件；以及 可觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器電路，能操作來基于所述激光觸發(fā)脈沖產(chǎn)生激光脈沖控制信號。
21.如權(quán)利要求20所述的存儲系統(tǒng)，其中所述寫通道電路還包括: 磁預(yù)補(bǔ)償電路，能操作來對所述磁寫入數(shù)據(jù)信號應(yīng)用預(yù)補(bǔ)償偏移； 激光脈沖預(yù)補(bǔ)償電路，能操作來對所述激光脈沖控制信號應(yīng)用預(yù)補(bǔ)償偏移；以及其中所述可變延遲元件能操作來跨比所述磁寫入數(shù)據(jù)信號的比特周期大的范圍補(bǔ)償所述激光脈沖控制信號和所述磁寫入數(shù)據(jù)信號之間的相位差。
22.如權(quán)利要求20所述的存儲系統(tǒng)，其中所述激光脈沖控制信號包括在所述激光觸發(fā)脈沖的每一邊沿處的脈沖。
全文摘要
本發(fā)明的多種實施例提供了用于熱輔助磁記錄的裝置、系統(tǒng)和方法。例如，公開了一種裝置，其包括信號產(chǎn)生器，能操作來以磁寫入數(shù)據(jù)信號的轉(zhuǎn)換速率產(chǎn)生激光觸發(fā)脈沖；可變延遲元件，能操作來控制所述激光脈沖控制信號和所述磁寫入數(shù)據(jù)信號之間的對準(zhǔn)；相位差檢測器，能操作來控制所述可變延遲元件；可觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器電路，能操作來基于所述激光觸發(fā)脈沖產(chǎn)生激光脈沖控制信號；磁寫頭，能操作來在所述磁寫入數(shù)據(jù)信號的控制下將數(shù)據(jù)記錄到磁存儲介質(zhì)；以及激光二極管，能操作來在所述激光脈沖控制信號的控制下加熱所述磁存儲介質(zhì)。
文檔編號G11B5/02GK103198839SQ20121037703
公開日2013年7月10日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者R·S·威爾森, J·S·高登博格 申請人:Lsi公司