專利名稱：編碼伺服地址的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及盤驅(qū)動(dòng)器或直接存取存儲(chǔ)設(shè)備(DASD)領(lǐng)域。尤其，本發(fā)明涉及伺服地址的編碼以在較少的位數(shù)中包含較多的信息。
直接存取存儲(chǔ)設(shè)備(DASD)把信息存儲(chǔ)在通常稱為盤的磁介質(zhì)或電光介質(zhì)上以供以后的檢索。DASD可以由一個(gè)或多個(gè)盤組成，盤具有一個(gè)或兩個(gè)用于存儲(chǔ)信息的表面。信息或數(shù)據(jù)被寫入到盤上的同心道上。通過讀/寫頭從道里檢索數(shù)據(jù)并且把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到道里。某些讀/寫頭具有分離的讀元件和分離的寫元件。有些頭采用同一個(gè)元件執(zhí)行兩種操作。
為了準(zhǔn)確地存取數(shù)據(jù)，把伺服信息寫到盤上以為讀/寫頭提供定位信息。通常，伺服信息是和數(shù)據(jù)一起寫到道里的。在多盤存儲(chǔ)環(huán)境下，一個(gè)存儲(chǔ)盤的一個(gè)全部表面可能專用于伺服信息。這一個(gè)表面稱為伺服面。一個(gè)叫做伺服頭的讀/寫頭訪問伺服面以在其上讀出存儲(chǔ)的位置信息。因?yàn)樵撍欧^相對(duì)于其它的讀/寫頭處于一種固定的關(guān)系，伺服磁頭的位置可以用來指示讀/寫頭的位置。
對(duì)用于伺服信息的專用表面的一種替代是“區(qū)段”伺服模式。在這種方式下，餅狀楔塊的伺服信息混雜在數(shù)據(jù)扇區(qū)之間。通過把數(shù)據(jù)道劃分成多個(gè)較小的區(qū)域或扇區(qū)，把伺服信息收編到盤驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)表面上的各個(gè)數(shù)據(jù)道里。因?yàn)樵谠S多應(yīng)用諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)中盤是用作為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的，不是總有可能把相關(guān)的信息寫到各個(gè)道里的相繼扇區(qū)上。此外，隨著去掉舊數(shù)據(jù)和增加新數(shù)據(jù)，不是總有可能把新數(shù)據(jù)寫到相鄰的扇區(qū)上或者甚至相鄰的道上。由于相關(guān)的信息可能分散在盤上的幾個(gè)不同的扇區(qū)里，對(duì)于盤驅(qū)動(dòng)器重要的是能夠迅速地和準(zhǔn)確地訪問各條道和各條道的各個(gè)扇區(qū)。
提供扇區(qū)定位的一種方法采用一個(gè)計(jì)數(shù)器，一旦建立一個(gè)初始位置之后計(jì)數(shù)器連續(xù)地監(jiān)視扇區(qū)位置。在這種方式下，每在各伺服道的預(yù)定索引標(biāo)記處循環(huán)一次該計(jì)數(shù)器復(fù)位一次。計(jì)數(shù)器隨著各扇區(qū)標(biāo)記增加，各扇區(qū)標(biāo)記指示伺服頭下面所經(jīng)過的各個(gè)數(shù)據(jù)扇區(qū)的起點(diǎn)。和扇區(qū)計(jì)數(shù)器無關(guān)，另一個(gè)計(jì)數(shù)器用于連續(xù)地監(jiān)視道位置。該道計(jì)數(shù)器是雙向的。它在伺服頭的一個(gè)預(yù)定的零道位置上復(fù)位并且當(dāng)頭穿過各個(gè)伺服道時(shí)它增大或減小。
扇區(qū)計(jì)數(shù)器連同道計(jì)數(shù)器提供了一種準(zhǔn)確地識(shí)別伺服面上的位置的方法。但是，如果由于系統(tǒng)噪聲或者其它的干擾扇區(qū)計(jì)數(shù)或者道計(jì)數(shù)變成錯(cuò)誤的，在盤重新同步之前將不正確地識(shí)別后繼位置。由于該原因，本方法(稱為相對(duì)位置感測(cè))在沒有一個(gè)獨(dú)立的位置驗(yàn)證方法使用時(shí)是不可靠的。
一種獨(dú)立驗(yàn)證位置的方法是在各數(shù)據(jù)道上的各數(shù)據(jù)扇區(qū)的前面加上扇區(qū)標(biāo)識(shí)(ID)字段，扇區(qū)標(biāo)識(shí)字段所含有的標(biāo)識(shí)符信息在整個(gè)盤驅(qū)動(dòng)器上對(duì)于該扇區(qū)是單值的。典型的標(biāo)識(shí)符包括道號(hào)字段、扇區(qū)號(hào)字段并且當(dāng)DASD具有多個(gè)數(shù)據(jù)頭時(shí)還包括頭號(hào)字段。扇區(qū)ID還可能包含著其它與介質(zhì)故障和冗余信息有關(guān)的信息以供錯(cuò)誤檢測(cè)使用。在讀或?qū)憯?shù)據(jù)操作期間，當(dāng)盤控制器遇到各數(shù)據(jù)扇區(qū)的扇區(qū)ID時(shí)盤控制器讀出扇區(qū)ID并把各種測(cè)試施加到其中所含的信息上，包括把讀出的標(biāo)識(shí)符和預(yù)期的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行比較。如果通過各種測(cè)試并且讀出的標(biāo)識(shí)符和預(yù)期的標(biāo)識(shí)符相匹配，接著盤控制器從該扇區(qū)的后繼數(shù)據(jù)部分讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)。因?yàn)楦鱾€(gè)數(shù)據(jù)扇區(qū)是唯一的和獨(dú)立的識(shí)別的，任何不正確的數(shù)據(jù)扇區(qū)識(shí)別將不會(huì)影響任何后繼數(shù)據(jù)扇區(qū)的正確識(shí)別。這種位置驗(yàn)證方法是可靠的。
另一種獨(dú)立的驗(yàn)證扇區(qū)位置的方法是把標(biāo)識(shí)符從扇區(qū)ID中放到伺服信息區(qū)中。這種方法用于諸如IBM的No-IDTMSectorFormat(扇區(qū)格式)中。在這種系統(tǒng)中，從盤中取消數(shù)據(jù)扇區(qū)前面的扇區(qū)ID。替代地，把扇區(qū)ID部分存儲(chǔ)到固態(tài)存儲(chǔ)器里或者存儲(chǔ)到該扇區(qū)中的其它字段里。為了使伺服控制器正確地確定各扇區(qū)的位置，在以前只含有按Grey代碼存儲(chǔ)的道號(hào)或柱面號(hào)的伺服信息區(qū)的伺服地址字段里放入標(biāo)識(shí)符部分。
這兩種方式所伴隨的一個(gè)問題是標(biāo)識(shí)符，亦稱為伺服地址，占據(jù)著否則的話可用來記錄數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)。當(dāng)提高道密度和減小盤尺寸時(shí)該問題變得特別麻煩。當(dāng)增大道密度時(shí)，為了唯一地識(shí)別各條道需要更多的道號(hào)。更多的道號(hào)在盤上需要更大的字段寬度。較小的盤重視可使用的數(shù)據(jù)盤空間。確實(shí)需要一種位置驗(yàn)證方法，其可減少存儲(chǔ)伺服地址所需的盤空間總量。
本發(fā)明是把識(shí)別盤上各個(gè)扇區(qū)的信息編碼到需要較少位盤存儲(chǔ)空間的編碼伺服地址里的一種系統(tǒng)和方法。編碼伺服地址是從扇區(qū)號(hào)、道號(hào)和頭號(hào)確定的。編碼伺服地址允許獨(dú)立地驗(yàn)證相對(duì)于盤表面的頭位置。
本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)是編碼伺服地址是用比常規(guī)伺服地址少的位數(shù)存儲(chǔ)的。常規(guī)伺服地址包括存儲(chǔ)在Gray代碼里的道號(hào)以及一個(gè)單獨(dú)的扇區(qū)標(biāo)識(shí)字段。通過編碼伺服地址，在盤的表面上能得到存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的更多空間。該編碼方法是以絕對(duì)盤位置的模糊性為代價(jià)來得到這些空間的。通過監(jiān)視頭相對(duì)于盤的位置來消除該模糊性。
本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)是它可以用來代替用于識(shí)別磁道內(nèi)第一扇區(qū)的索引標(biāo)記。這是通過檢測(cè)在一給定道中從一個(gè)扇區(qū)到另一個(gè)扇區(qū)的編碼伺服地址里的不均勻躍遷實(shí)現(xiàn)的。例如，在一給定道里當(dāng)從一個(gè)扇區(qū)進(jìn)入下一個(gè)扇區(qū)時(shí)編碼伺服地址可能增加一個(gè)均勻量。但是，在一個(gè)道里在最后一個(gè)扇區(qū)和第一個(gè)扇區(qū)之間伺服地址躍遷一個(gè)不同的量。很容易檢測(cè)這種不均勻的躍遷，因此它可用于指示道上第一扇區(qū)的位置，以代替以前的系統(tǒng)中所采用的索引標(biāo)記。
從下述對(duì)本發(fā)明的用附圖表示的最佳實(shí)施方式的更具體說明，將清楚本發(fā)明的上述和其它的目的、特性和優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明是參照


的。在附圖中，類似的參考數(shù)表示相同的或者功能相似的元件。此外參考數(shù)中的最左側(cè)數(shù)字標(biāo)志第一次出現(xiàn)該參考數(shù)的附圖。
圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的盤驅(qū)動(dòng)器的一種實(shí)施方式的框圖。
圖2表示盤上所含信息的通用結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式。
圖3表示盤上所含的信息結(jié)構(gòu)，其用于盤驅(qū)動(dòng)器實(shí)施方式以實(shí)現(xiàn)具有數(shù)據(jù)扇區(qū)ID字段的扇區(qū)格式。
圖4表示磁盤上所含的信息結(jié)構(gòu)，其用于盤驅(qū)動(dòng)器實(shí)施方式以實(shí)現(xiàn)“No-ID”扇區(qū)格式。
圖5包含對(duì)典型伺服地址和根據(jù)本發(fā)明的編碼伺服地址之間的比較。
圖6表示根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行的編碼的流程圖。
下面詳細(xì)討論本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。盡管討論了特定的部件及配置，應(yīng)該理解這僅僅是出于說明的目的的。對(duì)相應(yīng)技術(shù)熟練的技術(shù)人員應(yīng)該理解在不違背本發(fā)明的精神和范圍的前提下可以采用其它部件和配置。
本發(fā)明是把唯一性地識(shí)別盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)型里的一個(gè)扇區(qū)的頭號(hào)、道號(hào)和扇區(qū)號(hào)編碼到單個(gè)編碼伺服地址里的系統(tǒng)和方法，該單個(gè)編碼伺服地址所需的盤空間小于單個(gè)存儲(chǔ)各個(gè)號(hào)所需的空間。出于說明的目的，本發(fā)明是通過盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)描述的。這僅僅為了示意的目的。熟練的技術(shù)人員可以意識(shí)到本發(fā)明能夠用于其它的如光盤器的應(yīng)用。
圖1是一個(gè)框圖，說明用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)100。盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)100由一個(gè)或多個(gè)可旋轉(zhuǎn)地安裝在盤主軸104上的盤102組成。通過盤主軸104盤主軸馬達(dá)(未示出)同時(shí)旋轉(zhuǎn)所有的盤102。
盤102的各個(gè)表面能用于存儲(chǔ)信息。安裝在支架108上的讀寫頭106和磁盤102的各個(gè)信息存儲(chǔ)表面相關(guān)聯(lián)。讀/寫頭106可能具有可以讀寫信息的單個(gè)轉(zhuǎn)換器。備擇地，讀/寫頭106可能具有用于每種操作的單獨(dú)的轉(zhuǎn)換器。各個(gè)支架108和音圈馬達(dá)110連接。音圈馬達(dá)110經(jīng)過驅(qū)動(dòng)器信號(hào)載體124接受來自音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器122的信號(hào)。通過轉(zhuǎn)動(dòng)單圈馬達(dá)110對(duì)這些信號(hào)作出響應(yīng)，使得支架108改變位置，進(jìn)而允許讀/寫頭106從盤102上所要求的位置上讀和寫。
每個(gè)讀/寫頭106用于對(duì)盤102讀出和寫入。通過相應(yīng)的支架108各個(gè)讀/寫頭106保持緊緊地靠近相應(yīng)盤102的表面。各個(gè)讀/寫頭106經(jīng)過頭信號(hào)載體112向支架電子設(shè)備模塊114發(fā)送基于存儲(chǔ)在盤102的表面上的數(shù)據(jù)的信號(hào)。支架電子設(shè)備模塊114從讀/寫頭106接受信號(hào)、放大并濾波信號(hào)而且把信號(hào)發(fā)送到位置錯(cuò)誤發(fā)生器116。
位置錯(cuò)誤發(fā)生器116從支架電子設(shè)備模塊114接受濾波后的和放大后的信號(hào)并且推導(dǎo)出如從盤102上讀出的位置信號(hào)。位置錯(cuò)誤發(fā)生器116把這個(gè)位置錯(cuò)誤信號(hào)輸出到致動(dòng)器查找和位置控制模塊118。
致動(dòng)器查找和位置控制模塊118是一個(gè)多用途微處理機(jī)，在本最佳實(shí)施方式里除了和控制盤驅(qū)動(dòng)器100有關(guān)的其它處理之外它還計(jì)算速度。致動(dòng)器查找和位置控制模塊118從位置錯(cuò)誤發(fā)生器116接受位置錯(cuò)誤信號(hào)并且把這個(gè)信號(hào)和所需位置進(jìn)行比較。根據(jù)這個(gè)比較，致動(dòng)器查找和位置控制模塊118把一個(gè)信號(hào)輸出到零階保持器(ZOH)120上，從而經(jīng)讀/寫頭106讀出的該位置將更接近地匹配所需位置或者更接近地和下一采樣時(shí)刻的速度匹配。
零階保持器(ZOH)120接受來自致動(dòng)器查找和位置控制模塊118的輸入信號(hào)并且向音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器122輸出信號(hào)。在接受到下一個(gè)輸入之前ZOH120的輸出被維持在一定水平上，類似于具有保持能力的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。然后音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器122響應(yīng)ZOH120的輸出信號(hào)向音圈馬達(dá)110輸出電流。如上面所述，這將允許把讀/寫頭106徑向地定位于盤102的表面上的所需位置上。
在本最佳實(shí)施方式里，外殼126包圍如圖1中所示的盤102以及和讀/寫頭106相關(guān)的包括支架108和音圈馬達(dá)110在內(nèi)的部件。替代的實(shí)施方式還可能把盤驅(qū)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的其它部件包括在外殼126里。
圖2表示盤102的一個(gè)表面上的信息結(jié)構(gòu)。盤102被劃分成多個(gè)同心的道202。取決于盤尺寸、道密度、頭靈敏度和頭定位精度，盤102可能包含幾百個(gè)到幾千個(gè)的道202。道202有時(shí)被稱為柱面，因?yàn)樵诰哂袔讉€(gè)盤102的盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的情況下，當(dāng)相對(duì)盤主軸104的各個(gè)盤102進(jìn)行觀察時(shí)，一個(gè)盤102的表面上的“道”構(gòu)成“柱面”。這樣，當(dāng)涉及到單個(gè)盤102上的道時(shí)使用“道”，而當(dāng)涉及盤主軸上多個(gè)盤102上的道時(shí)使用“柱面”。兩個(gè)術(shù)語指的是位于盤102的表面上某一矢徑處的用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的同心結(jié)構(gòu)。但是，在技術(shù)上是相當(dāng)不嚴(yán)格地使用術(shù)語“道”和“柱面”的。在下面的討論中，為了清晰對(duì)該結(jié)構(gòu)的描述不論是否涉及單個(gè)或多個(gè)盤102特使用術(shù)語“道”。
圖2包括位于盤102的表面上的幾個(gè)道202組成的一段的分解圖206。為了便于說明分解圖206用直線段表示道202的一段。在現(xiàn)實(shí)中道202是曲線狀的。分解圖206包括三個(gè)道，以下分別稱為道n-1、道n和道n+1。在該圖中，各個(gè)道n-1、道n和道n+1進(jìn)而劃分為M+1個(gè)扇區(qū)204，從下稱為扇區(qū)0，扇區(qū)1，扇區(qū)2，…、扇區(qū)M-1和扇區(qū)M。(圖中僅示出扇區(qū)M-1、扇區(qū)M、扇區(qū)0和扇區(qū)1)。
各個(gè)扇區(qū)還分成為以其上存儲(chǔ)信息為特征的字段。例如、在道n-1里、扇區(qū)M有三個(gè)字段間隔字段208，伺服信息字段210和數(shù)據(jù)字段212。
在技術(shù)上也稱為寫恢復(fù)字段的間隔字段208是盤上的一個(gè)區(qū)域，其允許讀/寫頭106在一次寫操作之后能夠讀出下一個(gè)伺服信息字段210。例如，假如在道n-1的扇區(qū)M-1上執(zhí)行了一次寫操作，讀/寫頭106(見圖1)必須遷越過間隔208以讀出道n-1的扇區(qū)M里的伺服信息字段210。
圖3一般性地表示扇區(qū)格式化的一種普通的實(shí)施方式。如圖中所示，伺服信息字段210實(shí)質(zhì)上包含兩種類型的信息伺服地址字段302和伺服突發(fā)304。伺服地址字段302包含用于定位盤102上道202的粗頭定位信息。典型地，伺服地址字段302定和道202關(guān)聯(lián)的磁道號(hào)312。例如，采用這種扇區(qū)格式化方法的盤102在道n-1上的從扇區(qū)0至扇區(qū)M的各個(gè)扇區(qū)的各個(gè)伺服地址字段302里應(yīng)該具有值n-1。類似地，道n上從扇區(qū)0至扇區(qū)M的各扇區(qū)的各個(gè)伺服地址字段302里的值應(yīng)該是n。換言之，對(duì)于一給定道202里的所有扇區(qū)204伺服地址字段302具有相同的值。伺服地址字段302典型地還含有索引標(biāo)記310，索引標(biāo)記是用于標(biāo)識(shí)扇區(qū)0的一個(gè)附加位。例如，在道202里對(duì)于扇區(qū)0索引標(biāo)記310被置為1而對(duì)于所有的其它扇區(qū)204索引標(biāo)記被置為0。當(dāng)盤102旋轉(zhuǎn)時(shí)，索引標(biāo)記310允許盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)100保持對(duì)道202上的扇區(qū)204的計(jì)數(shù)。
伺服突發(fā)304包含用于定位盤102上道202的細(xì)頭定位信息。在技術(shù)上是眾所周知的實(shí)現(xiàn)細(xì)定位的幾種方法，包括取決于解調(diào)系統(tǒng)的振幅伺服突發(fā)或者相位編碼伺服突發(fā)。伺服地址字段302和伺服突發(fā)304使得讀/寫頭106保持在特定道202上適當(dāng)定位，從而準(zhǔn)確地對(duì)盤102進(jìn)行讀寫。
在伺服信息字段210之后是數(shù)據(jù)字段212。數(shù)據(jù)字段212包含兩類信息扇區(qū)標(biāo)識(shí)(ID)306和數(shù)據(jù)308。扇區(qū)ID306包括道號(hào)312，扇區(qū)號(hào)314，頭號(hào)316和其它字段318。道號(hào)312，扇區(qū)號(hào)314和頭號(hào)316唯一性地識(shí)別盤102上的扇區(qū)204，用于驗(yàn)證后繼數(shù)據(jù)308確實(shí)是供讀操作或?qū)懖僮鞯哪繕?biāo)。其它字段318包含用于邏輯扇區(qū)的標(biāo)志以及錯(cuò)誤修正代碼，它們?cè)诩夹g(shù)上是周知的并且不是本發(fā)明的主題。由于包括在扇區(qū)ID 306里的所有信息，所需的盤空間可以是相當(dāng)大的。事實(shí)上，在許多流行的盤驅(qū)動(dòng)器里，扇區(qū)ID306可以使用高達(dá)10％的全部可用盤空間。請(qǐng)注意道號(hào)312出現(xiàn)在扇區(qū)ID 306和伺服地址字段302兩者里，因此它是冗余的。
圖4表示扇區(qū)格式化的另一種實(shí)施方式，這種實(shí)施方式從盤102上取消了包含在扇區(qū)ID 306里的許多信息，并且代之把它們存儲(chǔ)到固態(tài)存儲(chǔ)器里。這種類型的扇區(qū)格式化被稱為“No-ID”(無標(biāo)識(shí))。在這種格式下，扇區(qū)204包含間隔208、伺服信息字段210和數(shù)據(jù)字段212，這和上述的格式化方式一樣。伺服信息字段210包含不同于伺服地址字段302的伺服地址字段402以及伺服突發(fā)304。伺服地址字段402包括索引標(biāo)記310，道號(hào)312，扇區(qū)號(hào)314和頭號(hào)316。和上面所討論的一樣，伺服地址字段402之后是伺服突發(fā)。在伺服信息字段210之后是數(shù)據(jù)字段212。在No-ID格式下數(shù)據(jù)字段212不包括扇區(qū)ID 306。更確切地，全部數(shù)據(jù)字段212是由數(shù)據(jù)308組成的。
在上述兩種扇區(qū)格式化方法中，在扇區(qū)ID306或伺服地址字段402中的一個(gè)里把道號(hào)312，扇區(qū)號(hào)314和頭號(hào)316作為獨(dú)立值存儲(chǔ)起來。如上面所述，由于信息還包含在盤102上的其它地方，如道號(hào)312存儲(chǔ)在伺服地址字段302和扇區(qū)ID 306里的情況，或者由于信息是重復(fù)的，如頭號(hào)316重復(fù)性地存儲(chǔ)在盤102上的每個(gè)扇區(qū)204里和道號(hào)312重復(fù)性存儲(chǔ)在同一道202上的各個(gè)扇區(qū)204的情況，許多信息是冗余的。
本發(fā)明通過把道號(hào)312、扇區(qū)號(hào)314和頭號(hào)316編碼到如圖5中所示的編碼伺服地址504里消除了冗余的信息。為便于討論，道號(hào)312、扇區(qū)號(hào)314和頭號(hào)316將總括地稱為“伺服地址”，不論它們是存儲(chǔ)在扇區(qū)ID 306里還是存儲(chǔ)在伺服地址字段402里。在本發(fā)明的最佳實(shí)施方式里，利用下述編碼方程從伺服地址中計(jì)算編碼伺服地址編碼伺服地址＝道號(hào)+((頭號(hào)+1)×(扇區(qū)號(hào)+1))出于兩個(gè)原因在上述編碼方程中對(duì)磁頭號(hào)和扇區(qū)號(hào)各加上1。第一，需要對(duì)這兩個(gè)數(shù)加上某個(gè)整數(shù)以保證乘法后的非零結(jié)果。否則的話，對(duì)于頭0或扇區(qū)0，編碼伺服地址將等于道號(hào)，造成沒有能力區(qū)別各個(gè)扇區(qū)。例如，在頭0上和扇區(qū)號(hào)無關(guān)所有的扇區(qū)都將具有等于道號(hào)的編碼伺服地址。第二，加上除1之外的整數(shù)產(chǎn)生較大值的結(jié)果編碼伺服地址。較大的值需要更多位數(shù)的盤空間。從而，加1就盤空間而言提供最佳的結(jié)果，并且還允許區(qū)別扇區(qū)。
一個(gè)例子最好地說明本發(fā)明的有用性。表1說明用于具有2個(gè)頭、7個(gè)道和6個(gè)扇區(qū)的盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)100的典型的伺服地址字段302。如前面已提及過地，伺服地址字段302包含索引標(biāo)記310和道號(hào)312。表1具體地說明橫過扇區(qū)204和頭106改變的道號(hào)312。從表1中，很容易看出伺服地址字段302只隨道號(hào)改變而改變。對(duì)于相同的道號(hào)，不管頭號(hào)或者扇區(qū)號(hào)是否改變，道202里的各個(gè)伺服地址字段302包含著相同的信息。作為一更多的冗余，在扇區(qū)ID 306里和扇區(qū)號(hào)和頭號(hào)一起還包括道號(hào)。
表II說明對(duì)于具有2個(gè)頭、7個(gè)道和6個(gè)扇區(qū)的相同盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)100根據(jù)本發(fā)明編碼的伺服地址。根據(jù)表II可說明本發(fā)明的幾個(gè)重要方面。首先，對(duì)于一個(gè)道里的每個(gè)扇區(qū)編碼伺服地址是變化的。例如，對(duì)于道2、頭0，扇區(qū)段0的編碼伺服地址具有為3的值，對(duì)于扇區(qū)5其編碼伺服地址的值為8。這樣，通過知道編碼伺服地址、扇區(qū)號(hào)314和磁頭號(hào)316，利用上面的編碼方程可以確定道號(hào)312。表I常用的伺服地址
<p>第二，根據(jù)扇區(qū)歸屬的頭用于各個(gè)相鄰的扇區(qū)編碼伺服地址按不同量改變。例如，對(duì)于道2，頭0，在扇區(qū)0和扇區(qū)1之間編碼伺服地址按1改變，而對(duì)于道2，頭1，在扇區(qū)0和扇區(qū)1之間編碼伺服地址按2變化。這樣，通過知道相鄰扇區(qū)之間的編碼伺服地址的改變量，盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)100可以驗(yàn)證正在讀的正確頭。
表II編碼伺服地址
第三，編碼伺服地址還可以用于編碼索引標(biāo)記310。如前面所討論的那樣，索引標(biāo)記310是用于指示一給定道里的扇區(qū)0的一個(gè)位，即對(duì)道n里的扇區(qū)0把伺服地址字段302或者伺服地址字段402里的索引標(biāo)記置為1，而對(duì)道n里的所有其它扇區(qū)則把索引標(biāo)記310置為0。在本發(fā)明里，可以通過搜索給定道n里扇區(qū)M和扇區(qū)0之間的編碼伺服地址值的不均勻變化識(shí)別扇區(qū)0。例如，對(duì)道2、頭1，除了扇區(qū)M和扇區(qū)0之間以外的所有相鄰的扇區(qū)之間編碼伺服地址按2變化，而扇區(qū)M和扇區(qū)0之間編碼伺服地址按-10變化。不均勻的改變是很容易檢測(cè)出來的，并且在本最佳實(shí)施方式里利用它來取消對(duì)索引標(biāo)記310的需要?？梢詮牟痪鶆虻母淖儗?duì)扇區(qū)204計(jì)數(shù)以便驗(yàn)證扇區(qū)號(hào)。
最后，本發(fā)明減小了存儲(chǔ)伺服地址所需的盤空間總量。圖5表示利用本發(fā)明所得到的字段寬度的減小。出于說明的目的，假定一種具有2000個(gè)道、128個(gè)扇區(qū)和4個(gè)頭的典型盤驅(qū)動(dòng)器。圖5表示用于識(shí)別該示例盤驅(qū)動(dòng)器的扇區(qū)的常規(guī)伺服地址502和根據(jù)本發(fā)明的編碼伺服地址504。伺服地址502包含索引位310，道號(hào)312，扇區(qū)號(hào)314和頭號(hào)316。索引位310需要1位。為存儲(chǔ)范圍從0到1999的道號(hào)，道號(hào)312需要11位(即2000個(gè)道＜2”＝2048)。為存儲(chǔ)范圍從0至127的扇區(qū)號(hào)，扇區(qū)號(hào)314需要7位(即128個(gè)扇區(qū)＝27＝128)。為存儲(chǔ)范圍從0至3的頭號(hào)，頭號(hào)316需要2位(即4個(gè)頭＝22＝4)?？傊?，為了存儲(chǔ)未編碼的伺服地址502需要21位。
相反，存儲(chǔ)編碼伺服地址504的所需位數(shù)僅為12。該數(shù)是通過確定為存儲(chǔ)下述方程的結(jié)果而需要的位數(shù)得到的
最大值＝道數(shù)+(頭數(shù)×扇區(qū)數(shù))利用示例盤驅(qū)動(dòng)器中的數(shù)字得出最大值為2512，它可被存儲(chǔ)在12位中(即2512＜212＝4096)。從而，通過減少存儲(chǔ)相同信息的所需的位數(shù)，編碼伺服地址可用來節(jié)省有效的盤空間量。
但是，本發(fā)明產(chǎn)生相對(duì)于盤表面的頭絕對(duì)位置上的模糊性。具體地，不在同一道上的幾個(gè)扇區(qū)可能具有相同的編碼伺服地址。例如，從表II中，對(duì)于頭0，道2，扇區(qū)0其編碼伺服地址是“3”。它和頭0，道1、扇區(qū)1，頭0、扇區(qū)2以及頭1，道1、扇區(qū)0的編碼伺服地址是相同的。這樣，單靠編碼伺服地址將不能絕對(duì)地確定盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)里盤表面上的一個(gè)位置。但是，編碼伺服地址與頭的相對(duì)于盤的相對(duì)位置一起將把這種模糊性去掉。例如，編碼伺服地址與扇區(qū)號(hào)及頭號(hào)一起將允許確定與一個(gè)道關(guān)聯(lián)的道號(hào)，該伺服地址是從該道上讀出的。
為了做到這一點(diǎn)，本發(fā)明必須保存頭相對(duì)于盤的相對(duì)位置，并且必須識(shí)別使用著那一個(gè)頭。這是通過確定扇區(qū)號(hào)來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明通過對(duì)道上的扇區(qū)計(jì)數(shù)來確定扇區(qū)號(hào)。在一個(gè)道里每當(dāng)頭下面通過一單個(gè)扇區(qū)時(shí)對(duì)扇區(qū)號(hào)增1并在索引標(biāo)記處每循環(huán)一次對(duì)扇區(qū)號(hào)復(fù)位。在最佳實(shí)施方式里，索引標(biāo)記是按編碼伺服地址里的不均勻遷躍識(shí)別的。
一旦確定了扇區(qū)號(hào)以及和正在讀的頭關(guān)聯(lián)的頭號(hào)，可以利用編碼伺服地址確定道號(hào)。具體地，道號(hào)是利用下述方程確定的道號(hào)＝編碼伺服地址—(頭號(hào)+1)×(扇區(qū)號(hào)++1)一旦確定了道號(hào)，便消除了頭相對(duì)于盤表面的絕對(duì)地址的模糊性。這就方便了在對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行讀和寫操作之前對(duì)盤表面上的道內(nèi)特定扇區(qū)的定位。
圖6表示用來把道號(hào)312、扇區(qū)號(hào)314和頭號(hào)316編碼到編碼伺服地址504里的方法的一種最佳實(shí)施方式。在步驟602里，對(duì)要識(shí)別的特定扇區(qū)204確定道號(hào)312、扇區(qū)號(hào)314和頭號(hào)316。在步驟604里，對(duì)頭號(hào)316加1以得到第一結(jié)果。在步驟606里，對(duì)扇區(qū)號(hào)314加上1以得到第二結(jié)果。在步驟608里，步驟604里得到的第一結(jié)果和步驟606里得到的第二結(jié)果相乘以得到第三結(jié)果。在步驟610里，步驟608里得到的第三結(jié)果加上道號(hào)312以得到編碼伺服地址504。在步驟612，利用技術(shù)上周知的技術(shù)把編碼伺服地址504變換成Gray代碼。在步驟614，用Gray代碼表示的編碼伺服地址504被寫到盤102上要被識(shí)別的特定扇區(qū)204上。
盡管本發(fā)明是參照其最佳實(shí)施方式具體地表示和說明的，熟練的技術(shù)人員可以理解在不違背本發(fā)明的精神和范圍的前提下可以在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于確定盤表面上位置的方法，包括a)經(jīng)過轉(zhuǎn)換頭從盤表面上讀出編碼伺服地址，所述編碼伺服地址被編碼以減小其尺寸，所述編碼產(chǎn)生相對(duì)于盤表面上絕對(duì)位置的模糊性；并且b)基于所述轉(zhuǎn)換頭相對(duì)于盤表面的相對(duì)位置消除所述編碼伺服地址的所述模糊性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述消除步驟包括a)監(jiān)視所述轉(zhuǎn)換頭中相對(duì)盤表面的位置變化；b)基于所述位置變化以及所述轉(zhuǎn)換頭的一個(gè)事先知道的位置，確定所述轉(zhuǎn)換頭的所述相對(duì)位置；以及c)利用所述相對(duì)位置和所述編碼伺服地址來確定盤表面上的位置。
3.權(quán)利要求2的方法，其特征在于所述監(jiān)視步驟包括當(dāng)所述轉(zhuǎn)換頭從第一角位置移動(dòng)時(shí)確定角位置。
4.權(quán)利要求3的方法，其特征在于確定所述角位置包括當(dāng)所述轉(zhuǎn)換頭從第一扇區(qū)向相鄰扇區(qū)段移動(dòng)時(shí)對(duì)扇區(qū)計(jì)數(shù)。
5.用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的盤驅(qū)動(dòng)器，包括a)外殼b)至少一個(gè)安裝在所述外殼內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)的盤，所述盤具有至少一個(gè)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的表面，所述表面劃分成多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，每個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元具有在所述表面上標(biāo)識(shí)所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的位置的編碼伺服地址，所述編碼伺服地址被編碼以減小其尺寸，所述編碼產(chǎn)生絕對(duì)位置上的模糊性；c)把轉(zhuǎn)換頭定位在靠近所述盤的所述表面，用以讀出所述編碼伺服地址；d)制動(dòng)器裝置，用于相對(duì)于所述盤的所述表面移動(dòng)所述轉(zhuǎn)換頭；以及e)旋轉(zhuǎn)器裝置，用于旋轉(zhuǎn)所述盤。
6.權(quán)利要求5的盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于進(jìn)而包括f)用于在所述轉(zhuǎn)換頭從第一已知位置上移動(dòng)時(shí)確定相對(duì)位置的裝置；以及g)用于利用所述相對(duì)位置以及所述編碼伺服地址消除所述模糊性的裝置。
7.權(quán)利要求5的盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于進(jìn)而包括h)用于根據(jù)那個(gè)轉(zhuǎn)換頭被選擇確定頭號(hào)的裝置；以及i)用于利用所述頭號(hào)和所述編碼伺服地址消除所述模糊性的裝置。
8.權(quán)利要求5的盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于進(jìn)而包括j)用于根據(jù)那一個(gè)轉(zhuǎn)換頭被選擇確定頭號(hào)的裝置；k)用于確定扇區(qū)號(hào)的裝置；以及m)用于利用所述頭號(hào)、所述扇區(qū)號(hào)和所述編碼伺服地址消除所述模糊性的裝置。
9.用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的盤，包括至少一個(gè)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的表面，所述表面劃分成多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，各個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元具有標(biāo)識(shí)所述表面上所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的位置的編碼伺服地址，所述編碼伺服地址被編碼以減小其尺寸，所述編碼產(chǎn)生絕對(duì)地址上的模糊性。
10.一種用于在盤表面上定位所需道的方法，該表面具有多個(gè)同心道，每個(gè)道具有至少一個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)具有在其上存儲(chǔ)的伺服地址，該方法包括步驟a)確定一條道里的一個(gè)扇區(qū)的扇區(qū)號(hào)；b)從所述扇區(qū)里讀出編碼伺服地址；以及c)同時(shí)利用所述編碼伺服地址和所述扇區(qū)號(hào)來定位所需道。
11.權(quán)利要求10的方法，其特征在于所述步驟c)包括1)對(duì)所述扇區(qū)號(hào)加上第一整數(shù)以得到第一結(jié)果；2)從所述編碼伺服地址減去所述第一結(jié)果以得到道號(hào)；以及3)利用所述道號(hào)來確定是否定位了所需道。
12.權(quán)利要求10的方法，其特征在于在步驟b)之前還包括一個(gè)步驟e)確定與包含該所需道的盤表面關(guān)聯(lián)的一個(gè)頭號(hào)。
13.權(quán)利要求12的方法，其特征在于所述步驟c)包括1)對(duì)所述頭號(hào)加上第一整數(shù)以得到第一結(jié)果；2)對(duì)所述扇區(qū)號(hào)加上第二整數(shù)以得到第二結(jié)果；3)把所述第一結(jié)果和所述第二結(jié)果相乘以得到第三結(jié)果；4)從所述編碼伺服地址中減去所述第三結(jié)果以得到道號(hào)；以及5)利用所述道號(hào)以判定是否所需道被定位。
14.一種把索引標(biāo)記編碼到伺服地址里的方法，包括步驟a)通過一預(yù)定值從第一扇區(qū)到最后一個(gè)扇區(qū)修改道里的各個(gè)扇區(qū)的伺服地址；b)在各個(gè)所述扇區(qū)里存儲(chǔ)伺服地址；c)為各個(gè)所述扇區(qū)讀出伺服地址；以及d)檢測(cè)所述最后一個(gè)扇區(qū)和所述第一扇區(qū)之間伺服地址的不均勻改變，每個(gè)道上所述不均勻改變出現(xiàn)一次并且起索引標(biāo)記的作用。
15.用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的盤驅(qū)動(dòng)器，包括a)外殼；b)至少一個(gè)安裝在所述外殼內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)盤，所述盤具有1)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的表面，2)位于所述表面上的多個(gè)同心道，3)位于所述道內(nèi)的至少一個(gè)扇區(qū)，以及4)從扇區(qū)號(hào)、道號(hào)和頭號(hào)計(jì)算出的伺服地址，所述扇區(qū)號(hào)、所述道號(hào)和所述頭號(hào)唯一性地定位盤驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的所述扇區(qū)，所述伺服地址標(biāo)識(shí)所述道內(nèi)的所述扇區(qū)；c)與所述盤的所述表面有關(guān)系地定位轉(zhuǎn)換頭以便讀出扇區(qū)地址；以及d)相對(duì)于所述盤的所述表面移動(dòng)所述頭的裝置。
16.權(quán)利要求15的盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述伺服地址按如下計(jì)算1)對(duì)所述頭號(hào)加上第一整數(shù)以得到第一結(jié)果；2)對(duì)所述扇區(qū)號(hào)加上第二整數(shù)以得到第二結(jié)果；3)所述第一結(jié)果和所述第二結(jié)果相乘以得到第三結(jié)果；以及4)對(duì)所述道號(hào)加上所述第三結(jié)果以得到所述伺服地址。
17.權(quán)利要求15的盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述伺服地址按如下計(jì)算1)對(duì)所述頭號(hào)加1以得到第一結(jié)果；2)對(duì)所述扇區(qū)號(hào)加1以得到第二結(jié)果；3)所述第一結(jié)果和所述第二結(jié)果相乘以得到第三結(jié)果；以及4)對(duì)所述道號(hào)加上所述第三結(jié)果以得到所述伺服地址。
18.權(quán)利要求15的盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述伺服地址按如下計(jì)算1)對(duì)所述扇區(qū)號(hào)加上第一整數(shù)以得到第一結(jié)果；以及2)對(duì)所述道號(hào)加上所述第一結(jié)果以得到所述伺服地址。
19.權(quán)利要求15的盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述伺服地址進(jìn)而包括識(shí)別裝置，用于從所述道內(nèi)的所述伺服地址識(shí)別第一扇區(qū)。
20.權(quán)利要求19的盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述識(shí)別裝置進(jìn)而包括檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)各個(gè)所述道上的相鄰扇區(qū)之間的所述伺服地址值上的不均勻改變，所述不均勻改變指示所述道的最后一個(gè)扇區(qū)和第一扇區(qū)之間的遷躍，所述遷躍在每個(gè)所述道上出現(xiàn)一次。
全文摘要
在具有至少一個(gè)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的盤的盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)里對(duì)伺服地址進(jìn)行編碼。和盤表面上的道或者柱面里的一個(gè)扇區(qū)關(guān)聯(lián)的并且是由扇區(qū)號(hào)、道號(hào)和多盤系統(tǒng)下的頭號(hào)組成的伺服地址被編碼到編碼伺服地址里。因?yàn)榫幋a伺服地址使用比常規(guī)伺服地址少的位數(shù)，對(duì)伺服地址編碼可節(jié)省盤存儲(chǔ)空間并且仍能使盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)在盤上定位。
文檔編號(hào)G11B21/10GK1137673SQ9512080
公開日1996年12月11日 申請(qǐng)日期1995年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月27日
發(fā)明者理查德·格林伯格, 約翰·C·帕基特 申請(qǐng)人:國際商業(yè)機(jī)器公司