劃定數據磁道以避開熱粗糙的磁盤驅動器制造技術

一種劃定數據磁道以避開熱粗糙的磁盤驅動器。公開了一種磁盤驅動器，其包括在包括多個數據磁道的磁盤上方致動的磁頭，其中磁頭包括寫入元件和讀取元件。目標數據磁道中的粗糙被檢測，并且接近目標數據磁道的數據磁道范圍被劃定，其中數據磁道范圍在目標數據磁道的徑向位置處跨越讀取元件和寫入元件之間的徑向偏移的至少兩倍。

【技術實現步驟摘要】


技術介紹
磁盤驅動器包括磁盤和連接到致動器臂的遠端的磁頭，所述致動器臂通過音圈電動機(VCM)繞樞軸旋轉以將磁頭徑向定位在磁盤上方。磁盤包括多個徑向間隔的同心磁道，用于記錄用戶數據扇區和嵌入的伺服扇形。嵌入的伺服扇區包括磁頭定位信息(例如，磁道ID)，其由磁頭讀取并由伺服控制器處理以在致動器臂進行磁道到磁道的尋道時控制其速率。圖I示出磁盤2的現有技術格式，其包括由嵌入的伺服扇區6Q-6jg定的多個同心伺服磁道4。每個伺服扇區(例如，伺服扇區64)包括用于同步增益控制和定時恢復的前導碼8、用于同步至具有粗略的磁頭定位信息(例如,灰度編碼磁道ID (Gray coded track))的數據字段12的同步標記10和提供精細磁頭定位信息的伺服脈沖14。 當磁盤高速旋轉時，磁頭和磁盤之間形成空氣軸承，從而磁頭剛好緊密接近地懸浮在磁盤表面上方。由于磁盤的制造缺陷、污染，諸如粉塵顆粒、由于磁頭沿加載/卸載斜面滑動產生的磨擦顆粒等等，磁盤表面上可能出現粗糙。如果磁頭撞擊粗糙，則其會升高磁頭的溫度(從而稱為術語熱粗糙)，產生不可靠的寫入/讀取性能和對磁頭的物理損害。
技術實現思路
附圖說明圖I示出現有技術磁盤格式，其包括由嵌入的伺服扇區定義的多個伺服磁道。圖2A示出根據本專利技術的實施例的磁盤驅動器，其包括在磁盤上方致動的磁頭。圖2B示出根據本專利技術實施例的磁頭，其包括讀取元件和寫入元件，兩者根據磁頭的徑向位置徑向偏移。圖2C是根據本專利技術的實施例的流程圖，其中，當在目標數據磁道中檢測到粗糙時，劃定接近目標數據磁道的數據磁道范圍，其中該數據磁道范圍在目標數據磁道的徑向位置處跨越讀取元件和寫入元件之間的徑向偏移的至少兩倍。圖3A示出本專利技術的一個實施例，其中圍繞粗糙劃定的數據磁道的范圍跨越讀取元件和寫入元件之間的徑向偏移的兩倍。圖3B示出本專利技術的一個實施例，其中所劃定的數據磁道的范圍增加到讀取元件和寫入元件之間的徑向偏移的三倍以考慮磁頭的極尖。圖4示出本專利技術的一個實施例，其中所劃定的數據磁道的范圍延伸到下一伺服磁道。圖5示出本專利技術的一個實施例，其中當讀取元件和寫入元件之間的徑向偏移基本為零時，所劃定的數據磁道的范圍跨越磁頭的寬度。圖6示出本專利技術的一個實施例，其中當讀取元件和寫入元件之間的徑向偏移基本為零時，長尋道距離由劃定的數據磁道范圍限定。圖7示出根據本專利技術實施例的流程圖，其中當命令尋道距離大于長尋道距離時，尋道期間磁頭的懸浮高度增加以避開任何可能的粗糙。具體實施例方式圖2A示出根據本專利技術實施例的磁盤驅動器，其包括具有多個數據磁道18的磁盤16和在磁盤16上方致動的磁頭20，其中磁頭20包括寫入元件22A和讀取元件22B (圖2B)。磁盤驅動器進一步包括控制電路24，其可操作以執行圖2C的流程圖，其中粗糙/微凸體(asperity)在目標數據磁道中被檢測(步驟26)。接近目標數據磁道的數據磁道范圍被劃定(步驟28)，其中數據磁道范圍(RANGE)在目標數據磁道的徑向位置處跨越讀取元件和寫入元件之間的徑向偏移(Rff_0FFSET)的至少兩倍。 在圖2A的實施例中，磁盤16包括嵌入伺服扇區，其限定多個數據磁道18。控制電路24處理從磁頭20發出的讀取信號32以解調制伺服扇區并生成方位誤差信號(PES),該信號表不磁頭的實際方位和相對于目標磁道的目標方位之間的誤差。控制電路24使用適合的補償濾波器濾波PES以生成施加給音圈電動機(VCM)36的控制信號34，音圈電動機36繞樞軸旋轉致動器臂38以在減少PES的方向在磁盤的上方徑向致動磁頭20。伺服扇區3(^-30,可以包括任何適合的方位信息，例如用于粗略定位的磁道地址和用于精確定位的伺服脈沖。在圖2B的實施例中，沿數據磁道的長度在寫入元件22A和讀取元件22B之間存在間隙，其導致取決于磁頭20的徑向位置和磁頭20的對應偏斜角的寫入元件22A與讀取元件22B之間的徑向偏移。如圖2B所示，在一個實施例中，徑向偏移隨著磁頭離開磁盤的中間直徑(MD)向外直徑(OD)或者內直徑(ID)移動而增加。在其他實施例中，當存在零度偏斜角(由于物理未對準)，使得朝向OD的徑向偏移可能不同于朝向ID的徑向偏移時，寫入元件22k可能相對讀取元件22B被徑向偏移。取決于磁頭的徑向位置，徑向偏移可跨度多個數據磁道。為了說明此徑向偏移，伺服系統中引入嚙合(jog)值，從而在寫操作期間，在第一徑向位置伺服讀取元件22B以將寫入元件22A定位在目標數據磁道上方。徑向偏移在致動器臂的沖程(stroke)內被測量(估算)，從而可基于要寫入的目標數據磁道獲取相應的嚙合值。在一個實施例中，控制電路在跨磁盤的多個分散的位置測量徑向偏移，然后外推數據，從而估算對于任何給定的數據磁道的徑向偏移。圖3A示出本專利技術的一個實施例，其中在數據磁道N檢測到熱粗糙。可以使用任何適合的技術檢測熱粗糙，例如通過估算讀取信號中由于讀取元件22B撞擊熱粗糙而產生的攝動。例如，當讀取元件22B撞擊粗糙時，由于熱效應，讀取信號的振幅中可能存在激增。這是為什么磁盤上的粗糙通常被稱為熱粗糙的原因。在本專利技術的各實施例中，圍繞粗糙劃定(map out)數據磁道的范圍，從而避免與粗糙接觸。所劃定的數據磁道范圍基于寫入元件22A和讀取元件22B之間的徑向偏移。在圖3A的實施例中，所劃定的數據磁道的范圍跨越寫入元件22A和讀取元件22B之間的徑向偏移的至少兩倍。以這種方式，寫入元件22A和讀取元件22B都應該不會接觸數據磁道N中的粗糙(忽略偏離磁道伺服誤差(off-track servo error))。在圖3A的示例中，寫入元件和讀取元件之間的徑向偏移(嚙合)跨度四個數據磁道，因此在數據磁道N的兩側上劃定四個數據磁道(即，劃定數據磁道N-4到N+4)。當使用寫入元件向數據磁道N-5寫入時，在數據磁道N-I上方伺服讀取元件，從而避免撞擊數據磁道N中的粗糙。當使用讀取元件讀取數據磁道N+5時，寫入元件將被定位在數據磁道N+1，從而避免撞擊數據磁道N中的粗糙。在一個實施例中，可以圍繞粗糙劃定多個額外的數據磁道以考慮在磁盤上方粗糙附近伺服磁頭時可能發生的偏離磁道誤差。如圖3A中所示，基于嚙合值的兩倍圍繞粗糙劃定的數據磁道的范圍可能無法防止磁頭的極尖(拐角)撞擊熱粗糙。因此，在一個實施例中，該范圍可以延伸到嚙合值的三倍，如圖3B所示，以考慮極尖(即，在圖3B中劃定數據磁道N-6到N+6)。當使用寫入元件向數據磁道N - 7寫入時，在數據磁道N-3上方伺服讀取元件，從而避免極尖撞擊數據磁道N中的粗糙。當使用讀取元件讀取數據磁道N+7時，寫入元件將被定位在數據磁道N+3，并由此避免極尖撞擊數據磁道N中的粗糙。在一個實施例中，可以圍繞粗糙劃定多個額外的數據磁道以考慮在磁盤上方粗糙附近伺服磁頭時可能發生的偏離磁道誤差。在一個實施例中，伺服磁道的密度小于數據磁道，從而可以在連續的伺服磁道之 間限定多個數據磁道。圖4示出這種實施例的示例，其中對于至少部分磁盤表面，在每個伺服磁道之間記錄四個數據磁道。在一個實施例中，圍繞粗糙劃定的數據磁道的范圍包括第一范圍和第二范圍，第一范圍是讀取元件和寫入元件之間的徑向偏移的至少兩倍，第二范圍包括由第一范圍的邊界和下一個伺服磁道限定的多個本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種磁盤驅動器，包括：磁盤，其包括多個數據磁道；磁頭，其在所述磁盤上方致動，其中所述磁頭包括寫入元件和讀取元件；和控制電路，其可操作以：檢測目標數據磁道中的粗糙；和劃定接近所述目標數據磁道的數據磁道范圍，其中所述數據磁道范圍在所述目標數據磁道的徑向位置處跨越所述讀取元件和所述寫入元件之間徑向偏移的至少兩倍。

【技術特征摘要】
2011.06.23 US 13/167,5591.一種磁盤驅動器，包括 磁盤，其包括多個數據磁道； 磁頭，其在所述磁盤上方致動，其中所述磁頭包括寫入元件和讀取元件；和 控制電路，其可操作以 檢測目標數據磁道中的粗糙；和 劃定接近所述目標數據磁道的數據磁道范圍，其中所述數據磁道范圍在所述目標數據磁道的徑向位置處跨越所述讀取元件和所述寫入元件之間徑向偏移的至少兩倍。2.根據權利要求I所述的磁盤驅動器，其中所述數據磁道范圍跨越所述讀取元件和所述寫入元件之間的所述徑向偏移的至少三倍。3.根據權利要求I所述的磁盤驅動器，其中 所述磁盤包括由伺服扇區限定的多個伺服磁道； 所述伺服磁道的密度小于所述數據磁道；和 所述數據磁道范圍跨越 第一范圍，其至少是所述讀取元件和所述寫入元件之間的所述徑向偏移的兩倍；和 第二范圍，其包括由所述第一范圍的邊界和下一伺服磁道限定的多個數據磁道。4.根據權利要求I所述的磁盤驅動器，其中所述控制電路進一步可操作以測量所述磁盤的多個徑向位置處跨越所述讀取元件和所述寫入元件之間的所述徑向偏移。5.根據權利要求4所述的磁盤驅動器，其中所述控制電路進一步地可操作以 生成長尋道距離，其相應于當所述讀取元件和所述寫入元件之間的所述徑向偏移接近最小的時候； 響應命令尋道距離使所述磁頭在所述磁盤上方徑向尋道；和 當所述命令尋道距離大于所述長尋道距離時，在尋道期間增加所述磁頭的懸浮高度。6.根據權利要求5所述的磁盤驅動器，其中所述長尋道距離至少與劃定的所述數據磁道范圍一樣長。7.一種磁盤驅動器，包括 磁盤，其包括多個數據磁道； 磁頭，其在所述磁盤上方致動，其中所述磁頭包括寫入元件和讀取元件；和 控制電路，其可操作以 生成長尋道距離，其相應于當所述讀取元件和所述寫入元件之間的徑向偏移接近最小的時候； 響應命令尋道距離使所述磁頭在所述磁盤上方徑向尋道；和 當所述命令尋道距離大于所述長尋道距離時，在尋道期間增加所述磁頭的懸浮高度。8.根據權利要求7所述的磁盤驅動器，其中所述控制電路進一步地可操作以 檢測目標數據磁道中的粗糙；和 劃定接近所述目標數據磁道的數據磁道范圍，其中所述數據磁道范圍在所述目標數據磁道的徑向位置處跨越所述讀取元件和所述寫入元件之間的徑向偏移的至少兩倍。9.根據權利要求8所述的磁盤驅動器，其中所述數據磁道范圍跨越所述讀取元件和所述寫入元件之間的所述徑向偏移的至少三倍。10.根據權利要求8所述的磁盤驅動器，其中所述磁盤包括由伺服扇區限定的多個伺服磁道； 所述伺服磁道的密度小于所述數據磁道；并且 所述數據磁道范圍跨越 第一范圍，其至少是所述讀取元件和所述寫入元件之間的所述徑向偏移的兩倍；和 第二范圍，其包括由所述第一范圍的邊界和下一伺服磁道限定的多個數據磁道。11.根據權利要求8所述的磁盤驅動器，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：G·S·V·塞瓦拉吉，
申請(專利權)人：西部數據技術公司，
類型：發明
國別省市：