[发明专利]直接存取存储设备中旋转执行器弧线补偿校正的方法和装置

说明书

本发明一般涉及到在直接存取存储设备(DASD)中旋转执行器弧线补偿校正的方法和装置。

计算机经常包括一些辅助存储单元，它们所具有的介质可供写入数据，并在以后有用时可从该介质读取数据。装有层叠式、通常旋转的硬磁盘的磁盘驱动单元用于以磁的形式将数据存放在盘面上。数据记录在同心的、径向间隔的数据信息磁道内，这些信息磁道排列在盘面上。传感器磁头沿着经过驱动器轴的路径来回移动，向盘写入数据和从盘读取数据。

所有DASD单元必须具有一种方法将每个数据头定位于适当的径向位置以写入磁道，再者，还要将它定位于尽可能靠近原位置处以读磁道。在使用音圈式执行器的较高级外存储器情况下，必须用反馈机构将头定位并稳定地保持在给定磁道上。典型情况是：在DASD单元中使用一个磁写入模式来完成磁道访问和磁道跟随。专用的伺服系统使用DASD中一个磁盘的一个面，在该面上有全部磁道和访问信息。扇区伺服系统使用磁道的一小部分，即每个数据面的每一条磁道上每个扇区间或几个扇区间的部分，用于提供跟踪和访问信息。混合式伺服系统同时使用这两种系统以获得各种伺服系统的优点。

跟踪精度，也即执行伺服系统将头的位置离散地保持在磁道上方的能力，由两个因素决定。一个因素是空间的(空间)，另一个是时间的(时间)。空间因素对应于磁道上的伺服扇区数N，其是线性记录密度和固定块数据格式的函数。时间因素对应于伺服扇区间的时间或采样周期，其由盘的旋转速度(RPM)所控制。

磁道位置不准(TMR)的误差可分成两个主要部分：可重复部分或与盘旋转同步的部分，不可重复部分或与盘旋转异步的部分。可重复TMR部分在滑盘(disk slip)的情况下可能很大，它可用校正补偿方法使之减小。对一个带有旋转执行器的DASD讲，当磁道是在旋转弧线上近似均匀地写入而不是在径向方向近似均匀地写入时，需要一个和半径有关的径向磁道位置不准(TMR)校正方法。增益和相位两者的影响都需随着半径的变化而加以补偿。与半径有关的增益和相位效应在系统中都可产生相同量级的TMR误差。

在带有旋转执行器的DASD中，磁头并不沿半径方向移动。在许多磁盘驱动器中，当磁头处于内径处时，磁头的偏斜角使磁头的后端比前端更离开磁盘。当半径变大时偏斜逐步变大。这在驱动器使用时是有利的，当磁头从内径横向移动至外径时，可以在弧上近乎均匀地写入磁道。由于外径处偏斜角更大，靠近外径处的写入磁道实际上比靠近内径处为小。磁道在弧线上的定位使外径处的径向磁道间距比内径处为小，这和较小写入磁道是一致的。

诸如滑盘或其他在磁道上产生明显非圆周运动的振动那样的盘的径向移动，在任何半径处都将盘移动同样实际距离。然而，在伺服系统中，距离是以间距的几分之一来测量的。该距离的典型值是用户磁道间距的1/512。由于在给定半径下磁头是按偏斜角移动的，因此磁头比盘的径向移动需更多移动一点，这个量在外径处更为显著，因偏斜角比内径处更大。

结果是，在一个半径处所确定的以伺服系统中一定数量的单位表示的对径向TMR的任何补偿在其他半径处将不是同一数值。例如，外径(OD)和内径(ID)处之差大约为7％。当磁道密度逐步增加时，这个差异作为校正中的一项误差有一定重要性。还有，当使用预写入伺服盘时，会有显著的重复的径向跳动，因而增加误差幅值。

在已知的过去使用未用伺服控制的磁盘外存储器中，曾经必须增加一个参考外形(reference profile)用于校正径向跳动，径向跳动可由滑盘或数据面上每个头和相应的磁道之间的相对热运动所引起。在每个数据面上测量所得这些参考外形当在使用直线执行器的情况下应是正确的，因为直线执行器通常在盘上跟随径向轨迹移动。相反，旋转执行器在盘上跟随弧线移动而不是跟随径向直线，因此在用于测量径向跳动的磁道和其他磁道之间将有相位误差。

为旋转执行器用来校正径向跳动或滑盘的已知的前馈或外形补偿技术具有系统误差，例如，在3.5英寸DASD中产生磁头所走弧线会造成高达10％径向跳动的系统误差。滑盘和/或不平衡将在径向发生，而不是沿着磁头移动的弧线发生，因此只有在进行测量的磁道或柱面处所测量的外形才是正确的。对于最佳径向跳动补偿，所有其他磁道将有不正确的外形。

本发明的重要目的是提供一种方法和装置用于直接存取存储设备中的旋转执行器弧线补偿校正；是提供这样的方法和装置以对围绕盘的一圈对少数预定数量的伺服扇区进行补偿；以及所提供的这样的方法和装置实质上没有消极效果，同时可以克服以前技术安排的许多缺点。