[发明专利]在使用判定反馈的磁记录中检测数据的方法和设备

说明书

发明领域

本发明涉及磁盘驱动器。说得更详细些，本发明涉及一种简化的用于在高阶部分响应通道中检测数据的检测器。

发明背景

典型的磁盘驱动器包括安装在毂(hub)或主轴(spindle)上旋转用的一个或多个磁盘。典型的磁盘驱动器还包括浮在每个磁盘上的由流体动力空气垫支承的传感器。传感器和流体动力空气垫合起来称为数据磁头(data head)。按常规，驱动器控制器根据从主机系统接受到的命令来控制磁盘驱动器。驱动器控制器控制磁盘驱动器，以从磁盘检索信息和在磁盘上存储信息。

在一种传统的磁盘驱动器中，机电执行机构在负反馈的闭环伺服系统中工作。对于寻道操作，执行机构使数据磁头径向地跨越磁盘表面上移动，而对于磁道跟踪操作，执行机构使传感器位于磁盘表面的一条磁道的正上方。

一般，通过提供写信号至数据磁头，以把代表要被存储的数据信息写到磁盘表面上，把信息以同心磁道的形式存储在磁盘表面上。在从磁盘检索数据时，驱动器控制器控制机电执行机构，从而数据磁头在磁盘上方浮动，检测在磁盘上的信息，并且根据该信息产生读信号。一般，读信号被调节，然后由驱动器读/写通道和控制器译码，以恢复数据。

典型的数据存储通道包括磁盘、数据磁头、自动增益控制电路、低通滤波器、模-数转换器、数据检测器和译码器。能够把读通道作为一个独立的电路来实现，或者在与磁盘驱动器相关联的驱动器控制器中实现。这种驱动器控制器一般也包括误差检测和校正部件。

过去，曾在磁盘驱动器读通道中把Viterbi检测器用作数据检测器。当输入至检测器的输入包括信号和加性白高斯噪声，以及当典型的分支度量(branchmetric)(例如，提供给检测器的信号中的误差的平方)时，Viterbi检测器的作用有如最大似然序列估算器。

在数字磁记录中，通道的脉冲响应一般均衡为形如(1-D)(1+D)ⁿ的合适的部分响应(PR)目标，这里n是一个非负的整数，而D是一个延迟算子。已经开发出许多不同的PR目标。例如，当n＝1，2，3和4时，得到的PR目标称为部分响应第4类(PR4)通道的各种形式，具体而言，分别称为PR4、EPR4、E²PR4和E³PR4。

通过限制通道脉冲响应的长度，这种均衡允许在最大似然(ML)检测的实际应用中使用Viterbi算法。磁记录读通道(它通过PR4均衡接以最大似然检测恢复记录数据比特)一般称之为PRML通道。

当在磁性媒体上的线性记录密度增加时，在磁性媒体上经编码的通量翻转相互靠得更近，因此用一种称为码间干扰的方式相互干扰。把通道脉冲响应(在这些高密度系统中)均衡至低阶PR4多项式，导致显著的和不希望的噪声增加。于是，均衡至由更高阶的PR多项式表示的更高阶的通道目标变得更加合适。

然而，增加PR多项式的阶也会增加相应的Viterbi检测器的复杂性。如众所周知的，Viterbi检测器的操作是由状态或篱笆图(trellis diagram)来表示的，它能以离散时间的方式写出，其中，在不同的离散时间间隔表示状态图中的所有状态的组，而用分支连接离散时间间隔中的不同的状态。在Viterbi检测器中用来检测均衡至PR多项式目标的数据所需的状态数由2^(L-1)给出，这里L是通道脉冲响应的长度。例如，当均衡目标从EPR4目标改变至E²PR4目标时，n从2增加到3。于是，通道脉冲响应的长度(L)从4增加到5，因此，Viterbi状态数加倍，从2^4-1＝8至2^5-1＝16。