专利名称：具有用于数据完整性的前置放大器错误检测的磁盘驱动器的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及磁盘驱动器数据存储系统。本发明特别涉及检测和传信是否同时选定多个前置放大器的电路。
背景技术：
在磁盘驱动器中，数字数据被写入或从一个或多个磁盘表面读取。读取和写入通过一般承载在滑块体上的换能器完成。滑块和换能器有时通称为数据头，并且单个数据头一般与每个数据存储表面相关联。与数据头的通信由读取/写入前置放大器完成。大存储容量的磁盘驱动器一般包含大量的数据头并且因此具有多个读取/写入前置放大器。每个读取/写入前置放大器一般驱动多个单独的数据头，其方式通常基于复用形式。典型的读取/写入前置放大器包含各种错误检测器，他们监视前置放大器的操作并且在发生错误时向驱动控制器发送错误信号。
在典型的磁盘驱动器中，致动器在伺服系统中工作。致动器在磁盘表面径向移动数据头以作寻迹操作并且使换能器直接定位在磁盘表面的磁道上以作跟随操作。伺服控制器采样数据头相对某些基准点的位置并且根据实际位置与基准位置之差产生误差信号。该误差信号随后被用来驱动数据头到达所需的基准点。在一种伺服系统中，磁盘上的每条磁道在称为首部的数据块内包括伺服位置信息。随着磁盘驱动器业界提高用户数据的存储效率趋势，所谓的“无首部”磁道格式正在被考虑使用。这些格式允许更多的磁盘空间供用户数据(相对伺服和磁道信息)使用。但是，由于以前用来确保数据被写入所需磁道的首部被另作他用，所以这些无首部磁道格式在保证数据完整性方面带来了额外的困难。
本发明提供了改进数据完整性的手段并且与现有技术相比具有其他优点。
发明内容
本发明涉及减少数据写入磁盘上错误位置可能性的读取/写入前置放大器电路。
本发明的一个实施例针对包括多个读取/写入前置放大器的读取/写入放大器电路。每个读取/写入放大器包括检测何时两个或更多的读取/写入前置放大器被同时选定与相关联的数据头通信的错误检测电路。至少一个读取/写入前置放大器包括通知驱动控制器有两个或更多的读取/写入前置放大器被同时选定的通知器。
在本发明的一个实施例中，通知器包括驱动控制器可以读取的数据存储寄存器。数据存储寄存器包括当错误检测电路检测到有两个或更多的读取/写入前置放大器被同时选定与相关的数据头装置通信时设置的错误标志。
在本发明的一个实施例中，错误检测电路包括错误检测晶体管和与错误检测晶体管集电极耦合的检测电路。错误检测晶体管在预设电压施加在错误检测晶体管基极时驱动预设电流。如果选定相关的读取/写入前置放大器，则错误检测晶体管的基极与将预设信号施加在基极上的信号耦合。每个读取/写入前置放大器的错误检测晶体管的集电极互相电耦合。检测电路检测两个或更多的读取/写入前置放大器的错误检测晶体管是否同时驱动预设电流。
本发明的另一实施例针对包括至少一个磁盘、多个数据头、驱动控制器和多个读取/写入前置放大器的磁盘驱动器。数据在数据头与磁盘之间传送。读取/写入前置放大器与驱动控制器和至少一个数据头通信。每个读取/写入前置放大器包括错误检测电路和驱动控制器可以读取的数据存储寄存器。错误检测电路检测何时两个或更多的读取/写入前置放大器同时被选定用作域相关的数据头的通信。数据存储寄存器包括当错误检测电路检测到有两个或更多的读取/写入前置放大器被同时选定与相关的数据头通信时设置的错误标志。
在按照本发明的磁盘驱动器的一个实施例中，数据存储寄存器进一步包括测试选择标志和读取/写入前置放大器的硬连线地址。为了激活错误检测电路，必须设置测试选择标志。清除测试选择标志使错误检测电路失效。此外，数据存储寄存器适于存储被选定数据头的地址。当选定数据头时，驱动控制器向数据存储寄存器提供选定数据头的地址。
本发明的另一实施例针对磁盘驱动器，它包括驱动控制器、多个读取/写入前置放大器和确定两个或更多读取/写入前置放大器是否被同时选定并且在两个或更多读取/写入前置放大器被同时选定时通知驱动控制器的装置。
通过阅读以下详细描述和相关附图，赋予本发明特征的各种特点和优点将是显而易见的。
附图简述
图1为按照本发明示意性实施例的磁盘驱动器的简化方框示意图。
图2为按照本发明示意性实施例的读取/写入前置放大器的简化方框示意图。
图3为按照本发明示意性实施例的数据存储寄存器的简化方框示意图。
图4为按照本发明示意性实施例的错误检测电路的示意图。
实施发明的较佳方式图1为按照本发明示意性实施例的磁盘驱动器的简化方框示意图。磁盘驱动器100包括驱动控制器102、读取/写入前置放大器104和106、数据头108和数据存储磁盘110。磁盘控制器102示意性地为微处理器或数字计算机，并且与主机系统或控制多个装置的另一驱动控制器耦合。磁盘控制器102与多个读取/写入前置放大器104和106通信。每个前置放大器104和106与至少一个数据头108通信。每个数据头108示意性地包括支承换能器的空气轴承或滑块，换能器用于读取和编码其中一个磁盘110相关表面的信息。按照本发明，驱动控制器102可以与多个读取/写入前置放大器通信并且每个前置放大器可以与任意数量的数据头108通信。为简化起见，这里用来阐释本发明的实施例包括两个读取/写入前置放大器104和106，每个与两个数据头108通信。
在运行期间，驱动控制器102接收一个或多个数据头108的指令以读取或写入一个或多个磁盘110的表面。驱动控制器102随后向与选定数据头108相关的前置放大器104或106提供信号。所述信号指示被访问的是哪个数据头108和是完成读取还是写入操作。如果请求读取操作，则选定的数据头108产生包含在磁盘110表面编码的数据的信号。读取信号被提供给相关的前置放大器104或106，由其放大读取信号并提供给驱动控制器102。如果请求写入操作，驱动控制器102提供写入合适的前置放大器104或106的数据，前置放大器向选定的数据头108提供数据。选定的数据头108随后将数据写入相关的磁盘110。在示意性实施例中，虽然在某些情况下，可以同时选定两个或更多的前置放大器104、106，但是在正常操作期间，只有一个数据头108，因此是一个前置放大器104或106被选定在给定时刻读取或写入。
图2为按照本发明示意性实施例的读取/写入前置放大器104的简化方框示意图。为清楚起见，图2只示出了一个前置放大器。但是在示意性的实施例中，磁盘驱动器100内的每个读取/写入前置放大器104、106如图2所示配置。而且如图1所述，磁盘驱动器100可以包括任意数量的读取/写入前置放大器。读取/写入前置放大器104包括检测在磁盘驱动器100内是否有两个或更多的读取/写入前置放大器被同时选定用作读取或写入的错误检测电路112。由于在正常操作期间的任意给定时刻只有一个数据头108，并且因此只有一个前置放大器104或106被选定用作读取或写入，所以两个或更多的前置放大器的同时选择构成错误条件，可能导致不注意地覆盖存储在磁盘110上的用户数据。读取/写入前置放大器104还包括用于存储指示当前选定的数据头108是否为被请求数据头的数据存储寄存器114。数据存储寄存器114与错误检测电路112通信。数据存储寄存器还与读取控制器102通信并且通知驱动控制器102是否同时选定两个或更多的读取/写入前置放大器104、106用作读取或写入。
按照本发明示意性实施例的数据存储寄存器114的配置如图3所示。寄存器114包括当错误检测电路112检测到两个或更多前置放大器被同时选定时设置的错误标志(FF)116。在示意性的实施例中，寄存器114还包括为了激活错误检测电路112而必须设置的测试选择标志(TSF)118。同样，清除测试选择标志118使错误检测电路112失效。特定前置放大器的测试选择标志118在每次驱动控制器102选择与相关数据头110通信的前置放大器时被设置。在示意性实施例中，数据存储寄存器114还存储相关前置放大器的硬连线前置放大器地址(PA)120。在图3所示的示意性实施例中，前置放大器地址120包括两个比特122和124(PA0和PA1)。因此该示意性实施例可以容纳最多四个前置放大器。在示意性实施例中，数据存储寄存器还包括为选定数据头108的首部地址(HA)126保留的多个比特。在图3所示示意性的实施例中，首部地址126包括四个比特128、130、132和134(HA0、HA1、HA2和HA3)。因此，该示意性实施例可以容纳最多16个数据头108。应该指出的是，通过向前置放大器120和头地址126分配更多的比特可以容纳多于四个的前置放大器和多于16个的数据头。
在运行中，当驱动控制器102选择给定的数据头108和相关的读取/写入前置放大器读取或写入磁盘110时，设置测试选择标志118并且将选定数据头108的地址写入位置HA 126处的数据存储寄存器。设置测试选择标志118激活了确定是否有任何读取/写入前置放大器被同时选定的错误检测电路112。如果错误检测电路112检测到另一前置放大器被同时选定，则设置错误标志116。在寻找被写入或读取的磁盘110位置期间，磁盘控制器102读取数据存储寄存器114的内容。这给驱动控制器102以反馈以在完成读取或写入操作之前确定目标数据头108是否是被激活的那个和是否有一个以上的前置放大器响应发布的命令。
图4为按照本发明示意性实施例的读取/写入前置放大器电路200的示意图。每个前置放大器104和106包括错误检测电路112。为清楚起见，只示出了前置放大器106错误检测电路112的一部分。前置放大器106的错误检测电路112的其余部分等价于随前置放大器104所示的错误检测电路112。每个错误检测电路112包括错误检测晶体管140、142。当预设电压施加在晶体管148、150基极上时，每个错误检测晶体管140、142驱动预设电流。如果选定相关的前置放大器140、142，则每个晶体管140、142的基极148、150与施加在基极上的预设电压耦合。错误检测晶体管140的集电极144与错误晶体管142的集电极146电耦合。在图4中，错误检测晶体管142仅仅是所示前置放大器106的错误检测电路112的单元。
错误检测晶体管140和142的集电极144和146与检测是否有两个或更多的错误检测晶体管同时驱动预设电流的检测电路电耦合。图4示出了检测电路的示意性实施例。已知电阻R的电阻器152连接在集电极144和146与已知电压的电源(Vcc)154之间。集电极144和146还与电压比较器156的其中一个输入158耦合。电压比较器156的其他输入160与已知的阈值电压耦合。在图4的示意性实施例中，阈值电压由串联在比较器156与电源154之间的电压源162设定。如果集电极电压小于阈值电压，则电压比较器156的输出电压基本上等于预设值。
在示意性的实施例中，测试选择标志118与错误检测晶体管140的基极148耦合，从而必须设定测试选择标志118以使错误检测晶体管140驱动预设电路。同样，如果清除了测试选择标志118，则错误检测晶体管140基本上无电流驱动。在示意性的实施例中，每个前置放大器104、106从驱动控制器102接收指示与不止一个前置放大器的给定数据传送操作是否为并行操作的信号164。该信号164与错误检测晶体管140、142的基极148、150耦合，因此如果信号164指示将要完成并行数据传送操作，则错误检测晶体管140、142基本上无电流驱动。如果是并行数据传送操作，则该特征阻止错误检测电路112在两个或更多的前置放大器同时选定时报告错误条件。在图4示意性的实施例中，信号164以“非并行”(PN)信号形式实现，当未请求并行操作时为高电平而当请求并行操作时为低电平。测试选择标志118和非并行信号164施加在与门166上，与门的输出施加在错误检测晶体管140的门148上。因此将开启错误检测晶体管140并在设置测试选择标志118并且未请求并行操作时驱动预设电流。
标准的读取/写入前置放大器包括检测前置放大器中各种错误条件的错误电流。标准错误电流的输出一般施加在错误驱动器晶体管的基极上，其集电极与前置放大器的错误插脚连接。错误插脚与驱动控制器通信并且通知驱动控制器是否检测到错误条件。在本发明示意性的实施例中，每个前置放大器104、106的错误检测晶体管140、142的集电极144、146与相应前置放大器104、106的错误插脚(FLT)168、170电耦合。每个前置放大器104和106的错误插脚168和170互相电耦合。在图4所示的示意性实施例中，电阻器152连接在错误插脚168与前置放大器104主体以外的电源154之间。但是也可以考虑将电阻器152连接在错误检测晶体管140的集电极144与前置放大器104主体内部的电源154连接之间。
在本发明的示意性实施例中，每个读取/写入前置放大器104、106包括检测前置放大器104、106内各种错误条件的标准错误电路176。标准错误电路176的输出施加在标准错误驱动器晶体管178的基极180上，其集电极182与错误插脚168连接。错误插脚168与驱动控制器102耦合并且通知驱动控制器102是否检测到错误条件。当错误检测晶体管140激活时，标准错误电路176的输出失效。在图4所示示意性实施例中，为此利用反相器172使施加在错误检测晶体管140基极上的信号反相。该反相信号施加在与门174其中一个输入上。标准错误电路176的输出施加在与门174的其他输入上。与门174的输出施加在标准错误驱动器晶体管178的基极180上。因此标准错误驱动器晶体管178仅在标准错误电路176输出错误信号并且错误检测晶体管140非激活时才激活。
在示意性的实施例中，比较器156的输出与数据存储寄存器114的错误标志116耦合。如果错误检测晶体管140的集电极144的电压小于阈值电压，则比较器156的输出设置错误标志116。错误标志116与驱动控制器102通信。如果错误标志116被设置，则通知驱动控制器102有两个或更多的前置放大器被同时选定用作读取或写入。
在进一步的示意性实施例中，比较器156的输出被提供给标志错误电路176。在这种情况下，比较器156和非并行信号164施加在与门184上，与门的输出施加在标准的错误电路176上，错误电路又向与驱动控制器102耦合的错误插脚168提供错误信号。
图4所示的示意性实施例的操作如下。当设置测试选择标志118并且非并行信号164为高电平时，与门166的输出为高电平。当与错误检测晶体管140的基极148耦合的与门166的输出为高电平时，反相器172的输出(因此与门174的输出)为低电平。因此开启错误检测晶体管140并且关闭标准的错误驱动器晶体管178。因此已知的电流I从错误插脚168经错误检测晶体管140汇入。如果有不止一个的读取/写入前置放大器104、106响应驱动控制器102发送的地址，则不止一个已知的电流I从连接其他读取/写入前置放大器106的错误插脚170的错误插脚168汇入。如果有不止一个已知的电流从错误插脚168汇入，则已知电阻R的电阻器152上的压降将相应变大。电压比较器156将错误插脚168的电压与输入160上的阈值电压比较。阈值电压值小于(Vcc-R*I)并且大于(Vcc-2R*I)，这里Vcc为电源电压，R为电阻器152的电阻，而I为由一个错误检测晶体管140、142经过电阻器152汇入的电流。因此，如果错误插脚168上的电压小于阈值电压，则已知有不止一个错误检测晶体管140、142激活。如果电压比较器156检测到该条件，则比较器设置数据存储寄存器114的错误标志116。设置错误标志116通知了驱动控制器102有两个或更多的前置放大器被同时选定。
在示意性实施例中，电压比较器156的输出由读取/写入前置放大器104的标准错误电路176处理。在该实施例中，如果比较器156检测到不止一个的读取/写入前置放大器104、106被选定并且非并行信号164为高电平，则与门184向标准错误电路176提供错误信号。标准错误电路176将向与门174提供错误信号。当清除测试选择标志118时，关闭错误检测晶体管并且与门174将错误信号施加在标准错误驱动器晶体管178上，而晶体管向错误插脚168提供错误信号。
总之，本发明的一个实施例针对包括多个读取/写入前置放大器104、106的读取/写入前置放大器电路200。每个读取/写入前置放大器104、106包括检测何时有不止一个的读取/写入前置放大器104、106同时选定与相关的数据头108通信时的错误检测电路112。至少一个读取/写入前置放大器104、106包括通知驱动控制器102有两个或更多读取/写入前置放大器104、106被同时选定的通知器。
在本发明的一个实施例中，通知器包括驱动控制器102可以读取的数据存储寄存器114。数据存储寄存器114包括当错误检测电路112检测到有两个或更多的读取/写入前置放大器104、106同时选定与相关的数据头108通信时设定的错误标志116。
在本发明的一个实施例中，错误检测电路112包括错误检测晶体管140、142和与错误检测晶体管140、142的集电极144、146耦合的检测电路。当预设电压施加在错误检测晶体管140、142的基极148、150上时错误检测晶体管140、142驱动预设电流。如果选定相关的读取/写入前置放大器104、106，则错误检测晶体管140、142的基极148、150与施加预设电压于基极148、150上的信号耦合。每个读取/写入前置放大器104、106的错误检测晶体管140、142的集电极144、146互相电耦合。检测电路检测是否有两个或更多的读取/写入前置放大器104、106的错误检测晶体管140、142同时驱动预设电流。
本发明另一实施例针对包含至少一个磁盘110、多个数据头108、驱动控制器102和多个读取/写入前置放大器104、106的磁盘驱动器100。数据头108向和从磁盘110传送数据。读取/写入前置放大器104、106与驱动控制器102和至少一个数据头108通信。每个读取/写入前置放大器104、106包括错误检测电路112和驱动控制器102可以读取的数据存储寄存器114。错误检测电路112检测何时有两个或更多的读取/写入前置放大器104、106被同时选定与相关的数据头108通信。数据存储寄存器114包括当检测电路112检测到有两个或更多的读取/写入前置放大器104、106被同时选定与相关的数据头108通信时设置的错误标志116。
在按照本发明的磁盘驱动器100的一个实施例中，数据存储寄存器114进一步包括读取/写入前置放大器的测试选择标志118和硬连接地址120。为了使错误检测电路112有效，必须设置测试选择标志118。清除测试选择标志118使错误检测电路112无效。此外，数据存储寄存器114适于存储被选定数据头的地址。当选定数据头时，驱动控制器102向数据存储寄存器114提供选定数据头的地址。
本发明另一个实施例针对包含驱动控制器102、多个读取/写入前置放大器104、106和确定是否有两个或更多的读取/写入前置放大器104、106被同时选定并且在两个或更多的读取/写入前置放大器104、106同时被选定时通知驱动控制器102的装置的磁盘驱动器100。
虽然以包含两个读取/写入前置放大器的磁盘驱动器为例描述了本发明，但是本领域内技术人员将发现，本发明可用于包含任意多个读取/写入前置放大器的磁盘驱动器，应该理解的是，在上面描述中即使已经给出了本发明各实施例众多的特征和优点连同本发明各实施例的结构和功能细节，这样的揭示也只是示意性的，在本发明原理下，细节可以改变，特别是组成部分的结构和布局，因此本发明的原理由所附权利要求中术语宽泛的含义表示。例如，并非全部并且少至一个读取/写入前置放大器104、106可以包括数据存储寄存器114。其他的修改也是可行的。
权利要求
1．一种用于磁盘驱动器的读取/写入前置放大器电路，磁盘驱动器包括至少一个适于存储数据的磁盘、多个适于向和从磁盘传送数据的数据头以及驱动控制器，其特征在于前置放大器电路包括多个读取/写入前置放大器，每个适于与驱动控制器和至少一个数据头通信，并且每个包括适于检测何时有两个或更多的读取/写入前置放大器被同时选定与相关的数据头通信的错误检测电路，至少一个读取/写入前置放大器包括配置为通知驱动控制器有两个或更多读取/写入前置放大器被同时选定的通知器。
2．如权利要求1所述的读取/写入前置放大器电路，其特征在于通知器包括可以由驱动控制器读取的数据存储寄存器并且包含当错误检测电路检测到有两个或更多的读取/写入前置放大器被同时选定与相关的数据头通信时设置的错误标志。
3．如权利要求2所述的读取/写入前置放大器电路，其特征在于每个读取/写入前置放大器包括可以由驱动控制器读取的数据存储寄存器并且包含当错误检测电路检测到有两个或更多的读取/写入前置放大器被同时选定与相关的数据头通信时设置的错误标志，其中数据存储寄存器进一步包括每次驱动控制器选定所述特定读取/写入前置放大器与相关数据头通信时设置的测试选择标志，为了使错误检测电路有效必须设置测试选择标志而为了使错误检测电路无效，必须清除测试选择标志。
4．如权利要求3所述的读取/写入前置放大器电路，其特征在于每个读取/写入前置放大器从驱动控制器接收指示给定数据传送操作是串行操作还是并行操作的信号并且如果所述特定读取/写入前置放大器从驱动控制器接收了指示完成并行数据传送操作的信号则使特定的读取/写入前置放大器的错误检测电路失效。
5．如权利要求3所述的读取/写入前置放大器电路，其特征在于数据存储寄存器进一步包括读取/写入前置放大器的硬线地址；以及适于存储被选定向或从磁盘传送数据的数据头地址的预设数量的比特，其中当选定数据头时，驱动控制器向数据存储寄存器提供选定数据头的地址。
6．如权利要求1所述的读取/写入前置放大器电路，其特征在于每个读取/写入前置放大器的错误检测电路包括适于在预设电压施加在错误检测晶体管基极上时驱动预设电流的错误检测晶体管，其中如果相关的读取/写入前置放大器被选定，则错误检测晶体管的基极与将预设电压施加在基极上的信号耦合并且每个读取/写入前置放大器的错误检测晶体管的集电极相互电耦合；以及检测电路，与错误检测晶体管的集电极电耦合并且适于检测是否有两个或更多的读取/写入前置放大器的错误检测晶体管同时驱动预设电流。
7．如权利要求6所述的读取/写入前置放大器电路，其特征在于每个读取/写入前置放大器包括错误插脚，在读取/写入前置放大器正常运行期间，错误插脚适于如果在读取/写入前置放大器中存在一些错误条件则输出错误信号，其中错误检测晶体管的集电极与相应的读取/写入前置放大器的错误插脚电耦合并且每个读取/写入前置放大器的错误插脚互相电耦合。
8．如权利要求7所述的读取/写入前置放大器电路，其特征在于每个读取/写入前置放大器包括适于检测读取/写入前置放大器中各种错误的标准错误电路，其中每个读取/写入前置放大器的错误插脚与相应的读取/写入前置放大器的标准错误电路的输出耦合并且当预设电压施加在错误检测晶体管上时标准的错误电路的输出失效。
9．如权利要求6所述的读取/写入前置放大器电路，其特征在于通知器包括可以由驱动控制器读取的数据存储寄存器并且包含当检测电路检测到有两个或更多的读取/写入前置放大器的错误检测晶体管同时驱动预设电流时设置的错误标志。
10．如权利要求6所述的读取/写入前置放大器电路，其特征在于每个读取/写入前置放大器与已知电压的电源电耦合并且每个读取/写入前置放大器的检测电路包含连接在错误检测晶体管的集电极与电源之间的已知电阻的电阻器；以及具有第一和第二输入的电压比较器，第一输入与错误检测晶体管的集电极耦合并且第二输入与已知的阈值电压耦合，其中如果集电极电压小于阈值电压，则比较器的输出电压基本上等于预设值。
全文摘要
提供的读取/写入前置放大器电路(200)包括错误检测电路(112)，它检测何时有两个或更多的读取/写入前置放大器(104,106)被同时选定与相关的数据头通信；以及通知驱动控制器该条件的装置。在一个实施例中，通知驱动控制器有两个或更多的前置放大器被同时选定的装置包括可以被驱动控制器读取的数据存储寄存器并且具有在有两个或更多前置放大器被同时选定时设置的错误标志。而且在一个实施例中，错误检测电路包括错误检测晶体管(104,142)，如果前置放大器被选定则驱动预设电流。每个前置放大器的错误检测晶体管的集电极(144,146)互相电耦合并且与检测电路耦合，检测电路检测两个或更多前置放大器的错误检测晶体管是否同时驱动预设电流。此外，提供了包括这种前置放大器电路的磁盘驱动器。
文档编号G11B5/596GK1317140SQ99810841
公开日2001年10月10日 申请日期1999年7月1日 优先权日1998年9月14日
发明者S·A·约内斯库 申请人:西加特技术有限责任公司