专利名称：具有包含伪随机二进制序列的伺服模式的数据记录系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及数据记录系统，如磁记录硬盘驱动器，特别涉及用于将读取/写入头定位并维持在数据轨道上的预记录的伺服模式(pattern)和伺服定位系统。
背景技术：
磁记录硬盘驱动器使用伺服机械定位系统，来将读取/写入头保持在期望的数据轨道上、并根据需要逐个轨道地搜寻，以执行读取和写入操作。将专用的“伺服”信息写入在每个盘表面上的每个同心数据轨道中的沿圆周间隔的伺服扇区中的字段(field)中。跨越多条轨道而构成伺服模式，以便可在头(head)经过该模式上方时，对来自头的回读信号进行解码，以得到头的径向位置。在制造期间的被称为伺服写入的过程中，将伺服模式写入到盘上。
在传统的伺服写入中，结合专用的伺服写入器使用常规的写入头，多遍写入伺服模式。还可通过介质级伺服写入器(例如，通过伺服写入头对一叠10个盘进行伺服写入)、或通过无专用伺服写入头的盘驱动器的自伺服写入而使用跟随有详细的末级(final)模式的磁打印的初级(preliminary)模式来写入伺服模式。每遍伺服写入必须沿圆周而精确地对齐。不对齐将误差引入到伺服系统中。随着沿径向的轨道密度、以及沿圆周方向或沿轨道方向的数据位的线密度的增加，使伺服字段沿圆周精确地对齐变得越来越困难。
需要的是对预记录的伺服字段的不对齐不敏感的具有伺服模式的磁记录盘、以及具有伺服解码系统的盘驱动器。
发明内容
本发明是一种数据记录系统，其使用这样的介质，其中数据轨道具有包括用于伺服定位信息的伪随机二进制序列的伺服扇区。第一伪随机二进制序列(PRBS)、以及与第一PRBS相同但被移位了第一PRBS的一部分周期的第二PRBS位于伺服模式的第一区域中的交替轨道中的轨道边界之间、以及沿着轨道而与所述第一区域相间隔的第二区域中的交替轨道中的轨道中心线之间。伺服模式还包括用于每条轨道的两个轨道标识(TID)字段，其中，TID字段中的一个位于伺服模式的第一和第二区域之间。
在本发明的磁记录盘驱动器实现中，盘驱动器包括可变增益放大器，用于对由头读取的所记录的信号进行放大；TID检测器；致动器，用于将头移动到期望的轨道，并将其维持在期望的轨道上；以及伺服位置信息解码器，用于在伺服模式经过头的下方时，接收由头读取的第一PRBS和第二PRBS。该解码器包括用于第一PRBS的第一相关器、以及用于第二PRBS的第二相关器。每个相关器与其关联的PRBS的单个周期相匹配，并且每当其关联的PRBS重复时输出单个双脉冲。来自两个相关器的双脉冲的幅度差表示由解码器发送到盘驱动器致动器的头位置信号。具有较大幅度的相关器双脉冲控制可变增益放大器、以及TID检测器的定时。
为了更全面地理解本发明的性质和优点，应当参考下面与附图相结合的详细描述。
图1是可与本发明一起使用的类型的现有技术的盘驱动器的方框图。
图2A是图1中示出的盘驱动器的盘上的典型数据轨道的一部分。
图2B是图2A的数据轨道中的伺服扇区中的一个的展开图。
图3是图1中的现有技术的盘驱动器中的伺服电子装置的方框图。
图4A是现有技术的具有四重突发脉冲(quad-burst)PES模式的伺服模式。
图4B示出了图4A中的现有技术的伺服模式上的圆周向的不对齐的影响。
图5A是本发明的伺服模式。
图5B是用于图5A中的伺服模式的伪随机二进制序列(PRBS)。
图6是本发明的伺服解码器的方框图。
图7是图6中的伺服解码器中的控制块608的详细方框图。
图8示出了在头越过本发明的伺服模式而从轨道N移动到相邻轨道N+1时的典型回读信号。
图9示出了与图8的回读信号相对应的相关器的输出。
图10是来自相关器的典型的双脉冲输出信号。
图11示出了在图5A的伺服模式之前的专用快速搜寻轨道标识(TID)字段。
图12是通常用于生成PRBS的线性反馈移位寄存器(LFSR)的图。
具体实施例方式
现有技术的描述图1是可与本发明一起使用的类型的盘驱动器的方框图。所示的盘驱动器是使用具有扇区伺服和区段位记录(zone-bit recording，ZBR)的固定块“无首标(headerless)”架构而被格式化的盘驱动器。
一般被表示为102的盘驱动器包括数据记录盘104、致动器臂106、数据记录转换器(tranducer)108(也被称为头、记录头、或读取/写入头)、音圈马达110、伺服电子装置112、读取/写入电子装置113、接口电子装置114、控制器电子装置115、微处理器116、以及RAM 117。记录头108可以是电感性的读取/写入头、或电感性的写入头与磁阻性的读取头的组合。典型地，存在被层叠在由盘马达旋转的轴(hub)上的多个盘，其中每个盘的每个表面关联有单独的记录头。数据记录盘104具有旋转中心111、并沿方向130而旋转。为头定位的目的而将盘104划分为一组径向间隔的同心轨道，其中之一以轨道118示出。这些轨道沿径向而被分组为很多区段(zone)，其中三个以区段151、152和153示出。每条轨道包括多个圆周向或角方向间隔的伺服扇区。每条轨道中的伺服扇区与其它轨道中的伺服扇区沿圆周而对齐，使得它们基本上沿径向跨越轨道而延伸，如径向定向的伺服部分(section)120所示。每条轨道具有表示轨道起点的基准索引(reference index)121。在每个区段内，还将轨道沿圆周划分为其中存储了用户数据的很多数据扇区154。在此示例中，数据扇区不包含用于唯一识别数据扇区的数据扇区标识(ID)字段，因而，认为驱动器具有“No-ID(无ID)”TM类型的数据架构，其也被称为“无首标”数据架构。如果盘驱动器具有多个头，则位于所有盘数据表面上的相同半径处的一组轨道被称为“柱面”。
读取/写入电子装置113从头108接收信号，将伺服信息从伺服扇区传递到伺服电子装置112，并将数据信号传递到控制器电子装置115。伺服电子装置112使用伺服信息来产生140处的电流，该电流驱动音圈马达110，以定位头108。接口电子装置114通过接口162与主机系统(未示出)进行通信，从而传递数据和命令信息。接口电子装置114还通过接口164与控制器电子装置115进行通信。微处理器116通过接口170与各种其它盘驱动器电子装置进行通信。
在盘驱动器102的操作中，接口电子装置114通过接口162接收用于从数据扇区154读取、或向数据扇区154写入的请求。控制器电子装置115从接口电子装置114接收所请求的数据扇区的列表，并将它们转换为唯一标识期望的数据扇区的位置的区段、柱面、头、以及数据扇区号。将头和柱面信息传递到伺服电子装置112，该装置将头108定位在适当柱面的适当数据扇区上。如果被提供到伺服电子装置112的柱面号与头108当前被定位在其上的柱面号不同，则伺服电子装置112首先执行搜寻操作，以将头108重新定位在适当的柱面上。
一旦伺服电子装置112将头108定位在适当的柱面上，伺服电子装置112便开始执行扇区计算，以定位并识别期望的数据扇区。在伺服扇区经过头108之下时，无首标架构技术识别每个伺服扇区。简而言之，使用伺服定时标记(STM)来定位伺服扇区，并且，从包含索引标记121的伺服扇区开始对STM的计数唯一标识每个伺服扇区。如果盘驱动器使用较早的具有首标的架构，则采用包含由伺服电子装置读取、并用于唯一标识每个伺服扇区的伺服扇区号的字段标记每个扇区。与伺服电子装置112和用于控制数据扇区中的数据的读取或写入的控制器电子装置115相关联地维持附加信息。
现在参照图2A，展开地示出了盘104上的典型轨道118的一部分。示出了四个完整的数据扇区(201、202、203和204)。还示出了三个代表性的伺服扇区210、211和212。从此示例中可以看出，一些数据扇区被伺服扇区分割，而一些数据扇区并非紧挨在伺服扇区之后而开始。例如，数据扇区202和204分别被伺服扇区211和212分割。数据扇区202被分割为数据部分221和222，而数据扇区204被分割为数据部分224和225。数据扇区203紧挨在数据扇区202之后而开始，而不是紧挨在伺服扇区之后。索引标记121表示轨道的开头，并被示出为包含在伺服扇区210中。
图2B是图2A中图示的伺服扇区中的一个的展开图。典型地，每个伺服扇区包含STM 306。STM 306用作定时基准，其用于读取轨道标识(TID)字段304和位置误差信号(PES)字段305中的后续伺服信息。有时，STM也被称为伺服地址标记、伺服标识(SID)、或伺服起始标记。每个伺服扇区还包含自动增益控制(AGC)字段302，用于控制调节由头108读取的信号的强度的可变增益放大器(VGA)。
图3是伺服电子装置112的方框图。在操作中，控制器电子装置115向致动器位置控制404提供输入，致动器位置控制404又将信号140提供到致动器，以对头进行定位。控制器电子装置115使用从伺服扇区读取的伺服信息，以确定到致动器位置控制404的输入428。由读取/写入电子装置113(图1)读取伺服信息，并且，信号166被输入到伺服电子装置112。STM解码器400从读取/写入电子装置113接收作为输入的时钟控制的数据流166，并从控制器电子装置115接收控制输入430。一旦已检测出STM，便生成STM发现信号420。STM发现信号420用于调节定时电路401，其控制伺服扇区的其余部分的操作序列。
在检测STM之后，轨道标识(TID)解码器402从定时电路401接收定时信息422，读取典型地为格雷码编码的时钟控制的数据流166，然后将经解码的TID信息424传递到控制器电子装置115。随后，PES解码电路403从读取/写入电子装置166捕捉PES信号，然后将位置信息426传递到控制器电子装置115。到PES解码电路403的输入典型地是模拟的，但它们可以是数字的、或任意其它类型的。PES解码电路403不需要驻留在伺服电子装置模块112内。
图4A是通常在扇区伺服系统中使用的类型的传统伺服模式的示意图，并示出了为了清楚起见而仅具有四条轨道(分别具有轨道中心线328、329、330和331的轨道308、309、310和311)的极为简化的模式。伺服模式沿着箭头130所示出的方向而相对于头108移动。介质的两个可能的磁状态以黑色和白色区域表示。图4A示出了盘的一个伺服部分120中的仅四个径向相邻的伺服扇区中的伺服模式，但是，该模式穿过每个伺服部分120中的所有数据轨道而在径向上延伸。
伺服模式由四个不同的字段组成AGC字段302、STM字段306、轨道ID字段304、以及PES字段305。PES字段305中的伺服定位信息是包括突发脉冲A-D的传统四重突发脉冲模式。自动增益控制(AGC)字段302是常规的一系列跳变(transition)，并且，标称在所有径向位置上相同。AGC字段302允许伺服控制器校准用于后面字段的定时和增益参数。STM字段306在所有径向位置上相同。STM模式被选成使其不会在伺服模式中的其它位置出现，并且不会在数据记录中出现。STM用来在初始化盘驱动器时定位AGC字段的末尾并帮助定位伺服模式。TID字段304包含轨道号，其通常被格雷码编码，并被写入为存在或不存在所记录的双位。TID字段304确定径向位置的整数部分。位置误差信号(PES)突发脉冲A-D用于确定径向位置的小数部分。每个PES突发脉冲包括一系列规则间隔的磁跳变，所述跳变在图4A中用黑色和白色区域之间的跳变来表示。PES突发脉冲沿径向排列，使得跳变突发脉冲从中心线到中心线为一条轨道宽、且相隔两条轨道。PES突发脉冲从其相邻脉冲偏移，使得当头位于偶数轨道(例如，具有中心线330的轨道310)上的正中央时，来自突发脉冲A的回读信号被最大化，来自突发脉冲B的回读信号被最小化，而来自突发脉冲C和D的回读信号相等。当头沿一个方向(在图4A中是向下)移出轨道时，来自突发脉冲C的回读信号增大，而来自突发脉冲D的回读信号减小，直到在头位于轨道之间的半途处的情况下来自突发脉冲C的回读信号被最大化，来自突发脉冲D的回读信号被最小化，而来自突发脉冲A和B的回读信号相等为止。当头沿相同的方向继续移动时，来自突发脉冲B的回读信号增大，而来自突发脉冲A的回读信号减小，直到在头位于下一轨道(具有奇数轨道号，例如，具有中心线331的轨道311)上的正中央的情况下来自突发脉冲B的回读信号被最大化，来自突发脉冲A的回读信号被最小化，而来自突发脉冲C和D的回读信号再次相等为止。
采用常规写入头，以半轨道为步长、逐轨道写入图4A中示出的现有技术的伺服模式。每条单独的轨道与其相邻轨道的对齐是写入伺服模式时的关键问题。可能出现两个不同的对齐问题。由于在伺服写入期间头的径向位置误差而导致出现轨道不对准(track misregistration，TMR)。这转变为从伺服模式得到的伺服位置信息中的可重复误差。由于在伺服写入期间头的圆周向位置误差而导致出现圆周向或沿轨道的不对齐。圆周向的不对齐造成了跨越多于一条轨道的轮廓(feature)变得不规则和失真。图4B示出了图4A中示出的伺服模式上的圆周向的不对齐312的影响。实际上，圆周向的不对齐必须远小于伺服模式中的最小圆周向轮廓。随着记录密度的增加，伺服模式轮廓相应地变小，并且圆周向的不对齐变成更严重的问题。
圆周向的不对齐的影响在头正在读取来自写入到不同轨道上的轮廓的显著贡献(contribution)时最为明显。例如，如图4B所示，当头被定位在轨道中心线328和轨道中心线329之间的中间位置时，来自这两条轨道的AGC字段302贡献破坏性地干扰。
本发明的描述将针对磁记录硬盘驱动器实现来描述本发明，但本发明一般可应用于使数据被记录在相邻数据轨道中、且还包括用于对数据记录头或转换器进行定位的伺服信息的数据记录系统。图5A示出了本发明的伺服模式。用单个伪随机二进制序列(PRBS)字段来替换现有技术中的AGC、STM和PES字段。示出了两个连续的PRBS字段。PRBS字段501位于伺服模式的第一区域中，而PRBS字段504位于沿轨道而与第一区域圆周向间隔的第二区域中。另外，使用比现有技术的双位记录更高效的NRZ表示法来对TID字段编码两次(502和505)。第一TID字段502位于两个PRBS字段501、504之间。为TID字段使用NRZ来代替传统格雷码减小了重复TID字段的大小。
TID字段的重复提供了用于处理圆周向的不对齐的有效方法。不管头的径向位置，当它相对于伺服模式移动时，两个TID字段中的一个必须在轨道上(on-track)、或几乎在轨道上被读取，这是因为头不能在两个记录上同时偏离轨道(off-track)多于四分之一的轨道间距。当在轨道上读取TID字段时，由于头几乎没有记入(register)来自相邻轨道的贡献，并且，相邻轨道上的数据是否正确地与当前轨道对准并不产生什么后果，因此圆周向的不对齐几乎没有影响。PRBS字段的特性允许通过使用先前的PRBS字段为每个TID字段单独恢复定时和增益。
PRBS是特定类型的伪噪声(PN)序列，其具有非常良好的自相关特性，从而使其成为对于所述实施例的良好选择。PN序列是具有适于由相关滤波器检测的近似类噪声(noise-like)自相关特性的任意序列。
PRBS的特性、生成PRBS的方法、以及相关的概念是公知的，并且在各种技术文献中有描述，例如，参见MacWilliams和Sloane，Proceedings of theIEEE，VOL.64，NO.12，pp1715-1729。
将两个序列a(t)和b(t)的相关定义为Ra,b(τ)=Σta(t)b(τ+t)]]>相关的此定义在信号处理领域中是公知的，并且，其非常类似于相关的统计学定义Ra,b(τ)=E[a(t)b(τ+t)]=limN→∞1NΣt=0N-1a(t)b(τ+t)]]>
在这两个情况下，数量T被称为序列a和b之间的“滞后”。上面给出的相关和非常类似于卷积和，并且，可以表示，a(t)与b(t)的相关等于a(t)与b(-t)的卷积。作为对此的推论，可使用具有脉冲响应b(-t)的滤波器得到输入序列a(t)与固定参考序列b(t)的相关。此类滤波器被称为与序列b(t)相匹配的相关器。
伪随机二进制序列(PRBS)，也被称为最大长度移位寄存器序列(M序列)，其是具有很多令人感兴趣的特性的二进制位的周期序列。具体地说，N位PRBS的自相关功能，即N位PRBS模式与其自身的相关对于零滞后来说是1，而在其它情况下是1/N，直到滞后N(于是其重复)。这是对伪随机二进制序列赋予其名称的特性，这是因为完全随机二进制位的序列在零滞后下具有自相关1，而在其它情况下具有自相关0。此特性的直接结果是如果将周期性PRBS输入到与相同PRBS的单个周期相匹配的相关器，则每当PRBS重复时，相关器将输出单个窄脉冲。如果使用磁记录系统来记录周期性PRBS，并将所得到的回读信号输入到匹配的相关器，则每当PRBS重复时，相关器将输出磁记录系统的双脉冲响应。对于有限长度(即并非无限地重复)PRBS来说，相关器输出将在一个完整的周期已被输入到该相关器之后有效，并将保持有效，直到PRBS的最后采样值已被输入到该相关器为止。相关器在这种意义上匹配，即滤波器h[k]7的脉冲响应等于时间反转的PRBS的一个周期，即h[k]＝x[n-k]k＝0，1，...n-1。
伪随机序列的自相关特性的结果是当将PRBS输入到匹配的相关器时，输出为1或-1/n。
可使用反馈多项式是本原(primitive)的线性反馈移位寄存器来生成PRBS。PRBS典型地为2n-1位长，其中，n是整数。图12是具有5个锁存器的LFSR的示例，其中这5个锁存器实现用于生成31位PRBS的5阶多项式。对于5阶多项式来说，存在将产生PRBS的6个本原多项式。在这里所描述的优选实施例中，使用两个PRBS。通过采用PRBS、以及循环移位了其周期的一部分(优选为其周期的大约一半)的相同PRBS，形成两个序列。此循环移位意味着当将原始序列输入到与经移位的序列相匹配的相关器时，在具有等于序列长度的大约一半的宽度的窗上将没有输出，并且反之亦然。在此范围的滞后值上，这两个序列被认为是正交。一个序列(PRBS1)被称为A/C序列，这是因为其对A突发脉冲和C突发脉冲PES进行编码。另一个序列(PRBS2)被称为B/D序列，这是因为其对B突发脉冲和D突发脉冲PES进行编码。在图5A中，使用63位PRBS，其中PRBS2从PRBS1移位31位。可使用PRBS周期的任意部分来使PRBS2从PRBS1移位，但是，优选地，该移位约为该周期的一半，或者，如果使用63位PRBS则约为25至35位。
在图5A中，PRBS1位于第一区域中的轨道边界(交替轨道308和310)之间并对A突发脉冲进行编码，并且位于第二区域中的轨道中心线(中心线328、329以及330、331)之间并对C突发脉冲进行编码。类似地，PRBS2位于第一区域中的轨道边界(交替轨道309和311)之间并对B突发脉冲进行编码，并且位于第二区域中的轨道中心线(中心线329、330)之间并对D突发脉冲进行编码。
与由模式的另一个周期的一部分构成的循环前缀一起记录PRBS字段的一个完整周期，使得记录了总共大约1.3个周期的PRBS，如图5B所示。每个相关器的输出对于循环前缀的长度有效。循环前缀越长，则相关器的输出保持有效便越久。如果不存在循环前缀，则相关器的输出将仅在单个时间瞬间有效。
图6和7示出了本发明的伺服解码系统。图6是取代了现有技术的STM解码器400、TID解码器402和PES解码器403(图3)的伺服解码器601的方框图。解码器601包括PRBS1相关器605和PRBS2相关器606。相关器的输出被引导到控制块608。图7是控制块608的详细方框图。
解码被施加两次一次用于PRBS字段501和第一轨道ID字段502，并且，一次用于PRBS字段504和第二轨道ID字段505。PRBS字段501和TID字段502从PRBS字段504和TID字段505径向偏移轨道间距的一半。
将回读信号输入到相关器605和606。相关器A/C 605与用于区域1中的PES A突发脉冲、以及区域2中的PES C突发脉冲的PRBS1相匹配，而相关器B/D 606与用于区域1中的PES B突发脉冲、以及区域2中的PES D突发脉冲的PRBS2相匹配。
图8示出了在头从轨道N移动到相邻的轨道N+1时可能由该头读取的典型回读信号。图9示出了相关器605、606的对应双脉冲信号输出。如前所述，在伺服模式沿着方向130在头之下移动时，相关器块605和606各自对PRBS字段501然后对PRBS字段504施加一次(图5A)。图9中示出的被标记为相关器A和相关器B的第一和第二列分别示出了当输入来自PRBS字段501的信号时，相关器块605和606的输出。图9中示出的被标记为相关器C和相关器D的第三和第四列分别示出了当输入来自PRBS字段504的信号时，相关器块605和606的输出。来自每个相关器的双脉冲输出信号的峰值大小产生从现有技术中的四重突发脉冲字段得到的相同位置误差信号信息。在头正好被定位在轨道N之上的情况下，相关器A产生强输出，相关器B不产生输出，而相关器C和D产生小且相等的输出。当头从轨道N移动到轨道N+1时，来自相关器A和C的输出减小，而来自相关器B和D的输出增大。在头被定位于轨道N和轨道N+1之间的中间位置(轨道N+0.5)的情况下，来自相关器A和B的输出相等且小，相关器C不产生输出，而相关器D产生强输出。当头继续移动时，来自相关器A和D的输出减小，而来自相关器B和C的输出增大。在头正好被定位在轨道N+1之上的情况下，相关器A不产生输出，相关器B产生强输出，而相关器C和D再次产生小且相等的输出。在优选实施例中，来自每个相关器的输出的幅度(双脉冲信号的幅度)被测定为在指定时间窗内的相关器输出的绝对值之和。由图7中的块701和703执行此操作。将这两个相关器输出信号的幅度之间的差(块701和703的输出之间的差)通过信号线426输出到伺服控制器，以便计算位置误差信号。
图10示出了来自块701和703的典型输出。双脉冲的面积与由头从所记录的PRBS读取的信号的幅度成比例。双脉冲过零的位置表示了所记录的PRBS的圆周向位置。如将要说明的那样，相关器双脉冲输出中的信息产生位置误差信号(PES)信息，并还用来设置用于TID检测的定时和增益。
再次参照图6和7，将说明使能(enable)用于TID检测的定时和增益的伺服解码器的操作。由于在与每个PRBS字段相同的径向位置写入TID字段(在图5A中，区域1中的轨道边界之间的TID字段502、以及区域2中的轨道中心线之间的TID字段505)，因此相关器输出的幅度提供增益控制信息，以帮助TID字段的检测。
由判定块707选定具有较大幅度的相关器，而由多路复用器705选择幅度。此幅度用于控制可变增益放大器(VGA)607。
由判定块707选定的相关器输出还用于设置TID检测器611的奇偶性。如果伺服解码器601在每个相关器605、606的输出检测出幅度大致相等的双脉冲，则TID检测器611被禁用，这是因为头正在跨越此记录上的两条轨道、且可靠的TID检测是不可能的。奇偶性约束通过消除单位误差，而提高了TID检测器可靠性。通过观察到在格雷码编码的模式中单个位逐轨道地改变，施加奇偶性约束。由此，TID奇偶性交替地为偶和奇。此外，随着PRBS字段从(A/C)改变到(B/D)并返回，TID奇偶性从偶跳转到奇并返回。由此，如果相关器A/C 605产生强双脉冲，则对TID强制偶的奇偶性，而如果相关器B/D 606产生强双脉冲，则对TID强制奇的奇偶性。
相关器输出还提供定时信息，以帮助TID的可靠检测。相关器输出中的峰值位置根据对应的PRBS字段的位置而偏移。由于将每个TID字段与PRBS字段一起写入，因此该位置信息用于提供适当的定时信息以便对TID进行解码。在优选实施例中，将来自每个相关器的输出的位置测定为相关器双脉冲信号的过零位置(图10)。由图7中的块702和704来执行此操作。用于较强相关器输出的此过零定时信息由多路复用器706来选择，并用于控制采样插值器609。
在伺服系统处于跟踪模式或正在低速搜寻的情况下，当头经过整个伺服模式之上时，该头的径向位置基本上恒定。这确保了可为随后的TID字段502和505正确地施加从PRBS字段501和504提取的定时和增益信息。在伺服系统正在高速搜寻的情况下，当头跨越伺服模式时，它将横跨很多轨道。在此情况下，伺服解码器601可能失效，这是因为头可能读取来自一条轨道的PRBS字段501、以及来自不同轨道的TID字段504。由此，从PRBS字段提取的定时和增益信息将与TID字段不相关。为克服此限制，可紧挨在主伺服模式之前伺服写入专用的快速搜寻TID字段，如图11中的专用TID字段802所示。盘的此区域是不可用的，这是因为它是“写入到读取恢复(write-to-readrecovery)”所需的时间间隙，并且它是读取头和写入头之间圆周向偏移的结果。由此，TID字段802不占据额外的盘空间(real estate)。此快速搜寻TID字段802以低密度来写入，并仅对柱面地址的5或6位编码。
如所提到的那样，本发明不限于磁记录硬盘驱动器，而一般可应用于使数据被记录在相邻数据轨道上、并还包括用于对数据记录头或转换器进行定位的伺服信息的数据记录系统。这些系统包括磁带记录系统、以及光盘记录系统。
尽管已通过参照优选实施例而具体地示出并描述了本发明，但本领域的技术人员应当理解，可进行各种形式和细节上的改变，而不背离本发明的精神和范围。因而，所公开的发明被视作仅是说明性的，并仅被限制在如所附权利要求中指定的范围中。
相关申请本申请(律师事务所案号HSJ920030166US1)与同时提交的申请序列号为(律师事务所案号HSJ92000166US2)、名称为“DATA RECORDING MEDIUMWITH SERVO PATTERN HAVING PSEUDO-RANDOM BINARYSEQUENCES(具有包含伪随机二进制序列的伺服模式的数据记录介质)”的申请相关。上述两个申请基于共同的说明书，本申请具有针对数据记录系统的权利要求，而律师事务所案号HSJ920030166US2具有针对数据记录介质的权利要求。
权利要求
1.一种记录系统，包括具有多条相邻数据轨道的记录介质，每条轨道具有伺服扇区，每条轨道中的伺服扇区沿轨道而与相邻轨道中的伺服扇区对齐；其中，轨道中的伺服扇区形成伺服模式，其包括(a)伺服位置信息的第一伪随机二进制序列(PRBS)；(b)伺服位置信息的第二PRBS，第二PRBS与第一PRBS相同但被移位了第一PRBS的周期的一部分，第一PRBS和第二PRBS各自位于第一区域中的交替轨道中的轨道边界之间、以及沿着轨道与所述第一区域相间隔的第二区域中的交替轨道中的轨道中心线之间；以及(c)用于每条轨道的两个轨道标识(TID)字段，用于每条轨道的TID字段中的一个位于第一和第二区域之间；头，读取伺服扇区；连接到该头的致动器，用于将该头定位到不同轨道，并将该头维持在轨道上；以及解码器，用于响应于由该头读取的第一PRBS和第二PRBS而将头位置信号生成到致动器。
2.如权利要求1所述的系统，其中，第二PRBS被移位了第一PRBS的周期的大约一半。
3.如权利要求1所述的系统，其中，该记录系统是磁记录系统，并且其中，该记录介质是磁记录介质。
4.如权利要求3所述的系统，其中，该解码器还包括第一相关器，如果该头已读取了第一PRBS，则该第一相关器生成双脉冲；以及第二相关器，如果该头已读取了第二PRBS，则该第二相关器生成双脉冲。
5.如权利要求4所述的系统，其中，该解码器响应于来自第一和第二相关器的双脉冲的幅度的差而生成头位置信号。
6.如权利要求4所述的系统，其中，该系统包括与头耦接的可变增益放大器，用于对由头读取的信号进行放大，该放大器耦接到相关器，并响应具有较大幅度的相关器双脉冲。
7.如权利要求4所述的系统，其中，该解码器包括响应由头读取的TID字段的TID检测器，其中，TID检测器耦接到相关器，并且其中，具有较大幅度的相关器双脉冲控制TID检测器的定时。
8.一种磁记录盘驱动器，包括可旋转的磁记录盘，具有多个同心圆数据轨道，所述数据轨道基本上具有沿圆周、且径向对齐的伺服扇区，其中，径向相邻的轨道中的伺服扇区形成伺服模式，包括(a)磁跳变的突发脉冲的第一伪随机二进制序列(PRBS)；(b)磁跳变的突发脉冲的第二PRBS，第二PRBS与第一PRBS相同但被移位了第一PRBS的周期的大约一半，第一PRBS和第二PRBS各自位于第一区域中的交替轨道中的轨道边界之间、以及沿圆周与所述第一区域相间隔的第二区域中的交替轨道中的轨道中心线之间；以及(c)用于每条轨道的两个轨道标识(TID)字段，用于每条轨道的TID字段中的一个位于第一和第二区域之间；头，读取伺服扇区；连接到该头的致动器，用于将该头定位到不同轨道，并将该头维持在轨道上；以及解码器，用于响应于由该头读取的第一PRBS和第二PRBS而将头位置信号生成到该致动器。
9.如权利要求8所述的盘驱动器，其中，该解码器还包括第一相关器，如果该头已读取了第一PRBS，则该第一相关器生成双脉冲；以及第二相关器，如果该头已读取了第二PRBS，则该第二相关器生成双脉冲。
10.如权利要求9所述的盘驱动器，其中，该解码器响应于来自第一和第二相关器的双脉冲的幅度的差而生成头位置信号。
11.如权利要求9所述的盘驱动器，其中，该盘驱动器包括与该头耦接的可变增益放大器，用于对由该头读取的信号进行放大，该放大器耦接到相关器，并且响应具有较大幅度的相关器双脉冲。
12.如权利要求9所述的盘驱动器，其中，该解码器包括响应由该头读取的TID字段的TID检测器，其中，TID检测器耦接到相关器，并且其中，具有较大幅度的相关器双脉冲控制TID检测器的定时。
全文摘要
一种数据记录系统，如磁记录硬盘驱动器，具有这样的记录介质，其中数据轨道具有用于控制记录头的位置的伺服信息的伪随机二进制序列。第一伪随机二进制序列(PRBS)、以及与第一PRBS相同但被移位了第一PRBS的周期的一部分的第二PRBS位于伺服模式的第一区域中的交替轨道中的轨道边界之间、以及沿着轨道与所述第一区域相间隔的第二区域中的交替轨道中的轨道中心线之间。伺服解码器具有两个相关器，其中每个PRBS对应于一个。每个相关器在其PRBS重复时输出双脉冲。双脉冲的幅度的差代表头位置信号。双脉冲还控制用于由头回读的信号的放大器、以及轨道标识(TID)检测器的定时。
文档编号G11B20/14GK1707621SQ20051007047
公开日2005年12月14日 申请日期2005年5月13日 优先权日2004年5月13日
发明者兹沃尼米尔·Z·班迪克, 理查德·M·H·纽, 布鲁斯·A·威尔森 申请人:日立环球储存科技荷兰有限公司