位置检测装置及方法、位置控制装置、盘存储装置与流程

文档序号:15619032发布日期:2018-10-09 21:53阅读:168来源:国知局

本实施方式涉及位置检测装置、位置控制装置、盘存储装置及位置检测方法。



背景技术:

作为盘存储装置的一例,有磁盘装置。在磁盘装置领域,正在推进作为存储介质的盘的高记录密度化。



技术实现要素:

本实施方式提供在周期性地得到基于位置信息而生成的多个信息的情况下,从该多个信息中高精度地进行位置检测的位置检测装置、位置控制装置、盘存储装置以及位置检测方法。

本实施方式所涉及的位置检测装置包括对基于位置信息生成的多个信息周期性地进行检测的检测部。位置信息被分割为高位位和低位位。高位位进一步被分割为与所述周期相同数量的多个高位位信息。能够以已确定的顺序得到多个高位位信息中的各高位位信息。低位位与多个高位位信息中的任一个高位位信息都同时得到。位置信息按照使得在对高位位进行分割而得到的1个高位位信息中可取得的值的数与对高位位进行分割的数为互质的方式被分割。

附图说明

图1是示出本实施方式涉及的盘存储装置的一例的框图。

图2是示出盘存储装置所具备的盘所含的柱面的区域的一例的示意图。

图3是示出本实施方式涉及的柱面编号与伺服区域的关系的一例的示意图。

图4是示出使用状态观测器生成修正后的推定位置的伺服系统的一例的框图。

图5是示出从开始寻道工作到检测出状态偏移为止的处理的一例的流程图。

图6是示出柱面编号的构成的一例的图。

图7是示出状态偏移的修正处理的一例的流程图。

图8是示出本实施方式涉及的伺服系统的一例的框图。

图9是示出本实施方式涉及的位置信息的分割的一例的示意图。

图10是示出作为比较例的速度偏移的检测例的示意图。

图11是示出本实施方式的速度偏移的检测例的示意图。

图12是示出位置信息所含的某部分的数据与多个区块信息重复的状态的一例的示意图。

具体实施方式

以下,参照附图对各实施方式进行说明。在以下的说明中,对于大致或实质上相同的功能和构成要素标注同一附图标记,并根据需要进行说明。

在本实施方式中,以将本实施方式涉及的位置检测装置和定位控制装置应用于盘存储装置的情况为一例来进行说明。作为盘存储装置,例如有硬盘驱动器。然而,本实施方式涉及的位置检测装置可以适用于周期性地对基于位置信息生成的多个信息进行检测的各种领域。另外,本实施方式涉及的定位控制装置,基于由本实施方式涉及的位置检测装置检测出的多个信息来执行定位控制。本实施方式涉及的位置检测装置和定位控制装置适用于存储装置,但是也可以适用于非存储装置的其他装置。例如,本实施方式涉及的位置检测装置,也可以适用于通过传感器获取位置信息但是范围(range)或分辨能力周期性地变化的领域。

本实施方式涉及的盘存储装置,对位置信息进行分割,基于该分割出的信息来生成伺服信息,并将所生成的伺服信息周期性地存储于沿周向配置的多个伺服区域(servoframe,伺服帧)。即使在这样对位置信息进行分割来进行管理的情况下,本实施方式涉及的盘存储装置也能够高精度地进行寻道控制。

图1是本实施方式涉及的盘存储装置1的概略构成的一例的框图。

图2是示出盘存储装置1所具备的盘2所含的柱面15区域的一例的示意图。

盘存储装置1包括头盘组件(head-diskassembly:hda)4、头放大器集成电路(ic)5、主控制器6、驱动器ic7、缓冲存储器19、易失性存储器191以及非易失性存储器201。

hda4包括作为存储介质的盘2、主轴马达(spm)8、搭载头9的臂10以及音圈马达(vcm)11。盘2通过主轴马达8而旋转。臂10和vcm11构成致动器14,使头9移动(寻道)至盘2上的目标位置。即,致动器14通过vcm11的驱动,使被搭载于臂10的头9沿盘2上的径向移动。vcm11通过来自驱动器ic7的驱动电流而被驱动控制。

盘2包括存储数据的多个柱面15,但是在图1中示出多个柱面15中的一个柱面。在盘2的柱面15配置有多个伺服区域15s。对于各伺服区域15s按照后面叙述的规则分配通过对位置信息进行分割而得到的区块信息。位置信息例如表示盘2的径向上的位置。

在本实施方式中,将分配给伺服区域的信息称为伺服信息。换言之,伺服信息是向伺服区域写入的数据,是能够从伺服区域读出的数据。

头9以滑块为主体,具备安装于滑块的写入头9r和读取头9w。读取头9r读出存储于盘2上的柱面15的数据。写入头9w在盘2上写入数据。数据例如是伺服信息和用户数据。

头放大器ic5具备读取放大器和写入驱动器。读取放大器对由读取头读出的读取信号进行放大,并向读/写(r/w)通道16传输。写入驱动器向写入头9w传送与从r/w通道16输出的写入数据相应的写入电流。

主控制器6包括r/w通道16、硬盘控制器(hdc)17和处理器18,例如是集成电路。主控制器6也可以由1个芯片构成。r/w通道16包括读取通道16r和写入通道16w。读取通道16r对由读取头9r读出的读取信号进行处理并对数据(包括伺服信息)进行解码。写入通道16w执行来自hdc17的写入数据的信号处理。

hdc17对主机设备21与r/w通道16之间的数据转送进行控制。hdc17对缓冲存储器19和易失性存储器191进行控制,将读取数据和写入数据暂时保存于缓冲存储器19或易失性存储器191,由此执行数据转送控制。缓冲存储器19和易失性存储器191例如也可以是dram(dynamicrandomaccessmemory,动态随机存取存储器)。另外,也可以是,hdc17对作为非易失性存储器201的一例的闪速存储器进行控制,例如使用非易失性存储器201作为暂时地保存数据的高速缓存区域。

处理器18例如是cpu(centralprocessingunit,中央处理单元)或mpu(microprocessingunit,微处理单元),经由驱动器ic7对vcm11进行控制,执行头9的定位控制(伺服控制)。进而,处理器18经由r/w通道16对数据的存储和再现进行控制。处理器18也可以通过固件来实现各种功能。

在本实施方式中,处理器18包括状态推定部181、偏移检测部182、偏移量推定部183、状态修正(校正)部184以及伺服控制部185。

状态推定部181推定头9的包括位置的状态。

偏移检测部182对由状态推定部181推定出的状态是否相对于现实的状态(实际的状态或当前的状态)具有偏移进行检测。

偏移量推定部183,在由偏移检测部182检测到偏移的情况下,对由状态推定部181推定出的状态的偏移量进行推定。

状态修正部184基于由偏移量推定部183推定出的偏移量对由状态推定部181推定出的状态进行修正。

伺服控制部185基于上述由状态修正部184修正后的状态来执行头9的位置检测和定位控制等那样的各种控制。

本实施方式中用于进行基于规定的规则的位置信息的分割和复原的控制,既可以通过伺服控制部185、r/w通道16以及hdc17中的任一方来执行,也可以通过伺服控制部185、r/w通道16以及hdc17中的至少两方的协作来执行。

在盘2所含的各柱面15,在周向上以一定的间隔周期性地配置有q种(q为2以上的整数)伺服区域15s。在伺服区域15s之间配置有存储用户数据的数据区域15d。多个伺服信息分别被存储于q种伺服区域svf1~svfq。伺服信息通过将位置信息分割成多个区块信息并将多个区块按照规则分配给伺服区域svf1~svfq而生成。位置信息例如包括用于检测柱面位置作为头9的当前位置的柱面信息。柱面信息例如包括用于识别柱面15的柱面编号。此外,也可以设为,位置信息例如包括用于检测例如磁道位置来作为头9的当前位置的磁道信息。也可以设为,磁道信息例如包括用于识别磁道的磁道编号。此外,也可以设为,位置信息包括用于检测柱面15或磁道内的扇区位置的扇区信息。也可以设为,扇区信息例如包括用于识别扇区的扇区编号。

在本实施方式中,将位置信息为柱面编号的情况作为代表性的例子来进行说明,例如在位置信息为磁道编号或扇区编号等其他位置信息的情况下也是同样的。

通过如本实施方式那样,将用于识别某柱面15的柱面编号分割成多个区块信息,并将多个区块信息按照规则分配给柱面15内的多个伺服区域svf1~svfq并进行存储,由此能够削减各伺服区域svf1~svfq的尺寸,能够增加每个柱面15的存储用户数据的数据区域15d的尺寸,能够实现盘2的高存储密度化。

在图2中,为了方便而例示了设为q=4且在柱面15周期性地配置有4种伺服区域svf1~svf4的情况,但是q的值可以适当地变更。

图3是示出本实施方式涉及的柱面编号与伺服区域svf1~svfq的关系的一例的示意图。

柱面编号(位置信息)被分割为高位柱面编号(高位位)和低位柱面编号(低位位)。方便起见,把将高位柱面编号划分成q个而得到的单位和低位柱面编号称为区块信息。将高位柱面编号划分成q个而得到的区块信息(高位位信息),分别分配给对应的q种伺服区域svf1~svfq并进行存储。与低位柱面编号对应的区块信息,共同地分配给q种伺服区域svf1~svfq中的每一种伺服区域并进行存储。

在本实施方式中,能够通过读出q个伺服区域svf1~svfq来生成柱面编号。

(1)状态观测器的一例的说明

以下,对状态观测器的一例进行说明。

在盘存储装置1中,处理器18例如执行固件,来进行使头9进行寻道而定位于盘2上的目标柱面的伺服控制,对于目标柱面执行用户数据的读取或写入。

在执行伺服控制的情况下,处理器18为了确定头9的现实的位置(现实的柱面编号),需要读出多个伺服信息,来确定高位柱面编号和低位柱面编号。

在高位柱面编号的确定过程中,处理器18从q种伺服区域svf1~svfq读出与分割后的高位柱面编号对应的q个区块信息,对构成高位柱面编号的各区块信息进行合成,来确定高位柱面编号。以下,有时将该确定出的高位柱面编号表示为简单合成位置。

在低位柱面编号的确定过程中,处理器18也能够从q种伺服区域svf1~svfq中的任一种伺服区域中读出与低位柱面编号对应的区块信息,能够确定低位柱面编号。

并且,处理器18根据确定出的高位柱面编号和确定出的低位柱面编号来确定当前柱面编号。

在如上述那样,伺服信息被存储于柱面15上的伺服区域svf1~svfq,使头9从当前位置到目标位置为止以某速度进行寻道的情况下,有时无法正确地得到寻道期间的头9的当前位置和当前速度,寻道工作会失败。例如,在寻道期间存在如下情况:由于头9所测定的柱面15发生变化,因此在过去读出的高位柱面编号不是与当前头9所位于的现实的柱面15对应的高位柱面编号。在这样的情况下,处理器18有可能错误地确定头9的现实位置和现实速度。

在如此伺服信息存储于柱面15上的伺服区域svf1~svfq,头9从当前位置至目标位置进行寻道的情况下,为了正确地得到寻道期间的头9的现实位置和现实速度,处理器18使用状态观测器。

状态观测器推定(预测)例如包括现实位置和现实速度的状态。处理器18基于由状态观测器推定出的推定位置及推定速度和在各采样中从伺服区域得到的位置信息而对由状态观测器推定出的推定位置及推定速度进行修正,使用该修正后的推定位置和修正后的推定速度来执行寻道控制。

图4是示出使用状态观测器26生成修正后的推定位置的伺服系统22的一例的框图。

伺服系统22执行将头9定位于盘2上的目标位置的伺服控制。也可以设为,伺服系统22包括:包含软件的处理器18的功能、r/w通道16的伺服信息的解调功能、以及通过驱动器ic7实现的vcm4的驱动控制功能。

vcm11和r/w通道16从伺服区域svf1~svfq读出伺服信息。

伺服系统22基于从各伺服区域svf1~svfq读出的伺服信息和由状态观测器26算出的推定位置c,算出修正后的推定位置b,并基于修正后的推定位置b对头9的寻道工作进行控制。

伺服系统22例如将在寻道工作期间读出的伺服信息存储于例如易失性存储器191、主控制器6内的未图示的存储器、或者处理器18内的未图示的存储器等。伺服系统22判断是否发生了头9的现实位置与推定位置c的差、现实速度与推定速度的差即状态偏移,在检测到发生了状态偏移的情况下,基于易失性存储器191、主控制器6内的未图示的存储器或者处理器18内的未图示的存储器中所存储的伺服信息,对由状态观测器26算出的推定位置c、推定速度进行修正。以下,这样地,将在检测到发生了状态偏移的情况下修正后的推定位置、修正后的推定速度分别表示为位置偏移修正后的推定位置、速度偏移修正后的修正速度。此外,设为修正后的推定位置包括位置偏移修正后的推定位置。设为修正后的推定速度包括速度偏移修正后的修正速度。另外,将位置偏移修正后的推定位置和速度偏移修正后的修正速度综合地称为状态偏移修正后的推定状态。

也可以是,伺服系统22例如在检测到发生了状态偏移的情况下,基于推定位置c、从各伺服信息得到的分割后的头9的现实位置f,来算出状态偏移的推定值。

也可以是,伺服系统22例如在检测到发生了状态偏移的情况下,基于状态观测器26的推定(预测)变化量、从各伺服信息得到的分割后的头9的现实位置来算出状态偏移所包含的速度偏移的推定值,在算出速度偏移的推定值之后,基于推定位置、根据速度偏移的推定值和推定速度算出的速度偏移修正后的推定速度、以及从各伺服信息得到的分割后的头9的现实位置,算出状态偏移所包含的位置偏移的推定值。

伺服系统22包括位置误差运算器23、反馈控制器(传递函数g)24、以及推定位置生成部25。推定位置生成部25包括状态观测器26和位置推定修正部27。

位置误差运算器23算出头9的目标位置d与由位置推定修正部27生成的修正后的推定位置b之间的位置误差e。位置误差运算器23既可以通过硬件来实现,也可以通过执行软件的处理器18来实现。

反馈控制器24例如具有通过处理器18来实现的功能。反馈控制器24基于位置误差e向设备(plant)28和状态观测器26输出控制值u,对设备28进行控制以消除定位误差e。设备28是包括vcm11的致动器14,基于控制值u来执行用于使头9移动至目标位置d的控制。状态观测器26例如与由处理器18实现的内部模块相当。状态观测器26输入来自反馈控制器24的控制值u和由位置推定修正部27修正后的推定位置b,算出头9的现实的推定位置(推定值)c,将推定位置c向位置推定修正部27输出。位置推定修正部27,基于来自设备28的输出y表示位置信息被分割地存储于伺服区域的位置信息分割部29的输出值f和由状态观测器26推定出的推定位置c,来计算修正后的推定位置b。

如上所述,处理器18能够使用状态观测器26来推定位置、速度等状态。然而,推定出的状态,有时含有误差,有时与头9的正确状态不同。伺服系统22对由状态观测器26算出的头9的推定位置c的高位柱面编号和读出的低位柱面编号进行合成。并且,伺服系统22通过计算使由于状态观测器26的推定误差而产生的现实位置的低位柱面编号的误差影响反映于高位柱面编号后的低位推定误差修正后的推定位置,来避免错误地确定头9的现实的位置的情况。在此,在没有位置偏移的情况下,低位推定误差修正后的推定位置成为修正后的推定位置b。以下,以没有状态偏移的前提,对低位推定误差修正后的推定位置的计算方法进行说明。

状态观测器26有时具有几个柱面的量的推定误差,低位柱面编号可以在每次进行伺服信息的读出时取得。例如,也可以是,对状态观测器26的推定位置的高位柱面编号和所读出的低位柱面编号进行合成来生成位置信息。但是,可料想如下情况:若对状态观测器26的高位柱面编号和所读出的低位柱面编号简单地进行合成,则由于状态观测器26的推定误差,状态观测器26的高位柱面编号与当前位置的高位柱面编号不同,该简单的合成位置与头9的现实位置不一致。于是,例如,处理器18将由状态观测器26推定出的低位柱面编号与所读出的现实的低位柱面编号进行比较,算出通过对在由状态观测器26推定出的高位柱面编号上施加了±1的修正而得的信息和所读出的现实的低位柱面编号进行合成而得到的低位推定误差修正后的推定位置。

例如,料想由状态观测器26推定出的推定位置为31柱面(高位柱面编号为0、低位柱面信息为31),现实的位置为35柱面(高位柱面编号为1、低位柱面信息为3)的情况。在该情况下,若对由状态观测器26推定出的高位柱面编号和所读出的现实的低位柱面编号简单地进行合成,则成为3柱面(高位柱面编号为0、低位柱面编号为3),与头9的现实位置不一致。在该例子中,各自的低位柱面编号之差28比设计上的推定误差大得多,因此推定为状态观测器26的高位柱面编号因推定误差而小1。于是,处理器18将对由状态观测器26推定出的推定位置的高位柱面编号加1而得的值和所读出的现实的低位柱面信息进行合成而得到的值作为低位推定误差修正后的推定位置。在该例子中,对由状态观测器26推定出的推定位置的高位柱面编号加1而得的值为1,因此低位推定误差修正后的推定位置变为35柱面,与现实位置一致。

如上所述,在高位柱面编号被分割为多个伺服区域svf1~svfq的情况下,在状态观测器26的推定结果的修正中使用的推定误差,基于所得到的高位柱面编号的部分和低位柱面编号而算出。但是,存在如下情况:若考虑头9的简单合成位置与现实的位置较大地偏离时的寻道的稳定性等,则在推定误差的算出中,不使用所得到的高位柱面编号的部分较好。例如,在只能得到高位的柱面编号的一部分,所得到的高位柱面编号的部分中的高位的值和/或低位的值不明的情况下,由状态观测器26算出的推定值的修正会不正确。在该情况下,存在由状态观测器26推定出的状态大幅地变化,伺服系统22的工作变得不稳定的可能性。

另外,伺服系统22即使仅通过低位柱面编号的值对状态观测器26的推定值进行校正,高位柱面编号的量的推定误差也无法修正。在该情况下,由于外部干扰等,状态观测器26的推定位置、推定速度相对于头9的实际位置、实际速度,产生高位误差。使用包括该高位误差的推定位置、推定速度,在推定位置生成部25中计算低位推定误差修正后的推定位置,由此高位误差作为状态偏移而残留。所谓状态偏移是低位推定误差修正后的推定位置与头的现实位置的误差。结果,伺服系统22会在无法对状态偏移进行校正的状态下继续进行头9的寻道工作,有可能头9无法到达目标位置(目标柱面)。

于是,处理器18,在通过伺服系统22执行伺服控制(寻道工作)的情况下,对由推定位置生成部25生成的低位推定误差修正后的推定位置相对于头9的实际位置的误差即状态偏移进行修正。

图5是示出从开始进行寻道工作到检测到状态偏移为止的处理的一例的流程图。

处理器18开始进行使头9从盘2上的某个位置移动到目标位置(目标柱面编号)为止的寻道工作(流程块50)。处理器18在寻道工作期间从伺服区域svf1~svfq读出伺服信息(流程块51)。此时,存在各伺服区域svf1~svfq的伺服信息不是从同一柱面读出、而是从不同柱面读出的情况。伺服信息由读取头9r从伺服区域svf1~svfq读出,并通过读取通道16r被解调。处理器18将从伺服区域svf1~svfq读出的伺服信息存储于存储器。该存储器可以设置于处理器18,也可以设置于主控制器6,可以是缓冲存储器19、易失性存储器191或者非易失性存储器201。

处理器18将所读出的现实的高位柱面编号所含的区块信息(现实的高位值)与低位推定误差修正后的推定位置的高位柱面编号中与现实的高位值对应的区块信息(低位推定误差修正后的推定高位值)进行比较(流程块52)。即,处理器18将所读出的头9的现实位置所含的现实的高位值blx(r-blx)(x=1~4)与低位推定误差修正后的推定位置所含的与现实的高位值对应的低位推定误差修正后的推定高位值blx(e-blx)进行比较。

处理器18,如果在现实的高位值与低位推定误差修正后的推定高位值之间没有误差则判定为没有发生状态偏移,继续从下一柱面中读出伺服信息(流程块53的“是”)。另一方面,处理器18,如果存在误差则检测发生了状态偏移(流程块53的“否”和流程块54)。

图6是示出柱面编号的构成的一例的图。在该图6中,为了使说明简化,例示了高位柱面编号被分割为4份,柱面编号从低往高依次用比特0到比特20来表现的情况,但是柱面编号的分割数和柱面编号的比特数可以变更。

低位柱面编号用比特0~比特4的值来表示,将该用比特0~比特4表示的值表记为区块信息blk0。低位柱面编号存储于伺服区域svf1~svf4中的各伺服区域。

高位柱面编号分割为比特5~比特8、比特9~比特12、比特13~比特16、比特17~比特20这4份。将用比特5~比特8表示的值表记为区块信息blk1。区块信息blk1存储于伺服区域svf4。将用比特9~比特12表示的值表记为区块信息blk2。区块信息blk2存储于伺服区域svf3。将用比特13~比特16表示的值表记为区块信息blk3。区块信息blk3存储于伺服区域svf2。将用比特17~比特20表示的值表记为区块信息blk4。区块信息blk4存储于伺服区域svf1。

对柱面编号具有该图6那样的构成的情况下的上记图5的流程块54进行说明。处理器18能够在每次对伺服区域svf1~svf4进行读出时每次都获取低位柱面编号、即区块信息blk0。

在对柱面编号进行分割的情况下,作为状态偏移,发生32n柱面的位置偏移和32m柱面/采样的速度偏移。在此,n、m为0以外的整数。若发生状态偏移,则会在读出伺服信息而得到的现实的高位值与通过推定位置生成部25算出的低位推定误差修正后的推定位置的一部分且与现实的高位值对应的低位推定误差修正后的推定高位值之间产生差。

于是,处理器18为了检测状态偏移,在每个伺服区域(每个采样)中对从在寻道工作期间读出的伺服信息得到的现实的高位值与同现实的高位值对应的低位推定误差修正后的推定位置内的低位推定误差修正后的推定高位值进行比较。若是伺服区域svf1则能从盘2得到区块信息blk4(位17~20)。处理器18将所得到的区块信息blk4与合成位置的对应的区块信息blk4进行比较,在不为零的情况下判断为发生了状态偏移。

图7是示出状态偏移的修正处理的一例的流程图。该图7的处理例如在通过上述图5的处理检测到状态偏移的情况下执行。在该图7的说明中,以柱面编号具有上述图6那样的构成的情况为例进行说明,但是柱面编号的构成可以自由地变更。

处理器18在发生了状态偏移(位置偏移和速度偏移)之后,从用于判别状态偏移的伺服区域中至少读出2次的量的伺服信息(采样)。即,判别对象的伺服区域被周期性地配置,处理器18从该周期性地配置的判断对象的伺服区域的2处以上中读出2个以上的伺服信息。处理器18将从2个以上的伺服区域得到的高位柱面编号、低位推定误差修正后的推定位置以及低位推定误差修正后的推定位置的变化量存储于存储器(流程块60)。

在此,所谓判断对象的伺服区域是能够基于低位推定误差修正后的推定位置所含的低位推定误差修正后的推定高位值与从伺服信息中读出的现实的高位值之间的误差来区别位置偏移和速度偏移的伺服区域。具体而言,如图6所示,判断对象的伺服区域例如是能够读出高位柱面编号所含的区块信息blk1的伺服区域svf4。例如,将某时刻的低位推定误差修正后的推定高位值与从伺服区域中读出的现实的高位值之间的误差表记为diff0,将4个采样之前(周期配置的伺服区域svf1~svf4的1个周期之前)的误差表记为diff4。即,处理器18基于判断对象的伺服区域svf4的低位推定误差修正后的推定高位值与现实的高位值的当前误差diff0和其4个采样之前(1个周期之前)的误差diff4,若误差diff0与误差diff4的差为零则判断为发生了位置偏移,若不为零则判断为发生了速度偏移(流程块61)。

在发生了速度偏移的情况下,处理器18在速度偏移发生之后,在从特定伺服区域中读出2次之前等待。在此,在判断对象的伺服区域被进行了2次读出的时刻,特定伺服区域已被进行了2次读出的情况下,在判断对象的伺服区域进行以下处理。将进行该处理的伺服区域设为处理伺服区域。

在此,所谓特定伺服区域是用于读出如下区块信息的伺服区域,即为了基于有可能已发生了的速度偏移来确定该速度偏移而需要进行评价的高位柱面编号所含的区块信息。具体而言,特定伺服区域例如是如图6所示能够读出高位柱面编号所含的区块信息blk2的伺服区域svf3。例如,在发生了32柱面/采样的速度偏移的情况下,区块信息blk1的值因4个采样而增加4,但这与减少-12无法区别开。也就是,仅通过区块信息blk1的比较,不能区别32柱面/采样的速度偏移与-96柱面/采样的速度偏移。为了能够进行区别,需要对区块信息blk2进行评价,因此伺服区域svf3被确定为特定伺服区域。

处理器18对于有可能的所有速度偏移,计算利用因速度偏移量而产生的变化的量来修正低位推定误差修正后的推定位置的变化量而得到的低位推定误差修正后的推定位置的修正变化量。处理器18,从位于高位柱面编号中的低位侧的区块信息到依次在处理伺服区域中得到的区块信息,根据读出各区块信息而得到的柱面编号与低位推定误差修正后的推定位置的修正变化量。推定现实的高位柱面编号所含的区块信息。进一步,处理器18根据该推定出的现实位置与低位推定误差修正后的推定位置的修正变化量来推定1个采样前的位置(流程块62)。即,处理器18推定第2次从特定伺服区域svf3中读出高位柱面编号所含的区块信息blk2时的位置。

接下来,处理器18基于上述第2次对特定伺服区域进行了读出时的推定位置和推定位置的修正变化量,来推定第1次从特定伺服区域svf3进行了读出时的位置,并将推定位置与对应的现实位置进行比较,将该比较结果变得相等的速度偏移量确定为真正的速度偏移推定值(流程块63)。

处理器18基于使用真正的速度偏移推定值推定出的位置(当前位置)和由推定位置生成部25算出的低位推定误差修正后的推定位置,算出位置偏移量。处理器18基于从在特定伺服区域得到的区块信息到最高位的区块信息为止依次从各区块信息的伺服区域中读出的值、更低位的推定出的柱面编号、以及从各区块的伺服区域被读出时到当前为止的低位推定误差修正后的推定位置的修正变化量,来推定位置(当前位置)(流程块64)。处理器18基于推定出的位置和由推定位置生成部25算出的低位推定误差修正后的推定位置,来确定位置偏移值(流程块65)。并且,处理器18通过将确定出的位置偏移值和速度偏移推定值反映(相加)于状态观测器26的状态(推定位置),来对由推定位置生成部25算出的低位推定误差修正后的推定位置的误差即状态偏移进行修正(流程块66)。

不过,关于位置偏移的修正,若在寻道中途头9的位置大幅度地变更,则状态观测器26的状态和/或vcm11的电流变为振动,有可能产生寻道声音变大等问题。因此,也存在如下方法,即首先仅对速度偏移进行修正并使状态观测器26的推定位置变化至目标值,接着再次开始进行寻道至目标值。在这样不对位置偏移进行修正的情况下,也需要在由状态观测器26进行的将来状态的推定中考虑位置偏移的推定值。

另外,在与盘2上的区(zone)相应地使伺服信息的存储频率变化的盘驱动器中,需要与存储频率的切换相应地基于由状态观测器26得到的状态提早进行r/w通道16的切换。此外,也可以设为,对于在特定伺服区域考虑的所有的速度偏移进行以上处理。

如上所述,在柱面编号被分割地存储于多个伺服区域svf1~svfq的情况下,为了正确地获取寻道期间的现实位置或现实速度,使用状态观测器26。伺服系统22生成基于由状态观测器26得到的推定位置和所读出的伺服信息而修正后的推定位置。在该情况下,例如有可能因来自外部的振动那样的外部干扰等因素,产生合成位置与现实位置的误差、状态观测器26的推定速度与现实速度的误差即状态偏移。在发生了这样的状态偏移的状态下,存在寻道控制的精度降低,头9无法到达目标位置的可能性。状态观测器26的推定误差可以通过向状态观测器26进行反馈来对状态进行修正。然而,在状态观测器26仅使用低位柱面编号来对位置、速度进行推定的情况下,无法对高位柱面编号中发生的状态偏移进行修正,因此需要具有推定状态偏移的功能和使用推定出的状态偏移对推定值进行修正的功能。该修正功能,例如通过包含过去的信息地对所得到的伺服信息与状态观测器26推定出的信息进行比较,来对状态偏移进行检测、修正。

(2)状态偏移与分割数的关系的说明

以下,对于状态偏移与分割数的关系进行说明。

如上所述,即使在发生了状态偏移的情况下,也能够通过对状态观测器26的推定位置和推定速度进行修正,来提高寻道控制的精度。并且,能够对状态偏移的推定值进行修正的范围,依存于柱面编号等位置信息如何被分割。

于是,以下,对于用于有效地进行由状态观测器26生成的推定位置和推定速度的修正的柱面编号分割进行说明。

图8是示出本实施方式涉及的伺服系统30的一例的框图。

伺服系统30例如通过主控制器6和致动器14来实现。主控制器6包括第1误差运算器23、反馈控制器24、状态观测器26、位置推定修正部27、第2误差运算器36以及偏移修正部38。状态观测器26包括设备模型(plantmodel)部33m和观测器增益部37。第1误差运算器23、反馈控制器24、状态观测器26、位置推定修正部27、第2误差运算器36以及偏移修正部38,例如,既可以通过处理器18执行固件来实现,也可以通过硬件来安装。

第1误差运算器23算出头9的目标位置d与由位置推定修正部27推定出的推定位置b之间的位置误差e。

反馈控制器24具有例如通过由处理器18执行的固件来实现的控制功能。

设备28是包括vcm11的致动器14,根据反馈控制器24的控制来进行寻道工作。

设备模型部33m对设备33的工作进行推定。该设备模型部33m和观测器增益部37,与状态观测器26对应。设备模型部33m例如基于来自偏移修正部38的偏移修正值、来自控制器32的控制值u、以及来自观测器增益部37的增益值(对推定位置与现实位置的误差进行调整而得到的值),来算出推定状态。

位置信息分割部29表示位置信息的分割。该位置信息分割部29表示以下要说明的本实施方式涉及的分割规则本身。

更具体而言,位置信息分割部29按照使得在高位柱面编号所含的区块信息blk1~blkq(以下称为高位区块信息)中的1个区块中可取得的值的数与分割数q为互质的方式,对位置信息、更具体而言对高位柱面编号进行分割。作为满足该条件的分割数q的一例,有奇数。

也可以是,在位置信息所含的第1区块信息中的低位侧位(低位部分)与比该第1高位区块信息靠低位侧一位的第2高位区块信息中的高位侧位(高位部分)重复的情况下,按照使得在高位区块信息的1个区块中可取得的值的数与分割数的最大公约数成为基数的重复位数次乘方以下的方式,对高位区块信息进行分割。

也可以是,在第1高位区块信息中的低位侧比特与比该第1高位区块信息靠低位侧一位的第2高位区块信息中的高位侧比特重复的情况下,按照使得分割数与2的高位区块信息的比特数次乘方的最大公约数成为2的重复比特数次乘方以下的方式,对高位区块信息进行分割。

读出如位置信息分割部29所示那样分割的位置信息的功能,既可以包含于r/w通道16,也可以包含于hdc17,还可以包含于处理器18。读出如位置信息分割部29所示那样分割的位置信息的功能,既可以包含于主控制器6,也可以设置于主控制器6之外。

位置推定修正部27基于分割后的位置信息和由状态观测器26所含的设备模型部33m得到的推定位置,来推定(合成)现实位置。

第2误差运算器36算出由设备模型部33m得到的推定位置与由位置推定修正部27推定出的现实位置的误差。

观测器增益部37对由第2误差运算器36算出的误差进行例如放大等调整。

偏移修正部38对如位置信息分割部29所示那样分割的位置信息与由位置推定修正部35推定出的现实位置的偏移进行检测,并进行偏移推定,进行偏移的修正,求出偏移修正值。该偏移修正值用于设备模型部33m中的处理。

在使用上述图8那样的构成的情况下,能够修正的速度偏移的幅度受位置信息的分割数等的影响。

在本实施方式中,在独立于状态观测器26地具备对状态偏移进行修正的偏移修正部38、并使用偏移修正部38对状态偏移进行修正的情况下,将位置信息分割成适合速度偏移的修正的数。

在本实施方式中,以位置信息为二进制形式的情况为例进行说明。然而,位置信息的基数可以自由地变更,位置信息不限定于二进制形式。

图9是示出本实施方式涉及的位置信息的分割的一例的示意图。

位置信息由bpos比特构成。位置信息被分割为多个区块信息。该图9的分割数为q+1。多个区块信息从低位起依次表记为blk0、…、blkq。低位柱面编号与blk0对应。高位柱面编号与blk1~blkq对应。在图9中,区块信息blk0、blk1~blkq所含的比特的数分别设为bl、bh1~bhq。

构成低位柱面编号的区块信息blk0包含于伺服区域svf1~svfq的所有伺服区域。因此,主控制器6每次从伺服区域svf1~svfq中的任一伺服区域读出数据时都能获取区块信息blk0。

构成高位柱面编号的区块信息blk1~blkq的各区块信息包含于与该区块信息blk1~blkq对应的伺服区域svf1~svfq。

以下,为了使说明简化,将构成高位柱面编号的区块信息blk1~blkq的比特数bh1~bhq全部设为是比特数bh来进行说明。然而,高位柱面编号的比特数bh1~bhq可以自由地变更。将区块信息blk1~blkq的各自的最低位比特设为bi:=bl+(i-1)bh。

发生速度偏移z设为整数。在此,为了方便,设为速度偏移未发生(n=0)也包括于速度偏移。若发生速度偏移,则由状态观测器26推定出的推定位置信息所含的高位柱面编号与现实位置信息所含的高位柱面编号的乖离随着时间会变大。

于是,为了执行速度偏移的检测和修正,首先计算状态观测器26的推定位置所含的区块信息blk1与现实位置信息所含的区块信息blk1的差,研究该差与q个采样前同样地计算出的差的时间变化。

在此,使用区块信息blk1为例对在本实施方式中使用的差的时间变化进行说明。例如,将第k采样的推定位置信息所含的区块信息blk1与现实位置信息(例如表示解调位置或实测位置)所含的区块信息blk1的差设为第1差。将第k-q采样的推定位置信息所含的区块信息blk1与现实位置信息所含的区块信息blk1的差设为第2差。所谓差的时间变化是从第1差中减去第2差而得到的值。

该差的时间变换的值应为qn,但是区块信息blk1为bh比特,区块信息blk1所表示的值的数变为因此,实际上,作为差的时间变化,只能获取qn除以所得到的余数的值。为了通过区块信息blk1的比较来检测尽可能宽的幅度的速度偏移,使得即可,也就是使分割数为奇数即可。

在此,若设为则成为但是在时,会成为差的时间变化可以进行个的判别。

时,能够表记为

β=δ∈+ζ,0≤ζ<δ,

成为

差的时间变化只能进行δ个判别。

利用图10和图11对能够进行判别的范围的例子进行说明。

图10是示出作为比较例的速度偏移的检测例的示意图。在该图10中,例示了将从0比特到20比特的位置信息分割成5个区块信息的情况。例如,从在第k采样得到的推定位置信息所含的区块信息blk1中减去现实的位置信息所含的区块信息blk1而求出第1差,从在第k-4采样得到的推定位置信息所含的区块信息blk1中减去现实的位置信息所含的区块信息blk1而求出第2差,从第1差中减去第2差而求出差的时间变化。

如该图10的例子所示,在设为q=4、bh=4的情况下,设为n=0、1、2、3时的差的时间变化成为0、4、8、12,能区别开,但是设为n=4、5、6、7时的差的时间变化也成为0、4、8、12。该情况下,无法区别将n=0、1、2、3和n=4、5、6、7区别开。

与此相对,图11是示出本实施方式的速度偏移的检测例的示意图。在该图11中,例示了将从0比特到16比特的位置信息分割成4个区块信息的情况。如该图11的例子所示,在设为q=3、bh=4的情况下,设为n=0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15时的差的时间变化成为3、6、9、12、15、2、5、8、11、14、1、4、7、10、13,能够在比上述图10的q=4时的情况宽的范围内进行区别。

直至区块信息blk1的比较为止,无法区别以为模,与n成为同余的速度偏移。

于是,接下来,进行作为比区块信息blk1高一位的区块信息blk2的比较。

首先,对如上述图10所示、位置信息所含的某部分的数据不重复地包含于多个区块信息的情况(无重叠)进行说明。

该情况下,设为区块信息blk2在第k采样中获得,将x[k]设为位置信息,并设为

n=l+gm,0≤l∈z≤g-1,m∈z。

此时,若基于所得到的现实的区块信息blk2及区块信息blk0和推定出的区块信息blk1,若假定速度偏移l来推定q个采样前的区块信息blk2的值,则该成为以下的式(1)除以bh而得到的余数。在此为floor函数(floorfunction)。

第k-q采样得到的现实的区块信息blk2成为以下的式(2)除以bh而得到的余数。

在设定为时,式(1)与式(2)之差变为-qm,在因而产生的速度偏移为的幅度的情况(在发生负的速度偏移的情况下为一半)下,因为m可唯一地确定,所以能够求出n。

另一方面,在的情况下,式(1)的第2项与第3项的涉及g的项未超出floor函数之外,由于floor函数的性质存在无法区别n=1+gm和n=l+g(m+1)的情况,因此,能够进行检测和修正的速度偏移的幅度会成为能够在区块信息blk1中检测出的g为止,会变窄。

接下来,对如图12所示、位置信息所含的某部分的数据在多个区块信息中重复的情况(有重叠)进行说明。

将高位柱面编号所含的区块信息blki与区块信息blk(i-1)、i∈n的重叠的比特数设为boi(其中,bo1=0)。在此,n为整数。到区块信息blk1为止,在有无重叠方面没有差别,因此考虑区块信息blk2。

若基于得到的现实的区块信息blk2及区块信息blk0和推定出的区块信息blk1,假定无速度偏移来推定q个采样前的区块信息blk2的值,则成为式(3)除以bh而得到的余数。

由于在设定为时,式(3)与式(2)之差成为并成为因此,在发生的速度偏移为的幅度的情况(在产生负的速度偏移的情况下为一半)下,由于m能够唯一地确定,所以能够求出n。另一方面,考虑设为即、在该情况下,与设为时成比例地,通过区块信息blk1能够判别的速度偏移的幅度会变窄,通过区块信息blk2能够判别的速度偏移的幅度会变宽,与设为时同样地,能够应对直至在设定为的情况下,与没有重叠时同样地,能够修正的速度偏移的幅度会变窄至能够通过区块信息blk1检测到的g。

在以上说明了的本实施方式中,盘存储装置1将表示盘2的位置的位置信息分割成多个区块信息blk0~blkq,将多个区块信息blk0~blkq分配到盘2的伺服区域svf1~svfq并存储。盘存储装置1将多个区块信息blk0~blkq中与位置信息的高位部相当的高位区块信息blk1~blkq以与分割数q相当的周期分配到伺服区域svf1~svfq。即,盘存储装置1只能以分割数的周期获取位置信息中的高位部的位(例如比特)的信息。另外,盘存储装置1将与位置信息的低位部相当的低位区块信息blk0分配到所有的伺服区域svf1~svfq。存储于盘2的高位区块信息blk1~blkq和低位区块信息blk0由头9进行测定。

主控制器6的处理器18包括:推定头9的包括位置在内的状态的状态推定部181;检测由状态推定部181推定出的状态相对于现实的状态具有偏移的偏移检测部182;在由偏移检测部182检测出偏移的情况下,对由状态推定部181推定出的状态的偏移量进行推定的偏移量推定部183;以及基于由偏移量推定部183推定出的偏移量,对由状态推定部181推定出的状态进行修正的状态修正部。

在本实施方式中,按照使得在高位区块信息blk1~blkq中的1个区块中可取得的值的数与分割数q为互质的方式,对位置信息进行分割。作为满足该条件的分割数q的一例,存在奇数。

关于位置信息,也可以是,在第1高位区块信息中的低位侧位与比该第1高位区块信息靠低位侧一位的第2高位区块信息中的高位侧位重复的情况下,按照使得在高位区块信息的1个区块中可取得的值的数与分割数的最大公约数成为基数的重复位数次乘方以下的方式,对位置信息进行分割。

另外,关于位置信息,也可以是,在第1高位区块信息中的低位侧比特和比该第1高位区块信息靠低位侧一位的第2高位区块信息中的高位侧比特重复的情况下,按照使得分割数与2的高位区块信息的比特数次乘方的最大公约数成为2的重复比特数次乘方以下的方式,对位置信息进行分割。

在以上说明了的本实施方式中,能够有效地对由状态推定部181推定出的位置信息进行修正,通过对位置信息进行分割并存储于伺服区域svf1~svfq,能够抑制控制性能降低。

对本发明的几个实施方式进行了说明,但是这些实施方式是作为例子而提出的,不是用于限定发明的范围的意思。这些新的实施方式能够以其他的各种形态来实施,能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式和/或其变形包含于发明的范围和/或主旨,并且包含于权利要求书所记载的发明及其均等的范围。

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