专利名称：使用音圈激励器的磁盘驱动器中产生声音信号的技术的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及指示磁盘驱动器状态的装置，特别涉及在磁盘驱动器中利用音圈激励器来产生指示磁盘驱动状态的可听声音的领域。
很多先前磁盘驱动器使用某些种类的状态指示器将有关磁盘驱动器操作状态的信息提供给磁盘驱动器用户。这些状态指示器常常是自然可见的，包括一个或多个发光二极管，用来指示磁盘驱动器操作状态(如空载，寻迹，读或写)及磁盘驱动器状态(如，不正常轴速，坏盘锁定，驱动器门未关)。
虽然最近几代的固定磁盘驱动器经常取消这些状态指示器，移动的磁盘驱动器系统继续将独立于主机系统的状态信息提供给它们的用户，这种系统的盒式驱动器的移动特点使用户的反馈是有价值的和重要的。
因为磁盘驱动器以越来越小的形状参数来制造，所以，可视指示器的可能空间已经变得越来越小，磁盘驱动器工业的趋势已经转向降低元器件的外形尺寸和制造成本。具有很小形状参数如1.8英寸的PCMCIA盒式驱动器常常放置在主机外壳内，用户不太容易看见传统的可视状态指示器，因此，很有必要开发可取代传统的可视状态指示器的替换的指示器技术。
本发明的一个目的是提供一种不通过可视信号来传送有关磁盘驱动器状态的信息的磁盘驱动指示器。
本发明的另一个目的是提供一种通过产生声音信号来通知用户磁盘驱动状态的磁盘驱动状态指示器。
本发明的再一目的是提供一种使用磁盘驱动器的音圈激励器和磁头臂部件来产生一系列可听声音来传送有关磁盘驱动器的状态信息的磁盘驱动指示器。
本发明的各种目的由一个磁盘驱动装置实现，在该装置中，控制通过磁盘驱动器的音圈器中的电流使磁头臂部件发出可听声音。音圈激励器的主要功能包括移动磁盘驱动器读/写头通过磁盘表面并且将磁头缝隙固定在预定的终点磁迹位置。音圈激励器的运动是在音圈中的电流的顺序功能。
正如其名称所表示的，音圈激励器能够在宽的高频范围内产生可听声音。尽管在短的寻迹持续时间中可以发出大量音频信号，但是，在正常磁盘驱动操作状态下从音圈激励器中不会发出明显的可听声音。这是因为在重复的寻迹中音圈声音波形是处于短持续时间和低负载周期，产生低频和低平均振幅的声音信号。传统的寻迹算法也试图减小从音圈中发出的声音噪声。
如果音圈激励器作为一个声音扬声器，那么，磁盘驱动器用户能听见音圈产生的声音波形。在音圈激励器放置在停靠位置期间，当一个大振幅电流波形输入音圈时更产生了可听声音的波形，音圈激励器处在停靠在位置时的频率响应特性和不处在停靠位置时的频率响应特性有很大的不同，调整停靠位置时的音圈激励器的频率特性也就是允许进行激励器声音特性的优化。在使用电流波形时通过将音圈激励器强制移动一个很小的距离来避免音圈激励器移过磁盘表面及损坏读/写头和介质。
通过这种方法，音圈激励器作为一个声音扬声器，可以制造为发出从简单声音(由方波电流调制产生)到复杂语音波形的任何声音波形。通常这种方法产生的声音波形能作为磁盘驱动状态的指示器(如，磁盘驱动器加载，加速转动，驱动准备好，取出磁盘请求，减速转动)及需要用户干涉的错误状态的报警。
下面参考实现本发明的最佳的模式，本发明的各种特点，目的和优点将会变得更加显而易见。其中有关的附图为
图1A-1C是描述使用本发明的磁盘驱动装置的音圈激励器和磁头臂部件。
图2是1A-1C中的磁头臂部件的处于停靠位置的读/写头的截面外形。
图3A是描述根据本发明输入电流到音圈激励器振动读/写头而产生的声音波形。
图3B是描述为产生图3A的声音波形而输入音圈激励器的电流波形。
图4表示使用本发明的可用声音传送的不同类型的状态信息的图表。
图5是使用本发明的磁盘驱动装置的微处理器和音圈激励器的电路图。
图6A和6B是根据本发明为产生声音波形而控制音圈激励器的电流的算法的流程图，和图7是在图6A和6B的算法中用来产生声音的微处理器的子程序的流程图。
本发明可并入一种具有音圈激励器的可移动的盒式磁盘驱动装置中，该音圈激励器公开在申请号为NO.08/097,511申请日为1993年7月23号的共同申请中，该申请文件的权利已经转让给本发明的代理人。虽然这里充分公开了申请文件NO.08/097,511，但它仍可作为参考。
首先参阅附图1A-1C，图中描述的是磁盘驱动器中与本发明有关的部分。磁盘驱动器10包括一个支撑音圈马达(VCM)14的基座12。一个磁头臂部件16用枢轴联于基座12上，使其能在音圈马达14的驱动下绕轴心18旋转，这样磁头臂部件16可以在已被放入磁盘驱动器的磁盘盒(未示出)中的磁盘20的表面移动。磁头臂部件包括一个装有上弹簧片24和下弹簧片26的分叉臂结构22。上加载梁28和下加载梁30被分别固定在上弹簧片24和下弹簧片26中。万向支架32，34分别安装在位于弹簧片自由端的传感器或读/写头36，38上。
在正常的磁盘驱动功率衰减情况下，磁头臂部件16的上，下加载梁28，30放在磁头停靠台40上，当磁盘驱动功率增加并且磁盘驱动器开始读和写操作时，音圈马达14使磁头臂部件16如图1C所示旋转，这时上下加载梁28，30滑出磁头停靠台40并且读/写磁头36和38加载到磁盘20上。随后磁头臂部件16能在音圈马达14作用下自磁盘20移回并且上下加载梁28，30将转向磁头停靠台40以停放读/写头，如图1-B所示。
现在参阅附图2，在此将更详细描述磁头停靠台40。磁头停靠台40被适当的紧固件固定到磁盘驱动器10的基座12的点42处。从基座伸出的销钉联于磁头停靠台40的槽46中，磁头的上加载表面48及下加载表面50分别和上加载梁28及下加载梁30相联。在本发明的一个优选实施例中，上下磁头加载表面48、50分别终结到停靠脊52和54，以大约2.74℃向下倾斜伸出，在磁头臂部件16充分移回到磁头停靠台40的位置时，停靠脊52支撑下加载梁28，使其定位在万向支架36和读/写头36连接的位置。而停靠脊54支撑下加载梁30，使其定位在方向支撑34和读/写头38连接的位置。在共同申请文件No.08/097,511中描述了磁头加载和进行操作的详细情况。
这里应该注意，本发明涉及通过音圈马达和磁头臂部件16产生声音信号，此时磁头臂部件16处在完全移回的位置，上下加载梁28，30分别停靠在磁头停靠台40的停靠脊52，54的停靠位置上。
下面描述产生可听声音的音圈激励器的工作过程。在本发明的一个优选实施例中，使用表示一个四位二进制码的一组四次簧音指示磁盘驱动器的错误状态，这些二进制码表示特定的错误状态，每一次簧音不是高音调就是低音调，分别表示二进制中的1或0，每次簧音的长度是由硬件设定的一个常值，附图3A和3B表为tbeep。除了序列中的最后一次簧音，在每次簧音之后和下次簧音开始之间插入一个固定的延迟(停顿)持续时间，在附图3A中表示为toff。
当磁头臂部件16最初处于附图2中的停靠位置时，硬件输入VCM14一个附图3B所示的电流流形来产生一次簧音，所输入的电流振幅为DAC常量，在本发明的这个优选实施例中，一个中间VCM的DAC值为零，大于零的值通过VCM在磁头臂部件16上产生压力指向磁盘驱动器的内径，小于零的值产生指向外径的力。在附图3B所示的矩形波的任一周期内，正相持续时间和负相持续时间各占一半，这在附图3B中表示为半周期τ，对于低音调簧音，τ是硬件设定的常值，而对于高音调的簧音，τ要短些但仍为一个常值。
当正相电流通过VCM时，驱动上下加载梁28，30和相连的簧片24，26从停靠脊52，54处沿倾斜的磁头加载表面48，50下至磁盘20中，当负相电流通过VCM时，驱动上下加载梁28，30沿倾斜的磁头加载表面48，50向上回到它们的处于停靠脊52，54上的停靠位置。加载梁28，30沿磁头加载表面48，50的前后快速移动和停靠脊52，54一起产生可听声音，如附图3B所示，负相电流振幅大于正相电流振幅，这就保证在音调-产生操作中，读/写头36，38从不离开磁头停靠台40到达磁盘20的表面，从而避免损坏磁盘和磁头。
附图4表示本发明的优选实施例的磁盘驱动器状态/错误情况。假定现在出现错误状态数字1，这需要由顺序为L，L，L，H的代码产生一个四组簧音，其中L表示低音调，H表示高音调。在这个例子中，产生如上所述的第一个低音调簧音之后，硬件输入零电流到VCM14保持磁头臂部件16的上下加载梁28，30处于它们在磁头停靠夹40的停靠脊52，54上的停靠位置，从而不产生音调。对于错误状态数字1，序列中的第二个簧音是一个低音调簧音，第三个为低音调，最后一个，第4个为高音调，如上所述，每一个簧音之间的延迟toff是一个常量。在序旬中的最后一个簧音发出声音之后，硬件不使VCM动作，从而不产生音调。
附图5是完成本发明的磁盘驱动器所需的电子部分的电路图。电子部分包括一个执行将在下面描述的产生DAC值算法的微处理器100，DAC值用于产生从微处理器100输出经缓冲器102和104到VCM驱动器106的输出电压。在本发明的优选实施例中，VCM驱动器16是一个由philips制造的VCM和主轴马达，VCM驱动器106的输出包括附图3B的电流波形，这种是流波形通过VCM14的VCM线圈108产生可听声音，门电路110和VCM线圈电路相连接，当从磁盘移回读/写头的命令开始时，一个执行从驱动器上移走VCM线圈的控制信号驱动该门电路。
现在参阅附图6A，6B和7，将描述优选实施例的控制音调产生的软件算法。微处理器100用于实现优选实施例的算法，首先描述附图6A和6B所示的主子程序FALL-TONES，在步骤200，移位寄存器A被赋给指示磁盘驱动器状态的特定的错误码，然后，在步骤201，寄存器A的内容和OFH进行与运算，结果存储在寄存器A，通过寄存器A的内容在步骤202中进行判断，如果寄存器A的内容为0，那么步骤200中赋给寄存器A的错误码为0，并且退出算法，如果不是0，那么转向步骤203，接通VCM驱动器106并且设置为高增益为声音产生作准备，并接通DAC的参考电压，在步骤204中寄存器A的内容被左移四位。
其次，在步骤205中寄存器C被赋给表示错误码的位数长度的值4，然后，在步骤206，寄存器RP5被赋给表示低音调的半周期值即τ。在优选实施例中采用值AFOHL十进制为2800)，大约为1.4ms，其中每一单元为0.5μs，因为在本实施例中半周期为1.4ms，所以低音调频率是1/(2*RP5)＝357Hz。
下面在步骤207中，寄存器A左移一位，使错误码的最有效位为进位位，在步骤208中测试进位位，如果进位位为0，那么对于这个特定的错码位簧音为低音调并转向下一步骤210，如果进位位不是0，簧音为高音调并转向下一步骤209。在步骤209中RP5再次赋给高音调的半周期值，在本实施例中，这个值为44CM1100十进制，大约为0.55ms，这样高音调的频率为909HZ。在步骤201，寄存器B赋给值1表示本发明的每一错码位的簧音数目。
现在参阅附图6B，在步骤211中，寄存器RP6被赋给表示tbeep的值，在本实施例中十进制20,000即0.16S，然后，在步骤212，寄存器RP4被赋给表示簧音之间持续时间即toff值，在本实施例中为OFFFH(十进制65535)即大约0.52S，在步骤213中，包含错码位保持值的寄存器A的内容被推入堆栈为以后进入程序VCM-BEEP作存储准备，在步骤214中执行VCM-BEEP。
现在参阅附图7，详细描述子程序VCM-BEEP的工作过程以实现逻辑流程，在步骤300中，工作的寄存器A被赋给值为tbeep的寄存器RP6的内容(参考上面步骤211)，然后在步骤301中，TIMER-DONE标志设备为FALSE并且一个定时长度为RP6的定时器开始计时，完成这个定时过程之后，TRUE-DONE标志将为TRUE，接着在步骤302中，寄存器A现在被赋给电流DAC常量(040H)，此值由子程序DAC-OUT写到DAC使一个正相电流通过VCM，在步骤303，首先清零一分离的定时器TMO，然后设定为运行，其次在步骤304，寄存器A被赋值寄存器RP5的内容，即产生特定音调的半周期值即τ，同时定时器TMO工作，在步骤305中，将其值和寄存器A中的值进行比较，如果TMO仍不等于A，那么在定时器继续工作的情况下，程序循环回步骤304进行再次比较，当TMO等于A时，这表明正相位电流通过VCM14结束，然而这个相位持续了一个长度为τ的时间。
接着到步骤306，TIMER-DONE标志，判断是否完成长度为RP6的定时，如果是这样，TIMER-DONE标志设为TRVE，这表明簧音结束，下一步执行步骤311，如果不是这样，TIMER-DONW标志仍为FALSE，进行到步骤307，在步骤307中，寄存器A被赋给负相电流DAC值(-7FH)，此值写到DAC使一个负相电流通过VCM，在步骤308中，再次清零一个分离的定时器TMO，将其设置为运行，在步骤309中，寄存器A被赋给寄存器RP5的内容，在定时器TMO运行情况下，在步骤310中，将其和A的值进行比较，如果TMO不等于A，程序循环回到步骤309，在这里，RP5再次赋值到A并且再次进行比较，注意正相的长度和负相的长度是相同的，即τ，在步骤310中，当TMO等于A时，表明负相电流结束，此时，一个完整的负相和正相周期电流已经通过VCM，程序循环至步骤302，开始一个新的周期。
现在转到步骤306，完成产生簧音所需的电流波形周期后，将达到一个点，此时具有步骤301中RP6长度的自由运转定时器最终衰减并使TIMER-DONE标志为TRUE。簧音接着停止并且输入零电流到VCM14从而不再发出声音，这是在步骤311中完成的，接着，在步骤312中，寄存器A被赋给寄存器RP4的内容，即toff值。在步骤313中，标志TIME-DCNE被设定为FALSE并且将长度为RP4的内容的定时器设定为运转，当这个定时器运转结束时，TIMER-DONE标志设定为TRUE，在此之前，步骤314持续检测该标志值，当TIMER-DONE是TRUE时，转到步骤315。在步骤315中，包含每一错码位所发簧音数目的寄存器B中的值的减1，在优选实施例中，寄存器B初始值设为1(见上面步骤210)，在第一次执行步骤316时，它的值将为零，并且退出该子程序。然而，本发明可选择其他实施例使寄存器B的初值大于1。在这些情况中，第一次执行完步骤316后，寄存器中的值将不为零，程序将循环至子程序开头的步骤300，这样对同一错码位仍有多次簧音。
再参阅附图6B，当程序退出VCM-BEEP后，到达步骤215，在这一步，保存的错码位被从堆栈推出并存于寄存器A中，在步骤216中，包含错码位数的寄存器C的值被减1。在步骤217中，检测寄存器C的值，如果该值不为零，那么要处理更多的错码位并且程序返回，继续执行图6A所示步骤206。如果寄存器C的值为零，那么在步骤218中，VCM驱动器设定为低增益并且不能动作，切断参考电压。
本领域一般技术人员不难从上面的描述中看出，tbeep音调(tonepitch)和toff等参数可以很容易地修改。虽然在本发明的优选实施例中，每一错码有4位，但很明显可以用更多的位，并且如果要用更复杂的错码，每一位的簧音数目也能改变。还可以选择其他的错误序列，由于VCM14可以制造为输出任意声音波形，因此可以产生包括说话在内的其他复杂波形，例如，能够制造发出产品商标或名称的音圈。
本发明已经以优选实施例形式公开。尽管在不离开本发明的范围和主题情况下，可以对本文公开的声音状态指示器进行修改，包括对可移动的磁盘驱动器，本领域的普通技术人员可以将其应用于固定的磁盘驱动器，但是，这些修改均被认为是包括在权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种用于指示磁盘驱动器状态的方法，该磁盘驱动器在读和写操作时，通过一个音圈驱动激励器使支持至少一个读/写换能头处在磁介质表面上方的装置移动，所述的方法包括步骤移动磁头到和磁介质邻接的位置；和输入处在音频范围内的不同形式的电流到音圈激励器使其在支持换能头装置上产生一个相应运动，所述运动用于产生指示磁盘驱动器状态信号的可听声音。
全文摘要
一种通过声音信号指示磁盘驱动器操作状态的方法。在磁盘驱动器中，控制通过音圈激励器的电流波形使磁头臂部件运动，从而发出声音指示磁盘驱动器的状态，一个包括微处理器的电路产生通过音圈激励器的电流波形并且完成控制声音产生的算法。
文档编号G11B33/00GK1138198SQ9610430
公开日1996年12月18日 申请日期1996年1月16日 优先权日1995年1月13日
发明者D·M·杜卢因 申请人:希奎斯特技术有限公司