Hamr驱动器故障检测系统的制作方法
【专利说明】HAMR驱动器故障检测系统
【发明内容】
[0001] 根据本公开描述的各实施例的数据存储装置包括能够被禪合至读/写头的控制 器。该控制器被配置成从读/写头的传感器接收故障信号。传感器指示在写操作过程中用 来加热记录介质的能量源是否失灵。响应于故障信号，控制器采取补救行动W保护与写操 作关联的数据。
[0002] 根据本公开中描述的各实施例的系统包括读/写头和控制器。读/写头包括用 来加热记录介质的能量源W及被配置成检测在写操作过程中能量源是否正在加热记录介 质的传感器。控制器禪合至读/写头并从传感器接收指示能量源在写操作过程中失灵 (mal化nctioning)的故障信号。响应于故障信号，控制器采取补救行动W保护与写操作关 联的数据。
[0003] 根据本公开描述的各实施例的方法包括；发起将数据写到记录介质上的写操作； 感测在写操作过程中记录介质是否被加热；如果在写操作过程中记录介质未被加热则发出 故障（fault)信号；W及通过保护与写操作关联的数据而对故障信号作出响应。
[0004] W上概述旨在描述每个实施例或每种实施方式。通过结合附图参照下面的详细说 明和权利要求书更完整的理解将变动明显和易懂。
【附图说明】
[0005] 图1示出HAMR滑动件的示例。
[0006] 图2示出读/写头配置的示例。
[0007] 图3是示出用于写操作中的组件的示例的方框图。
[000引图4是根据各实施例的故障检测系统的方框图。
[0009] 图5是示出根据各实施例的通过故障检测系统而增强的写操作的流程图。
[0010] 该些附图不一定按比例示出。附图中使用的相同附图标记表示相同部件。然而， 将理解在给定附图中使用数字来指代部件不旨在限制用另一附图中同一数字标记的部件。
【具体实施方式】
[0011] 在热辅助磁记录（HAMR)盘驱动器（也称热力辅助磁记录（TAMR)盘驱动器）中， 结合被施加至磁记录介质（例如硬盘驱动器）的磁场使用热能来克服对传统磁性介质的面 数据密度构成限制的超顺磁效应。在HAMR记录设备中，信息位在升高的温度下被记录在存 储层上。存储层内的被加热面积确定数据位尺寸，并且线性记录密度是通过数据位之间的 磁性转变而确定的。
[0012] 为了取得所需的（desired)数据密度，HAMR记录头（也被称为HAMR滑动件）包括 光学组件，该光学组件引导、汇集和转换来自能量源的光能W在记录介质上加热。HAMR滑动 件的一种示例性配置示出于图1中。HAMR滑动件100包括例如激光二极管的能量源102,其 被配置成产生对近场换能器（NFT) 106的光学天线112供能的激光。由能量源102产生的激 光通过光波导110被引导至NFT106。头介质界面0MI)(也被称为空气轴承表面（AB巧） 用附图标记108表不。
[001引图2中给出包含在HAMR滑动件100内的示例性读/写头配置120的详图。读/写 头配置120被定位成使ABS108紧邻磁性介质122。读/写头配置120包括用于从磁性介 质122中读取数据的紧邻ABS108的磁读头124W及用于向磁性介质122作写入的磁写入 配置126。磁写入配置126包括居于光波导110和写极子（pole) 128之间的NFT106W及 写线圈132。通过由NFT106发出的热产生的热点133被表示在磁性介质122中。读/写 头配置120也包括加热器134并也可包括至少一个传感器。为解说起见，示出传感器136a、 13化和136c;该些众多的传感器指示读/写头配置120中的可能布置位置。
[0014]传感器136a、13化和136c可包括任意种类的传感器，包括例如具有电阻温度系 数（TCR)的传感器、变阻器或热电偶。TCR传感器的一个示例是双端电阻温度系数值ETCR) 传感器。TCR传感器通过测量跨传感器的电阻变化、或电阻变化率而测量温度变化，并因此 能够测量由于来自气压、间隙、头操作和接触及其它的所有热条件变化所导致的在ABS108 处的温度变化。如所描述的那样，TCR传感器可用来监测HAMR滑动件100中的温度，但TCR 传感器也能在制造过程中使用W设定头-盘间距和/或用于热噪（thermalasperity,TA) 检测。
[00巧]传感器136a、136b和136c可替代地和/或附加地包括任何种类的传感器，包括诸 如光电二极管、光电晶体管或福射热仪的光输出检测传感器。光输出检测传感器可被用来 测量能量源102 (例如激光二极管）的光输出，作为用于调节能量源102的输出功率的反馈 机制。
[0016] 图2中传感器136a、13化和136c的位置表示传感器的可能位置。可按需或适当 地使用其它传感器位置。例如，可将光电二极管设置于邮邻激光二极管处W降低记录头制 造的复杂性。此外，读/写头配置120不需要限于单个传感器或一种类型的传感器，而是可 按需或适当地使用多个传感器和多种传感器类型。也可考虑和按照特定应用场合适用不具 有传感器的读/写头配置120。
[0017] 现在参见图3,方框图给出了在写操作过程中由HAMR驱动器使用的典型组件的 一个示例。该组件包括主机140、控制器专用集成电路（ASIC) 142、前置放大器144和写头 146。主机140可包括计算机或能够执行一序列的逻辑操作的其它类似设备，并可经由诸如 SATA、SaS、SCSI等主机协议禪合至HAMR设备。控制器ASIC142大体包括在固件150控制 下工作的控制器微处理器148、利用格式化逻辑的格式化器152W及写通道154。前置放大 器144包括激光器驱动器156和写入器驱动器158而写头146包括激光二极管102 (见图 1)和写线圈132 (见图2)。通常，驱动器包含一个W上的写头，而前置放大器包含用于选择 和路由信号至所需的头的多路复用电路（未示出）。其它实施例包括一个W上的前置放大 器。
[0018] 在操作中，主机140发起写操作，该写操作被通信给控制器ASIC142、尤其是控制 器微处理器148。控制器微处理器148已经由固件150被编程W按主机指令工作并产生对 格式化器152的写请求，并且寻找磁性介质122 (见图2)上的所需轨道/位置。格式化器 152断言至写通道154的WrGate信号，该WrGate信号启用前置放大器144的激光器驱动器 156和写入器驱动器158。在该种情况下，写通道154将激光脉冲信号提供给激光器驱动器 156并将写数据提供给写入器驱动器158。来自驱动器156、158中的每一个的电流分别激 活二极管102和写线圈132,由此允许写头146完成写操作。
[0019]HAMR驱动技术已增加了在磁性介质中数据可被记录的速度W及磁性介质中可记 录的数据量，然而该技术却表现出某些复杂性。例如，HAMR介质热点可能要求小于从经济能 量源（例如激光二极管）可得到的光的半波长。由于已知为衍射极限的原因，光学组件无 法在该尺度（scale)下聚集光。获得比光的半波长更小的微小的约束（confined)热点的 一种方式是使用NFT，例如等离子体激元（plasmonic)光学天线。NFT被设计成当通过激光 供能时具有表面等离子体激元谐振。在谐振时，由于电子在金属内的共同振荡，高电场围住 NFT。一部分电场隧穿入磁性介质并被吸收，使得磁性介质的温度局部升高到居里点（化rie point)之上W用于记录。在没有热能存在时，磁性介质将低于居里点，并且即使存在来自写 入器的磁场，也没有有效的擦除或再磁化发生。然而容易理解，磁性转变在低于居里温度的 温度下是被限定的，即磁冻结的。
[0020] 此外，尽管HAMR驱动器在记录过程中可使用激光器和NFT来加热介质W作出辅 助，然而光传输路径、激光器和NFT中的低效性可能导致总体HAMR头/滑动件的加热。加 热可源自NFT、光传输光学器件和/或源自激光器本身。被吸收入该些组件的能量可被转 化成热量，该热量被传导至周围的材料。该热量可由记录头内的传感器（例如之前描述的 DETCR传感器）所检测到。
[002U 另外，在一些HAMR驱动器实施例中，可使用被称为脉冲发生（pulsing)的技术 (例如图3配置中利用的技术）来控制激光器。脉冲发生作用W使激光器按重复的频率闪 烁。脉冲发生经常与来自写线圈的磁性转变同步但相位上错开，W使闪烁发生在磁性转变 之间。对脉冲发生的支持增加了前置放大器内的控制引脚和电路，该增加了额外的、潜在的 故障点。
[0022] 由于HAMR驱动器中牵设到的诸如前述技术复杂性，将数据写至磁性介质时错误 可能发生。然而，在盘驱动器中，尤其是在"企业盘驱动器中"（即工业和商业中通常使用 的驱动器）中，数据完整性被给予高优先级。从一般意义上说，盘驱动数据完整性意味着， 当读取时返回与最近写入的数据相同的数据，或者，替代地，返回关于驱动器无法完成有效 的数据写入的错误指示，该可能发生在例如硬件错误或其它驱动器系统错误时。错误指示 将由此提示数据存储故障模式，并且主机系统将执行适当的错误恢复。在本公开中，当写到 "保护与写操作关联的数据"时，该旨在表示，或者设备已验证数据被正确地存储（即，或 者通过对于写操作没有故障检测来验证，或者通过执行写后读（read-after-write)来验 证），或者已向主机通知数据存储设备无法正确地存储数据的故障。
[0023] 一类可能发生的数据完整性故障模式是"未检测到的数据失配（undetecteddata miscompare)"。一类"未检测到的数据失配"是"陈旧数据失配（stale-datamiscompare)"， 当驱动器由于某些故障无法将数据写至磁性介质，并且该种写故障未被驱动器所检测到 时，可能发生陈旧数据失配。在一些故障模式情景下，盘驱动器从主机接收用于写入到磁性 介质上的数据，但未能在磁性介质上写数据，甚至更糟的是未能通知主机系统将数据写到 介质上存在故障。结果，当主机之后想要检索（读）数据时，驱动器读出来自更早写操作的 旧（陈旧）数据并将该数据返回至主机，同样未能提醒主机系统存在错误。甚至当存在逻 辑块寻址（LBA)种子检错码（LBAseedederrordetectingcodes)的情况下，也会发生该 种故障模式，因为之前写入数据的LBA号经常与想要写入的数据的LBA号相同。
[0024] 在传统盘驱动器中，即非HAMR驱动器中，包含故障检测电路的前置放大器一般 被连接至驱