实现基于噪声检测硬盘驱动中的自旋转矩振荡器上电的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明通常涉及数据存储领域，尤其涉及用于实现基于噪声检测用于微波辅助磁记录(MAMR)硬盘驱动(HDD)的自旋转矩振荡器(STO)上电的方法、装置和系统。
【背景技术】
[0002]许多数据处理应用程序要求数据长期存储，且一般要求数据高度完整。一般通过非易失性数据存储设备来满足这些需求。各种设备能够提供非易失性存储或持续性介质，最常见的是通过直接访问存储设备(DASD)，其也称作硬盘驱动(HDD)。
[0003]微波辅助磁记录(MAMR)使用自旋转矩振荡器(STO)，在磁头尖周围生成局部的微波辐射，以改进磁记录处理。使用具有高矫顽磁性的磁介质的MAMR，其无法用常规的PMR(垂直磁记录)技术记录，原则上能用于增加比特密度。就像TMR(隧道磁电阻)读元件一样，STO对ESD(静电放电)事件非常敏感，因此存在检测STO是否操作和其是否已遭受退化的需求。测量STO电阻不足以确定所述STO是否操作，因为未受损的STO和短路的STO有时具有相似的电阻。
[0004]在HDD级不可能直接测量数十GHz频率范围内发生的STO振荡。相反，提出将测量所述设备随STO偏置增加或减少而开(ON)或关(OFF)时发生的STO电阻梯级做为检测STO是否操作的方法。然而，当所述STO处于开状态时，它能过写所述磁盘上之前存在的数据，因而所述提出的电阻梯级检测方法只能用于非常短的时间，约40ns，就如从伺服区域至数据扇区或从数据扇区至伺服区域的头转换。在40ns以下检测STO电阻梯级很有挑战性，且因SNR减少，迄今实现的技术显示了有限的可检测性。另外，因为当写电流以高于数百MHz的频率振荡时电阻梯级不可见，所以写数据时不可能检测所述电阻梯级。
[0005]MAMR系统中的一个关键问题是确保所述STO振荡。没有振荡，就不存在辅助效果，以及会损害磁场轨迹因而会损害记录质量。
[0006]需要有检测用于微波辅助磁记录(MAMR)硬盘驱动(HDD)的自旋转矩振荡器(STO)上电和STO操作的有效机制。想要提供此类实现负责提供用于检测STO振荡的前置放大器和前端技术的电路技术的简单机制。
【发明内容】
[0007]优选实施例的方面是提供一种用于实现基于噪声检测自旋转矩振荡器(STO)上电的方法、装置及系统。优选实施例的其它重要方面是提供基本上无负面效果的此类方法、装置和系统，克服现有技术装置的某些缺点。
[0008]简言之，提供一种用于实现基于噪声检测用于微波辅助磁记录(MAMR)硬盘驱动(HDD)的自旋转矩振荡器(STO)上电的方法、装置及系统。检测自旋转矩振荡器产生的低频噪声，例如1kHz和10MHz间频率范围内的噪声。将检测的STO噪声与预定义阈值相比，以标识STO上电操作。
【附图说明】
[0009]根据附图所示的本发明优选实施例的以下详细描述，可以最好地理解本发明和上述及其它目标和优点，其中:
[0010]图1为示出根据优选实施例、用于实现基于噪声检测用于微波辅助磁记录(MAMR)硬盘驱动(HDD)的自旋转矩振荡器(STO)上电的系统的框图表示；
[0011]图2A和图2B分别示意性示出了根据优选实施例、用于实现基于噪声检测用于微波辅助磁记录(MAMR)硬盘驱动(HDD)的自旋转矩振荡器(STO)上电的实例装置和实例电路；
[0012]图3A和图3B分别示出了根据优选实施例、作为用于静态写电流的STO偏置的函数的STO各实例性测量的噪声及电阻梯级的实例波形；
[0013]图4A和图4B分别示出了根据优选实施例、作为用于准随机数据写电流的STO偏置的函数的STO各实例性测量的噪声和电阻梯级的实例波形；
[0014]图5A和图5B分别示出了根据优选实施例、作为用于静态写电流的STO偏置的函数的STO各实例性测量的噪声和电阻梯级的另一实例波形；
[0015]图6A和图6B分别示出了根据优选实施例、作为用于准随机写电流的STO偏置的函数的STO各测量的噪声和电阻梯级的实例波形；以及
[0016]图7为示出根据优选实施例、用于实现基于噪声检测MAMRHDD中的自旋转矩振荡器(STO)上电的实例操作的流程图。以及
[0017]图8为示出根据优选实施例的计算机程序产品的框图。
【具体实施方式】
[0018]在本发明实施例的以下详细描述中，参考了附图，其示出可以实现本发明的实例性实施例。要理解可以利用其它实施例，并可以做结构性改变，而不偏离本发明的范畴。
[0019]本文所用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。如本文所用的，单数形式“一个”、“某个”和“所述”意指还包括复数形式，除非上下文以其它方式明示。进一步，要理解术语“包括”和/或“包含”用在这一说明书中时，指明存在特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或加上一个以上其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。
[0020]根据优选实施例的特征，提供一种用于实现基于噪声检测用于微波辅助磁记录(MAMR)硬盘驱动(HDD)的自旋转矩振荡器(STO)上电和STO操作检测的方法、装置和系统。自旋转矩振荡器产生的低频噪声，例如1kHz和10MHz间频率范围内的噪声，用于检测所述STO是否操作。处于开(ON)状态的STO所具有的噪声高于处于关闭(OFF)状态的STOJBiK述STO噪声是否高于某个阈值，有利于用于确定适当的STO操作。记录处理期间，写电流在正负值之间切换时，一直存在STO噪声，写期间使用所述STO上电检测方法是有利的。
[0021]应该理解所述优选实施例不限于1kHz和10MHz的实例性噪声频率范围。例如，可调整带通配置能用于选择想要的频率范围，其最大化用于检测所述STO是否操作的测量信噪比(SNR)。
[0022]根据所述优选实施例的特征，写期间使用的基于噪声的STO上电检测器可选地在整个数据扇区操作，例如数十微秒，与提出的基于电阻梯级的STO上电检测器截然相反，其必须在约40纳秒(ns)内操作。测量时间方面约1000的差异使得基于噪声的STO上电检测可靠多了，其具有较高的SNR。
[0023]现在参考所述附图，在图1中，示出了通常用附图标记100标示的实例系统，其根据优选实施例、用于实现监控用于微波辅助磁记录(MAMR)硬盘驱动(HDD)的自旋转矩振荡器(STO)的低频噪声及电阻的STO上电及STO操作检测。系统100包括主计算机102，存储设备104，例如硬盘驱动(HDD) 104，以及主计算机102和存储设备104之间的接口 106。
[0024]如图1所示，主计算机102包括处理器108、主操作系统110和控制码112。所述存储设备或微波辅助磁记录(MAMR)硬盘驱动104，包括控制器114，耦接到高速缓存存储器115，例如用闪存、动态随机存取存储器(DRAM)和静态随机存储器(SRAM)之一或组合实现的，且耦接到数据信道116。所述存储设备或硬盘驱动104包括实现所述优选实施例的自旋转矩振荡器(STO)振荡检测的读/写(R/W)集成电路(IC)117。存储设备或硬盘驱动104包括根据优选实施例的携有滑触头120的滑臂118。滑触头120在磁盘126的可写磁盘表面124上摆动，包括至少一个用于微波辅助磁记录(MAMR)的ST0，例如与滑触头120集成。
[0025]根据优选实施例的特征，用于自旋转矩振荡器(STO)上电及STO操作检测的低频噪声感应控件130具有控制器114，例如以标识STO上电和适当的STO操作。在写操作期间执行所述STO上电及STO操作检测是有利的。
[0026]以足以理解本实施例的简化形式显示系统100，其包括主计算机102和MAMRHDD104。所示的主计算机102以及存储设备或HDD104并不旨在暗示架构或功能限制。本发明能够用于各硬件实现方式和系统以及其它各内部硬件设备。
[0027]根据优选实施例的特征，提供自旋转矩振荡器(STO)操作检测以标识STO振荡，用于确保稳定的MAMR HDD写操作。无STO振荡，就不会存在辅助效果，并且磁场轨迹，进而记录质量，也会受损。
[0028I 现在参考图2A和图2B，它们示出了优选实施例的通常用附图标记200标示的用于实现基于噪声检测用于微波辅助磁记录(MAMR)硬盘驱动(HDD)的自旋转矩振荡器(STO)操作的实例装置，以及通常用附图标记250标示的实例STO上电及STO操作检测电路。
[0029]例如，读/写(R/W)集成电路(IC)或前置放大器117中提供有实例STO上电及STO操作检测电路250 JTO上电及STO操作检测电路250有效地确定自旋转矩振荡器(STO) 206是否振荡。
[0030]如图2A所示，上电及STO操作检测装置200包括记录头202，例如具有滑触头120的MAMR头202。嫩1?头202包括主磁极(MP)204、自旋转矩振荡器(ST0)206和写入头的尾部屏蔽208。如图所示，MAMR头202包括位置贴近主磁极MP204的线圈214、读取器216和热摆动高度控件218 JAMR头202包括MAMR头202的空气轴承表面222，其置于磁盘126的磁盘表面124附近。
[0031]根据所述优选实施例的特征，在STO上电及STO操作检测电路250的操作期间，ST0206产生的低频噪声用于检测所述STO是否操作。写线圈电流源将脉冲写电流施加于写线圈204，同时施加DC偏置电流给ST0206 ATO上电及STO操作检测电路250执行噪声检测，提供STO噪声输出与期望电平比较，以检测ST0206的开状态。在数据写期间使用STO上电及STO操作检测电路250是有利的，其检测优于用于检测STO上电的其它方法。
[0032]如图2B所示，上电及STO操作检测电路250包括由一对电感器254和256分别耦接到MAMR头202中的STO 206的STO DC偏置源252，具有一对电容器260、262，分别提供输入给第一差分放大器264。第一差分放大器264的差分输出施加于提供输入给第二差分放大器268的带通滤波器266。例如，带通滤波器266实现具有可调的低高频率极点的可调带通滤波器。第二差分放大器264的差分输出施加于功率检测器270，其提供的STO噪声输出与期望电平比较以检测STO上电。
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