专利名称：硬盘驱动器与伺服轨迹写入器的印刷电路板之测试方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明的一个或多个实施例，涉及测试硬盘驱动器与电路板的方法和设备，更具体地说，涉及硬盘驱动器印刷电路板(disk drive printed circuit boards)和伺服轨迹写入器印刷电路板(servo track writer printed circuit boards)的测试方法和设备。
背景技术：
在硬盘驱动器的制造过程中，硬盘驱动器的印刷电路板必须经过测试，以确保该印刷电路板能(a)将由硬盘读到的数据正确地处理、(b)将欲写到硬盘上的数据正确地处理。此外，伺服轨迹写入器印刷电路板需要测试，以确保该伺服轨迹写入器印刷电路板能(a)将由硬盘读到的伺服数据正确地处理、(b)将欲写到硬盘上的伺服数据正确地处理。
依照惯例，如2.5时和3.5时大型硬盘驱动器的印刷电路板一般通过以下方法测试(a)在该印刷电路板的布局设计中，加入测试垫、(b)以功能测试器的探针接触该测试垫。然而，这种测试方法需要在印刷电路板上有足够的空间，所以并不适用于测试没有足够空间来容纳测试垫的小型硬盘驱动器印刷电路板。因此，普遍用于测试小型硬盘驱动器印刷电路板的方法是通过直接操作硬盘驱动器来测试印刷电路板。
虽然对于小型硬盘驱动器的伺服轨迹写入印刷电路板的测试而言，空间并不是极严重的考虑因素(换而言之，测试垫可以用于伺服轨迹写入器电路板的测试)，常规的测试方法是直接操作伺服轨迹写入器，并量测伺服轨迹写入器印刷电路板的操作效果。这是由于测试成本的考虑。
直接操作硬盘驱动器来测试印刷电路板和直接操作伺服轨迹写入器来测试伺服轨迹写入器印刷电路板至少有以下的问题(a)测试用读写头的加载和卸载过程耗费时间；(b)测试用读写头的加载和卸载过程中可能会造成读写头损坏，产生额外的成本；(c)测试用读写头在其使用次数达到一定数量后性能会劣化，因而减低测试的准确性；(d)汰换劣化的测试用读写头会产生额外的成本。
以模拟方法进行测试有助于消除上述问题。虽然模拟方法已经被用于大型硬盘驱动器的测试，用以产生适当信号以进行模拟的设备的价格昂贵。
基于以上观点，在此技术领域中需要能解决上述问题的硬盘驱动器印刷电路板和伺服轨迹写入器印刷电路板之测试方法和设备。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术存在的读写头加卸载耗时、读写头准确性劣化、及读写头汰换成本等问题，提供一效率高、准确性高、而成本低的测试方法和设备。
本发明技术方案的一个实施例是一种测试硬盘驱动器印刷电路板或伺服轨迹写入器印刷电路板的读取功能的方法，其特征在于，该方法包括(a)提供一种测试模式；(b)将该测试模式作信号处理，以产生一个数字信号系列；(c)将该数字信号系列微分，以产生一个微分信号系列；(d)将该微分信号系列输入上述印刷电路板；(e)将该电路板的一个输出和该测试模式作比较。此外，本发明的另一个实施例是一种测试硬盘驱动器印刷电路板或伺服轨迹写入器印刷电路板的写入功能的方法，该方法包括(a)提供一种测试模式；(b)将该测试模式输入该印刷电路板，以产生一个数字信号系列；(c)将该数字信号系列微分，以产生一个微分信号系列；(d)将该微分信号系列作信号处理；(e)将信号处理后的输出和该测试模式作比较。
本发明的有益效果是由于本发明使用模拟信号进行读取或写入功能的测试，不需使用实体的读写头，所以在测试过程中不需要将印刷电路板与测试读写头进行连接和拆卸。因此，可除去由于测试读写头的劣化和替换所产生的误差和成本。此外，因为不需要拆装测试读写头，测试效率可获得提升。
图1显示根据本发明的一个或多个实施例所制造的设备，该设备用于测试硬盘驱动器印刷电路板或伺服轨迹写入器印刷电路板的读取功能。
图2显示根据本发明的一个或多个实施例(例如，并且不限于，使用如图1所示的设备)的方法的流程图，该方法用于测试硬盘驱动器印刷电路板或伺服轨迹写入器印刷电路板的读取功能。
图3显示根据本发明的一个或多个实施例所制造的设备，该设备用于测试硬盘驱动器印刷电路板或伺服轨迹写入器印刷电路板的写入功能。
图4显示根据本发明的一个或多个实施例(例如，并且不限于，使用如图3所示的设备)的方法的流程图，该方法用于测试硬盘驱动器印刷电路板或伺服轨迹写入器印刷电路板的写入功能。
图5显示一个数字信号系列的一部分，该数字信号系列可用于根据本发明的一个或多个实施例以测试某些伺服轨迹写入器印刷电路板。
图6显示一个微分信号系列的一部分，该微分信号系列是由微分图5所示的数字信号系列而产生。
具体实施例方式
图1显示根据本发明的一个或多个实施例所制造的设备，该设备用于测试硬盘驱动器印刷电路板或伺服轨迹写入器印刷电路板的读取功能；而图2显示根据本发明的一个或多个实施例(例如，并且不限于，使用如图1所示的设备)的方法的流程图，该方法用于测试硬盘驱动器印刷电路板或伺服轨迹写入器印刷电路板的读取功能。
该方法起始于步骤11(如图2所示)，其中计算机100(如图1所示)输出(a)一个测试模式(用以举例而非设限，计算机100在此作为一个模式产生设备)；(b)非必要地，但是最好有让已测印刷电路板110对于该测试模式进行信号处理的指令(例如，而不限于，一个”写入”指令)。如本领域普通技术人员所公知，硬盘驱动器印刷电路板和伺服轨迹写入器印刷电路板一般包括根据固件(firmware)的指令而操作的微控制器(microcontrollers)，该固件一般由(例如，而不限于)计算机通过标准而公知的接口下载，该接口例如而不限于，ATA(Advanced Technology Attachment，高级技术附件)或IDE(IntegratedDevices Electronics，集成设备电路)。根据本发明的一个或多个实施例，已测印刷电路板110包括固件，该固件解读前述指令，并且驱动已测印刷电路板110将该测试模式以如下方式作信号处理。该固件可包括该印刷电路板用于标准写入功能的标准固件。此外，该固件可由计算机100下载或通过本领域普通技术人员所公知的众多方法之一来下载。根据本发明的一个或多个实施例，若已测印刷电路板110能自动对于所收到的测试模式进行信号处理(例如已测印刷电路板110中的固件设在某种特定状态)，则不需要另外的指令来驱动已测印刷电路板110进行信号处理。
根据本发明的一个或多个实施例，该测试模式可包括，例如并且不限于，一系列的1和0，例如并且不限于，由110000所构成的重复系列--其中以”低”电压信号代表0，而以″高”电压信号代表1。具体来说，该”低”电压信号可有任何适用的值，而该”高”电压信号可有任何其它适用的值—例如高于该”低”电压信号的值。以具体的应用为例(而非设限)，适用的测试模式可由硬盘驱动器的制造商决定。步骤11完成之后，该流程的控制转移到步骤12(如图2所示)。此外，计算机100可以是任何适用的计算机，例如并且不限于，个人计算机或任何可执行所述功能的电路，该功能和电路可由本领域普通技术人员以习用的零件制成。
在步骤12(如图2所示)中，该测试模式(和指令)输入到已测印刷电路板110(如图1所示)，然后已测印刷电路板110(例如并不限于，作为信号处理设备)将该测试模式作信号处理，而产生一个数字信号系列。有众多本领域普通技术人员所公知的方法可将该测试模式作信号处理，例如而不限于，包括将测试模式编码。举例来说，调频编码方法(frequency modulation encoding，FMencoding)将每一个1编码成11，将每一个0编码成01，而上述测试模式例110000可调频编码成为数字信号系列111101010101。图5显示一个数字信号系列(即由1和0构成的模式)的一部分，该数字信号系列可用于根据上述和图2中的方法来测试某种型式的伺服轨迹写入器印刷电路板(而其它型式的伺服轨迹写入器印刷电路板可采用其它数字信号系列和测试模式进行测试)。如图5所示，该系列包括(a)t1和t2之间时段的1值，其中t2-t1＝200纳秒(nanoseconds)；(b)t2和t3之间时段的0值，其中t3-t2＝200纳秒；(c)t3和t4之间时段的1值，其中t4-t3＝600纳秒；(d)t4和t5之间时段的0值，其中t5-t4＝1000纳秒；(e)t5和t6之间时段的1值，其中t6-t5＝1000纳秒；(f)重复长度各为1000纳秒的1值和0值。在该数字信号系列中的一个模式(称为标引模式)标示该数字信号系列的开始，该标引模式包括从t1到t4时段的1值和0值。该数字信号的其余部分包括7099个周期性、长度为1000纳秒(即1微秒)的1值和0值。所述1值和0值可通过本领域普通技术人员所公知的众多方法之任何一种、以至少有20兆赫(megahertz)频率的时脉器/时钟(最好是更快的时脉器/时钟)产生。
根据本发明的一个或多个实施例，已测印刷电路板110对于该测试模式作正确的处理。为了确保已测印刷电路板110的正确处理信号功能，已测电路板110可通过以下步骤预先测试(a)将它安装在一个适当的设备，例如而不限于，伺服轨迹写入器或硬盘驱动器；(b)以本领域普通技术人员所公知的众多方法之任何一种来测量该设备的性能。根据本发明的一个或多个实施例，可采用现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)或以习用电子零件制造的电路来代替已测印刷电路板110，以对该测试模式作信号处理。接下来，控制转移到步骤13(如图2所示)。
在步骤13(如图2所示)中，已测印刷电路板110(或现场可编程门阵列110或电子电路110)(如图1所示)所输出的数字信号系列输入到微分器120以产生一个微分信号系列。举例说明而不设限，对上述的数字信号系列部分例111101010101而言，所产生的微分信号系列将包括在开始处的一个经过四个时钟周期的向上脉冲，和接下来八个时钟周期中每两个时钟周期内的交替向下和向上脉冲。图6显示一个通过将图5所示的数字信号系列的一部分进行微分而产生的微分信号系列。如图6所示，该微分信号系列包括(a)在时点a的向上脉冲和在时点b的向下脉冲，其中时点a和时点b之间的时间间隔，即b-a＝200纳秒；(b)在时点c的向上脉冲，其中时点b和时点c之间的时间间隔，即c-b＝200纳秒；(c)在时点d的向下脉冲，其中时点c和时点d之间的时间间隔，即d-c＝600纳秒；(d)在时点e的向上脉冲，其中时点d和时点e之间的时间间隔，即e-d＝1000纳秒；(e)在时点f的向下脉冲，其中时点e和时点f之间的时间间隔，即f-e＝1000纳秒；及(f)以1000纳秒的时间间隔重复向上脉冲和向下脉冲。由在时点a、时点b、时点c、时点d的脉冲所形成的模式是一个标引模式，该标引模式对应图5中t1和t4之间的脉冲。这个微分信号系列开始于该标引模式，然后有7099个向上脉冲和7099个向下脉冲，这些向上脉冲和向下脉冲即如图6中在时点e和时点f所示。结果，这个微分信号系列包括7101个向上脉冲和7101个向下脉冲，并且可不断地重复。根据本发明的一个或多个实施例，每一个向上脉冲之后就接者有一个向下脉冲，而在这整个系列中，向上脉冲的总数和向下脉冲的总数相等。此外，当测试伺服轨迹写入器时，根据本领域普通技术人员所公知的众多方法之任何一种，包括使用AD835或AD834乘法器，可将峰值到峰值的振幅设在大约100毫伏(mV)和大约300毫伏之间。微分操作可使用，例如而不限于，电阻电容微分器(RCdifferentiator)电路。然后，控制转移到步骤14(如图2所示)。
在步骤14(如图2所示)中，该微分信号系列输入到受测印刷电路板130(如图1所示)，而受测印刷电路板130将该微分信号系列视为接收自一个设备(例如，一个硬盘驱动器的读写头)并且进行信号处理。根据本发明的一个或多个实施例，该微分信号系列传送到受测印刷电路板130的模拟输入接口(例如而不限于，RDX和RDY输入接口)；此外，根据本发明的一个或多个实施例，受测印刷电路板130中包括固件，该固件使受测印刷电路板130对于该微分信号系列作反应，其所作反应如同该微分信号系列是由上述设备的”读取”而产生的(该固件最好是该印刷电路板用于读取功能的标准固件)。举例说明而非设限，受测印刷电路板130作为处理(含解码)该微分信号系列的信号处理器。再者，该固件可由计算机100下载或通过本领域普通技术人员所公知的众多方法之任何一种由其他种类的控制器下载。处理过后的信号输入到计算机100。然后，控制转移到步骤15(如图2所不)。
在步骤15(如图2所示)中，计算机100(如图1所示，例如而非限于，作为一个比较器)比较受测印刷电路板130的输出和计算机100所输出的测试模式。该测试模式和受测印刷电路板130之间的比较可根据本领域普通技术人员所公知的众多方法之任何一种来进行。举例而言，可将受测印刷电路板130的输出转换成一串比特(例如而不限于，一串1和0)，并将这个比特串和代表该测试模式的比特串作比较。然后，控制转移到步骤16(如图2所示)。
在步骤16(如图2所示)中，若受测印刷电路板130的输出和计算机100输出的测试模式之间的差异在预设的容错范围之内，则受测印刷电路板130通过测试；反之，则受测印刷电路板130测试不合格。计算机100可通过，例如而不限于，印出测试结果到打印机、传送信息到另一台计算机等等诸多方法报告测试结果。
图3显示根据本发明的一个或多个实施例所制造的设备，该设备用于测试硬盘驱动器印刷电路板或伺服轨迹写入器印刷电路板的写入功能；而图4显示根据本发明的一个或多个实施例(例如，并且不限于，使用如图3所示的设备)的方法的流程图，该方法用于测试硬盘驱动器印刷电路板或伺服轨迹写入器印刷电路板的写入功能。
该方法起始于步骤21(如图4所示)，其中计算机200(如图3所示)输出(a)一个测试模式(用以举例而非设限，计算机200在此作为一个模式产生设备)；(b)非必要地，但是最好有让受测印刷电路板210对于该测试模式进行信号处理的指令(例如，而不限于，一个”写入”指令)。如本领域普通技术人员所公知，硬盘驱动器印刷电路板和伺服轨迹写入器印刷电路板一般包括根据固件(firmware)的指令而操作的微控制器(microcontrollers)，该固件一般由(例如，而不限于)计算机通过标准而公知的接口下载，该接口例如而不限于，ATA(Advanced Technology Attachment，高级技术附件)或IDE(IntegratedDevices Electronics，集成设备电路)。根据本发明的一个或多个实施例，受测印刷电路板210包括固件，该固件解读前述指令，并且驱动受测印刷电路板210将该测试模式以如下方式作信号处理。该固件可包括该印刷电路板用于标准写入功能的标准固件。此外，该固件可由计算机200下载或通过本领域普通技术人员所公知的众多方法之一来下载。根据本发明的一个或多个实施例，若受测印刷电路板210能自动对于所收到的测试模式进行信号处理(例如受测印刷电路板210中的固件设在某种特定状态)，则不需要另外的指令来驱动受测印刷电路板210进行信号处理。
根据本发明的一个或多个实施例，该测试模式可包括，例如并且不限于，一系列的1和0。以具体的应用为例(而非设限)，适用的测试模式可由硬盘驱动器的制造商决定。步骤21完成之后，该流程的控制转移到步骤22(如图4所示)。此外，计算机200可以是任何适用的计算机，例如并且不限于，个人计算机或任何可执行所述功能的电路，该功能和电路可由本领域普通技术人员以习用的零件制成。
在步骤22(如图4所示)中，该测试模式(和指令)输入到受测印刷电路板210(如图3所示)，而受测印刷电路板210(例如并不限于，作为信号处理设备)将该测试模式作信号处理，而产生一个数字信号系列。然后，控制转移到步骤23(如图4所示)。
在步骤23(如图4所示)中，受测印刷电路板210所输出的数字信号系列输入到微分器220(如图3所示)以产生一个微分信号系列。该微分操作可使用，例如而非限于，电阻电容微分器(RC differentiator)电路。然后，控制转移到步骤24(如图4所示)。
在步骤24(如图4所示)中，该微分信号系列输入到已测印刷电路板230(如图3所示)，而已测印刷电路板230将该微分信号系列视为接收自一个设备(例如，一个硬盘驱动器的读写头)并且进行信号处理。根据本发明的一个或多个实施例，该微分信号系列传送到已测印刷电路板230的模拟输入接口(例如而不限于，RDX和RDY输入接口)；此外，根据本发明的一个或多个实施例，已测印刷电路板230中包括固件，该固件使已测印刷电路板230对于该微分信号系列作反应，其所作反应如同该微分信号系列是由上述设备的”读取”而产生的(该固件最好是该印刷电路板用于读取功能的标准固件)。再者，该固件可由计算机100下载或通过本领域普通技术人员所公知的众多方法之任何一种由其他种类的控制器下载。根据本发明的一个或多个实施例，已测印刷电路板230(例如而非限于，作为一个信号处理器)正确地处理(含解码)该微分信号系列以输出一个模式。为了确保已测印刷电路板230的正确处理信号功能，已测电路板230可通过以下步骤预先测试(a)将它安装在一个适当的设备，例如而不限于，伺服轨迹写入器或硬盘驱动器；(b)以本领域普通技术人员所公知的众多方法之任何一种来测量该设备的性能。根据本发明的一个或多个实施例，可采用以习用电子零件制造的电路来代替已测印刷电路板230，以对该测试模式作信号处理。已测印刷电路板230的输出即输入到计算机200。接下来，控制转移到步骤25(如图4所示)。
在步骤25(如图4所示)中，计算机200(如图3所示，例如而不限于，作为一个比较器)比较已测印刷电路板230的输出和计算机200所输出的测试模式。该测试模式和已测印刷电路板230之间的比较可根据本领域普通技术人员所公知的众多方法之任何一种来进行。举例而言，可将已测印刷电路板230的输出转换成一串比特(例如而不限于，一串1和0)，并将这个比特串和代表该测试模式的比特串作比较。然后，控制转移到步骤26(如图4所示)。
在步骤26(如图4所示)中，若已测印刷电路板230的输出和计算机200输出的测试模式之间的差异在预设的容错范围之内，则受测印刷电路板210通过测试；反之，则受测印刷电路板210测试不合格。计算机200可通过，例如而不限于，印出测试结果到打印机、传送信息到另一台计算机等等诸多方法报告测试结果。
根据本发明的一个或多个实施例以测试印刷电路板有以下优点测试过程中不需要将印刷电路板与测试读写头进行连接和拆卸。因此，可除去由于测试读写头的劣化和替换所产生的误差和成本。此外，因为不需要拆装测试读写头，测试效率可获得提升。再者，采用已测印刷电路板的实施例可确保简易性，因为不需要设计额外的电路并加以除错。
本发明的上述实施例乃是举例之用。以上的实施例可有诸多变化和修改，而仍不出本发明的范围。例如，虽然本发明仅以单一受测印刷电路板作说明，其他的实施例可同时应用多个受测印刷电路板。本发明的范围的决定不应仅参考上述实施例，而也须参考所有的权利要求，以及其相等概念的全部范围。
权利要求
1.测试硬盘驱动器或伺服轨迹写入器的印刷电路板之读取功能的方法，其特征在于，该方法包括提供测试模式；将该测试模式作信号处理，以产生数字信号系列；将该数字信号列作微分，以产生微分信号系列；将该微分信号系列输入到所述印刷电路板；以及将该印刷电路板的输出和该测试模式作比较。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该信号处理步骤包括使用已测印刷电路板进行信号处理。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该信号处理步骤包括使用现场可编程门阵列。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该微分步骤包括使用电阻电容微分器。
5.测试硬盘驱动器或伺服轨迹写入器的印刷电路板之写入功能的方法，其特征在于，该方法包括提供测试模式；将该测试模式输入到所述印刷电路板，以产生数字信号系列；将该数字信号列作微分，以产生微分信号系列；将该微分信号系列作信号处理；以及将上述信号处理步骤所得的输出和该测试模式作比较。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该微分步骤包括使用电阻电容微分器。
7.测试硬盘驱动器或伺服轨迹写入器的印刷电路板之读取功能的设备，其特征在于，该设备包括一个模式产生器，该模式产生器产生测试模式；一个信号处理器，该信号处理器将该测试模式作信号处理，以产生数字信号系列；一个微分器，该微分器将该数字信号系列微分，以产生微分信号系列，该微分信号系列作为所述印刷电路板的输入；以及一个比较器，该比较器将该印刷电路板的输出和该测试模式作比较。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，该信号处理器包括一个已测印刷电路板。
9.如权利要求7所述的设备，其特征在于，该比较器包括一个计算机。
10.测试硬盘驱动器或伺服轨迹写入器的印刷电路板之写入功能的设备，其特征在于，该设备包括一个模式产生器，该模式产生器产生测试模式，该测试模式作为所述印刷电路板的输入，使该印刷电路板在输入该测试模式后产生数字信号系列；一个微分器，该微分器将该数字信号系列微分，以产生微分信号系列；一个信号处理器，该信号处理器将该测试模式作信号处理后产生输出；以及一个比较器，该比较器将该信号处理器的输出和该测试模式作比较。
全文摘要
本发明的一个实施例是测试硬盘驱动器或伺服轨迹写入器的印刷电路板之读取功能的设备及方法，其包括一个模式产生器，该模式产生器产生测试模式；一个信号处理器，该信号处理器将该测试模式作信号处理，以产生数字信号系列；一个微分器，该微分器将该数字信号系列微分，以产生微分信号系列，该微分信号系列作为所述印刷电路板的输入；以及一个比较器，该比较器将该印刷电路板的输出和该测试模式作比较。采用该测试设备和方法可除去由于测试读写头的劣化和替换所产生的误差和成本，提高测试效率。
文档编号G11B20/18GK1797547SQ20051008565
公开日2006年7月5日 申请日期2005年7月22日 优先权日2004年12月31日
发明者黄栋洲 申请人:贵州南方汇通世华微硬盘有限公司