专利名称：一种磁盘伺服信息校验方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明属于磁盘伺服刻写及校验领域，具体涉及一种磁盘伺服信息校验方法及其装置。
背景技术：
伺服信息对于磁盘极为重要，一张完全空白的磁盘介质是无法使用的，需要写入伺服信号后，磁头才能通过伺服信号进行定位；但是在实际的工业生产中，盘片本身的质量以及技术上存在的不足使得在伺服刻写过程中往往会刻写出不够好甚至是达不到要求的伺服信号，所以对伺服信息的校验就显得十分必要。在磁盘的生产中，磁盘盘片经过伺服刻写后，还需经过若干步的测试才能进行进一步的加工。
传统磁盘的伺服码校验技术是将已刻伺服信息的盘片装入磁盘驱动器内部，利用磁盘驱动器的读通道和控制电路来进行校验。伺服刻写及校验的流程如图2所示一张磁盘盘片的伺服码刻写及校验需要经过三个阶段，即装载盘片、伺服刻写、校验信号，三个阶段都必须在净房内完成，如果发生校验不合格的情况，则需要进行额外的拆卸盘片的工作。现今高密度盘片生产的实际伺服校验合格率并不是很高，这样传统的刻写机外的伺服码校验自然会带来以下两个问题1.人工操作过多，给产品的质量带来风险。
装载盘片和拆卸盘片都需要人工操作，因此极易产生静电放电而毁坏电路元器件。现在工业生产中，虽采取诸多方法降低了静电放电的危害性，但还是无法完全避免。大规模集成电路及印刷电路电路板组件都要控制静电放电，尤其是现在的磁盘磁头用的是巨磁阻磁头技术，其对静电控制要求是目前电子产品中最高的，其中仅静电电压要求控制在100伏特甚至是50伏特以下。过多的人工操作带来的静电放电对磁盘磁头以及磁盘驱动器中的电路板有很大的伤害，必会影响磁盘的性能。
2.重复装载和拆卸磁盘盘片过程，导致了磁盘生产成本的增加。
当伺服码校验合格率不是很高时，不可避免的要反复重复装载盘片和拆卸盘片这两个过程，在时间上造成了大量的浪费，同时造成物料的不必要的浪费。反复重复装载和拆卸磁盘盘片这两个过程会增加盘片停留在净房内的时间，同时也会降低昂贵的伺服刻写机的利用率，后果是增加了磁盘产品的生产成本。
发明内容
本发明提供一种磁盘伺服信息校验方法及其装置，目的是在校验中，提高伺服刻写机的利用率，减少人工操作和生产流程，从而减少磁盘盘片在净房环境下进行伺服刻写及校验的时间消耗，提高产品质量和降低产品成本。
本发明的一种磁盘伺服信息校验方法，包括下述步骤(1)装盘片到伺服刻写机；(2)进行伺服刻写；(3)直接在伺服刻写机上校验磁盘的伺服信号；(4)盘片的伺服信号正常则进行步骤(5)，否则进行步骤(6)；(5)装载盘片到磁盘驱动器上，进行最终测试；(6)检验盘片能否修复，可以修复则转步骤(2)重新刻写伺服信号；否则舍弃盘片。
所述的磁盘伺服信息校验方法，其特征在于所述在伺服刻写机上校验磁盘的伺服信号步骤包括伺服刻写设备校验子步骤和片上系统芯片控制子步骤；伺服刻写设备校验子步骤控制磁头的定位，磁头读和写磁盘介质，校验从硬盘的并口数据线回传过来的量化信号；片上系统芯片控制子步骤设置片上系统芯片中的各项寄存器值，通过中断处理程序，产生用来回传的量化后的每个硬盘扇区的信号幅值。
所述的磁盘伺服信息校验方法，其特征在于，所述伺服刻写设备校验子步骤为(1)在磁盘盘片圆心区域、中间区域和外缘区域分别抽样500～2000道进行校验，磁头定位到抽样校验磁道；(2)伺服刻写机通过硬盘的并口向硬盘的片上系统芯片发送校验命令；(3)伺服刻写机的读头读取伺服信号；(4)读取的伺服信号经滤波与放大电路处理后送往片上系统芯片进行模数转换和量化处理，得到量化的伺服信号；(5)将量化的伺服信号通过硬盘的并口回送给伺服刻写机，在伺服刻写机内进行校验；(6)在校验完毕之后，以文件形式保存好校验的结果。
所述的磁盘伺服信息校验方法，其进一步特征在于所述伺服刻写设备校验子步骤中，在伺服刻写机内进行校验的校验算法顺序包括下述步骤(1)设置异常标志ExcFlag和校验次数Count，初始化为0；(2)设置包含100个状态信息的数组BurstFlag[]，初始化值为0；(3)根据被采样磁道扇区信息给BurstFlag[]置位；(4)判断异常标志ExcFlag是否为1，如果不是，继续步骤(5)，如果ExcFlag为1，转步骤(8)；(5)伺服刻写机对返回的量化数据(BurstFlag[])进行分析，数组每一项的值均为1，继续步骤(6)，否则转步骤(7)；(6)将伺服刻写机磁头移动到下一抽样校验磁道，然后转步骤(2)；(7)将异常标志ExcFlag置1，将校验次数加1，并将当前BurstFlag[]数组中非1的元素个数记录到一全局数组ErrorSec[]，然后转到步骤(2)；(8)将当前BurstFlag[]数组中非1的元素个数记录到一全局数组ErrorSec[]；(9)校验次数Count是否小于5，不是继续步骤(10)，是则转步骤(2)；(10)算出BurstFlag[SecNum]中非1元素个数的5次校验平均值，并记录，继续步骤(6)。
所述的磁盘伺服信息校验方法，其特征在于，所述片上系统芯片控制子步骤顺序为(1)片上系统芯片初始化；(2)等待从并口数据线传送的命令；(3)判断接收的命令是否为校验命令，是则往下进行，否则转(2)继续等待；(4)开伺服信号中断；(5)片上系统芯片读取经过滤波与放大电路后的每个硬盘扇区的模拟信号并处理；(6)处理后将伺服信号中的每种信号的幅值有序的保存在已定义的数组中；(7)关伺服信号中断；(8)通过并口回送处理后的量化信号至伺服刻写机。
本发明的一种磁盘伺服信息校验装置，包括伺服刻写设备，其特征在于伺服刻写设备的读头与滤波与放大电路、片上系统芯片的局部响应最大似然读通道PRML顺序电信号连接，片上系统芯片的局部响应最大似然读通道PRML输出送到伺服刻写设备上。
所述的磁盘伺服信息校验装置，其特征在于所述滤波与放大电路为7阶低通滤波与放大贝赛尔电路。
本发明将磁盘驱动器内部的信号处理应用到伺服刻写设备上，对伺服刻写机进行了一系列改进1.为了得到正确的校验结果，良好的信号源必不可少，为此设计出一套信号滤波与放大电路。
2.为了对校验信号进行有效的分析，必须将滤波与放大之后得到的模拟信号转换成数字信号。前面滤波与放大电路处理过后的信号通过磁盘的印刷电路板组件上的片上系统芯片的局部响应最大似然读通道PRML处理之后，就完成信号的模数转换过程。同时，将得到的量化数据回送给伺服刻写机。
3.设计出一套新的伺服校验算法，完成伺服校验。
伺服信号校验有三个关键环节从伺服盘片提取伺服信号，建立磁信号的读通道，将伺服信号量化为可分析的数字信号。本发明将磁盘驱动器内部的信号处理应用到伺服刻写设备上，使伺服刻写过程和信号校验紧密结合，实现了伺服刻写机内的磁盘伺服信息校验；减少了人工操作的过程及其可能带来的风险，避免了反复重复装载和拆卸盘片的过程，减少了磁盘伺服信息刻写和校验的时间。
图1为本发明的伺服信息校验方法流程示意图；图2为现有伺服刻写以及信号校验流程示意图；图3为伺服刻写设备校验子步骤流程示意图；图4为校验算法的流程示意图；图5为片上系统芯片控制子步骤流程示意图；图6为本发明的伺服信号校验装置结构示意图；图7为滤波与放大电路的电路图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明的方法是以下面的方式实现校验过程的当写完一个磁盘的伺服信息后，并不是像传统的模式-装载盘片到磁盘驱动器中进行校验伺服信号，而是在磁盘盘片未脱离伺服刻写机的情况下随即对磁盘的伺服信息进行校验。如果盘片的伺服信息正常则把盘片装载到磁盘驱动器中进行最终测试，如果盘片的伺服信息没有达到要求但盘片可以修复则盘片直接进入擦写流程并作为二次刻写伺服信号的原料，否则进入舍弃的流程。
本发明的方法中校验磁盘的伺服信号步骤包括两个部分伺服刻写设备校验子步骤、片上系统芯片控制子步骤。其中伺服刻写设备校验子步骤的主要功能是控制磁头的定位，磁头读和写磁盘介质，以及校验从硬盘的并口数据线回传过来的量化信号。片上系统芯片控制子步骤则主要用来设置片上系统芯片中的各项寄存器值，通过中断处理程序，产生用来回传的量化后的每个硬盘扇区的信号幅值。
图3表示伺服刻写设备校验子步骤流程示意图。如今磁盘的道密度十分高，以容量为6G的1.0英寸微硬盘为例，磁道密度为100K左右，如果采用逐条磁道校验的方式，将大量耗费时间。因此本发明以抽样校验算法为模型，在伺服信息刻写完毕后，在磁盘盘片的靠近盘片圆心的区域，盘片的中间区域和远离盘片圆心的区域分别抽样出1000道进行校验。当磁头定位到某一道的时候，由伺服刻写机通过硬盘的并口向硬盘的片上系统芯片发送校验命令。为了得到待检测的伺服信号，则通过伺服刻写机的读头读取伺服信号。因为能够分析的校验信息必须是量化的数据，所以读取的伺服信号经滤波与放大电路处理后送往片上系统芯片进行量化处理从而得到量化的伺服信号。再将量化后的伺服信号通过硬盘的并口回送给伺服刻写机。在伺服刻写机内校验回传过来的量化的伺服信号，同时以文件形式保存好校验的结果，在校验完毕之后，将整个校验过程的结果发送给管理节点，并根据校验的结果评定等级。
本发明所提出的校验算法属于抽样校验，在盘片的靠近盘片圆心的区域，盘片的中间区域和远离盘片圆心的区域三个区域分别抽出1000道进行校验，看看是否每一道都能正常的读出100个硬盘扇区的信息。由于外界干扰因素和盘片的问题，在校验过程当中可能出现以下几种异常情况1如果盘片在写入的过程当中存在着误码或刮伤的情况，导致若干个硬盘扇区信号错误，硬盘片上系统芯片中的微处理器可能在处理这若干个硬盘扇区时无法接收到伺服中断信号，导致始终无法进入中断。
2由于外界的扰动因素，导致某个正常硬盘扇区信号在第一次校验的时候无法启动伺服中断信号，无法进入中断。
鉴于以上几种情况，所以建立一套如图4所示的校验算法机制1.设置异常标志ExcFlag和校验次数Count，初始化为0。
2.由于每一磁道有100个扇区，因此设置包含100个状态信息的数组BurstFlag[]，初始化值为0，如果得到正常的某个硬盘扇区号SecNum，且此扇区的伺服信息正确，则将BurstFlag[SecNum]设置为1。
3.理想状态是硬盘片上系统芯片中的微处理器启动100次中断，即由磁道的每一个扇区开始信息作为中断触发条件，且将经校验证明正确的扇区对应的BurstFlag[SecNum]赋值为1，最终数组BurstFlag[SecNum]每一项均为1。经实验证明，这种情况存在的概率大约为75％。
4.异常标志ExcFlag是否为1，如果不是，则表明到目前为止未出现异常情况，且转到算法步骤5。如果ExcFlag为1，则转到算法步骤7。
5.伺服刻写机对返回的量化数据(BurstFlag[])进行分析，如果出现有数组元素非1的情况，则进入算法步骤6。或者数组每一项的值均为1，则转到算法步骤10。
6.将异常标志ExcFlag置1，将校验次数加1，并将当前BurstFlag[]数组中非1的元素个数记录到一全局数组ErrorSec[]，然后转到算法步骤2。
7.将当前BurstFlag[]数组中非1的元素个数记录到一全局数组ErrorSec[]，然后进入算法步骤8。
8.校验次数Count是否小于5，如果不是则进入算法步骤9；如果是则转算法步骤2，继续重复校验。考虑到较轻程度的第一种异常，或第二种异常的发生可能性，当有数组元素非1的情况发生时，不一定就代表盘片有问题或者不可通过修复或屏蔽解决，因此异常的情况发生时，将这一磁道的校验次数提高到5次。
9.统计5次校验后，算出BurstFlag[SecNum]中非1元素个数的5次校验平均值，并记录下来，然后进入算法步骤10。
10.将伺服刻写机磁头移动到下一抽样校验磁道，然后转到算法步骤2。
这样通过三个区域的连续的1000道抽样调查，根据质量检测的标准对校验的结果进行正确评估，可以确定盘片的好坏程度；同时如果伺服刻写机的机器或盘片有严重的刮伤或损坏，也可以及时发现，这样工程师就可以及时地微调伺服刻写设备，并且对可修复盘片进行相应的处理。
图5表示片上系统芯片控制子步骤的流程。首先将片上系统芯片初始化，使片上系统芯片配置成校验工作的模式，合理的调节各个寄存器的值，使得不发生冲突地完成校验任务。等待并口数据线发送命令，判断该命令是否为校验命令，若是则开伺服信号中断进入中断处理程序，否则继续等待。在中断处理程序中读取经过滤波与放大电路后的每个硬盘扇区的模拟信号，处理后将伺服信号中的每种信号的幅值有序的保存在已定义的数组中，接着关伺服信号中断。最后通过并口回送处理后的量化信号至伺服刻写机。
图6为本发明的伺服信号校验装置，从伺服刻写设备的读头读出盘片的一对差分伺服信号RDX与RDY，经过滤波与放大电路进行滤波，再通过片上系统芯片的局部响应最大似然读通道模数转换，得到量化处理后的磁信号，通过硬盘的并口数据线送到伺服刻写设备上，再在伺服刻写设备上对回传的伺服校验数据进行校验。
校验系统中所需硬件包括三个部分，伺服刻写设备、滤波与放大电路和片上系统芯片。伺服刻写设备采用Pemstar公司的W-1442型伺服刻写设备，在此系统中主要用来控制刻写磁盘介质以及读出盘片的一对差分伺服信号。滤波与放大电路部分完成信号的前置放大，并滤去其中的高频噪音信号。片上系统芯片利用现有的磁盘印刷电路电路板组件上的片上系统芯片的局部响应最大似然读通道，就可以将伺服信号完整的量化为有效的数字信号。
图7表示滤波与放大电路的电路图，本设计方案当中滤波与放大电路的主要目的是过滤掉在RDX与RDY之中掺杂的高频信号，同时保证RDX和RDY之间的频率保持一致，所以采用的滤波与放大电路是贝赛尔7阶低通滤波与放大电路模型。根据贝赛尔的计算公式以及贝赛尔7阶低通滤波与放大电路的单边模型和贝赛尔7阶低通滤波与放大电路的双边模型可以推导出图7中的电子元件的值C3＝8.6341pFC4＝41.0619pFC5＝68.0785pF C6＝151.5552pFL1＝0.127324uH L2＝0.127324uH L3＝0.275338uHL4＝0.275338uH L5＝0.427331uH L6＝0.427331uH R1＝R2＝50。
权利要求
1.一种磁盘伺服信息校验方法，包括下述步骤(1)装盘片到伺服刻写机；(2)进行伺服刻写；(3)直接在伺服刻写机上校验磁盘的伺服信号；(4)盘片的伺服信号正常则进行步骤(5)，否则进行步骤(6)；(5)装载盘片到磁盘驱动器上，进行最终测试；(6)检验盘片能否修复，可以修复则转步骤(2)重新刻写伺服信号；否则舍弃盘片。
2.如权利要求1所述的磁盘伺服信息校验方法，其特征在于所述在伺服刻写机上校验磁盘的伺服信号步骤包括伺服刻写设备校验子步骤和片上系统芯片控制子步骤；伺服刻写设备校验子步骤控制磁头的定位，磁头读和写磁盘介质，校验从硬盘的并口数据线回传过来的量化信号；片上系统芯片控制子步骤设置片上系统芯片中的各项寄存器值，通过中断处理程序，产生用来回传的量化后的每个硬盘扇区的信号幅值。
3.如权利要求2所述的磁盘伺服信息校验方法，其特征在于，所述伺服刻写设备校验子步骤为(1)在磁盘盘片圆心区域、中间区域和外缘区域分别抽样500～2000道进行校验，磁头定位到抽样校验磁道；(2)伺服刻写机通过硬盘的并口向硬盘的片上系统芯片发送校验命令；(3)伺服刻写机的读头读取伺服信号；(4)读取的伺服信号经滤波与放大电路处理后送往片上系统芯片进行模数转换和量化处理，得到量化的伺服信号；(5)将量化的伺服信号通过硬盘的并口回送给伺服刻写机，在伺服刻写机内进行校验；(6)在校验完毕之后，以文件形式保存好校验的结果。
4.如权利要求3所述的磁盘伺服信息校验方法，其特征在于所述伺服刻写设备校验子步骤中，在伺服刻写机内进行校验的校验算法顺序包括下述步骤(1)设置异常标志ExcFlag和校验次数Count，初始化为0；(2)设置包含100个状态信息的数组BurstFlag[]，初始化值为0；(3)根据被采样磁道扇区信息给BurstFlag[]置位；(4)判断异常标志ExcFlag是否为1，如果不是，继续步骤(5)，如果ExcFlag为1，转步骤(8)；(5)伺服刻写机对返回的量化数据(BurstFlag[])进行分析，数组每一项的值均为1，继续步骤(6)，否则转步骤(7)；(6)将伺服刻写机磁头移动到下一抽样校验磁道，然后转步骤(2)；(7)将异常标志ExcFlag置1，将校验次数加1，并将当前BurstFlag[]数组中非1的元素个数记录到一全局数组ErrorSec[]，然后转到步骤(2)；(8)将当前BurstFlag[]数组中非1的元素个数记录到一全局数组ErrorSec[]；(9)校验次数Count是否小于5，不是继续步骤(10)，是则转步骤(2)；(10)算出BurstFlag[SecNum]中非1元素个数的5次校验平均值，并记录，继续步骤(6)。
5.如权利要求2、3或4所述的磁盘伺服信息校验方法，其特征在于，所述片上系统芯片控制子步骤顺序为(1)片上系统芯片初始化；(2)等待从并口数据线传送的命令；(3)判断接收的命令是否为校验命令，是则往下进行，否则转(2)继续等待；(4)开伺服信号中断；(5)片上系统芯片读取经过滤波与放大电路后的每个硬盘扇区的模拟信号并处理；(6)处理后将伺服信号中的每种信号的幅值有序的保存在已定义的数组中；(7)关伺服信号中断；(8)通过并口回送处理后的量化信号至伺服刻写机。
6.一种磁盘伺服信息校验装置，包括伺服刻写设备，其特征在于伺服刻写设备的读头与滤波与放大电路、片上系统芯片的局部响应最大似然读通道PRML顺序电信号连接，片上系统芯片的局部响应最大似然读通道PRML输出送到伺服刻写设备上。
7.如权利要求6所述的磁盘伺服信息校验装置，其特征在于所述滤波与放大电路为7阶低通滤波与放大贝赛尔电路。
全文摘要
一种磁盘伺服信息校验方法及其装置，属于磁盘伺服刻写及校验领域，本发明方法步骤为(1)装盘片到伺服刻写机；(2)进行伺服刻写；(3)直接在伺服刻写机上校验磁盘的伺服信号；(4)盘片的伺服信号正常则进行步骤(5)，否则进行步骤(6)；(5)装载盘片到磁盘驱动器上，进行最终测试；(6)检验盘片能否修复，可以修复则转步骤(2)重新刻写伺服信号；否则舍弃盘片。本发明装置包括伺服刻写设备、滤波与放大电路、片上系统芯片的局部响应最大似然读通道。本发明实现了伺服刻写机内的磁盘伺服信息校验；减少人工操作过程及其风险，避免重复装载和拆卸盘片的过程，减少磁盘伺服信息刻写和校验时间。
文档编号G11B20/18GK101034552SQ20061012538
公开日2007年9月12日 申请日期2006年12月8日 优先权日2006年12月8日
发明者陈进才, 周功业, 操云波, 彭刚, 高琨 申请人:华中科技大学