JPH0218759A - 高効率のディスクフォーマット及び同期システム - Google Patents

高効率のディスクフォーマット及び同期システム

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JPH0218759A
JPH0218759A JP1120239A JP12023989A JPH0218759A JP H0218759 A JPH0218759 A JP H0218759A JP 1120239 A JP1120239 A JP 1120239A JP 12023989 A JP12023989 A JP 12023989A JP H0218759 A JPH0218759 A JP H0218759A
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field
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magnetic disk
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track
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JP1120239A
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Michael D Leis
マイケル　ディー　ライス
Bruce Leshay
ブルース　レズハイ
Michael Muchnik
マイケル　ムチニック
Satish Rege
サティッシュ　リージェ
Charles M Riggle
チャールズ　マイケル　リグル
Lih-Jyh Weng
リー　イー　ウェン
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Digital Equipment Corp
Original Assignee
Digital Equipment Corp
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    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は一般に、磁気ディスクセクタのフォーマット化
とデータの同期化に関する。
（従来の技術） デジタルデータの処理システムは一般に、例えばマルチ
ディスク用ディスクドライブなどのデータ記憶装置を備
えている。データは、ディスク上の同心円状トラックに
記録される。各トラックは複数のセクタに分割され、各
セクタはさらにヘッダセクションとデータセクションに
分割されている。データはセクタのデータセクションに
記録（書込）され、またはそこから検索（読取）される
一方、アドレス情報、すなわちディスク表面の番号、ト
ラック番号及びセクタ番号はヘッダセクションに記憶さ
れる。
データは読み／書きヘッドを用いて、ディスクから読み
取られ、またはそこへ書き込まれる。各ヘッドが、特定
のディスク表面あるいはディスク表面の一部と対応して
いる。ディスクがヘッドの下方を回転するにつれ、対応
ヘッドが特定セクタのデータセクシジンの上方にあると
き、例えばデータが読み取られる。
読取または書込動作を始めるためには、該当のヘッドが
所望のセクタを含むトラックに移動される。そのヘッド
が前の読取または書込動作で使われなかった場合、ある
いはそのヘッドが、例えばアイドル時間中で、該当のタ
イマによって同期状態に保たれていた場合には、下方で
回転するセクタアト【／スが読取可能となるように、ヘ
ッドがディスクと同期されねばならない。同期されたヘ
ッドは、セクタアドレスを読み取ることによって選ばれ
たアドレスを突き止め、次いで読取または書込動作を行
う。共通のアクチュエータアームに装着されたヘッド間
での切り換え、または異なるアームに装着されたヘッド
間での切り換えを含むヘッドの切り換えは、ディスクド
ライブの平常動作中極めて頻繁に生じるため、同期化も
頻繁に行われる。ヘッドがディスクと正確に同期される
速度が、データをドライブへまたはそこから転送する速
度を左右する。
従来の技術では、同期用のタイミング情報が余分のサー
ボ表面、あるいは埋込式サーボゾーンと称されるセクタ
間の追加情報ゾーンに記憶されている。ディスクドライ
ブが固定のブロックアーキテクチャとデータ表面の埋め
込み式サーボ情報だけを用いるドライブの場合には、シ
ステムを実時間で動作可能とするため、すなわちセクタ
がヘッドの下方で回転するのにかかる時間内に一定の機
能を行うため、一定の情報が各セクタのスペース内に含
まれ、サーボゾーンと関連付けられなければならない。
例えば、セクタタイミングが確立されなければならず、
またビット、データ符号及びデータワードの同期化が、
記録されたサーボ及び同期情報を用いて求められねばな
らない。また、変造したつまり不良のセクタに換えて代
わりのセクタを使用可能とする場合には、どのセクタが
良好で、どのセクタが不良かを示すセクタフラグが読み
取られ、解釈されねばならない。さらに各セクタは、読
み取られ、妥当性が検査され、必要なら記録されたデー
タ冗長符号を用いて訂正されねばならないデータも含ん
でいる。これら全ての機能を、最小のディスクオーバヘ
ッドすなわち東金記録スペースの最小の消費で、データ
用のフリーなディスクスペースを残して実行することが
望ましい。
従来技術による埋め込み式サーボディスクドライブは、
−１１ｔ６に３ゾーンのフォーマントを用いている。３
つのゾーンは、ディスクがフォーマット化されるとき工
場で永久的に書き込まれるサーボ位置の情報を含むサー
ボゾーンと、２つのセクタフラグとからなり、後者の２
ゾーンは再フォーマント化中に再書込可能で、どのセク
タが良から不良に劣化したかを示すアドレス及び不良セ
クタの情報を含むヘッダゾーンと、ユーザによって容易
に書込及び再書込可能なデータ及びデータ冗長符号を含
むデータゾーンである。
（発明が解決しようとする課題） ３つのゾーンを用いると、セクタ内で読取またば書込動
作を行うのに、各ゾーン毎に１回づつ、つまり合計３回
ディスクドライブを同期する必要がある。従って、各ゾ
ーンが同期及びタイミング両情報を含まねばならない。
これはオーバヘッドを増加させるため、記録効率が減少
する。つまり、３ゾーンアーキテクチヤの機能全てを保
ちながら２、ゾーンの数を減らずのが望ましい。また、
ユーザはディスクドライブにますます多くのデータ記↑
ａ容量を望んでいるので、同期化のためには少ないディ
スクスペースを用いることがまずまず望ましい。
さらに従来の技術は、記録されたタイミング情報を解釈
しまたヘッドを同期するのに必要な少なからぬ専用のタ
イミンハードウェア、例えばタイミングロジックやアナ
ログエレクトロニクスを要する。サーボゾーンは一般に
、データ中では滅多に生じない周波数で書き込まれた長
い同期バースト、トラック追従用のサーボ情報、及びト
ラック識別用の幾つかの情報ビットを含む。従って、埋
め込み式のサーボシステムは、同期バーストを突き止め
るのにアナログフィルタを用い、またサーポ情報を見つ
け出し、さらにヘッドをサーボゾーンに同期させるのに
特別のタイミング及び制御ロジックを用いなければなら
ない。この追加のハードウェアが、システムのコストを
増加させる。従って、通常の読取及び書込動作とほとん
ど同じハードウェアを用いて、特にほぼデシダルのロジ
ックを用いて同期化を行うのが望ましい。また、データ
ヘッドをトラックと一致させるのに使われるサーボ情報
に対してヘッドが既知の位置にない場合でも、すばやく
同期化を行えるのが望ましい。
（課題を解決するための手段） 本発明は、トラックエラー位置決め情報、セクタピント
、データ符号とデータワードの同期、シリンダ、トラッ
ク及びセクタのアドレスとアドレスの妥当性検査、良／
不良セクタフラグ、及びデータとデータの冗長性を含む
各セクタ内で必要な全ての機能を提供するディスクドラ
イブシステムである。これらの機能は全て２つのゾーン
内に与えられ、高いデータ効率、すなわちセクタ当りに
つき低いオーバヘッドを与える。本発明のシステムは、
読取／書込動作でも使えるハードウェアを用いて、コン
トローラの状態マシンをヘッドとディスクの間の実時間
関係に同期させ、それによって必要なハードウェアを減
少する。
基本的に、各セクタはヘッダセクションとデータセクシ
ョンでフォーマントされる。ヘッダセクションは、プリ
アンブル、同期キャラクタ及びアドレスの各フィールド
の他、トラック追従用のサーボ情報を含んでいる。各セ
クタのデータセクションは、データプリアンブル、デー
タ同期キャラクタ、不良セクタビットマツプ、及びデー
タとデータ冗長性情報を含んでいる。また、トラック内
の少なくとも１つのセクタのヘッダセクションは、短い
ＤＣ消去フィールドすなわち遷移のないセグメントを含
む。
本発明のシステムはまず、読取／書込動作で通常使われ
るシステムのハードウェアを用いてＤＣ消去フィールド
を探索する。ＤＣ消去フィールドが検出されたら、ヘッ
ダのプリアンブルと同期キャラクタを探索する。これら
の各々が所定の時間内に検出されたら、タイマがセット
され、システムはそのヘッダ内に含まれたアドレスフィ
ールドさらにサーボ情報までを計時可能とされる。アド
レスフィールドが有効なセクタアドレスを含んでいると
、システムは同期がなされたと見なし、次いでヘッドを
トラックに対して中心合わせするのにサーボ情報が使わ
れる。その後、連続するセクタのアドレスを読み取るこ
とによって、所望のセクタが突き止められる。ＤＣ消去
フィールドに続くヘッダサブセクションのいずれかが所
定の時間和に正しく検出されないと、システムは別のＤ
Ｃ消去フィールドを探索し、同期プロセスを継続する。
このように、システムはセクタの始めを見つけ出し、短
いＤＣ消去フィールドとその他のヘッダ情報だけを用い
て同期させることができる。
不良のセクタビットマツプは、トラックまたはトラック
のセクション内の全ての不良セクタを識別するのに使わ
れる。ビットマツプは冗長性で、それと関連したトラッ
クまたはトラックのセクション内の各データゾーン内に
位置する。従って、１つまたはそれより多いセクタが失
われても、どのセクタが不良かに関する知見は喪失され
ない。
尚、本発明の特徴は特許請求の範囲に詳しく記述されて
いる。上記及びその他の利点は、添付の図面と合わせた
以下の説明を参照することによって明瞭に理解されよう
。
（実施例） 第１図を参照すると、磁気ディスク（図示せず）に対す
るデータの読取りまたは書込及び同期のために使われる
システム８が示しである。データは例えば、読み／書き
ヘッド（図示せず）によってディスクから読み取られ、
ライン１２を経て、自動ゲイン制御装置（ＡＧＣ）２０
、ディスクから読み取った信号のピークをデータに“変
換”するデータセパレータ１４、及び位相ロックループ
（ＰＬＬ）１６からなる読取チャネルに送られる。
読取動作時、ＡＧＣ２０はデータチャネルのゲインを、
システム８がノイズからデータ信号を区別できるように
設定する。データ信号は一般に所定の振幅レンジ内にお
ける相対的に正及び負のピーりからなり、他方ノイズ信
号は一般に上記レンジより低いピークからなる。従って
、ＡＧＣ２０のゲインは、信号自体のフィールドバック
がまたはコントローラ２２などの外部ソースからの設定
によって、データ信号を充分“読み取れる”ように増幅
するが、ノイズ信号の方はそのピークがデータ信号のレ
ンジより低くなるようにしか増幅しない、上記レンジ内
の値に設定される。ＡＧＣ２０のゲインが大きすぎると
、ノイズのピークがデータとして誤って解釈されること
がある。
ＰＬＬ１６が信号サンプリングのタイミング、すなわち
読み／書きヘッドからのアナログ信号がデータセパレー
タ１４によってサンプリングされる時点を設定する。そ
して、これらのサンプルがディスクに書込まれるデータ
を表すデジタル符号に換えられる。その後、デジタル符
号は復調器（図示せず）で、２進のデータビットに復調
される。ドライブは、データをディスクに書き込むため
の書込チャネル（図示せず）も含んでいる。
ディスクに対してデータを読取または書込する場合、シ
ステム８はコントローラ２２とマイクロプロセッサ２４
を用いて、その動作に関わるセクタと対応したヘッド（
すなわちディスク表面）を選択し、そのセクタを含むト
ラックにヘッドを移動する。選択されたヘッドがそのデ
ィスク表面に対する前の読取または書込動作で使われた
ヘッドでないと、すなわちヘッドの切り換えが生じたら
、コントローラの状態マシン動作に関連したタイマとク
ロックがディスク上の記録データと再同期されねばなら
ない。これがしばしば、ヘッドの同期化と称される。
ヘッドは、まずセクタの始めを見つけ出し、セクタのヘ
ッダ情報を用いてＡＧＣ２０のゲインとＰ　Ｌ　Ｌ　１
．６の位相を、システム８がヘッダ情報を読み取って解
釈するのに適した値に設定することによって同期される
。次いで、トラック上の連続するセクタ内に記録された
アドレスを読み取ることによ、って、読取または書込す
べきセクタが突き止められる。該当のセクタが見つかっ
たら、そのセクタのデータセクションで読取または書込
動作が行われる。
第２図を参照すると、ディスク２８には半径方向に隣接
したフォーマントが記録されている。すなわち各セクタ
のヘッダセクションの各部分が、それらの部分における
各ビットのスタートが隣合うトラックの対応したビット
と半径方向に隣接するようにフォーマントが記録されて
いる。例えば、トラック２９Ａのヘッダセクション２９
Ｂのプリアンブルにおける各ビットは、トラック２９Ｃ
のヘッダセクション２９Ｄのプリアンブルにおける対応
した各ビットと半径方向に隣接している。好ましい実施
例において、セクタアドレスはグレーコード化されてお
り、従って隣合うトラック上の隣接セクタの各アドレス
間には１ビツトの差だけが存在する。
トラック上の少なくとも１つのセクタ、好ましくは数個
または全てのセクタが、セクタの始めのＤＣ消去フィー
ルド３０と、その後に続くプリアンブル３２、同期キャ
ラクタ３４、アドレスフィールド３６及びサーボフィー
ルド３８を含むヘッダセクションでフォーマント化され
ている。ＤＣ消去フィールド３０は、磁気遷移を含まな
いフィールド、すなわち磁束の反転を含まずにディスク
上に記録された信号である。このフィールドは好ましい
実施例において、記録データの３及び８バイト間の長さ
に対応した長さを持つ。
プリアンブル３２は、所定数の１、好ましくは与えられ
た記録ビット数について最大数の１すなわち磁束反転、
を含む１とＯのパターンである。
ディスク上に記録されるデータは一般に、後でディスク
から読み取られるときその信号の復調を助けるようにコ
ード化されている。従って、このコードは連続するビッ
ト位置での１を禁止する。好ましい実施例において、プ
リアンブル３２は１０１０、、、１０１のパターンであ
る。プリアンブル３２は、ＡＧＣ２０のゲインを設定し
、ＰＬＬ　１６の位相をヘッダのビット周波数と位相に
ロックするのに使われる。
同期キャラクタ３４は、コントローラ２２がデコードグ
ループの境界、すなわちある与えられた数の２進データ
ピントを記録し、バイト境界のスタートを突き止めるの
に使われるディスク上のビットセルの数を判定するのを
可能とする１と０のパターンである。例えば、一部のコ
ードは同じく読取バック信号の復調を助けるため、２つ
のデータビットを３つのビットにコード化して記録して
おり、従って各３ビツトデコードグルー・プのスタート
が判定されねばならない。同期キャラクーの終わりでタ
イマ２２Ａ（第４図）がスタートされ、このタイマは残
りのヘッダフィールド及び次のセクタヘッダまでの時間
を計るのに使われる。
好ましい実施例では使われる同期キャラクタは、ｓ　＝
　１０１０１０００１０００１０１０００１０１００１
０１００１００１である。
１９８８年５月１２日に出願され、Ｎｕｔｔｅｒ、Ｍｃ
Ｃ１ｅｎｎｅｎ＆　Ｆｉｓｈによってファイル番号が第
１５３１１−０２８１号と識別され、本出願と同じ論受
入で、参照によってここに含まれる係属中の特許出願、
名称「記憶装置からのデータを処理する方法」に記載さ
れているように、ビット周波数の半分であるＰＬＬ１６
からのクロックを用いるシステムは、１つおきのビット
だけを調べる。従って、同期化するのに実際に使われる
同期キャラクタの部分は、上記Ｓのうち下線を引いた部
分のｓ′＝１１１０１０１１０１１０００１０である。
Ｓ′にょる工つおきのピントは、例えば相互作用を及ぼ
す２つの１を表す磁束の反転によって生じるビット間の
干渉を実質上取り除く。このような干渉はピークのシフ
トを引き起こし、ＰＬＬ１６が正しいビットトラッキン
グ位相ヘロックするまでに長い時間を要したり、このパ
ターンを分離するデータ中のエラーが増えるきいう結果
をもたらす。
あるいは、プリアンブル３２を使ってデコードグループ
を判定することもできる。例えば、プリアンブルが１０
０１００．、．１のパターンであれば、３ビツトデコー
ドグループの境界を判定するのにそれが使える。この場
合、同期キャラクタ３４はバイト境界を判定するのに使
われる。
同期キャラクタ３４の後に、アドレスフィールド３６と
サーボフィールド３８が続いている。アドレスフィール
ド３６は、セクタアドレスの少なくとも１つのコピー、
好ましい実施例では４つのコピーを含む。サーボフィー
ルド３８は、ヘッドをトラックに対して心合わせするの
にシステム８によって使われる情報を含む。
データセクションは、データプリアンブル４０及びデー
タ同期キャラクタ４２を含み、これらは前記ヘッダ内の
プリアンブル３２及び同期キャラクタ３４とそれぞれ同
等である。データ同期キャラクタ４２の後に、トラック
内における良及び不良セクタ、またはトラックの各部分
に関する情報を含む不良セクタビットマツプが続いてい
る。このビットマツプは、トラック内の複数のセクタに
記録されているという点で冗長性である。ビットマツプ
は再書込、従って更新可能である。すなわち、セクタが
良から不良に劣化したとき、ビットマツプはその劣化を
反映するように修正できる。
ビットマツプを複数のセクタに記録するのは、いずれか
一つのセクタまたはセクタグループの劣化によるビット
マツプの消失を防ぐためである。ビットマツプの後に、
データとデータ冗長性符号が続く。
ディスク２日の半径方向に隣接したフォーマント化が、
トラックに対して対応ヘッドがどこに位置しているかに
関わりなく、プリアンブル３２と同期キャラクタ３４を
突き止めるのを可能としている。半径方向に隣接したフ
ォーマット化でないと、例えばヘッドが２つのトラック
にまたがっている場合、一方のトラックでのデータ信号
が他方のトラックでのデータ信号と相殺されて読み取ら
れることがある。すなわち一方のトラックでの負ピーク
が他方のトラックでの正ピークと対応するセグメントが
遷移のない信号として読み取られることがある。従って
、ＤＣ消去フィールドがセクタのデータセクション内で
検出されてしまう。次いで、ＡＧＣ２０の捕捉（ａｃｑ
ｕｉｒｅ）モードがユネーブルされると、すなわち誤っ
たＤＣ消去フィールドの検出時に、得られたゲインが読
取チャネルを飽和させるため、システムは時間内に回復
して実データを“見る”ことができなくなってしまう。
しかし、プリアンブル３２、同期キャラクタ３４及びア
ドレスフィールド３６を半径方向に隣接したフォーマッ
トで記録すれば、中心を外れたヘッドによるビット相殺
が取除かれるため、真のＤＣ消去フィールドが検出され
たところで、各々のフィールドを突き止めることができ
る。またヘッドが２つのトラックにまたがっている場合
でも、アドレスのグレイコード化が２つのトラック内に
おけるアドレスを判定可能とする。
第３Ａ図を参照すると、システム８は同期時に、２つの
モードの一方で動作する。システムが前に該当トラック
に同期されてないと、そのトラックからの検索データに
関する読取チャネルの適切なゲインか分からない。従っ
て、システムは、ステップ１００で同期プロセスを始め
る前に、概略のゲインをまず求める（第３Ｅ図）。しか
し、システムが前に選ばれたトラックに同期されていれ
ば、そのトラックに関する概略のゲインがすでに求めら
れ、適切なメモリ　（図示せず）内に記憶されている。
従って、システム８はその値を検索し、ＡＧＣ２０のゲ
インをその固定値に調整する。次いで、同期化を開始す
る（ステップ１０２）。
同期プロセスは、ＤＣ消去フィールド３ｏのサーチから
始まる（ステップ１０４）。サーチ動作については、後
で第３Ｂ図を参照して詳しく論じる。
さらに第３Ａ図を参照すれば、遷移のない信号セグメン
トが検出されたとき、それがＤＣ消去フィールドである
と見なされる（ステップ１０６）。
従って、セクタのスタートが見つかったと見なされ、プ
リアンブルの１サーチ”がスタートする（ステップ１０
８）。中心から外れたヘッドによるデータ信号の“相殺
”のため、誤ったＤＣ消去フィールドが見い出されるこ
とがよくある。しかし、セクタのスタートが実際に検出
された場合であれば、その後所定の時間内に、プリアン
ブルが検出される。つまり、ディスクの半径方向に隣接
したフォーマットのため、ヘッドがトラックの中心に位
置しているかどうかに関わりなく、プリアンブルは検出
される。
検出されたＤＣ消去フィールドがセクタのスタートでな
いと、その後所定の時間内にプリアンブルが検出されず
、ＤＣ消去フィールドのサーチが再び開始される（ステ
ップ１１４−１１５）。プリアンブルのサーチについて
は、後で第３ｃ図を参照して詳しく説明する。プリアン
ブルのサーチ中、ＤＣ消去フィールドが続けてサーチさ
れる。
別のＤＣ消去フィールドがプリアンブルのサーチ中に検
出されたら、サーチがスタートし直される（ステップ１
６６、第３Ｃ図）。
再び第３Ａ図を参照すれば、プリアンブルが検出される
と、同期キャラクタのサーチが開始される（ステップ１
１６）。前に検出されたＤＣ消去フィールドとプリアン
ブルがセクタのスタートを示していれば、同期キャラク
タが所定の時間内に見つかる。同期キャラクタの検出で
、コントローラ２２がセクタタイマ２２Ａ（第４図）を
設定する。次いで、特定のセクタセグメント、例えばア
ドレスフィールドの終わりとサーボフィールドの始め、
さらに次のセクタのヘッダセクションに対するコントロ
ーラの動作をエネーブルするのにタイマ２２Ａが使われ
る。同期キャラクタが所定の時間内に検出されないと、
ＤＣ消去フィールドとプリアンブルの誤検出が指示され
、ＤＣ消去フィールドのサーチが再びスタートする（ス
テップ１１９Ａ）。同期キャラクタのサーチについては
、後で第３Ｄ図を参照して詳しく説明する。同期キャラ
クタのサーチ中、ＤＣ消去フィールドのサーチも継続し
ている。ある時点でＤＣ消去フィールドが見つかれば、
そこから同期プロセスが再スタートする（ステップ１７
４Ａ、第３Ｄ図）。
第３Ａ図をさらに参照すれば、同期キャラクタが所定の
時間内に検出されると、セクタから読み取られた次のビ
ットがそのセクタのアドレスフィールドとして解釈され
る（ステップ１２０）。次いで、そのフィールドから検
索されたアドレスのを動性がチエツクされる（ステップ
１２２）。好ましい実施例では、アドレスフィールドが
アドレスの多数のコピー、例えば４つのコピーを含み、
ある最小数のコピー、例えば２つのコピーが相互に合致
すれば、そのアドレスが有効と見なされる。
アドレスが有効なら、コントローラ２２　（第４図）は
セクタタイマ２２Ａを用い、サーボフィールド３８のサ
ンプリングを計時してエネーブルし、このサンプリング
を使ってヘッドをトラックの中心に移動させることがで
きる。さらにタイマ２２Ａを用い次のセクタまでを計時
し、そこでセクタヘッダを見い出して、ＰＬＬ１６とＡ
ＧＣ２０両方の捕捉モードをプリアンブルでエネーブル
し、この次セクタへの同期を行う。次いで、セクタのア
ドレスフィールドを読み取り（ステップ１２４＝１２８
）、最小数のコピーを予測されたセクタアドレスと比較
することによってそのアドレスの有効性を判定する（ス
テップ１３０）。つまり、例えば前に見い出された第１
のセクタがセクタ１０であれば、次のセクタはセクタ１
１のはずである。セクタアドレスが予測アドレスと合致
すれば、ヘッドは同期されていると見なされる。アドレ
スが無効アドレスだと、つまりセクタアドレスが予測ア
ドレスと合致しないと、システムは次のセクタまでを計
時し、そのアドレスを読み取って、セクタがヘッドの下
方で回転しているかどうかを判定する。ヘッドのロケー
ションが妥当な数のセクタ内で判定されないと、システ
ムはＤＣ消去フィールドのサーチを再スタートする（ス
テップ１３０−１３３）。
ＤＣ消去フィールド、プリアンブル及び同期キャラクタ
のサーチは全て、コントローラ２２　（第４図）によっ
て実行される。コントローラ２２は、ディスクから読み
取った信号のサンプルをデータセパレータ１４から受は
取る。コントローラ２２はこれらのサンプルをビットス
トリームとして調べ、信号のいずれかのセグメントがそ
のときコントローラが探索している信号パターンと合致
しているかどうかを判定する。例えば、コントローラが
ＤＣ消去フィールドのサーチを行っていれば、コントロ
ーラは遷移のないセグメントについて、信号セグメント
を調べる。
システムコン１０−ラ２２は、同期キャラクタを検出す
るのに必要なビット合致の数及び／又は有効なアドレス
を意味するのに必要な符号合致の数を変更でき、厳密さ
のレベルがより高いまたは低いチエツクを可能とする。
例えば、ドライブの工場チエツク時には、コントローラ
２２が完全な合致を必要とする一方、システムエラーの
回復手順時には完全な合致よりもはるかに低い合致でよ
い。
第３Ｂ図を参照すれば、コントローラ２２内の相関器つ
まりシフトレジスタ２３　（第４図）に全て１をロード
することによって、ＤＣ消去フィールドのサーチは開始
される。その後、データセパレータ１４からの信号サン
プルが相関器２３内にシフトされ、それに応じて１がシ
フトアウトされる。サンプルが相関器２３内にシフトさ
れる毎に、内容が調べられ、サンプルによって表される
信号セグメントがある所定の数より少ない数を含み、あ
る許容差内のエラーで遷移のない信号セグメントを示し
ているかどうかを判定する（ステップ１４４）。例えば
、４０ビツトの信号セグメントが調べられる場合には、
４またはそれより少ない１が相関器２３内に含まれてい
れば、ＤＣ消去フィールドが指示される。
ＤＣ消去フィールドの検出後、コントローラ２２はプリ
アンブルのサーチを開始する（ステップ１０８、第３Ａ
図）。第３Ｃ図を参照すれば、コントローラがタイマ２
２Ａをスタートさせ、相関器２３を全て０に初期設定す
る（ステップ１４８）。
次いで、信号サンプルがデータセパレータ１４から相関
器内にシフト、され、相関器の内部がプリアンブルのパ
ターン、すなわち所定数のビット内における最小数の１
の“パターン”と繰り返し比較される（ステップ１５０
）。但し、１は遷移を表し、ビット整合の必要は必ずし
もない。好ましい実施例では、１２ビット信号セグメン
ト内で４つの１を捜す。あるエラーを許容して、信号セ
グメントが充分な数の１を有していれば、プリアンブル
が検出されたと見なされる（ステップ１５〇−１５２）
。しかし、プリアンブルの検出前に、タイマ２２Ａが時
間Ｔ１に達すると、同期プロセスがＤＣ消去フィールド
から再スタートされる（ステップ１７０）。
コントローラはプリアンブルのパターンをサーチしてい
る間に、信号セグメントもチエツクし、セグメント内の
１の数をトラックすることによって別のＤＣ消去フィー
ルドを含んでいないかどうかも判定する（ステップ１５
０）。セグメントが所定の数より少ないｌを含んでいれ
ば、別のＤＣ消去フィールドが検出されたと見なされる
。但し、この場合の所定数は、ＤＣ消去フィールドのサ
ーチで使われるものと同じでも、または同じでなくても
よい（ステップ１６６）。好ましい実施例では、より厳
密なテストが使われる。例えば、いずれかの１２サンプ
ル信号セグメントで４より少ない１が見つかったら、Ｄ
Ｃ消去フィールドが検出されたと見なし、同期プロセス
が再スタートされる。
プリアンブルが検出されると（ステップ１５２）ＡＧＣ
２０とＰ　Ｌ　Ｉ−］、　６の捕捉モードがエネーブル
される。このモードで、ＡＧＣ２０は信号の大きさをフ
ィールドバックしゲインを一定の値に設定することによ
って、ヘッダセクション用の適切な読取チャネルのゲイ
ンを求めることができ、またＰ　Ｌ　Ｌ　］、　６はヘ
ッダのピント周波数と位相ロック可能となる。プリアン
ブルの終わりまでに至る時間は、ＡＧＣ２０（！：ＰＬ
Ｌ　１６がそれぞれ適切なゲインと位相をロックするの
に充分である（ステラ７’ｌ　５４）。その後、ＡＧＣ
２０のゲインはヘッダの残部に対して保持され、またア
ドレスフィールド３６の終わりまで、ＰＬＬ１６がヘッ
ダのデータビットの周波数と位相をトラックする。
この時点で、ＡＧＣのゲインがその後における使用のた
め、マイクロプロセッサ２４によって記憶される。アド
レスフィールドの終わりで、Ｐ　Ｌ　Ｌｉ２は標準クロ
ック１８（第１図）の位相にロックされる。何故なら、
その後に続くサーボフィールド３８は、データビットと
同じ周波数及び位相で記録された情報を含んでいないか
らである。
ＡＧＣ２０とＰＬＬ１６のタイミング図が、第２図に示
されている。
ＡＧＣ２０の動作は、１９８７年９月４日に出願され、
Ｃｅ５ａｒｉ　ａｎｄ　ＭｃＫｅｎｎａによっファイル
番号が第８３−４７６号と識別された係属中の特許出願
、名称「自動ゲイン制御システム」に詳しく記載されて
いる。この出願は、本出願と同じ譲受人で、参照によっ
てここに含まれるものとする。またＰ　Ｌ　Ｌ　］、　
６の動イ乍は、１９８７年１０月３０日に出願され、Ｃ
ｅ５ａｒｉ　ａｎｄ　ＭｃＫｅｎｎａによってファイル
番号が第８３−４６１号と識別された係属中の特許出願
、名称「位相ロック式ループタイミングを含むデータデ
コード回路」に詳しく記載されている。この出願も、本
出願と同じ譲受人で、参照によってここに含まれるもの
とする。
プリアンブルの終わりを示す時点で、同期キャラクタの
サーチがスタートされる（ステップ１１６、第３Ａ図）
。第３Ｄ図を参照すると、このサーチは、相関器２３　
（第４図）を同期キャラクタで初期設定し、データセパ
レータ１４からの信号サンプルを相関器２３内ヘシフト
することによって始まる（ステップ１７２）。次いで、
信号セグメントが同期キャラクタのパターンと合致する
かどうか調べられる。時間ＴＩの前にパターンが見つか
れば（第２図）、同期キャラクタが検出された見なされ
る（ステップ１７４．１７６）。同期キャラクタの終わ
りで、タイマ２２Ａが再スタートされ、残りのヘッダフ
ィールド及び次のセクタの一ソダセクションまでを計時
する（ステップ１７８）。
タイマのタイミング図は、第２図に示しである。
しかし、時間Ｔ１までに同期キャラクタが検出されない
と、同期プロセスがＤＣ消去フィールドのサーチから再
スタートする（ステップ１７５）。
同期プロセスのスタート時点で、ヘッドが同期されるべ
きデータトラックを設定する概略のＡＧＣ２０のゲイン
が既知でないときは、ゲインをプリセット可能としまた
ＤＣ消去フィールドを検出可能とするようにまずゲイン
値が求められ、その後上記と同じステップが辿られて同
期を完了する（ステップ１００、第３Ａ図）。
第３Ｅ図を参照すれば、ＡＧＣ２０のゲインはまず最大
値に設定される（ステップ１８２）。次いで、タイマ２
２Ａ（第１図）がスタートされ、ＤＣ消去フィールドの
サーチが行われる（ステンプ１８４）、このサーチでは
、前記したＤＣ消去フィールドのサーチと同じステップ
を用いる。セクタのＤＣ消去フィールドの始めが時間Ｔ
８前に見つからないと、ＡＧＣ２０のゲインが別の値に
プリセットされ、タイマ２２Ａが再スタートして、ＤＣ
消去フィールドのサーチが再びスタートされる（ステッ
プ１９４−１９８）。
ＡＧＣ２０のゲインが最大値にセットされているとき、
ＤＣ消去フィールドが見つかることはほぼない。何故な
ら、フィールドに伴うノイズ信号が増幅されて、データ
遷移のように見えるため、遷移のない信号が見つからな
いからである。このサーチとゲインの調整プロセスは、
ＤＣ消去フィールドが見つかるまで、あるいは例えば所
定数の試行後でも、そのトラック上でＤＣ消去フィール
ドが見つからない場合にシステムの回復手順が実行され
るまで継続する（ステップ１９８−２０４）。
成功した同期プロセスの終わりに、ＡＧＣ２０のゲイン
が適切なメモリ　（図示せず）内に記憶され、次にヘッ
ドがそのトラックへ切り換えられたとき使えるようにす
る。ＡＧＣ２０のゲインのプリセットにより、システム
は、例えばＡＧＣ２０のゲインが高すぎる場合、ＰＬＬ
１６が増幅ノイズ信号の位相にロックしようとする試み
を行わせずに、ＡＧＣ２０とＰＬＬ１６の捕捉モードを
同時にエネーブル可能とする。ＡＧＣのゲインを適切な
値にプリセントすることによって、通常のＡＧＣ動作は
非常に遠い範囲まで補正する必要がなくなり、比較的短
い時間内に適切なゲインを捕捉できる。この結果、ＰＬ
Ｌ１６はほぼ全てのプリアンブル３２に対し動作して位
相ロックを捕捉可能となり、従ってプリアンブルを比較
的短い長さとし得る。
ＤＣ消去フィールドのサーチ中及びプリアンブルサーチ
の部分中、システムはセクタヘッダ情報のビット周波数
について分かっていない。そごで、データセパレータ１
４とＰＬＬ１４は、ＰＬＬ１６のロックされる周波数と
位相がデータビットの周波数と位相でない場合でも、デ
ィスクから読みとられた信号をサンプルしなければなら
ないことがある。第５図を参照れば、データセパレータ
１４は比較器３００とフリップフロップ３０２．３０４
を備えている。フリップフロップ３０２．３０４は、標
準クロック１８　（第１図）にロックされたＰＬＬ１６
からクロック入力を受は取る。
ディスクから読みとられた信号は、比較器３００に入力
される。信号のピークが所定のレンジ内にあるとき、比
較器の出力が確認され（ａｓｓｅｒｔｅｄ）、１として
解釈されるディスク上の磁束反転を示す。
次いで、比較器の確認出力がフリップフロップ３０２に
入力され、その出力に現れる。
フリップフロップ３０２の出力は、ＰＬＬ１６からのク
ロック入力に応じてフリップフロップ３０４に入力され
る。そして、フリップフロップ３０２はクリアされる。
次にクロック入力がフリップフロップ３０４に入ったと
き、フリップフロップ３０４の内容が相関器２３内に１
として記憶される（第４図）。信号のピークが所定の振
幅レンジ内に入らないと、フリップフロップ３０２の出
力は非確認状態に留まり、０が相関器２３に入力される
。
上記の説明は、本発明の特定実施例に制限して行った。
しかし、本発明の利点の一部または全てを維持しつつ、
本発明の変形及び変更をなし得ることは明かであろう、
このため、特許請求の範囲の目的は、発明の真の精神及
び範囲に入るそのような全ての変形及び変更を包含する
ことにある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に従って組み入れられるシステムの機能
ブロック図：第２図は本発明を用いて記録されるディス
クのフォーマットを示す；第３Ａ図は本発明に従って組
み入れられるシステムの動作のフローチャートで、ＤＣ
消去フィールドを探索し、プリアンブルを探索し、同期
キャラクタを探索し、データチャネルのゲインを設定す
るステップを含む；第３Ｂ図はＤＣ消去フィールドを探
索するのに使われるステップのさらに詳しいフローチャ
ート；第３Ｃ図はプリアンブルを探索するのに使われる
ステップを示す別の詳しいフローチャート；第３Ｄ図は
同期キャラクタを探索するのに使われるステップを示す
他のフローチャート；第３Ｅ図はデータチャネルのゲイ
ンを設定するのに使われるステップのフローチャート；
第４図は第１図に示されたコントローラの機能ブロック
図；及び第５図は第１図に示されたデータセパレータの
機能ブロック図である。 １４・・・・・・データセパレータ、１６・・・・・・
Ｐ　Ｌ　ｉ。 （位相ロフクルーブ）、１８・・・・・・標準クロック
、２２・・・・・・コントローラ、２８・・・・・・磁
気ディスク、２９Ａ、Ｃ・・・・・・トラック、２９Ｂ
、Ｄ・・・・・・ヘッダセクション、３０・・・・・・
ＤＣ消去フィールド、３２・・・・・・プリアンブルフ
ィールド、３４・・・・・・同期フィールド、３６・・
・・・・アドレスフィールド、３８・・・・・・サーボ
フィールド、４４・・・・・・セクタマツプセクション
。 ＦＩＧ。 ３Ａ　（Ｘ、−ｚ） ↓ 相関器を初肋没定 ＦＩＧ、３Ｂ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、読み／書きヘッドと協働して、情報の記憶及び検索
    のための２進データを表す信号を記録する磁気ディスク
    において： Ａ、複数の同心円状トラックで、該トラックの各々が複
    数のセクタを有する、 Ｂ、前記セクタの各々がヘッダセクションとデータセク
    ションを有し、該ヘッダセクションが前端と後端を持ち
    、該データセクションが前端と後端を持ち、該ヘッダセ
    クションの後端が該データセクションの前端に隣接して
    いる、 Ｃ、前記ヘッダセクションが： １）前記ヘッダセクションの前端に隣接して配置され、
    遷移のない信号セグメントを有するＤＣ消去フィールド
    、 ２）前記ヘッダセクション内に記録されたビットへのク
    ロックの同期に適し内部に記録された一連の信号を有す
    るプリアンブルフィールド、 ３）読取動作をグループ及びバイトの境界と同期させる
    ための同期キャラクタを含む同期フィールド、及び ４）前記セクタのアドレスを含むアドレスフィールド、
    を含む複数の磁気的に記録されたフィールドを有する、 ことからなる磁気ディスク。 ２、前記セクタの各々がそのヘッダセクション内に、前
    記アドレスフィールドに続いてサーボフィールドを含み
    、該サーボフィールドが前記読み／書きヘッドの前記ト
    ラックに対する位置を維持するサーボシステムで使われ
    る記録信号を含む請求項１記載の磁気ディスク。 ３、それぞれのトラックの前記ＤＣ消去フィールドと前
    記プリアンブルフィールド及び前記同期フィールド内に
    記録された情報とが、前記ＤＣ消去フィールド及び前記
    情報が前記読み／書きヘッドの半径方向位置に対して独
    立となるように、半径方向に一致している請求項１記載
    の磁気ディスク。 ４、前記アドレスがグレイコード化２進の形で記録され
    、各アドレスフィールド内の対応したビット位置が半径
    方向に一致している請求項１記載の磁気ディスク。 ５、Ａ）前記アドレスがグレイコード化２進の形で記録
    され、各アドレスフィールド内の対応したビット位置が
    半径方向に一致しており：さらに Ｂ）前記サーボフィールドの各々内の信号が、トラック
    の中心線の両側にそれぞれ位置し且つ円周方向に離間し
    た第１及び第２の高周波バーストを有し、該第１及び第
    ２バーストの相対的な円周方向位置が各トラックからそ
    れに隣接するトラックへと反転している； 請求項２記載の磁気ディスク。 ６、Ａ）共通のスピンドル上の、２進データを表す信号
    を記録する複数の磁気ディスクで、該ディスクの各々が
    ： １）複数の同心円状トラックで、該トラックの各々が複
    数のセクタを有する、 ２）前記セクタの各々がヘッダセクションとデータセク
    ションを有し、該ヘッダセクションが前端と後端を持ち
    、該データセクションが前端と後端を持ち、該ヘッダセ
    クションの後端が該データセクションの前端に隣接して
    いる、 ３）前記ヘッダセクションが： ａ）前記ヘッダセクションの前端に隣接して配置され、
    遷移のない信号セグメントを有するＤＣ消去フィールド
    、 ｂ）前記ヘッダセクション内に記録されたビットへのク
    ロックの同期に適し内部に記録された一連の信号を有す
    るプリアンブルフィールド、 ｃ）読取動作を前記ヘッダセクション内に記録された情
    報のグループ及びバイトの境界と同期させるのに適した
    同期キャラクタを含む同期フィールド、及び ｄ）前記セクタのアドレスを含むアドレスフィールド、
    を順番に含む複数の磁気的に記録されたフィールドを有
    する； Ｂ）前記ディスク上の磁束遷移を検出する読み／書きヘ
    ッド； Ｃ）前記読み／書きヘッドの出力から前記ＤＣ消去フィ
    ールドを検出するＤＣ消去検出器；Ｄ）前記ＤＣ消去フ
    ィールドの検出に応じて、前記読み／書きヘッドの出力
    内の前記プリアンブルを検出する手段； Ｅ）前記ＤＣ消去フィールド及び前記プリアンブルの検
    出に応じて、前記同期キャラクタを検出する手段； Ｆ）前記ディスクからのビット、グループ及びバイトの
    検索に対応してタイミング信号を与えるクロック： Ｇ）同期手段で； １）前記プリアンブルに応じて、前記ディスク上に記録
    されたビットに前記クロックを同期させ、さらに ２）前記同期キャラクタに応じて、前記ディスク上に記
    録された情報のグループ及びバイトの境界に前記クロッ
    クを同期させる同期手段、 を有する磁気ディスクシステム。 ７、前記クロックが、前記同期フィールドに続くセクタ
    フィールドとタイミング合わせするためのタイミング信
    号を与え、該タイミング信号を前記同期キャラクタの検
    出に同期させる手段を含む請求項６記載の磁気ディスク
    システム。 ８、前記セクタの各々がそのデータセクション内にセク
    タマップセクションを含み、該セクタマップセクション
    がトラック内のどのセクタが欠陥かに関する情報を含む
    請求項１記載の磁気ディスク。 ９、前記セクタマップがトラック内におけるセクタの数
    に関する情報を含む請求項８記載の磁気ディスク。 １０、前記トラックが前記セクタマップの複数のコピー
    を含む請求項８記載の磁気ディスク。 １１、前記トラックが前記セクタマップの複数のコピー
    を含む請求項９記載の磁気ディスク。 １２、前記クロックがさらに、前記プリアンブルの検出
    とタイミング合わせするためのタイミング信号を与え、
    前記プリアンブルが所定の時間内に検出されないと、前
    記プリアンブル検出手段が次のＤＣ消去フィールドの検
    出に応答する請求項７記載の磁気ディスクシステム。 １３、前記クロックがさらに、前記同期キャラクタの検
    出とタイミング合わせするためのタイミング信号を与え
    、前記同期キャラクタが所定の時間内に検出されないと
    、前記同期キャラクタ検出手段が次のＤＣ消去フィール
    ド及び次のプリアンブルの検出に応答する請求項１２記
    載の磁気ディスクシステム。 １４、前記プリアンブル検出手段がさらに、前記ヘッダ
    セクションの前記プリアンブル及びその後続セクション
    内における１より多いＤＣ消去フィールドの検出に応答
    する請求項１２記載の磁気ディスクシステム。 １５、前記ＤＣ消去検出器が、所定のしきい値より低い
    数の磁束遷移を検出することによって前記ＤＣ消去フィ
    ールドを検出する請求項６記載の磁気ディスクシステム
    。 １６、前記しきい値が多くの所定のしきい値の中から選
    択され、所定の時間内にＤＣ消去フィールドが検出され
    ないと選択しきい値が高められ、あるいは所定の時間内
    に所定数より多いＤＣ消去フィールドが検出されたら選
    択しきい値が低められる請求項１５記載の磁気ディスク
    システム。 １７、前記同期フィールド検出手段が、所定のしきい値
    数の遷移以内で、同期キャラクタに対応した一連の磁束
    遷移を検出することによって、前記同期フィールドを検
    出する請求項６記載の磁気ディスクシステム。 １８、前記しきい値が多くの所定のしきい値の中から選
    択され、所定の時間内に同期フィールドが検出されない
    と選択しきい値が高められ、あるいは所定の時間内に所
    定数より多い同期フィールドが検出されたら選択しきい
    値が低められる請求項１７記載の磁気ディスクシステム
    。 １９、前記ヘッダセクションが、前記アドレスフィール
    ドに続いてサーボフィールドを含み、該サーボフィール
    ドが前記読み／書きヘッドの前記トラックに対する位置
    を維持するサーボシステムで使われる記録信号を含む請
    求項６記載の磁気ディスクシステム。 ２０、前記プリアンブルフィールド中における磁束遷移
    の位相及び周波数を捕捉する位相ロックループをさらに
    有し、前記クロックが標準クロックに同期される前記サ
    ーボフィールド中から前記ヘッダセクションの終わりま
    で、該位相ロックループが標準クロックの位相に切り換
    えられる請求項１９記載の磁気ディスクシステム。
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