JPH0630951U - 大容量記憶システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大容量記憶システムにおけるデータフィルタ
６を同調する装置を実現する。 【構成】 フィルタカットオフ周波数（低域）が、読み
出しデータ内の所望の「アイオープニング」を達成する
ように、入力データ速度のある割合として設定される。
位相ロックループ（ＰＬＬ）内の基準発振器の周波数お
よびフィルタのカットオフ周波数がＰＬＬからの共通制
御信号Ｖ_Sによって制御される。ＰＬＬは、データ速度
の何倍かにロックされ、フィルタのカットオフ周波数を
決定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、一般に、大容量記憶システムに関し、特に、大容量記憶システム内 の読み出しチャネルデータフィルタに関する。

【０Ｏ０２】

【従来の技術】

大容量記憶システム内の読み出しチャネルは磁気媒体（例えばディスク）から 読み出されるデータを「復調」し、復調されたデータを、例えばコンピュータに よって利用可能な形式に変換する。

【０００３】 以下で詳細に説明するように、ディスク上に記録されるデータは、ディスクが 保持可能な最大データ容量を得るために、密度（一般にインチあたりのビット数 で測定する）が一様であることが望ましい。この結果、ディスクはほぼ一定速度 で回転するため、ディスクから読み出される（および、対応して、ディスクに書 き込まれる）データは、最も内側のトラックから最も外側のトラックまで周波数 が変化する。

【０００４】 システムの信頼性を増大させるため、読み出されるデータの誤り率は最小化さ れるべきである。大容量記憶システムは従来の通信システムと類似するため、等 化のため、および、読み出しデータ内のノイズの多くを除去するため、読み出し データは復調の前にフィルタに加えられる。一般的な読み出しチャネルでは、こ のフィルタは、読み出しデータの周波数に固定された特性周波数（カットオフ周 波数）を有する低域フィルタである。しかし、これはフィルタの特性周波数に対 する最適設定ではないこともあり、その結果、読み出しデータの最大可能アイオ ープニングより小さくなる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

従って、読み出しデータの所望されるアイオープニングを与えるように調整可 能なフィルタを有する読み出しチャネル回路を提供することが所望される。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の以上およびその他の目的は、一般に、システムから読み出されるデー タをフィルタリングする同調可能フィルタ、および、データの周波数にほぼ比例 する周波数を有する基準信号を発生する発生器を有する大容量記憶システムにお いて実現される。フィルタは、制御信号によってほぼ決定される特性周波数を有 する。同調可能フィルタは、基準信号に応答して、フィルタの特性周波数がデー タ周波数の所定倍にほぼ比例するように制御信号を発生する手段によって特徴づ けられる。

【０００７】

【実施例】

図２に、本考案の実施例を示す。一般に、大容量記憶システムは、システムか ら読み出されるデータをフィルタリングする同調可能フィルタ６、および、デー タの周波数の固定部分の周波数を有する基準信号ｆ_ｃを発生する合成器２１（発 生器）を有する。フィルタは、制御信号Ｖ_ｓによってほぼ決定される特性周波数 を有する。本考案は、基準信号に応答して、制御信号Ｖ_ｓを発生する手段２２に よって特徴づけられる。フィルタの特性周波数は、データ周波数の所定倍にほぼ 比例するように前記手段によって決定される。

【０００８】 本考案は、図１を参照してさらに一般的に理解される。図１は、大容量記憶（ 磁気）システム内の読み出しチャネルの一般化ブロック図である。

【０００９】 大容量記憶システムは一般的に磁気媒体１（例えば磁気ディスク）を駆動する モータ（番号なし）を有する。ディスク１上に記憶されたデータは、アクチュエ ータ３によって位置づけられるヘッド２によって読み出される。ヘッド２からの 信号はまず前置増幅器４によって増幅され、可変利得増幅器５によってさらに増 幅される。次に、増幅された信号は２つのパスを通る。一方はデータ用であり、 他方は、ディスク１上の所望のトラック上の中心にヘッドを保持するためのサー ボ制御用である。

【００１０】 データパス内の増幅された信号はまずデータフィルタ６によってフィルタリン グされ、次に、その中のパルスがパルス検出器７によって検出される。検出器７ によって、信号は、ヘッド２からの増幅された低レベル信号のノイズに対する強 度を増加させるために微分される。パルス検出器７は、データ分離・復号器８へ の入力のために、微分信号を単一端信号に変換する。分離・復号器８は、検出器 ７からの検出されたパルスを、コンピュータなどによって利用するために、デー タおよびクロック信号に変換する。

【００１１】 サーボ（ヘッド制御）パス内の増幅された信号はまず、所望されるデータとと もに記録された「サーボパターン」を増強するために、フィルタ１０によってフ ィルタリングされる。サーボ復調器１１は、各サーボチャネルに対して、サーボ パターンチャネルデータを検出しアナログ形式に復調する。サーボチャネルデー タは、コントローラ２０によってさらに処理するために、アナログ−ディジタル 変換器（ＡＤＣ）１２によってディジタル形式に変換される。

【００１２】 コントローラ２０は、一般的に、利用デバイス（コンピュータなど）に応答す る専用マイクロプロセッサまたはディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）であって 、大容量記憶システムの詳細な動作を制御する。コントローラの１つの機能は、 利用デバイスによって要求されるディスク１上のトラックにアクチュエータ３を 使用し、サーボチャネルデータをフィードバックとして使用してヘッド位置を「 微調整」して、ヘッド２を移動することである。コントローラ２０のもう１つの 機能は、以下で説明するように、ディスク１上の読み出し／書き込みされるトラ ックに応じて、さまざまな回路機能を調整することである。

【００１３】 多くの大容量記憶システムは、ディスク１のデータ記憶容量を増大させるため に「定密度記録」として知られる方式を利用している。これは一般に、ディスク １上の外側のトラックと内側のトラックの間で、ディスク１上の磁束反転の密度 をほぼ一定にすることに関する。一般的に、定密度記録は、ディスク１上のどの トラックが使用されているかに依存して、データが書き込まれる周波数を変化さ せることによって実現される。

【００１４】 周波数の変化は一般に、所望の書き込み周波数ｆ_ｃに周波数合成器２１をプロ グラムするコントローラ２０に関係する。読み出し動作は書き込み動作の逆であ るため、読み出しデータの周波数もまたトラック位置とともに変化する。従って 、コントローラ２０は、ディスク１の読み出しが起こる前に、予想される読み出 しデータ周波数に合成器２１をプログラムする。合成器２１の事前設定によって 、データ分離・復号器８は検出されるデータへすばやくロックすることが可能と なる。

【００１５】 同調コントローラ２２は、合成器２１によって提供される出力周波数ｆ_ｃを追 跡するようにデータフィルタ６の特性を調整する。周知のように、フィルタおよ び制御回路が共通基板内に集積される場合、制御回路内の位相ロックループ（Ｐ ＬＬ）の一部である発振器の発振周波数は、フィルタの特性周波数に比例する。 従って、フィルタの特性周波数は、同調コントローラ内のＰＬＬがロックしてい る信号（基準信号）の周波数を追跡する。基準信号の周波数が変化するにつれて 、フィルタの特性周波数も変化する。

【００１６】 図２に移って、周波数合成器２１、データフィルタ６、および同調コントロー ラ２２に関する詳細を示す。

【００１７】 周波数合成器２１は入力として固定クロック周波数ＣＬＫＩＮを有するＰＬＬ である。プログラム可能デバイス２６、２７によって、合成器２１の出力周波数 （ｆ_ｃ）は、ＣＬＫＩＮ周波数のＮ／Ｍ倍である。プログラム可能デバイス２６ 、２７は、上記のように、書き込みクロックに必要な可変周波数を提供するよう にコントローラ２０によってプログラムされる。

【００１８】 フィルタ６は、本実施例では、フィルタコントローラ２２内のＶＣＯ同調電圧 から導出される制御信号Ｖ_ｓによって決定されるカットオフ（特性）周波数をも つ７次のベッセル低域フィルタである。望ましくは、フィルタ６は、演算相互コ ンダクタンス増幅器（ＯＴＡ）２８で実現され、制御信号Ｖ_ｓはＯＴＡ２８の相 互コンダクタンスを制御する。

【００１９】 同調コントローラ２２は、フィルタ６のカットオフ周波数を、書き込みクロッ ク周波数ｆ_ｃの所定倍にほぼ等しくセットする。同調コントローラ２２は、合成 器２１に類似する周波数合成器である。同じく合成器２１のように、コントロー ラ２０によってプログラムされるプログラム可能デバイス３０、３１が存在する 。図示のように、電圧制御発振器（ＶＣＯ）３２の出力周波数は、合成器２１か らの読み出しまたは書き込みクロックｆ_ｃの周波数のＹ／Ｘ倍となる。

【００２０】 ＶＣＯ３２は、その能動素子として２個のＯＴＡを使用する電圧制御発振器で ある。ＶＣＯ３２の制御電圧は、フィルタ６内のＯＴＡ２８も制御する。ＶＣＯ ３２およびフィルタ６がそれぞれの周波数を決定するためにほぼ同一の素子を使 用し、共通の制御信号を使用することによって、ＶＣＯ３２の電圧対周波数特性 は、フィルタ６の特性（カットオフ）周波数に比例し、その逆も同様である。

【００２１】 フィルタ６のカットオフ周波数は、ＶＣＯ３２の出力周波数にほぼ等しくなる ことが望ましい。その結果、フィルタ６のカットオフ周波数はコントローラ２０ （図１）によってほぼ決定され、書き込みクロック周波数（合成器２１をプログ ラムすることによって）および同調コントローラ２２内のプログラム可能デバイ ス３０、３１の両方をセットする。こうして、フィルタ６のカットオフ周波数は ほぼＹ／Ｘ・ｆ_ｃ（すなわちＣＬＫＩＮ周波数のＮＹ／ＭＸ倍）となる。

【００２２】 図１の読み出しチャネルの動作中、除算器３０、３１（図２）にロードされる ＸおよびＹの値はデータ周波数の固定パーセントになるように決定される。これ は、書き込みクロック周波数ｆ_ｃにほぼ等しい。従って、フィルタ６のカットオ フ周波数はデータ速度ｆ_ｃのＹ／Ｘ倍となる。このスケールされた量は、パルス 検出器７（図１）への入力で測定される際に媒体１から読み出されるデータ内の 最大「アイオープニング」を発見することによって決定される。

【００２３】 本実施例では、同調コントローラ２２は、合成器２１からの書き込みクロック を、フィルタ６の周波数をセットするための基準として使用して示された。理解 されるように、同調コントローラ２２は、基準入力として、書き込みクロックの 代わりに固定周波数入力ＣＬＫＩＮを使用することもできる。この場合、フィル タ６のカットオフ周波数は、ディスク１（図１）から読み出されているトラック に応じて除算器３０、３１をプログラムすることによって調整される。そのとき ＸおよびＹの値は、フィルタ６のカットオフ周波数とデータ周波数ｆ_ｃの間の所 望されるスケールされた周波数差を達成するように、（合成器２１内の）値Ｍお よびＮからスケールされる。

【００２４】 理解されるように、フィルタ６に対する他の回路設計（例えば、高域、帯域な ど）も、アプリケーションに応じて使用可能である。本考案によって制御される フィルタ特性は、中心周波数、Ｑ、利得、なども含む。さらに、フィルタ６の実 現は、他の技術（例えばＭＯＳＦＥＴ−Ｃ）でも実施可能である。

【００２５】

【考案の効果】

以上述べたごとく、本考案によれば、大容量記憶システムにおいて、読み出し データの所望されるアイオープニングを与えるように調整可能なフィルタを有す る読み出しチャネル回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を利用した、大容量記憶システム内の読
み出しチャネルのブロック図である。

【図２】本発明の目的による同調可能フィルタのブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ 磁気媒体 ２ ヘッド ３ アクチュエータ ４ 前置増幅器 ５ 可変利得増幅器 ６ データフィルタ ７ パルス検出器 ８ データ分離・復号器 １０ 同調可能フィルタ １１ サーボ復調器 １２ アナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ） ２０ コントローラ ２１ 周波数合成器 ２２ 同調コントローラ ２３ 同調制御回路 ２４ 遷移検出器 ２６ プログラム可能デバイス ２７ プログラム可能デバイス ２８ 演算相互コンダクタンス増幅器（ＯＴＡ） ３０ プログラム可能デバイス ３１ プログラム可能デバイス ３２ 電圧制御発振器（ＶＣＯ） ３３ 位相検出器 ３４ ループフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 ジョン マイケル コウリー アメリカ合衆国 07974 ニュ−ジャ−ジ − ニュー プロヴィデンス、ジェーン ロード 36 (72)考案者 デール ハーヴェイ ニルソン アメリカ合衆国 19607 ペンシルヴェニ ア シリントン、ニュー キャッスル ド ライヴ 211

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御信号 （Ｖ_ｓ）によって決定される
   特性周波数を有し、システムから読み出されるデータを
   フィルタリングする同調可能フィルタ（６）と、 デー
   タの周波数の固定割合の周波数を有する基準信号
   （ｆ_ｃ）を発生する発生器（２１）と、 基準信号に応答して、フィルタの特性周波数がデータ周
   波数の所定倍に比例するように制御信号を発生する手段
   （２２）とからなることを特徴とする大容量記憶システ
   ム。
2. 【請求項２】 前記手段が、 基準信号に応答して、制御信号を発生する比較網（３
   ０、３１、３３、３４）と、 制御信号に応答して、比較網に結合される出力信号を発
   生する基準網（３２）とからなり、 比較網は、基準網からの出力信号を、基準信号の周波数
   の所定倍すなわちＸ／Ｙ倍にスケールして位相ロック
   し、 同調可能フィルタの特性周波数が基準信号のスケールさ
   れた周波数に比例することを特徴とする請求項１の大容
   量記憶システム。
3. 【請求項３】 基準網が発振器であり、その周波数は制
   御信号によって決定され、同調可能フィルタの特性周波
   数に比例することを特徴とする請求項２の大容量記憶シ
   ステム。
4. 【請求項４】 比較網がさらに、 基準信号の周波数を所定因子Ｘで除算する第１除算器
   （３０）と、 基準網からの出力信号の周波数を所定因子Ｙで除算する
   第２除算器（３１）と、 出力を有し、除算された基準
   信号と基準網からの除算された出力信号の位相を比較す
   る位相コンパレータ（３３）と、 位相コンパレータの出力に結合し、制御信号を同調可能
   フィルタおよび基準網へ提供するフィルタ（３４）とを
   有することを特徴とする請求項３の大容量記憶システ
   ム。
5. 【請求項５】 フィルタおよび発振器が共通の集積回路
   内に配置されることを特徴とする請求項４の大容量記憶
   システム。
6. 【請求項６】 同調可能フィルタが低域フィルタであ
   り、その特性周波数がフィルタのカットオフ周波数であ
   ることを特徴とする請求項４の大容量記憶システム。