CH617030A5 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steu-15 ern von Zugriffsbewegung und Lageeinstellung eines Schreib/ Lesekopfes über Datenspuren, wobei das bewegte Speichermedium zusätzlich auf den Datenspuren in Sektoren voraufgezeichnete Servoinformation sowie in wenigstens einer Separatspur Taktinformation zur Erzeugung von Servo- bzw. Taktsi-2o gnalen beim Lesen umfasst.

In modernen Datenspeichern mit hoher Datendichte spielt die Genauigkeit der Kopfeinstellung über einer Spur sowie der Kopfbewegung während des Zugriffs eine wichtige Rolle. Es sind verschiedene Einrichtungen zur Beherrschung des Pro-25 blems bekannt geworden, die meistens sehr komplex und daher kostspielig waren. Mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, durch mehrfache Verwendung üblicher Regelschleifen eine einfache, kostengünstige Lösung aufzuzeigen, die rasch und genau arbeitet. Diese ist durch die Merkmale des kennzeichnen-30 den Teils des Patentanspruchs 1 gegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird anschliessend näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 in Blockschaltung ein das erfinderische Verfahren 35 benutzendes Speichergerät,

Fig. 2 typische Kurven für Zugriffsgeschwindigkeit und Zugriffsbeschleunigung für einen Spurenzugriff über n Spuren,

Fig. 3 Wellenzüge der Steuersignale für verschiedene Teile des Speichergerätes und 40 Fig. 4 Einzelheiten der einen Teil des Speichergerätes bildenden Steuerlogik.

Ein das erfinderische Verfahren benutzendes Speichergerät ist in Fig. 1 gezeigt. Das Speichermedium ist eine magnetische 45 Speicherplatte 1, die drehbar auf einer Spindel 2 befestigt ist. Ein magnetischer Aufzeichnungs- und Wiedergabekopf 3 ist über der Platte 1 angeordnet und radial beweglich durch ein Stellglied 4, das mit Strom entsprechender Stärke und Polarität aus dem Leistungsverstärker 5 gespeist wird. Servoinformation so auf der Platte 1 definiert eine Anzahl konzentrischer Datenspuren 6 auf der Plattenoberfläche zum Schreiben und Lesen von Daten. Die Servoinformation ist vorher in Sektoren um jede zugehörige Datenspur herum aufgezeichnet und so codiert, dass sie für alle Lagen auf einer Spur ein O-Lagefehlersignal liefert. 55 Grösse und Polarität des Lagefehlersignales für Lagen ausserhalb der Spur geben Grösse und Richtung der Versetzung des Kopfes 3 gegenüber der Lage auf der Spur an. Die Art der Codierung der Servoinformation zur Lieferung dieser Lageinformation hat nur geringe Bedeutung für die vorliegende Erfin-60 dung und ist in zahlreichen Alternativen möglich. Ein geeignetes Verfahren ist in der Britischen Patentschrift Nr. 1 370 735 beschrieben. Für die vorliegende Beschreibung wird angenommen, dass die in den Sektoren auf der Platte 1 voraufgezeichnete Servoinformation gemäss der in dieser genannten Patent-65 schritt beschriebenen Form aufgezeichnet ist.

Um Taktinformation von einer in der Nähe der Spindel 2 voraufgezeichneten Servotaktspur 8 zu lesen, ist ein fester Kopf 7 vorgesehen. Die durch den Kopf 7 erzeugten Signale werden

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vom Vorverstärker 9 verstärkt und durch den Decodierer 10 zu Der in Fig. 1 gezeigte Teil des Datenkanals enthält eine

Sektortaktimpulsen geformt, deren Vorderflanke den Anfang Lese/Schreibelektronik 22, die während der Servosektorzeit und deren Hinterflanke das Ende entsprechender Servosekto- durch das Demodulatorleitsignal auf der Leitung 15 gesperrt ren auf den Datenspuren bezeichnen. In diesem Ausführungs- wird. Letzteres Signal wird als ein Eingang an das ODER-Glied beispiel der Erfindung gibt es 72 Sektoren mit Servoinformation 512 gegeben, dessen Ausgang auf der Leitung 11 ein Leseelek-

von je 330 Bytes Länge um jede Datenspur. Entsprechend tronik-Sperrsignal darstellt. Diese Art der Schaltungssteuerung werden 72 Sektortaktimpulse mit der Länge je eines Servosek- kann auf vielerlei Weise mit einem einfachen zweistufigen tors für jede Umdrehung der Platte erzeugt. Die Impulse wer- Signal erreicht werden und braucht daher nicht näher beschrie-

den über die Leitung 13 an die Steuerlogikschaltung 14 geleitet, ben zu werden.

wo mit ihnen Demodulatorleitsignale erzeugt werden, die über 10 Das Gerät wird in den Spurzugriffsbetrieb durch ein Suchsi-

die Leitung 15 an den Servodemodulator 16 gegeben werden. gnal versetzt, das eine externe Steuereinheit 23 über die Leitung

Für das in Fig. 1 gezeigte Gerät gibt es zwei Betriebsarten. 24 an die Steuerlogikschaltung 14 liefert. Die Steuereinheit, die

Im Spurfolgebetrieb wird der Kopf 3 genau über einer gewähl- z.B. eine Datensteuerung oder ein Teil einer Rechnereinheit ten Datenspur 6 gehalten, so dass Daten in Datensektoren der sein kann, liefert auch die Anzahl der während des Zugriffs zu

Spuren zwischen jenen Servosektoren, die die Lageinformation 15 kreuzenden Spuren und die Richtung des Zugriffs. Weitere für diese Spur liefern, geschrieben oder gelesen werden können. Information von der Steuereinheit wird nicht gebraucht. In

Die Lageinformation wird vom Kopf 3 geliefert, der die Servo- diesem Ausführungsbeispiel ist die Zugriffsrichtung definiert

Sektoren der Datenspuren 6 liest. Der Demodulator 16 leitet mit einwärts, wenn sich der Kopf zur Plattenspindel hinbewegt,

von der abgetasteten Servoinformation Lagefehlersignale ab, und mit auswärts, wenn sich der Kopf von der Plattenspindel mit denen die Spurfolgeschaltung zu einer Schleife geschlossen 20 wegbewegt. Diese Richtungsinformation auf der Leitung 25

und der Kopf 3 auf herkömmliche Art auf der Spur gehalten wird durch ein zweistufiges Signal übertragen, das sich bei einer wird. Die Ableitung solcher Lagefehlersignale aus servocodier- Einwärtssuche auf seinem hohen und bei einer auswärts gerich-

ten drei-Bit grossen Mustern ist in der oben erwähnten Patent- teten Suche auf seinem niedrigen Pegel befindet. Die Anzahl schritt vollständig beschrieben. Ein Unterschied im vorliegen- der zu kreuzenden Spuren wird als binär codierte Zahl über eine den Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die Servoinforma- 25 Anzahl von Leitungen 26a bis n an die Steuerlogikschaltung 14

tion nicht kontinuierlich sondern nur während der Servosektor- geliefert. Die Steuerlogik 14 liefert die Signale an verschiedene zeit zur Verfügung steht. Der Demodulator 16 ist daher zum Teile des Gerätes, um den Kopf 3 den gewünschten Zugriff

Empfang von Daten über die Leitung 17 vom Kopf 3 nur ausführen zu lassen.

während der Servosektorzeit vorbereitet. Dieser Vorgang läuft unter Steuerung durch die über die Leitung 15 gegebenen 30 Ein Spurzugriff über n-Spuren ist in Fig. 2A als Wegkurve

Demodulatorleitimpulse, wie später noch genauer beschrieben gezeigt und in Fig. 2B als Kurve für die Geschwindigkeit des wird. Kopfes 3. Am Anfang wird der Kopf 3 über den Spuren während einer ersten Periode durch einen an das Stellglied 4 Aus einer Untersuchung des 3-Bit-Musters geht hervor, vom Stromverstärker 5 angelegten konstanten Strom beschleu-dass das resultierende Fehlersignal seine Polarität von einer 35 nigt. Der Stromverstärker selbst wird erregt durch Anschluss an Spur zur nächsten umkehrt. Wenn der Kopf also im Spurfolge- eine Spannungsquelle über den dreifachen Schalter 20, der von betrieb beispielsweise über einer ungeradzahligen Spur steht der Steuerlogik gesteuert wird. Die Dauer der Beschleunigungsund in einer bestimmten Richtung gegenüber der Spur versetzt periode wird in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, hat das erzeugte Fehlersignal eine Polarität, die derjenigen gleichgross wie die Dauer von vier Servosektorperioden entgegengesetzt ist, die erzeugt würde, wenn der Kopf in dersel- 40 gewählt, wobei eine Servosektorperiode als der Zeitabschnitt ben Richtung gegenüber einer Spur versetzt wäre, die unmittel- zwischen entsprechenden Punkten zweier aufeinanderfolgender bar neben der vorgenannten Spur liegt. Ein von der Steuerlogik Sektorimpulse und daher gleich der Dauer eines Sektortaktim-14 über die Leitung 18 an den Demodulator 16 geliefertes puises auf der Leitung 13 definiert ist. Der Strom wird so Spurpolaritätssignal invertiert das Fehlersignal für abwech- gewählt, dass der Kopf 3 nominal die Position der nächsten selnde Spuren. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das 45 benachbarten Spur, das ist die Spur ti, am Ende dieser Spurpolaritätssignal willkürlich mit einem niedrigen Pegel für Beschleunigungsperiode erreicht hat. Die vom Kopf nach kongeradzahlige Spuren und mit einem hohen Pegel für ungerad- stanter Beschleunigung über vier Sektorperioden erreichte zahlige Spuren gewählt worden. Durch dieses Spurpolaritätssi- Geschwindigkeit V ist so gross, dass beim Abschalten des Stro-gnal, das seinen Pegel in der Mitte zwischen den Spuren wech- mes im Stellglied der Kopf weiter über die Spuren mit der seit, wird der Demodulator 16 veranlasst, das Lagefehlersignal 50 Geschwindigkeit von einer Spur pro zwei Sektorperioden läuft, an seinem Ausgang im Spurfolgebetrieb über ungeradzahligen Diese Lauf geschwindigkeit wird während einer zweiten Periode Spuren unverändert zu liefern, die Polarität des Lagefehlersi- konstant gehalten, indem man das Lagefehlersignal nicht wie im gnales an seinem Ausgang im Spurfolgebetrieb über geradzahli- Spurfolgebetrieb bei jedem Sektor sondern nur bei jedem zweigen Spuren jedoch zu invertieren. Das vom Demodulator 16 ten Sektor in den Positionen über der Spur während des Zugrif-erzeugte eindeutige Lagefehlersignal wird über einen konven- 55 fes abtastet. Diese abgetasteten Signale eines jeden zweiten tionellen Vorlauf / Nachlauf-Kompensator 19 und einen dreifa- Servosektors werden in dieselbe Lageschleife eingespeist, die chen Schalter 20, dessen Kontakt a geschlossen dargestellt ist, auch im Spurfolgebetrieb verwendet wurde. Da die abgefragten an den Stromverstärker 5 geführt. Der Stromverstärker spricht Sektoren auftreten, wenn der Kopf im Zugriff die Position auf auf das kompensierte Lagefehlersignal an und erregt das Stell- die Spur kreuzt, erkennt die Lageschleife die Kopfzugriffsbewe-glied 4 so, dass der Kopf 3 in einer Richtung zur Reduzierung 60 gung nicht und reagiert auf übliche Art, indem sie das Stellglied des Lagefehlersignales auf Null bewegt wird. Solche Spurfolge- in eine Richtung antreibt, in der der Lagefehler der abgefragten Schaltungen mit geschlossener Regelschleife sind in Fachkreisen Servoimpulse auf Null reduziert wird. Die gestrichelten Kurven bekannt und werden daher nicht näher beschrieben. in Fig. 2 zeigen einen Zugriff, bei dem die Anfangsbeschleuni-

Wenn der Kopf 3 keine Servoinformation von den Servo- gung zu hoch ist, so dass der Kopf die erste Spur mit einer

Sektoren lesen muss, steht er zur Verwendung als normaler 65 Geschwindigkeit kreuzt, die über dem gewünschten Wert V

Datenaufzeichnungs- und Wiedergabekopf zur Verfügung, um liegt. Während der Auslaufperiode werden die durch Abfragen

Daten von und zum Dateneingangs/Ausgangsanschluss 21 auf eines jeden zweiten Servosektors an der Position auf der Spur herkömmliche Art zu übertragen. abgeleiteten Lagefehlersignale der geschlossenen Regelschleife

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zugeführt. Sie bremsen den Kopf 3 durch entsprechende Erre- eingeschaltet. Das Ausgangssignal dieser Sperrschaltung wird gung des Stellgliedes 4 genau wie im Spurfolgebetrieb ab. Wenn Bremssignal genannt und ist in m dargestellt.

sich der Kopf mit der gewünschten Geschwindigkeit V bewegt, 6. Ein Spurzähler 38 wird zu Beginn einer Zugriffsoperation dargestellt durch die ausgezogenen Kurven in Fig. 2, dann ist mit der Anzahl der während des Zugriffs zu kreuzenden Spuren das abgefragte Lagefehlersignal genauso gleich Null, wie wenn 5 geladen. Abwärtszählimpulse für den Zähler sind in k darge-der Kopf 3 sich im Spurfolgebetrieb genau auf der Spur be- stellt.

findet. 7. Ein dreistufiger Sektorzähler 39 zählt Sektorimpulse

Der Kopf wird am Ende der Zugriffsoperation dadurch zum während der Beschleunigungs- und der Bremsperiode. Die Stillstand gebracht, dass man ihn durch Anlegen eines konstan- Signale der drei Stufen des Zählers während des Zuzählens sind ten Stromes vom Stromverstärker 5 an das Stellglied 4 10 in f, g, bzw. h dargestellt.

abbremst, wobei die Polarität dieses Stromes derjenigen entge- Eingangs- und Ausgangsleitungen von und zur Steuerlogik gengesetzt ist, die der in der Beschleunigungsperiode angelegte 14 haben in Fig. 4 dieselben Bezugszahlen wie in Fig. 1.

Strom hatte. Wie vorher wird der Stromverstärker selbst durch Anschliessend wird die Arbeitsweise des Gerätes unter Bezug

Verbindung über den Schalter 20 mit einer Spannungsquelle auf die Fign. 1,3 und 4 beschrieben.

erregt, dieses Mal jedoch mit entgegengesetzter Polarität gegen-15

über der Beschleunigungsperiode. Da die Abbremsperiode das Spurfolgebetrieb genaue Gegenstück der Beschleunigungsperiode ist, wird sie Es wird angenommen, dass der Kopf 3 vor Einleitung einer eine Spur vor der Bestimmungsspur tn begonnen und hat eine Suchoperation im Spurfolgebetrieb über einer Datenspur t0 auf Dauer von vier Servosektorperioden. Die gestrichelten Kurven der Platte 1 steht. Die Sperrschaltungen 33,34,35,36 und 37 zeigen den Fall, in dem die Abbremsung zu stark ist, so dass der 20 der Steuerlogik sowie die Zähler 38 und 39 sind alle zurückge-Kopf die Bestimmungsspur tn unterläuft, bevor er vom Spurfol- stellt. Die Ausgangssignale der Beschleunigungs-Sperrschaltung geservo erfasst wird, das im Spurfolgebetrieb alle Servosektoren 35 und der Brems-Sperrschaltung 37 werden zu einem Signal abfragt. auf der Leitung 28 invertiert, durch das der Kontakt a des Drei-

Im Spurfolgebetrieb liegt die Servo-Abtastfrequenz bei 1,8 Stellungs-Schalters 20 geschlossen wird. So wird das Gerät KHz, im Spurzugriff nur bei 900 Hz. Für die zwei verschiedenen 25 jederzeit ausser in der Beschleunigungs- und Bremsperiode im Betriebsarten sind daher unterschiedliche Kompensatorcharak- Spurfolgebetrieb gehalten. Das Signal auf der Leitung 28 ist in q teristiken erforderlich, um diese zwei Servoschleifen zu stabili- dargestellt und wird Lageschleifen-Einschaltsignal genannt. Die sieren. Von der Steuerlogikschaltung 14 wird über die Leitung Sektortaktimpulse S in b, die über die Leitung 13 an die 27 ein Signal gegeben, um den Kapazitätswert in der Zeitschal- Steuerlogik geführt werden, werden über das UND-Glied 40 tung des Vorlaufnetzwerks des Kompensators 19 von einem 30 von der Steuerlogik 14 direkt auf die Leitung 15 weitergeleitet. Wert im Spurfolgebetrieb auf einen anderen Wert für die Spur- Die weitergeleiteten Sektortaktimpulse bilden die Demodula-adressierung umzuschalten. Dazu schaltet man ganz einfach tor-Leitimpulse (p), mit denen im Spurfolgebetrieb der Demounter Steuerung durch den hohen Signalpegel auf der Leitung dulator 16 eingeschaltet wird, um alle Sektoren der Servoinfor-27 im Spuradressierbetrieb einen weiteren Kondensator parallel mation auf der Leitung 17 abzutasten, die von der verfolgten zu dem üblichen Kondensator im Vorlauf-Netzwerk des Kom- 35 Spur abgeleitet werden. In diesem Beispiel wird angenommen, pensators 19. Die höhere Kapazität für den Vorlauf in der dass die Spur t0 eine geradzahlige Spur ist, so dass das Spurpola-

Kompensatorschaltung während der Spuradressierung reduziert ritätssignal n, das über die Leitung 18 von der Steuerlogik 14 an die Frequenz des Netzwerkes und gestattet den Betrieb mit den Demodulator 16 geliefert wird, ein Signal mit niedrigem niedrigerer Abtastfrequenz. Ausser der obenbeschriebenen Pegel ist. Die Erzeugung dieses Signales wird später noch Umschaltung der Eingangskapazität ist der Kompensator ganz 40 beschrieben. Im Spurfolgebetrieb ist schliesslich die normale herkömmlich und wird daher nicht näher beschrieben. Kompensatorcharakteristik erforderlich und somit bleibt der

Das an die Steuerlogikschaltung 14 im Spurfolgebetrieb und Kompensator 19 unverändert. Das Signal 1, das sich später als in der Spuradressierung gelieferte Steuersignal und die durch Laufsignal herausstellt, läuft von der Steuerlogik 14 über die diese Schaltung erzeugten Signale sind in Fig. 3 gezeigt. Einzel- Leitung 27 zum Kompensator 19 und ist ein Signal mit niedri-heiten der Steuerlogikschaltung 14 sind in Fig. 4 gezeigt, und 45 gern Pegel.

dazu gehören folgende Hauptbestandteile:

1. Eine Such-Sperrschaltung 33, die durch einen Suchim- 1. Spursuchbetrieb puls, Signal a, eingestellt wird, um den Anfang einer Spurzu- Eine Spurzugriffs- oder Suchoperation wird eingeleitet griffsoperation zu bezeichnen. Der Ausgang der Such-Sperr- durch ein Suchsignal a, das über die Leitung 24 an den Takteinschaltung ist als Signal c dargestellt. 50 gang der Such-Sperrschaltung 33 geht. Da der Dateneingang

2. Eine Einschaltsuch-Sperrschaltung 34, die durch das der Such-Sperrschaltung 33 permanent positiv gehalten wird, Ausgangssignal der Such-Sperrschaltung 33 eingeschaltet wird wird sie durch die Vorderflanke des Suchimpulses eingestellt, und für die Dauer des Spurzugriffs eingeschaltet bleibt. Das Das Ausgangssignal c der Such-Sperrschaltung erscheint auf der Ausgangssignal dieser Sperrschaltung wird Sucheinschaltsignal Leitung 41 und wird an den Dateneingang der Einschaltsuch-genannt und ist in d dargestellt. 55 Sperrschaltung 34 geführt. Diese wird entsprechend durch die

3. Eine Beschleunigungs-Sperrschaltung 35 wird zu Anfang Vorderflanke des nächsten Sektortaktimpulses So (b), der über einer Spurzugriffsoperation durch das Ausgangssignal der Ein- die Leitung 13 an ihren Takteingang gelangt, eingeschaltet. Das schaltsuch-Sperrschaltung 34 eingestellt und bleibt so für die resultierende Sucheinschaltsignal d auf der Leitung 28 bleibt Dauer der Beschleunigungsperiode. Das Ausgangssignal dieser während der ganzen Suchoperation hoch und wird auf der Sperrschaltung wird Beschleunigungssignal genannt und ist als 60 Leitung 31 als zweites Signal an das ODER-Glied 12 gegeben, Signal e dargestellt. dessen Ausgangssignal auf der Leitung 11 die Leseelektronik 22

4. Eine Lauf-Sperrschaltung 36 wird am Ende der Beschleu- während der Spurzugriffszeit sperrt. Mit dem Ausgangssignal nigungsperiode eingestellt und bleibt in diesem Zustand für die der Sperrschaltung 34 wird auch die Beschleunigungs-Sperr-Dauer der Laufperiode mit konstanter Geschwindigkeit. Das Schaltung 35 eingestellt. Das Lageschleifeneinschaltsignal q auf Ausgangssignal dieser Sperrschaltung wird Laufsignal genannt 65 der Leitung 28 fällt entsprechend auf seinen niedrigen Pegel und ist als Signal 1 dargestellt. und der Kontakt a des Schalters 20 wird geöffnet und somit die

5. Eine Brems-Sperrschaltung 37 wird am Ende der Laufpe- Lageschleife unterbrochen. Während der Einschaltzeit der riode eingeschaltet, und bleibt für die Dauer der Bremsperiode Beschleunigungs-Sperrschaltung wird ein Steuersignal entweder

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auf die Leitung 29 oder auf die Leitung 30 gegeben, um die stellt wird. Während dieser Konstant-Geschwindigkeitsphase Kontakte b oder c des Schalters 20 gemäss späterer Beschrei- oder Laufphase ist das UND-Glied 40 wegen des Null-Standes bung zu schliessen. Von der gewünschten Zugriffsrichtung hängt der Stufe 1 des Zählers 39 eingeschaltet und liefert jeden es ab, welcher dieser beiden Schalterkontakte geschlossen wird. zweiten Sektortaktimpuls (p) auf die Leitung 15 zu den Sektorin der für die Einwärts- und Auswärtssuche angenommenen 5 zeiten S4, S6 . . . um jedes zweite auf der Leitung 17 erschei-Schreibweise wird der Kontakt b geschlossen, um den Stromver- nende Servosektorsignal an den Demodulator 16 zu leiten. Die stärker 5 mit einer Quelle positiven Potentials (+V) zu verbin- an den Demodulator 16 geleiteten Sektorsignale sind diejeni-den und eine Beschleunigung in Einwärtsrichtung zu erzeugen, gen, die auftreten, wenn der Kopf bei seinem Zugriff zu den die für eine Einwärtssuche gebraucht wird, wogegen der Kon- Spuren über die korrekte Lage auf der betreffenden Spur läuft, takt c geschlossen wird, um den Stromverstärker 5 mit einer , 0 Da die Servoabtastfrequenz jetzt halbiert ist, muss jetzt die Quelle negativen Potentials (—V) zu verbinden und eine Charakteristik des Kompensators 19, wie oben erklärt, verän-Beschleunigung in der für eine Auswärtssuche erforderlichen dert werden. Das Laufsignal auf der Leitung 27 wird als Kom-Auswärtsrichtung zu erzeugen. pensator-Modifiziersignal geliefert, um die Charakteristik wie Das UND-Glied 40 wird eingeschaltet, um über die Leitung oben beschrieben umzuschalten. Wenn sich der Kopf während 13 gelieferte Sektorimpulse S nur dann weiterzuleiten, wenn der 15 des Zugriffs weiter über die Spuren t bewegt, ändert das über Ausgang des ODER-Glieds 83 d.h. die Leitung 84 auf hohem die Leitung 18 an den Demodulator 16 gelieferte Spurpolari-Pegel liegt. Wenn der Pegel am Ausgang der Sucheinschalt- tätssignal n die Polarität, um dem Demodulator das Überqueren Sperrschaltung 34 ansteigt, so wird dieser Eingang zum UND- geradzahliger und ungeradzahliger Spuren anzuzeigen. Die Glied 40 gesperrt, wie es durch die Impulse in o gezeigt ist. Lageschleife benutzt die unter Steuerung mittels der Demodula-Daher werden über die Leitung 15 während der Beschleuni- 20 tortaktimpulse p auf der Leitung 15 durch den Demodulator 16 gungsperiode keine Sektortaktimpulse p an den Demodulator geleiteten Positionsfehlersignale und das Spurpolaritätssignal n 16 geliefert. Das Einschaltsuchsignal auf der Leitung 31 wird auf der Leitung 18 dazu, die Laufgeschwindigkeit des Kopfes im weiterhin an einen Eingang des UND-Gliedes 43 gegeben, wesentlichen konstant zu halten.

dessen anderer Eingang mit Sektortaktimpulsen auf der Leitung Wenn der Kopf die vorletzte Spur t„_ ! des Zugriffs erreicht,

13 gespeist wird. Die Sektortaktimpulse in b werden daher 25 dann erscheint ein Signal auf der Leitung 53, das über das während der Einschaltsuchzeit durch das UND-Glied 43 zur UND-Glied 55 und die Leitung 56 geführt wird, um die Lauf-

Ausgangsleitung 44 gegeben und durch den dreistufigen Binär- Sperrschaltung 36 zurückzustellen. Das UND-Glied 55 wird,

zähler 39 gezählt. Bei dieser Schaltungsanordnung wird der zum um dieses Rückstellsignal weiterzuleiten, durch zwei weitere

Einstellen der Einschaltsuch-Sperrschaltung 34 verwendete Signale vorberei , von denen das eine das Laufsignal auf der

Sektortaktimpuls Sc selbst über das UND-Glied 43 weitergelei- 30 Leitung 27 und das andere ein Signal ist, das geliefert wird,

tet und als erster Impuls vom Zähler 39 gezählt. Der fünfte wenn die Stufe 1 des Zählers 39 auf Null steht. Dieses letzte

Sektortaktimpuls S4 markiert das Ende der Beschleunigungspe- Signal erhält man durch Invertieren des Ausganges auf der riode. Jetzt sind vier Sektorperioden abgelaufen und der Kopf Leitung 46. Dadurch und bei Vorhandensein des Signales für liegt über der ersten Spur tt des Zugriffs. Das über die Leitung die vorletzte Spur auf der Leitung 53 ergibt sich genaue Taktie-

46 an die Stufe 1 und über die Leitung 47 an die Stufe 3 des 35 rung für die Schaltoperation durch den Sektorimpuls Sx-4, der

Zählers angeschlossene UND-Glied 45 fühlt das Erreichen des den Beginn der Bremsperiode der Zugriffsoperation anzeigt.

Zählstandes 5 bei Empfang des fünften Sektortaktimpulses S4 Das Laufsperrschaltungs-Rückstellsignal auf der Leitung 56

ab. Sein Ausgangssignal auf der Leitung 48 wird selbst einem wird über das ODER-Glied 61 und die Leitung 62 geführt, um weiteren UND-Glied 49 eingegeben, das durch das Beschleuni- die Anzeige des Sektortaktimpulszählers 39 zu löschen. Das gungssignal auf der Leitung 42 von der Beschleunigungs-Sperr- 40 Ende des Signals auf der Leitung 27 schaltet den Kompensator

Schaltung 35 her vorbereitet ist. Mit dem durchgeschalteten 19 am Ende der Zugriffsoperation in den nicht modifizierten

Signal auf der Ausgangsleitung 50 des UND-Gliedes 49 wird Zustand und macht ihn so für die normale Spurverfolgung die Beschleunigungs-Sperrschaltung 35 zurückgestellt und bereit.

damit die Beschleunigungsperiode nach vier Sektorperioden beendet, siehe Signal e. Das Signal auf der Leitung 29 oder der 45 3. Bremsperiode

Leitung 30 wird zu diesem Zeitpunkt ebenfalls beendet und der Die Brems-Sperrschaltung 37 wird durch das Rückstellsi-Kontakt b oder c des Schalters 20 wieder geöffnet. Das Lage- gnal zur Laufsperrschaltung auf der Leitung 56 und das Signal schleifeneinschaltsignal q auf Leitung 28 wird angehoben als für die vorletzte Spur der Leitung 53, die durch das UND-Glied Invertierung des Ausgangs der Beschleunigungs-Sperrschaltung 59 über die Leitung 60 geführt werden, eingestellt. Das Bremsund der Kontakt a des Schalters 20 wird geschlossen, um die 50 signal m erscheint auf der Ausgangsleitung 64 und wird dazu Lageschleife wieder zu schliessen. Das Beschleunigungsrück- benutzt, ein Signal auf der Leitung 30 oder der Leitung 29 stellsignal auf der Leitung 50 wird über das ODER-Glied 61 anzuheben, um entweder den Kontakt c oder den Kontakt b des und die Leitung 62 geführt, um den Zähler 39 auf Null zurück- Schalters 20 zu schliessen. Welcher der beiden Schalterkontakte zustellen. geschlossen wird hängt von der Richtung des ausgeführten

55 Zugriffs ab. Wenn z.B. der Kontakt b geschlossen wurde, um

2. Periode der konstanten Geschwindigkeit eine Beschleunigung zur Einwärtssuche auszulösen, dann wird

Mit dem durchgeschalteten Signal auf der Leitung 50 vom der Kontakt c geschlossen, um am Ende des Zugriffs abzubrem-

UND-Glied 49 wird ausserdem die Lauf-Sperrschaltung 36 sen. Wenn andererseits der Kontakt c geschlossen wurde, um oder die Sperrschaltung für konstante Geschwindigkeit einge- eine Beschleunigung für die Auswärtssuche auszulösen, dann stellt. Das Signal auf der Leitung 50 wird an einen Eingang des 60 wird der Kontakt b geschlossen, um am Ende des Zugriffs

UND-Gliedes 51 gelegt, das durch ein Signal auf seinem ande- abzubremsen. Da die Lauf-Sperrschaltung zurückgestellt ist, ist ren Eingang 52 während der gesamten Suchoperation ausser das UND-Glied 85 gesperrt, und es werden keine Demodula-

beim Überqueren der letzten Spur eingeschaltet ist. Das Rück- torleitimpulse p durch das UND-Glied 40 über die Leitung 15

stellsignal für die Beschleunigungs-Sperrschaltung wird daher an den Demodulator 16 geleitet.

gleichzeitig über das UND-Glied 51 geleitet, um die Lauf- h5 Das Ende der Bremsperiode und der gesamten Zugriffsope-

Sperrschaltung 36 einzustellen. Diese bleibt eingestellt und ration wird durch den fünften Sektortaktimpuls Sx angezeigt,

liefert ein Laufsignal 1 an ihrem Ausgang bis zum Erreichen der der vom Zähler 39 während der Bremsperiode gezählt wird,

vorletzten Spur des Zugriffs, wenn die Sperrschaltung zurückge- Dieser wird vom UND-Glied 63 erfasst, das während der

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gesamten Bremsperiode durch das Bremssignal m auf der Leitung 64 eingeschaltet ist, und von der Stufe 3 des Zählers 39 als Rückstellsignal für die Brems-Sperrschaltung 37 auf die Leitung 65 gegeben. Mit demselben Signal werden sowohl die Such-Sperrschaltung 33 als auch die Einschaltsuch-Sperrschaltung 34 5 zurückgestellt und der Zähler 39 über das ODER-Glied 61 gelöscht und somit die Spurzugriffsoperation beendet. Die Bremsperiode dauert vier Sektorperioden lang und am Ende dieser Zeit steht der Kopf über der Bestimmungsspur tn. Vom UND-Glied 63 wird das Ausgangssignal über die Leitung 32 zur 10 Steuereinheit 23 geführt, um den Abschluss der Zugriffsoperation anzuzeigen. Das Lageschleifeneinschaltsignal q wird auf der Leitung 28 nocheinmal angehoben, da die von der Beschleunigungs- und der Brems-Sperrschaltung 35 bzw. 36 stammenden Signale Null sind, und zwar um die Lageschleife für die Spurver- 15 folgung über der Bestimmungsspur tn zu schliessen. Alle nachfolgenden Signale der Servosektoren auf der Leitung 17 werden danach an den Demodulator 16 geleitet und die normale Spurverfolgung wird fortgesetzt, bis weitere Suchbefehle von der externen Steuereinheit 23 empfangen werden. 20

Bei der bisher beschriebenen Arbeitsweise der Steuerlogik 14 wurde angenommen, dass ein Signal auf der Leitung 53 erzeugt wird, das anzeigt, wann der Kopf 3 die vorletzte Spur des Zugriffs erreicht. Dieses Signal wird durch die Spurzählerschaltungen erzeugt, die anschliessend beschrieben werden. 25

Arbeitsweise des Spurzählers

Signale die in binärer Form die Anzahl der zu kreuzenden Spuren darstellen, werden über die Eingangsleitungen 26a bis 26n des Spurzählers 38 geliefert. Der Zähler wird mit dieser 30 Zahl geladen, wozu ihn das Einschaltsignal der Such-Sperrschaltung 33 steuert, deren Ausgangsleitung 41 mit dem Ladeeingang des Zählers 38 verbunden ist. Der Zähler 38 wird am Anfang durch einen Impuls Ap (k) aus der monostabilen Kippschaltung 66 um Eins heruntergesetzt. Letztere wird durch das 35 Erscheinen des Sucheinschaltsignales auf der Leitung 31 ange-stossen, und liefert einen Abwärtszählimpuls über das ODER-Glied 71 und die Leitung 70. Da der Inhalt des Zählers zu Beginn der Zugriffsoperation um Eins heruntergesetzt und danach beim Kreuzen einer Spur wieder jeweils um eine Einheit 40 erniedrigt wird, ist der Zählerstand, gleich Null, wenn die vorletzte Spur tn_1 des Zugriffs erreicht ist. Ein mit jeder Stufe des Zählers 38 über die Leitungen 73a bis 73n verbundenes Null-Abfühlglied 72 fühlt daher den Null-Stand einer jeden der n Stufen des Zählers ab und liefert das Signal für die vorletzte 45 Spur auf seiner Ausgangsleitung 53.

Das nachfolgende Abzählen im Zähler erfolgt jeweils in der Position über der Spurmitte. Als nächstes wird daher der Stand des Zählers 38 zur Zeit des Sektortaktimpulses S2 während der Beschleunigungsperiode herabgesetzt. Das geschieht durch so Abfühlen der Zahl 3 des Sektortaktimpulszählers 39 im UND-Glied 74, das durch die Leitung 46 mit der Stufe 1 und durch die Leitung 75 mit der Stufe 2 des Zählers verbunden ist. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 74 wird, um die monostabile Kippschaltung 67 auszulösen, über ein weiteres UND-Glied 76 55 geleitet, das während der Beschleunigungsperiode eingeschaltet ist. Der Kippimpuls Bp (k) wird als ein Abwärtszählimpuls über das ODER-Glied 71 an den Zähler 38 geleitet. Die Mittellagen der Datenspuren treten in der Periode der konstanten Geschwindigkeit oder der Laufperiode jeweils mit der Vorderkante der ungeraden Sektortaktimpulse S5, S7 . . .auf.Somit leitet das während der Laufperiode eingeschaltete UND-Glied 77, das mit der Leitung 46 des Zählers 39 verbunden ist, die Einer der ersten Stufe dieses Zählers zum Kippen an die monostabile Kippschaltung 68, welche dadurch Abwärtszählim-pulse Cp während der Laufperiode erzeugt. Da der Spurzähler 38 den Wert Null erreicht, wenn die vorletzte Spur erreicht ist, wird sein Stand während der Bremsphase nicht weiter vermindert. Die Halbspurposition wird jedoch durch das UND-Glied 78 abgefühlt, das ein Signal auf der Leitung 79 von dem Drei-Erkennungs-UND-Glied 74 und ein weiteres Signal über die Leitung 64 empfängt, um während der Bremsperiode eingeschaltet zu werden. Ein Ausgangssignal auf der Leitung 80 löst die monostabile Kippschaltung 69 aus und erzeugt den Impuls Dp. Diese Impulse werden auch für die Bildung des Spurpolari-tätssignales n benutzt.

Mit dem Spurpolaritätssignal wird jedesmal von einer Stufe zur anderen umgeschaltet, wenn eine Spur gekreuzt wird. Ein Spurpolaritäts-Flip-Flop 81 wird daher durch die Spurkreuzimpulse Bp, Cp ;... Dp, die vom ODER-Glied 82 an seinen Eingang gegeben werden, umgeschaltet und erzeugt das Spur-polaritätssignal auf der Leitung 18. Das Spurpolaritätssignal auf Leitung 18 wird mit dem Beschleunigungssignal auf Leitung 42 und dem Bremssignal auf Leitung 64 logisch kombiniert, um festzustellen, welcher Kontakt b oder c des Schalters 20 während der Beschleunigungs- und Bremsperiode geschlossen ist. Die Logik besteht aus vier UND-Gliedern 87,88,89 und 90 und zwei ODER-Gliedern 91 und 92. Die Arbeitsweise der Logikschaltung ist selbstverständlich und die vier möglichen Bedingungen lassen sich wie folgt zusammenfassen:

1. Beschleunigung während einer Einwärtssuche, Leitung

29 ist erregt und schliesst den Kontakt b des Schalters 20.

2. Beschleunigung während einer Auswärtssuche, Leitung

30 ist erregt und schliesst den Kontakt c des Schalters 20.

3. Bremsen während einer Einwärtssuche, Leitung 30 ist erregt und schliesst den Kontakt c des Schalters 20.

4. Bremsen während einer Auswärtssuche, Leitung 29 ist erregt und schliesst den Kontakt b des Schalters 20.

Obwohl in der hiermit abgeschlossenen Beschreibung der Erfindung ein Servosystem mit Sektoren beschrieben wurde, lässt sich die Erfindung natürlich genausogut anwenden auf Anlagen, in denen die Servoinformation kontinuierlich zur Verfügung steht. Die Servoinformation muss lediglich zu Zeiten abgefragt werden können, an denen die Lage des sich über die Spuren bewegenden Kopfes jeweils genau mit einer Spur zusammenfällt. Die Zugriffssteuerung braucht natürlich nicht auf eine Periode mit konstanter Geschwindigkeit eingeschränkt zu werden, sondern lässt sich bei jedem Profil der Zugriffsgeschwindigkeit unter der Voraussetzung anwenden, dass die Zeiten der Positionen des Kopfes auf der Spur bekannt sind. Die beschriebene Anwendung der Erfindung auf ein Magnetplattengerät stellt insofern keine Einschränkung dar, als sich die Erfindung mit gleicher Wirkung auch bei anderen Lagesteuerungen verwenden lässt. Schliesslich braucht die Servoinformation nicht magnetisch aufgezeichnet zu sein, sondern sie kann beispielsweise auch optisch gespeichert sein.

C

4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

617 030 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Steuern von Zugriffsbewegung und Lageeinstellung eines Schreib/Lesekopfes (3) über Datenspeicherspuren (6), wobei das bewegte Speichermedium (1) zusätzlich auf den Datenspuren in Sektoren voraufgezeichnete Servoinfor-mation sowie in wenigstens einer Separatspur (8) Taktinforma-tion zur Erzeugung von Servo- bzw. Taktsignalen beim Lesen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass durch Steuermittel (14, 16,19) von den Servosignalen Lagefehlersignale abgeleitet werden, die in Amplitude und Polarität Grösse bzw. Richtung der Lageabweichung des Kopfes (3) von der Mitte einer Datenspur (6) anzeigen, dass die Lagerfehlersignale während der Spurverfolgung an einen mit dem Kopf gekoppelten Stellme-chanismus (4) abgegeben werden, wodurch dieser den Kopf (3) in einer Richtung zur Verminderung des Lagefehlers bewegt, dass ferner während einer Spurzugriffsoperation durch die genannten Steuermittel die Servosignale zu Zeitpunkten abgetastet werden, die auf Übereinstimmung mit der richtigen Lage des Kopfes beim Überqueren von Datenspuren (6) vorausberechnet sind, und dass schliesslich durch die letztgenannte Abtastung weitere Lagefehlersignale abgeleitet und an den genannten Stellmechanismus (4) geführt werden, so dass letzterer die Geschwindigkeit der Zugriffsbewegung des Kopfes (3) über den Datenspuren (6) in Abhängigkeit von den weiteren Lagefehlersignalen ändert.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Spurzugriffsoperation in einer ersten Periode der Stellmechanismus (4) gespeist wird, um dem Kopf (3) zum Überqueren der Datenspuren (6) eine vorgegebene Geschwindigkeit zu verleihen, dass in einer zweiten Periode die genannte Abtastung der Servosignale zu vorausberechneten Zeitpunkten und die anschliessende Ableitung weiterer Lagefehlersignale, sowie deren Weiterleitung an den Stellmechanismus (4) während der Bewegung des Kopfes (3) mit der vorgegebenen Geschwindigkeit vorgenommen wird, derart dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes (3) während der genannten zweiten Periode annähernd konstant bleibt, und dass schliesslich in einer dritten Periode der Stellmechanismus (4) so gespeist wird, dass die Kopfbewegung gebremst und der Kopf (3) am Ende der Operation über einer vorgegebenen Datenspur (6) zur Ruhe gebracht wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Taktverarbeitungsmittel (9,10) den genannten Steuermitteln (14,16,19) das zeitliche Auftreten und die Breite der Servosektoren längs der Datenspuren übermittelt wird.

4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (14,16,19) eine Schreib/Leseschaltung (22) derart steuern, dass Daten jeweils in den Spuren (6) zwischen den Servosektoren speicherbar bzw. von diesen abfühlbar sind.

5. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch wenigstens eine Schaltvorrichtung (40), die in den genannten Steuermitteln (14,16,19) enthalten ist und auf Taktinformation anspricht, die beim Lesevorgang erscheinenden Servosignale erfasst und mit deren Hilfe die Bewegung des genannten Stellmechanismus (4) während des Spurzugriffs bzw. der Spurverfolgung gesteuert werden.

6. Verfahren nach den Patentansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass während der Spurverfolgung die genannten Steuermittel (14,16,19) die Ableitung der Lagefehlersignale basierend auf allen Servosektoren einer Datenspur (6) vornehmen, dass aber während einer Spurzugriffsoperation zur Ableitung von Lagefehlersignalen die Servosektoren nur während der genannten zweiten Periode im vorausberechneten Zeitpunkt der Spurüberquerung durch den Kopf (3) abgetastet werden.

7. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Kompensatorschaltung (19) eine Phasenkompensation der Lagefehlersignale vorgenommen wird und dass in Abhängigkeit von Signalen der Steuermittel (14,16,19) für Spurverfolgung ein erster Kompensationswert und für Spurzugriff ein zweiter Kompensationswert eingestellt wird, s

8. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die genannten Steuermittel {14,16,19) der Stellmechanismus (4) während der ersten erwähnten Periode derart gespeist wird, dass an deren Ende der Kopf die Datenspuren (6) mit einer Geschwindigkeit von einem Spurabstand io im Zeitintervall von zwei Servosektoren überquert.