JP4459094B2 - 媒体記憶装置及び媒体記憶装置の媒体の回転同期処理方法。 - Google Patents

Description

本発明は、媒体にデータをヘッドで記録する媒体記憶装置及び媒体の回転同期処理方法に関し、特に、媒体の回転ジッタを見込んで、設けた回転ジッタギャップを減少するための媒体記憶装置及び媒体の回転同期処理方法に関する。

近年のデータ電子化処理の要求により、データを記憶する磁気ディスク装置や光ディスク装置の媒体記憶装置に、大容量化が要求されている。このため、ディスク媒体は、益々トラック密度や記録密度が高くなっている。しかも、トラック上の無駄な領域の減少が要求されている。

図１３は、ディスク上の１トラックのフォーマットは、サーボ領域１００に引き続き、データ領域１０２が設けられ、サーボ領域１００で、位置決め情報の取得やデータ領域の開始を知るため、設けられる。例えば、１トラックで、このサーボ領域１００とデータ領域１０２の対が、１０個連続する。

図１３は、ディスクの回転の時間軸上で表示してある。ディスクの回転ジッタや、偏心が全くない場合には、図１３の上段のように、サーボ領域１００やデータ領域１０２の間隔は、全て同一の「Ａ」となる。一方、図１３の下段に示すように、ディスクの回転ジッタや偏心がある場合には、サーボ領域１００やデータ領域１０２の間隔は、「Ａ１」，「Ａ２」、「Ａ３」のように、一定とならない。このため、サーボ領域１００からの時間で、リード／ライト動作を制御する場合には、データ領域が一定でないため、データ領域全部を使用できない。

このため、図１４のように、データ領域１０２の前後に、ギャップ領域１０４を設け、且つデータ領域１０２の前に、プリアンブル領域１０６を設けて、この変動を吸収している。即ち、図１４の上段のように、サーボ領域１００内のサーボマークの検出（ＳＳＭ ｆｏｕｎｄ）を契機に、各データ領域１０２のセクタパルス、リードゲート（ライトゲートも同様）を生成していた。これにより、回転ジッタや偏心が発生しても、図１４の下段に示すように、リードゲートは、少なくとも、データ領域１０２をカバーできる（例えば、特許文献１参照）。

この方法は、サーボマークの検出から、固定の周波数のクロックを計数し、リードゲートを生成するものであった。このため、図１４に示すように、サーボゲートやリードゲート（ライトゲートも同様）は、データ領域１０２と完全に一致せず、データ領域１０２とずれる。このため、ずれても大丈夫なように、ギャップ領域１０４の長さが必要となる。この長さは、設計上で決定され、想定される装置の最大の偏心量やディスクの最大の回転変動量を見積もったものであった。

図１５に示すように、このサーボ間隔を測定することにより、周波数補正量を計算し、リードゲート／ライトゲート／サーボゲートの開始位置（タイミング）を制御することにより、ディスクの偏心や回転変動があっても、リードゲートとデータ領域の同期関係を、維持する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法は、ＤＳＷ（Ｄｉｓｋ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｗｒｉｔｅ）方式と呼ばれている。
特開平１１−０３１３５８号公報（図１） 特開２００２−１３３７７１号公報（図４）

近年の装置の小型化の要求により、かかるディスク記憶装置も、小型のサーバやモバイル機器（例えば、ノート型パーソナルコンピュータや携帯型ＡＶ（Audio/Visual）機器）へ搭載されている。このため、振動や温度変化等の外部環境を受け易い環境で使用される。このため、サーボ同期マークを誤って検出する可能性がある。

このため、従来のサーボ同期マークの間隔の測定から、リードゲートやライトゲートを制御する（クロック周波数を変更する）方法では、誤ってサーボ同期マークを検出した場合には、ＤＳＷ方式を有効に利用できず、データ破壊等の可能性が生じる。

更に、サーボ間隔マークの測定誤差が有り得るため、同様に、ＤＳＷ方式を有効に利用できず、データ破壊等の可能性が生じ、ディスク記憶装置のデータ信頼性を低下する。

従って、本発明の目的は、サーボ同期マークの誤検出を検出し、ＤＳＷ方式を有効に利用するための媒体記憶装置及び媒体記憶装置の媒体の回転同期処理方法を提供することにある。

又、本発明の他の目的は、サーボ同期マークが正しく検出したことを判定して、サーボ同期マークの間隔を使用して、ＤＳＷ方式を有効に利用するための媒体記憶装置及び媒体記憶装置の媒体の回転同期処理方法を提供することにある。

更に、本発明の更に他の目的は、サーボ同期マークの間隔の測定ばらつきを吸収して、ＤＳＷ方式を有効に利用するための媒体記憶装置及び媒体記憶装置の媒体の回転同期処理方法を提供することにある。

更に、本発明の更に他の目的は、サーボ同期マークが何らかの原因で検出されなくても、ＤＳＷ方式を有効に利用するための媒体記憶装置及び媒体記憶装置の媒体の回転同期処理方法を提供することにある。

この目的の達成のため、本発明の媒体記憶装置は、１トラックに、サーボ同期マークとグレイコードとフレーム番号とを含むサーボ情報が所定間隔で書き込まれた記憶媒体のトラックのデータのリード及びライトのいずれかを行うヘッドと、回転する前記記憶媒体の所望トラックに前記ヘッドを位置付けるアクチュエータと、前記記憶媒体の回転に同期するタイミングで、データを前記ヘッドで前記記憶媒体にライト又はリードする制御を行うコントローラと、前記コントローラがサーボタイミング信号で、前記ヘッドの読み取り出力から検出し、復調した前記サーボ情報の前記サーボ同期マークの間隔から前記コントローラの同期タイミングを補正する処理ユニットとを有し、前記処理ユニットは、前記コントローラで検出した前記サーボ同期マークの検出信号と、前記サーボ同期マークに引き続くグレイコードとフレーム番号とから前記サーボ同期マークの検出の正常性を判定し、前記サーボ同期マークの検出信号を受信し、且つ前記グレイコードとフレーム番号とが、予定されたグレイコードとフレーム番号であると判定した場合に、前記サーボ同期マークが正しく検出されたと判定し、前記サーボ同期マークの検出信号の間隔を計数して得た前記サーボ同期マークの間隔から前記コントローラの同期タイミングを補正する。

又、本発明の媒体記憶装置の回転同期処理方法は、１トラックに、サーボ同期マークとグレイコードとフレーム番号とを含むサーボ情報が所定間隔で書き込まれた記憶媒体のトラックのデータをヘッドで読み取るステップと、コントローラが、前記記憶媒体の回転に同期するタイミングで、データを前記ヘッドで前記記憶媒体に対し、ライト又はリードする制御を行うステップと、前記コントローラが、サーボタイミング信号で、前記ヘッドの読み取り信号から検出し、復調した前記サーボ同期マークの検出信号と、前記サーボ同期マークに引き続くグレイコードとフレーム番号とから、処理ユニットが、前記サーボ同期マークの検出の正常性を判定するステップと、前記コントローラが、前記サーボ同期マークの検出信号を受信し、且つ前記グレイコードとフレーム番号とが、予定されたグレイコードとフレーム番号であると判定して、前記サーボ同期マークが正しく検出されたと判定し、前記サーボ同期マークの検出信号の間隔を計数して得た前記サーボ同期マークの間隔から前記同期のタイミングを補正するステップを有する。

更に、本発明では、好ましくは、前記処理ユニットは、前記サーボ同期マークに引き続く前記サーボ同期マーク以外のサーボ情報から前記サーボ同期マークの検出の正常性を判定する。

更に、本発明では、好ましくは、前記処理ユニットは、前記判定結果が正常である時に、前記サーボ同期マークの間隔をローパスフィルタ処理し、処理結果の前記サーボ同期マーク間隔から前記コントローラの同期タイミングを補正する。

更に、本発明では、好ましくは、前記処理ユニットは、前記判定結果が正常でない時に、過去の前記サーボ同期マークの間隔の補間処理により、予測した前記サーボ同期マークの間隔を計算し、前記予測したサーボ同期マークから前記コントローラの同期タイミングを補正する。

更に、本発明では、好ましくは、前記コントローラは、クロックを発生するクロック源と、前記クロックから前記回転同期タイミング信号を生成するタイミング生成回路とを有し、前記処理ユニットは、前記タイミング生成回路の前記クロックの周波数補正量を計算し、前記コントローラにセットする。

更に、本発明では、好ましくは、前記処理ユニットは、前記記憶媒体の回転に同期したサーボゲート信号に応じて、前記同期タイミングの補正処理を開始する。

更に、本発明では、好ましくは、前記コントローラは、前記クロック源のクロックに基づいて、前記サーボ同期マーク検出時刻を計数する計数カウンタを有し、前記処理ユニットは、前記記憶媒体の回転に同期したサーボゲート信号に応じて、前記計数カウンタの計数値を読み込み、前記同期タイミングの補正処理を実行する。

更に、本発明では、好ましくは、前記コントローラのタイミング生成回路は、前記クロックからサーボタイミング信号を生成するサーボタイミング生成回路と、前記クロックからデータタイミング信号を生成するデータタイミング生成回路と、前記クロックからライトタイミング信号を生成するライトタイミング生成回路とを有する。

更に、本発明では、好ましくは、前記コントローラは、前記サーボタイミング生成回路の前記サーボタイミング信号に応じて、サーボゲート信号、リードゲート信号、ライトゲート信号を生成するゲート信号生成回路を更に有する。

更に、本発明では、好ましくは、前記コントローラは、前記サーボタイミング信号と前記データタイミング信号に応じて、前記ヘッドの読み取り信号から前記サーボ情報とリードデータを出力する検出回路を更に有する。

本発明では、回転記憶媒体のサーボ同期マーク間隔の測定結果から周波数の補正量を計算する際に、サーボ同期マークが正しく検出されたかを、３段階のチエック、即ち、サーボ同期マークの検出信号の有無、グレイコードの正常性、フレーム番号の正常性を判定するため、誤って検出されたＳＳＭ間隔を使用して、同期タイミングを変更することを防止でき、データ破壊の危険性を防止できる。即ち、サーボタイミング信号で、サーボ情報を抽出し、サーボ同期マーク、グレイコード、フレーム番号を復調するため、サーボ同期信号が誤って検出されると、サーボ同期信号の検出信号、サーボ同期信号以降のグレイコード、フレーム番号も異常な値に復調されるから、検出信号の有無、グレイコードの正常性、フレーム番号の正常性を判定することにより、サーボ同期マークが正しく検出されたことを正確に且つ簡単に判定できる。

以下、本発明の実施の形態を、媒体記憶装置、周波数補正回路、周波数補正処理、周波数補正の制限処理、他の実施の形態の順で説明する。

［媒体記憶装置］
図１は、本発明の一実施の形態の媒体記憶装置の構成図、図２は、図１の媒体のサーボ領域とデータ領域の説明図である。図１は、媒体記憶装置として、磁気媒体にデータをリード／ライトする磁気媒体装置（ＨＤＤ）を例に示す。

図１に示すように、磁気ディスク装置１０は、パーソナルコンピュータに内蔵され、パーソナルコンピュータのホスト（図示せず）とＡＴＡ（ＡＴ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）規格等のインターフェースのケーブル（図示せず）で接続される。

磁気ディスク装置１０は、磁気ディスク１９と、磁気ディスク１９を回転するスピンドルモータ２０と、磁気ディスク１９にデータをリード／ライトする磁気ヘッド２５と、磁気ヘッド２５を磁気ディスク１９の半径方向（トラック横断方向）に移動するアクチュエータ（ＶＣＭ）２２とを備える。

又、制御部として、ＨＤＣ（Hard Disk Controller）１２と、データバッファ１４と、ＭＰＵ１１と、メモリ（ＲＡＭ）１３と、リードチャネル回路１６と、ヘッドＩＣ１８と、スピンドルモータドライバ２１と、ＶＣＭドライバ２３と、これらを接続するバス１７とを備える。

ＨＤＣ１２は、ホストからタスクをセットするタスクファイルを有するインターフェース制御回路と、データバッファ１４を制御するデータバッファ制御回路とを有する。リードチャネル回路１６は、リードデータの復調やライトゲートの生成を行う。

データバッファ１４は、キャッシュメモリの役目を果たし、ホストからのライトデータを保存し、磁気ディスク１９からのリードデータを保存する。そして、ライトバック時には、データバッファ１４のライトデータを、磁気ディスクにライトし、リード時には、データバッファ１４のリードデータを、ホストへ転送する。

ヘッドＩＣ１８は、ライト時は、ライトデータに従い、磁気ヘッド２５に記録電流を流し、リード時は、磁気ヘッド２５からの読取信号を増幅して、リードチャネル回路１６に出力する。スピンドルドライバ２１は、スピンドルモータ２０を回転駆動する。ＶＣＭドライバ２３は、磁気ヘッド２５を移動するＶＣＭ２２を駆動する。

ＭＰＵ（Micro Processor）１１は、磁気ヘッド２５の位置制御、リード／ライト制御、リトライ制御を行う。メモリ（ＲＯＭ／ＲＡＭ）１３は、ＭＰＵ１１の処理に必要なデータを格納する。このリードチャネル回路１６に、図５で後述する周波数補正回路を含むリード／ライトタイミング回路３が設けられ、ＨＤＣ１２には、サーボロジック回路４が設けられ、ＭＰＵ１１は、このタイミング回路３とサーボロジック回路４と連携して周波数補正処理２８を実行する。

図２は、磁気ディスク１９におけるトラックとデータの関係図である。ここでは、１つのトラックに、８つのサーボ領域１００とデータ領域１０２とを設けた例を示す。図２に示すように、インナー側トラック１９Ａでも、アウター側トラック１９Ｂでも、１つのトラックに、８つのサーボ領域１００とデータ領域１０２とが設けられる。

図３は、サーボ領域１００の構成図である。サーボ領域１００に書き込まれるサーボ情報は、サーボ・プリアンブル、ＳＳＭ（サーボ同期マーク）、グレイコード（シリンダ又はトラック番号）、フレーム番号（セクタ番号）、位置エラー検出信号（例えば、４相バースト信号）からなる。

グレイコードは、そのトラックのシリンダ番号又はトラック番号を示し、フレーム番号は、そのトラック内のフレーム又はセクタ番号を示す。１フレームが、複数セクタで構成されている場合には、フレーム番号を示す。位置エラー検出信号は、通常、そのトラックの中心とヘッド位置とのずれ量を検出するために、使用される。

図４は、図１の構成の周波数補正処理のタイムチャート図である。図４に示すように、サーボゲート信号により、磁気ヘッド２５の読み取り信号からサーボ情報（図３参照）を抽出し、サーボ同期マークＳＳＭが検出される。このサーボ同期マークＳＳＭの検出により、ＭＰＵ１１が、図６で説明する周波数補正処理（ファームウェア処理）２８を実行し、周波数補正量を計算し、リードチャネル回路１６のリード／ライトタイミング回路３にセットする。これにより、リード／ライトタイミング回路３は、サーボゲート、リードゲート、ライトゲート、リードクロック、ライトクロックを、この周波数補正量に応じて、修正する。

［周波数補正回路］
図５は、図１のリード／ライトタイミング回路３及びサーボロジック回路４の構成図である。図５に示すように、サーボ周波数発生器（サーボフリークエンシージェネレター：ＳＦＧ）３０は、サーボ基準周波数のクロックＲＣＬを発生する。サーボタイミングリカバー回路３２は、サーボ基準周波数のクロックＲＣＬを所定の周波数補正量で補正したサーボタイミング信号を生成する。

タイムベースジェネレータ（ＴＢＧ）３４は、リード／ライトのタイムベース基準周波数のクロックＴＢＣＬを発生する。データタイミングリカバー回路３６は、タイムベース基準周波数のクロックを所定の周波数補正量で補正したデータタイミング信号を生成する。デテクターブロック回路３８は、サーボタイミング信号とデータタイミング信号とを受け、磁気ヘッド２５の読み取り信号からサーボ情報を見つけ、サーボ同期マーク検出信号ＳＳＭ ｆｏｕｎｄ、サーボ情報（ＳＳＭ，グレイコード／フレームナンバー、ポジションエラー信号）、リードデータを検出する。

データタイミングリカバー回路４０は、タイムベースジェネレータ３４の基準周波数をオフセットして、タイムベースジェネレータ３４からライトクロックを発生させる。

周波数補正量レジスタ４２は、ＭＰＵ１１のファームウェア（周波数補正処理）２８で計算された周波数補正量を保持し、サーボタイミングリカバー回路３２の基準周波数に対する補正量を設定し、データタイミングリカバー回路３６のタイムベース基準周波数に対する補正量を設定する。

周波数補正量レジスタ４２は、データタイミングリカバー回路４０によるタイムベースジェネレータ３４の基準周波数を補正量でオフセットする。カウンタ４４は、サーボ周波数発生器３０の基準クロックＲＣＬを計数する。ラッチ回路４６は、サーボ同期マーク検出信号ＳＳＭ ｆｏｕｎｄで、カウンタ４４の計数値をラッチする。

ＭＰＵ１１のファームウェア（周波数補正処理）２８は、ディテクターブロック回路３８からサーボ同期マークを受け、ラッチ回路４６の計数値を取り込み、周波数補正処理する。サーボロジック回路４は、サーボタイミングリカバー回路３２のサーボタイミング信号を受け、サーボゲート、リードゲート、ライトゲート、セクターパルスを生成する。

このサーボゲート、リードゲートは、デテクターブロック回路３８に送られ、サーボ情報、サーボ同期マーク検出信号、リードデータの検出に供される。又、サーボゲートは、ＭＰＵ１１に送られ、図４のように、ファームウェア（周波数補正処理）２８を起動する。更に、ライトゲートとライトクロックは、ヘッドＩＣに送られ、ＨＤＣ１２から送られるライトデータで、磁気ヘッド２５を駆動する。

このように、この実施の形態では、カウンタ４４、ラッチ回路４６によるサーボ同期マークからサーボ間隔を測定する機能と、周波数補正量レジスタ４２による、サーボタイミングリカバー回路３２に、サーボ周波数発生器３０の基準周波数ＲＣＬに対する補正量を設定する機能と、周波数補正量に合わせて、サーボロジック回路４のサーボゲート、セクターパルス、リードゲート、ライトゲートのタイミングを補正する機能と、データリード時、データタイミングリカバー回路３６にタイムベースジェネレータ３４の基準周波数に対する補正量を設定する機能と、データライト時、タイムベースジェネレータ３４の基準周波数を補正量でオフセットする機能とを設けている。

［周波数補正処理］
図６は、本発明の一実施の形態の周波数補正処理フロー図、図７は、図６のローパスフィルタ処理の説明図、図８は、図６のエラーレート低下防止のタイムチャート図、図９は、図８のエラーレート低下防止のスライスの説明図である。

図７乃至図９を参照して、図６の周波数補正処理を説明する。

（Ｓ１０）ＭＰＵ１１は、図４のサーボゲートＳＧのタイミングで、周波数補正処理を開始する。先ず、ＭＰＵ１１は、サーボ同期マーク検出信号を受信したかを判定する。サーボゲートのタイミングでは、正常であれば、サーボ同期マーク検出信号を受信するので、サーボ同期マーク検出信号を受信しないと、誤って検出されたサーボ間隔を使用することになり、これを防止するため、ステップＳ２８に進む。

（Ｓ１２）ＭＰＵ１１は、サーボ同期マーク検出信号ＳＳＭ ｆｏｕｎｄを受信したと判定すると、サーボ情報のグレイコードが、予定されているグレイコードであるかを判定する。これもサーボ同期マークが正しく検出されたかの判定である、グレイコードが予定のグレイコードでなければ、ステップＳ２８に進む。

（Ｓ１４）ＭＰＵ１１は、グレイコードが、予定のグレイコードであると判定すると、サーボ情報のサーボフレーム番号が、予定されているサーボフレーム番号であるかを判定する。これもサーボ同期マークが正しく検出されたかの判定である、サーボフレーム番号が予定のサーボフレーム番号でなければ、ステップＳ２８に進む。

（Ｓ１６）ＭＰＵ１１は、サーボフレーム番号が、予定されているサーボフレーム番号であると判定すると、ラッチ回路４６の計数値を取り込み、前回のサーボゲート時に取り込んだ計数値を、取り込んだ計数値から引き、ＳＳＭ間隔を計算する。

（Ｓ１８）ＭＰＵ１１は、ＳＳＭ間隔の測定結果に対し、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理する。これは、測定ばらつきを抑制するためである。例えば、前回までの測定結果の積分値に今回の測定結果を加え、測定回数で割る。これを今回のＳＳＭ間隔とする。図７は、ローパスフィルタの説明図である。横軸は、サーボフレーム番号、縦軸は、回転ジッタがない時のＳＳＭ間隔を「０」とした時のＳＳＭ間隔の時間ずれを示す。図７に示すように、細線で示す実際の測定結果に対し、太線のローパスフィルタ処理された測定結果は、ＳＳＭ間隔の測定ばらつきが抑制されている。尚、ＬＰＦ処理することで、位相遅れが発生するため、この位相遅れの周波数の補正誤差分のギャップを設け、吸収する。

（Ｓ２０）次に、ＭＰＵ１１は、ＳＳＭ間隔が、絶対量スライスより小さいかを判定する。図８のタイムチャート図に示すように、毎サーボフレームで、サーボゲートで、ＳＳＭを検出すると、ファームウェアが起動し、周波数補正量を計算し、周波数補正量をリアルタイムで設定する。これにより、より正確な周波数補正が行われるが、この動作は、データ部のリード／ライト動作に関係なく周波数を変化させるため、セクタの途中で、周波数が変わってしまう。

図８では、ファームウェアの処理時間分、２番目のセクタ（ライトゲート）の間に、周波数が変化し、エラーレートへ影響する可能性がある。例えば、周波数が大きく変化すると、周波数補正で補正される２番目のライトゲートオフのタイミング（リードゲートも同様）が伸びる。エラーレートに影響する周波数補正の変化量は、避けるべきである。このため、先ず、図９に示すように、周波数補正回路３２，３６，４０の周波数補正限界以下の絶対量スライスを設定し、ＳＳＭ間隔が、絶対量スライスより小さいかを判定する。ＳＳＭ間隔が、絶対量スライスより小さくない場合には、ステップＳ２６のエラー処理に進む。

（Ｓ２２）同様の理由により、ＭＰＵ１１は、ＳＳＭ間隔の変化量（前回のＳＳＭ間隔と今回のＳＳＭ間隔の差）が、図１０で後述する変化量スライスより小さいかを判定する。図９に示すように、変化量スライスは、エラーレートの許容範囲に対する周波数補正変化量以下である。ＳＳＭ間隔の変化量が、変化量スライスより小さくない場合も、ステップＳ２６のエラー処理に進む。

（Ｓ２４）ＳＳＭ間隔の変化量が、変化量スライスより小さい場合には、ライト禁止を解除する。

（Ｓ２６）ステップＳ２０，Ｓ２２で、ＳＳＭ間隔が、絶対量スライスより小さくない場合又はＳＳＭ間隔の変化量が、変化量スライスより小さくない場合には、エラー処理として、ライト禁止を設定する。即ち、このフレームは、以降ライト禁止となる。

（Ｓ２８）又、ステップＳ１０，Ｓ１２，Ｓ１４で、ＳＳＭが検出されない場合や誤って検出された場合には、エラー処理を行う。このエラー処理では、先ず、エラー処理が可能かを判定する。即ち、２つ前、１つ前で、ＳＳＭ、グレイコード、サーボフレーム番号が正常に検出されたかを判定する。正常に検出されていない場合には、次のステップＳ３０で、補間処理を正確に行えないため、終了する。

（Ｓ３０）一方、２つ前、１つ前で、ＳＳＭ、グレイコード、サーボフレームが正常に検出されたと判定すると、今回のＳＳＭ間隔を、過去のＳＳＭ間隔（２つ前、１つ前のＳＳＭ間隔）から直線補間により、計算する。そして、ステップＳ３２に進む。

（Ｓ３２）次に、ＭＰＵ１１は、ＳＳＭ間隔が、周波数補正回路３２，３６，４０の周波数補正可能範囲（図９参照）より小さいかを判定する。ＳＳＭ間隔が、周波数補正可能範囲より小さくない場合には、周波数補正できないため、終了する。

（Ｓ３４）ＭＰＵ１１は、ＳＳＭ間隔が、周波数補正可能範囲より小さい場合には、ＳＳＭ間隔から周波数補正量を計算する。

（Ｓ３６）ＭＰＵ１１は、計算した周波数補正量を、図５の周波数補正量レジスタ４２に設定する。これにより、このフレームの周波数補正を終了する。

このように、第１に、ＳＳＭ間隔の測定結果から周波数の補正量を計算するため、誤って検出されたＳＳＭ間隔を使用することは、データ破壊の危険性がある、この防止方法として、サーボ同期マークＳＳＭが正しく検出されたかを判定する。ここでは、安全のため、３段階のチエック、即ち、ＳＳＭ検出信号の有無、グレイコードの正常性、フレーム番号の正常性を判定している。

ＳＳＭが誤って検出されると、ＳＳＭ以降のグレイコード、フレーム番号も異常な値に復調されるからである。但し、グレイコードかフレーム番号の正常性のいずれかを用いても良い。これにより、誤って検出されたＳＳＭ間隔で、周波数補正されることを防止でき、データ破壊の危険性を予防できる。

又、ＳＳＭ間隔の測定ばらつきも、異常な周波数補正の原因となり、データ破壊のおそれがある。このため、ＳＳＭ間隔の測定結果をローパスフィルタ処理し、ばらつきを抑制する。

更に、ＳＳＭが誤って検出された場合でも、救済策として、直線補間により、ＳＳＭ間隔を予測するため、周波数補正が可能となる。

又、第２に、毎サーボフレームで、周波数補正量をリアルタイムで設定するため、より正確な周波数補正が行われるが、この動作は、データ部のリード／ライト動作に関係なく周波数を変化させるため、セクタの途中で、周波数が変わってしまい、周波数変化が大きい場合には、エラーレートへ影響する可能性がある。

この防止策として、ＳＳＭ間隔が、許容されるエラーレート内の周波数補正内かを判定する。ここでは、絶対量スライスと変化量スライスを使用して、周波数範囲内かを判定する。そして、ＳＳＭ間隔が、許容されるエラーレート内の周波数補正内でなければ、そのフレームのライトを禁止し、エラーレートへの影響を防止する。

更に、ＳＳＭ間隔が、周波数補正回路の補正可能範囲内かを判定し、補正可能範囲内でなければ、周波数補正回路に異常な補正量を設定しまうため、周波数補正量の計算、設定は、実行しない。尚、ライト禁止となっても、ＳＳＭ間隔が、周波数補正回路の補正可能範囲内であれば、測定結果を優先し、次回の周波数補正量の判定に反映するため、周波数補正量の計算、設定を行う。

尚、ＤＳＷ方式の適用により、理論的には、ローテーションジッタギャップを削除できるが、前述のローパスフィルタ処理の位相遅れ、直線補間の補正誤差、ファームウェア処理による周波数補正量の算出誤差を考慮すると、ギャップを削減することは好ましくないが、ＤＳＷ方式を適用しない場合のギャップに対し、１／３〜１／５程度のギャップ長には、削減できる。

［周波数補正の制限処理］
次に、前述の周波数補正の制限のための絶対量スライス、変化量スライスの設定方法を説明する。

図１０は、図６の変化量スライスの測定処理フロー図、図１１は、その動作説明図である。尚、この処理は、ある代表的なドライブを使用して、測定し、測定結果の変化量スライスを他のドライブにも、使用する。

（Ｓ４０）先ず、図１の構成において、周波数補正処理を無効に設定する。即ち、周波数補正しないで、測定を開始する。

（Ｓ４２）あるセクター（図１１では、データ２で示す）にデータをライトする。

（Ｓ４４）そのライトしたセクターのデータをリードし、エラーレートを測定する。即ち、複数回のリードを行い、エラーレートを測定する。

（Ｓ４６）周波数補正しない場合の測定結果から、通常時のエラーレートが判るため、この測定結果から、周波数補正しても、エラーレートが悪化しない許容範囲を決定する。

（Ｓ４８）次に、図１の構成において、周波数補正処理を有効とする。即ち、周波数補正して、測定を行う。

（Ｓ５０）周波数補正の変化量を初期化する。

（Ｓ５２）あるセクターの周波数補正量（周波数補正の変化量）を、増加し、図５の周波数補正量レジスタ４２に設定する。

（Ｓ５４）リード／ライトタイミング回路３の周波数補正回路をこの周波数補正量で補正した状態で、あるセクター（データ２）にデータをライトする。

（Ｓ５６）そのライトしたセクターのデータをリードし、エラーレートを測定する。即ち、複数回のリードを行い、エラーレートを測定する。

（Ｓ５８）このエラーレートは、ステップＳ４６で決定したエラーレートが悪化しない許容範囲にあるかを判定する。エラーレートが、許容範囲内にあれば、ステップＳ５２に戻り、設定する周波数補正量を増加する。一方、エラーレートが、許容範囲内でなければ、ステップＳ５２で決定した周波数補正量を採用し、これから、図６、図９で示したＳＳＭ間隔の変化量の変化量スライスを決定する。

次に、具体的な絶対量スライスと、変化量スライスの決定方法を説明する。図１２は、サーボ情報を磁気ディスク１９に書き込む時の書き始めと書き終わりの書き継ぎの説明図である。

絶対量スライスは、以下の項目のトータルが、周波数補正される最大値となり、この最大値をスライスとする。（１）媒体のシフト等で発生する予測される最大偏心による最大時間ずれを補正するための周波数補正量、（２）後述する図１２に示すサーボ情報を磁気ディスク１９に書き込む時の書き始めと書き終わりの書き継ぎの最大誤差を補正するための周波数補正量、（３）スピンドルモータの回転変動で発生する時間ずれの最大の変化時間を補正するための周波数補正量。

図１２の上段に示すように、磁気ディスクの１周を、「０」〜「９」のフレーム（サーボ情報）に分割すると、フレーム９で、１周が終了し、フレーム０となるため、書き始めからのクロック誤差等の蓄積により、図１２の下段に示すように、書き終わりのフレーム９では、フレーム０の存在により、書き継ぎ量に制限される。このため、この書き継ぎ量は、理想値に対し、前後する。これを前述の周波数補正の最大値に加味する。

次に、変化量スライスは、前述のエラーレートの許容範囲で決定し、図１０の処理フローにより、自動決定できる。

［他の実施の形態］
前述の実施の形態では、媒体記憶装置を磁気ディスク装置で説明したが、光ディスク、光磁気ディスク、他の回転式記憶媒体を使用した記憶装置にも適用できる。又、インターフェースは、ＡＴＡに限らず、他のインターフェースにも適用できる。更に、変化量が小さいと予測される場合には、図６のステップＳ２０〜Ｓ２６を削除しても良い。

以上、本発明を実施の形態により説明したが、本発明の趣旨の範囲内において、本発明は、種々の変形が可能であり、本発明の範囲からこれらを排除するものではない。

（付記１）１トラックに、サーボ同期マークを含むサーボ情報が所定間隔で書き込まれた記憶媒体のトラックのデータのリード及びライトのいずれかを行うヘッドと、回転する前記記憶媒体の所望トラックに前記ヘッドを位置付けるアクチュエータと、前記記憶媒体の回転に同期するタイミングで、データを前記ヘッドで前記記憶媒体に対し、リード又はライトする制御を行うコントローラと、前記コントローラで検出した前記サーボ同期マークの間隔から前記コントローラの同期タイミングを補正する処理ユニットとを有し、前記処理ユニットは、前記サーボ同期マークの検出の正常性を判定し、判定結果が正常である時に、前記サーボ同期マークの間隔から前記コントローラの同期タイミングを補正することを特徴とする媒体記憶装置。

（付記２）前記処理ユニットは、前記サーボ同期マークに引き続く前記サーボ同期マーク以外のサーボ情報から前記サーボ同期マークの検出の正常性を判定することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。

（付記３）前記処理ユニットは、前記判定結果が正常である時に、前記サーボ同期マークの間隔をローパスフィルタ処理し、処理結果の前記サーボ同期マーク間隔から前記コントローラの同期タイミングを補正することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。

（付記４）前記処理ユニットは、前記判定結果が正常でない時に、過去の前記サーボ同期マークの間隔の補間処理により、予測した前記サーボ同期マークの間隔を計算し、前記予測したサーボ同期マークから前記コントローラの同期タイミングを補正することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。

（付記５）前記コントローラは、クロックを発生するクロック源と、前記クロックから前記回転同期タイミング信号を生成するタイミング生成回路とを有し、前記処理ユニットは、前記タイミング生成回路の前記クロックの周波数補正量を計算し、前記コントローラにセットすることを特徴とする付記１の媒体記憶装置。

（付記６）前記処理ユニットは、前記記憶媒体の回転に同期したサーボゲート信号に応じて、前記同期タイミングの補正処理を開始することを特徴とする付記１の媒体記憶装置。

（付記７）前記コントローラは、前記クロック源のクロックに基づいて、前記サーボ同期マーク検出時刻を計数する計数カウンタを有し、前記処理ユニットは、前記記憶媒体の回転に同期したサーボゲート信号に応じて、前記計数カウンタの計数値を読み込み、前記同期タイミングの補正処理を実行することを特徴とする付記５の媒体記憶装置。

（付記８）前記コントローラのタイミング生成回路は、前記クロックからサーボタイミング信号を生成するサーボタイミング生成回路と、前記クロックからデータタイミング信号を生成するデータタイミング生成回路と、前記クロックからライトタイミング信号を生成するライトタイミング生成回路とを有することを特徴とする付記５の媒体記憶装置。

（付記９）前記コントローラは、前記サーボタイミング生成回路の前記サーボタイミング信号に応じて、サーボゲート信号、リードゲート信号、ライトゲート信号を生成するゲート信号生成回路を更に有することを特徴とする付記８の媒体記憶装置。

（付記１０）前記コントローラは、前記サーボタイミング信号と前記データタイミング信号に応じて、前記ヘッドの読み取り信号から前記サーボ情報とリードデータを出力する検出回路を更に有することを特徴とする付記８の媒体記憶装置。

（付記１１）１トラックに、サーボ同期マークを含むサーボ情報が所定間隔で書き込まれた記憶媒体のトラックに対し、前記記憶媒体の回転に同期するタイミングで、前記ヘッドで前記記憶媒体にライト又はリードするステップと、前記ヘッドの読み取り信号から検出した前記サーボ同期マークの検出の正常性を判定するステップと、前記判定結果が正常である時に、前記サーボ同期マークの間隔から前記同期のタイミングを補正するステップを有することを特徴とする媒体記憶装置の媒体の回転同期処理方法。

（付記１２）前記判定ステップは、前記サーボ同期マークに引き続く前記サーボ同期マーク以外のサーボ情報から前記サーボ同期マークの検出の正常性を判定するステップからなることを特徴とする付記１１の媒体記憶装置の媒体の回転同期処理方法。

（付記１３）前記補正ステップは、前記判定結果が正常である時に、前記サーボ同期マークの間隔をローパスフィルタ処理するステップと、前記処理結果の前記サーボ同期マーク間隔から前記コントローラの同期タイミングを補正するステップとを有することを特徴とする付記１１の媒体記憶装置の媒体の回転同期処理方法。

（付記１４）前記判定結果が正常でない時に、過去の前記サーボ同期マークの間隔の補間処理により、予測した前記サーボ同期マークの間隔を計算するステップと、前記予測したサーボ同期マークから前記コントローラの同期タイミングを補正するステップを更に有することを特徴とする付記１１の媒体記憶装置の媒体の回転同期処理方法。

（付記１５）前記補正ステップは、クロック源からのクロックから前記回転同期タイミング信号を生成するタイミング生成回路の前記クロックの周波数補正量を計算するステップを有することを特徴とする付記１１の媒体記憶装置の媒体の回転同期処理方法。

（付記１６）前記正常性判定ステップは、前記記憶媒体の回転に同期したサーボゲート信号に応じて、前記サーボ同期マーク検出の正常性の判定を行うステップからなることを特徴とする付記１１の媒体装置の媒体の回転同期処理方法。

（付記１７）補正ステップは、前記クロック源のクロックに基づいて、前記サーボ同期マーク検出時刻を計数する計数カウンタの計数値を、前記記憶媒体の回転に同期したサーボゲート信号に応じて、読み込み、前記同期タイミングの補正処理を実行するステップからなることを特徴とする付記１５の媒体記憶装置の媒体の回転同期処理方法。

（付記１８）前記補正ステップは、前記クロックからサーボタイミング信号を生成するサーボタイミング生成回路と、前記クロックからデータタイミング信号を生成するデータタイミング生成回路と、前記クロックからライトタイミング信号を生成するライトタイミング生成回路との前記クロックの周波数補正を行うステップを有することを特徴とする付記１５の媒体記憶装置の媒体の回転同期処理方法。

（付記１９）前記サーボタイミング生成回路の前記サーボタイミング信号に応じて、サーボゲート信号、リードゲート信号、ライトゲート信号を生成するステップを更に有することを特徴とする付記１８の媒体記憶装置の媒体の回転同期処理方法。

（付記２０）前記サーボタイミング信号と前記データタイミング信号に応じて、前記ヘッドの読み取り信号から前記サーボ情報とリードデータを検出するステップを更に有することを特徴とする付記１８の媒体記憶装置の媒体の回転同期処理方法。

記憶媒体のサーボ同期マーク間隔の測定結果から周波数の補正量を計算する際に、サーボ同期マークが正しく検出されたかを判定するため、誤って検出されたＳＳＭ間隔を使用して、同期タイミングを変更することを防止でき、データ破壊の危険を防止でき、ＤＳＷ方式を適用した回転式媒体記憶装置の信頼性向上に寄与する。

本発明の一実施の形態の媒体記憶装置の構成図である。 図１のディスクのサーボ情報とデータ領域の説明図である。 図２のサーボ情報の説明図である。 図１の周波数補正処理のタイムチャート図である。 図１の周波数補正回路及びタイミング生成回路の構成図である。 本発明の一実施の形態の周波数補正処理フロー図である。 図６のローパスフィルタ処理の説明図である。 図６の周波数制限処理の説明図である。 図６の周波数制限のスライスの説明図である。 図９の変化量スライスの測定処理フロー図である。 図１０の変化量スライスの測定動作の説明図である。 図９の絶対量スライスの決定のための書き繋ぎの説明図である。 従来の回転ジッタによるサーボ間隔の説明図である。 従来のギャップによる回転ジッタ吸収動作の説明図である。 従来のＤＳＷ方式による回転ジッタ吸収動作の説明図である。

符号の説明

３ リード／ライトタイミング回路
４ サーボロジック回路（タイミング生成回路）
１０ 媒体記憶装置（ディスク装置）
１１ ＭＰＵ（処理ユニット）
１２ ＨＤＣ（コントローラ）
１３ メモリ（ＲＡＭ）
１４ データバッファ
１６ リードチャネル（コントローラ）
１９ 媒体（磁気ディスク）
２０ スピンドルモータ
２２ アクチュエータ（ＶＣＭ）
２５ ヘッド（磁気ヘッド）

Claims (5)

1. １トラックに、サーボ同期マークとグレイコードとフレーム番号とを含むサーボ情報が所定間隔で書き込まれた記憶媒体のトラックのデータのリード及びライトのいずれかを行うヘッドと、
   回転する前記記憶媒体の所望トラックに前記ヘッドを位置付けるアクチュエータと、
   前記記憶媒体の回転に同期するタイミングで、データを前記ヘッドで前記記憶媒体にライト又はリードする制御を行うコントローラと、
   前記コントローラがサーボタイミング信号で、前記ヘッドの読み取り出力から検出し、復調した前記サーボ情報の前記サーボ同期マークの間隔から前記コントローラの同期タイミングを補正する処理ユニットとを有し、
   前記処理ユニットは、前記コントローラで検出した前記サーボ同期マークの検出信号と、前記サーボ同期マークに引き続くグレイコードとフレーム番号とから前記サーボ同期マークの検出の正常性を判定し、
   前記サーボ同期マークの検出信号を受信し、且つ前記グレイコードとフレーム番号とが、予定されたグレイコードとフレーム番号であると判定した場合に、前記サーボ同期マークが正しく検出されたと判定し、前記サーボ同期マークの検出信号の間隔を計数して得た前記サーボ同期マークの間隔から前記コントローラの同期タイミングを補正する
   ことを特徴とする媒体記憶装置。
2. 前記処理ユニットは、前記サーボ同期マークが正しく検出されたと判定しなかった場合に、過去の前記サーボ同期マークの間隔の補間処理により、予測した前記サーボ同期マークの間隔を計算し、前記予測したサーボ同期マークから前記コントローラの同期タイミングを補正する
   ことを特徴とする請求項１の媒体記憶装置。
3. 前記処理ユニットは、前記サーボ同期マークが正しく検出されたと判定した場合に、前記サーボ同期マークの間隔をローパスフィルタ処理し、処理結果の前記サーボ同期マークの間隔から前記コントローラの同期タイミングを補正する
   ことを特徴とする請求項１の媒体記憶装置。
4. １トラックに、サーボ同期マークとグレイコードとフレーム番号とを含むサーボ情報が所定間隔で書き込まれた記憶媒体のトラックのデータをヘッドで読み取るステップと、
   コントローラが、前記記憶媒体の回転に同期するタイミングで、データを前記ヘッドで前記記憶媒体に対し、ライト又はリードする制御を行うステップと、
   前記コントローラが、サーボタイミング信号で、前記ヘッドの読み取り信号から検出し、復調した前記サーボ同期マークの検出信号と、前記サーボ同期マークに引き続くグレイコードとフレーム番号とから、処理ユニットが、前記サーボ同期マークの検出の正常性を判定するステップと、
   前記コントローラが、前記サーボ同期マークの検出信号を受信し、且つ前記グレイコードとフレーム番号とが、予定されたグレイコードとフレーム番号であると判定して、前記サーボ同期マークが正しく検出されたと判定し、前記サーボ同期マークの検出信号の間隔を計数して得た前記サーボ同期マークの間隔から前記同期のタイミングを補正するステップを有する
   ことを特徴とする媒体記憶装置の媒体の回転同期処理方法。
5. 前記サーボ同期マークが正しく検出されたと判定しなかった場合に、過去の前記サーボ同期マークの間隔の補間処理により、予測した前記サーボ同期マークの間隔を計算し、前記予測したサーボ同期マークから前記コントローラの同期タイミングを補正するステップを更に有する
   ことを特徴とする請求項４の媒体記憶装置の媒体の回転同期処理方法。

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