碟机中读写信道之诊断系统 【技术领域】
本发明系普遍关于碟机及其它资料储存装置。更特定言之，本发明系关于具拥有诊断数字模拟转换器的读写信道之碟机。
背景技术
碟机被用做计算机系统及其它电子装置的储存组件，碟机包括计算机硬盘机、固定碟机，及其类似物。一般，碟机较其它资料储存装置具较低成本、较高储存容量、较高可靠度、较低功率消耗、较高资料转移速度、及较小物理尺寸。
碟机一般具包围在外框内的一或更多旋转磁盘，碟机包括各种组件以读取及写入数据于磁盘及以与其它装置交界。典型而言，一或更多读写磁头被置于磁盘上以读取及写入数据，读写磁头可被置于磁盘的每一侧，读写磁头基本上形成磁盘及碟机电子组件间的界面。
每一读写磁头产生或感应电磁场或于磁盘上的磁编码做为磁通量的区域，在电磁场中通量逆转的存在或不存在表示储存于磁盘的数据，通量逆转为磁通量在磁盘的邻近区域的改变。磁性通量逆转的存在或不存在对应于诊断输入讯号的二元1及0。为”写入”资料于磁盘，电子组件自主机接收资料及转译该资料为磁编码，磁头转移磁编码于磁盘的一部份上。为自磁盘”读取”资料，磁头被放置于与具所欲磁编码的磁盘部份相邻，磁头自磁盘感应及传送磁编码。电子组件转译磁编码为资料，此资料被传送至主机，主机可为个人计算机或其它电子设备。电子组件可施用误差侦测及修正演算以确保数据自磁盘的正确储存及回复。为改良在碟机上的资料储存密度，磁阻及感应读写磁头已以具增加感应性以感应更小的振幅磁性信号及具增加的讯号鉴别而被发展。
典型而言，硬盘藉由”峰值检测”读取资料-侦测当在磁盘的通量逆转在读写磁头下方通过时所产生的电压峰值。然而，局部响应最大可能(PRML)算法已被发展以改良峰值检测当密度及旋转速度增加时。PRML在磁盘电子学实施以解释由读写磁头感知的磁性讯号。PRML碟机读取由储存于盘片地磁性通量逆转所产生的模拟波形。并非寻求尖峰值以显示通量逆转，PRML数字地取样模拟波形(演算的”局部响应”部份)及施用讯号处理方法以决定由该波形所表示的位形式(演算的”最大可能”部份)。
碟机的电子及机械组件典型上包括主轴马达、驱动器组件、读写磁头、扩大机、读写信道、及控制器。可能存在具其它结构的额外或不同的组件。主轴马达固持及旋转磁盘。驱动器组件将读写磁头置于与磁盘相邻。扩大机增加在读写磁头及读写信道间的讯号。控制器管理读写信道与主机间的界面。
读写信道一般在集成电路实施，其可为互补金属氧化物半导体(CMOS)。一些硬盘包括额外数字模拟转换器(DAC)及额外模拟数字转换器(ADC)以实施读写信道的诊断测试。这些DAC及ADC为被用来执行在读写信道的读取及写入操作的另一数字模拟转换器及模拟数字转换器之外的。典型上，当读写信道被制造时，额外ADC及DAC被用于诊断测试。在制造后，通常没有使用额外ADC或DAC执行任何额外读写信道的诊断测试。
该额外DAC具约七位的分辨率及接收来自在读写信道的一或更多数字组件的输入，额外DAC提供对应于在读写信道的数字组件的性能之DAC输出电压或模拟讯号。DAC输出电压可被连接至一种测量或显示装置以决定在读写信道的组件是否在可接受参数内操作，DAC输出电压可通过多任务器，于此DAC输出电压以自在读写信道的模拟组件的一或更多输出电压讯号处理。输出电压讯号对应于在读写信道的模拟组件的性能。由多任务器，DAC输出电压及输出电压讯号通过针头驱动器缓冲器，针头驱动器缓冲器帮助输出讯号间的区别及可提供输出讯号至测量或显示装置。
额外ADC接收来自读写信道外部及内部的输入电压或类此讯号，额外ADC产生数字输出以实施外部及内部组件的诊断测试，输入电压可变化，其会改变数字输出及因而提供额外测试参数。ADC一般在中等速度操作及具约六至七位的分辨率，额外ADC一般具快闪或直接转换、结合、相加-相差或过度抽样、或线路设计。这些ADC设计增加硬件要求及因而读写信道的尺寸及成本。
【发明内容】
本发明提供一种具碟机诊断系统的读写信道，该诊断系统使用位权重或连续驱近以转换模拟输入讯号为数字诊断讯号。
碟机具读写信道及诊断系统，该读写信道可在集成电路上实施，该诊断系统可具位权重转换及响应诊断输入电压的诊断输出，该诊断系统可包括数字模拟转换器、模拟比较器、及连续驱近缓存器。数字模拟转换器可具响应诊断输入讯号的模拟输出，模拟比较器可被耦合以比较诊断输入电压及模拟输出，连续驱近缓存器可被耦合以接收至少一来自模拟比较器的暂存值，连续驱近缓存器具响应该至少一暂存值的诊断输出。
碟机的读写信道可在集成电路上实施及具数字模拟转换器、模拟比较器、及连续驱近缓存器。数字模拟转换器可被耦合以接收至少一时脉讯号，该数字模拟转换器可具响应诊断输入讯号及该至少一时脉讯号的模拟输出，模拟比较器可被耦合以比较诊断输入电压及来自数字模拟转换器的模拟输出，该连续驱近缓存器可被耦合以接收至少一来自模拟比较器的缓存器值，该连续驱近缓存器具响应该至少一缓存器值的诊断输出。
碟机的读写信道可在互补金属氧化物半导体上实施及具局部响应最大可能(PRML)编码及译码。读写信道具数字多任务器、一或更多时脉产生器、数字模拟转换器、第一模拟多任务器、针头驱动器缓冲器、模拟比较器、及连续驱近缓存器。该数字模拟转换器可被耦合以接收来自该数字多任务器的诊断输入讯号，该数字模拟转换器亦被耦合以接收来自时脉产生器的一或更多时脉讯号，该数字模拟转换器可产生响应该诊断输入讯号及该时脉讯号的模拟输出电压。该第一模拟多任务器可被耦合以接收来自该数字模拟转换器的模拟输出电压。该针头驱动器缓冲器可被耦合以接收来自该第一模拟多任务器的模拟输出电压及一或更多测试讯号。模拟比较器可被耦合以接收来自该数字模拟转换器的模拟输出电压，模拟比较器可比较模拟输出电压与诊断输入讯号，该连续驱近缓存器可被耦合以接收来自该模拟比较器的一或更多缓存器值，该连续驱近缓存器可提供诊断输出讯号以响应该一或更多缓存器值。数字多任务器可被耦合以接收来自连续驱近缓存器的诊断输出讯号。
在检视下列附图及详细叙述时，本发明的其它系统、方法、特征、及优点为或变得对熟知本技艺者为明显的。所有此种额外系统、方法、特征、及优点被意欲被包括于此叙述内，在本发明范围内，及由相关权利要求所保护。
【附图说明】
本发明可参考下列附图及详细叙述而被更佳了解。在附图中的组件不必要被比例示出，强调在于说明本发明原则。而且，在附图中的类似参考数字在不同附图中表示相对应部件。
图1表示耦合至具拥有诊断系统的读写信道的碟机之主机的具体实际例之方块图。
图2表示在图1的读写信道的方块图。
图3表示在具诊断系统的读写信道的读取路径之模拟部份的第一具体实际例之方块图。
图4表示在具诊断系统的读写信道的读取路径之模拟部份的第二具体实际例之方块图。
【具体实施方式】
图1表示耦合至具拥有诊断系统的读写信道108的碟机100之主机112的具体实际例之方块图。该碟机100可为硬盘机、固定碟机、或其类似物。主机112可为计算机或其它电子装置，该碟机100亦可包括一或更多磁盘及主轴马达102、一或更多读写磁头及驱动器组件104、放大器106、及控制器110。放大器106可经由接口114及116与读写信道108耦合，控制器110可经由接口118及120与读写信道108耦合。”耦合”包括直接连接至或经由一或更多中间组件间接连接。此种中间组件可为硬件、软件、或硬件及软件的组合。碟机100可具其它结构及可具较少或额外组件如驱动器马达控制。
读写信道108转换来自主机112的诊断输入讯号为电子冲量，读写磁头104被操作地放置于与磁盘102邻接以磁性地记录资料于磁盘102以响应该电子冲量，读写磁头104亦被操作地放置于与磁盘102邻接以感应在磁盘102的磁通量逆转。读写信道108接收响应在磁盘102的磁通量逆转而由读写磁头104所产生的模拟波形，读写信道108转换该模拟波形为二位数字资料以由主机112使用。读写磁头104可由峰值检测、由局部响应最大可能(PRML)编码或译码、或其类似方法感知或产生通量逆转。
为自磁盘102读取资料，主机112提供位置辨识器至碟机，该位置辨识器辨识数据于磁盘102的位置，该位置辨识器可为磁柱及向量地址。控制器110接收位置辨识器及决定数据于磁盘102的实体位置，控制器110使得一或更多读写磁头104移至数据于磁盘102的适当位置相邻读写磁头104旋转，当磁盘102旋转，读写磁头104感知在磁盘102的通量逆转之存在与否。读写磁头产生响应该通量逆转的模拟讯号，读写磁头104将模拟讯号送至放大器106，其放大该模拟讯号并将该模拟讯号经由接口114送至读写信道108，该读写信道108接收来自放大器106的该经放大的讯号及译码该经放大的讯号为诊断输入讯号，该读写信道108经由接口118将该诊断输入讯号送至控制器110，该控制器110将该诊断输入讯号送至主机112，其可具快取或误差侦测/修正以增加硬盘100的速度及可靠性。
为写入资料至磁盘102，主机112将诊断输入讯号及位置提供至控制器110以写入诊断输入讯号于该磁盘，该位置可对应于磁柱及向量地址，该控制器110使得该读写磁头104移至适当位置及经由接口120将诊断输入讯号送至读写信道108，该读写信道108接收及译码该诊断输入讯号为模拟讯号，该读写信道108经由接口116将该模拟讯号送至放大器106，该放大器106放大该模拟讯号并将该经放大的模拟讯号送至读写磁头104，该读写磁头104将该磁通量逆转施于磁盘102，该磁通量逆转表示诊断输入讯号。
图2表示在图1的读写信道108的方块图。该读写信道108具如下所叙述的诊断系统，该读写信道108可以集成电路实施，其可包括互补金属氧化物半导体(CMOS)。在一方面，该读写信道108可以使用在约0.18微米的CMOS方法的集成电路实施，CMOS可包括金属闸及多晶硅闸，该读写信道108可具较少或额外组件及可具其它构造。其它积体或非积体方法技术及其它特征尺寸可被使用，该读写信道108可与包括磁盘驱动器驱动电子器，如碟控制器逻辑，的其它电路整合。
该读写信道108可被区分为两个区段，读取路径156及写入路径158。该读取路径156可包括阻抗及静音控制或输入电阻122、可变增益放大器(VGA)124、抗磁性非对称线性化电路(MRA)126、连续时域滤波器(CTF)128、缓冲器130、模拟数字转换器(ADC)132、有限脉冲响应(FIR)滤波器134、内插时序回复(TTR)电路136、维特比算法侦测器138、同位译码器140、及长度压缩限制(RLL)译码器142。读取路径156可被区分为如模拟部份194及数字部份196的子部份。在一方面，模拟部份194包括自阻抗及静音控制122至模拟数字转换器132的组件，在此方面，数字部份196包括自模拟数字转换器132至RLL译码器142的组件。
该读写信道108接收来自该读写磁头104的该经放大的模拟讯号，该经放大的模拟讯号通过输入电阻122，其为一种切换电路以减弱该讯号，该经减弱的讯号通过VGA 124，其放大该讯号，该经放大的讯号通过MRA 126，其调节因记录方法如由写电流补偿电路所产生的扭曲的讯号，该讯号通过CTF 128以滤出噪声，CTF 128可为低或带通滤波器，该经过滤的讯号经由缓冲器130送至ADC 132，该ADC 132取样并转换该模拟讯号为数字形式，该数字讯号送至FIR滤波器134及之后送至时序回复电路136，该时序回复电路136可以前馈方向被连接至(未示出)该FIR滤波器134、该MRA 126及该VGA 124以根据所接收讯号调整这些电路及以补偿时序。该FIR 134可包括10-栓或其它数目的栓FIR滤波器。该数字讯号送至维特比算法侦测器138，其使用数字讯号处理技术决定由数字讯号所代表的二位型式，维特比算法侦测器138可包括32-状态或其它维特比处理器。由该数字讯号所代表的二位资料送至同位译码器140，其移除同位位。该二位资料送至RLL译码器142，其译码RLL编码符号，该二位资料经由接口118送至控制器110。
写入路径158可包括并列对串行转换器144、长度压缩限制(RLL)编码器146、同位编码器148、写电流补偿电路150及驱动器电路152。该并列对串行转换器144经由接口120接收来自主机112的资料。自该主机112的数据传输一次可为约八个位，该转换器144串行化该输入资料并传送该串行比特流至该RLL编码器146，该RLL编码器146编码该串行比特流为符号二位序列，其可根据长度压缩限制演算以记录于磁盘102。该RLL编码器使用32/33-位符号码以确保通量逆转被适当地间隔及没有通量逆转的长串资料不会被记录。经RLL编码的资料送至同位编码器148，其加入同位位至该资料。该同位编码器148可使用奇数同位以确保0及1的的长串资料因磁性而不被会记录。经同位编码的资料可被后续处理做为模拟讯号而非数字讯号，该模拟讯号送至写电流补偿电路150，其动态地调整比特流的脉冲宽度以说明在记录方法的消磁。该经调整的模拟讯号送至驱动器电路152，其经由接口116驱动讯号至放大器106。该驱动器电路152驱动该读写磁头104以记录讯号于磁盘102，该驱动器电路152可具虚拟射极耦合逻辑(PECL)驱动器电路，其产生至放大器106的差模输出。
该读写信道108亦可包括同步时脉器154。在一方面，该同步时脉器被耦合至该ADC 132及被耦合至写电流补偿电路150，该同步时脉器154产生用于操作该读写信道108的时脉讯号，该同步时脉器154可为具电压控制的振荡器及各种时脉分割器的锁相回路(PLL)以产生在不同频率的讯号。
图3表示在具诊断系统的读写信道的读取路径之模拟部份394的第一具体实际例之方块图。该模拟部份394可包括阻抗及静音控制322、可变增益放大器(VGA)324、抗磁性非对称线性化电路(MRA)326、连续时域滤波器(CTF)328、增益放大器330、及模拟数字转换器(ADC)332。该模拟部份394亦可包括时脉多任务器354、伺服时脉产生器360、读写时脉产生器362、偏移修正数字模拟转换器(DAC)364、总和装置366、辅助时脉多任务器368、视觉数字模拟转换器(DAC)370、数字多任务器372、连续驱近缓存器374、模拟比较器376、模拟多任务器378、及针头驱动器缓冲器380。该模拟部份394可具较少或额外组件及其它构造。
该模拟部份394接收来自一或更多读写磁头(未示出)的经磁性产生的模拟讯号或电压，该经磁性产生的模拟讯号通过阻抗及静音控制322，其可减弱该讯号。该模拟讯号送至VGA 324，其放大该经磁性产生的讯号，该经放大的讯号通过MRA 326，其调节因记录方法所产生的扭曲的讯号，该经调整讯号在总和装置366与来自该偏移修正DAC 364的偏移修正讯号合并，该经偏移修正调整的讯号通过CTF 328以滤出噪声及预先等化该讯号(滤波器依频率含量加压部份讯号)，该经过滤的讯号通过增益放大器330，其提供经处理的讯号至该ADC332。该时脉多任务器354提供来自伺服时脉产生器360的伺服时脉讯号及来自读写时脉产生器362的读写时脉讯号至该ADC 332。为响应该时脉讯号，在适当时间期间及在适当时间该ADC 332取样并转换该模拟讯号为数字形式，该ADC 332提供数字讯号至读写信道的数字部份(未示出)。
在此具体实施例中，诊断系统包括具来自伺服时脉产生器360及来自读写时脉产生器362的时脉讯号的辅助时脉多任务器368，视觉DAC 370、数字多任务器372、连续驱近缓存器374、模拟比较器376、模拟多任务器378、及针头驱动器缓冲器380。
该诊断系统可包括较少或额外组件及可具不同构造，该诊断系统可被使用以决定读写信道的性能。
视觉DAC 370、模拟比较器376、及连续驱近缓存器374执行位-权重转换以自诊断输入电压产生诊断输出讯号。”位-权重”包括二位-权重、位-权重、及类似名称。在一方面，该模拟比较器376接收来自视觉DAC 370的模拟输出电压及产生数字输出讯号做为连续驱近缓存器374的输入。起初及在重新设定时，MSB的缓存器值被设定为高<H>或1，所有其它位被设定为低<L>或0。模拟比较器376比较诊断输入电压与来自视觉DAC 370的模拟输出电压，若模拟输出电压低于诊断输入电压，则MSB的缓存器值被设定为0及第二MSB或MSB-1被设定为高<H>或1，反之，该MSB为高<H>或1及第二MSB(MSB-1)被设定为高<H>或1。由模拟比较器376的缓存器值<高或低，1或0>可被提供至视觉DAC 370做为模拟比较器376循环至下一比较前的修正，连续驱近缓存器374保持来自模拟比较器376的缓存器值。视觉DAC 370、模拟比较器376、连续驱近缓存器374持续此权重及偏移方法直到视觉DAC 370的最小重要位<LSB>被分辨，该连续驱近缓存器374提供连续缓存器值做为诊断输出讯号。
该视觉DAC 370接收及转换该诊断输入电压为模拟输出电压，该视觉DAC 370可具约七位的分辨率，辅助时脉多任务器368提供来自伺服时脉产生器360的伺服时脉讯号或来自读写时脉产生器362的读写时脉讯号至该视觉DAC 370。该时脉讯号控制诊断测试及读写操作的时序及期间，该数字多任务器372提供来自连续驱近缓存器374的数字输出及来自数字部份<未示出)的诊断输入讯号至该视觉DAC370。诊断输入讯号可表示在读写信道的一或更多组件的操作性能，该视觉DAC 370提供模拟输出电压至模拟多任务器378及至模拟比较器376。
模拟多任务器378提供自该视觉DAC 370的模拟输出电压及来自在读写信道的组件的一或更多模拟测试讯号382、384、386、及388至该针头驱动器缓冲器380，该模拟测试讯号可包括一或更多来自该VGA 324的该经放大的讯号382、来自该总和装置366的该经偏移修正讯号389、来自CTF 328的经过滤讯号386、及在该ADC 332前的经处理讯号388。该针头驱动器缓冲器380可包括一或更多高速针头驱动器缓冲器，该针头驱动器缓冲器380可具可由数字部份经由缓存器位控制的中断或关断输入，在一方面，该中断或关断输入迫使针头驱动器缓冲器380的输出为高阻抗故外部来源可使用相同的针头提供一辅助诊断输入电压至模拟比较器376。
图4表示在具诊断系统的读写信道的读取路径之模拟部份494的第二具体实际例之方块图。该模拟部份494基本上与在图3所叙述的模拟部份394相同，除了第二模拟多任务器492的使用。该第二模拟多任务器492提供来自模拟多任务器378的模拟讯号及辅助诊断输入电压至模拟比较器376。来自模拟多任务器的模拟讯号包括来自该视觉DAC 370的模拟输出电压及一或更多模拟测试讯号382、384、386、及388。模拟比较器376可被使用以比较或测量芯片上讯号，例如来自模拟多任务器的模拟讯号，与来自该视觉DAC 370的模拟输出电压。模拟比较器376亦可被用来比较或测量外部讯号，例如辅助诊断输入电压，与来自该视觉DAC 370的模拟输出电压。
本发明的各种具体实施例已被叙述及说明，然而，该叙述及说明仅做为实例。其它具体实施例及说明为在本发明范围内且为了解本发明者显而易知，所以，本发明未被限制于在此叙述中的特定细节、代表具体实施例，及所说明实例。因此，本发明未被受制除了在权利要求及其相当范围。