ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ПРЯМОГО ДОСТУПА С МАГНИТОРЕЗИСТИВНОЙ ПРЕОБРАЗУЮЩЕЙ ГОЛОВКОЙ Российский патент 1999 года по МПК G11B5/39 G11B5/48 

Область техники
Настоящее изобретение относится к запоминающему устройству прямого доступа (ЗУПД), и более конкретно к магниторезистивной головке преобразования сигнала, используемого в ЗУПД.

Предшествующий уровень техники
Для запоминания данных в известных системах обработки данных используют различные типы запоминающих устройств, таких как запоминающие устройства прямого доступа (ЗУПД). Одним из используемых часто типов ЗУПД является блок магнитных дисков, включающий несколько дисков, имеющих поверхности с магнитоактивным веществом, на которых записываются данные и с которых данные считываются с помощью магнитной головки считывания-записи. В устройствах ЗУПД других типов может быть использован оптический или иной носитель данных.

В блоке магнитных дисков диски форматируют для определения секторов и дорожек на поверхностях дисков. Дорожки обычно представляют собой кольцевые зоны, коаксиальные с осью диска, где можно записывать данные, а сектора представляют части дорожек, способные запоминать определенное количество записываемых на диск данных. Выровненные в осевом направлении дорожки дисков устройства ЗУПД называют цилиндрами. Сектора устройства ЗУПД, в которых запоминаются блоки данных, имеют однозначные физические адреса блоков данных (АБД). Диски устройства ЗУПД вращаются одновременно вокруг общей оси, и преобразовательные головки, обычно по одной для каждой поверхности, движутся радиально одновременно поперек поверхностей дисков. Когда данные считываются с физических АБД или записываются в них, головки перемещаются, выравниваясь с цилиндром, содержащим дорожку, на которой найден АБД, и осуществляется передача данных, когда сектор или сектора АБД вращаются под головкой.

Магниторезистивные (МР) головки преобразователя обеспечивают существенный прогресс в технологии считывания-записи для устройств ЗУПД. Одно преимущество МР головок заключается в использовании раздельных элементов для считывания и записи. Это позволяет делать элемент записи широким, например шириной почти на весь интервал между дорожками, а считывающий элемент делать узким. Такая возможность узкого считывания широкой записи уменьшает требования совмещения дорожек относительно базовой линии (СДОБЛ) в следящей системе.

На фиг. 4 показано обычное расположение для соединения двух МР преобразовательных головок в устройстве ЗУПД. Для каждой МР преобразовательной головки требуется четыре сигнальных провода. Два сигнальных провода используются для переноса тока записи в МР элемент записи, а два сигнальных провода используются для переноса тока считывания в МР элемент считывания.

МР головки обеспечивают сигнал очень низкой амплитуды. Захват нежелательного шума в тракте электрического сигнала может вызвать ухудшение сигнала. Для усиления тока считывания и тока записи раньше в тракте электрического сигнала использовали МР предварительный усилитель. В некоторых известных устройствах ЗУПД МР предусилитель преимущественно располагают отдельно от привода головок стационарно. Расположение МР предусилителя отдельно от привода головок снижает до минимума массу привода головок, сокращая время выборки. Как показано на схеме известного устройства, стационарный МР предусилитель требует гибкого кабеля для проведения МР сигнальных линий.

Обычно размеры дисковода ограничены фактором формы, промышленным стандартом длины, ширины и высоты. Факторы формы устройства дисковода постепенно уменьшаются и электрические соединения для используемой системы могут использовать большую часть устройства. При некоторых значениях фактора формы количество сигнальных шин, требуемых для работы с МР преобразовательными головками, может превысить имеющееся пространство для гибкого кабеля.

Существует необходимость улучшенной компоновки в ЗУПД для обеспечения сигнальных соединений с МР преобразовательными головками, которая устраняет недостатки, присущие известным устройствам.

Краткое изложение сущности изобретения
Основной целью настоящего изобретения является создание устройства, предназначенного для обеспечения сигнальных соединений с МР преобразовательными головками запоминающего устройства прямого доступа, в котором отсутствуют многие недостатки существующих систем.

Цели и преимущества настоящего изобретения достигаются с помощью создания запоминающего устройства прямого доступа, содержащего по меньшей мере один диск, закрепленный с возможностью вращения вокруг оси и имеющий противоположные поверхности, предназначенные для хранения данных. Магниторезистивная (МР) преобразовательная головка закреплена с возможностью перемещения поперек каждой соответствующей поверхности диска для записи и считывания информационных сигналов с поверхности диска. Каждая МР преобразовательная головка включает элемент записи и элемент считывания. Предусилитель, связанный с МР преобразовательными головками, усиливает сигналы считывания и записи с элемента считывания и элемента записи. По гибкому кабелю сигналы считывания и записи поступают от предусилителя к МР преобразовательным головкам. Гибкий кабель включает общую шину считанного отраженного сигнала для каждой последовательной пары МР преобразовательных головок.

Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется конкретными вариантами его воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает схему дискового файла для хранения данных согласно изобретению;
фиг. 2 изображает дорожки и сектора поверхности информационного диска для запоминания данных согласно изобретению;
фиг. 3 изображает устройство прохождения сигнала магниторезистивных преобразовательных головок на дисковом файле для запоминания данных, согласно изобретению;
фиг. 4 изображает схему известного соединения для магниторезистивных преобразовательных головок.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
На фиг. 1 показана структурная схема дискового файла 10 для запоминания данных, который содержит носитель для хранения данных и блок управления 14. В предпочтительном варианте осуществления изобретения носитель для хранения данных выполнен в виде блока 12 жестких магнитных дисков, хотя можно использовать другие механически перемещаемые запоминающие устройства. Носитель 12 показан в упрощенном виде, поскольку настоящее изобретение не ограничено деталями конкретной конструкции блока дисковода.

Блок дисковода 12 содержит пакет 16 дисков 18, имеющих магнитные поверхности. Информационные диски 18 содержат слой магнитного материала на противоположных поверхностях 26 дисков. Блок 12 включает заданное количество двухсторонних информационных дисков 18 для обеспечения требуемой емкости запоминающего устройства (фиг. 1), пронумерованное от ПОВЕРХНОСТИ 0 до ПОВЕРХНОСТИ N. Многочисленные информационные дорожки 28 или цилиндры (фиг. 2) данных расположены в виде концентрических конфигураций на магнитном носителе каждой поверхности 26 дисков 18. Информационные дорожки данных 28 расположены в определенных местах относительно опорных дорожек следящей системы, типа дорожки RO (фиг. 2). Цилиндр данных включает группу информационных дорожек данных для ПОВЕРХНОСТЕЙ 0-N данных. Например, на поверхностях диска 26 может быть заключен 951 цилиндр данных, пронумерованных от 0 до 950. Каждая информационная дорожка данных 28 включает множество секторов данных 30, равномерно расположенных по цилиндру, например 96 секторов данных, пронумерованных от 0 до 95.

Диски 18 закреплены параллельно с возможностью одновременного вращения на общем валу дисковода и привода 32.

С помощью информационной преобразовательной головки 34, движущейся поперек поверхности диска, осуществляется считывание и/или запись на информационные дорожки 28 данных каждого диска 18. Преобразовательные головки 34 поддерживаются рычагами 38, соединенными вместе для одновременного осевого перемещения относительно опорного вала 40. Один из рычагов 38 содержит удлиненную часть 42, которая поворачивается с помощью приводного двигателя 44 головок. Хотя обычно используют несколько приводных устройств, двигатель 44 может включать катушку 46, взаимодействующую с магнитом и сердечником (не показан) для синхронного перемещения головок 34 в радиальном направлении, чтобы положение головок совмещалось с отслеживаемыми цилиндрами 28.

Блок управления 14 обычно содержит интерфейс или файловый процессор 50, который управляет переносом данных, подлежащих хранению в секторах данных 30 (фиг. 2) дисков 18 для последующей выборки и использования. Процессор 52 следящей системы подсоединен между процессором интерфейса 50, приводами 32 и 44 и преобразовательными головками данных 34. Процессор 52 следящей системы управляет перемещением головок 34 для совмещения с адресом или выбранной логической адресацией блоков (ЛАБ) данных и передачи данных под управлением процессора 50.

Двигатель 32 вращает пакет 16 дисков. Процессор 52 использует операции сервоуправления для перемещения головок данных 34 в радиальном направлении относительно вращающихся дисков 18 с помощью привода головок 44 для совмещения каждой из головок данных с заданным радиальным положением цилиндра 28, где следует считывать или записывать данные.

На фиг. 3 показана пара расположенных последовательно преобразовательных головок 34 дискового файла 10 вместе с элементами связи. Преобразовательные головки 34 являются магниторезистивными (МР) головками, обозначенными МР 1 и МР 2. Каждая МР головка 34 содержит МР элемент считывания и МР элемент записи. Связь МР с предусилителем 60 осуществляется посредством гибкого кабеля 62 через соответствующую скрученную пару подвешенных к головке проводов к каждому МР элементу считывания и МР элементу записи. Для каждого элемента записи МР 34 требуется пара шин записи в гибком кабеле 62. В соответствии с изобретением гибкий кабель 62 включает один возвратный провод для сигнала считывания или шину, обозначенную ОБЩАЯ - СЧИТЫВАНИЕ - ОТРАЖЕНИЕ, используемую для каждой последовательной пары МР головок 34 в дисковом файле 10. Шина ОБЩАЯ - СЧИТЫВАНИЕ - ОТРАЖЕНИЕ, начинается в точке, где подвешенные к головке считывания провода прикреплены к гибкому кабелю 62.

В качестве МР предусилителя 60 можно использовать МР предусилитель с одним выводом, который обеспечит потенциал, например, потенциал земли, в шине считывания отраженного сигнала от МР элемента считывания. Опорный потенциал соединения шины ОБЩАЯ - СЧИТЫВАНИЕ - ОТРАЖЕНИЕ с МР предусилителем 60 показан на входе 1/0 знаком (-) минус. Соединение шины считывания с МР предусилителем 60 показано на входе 1/0 знаком (+) плюс. В дисковом файле 10 шина ОБЩАЯ-СЧИТЫВАНИЕ-ОТРАЖЕНИЕ требуется для подавления шума для сигнала считывания. Размещение МР шины считывания и МР шины ОБЩАЯ-СЧИТЫВАНИЕ-ОТРАЖЕНИЕ близко друг к другу в гибком кабеле 62 увеличивает взаимную индуктивность. Как показано, шина ОБЩАЯ- СЧИТЫВАНИЕ-ОТРАЖЕНИЕ расположена между шинами считывания для МР головок 1 и 2 для поддержания адекватной взаимной индуктивности для подавления синфазного шумового сигнала.

Количество точек ввод/вывод (1/0) гибкого кабеля 62 уменьшено на единицу для дискового файла, содержащего две МР головки 34 и МР предусилитель 60. Снижение количества шин в гибком кабеле 62 обеспечивает ряд преимуществ, включающих уменьшение ширины гибкого кабеля и/или снижение количества вводов-выводов предусилителя или расширение шины на гибком кабеле 62.

В дисковом файле, который содержит группу МР головок 34, равную N, количество требуемых шин считывания снижается до N/2, где N - четное количество МР головок, или на (N-1)/2, где N - нечетное количество МР головок, по сравнению с известной системой, показанной на фиг. 4. Подобным же образом можно уменьшить требуемое количество соединений ввода-вывода МР предусилителя 60.

Запоминающее устройство прямого доступа содержит по меньшей мере один диск, закрепленный с возможностью вращения вокруг оси и имеющий противоположные поверхности, предназначенные для хранения данных. Магниторезистивная (МР) преобразовательная головка закреплена с возможностью перемещения поперек каждой соответствующей поверхности диска для записи и считывания сигналов. Каждая МР преобразовательная головка включает элемент записи и элемент считывания. Предусилитель, связанный с МР преобразовательной головкой, усиливает сигналы считывания и записи элемента считывания и элемента записи. Гибкий кабель предназначен для передачи сигналов считывания и записи между предусилителем и МР преобразовательными головками. Гибкий кабель включает общую линию считанного отраженного сигнала для каждой последовательной пары МР преобразовательных головок. Технический результат - улучшение компоновки сигнальных соединений с МР преобразовательными головками. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Запоминающее устройство прямого доступа, содержащее по меньшей мере один диск, закрепленный с возможностью вращения вокруг оси и имеющий противоположные поверхности для хранения данных, средство магниторезистивного преобразования, закрепленное с возможностью перемещения поперек соответствующих поверхностей диска, предназначенное для записи и считывания сигналов данных с соответствующей поверхности диска, причем каждое средство магниторезистивного преобразования включает элемент записи и элемент считывания, средство предусиления, связанное со средством магниторезистивного преобразования, предназначенное для усиления сигналов считывания и записи, и гибкий кабель для передачи сигналов считывания и записи между средством предусиления и средством магниторезистивного преобразования, отличающееся тем, что гибкий кабель включает общую шину считанного отраженного сигнала для каждой последовательной пары средств магниторезистивного преобразования. 2. Запоминающее устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкий кабель включает две шины сигнала записи, связанные с каждым элементом записи, и шину сигнала считывания и общую шину считанного отраженного сигнала средства магниторезистивного преобразования последовательной пары средств магниторезистивного преобразования. 3. Запоминающее устройство по п.2, отличающееся тем, что общая шина считанного отраженного сигнала расположена между шин считывания для каждого из средств магниторезистивного преобразования последовательной пары. 4. Запоминающее устройство п.2, отличающееся тем, что шины сигналов проходят по существу параллельно вдоль гибкого кабеля. 5. Запоминающее устройство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что средство предусиления представляет собой предусилитель с одним вводом, а общая шина считанного отраженного сигнала находится под опорным потенциалом. 6. Запоминающее устройство по любому из пп.1 - 5, отличающееся тем, что содержит группу N последовательных средств магниторезистивного преобразования, при этом гибкий кабель включает N/2 общих шин считывания отраженного сигнала, где N-четное число, или гибкий кабель включает (N - 1)/2 общих шин считывания отраженного сигнала, где N - нечетное число. 7. Запоминающее устройство по п.2, отличающееся тем, что гибкий кабель дополнительно содержит вторые шины сигнала считывания, при этом общая шина считанного отраженного сигнала проходит между и по существу параллельно паре шин сигнала считывания. 8. Запоминающее устройство по п.7, отличающееся тем, что общая шина считанного отраженного сигнала подключена к опорному потенциалу. 9. Запоминающее устройство по п.7, отличающееся тем, что ширина гибкого кабеля уменьшена пропорционально общему количеству общих шин считанного отраженного сигнала. 10. Запоминающее устройство по п.7, отличающееся тем, что шина гибкого кабеля имеет увеличенную ширину пропорционально общему количеству общих шин считанного отраженного сигнала, при этом средство предусиления имеет уменьшенное количество вводов-выводов пропорционально общему количеству общих шин считанного отраженного сигнала.