CN100385502C - 用于降低读取头失真的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
在本发明的各个实施例中提供了来自磁阻读取头的读取信号的失真的降低。在一个实施例中,读取信号提供给具有模拟到数字转换器和数字均衡器的读取通道。数字峰值测量装置配置为传感数字均衡器的输出,并提供输出的平均正峰值和平均负峰值。控制装置配置为响应峰值,以重复确定峰值的不对称并估计不对称的抵消斜率和抵消项的关系;通过测量的不对称和估计的抵消斜率,重复估计收敛抵消项;并且反馈收敛抵消项以修正数字读取信号,用于数字均衡器的输入,以将不对称重复收敛至基本为零。
Description
相关申请的交叉引用
结合共同转让共同待审的美国专利申请号10/966,531,因为其示出了用于降低信号不对称使用的查找模块。
技术领域
本发明涉及磁阻读取头的读取信号的信号处理,更具体地说涉及降低磁阻读取头的读取信号的失真。
背景技术
在使用磁介质如磁带或磁盘介质的数据存储装置中,以磁通反转的形式在磁介质上记录的数据,典型地通过提供模拟读取信号的磁阻读取头读取。该读取信号典型地提供给读取通道,该通道具有用于放大信号的至少一个前置放大器,以及至少一个模拟到数字转换器以将模拟读取信号转换为数字信号。所得的信号是回读波形的数字样品组。所有后面的处理都通过数字逻辑执行。典型地,由于磁记录的本性,回读波形不是原始记录信号的完整表示,并且提供至少一个数字均衡器以使信号成为期望目标的较接近表示并从而减小通过信号表示的数据的曲解。
磁阻读取头的本性在回读波形中引入一些失真。结合的′531申请提供了用于降低回读波形的信号不对称的查找模块。
发明内容
通过本发明的实施例提供了装置,读取通道,磁带驱动器,用于配置服务的方法和方法,每个都用于降低来自至少一个磁阻读取头的读取信号的失真。
在一个实施例中,提供的装置配置为降低来自至少一个磁阻读取头的读取信号的失真,所述读取信号被提供给读取通道,所述读取通道具有至少一个将模拟读取信号转换为数字读取信号的模拟到数字转换器和至少一个具有输入和输出的数字均衡器,所述装置包括:数字峰值测量装置,配置为传感所述数字均衡器的输出,并提供所述数字均衡器的输出的平均正峰值和平均负峰值;以及控制装置,配置为响应所述提供的平均正峰值和平均负峰值,以重复确定所述平均正峰值和平均负峰值的不对称并估计所述不对称的抵消斜率和收敛抵消项的关系;通过所述不对称和估计的抵消斜率,重复估计所述收敛抵消项;并反馈所述收敛抵消项以修正来自所述至少一个模拟到数字转换器的所述数字读取信号,用于所述至少一个数字均衡器的所述输入,以将不对称重复收敛至基本为零。
在另一个实施例中,所述控制装置配置为提供基本为零的初始收敛抵消项。
在另一个实施例中,所述数字峰值测量装置配置为从基本恒定频率的连续读取信号提供平均正峰值和平均负峰值。
在另一个实施例中,为了降低来自多个磁阻读取头的读取信号的失真,所述控制装置配置为分别响应多个磁阻读取头的每个的读取信号的平均正峰值和平均负峰值。
在另一个实施例中,根据公式 确定所述不对称,根据公式 确定所述估计的抵消斜率,并且根据公式 确定所述抵消项。
对于本发明的完整理解,应该参考结合附图的下列细节描述。
附图说明
图1是可以实现本发明的磁带驱动器的实施例的方框图;
图2是根据本发明的读取通道的方框图;
图3是具有信号失真的磁阻读取头的模拟读取信号的实例;
图4是在均衡器输出和抵消项处测量的信号失真之间的关系的实例;
图5是用于图2的读取通道的抵消项的转换的图表;
图6是描述根据本发明的方法的实施例的流程图;以及
图7A,7B,7C和7D是信号失真和其抵消的迭代步骤的实例。
具体实施方式
在下面的描述中通过参考附图以优选实施例描述本发明,其中相似的标号表示相同或类似的元素。虽然以为获得本发明的目标的最好模式描述了本发明,本领域的技术人员应该意识到只要不脱离本发明的精神和范围通过这些教导可以进行变化。
参考图1,示出了可以实现本发明的各方面的磁带驱动器10。磁带驱动器提供一种方式用于读取和写入关于磁带盒11的磁带14的信息。
磁带盒提供一种方式以在磁带上存储数据以在后面的时间中保存和读取。另外,可以在磁带驱动器之间交换磁带盒,以便在一个磁带驱动器上写入的磁带可由另一个磁带驱动器读取。
如本领域的技术人员明白的,磁带盒11包括在一个或两个卷轴15,16上缠绕的长磁带14。
示出了单卷轴磁带盒11,其实例是粘附到线性磁带开放(LTO)格式的那些。磁带驱动器10的一个实例是基于LTO技术的IBM 3580 Ultrium磁带驱动器。单卷轴磁带驱动器以及相关的盒的另一个实例是IBM 3592TotalStorage Enterprise磁带驱动器以及相关的磁带盒。双卷轴盒的一个实例是IBM 3570磁带盒以及相关的驱动器。
同样,如本领域的技术人员明白的,磁带驱动器10包括一个或多个记录系统的控制器18,用于根据在界面21处接收的来自主系统20的命令操作磁带驱动器。控制器典型地包括逻辑和/或一个或多个微处理器,其中存储器19用于存储用于操作微处理器的信息以及程序信息。程序信息通过界面21提供给存储器,通过控制器18的输入端如软盘或光盘,或通过从磁带盒读取,或通过任意其它合适的方式。磁带驱动器10可以包括孤立单元或包括磁带库或其它子系统的一部分。磁带驱动器10可以通过库,或通过网络直接与主系统20连接并且在界面21使用小型计算机系统界面(SCSI),光纤通道界面等。
磁带盒11可以插入磁带驱动器10中,并且通过磁带驱动器加载,以便当通过一个或多个旋转卷轴15,16的电动机25纵向移动磁带14时,记录系统的一个或多个读取和/或写入头23读取和/或写入以关于磁带14的信号的形式的信息。磁带典型地包括多个平行磁道,或磁道组。在一些格式中,例如上面的LTO格式,如本领域的技术人员所公知的,以分离卷(wrap)的来回弯曲(serpentine back and forth)图形安排磁道。同样,如本领域的技术人员所公知的,记录系统可以包括卷控制系统27以电切换到另一组读取和/或写入头,和/或寻找和移动磁带侧面的读取和/或写入头23,以将头设置到期望的卷或卷组,并且,在一些实施例中,以磁道跟随期望的卷或卷组。卷控制系统还可以通过电动机驱动器28控制电动机25的操作,二者都响应于控制器18的指令。
控制器18还可以提供数据流和格式程序用于使用缓冲器30和记录通道32从磁带读取数据和向磁带写入数据。
包括至少电动机25和卷轴15,16的驱动器系统相对于读取头23移动磁带14,以便读取头可以探测在磁带上的磁信号。典型地使用磁阻读取头以探测记录在磁带上的磁信号,并且提供模拟读取信号。在磁带中,典型地以平行方式提供多个读取头23并且典型地从磁带读取多个平行磁道。
参考图2,根据本发明,来自磁阻读取头23的读取信号提供给读取通道32。读取通道被示出为接收单个磁阻读取头的输出,并且重复用于附加读取头。读取头输出34被提供给用于放大信号的前置放大器35,和数字取样由读取头探测到的磁信号的模拟到数字转换器40,提供磁信号的数字样品。所得的信号Y是回读波形的数字样品组。通过数字逻辑执行所有的后续处理。
数字均衡器41对由于写入头、磁带和读取头的磁记录特性引起的信号改变进行补偿,提供均衡信号Yequ。使用数据探测器49以确定来自均衡信号的读取信号数据。
二次失真是磁阻读取头的通常结果,并且可以描述为Y =X+αX2形式,其中Y是数字样品值,X的值是期望的未失真样品,α是二次项的系数。α参数的大小决定失真的量并且其符号决定它是正失真或负失真。失真的一种测量是回读样品的不对称。不对称是波形的正侧与负侧的不平衡的测量。
根据本发明,在图2的数字均衡器41的输出Yequ处测量失真,并且通过重复提供来自数字均衡器41的数字均衡的读取信号的平均正峰值和平均负峰值,抵消失真;并且响应于提供的平均正峰值和平均负峰值,重复确定平均正峰值和平均负峰值的不对称并且估计不对称的抵消斜率和收敛抵消项的关系;从不对称和估计的抵消斜率,重复估计收敛抵消项;并且提供收敛抵消项的反馈以修正数字读取信号Y,其包括提供给数字均衡器41的输入端的修正的输出Yout。
参考图3,信号80是在图2的均衡信号Yequ的数字样品之间画的线。通过图2的数字峰值测量装置85测量图3的数字均衡的读取信号的平均正峰值82和平均负峰值84。本领域的技术人员已公知数字峰值探测器以及用于选择数字峰值以形成数字峰值测量装置的装置和方法的各种实例。
本发明的优选模式是从基本恒定频率的连续读取信号取样平均正峰值和平均负峰值,所述信号还称作图样,例如来自磁带的数据组分离器信号,称为“DSS”。
经常,峰值振幅是探测工艺本身的副产品。在均衡器41的输出处的不对称可以与模拟到数字转换器40的输出处测量的不对称不相当,但是根据本发明,在任何测试点,零不对称将对应没有失真。从而,根据本发明将在均衡器41的输出即图2的Yequ处的不对称驱动到零,将同样将来自模拟到数字转换器40的输出Yout的不对称驱动到零。
如上所述,假设失真的形式为Y=X+αX2并且本发明通过X~Y-áY2估计X,其中á是真实α的估计,并且Y是在模拟到数字转换器的输出处的数字样品Y。估计á以将测量的不对称驱动到零。在一个实施例中,á由控制器18通过平均正峰值和平均负峰值确定。在可选的实施例中,可以提供特殊的计算装置。
可选地,对于每个Y,可以通过求解二次方程直接得到期望的信号X,如在结合的‘531申请中描述的。
从波形的正侧与负侧的不平衡确定不对称,通常规定为百分比。如图4中示出的,不对称和α之间的关系是单调的并且接近线性。对于各种磁道和不对称组合,都保持此关系。每个磁道具有不同的斜率和偏移的线,然而,它们都近乎线性。根据本发明,此关系用于抵消不对称的迭代方法。
参考图2,提供装置90以修正来自模拟到数字转换器40的数字读取信号Y,根据提供的á为数字均衡器41的输入提供Yout。装置90包括结合的‘531申请的查找模块。如结合的‘531申请指出的,查找模块包括通过对于每个Y输入计算期望的Yout填写的查找表(look-up table)。例如,如果模拟到数字转换器是8位数字转换器,输入Y的范围可以是从-128到+127的整数值。对任意给定的α,对于所有可能的Y值,由Yout=Y-αY2给出输出值。图5中提供了对三个α值91,92和93转换的实例。如在结合的‘531申请中讨论的,使用数字输入信号,例如图3的信号105,110,115,120,125,作为对期望的α的查找模块中的地址,并且在查找模块的输出处提供所得的数字输出信号。参考图5,α的值可以为正或负。正值用以校正正不对称,缩小正输入并拉伸负输入。负值用以校正负不对称,缩小负侧并拉伸正侧。输出值Yout限制在模拟到数字转换器的最大范围内。这就是负α的顶部和正α的底部的曲线出现平坦区域的原因。α=0的条件是不发生转换的特殊条件,没有修正的穿过。
根据本发明,用点斜率迭代方法将不对称驱动趋向于零。参考图6,开始于步骤150,在第一次迭代151中,K=0,控制装置配备为提供为0的初始收敛抵消项α。并且在步骤153中,抵消表置于α=0的没有转换发生的状态。在步骤154中,通过峰值测量85测量图2的数字均衡器41的输出Yequ的平均正峰值和平均负峰值。在一个实施例中,在硬件中进行峰值测量,并且,可选地可以由基于样品波形分析的控制器18提供。
在图6的步骤157中,计算不对称A,并且以百分比的形式提供。如果这是初始轮,K=0,每次在步骤160,关于合适的斜率m,进行初始推测161。
在步骤163中,过程移向第一次迭代,K=K+1,并且基于初始不对称A0和推测斜率m在步骤165中根据公式 更新α。用于抵消估计α的公式源于公式 其中目标不对称是零。求解公式以提供下一次迭代 其中α是反馈以修正的估计收敛抵消项,通过查找表90,来自模拟到数字转换器40的数字读取信号Y用于图2的数字均衡器41的输入,以将不对称迭代地收敛至基本为零。
基于收敛项的反馈重复图6的步骤153等公式,并且在步骤153中,用新迭代α的转换数据填写抵消表,并且在步骤154中测量由新迭代α获得的数字均衡器的输出的下一平均峰值,并且计算新的不对称Ak。
然后,因为每次在步骤160迭代不对称不再是K0,根据公式 使用前面的和现在的α和前面的和现在的不对称A在步骤170中计算估计的收敛斜率。
随后,使用来自公式 的新α进行进一步的迭代。持续迭代,直到达到数字均衡器的输出的收敛,每次在步骤180,如期望的最小Alim,例如在百分之2内,在此水平下认为失真是收敛的。
此时,记录通道可以在数字均衡器的输出处监控失真,并且如果它超出了最小极限Alim,在步骤180中,再一次确定步骤160等公式中的α。
图7A,7B和7C示出了迭代过程的实例并且7D提供了迭代过程的具体值的实例。在α=0时的初始迭代K0提供图7A中12.2%的数字均衡器的输出的负对称A0。对迭代K1使用m=-16000的初始斜率推测。使用公式 变为 并且提供α1=0.00076的值。实行此推测以修正数字均衡器的输入并且在图7B中数字均衡器的输出处的不对称确定为6.3%。现在,对于两个方面,可以进行斜率估计并且计算下一个α。计算斜率估计 当 时,m =-7738。使用此值估计新的α,其中使用公式 变为 并且提供α2=0.00158的值。如图7C所示,数字均衡器的输出处的不对称的所得测量值变为-0.2%。这在允许的收敛区域内,因此迭代停止。
本发明示出的实施例提供了图2的记录通道,对于单个磁阻读取头,具有一个模拟到数字转换器40,一个修正装置90,一个均衡器41,和一个峰值测量装置85。对磁盘驱动器的磁阻读取头使用此执行。
可以对磁带驱动器的一个磁道使用相同的执行,并且为磁带驱动器的每个附加的磁道进行重复。可选地,参考图1,提供多个磁阻读取头以读取来自多个磁道的平行数据,并且在磁带驱动器的多个磁阻读取头之间共享一个或多个部件35,40,90,41,85,并且在各个读取头之间顺序操作以传感每个分离磁道处的DSS信号。对任一配置,在一个实施例中,控制装置18配置为对多个磁阻读取头的每个的读取信号,分别响应于平均正峰值和平均负峰值,并且为每个磁阻读取头分别提供收敛。
降低读取信号的失真的服务可以这样实现,通过在磁带驱动器或磁盘驱动器中提供装置,或通过向预先存在的磁带驱动器或磁盘驱动器添加图2的峰值测量装置85和修正装置90并且向存储器19提供程序代码用于操作图1的控制器18,例如通过服务技术人员。
本领域的技术人员应该明白,关于读取通道的具体部件可以进行修改。另外,本领域的技术人员应该明白,相比于这里示出的可以使用不同的具体部件布置。
虽然从细节上说明了本发明的优选实施例,很显然,对于本领域的技术人员,只要不脱离本发明的由所附权利要求设定的范围,可以对那些实施例进行修正和改变。
Claims (20)
1.一种用于降低来自至少一个磁阻读取头的读取信号的失真的装置,所述读取信号被提供给读取通道,所述读取通道具有至少一个将模拟读取信号转换为数字读取信号的模拟到数字转换器和至少一个具有输入和输出的数字均衡器,所述装置包括:
数字峰值测量装置,配置为传感所述至少一个数字均衡器的所述输出,并提供所述数字均衡器的输出的平均正峰值和平均负峰值;以及
控制装置,配置为响应所述提供的平均正峰值和平均负峰值,以重复确定所述平均正峰值和平均负峰值的不对称并估计所述不对称的抵消斜率和收敛抵消项的关系;通过所述不对称和估计的抵消斜率,重复估计所述收敛抵消项;并反馈所述收敛抵消项以修正来自所述至少一个模拟到数字转换器的所述数字读取信号,用于所述至少一个数字均衡器的所述输入。
2.根据权利要求1的装置,其中所述控制装置配置为提供为零的初始收敛抵消项。
3.根据权利要求2的装置,其中所述数字峰值测量装置配置为从恒定频率的连续读取信号提供所述平均正峰值和平均负峰值。
4.根据权利要求3的装置,用于降低来自多个磁阻读取头的读取信号的失真,其中所述控制装置配置为分别响应所述多个磁阻读取头的每个的读取信号的所述平均正峰值和平均负峰值。
5.根据权利要求2的装置,其中根据公式 确定所述不对称,根据公式 确定所述估计的抵消斜率,并且根据公式 确定所述抵消项,其中A为所述不对称,Yp和Yn分别为所述平均正峰值和所述平均负峰值,m为所述估计的抵消斜率,k为迭代次数,α为所述抵消项。
6.一种读取通道,配置为接收至少一个磁阻读取头的读取信号,所述读取通道包括:
至少一个模拟到数字转换器,用于将模拟读取信号转换为数字读取信号;
至少一个数字均衡器,具有输入和输出;
数字峰值测量装置,配置为传感所述至少一个数字均衡器的所述输出,并提供所述数字均衡器的输出的平均正峰值和平均负峰值;以及
控制装置,配置为响应所述提供的平均正峰值和平均负峰值,以重复确定所述平均正峰值和平均负峰值的不对称并估计所述不对称的抵消斜率和收敛抵消项的关系;通过所述不对称和估计的抵消斜率,重复估计所述收敛抵消项;并反馈所述收敛抵消项以修正来自所述至少一个模拟到数字转换器的所述数字读取信号,用于所述至少一个数字均衡器的所述输入。
7.根据权利要求6的读取通道,其中所述控制装置配置为提供为零的初始收敛抵消项。
8.根据权利要求7的读取通道,其中所述数字峰值测量装置配置为从恒定频率的连续读取信号提供所述平均正峰值和平均负峰值。
9.根据权利要求8的读取通道,配置为接收来自多个磁阻读取头的读取信号,其中所述控制装置配置为分别响应所述多个磁阻读取头的每个的读取信号的所述平均正峰值和平均负峰值。
10.根据权利要求7的读取通道,其中根据公式 确定所述不对称,根据公式 确定所述估计的抵消斜率,并且根据公式 确定所述抵消项,其中A为所述不对称,Yp和Yn分别为所述平均正峰值和所述平均负峰值,m为所述估计的抵消斜率,k为迭代次数,α为所述抵消项。
11.一种磁带驱动器,包括:
至少一个磁阻读取头,配置为提供来自磁带上的信号的读取信号,所述磁带移动经过所述至少一个磁阻读取头;
磁带驱动器系统,配置为移动磁带经过所述至少一个磁阻读取头;
至少一个模拟到数字转换器,用于将模拟读取信号转换为数字读取信号;
至少一个数字均衡器,具有输入和输出;
数字峰值测量装置,配置为传感所述至少一个数字均衡器的所述输出,并提供所述数字均衡器的输出的平均正峰值和平均负峰值;以及
控制装置,配置为响应所述提供的平均正峰值和平均负峰值,以重复确定所述平均正峰值和平均负峰值的不对称并估计所述不对称的抵消斜率和收敛抵消项的关系;通过所述不对称和估计的抵消斜率,重复估计所述收敛抵消项;并反馈所述收敛抵消项以修正来自所述至少一个模拟到数字转换器的所述数字读取信号,用于所述至少一个数字均衡器的所述输入。
12.根据权利要求11的磁带驱动器,其中所述控制装置配置为提供为零的初始收敛抵消项。
13.根据权利要求12的磁带驱动器,其中所述数字峰值测量装置配置为从恒定频率的连续读取信号提供所述平均正峰值和平均负峰值。
14.根据权利要求13的磁带驱动器,包括多个磁阻读取头,其中所述控制装置配置为分别响应所述多个磁阻读取头的每个的读取信号的所述平均正峰值和平均负峰值。
15.根据权利要求12的磁带驱动器,其中根据公式 确定所述不对称,根据公式 确定所述估计的抵消斜率,并且根据公式 确定所述抵消项,其中A为所述不对称,Yp和Yn分别为所述平均正峰值和所述平均负峰值,m为所述估计的抵消斜率,k为迭代次数,α为所述抵消项。
16.一种用于降低来自至少一个磁阻读取头的读取信号的失真的方法,所述读取信号从模拟读取信号转换为数字读取信号,并且所述数字读取信号被数字均衡,所述方法包括以下步骤:
重复提供所述数字均衡的读取信号的平均正峰值和平均负峰值;以及
响应所述提供的平均正峰值和平均负峰值,重复确定所述平均正峰值和平均负峰值的不对称并估计所述不对称的抵消斜率和收敛抵消项的关系;
通过所述不对称和估计的抵消斜率,重复估计所述收敛抵消项;以及
提供所述收敛抵消项的反馈以修正所述数字读取信号,用于所述数字均衡步骤。
17.根据权利要求16的方法,其中初始收敛抵消项为零。
18.根据权利要求17的方法,其中从恒定频率的连续读取信号提供所述平均正峰值和平均负峰值。
19.根据权利要求18的方法,用于降低来自多个磁阻读取头的读取信号的失真,其中所述响应所述提供的平均正峰值和平均负峰值,重复确定所述平均正峰值和平均负峰值的不对称并估计所述抵消斜率,重复估计所述收敛抵消项;以及提供所述收敛抵消项的反馈的步骤,包括分别为所述多个磁阻读取头的每个的读取信号进行所述步骤。
20.根据权利要求17的方法,其中根据公式 确定所述不对称,根据公式 确定所述估计的抵消斜率,并且根据公式 确定所述抵消项,其中A为所述不对称,Yp和Yn分别为所述平均正峰值和所述平均负峰值,m为所述估计的抵消斜率,k为迭代次数,α为所述抵消项。
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