專利名稱：磁盤裝置的控制單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁盤裝置的控制單元，更具體地說，涉及一種適用于小型磁盤裝置的控制單元，用于實(shí)現(xiàn)記錄密度提高時所要求的高精度的磁頭定位以及實(shí)現(xiàn)更高的接口功能性能。
在小型磁盤裝置中，由于(比方說)接口功能實(shí)現(xiàn)了更高的性能，裝置實(shí)現(xiàn)了更小的尺寸，及更大的存儲容量，從而要求實(shí)現(xiàn)更高的記錄密度。
為了實(shí)現(xiàn)更高的記錄密度，有必要提高磁跡密度，隨著磁跡密度的增加，作為一種對應(yīng)于更高精度的定位操作的高精度磁頭定位技術(shù)，人們提出了一種埋入式伺服方案，也就是使用一種間斷地記錄在用于記錄數(shù)據(jù)的磁盤表面(數(shù)據(jù)記錄區(qū)域)中的伺服信號，即所謂的伺服信號。此外，還有一種如美國專利D5109307號中所述的混合式伺服方案。根據(jù)這種混合式伺服方案，既使用了刻在伺服面即專門用于記錄伺服信號的磁盤表面的伺服信號，又使用了記錄在數(shù)據(jù)記錄區(qū)域中的伺服信號。在遁跡操作期間，使用連續(xù)地寫入伺服面中的伺服信號來提高遁跡速度。
在JP—B—4—15548中提出了一種采用這種伺服方案的磁頭定位伺服電路，這種采用微處理器的數(shù)字伺服電路適用于視點(diǎn)的靈活運(yùn)用和更高的電路集成度。由于微處理器執(zhí)行的是數(shù)據(jù)伺服操作，具有多個量化等級和達(dá)到定位精度需要一個取樣周期以及在數(shù)量值上與常規(guī)的模擬伺服電路方案中相等的反應(yīng)速度，需要與比模擬伺服電路方案中的微處理器高得多的速度來執(zhí)行伺服操作。
此外，隨著磁盤裝置中數(shù)據(jù)的高密度記錄的發(fā)展，微處理器需要有一個更高的速度。
在需要對內(nèi)圈和外圈的線性記錄密度進(jìn)行均衡從而提高區(qū)域記錄密度的記錄方案中，有一種叫做區(qū)域碼的方案。在這種區(qū)域碼記錄方案中，數(shù)據(jù)記錄區(qū)域被分成多個區(qū)域，依次從數(shù)據(jù)記錄的最里圈開始，位于外側(cè)的外圈區(qū)域比位于內(nèi)側(cè)的內(nèi)圈區(qū)域具有更多數(shù)量的扇區(qū)，這種方案被記錄在4799112號美國專利中。采用這種方案的小型磁盤裝置正不斷增加。但是，在這種方案中，在多個區(qū)域中實(shí)現(xiàn)高速循跡操作時，扇區(qū)的數(shù)量是變化的。與不采用這種區(qū)域碼記錄方案的磁盤裝置相比，在磁盤的半徑方向上的數(shù)量改變時所產(chǎn)生的變換處理衰減就需要進(jìn)一步處理。由于要進(jìn)行這種變換處理，微處理機(jī)就要承受更重的負(fù)擔(dān)。
過去磁盤的旋轉(zhuǎn)速度在典型情況下是3600轉(zhuǎn)/分。但是最近，數(shù)據(jù)存取時的磁盤旋轉(zhuǎn)的等待時間被縮短了，傳送數(shù)據(jù)時磁盤的旋轉(zhuǎn)速度也在提高。因此需要磁盤的旋轉(zhuǎn)速度高達(dá)7200轉(zhuǎn)/分。
這樣，就要求用來進(jìn)行磁頭定位和數(shù)據(jù)讀/寫控制的微處理機(jī)具有更高的速度。
另一方面，在小型磁盤裝置和外部設(shè)備之間有多種接口，其中有代表性的接口有ANSI(美國全國標(biāo)準(zhǔn)委員會)制定的SCSI(小型計算機(jī)系統(tǒng)接口)。即使在作為第一個標(biāo)準(zhǔn)的SCSI問世之后，SCSI經(jīng)歷包括所支持的命令在內(nèi)的重大的功能性功能擴(kuò)展，如SCSI—2及以后的SCSI—3。由于這一原因，磁盤裝置的接口控制微處理器所需的程序存儲器的容量也提高了。
在磁盤裝置的控制單元所執(zhí)行的控制中，重要的有磁頭定位控制，數(shù)據(jù)讀寫控制和定位接口控制。作為使用單個微處理器執(zhí)行這些控制的電路的例子，美國專利第4819153號和美國專利第4979056號中都有描述。
一般在小型磁盤裝置中，進(jìn)行磁頭控制和數(shù)據(jù)讀/寫控制的機(jī)構(gòu)差不多是同一機(jī)構(gòu)，但是目前已性產(chǎn)出許多不同的型號，它們都具有不同的接口指標(biāo)，即相對于外界來說執(zhí)行不同的數(shù)據(jù)輸入/輸出控制操作。
如果一個采用埋入式數(shù)字伺服信號的數(shù)字伺服方案或者混入式伺服方案來進(jìn)行讀寫頭定位控制的設(shè)備控制系統(tǒng)和一個對于外界執(zhí)行數(shù)據(jù)輸入/輸出控制接口功能控制系統(tǒng)是由一個微處理器來實(shí)現(xiàn)的話，接口控制處理經(jīng)常處于等待狀態(tài)，原因是數(shù)字伺服控制處理比它具有更高的優(yōu)先級別。由于接口控制的處理能力被降低，接口控制處理至少要對每個扇區(qū)上出現(xiàn)的周期性伺服信號產(chǎn)生的處理請求作出響應(yīng)。
作為解決這一問題的措施，有一個方法是提高微處理器的處理速度，即提高時鐘速度，從而使等待時間變得足夠短。但是，與雙處理器型構(gòu)造的工作速度相比較，這就要在單處理器型構(gòu)造中需要一個極高的速度。從電路工藝的角度來看，工作速度提高時，微處理器的造價也變貴。因此，使用這樣的微處理器從經(jīng)濟(jì)上來看是很困難的。
作為另一個措施，還有一個方法是為每個接口規(guī)格開發(fā)一個具有將接口控制處理和數(shù)字伺服控制處理加以組合的特殊設(shè)計的處理調(diào)度程序，從而只使用一個微處理器而又不造成速度提高。但這樣的開發(fā)需要時間。
另一個解決辦法是使用多個處理器組件，即可以發(fā)揮多個微處理器的作用。在小型磁盤裝置加2.5寸磁盤裝置中，盤的直徑為67mm，但電路板的空間只有70mm×100mm。這將引起難于安裝太多的微處理器組件的問題。
做在一個封裝的、包括一個CPU的一個協(xié)數(shù)字信號處理器(DSP)的磁盤驅(qū)動電路(如Zilog公司的286C95型產(chǎn)品)也可以從市場上買到。但這種數(shù)字信號處理器僅用于協(xié)助CPU進(jìn)行部分驅(qū)動運(yùn)算。
本發(fā)明的目的在于提供一種小型、低成本的磁盤裝置的控制單元，該控制單元具有一個擁有高精度定位和數(shù)據(jù)讀/寫功能的設(shè)備控制系統(tǒng)和一個能夠適合于各種高級接口功能的接口功能控制系統(tǒng)。
為解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一個磁盤裝置的控制單元，用于至少執(zhí)行磁盤磁頭的位置控制、通過磁頭向磁盤寫入或者從磁盤讀出數(shù)據(jù)的控制和數(shù)據(jù)在磁盤裝置和外部裝置之間的傳送控制，該控制單元包括第一微處理器，從而使用一個記錄在磁盤的數(shù)據(jù)記錄面上的伺服信號來執(zhí)行讀寫頭定位，或者同時使用記錄在專用于伺服信號的盤面上的一個伺服信號和記錄在數(shù)據(jù)記錄盤面上的一個伺服信號來執(zhí)行讀寫頭的定位；一個第二微處理器，用于執(zhí)行數(shù)據(jù)在磁盤裝置和外部設(shè)備之間的傳送控制；第二微處理器能夠工作的時鐘頻率或者指令執(zhí)行速度的范圍等于或者低于第一微處理器能夠工作的時鐘頻率或制令指令執(zhí)行速度的范圍；第一微處理器具有一個第一內(nèi)部或外部存儲器，用于存儲與讀寫定位控制和將數(shù)據(jù)寫入磁盤或從磁盤中讀出的控制有關(guān)的信息；第二微處理器具有一個第二內(nèi)部或外部存儲器，用于存儲至少與數(shù)據(jù)的傳送控制有關(guān)的信息；第二存儲器所具有的容量大于上述的第一存儲器的容量。第一和第二微處理器被封裝入一個集成電路組件中。
根據(jù)本發(fā)明的一種較佳模式，第一微處理器具有一個將從磁盤作為模擬信號讀出的伺服信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的A/D變換器，而第二微處理器并沒有A/D轉(zhuǎn)換器。
如上所述，在本發(fā)明中，讀寫頭的定位控制、數(shù)據(jù)的讀/寫控制以及磁盤裝置和外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)輸入/輸出控制是并行地由不同的微處理器所執(zhí)行的。與由單個微處理器相比，實(shí)現(xiàn)相同的接口功能處理能力時能降低提升時鐘速度或指令執(zhí)行速度的必要性，從電路工藝的角度出發(fā)能很方便地達(dá)到處理能力，而且成本也能降低。
另外，存貯器容量較小、適合于進(jìn)行高速處理的第一微處理器進(jìn)行高精度的讀寫頭定位控制和數(shù)據(jù)讀/寫處理等驅(qū)動器控制，而存貯器容量較大；適合于進(jìn)行低速處理的第二微處理器進(jìn)行接口功能控制，這種控制需要更大的有貯器容量來保存接口指標(biāo)的函數(shù)展開式。此外，由于第一微處理與接口指標(biāo)之間的差異無關(guān)，它可以適用于或者適加改動就適用于具有不同接口指標(biāo)的磁盤設(shè)備。
另外，通過將二個處理內(nèi)容各異的微處理器處理設(shè)置在同一IC組件中，它們可以安磁盤裝置的基板上很小的空間內(nèi)。
在下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明實(shí)施例時，本發(fā)明的其他一些目的，特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更為顯而易見。


圖1是本發(fā)明的小型磁盤的電路方框圖。
圖2是埋入式數(shù)字伺服方案的周服信號處理的示意圖。
圖3是本發(fā)明的小型磁盤裝置中的微處理器IC封裝示意圖。
圖4也是本發(fā)明的小型磁盤裝置的微處理器IC封裝示意圖，以及圖5是本發(fā)明的一個不同的小型磁盤裝置中的混合型集成電路的示意圖。
下面，結(jié)合附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個小型磁盤裝置的控制電路的方框圖。
圖2示出了嵌入式數(shù)字伺服方案的伺服信號處理的一部分。
在圖1中微處理器單元2主要構(gòu)成了本發(fā)明的控制電路。如圖3中所示，在一個封裝中封入了兩個各自由一片芯片所構(gòu)成的微處理器，及用于進(jìn)行接口功能控制的微處理器2a和用于進(jìn)行驅(qū)動器控制的微處理器2b。
如圖1中所示，磁盤裝置主要由一個硬盤主件(HDA)8和控制電路7所組成。
硬盤組件8包括一個用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)磁盤的主軸電機(jī)11，和一個相對于磁盤設(shè)置的、用于在磁信號和電信號之間完成相互轉(zhuǎn)換的讀/寫頭9，和一個用于執(zhí)行讀/寫頭的遁跡操作的音圈電機(jī)10。
控制電路7包括一個讀出預(yù)放器15，一個寫入放大器16，一個用于使讀出譯放器15的讀出信號的輻度恒定的AGC放大器14，一個用于對送入寫入放大器16的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和對讀出預(yù)制放大器15輸出的信號進(jìn)行解碼的編碼/解碼器13，一個對來自伺服信息的位置信號進(jìn)行解調(diào)的位置信號檢測器17，一個振動檢測器30，一個根據(jù)物理地址和振動檢測器30輸出的信號進(jìn)行磁頭位置控制和讀/寫控制的驅(qū)動器控制的微處理器2b，一個由驅(qū)動器2b控制的主軸電機(jī)驅(qū)動電路21，一個用于將驅(qū)動器控制微處理器2b送來的磁頭位置信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的D/A轉(zhuǎn)換器18，一個用于消除磁盤組件8的諧振點(diǎn)的陷波器19，和一個音圈電機(jī)驅(qū)電路20?？刂齐娐?還包括一個SCSI控制器12，一個接口功能控制微處理器2a和一個存儲器31。SCSI控制器12用于通過與外界相連的SCSI接口線6直接輸入和輸出數(shù)據(jù)、命令和狀態(tài)信息。接口功能控制微處理器2a用于控制SCSI控制器12，將邏輯地址與物理地址相聯(lián)系，并且進(jìn)行接口控制。存儲器31可以是高速緩沖存儲單元(和/或補(bǔ)充存儲器)。
驅(qū)動器控制微處理器2b接收由微處理器2a送來的輸入，如包括磁盤上的磁跡號和扇區(qū)號的一個物理地址。在這個輸入信號的基礎(chǔ)上，驅(qū)動器微處理器2b控制著音圈電機(jī)10和主軸電機(jī)11執(zhí)行磁頭的定位控制，并且控制著讀/寫電路執(zhí)行讀/寫處理。
也就是說，驅(qū)動器控制微處理器2b從分布在磁盤上的磁跡中的扇區(qū)伺服信息中提取磁跡位置信息和磁跡位置偏離信息。在進(jìn)行遁跡時，驅(qū)動器控制微處理器2b進(jìn)行遁跡速度計算，并且計算與一個預(yù)定的尋跡速度曲線值之間的差值，并且使用高精度的數(shù)字計算根據(jù)各個扇區(qū)的誤差計算出送往音圈電機(jī)的適當(dāng)?shù)碾娏?。在使磁頭跟蹤一個預(yù)定的磁跡的跟蹤控制中，驅(qū)動器控制微處理器2b將(作為模擬信號輸入的)磁跡位置偏移信息進(jìn)行數(shù)字化。通過使用高精度數(shù)字計算，驅(qū)動器控制微處理器2b在每個扇區(qū)周期內(nèi)通過一個包括濾波計算在內(nèi)的數(shù)字伺服環(huán)路來計算出適合于音圈電機(jī)的電流值。
在外部接口輸入如要求對某一邏輯地址進(jìn)行讀/與操作的讀/寫命令的基礎(chǔ)上(該邏輯命令包括數(shù)據(jù)塊號，狀態(tài)信息和數(shù)據(jù))，接口功能控制微處理器2b向驅(qū)動器控制微處理器2b發(fā)出針對于該物理地址的磁頭定位和讀/寫命令。接口功能控制微處理器2a還控制具有高速緩沖功能的存儲器31有效地調(diào)整接口上送往外部的數(shù)傳輸速度和磁盤介質(zhì)的讀/寫傳輸速度之間的差異。另外接口功能控制微處理器2a還根據(jù)外部接口指標(biāo)和裝置的規(guī)格指標(biāo)來執(zhí)行接口控制和完成對磁盤裝置的控制。
這兩個微處理器2a和2b在工作時鐘頻率和內(nèi)部的ROM容量上是互相不同的。驅(qū)動器控制微處理2b的工時鐘頻率為(比方說)20MHz而接口功能控制微處理器2a的工作時鐘頻率可能是(比方說)12MHz。由于主要進(jìn)行的是高速計算，就要求驅(qū)動器控制微處理器2b比接口功能控制微處理器2a具有更高的速度，原因是接口功能微處理器2a主要執(zhí)行的是根據(jù)通信約定(Protocol)來執(zhí)行通信控制而不是執(zhí)行計算。
驅(qū)動器控制微處理器2b具有一個容量為(比方說)8kb的內(nèi)部ROM。接口功能微處理器2a具有一個容量為(比方說)64kb的內(nèi)部ROM。其原因在于驅(qū)動器控制微處理器2b主要是用來使用有限的基本計算的算法來進(jìn)行數(shù)字伺服處理從而實(shí)現(xiàn)磁頭的精確定位而進(jìn)行高速計算，因此并不需要很大的容量。
另一方面，與其過程可以用矩陣計算表示式來表示的伺服計算過程相比較，接口功能微處理器2a主要是根據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行命令和數(shù)據(jù)的輸入/輸出控制，它必需存儲一個包括許多種條件精度和處理組合在內(nèi)的一個處理程序。此外從SCSI—1至SCSI—2標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)中可以看出，這里面包括了大量的函數(shù)展開式，包括增加了由(比方說)查尋命令所支持的許多命令。另外還必需根據(jù)用戶的要求將一個基本上是標(biāo)準(zhǔn)化的具體的規(guī)格如SCSI規(guī)格修改成具體地針對某一公司的形式，即使是在同一標(biāo)準(zhǔn)下。
驅(qū)動器控制微處理2b還包括一個A/D轉(zhuǎn)換器，該A/D轉(zhuǎn)換器用于將伺服位置信號和由振動檢測器30送來的一個信號即模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，另一方面接口功能控制微處理器2a還相對于外部裝置執(zhí)行接口操作。只有數(shù)字系統(tǒng)才會被直接控制。因此，接口功能微處理器2a中并沒有包含A/D轉(zhuǎn)換器。
下面結(jié)合圖1和圖2描述一個本實(shí)施例中的小型磁盤裝置的控制系統(tǒng)的工作情況。
磁頭9的尋找操作和跟蹤操作的定位方案屬于埋入式數(shù)字伺服方案。在這種方式中，先由讀/寫頭9讀出預(yù)放器15和AGC放大器1 4讀出磁盤22上的磁跡23a中的信號。位置信號檢測器17從間斷地包含在磁跡信號23(圖2)中伺服圖形扇區(qū)24的信號中取出一個模擬位置信號。該模擬位置信號在A/D轉(zhuǎn)換區(qū)5中進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理5a，進(jìn)行數(shù)字化，從而獲得數(shù)字位置信號。從伺服圖形扇區(qū)24的信號還獲得磁跡號。
驅(qū)動器控制微處理器2b使用下述所述的數(shù)字計算處理執(zhí)行數(shù)字定位控制處理32，并且輸出一個用于定位的控制信號。該信號在D/A轉(zhuǎn)換器18中被D/A變換處理。經(jīng)D/A變換后的信號通過陷波器19和音圈電機(jī)驅(qū)動電路20輸出至音圈電機(jī)10。驅(qū)動器控制微處理器2b還通過主軸電機(jī)驅(qū)動電路21輸出一個驅(qū)動主軸電機(jī)11的信號。
磁盤22上內(nèi)圈區(qū)域的磁跡23a一周上所包含的伺服圖形扇區(qū)24a的數(shù)量大于外圈磁跡中的數(shù)量。采用這種所謂的區(qū)域位方案是為了使記錄密度得到均衡。
在循跡完成之后，根據(jù)磁頭所處磁跡所屬的區(qū)域，驅(qū)動器控制微處理器2b將立即把讀/寫系統(tǒng)電路中的各種參數(shù)變換成必要的參數(shù)，這些參數(shù)如讀/寫信號頻率，寫預(yù)校正值，寫入電流，讀出波形峰值檢測和鑒別輻度電平，以及讀出數(shù)據(jù)鑒別窗口時間寬度，從而保證在各個區(qū)域中使正常的讀出容冗達(dá)到最大值。
在讀出數(shù)據(jù)時，信號通過讀/寫磁頭9、讀出譯制放大器15，AGC放大器14和編碼/解碼器13讀出，并且從SCSI控制器12輸出至外部。
寫入數(shù)據(jù)由處部輸入至SCSI控制器12，并且通過編碼/解碼器13、寫入譯制放大器16和讀/寫磁頭9進(jìn)行寫入。
為了通過使用振動檢測器來提交工作中的耐中擊性，驅(qū)動器控制微處理器2b還對由振動檢測器30送來的一個沖擊加速度信號進(jìn)行輪詢監(jiān)視當(dāng)驅(qū)動器控制微處理器2b檢測出沖擊加速度信號等于或者超過一個預(yù)定的值時，它將立即執(zhí)行寫入禁止控制，從而防止將數(shù)據(jù)寫在磁跡之外，而使所數(shù)據(jù)損壞，在磁跡之外寫入意味著由于磁據(jù)位置的偏差將數(shù)據(jù)寫在錯誤的磁道上。驅(qū)動器控制微處理器2b所完成的這些控制操作由于記錄密度的增加所要求的定位操作要實(shí)行更高的精度，并且由于意對于某一希望的磁跡的遁跡操作完成之后磁頭到達(dá)預(yù)定的扇區(qū)的旋轉(zhuǎn)等待時間的縮短以及數(shù)據(jù)傳輸速度的增加，因此要求以更高的速度來完成，如上所述，人們嘗試著提高驅(qū)動器控制微處理器2b的時鐘速度。另一方面由低速時鐘所驅(qū)動的接口控制微處理器2a被用于進(jìn)行并不要求速度很高的接口控制。
接口功能控制微處理器2a與SCSI控制器12和驅(qū)動控制微處理器2b相聯(lián)，接口功能控制微處理器2a執(zhí)行著各種各樣的并且是高級的接口功能，如高等級裝置中的歸一化響應(yīng)控制，對應(yīng)數(shù)據(jù)的存儲和讀出控制以及節(jié)能控制。因此，接口功能控制微處理器2a所需的用于存儲處理程序的內(nèi)部ROM的容量大約為驅(qū)動器控制微處理器2b所需的用來存儲程序的內(nèi)部ROM的容量的8倍。
兩個微處理器2a和2b之間的工作時序的調(diào)整如下如述。這兩個微處理器2a和2b在寄存器中都有分別由它們控制的中斷標(biāo)志，在產(chǎn)生中斷請求時各種執(zhí)行輪詢管理。當(dāng)一個微處理器接收到另一個微處理器送來的中斷請求時，獨(dú)立的操作被暫時中斷，相互之間進(jìn)行狀態(tài)信息、命令和數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收這樣就實(shí)現(xiàn)了它們之間的互相協(xié)作。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的小型磁盤裝置的微處理器的IC封裝1的結(jié)構(gòu)。接口功能控制微處理器的2a和驅(qū)動器控制微處理器2b被封裝在同一個集成電路塊1中。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的小型磁盤裝置的微處理的IC封裝1的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，接口功能微處理器2a的電路被整體構(gòu)置在單個微處理器芯片2內(nèi)。微處理器2也被封裝在IC封裝1內(nèi)。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個實(shí)施例的小型磁盤裝置中的包含微處理器的混合型IC的結(jié)構(gòu)，接口功能控制微處理器承載芯片26和驅(qū)動器控制微處理器承載芯片27通過連線聯(lián)接或者類似手段安裝在單片混合型IC以上。承載芯片將接受硅樹脂封裝密封28。此外，整個的混合IC基板還將接受環(huán)氧硅樹脂注膜密封29。
包含了兩個微處理器2a和2b或者如圖3、4和5中所示的26和27的微處理器封裝被安裝在其盤的直徑大約為67mm或更小的小型磁盤裝置的電路板上，這種磁盤裝置具有所謂的2.5英寸或者更小的結(jié)構(gòu)參數(shù)尺寸。
根據(jù)如上而所述的這些實(shí)施例，根據(jù)處理內(nèi)容而具有不同的規(guī)格的兩個微處理器被設(shè)置在同一個IC封裝內(nèi)。結(jié)果，兩個微處理器可以安裝在其結(jié)構(gòu)因素尺寸為2.5英寸或更小的小型磁盤裝置的電路板上的一個很小的空間之內(nèi)。
在本發(fā)明中，在避免使用超高速微處理器(這是常規(guī)技術(shù)中使用單個微處理器時所碰到的問題)的前提下，就能經(jīng)濟(jì)地構(gòu)成一個其功能與單個微處理器相當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)，從而形成(1)一個能夠提高工作中抗沖擊性的驅(qū)動器控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用區(qū)域碼記錄方式，使磁盤以高速轉(zhuǎn)動并包含一個沖擊檢測器，并且能采用埋入式數(shù)字伺服方式實(shí)現(xiàn)高精度磁頭定位和數(shù)字讀出和寫出，(2)一個與各種高級接口功能相對應(yīng)的接口功能控制系統(tǒng)。
順便說一下，微處理器的指令執(zhí)行速度并不僅僅取決于時鐘頻率，還取決于指令的結(jié)構(gòu)和電路元件。比方說，RISC(減縮指令集計算機(jī))型微處理器在速度上比CISC(復(fù)雜指令集計算機(jī))類微處理器要快得多。
通過將微處理器2a和2b分別作成CISE型和RISC型，就可以給它們提供必要的數(shù)據(jù)處理能力而無需對時鐘頻率加以區(qū)分。對于微處理器2b來說，可以使用(比方說)日立公司所生產(chǎn)的包括一個A/D轉(zhuǎn)換器在內(nèi)的SH7000型集成電路。
根據(jù)本發(fā)明，磁盤裝置的驅(qū)動器控制系統(tǒng)和接口控制系統(tǒng)可以有不同的微處理器來加以控制。因此，將這些微處理器封裝于同一個封裝內(nèi)時，就能實(shí)現(xiàn)一個緊湊的小型磁盤裝置。
權(quán)利要求
1.一種磁盤控制單元，用于至少執(zhí)行磁盤磁頭的位置控制、通過磁頭向磁盤寫入或者從磁盤讀出數(shù)據(jù)的控制和數(shù)據(jù)在磁盤裝置和外部裝置之間的傳送控制，上述的控制單元的特征在于第一微處理器，能夠不依賴于一個與之不同但是執(zhí)行并行處理的第二微處理器的控制而主要執(zhí)行讀寫頭的位置控制和向磁盤寫入或從磁盤讀出數(shù)據(jù)的控制，從而使用一個記錄在磁盤的數(shù)據(jù)記錄而上的伺服信號來執(zhí)行讀寫頭定位，或者同時使用記錄在專用于伺服信號的盤面上的一個伺服信號和記錄在數(shù)據(jù)記錄盤面上的一個伺服信號來執(zhí)行讀寫頭的定位；第二微處理器，用于執(zhí)行數(shù)據(jù)在磁盤裝置和外部設(shè)備之間的傳送控制；上述的第二微處理器能夠工作的時鐘頻率或者指令執(zhí)行速度的范圍等于或者低于上述的第一微處理器能夠工作的時鐘頻率或制令指令執(zhí)行速度的范圍；上述的第一微處理器具有一個第一內(nèi)部或外部存儲器，用于存儲與讀寫頭定位控制和將數(shù)據(jù)寫入磁盤或從磁盤中讀出的控制有關(guān)的信息；上述的第二微處理器具有一個第二內(nèi)部或外部存儲器，用于存儲至少與數(shù)據(jù)的傳送控制有關(guān)的信息；和上述的第二存儲器所具有的容量大于上述的第一存儲器的容量。
2.如權(quán)利要求1所述的磁盤控制單元，其特征在于上述的第一微處理器包括一個模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器，用于將從磁盤作為模擬信號讀出的上述伺服信號轉(zhuǎn)換成一個數(shù)字信號。
3.一種如權(quán)利要求1或2所述的磁盤裝置控制單元，其特征在于上述的第一微處理器和第二微處理器被封裝在基本上是同一塊集成電路封裝內(nèi)。
4.一種磁盤裝置的控制單元，用于至少執(zhí)行讀磁盤的讀寫頭的定位控制、通過讀寫頭將磁盤寫入或從磁盤讀出數(shù)據(jù)的控制，以及數(shù)據(jù)在磁盤裝置和外部設(shè)備之間的傳送控制，上述的控制單元的特征在于一個第一微處理器，能夠不依賴于與之不同但進(jìn)行并行處理的一個第二微處理器所執(zhí)行的控制來實(shí)現(xiàn)讀寫頭的定位控制和將數(shù)據(jù)寫入磁盤或從磁盤讀出數(shù)據(jù)的控制，從而通過一個記錄在磁盤的數(shù)據(jù)記錄盤面上的伺服信號執(zhí)行磁頭定位或者通過同時使用記錄在專用于伺服信號的盤面上的伺服信號和記錄在數(shù)據(jù)記錄盤面上的伺服信號來執(zhí)行讀/寫頭定位；一個第二微處理器，用于執(zhí)行數(shù)據(jù)在磁盤裝置和外部設(shè)備之間的傳送控制；上述的第一微處理器所具有的指令執(zhí)行速度等于或者大于上述第二微處理器的指令執(zhí)行速度；上述的第一微處理器具有一個第一存儲器，用于存儲與讀/寫頭定位控制和將數(shù)據(jù)寫入磁盤或從磁盤讀出數(shù)據(jù)的控制有關(guān)的信息；上述的第二微處理器有一個第二存儲器，用于存儲至少與數(shù)據(jù)的傳送處理有關(guān)的信息；和上述的第二存儲器所具有的容量大于第一微處理的容量。
5.一種如權(quán)利要求4所述的磁盤裝置的控制單元，其特征在于上述的第一微處理器包括一個減縮指令集計算機(jī)(RISC)，上述的第二微處理器包括一個復(fù)雜指令集計算機(jī)(CISC)，上述的第一微處理器和第二微處理器的芯片被封裝在同一個封裝中。
6.一個結(jié)構(gòu)因素尺寸為2.5英寸或更小的小型磁盤裝置的控制單元，該磁盤裝置包括一個外殼、一個磁盤組件、和一個裝在設(shè)置在外殼之內(nèi)的電路板上的控制單元，上述的控制單元至少執(zhí)行磁盤的讀/寫頭的定位控制、通過讀寫頭將數(shù)據(jù)寫磁盤或從磁盤讀出的控制和數(shù)據(jù)在磁盤裝置和外部設(shè)備之間的傳送控制，上述的控制單元特征在于一個第一微處理器，能夠不依賴于一個與之不同但執(zhí)行著并引處理的第二微處理器所執(zhí)行的控制來主要執(zhí)行讀寫頭的定位控制和向磁盤寫入數(shù)據(jù)或從磁盤讀出數(shù)據(jù)的控制，從而使用一個記錄在盤的數(shù)據(jù)記錄面上的伺服信號來執(zhí)行磁頭定位，或者同時使用記錄在專用于伺服信號的盤面上的一個伺服信號和記錄在數(shù)據(jù)記錄盤面上的一個伺服信號來執(zhí)行讀/寫頭定位；一個第二微處理器，用于執(zhí)行數(shù)據(jù)在磁盤裝置和外部設(shè)備之間的傳送控制；上述的第一微處理器所具有的指令執(zhí)行速度等于或者大于上述的第二微處理器的指令執(zhí)行速度；上述的第一微處理器具有一個第一存儲器，用于存儲與讀寫定位控制有關(guān)的信息；上述的第二位微處理器具有一個第二存儲器，用于存儲至少與數(shù)據(jù)的傳送控制有關(guān)的信息；和上述的第二存儲器的容量大于上述的第一存儲器的容量。
全文摘要
本發(fā)明的目的是以較低的成本提供一個小尺寸的磁盤裝置控制單元，它具有高精度的讀寫頭定位控制、數(shù)據(jù)讀寫控制以及高級的接口功能。用于執(zhí)行嵌入式數(shù)字伺服處理的一個驅(qū)動器控制微處理器具有一個容量比較小的存儲器和一個A/D轉(zhuǎn)換器，適合于高速處理。對應(yīng)于高級裝置的接口功能控制微處理器具有一個容量較大的存儲器，適合于進(jìn)行低速處理。驅(qū)動器控制微處理器和接口功能控制微處理器可以安裝于同一個IC芯片上。
文檔編號G11B21/08GK1115085SQ9510362
公開日1996年1月17日 申請日期1995年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月28日
發(fā)明者小玉浩二 申請人:株式會社日立制作所