用至少一個伺服信道提供定時恢復和定時信息到數據信道的制作方法

專利名稱：用至少一個伺服信道提供定時恢復和定時信息到數據信道的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于使用至少一個伺服信道提供定時恢復和定時信息到數據 信道的系統和i殳備。
背景技術：
盒式磁帶(magnetic tape cartridge )包括用于存儲要保存以及在隨后時間 讀回的數據的磁帶。磁帶驅動器將數據典型地作為 一組并行磁道寫到磁帶， 隨后磁帶驅動器讀回數據。為讀回數據，磁帶驅動器典型地包括并行讀取 磁頭，其讀取每個并行磁道；驅動系統，其用于將磁帶相對于讀取磁頭移動， 使得讀取磁頭可以檢測磁帶上的磁信號；以及讀取信道，其用于數字地采樣 由讀取磁頭讀出的磁信號，并且提供由讀取磁頭讀出的磁信號的數字樣本。 然后將數字樣本編碼成數據位，并且來自并行^f茲道的數據位被組合，以再現
最初寫在存儲介質上的數據。在其它信號處理功能中，讀取信道典型地要求 用于每個讀取》茲頭的均衡器，以補償由于寫磁頭、磁帶和讀取磁頭的磁記錄 性質造成的信號特性的變化。盒式磁帶可以在磁帶驅動器之間互換，使得在 一個磁帶驅動器上寫入的磁帶將由另一個磁帶驅動器讀取。
近年來，^磁帶存儲系統的容量和性能已經顯著增加，而且用于進一步增 長的潛力似乎相當大。為達到更高的磁帶容量和改善的性能，在一些技術領 域的進展是必需的。面密度增加，即在線性和/或磁道密度的增加，是實現更 高存儲容量的關鍵。線密度的增加導致相鄰位單元之間距離的減少，這引起 碼間干擾(ISI)的增加。更高的磁道密度要求更窄的磁道寬度、更窄的寫/ 讀磁頭和更近的磁頭間距，這導致信噪比(SNB)的損失。另外磁道間干擾 是更為關切的問題。隨著面密度的增加，在磁帶操作期間所有并行數據信道 上的精確的定時恢復對實現可靠的數據檢索是關鍵的。
在目前的磁帶系統中，可以提供兩個專用的伺服信道以獲得縱向位置 (LPOS)信息以及橫向位置差錯信號(PES)。用于線性》茲帶系統的基于定時 的磁道跟蹤伺服器已經由線性磁帶開放(LTO)聯盟采納，作為所謂的LTO
磁帶驅動器系統的標準。
在模擬數據信道信號同步地轉換成數字域的讀取信道架構中，模擬-數字
轉換器(ADC)由可以由數字定時-恢復單元控制的可變頻振蕩器(VFO)驅 動，使得讀回的信號關于以1/T的速率操作的寫時鐘的邊界同步地采樣，其 中T是在連續的定時樣本之間的額定(nominal)間距。典型地，選4奪寫時鐘 的速率使得實現預定的記錄密度。同步的信號樣本首先被均衡然后提供到檢 測電路。定時信息可以從均衡的樣本值和由檢測電路提供的決定中提取。在 包括M個并行的數據磁道的磁帶系統的環境中的該架構要求M個模擬VFO 以及與其相關聯的反饋控制環路。
在模擬數據信道信號被異步地轉換成數字域的讀取信道架構中，ADC由 固定的時鐘以速率1/T驅動，并且讀回的信號的采樣關于寫時鐘邊界異步地 進行。信號樣本的同步化使用內插定時恢復(ITR)來數字地實現。不需要模 擬反饋環路及相關聯的VFO,使該途徑對多磁道磁帶系統更有吸引力。
在后者的架構中，ITR功能能夠在信號均衡之后或之前發生，分別導致 異步的或同步的均衡方案。因為均衡器放置在定時環路外，所以異步均衡方 案導致相對短的定時環路延遲。在同步均衡方案中，均衡器在定時環路內， 因而引起附加的定時環路延遲。然而在該方案中，因為均衡器對已經實現同 步的信號樣本操作，所以自適應均衡可能比異步均衡更易于實現。作為同步 均衡方案的實例，在光學存儲系統中，兩個內插器可以生成奇數次同步和偶 數次同步的采樣的兩個序列，該兩個序列通過在序列檢測前的兩個2T間距的 同步均衡器被均衡。
利用目前的系統，定時恢復由定時恢復環路在每個數據信道內執行，該 數據信道采用內插器輸出信號來對每個數據信道單獨地執行定時恢復操作。 定時-恢復算法典型地使用均衡的信號樣本來確定信號采樣必須出現的時刻。

發明內容
在第一方面中，提供了并入存儲設備的、用于處理從存儲介質讀取的信 號的讀取信道，包括包括內插器和均衡器的至少一個數據信道；以及包括 內插器的伺服信道；用于處理來自伺服信道中的內插器的定時差錯的定時恢 復功能，以計算由內插器內插伺服信道信號使用的內插定時信息；以及耦合 到定時恢復功能和至少一個數據信道中的內插器的路徑，以將內插定時信息
通信到至少 一個數據信道中的內插器，其中至少 一 個數據信道中的內插器配 置為使用內插定時信息來內插異步的數據信道信號。
優選地，每個數據信道和伺服信道包括模擬-數字轉換器(ADC),還包 括用于將時鐘信號提供到每個數據信道和伺服信道中的每個ADC的振蕩 器。
優選地，定時恢復功能在伺服信道中實現，并且其中異步的數據信道信 號內插成同步的信號。
優選地，定時恢復功能還配置為通過下述步驟計算內插定時信息使用 定時差錯來計算定時校正以調整由內插器生成的兩個樣本之間的內插間隔， 其中使用新的內插瞬時來確定由內插器內插伺服信道信號使用的系數。
優選地，定時恢復功能實現二階環路的環路濾波器，以從定時差錯生成 定時校正。
優選地，在到每個數據信道的路徑上通信的內插定時信息包括定時校正， 并且其中每個數據信道配置為從定時校正計算由內插器使用的系數。
優選地，伺服信道包括第一伺服信道，其中伺服信道中的內插器包括第 一內插器，并且其中定時恢復功能包括包括在第一伺服信道中的第一定時 恢復功能，并且其中路徑包括第一路徑，還包括第二伺服信道，該第二伺 服信道包括第二內插器；以及第二定時恢復功能，用于處理來自第二內插 器的定時差錯，以計算由內插器內插輸入到第二伺服信道的伺服信道信號所 使用的內插定時信息；以及耦合到第二定時恢復功能和至少一個數據信道中 的內插器的第二路徑，以將內插定時信息通信到至少 一個數據信道中的內插 器，其中至少 一個數據信道中的內插器配置為使用內插定時信息來內插異步 的數據信道信號；以及監視功能，以選擇第一或第二伺服信道中之一來將內 插時刻供應到至少 一 個數據信道。
優選地，伺服信道包括第一伺服信道，其中伺服信道中的內插器包括第 一內插器，并且其中路徑包括第一路徑，還包括包括第二內插器的第二伺 服信道，其中定時恢復功能配置為處理來自第一和第二伺服信道中的第一和 第二內插器的定時差錯，以計算內插定時信息。
優選地，定時恢復功能配置為組合來自第一和第二內插器的定時差錯， 并且使用組合的定時差錯來計算定時校正，以調整由伺服信道中的內插器生 成的兩個樣本之間的內插間隔，其中使用新的內插瞬時確定由至少 一個數據 信道中的內插器使用的系數。
優選地，定時差錯通過分派更大的權重給來自第一或第二內插器的定時 差錯來組合，該第 一或第二內插器提供具有比來自另 一 內插器的定時差錯更 好的信噪比的內插信號。
優選地，至少一個數據信道包括第一和第二數據信道，其中第一數據信 道包括第 一 內插器和均衡來自第 一 內插器的信號的第 一 自適應均衡器，其中 第二數據信道包括第二內插器和均衡來自第二內插器的信號的第二自適應均
衡器，該少一個數據信道還包括信號處理組件，用于處理來自第一和第二 自適應均衡器的均衡輸出信號，以提供反饋到第一和第二內插器，以改進內 插的質量。
優選地，信號處理組件配置為提供反饋到第一和第二自適應均衡器，以 改進均衡的質量和消除聘^茲道(cross-track)干擾。
優選地，信號處理組件包括多輸入和多輸出(MIMO)系統。
優選地，存在其每個包括一個均衡器和內插器的多個數據信道，并且其 中定時恢復功能提供內插定時信息到數據信道中的內插器。
在第二方面中，提供了用于執行關于耦合到存儲驅動器的存儲介質的輸 入/輸出(I/O)操作的存儲驅動器，包括從存儲介質讀取數據的磁頭；以及 與磁頭數據通信、以處理磁頭從存儲介質讀取的信號的讀取信道，該讀取信 道包括包括內插器和均衡器的至少一個數據信道；包括內插器的伺服信道； 用于處理來自伺服信道中的內插器的定時差錯的定時恢復功能，以計算由內 插器內插伺服信道信號使用的內插定時信息；以及耦合到定時恢復功能和至 少一個數據信道中的內插器的路徑，以將內插定時信息通信到至少一個數據 信道中的內插器，其中至少 一個數據信道中的內插器配置為使用內插定時信 息來內插異步的數據信道信號。
優選地，每個數據信道和伺服信道包括模擬-數字轉換器(ADC)，還包 括用于將時鐘信號提供到每個數據信道和伺服信道中的每個ADC的振蕩 器。
優選地，定時恢復功能在伺服信道中實現，并且其中異步的數據信道信 號內插成同步的信號。
優選地，定時恢復功能還配置為通過下述步驟計算內插定時信息使用 定時差錯來計算定時校正以調整由內插器生成的兩個樣本之間的內插間隔，
其中使用新的內插瞬時來確定由內插器內插伺服信道信號使用的系數。
優選地，到每個數據信道的路徑上通信的內插定時信息包括定時校正，
并且其中每個數據信道配置為從定時校正計算由內插器使用的系數。
優選地，伺服信道包括第一伺服信道，其中在伺服信道中的內插器包括
第 一 內插器，并且其中定時恢復功能包括伺服信道中包括的第 一定時恢復功
能，并且其中路徑包括第一路徑，其中讀取信道還包括第二伺服信道，該 第二伺服信道包括第二內插器；以及第二定時恢復功能，用于處理來自第 二內插器的定時差錯，以計算由內插器內插輸入到第二伺服信道的伺服信道 信號使用的內插定時信息；以及耦合到第二定時恢復功能和至少一個數據信 道中的內插器的第二路徑，以將內插定時信息通信到至少一個數據信道中的 內插器，其中至少一個數據信道中的內插器配置為使用內插定時信息內插異 步的數據信道數據；以及監視功能，以選擇第一或第二伺服信道中之一將內 插時刻供應到至少 一個數據信道。
優選地，伺服信道包括第一伺服信道，其中伺服信道中的內插器包括第 一內插器，并且其中路徑包括第一路徑，其中讀取信道還包括包括第二內 插器的第二伺服信道，其中定時恢復功能配置為處理來自第一和第二伺服信 道中的第一和第二內插器的定時差錯，以計算內插定時信息。
優選地，定時恢復功能配置為組合來自第一和第二內插器的定時差錯， 以及使用組合的定時差錯來計算定時校正，以調整由伺服信道中的內插器生 成的兩個樣本之間的內插間隔，其中使用新的內插瞬時來確定由至少 一個數 據信道中的內插器使用的系數。
優選地，至少一個數據信道包括第一和第二數據信道，其中第一數據信 道包括第一內插器和均衡來自第一內插器的信號的第一 自適應均衡器，其中 第二數據信道包括第二內插器和均衡來自第二內插器的信號的第二自適應均 衡器，其中讀取信道包括信號處理組件，用于處理來自第一和第二自適應 均衡器的均衡的輸出信號，以提供反饋到第一和第二內插器來改進內插的質 量。
優選地，信號處理組件包括多輸入和多輸出(MIMO)系統。 優選地，存在其每個包括一個均衡器和內插器的多個數據信道，并且其 中定時恢復功能提供內插定時信息到數據信道中的內插器。
在第三方面中，提供了處理從存儲介質讀取的信號的方法，包括處理
來自伺服信道中的內插器的定時差錯，以計算由內插器內插伺服信道信號使 用的內插定時信息；以及將內插定時信息通信到至少 一個數據信道中的內插
器；以及使用內插定時信息來內插異步的數據信道信號。
該方法還可以包括提供時鐘信號到每個數據信道和伺服信道。
優選地，異步的數據信道信號被內插成同步的信號。
優選地，計算內插定時信息還包括使用定時差錯計算定時校正，以調 整由內插器生成的兩個樣品之間的內插間隔，其中使用新的內插瞬時來確定 由內插器內插伺服信道信號使用的系數。
優選地，通信到每個數據信道的內插定時信息包括定時校正，并且其中 每個數據信道配置為從定時校正計算由內插器使用的系數。
優選地，定時差錯包括第一定時差錯，其中計算的內插定時信息包括第 一內插定時信息，其中使用第一內插定時信息的內插器包括第一內插器，并 且其中伺服信道包括第一伺服信道，其中第一伺服信道包括由第一內插器內 插的第一伺服信道信號，還包括，該方法還包括在第二伺服信道處理來自 第二內插器的第二定時差錯，以計算由第二內插器內插第二伺服信道信號使 用的第二內插定時信息；選擇第一或第二伺服信道中之一來將內插時刻供應 到至少一個數據信道。
權利要求26的方法，其中伺服信道包括第一伺服信道，其中伺服信道中 的內插器包括第一內插器，該方法還包括
處理來自第 一伺服信道中的第 一 內插器以及第二伺服信道中的第二內插 器的定時差錯，以計算內插定時信息。
該方法還可以包括組合來自第一和第二內插器的定時差錯，以及使用 組合的定時差錯計算定時校正，以調整由伺服信道中的內插器生成的兩個樣 本之間的內插間隔，其中使用新的內插瞬時確定由至少一個數據信道中的內 插器使用的系數。
該方法還可以包括處理來自第 一和第二自適應均衡器的均衡的輸出信 號，以提供反饋到第 一 或第二內插器來改進內插的質量。
優選地，存在多個數據信道，其每個包括一個均衡器和內插器，該方法 還包括將內插定時信息提供到數據信道中的內插器。
如此提供了讀取信道、存儲驅動器、以及處理從存儲介質讀取的信號的 方法。包括內插器和均衡器的至少一個數據信道和伺服信道包括內插器。定
時恢復功能處理來自伺服信道中的內插器的定時差錯，以計算由內插器內插 伺服信道信號使用的內插定時信息。^4圣耦合到定時恢復功能和至少一個數 據信道中的內插器，以將內插定時信息通信到至少一個數據信道中的內插器。 至少一個數據信道中的內插器配置為使用內插定時信息來內插異步的數據信 道信號。
在另 一個實施例中，每個數據信道和伺服信道包括模擬-數字轉換器
(ADC)，還包括
在另 一個實施例中，振蕩器提供時鐘信號給每個數據信道和伺服信道中 的每個ADC。
在另一個實施例中，定時恢復功能在伺服信道中實現，以及異步的數據 信道信號被內插成同步的信號。
在另 一個實施例中，定時恢復功能還配置為通過使用定時差錯計算內插 定時信息，以計算定時校正來調整由內插器生成的兩個樣本之間的內插間隔。 使用新的內插瞬時確定由內插器內插伺服信道信號使用的系數。
在另一個實施例中，定時恢復功能實現二階環路的環路濾波器，生成來 自定時差錯的定時校正。
在另 一個實施例中，在到每個數據信道的路徑上通信的內插定時信息包 括定時校正。每個數據信道配置為從定時校正計算由內插器使用的系數。
在另一個實施例中，伺服信道包括第一伺服信道，在伺服信道中的內插
器包括第一 內插器，以及定時恢復功能包括在第 一伺服信道中包括的第 一定 時恢復功能，以及路徑包括第一路徑。第二伺服信道包括第二內插器；第 二定時恢復功能，用于處理來自第二內插器的定時差錯，以計算由內插器內 插輸入到第二祠服信道中的伺服信道信號使用的內插定時信息；以及耦合到 第二定時恢復功能和至少一個數據信道中的內插器的第二路徑，以將內插定 時信息通信到至少一個數據信道中的內插器。至少一個數據信道中的內插器 配置為使用內插定時信息來內插異步的數據信道數據。監視功能選擇第一或 第二伺服信道中之一來將內插時刻供應到至少 一個數據信道。
在另一個實施例中，伺服信道包括第一伺服信道，在伺服信道中的內插 器包括第一內插器，以及路徑包括第一路徑。第二伺服信道包括第二內插器。 定時恢復功能配置為處理來自第一和第二伺服信道中的第一和第二內插器的 定時差錯，以計算內插定時信息。
在另 一個實施例中，定時恢復功能配置為組合來自第 一和第二內插器的 定時差錯，以及使用組合的定時差錯計算定時校正，以調整在由伺服信道中 的內插器生成的兩個樣本之間的內插間隔。使用新的內插瞬時來確定由至少 一個數據信道中的內插器使用的系數。
在另 一個實施例中，定時差錯通過分派更大的權重到來自第 一或第二內 插器的定時差錯來組合，該第 一或第二內插器提供具有比來自另 一 內插器的 定時差錯更好的信噪比的內插信號。
在另一個實施例中，至少一個數據信道包括第一和第二數據信道。第一 數據信道包括第 一 內插器和均衡來自第 一 內插器的信號的.第 一 自適應均衡 器。第二數據信道包括第二內插器和均衡來自第二內插器的信號的第二自適 應均衡器。信號處理組件處理來自第一和第二自適應均衡器的均衡的輸出信 號，以提供反饋到第 一和第二內插器來改進內插的質量。
在另 一 個實施例中，其中信號處理組件配置為提供反饋到第 一 和第二自 適應均衡器，以改進均衡的質量以及消除跨;茲道干擾。
在另一個實施例中，信號處理組件包括多輸入和多輸出(MIMO)系統。 在另 一個實施例中，存在其每個包括一個均衡器和內插器的多個數據信 道。定時恢復功能提供內插定時信息到數據信道中的內插器。


圖l說明磁帶驅動器的實施例。
圖2-7說明包括定時恢復組件的讀取信道的實施例。
圖8說明處理信號以及計算內插定時信息的操作的實施例。
具體實現方式
圖1說明磁帶驅動器10的實施例。磁帶驅動器提供用于讀取和寫入關于 盒式磁帶12的磁帶14的信息的手段。盒式磁帶包括記錄要在隨后時間檢索 的數據的磁帶存儲介質。而且盒式磁帶還可以在磁帶驅動器之間互換，使得 在一個磁帶驅動器上寫入的磁帶將由另一個磁帶驅動器讀取。盒式磁帶12包 括纏繞在一個或兩個磁帶軸15、 16上的磁帶14的長度。
對單軸盒式磁帶12進行說明，其實例是遵從線性磁帶開放(LTO)格式 的磁帶。磁帶驅動器10的實例是基于LTO技術的IBM 3580 Ultrium磁帶驅
動器。單軸磁帶驅動器的另一個實例及其相關聯的磁帶盒是IBM 3592 TotalStorage Enterprise磁帶驅動器及其相關聯的盒式磁帶。雙軸磁帶盒的實例 是IBM 3570盒式磁帶及其相關聯的驅動器。在替代實例中，可以使用的其它 磁帶格式包括數字線性磁帶(DLT)、數字音頻磁帶(DAT)等等。
磁帶驅動器10包括記錄系統的一個或更多個控制器18,用于根據在接 口21接收的、從主機系統20接收的命令操作磁帶驅動器。控制器典型地包 括具有存儲器19的邏輯和/或一個或更多微處理器，用于存儲用于操作(各) 微處理器的信息和程序信息。程序信息可以通過到如軟盤或光盤的控制器18 的輸入、或通過從盒式磁帶讀取、或通過其它任何適當的手段，經由接口 21 供應到存儲器。磁帶驅動器IO可以包括獨立(standalone)的單元或者包括 磁帶庫的一部分或其它子系統。磁帶驅動器10可以經庫、或者經網絡直接耦 合到主機系統20，并且在接口 21處采用小型計算機系統接口 (SCSI)、光纖 信道接口等。盒式磁帶12可以插入到磁帶驅動器10中，并且由磁帶驅動器 加載，使得隨著磁帶由旋轉磁帶軸15、 16的發動機25縱向地移動，記錄系 統的一個或更多的讀和/或寫磁頭23以關于磁帶14的信號的形式讀和/或寫信 息。磁帶典型地包括多個并行的磁道或者磁道組。在某些磁帶格式中，如LTO 格式，磁帶以分別纏繞的蛇形往復的方式排列，如同本領域的技術人員所已 知的。本領域的技術人員還已知的是，記錄系統可以包括纏繞控制系統27， 用于電氣切換到另一組讀和/或寫》茲頭，和/或搜索讀和/或寫^茲頭23并將其眼 沿磁帶側面移動，以在期望的纏繞或多個纏繞處定位^磁頭，并且在一些實施 例中，跟蹤期望的纏繞或多個纏繞。纏繞控制系統還可以經發動機驅動器28 控制發動機25的操作，以響應通過控制器18的指令。
控制器18還采用緩沖器30和讀/寫信道32,來對要從磁帶讀取以及寫到 磁帶的數據提供數據流和格式化器，如同本領域的技術人員所已知的。
磁帶驅動器10系統還包括發動機25和磁帶軸15、 16,以將磁帶14相 對于(各)讀取磁頭23移動，使得(各)讀取磁頭可以檢測在磁帶上的磁信 號。讀/寫信道32的讀取信道數字地將由(各)讀取磁頭檢測的磁信號采樣， 為進一步的處理提供磁信號的數字樣本。
圖2說明用于如磁帶驅動器的多磁道存儲系統的讀取信道50的實施例。 讀取信道50可以包括圖1的讀/寫信道32的讀取信道的一部分。讀取信道50 包括多個數據信道52a...52n和一個伺服信道54。數據信道52a...52n和伺服
信道54分別包括模擬-數字轉換器(ADC) 56a.,.56n和58，該模擬-數字轉 換器處理從例如磁帶的存儲介質讀取的讀回數據和伺服信號，并且將信號轉 換成提供到內插器60a…60n和62的數字信號。在數據信道52a...5211中的ADC 56a.,.56n的輸出信號可以在提供到內插器60a…60n之前由數字前端功能處 理，以將信號從異步的時域轉換到同步域。數據信道52a…52n還包括用于均 衡在同步域中的信號的自適應均衡器64a.,.64n。在一個實施例中，單獨的振 蕩器(OSC) 66提供時鐘信號以驅動ADC56a…56n和58。
伺服信道54還包括檢測器69,該檢測器接收來自內插器62的調整的同 步信號，以確定由數字樣本表示的伺服信息。來自檢測器69的輸出還可以包 括縱向位置(LPOS)信息，該縱向位置信息包括磁帶中的縱向位置信息。伺 服信道54還包括定時恢復功能68,該定時恢復功能包括下述電路，該電路 處理來自內插器62的內插信號樣本，該內插信號樣本可以看作定時差錯，以 生成供應到數據信道中的內插器60a...60n的內插定時信息，用來生成同步的 樣本序列。
圖3提供了示于圖2中的伺服信道54的進一步細節。來自內插器62的 定時差錯70供應到兩個乘法器72和74，該兩個乘法器將定時差錯70乘以 環路參數ae和a。在乘法器72進行乘法的結果供應到積分器76，并且積分器 76的輸出由加法器78加到乘法器74乘法的結果，以產生定時校正瞬時-n 80。 乘法器72、 74、積分器76以及加法器78包括二階環路濾波器。計算的定時 校正瞬時-n80供應到內插間隔計算電路82。定時間隔T在電路82計算，使 得1^ = 1^ + -。，其中Ti,o代表額定內插間隔，而Tj,n是在連續的樣本距離n 和n+l之間的實際間隔，其中內插的信號樣本由內插器62生成。內插時間計 算84電路指示提供到內插器62用于將輸入信號樣本的序列從異步轉換到同 步域的、ADC樣本間隔(kn+1 - kn)的整數值86和分數間隔(0 = in+1 < 1 ) 88。
定時恢復功能68可以將定時校正瞬時80提供到數據信道內插器 60a...60n,以用來計算用于內插的整數和分數間隔，或者替代地，定時恢復 功能68可以將計算的整數86和分數88間隔提供到數據信道內插器 60a...60n。
圖4說明包括兩個伺服信道102a和102b的讀取信道100的另一個實施 例，該兩個伺服信道的每個包括ADC 104a、 104b、內插器106a、 106b、定 時恢復功能雨a、 108b以及檢測器110a、 110b。伺服信道102a和102b可以
實現關于圖2和3所述的定時恢復功能68。讀取信道100還包括多個數據信 道112a…112n,其中每個數據信道分別包括ADC 114a…114n、內插器 116a…116n以及自適應均衡器118a... 118n。數據信道內插器116a…116n從伺 服信道102a、 102b中之一接收來自定時恢復功能雨a、 108b的如定時校正 瞬時-n的定時信息以用于內插。單獨的振蕩器(OSC) 120供應時鐘信號到 ADC 104a、 104b、 114a…114n。
在圖4的實施例中，每個伺服信道包括確定伺服信道102a和102b的可 靠性的監視功能122a、 122b。監視功能122a和122b可以通信以確定哪個伺 服信道102a、 102b產生具有更高可靠性的定時信息，如由具有更高的信號-失真比和/或更低的千擾的伺服信號獲得的定時信息。提供更可靠的定時信息 的伺服信道102a或102b然后可以用來將定時信息供應到數據信道內插器 116a...116n。監視功能122a、 122b可以周期性地檢查可靠性以確定系統是否 需要切換到使用另一定時恢復功能108a、 108b來供應定時信息。在替代實施 例中，監視功能122a、 122b可以估計伺服信道102a、 102b的LPOS差錯率。 在用來將定時信息供應到數據信道內插器116a…116n的情況下，伺服信道 102a或102b展示比另 一伺服信道更高的LPOS差錯率，然后選擇目前不供應 定時信息的伺服信道102a或102b來將定時信息提供到數據信道內插器 116a…116n。以此方式，共同使用監視功能122a和122b,以選擇伺服信道 102a和102b中之一,以將定時信息供應到數據信道內插器116a.,.116n，使 得選擇產生更好質量的定時信息的伺服信道102a或102b來提供定時信息。
圖5說明包括兩個伺服信道152a和152b的讀取信道150的另外的實例， 其中每個伺服信道分別包括ADC 154a、 154b、內插器156a、 156b、以及檢 測器158a、 158b。讀取信道150還包括多個數據信道160a... 160n，其中每個 讀取信道分別包括ADC 162a…162n、內插器164a…164n、以及自適應均衡 器166a…166n。單獨的振蕩器(OSC )將時鐘信號供應到ADC 154a、 154b、 162a…162n。在圖5的實施例中，定時恢復功能170位于伺服信道152a和152b 的外部。定時恢復功能170組合來自兩個伺服信道152a和152b的定時差錯， 然后以上述的方式計算定時校正瞬時-n。定時恢復功能170將定時校正供應到 數據信道內插器164a…164n和伺服信道內插器156a和156b。
圖6提供了示于圖5中的數據/伺服讀取信道150的進一步細節。來自伺 服信道內插器156a和156b的定時差錯170a、 170b供應到組合單元172內，
該組合單元將來自不同伺服信道的定時差錯170a和170b加權，以生成組合 的定時差錯174。組合單元172可以分派更大的權重給來自兩個內插器156a 和156b之一的定時差錯，該兩個內插器156a和156b之一提供具有更好的信 噪比或者差錯或最少量的衰減的內插信號。組合定時差錯174然后提供到乘 法器176和178，該乘法器176和178分別將定時差錯乘以$和a。乘法器 176處進行乘法的結果供應給積分器180,并且積分器180的輸出由加法器 182加到乘法器178處的乘法結果以產生定時校正瞬時-n 184。乘法器176、 178、積分器180以及加法器182包括二階的環路濾波器。計算的定時校正瞬 時-。184提供到內插間隔計算電路186。定時間隔T在電路186計算，使得 1^ = 1,0 + ^，其中Ti，o代表額定的內插間隔，而Tj,n是在連續的樣本實例n 和n+l之間的實際間隔，其中內插的信號樣本由內插器156a和156b生成。 內插時間計算188電路指示提供到內插器156a和156b以用來將輸入的信號 樣本的序列從異步轉換到同步域的、ADC樣本間隔(1、+1 - kn) 190的整數間隔 和分數間隔(0 = in+1 < 1 )。
可以實現組合單元172、 二階的環路濾波器(即組件176、 178、 180和 182)的定時恢復功能170、電路186、以及內插器時間計算單元188可以提 供定時校正瞬時-nl84到數據信道內插器164a…164n，以用來計算用于內插 使用的整數和分數間隔，或者替代地，定時恢復功能170可以提供計算的整 數190和分數192間隔到數據信道內插器164a…164n。
圖7說明讀取信道200的另外的實施例，其中圖6的讀取信道修改成包 括多輸入、多輸出(MIMO)數字信號處理器和檢測器。讀取信道200組件 202a、 202b、 204a、 204b、 206a、 206b、 208a、 208b、 210a,.210n、 212a.,212n、 214a,.214n、 216a,.216n、 218、以及220分別與關于圖5所述的讀取信道150 組件152a、 152b、 154a、 154b、 156a、 156b、 158a、 158b、 160a,.160n、 162a,.162n、 164a,.164n、 166a,.166n、 168、以及170相同。此外，定時恢復功能200可實 現關于圖6所述的定時恢復組件。讀取信道200另外包括MIMO系統222， 該MIMO系統接收來自自適應均衡器216a...216n的輸出，以在一起處理所 有的均衡器輸出信號，以生成MIMO系統222提供到內插器214a…214n和自 適應均衡器216a...216n的反饋，以特別在存在磁道間干擾的情況下改進系統 性能。對干擾信號的跨均衡(cross-equalization)和消除提供MIMO反饋，以 改進自適應的跨信道，并改進內插的質量。到數據信道內插器214a…214n的
MIMO反饋改進了使用定時校正瞬時生成信號的質量。
圖8說明由在上述讀取信道中的組件執行、以獲得并使用定時信息的操 作。在處理從存儲介質讀取的信號的初始化操作(在塊300)時，將時鐘信 號提供到每個數據信道和伺服信道(在塊302 )。處理來自伺服信道中的內插 器的定時差錯(在塊304),以計算由內插器內插伺服信道信號使用的內插定 時信息。可以使用定時差錯(在塊306)以計算定時校正以調整在由內插器 生成的兩個樣本之間的內插間隔。使用新的內插瞬時以確定由內插器內插伺 服信道信號使用的系數。將內插定時信息通信到至少一個數據信道中的內插 器(在塊308 )。使用內插定時信息以內插異步的數據信道信號(在塊310), 其中異步的數據信道信號被內插成同步信號。
所述的實施例提供從供應給多個數據信道的一個或更多的伺服信道^"號 獲得定時信息的技術。數據信道信號使用來自 一個或更多的伺服信道的定時 信息數字地內插以生成同步的樣本序列。所述的實施例還可以提供自適應均 衡和定時恢復的去耦合。
在圖1-7中所述的讀取信道32、 50、 100、 150和200的上述組件可以包 括離散邏輯、ASIC (專用集成電路)、FPGA (場可編程門陣列)、定制處理 器等等。
讀取信道實施例的所述組件和關于圖2-7所述的讀取信道組件的操作可 以替代地以程序中的子例程或者由處理器執行的其它軟件實現來實現。實現 關于圖2-7所述的讀取信道組件的操作的這些程序可以以計算機可讀介質實 現如磁存儲介質(例如硬盤驅動器、軟盤、磁帶等等)、光存儲(CD-ROM、 DVD和光盤等等)、易失性和非易失性存儲器設備(例如EEPROM、 ROM、 RAM、 DRAM、 SRAM、閃速存儲器、固件、可編程邏輯等等)等等。實現 所述操作的編碼還可以以硬件邏輯(例如集成電路芯片、可編程門陣列 (PGA)、專用集成電路(ASIC)等等)實現。
圖1-7中示出的作為分離組件的各組件可以實現在單獨的電路設備中， 或者一個說明的組件的功能可以實現在分離的電路設備中。此外，關于某些 組件所描述的操作，如定時恢復，可以由在延伸到特定的定時恢復電路外部 的讀取信道中的其它組件來執行。
本領域的技術人員將理解，關于此處說明的各組件可以進行改變。而且 本領域的技術人員將理解，可以采用除此處說明的之外的不同的特定組件安排。
本發明的各種實施例的以上描述已經為說明和描述的目的進行了闡述。 其意圖不是要窮盡或者限制本發明所公開的精確形式。關于上述教導許多修 改和變化是可能的。
權利要求
1.一種并入存儲設備的、用于處理從存儲介質讀取的信號的讀取信道，包括包括內插器和均衡器的至少一個數據信道；以及包括內插器的伺服信道；定時恢復功能，用于處理來自伺服信道中的內插器的定時差錯，以計算由內插器內插伺服信道信號使用的內插定時信息；以及耦合到定時恢復功能和至少一個數據信道中的內插器的路徑，用于將內插定時信息通信到至少一個數據信道中的內插器，其中至少一個數據信道中的內插器配置為使用內插定時信息來內插異步的數據信道信號。
2. 根據權利要求1所述的讀取信道，其中定時恢復功能還配置為通過下 述步驟計算內插定時信息使用定時差錯計算定時校正以調整由內插器生成的兩個樣本之間的內插 間隔，其中使用新的內插瞬時確定由內插器內插伺服信道信號使用的系數。
3. 根據權利要求1或權利要求2所述的讀取信道，其中伺服信道包括第 一伺服信道，其中伺服信道中的內插器包括第一內插器，并且其中定時恢復 功能包括在第 一伺服信道中包括的第 一定時恢復功能，并且其中路徑包括第 一路徑，該伺服信道還包括第二伺服信道，包括 第二內插器；以及第二定時恢復功能，用于處理來自第二內插器的定時差錯，以計算 由內插器內插輸入到第二伺服信道的伺服信道信號使用的內插定時信息；以 及耦合到第二定時恢復功能和至少 一個數據信道中的內插器的第二路徑，以 將內插定時信息通信到至少一個數據信道中的內插器，其中至少一個數據信 道中的內插器配置為使用內插定時信息來內插異步的數據信道信號；以及監視功能，以選擇第 一或第二伺服信道中之一來將內插時刻供應到至少 一個數據信道。
4. 根據此前的任一權利要求所述的讀取傳道，其中伺服信道包括第一伺 服信道，其中在伺服信道中的內插器包括第一內插器，以及其中路徑包括第一路徑，該讀^U言道還包括包括第二內插器的第二伺服信道，其中定時恢復功能配置為處理來自第 一和第二伺服信道中的第 一和第二內插器的定時差錯，以計算內插定時信息。
5. 根據權利要求4所述的讀取信道，其中定時恢復功能配置為組合來自 第一和第二內插器的定時差錯，以及使用組合的定時差錯來計算定時校正，以調整由伺服信道中的內插器生成的兩個樣本之間的內插間隔其中使用新的內插瞬時來確定由至少一個數據信道中的內插器使用的系數；其中定時差錯通過分派更大的權重給來自第一或第二內插器的定時差錯 來組合，該第一或第二內插器提供具有比來自另一內插器的定時差錯更好的 信噪比的內插信號；以及其中至少一個數據信道包括第一和第二數據信道，其中第一數據信道包 括第 一 內插器和均衡來自第一 內插器的信號的第 一 自適應均衡器，其中第二 數據信道包括第二內插器和均衡來自第二內插器的信號的第二自適應均衡 器，該數據信道還包括信號處理組件，用于處理來自第 一和第二自適應均衡器的均衡的輸出信 號，以提供反饋到第一和第二內插器來改進內插的質量。
6. —種處理從存儲介質讀取的信號的方法，包括處理來自伺服信道中的內插器的定時差錯，以計算由內插器內插伺服信 道信號使用的內插定時信息；以及將內插定時信息通信到至少 一 個數據信道中的內插器；以及 使用內插定時信息來內插異步的數據信道信號。
7. 根據權利要求6所述的方法，其中計算內插定時信息還包括 使用定時差錯計算定時校正，以調整由內插器生成的兩個樣品之間的內插間隔，其中使用新的內插瞬時來確定由內插器內插伺服信道信號使用的系 數。
8. 根據權利要求6或權利要求7所述的方法，其中通信到每個數據信道 的內插定時信息包括定時校正，并且其中每個數據信道配置為從定時校正計 算由內插器使用的系數。
9. 根據權利要求6到8中任一所述的方法，其中定時差錯包括第一定時 差錯，其中計算的內插定時信息包括第一內插定時信息，其中使用第一內插 定時信息的內插器包括第 一 內插器，并且其中伺服信道包括第 一伺服信道， 其中第一伺服信道包括由第一內插器內插的第一伺服信道信號，還包括，還 包括在第二伺服信道處理來自第二內插器的第二定時差錯，計算由第二內插器內插第二伺服信道信號使用的第二內插定時信息；選擇第 一或第二伺服信道中之一來將內插時刻供應到至少 一個數據信道。
10.根據權利要求26所述的方法，其中伺服信道包括第一伺服信道，其 中伺服信道中的內插器包括第 一 內插器，該方法還包括處理來自第 一伺服信道中的第 一 內插器以及第二伺服信道中的第二內插 器的定時差錯，以計算內插定時信息；組合來自第 一和第二內插器的定時差錯，以及使用組合的定時差錯來計 算定時校正，以調整由伺服信道中的內插器生成的兩個樣本之間的內插間隔， 其中使用新的內插瞬時來確定由至少 一個數據信道中的內插器使用的系數； 以及處理來自第一和第二自適應均衡器的均衡的輸出信號，以提供反饋到第 一和第二內插器以改進內插的質量。
全文摘要
提供了一種讀取信道、存儲驅動器以及處理從存儲介質讀取的信號的方法。包括內插器和均衡器的至少一個數據信道和伺服信道包括內插器。定時恢復功能處理來自伺服信道中的內插器的定時差錯，以計算由內插器內插伺服信道信號使用的內插定時信息。路徑被耦合到定時恢復功能和至少一個數據信道中的內插器，以將內插定時信息通信到至少一個數據信道中的內插器。至少一個數據信道中的內插器配置為使用內插定時信息來內插異步的數據信道信號。
文檔編號G11B27/10GK101361133SQ200780001791
公開日2009年2月4日 申請日期2007年1月26日 優先權日2006年2月1日
發明者喬萬尼·切魯比尼, 伊萬杰洛斯·埃爾夫塞里奧, 南武威, 塞德特·奧爾瑟, 格倫·A·賈奎特, 羅伯特·A·赫琴斯, 詹斯·杰利托, 馬克·A·泰勒 申請人:國際商業機器公司