專利名稱：磁盤驅(qū)動器主軸同步系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁盤數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，尤其涉及這樣一種系統(tǒng)，其中的多個磁盤主軸組件相互之間同步旋轉(zhuǎn)，使其索引一致或維持一種預(yù)定的或可程序設(shè)計的異相關(guān)系。
常規(guī)的磁盤驅(qū)動器有一個攜帶主軸組件的磁盤，仔細地調(diào)節(jié)該組件的速度以維持磁盤介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)速度。根據(jù)參考信號和來自攜帶主軸的磁盤的旋轉(zhuǎn)磁盤位置反饋信號之間的差別所產(chǎn)生的相位誤差來決定主軸電機應(yīng)該加速或者減速。
為了得到增強的性能，驅(qū)動器通常都是相互同步旋轉(zhuǎn)的。這種同步化驅(qū)動器的典型是把多個驅(qū)動器用在一個同步的陣列系統(tǒng)中，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)被交錯在一塊以增強數(shù)據(jù)的傳輸速率和性能，或者用在這樣的系統(tǒng)中，通過使兩個鏡象化驅(qū)動器同步為異相180度旋轉(zhuǎn)來減少等待延遲。同步化最好通過用單個的脈沖源定義同步索引標記的方法來實現(xiàn)。如果從系統(tǒng)內(nèi)的一個驅(qū)動器的磁盤表面上使用數(shù)據(jù)，則主驅(qū)動器要求恢復(fù)必然導(dǎo)致其他的驅(qū)動器在重新建立同步化操作之前也要進行從屬的恢復(fù)，因此降低了系統(tǒng)的性能。另一種方法是使用外部振蕩器來提供公共的脈沖源，被解碼后產(chǎn)生單個準確的引用索引。美國專利號4，918，544給出了這樣一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)用單個的晶體振蕩器分別支持與系統(tǒng)內(nèi)的驅(qū)動器連接的同步控制電路。雖然這種方法提供了一個控制源，當(dāng)系統(tǒng)中的任何驅(qū)動器失去同步操作時能避免從屬的恢復(fù)過程，但它要求一個獨立的時鐘裝置或兩種驅(qū)動器裝置，使系統(tǒng)使用一個包括了時鐘裝置的部件，而其他的部件都不具有這種結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明所提出的結(jié)構(gòu)中，每個驅(qū)動器有一個自包含的局部振蕩器，該振蕩器為用作獨立部件的驅(qū)動器或者作為一組具有同步化主軸旋轉(zhuǎn)的同類驅(qū)動器的主驅(qū)動器提供索引。這些同類驅(qū)動器中任一個的振蕩器脈沖源都可以被指定為索引源，而系統(tǒng)中其他驅(qū)動器都變成與該公共源同步的從屬設(shè)備。
在一個同步系統(tǒng)中，每個單獨的索引信號輸入線都被連接到一條公共線路或節(jié)點上，并且通過一個使能電路把每個單獨的解碼振蕩器電路連接到該公共線路或節(jié)點上，使能電路在系統(tǒng)中被控制，使一個且只有一個使能電路被激活。這種方法提供了單驅(qū)動器設(shè)計，在一個多驅(qū)動器系統(tǒng)中，不但能對同步操作使用單個索引脈沖源并消除從屬的恢復(fù)過程，而且能靈活使用系統(tǒng)中任何驅(qū)動器的時鐘脈沖產(chǎn)生能力作為主索引脈沖源。
所公開的同步系統(tǒng)在允許系統(tǒng)中的任一驅(qū)動器獨立于該同步系統(tǒng)而工作方面是很靈活的。它還表明，系統(tǒng)的驅(qū)動器如何被分為若干子陣列，而每個這樣的子陣列或者在子陣列內(nèi)同步，或者組合起來，同步于某個公共的索引信號源。在后一種情況下，還可免除任一驅(qū)動器或驅(qū)動器組合的與公共索引信號的同步，無論是系統(tǒng)的主索引信號，或是子陣列中的局部索引信號。


圖1是一個框圖，說明用在本發(fā)明的驅(qū)動器陣列中的一個被改裝過的磁盤驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)。
圖2給出了圖1驅(qū)動器的陣列，由SCSI總線提供控制命令。
圖3是由主軸同步命令調(diào)用的函數(shù)的流程圖。
圖4為第二個實施例，給出了多個如圖1所示的驅(qū)動器，這些驅(qū)動器被分為若干子陣列，可以在子陣列內(nèi)對某個索引信號同步，或者對一個對整個系統(tǒng)都公用的索引信號同步。
圖1給出了用來實現(xiàn)本發(fā)明的磁盤驅(qū)動器10，主軸12帶著磁盤組13，與主軸電機14的轉(zhuǎn)子一致旋轉(zhuǎn)。磁盤組13上的同軸數(shù)據(jù)磁道被傳動裝置15訪問，傳動裝置15樞軸轉(zhuǎn)動傳動臂17，傳動臂17又帶動安裝在懸浮物19上的傳感器磁頭18。局部振蕩器(例如晶體振蕩器22)提供了一串脈沖，并由預(yù)標度電路24降低脈沖的頻率，以便提供一個準確的索引信號，再通過多路轉(zhuǎn)換器26把信號送到比較器28上。比較器28利用該準確索引信號和由索引傳感器30得到的索引信號，產(chǎn)生一個誤差值，該誤差值被提供給電機算法電路32以調(diào)節(jié)或控制驅(qū)動器電路33，并使主軸電機維持一個經(jīng)仔細調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)速度。
傳動臂電子線路35處理并識別寫到磁盤表面或從磁盤表面讀出的信號，用戶數(shù)據(jù)經(jīng)通道電路37往返傳送，其他數(shù)據(jù)(如伺服信息和索引信號)被識別并傳送到設(shè)備控制電路中。伺服信息可從專用的隨動裝置中得到，在隨動裝置中，用一個伺服磁頭獲取連續(xù)的伺服信息，伺服磁頭讀取磁盤表面上的某個專用部分區(qū)域上的連續(xù)伺服信息;伺服信息也可以從一個段或被嵌入的隨動裝置中得到，其中，伺服數(shù)據(jù)利用與每個數(shù)據(jù)段相關(guān)的伺服部分或者在用戶數(shù)據(jù)中被外圍安排的伺服系列，同用戶數(shù)據(jù)交錯在一塊。由索引傳感器30識別出來的索引標記被送到比較器28，用來根據(jù)準確的索引信號進行評估。
驅(qū)動器10可做為單個獨立的磁盤存儲設(shè)備操作，也可以和任意數(shù)量的其他同類驅(qū)動器同步操作。為了做為獨立的磁盤存儲設(shè)備操作，多路轉(zhuǎn)換器26的控制輸入CI1被置為1，使之選擇線39而不選擇線40，使得預(yù)標度電路24的輸出能直接連到比較器28。為了和其他相同配置的驅(qū)動器同步，控制輸入CI1被置為0值，從而選擇線40而不選擇線39?？刂戚斎隒I2因此被有來門控制振蕩器組件的輸出，如果該驅(qū)動器被選為主驅(qū)動器，則輸出到公共或隨動同步線43，如果該驅(qū)動器只是陣列中的一個從屬設(shè)備，則把振蕩器輸出與線43斷開。
如果控制輸入CI2的激活的，來自預(yù)標度電路24的每個脈沖被NAND42門控制到公共或隨動同步線43，并且通過把信號經(jīng)NAND44(作為非門用)作用到多路轉(zhuǎn)換器26和比較器28上，以控制局部驅(qū)動器的同步。如果控制輸入CI2是向下的或非活動的，則局部振蕩器組件被隔離，并且把在公共或隨動同步線43、來自其他磁盤驅(qū)動器設(shè)備的準確索引信號經(jīng)NAND44送到多路轉(zhuǎn)換器26和比較器28上。
圖2給出了驅(qū)動器10的一個陣列，其中的每個驅(qū)動器都被連接到一個SCSI總線46，并且全都一塊連接到隨動同步線43。如圖3所示，在SCSI總線上接收到的命令被監(jiān)控，直到識別出一個主軸同步命令。于是，控制輸入CI1被置為0，以解除同局部振蕩器組件的直接連系。然后判別每個驅(qū)動器是否已經(jīng)被指定為主驅(qū)動器或者做為陣列中的一個從屬設(shè)備，并且分別置控制輸入CI2為1或0。如果被指定為主驅(qū)動器的不止一個，則出錯。
經(jīng)配置和連接后，該陣列使主軸旋轉(zhuǎn)同步于所選主振蕩器組件的準確索引信號。萬一出現(xiàn)與該主振蕩器組件有關(guān)的問題，該陣列組件中的另一個驅(qū)動器部件的振蕩器組件被指定為主振蕩器組件。如此配置之后，如果主驅(qū)動器失去主部件從磁盤表面上的數(shù)據(jù)中獲取控制索引信號所需的同步，不需要重新同步該陣列中的所有部件。如果使用獨立的振蕩器設(shè)備，當(dāng)單個驅(qū)動器失去同步時，信號將不會對陣列中的其他裝置丟失，但需要一個獨立的振蕩器組件并且將會失去轉(zhuǎn)換到另一個準備好的振蕩器組件的靈活性。
圖4給出第二個實施例，其中，子陣列A和B能在其內(nèi)部同步或在整個系統(tǒng)中對某個公共的索引信號同步。圖4中給出了二個子陣列，但實際上，系統(tǒng)可分為任意多的子陣列，而每個子陣列又有包括任意多的磁盤驅(qū)動器。磁盤驅(qū)動器部件10A和10B中的每一個都與圖1的驅(qū)動器10相同，每個驅(qū)動器10A與隨動同步線43A連接，而每個驅(qū)動器10B則與隨動同步線43B連接。驅(qū)動器10A和10B中的每一個都有控制輸入CI1，CI1判定各自的驅(qū)動器是使用相關(guān)的隨動同步線43A或43B上的索引信號，還是使用由它自己的局部振蕩器組件所產(chǎn)生的索引信號?？刂戚斎隒I2用來選擇局部振蕩器組件做為子陣列或整個系統(tǒng)的索引信號源。當(dāng)整個驅(qū)動器系統(tǒng)同步于某個公共的索引信號時，只有一個CI2控制輸入是激活的。如果線54上的全局隨動同步信號來自子陣列A，連接到NAND52A的控制輸入CI4被置為1，把線43A上的索引信號送到線54，并且把與系統(tǒng)內(nèi)所有其他子陣列相關(guān)的控制輸入CI4置為0。與子陣列A相關(guān)的控制輸入CI3被置為0。保留輸入CI3的控制被置為1或0，分別對應(yīng)于用線54上的全局隨動同步信號控制相關(guān)的子陣列，或者讓子陣列使用內(nèi)部隨動同步線43上的索引信號。因此，子陣列的任何組合都可以同步到某個公共的索引信號，也可以使用在子陣列內(nèi)產(chǎn)生的索引信號。而且，系統(tǒng)中的任何驅(qū)動器都可以用它自己獨立產(chǎn)生的索引信號，并且不屬于全局同步信號或相關(guān)子陣列隨動同步信號的同步化控制。
雖然本發(fā)明是通過引用其最佳實施例詳細說明的，但對于那些具有這種技術(shù)普通程度的人來說，就能理解可做各種修改而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，除了附加的權(quán)利要求之外，不打算對本發(fā)明作任何限制。
權(quán)利要求
1.磁盤驅(qū)動器數(shù)據(jù)存儲設(shè)備陣列的同步控制系統(tǒng)，其特征在于組合中包括一組磁盤驅(qū)動器；每個所述的磁盤驅(qū)動器包括一個由主軸電機驅(qū)動的磁盤主軸組件，一個提供準確索引信號的振蕩器組件，一個把所述準確索引信號連接到一條索引輸入線的開關(guān)裝置，以及被連接到所述索引輸入線的主軸電機控制電路，所述主軸電機控制電路包括這樣的裝置，該裝置用來調(diào)節(jié)所述磁盤主軸組件的速度并使所述磁盤主軸組件和所述索引信號輸入線上的索引信號同步；把所述的磁盤驅(qū)動器組中的每一個驅(qū)動器的索引輸入線同某個公共線連接起來的裝置；在所述磁盤驅(qū)動器組同步操作期間，激活一個且只有一個所述開關(guān)裝置的裝置，連接到所述一個開關(guān)裝置的振蕩器組件由此而變?yōu)橹髡袷幤鹘M件，把索引信號提供給所述磁盤驅(qū)動器組中的所有驅(qū)動器。
2.權(quán)利要求1的同步控制系統(tǒng)，其特征在于包括這樣的裝置，用來解除所述開關(guān)裝置中所述的那一個，并且激活所述開關(guān)裝置的另一個，使所述磁盤驅(qū)動器組中的另一個驅(qū)動器的振蕩器組件成為主振蕩器組件。
3.權(quán)利要求2的同步控制系統(tǒng)，其特征在于，每個所述的磁盤驅(qū)動器進一步包括第二個被連接的開關(guān)裝置，使振蕩器組件能把所述準確索引信號傳送給該驅(qū)動器的主軸電機控制電路。
4.權(quán)利要求3的同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的磁盤主軸組件包括數(shù)據(jù)存儲磁盤表面，并且每個所述磁盤驅(qū)動器進一步包括索引檢測裝置，用于產(chǎn)生被檢測到的索引信號，該信號是從至少一個所述磁盤存儲表面上讀出的數(shù)據(jù)中得到的，并且所述的主軸電機控制電路包括一個比較裝置，用來比較所述被檢測到的索引信號和所述的準確索引信號，產(chǎn)生一個誤差值，用來糾正主軸的旋轉(zhuǎn)速度。
5.磁盤驅(qū)動器數(shù)據(jù)存儲設(shè)備陣列的同步控制系統(tǒng)，其特征在于組合中包括;若干磁盤驅(qū)動器;每個所述的磁盤驅(qū)動器包括一組裝在一個主軸上與主軸電機的轉(zhuǎn)子一致旋轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)存儲磁盤，提供準確索引信號的振蕩器組件，控制所述主軸電機旋轉(zhuǎn)速度的主軸電機控制電路裝置，使能所述一組驅(qū)動器的同步操作的同步電路裝置，把所述準確索引信號連接到所述主軸電機控制電路的第一開關(guān)裝置，當(dāng)在1狀態(tài)時，直接連接，或者當(dāng)在另一狀態(tài)時，通過所述的同步電路連接，所述同步電路裝置包括第二開關(guān)裝置，該裝置在同步操作期間，被激活來選擇驅(qū)動器的振蕩器組件，作為驅(qū)動器組的準確索引信號源;把所述驅(qū)動器組中每一個驅(qū)動器的同步電路裝置連接到某個公共線的裝置;用于激活一個且只能一個所述第二開關(guān)裝置的裝置。
6.權(quán)利要求6的同步控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述第一開關(guān)裝置處在所述的1狀態(tài)時，相關(guān)的驅(qū)動器與同步電路隔離，并且相關(guān)驅(qū)動器獨立運行，利用內(nèi)部驅(qū)動器振蕩器組件獲取索引信號。
7.磁盤驅(qū)動器數(shù)據(jù)存儲設(shè)備陣列的同步控制系統(tǒng)，其特征在于組合中包括一個磁盤驅(qū)動器陣列;所述的磁盤驅(qū)動器陣列被分為若干子陣列，每個子陣列包括多個驅(qū)動器;每個所述磁盤驅(qū)動器包括若干裝在一個主軸上并與主軸電機的轉(zhuǎn)子一致旋轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)存儲磁盤，一個提供準確索引信號的振蕩器組件，控制所述主軸電機旋轉(zhuǎn)速度的主軸電機控制電路裝置，便能和所述磁盤驅(qū)動器的其他驅(qū)動器同步操作的同步電路裝置，連接所述準確索引信號到所述主軸電機控制電路的第一開關(guān)裝置，當(dāng)在“1”狀態(tài)時，直接連接，當(dāng)在另一種狀態(tài)時，通過所述同步電路連接，所述同步電路裝置包括第二開關(guān)裝置，該裝置在同步操作期間，被激活用來選擇該驅(qū)動器的振蕩器組件，作為其他磁盤驅(qū)動器的準確索引信號源;把陣列中每個磁盤驅(qū)動器的同步電路裝置連接到某個公共子陣列線的裝置;分別與每個子陣列相聯(lián)的第三開關(guān)裝置，用于連接相關(guān)子陣列的所述公共線到全局公共線;把一個且只能一個所述的振蕩器組件連接到所述全局公共線的裝置。
8.權(quán)利要求7的同步控制系統(tǒng)，其特征在于，包括分別與每個子陣列相聯(lián)的第四開關(guān)裝置，有選擇地把所述子陣列公共線連接到所述全局公共線，因此，子陣列可以用所述全局公共線提供的索引信號同步操作，或者用在所述子陣列中產(chǎn)生的索引信號同步操作。
全文摘要
利用驅(qū)動器同步操作的數(shù)據(jù)存儲磁盤驅(qū)動器陣列，其中，每個驅(qū)動器都有一個單板振蕩器組件，被連接用于每個驅(qū)動器的獨立操作或所有驅(qū)動器的同步操作，或者用于陣列中的任一被選擇的驅(qū)動器，利用一個公共或隨動同步線，能把索引信號提供給陣列中全部或部分的驅(qū)動器，并能把同步陣列中任一驅(qū)動器的振蕩器組件作為公共準確索引信號源。系統(tǒng)也可以分為若干子陣列。
文檔編號G11B27/10GK1107247SQ9411512
公開日1995年8月23日 申請日期1994年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月10日
發(fā)明者詹姆斯·E·德納德森 申請人:國際商業(yè)機器公司