Hamr驅(qū)動器故障檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】HAMR驅(qū)動器故障檢測系統(tǒng)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0001] 根據(jù)本公開描述的各實施例的數(shù)據(jù)存儲裝置包括能夠被禪合至讀/寫頭的控制 器。該控制器被配置成從讀/寫頭的傳感器接收故障信號。傳感器指示在寫操作過程中用 來加熱記錄介質(zhì)的能量源是否失靈。響應(yīng)于故障信號，控制器采取補救行動W保護(hù)與寫操 作關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。
[0002] 根據(jù)本公開中描述的各實施例的系統(tǒng)包括讀/寫頭和控制器。讀/寫頭包括用 來加熱記錄介質(zhì)的能量源W及被配置成檢測在寫操作過程中能量源是否正在加熱記錄介 質(zhì)的傳感器。控制器禪合至讀/寫頭并從傳感器接收指示能量源在寫操作過程中失靈 (mal化nctioning)的故障信號。響應(yīng)于故障信號，控制器采取補救行動W保護(hù)與寫操作關(guān) 聯(lián)的數(shù)據(jù)。
[0003] 根據(jù)本公開描述的各實施例的方法包括；發(fā)起將數(shù)據(jù)寫到記錄介質(zhì)上的寫操作； 感測在寫操作過程中記錄介質(zhì)是否被加熱；如果在寫操作過程中記錄介質(zhì)未被加熱則發(fā)出 故障（fault)信號；W及通過保護(hù)與寫操作關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)而對故障信號作出響應(yīng)。
[0004] W上概述旨在描述每個實施例或每種實施方式。通過結(jié)合附圖參照下面的詳細(xì)說 明和權(quán)利要求書更完整的理解將變動明顯和易懂。
【附圖說明】
[0005] 圖1示出HAMR滑動件的示例。
[0006] 圖2示出讀/寫頭配置的示例。
[0007] 圖3是示出用于寫操作中的組件的示例的方框圖。
[000引圖4是根據(jù)各實施例的故障檢測系統(tǒng)的方框圖。
[0009] 圖5是示出根據(jù)各實施例的通過故障檢測系統(tǒng)而增強的寫操作的流程圖。
[0010] 該些附圖不一定按比例示出。附圖中使用的相同附圖標(biāo)記表示相同部件。然而， 將理解在給定附圖中使用數(shù)字來指代部件不旨在限制用另一附圖中同一數(shù)字標(biāo)記的部件。
【具體實施方式】
[0011] 在熱輔助磁記錄（HAMR)盤驅(qū)動器（也稱熱力輔助磁記錄（TAMR)盤驅(qū)動器）中， 結(jié)合被施加至磁記錄介質(zhì)（例如硬盤驅(qū)動器）的磁場使用熱能來克服對傳統(tǒng)磁性介質(zhì)的面 數(shù)據(jù)密度構(gòu)成限制的超順磁效應(yīng)。在HAMR記錄設(shè)備中，信息位在升高的溫度下被記錄在存 儲層上。存儲層內(nèi)的被加熱面積確定數(shù)據(jù)位尺寸，并且線性記錄密度是通過數(shù)據(jù)位之間的 磁性轉(zhuǎn)變而確定的。
[0012] 為了取得所需的（desired)數(shù)據(jù)密度，HAMR記錄頭（也被稱為HAMR滑動件）包括 光學(xué)組件，該光學(xué)組件引導(dǎo)、匯集和轉(zhuǎn)換來自能量源的光能W在記錄介質(zhì)上加熱。HAMR滑動 件的一種示例性配置示出于圖1中。HAMR滑動件100包括例如激光二極管的能量源102,其 被配置成產(chǎn)生對近場換能器（NFT) 106的光學(xué)天線112供能的激光。由能量源102產(chǎn)生的激 光通過光波導(dǎo)110被引導(dǎo)至NFT106。頭介質(zhì)界面0MI)(也被稱為空氣軸承表面（AB巧） 用附圖標(biāo)記108表不。
[001引圖2中給出包含在HAMR滑動件100內(nèi)的示例性讀/寫頭配置120的詳圖。讀/寫 頭配置120被定位成使ABS108緊鄰磁性介質(zhì)122。讀/寫頭配置120包括用于從磁性介 質(zhì)122中讀取數(shù)據(jù)的緊鄰ABS108的磁讀頭124W及用于向磁性介質(zhì)122作寫入的磁寫入 配置126。磁寫入配置126包括居于光波導(dǎo)110和寫極子（pole) 128之間的NFT106W及 寫線圈132。通過由NFT106發(fā)出的熱產(chǎn)生的熱點133被表示在磁性介質(zhì)122中。讀/寫 頭配置120也包括加熱器134并也可包括至少一個傳感器。為解說起見，示出傳感器136a、 13化和136c;該些眾多的傳感器指示讀/寫頭配置120中的可能布置位置。
[0014]傳感器136a、13化和136c可包括任意種類的傳感器，包括例如具有電阻溫度系 數(shù)（TCR)的傳感器、變阻器或熱電偶。TCR傳感器的一個示例是雙端電阻溫度系數(shù)值ETCR) 傳感器。TCR傳感器通過測量跨傳感器的電阻變化、或電阻變化率而測量溫度變化，并因此 能夠測量由于來自氣壓、間隙、頭操作和接觸及其它的所有熱條件變化所導(dǎo)致的在ABS108 處的溫度變化。如所描述的那樣，TCR傳感器可用來監(jiān)測HAMR滑動件100中的溫度，但TCR 傳感器也能在制造過程中使用W設(shè)定頭-盤間距和/或用于熱噪（thermalasperity,TA) 檢測。
[00巧]傳感器136a、136b和136c可替代地和/或附加地包括任何種類的傳感器，包括諸 如光電二極管、光電晶體管或福射熱儀的光輸出檢測傳感器。光輸出檢測傳感器可被用來 測量能量源102 (例如激光二極管）的光輸出，作為用于調(diào)節(jié)能量源102的輸出功率的反饋 機(jī)制。
[0016] 圖2中傳感器136a、13化和136c的位置表示傳感器的可能位置?？砂葱杌蜻m當(dāng) 地使用其它傳感器位置。例如，可將光電二極管設(shè)置于郵鄰激光二極管處W降低記錄頭制 造的復(fù)雜性。此外，讀/寫頭配置120不需要限于單個傳感器或一種類型的傳感器，而是可 按需或適當(dāng)?shù)厥褂枚鄠€傳感器和多種傳感器類型。也可考慮和按照特定應(yīng)用場合適用不具 有傳感器的讀/寫頭配置120。
[0017] 現(xiàn)在參見圖3,方框圖給出了在寫操作過程中由HAMR驅(qū)動器使用的典型組件的 一個示例。該組件包括主機(jī)140、控制器專用集成電路（ASIC) 142、前置放大器144和寫頭 146。主機(jī)140可包括計算機(jī)或能夠執(zhí)行一序列的邏輯操作的其它類似設(shè)備，并可經(jīng)由諸如 SATA、SaS、SCSI等主機(jī)協(xié)議禪合至HAMR設(shè)備?？刂破鰽SIC142大體包括在固件150控制 下工作的控制器微處理器148、利用格式化邏輯的格式化器152W及寫通道154。前置放大 器144包括激光器驅(qū)動器156和寫入器驅(qū)動器158而寫頭146包括激光二極管102 (見圖 1)和寫線圈132 (見圖2)。通常，驅(qū)動器包含一個W上的寫頭，而前置放大器包含用于選擇 和路由信號至所需的頭的多路復(fù)用電路（未示出）。其它實施例包括一個W上的前置放大 器。
[0018] 在操作中，主機(jī)140發(fā)起寫操作，該寫操作被通信給控制器ASIC142、尤其是控制 器微處理器148?？刂破魑⑻幚砥?48已經(jīng)由固件150被編程W按主機(jī)指令工作并產(chǎn)生對 格式化器152的寫請求，并且尋找磁性介質(zhì)122 (見圖2)上的所需軌道/位置。格式化器 152斷言至寫通道154的WrGate信號，該WrGate信號啟用前置放大器144的激光器驅(qū)動器 156和寫入器驅(qū)動器158。在該種情況下，寫通道154將激光脈沖信號提供給激光器驅(qū)動器 156并將寫數(shù)據(jù)提供給寫入器驅(qū)動器158。來自驅(qū)動器156、158中的每一個的電流分別激 活二極管102和寫線圈132,由此允許寫頭146完成寫操作。
[0019]HAMR驅(qū)動技術(shù)已增加了在磁性介質(zhì)中數(shù)據(jù)可被記錄的速度W及磁性介質(zhì)中可記 錄的數(shù)據(jù)量，然而該技術(shù)卻表現(xiàn)出某些復(fù)雜性。例如，HAMR介質(zhì)熱點可能要求小于從經(jīng)濟(jì)能 量源（例如激光二極管）可得到的光的半波長。由于已知為衍射極限的原因，光學(xué)組件無 法在該尺度（scale)下聚集光。獲得比光的半波長更小的微小的約束（confined)熱點的 一種方式是使用NFT，例如等離子體激元（plasmonic)光學(xué)天線。NFT被設(shè)計成當(dāng)通過激光 供能時具有表面等離子體激元諧振。在諧振時，由于電子在金屬內(nèi)的共同振蕩，高電場圍住 NFT。一部分電場隧穿入磁性介質(zhì)并被吸收，使得磁性介質(zhì)的溫度局部升高到居里點（化rie point)之上W用于記錄。在沒有熱能存在時，磁性介質(zhì)將低于居里點，并且即使存在來自寫 入器的磁場，也沒有有效的擦除或再磁化發(fā)生。然而容易理解，磁性轉(zhuǎn)變在低于居里溫度的 溫度下是被限定的，即磁凍結(jié)的。
[0020] 此外，盡管HAMR驅(qū)動器在記錄過程中可使用激光器和NFT來加熱介質(zhì)W作出輔 助，然而光傳輸路徑、激光器和NFT中的低效性可能導(dǎo)致總體HAMR頭/滑動件的加熱。加 熱可源自NFT、光傳輸光學(xué)器件和/或源自激光器本身。被吸收入該些組件的能量可被轉(zhuǎn) 化成熱量，該熱量被傳導(dǎo)至周圍的材料。該熱量可由記錄頭內(nèi)的傳感器（例如之前描述的 DETCR傳感器）所檢測到。
[002U 另外，在一些HAMR驅(qū)動器實施例中，可使用被稱為脈沖發(fā)生（pulsing)的技術(shù) (例如圖3配置中利用的技術(shù)）來控制激光器。脈沖發(fā)生作用W使激光器按重復(fù)的頻率閃 爍。脈沖發(fā)生經(jīng)常與來自寫線圈的磁性轉(zhuǎn)變同步但相位上錯開，W使閃爍發(fā)生在磁性轉(zhuǎn)變 之間。對脈沖發(fā)生的支持增加了前置放大器內(nèi)的控制引腳和電路，該增加了額外的、潛在的 故障點。
[0022] 由于HAMR驅(qū)動器中牽設(shè)到的諸如前述技術(shù)復(fù)雜性，將數(shù)據(jù)寫至磁性介質(zhì)時錯誤 可能發(fā)生。然而，在盤驅(qū)動器中，尤其是在"企業(yè)盤驅(qū)動器中"（即工業(yè)和商業(yè)中通常使用 的驅(qū)動器）中，數(shù)據(jù)完整性被給予高優(yōu)先級。從一般意義上說，盤驅(qū)動數(shù)據(jù)完整性意味著， 當(dāng)讀取時返回與最近寫入的數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)，或者，替代地，返回關(guān)于驅(qū)動器無法完成有效 的數(shù)據(jù)寫入的錯誤指示，該可能發(fā)生在例如硬件錯誤或其它驅(qū)動器系統(tǒng)錯誤時。錯誤指示 將由此提示數(shù)據(jù)存儲故障模式，并且主機(jī)系統(tǒng)將執(zhí)行適當(dāng)?shù)腻e誤恢復(fù)。在本公開中，當(dāng)寫到 "保護(hù)與寫操作關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)"時，該旨在表示，或者設(shè)備已驗證數(shù)據(jù)被正確地存儲（即，或 者通過對于寫操作沒有故障檢測來驗證，或者通過執(zhí)行寫后讀（read-after-write)來驗 證），或者已向主機(jī)通知數(shù)據(jù)存儲設(shè)備無法正確地存儲數(shù)據(jù)的故障。
[0023] 一類可能發(fā)生的數(shù)據(jù)完整性故障模式是"未檢測到的數(shù)據(jù)失配（undetecteddata miscompare)"。一類"未檢測到的數(shù)據(jù)失配"是"陳舊數(shù)據(jù)失配（stale-datamiscompare)"， 當(dāng)驅(qū)動器由于某些故障無法將數(shù)據(jù)寫至磁性介質(zhì)，并且該種寫故障未被驅(qū)動器所檢測到 時，可能發(fā)生陳舊數(shù)據(jù)失配。在一些故障模式情景下，盤驅(qū)動器從主機(jī)接收用于寫入到磁性 介質(zhì)上的數(shù)據(jù)，但未能在磁性介質(zhì)上寫數(shù)據(jù)，甚至更糟的是未能通知主機(jī)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)寫到 介質(zhì)上存在故障。結(jié)果，當(dāng)主機(jī)之后想要檢索（讀）數(shù)據(jù)時，驅(qū)動器讀出來自更早寫操作的 舊（陳舊）數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)返回至主機(jī)，同樣未能提醒主機(jī)系統(tǒng)存在錯誤。甚至當(dāng)存在邏 輯塊尋址（LBA)種子檢錯碼（LBAseedederrordetectingcodes)的情況下，也會發(fā)生該 種故障模式，因為之前寫入數(shù)據(jù)的LBA號經(jīng)常與想要寫入的數(shù)據(jù)的LBA號相同。
[0024] 在傳統(tǒng)盤驅(qū)動器中，即非HAMR驅(qū)動器中，包含故障檢測電路的前置放大器一般 被連接至驅(qū)