(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体から信号を読み出す磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドから読み出されたアナログ再生信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記デジタル信号を整形する波形等価器と、
前記整形されたデジタル信号からデジタルデータを識別するビタビ検出器とを有する磁気記録再生装置であって、
前記ビタビ検出器のしきい値の間隔（参照振幅値）を前記アナログ再生信号の期待値よりも大きな、又は小さなものであって、且つ前記ビタビ検出器の識別性能を劣化させる少なくとも二つの値に設定する係数設定手段と、
前記係数設定手段によって設定された少なくとも二つの前記参照振幅値におけるそれぞれのリードデータエラーを計数する手段とを備えたことを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項２】
磁気記録媒体から信号を読み出す磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドから読み出されたアナログ再生信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記デジタル信号を整形する波形等価器と、前記整形されたデジタル信号からデジタルデータを識別するビタビ検出器とを有する磁気記録再生装置のデータエラーレート予測方法であって、
前記ビタビ検出器のしきい値の間隔（参照振幅値）を、前記アナログ再生信号の期待値よりも大きいか、或いは小さいものであって、且つ前記ビタビ検出器の識別性能を劣化させる少なくとも二つの値に設定するステップ、
設定された少なくとも二つの前記参照振幅値におけるそれぞれのリードデータエラー数をカウントするステップ、及び
少なくとも二つの前記参照振幅値と、それぞれカウントされた前記リードデータエラー数から、前記磁気記録再生装置のデータエラーレートを予測するステップと、
からなる磁気記録再生装置のデータエラーレート予測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は磁気記録再生装置に関し、特に装置の品質を保証する手段としてのデータ正確度の評価及び異常検知に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アイ．イー．イー．イー．  トランザクションズ  オン  マグネティクス  ２７巻（ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＭＡＧＮＥＴＩＣＳ，ＶＯＬ．２７）の第４５３８頁〜第４５４３頁には、ビタビ検出器を有する磁気記録再生装置が記載されている。
【０００３】
この磁気記録再生装置は、データ再生時に発生するビットシフトをあらかじめ記録時に補正するための記録補正回路と、磁気記録媒体から読み出されたアナログ再生波形信号の高周波ノイズ成分を取り除くための低域通過フィルタと、アナログ再生波形信号をデジタル波形信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、デジタル波形信号を整形する波形等化器と、整形されたデジタル波形信号からデジタルデータを識別するビタビ検出器とを有する。これらの装置では、小型化、データ転送速度の高速化に対応して、前記記録再生信号処理回路が１チップのＬＳＩに収められている。
【０００４】
磁気記録再生装置の品質を判断する１つの基準としてデータ正確度がある。データ正確度は、磁気ヘッド、磁気媒体の電磁変換特性の他に、記録補正回路の記録補正量、低域通過フィルタの遮断周波数、波形等化器の等化係数値などの記録再生チャネルパラメータにも依存する。高品質の磁気記録再生装置を得るためには、パラメータは前記磁気記録再生装置の使用時において最適値に設定されなければならない。このパラメータの最適値を知るためには、パラメータ変動時のデータ正確度を定量的に評価する必要がある。
【０００５】
一般にデータ正確度を定量化する数値としてエラーレートがある。しかし、磁気記録再生装置の通常の動作状態ではエラーレートが非常に小さく、その測定には多大の時間を要し、装置の品質を判断するのが困難である。
【０００６】
特開平３−１４４９６９号には、デジタル波形信号の系列と基準信号の系列とを比較した誤差値のヒストグラムを測定することにより、磁気記録再生装置のデータエラーレートを予測し、データ正確度を評価する技術が記載されている。
【０００７】
一方、従来から知られているデータ正確度評価方法としてレベルマージンテストがある。レベルマージンテストでは、波形等化器の出力信号の振幅と比較されるゲートスライスレベルを上下に動かして、落ちこみもしくは湧き出しのビットを検出することによりゲートスライスレベルのマージン幅及びデータエラーレートを測定する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ヒストグラム測定によるエラーレート予測法は、デジタル波形信号の分布のみに着目し、最尤値系列推定としてのビタビ検出器のデータ識別特性を含んでいない。また、レベルマージンテストは、１ビットごとにレベルの検出を行っているので、やはり最尤値系列推定としてのビタビ検出器のデータ識別特性を含んでいない。これらの理由により、従来のデータ正確度評価法では、ビタビ検出器を含む記録再生チャネルの性能を正しく評価できない。
【０００９】
また、記録再生信号処理回路をＬＳＩチップ内に組み込んだとき、同一チップ内にこの磁気記録再生装置の記録再生チャネルパラメータ依存性を評価する手段がなければ、パラメータの最適値を見つけることが容易でない。また、磁気記録再生装置の品質を判断することも容易でない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
これらの課題を解決するため、本発明による磁気記録再生装置は、ビタビ検出器の参照振幅値を変える機能を有する。そして、ビタビ検出器の参照振幅値を変えて磁気記録再生装置のデータエラーレートを測定することにより、磁気記録再生装置のデータ正確度を評価する。
【００１１】
さらに、本発明による磁気記録再生装置では、その信号処理ＬＳＩは、少なくとも１本以上の入力ピンが指定され、そのピンを介してビタビ検出器の参照振幅値を変える機能を有する。
【００１２】
また、本発明による磁気記録再生装置は、低域通過フィルタの遮断周波数と、波形等化器の等化係数値と、ビタビ検出器の参照振幅値とを変える機能を有する。そして、低域通過フィルタの遮断周波数と、波形等化器の等化係数値とを変えながら、ビタビ検出器の参照振幅値を基準値からずらしたときのデータエラーレートを測定することにより、磁気記録再生装置のデータ正確度を評価する。
【００１３】
さらに、本発明による磁気記録再生装置は、記録補正回路の記録補正量と、ビタビ検出器の参照振幅値とを変える機能を有する。そして、記録補正回路の記録補正量を変えながら、ビタビ検出器の参照振幅値を基準値からずらしたときのデータエラーレートを測定することにより、該磁気記録再生装置のデータ正確度を評価する。
【００１４】
また、本発明による磁気記録再生装置は、記録補正回路の記録補正量、あるいは、低域通過フィルタの遮断周波数と、波形等化器の等化係数値と、ビタビ検出器の参照振幅値とを、係数設定用シーケンサによりあらかじめ定められたシーケンスに従って自動的に設定する機能を有している。
【００１５】
また、本発明による磁気記録再生装置は、波形等化誤差の絶対値、もしくは、２乗値を平均化した信号の大きさを測定することにより、該磁気記録再生装置のデータ正確度を評価する。
【００１６】
【作用】
本発明によれば、磁気記録再生装置のビタビ検出器の参照振幅値を基準値からずらすことによって、ビタビ検出器の識別特性を含んだまま、識別性能を劣化させることができる。そのため、データエラーレートの測定を短時間で行うことができる。そして、そのデータエラーレートから、装置本来のデータエラーレート、即ち、データ正確度を予測することができる。
【００１７】
さらに、信号処理ＬＳＩはその入力ピンを介してビタビ検出器の参照振幅値を変える機能を有する。そのため、ＬＳＩが装置に組み込まれた状態で装置のデータ正確度を容易に評価することができる。
【００１８】
また、低域通過フィルタの遮断周波数と波形等化器の等化係数値とを変え、さらにビタビ検出器の参照振幅値を基準値からずらしたときのデータエラーレートを測定することにより、装置のデータ正確度の再生チャネルパラメータ依存性及びパラメータの最適値を知ることができる。
【００１９】
さらに、磁気記録再生装置の記録補正回路の記録補正量を変え、さらにビタビ検出器の参照振幅値を基準値からずらしたときのデータエラーレートを測定することにより、装置のデータ正確度の記録補正量依存性及び記録補正量の最適値を知ることができる。
【００２０】
また、磁気記録再生装置は記録補正回路の記録補正量、あるいは、低域通過フィルタの遮断周波数と、波形等化器の等化係数値と、ビタビ検出器の参照振幅値とを、係数設定用データシーケンサがあらかじめ定められたシーケンスに従って自動的に設定する機能を有する。そのため、コントローラ等の外部機器を使わずに、あらかじめ定められたシーケンスにしたがって係数を自動的に設定しながらデータ正確度を容易に評価することができる。
【００２１】
また、波形等化誤差の絶対値、もしくは、２乗値を平均化した信号を監視することにより、記録再生チャネルの識別性能を大まかに把握できる。そのため、製品品質保証試験における合否判定や、製品出荷後のユーザ使用時におけるヘッドディスクを含む記録再生チャネルの経時変化を察知することができる。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明による磁気記録再生信号処理回路の実施例を図面を用いて説明する。
図１はビタビ検出の動作を示す図、図２はビタビ検出器の参照振幅値を基準値よりも大きくしたときの動作を示す図、図３はビタビ検出器の参照振幅値を基準値よりも小さくしたときの動作を示す図、図４はビタビ検出器における参照振幅値とデータエラーレートの関係を示す図である。
【００２３】
ビタビ検出器では、図１に示すような２つのしきい値をサンプル値系列に応じて効果的に動かすことによって最尤値系列を推定している。２つのしきい値の間に入るサンプル値はデータ”０”と識別され、第１のしきい値よりも大きいサンプル値はデータ”１”の候補となり、第２のしきい値よりも小さいサンプル値はデータ”−１”の候補となる。データ”１”の候補とデータ”−１”の候補が交互に出現する系列では候補としてのデータがそのまま識別結果となり、同一極性の候補が連続する場合には後方の候補のみが残り、前方の候補は”０”と識別される。
【００２４】
このビタビ検出器の２つのしきい値の間隔（参照振幅値：Ｖｔｈ）は入力波形振幅の期待値にするのが普通である。しかし、図２に示すように、この間隔を期待値よりも大きくすると落ちこみエラーが増える。図３に示すように、この間隔を期待値よりも小さくすると湧きだしエラーが増える。その結果、参照振幅値（Ｖｔｈ）とデータエラーレート（Ｂ．Ｅ．Ｒ．）との関係は図４に示すような曲線（バケットカーブ）で表される。その曲線を延長することにより装置本来のデータエラーレートを知ることができる。（図４では入力波形振幅の期待値を１に規格化している。）図５は、係数設定用データバスによってビタビ検出器の参照振幅値を変える機能を有する磁気記録再生装置の信号処理ＬＳＩを示す図である。係数設定用データバス、及び、レジスタライトゲートを使ってビタビ検出器の参照振幅値レジスタに値を設定することができる。上記係数設定用データバスは、他のパラメータのレジスタ等の設定経路と共通にしても良いし、あるいは独立に設けても良い。
【００２５】
図６は係数設定用データシーケンサによってビタビ検出器の参照振幅値を変える機能を有する磁気記録再生装置の信号処理ＬＳＩを示す図である。係数設定用データシーケンサにはあらかじめ設定すべきビタビ検出器の参照振幅値がセットされている。ＬＳＩにシーケンススタート信号を入力することにより、シーケンサがビタビ検出器の参照振幅値データ、及び、レジスタライトゲートを出力する。その出力によって、ビタビ検出器の参照振幅値レジスタの値が設定される。上記係数設定用データシーケンサ内のビタビ検出器の参照振幅値は、ＬＳＩ内部で固定的にセットしても良い。あるいは、外部からシーケンサ内のレジスタ値を入力することにより変更可能なようにしてもよい。
【００２６】
図７は第１の実施例による磁気記録再生装置の主構成を示す図、図８は図７の装置を用いたデータエラーテストの各部信号動作を示す図、図９はこのデータエラーテストによって得られる結果のグラフを示す図である。
【００２７】
第１の実施例による磁気記録再生装置における信号処理回路を図７に示す。この信号処理回路は、変復調回路１０１と、記録補正回路１０２と、リードライトアンプ１０３と、ＡＧＣ回路１０４と、低域通過フィルタ１０５と、Ａ／Ｄ変換器１０６と、波形等化器１０７と、ＶＦＯ回路１０８と、ビタビ検出器１０９と、スイッチ１１０と、係数設定シーケンサ１１１と、データ発生器１１２と、データ比較器１１３と、等化誤差信号処理回路１１４と、カウンタ１１５とから構成される。
【００２８】
変復調回路１０１は、ユーザデータを記録再生に有利な符号に変換する。記録補正回路１０２は、記録波形の位相を補正する。リードライトアンプ１０３は、磁気記録媒体１１から磁気ヘッド１２により読みだしたアナログ再生波形信号を増幅する。ＡＧＣ回路１０４は波形等化器１０７の出力波形信号の振幅を一定にする。低域通過フィルタ１０５は、アナログ再生波形信号の高周波ノイズ成分を除去する。Ａ／Ｄ変換器１０６は、アナログ再生波形信号をデジタル値に変換する。波形等化器１０７は、該デジタル波形信号を整形する。ＶＦＯ回路１０８は、サンプルクロックを生成する。ビタビ検出器１０９は、整形された該デジタル波形信号からデータを識別する。スイッチ１１０はデータエラーテスト時にチャネルを切り替える。係数設定シーケンサ１１１は、データエラーテスト時に波形等化器１０７の等化係数値、記録補正回路１０２の記録補正量、低域通過フィルタ１０５の遮断周波数、及びビタビ検出器１０９の参照振幅値をあらかじめ決められたシーケンスに従って設定する。データ発生器１１２は、テスト時にパターンデータを発生する。データ比較器１１３は、テスト時にパターンデータとビタビ検出器１０９によって識別されたデータとを比較してデータリードエラーを検出する。カウンタ１１５は、データエラーの回数を数える。データ発生器１１２は３６ビット程度のデータレジスタを持ち、そのデータパターンは自由に設定できる。また、カウンタ１１５と、リードライトアンプ１０３以外の回路は記録再生信号処理ＬＳＩ１０内に組み込まれている。
【００２９】
第１の実施例における磁気記録再生装置では、例えば図８に示すように、データエラーテスト時（図８のテストモード信号”Ｈ”レベル）に、まず、係数シーケンサ１１１によって最初の係数値（ビタビ検出器参照振幅値Ｖｔｈ＝０．８，等化係数値＝Ａ）が設定され、その状態でデータリードテストを行う。そして、データ比較器１１３がデータエラーを検出し、カウンタ１１５がエラーの数をカウントする。データリード回数があらかじめ定められたリードビット数（例えば１０９ビット）に達したとき、係数アップデート信号によりカウンタ１１５がリセットされる。また、係数設定シーケンサ１１１によって２番目の係数値（ビタビ検出器参照振幅値Ｖｔｈ＝０．９，等化係数値＝Ａ）が設定され、その状態で前記同様のデータリードテストを行う。このようにして得たデータエラーテストの結果を、等化係数値＝Ｂでの結果も含め図９に示す。この結果から最適係数値、及び、その時のデータエラーレートを知ることができる。
【００３０】
データエラーテストのフローチャートを図１０に示す。まず、係数設定シーケンスが終了したかどうかを判断する。係数設定シーケンスが終了していればテスト終了である。係数設定シーケンスが終了していなければ、つぎに、記録再生チャネルパラメータを設定する。以下、順に、データのライト、データのリード、データリードエラーの検出、エラー数のカウントを行う。つぎに、データリード回数があらかじめ定められたビット数（例えば１０９ビット）に到達したかどうかを判断する。到達していなければデータのリードに戻る。到達していれば一番初めの分岐点である係数設定シーケンスが終了したかどうかの判断にもどる。
【００３１】
図１１は第２の実施例による磁気記録再生装置の主構成を示す図である。第２の実施例による磁気記録再生装置における信号処理回路は、変復調回路２０１と、記録補正回路２０２と、リードライトアンプ２０３と、ＡＧＣ回路２０４と、低域通過フィルタ２０５と、Ａ／Ｄ変換器２０６と、波形等化器２０７と、ＶＦＯ回路２０８と、ビタビ検出器２０９と、スイッチ２１０と、係数設定シーケンサ２１１と、エラー検出器２１３と、カウンタ２１２とから構成される。
【００３２】
変復調回路２０１は、ユーザデータを記録再生に有利な符号に変換する。記録補正回路２０２は、記録波形の位相を補正する。リードライトアンプ２０３は、磁気記録媒体２１から磁気ヘッド２２により読みだしたアナログ再生波形信号を増幅する。ＡＧＣ回路２０４は、波形等化器２０７の出力波形信号の振幅を一定にする。低域通過フィルタ２０５は、アナログ再生波形信号の高周波ノイズ成分を除去する。Ａ／Ｄ変換器２０６は、アナログ再生波形信号をデジタル値に変換する。波形等化器２０７は、該デジタル波形信号を整形する。ＶＦＯ回路２０８はサンプルクロックを生成する。ビタビ検出器２０９は、整形された該デジタル波形信号からデータを識別する。スイッチ２１０は、データエラーテスト時にチャネルを切り替える。係数設定シーケンサ２１１は、データエラーテスト時に波形等化器２０７の等化係数値、記録補正回路２０２の記録補正量、低域通過フィルタ２０５の遮断周波数、ビタビ検出器２０９の参照振幅値をあらかじめ決められたシーケンスに従って設定する。エラー検出器２１３は、データリードエラーを検出する。カウンタ２１２は、データエラーの回数を数える。
【００３３】
第２の実施例では、信号処理ＬＳＩ２０の外に置かれたディスクコントローラ２３を使ってデータリードエラーテストを行う。即ち、ディスクコントローラ２３は信号処理ＬＳＩ２０にデータのライトとリードを指示する。そして、ディスクコントローラ２３はエラー検出器２１３によってエラーの検出を行い、カウンタ２１２はそのエラー数をカウントすることによりエラーレートを求める。ここでエラー検出器２１３のエラー検出方法は、１ビットごとのコンペアチェックでもよいし、ＥＣＣをチェックすることでもよい。本実施例でも第１の実施例と同様のテストを行うことができ、同様の結果を得ることができる。
【００３４】
また、第１の実施例では、等化器出力とビタビ検出器出力との差（波形等化誤差）を求め、その波形等化誤差の絶対値、もしくは、波形等化誤差の２乗値を平均化した信号の大きさを測定することにより、磁気記憶再生装置の記録再生チャネルの識別性能を大まかに把握できる。そして、その識別性能によって製品品質保証試験における合否判定や、製品使用時における記録再生チャネルの経時変化を評価することができる。図１２、図１３、図１４に図７の等化誤差信号処理回路１１４の例を示す。
【００３５】
図１２に示す回路は、減算器３０１と、絶対値回路３０２と、平均化回路３０３とで構成され、６ビット程度のデジタル信号を出力する。
【００３６】
図１３に示す回路は、減算器４０１と、絶対値回路４０２と、平均化回路４０３とＤ／Ａ変換器４０４で構成され、１本のアナログ信号を出力する。図８の回路に比べて出力ピンを１本に減らせる利点がある。
【００３７】
図１４に示す回路は、減算器５０１と、絶対値回路５０２と、平均化回路５０３と比較器５０４で構成され、１ビットのデジタル信号を出力する。比較器５０４のしきい値を適当に選ぶことにより、この出力信号を品質判定フラグとして使うことができる。
【００３８】
また、図１２、図１３、図１４における絶対値回路３０２、４０２、５０２は２乗回路に置き換えてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、ビタビ検出器の識別特性を含んだ磁気記録再生装置のデータ正確度評価を容易に行うことができ、前記装置におけるデータ正確度の記録再生チャネルパラメータ依存性を容易に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ビタビ検出の動作を示す図。
【図２】ビタビ検出器の参照振幅値を基準値より大きくしたときの動作を示す図。
【図３】ビタビ検出器の参照振幅値を基準値より小さくしたときの動作を示す図。
【図４】ビタビ検出器における参照振幅値とデータエラーレートの関係を示す図。
【図５】係数設定用データバスを有する磁気記録再生装置の信号処理ＬＳＩを示す図。
【図６】係数設定用データシーケンサを有する磁気記録再生装置の信号処理ＬＳＩを示す図。
【図７】第１の実施例における磁気記録再生装置の主構成を示す図。
【図８】図７の回路を用いたデータエラーテストにおける各部信号動作を示す図。
【図９】データエラーテストの結果を示す図。
【図１０】データエラーテストのフローチャートを示す図。
【図１１】第２の実施例における磁気記録再生装置の主構成を示す図。
【図１２】等化誤差信号処理回路１１４の例を示す図。（その１）
【図１３】等化誤差信号処理回路１１４の例を示す図。（その２）
【図１４】等化誤差信号処理回路１１４の例を示す図。（その３）
【符号の説明】
１０、２０…記録再生信号処理ＬＳＩ  １０１、２０１…データ変復調回路、
１０２、２０２…記録補正回路        １０３、２０３…リードライトアンプ
１０４、２０４…ＡＧＣ回路          １０５、２０５…低域通過フィルタ
１０６、２０６…Ａ／Ｄ変換器        １０７、２０７…波形等化器
１０８、２０８…ＶＦＯ回路          １０９、２０９…ビタビ検出器
１１０、２１０…スイッチ            １１１、２１１…係数設定シーケンサ
１１２…リードライトデータ発生器    １１３…データ比較器
１１４…等化誤差信号処理回路        １１５、２１２…カウンタ
２３…ディスクコントローラ
２１２…カウンタ                    ２１３…エラー検出器
３０１、４０１、５０１…減算器      ３０２、４０２、５０２…絶対値回路、
３０３、４０３、５０３…平均化回路  ５０４…比較器
【図１】
0003599383.tif 000002
【図２】
0003599383.tif 000003
【図３】
0003599383.tif 000004
【図４】
0003599383.tif 000005
【図５】
0003599383.tif 000006
【図６】
0003599383.tif 000007
【図７】
0003599383.tif 000008
【図８】
0003599383.tif 000009
【図９】
0003599383.tif 000010
【図１０】
0003599383.tif 000011
【図１１】
0003599383.tif 000012
【図１２】
0003599383.tif 000013
【図１３】
0003599383.tif 000014
【図１４】
0003599383.tif 000015