(57)【要約】【課題】ディスク・ドライブ・システムの書き込み素子に書き込み電流を供給する書き込みドライバの、消費電力を少なくし、伝送路インターコネクト上の信号反射を最小限に抑える。【解決手段】ディスク・ドライブ・システム内のライト・スルー・ドライバは、書き込みドライバ回路302およびレシーバ回路303を含むトランシーバである。書き込みドライバ302は、第１の導電インターコネクト304を通じて、書き込み素子310に電流信号を駆動する。書き込み素子310は、書き込みドライバ回路302からの電流信号に応答して、磁気ハード・ディスクにデータ・パターンを書き込む。電流信号は、第２の導電インターコネクト305を通じてレシーバ回路303へと戻る。リターン信号は、ライト・セーフ（書き込み安全）状態の診断のために利用される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク・ドライブ・システムにおいて、
書き込みドライバ送信回路およびレシーバ回路を有するトランシーバ回路と、
前記書き込みドライバ送信回路によって発生する書き込み信号に応答して、ディスク記憶媒体上にデータ・パターンを書き込む書き込み素子と、
前記書き込みドライバ送信回路と前記書き込み素子とを連結する第１の導電インターコネクトと、
前記書き込み素子と前記レシーバ回路とを連結する第２の導電インターコネクトとを有し、
前記書き込み信号が、前記第１の導電インターコネクト、前記書き込み素子、および前記第２の導電インターコネクトを通じて前記レシーバ回路へと流れることを特徴とするディスク・ドライブ・システム。
【請求項２】
前記レシーバ回路が少なくとも１つの受動抵抗器を含むことを特徴とする請求項１記載のディスク・ドライブ・システム。
【請求項３】
前記レシーバ回路が少なくとも１つのトランジスタを含むことを特徴とする請求項１記載のディスク・ドライブ・システム。
【請求項４】
前記書き込みドライバ送信回路がシングルエンド出力端子を有することを特徴とする請求項１記載のディスク・ドライブ・システム。
【請求項５】
前記レシーバ回路に連結され、前記レシーバ回路を通じて流れる電流を検出するための書き込み検出回路をさらに有する請求項１記載のディスク・ドライブ・システム。
【請求項６】
前記書き込み検出回路がライト・セーフ（書き込み安全）状態を検出することを特徴とする請求項５記載のディスク・ドライブ・システム。
【請求項７】
前記トランシーバ回路および前記書き込み素子が別個のダイ上に配置されることを特徴とする請求項１記載のディスク・ドライブ・システム。
【請求項８】
前記書き込み素子がインダクタを含むことを特徴とする請求項１記載のディスク・ドライブ・システム。
【請求項９】
ディスク・ドライブ・システムにおいて、
第１および第２の端子、前記第１の端子に連結したシングルエンド出力端子を有する書き込みドライバ回路、および前記第２の端子に連結した抵抗レシーバ回路とを有する読み出し／書き込み集積回路（IC）と、
ディスク記憶媒体上にデータ・パターンを書き込む書き込み素子であって、前記読み出し／書き込みICの第１および第２の端子に連結される書き込み素子とを有するディスク・ドライブ・システム。
【請求項１０】
前記抵抗レシーバ回路が少なくとも１つの受動抵抗器を含むことを特徴とする請求項９記載のディスク・ドライブ・システム。
【請求項１１】
前記抵抗レシーバ回路が少なくとも１つのトランジスタを含むことを特徴とする請求項９記載のディスク・ドライブ・システム。
【請求項１２】
前記書き込み素子がインダクタを含むことを特徴とする請求項９記載のディスク・ドライブ・システム。
【請求項１３】
前記抵抗レシーバ回路が、前記読み出し／書き込みICの第２の端子およびグランド間で連結されることを特徴とする請求項９記載のディスク・ドライブ・システム。
【請求項１４】
前記書き込み素子が、第１の伝送路インターコネクトを通じて前記読み出し／書き込みICの第１の端子に連結され、前記書き込み素子が、第２の伝送路インターコネクトを通じて前記読み出し／書き込みICの第２の端子に連結されることを特徴とする請求項９記載のディスク・ドライブ・システム。
【請求項１５】
前記読み出し／書き込みICが、さらに、前記抵抗レシーバ回路に連結した書き込み検出回路を含むことを特徴とする請求項９記載のディスク・ドライブ・システム。
【請求項１６】
前記書き込み検出回路がライト・セーフ（書き込み安全）状態を検出することを特徴とする請求項１５記載のディスク・ドライブ・システム。
【請求項１７】
ディスク記憶媒体上にデータ・パターンを書き込むための方法であって、
レシーバ回路を含むトランシーバ内の書き込みドライバ送信回路から書き込み信号を生成するステップと、
書き込み素子を通じて流れる前記書き込み信号に応答して前記ディスク記憶媒体上にデータ・パターンを書き込むステップと、
前記書き込み素子から前記トランシーバ内の前記レシーバ回路へ前記書き込み信号を送信するステップとを含む方法。
【請求項１８】
前記書き込みドライバ送信回路が、シングルエンド書き込み信号として前記書き込み信号を生成することを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記レシーバ回路が抵抗回路を含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
書き込み検出回路を利用して前記レシーバ回路を通じて流れる電流を検出するステップを含む請求項17記載の方法。
【請求項２１】
さらに前記書き込みドライバ送信回路から第１の伝送路を通じて前記書き込み素子へ前記書き込み信号を送信するステップを含み、ここで、前記書き込み素子から前記レシーバ回路へ前記書き込み信号を送信するステップが、さらに前記書き込み素子から前記第２の伝送路を通じて前記レシーバ回路へ前記書き込み信号を送信するステップを含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク・ドライブ・システムにデータを書き込むための技術、より具体的には、ディスク・ドライブ・システムの書き込み素子に書き込み電流を供給する書き込みドライバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気データ記憶装置、特にハード・ディスク・ドライブ記憶装置は、現代のコンピュータ・システムにおいて不可欠な要素となっている。周知のハード・ディスク・ドライブ記憶装置100の例が図１に示される。ハード・ディスク・ドライブ100は、１つ又は複数の磁気媒体プラッタ即ちディスク102含むエンクロージャ101、読み出し素子104、書き込み素子105、アクチュエータ・アーム・サスペンション106、伝送路インターコネクト108、読み出し／書き込み集積回路（IC）110、可撓性相互接続ケーブル112、およびディスク・エンクロージャ・コネクタ114有してなる。
【０００３】
磁気媒体ディスク102は、情報をその表面上に記憶する。読み出し素子104および書き込み素子105は、アクチュエータ・アーム・サスペンション106上に実装され、ディスク102の表面に近接して配置される。アクチュエータ・アーム・サスペンション106は、読み出し／書き込み素子を、ディスク102の、読み出される情報を含む、又は新しい情報が記録される空き領域を有する選択部分近辺に移動させる。書き込み素子105は入力電気信号に応答して情報を書き込み、そして読み出し素子104は記録された情報を読み取り、この情報を表す電気信号を出力する。
【０００４】
電気信号は、伝送路インターコネクト108を通じて、読み出し／書き込み素子および読み出し／書き込み集積回路110間を伝送される。読み出し／書き込み集積回路110は、電気信号が書き込みの過程で書き込み素子105を駆動するようにこれらの電気信号を調整し、そして読み出しの過程で読み出し素子104からの電気信号を増幅する。信号は、可撓性ケーブル112を通じて、読み出し／書き込み集積回路110およびディスク・エンクロージャ・コネクタ114間を伝送される。ディスク・エンクロージャ・コネクタ114は、信号を、ディスク・エンクロージャ101の外部の回路へと導く。
【０００５】
２枚のディスク102Aおよび102Bを含む、ハード・ディスク・ドライブ100の構造の側面図を図２に示す。ディスク・ドライブ100は、４つの読み出し素子104A〜Dおよび４つの書き込み素子105A〜Dを有する。読み出し／書き込み集積回路110が読み出し又は書き込み素子の内の１つを選択した後、この選択された素子からデータが読み出され、あるいはこの選択された素子にデータが書き込まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
読み出し／書き込み集積回路110は、通常、書き込み素子の内の１つに電流を駆動する書き込みドライバを含む。通常の書き込みドライバ回路設計においては相当な量の電力が消費される。これらの高電力の設計においては、アクチュエータを通じて、望ましくない大量の放熱が発生する。
【０００７】
通常のハード・ディスク・ドライブ記憶システムにおいては、読み出し／書き込み集積回路110は、読み出し／書き込み素子から比較的遠く離れて（約５センチ）配置される。回路110および読み出し／書き込み素子間の伝送路インターコネクトの長さによって、ディスクへの情報の書き込みの際に、所望の性能を得ることが難しくなる。通常、書き込みドライバからの書き込み電流が逆流するのに要する時間は、高速度で、サブナノ秒範囲内であり、このことによって通常の書き込みドライバ回路設計の出力インピーダンスのための、設計上の課題が発生する。
【０００８】
通常、書き込みドライバの出力インピーダンス値は、伝送路インターコネクトの特性インピーダンスと同等か又はそれよりも高めに設定されている。この値設定によって、書き込み信号は正常に動作し、又は出力インピーダンスが伝送路インターコネクト・インピーダンスよりも高い場合、幾分オーバーシュートする。書き込み素子のインピーダンスが伝送路インターコネクトの特性インピーダンスと整合しない場合、書き込み素子から信号反射が発生する。そして、この反射信号は書き込みドライバの出力の出力ポートで終端する。この反射信号は送信信号と干渉し、歪みを発生させ、そしてシグナルインテグリティを低下させる。
【０００９】
したがって、電力の消費が少なく、より高い性能を有し、そして伝送路インターコネクト上の信号反射を最小限に抑える書き込みドライバ回路が提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ディスク・ドライブ・システムにおける、ライト・スルー・ドライバのための回路および方法を提供する。ライト・スルー・ドライバは、書き込みドライバ回路およびレシーバ回路を含むトランシーバである。書き込みドライバ回路は、第１の導電インターコネクトを通じて、書き込み素子に電流信号を駆動する。この書き込み素子は、書き込みドライバ回路からの電流信号に応答して、磁気ハード・ディスクにデータ・パターンを書き込む。この電流信号は、第２の導電インターコネクトを通じて、ライト・スルー・ドライバ内のレシーバ回路へと戻る。このリターン信号は、ライト・セーフ（書き込み安全）状態の診断のために利用される。
【００１１】
本発明のその他の目的、特徴及び利点は、以下に記載される詳細な説明及び添付の図面を十分に検討することで明らかになるであろう。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電力の消費が少なく、より高い性能を有し、そして伝送路インターコネクト上の信号反射を最小限に抑える書き込みドライバ回路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図３は、本発明の１つの実施の形態に基づく、ライト・スルー・ドライバ回路の図である。図３は、読み出し／書き込み集積回路（IC）301、導電伝送路インターコネクト304及び305、および書き込み素子310を示す。読み出し／書き込みIC 301は、導電伝送路インターコネクト304および305を通じて書き込み素子310に連結されている。
【００１４】
読み出し／書き込みIC 301は、書き込みドライバ(Write Driver)302、抵抗器303、書き込み検出回路(Write Sensing Circuit)311、および端子T１およびT２を含む。端子T１およびT２は、伝送路インターコネクト304および305にそれぞれ連結されている。抵抗器303は端子T２およびグランド間に連結されている。抵抗器303は、受動抵抗器又は能動素子（例えばトランジスタ）などの任意のタイプの抵抗回路であってよい。
【００１５】
読み出し／書き込みIC 301は単一のダイ上に形成される。書き込み素子310は、通常、読み出し／書き込みIC 301を含むダイから分離したダイの一部である。書き込み素子310は、抵抗器306、キャパシタ308、およびインダクタ307を含む。書き込み素子310は、本発明のライト・スルー・ドライバによって利用される書き込み素子の１つの例に過ぎない。本発明のライト・スルー・ドライバにおいては、その他の多くのタイプの書き込み素子も利用することができる。
【００１６】
書き込み素子310において、抵抗器306はインダクタ307と直列に連結されている。キャパシタ308は、抵抗器306およびインダクタ307と並列に連結されている。インダクタ307およびキャパシタ308は、伝送路インターコネクト305を通じて、読み出し／書き込みIC 301内の抵抗器303と連結されている。
【００１７】
書き込みドライバ302の入力端子は、差動入力電圧VINを受けるように連結される。書き込みドライバ302のシングルエンド出力端子は、伝送路インターコネクト（TLI）304を通じて、書き込み素子310と連結されている。書き込みドライバ302は、入力電圧信号VINに応答して、そのシングルエンド出力端子から書き込み素子310へシングルエンド書き込み電流信号IWを送信する。この入力電圧信号VINは、チャネルICから可撓性相互接続ケーブル112に沿って伝送される高速読み出し／書き込みデータ信号である。書き込み電流信号IWは、書き込み素子310を駆動して磁気ハード・ディスク上に磁気データ・パターンを書き込む。
【００１８】
読み出し／書き込みIC 301は、書き込みドライバ302および抵抗器303を含むトランシーバを有する。このトランシーバは、出力端子T１において出力電流信号IWを発信し、入力端子T２においてリターン信号を受信する。このトランシーバは、書き込み電流IWが書き込みドライバ302から書き込み素子310を通じて抵抗器303へと伝送されるという意味では、ライト・スルー・ドライバである。書き込みドライバ302は、書き込み電流信号IWを書き込み素子310へと送信するため、トランシーバ内の送信回路としての機能を果たす。抵抗器303は、書き込み素子310からの書き込み電流信号を受信するため、トランシーバ内でレシーバ回路の機能を果たす。
【００１９】
図３のライト・スルー・ドライバは、シングルエンド電流信号を書き込みドライバ302から書き込み素子310を通じて抵抗器303へと伝送することによって、書き込み素子インダクタ307を実質上短絡として取り扱う。この書き込み素子310は、書き込みドライバ302からグランドまでの経路に沿った、２つの伝送路304および305間の接続部として取り扱われる。
【００２０】
今日の書き込み素子のインピーダンスは、書き込みドライバの出力インピーダンスおよび伝送路インターコネクトの特性インピーダンスに比べると比較的低い。従来は、書き込み素子のインダクタンスは20〜50ナノヘンリー（nH）の範囲内であった。現在の書き込み素子のインダクタンスは大幅に低減されている。例えば、現在製造されるハード・ディスク・ドライブの書き込み素子においては、例えば約３nHである。
【００２１】
また書き込み素子310の抵抗器306の抵抗値も、例えば約３Ωと小さい。IC 301および書き込み素子310間の各伝送路インターコネクト304および305の総抵抗値は、例えば約0.1Ωであり、そしてキャパシタ308の電気容量は、例えば約0.5ピコファラッド（pF）である。本明細書において示される電流、電気抵抗、インダクタンス、及び電気容量の値は例であって、本発明の範囲の制限を意図して示されるものではない。本発明は、その他の電流、電気抵抗、インダクタンス、及び電気容量の値を有する回路素子によっても利用することができる。
【００２２】
多くの先行技術に基づく設計において、書き込み素子は書き込み電流信号の終端処理に用いられた。多くの書き込み素子が固有の低インダクタンスおよび低抵抗素子を有しているため、伝送路インターコネクトZ0の特性インピーダンスと密接には整合しない。
【００２３】
一方、図３のライト・スルー・ドライバは、低いインダクタンス値を有する書き込み素子によって機能する。図３の構成においては、抵抗器303が書き込み電流信号を終端するため、書き込み素子310のインダクタンス値の低さが、ディスク・ドライブの書き込み性能を低下させる、又は伝送路インターコネクト上の信号反射を増大させることはない。抵抗器303は、低インピーダンス書き込み素子に比べて、より正確な受信終端を提供する。抵抗器303は、伝送路インターコネクト304〜305の特性インピーダンスZ0と適合し、信号反射を減少又は排除できるように選択される。
【００２４】
また図３のライト・スルー・ドライバは、書き込みドライブ電圧の低減および電力消費の低減を含む、その他の利点も提供する。この書き込み電流（IW）は、書込みドライバの出力電圧VOUTによって決定される。式（１）は、書き込み電流の式を示す。通常、抵抗器306のヘッド抵抗RHは、終端抵抗およびインターコネクト特性インピーダンスZ0よりもかなり低い。
【００２５】
【数１】
2008123667.tif 000003
式（１）において、書き込みドライバ302の出力電圧VOUTがRWD×IW/2とほぼ等しいことが理解されよう。ここでRWD /2は終端抵抗器303の電気抵抗である。例としての、書き込み電流IWの値は60 mAである。例としての、出力電圧の値は１〜３Vである。例としての、抵抗器303の電気抵抗の値は30〜50Ωである。本明細書において示される、この例としての電流、電気抵抗および電圧の値は、本発明の範囲に制限を加えることを意図して示されるものではない。本発明は、その他の電流、電気抵抗、および電圧の値を有する回路素子によっても利用することが可能である。
【００２６】
先行技術による書き込みドライバの中には、RWD/2の電気抵抗をそれぞれ有する２つの抵抗器を通じて、書き込み素子に差動出力信号を駆動するものもある。これらの差動書き込みドライバは、RWD×IWにほぼ等しい駆動電圧で書き込み素子を駆動する。図３のシングルエンド・ライト・スルー・ドライバは、同じ書き込み電流で同等の書き込み素子を駆動するために、半分の出力電圧（RWD×IW/2）しか必要としない。図３のライト・スルー・ドライバは同量の出力電流を発生させるために必要とする出力電圧が少ないので、図３のライト・スルー・ドライバの消費する電力量は、標準的な差動書き込みドライバに比べて少ない。
【００２７】
図３のライト・スルー・ドライバのもう１つの利点は、書き込み検出回路311を利用して、書き込み素子を通じて流れる書き込み電流を監視することができる機構を提供できることである。抵抗器303を通じて流れる電流は、オームの法則を用いて、端子T２における電圧および抵抗器303の電気抵抗に基づいて算出される。書き込み検出回路311は、電圧検出回路およびタイミング回路を利用して、抵抗器303を通じて変化する電圧を検出する。書き込み検出回路311は、図３に示されるように、読み出し／書き込みIC 301の一部であるか、又は読み出し／書き込みIC 301の外部に配置される。
【００２８】
抵抗器303を通じて流れる電流は、書き込み素子310を通じて流れる電流IWと等しい。書き込み素子を通じて流れる電流を検出することができるため、書き込み素子が磁気ハード・ディスクに実際にいつデータを書き込んでいるかに関しての判定をなすことができる。また抵抗器303を通じての電流波形は、何のデータがディスク上に書き込まれているのかを示している。抵抗器303を通じて流れる電流を評価することによって、ハード・ディスク・ドライブ・システムの安定度および正確度についてのエキストラ・チェックを行うこともできる。
【００２９】
また、書き込み検出回路311は、ライト・セーフ（書き込み安全）状態の診断のための、抵抗器303を通じて流れるリターン信号の検出のために利用される。ライト・セーフ（書き込み安全）状態には、書き込み素子の高オーム状態、書き込み素子の低オーム状態、そして通常の書き込み動作状態が含まれる。書き込み検出回路311には、例えば、コンパレータ（比較器）、又はタイミング回路と共同して、動作の３つのモードの検出および書き込み素子310を通じて流れる電流信号IWの不正確な遷移速度の検出のために動作するピーク検出回路が含まれる。
【００３０】
図３のライト・スルー・ドライバは、長手記録技術又は垂直記録技術を利用してデータを書き込む書き込み素子を駆動するために用いられる。図３のライト・スルー・ドライバは、ヘリカルコイル、標準タイプの書き込み素子、およびその他のタイプの書き込み素子を駆動することができる。本発明の他のもう１つの代替的実施の形態によれば、読み出し／書き込みIC 301および書き込み素子310の回路素子が同一のダイ（つまり、同一集積回路）上に配置される。
【００３１】
図４は、図３のライト・スルー・ドライバの書き込み電流の１つの例を示すグラフである。書き込み電流IWは、図４において、時間の経過とともに変化する正規化書き込み電流波形として示される。図４に示される波形は、図３のライト・スルー・ドライバのための書き込み電流波形の１つの例に過ぎない。図４に示されるこの例としての波形は、本発明の範囲への制限を意図して示されるものではない。本発明のライト・スルー・ドライバの書き込み電流波形は、書き込みデータ信号に応じて変化する。
【００３２】
本発明の例示的実施の形態についてのここまでの説明は、例示および説明をその目的として示されたものである。包括的なものとして、又は本発明を開示された具体的な形態に限定することを意図して示されるものではない。本発明には、変形の自由、種々の変更、および代用をも含むものとする。場合によっては、本発明の特徴を、本明細書において述べられた他の特徴の対応する利用を伴うことなく、利用することも可能である。上述の技術を考慮に入れ、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、多くの変形例および変更例が可能である。なお本発明の範囲は、この詳細な説明によってではなく、添付の請求の範囲によって制限される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】先行技術に基づくハード・ディスク・ドライブ記憶システムのブロック図である。
【図２】先行技術に基づくハード・ディスク・ドライブ記憶システムのもう１つのブロック図である。
【図３】本発明の１つの実施の形態に基づくライト・スルー・ドライバを示す図である。
【図４】図３のライト・スルー・ドライバによって発生する書き込み電流の例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３４】
301…読み出し／書き込み集積回路（IC）、
302…書き込みドライバ、
303…抵抗器、
304，305…導電伝送路インターコネクト、
306…抵抗器、
307…インダクタ、
308…キャパシタ、
310…書き込み素子、
311…書き込み検出回路。
【図１】
2008123667.tif 000004
【図２】
2008123667.tif 000005
【図３】
2008123667.tif 000006
【図４】
2008123667.tif 000007