(57)【要約】【課題】サーマルアスペリティ（ＴＡ）が発生したときに、簡単な構造であって、安定してエラーを回復すると共に、エラーからの回復時間をより一層短縮することができる磁気ディスク装置及びその制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の一実施形態において、ＴＡが発生した場合、まず、データ読み出し信号が入力されるハイパス・フィルタのカット・オフ周波数を高くすると共に、ＦＩＲフィルタ２１４に直列に接続された低次数ＦＩＲフィルタ２１５のループゲインをできるだけ高くする。その後、低次数ＦＩＲフィルタ２１５から信号が入力されるビタビ復号器２１６において、入力される信号のエラーが最小となるように低次数ＦＩＲフィルタ２１５にフィードバックして、低次数ＦＩＲフィルタ２１５のタップ係数を最適化する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクからデータを読み出すヘッドと、
第１のカット・オフ周波数と第２のカット・オフ周波数とを選択的に使用し、前記ヘッドからの信号の一部を遮断するローカット・フィルタと、
複数のフィルタ係数を備え、前記ローカット・フィルタからの信号の波形を調整する波形調整フィルタと、
前記波形調整フィルタからの信号に基づいて、前記波形調整フィルタのフィルタ係数を調整するフィルタ係数調整器と、を備え、
前記ローカット・フィルタが前記第１のカット・オフ周波数を使用する場合、前記フィルタ係数調整器は前記複数のフィルタ係数の一部のフィルタ係数を第１のフィードバック・ゲインにおいて調整し、
前記ローカット・フィルタが前記第２のカット・オフ周波数を使用する場合、前記フィルタ係数調整器は、前記第１のフィードバック・ゲインよりも高い第２のフィードバック・ゲインにおいて前記一部のフィルタ係数を調整する、
ディスク・ドライブ装置。
【請求項２】
前記波形調整フィルタは、第１のＦＩＲフィルタと、その第１のＦＩＲフィルタよりもタップ数が小さい第２のＦＩＲフィルタとを有し、
前記フィルタ係数調整器は、前記第２のＦＩＲフィルタのフィルタ係数を調整する、
請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
【請求項３】
前記フィルタ係数調整器は、前記波形調整フィルタからの信号に対して復号処理を行い、その復号結果に基づいて前記波形調整フィルタのフィルタ係数を調整する、
請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
【請求項４】
ディスクからデータを読み出すヘッドと、
第１のカット・オフ周波数と第２のカット・オフ周波数とを選択的に使用し、前記ヘッドからの信号の一部を遮断するローカット・フィルタと、
複数のフィルタ係数を備え、前記ローカット・フィルタからの信号の波形を調整する波形調整フィルタと、を備え、
前記ローカット・フィルタが前記第１のカット・オフ周波数を使用する場合、前記ディスクからのデータ読み出しの間、前記複数のフィルタ係数は固定され、
前記ローカット・フィルタが前記第２のカット・オフ周波数を使用する場合、前記ディスクからデータを読み出しながら、前記複数のフィルタ係数の一部のフィルタ係数が調整される、
ディスク・ドライブ装置
【請求項５】
前記波形調整フィルタは、第１のＦＩＲフィルタと、その第１のＦＩＲフィルタよりもタップ数が小さい第２のＦＩＲフィルタとを有し、
前記複数のフィルタ係数の一部は、前記第２のＦＩＲフィルタのフィルタ係数である、
請求項４に記載のディスク・ドライブ装置。
【請求項６】
前記ローカット・フィルタが前記第１のカット・オフ周波数を使用する場合、前記第２のＦＩＲフィルタはオフ状態にある、
請求項５に記載のディスク・ドライブ装置。
【請求項７】
前記ディスクからの通常のデータ読み出しにおいて、前記ローカット・フィルタは前記第１のカット・オフ周波数を使用し、
エラー回復処理において、前記ローカット・フィルタは前記第２のカット・オフ周波数を使用する、
請求項１または４に記載のディスク・ドライブ装置。
【請求項８】
前記第２のＦＩＲフィルタのタップ数は５以下である、
請求項１または４に記載のディスク・ドライブ装置。
【請求項９】
前記第２のカット・オフ周波数は、前記第１のカット・オフ周波数よりも高い、
請求項１または４に記載のディスク・ドライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディスク・ドライブ装置に関し、特に、ディスクから読み出した信号のフィルタの係数調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスク・ドライブ装置として、光ディスク、光磁気ディスク、あるいはフレキシブル磁気ディスクなどの様々な態様のディスクを使用する装置が知られているが、その中で、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータの記憶装置として広く普及し、現在のコンピュータ・システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。さらに、コンピュータにとどまらず、動画像記録再生装置、カーナビゲーション・システム、あるいはデジタル・カメラなどで使用されるリムーバブルメモリなど、ＨＤＤの用途は、その優れた特性により益々拡大している。
【０００３】
ＨＤＤで使用される磁気ディスクは、同心円状に形成された複数のトラックを有しており、各トラックは複数のセクタに区分されている。各セクタにはセクタのアドレス情報と、ユーザ・データが記憶される。ヘッドがセクタのアドレス情報に従って所望のセクタにアクセスすることによって、セクタへのデータ書き込みあるいはセクタからのデータ読み出しを行うことができる。
【０００４】
データ読み出し処理において、ヘッドが磁気ディスクから読み出した信号は、ＦＩＲフィルタによって波形整形や復号処理などの所定の信号処理が施され、ホストに送信される。典型的には、ヘッドからの信号は、フィルタによって波形等化処理され、ＡＤコンバータによってデジタル信号に変換された後、再度、波形等化器によって波形等化処理される。さらに、波形等化器からの信号は復号処理及び復調処理が行われる。
【０００５】
近年、磁気ディスクへの記録方式として、従来の長手（面内）磁気記録方式と比較して、高い記録密度で安定した記録状態を維持することができる垂直磁気記録方式の研究が進められている。垂直記録方式を利用した場合、データ信号の低周波成分がエラーレートに寄与することが知られているが、プリアンプが有するハイパス・フィルタのカット・オフ周波数（Low Pole Frequency）を低く設定して、所定の周波数以上の信号をリードチャネルのＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）方式のビタビ復号器に入力すると、エラーレートの劣化を防止する、つまり、エラーレートを低下させる効果を得ることができる。
【０００６】
ところで、磁気ディスクの再生時に、ヘッドと磁気ディスクとが衝突して熱エネルギーが発生することにより、磁気抵抗が変化して、再生信号のＤＣレベルが大きく変動するサーマルアスペリティ（ＴＡ）が発生することがある。ＴＡにより再生信号のＤＣオフセットが発生した場合には、再生信号を早急に元のＤＣレベルまで戻す必要がある。そこで、従来、ＴＡ発生時にはハイパス・フィルタのカット・オフ周波数を数MHzまで高くするというエラー回復処理が実行されている。
【０００７】
しかしながら、垂直記録方式を使用した場合には、通常の使用条件における周波数が数百Hzであるため、エラー回復処理においてカット・オフ周波数を数MHzまで高くすると、周波数の変化量が極めて大きくなり、再生信号が元のＤＣレベルまで回復するまでの時間が長くなるという問題点がある。これは、垂直記録方式におけるトランスバーサルフィルタのタップ係数が、通常のエラー回復のための最適な値に設定されているからである。即ち、ＴＡが発生した場合には、トランスバーサルフィルタのタップ係数がエラー回復のための最適な値ではなくなってしまう。
【０００８】
その結果、エラーレートが劣化する。このように、垂直記録方式を使用した場合には、エラーを回復するための処理がエラーレートを劣化させるという矛盾した結果となる。従って、ＴＡが発生した場合に、ハイパス・フィルタのカット・オフ周波数を高くするのみでは、エラーを回復する効果を得ることはできない。
【０００９】
そこで、ＴＡが発生したときに、ハイパス・フィルタのカット・オフ周波数を高くした後に、トランスバーサルフィルタのタップ係数を最適化させることによりノイズを収束させる方法がある。しかし、ＰＲＭＬ方式のビタビ復号器に適用させるためのトランスバーサルフィルタには、高い次数、例えば１６タップを有するものが必要となる。
【００１０】
一方、安定してタップ係数を最適化するためには、多数のデータ・セクタをリードする必要があるため、学習に時間がかかってしまう。このように、タップ係数をすべて最適化させることと、ノイズを早く収束させて、短時間でエラーから回復させることは同時には実現できない。即ち、全てのタップを最適化するためには、ゆっくりフィードバックさせる必要があり、フィードバックを早くすると系が発散してしまう可能性がある。
【００１１】
なお、従来の長手磁気記録方式を使用する場合には、通常の使用条件における周波数が数MHzであるので、ＴＡ発生時の回復処理として、カット・オフ周波数を高くしても、周波数の変化量は十分に小さいものとなり、元のＤＣレベルまで回復するための時間が長くなることはない。
【００１２】
そこで、ＴＡによる影響を低減させた垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置が開示されている（特許文献１）。特許文献1に記載の磁気ディスク装置には、互いにカット・オフ周波数が異なる２系統のデータ検出器が設けられており、ＴＡの有無に応じて使用するデータ検出器の切り替えが行われている。即ち、ＴＡが検出された時には、垂直記録方式によって記録されたデータの再生信号を一旦微分した信号に対してデータ検出を行うこととしている。
【特許文献１】特開２００４−３２６９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１においては、ＴＡ発生時に、遮断する周波数を切り替えたときに、再生信号を微分してＤＣの影響を抑えるので、ディテクションのターゲットも変わってしまう。その結果、各タップ係数も切り替える必要が生じる。従って、通常時用とＴＡ発生時用の２種類のパラメータのセットが必要となり、多くのメモリ容量を必要する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様に係るディスク・ドライブ装置は、ディスクからデータを読み出すヘッドと、第１のカット・オフ周波数と第２のカット・オフ周波数とを選択的に使用し前記ヘッドからの信号の一部を遮断するローカット・フィルタと、複数のフィルタ係数を備え、前記ローカット・フィルタからの信号の波形を調整する波形調整フィルタと、前記波形調整フィルタからの信号に基づいて前記波形調整フィルタのフィルタ係数を調整するフィルタ係数調整器を備える。前記ローカット・フィルタが前記第１のカット・オフ周波数を使用する場合、前記フィルタ係数調整器は前記複数のフィルタ係数の一部のフィルタ係数を第１のフィードバック・ゲインにおいて調整する。前記ローカット・フィルタが前記第２のカット・オフ周波数を使用する場合、前記フィルタ係数調整器は、前記第１のフィードバック・ゲインよりも高い第２のフィードバック・ゲインにおいて前記一部のフィルタ係数を調整する。カット・オフ周波数の変更に従って一部のフィルタ係数を高いゲインで調整することで、迅速かつ安定的に調整することができる。
【００１５】
前記波形調整フィルタは、第１のＦＩＲフィルタと、その第１のＦＩＲフィルタよりもタップ数が小さい第２のＦＩＲフィルタとを有し、前記フィルタ係数調整器は前記第２のＦＩＲフィルタのフィルタ係数を調整する。これによって、効果的に周波数変更に対応することができる。あるいは、前記フィルタ係数調整器は、前記波形調整フィルタからの信号に対して復号処理を行い、その復号結果に基づいて前記波形調整フィルタのフィルタ係数を調整することが好ましい。これによって、効果的にフィルタ係数を調整することができる。
【００１６】
本発明の他の態様に係るディスク・ドライブ装置は、ディスクからデータを読み出すヘッドと、第１のカット・オフ周波数と第２のカット・オフ周波数とを選択的に使用し前記ヘッドからの信号の一部を遮断するローカット・フィルタと、複数のフィルタ係数を備え、前記ローカット・フィルタからの信号の波形を調整する波形調整フィルタを備える。前記ローカット・フィルタが前記第１のカット・オフ周波数を使用する場合、前記ディスクからのデータ読み出しの間、前記複数のフィルタ係数は固定される。前記ローカット・フィルタが前記第２のカット・オフ周波数を使用する場合、前記ディスクからデータを読み出しながら、前記複数のフィルタ係数の一部のフィルタ係数が調整される。一部のフィルタ係数を調整することで、迅速かつ安定的にフィルタ係数を調整することができる。
【００１７】
前記波形調整フィルタは、第１のＦＩＲフィルタと、その第１のＦＩＲフィルタよりもタップ数が小さい第２のＦＩＲフィルタとを有し、前記複数のフィルタ係数の一部は、前記第２のＦＩＲフィルタのフィルタ係数である。さらに、前記ローカット・フィルタが前記第１のカット・オフ周波数を使用する場合、前記第２のＦＩＲフィルタはオフ状態にあることができる。
【００１８】
前記ディスクからの通常のデータ読み出しにおいて、前記ローカット・フィルタは前記第１のカット・オフ周波数を使用し、エラー回復処理において、前記ローカット・フィルタは前記第２のカット・オフ周波数を使用することが好ましい。これによって、エラー回復処理からの早期回復を期待することができる。前記第２のカット・オフ周波数は、前記第１のカット・オフ周波数よりも高いことができる。これによって、ＴＡに対応することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、カット・オフ周波数の変更に応じて効果的なフィルタ係数調整を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。尚、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００２１】
以下においては、磁気ディスク・ドライブ装置の一例である、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）を例として、本発明の実施形態を説明する。本形態の特徴的な点の一つは、サーマルアスペリティ（ＴＡ）の発生時における、リード・ライト・チャネルにおけるフィルタ係数の調整である。本実施形態の特徴点の理解を容易とするため、最初に、ＨＤＤの全体構成の概略を説明する。
【００２２】
図１は、本実施の形態に係るＨＤＤ１の全体構成を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、ＨＤＤ１は、エンクロージャ１０の外側に固定された回路基板２０を備えている。回路基板２０上には、リード・ライト・チャネル（ＲＷチャネル）２１、モータ・ドライバ・ユニット２２、ハードディスク・コントローラ（ＨＤＣ）とＭＰＵの集積回路（以下、ＨＤＣ／ＭＰＵ）２３及び半導体メモリの一例であるＲＡＭ２４などの各ＩＣを備えている。尚、各回路構成は一つのＩＣに集積すること、あるいは、複数のＩＣに分けて実装することができる。
【００２３】
ＳＰＭ１４は、そこに固定されている磁気ディスク１１を、所定の角速度で回転する。本形態の磁気ディスク１１は、垂直磁気記録によってデータを記憶する。垂直磁気記録は、記録磁化を記録面に対して垂直方向に向かせて記録する。垂直磁気記録は、記録磁化方向が記録面に平行な面内磁気記録と異なり、記録密度の増加に従い隣接磁区による消磁界が小さくなるため、高記録密度において高い記録安定性を実現することができる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従って、モータ・ドライバ・ユニット２２がＳＰＭ１４を駆動する。本例の磁気ディスク１１は、データを記録する記録面を両面に備え、各記録面に対応するヘッド素子部１２が設けられている。
【００２４】
ヘッドの一例である各ヘッド素子部１２はスライダ（不図示）に固定されている。また、スライダはアクチュエータ１６に固定されている。アクチュエータ１６はＶＣＭ１５に連結され、回動軸を中心に回動することによって、ヘッド素子部１２（及びスライダ）を磁気ディスク１１上において半径方向に移動する。モータ・ドライバ・ユニット２２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従ってＶＣＭ１５を駆動する。ヘッド素子部１２には、典型的には、ライト・データに応じて電気信号を磁界に変換するライト素子及び磁気ディスク１１からの磁界を電気信号に変換するリード素子を備えている。なお、磁気ディスク１１は、１枚以上あればよく、記録面は磁気ディスク１１の片面あるいは両面に形成することができる。また、本発明をリード素子のみを備えるデータ記憶装置に適用することができる。
【００２５】
ＡＥ１３は、複数のヘッド素子部１２の中からデータ・アクセスが行われる１つのヘッド素子部１２を選択し、選択されたヘッド素子部１２により再生される再生信号を一定のゲインで増幅（プリアンプ）し、ＲＷチャネル２１に送る。また、ＲＷチャネル２１からの記録信号を選択されたヘッド素子部１２に送る。ＡＥ１３は、ハイパス・フィルタ及びローパスフィルタを有し、それらのカット・オフ周波数は可変である。ＡＥ１３は、ＴＡの発生に対して、ハイパス・フィルタのカット・オフ周波数を上げる。この点は、後に詳述する。
【００２６】
ＲＷチャネル２１は、ライト処理において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３から供給されたライト・データをコード変調し、更にコード変調されたライト・データをライト信号に変換してＡＥ１３に供給する。リード処理において、ＲＷチャネル２１はＡＥ１３から供給されたリード信号を一定の振幅となるように増幅し、取得したリード信号からデータを抽出し、デコード処理を行う。読み出されるデータは、ユーザ・データとサーボ・データを含む。デコード処理されたリード・データは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３に供給される。本形態のＲＷチャネル２１は、ＴＡが起きたセクタのデータ読み出しにおけるフィルタ係数の調整に、その特徴を有する。この点は後述する。
【００２７】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３において、ＭＰＵはＲＡＭ２４にロードされたマイクロ・コードに従って動作する。ＨＤＤ１の起動に伴い、ＲＡＭ２４には、ＭＰＵ上で動作するマイクロ・コードの他、制御及びデータ処理に必要とされるデータが磁気ディスク１１あるいはＲＯＭ（不図示）からロードされる。ＨＤＣはロジック回路として構成され、ＭＰＵと一体的に様々な処理を実行する。例えば、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、コマンド実行順序の管理、ヘッド素子部１２のポジショニング制御、インターフェース制御、ディフェクト管理などのデータ処理に関する必要な処理の他、ＨＤＤ１の全体制御を実行する。
【００２８】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＲＷチャネル２１から取得した磁気ディスク１１からのリード・データを、ホスト５１に転送する。磁気ディスク１１からのリード・データは、ＲＡＭ２４内のリード・バッファに一旦格納された後、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３を介してホスト５１に転送される。また、ホスト５１からのライト・データは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３を介して、ＲＡＭ２４内のライト・バッファに一旦格納され、その後、所定のタイミングでＨＤＣ／ＭＰＵ２３を介して磁気ディスク１１に転送される。
【００２９】
次に、本形態におけるＲＷチャネル２１のフィルタ係数調整について、詳細に説明する。図２は、本形態に係るＨＤＤ１において、読み出し処理及び読み出し処理におけるエラーリカバリプロシージャ（ＥＲＰ）に関連する論理構成を模式的に示すブロック図である。ＲＷチャネル２１は、前段から、可変ゲイン・アンプ（ＶＧＡ）２１１、波形等化回路（ＣＴＦ：Continuous Time Filter）２１２、アナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）２１３、デジタルＦＩＲフィルタ２１４、低次数ＦＩＲフィルタ２１５、フィルタ係数調整器の一例であるビタビ復号器２１６、復調器２１７及びシリアル・パラレル変換器２１８を有している。デジタルＦＩＲフィルタ２１４及び低次数ＦＩＲフィルタ２１５は、波形調整フィルタの一例を構成する。
【００３０】
ＡＧＣ２１１は、入力された信号を必要に応じて増幅して出力する。ＣＴＦ２１２は、入力アナログ信号の波形等化処理を行う。ＡＤコンバータ２１２は、アナログ信号のサンプリング及び量子化を行う。ＦＩＲフィルタ２１４及び低次数ＦＩＲフィルタ２１５は、デジタル信号の波形整形処理を行う。低次数ＦＩＲフィルタ２１５の次数（タップ数）は、ＦＩＲフィルタ２１４よりも小さい。ビタビ復号器２１６は、入力されたデータの復号処理を行う。復調器２１７は、ビタビ復号器から信号を復調する。シリアル・パラレル変換器２１８は、入力されたシリアル・データをパラレル・データに変換する。
【００３１】
通常のリード処理について説明する。ヘッド素子部１２からの出力は、ＡＥ１３によって増幅されて、ＡＧＣ（Auto Gain Control）を構成するＶＧＡ２１１に入力される。ＶＧＡ２１１が入力信号を所定振幅となるように増幅し、その信号をＣＴＦ２１２に出力する。ＣＴＦ２１２はローパスフィルタとしての機能を有している。波形等化フィルタ２１１は、後の信号処理のため、入力信号からのノイズ除去、及び、信号波形をスリミングする波形等化処理を行う。波形等化フィルタ２１１からの出力は、ＡＤコンバータ２１３によるサンプリング及び量子化によってデジタル信号に変換され、ＦＩＲフィルタ２１４に入力される。
【００３２】
ＦＩＲフィルタ２１４は正確にデータを復元するために入力波形を整形し、入力波形をパーシャルレスポンスクラスの目標波形に等化する。ＦＩＲフィルタ２１４からのデジタル信号は、低次数ＦＩＲフィルタ２１５に入力される。低次数ＦＩＲフィルタ２１５は、入力信号に対してその周波数特性を補正する。低次数ＦＩＲフィルタ２１５の出力は、ビタビ復号器２１６に入力される。
【００３３】
ビタビ復号器２１６は、ＦＩＲフィルタ２１４で波形等化され、低次数ＦＩＲフィルタ２１５で周波数補正された波形をＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）処理回路で処理し、ＲＬＬ（Run Length Limited）信号を出力する。ビタビ復号器２１６は、所定のアルゴリズムに従って、入力されたデータ列における前後関係から、最も確からしい（最尤度）データ列を決定することができる。
【００３４】
ビタビ復号器２１６からの出力信号は、復調器２１７入力される。復調器２１７は、符号化されたＲＬＬ信号を元信号に復調する。復調器２１７によって復調されたシリアル・データは、シリアル・パラレル変換器２１８によってパラレル・データに変換され、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３に転送される。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、転送されてデータについてエラー訂正処理を実行し、エラー訂正したデータをバッファ２４１に格納する。
【００３５】
ＦＩＲフィルタ２１４は、例えば、は１６のタップを有している。これに対して、ＦＩＲフィルタ２１４に直列に接続された低次数ＦＩＲフィルタ２１５の好ましい一例は、Ａ＝[−ｋ，１，−ｋ]で表されるような３つのタップ係数を有するコサインフィルタである。本形態の低次数ＦＩＲフィルタ２１５の係数ｋは可変であり、適応型トランスバーサルフィルタを構成する。さらに、本形態の低次数ＦＩＲフィルタ２１５は、データを読み出している間に、これら係数を変更することができる。なお、低次数ＦＩＲフィルタ２１５のタップ数は、安定性の点から５以下であることが好ましい。
【００３６】
図３は、Ａ＝[−ｋ、１、−ｋ]で表される３つのタップ係数を有するコサインフィルタの構成を示している。Ｄは１クロック分データを遅らせる遅延演算子である。−ｋ、１、−ｋは、入力側からの各タップにおける重み関数としてのフィルタ係数である。二つの遅延素子が直列に接続されており、各遅延素子の出力及び初段の遅延素子の入力にタップがある。この各タップに対して、タップ係数[−ｋ、１、−ｋ]に対応する乗算部が存在し、各乗算部の出力が加算部（Σ）で加算される。
【００３７】
フィルタ係数[−ｋ、１、−ｋ]は、低次数ＦＩＲフィルタ２１５のインパルス応答に相当する。なお、ＦＩＲフィルタ２１４は、タップ数が多くタップ係数も異なるが、図３と同様の構成を有している。なお、ｎタップのトランス・バーサルＦＩＲフィルタの伝達関数Ｈ（ｚ）は、Σｈｎｚｎとなる。ｈｎが各タップ係数である。
【００３８】
低次数ＦＩＲフィルタ２１５は、入力された信号の周波数特性を調整して、ノイズを低減させる。低次数ＦＩＲフィルタ２１５が上記のコサインフィルタを構成する場合、低次数ＦＩＲフィルタ２１５は、低域の周波数成分を高くして高域の周波数成分を低くする、あるいは、高域の周波数成分を高くして低域の周波数成分を低くするように働き、周波数特性を調整することができる。
【００３９】
ＦＩＲフィルタ２１４は、適応型トランスバーサルフィルタであり、ＦＩＲフィルタ２１４のタップ係数は、ヘッド素子部１２、ゾーン及び温度などの条件によって異なる値が設定される。具体的には、図２に示すように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が、周囲温度とアクセス先に従って、予め登録されているタップ係数セット（COEFFICIENTS）を、ＲＷチャネル２１のレジスタにセットする。ＦＩＲフィルタ２１４は、このセットされたタップ係数セットに従って波形等化処理を行う。
【００４０】
典型的には、このタップ係数セットは、ＨＤＤ１が出荷される前に製造段階で最適化されている。従って、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３がセットした各タップ係数は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３がその値を更新するまで一定である。一方、低次数ＦＩＲフィルタ２１５の各タップ係数は、ユーザ・データの読み出し処理を行っている間において、適切な値になるように調整される。本形態において、ビタビ復号器２１５が低次数ＦＩＲフィルタ２１５の各タップ係数を調整する。なお、ＦＩＲフィルタ２１４のタップ係数がセットさるとき、低次数ＦＩＲフィルタ２１５のタップ係数も初期化されることが好ましい。例えば、コサインフィルタであれば、ｋに０をセットする。また、製造段階において最適化された係数をセットすることも可能である。
【００４１】
ビタビ復号器２１５は、低次数ＦＩＲフィルタ２１５からの各ビットに対して、最も確からしい値（理想値）を特定する。このため、ビタビ復号器２５は、低次数ＦＩＲフィルタ２１５から入力された信号と理想値とのずれ（エラー）をビット毎に検出し、このエラーが小さくなるように、フィードバックにより低次数ＦＩＲフィルタ２１５のタップ係数を設定する。ビタビ復号器２５からフィードバックにより、低次数ＦＩＲフィルタ２１５のタップ係数を最適化することにより、熱などの影響でノイズが増加した場合などにおいても、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３によるエラー訂正処理におけるエラーレートを低く抑えることができる。
【００４２】
次に、本形態のＨＤＤ１における、ＥＲＰについて説明する。ＨＤＤ１は、磁気ディスク１１からユーザ・データを読み出すリード処理におけるリードＥＲＰと、磁気ディスク１１にユーザ・データを書き込むライト処理におけるライトＥＲＰを実行する。本形態のＨＤＤ１は、リードＥＲＰに特徴を有している。リード処理におけるＥＲＰについて説明する。リード処理においてエラーが発生すると、ＨＤＤ１はＥＲＰを実行する。典型的なリード・エラーは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３がエラー訂正によって、正確なデータを得ることができない場合である。
【００４３】
図２のブロック図に示すように、ＥＲＰは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３がＲＡＭ２４に格納されているリードＥＲＰテーブル２４２に従って行う。リードＥＲＰテーブル２４２は、複数ステップ、例えば２５６ステップのＥＲＰステップが登録されており、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は各ＥＲＰステップを順次実行する。典型的なＥＲＰステップは、同一条件でのリード・リトライ、あるいは、ヘッド素子部１２のターゲット位置を所定量オフセットした上でのリトライである。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、上位のＥＲＰステップを順次実行し、ユーザ・データを正確に読み出すことができたステップにおいて、ＥＲＰが終了する。なお、典型的には、リードＥＲＰテーブル２４２は、磁気ディスク１１の管理領域に保存されている。
【００４４】
リードＥＲＰテーブル２４２は、ＴＡに対する複数のＥＲＰステップを有している。以下においては、ＴＡに対するＥＲＰステップについて説明する。図４は、リードＥＲＰテーブル２４２において、ＴＡに対するＥＲＰステップの例を示している。図４に示すように、リードＥＲＰテーブル２４２が、所定の順位、本例においてｋからｋ＋３番目の順位に、ＴＡに対するＥＲＰステップがアサインされている。
【００４５】
ＴＡに対する最初のＥＲＰステップであるｋステップにおいて、ＨＤＤ１は、ＴＡ位置の検出処理を実行する。ＴＡによるエラーは、典型的には、１データ・セクタの読み出しエラーとなる。従って、ＥＲＰステップにおいては、その１データ・セクタの読み出しをリトライする。１セクタ内におけるエラー位置が特定さている場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、消失訂正処理による高い訂正能力のエラー訂正を行うことができる。
【００４６】
具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＲＷチャネル２１にＴＡ検出処理を実行することを指示する。エラー・セクタの読み出しにおいて、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はＲＷチャネルに、そのセクタの読み出しを指示する制御信号をアサートする。ＲＷチャネル２１は、ＴＡ検出の回路（不図示）を有しており、ＴＡを検出すると、それをＨＤＣ／ＭＰＵ２３に通知する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、制御信号のアサート・タイミングとＴＡの検出タイミングとから、データ・セクタにおけるエラー位置を特定する。
【００４７】
続いて、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＡＥ１３におけるハイパス・フィルタのカット・オフ周波数を変更する。ＲＷチャネル２１に対して信号を出力するＡＥ１３は、ローカット・フィルタの一例であるハイパス・フィルタ（不図示）及びローパスフィルタ（不図示）を備えている。これらは、ＡＥ１３に入力された信号のうち、どの帯域の周波数を持つ信号を通過させるかを決定する。これらのフィルタによって、低周波成分と高周波成分とが遮断され、所定の帯域の周波数を持つ信号のみが通過する。
【００４８】
さらに、ＡＥ１３は、ハイパス・フィルタに対して、選択可能な二つのカット・オフ周波数を有している。一つは、低い周波数である第１のカット・オフ周波数であり、他の一つは、第１のカット・オフ周波数よりも高い第２のカット・オフ周波数である。ＡＥ１３は、必要に応じて遮蔽する周波数領域を変えることができる。
【００４９】
ユーザ・データの通常の読み出しにおいて、ハイパス・フィルタは、低い第１のカット・オフ周波数で信号を遮蔽するように設定される。これに対して、ＴＡに対するｋステップは、ハイパス・フィルタのカット・オフ周波数を、低い第１のカット・オフ周波数から高い第２のカット・オフ周波数に切り換えて、カット・オフ周波数を高くする。具体的には、図２に示すように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３が、ＡＥ１３のレジスタにハイパス・フィルタのカット・オフ周波数値（CUT OFF）をセットする。ＡＥ１３は、この設定されたカット・オフ周波数において、ハイパス・フィルタを機能させる。
【００５０】
カット・オフ周波数は、通常の読み出し処理においては、例えば数百Ｈｚ（第１のカット・オフ周波数）であり、ＴＡに対するＥＲＰステップにおいては、数ＭＨｚ（第２のカット・オフ周波数）まで上げられる。これによって、ＴＡによって増加する読み出し信号のＤＣ成分を抑えることができる。
【００５１】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、さらに、ビタビ復号器２１６から低次数ＦＩＲフィルタ２１５に対する、タップ係数調整のフィードバック・ゲインを変更する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、通常のデータ読み出しにおけるフィードバック・ゲインよりも高いフィードバック・ゲインを設定する。例えば、通常読み出しにおけるフィードバック・ゲインが１／１２８である場合に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は１／１６のフィードバック・ゲインを設定する。フィードバック・ゲインの設定は、図２に示すように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３がＲＷチャネル２１のレジスタ（不図示）に、リードＥＲＰテーブル２４２に従って、フィードバック・ゲイン値（GAIN）を設定することによって行う。
【００５２】
通常のデータ読み出しにおいては、システムが発散することを防止するため、ビタビ復号器２１６から低次数ＦＩＲフィルタ２１５へのフィードバック・ゲインは、小さい値に設定されている。一方、パフォーマンスの低下、さらには、タイム・アウトによるホスト５１からの切断を避けるため、ＥＲＰにおいては、できる限り早く処理を終了させることが要求される。
【００５３】
つまり、通常処理においては、システムの安定性から小さいフィードバック・ゲインが選択されるが、ＥＲＰにおいては、低次数ＦＩＲフィルタ２１５のタップ係数調整を早く収束させることが要求される。さらに、ＴＡにおけるＥＲＰステップは、限られた数のエラー・セクタ、典型的には一つのエラー・セクタを読みだすのみであるので、システムの発散を通常処理ほど考慮する必要がない。ＥＲＰにおいて通常の読み出し時よりも高いフィードバック・ゲインで低次数ＦＩＲフィルタ２１５のタップ係数を補正することで、より早期のエラー回復を図ることができる。
【００５４】
ＡＥ１３のハイパス・フィルタのカット・オフ周波数を上げることによって、ＦＩＲフィルタ２１４からの出力において、高周波成分が増加する。従って、低次数ＦＩＲフィルタ２１５は、ＦＩＲフィルタ２１４からの出力の低域を持ち上げ（増加させ）、高域を落とす（低下させる）ように、周波数特性を補正する。
【００５５】
ＥＲＰステップｋにおいて、エラー・セクタを正確に読み出すことができない場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、次のＥＲＰステップ（ｋ＋１）を実行する。ＥＲＰステップ（ｋ＋１）は、ＴＡ検出処理は行わない。また、そのフィードバック・ゲインが、ＥＲＰステップｋよりも小さく、１／３２に設定される。他のリトライ条件は、ＥＲＰステップｋと同様である。ターゲット位置が同じ場合、既に高フィードバック・ゲインによりタップ係数を補正しているため、フィードバック・ゲインを下げることでより発散を確実に避けるとともに、収束性を高めることが期待される。
【００５６】
ＥＲＰステップ（ｋ＋１）において、エラー・セクタを正確に読み出すことができない場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、次のＥＲＰステップ（ｋ＋２）を実行する。ＥＲＰステップ（ｋ＋２）において、ヘッド・ターゲット位置が、ＥＲＰステップｋと異なる。ＥＲＰステップ（ｋ＋２）においては、通常のターゲット位置にたいしてオフセットＦが存在する。ここで、ＥＲＰステップ（ｋ＋２）のフィードバック・ゲインは１／１６に設定されており、ＥＲＰステップ（ｋ＋１）よりも高い。
【００５７】
ＥＲＰステップ（ｋ＋１）に対して、ＥＲＰステップ（ｋ＋２）のターゲット位置が異なる。このような場合、読み出される信号が大きく変化することが予想されるため、フィードバック・ゲインを高めることによって、より早い収束性を期待することができる。ＥＲＰステップ（ｋ＋２）において、エラー・セクタを正確に読み出すことができない場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、次のＥＲＰステップ（ｋ＋３）を実行する。ＥＲＰステップ（ｋ＋３）とＥＲＰステップ（ｋ＋２）との間の関係は、ＥＲＰステップ（ｋ＋１）とＥＲＰステップｋとの間の関係と同様である。
【００５８】
上記いずれかのＥＲＰステップにおいてユーザ・データが正確に読み出されると、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はＥＲＰを終了する。このとき、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＡＥ１３におけるハイパス・フィルタのカット・オフ周波数を元の低い値（第１のカット・オフ周波数）に戻すと共に、フィードバック・ゲインを通常の値（上の例において１／１２８）に戻す。ＥＲＰステップ（ｋ＋３）において、エラー・セクタを正確に読み出すことができない場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、次のＥＲＰステップを実行する。
【００５９】
上述のＨＤＤ１においては、ＴＡに対するＥＲＰステップにおいて、ハイパス・フィルタのカット・オフ周波数を高くすると共に、少ない数のタップを有するコサインフィルタを使用して、そのループゲインを高くしているので、コサインフィルタを使用しない場合と比較して、ノイズを収束させるまでの時間を短縮させることができ、安定して高速にエラーを回復させることができる。なお、ＥＲＰの終了時においては、低次数ＦＩＲフィルタ２１５の各係数を初期化することが好ましい。
【００６０】
上述の例においては、通常のデータ・リードにおいて低次数ＦＩＲフィルタ２１５が動作している。しかし、ＨＤＤ１は、通常のデータ・リードにおいて低次数ＦＩＲフィルタ２１５を使用することなく、ＥＲＰにおいてそれを使用することができる。図５に示すように、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、低次数ＦＩＲフィルタ２１５のＯＮ／ＯＦＦを制御する。通常のデータ・リードにおいて、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は低次数ＦＩＲフィルタ２１５をＯＦＦにセットする。具体的には、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３はＲＷチャネル２１のレジスタ（不図示）に、低次数ＦＩＲフィルタ２１５のてタップ係数の一つを１に設定し、他を０に設定することで、それをオフの状態（接続されていない状態）に設定する。
【００６１】
ＥＲＰにおいて、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は特定のＥＲＰステップにおいて、低次数ＦＩＲフィルタ２１５をＯＮとする。例えば、図４を参照して説明した例において、ＥＲＰステップｋにおいて、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は低次数ＦＩＲフィルタ２１５を動作させる。このとき、他の条件は図４において示して通りでよい。同様に、ＥＲＰステップ（ｋ＋１）−ＥＲＰステップ（ｋ＋３）において、低次数ＦＩＲフィルタ２１５が動作する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、予め設定された初期値をＲＷチャネル２１のレジスタ（不図示）に設定することで、低次数ＦＩＲフィルタ２１５をオンの状態（接続されている状態）に設定する
【００６２】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。本実施の形態においては、低次数ＦＩＲフィルタとして、３つのタップを有するコサインフィルタを使用したが、本発明においては必ずしもコサインフィルタに限定されず、タップ数の少ない他のトランスバーサルフィルタを使用することができる。本発明の適用は、デジタル・フィルタに限定されない。
【００６３】
本発明は、ＴＡに対するフィルタ係数の調整に特に有用であるが、他の目的のフィルタ係数の調整に使用することができる。垂直磁気記録のＨＤＤに特に好適であるが、面内記録のＨＤＤに適用してもよい。低次数ＦＩＲフィルタの接続位置は、ＦＩＲフィルタの後段に限定されるものではない。好ましくは、ＲＷチャネルは二つのＦＩＲを有するが、一つのＦＩＲフィルタの一部のフィルタ係数を調整することで、低次数ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を調整するのと類似する効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本実施の形態に係るＨＤＤの全体構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本形態に係るＨＤＤのチャネルにおいて、読み出し処理に関連する論理構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態に係る低次数ＦＩＲフィルタの一例を示す図である。
【図４】本実施の形態に係るリードＥＲＰテーブルの一例を示す図である。
【図５】本実施の形態に係る読み出し処理に関連する他の論理構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  ハードディスク・ドライブ、１０  エンクロージャ、１１  磁気ディスク
１２  ヘッド素子部、１３  アーム電子回路、１４  スピンドル・モータ
１５  ボイス・コイル・モータ、１６  アクチュエータ、２０  回路基板
２１  リード・ライト・チャネル、２２  モータ・ドライバ・ユニット
２３  ハードディスク・コントローラ／ＭＰＵ、２４  ＲＡＭ
２１１  可変ゲイン・アンプ、２１２  波形等化回路
２１３  アナログ・デジタル・コンバータ、２１４  ＦＩＲフィルタ
２１５  低次数ＦＩＲフィルタ、２１６  ビタビ復号器、２１７  復調器
２１８  シリアル・パラレル変換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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