缩小写磁极斜交角变化范围的方法及使用该方法的写磁极

摘要

本发明公开了一种缩小写磁极斜交角变化范围的方法，包括步骤：判断写磁极是否需要写内区，如果需要，则写磁极采用瓦记录方式，利用内区写角首先写所需记录的起始磁道，然后写磁极始终由内区朝外区方向移动，并在移动过程中依次逐步写入各条磁道，直至所需写入内区的信息全部写完为止，如果不需要，则判断写磁极是否需要写外区，如果需要，则写磁极采用瓦记录方式，利用外区写角首先写所需记录的起始磁道，写磁极始终由外区朝内区方向移动，并在移动过程中依次逐步写入各条磁道，直至所需写入外区的信息全部写完为止，如果不需要，则写磁极采用常规记录方式写中间记录区。本发明降低了磁盘写磁极的斜交角变化范围，从而降低了系统的写入误码率。

说明书

技术领域

本发明属于计算机存储设备技术领域，更具体地，涉及一种缩小写磁 极斜交角变化范围的方法及使用该方法的写磁极。

背景技术

硬盘存储技术从20世纪90年代以来，逐步成为计算机主流存储技术。 硬盘的结构及工作机理目前仍然采用的是温彻斯特（Winchester）模式。 该模式的精髓是在密封腔内高速旋转的磁盘片的每个存储面上，有一个沿 盘片径向移动的磁头。传统硬盘结构可参考文献《电子计算机磁盘存储器》 （张江陵编，国防工业出版社出版，7），主要包括以下几个部分，如图1 所示：磁盘盘片，盘片驱动电机和主轴部件，读写磁头组件，磁头驱动装 置以及读写控制电路。磁盘盘片11是用于记录数据信息的磁存储介质，并 可由主轴电机12驱动高速旋转。读写磁头组件由读写磁头、滑块13、磁头 臂14及传动轴15等四部分组成，读写磁头均封装在滑块上。在具体工作 时，磁头驱动装置（音圈电机）16通过传动轴和磁头臂驱动滑块以固定半 径扫描盘片，定位到既定磁道上方。同时盘片高速旋转，读写磁头在磁盘 表面上飞行过程中，定位到既定扇区，完成在盘片上的数据读写。图2是 写磁头结构俯视图，写磁头包括写磁极23与回路磁极22。二者均封装在滑 块21上，并通过滑块与磁头臂20相连。写磁极23专门负责写入比特信息。

随着硬盘记录密度的提高，每个记录位元所占面积逐渐减小。为了保 持所记录信息的热稳定性，即保证其所存信息不随工作温度升高而丢失， 记录介质的磁各向异性必须增大，同时也要求写磁头的磁场必须相应提高。 在传统磁记录系统中，磁道宽度与写磁极宽度基本相同。所以当记录密度 增大，磁道宽度减小后，写磁极宽度也必须相应减小，而写磁极宽度减小 往往会带来写磁场的降低。在瓦记录系统中，写磁极宽度不再受限于磁道 宽度，而是采用一种更加宽大的写磁极——通常覆盖多个磁道宽度——进 行记录，所以能够得到一个足够大的写磁场。如图3所示，瓦记录采用一 种覆盖前一磁道的方式进行记录，以提高记录密度。图3中的写磁极30从 上往下依次写磁道31、32、33和34，每一条磁道都会与其前一磁道重叠一 部分（比如磁道33覆盖了磁道32的一部分，磁道34又覆盖了磁道33的 一部分）。覆盖的程度越大，则记录密度越高。而写磁极30的写角（Writing  Corner）301是对系统记录性质影响最大的部分。

与传统记录磁极不同，如图4所示，在瓦记录系统中，由于写磁极40 每次写入当前位元422时都会覆盖其后几个磁道上的位元，所以写磁极40 只需要保证其写入时，不会擦除前一位位元421以及前一磁道41即可。而 在当前位元422之后那些被覆盖的位元信息，会在写磁极40接下来的移动 中逐位重新写入。另一方面，位元422延长线的法线与当前磁道42的交角 被称为“斜交角”。在写磁头随着磁头臂沿径向移动的过程中，斜交角θ也 会随之增大或减小。而无论斜交角增大或减小，写磁极都有可能对前一位 元（例如位元421）或者前一磁道（例如磁道41）产生擦除影响。比如， 当斜交角θ增大时，写磁极40的a边会对前一位元421产生更大的影响， 而当斜交角θ减小时，写磁极40的b边会对前一磁道41产生更大的影响。 图5是系统写入误码率与斜交角变化范围的关系，从图中可以看出，斜交 角变化范围增大后，系统写入误码率明显增大。因此，减小写磁极的斜交 角θ的变化范围，降低写磁极40对前一比特421和前一磁道41的擦除影 响，对于瓦记录系统非常重要。

到目前为止，瓦记录系统的写磁极只有一个写角，所以，当写磁极由 最内磁道沿径向移动到最外磁道时，该单一写角也必须随之移动跨越所有 磁道，斜交角θ的变化范围较大（通常为18°~30°），从而导致系统的写入 误码率较高。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种缩小写磁极斜交角 变化范围的方法，旨在解决现有瓦记录系统中写磁极斜交角变化范围较大 的问题，并能够缩小斜交角变化范围，从而降低系统的写入误码率。

为实现上述目的，本发明提供了一种缩小写磁极斜交角变化范围的方 法，包括以下步骤：

（1）判断写磁极是否需要写内记录区，如果需要，则进入步骤（2）， 如果不需要，则进入步骤（4）；

（2）写磁极采用瓦记录方式，利用内区写角首先写所需记录的起始磁 道，然后进入步骤（3）；

（3）写磁极始终由内区朝外区方向移动，并在移动过程中依次逐步写 入各条磁道，每次写的当前磁道都会覆盖上一磁道一部分，直至所需写入 内记录区的信息全部写完为止；

（4）判断写磁极是否需要写外区，如果需要，则进入步骤（5），如果 不需要，则进入步骤（7）；

（5）写磁极采用瓦记录方式，利用外区写角首先写所需记录的起始磁 道，然后进入步骤（6）；

（6）写磁极始终由外区朝内区方向移动，并在移动过程中依次逐步写 入各条磁道，每次写的当前磁道都会覆盖上一磁道一部分，直至所需写入 外记录区的信息全部写完为止；

（7）写磁极采用常规记录方式写中间记录区。

内区的范围是盘片最内磁道和中区内边界磁道之间的区域，外区的范 围是中区外边界磁道与盘片最外磁道之间的区域，中区的范围是中区内边 界磁道和中区外边界磁道之间的区域。

中区内边界磁道与中区外边界磁道是除了最内磁道和最外磁道之外的 任意磁道，且中区内边界磁道比中区外边界磁道更靠近最内磁道。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本方法具有以 下的有益效果：本发明降低了磁盘写磁极的斜交角变化范围，从而降低了 系统的写入误码率：因为采用了步骤（3）和步骤（6），写磁极利用两个不 同的写角，分别写磁盘盘片的不同区域，写磁极在不同区域中的斜交角变 化范围，均比利用单一写角写整个盘片的斜交角变化范围低。因此，本发 明降低了磁盘写磁极的斜交角变化范围，从而降低了系统的写入误码率。

本发明的另一目的在于提供一种使用上述缩小写磁极斜交角变化范围 的方法的写磁极，旨在解决现有瓦记录系统中写磁极斜交角变化范围较大 的问题，并能够缩小斜交角变化范围，从而降低系统的写入误码率。

为实现上述目的，本发明提供了一种使用上述缩小写磁极斜交角变化 范围的方法的写磁极。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本写磁极具有 以下的有益效果：本发明降低了磁盘写磁极的斜交角变化范围，从而降低 了系统的写入误码率：因为采用了步骤（3）和步骤（6），写磁极利用两个 不同的写角，分别写磁盘盘片的不同区域，写磁极在不同区域中的斜交角 变化范围，均比利用单一写角写整个盘片的斜交角变化范围低。因此，本 发明降低了磁盘写磁极的斜交角变化范围，从而降低了系统的写入误码率。

为实现上述目的，本发明还提供了一种使用上述缩小写磁极斜交角变 化范围的方法的写磁极，包括内区写角和外区写角，内区写角的大小α1可 调节，且调节范围为50°~120°，外区写角的大小α2可调节，且调节范围为 50°~120°。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本写磁极具有 以下的有益效果：因为采用了两个大小可调的写角，分别记录盘片的不同 区域，从而降低了写磁极斜交角的变化范围，并降低了磁盘的写入误码率。

为实现上述目的，本发明还提供了一种使用上述缩小写磁极斜交角变 化范围的方法的写磁极，包括内区写角和外区写角，内区写角的大小α1可 调节，调节范围为50°~120°，外区写角的大小α2可调节，调节范围为 50°~120°，内区写角的起始斜交角大小可调，其调节范围为-30°~30°，外区 写角的起始斜交角大小可调，其调节范围为-30°~30°。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本写磁极具有 以下的有益效果：因为采用了两个大小可调的写角，每个写角负责记录盘 片的不同区域，并且两个写角的起始斜交角大小可调节，所以降低了写磁 极斜交角的变化范围，并降低了磁盘的写入误码率。

附图说明

图1是磁盘的内部部分结构俯视图。

图2是现有写磁头结构的ABS视图。

图3是写磁极采用瓦记录方式写入位元信息的示意图。

图4是写磁极的斜交角示意图。

图5是系统写入误码率与斜交角变化范围的关系曲线。

图6是本发明磁盘盘片的记录区划分示意图。

图7是本发明利用双写角写入技术缩小写磁极斜交角变化范围的方法 流程图。

图8是本发明利用双写角写入技术缩小写磁极斜交角变化范围的方法 示意图。

图9是使用本发明方法的一种写磁极结构的ABS视图。

图10是使用本发明方法的另一种写磁极结构的ABS视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图 及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下首先就本发明的术语进行解释和说明：

内记录区（以下简称内区）：如图6所示，以磁盘不同的磁道为边界， 将磁盘盘片60分为了三个记录区：内记录区66、中间记录区67（以下简 称中区）和外记录区68（以下简称外区），内记录区66的范围是盘片最内 磁道61和中区内边界磁道62之间的区域，该区域包括最内磁道61，但不 包括中区内边界磁道62。

中间记录区：图6中，中间记录区67的范围是中区内边界磁道62和 中区外边界磁道63之间的区域，该区域既包括中区内边界磁道62，又包括 中区外边界磁道63。

外记录区：图6中，外记录区68的范围是中区外边界磁道63与盘片 最外磁道64之间的区域，该区域包括最外磁道64，但不包括中区外边界磁 道63。

内区写角：仅用于记录内区中磁道的写角。

外区写角：仅用于记录外区中磁道的写角。

中区内边界磁道：在图6中，中区内边界磁道62是除了盘片最内磁道 61和最外磁道64之外的任意磁道。中区内边界磁道62与中区外边界磁道 63可以为同一条磁道，也可以为两条不同的磁道，且如果为两条不同的磁 道，中区内边界磁道62比中区外边界磁道63更靠近最内磁道。

中区外边界磁道：在图6中，中区外边界磁道63是除了盘片最内磁道 61和最外磁道64之外的任意磁道。中区外边界磁道63与中区内边界磁道 62可以为同一条磁道，也可以为两条不同的磁道，且如果为两条不同的磁 道，中区内边界磁道62比中区外边界磁道63更靠近最内磁道。

下面结合附图和实例对本发明作进一步具体的说明。

本发明利用写磁极不同写角，采用瓦记录和常规记录方式分别写磁盘 不同的记录区域以降低写磁极斜交角变化范围。

如图6所示，以磁盘不同的磁道为边界，将磁盘盘片60分为了三个记 录区：内记录区66（以下简称内区），中间记录区67（以下简称中区）和 外记录区68（以下简称外区）。内区66的范围是盘片最内磁道61和中区内 边界磁道62之间的区域，中区67的范围是中区内边界磁道62和中区外边 界磁道63之间的区域，外区68的范围是中区外边界磁道63与盘片最外磁 道64之间的区域。中区内边界磁道62与中区外边界磁道63是除了最内磁 道61和最外磁道64之外的任意磁道，且中区内边界磁道62比中区外边界 磁道63更靠近最内磁道。

如图7和图8所示，本发明缩小写磁极斜交角变化范围的方法包括以 下步骤：

（1）首先判断写磁极80是否需要写内记录区81，如果需要，则进入 步骤（2）；如果不需要，则进入步骤（4）；

（2）写磁极80采用瓦记录方式，利用内区写角801首先写所需记录 的起始磁道，例如图8中磁道811，然后进入步骤（3）；

（3）写磁极80写完该磁道（例如磁道811）后，朝盘片外区方向移动 一定距离，利用内区写角801写下一磁道（例如磁道812），该磁道会覆盖 上一磁道811一部分。写完磁道812之后，写磁极80再次朝外区方向移动 一定距离，并利用内区写角801写磁道813。以此类推，写磁极利用内区写 角801，始终由内区朝外区方向移动，并在移动过程中依次逐步写入各条磁 道，每次写的当前磁道都会覆盖上一磁道一部分，直至所需写入内记录区 81的信息全部写完为止；

（4）判断写磁极80是否需要写外记录区82，如果需要，则进入步骤 （5）；如果不需要，则进入步骤（7）；

（5）写磁极80采用瓦记录方式，利用外区写角802首先写所需记录 的起始磁道，例如图8中磁道821，然后进入步骤（6）；

（6）写磁极80写完该磁道（例如磁道821）后，朝盘片内区方向移动 一定距离，利用外区写角802写下一磁道（例如磁道822），该磁道会覆盖 上一磁道821一部分。写完磁道822之后，写磁极80再次朝内区方向移动 一定距离，并利用外区写角802写磁道823。以此类推，写磁极利用外区写 角802，始终由外区朝内区方向移动，并在移动过程中依次逐步写入各条磁 道，每次写的当前磁道都会覆盖上一磁道一部分，直至所需写入外记录区 82的信息全部写完为止；

（7）写磁极80采用常规记录方式写中间记录区83；具体而言，写磁 极80移动到中区内所需记录的相应磁道上方（例如图8中磁道831），采用 常规记录方式，利用写磁极的写边（图8中写磁极的a边）记录该磁道。 写完该磁道后，移动到中区下一个需要记录的磁道上方（例如磁道832）， 利用写边进行写入，直至所需写入中间记录区83的信息全部写完。与内记 录区和外记录区不同，中间记录区的磁道不相互覆盖。

本发明降低了磁盘写磁极的斜交角变化范围，从而降低了系统的写入 误码率：因为采用了步骤（3）和步骤（6），写磁极利用两个不同的写角， 分别写磁盘盘片的不同区域，写磁极在不同区域中的斜交角变化范围，均 比利用单一写角写整个盘片的斜交角变化范围低。因此，本发明降低了磁 盘写磁极的斜交角变化范围，从而降低了系统的写入误码率。

图9是使用图7所示方法的一种写磁极的空气轴承面（Air Bearing  Surface，以下简称ABS）视图，该写磁极90包括内区写角901和外区写角 902，内区写角901的大小α1可调节，调节范围为50°~120°；外区写角902 的大小α2也可调节，调节范围为50°~120°，α1的大小与α2无关。

本实施方式的写磁极90具有以下的优点：因为采用了两个大小可调的 写角，分别记录盘片的不同区域，从而降低了写磁极斜交角的变化范围， 并降低了磁盘的写入误码率。

图10是使用图7所示方法的另一种写磁极的ABS视图，该写磁极100 包括内区写角1001和外区写角1002。内区写角1001的大小α1可调节，调 节范围为50°~120°，外区写角1002的大小α2也可调节，调节范围为 50°~120°。内区写角1001的起始斜交角大小（即内区写角1001在写盘片的 最内磁道时的斜交角大小）可调，其调节范围为-30°~30°，在本实施方式中， 可以通过a边调节；外区写角1002的起始斜交角大小（即外区写角1002 在写盘片的最外磁道时的斜交角大小）可调，其调节范围为-30°~30°，在本 实施方式中，可以通过b边调节。

本实施方式的写磁极100具有以下的优点：因为采用了两个大小可调 的写角，每个写角负责记录盘片的不同区域，并且两个写角的起始斜交角 大小可调节，所以降低了写磁极斜交角的变化范围，并降低了磁盘的写入 误码率。

图9与图10所示的写磁极结构中，与写角无关的部分，形状可为任意 可能的设计。具体而言，图9与图10所示的写磁极结构的下半部分（即隔 断符以下部分）形状可为任意可能的设计。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等 同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。