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用于媒体库的读取/写入控制的盒式外部前置放大器

文献发布时间:2023-06-19 11:21:00


用于媒体库的读取/写入控制的盒式外部前置放大器

发明内容

一种存储系统包括媒体播放器,所述媒体播放器跨互连件耦合到存储盒。所述媒体播放器包括前置放大器,所述前置放大器跨互连件输入和输出电信号。所述存储盒缺少独立的读取/写入前置放大器,但是经由互连件被控制以执行数据存储操作。

本发明内容的提供旨在以简化形式引入在下文具体实施方式中进一步描述的一些构思。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。通过以下各种实施方式的更具体的书面具体实施方式,所要求保护的主题的其他特征、细节、效用和优点将显而易见,如附图中所进一步展示和所附权利要求中所定义的那样。

附图说明

图1展示了示例性的基于磁盘的存储系统,其中前置放大器已从传统位置(例如,在存储盒内部或在硬盘驱动器的头盘组件内)移位到媒体播放器内的存储盒外部的位置。

图2展示了另一个示例性存储系统,该存储系统具有不包括内部读取/写入前置放大器的基于磁盘的存储盒。

图3展示了又一个示例性存储系统,该存储系统具有不包括内部读取/写入前置放大器的基于磁盘的存储盒。

图4展示了又一个示例性存储系统,该存储系统具有不包括内部读取/写入前置放大器的基于磁盘的盒。

图5展示了又一个示例性存储系统的方面,该存储系统具有不包括内部读取/写入前置放大器的基于磁盘的盒。

图6展示了另一个示例性的基于盒的存储系统,该基于盒的存储系统具有不包括内部读取/写入前置放大器的存储盒。

图7A展示了可以用于实施本文公开的技术的示例性存储盒的顶视图。

图7B展示了图7A的示例性存储盒的底视图。

具体实施方式

基于云的存储解决方案的使用不断增长推动了对能够保持大量数据的低成本数据存储系统的需求。然而,随着存储数据量的持续呈指数增长,确保以服务提供商和最终使用者可接受的速度存取数据的难度也随之增加。有鉴于此,存储中心(例如,基于云的存储提供商)推动了对具有高存储密度、高吞吐量和低成本的存储设备的需求。在大多数设计中,这些吞吐量和成本是互斥的,并且在不增加存储设备制造成本的情况下,无法实现吞吐量提高(例如,在一定时间内读取或写入的数据量)。

在一些档案存储系统中,数据存储于包括一个或多个物理存储介质(例如,磁盘或SSD)的壳体(在本文中称为“存储盒”)中。这些盒缺少更传统的独立存储设备(例如,外部硬盘驱动器)中包括的至少一些读取/写入控制电路和机构。在这些系统中的一些中,盒被设计为与包括电源电路和读取/写入控制电路的媒体播放器物理地配对。例如,盒能够物理地耦合到媒体播放器以及从媒体播放器解耦合,以使得媒体播放器中的一套控制电子器件可以用于读取多个(例如,数百个或数千个)不同的盒。

在这些基于盒的存档系统中,盒与媒体播放器之间的控制电子器件的精确划分因实施方式而异。然而,在一个实施方式中,媒体播放器包括电路和开关/多路复用器,所述电路接收和生成读取和写入信号以及可由前置放大器解释以控制辅助信号的指令,所述开关/多路复用器是将读取和写入信号连接到所期望的记录头所需的。这些生成的读取信号、写入信号和指令经由电接口通过连接端口发送到选择存储盒,再到选择存储盒内部的前置放大器。前置放大器可以例如包括各种放大器、驱动器电路以及/或者开关和/或多路复用器,所述开关和/或多路复用器用于将读取/写入分量信号沿着相应的迹线耦合到一个或多个读取/写入头上的各个子分量。例如,前置放大器可以接收命令,以选择特定的记录头,或者作为对命令的响应,将电路启用到所期望的头。另外,还可以命令前置放大器控制数据存储所需的辅助电路。例如,前置放大器可以生成流向选定的记录头的一个或多个加热器元件的电流,以使目标头区域热膨胀,从而提供对头到盘间隔的精确控制;控制微致动器,以提供头的精细径向运动控制的一个或多个信号,以及针对读取器元件的偏置电流。

在上述系统中,存储盒内部的前置放大器显著增加了每个存储盒的制造成本。在一些情况下,前置放大器的成本可以相当于存储盒的总制造成本的10%或更多。因此,将前置放大器从存储盒中取出并将其放置于媒体播放器中的能力可以对大型库式盒式存储系统产生巨大的成本降低影响(例如,通过将潜在的数千个盒式内部前置放大器替换为可以由所有存储盒共有的媒体播放器中的单个前置放大器)。

虽然这可以明显节省成本,但是很多业内专家此前认为,由于许多原因,前置放大器保留在存储盒内在功能上必不可少的,所述前置放大器靠近支撑读取和写入元件的头万向架组件(HGA)。读取和写入信号在前置放大器中以很高的频率(例如,GHz范围)生成。将前置放大器移出存储盒对于读取/写入信号在HGA和前置放大器之间横穿的行进距离的增加具有显著效果(例如,增加3倍或更多)。使用传统技术,由于高频信号衰减和与路径长度相关联的耦合噪声的增加,高频读取/写入信号沿着这条较长的路径而衰减。

除在噪声降低方面带来新的障碍之外,将前置放大器从存储盒中移位也减少了发送到HGA的每个电流脉冲的上升时间。通常认为,准确写入(例如,使比特准确地靶向磁极性转换)至少部分取决于使用具有足够高(快)的上升时间的脉冲来生成写入电流的能力。因此,将前置放大器移动到存储盒外部需要提出另外的解决方案,所述解决方案保持较高的上升时间,或者补偿上升时间的损失。更进一步,将前置放大器保持在存储盒内部的另一原因是保护HGA免受可能损坏特别脆弱的读取/写入元件的静电放电(ESD)事件(冲击)的影响。

本文公开的技术提供了一种基于盒的存储解决方案,所述解决方案解决了所有上述问题,从而有利于前置放大器从存储盒内部的位置移位到存储盒外部的位置。这在读取和写入吞吐量方面没有对应的减少的情况下,显著地降低了系统制造成本。

图1展示了示例性的基于磁盘的存储系统100,其中前置放大器已从传统位置(例如,在存储盒102内部)移位到媒体播放器104内的存储盒102外部的位置。媒体播放器104与存储盒102耦合以从存储介质108读取数据并且将数据写入存储介质中。

例如但不限于,示例性存储盒102是类似于常规硬盘驱动器(HDD),但是没有可以另外使盒能够以独立方式操作的必要的某些机械和电气特征的便携式存储盒。本文讨论的各种存储盒可以例如大致上设想为HDD减去控制电子器件的形式,以及在一些情况下可以从盒中卸下和由致动媒体播放器(诸如VCM磁体和主轴电机部件)供应的其他元件。这些元件从库中的单个盒中的移除允许提供大型、高容量存储系统,该存储系统具有成本显著较低的磁盘存储的有益效果。

虽然适用于存取存储盒102的媒体播放器在不同的实施方式中可以包括不同的部件,但是媒体播放器104被显示为包括读取/写入控制器110、电源电路114、易失性存储器132(例如,DRAM)、非易失性存储器106(例如,闪存)和前置放大器112。在一个实施方式中,读取/写入控制器110包括可编程处理核心,所述可编程处理核心利用非易失性存储器106和易失性存储器132中存储的固件来提供针对存储盒102的顶层控制。在各个实施方式中,读取/写入控制器110可以包括软件或软件和硬件的组合,诸如由一个或多个单独的或共享的设备控制器(例如,微处理器)、外围接口控制器(“PIC”)、专用集成电路(“ASIC”)、片上系统(“SoC”)等执行的控制指令。

在一个实施方式中,读取/写入控制器110包括SOC,所述SOC通过主机连接接口116利用外部控制器与主机(诸如计算机、服务器、机架控制器、存储阵列交换机等)通信。主机(未示出)与媒体播放器104之间的通信是数字的或主要是数字的,并且通过经由有线或无线传输协议实现的各种计算节点之间的信号传输来完成,所述有线或无线传输协议包括但不限于一个或多个串行高级技术附件(“SATA”)、串行连接小型计算机系统接口(“SAS”)、通用串行总线(“USB”)、外围组件互连高速(“PCle”)、非易失性存储器高速(“NVMe”)、以太网、动态、对象存储协议、无线协议等。另选地,设备可以完全在自身内部含有针对完整文件系统或对象存储存取的内部支撑件,并且可以经由主机连接接口116使文件或对象(而不是块)与主机通信。在一个实施方式中,媒体播放器102具有有利于与主机(诸如机架级控制器(未示出))通信的硬线连接(例如,电缆)。在另一个实施方式中,媒体播放器104包括收发器和天线,所述收发器和天线被构造为通过局域网(LAN)或广域网(WAN)无线接收主机命令并且响应于主机命令。

在各种不同的系统中,媒体播放器104与存储盒102之间的耦合可以是永久的或暂时的(例如,被设计为在正常使用操作期间的选择性地耦合和解耦合)。在一个实施方式中,媒体播放器104适用于选择性地与存储盒102耦合和从存储盒解耦合。例如,媒体播放器104可以被设计为相对于库中的多个存储盒移动(例如,通过沿着轨道或其他方式的机器人致动),以便选择性地定位它本身从而通过连接接口118与一个或多个选择存储盒配对。在另一个实施方式中,媒体播放器104被设计为在存储盒(例如,存储盒102)被移动到选择性地耦合到媒体播放器104和从媒体播放器解耦合的位置的同时,在存储系统100内保持静止。例如,存储系统100可以包括机器人臂或其他机构,所述机器人臂或其他机构附接至单个存储盒并且从机架上的收起存储位置朝向媒体播放器104选择性地移动,以便有利于媒体播放器104与存储盒之间的物理和电耦合。媒体播放器可以例如包括狭槽或其他存取站,所述狭槽或其他存取站被设计为在介质108正在被存取时的时间期内接收并且临时地支撑存储盒。

在又一个实施方式中,媒体播放器104和存储盒102被设计为在存储系统内彼此相对保持在固定位置。例如,连接接口118可以有利于同时电耦合到多个不同的存储盒,所述多个不同的存储盒共享媒体播放器104上的控制电子器件并且可以各自被媒体播放器104选择性地和单独地供电和存取。

在一个实施方式中,媒体播放器104被设计为一次选择性地与存储盒中的单个存储盒耦合并且提供对存储盒中的单个存储盒的数据存取。在其他实施方式中,媒体播放器104适用于一次同时耦合到多个存储盒(例如,两个或三个邻近的盒)并且为那些存储盒中的两个或多个提供并行数据存取操作。

存储盒102包括外壳,所述外壳包封至少一个可旋转的记录介质(磁盘)(诸如磁硬盘或热辅助磁记录盘(HAMR))以及至少一个数据读取/写入转换器(头)(在本文中也称为头万向架组件(HGA))。在图1中,存储盒102被显示为包括单个磁盘;然而,应当理解,存储盒102可以包括多个磁盘和多个致动器臂和/或致动器组件。在一些实施方式中,媒体播放器104被设计为存取来自非基于磁盘的其他类型的存储设备(诸如SSD介质设备、磁带等)的数据。

在一些实施方式中,存储盒102包括密封的外部外壳,并且每个头被构造为通过由磁盘的高速旋转建立的气液支承部被空气动力学地支撑在对应的磁盘的磁记录表面附近。使用致动器组件120使一个或多个头跨一个或多个记录表面径向地推进,以旋转致动器臂122,所述致动器臂继而支撑包括一个或多个读取元件和一个或多个写入元件的头万向架组件(HGA)124。

HGA和磁盘表面的每个组合都被称为头盘接口(HDI),因此本公开的盒可以被表征为各自具有至少一个HDI的HDI盒。每个盒的外壳保护一个或多个HDI免受可能干扰盒的操作的污染物的影响。在环境控制足够适当防止污染物的一些实施方式中,盒可以包括外壳,以使得一个盒的内部磁盘暴露于与系统中的其他盒的内部磁盘相同的环境中。

在读取和写入操作期间,介质108由来自电源电路114的主轴电机信号选择性地控制,以围绕主轴轴130旋转,而致动器组件120由音圈电机(VCM)信号选择性地控制,以使致动器臂122围绕枢轴轴126物理地致动,从而跨介质108径向地移动HGA 124。在存储盒102内,在前置放大器112与HGA 124之间传输的信号沿着柔性电气部件(在本文中称为挠性件128)行进。挠性件128包括多个电气迹线,控制信号、读取数据和写入数据可以沿着所述电气迹线流动。

在媒体播放器104和存储盒102被设计为选择性地彼此耦合和解耦合的一个实施方式中,读取/写入控制器110指示电源电路114响应于媒体播放器104与存储盒102之间的耦合的检测而为存储盒102提供电源。作为响应,电源电路114分流来自电源(未示出)的电力以提供VCM和主轴电机电源信号二者,如图所示。

除命令电源电路114之外,读取/写入控制器110还可以存取存储于非易失性存储器106中的固件,以检索用于存储盒102的操作协议。在一些实施方式中,可以从系统主机或其他外部处理设备经由传输来接收这些操作协议。

为了从目标存储盒读取数据,读取/写入控制器110生成指令(诸如头选择消息)并且将该指令传输到前置放大器112。前置放大器112继而经由内部开关和/或多路复用器选择附接到选择HGA(例如,HGA 124)的读取器元件的信号,以选择和配置用于将读取数据传输回读取/写入控制器110的读取通道。

响应于来自读取/写入控制器110的对应的指令(例如,低速数字信号)的接收,前置放大器112生成小偏置电流,并且所述偏置电流沿着一对读取器线向下传输挠性件128的长度到达HGA 124。HGA 124上的磁阻(MR)传感器以高频(例如,GHz范围)调制该偏置电流,并且调制电压在相同的读取器线上沿着挠性件128的长度行进回到前置放大器112。前置放大器112放大弱调制信号,并且通过连接接口118将信号传输回读取/写入控制器110。

在写入操作期间,读取/写入控制器110发送高速数字前置放大器控制信号,所述信号指示前置放大器112控制流过HGA 124的写入元件的模拟电流的极性。作为响应,前置放大器112生成和引导高频模拟写入信号通过跨阻抗放大器。将该放大模拟写入信号沿着挠性件128上的致动器臂122的长度向下路由到HGA 124上的写入元件,所述信号在该处影响通过写入元件中的写入器线圈的电流方向的切换。

除生成高频模拟读取和写入信号并且将这些信号路由到选择HGA(例如,HGA 124)之外,前置放大器112还可以生成和/或感测各种较低带宽信号,诸如用于控制选择头上的一个或多个加热器、一个或多个微致动器等的信号。

由于结合以下附图讨论的对存储盒102的一个或多个修改,因此前置放大器112可以定位于媒体播放器104内。在一个实施方式中,挠性件128包括与HGA 124上的对应的读取和写入元件阻抗匹配的多个迹线。这通过防止信号从HGA 124反射来保存信号质量。在相同的或另一个实施方式中,存储盒102包括静电放电(ESD)保护机构(例如,开关或电分流器),所述静电放电保护机构保护HGA 124免受传统上被盒内前置放大器吸收的静电冲击的影响。在又一个实施方式中,以这样的方式来将读取/写入控制器110调谐为调整输出的写入信号:前置放大器112与HGA 124之间的距离增加的结果不会增加写入错误。结合下图2-6进一步讨论了上文的其他示例性细节。

图2展示了另一个示例性存储系统200,该存储系统具有不包括内部读取/写入前置放大器的基于磁盘的存储盒202。如本文所用,术语“读取/写入前置放大器”用于指适用于进行读取信号和写入信号二者的放大的前置放大器。

存储系统200包括媒体播放器204,所述媒体播放器支撑用于从基于磁盘的存储盒202读取数据和从基于磁盘的存储盒写入数据的控制电路。例如但不限于,媒体播放器被显示为印刷电路板组件(PCBA),所述印刷电路板组件包括与结合图1的媒体播放器104描述的那些电路部件相同或相似的若干电路部件,诸如读取/写入控制器210、前置放大器212、电源电路214,非易失性存储器206和易失性存储器208。代替图2所示的那些或除此之外,媒体播放器204的一些实施方式可以包括少于全部的部件或其他部件。

媒体播放器204被设计为通过由连接部件218和220形成的接口与存储盒202配对。媒体播放器204上的读取/写入控制器210生成一个或多个前置放大器控制信号并且将所述前置放大器控制信号传输到前置放大器212。在前置放大器212内,前置放大器控制信号被阐述为配置各种多路复用器和/或开关,以建立适当的通道以利用选择HGA(例如,HGA 224)读取或写入数据。当配置这些多路复用器和/或开关时,高频模拟读取/写入信号可以通过配对连接部件218、220和沿着挠性件232在HGA 224与媒体播放器204之间行进,所述挠性件在存储盒202内从连接端口220沿着致动器臂222一直延伸到支撑一个或多个写入元件的HGA 224。

为了更好地展示挠性件232的特征部,替代视图234(以虚线显示)展示了与周围系统元件分离的挠性件232。在第一末端,挠性件232包括连接器部件220,所述连接器部件被设计为与媒体播放器204的连接器部件218配对。

挠性件232包括从连接器部件220沿着挠性件232的长度向下一直延伸到HGA 224上的对应的部件的若干不同的电气迹线。在传统存储设备中,前置放大器212可以定位于存储盒202内和挠性件232上,诸如占位框238所指示的近似位置。在这些更传统的设计中,模拟写入信号在选择写入元件附近生成和放大。同样,弱读取信号在选择读取元件附近放大。因此,与目前展示的设计(前置放大器212定位于存储盒202外部的媒体播放器204上)相比,弱(预放大)读取和写入信号必须行进的距离相对较短。

例如但不限于,视图234展示了用于挠性件232上的多个不同迹线中的每个的示例性用途。在此,示例性迹线包括接地迹线242、一个或多个加热器信号迹线244、微致动器信号迹线246、一对读取信号迹线248和一对写入信号迹线250。在热辅助磁记录(HAMR)设备中,可以使用一条另外的迹线来驱动激光二极管,所述激光二极管生成激光束以加热介质。通常,接地迹线242被用于将HGA 224的某些部件接地。读取信号迹线248被用于将偏置电流从前置放大器212传输到HGA 224上的读取传感器,并且将高频读取器传感器信号从HGA224传输到前置放大器212。写入信号迹线250被用于将电流发送到HGA 224的写入器元件以磁化介质(未示出)。加热器迹线244被用于将电流传送到加热器,所述加热器可以热伸出HGA224上的目标区域,以提供对读取和写入元件的飞行高度的精细控制。微致动器迹线246被用于将微致动电压传送到HGA 224上的对应的微致动器,以提供HGA 224的精细运动控制(跟踪)。除所示这些之外或代替所示这些,不同的实施方式可以包括不同数量的迹线。在一个实施方式中,挠性件232包括13个不同的迹线,以将信号传送到HGA 224。因此,应当理解,所提出的设计使大量相对较弱的模拟分量信号通过连接部件218和220,其中此前的设计使用这些端口来传输/接收更强的放大信号。

为了减轻或防止噪声降解(所述噪声降解可以另外消除或基本上降解通过互连件218/220的相对较弱的读取和写入信号),读取信号迹线248被设计为提供与HGA 224上的对应的读取元件的内部阻抗相匹配的阻抗匹配的读取路径252。同样,写入信号迹线250被设计为提供与HGA 226上的对应的写入元件的内部阻抗相匹配的阻抗匹配的写入路径254。该阻抗匹配有效地防止了读取和写入分量信号沿相关迹线(248和250)的反射,所述反射可以另外干扰那些信号。

在图2的系统中,由前置放大器212在媒体播放器204内而非盒202内对写入信号进行放大。在一个实施方式中,前置放大器212从读取/写入控制器210接收前置放大器解释的数字信号,以控制传输到HGA的磁写入极的模拟电流的极性。前置放大器212可以使用开关/多路复用器在多个写入器电路之间进行选择,并且将写入电流发送到选定的写入元件。

模拟写入电流从前置放大器212通过互连件218/220,并且沿着阻抗匹配的写入路径254行进到HGA。在一个实施方式中,阻抗匹配的写入路径254包括阻抗控制的差分线对。

在读取操作中,前置放大器212将偏置电流提供给所期望的读取器元件(经由内部开关选择),并且该电流沿阻抗匹配的读取路径252向下传输到HGA上的MR传感器,所述读取路径包括阻抗控制的差分线对。前置放大器212从相同的读取器对上的MR传感器接收回调制电压,放大该接收信号,并且将放大信号传输回读取/写入控制器210。

虽然阻抗匹配的程度可以因实施方式而异,但是系统200的一个实施方式提供了沿着阻抗匹配的读取路径252和阻抗匹配的写入路径254的阻抗匹配,达到对应的读取和写入元件的阻抗的10%内。

图3展示了又一个示例性存储系统300,该存储系统具有不包括内部读取/写入前置放大器的基于磁盘的盒(例如,基于磁盘的盒302)。相反,读取/写入前置放大器312定位于媒体播放器304内,所述媒体播放器可以跨互连件308选择性地与存储盒中的每个耦合。在一个实施方式中,媒体播放器304适用于经由互连件308选择性地与基于磁盘的盒302耦合和从基于磁盘的盒解耦合。在其他实施方式中,媒体播放器304被设计为与基于磁盘的盒的子集永久地耦合,以使得所有盒永久地附接到媒体播放器304,但是通常受到媒体播放器304上的控制电子器件控制。

媒体播放器304被显示为包括至少读取/写入控制器310、电源控制器314和前置放大器312。虽然未示出,但是应当理解,媒体播放器304包括其他元件,诸如结合图1-2的媒体播放器描述的那些元件。

存储盒302是基于磁盘的存储介质,它包括至少一个磁盘(例如,磁盘216),所述磁盘由HGA 324上的读取/写入元件存取(读取到该元件和从该元件写入)。往返HGA 324行进的控制信号沿着挠性件318上的电气迹线行进。为了更好地阐明挠性件318的特征部,图3中未示出致动器臂。然而,应当理解,HGA 324安装在致动器臂的端部(如结合图1的致动器臂122上的HGA 124所示),并且挠性件318至少部分地由致动器臂支撑(例如,挠性件318沿着致动器臂的全长延伸到HGA 324)。在一个实施方式中,挠性件318是具有印刷电气迹线(用于在前置放大器312和HGA324之间传送信号)的柔性薄电气部件(例如,膜)。储存盒302的其他方面可以与结合上图1-2描述的那些相同或相似。

在一些传统存储设备中,前置放大器312定位于挠性件318上,靠近HGA 324,诸如处于方框326所指示的近似位置。在这些传统设计中,挠性件318在前置放大器(例如,方框326)上游包括比所示显著更少的迹线。例如,前置放大器将在方框326的位置处接收多路复用的信号,并且将该信号多路分解为若干分量信号。在这些设计中,前置放大器312与HGA324足够接近,因此前置放大器可以凭借它的尺寸和位置有效地吸收沿着挠性件318的静电放电(ESD),并且保护HGA 324免受由于ESD事件造成的损害。然而,在本设计中,前置放大器312移位到外部媒体播放器204,因此无法保护HGA 324免受ESD对挠性件318的影响。

静电电荷最有可能是作为互连件308处的电气引线与周围环境中的对象或物质之间的意外接触的结果沿着挠性件318的迹线诱导的。为了保护HGA 324免受可能积累在挠性件318上的电荷造成的损害,挠性件318电耦合到电分流机构328,所述电分流机构将挠性件318上的电气迹线电阻性地接地,直到在媒体播放器304和存储盒302之间的互连件308处完全建立安全连接为止。通过确保挠性件318上的电气迹线接地,直到该连接完成为止,HGA324受到保护而免受ESD事件的影响。电分流机构328可以包括不同的部件,并且在不同的实施方式中采取多种不同的形式。

例如但不限于,分流机构328包括柔性金属销332,所述柔性金属销将挠性件318上的迹线附接到电接地334,只要存储盒302和媒体播放器304彼此解耦合即可。当媒体播放器304在连接接口308处选择性地耦合到存储盒302时,刚性销330(或其他突起、凸缘等)与柔性金属销332接合,并且在非初始位置处施加推动柔性金属销332的力,从而切断它与电接地334的连接。在一个实施方式中,仅在媒体播放器304和存储盒302之间的连接接口308处已经建立安全的机械和/或电连接时,才中断接地334和挠性件318上的迹线之间的这种连接。

图4展示了又一个示例性存储系统400,该存储系统具有不包括内部读取/写入前置放大器的基于磁盘的盒(例如,基于磁盘的盒402)。相反,读取/写入前置放大器412定位于媒体播放器404内,所述媒体播放器跨互连件408可拆卸地耦合到存储盒中的每个。媒体播放器板404被显示为包括至少读取/写入控制器410、电源控制器414和前置放大器412。虽然未示出,但是应当理解,媒体播放器404可以包括其他元件,包括结合图1-2的媒体播放器描述的那些元件。

存储盒402是基于磁盘的存储介质,它包括至少一个磁盘(例如,磁盘416),所述磁盘经由HGA 424上的头元件存取(读取到该元件和从该元件写入)。往返HGA 424行进的控制信号沿着挠性件418上的电气迹线行进。虽然图4未示出致动器臂,但是应当理解,HGA 424可以安装在致动器臂的端部(如结合图1的致动器臂122上的HGA 124所示),以使得挠性件418至少部分地由致动器臂支撑(例如,挠性件418沿着致动器臂的全长延伸到HGA 424)。储存盒402的其他方面和未结合图4明确描述的挠性件可以与结合上图1-3描述的那些相同或相似。

在存储系统400中,挠性件418电耦合到保护HGA 424免受ESD事件影响的电分流机构428。与结合图3描述的电分流机构328相比,图4的电分流机构428采取开关的形式,所述开关使挠性件418上的电气迹线接地,直到媒体播放器404和存储盒402之间的耦合牢固地固定在连接接口408处为止。

在一种实施方式中,电分流机构428是微机电系统(MEMS)开关。当开关处于闭合位置时,挠性件418上的迹线接地。当MEMS开关检测到来自媒体播放器404的输入时(例如,响应于在连接接口408处的安全连接的建立),MEMS开关被可控地重新配置为处于打开的开关位置,使挠性件418上的迹线不接地,并且允许迹线将接收的控制信号从媒体播放器404传送到HGA 424。

在另一个实施方式中,电分流机构428采取廉价的前置放大器的形式,所述前置放大器定位于挠性件418上并且靠近HGA 424。例如,第一级前置放大器包括在媒体播放器上(例如,第一级前置放大器是前置放大器412),第二级前置放大器包括在挠性件418上,诸如靠近HGA 424(例如,在传统的基于磁盘的存储设备中处于前置放大器的相同的或类似的位置)。然而,在这种设计中,第二级前置放大器可以是非常廉价的基本前置放大器或电子开关,它仍然足以保护HGA 424免受ESD事件的影响。例如,第二级前置放大器可以作为读取前置放大器,但是不作为写入前置放大器,以及/或者可以不用于放大往返HGA 424传输的其他分量信号。在这个意义上,第二级前置放大器可以是读取前置放大器,而不是读取/写入前置放大器。在另一个实施方案中,存储盒402可以完全不含有任何放大器,而是可以仅由电子开关组成。

在这种设计中,媒体播放器404上的第一级前置放大器可以提供更高级的功能,诸如用于将数据写入介质或操作激光器(例如,在热辅助磁设备中)。所以,该解决方案可节省大量系统成本,因为第一级(更昂贵)前置放大器可以由库式存储系统中的多个盒共有。

图5展示了又一个示例性存储系统500的方面,该存储系统具有不包括内部读取/写入前置放大器的基于磁盘的盒(例如,基于磁盘的盒502)。系统500包括媒体播放器504,所述媒体播放器跨互连件508可拆卸地耦合到存储盒中的每个。媒体播放器504包括读取/写入控制电子器件,所述读取/写入控制电子器件包括读取/写入控制器510和前置放大器512。虽然未示出,但是可以理解,媒体播放器504可以包括与结合本文的其他附图所讨论的那些相同或相似的其他电路和部件。

在对存储盒502内的介质进行写入操作期间,读取/写入控制器510生成数字信号,前置放大器将所述数字信号解释为生成模拟写入信号并且控制写入信号的极性。模拟写入信号在前置放大器内放大,通过互连件508并且沿着挠性件518的长度传输,以达到HGA 524上的写入元件。写入元件将一系列写入电流脉冲转换为对应振幅的磁脉冲,继而使存储介质上的一个或多个磁比特极化。

读取/写入控制器510包括写入电流参数调节器506,所述写入电流参数调节器可以可调节地控制写入电流脉冲的不同参数。为了展示了这些参数,显示了示例性写入电流脉冲526。这些写入电流参数中的一个是稳态写入电流振幅(I

通常,上升时间(tr

图6展示了另一个示例性的基于盒的存储系统600,该基于盒的存储系统具有不包括内部读取/写入前置放大器的存储盒(例如,存储盒602)。相反,读取/写入前置放大器612内的于媒体播放器604内,并且媒体播放器604适用于选择性地与不同的存储盒中的每个耦合并且提供数据存取。除前置放大器612之外,媒体播放器604还被显示为包括读取/写入控制器610、电源控制器614、非易失性存储器606和易失性存储器616。虽然未示出,但是应当理解,媒体播放器604可以包括其他元件,包括结合图1-2的媒体播放器描述的那些元件。

在图6中,存储盒包括三个不同的磁盘(磁盘1、磁盘2和磁盘3)和致动器臂(1-6),每个致动器臂都支撑对应的HGA(例如,HGA 624),所述HGA适用于提供对不同的磁盘表面的读取/写入存取。不同的挠性件元件(例如,挠性件元件1-6)沿着不同的致动器臂中的每一个延伸,将多个电气迹线路由到对应的HGA。例如,每个挠性件可以为对应的HGA提供一个或多个微致动器控制信号、一个或多个加热器控制信号、读取信号、写入信号、激光信号、接地等。所有迹线都延伸通过互连件608。因此,在每个挠性件将单独的迹线传送13到存储盒602中的六个总HGA中的相关联一个的实例中,可以存在总共78(13×6)条迹线,这些迹线电耦合到互连件608处的引线,以使得全部78条电气迹线被输入到前置放大器612中。在一些实施方式中,存储盒602可以包括超过六个HGA。

在一个示例性实施方式中,每个挠性件包括被阻抗匹配至对应的读取和写入元件的阻抗的读取和写入路径,以减轻信号反射。在相同的或另一个实施方式中,存储盒602包括电分流机构(例如,如结合图3或图4所讨论),以保护HGA免受ESD的影响。在相同的或另一个实施方式中,读取/写入控制器610选择性地增加输出写电流脉冲的过冲,以帮助提高写入转换准确性,从而补偿由于前置放大器612从存储盒602到媒体播放器604的移位而观察到的最大可达到的上升时间的减少。

图7A和图7B分别展示了示例性存储盒702的顶视图和底视图,所述存储盒可以如结合本文的其他实施方式所述与媒体播放器可拆卸地耦合。在一个实施方式中,存储盒702不包括用于放大读取和写入信号的内部前置放大器。

储存盒702包括被设计为与媒体播放器(未示出)上的对应的连接器电配对的连接器704。根据一个实施方式,媒体播放器包括前置放大器,所述前置放大器跨连接器704生成和传输模拟控制信号(例如,读取和写入信号)

本文所述的公开技术的实施方案被实施为一个或多个计算机系统中的逻辑步骤。目前公开技术的逻辑操作被实施(1)为在一个或多个计算机系统中执行的一系列处理器实现的步骤,以及(2)一个或多个计算机系统内的互连的机器或电路模块。所述实施方式是选择问题,取决于实施公开技术的计算机系统的性能要求。因此,构成本文所述的公开技术的实施方案的逻辑操作被不同地称为操作、步骤、对象或模块。此外,应该理解,逻辑操作可以按任意顺序进行,根据需要添加和省略,除非另外明确声明,或者权利要求语言固有地需要特定顺序。

以上说明书、实例和数据提供了对公开技术的示例性实施方案的结构和使用的完整描述。由于可以在不脱离公开技术的精神和范围的情况下进行公开技术的很多实施方案,因此公开技术存在于下文所附的权利要求中。此外,在不脱离所引用的权利要求的情况下,在又一实施方案中可以组合不同实施方案的结构特征。

进一步的示例

示例1.一种存储系统,所述存储系统包括:

媒体播放器,所述媒体播放器包括前置放大器;以及

跨互连件附接到所述媒体播放器的存储盒,所述存储盒缺少独立的读取/写入前置放大器并且适用于响应通过所述互连件从所述媒体播放器接收的信号而进行数据存取操作。

示例2.如示例1所述的存储系统,其中所述存储系统包括多个存储盒,所述存储盒中的每个适用于接收在所述媒体播放器的所述前置放大器内生成的模拟读取/写入信号。

示例3.如示例2所述的存储系统,其中媒体播放器适用于与所述多个存储盒中的每个选择性地耦合。

示例4.如示例1所述的存储系统,其中所述存储盒包括耦合至挠性件的至少一个HGA,所述挠性件包括将所述HGA上的读取元件电连接至所述互连件的一个或多个读取迹线,所述一个或多个读取迹线被阻抗匹配至所述读取元件的阻抗,以减少沿着所述读取迹线传输的读取信号的反射。

示例5.如示例1所述的存储系统,其中所述存储盒包括耦合至挠性件的至少一个HGA,所述挠性件包括将所述HGA上的写入元件电连接至所述互连件的一个或多个写入迹线,所述写入迹线被阻抗匹配至所述写入元件的阻抗,以减少沿着所述写入迹线传输的写入信号的反射。

示例6.如示例1所述的存储系统,其中所述存储盒包括:

挠性件,所述挠性件包括用于在所述互连件和HGA之间路由控制信号的电气迹线;以及

电流分流机构,当所述存储盒与所述媒体播放器解耦合时,所述电流分流机构使所述电气迹线选择性地接地,以及当所述存储盒与所述媒体播放器耦合时,所述电流分流机构使所述电气迹线选择性地解除接地。

示例7.如示例6所述的存储系统,其中所述电流分流机构是微机电系统(MEMS)开关。

示例8.如示例6所述的存储系统,其中所述电流分流机构响应于施加于所述互连件处的压力而选择性地中断HGA和电接地之间的连接。

示例9.如示例1所述的存储系统,其中所述媒体播放器包括读取/写入控制器,所述读取/写入控制器选择性地增加写入电流脉冲的过冲以提高写入转换准确性

示例10.一种方法,所述方法包括:

由媒体播放器内的前置放大器生成多个模拟信号;以及

将所述模拟信号引导通过互连件并且达到存储盒内的头万向架组件(HGA),所述存储盒缺少独立的读取/写入前置放大器。

示例11.如示例10所述的方法,其中所述媒体播放器适用于提供对多个存储盒的读取和写入存取,每个所述存储盒均适用于通过所述媒体播放器的所述前置放大器来接收所述多个模拟信号。

示例12.如示例10所述的方法,还包括:

将所述媒体播放器选择性地耦合到多个存储盒中的选择存储盒。

示例13.如示例10所述的方法,其中所述HGA耦合到所述存储盒内的挠性件,并且所述挠性件包括一个或多个读取迹线,所述一个或多个读取迹线将所述HGA上的读取元件电连接到所述互连件,所述一个或多个读取迹线被阻抗匹配至所述读取元件的阻抗,以减少沿着所述读取迹线传输的读取信号的反射。

示例14.如示例10所述的方法,其中所述HGA耦合到所述存储盒内的挠性件,并且所述挠性件包括一个或多个写入迹线,所述一个或多个写入迹线将所述HGA上的写入元件电连接到所述互连件,所述一个或多个写入迹线被阻抗匹配至所述写入元件的阻抗,以减少沿着所述写入迹线传输的写入信号的反射。

示例15.如示例10所述的方法,其中所述存储盒包括挠性件,所述挠性件还包括用于在所述互连件和所述HGA之间路由控制信号的电气迹线,并且所述方法还包括:

当将所述存储盒与所述媒体播放器解耦合时,使所述电气迹线选择性地接地,以及当所述存储盒与所述媒体播放器耦合时,使所述电气迹线选择性地解除接地。

示例16.如示例15所述的方法,其中使所述电气迹线选择性地接地和解除接地还包括使用微机电系统(MEMS)开关来使所述电气迹线选择性地接地和解除接地。

示例17.如示例15所述的方法,其中使所述电气迹线选择性地接地和解除接地还包括响应于在所述互联件处施加压力而使所述电气迹线选择性地接地和解除接地。

示例18.一种存储系统,所述存储系统包括:

多个存储盒,所述存储盒中的每个单独地缺少读取/写入前置放大器;以及

媒体播放器,所述媒体播放器适用于与所述多个存储盒中的每个选择性地耦合并且为所述多个存储盒中的每个提供数据存取,所述媒体播放器包括前置放大器,所述前置放大器放大模拟信号并且将所述模拟信号跨互连件传输到与所述媒体播放器耦合的所述存储盒中的选定的一者。

示例19.如示例18所述的存储系统,其中所述多个存储盒中的每个包括耦合到挠性件的头万向架组件(HGA),并且所述挠性件包括与所述HGA上的对应的读取和写入元件阻抗匹配的读取和写入迹线。

示例20.如示例18所述的存储系统,其中所述存储盒中的每个包括:

挠性件,所述挠性件包括用于在所述互连件和所述HGA之间路由控制信号的电气迹线;以及

电流分流机构,当所述选择存储盒与所述媒体播放器解耦合时,所述电流分流机构使所述电气迹线选择性地接地,以及当所述选择存储盒与所述媒体播放器耦合时,所述电流分流机构使所述HGA选择性地解除接地。

相关技术
  • 用于媒体库的读取/写入控制的盒式外部前置放大器
  • 用于使用多个子锁来控制对具有读取器‑写入器锁的共享数据结构的访问的系统和方法
技术分类

06120112896187