磁记录中的PRML技术研究及其应用
发布时间：2020-04-11 01:32
【摘要】： 硬盘驱动器是目前应用最广泛的存储设备之一,而硬盘驱动器是采用磁记录来存储和读取数据的。磁记录用到的一系列技术中,最关键的技术之一就是PRML(部分响应和完全匹配)技术。而这项技术于1990年1月正式在工业上应用到磁盘驱动器中。 部分响应,其本质其实是一种减少符号间干扰的信号处理技术。它通过对从磁信号转换来的脉冲信号按照所希望的那样去整形来实现减少符号间干扰和降低误码率。完全匹配是用最大似然的Viterbi算法来检测数据。 第一代和第二代的PRML系统是基于第四类部分响应作为目标均衡波形的。随着磁存储密度的不断增加,高阶的部分响应目标波形,比如EPR4和E 2PR4能更好地匹配真实的信道频谱特性,于是对于信号的均衡工作量可以减少,同时噪声的加强也会变得更小。这些更复杂的target使得整个系统提供了更高的性能,表现为在相同的误码率情况下系统的信噪比得到提高。但是,由于检测器需要分辨更多的电压,因此检测器对于幅度和时序的错误来的更敏感。 基于存储密度的增加,和处理速度的快速增加,我们需要一个新的PRML读取通道的架构来得到更好的性能。本文给出了一个具体的方案,包括了VGA,CTF,FIR,ADC等实现主要功能的模块。 在文章的最后还介绍了使得硬盘容量突破瓶颈大幅发展的新技术——垂直读写技术,以及垂直读写技术相比以前的水平读写技术所带来的信号的变化。
【图文】：
图 1-1 硬盘的广泛应用Fig.1-1 widely used HDD1.2 PRML 技术的历史和发展在 PRML 技术发展之前，对磁记录信号的检测是用传统的峰值检测技术，这种技术简单，但是正确率低。随着磁记录密度不断增加，一方面使信躁比减小引起数据可靠性降低，另一方面使相邻磁化翻转的间隔更小导致读回信号码间干扰加大，从而限制了峰值检测技术的发展。1970 年，Kobayashi 第一次提出了应用部分响应技术来提高数字磁记录系统的存储密度。1984 年，Ampex 公司第一次在数字式盒式记录系统产品中采用了PRML(Partial Response Maximum Likelihood)技术,自此 PRML 技术日益广泛地应用于磁带和磁盘驱动器这两种高密度产品中。Matusushita、Sibt、Philips 研究实验室、Eindhoven 和 Netherlands 都在数字视频实验性装置上采用了该项技术。多年以来，IBM 公司一直致力于 PRML 技术的研究。早在 1982 年，IBM 公司的 Rochester
PRML 技术在硬盘的反展中起到了非常重要的作用，其性能又随着噪声预测ise Prediction）和数据相关(Data Dependent)后处理技术的引入得到进一但更进一步的基于标准 PRML 技术的性能提高已变得越来越困难。正是在这种情况下，Turbo 码和低密度校验码（Low Density Parity Code－相应的迭代译码技术等因其卓越的性能成为目前硬盘存储系统中数据纠错注焦点。但是，虽然如此，PRML 技术还是在磁记录系统中广泛应用着。一切的发展其基础上展开的。因此，研究其原理和应用将是非常重要的。研究背景和研究内容自硬盘诞生以来，由于其使用之广泛，对其发展的要求也一直很高。而硬则表现在容量越来越大，，传输速度越来越快上。磁头技术和盘片技术的发样面积的磁盘上可以存储越来越多的数据。也即每平方英寸的磁面上所包含越来越大。从物理上来说，磁盘上充满了一个个的磁条，随着密度的增加
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP333
本文编号：2622972
【图文】：
图 1-1 硬盘的广泛应用Fig.1-1 widely used HDD1.2 PRML 技术的历史和发展在 PRML 技术发展之前，对磁记录信号的检测是用传统的峰值检测技术，这种技术简单，但是正确率低。随着磁记录密度不断增加，一方面使信躁比减小引起数据可靠性降低，另一方面使相邻磁化翻转的间隔更小导致读回信号码间干扰加大，从而限制了峰值检测技术的发展。1970 年，Kobayashi 第一次提出了应用部分响应技术来提高数字磁记录系统的存储密度。1984 年，Ampex 公司第一次在数字式盒式记录系统产品中采用了PRML(Partial Response Maximum Likelihood)技术,自此 PRML 技术日益广泛地应用于磁带和磁盘驱动器这两种高密度产品中。Matusushita、Sibt、Philips 研究实验室、Eindhoven 和 Netherlands 都在数字视频实验性装置上采用了该项技术。多年以来，IBM 公司一直致力于 PRML 技术的研究。早在 1982 年，IBM 公司的 Rochester
PRML 技术在硬盘的反展中起到了非常重要的作用，其性能又随着噪声预测ise Prediction）和数据相关(Data Dependent)后处理技术的引入得到进一但更进一步的基于标准 PRML 技术的性能提高已变得越来越困难。正是在这种情况下，Turbo 码和低密度校验码（Low Density Parity Code－相应的迭代译码技术等因其卓越的性能成为目前硬盘存储系统中数据纠错注焦点。但是，虽然如此，PRML 技术还是在磁记录系统中广泛应用着。一切的发展其基础上展开的。因此，研究其原理和应用将是非常重要的。研究背景和研究内容自硬盘诞生以来，由于其使用之广泛，对其发展的要求也一直很高。而硬则表现在容量越来越大，，传输速度越来越快上。磁头技术和盘片技术的发样面积的磁盘上可以存储越来越多的数据。也即每平方英寸的磁面上所包含越来越大。从物理上来说，磁盘上充满了一个个的磁条，随着密度的增加
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP333
【引证文献】
相关硕士学位论文 前3条
1 汪洋;蓝光光学头参数评价系统的技术研究[D];武汉工程大学;2011年
2 刘然;NVD光盘PRML读取通道的设计与仿真[D];华中科技大学;2011年
3 曹恩琪;磁性双层膜系统交换偏置行为的研究[D];东北大学;2011年
本文编号：2622972
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