硬盘读写通道若干关键技术的研究与仿真
发布时间：2021-11-23 08:58
从现代硬盘的技术发展趋势来看,硬盘的磁头、盘片、头盘界面等技术均已取得长足进展,而且未来还有充足的发展空间。即便还存在一些困难,但发展方向和基础理论问题已基本确定。而随着这些技术发展变化带来的一个必然要求就是要解决可能超过10Gb/s的内部数据传输率并将误码率控制在可接受范围之内。目前无论是硬盘通道还是控制器、译码器均尚未能达到处理如此速率的技术水平。而由于硬盘技术更新换代很快,ASIC开发成本又高昂,因此探索通道的仿真研究技术也具有重大意义。如何处理在超高密度条件下越来越严重的码间干扰和道间干扰,将淹没在各种噪声中的微弱信号提取出来,真实、高速的再现原始数据,是读写通道和编解码器必须协同解决的问题。读写通道融合了复杂的模数混合信号和数字信号处理技术,是现代硬盘必不可少的核心技术。在介绍读写通道的各种模型和国内外读写通道研究的技术变化趋势之后,可知对图形化读写通道仿真模型的研究可为我国的磁存储工业提供关键性系统结构研究的基础平台。介绍了硬盘读写通道的主要结构,对通道内各部分的工作原理做了详细分析,按照数据流向分别对读出和写入过程的编解码流程、部分响应方式、自适应均衡、最大似然维特比译码...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
硬盘内部结构图
垂直记录技术（Perpendicular Magnetic Recording，PMR）最早由 19 世纪的丹Valdemar Poulsen提出，到了1976年，垂直记录技术之父——日本科学家Shuaki 系统地阐述了垂直记录技术的理论。上世纪末，垂直记录技术已经在实验走向成熟，但直到 2005 年，采用垂直记录技术的硬盘才真正在市场上出现图 1-3 显示了水平记录技术与垂直记录技术的原理图。垂直记录技术将负责记元排列方式由水平排列改为垂直排列方式，使磁单元的极性方向垂直于磁盘来的纵向排列方式相比，垂直排列的磁单元所占的盘片表面积小得多，这样就步提高存储密度。除此之外，当磁单元被写入后翻转 180o，与相邻的磁单元 邻接方式，可以起到互相稳定的作用，这种作用和反铁磁性耦合介质有异曲同在盘片膜层结构上，为了满足垂直记录的要求，磁记录层的厚度要相应加厚，记录层下面还要相应增加一层软磁底层，其作用是作为写磁场返回路径的一效地生成记录磁头的镜像，使记录磁场增强一倍，使得写入更加方便。相对记录的磁头结构也有较大变化：它的信号极很窄，可以提供很高的磁通密度的磁单元翻转；回路极则很宽，磁通密度小，不会改写数据。
个“岛”就是一个单磁畴，所以规则媒介的影响。当规则媒介单畴磁岛的中心距离为 8，若缩短到 27nm，则密度可提高到 1TbitTbit/平方英寸的存储密度。由于现有的最先已能生成 20nm 曝光点，使得制造小粒度规过规则媒介技术的应用不但要在规则媒介术、伺服晶格的制造和应用技术的配合，以规则媒介记录技术实用化以前还需大量技术之后应用的下一代记录技术。
【参考文献】：
期刊论文
[1]硬盘读写通道的FIR噪声预测算法与仿真模型[J]. 刘春,谢长生,黄浩. 计算机科学. 2007(11)
[2]一种N/（N+1）型高码率游长受限码编码方法[J]. 刘春,王海卫,谢长生,裴先登. 华中科技大学学报(自然科学版). 2007(11)
[3]硬盘的读写通道技术[J]. 谢长生,刘春,王海卫. 记录媒体技术. 2007(02)
[4]硬盘的历史、发展与未来（Ⅱ）——纪念硬盘诞生50周年[J]. 刘春,谢长生. 记录媒体技术. 2007(01)
本文编号：3513550
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
硬盘内部结构图
垂直记录技术（Perpendicular Magnetic Recording，PMR）最早由 19 世纪的丹Valdemar Poulsen提出，到了1976年，垂直记录技术之父——日本科学家Shuaki 系统地阐述了垂直记录技术的理论。上世纪末，垂直记录技术已经在实验走向成熟，但直到 2005 年，采用垂直记录技术的硬盘才真正在市场上出现图 1-3 显示了水平记录技术与垂直记录技术的原理图。垂直记录技术将负责记元排列方式由水平排列改为垂直排列方式，使磁单元的极性方向垂直于磁盘来的纵向排列方式相比，垂直排列的磁单元所占的盘片表面积小得多，这样就步提高存储密度。除此之外，当磁单元被写入后翻转 180o，与相邻的磁单元 邻接方式，可以起到互相稳定的作用，这种作用和反铁磁性耦合介质有异曲同在盘片膜层结构上，为了满足垂直记录的要求，磁记录层的厚度要相应加厚，记录层下面还要相应增加一层软磁底层，其作用是作为写磁场返回路径的一效地生成记录磁头的镜像，使记录磁场增强一倍，使得写入更加方便。相对记录的磁头结构也有较大变化：它的信号极很窄，可以提供很高的磁通密度的磁单元翻转；回路极则很宽，磁通密度小，不会改写数据。
个“岛”就是一个单磁畴，所以规则媒介的影响。当规则媒介单畴磁岛的中心距离为 8，若缩短到 27nm，则密度可提高到 1TbitTbit/平方英寸的存储密度。由于现有的最先已能生成 20nm 曝光点，使得制造小粒度规过规则媒介技术的应用不但要在规则媒介术、伺服晶格的制造和应用技术的配合，以规则媒介记录技术实用化以前还需大量技术之后应用的下一代记录技术。
【参考文献】：
期刊论文
[1]硬盘读写通道的FIR噪声预测算法与仿真模型[J]. 刘春,谢长生,黄浩. 计算机科学. 2007(11)
[2]一种N/（N+1）型高码率游长受限码编码方法[J]. 刘春,王海卫,谢长生,裴先登. 华中科技大学学报(自然科学版). 2007(11)
[3]硬盘的读写通道技术[J]. 谢长生,刘春,王海卫. 记录媒体技术. 2007(02)
[4]硬盘的历史、发展与未来（Ⅱ）——纪念硬盘诞生50周年[J]. 刘春,谢长生. 记录媒体技术. 2007(01)
本文编号：3513550
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