DE112010004916T5

DE112010004916T5 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Speichereinheit

Info

Publication number: DE112010004916T5
Application number: DE112010004916T
Authority: DE
Inventors: Giovanni Cherubini; Angeliki Pantazi; Jens Jelitto
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2012-10-25
Also published as: US20120268842A1; WO2011077340A1; GB2488933A; GB2488933B; CN102667929A; GB201209688D0; CN102667929B; US8643975B2

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Speichereinheit mit einem Band (TP) und einem Kopf (HU), der funktionsmäßig in der Lage ist, Daten von dem Band (TP) zu lesen beziehungsweise darauf zu schreiben. Das Band (TP) ist in einer vorab festgelegten Längsrichtung (X) beweglich. Mindestens zwei aufeinander folgende aktuelle seitliche Bandpositionen (yx(t1), yx(t2)) des Bandes (TP) werden in Bezug auf einen vorab festgelegten Bezugspunkt (REF) an einer vorab festgelegten Längserfassungsposition ermittelt. Ein Bandschräglauf (θ) des Bandes (TP) wird abhängig von den mindestens zwei ermittelten seitlichen Positionen (yx(t1), yx(t2)) festgestellt. Der Bandschräglauf (θ) entspricht einem Winkel zwischen einer aktuellen Bandbewegungsrichtung (TMD) des Bandes (TP) und der Längsrichtung (X). Ein Schräglaufsteuersignal (uϑ) wird abhängig von dem festgestellten Bandschräglauf (θ) bestimmt. Eine Kopfdrehposition (ϑ) des Kopfs (HU) wird abhängig vom Schräglaufsteuersignal (uϑ) so gesteuert, dass der Kopf (HU) an der aktuellen Bandbewegungsrichtung (TMD) in der Weise ausgerichtet wird, dass der Kopf (HU) funktionsmäßig zum Lesen und/oder Schreiben von Daten in der Lage ist.

Description

FACHGEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Speichereinheit, die ein Band und einen Kopf umfasst.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In der EP-Patentanmeldung 0 549 848 A1 wird eine Erfassung einer Kante eines Bandes und weiterhin eine Steuerung des Lese/Schreib-Kopfes zur Selbstpositionierung auf der erfassten Kante beschrieben. Eine Anordnung von Fotodetektoren in einem Chip mit einer integrierten Schaltung fühlt die Intensität des Lichtes ab, das den Chip beleuchtet, wobei sich das Band zwischen einer Lichtquelle und den Fotodetektoren bewegt.
In der US-Patentanmeldung 2006/0103968 A1 wird beschrieben, dass beim Erhöhen der Speicherdichten auf einem Datenträger einer gegebenen Kassettengröße die Bits auf dem Träger in kleinere Bereiche und auf eine Vielzahl paralleler Längsspuren geschrieben werden können. In diesem Zusammenhang wird ein System zum Positionieren eines Wandlerkopfs gegenüber einem Datenträger. Ein erster und ein zweiter Sensor sind dem Kopf zugehörig, so dass sie zum Einstellen einer Azimutposition des Kopfs verwendet werden können. Der erste und der zweite Sensor sind auf gegenüberliegenden Seiten des Kopfs entlang einer Richtung des Datenträgertransports angeordnet. Die Azimutposition des Kopfs wird als Reaktion auf die von dem ersten und zweiten Sensor abgefühlten Positionen des Trägers eingestellt.
Infolgedessen bedeutet es eine Herausforderung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Speichereinheit bereitzustellen, die eine zuverlässige Positionierung des Kopfs ermöglichen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem ersten und zweiten Aspekt der Erfindung werden ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zum Betreiben einer Speichereinheit mit einem Band und einem Kopf beschrieben. Der Kopf ist funktionsmäßig in der Lage, Daten von dem Band zu lesen beziehungsweise darauf zu schreiben. Das Band ist in einer zuvor festgelegten Längsrichtung beweglich. Innerhalb des Umfangs einer Schräglaufbewertung (skew estimation) des Bandes werden mindestens zwei aufeinander folgende aktuelle seitliche Positionen des Bandes in Bezug auf einen vorab festgelegten Bezugspunkt an vorab festgelegten Längserfassungspositionen ermittelt. Ein Bandschräglauf des Bandes wird abhängig von den mindestens zwei ermittelten seitlichen Positionen festgestellt. Der Bandschräglauf entspricht einem Winkel zwischen einer aktuellen Bandbewegungsrichtung des Bandes und der Längsrichtung. Ein Schräglaufsteuersignal wird in Abhängigkeit von dem ermittelten Bandschräglauf bestimmt. Eine Kopfdrehposition des Kopfs wird in Abhängigkeit von dem Schräglaufsteuersignal gesteuert, um den Kopf an der aktuellen Bandbewegungsrichtung in der Weise auszurichten, dass der Kopf funktionsmäßig in der Lage ist, Daten zu lesen und/oder zu schreiben.
Dies ermöglicht eine verbesserte Spurfolgesteuerung, insbesondere im Fall von seitlichen Störungen niedriger Frequenz, wie zum Beispiel Stapelverschiebungen. In diesem Zusammenhang umfasst die Spurfolgesteuerung das Steuern der seitlichen und der Kopfdrehposition, wobei der Kopf so bewegt und gedreht wird, dass er einer Mittellinie der Datenspuren so genau wie möglich folgt, zum Beispiel während Schreib/Lese-Vorgängen.
Die Längsrichtung und eine vorab festgelegte seitliche Richtung dienen als Bezugsrichtungen. Beide Richtungen sind vorzugsweise senkrecht zueinander. In diesem Zusammenhang entspricht der Begriff ”seitlich” der Querrichtung, und der Begriff ”längs” entspricht der Längsrichtung.
Das Band kann zum Beispiel von einer Zuführspule zugeführt und von einer Aufnahmespule aufgenommen werden. Der Bandtransport wird ausgelöst, indem zumindest die Aufnahmespule so in Gang gesetzt wird, dass sie das Band in einer zuvor festgelegten Bandtransportrichtung bewegt. Die Bandbewegungsrichtung umfasst hauptsächlich Bewegungskomponenten in Längsrichtung, kann aber auch Bewegungskomponenten in Querrichtung umfassen, die als seitliche Bandbewegung bezeichnet werden können. Die seitliche Bandbewegung kann zum Beispiel durch die Ansammlung von Abrieb an Flanschrollen oder durch ungleichmäßiges Aufspulen oder Abspulen des Bandes entstehen, und sie kann zum Beispiel plötzlichen seitlichen Versetzungen des Bandes entsprechen.
Durch die Verwendung von flanschlosen Rollen in einem Bandweg der Speichereinheit besteht keine enge Einschränkung für die Bewegung des Bandes, und seitliche Bandbewegungen sind stärker ausgeprägt. In einem flanschlosen Laufwerk ist die Amplitude dieser Störungen höher als im Vergleich zu einem Laufwerk mit Flanschrollen. Die erhöhte Amplitude der seitlichen Bandbewegungen erzeugt gewöhnlich einen großen Schräglauf zwischen Band und Kopf und verschlechtert die Leistung des Systems. Stapelverschiebungen erscheinen als plötzlicher seitlicher Versatz, der sich jedes Mal, wenn das Band läuft, an derselben Längsposition wiederholt.
Die mindestens zwei aufeinander folgenden seitlichen Bandpositionen werden an einer vorab festgelegten Längserfassungsposition ermittelt. Die Längserfassungsposition entspricht einer Position am Bandweg.
Der Kopf muss zum Beispiel senkrecht zur Bandbewegungsrichtung ausgerichtet werden, um das Lesen und/oder Schreiben von Daten zu ermöglichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des ersten und zweiten Aspekts der Erfindung wird mindestens ein Neigungselement der Speichereinheit in Abhängigkeit vom Schräglaufsteuersignal gesteuert, um die Bandbewegungsrichtung des Bandes in der Weise am Kopf auszurichten, dass der Kopf funktionsmäßig zum Lesen und/oder Schreiben von Daten in der Lage ist. Das Neigen des Bandes kann durch Verwenden von Neigungselementen wie beispielsweise Bandrollen ausgeführt werden, die zum Beispiel so eingesetzt werden können, dass sie sich abhängig vom Schräglaufsteuersignal in Längsrichtung neigen. Das Neigen des Bandes kann in Verbindung mit der Drehung des Kopfs verwendet werden.
Gemäß einem dritten und vierten Aspekt der Erfindung werden ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zum Betreiben einer Speichereinheit mit mindestens einem Neigungselement und einem Band und einem Kopf beschrieben. Der Kopf kann so eingesetzt werden, dass er Daten von dem Band liest beziehungsweise darauf schreibt, wobei das Band in einer vorab festgelegten Längsrichtung beweglich ist. Innerhalb des Umfangs einer Bandschräglaufbewertung werden mindestens zwei aufeinander folgende aktuelle seitliche Bandpositionen des Bandes in Bezug auf einen vorab festgelegten Bezugspunkt an einer vorab festgelegten Längserfassungsposition ermittelt. Ein Bandschräglauf des Bandes wird abhängig von den mindestens zwei ermittelten seitlichen Positionen festgestellt. Der Bandschräglauf entspricht einem Winkel zwischen einer aktuellen Bandbewegungsrichtung des Bandes und der Längsrichtung. Ein Schräglaufsteuersignal wird abhängig von dem festgestellten Bandschräglauf bestimmt. Das mindestens eine Neigungselement wird abhängig vom Schräglaufsteuersignal so gesteuert, dass die Bandbewegungsrichtung des Bandes gegenüber dem Kopf in der Weise ausgerichtet wird, dass der Kopf funktionsmäßig zum Lesen und/oder Schreiben von Daten in der Lage ist. Dies ermöglicht eine verbesserte Spurfolgesteuerung, insbesondere im Fall seitlicher Störungen von geringer Frequenz wie zum Beispiel Stapelverschiebungen. Bei den Neigungselementen kann es sich zum Beispiel um Bandrollen handeln, die mit dem Band in Kontakt sind und so eingesetzt werden können, dass sie das Band abhängig vom Schräglaufsteuersignal zum Beispiel in Längsrichtung neigen. Das Neigen des Bandes kann in Kombination mit der Drehung des Kopfs verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorhergehenden Aspekte der Erfindung wird mindestens eine Bandkante des Bandes beobachtet. Die mindestens zwei aufeinander folgenden seitlichen Bandpositionen werden abhängig von der mindestens einen beobachteten Bandkante ermittelt. Dies erleichtert eine zuverlässige Ermittlung der aktuellen seitlichen Bandposition. Die Beobachtung der Bandkante wird vorzugsweise durch Verwendung optischer Sensoren eingerichtet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorhergehenden Aspekte der Erfindung wird ein vorab festgelegtes Positionsfehlersignal beobachtet, das einem seitlichen Abstand zwischen dem Kopf und einer vorab festgelegten Bezugsposition auf einem bestimmten Servomuster von vorab festgelegten Servomustern entspricht, die auf dem Band entlang einer Längsausdehnung des Bandes gespeichert sind. Die mindestens zwei aufeinander folgenden seitlichen Bandpositionen werden abhängig von der Beobachtung des vorab festgelegten Positionsfehlersignals ermittelt. Das Positionsfehlersignal wird üblicherweise vom Kopf bereitgestellt. Dies hat den Vorteil, dass keine externen Sensoren verwendet werden, um den Ausgleich des Bandschräglaufs zu ermöglichen. Das jeweilige Servomuster entspricht zum Beispiel geschriebenen Servostreifen und wird vorzugsweise während der Bandherstellung auf das Band geschrieben.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorhergehenden Aspekte der Erfindung werden die mindestens zwei aufeinander folgenden seitlichen Bandpositionen abhängig von einem vorab festgelegten Modell eines Stellgliedes ermittelt, auf welches das Positionsfehlersignal angewendet wird. Das Stellglied ist funktionsmäßig in der Lage, mindestens eine seitliche Kopfposition des Kopfs zu steuern. Dies erleichtert die Ermittlung der mindestens zwei aufeinander folgenden seitlichen Bandpositionen abhängig vom Positionsfehlersignal, das zum Beispiel von einem Steuerungssystem mit geschlossener Schleife erfasst wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorhergehenden Aspekte der Erfindung wird eine Bandtransportrichtung des Bandes in der Längsrichtung ermittelt. Die Längserfassungsposition wird abhängig von der Bandtransportrichtung in der Weise ermittelt, dass das Band zuerst die Längserfassungsposition und anschließend den Kopf und/oder das mindestens eine Neigungselement passiert. Seitliche Störungen, die an einer bestimmten Stelle auf dem Bandweg ihren Ursprung haben, pflanzen sich üblicherweise durch den Bandweg von einem Punkt zum anderen fort. Die seitliche Bandposition, die zum Beispiel durch den vor dem Kopf und/oder dem mindestens einen Neigungselement angeordneten Sensor an der Längserfassungsposition in Bezug auf die Bandtransportrichtung ermittelt wurde, erscheint am Ort des Kopfs oder an der Längsposition des Neigungselements mit einer Zeitverzögerung, die von einer Bandgeschwindigkeit und einem Längsabstand zwischen der Längserfassungsposition und der Längsposition des Kopfs oder der Längsposition des jeweiligen Neigungselements abhängt. Dies erleichtert eine gute Bewertung der seitlichen Bandbewegung an der Längsposition des Kopfs und/oder der Längsposition des jeweiligen Neigungselements.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorhergehenden Aspekte der Erfindung wird die Bandschräglaufbewertung zyklisch ausgeführt. Dies erleichtert die Kompensation des Schräglaufs während eines Betriebs der Speichereinheit.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung und ihre Ausführungsformen werden durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung der derzeit bevorzugten, gleichwohl aber veranschaulichenden Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung umfassender verständlich sein, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen werden.
Die Figuren veranschaulichen:
1 eine beispielhafte Veranschaulichung eines Bandwegs;
2 ein Schaubild;
3 eine Veranschaulichung des Kopfs und des Bands;
4 eine Veranschaulichung eines Steuerungssystems;
5 einen Ablaufplan.
Unterschiedliche Figuren können gleiche Bezugsziffern enthalten, die für Elemente mit ähnlichem oder gleichartigem Inhalt stehen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt einen Bandweg einer Speichereinheit, wie zum Beispiel ein Bandlaufwerk, in einer schematischen Ansicht. Zu dem Bandweg gehören ein Kopf HU, zum Beispiel ein Magnetkopf, und Bandrollen RR, RR1, RR2, wie zum Beispiel flanschlose Rollen. Der Kopf HU umfasst mindestens ein erstes und ein zweites Kopfmodul HM1, HM2. Jedes Kopfmodul HM1, HM2 umfasst mindestens ein Kopfelement RW und mindestens ein Servoleseelement RE. Jedes Kopfelement RW ist funktional so ausgelegt, dass es Daten von einem Band TP lesen beziehungsweise darauf schreiben kann, und es kann beispielsweise ein Lese- oder Schreibwandler sein.
Das Band TP kann zum Beispiel mindestens ein Servomuster SP umfassen (3). Das jeweilige Servomuster SP ist Teil von oder gehört zu Datenspuren des Bandes TP, die einem Bandbereich entsprechen, in dem die aktuellen Daten gespeichert und/oder in den sie geschrieben werden. Jedes Servoleseelement RE ist funktionell so gestaltet, dass es das Servomuster SP erkennt und/oder liest. Eine vorab festgelegte Auswahl von Servoleseelementen RE ist vorzugsweise dem Servomuster SP zugeordnet.
Die Speichereinheit umfasst vorzugsweise ein Stellglied PU, das funktionsmäßig in der Lage ist, eine seitliche Kopfposition y des Kopfs HU in einer seitlichen Richtung Y abhängig von einem vorab festgelegten Positionssteuersignal u_y zu steuern. Das Stellglied PU kann funktionsmäßig auch in der Lage sein, eine Kopfdrehposition ϑ des Kopfs HU (4) in einer Ebene zu steuern, die durch die Längsrichtung X und die Seitenrichtung Y abhängig von einem vorab festgelegten Schräglaufsteuersignal u_ϑ vorab festgelegt ist.
Weiterhin sind eine erste und eine zweite Bandrolle RR1, RR2 neben dem Kopf HU auf gegenüberliegenden Seiten des Kopfs HU in Längsrichtung X angeordnet. Die erste und die zweite Bandrolle RR1, RR2 sind in direktem Kontakt mit dem Band TP und sind funktionsmäßig in der Lage, das Band TP abhängig von einem vorab festgelegten Schräglaufsteuersignal u_ϑ aktiv zu neigen. Zu diesem Zweck können die erste und die zweite Bandrolle RR1, RR2 funktionell so ausgelegt sein, dass sie eine Neigung in Längsrichtung x ausführen. Die erste und die zweite Bandrolle RR1, RR2 werden auch als Neigungselemente bezeichnet. Die Speichereinheit kann das Stellglied PU umfassen, das funktionsmäßig in der Lage ist, die Drehposition ϑ des Bandes TP und/oder mindestens ein Neigungselement zu steuern, das funktionsmäßig in der Lage ist, das Band TP zu neigen.
Das Band TP kann sich in einer Vorwärtsrichtung entlang einer Längsrichtung X bewegen, wie in 1 gezeigt. Die Vorwärtsrichtung entspricht einer Bandtransportrichtung TPDIR entlang der Längsrichtung X, wobei das Band TP zuerst zum Beispiel das erste Kopfmodul HM1 und anschließend das zweite Kopfmodul HM2 passiert. Eine Rückwärtsrichtung des Bandes TP ist gegenüber der Vorwärtsrichtung umgekehrt.
Zu dem Bandweg gehören ein erster Sensor S1 an einer ersten Längsposition x1 und ein zweiter Sensor S2 an einer zweiten Längsposition x2, wie in 1 gezeigt. Bei beiden Sensoren S1, S2 kann es sich um optische Sensoren handeln, wie zum Beispiel Lichtschranken, Fotodetektoren oder eine angeordnete Gruppe von Fotodetektoren. Der erste und der zweite Sensor S1, S2 sind bezogen auf die Längsrichtung X auf gegenüberliegenden Seiten des Kopfs HU angeordnet. Weiterhin sind der erste Sensor S1 und der zweite Sensor S2 auf gegenüberliegenden Seiten der ersten und der zweiten Bandrolle RR2, RR1 angeordnet. Ein erster Längsabstand L1 entspricht einem Abstand zwischen der ersten Längsposition x1 und dem Kopf HU. Ein zweiter Längsabstand L2 entspricht einem Abstand zwischen der zweiten Längsposition x2 und dem Kopf HU. Ein weiterer erster Längsabstand L1* entspricht einem Abstand zwischen der ersten Längsposition x1 und einer weiteren ersten Längsposition x1* der ersten Bandrolle RR1. Ein weiterer zweiter Längsabstand L2* entspricht einem Abstand zwischen der zweiten Längsposition x2 und einer weiteren zweiten Längsposition x2* der zweiten Bandrolle RR2. Jeder Sensor S1, S2 ist vorzugsweise in der Lage, eine Bandkante E zu beobachten. Der erste Sensor S1 ist weiterhin in der Lage, ein erstes Sensorausgangssignal abhängig von der beobachteten Bandkante E bereitzustellen. Das erste Sensorausgangssignal entspricht einer ersten seitlichen Bandposition y_x1(t) in Bezug auf einen vorab festgelegten Bezugspunkt REF an der ersten Längsposition x1. Der zweite Sensor S2 ist funktionsmäßig in der Lage, ein zweites Sensorausgangssignal abhängig von der beobachteten Bandkante E bereitzustellen. Das zweite Sensorausgangssignal entspricht einer zweiten seitlichen Bandposition y_x2(t) in Bezug auf einen vorab festgelegten Bezugspunkt REF an der zweiten Längsposition x2. Der Bezugspunkt REF kann beispielsweise eine seitliche Position des ersten und zweiten Sensors S1, S2 sein. Die erste Längsposition x1 und die zweite Längsposition x2 werden auch als Längserfassungspositionen bezeichnet.
2 zeigt ein Schaubild, das die seitliche Bandbewegung über der Zeit t darstellt. Gezeigt wird ein Signalverlauf der ersten seitlichen Bandposition y_x1(t) und ein Positionsfehlersignal PES über der Zeit t. Die erste seitliche Bandposition y_x1(t) wird zum Beispiel von dem ersten Sensor S1 an der ersten Längsposition x1 bereitstellt. Die erste seitliche Bandposition y_x1(t) und das Positionsfehlersignal PES verändern sich im Lauf der Zeit t aufgrund der seitlichen Bandbewegung, die durch seitliche Störungen wie zum Beispiel Stapelverschiebungen eingeführt werden. Aufgrund der seitlichen Bandbewegung des Bandes TP kann eine resultierende Bandbewegungsrichtung TMD (siehe auch 3) auch Bewegungskomponenten in seitlicher Richtung Y umfassen. Ein Bandschräglauf θ entspricht einem Winkel zwischen der resultierenden Bandbewegungsrichtung TMD und der Längsrichtung X (siehe auch 3).
Das Positionsfehlersignal PES wird vorzugsweise vom Kopf HU bereitgestellt und vorzugsweise von einem Steuerungssystem gesteuert (4). Das Positionsfehlersignal PES entspricht einem seitlichen Abstand zwischen einer aktuellen seitlichen Kopfposition und einer vorab festgelegten Bezugsposition r_y auf einem bestimmten Servomuster an der Längsposition x0 des Kopfs. In dem Schaubild in 2 stellt der Signalverlauf des Positionsfehlersignals PES ein Positionsfehlersignal dar, das in einer Konfiguration des Steuerungssystems mit offener Schleife gemäß 4 erfasst wurde. Die Konfiguration des Steuerungssystems mit offener Schleife ist zum Beispiel gegeben, wenn der Kopf HU fest auf eine vorab festgelegte seitliche Kopfposition y eingestellt ist, wie zum Beispiel den Bezugspunkt REF.
Wie in 2 zu sehen ist, eilt der Signalverlauf der ersten seitlichen Bandposition y_x1(t) dem Signalverlauf des Positionsfehlersignals PES voraus und zeigt dadurch die Vorwärtsrichtung des sich bewegenden Bandes TP an. Die Zeitverzögerung zwischen dem Signalverlauf der ersten seitlichen Bandposition y_x1(t) und dem Signalverlauf des Positionsfehlersignals PES korreliert mit einer Zeitdauer, in der ein vorab festgelegter Punkt des Bandes TP den ersten Längsabstand L1 mit einer vorab festgelegten Bandgeschwindigkeit v durchläuft. Die erste seitliche Bandposition y_x1(t) ermöglicht eine Bewertung der seitlichen Bandposition an der Längsposition x0 des Kopfs.
3 zeigt das Band TP, das sich in Vorwärtsrichtung mit der vorab festgelegten Bandgeschwindigkeit v bewegt. An einem ersten Zeitpunkt t₁ wird eine seitliche Bandposition y_x(t₁) an einer zuvor festgelegten Längserfassungsposition ermittelt, wie zum Beispiel durch den ersten Sensor S1 an der ersten Längsposition x1. An einem zweiten Zeitpunkt t₂ wird eine weitere seitliche Bandposition y_x(t₂) an derselben vorab festgelegten Längserfassungsposition ermittelt. In Rückwärtsrichtung können die seitlichen Bandpositionen y_x(t₁), y_x(t₂) zum Beispiel durch den zweiten Sensor S2 an der zweiten Längsposition x2 ermittelt werden.
Alternativ oder zusätzlich können beide seitliche Bandpositionen y_x(t₁), y_x(t₂) aus bestimmten seitlichen Positionen d_y abgeleitet werden, die aus dem Positionsfehlersignal PES abgeleitet werden. Die bestimmte seitliche Position d_y entspricht einer zugehörigen seitlichen Bandposition. Wie bereits erwähnt, wird das Positionsfehlersignal PES üblicherweise in eine Spurfolgesteuerung der seitlichen Kopfposition y des Kopfs HU einbezogen. Die Spurfolgesteuerung kann in einem Steuerungssystem mit geschlossener Schleife umgesetzt werden, wie in 4 gezeigt. Dadurch ist üblicherweise nur ein in einer geschlossenen Schleife erfasstes Positionsfehlersignal PES verfügbar, das gewöhnlich nicht die Möglichkeit bietet, die bestimmte seitliche Position d_y direkt abzuleiten. Die seitliche Position d_y kann jedoch aus einem vorab festgelegten ersten Parameter P_yy eines Modells P eines Stellgliedes PU und einer vorab festgelegten Reglerverstärkung K_y eines Reglers KU abgeleitet werden, wie in Gleichung F2 in 4 gezeigt.
In diesem Zusammenhang kann die seitliche Bandposition y_x(t₁) aus der am ersten Zeitpunkt t₁ ermittelten seitlichen Position d_y abgeleitet werden, und die weitere seitliche Bandposition y_x(t₂) kann aus einer am zweiten Zeitpunkt t₂ ermittelten seitlichen Position d_y abgeleitet werden. Die am ersten Zeitpunkt t₁ ermittelte seitliche Position d_y kann zum Beispiel gleich der seitlichen Bandposition y_x(t₁) sein. Die am zweiten Zeitpunkt t₂ ermittelte seitliche Position d_y kann zum Beispiel gleich der zweiten seitlichen Bandposition y_x(t₂) sein. Beide seitliche Bandpositionen y_x(t₁), y_x(t₂) entsprechen zwei ermittelten aufeinander folgenden seitlichen Bandpositionen.
Der Bandschräglauf θ kann unter Verwendung von Gleichung F0 in 3 abgeleitet werden, die eine trigonometrische Beziehung des Dreiecks ABΓ Δ darstellt. Eine erste Dreieckseite d_BΓ entspricht dem seitlichen Abstand zwischen beiden ermittelten seitlichen Bandpositionen y_x(t₁), y_x(t₂). Eine zweite Dreieckseite d_AB entspricht einem Abstand in Bandbewegungsrichtung TMD, der sich aus der aktuellen Bandgeschwindigkeit v und einer Zeitdifferenz Δt ergibt. Die Zeitdifferenz Δt entspricht einer Zeitverzögerung zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt t₁, t₂.
Gemäß 4 ist das Stellglied PU des Steuerungssystems funktionsmäßig in der Lage, den Kopf HU abhängig von einem vorab festgelegten Positionssteuersignal u_y mindestens seitlich zu bewegen. Die aktuelle seitliche Position des Kopfs HU ist durch die seitliche Kopfposition y dargestellt. Das Positionssteuersignal u_y wird von dem Regler KU abhängig von der vorab festgelegten Reglerverstärkung K_y und dem Positionsfehlersignal PES bereitgestellt. Das Positionsfehlersignal PES wird aus einer Differenz der seitlichen lateral Position d_y und der seitlichen Kopfposition y und der Bezugsposition r_y auf dem jeweiligen Servomuster abgeleitet.
Zusätzlich kann das Stellglied PU funktionell so gestaltet sein, dass es den Kopf HU abhängig vom Schräglaufsteuersignal u_ϑ drehend bewegt. Die aktuelle Drehposition des Kopfs HU ist durch die Kopfdrehposition ϑ dargestellt. Das Schräglaufsteuersignal u_ϑ wird vom Regler KU abhängig von einer weiteren vorab festgelegten Reglerverstärkung K_ϑ und einem Schräglauffehlersignal SES bereitgestellt. Das Schräglauffehlersignal SES wird aus einer Differenz des aktuellen Bandschräglaufs θ und der Kopfdrehposition ϑ und einem vorab festgelegten Schräglaufbezugswert r_ϑ abgeleitet. Neben dem Regler KU kann das Steuerungssystem einen gesonderten Regler umfassen, der das Schräglaufsteuersignal u_ϑ abhängig vom Schräglauffehlersignal SES bereitstellt. Alternativ oder zusätzlich kann das Schräglaufsteuersignal u_ϑ den Neigungselementen bereitgestellt werden, wie zum Beispiel der ersten und zweiten Bandrolle RR1, RR2, um das Band TP entsprechend zu neigen.
Gleichung F2 in 4 bezieht sich auf das in 4 gezeigte Steuerungssystem. Das Modell P des Stellglieds kann zum Beispiel eine 2×2-Matrix sein, wie in Gleichung F4 in 4 gezeigt. Dadurch entspricht das Stellgliedmodell P einem System mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen. Der erste Parameter P_yy modelliert eine Beziehung zwischen der seitlichen Kopfposition y und dem Positionssteuersignal u_y. Ein zweiter Parameter P_ϑϑ modelliert eine Beziehung zwischen der Kopfdrehposition ϑ und dem vorab festgelegten Schräglaufsteuersignal u_ϑ. Die verbleibenden Parameter P_yϑ, P_ϑy stellen eine Kreuzkopplung zwischen der seitlichen Kopfposition y und dem vorab festgelegten Schräglaufsteuersignal u_ϑ sowie eine Kreuzkopplung zwischen der Kopfdrehposition ϑ und dem vorab festgelegten Positionssteuersignal u_y dar.
Ein Programm gemäß dem Ablaufplan von 5 wird zum Beispiel von einer Steuereinheit der Speichereinheit wie zum Beispiel einer Mikrosteuereinheit ausgeführt. Die Steuereinheit kann auch als Vorrichtung zum Betreiben der Speichereinheit bezeichnet werden. Das Programm in 5 stellt eine Bewertung des Bandschräglaufs dar.
Die Ausführung des Programms beginnt in einem Schritt S0. In einem Schritt S2 werden die zwei aufeinander folgenden seitlichen Bandpositionen y_x(t₁), y_x(t₂) ermittelt. Zusätzlich können weitere seitliche Bandpositionen ermittelt werden. Die mindestens zwei seitlichen Bandpositionen y_x(t₁), y_x(t₂) können aus dem Positionsfehlersignal PES abgeleitet werden, zum Beispiel durch Verwendung des Stellgliedmodells P und der vorab festgelegten Reglerverstärkung K_y. Alternativ oder zusätzlich können die mindestens zwei seitlichen Bandpositionen y_x(t₁), y_x(t₂) abhängig von der ersten oder zweiten seitlichen Bandposition y_x1(t), y_x2(t) bewertet werden, die von dem ersten oder zweiten Sensor S1, S2 abhängig von der Bandtransportrichtung TPDIR bereitgestellt werden.
In einem Schritt S4 wird der Bandschräglauf θ zum Beispiel abhängig von den mindestens zwei seitlichen Bandpositionen y_x(t₁), y_x(t₂) und der aktuellen Bandgeschwindigkeit v und der Zeitdifferenz Δt ermittelt. Der Bandschräglauf θ kann unter Verwendung von Gleichung F0 in 3 und Berechnen seines Arkussinus ermittelt werden.
In einem Schritt S6 wird das Schräglauffehlersignal SES abhängig von dem ermittelten Bandschräglauf θ und der aktuellen Kopfdrehposition ϑ des Kopfs HU ermittelt.
In einem Schritt S8 wird das Schräglaufsteuersignal u_ϑ abhängig vom Schräglauffehlersignal SES ermittelt. Die Kopfdrehposition ϑ des Kopfs HU wird durch das Stellglied P und/oder die Neigungselemente abhängig von dem ermittelten Schräglaufsteuersignal u_ϑ so gesteuert, dass der Kopf HU an der aktuellen Bandbewegungsrichtung TMD in der Weise ausgerichtet wird, dass der Kopf HU zum Lesen und/oder Schreiben von Daten eingesetzt werden kann. Die Ausführung des Software-Programms endet in Schritt S10. Vorzugsweise beginnen die Programmausführung und damit die Bewertung des Bandschräglaufs erneut in Schritt S2.
Obwohl die Erfindung durch einige beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Selbstverständlich sind für den Fachmann verschiedene Änderungen und Varianten der vorliegenden Erfindung möglich, ohne den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die vorliegende Erfindung soll diese Änderungen und Varianten abdecken, sofern sie in den durch die folgenden Ansprüche und ihre gleichwertigen Entsprechungen definierten Schutzbereich fallen.
BEZUGSZEICHENLISTE

ABΓ Δ

Dreieck

θ

Bandschräglauf

ϑ

Kopfdrehposition

u_ϑ

Schräglaufsteuersignal

u_y

Positionssteuersignal

r_y

Bezugsposition

r_ϑ

Schräglaufbezugswert

d_y

seitliche Position

d_AB, d_BΓ

Dreieckseiten

y_x1(t), y_x(t), y_x(t₁), y_x(t₂)

seitliche Bandpositionen

P_yy, P_yϑ, P_ϑy, P_ϑϑ

Parameter des Stellgliedmodells

E

Bandkante

HU

Kopf

L1, L2, L1*, L2*

Längsabstand

P

Stellgliedmodell

PES

Positionsfehlersignal

PU

Kopfstellglied

RE

Servoleseelement

REF

Bezugspunkt

RR,

RR1, RR2 Bandrollen

RW

Kopfelement

S1,

S2 Sensor

SES

Schräglauffehlersignal

t, t₁, t₂

Zeit

TMD

Bandbewegungsrichtung

TP

Band

TPDIR

Bandtransportrichtung

v

Bandgeschwindigkeit

X

Längsrichtung

x0

Längsposition des Kopfs

x1, x2, x1*, x2*

Längspositionen

y

seitliche Kopfposition

Y

seitliche Richtung bzw. Querrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0549848 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Speichereinheit mit einem Band (TP) und einem Kopf (HU), der funktionsmäßig in der Lage ist, Daten von dem Band (TP) zu lesen beziehungsweise darauf zu schreiben, wobei das Band (TP) in einer vorab festgelegten Längsrichtung (X) beweglich ist, wobei innerhalb des Umfangs einer Bandschräglaufbewertung – mindestens zwei aufeinander folgende aktuelle seitliche Bandpositionen (y_x(t₁), y_x(t₂)) des Bandes (TP) in Bezug auf einen vorab festgelegten Bezugspunkt (REF) an einer vorab festgelegten Längserfassungsposition ermittelt werden, – ein Bandschräglauf (θ) des Bandes (TP) abhängig von den mindestens zwei ermittelten seitlichen Positionen (y_x(t₁), y_x(t₂)) ermittelt wird, wobei der Bandschräglauf (θ) einem Winkel zwischen einer aktuellen Bandbewegungsrichtung (TMD) des Bandes (TP) und der Längsrichtung (X) entspricht, – ein Schräglaufsteuersignal (u_ϑ) abhängig von dem ermittelten Bandschräglauf (θ) ermittelt wird, – eine Kopfdrehposition (ϑ) des Kopfs (HU) abhängig vom Schräglaufsteuersignal (u_ϑ) so gesteuert wird, dass der Kopf (HU) an der aktuellen Bandbewegungsrichtung (TMD) in der Weise ausgerichtet wird, dass der Kopf (HU) funktionsmäßig zum Lesen und/oder Schreiben von Daten in der Lage ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Neigungselement der Speichereinheit abhängig vom Schräglaufsteuersignal (u_ϑ) so gesteuert wird, dass die Bandbewegungsrichtung (TMD) des Bandes (TP) am Kopf (HU) in der Weise ausgerichtet wird, dass der Kopf (HU) funktionsmäßig zum Lesen und/oder Schreiben von Daten in der Lage ist.
Verfahren zum Betreiben einer Speichereinheit mit mindestens einem Neigungselement, einem Band (TP) und einem Kopf (HU), der funktionsmäßig in der Lage ist, Daten von dem Band (TP) zu lesen beziehungsweise darauf zu schreiben, wobei das Band (TP) in einer vorab festgelegten Längsrichtung (X) beweglich ist, wobei innerhalb des Umfangs einer Bandschräglaufbewertung – mindestens zwei aufeinander folgende aktuelle seitliche Bandpositionen (y_x(t₁), y_x(t₂)) des Bandes (TP) in Bezug auf einen vorab festgelegten Bezugspunkt (REF) an einer vorab festgelegten Längserfassungsposition ermittelt werden, – ein Bandschräglauf (θ) des Bandes (TP) abhängig von den mindestens zwei ermittelten seitlichen Positionen (y_x(t₁), y_x(t₂)) ermittelt wird, wobei der Bandschräglauf (θ) einem Winkel zwischen einer aktuellen Bandbewegungsrichtung (TMD) des Bandes (TP) und der Längsrichtung (X) entspricht, – ein Schräglaufsteuersignal (u_ϑ) abhängig von dem ermittelten Bandschräglauf (θ) ermittelt wird, – das mindestens eine Neigungselement abhängig vom Schräglaufsteuersignal (u_ϑ) so gesteuert wird, dass die Bandbewegungsrichtung (TMD) des Bandes (TP) am Kopf (HU) in der Weise ausgerichtet wird, dass der Kopf (HU) funktionsmäßig zum Lesen und/oder Schreiben von Daten in der Lage ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei eine Kopfdrehposition (ϑ) des Kopfs (HU) abhängig vom Schräglaufsteuersignal (u_ϑ) so gesteuert wird, dass der Kopf (HU) an der aktuellen Bandbewegungsrichtung (TMD) in der Weise ausgerichtet wird, dass der Kopf (HU) funktionsmäßig zum Lesen und/oder Schreiben von Daten in der Lage ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – mindestens eine Bandkante (E) des Bandes (TP) beobachtet wird, – die mindestens zwei aufeinander folgenden seitlichen Bandpositionen (y_x(t₁), y_x(t₂)) abhängig von der mindestens einen beobachteten Bandkante (E) ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die mindestens eine Bandkante (E) unter Verwendung von mindestens einem optischen Sensor beobachtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – ein vorab festgelegtes Positionsfehlersignal (PES) beobachtet wird, das einem seitlichen Abstand zwischen dem Kopf (HU) und einer vorab festgelegten Bezugsposition (r_y) auf einem bestimmten Servomuster (SP) von vorab festgelegten Servomustern entspricht, die auf dem Band (TP) entlang einer Längserstreckung des Bandes (TP) gespeichert sind, – die mindestens zwei aufeinander folgenden seitlichen Bandpositionen (y_x(t₁), y_x(t₂)) abhängig von der Beobachtung des vorab festgelegten Positionsfehlersignals (PES) ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die mindestens zwei aufeinander folgenden seitlichen Bandpositionen (y_x(t₁), y_x(t₂)) abhängig von einem vorab festgelegten Modell (P) eines Stellgliedes (PU) ermittelt werden, auf welches das Positionsfehlersignal (PES) angewendet wird, wobei das Stellglied (PU) funktionell in der Lage ist, mindestens eine seitliche Kopfposition (y) des Kopfs (HU) zu steuern.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – eine Bandtransportrichtung (TPDIR) des Bandes (TP) in der Längsrichtung (X) ermittelt wird, – eine Längserfassungsposition abhängig von der Bandtransportrichtung (TPDIR) in der Weise ermittelt wird, dass das Band (TP) zuerst die Längserfassungsposition und anschließend den Kopf (HU) passiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei – eine Bandtransportrichtung (TPDIR) des Bandes (TP) in der Längsrichtung (X) ermittelt wird, – die Längserfassungsposition abhängig von der Bandtransportrichtung in der Weise ermittelt wird, dass das Band (TP) zuerst die Längserfassungsposition und anschließend das mindestens eine Neigungselement passiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – eine aktuelle Bandgeschwindigkeit (v) des Bandes (TP) in Längsrichtung (X) ermittelt wird, – der Bandschräglauf (θ) abhängig von der ermittelten Bandgeschwindigkeit (v) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bandschräglaufbewertung zyklisch ausgeführt wird.
Vorrichtung zum Betreiben einer Speichereinheit mit einem Band (TP) und einem Kopf (HU), der funktionsmäßig in der Lage ist, Daten von dem Band (TP) zu lesen beziehungsweise darauf zu schreiben, wobei das Band (TP) in einer vorab festgelegten Längsrichtung (X) beweglich ist, wobei innerhalb des Umfangs einer Bandschräglaufbewertung die Vorrichtung funktionsmäßig in der Lage ist, – mindestens zwei aufeinander folgende aktuelle seitliche Bandpositionen (y_x(t₁), y_x(t₂)) des Bandes (TP) in Bezug auf einen vorab festgelegten Bezugspunkt (REF) an einer vorab festgelegten Längserfassungsposition zu ermitteln, – einen Bandschräglauf (θ) des Bandes (TP) abhängig von den mindestens zwei ermittelten seitlichen Positionen (y_x(t₁), y_x(t₂)) zu ermitteln, wobei der Bandschräglauf (θ) einem Winkel zwischen einer aktuellen Bandbewegungsrichtung (TMD) des Bandes (TP) und der Längsrichtung (X) entspricht, – ein Schräglaufsteuersignal (u_ϑ) abhängig von dem ermittelten Bandschräglauf (θ) zu ermitteln, – eine Kopfdrehposition des Kopfs (HU) abhängig vom Schräglaufsteuersignal (u_ϑ) so zu steuern, dass der Kopf (HU) an der aktuellen Bandbewegungsrichtung (TMD) in der Weise ausgerichtet wird, dass der Kopf (HU) funktionsmäßig zum Lesen und/oder Schreiben von Daten in der Lage ist.
Vorrichtung zum Betreiben einer Speichereinheit mit mindestens einem Neigungselement, einem Band (TP) und einem Kopf (HU), der funktionsmäßig in der Lage ist, Daten von dem Band (TP) zu lesen beziehungsweise darauf zu schreiben, wobei das Band (TP) in einer vorab festgelegten Längsrichtung (X) beweglich ist, wobei innerhalb des Umfangs einer Bandschräglaufbewertung die Vorrichtung funktionsmäßig in der Lage ist, – mindestens zwei aufeinander folgende aktuelle seitliche Bandpositionen (y_x(t₁), y_x(t₂)) des Bandes (TP) in Bezug auf einen vorab festgelegten Bezugspunkt (REF) an einer vorab festgelegten Längserfassungsposition zu ermitteln, – einen Bandschräglauf (θ) des Bandes (TP) abhängig von den mindestens zwei ermittelten seitlichen Positionen (y_x(t₁), y_x(t₂)) zu ermitteln, wobei der Bandschräglauf (θ) einem Winkel zwischen einer aktuellen Bandbewegungsrichtung (TMD) des Bandes (TP) und der Längsrichtung (X) entspricht, – ein Schräglaufsteuersignal (u_ϑ) abhängig von dem ermittelten Bandschräglauf (θ) zu ermitteln, – das mindestens eine Neigungselement abhängig vom Schräglaufsteuersignal (u_ϑ) so zu steuern, dass die Bandbewegungsrichtung (TMD) des Bandes (TP) am Kopf (HU) in der Weise ausgerichtet wird, dass der Kopf (HU) funktionsmäßig zum Lesen und/oder Schreiben von Daten in der Lage ist.