磁记录中的PRML技术研究及其应用

作     者：周鸣昊 

作者单位：上海交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：戎蒙恬;于晓红

授予年度：2008年

学科分类：08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：硬盘驱动器 磁记录 部分响应 完全匹配 PRML读取通道 垂直读写 水平读写 

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。