硬碟伺服信号写入系统的硬件设计与分析

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ddall
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当今数据存储量越来越大,对硬盘容量的要求也越来越大,在不增大硬盘尺寸的前提下,就需要数据轨道越来越小,这样也要求磁头越来越小。小尺寸的磁头生产出来后,要对其进行测试就需要同样小的伺服信号轨道。目前公司使用的伺服信号写入器能写的轨道窄度逐渐到达瓶颈,不能满足磁头的发展需求,需要开发新的写入器。针对这种情形,本文以FPGA为核心,开发设计了一种新型伺服写入器的硬件系统,为研发新一代的伺服信号写入器提供硬件解决方案。  本文详细分析了当前国内外伺服信号写入方法的优缺点,结合公司的实际情况,为这台写入器选择了把最终伺服信号用螺旋方式写入的方法。为实现这种写入方法,本文设计了整体的硬件系统,并分配了系统各部件的功能。然后详细分析硬件系统的核心——伺服信号产生板的功能要求,对这些要求拟定解决方案。根据方案,文中选择FPGA作为该板的核心,设计了包括RAM存储器、DDS时钟产生器、CPLD通讯电路、EPC16配置器等模块的硬件电路。文中给出各模块设计的过程,并最终通过实验验证了设计的可行性。  文中还根据伺服信号产生板的功能要求,给出了该板FPGA的固件的设计方案。文中以模块图、VHDL语言和Verilog HDL语言方式设计了寄存器组、锁相环及其重配置、起始信号、伺服信号输出逻辑、轨道数更新逻辑等FPGA固件模块。通过仿真波形和最终输出的伺服信号波形验证了设计满足其功能要求和时序特性。  然后文中还设计了硬件系统的另外一块板——读写板。根据生产需要,对这个板提出了产生序列号的功能要求,敲定设计方案还是以FPGA为核心,加上必要的电平转换电路设计了此板的硬件电路。再以Quartus II平台设计了FPGA的固件,通过仿真和实际输出波形验证了设计。
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