DE19900800A1 - Festplattenlaufwerk mit einer Vielzahl von Kopf-Platte-Aufbauten - Google Patents

Festplattenlaufwerk mit einer Vielzahl von Kopf-Platte-Aufbauten

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Description

Hintergrund der Erfindung 1. Feld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Festplatten­ laufwerk (HDD) für die Erkennung eines auf eine Festplatte geschriebenen Signals unter Verwendung eines Kopfes und für die Wiedergabe des Signals, und besonders auf ein HDD für die ganz­ heitliche Steuerung einer Vielzahl von Festplatten als eine Hardware-Struktur.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Ein HDD ist verbreitet als eine Hilfsspeichervorrichtung ver­ wendet worden, um Informationen auf ein magnetisches Aufzeich­ nungsmedium zu schreiben und die Informationen davon wieder aus­ zulesen. Das HDD enthält eine elektronische Vorrichtung und eine mechanische Vorrichtung und kann Daten durch Wandlung eines digitalen, sich augenblicklich ändernden, elektronischen Impul­ ses in ein permanentes magnetisches Feld schreiben und lesen. Informationen werden geschrieben während ein als Elektromagnet wirkender Kopf mit einer Scheibe (oder Platte) mit einer magne­ tischen Eigenschaft zusammenwirkt. Im Gegensatz wird beim Lesen der Information die magnetisierte Information in ein elektri­ sches Signal gewandelt.
Ein HDD enthält in seinem Gehäuse allgemein Platten als mag­ netische Aufzeichnungsmedium, magnetische Köpfe zum Schreibens Lesen der Daten, welche die Aufzeichnungsoberfläche des magne­ tischen Aufzeichnungsmediums überstreichen, und einen Antriebs­ arm zum Bewegen der magnetischen Köpfe.
Fig. 1 ist ein Diagramm, das die Struktur eines konventio­ nellen HDD veranschaulicht. Das HDD ist physikalisch und grob unterteilt in eine Hauptschaltungsplatine (PCB) 11 und einen Kopf-Platte-Aufbau (HDA) 15. Auch enthält das HDD die Verbinder 12 und 16 zur elektrischen Verbindung der PCB 11 und des HDA 15.
Der HDA 15 enthält Platten zum Speichern magnetisierter Daten und Köpfe zum Schreiben und zum Lesen der Daten auf die bzw. von den Platten, um Daten an eine/von einer geeigneten Position auf den Platten zu schreiben/zu lesen. Auch steuert die PCB 11 das Schreiben/Lesen der Daten durch die Köpfe, die Position der Köpfe über den Platten und die Geschwindigkeit eines Spindel­ motors.
Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält das konventionelle Festplat­ tenlaufwerk nur eine PCB 11 und einen HDA 15, so daß innerhalb der Struktur nur eine HDA betrieben werden kann. Weil das kon­ ventionelle Laufwerk eine feste Plattenspeicherkapazität hat, kann daher ein Bedarf nach unterschiedlicher Plattenspeicher­ kapazität nicht befriedigt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Um die obigen Probleme zu lösen, ist es ein Ziel der vorlie­ genden Erfindung, ein Festplattenlaufwerk (HDD) mit einer Viel­ zahl von Kopf-Platte-Aufbauten vorzusehen, das den Bedarf für variable Plattenspeicherkapazitäten befriedigen kann.
Um das Ziel zu erreichen, wird ein HDD für das Erkennen und Lesen eines auf eine Festplatte geschriebenen Signals vorgese­ hen, das enthält: eine Vielzahl von Kopf-Platte-Aufbauten, des­ sen jeder eine Vielzahl von Platten zum Speichern magnetisierter Daten und eine Vielzahl von Köpfen zum Schreiben und Lesen der Daten auf die bzw. von den Platten enthält; eine Hauptschal­ tungsplatine, die physikalisch von jedem Kopf-Platte-Aufbau getrennt ist, für die Steuerung des Schreibens/Lesens von Daten durch die Köpfe der Kopf-Platte-Aufbauten; und Verbinder zum elektrischen Verbinden der Hauptschaltungsplatine mit jedem Kopf-Platte-Aufbau.
Vorzugsweise enthält die Hauptschaltungsplatine eine Ein­ stelleinheit zum Einstellen von Informationen über die in jedem Kopf-Platte-Aufbau enthaltenen Platten und Köpfe, und eine Schalteinheit zur Auswahl einer Platte und eines Kopfes eines Kopf-Platte-Aufbaus entsprechend der durch die Einstelleinheit eingestellten Information und zum Zugriff auf die ausgewählte Platte und den Kopf über den korrespondierenden Verbinder, wenn beabsichtigt ist, auf eine vorbestimmte Platte und einen Kopf einer der Kopf-Platte-Aufbauten zuzugreifen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Das obige Ziel und die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher werden durch die detaillierte Beschrei­ bung einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die beglei­ tenden Zeichnungen, in denen:
Fig. 1 eine Darstellung ist, die die Struktur eines konven­ tionellen Festplattenlaufwerks (HDD) veranschaulicht;
Fig. 2 ein Blockdiagramm ist, das die Struktur eines all­ gemeinen HDD zeigt;
Fig. 3 ein Diagramm ist, das die Struktur eines HDD nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ein Diagramm ist, das die externe Struktur des in Fig. 3 gezeigten HDD veranschaulicht; und
Fig. 5 ein detailliertes Blockdiagramm des HDD von Fig. 3 nach der vorliegenden Erfindung ist.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Im Folgenden wird die Struktur eines allgemeinen Festplatten­ laufwerks vor der eines Festplattenlaufwerks (HDD) nach der vor­ liegenden Erfindung beschrieben.
Mit Bezug auf Fig. 2 wird ein allgemeines HDD grob unterteilt in einen Kopf-Platte-Aufbau (HDA) 21 und eine Hauptschaltungs­ platine (PCB) 25, und wird gesteuert durch eine Hauptsteuerung 27, wie etwa einen PC.
Der HDA 21 enthält eine Vielzahl von Platten 211 zum Spei­ chern magnetisierter Daten, eine Vielzahl von Köpfen 217 zum Schreiben von Daten aus einem Lese-/Schreibkanal auf die Platten 211 und zum Lesen der Daten von den Platten, einen Vorverstärker 213 zum Verstärken eines von den Köpfen 217 aufgenommenen Sig­ nals, einen Spindelmotor 212 zum Drehen der Platten 211 mit kon­ stanter Geschwindigkeit, einen Schwingspulenmotor (VCM, nicht gezeigt) zum Bewegen eines Stellglieds 216 zu einer vorbestimm­ ten Position auf jeder Platte, und einen Anschlag 214 zum Abfan­ gen des Aufschlags des Stellglieds, wenn der Kopf 217 sich zu einer Parkzone bewegt oder sich während des Suchens aus der Datenzone heraus bewegt. Hier sind alle obigen Elemente des HDA 21 innerhalb eines geschlossenen Metallkastens zusammengebaut.
Die Hauptschaltungsplatine 25 enthält einen Schreib-/Lese­ kanal 251 zum Modulieren eines durch den Kopf 217 gelesenen Signals in ein durch einen Hostrechner lesbares digitales Signal und zum Empfangen von Benutzerdaten vom Hostrechner, um die Daten über den Vorverstärker 213 auf die Platten 211 zu schrei­ ben, eine Positionssteuerung 252 zur Durchführung der Berechnun­ gen und zur Steuerung, die für die Bewegung des Stellglieds 216 auf eine vorbestimmte Position auf der Platte benötigt wird, und eine Spindelmotorsteuerung 253 zur Steuerung des Spindelmotors 212 mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit.
Wenn das HDD eingeschaltet wird, treibt die Spindelmotorsteu­ erung 253 den Spindelmotor 212 an, damit die Platte 211 sich mit konstanter Geschwindigkeit dreht, so daß der auf einer inneren Position der Platte geparkte Kopf sich auf eine vorbestimmte Höhe hebt und bereit ist, eine beabsichtigte Position zu errei­ chen. Eine Schreiboperation beginnt, wenn der Kopf 217 die vor­ gesehene Spur und Sektor entsprechend einem durch die Hauptsteu­ erung ausgegebenen Suchkommando erreicht. Die von der Hauptsteu­ erung 27 übertragenen Daten werden codiert und dann zum Schreib- /Lesekanal 251 übertragen. Der Schreib-/Lesekanal 251 wandelt das übertragene Signal in einen Schreibstrom um, damit er eine Spule durchfließt, und dann erzeugt der Strom ein magnetisches Feld, um die Daten zur Platte 211 zu schreiben.
Wenn der Strom dem Kopf 217 über den Vorverstärker 213 zuge­ führt wird, fließt der Strom durch die Kopfspule, so daß ein magnetisches Feld induziert wird und das induzierte magnetische Feld die Platte 211 magnetisiert. D.h., das Schreiben auf die Festplatte bedeutet das Magnetisieren der Platte mit dem indu­ zierten magnetischen Feld. Falls die Richtung des durch die Spule fließenden Stroms sich umkehrt, kehrt sich auch die Rich­ tung des magnetischen Felds um, so daß die Magnetisierungsrich­ tung des Mediums ebenfalls verändert wird. Die Leseoperation wird in zur Schreiboperation umgekehrten Reihenfolge durch­ geführt. Wenn der Kopf über die Platte streicht, die mit N- und S-Polen magnetisiert ist, wirkt das magnetische Feld der Platte auf den Kopf ein. Das magnetische Feld ist innerhalb des magne­ tisierten Bereichs konstant, so daß keine Spannung in dem Bereich induziert wird. Wenn jedoch der Kopf über die Bereichs­ grenze wandert, bei der sich die Richtung des magnetischen Felds verändert, wird wegen der Umkehrung der Richtung des magneti­ schen Felds ein Strom induziert. So können die Daten unter Ver­ wendung des induzierten Stroms gelesen werden.
Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Struktur des HDD nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Hier stellt das Bezugs­ zeichen 31 eine Hauptschaltungsplatine PCB dar, das Bezugszei­ chen 33 stellt einen ersten HDA dar, und das Bezugszeichen 37 stellt einen zweiten HDA dar.
In der vorliegenden Erfindung wird eine Vielzahl von HDA durch eine Hauptschaltungsplatine PCB gesteuert, und dadurch werden unterschiedliche Plattenspeicherkapazitäten vorgesehen. Die Hauptschaltungsplatine 31 enthält einen Schaltkreis zur Steuerung der Vielzahl der HDA. Der erste und zweite HDA 33 bzw. 37 haben Unterschaltungsplatinen 36 bzw. 40, die von der Haupt­ schaltungsplatine 31 getrennt sind und deren jede Schaltkreise enthält, die zum Antreiben der Festplatte oder zum Schreibens Lesen von Daten benötigt werden. Z.B. kann ein Treiberschalt­ kreis für den Spindelmotor auf den Unterschaltungsplatinen 36 und 40 enthalten sein. Auch gibt es die Verbinder 32, 35 und 39 zum Erzeugen der Verbindung zwischen der Hauptschaltungsplatine 31 und den Unterplatinen 36 und 40 der HDA 33 und 37.
Fig. 4 ist ein Diagramm, das die externe Struktur des in Fig. 3 gezeigten HDD zeigt. Die Hauptschaltungsplatine 41 und jede HDA 43 und 45 bestehen als getrennt Hardware, und sie sind mit­ einander über die Verbinder 42, 44 und 46 verbunden.
Fig. 5 ist ein detailliertes Blockdiagramm des HDD nach der vorliegenden Erfindung. Hier sind zwei HDA 51 und 52 mit der einzigen Hauptschaltungsplatine 55 verbunden.
Der erste HDA 51 enthält die Platten 511 zum Speichern mag­ netisierter Daten, die Köpfe 518 zum Schreiben von Daten auf die Platten 511 und zum Lesen der Daten von den Platten 511, einen Schreib-/Lesekanal 515 zur Modulation eines von den Köpfen 518 gelesenen, analogen Signals in ein digitales Signal und zum Emp­ fang von Benutzerdaten, um die Daten auf die Platten 511 zu schreiben, eine Positionssteuerung 516 zur Steuerung eines Stellglieds 513, um den Kopf 518 zu einer vorbestimmten Position auf der Platte 511 hin zu bewegen, und eine Spindelmotorsteu­ erung 517 zur Steuerung eines Spindelmotors 512 mit einer kon­ stanten Drehgeschwindigkeit.
Auch enthält der zweite HDA 52 die Platten 521 zum Speichern magnetisierter Daten, die Köpfe 528 zum Schreiben von Daten auf die Platten 521 und zum Lesen der Daten von den Platten 521, einen Schreib-/Lesekanal 525 zur Modulation eines von den Köpfen 528 gelesenen, analogen Signals in ein digitales Signal und zum Empfang von Benutzerdaten, um die Daten auf die Platten 521 zu schreiben, eine Positionssteuerung 526 zur Steuerung eines Stellglieds 523, um den Kopf 528 zu einer vorbestimmten Position auf der Platte 521 hin zu bewegen, und eine Spindelmotorsteu­ erung 527 zur Steuerung eines Spindelmotors 522 mit einer kon­ stanten Drehgeschwindigkeit. So steuern jede der HDA 51 und 52 seine Platten und Köpfe, in denen Schaltkreise für den Schreib- /Lesekanal eingebaut sind. Hier schließen die Schaltkreise für den Schreib-/Lesekanal die Positionssteuerung und die Spindel­ motorsteuerung ein.
Die Hauptschaltungsplatine 55 ist physikalisch von dem ersten und dem zweiten HDA 51 bzw. 52 getrennt und steuert das Schrei­ ben/Lesen von Daten durch den ersten und zweiten HDA 51 bzw. 52. Auch gibt es Verbinder (nicht gezeigt) für die elektrische Ver­ bindung der Hauptschaltungsplatine 55 mit den jeweiligen HDA 51 und 52.
Die Hauptschaltungsplatine 55 enthält eine Hauptsteuerung 553 und eine Schalteinheit 551. Die Hauptsteuerung 553 stellt Infor­ mation über die in jeder der HDA 51 und 52 verwirklichten Plat­ ten und Köpfe ein und steuert die Auswahl der ersten HDA 51 oder der zweiten HDA 52 entsprechend einem Auswahlkommando des Host­ rechners, und wählt einen der Köpfe aus, der zum ausgewählten HDA gehört. Wenn beabsichtigt ist, auf eine vorbestimmte Platte und Kopf zuzugreifen, wählt die Schalteinheit 551 einen HDA ent­ sprechend der Steuerung der Hauptsteuerung 553 aus und greift auf die Platte und den Kopf des ausgewählten HDA über den Ver­ binder zu.
Die Hauptsteuerung 553 kann Information über die Platte und den Kopf, wie etwa die Anzahl der mit der Hauptschaltungsplatine verbundenen HDA und die zu jedem HDA gehörenden Köpfe, unter Verwendung eines vorbestimmten Kurzschlußsteckers einstellen. Die Hauptsteuerung 553 erkennt die mit der Hauptschaltungspla­ tine verbundenen HDA und die Köpfe jedes HDA entsprechend der durch die Kurzschlußstecker eingestellte Information und steuert die Auswahl der HDA und des Kopfes entsprechend dem Auswahl­ kommando des Hostrechners. Z.B. angenommen, daß zwei HDA mit jeweils vier Köpfen mit der Hauptschaltungsplatine verbunden sind und der Hostrechner den Auftrag stellt, auf den fünften Kopf zuzugreifen, dann wählt die Hauptsteuerung 553 einen ersten Kopf der zweiten HDA 52 aus, welches der fünfte Kopf ist, um unter Verwendung des ausgewählten Kopfes Daten zu schreiben/ lesen. Wenn ein Kopf des HDA 51 oder 52 durch die Hauptschal­ tungsplatine 55 ausgewählt ist, kann das Schreiben/Lesen von Daten getrennt entsprechend der Funktion der zu dem korrespon­ dierenden HDA gehörenden Unterschaltungsplatine durchgeführt werden.
Wie oben beschrieben, kann das HDD nach der vorliegenden Erfindung Schreib-/Leseoperationen durch Verbinden einer Viel­ zahl von HDA mit einer Hauptschaltungsplatine durchführen, und dadurch wird unterschiedliche Plattenspeicherkapazität vorge­ sehen.

Claims (4)

1. Festplattenlaufwerk (HDD) für das Erkennen und Lesen eines auf eine Festplatte geschriebenen Signals unter Verwendung eines Kopfes, das enthält:
eine Vielzahl von Kopf-Platte-Aufbauten mit einer Vielzahl von Platten zum Speichern magnetisierter Daten und einer Viel­ zahl von Köpfen zum Schreiben und Lesen der Daten auf die bzw. von den Platten;
eine Hauptschaltungsplatine, die physikalisch von jedem Kopf- Platte-Aufbau getrennt ist, für die Steuerung des Schreibens- Lesens von Daten durch die Köpfe der Kopf-Platte-Aufbauten; und Verbinder zum elektrischen Verbinden der Hauptschaltungspla­ tine mit jedem Kopf-Platte-Aufbau.
2. Festplattenlaufwerk nach Anspruch 1, wobei die Hauptschal­ tungsplatine enthält:
eine Einstelleinheit zum Einstellen von Informationen über die in jedem Kopf-Platte-Aufbau enthaltenen Platten und Köpfe und
eine Schalteinheit zur Auswahl einer Platte und eines Kopfes eines Kopf-Platte-Aufbaus entsprechend der durch die Einstell­ einheit eingestellten Information und zum Zugriff auf die aus­ gewählte Platte und den Kopf über den korrespondierenden Verbin­ der, wenn beabsichtigt ist, auf eine vorbestimmte Platte und einen Kopf einer der Kopf-Platte-Aufbauten zuzugreifen.
3. Festplattenlaufwerk nach Anspruch 2, wobei die Einstellein­ heit Informationen über die Anzahl der in jedem Kopf-Platte- Aufbau enthaltenen Platten und Köpfe einstellt.
4. Festplattenlaufwerk nach Anspruch 1, wobei jeder Kopf-Platte- Aufbau enthält:
eine Schreib-/Lesekanal für die Modulation eines durch einen Kopf gelesenen, analogen Signals in ein digitales Signal und für den Empfang von Benutzerdaten, um die Daten auf die Platte zu schreiben;
eine Positionssteuerung zur Steuerung der Bewegung des Kopfes auf eine vorbestimmte Position der Platte; und
eine Spindelmotorsteuerung zur Steuerung eines Spindelmotors mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit.
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