JPH02220263A - Disc memory device - Google Patents

Abstract

PURPOSE: To improve speed up and efficiency in the whole operation of data reading and writing by distinguishing data reading operation from data writing operation and controlling. CONSTITUTION: In a control system, whether writing operation or reading operation is executed after seeking required at present is judged, in the case of approaching to an objective track prior to writing operation, in accordance with a strict statical standard in order to closely align a transducer head with the center line, the transducer is strictly aligned with the center line of the track to house it within the borderline of the track. When writing operation is judged not to execute after seeking and reading operation is instructed, a loose statical standard is used and the transducer is positioned in the condition that most of the head comes over the objective track. When a data chanel is not correctly read, data are thrown away until no error is identified and read in stored data.

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明はデータ記憶装置に関し、より具体的には、関連
する媒体にデータを記録し、媒体からデータを読み取る
ために、並行トラック間を移動するトランスデユーサを
利用する前記装置の制御手段に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. INDUSTRIAL APPLICATION FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to data storage devices, and more particularly to data storage devices that move between parallel tracks for recording data on and reading data from associated media. The present invention relates to a control means for the apparatus using a transducer.

Ｂ、従来の技術 データ処理ンステムにおいて最も狭義の機能は、通常、
記憶装置にデータを記憶すること及びそれからデータを
読み取ることである。ディスク・タイプの記憶装置から
得られる直接アクセスは、本質的に非連続データに対し
ては逐次式の磁気テープ装置を使用するよりも高速であ
るが、そのような装置でも、はとんどの使用システムで
可能な高速のデータ速度よりもずっと遅い。直接アクセ
ス記憶装置には多数の遅延要因があり、設計者はそれを
短縮しようと努力している。トラック間のシーク時間は
、データ・ブロック間の中断を制限するため、多数の技
術を適用される。これは、データ・アクセスのためのト
ラック変更回数が最小になりシーク時間を最短にするよ
うに、記憶装置を書式化することによって容品に行なえ
る。もう一つの主な遅延要因である待ち時間は、アドレ
スされたデータ・セクタがトラック上で見つかるまでの
平均半回転の遅延時間である。B. In a conventional technology data processing system, the narrowest function is usually
Storing data in a storage device and reading data from it. Although the direct access provided by disk-type storage devices is inherently faster than using sequential magnetic tape devices for non-sequential data, such devices are still Much slower than the fast data speeds possible. Direct access storage devices have a number of delay factors that designers strive to reduce. A number of techniques are applied to seek time between tracks to limit interruptions between data blocks. This can be done conveniently by formatting the storage device so that the number of track changes for data access is minimized and seek times are minimized. Another major delay factor, latency, is the average half-turn delay before an addressed data sector is found on a track.

シークするには、トランスデユーサが最小時間でトラッ
クからトラックへ移動し、目的トラック上で静定化する
ことが必要である。トランスデユーサが、あまりに大き
な速度で目的トラックに接近すると、出発地点から目的
トラックへの移動中の経過時間は最小になるが、静定待
ち時間は犠牲にされる。したがって、通常、目的トラッ
クに接近するときに加える減速力を減少させて、トラン
スデユーサがアドレスされた目的トラックで速やかに静
定化できるようにし、行き過ぎ及び振動を防止する。振
動は、データの読取りまたは書込み動作を可能にする前
に減衰させなければならない。Seeking requires the transducer to move from track to track in a minimum amount of time and settle on the destination track. If the transducer approaches the destination truck at too great a speed, the elapsed time during the journey from the starting point to the destination truck will be minimized, but settling latency time will be sacrificed. Therefore, the deceleration force applied when approaching the target track is typically reduced to allow the transducer to quickly settle on the addressed target track and to prevent overshoot and vibration. The vibrations must be damped before data read or write operations are possible.

シーク性能を高めるための従来の設計手段は、強力なア
クチュエータ磁石、アクチュエータ・モータにおける大
電流、及び高い帯域幅制御ループを使用するものである
。これらは、「力まかせ」の手段であり、装置コストが
かなり増加する。Conventional design means to enhance seek performance are to use strong actuator magnets, high currents in the actuator motor, and high bandwidth control loops. These are "brute force" measures and add considerably to equipment costs.

Ｃ０発明が解決しようとする課題 データを書き込む際、トランスデユーサをきわめて正確
に位置決めすることが必要である。そうしないと、隣接
するトラックが重ね書きされて、データが永久に失われ
る結果が生じうる。したがって、トランスデユーサがト
ラックの中心線上に注意深（位置決めされ、データの読
取りまたは書込み動作開始前に所定の時間の間、トラッ
ク境界内にあることが必要である。こうすると、トラッ
クの中心に沿った正確なデータ書込みが保証され、隣接
トラックに対する周辺磁界の影響は最小になる。PROBLEM TO BE SOLVED BY THE C0 INVENTION When writing data, it is necessary to position the transducer very precisely. Otherwise, adjacent tracks may be overwritten, resulting in permanent data loss. Therefore, it is necessary that the transducer be carefully positioned on the track centerline and within the track boundaries for a predetermined period of time before starting a data read or write operation. Accurate data writing along the track is ensured and the influence of peripheral magnetic fields on adjacent tracks is minimized.

００課題を解決するための手段 前記の理由から、書込み動作では、トラックの中心線に
沿ってトランスデユーサを正確に位置決めすることが必
要であるが、データの読取りは、ディスク表面上にすで
に書かれたデータを損わずに行なうことができる。した
がって、本発明の制御技術においては、書込み動作と読
取り動作を区別する。書込み動作が提示されると、トラ
ンスデユーサはきわめて正確に位置決めされ、書込み機
能がイネーブルされる前に一定時間の間、許容範囲内に
維持される。次の動作は読取りであると提示されると、
読取り動作は、ヘッドを目的トラッりで静定させること
が決定された後ただちにイネーブルすることができる。For the reasons stated above, writing operations require accurate positioning of the transducer along the centerline of the track, whereas reading data requires the positioning of the transducer that has already been written on the disk surface. This can be done without damaging the written data. Therefore, the control technique of the present invention distinguishes between write operations and read operations. When a write operation is presented, the transducer is positioned very accurately and maintained within tolerance for a period of time before the write function is enabled. When presented with the next action being a read,
Read operations can be enabled as soon as it is determined to settle the head on target track.

読取りがエラーなしで行なえない場合、そのデータは無
視され、正しく読み取られたと１だけ受は入れられる。If the read cannot be performed without error, the data is ignored and a 1 is accepted for a successful read.

最新式のデータ・チャネルは、かなりの雑音または混信
があっても、エラーなしでデータを検出することができ
る。さらに、ただちに読み取ることができないことによ
る唯一の不利益は、ディスクがもう１回転する必要があ
ることである。実際の応用例では、読取りは、トランス
デユーサが目的トラックに接近したときに開始でき、デ
ータ書込みで維持しなければならない閾値よりも目的ト
ラックの中心線から１０倍離れた所にあるうちに開始で
きる。State-of-the-art data channels can detect data without error even in the presence of significant noise or interference. Furthermore, the only disadvantage of not being able to read immediately is that the disk needs to make one more revolution. In a practical application, reading can begin when the transducer approaches the destination track and starts while it is still 10 times farther from the centerline of the destination track than the threshold that must be maintained for data writing. can.

どんな１組のアクセス・パラメータ・セットを使っても
、アクセス時間が最小になるように、読取り動作は、読
取りが成功するとただちにイネーブルされる。静定待ち
時間はアクセス動作の重要な部分である。というのは、
より少ないシーク回数だけでなく、より短いシーク時間
ですむようにドライブを編成すなわち書式化するのが通
常の慣行だからである。データは、可能な限り単一のト
ラックまたはシリンダ上に配置され、可能ならば、デー
タ表面上の遠く離れたトラック間のランダム・シーク回
数が制限されるように、シークは１本のトラックだけに
行なう。最後に、データ処理中、読取り動作の回数は通
常、書込み動作回数の４倍以上になる。With any set of access parameters, a read operation is enabled immediately upon a successful read so that access time is minimized. Stable latency is an important part of access operations. I mean,
This is because it is common practice to organize or format drives to require not only fewer seeks, but also shorter seek times. Data is placed on a single track or cylinder whenever possible, and if possible, seeks to only one track to limit the number of random seeks between distant tracks on the data surface. Let's do it. Finally, during data processing, the number of read operations is typically more than four times the number of write operations.

Ｅ、実施例 第２図は、典型的な磁気ハード・ディスク・ドライブの
断ｆ図を示す。ドライブはフレーム１０を有し、フレー
ム１０は一体部分としてベアリング・タワー１２を有す
る。スピンドル・アセンブリが、データ・ディスク１４
を支持している。スピンドル・アセンブリは、スピンド
ル・シャフト１８を育し、シャフト１６は上端に固定さ
れたハブ１８、及び他端に固定されたスピンドル・モー
タ２１のロータ部分２０を育する。データ・ディスク１
４はスペーサ２２によって分離され、クランプ・リング
２４によってハブ１８上に圧迫維持されている。スピン
ドル・アセンブリは、ベアリング２６によってベアリン
グ・タワー内で回転可能に支持されている。トランスデ
ユーサを支持している回転式アクチュエータ２８は、シ
ャフト３０の軸の回りをピボット回転して、トランスデ
ユーサ・ヘッド３２を当該のデータ表面上の所望のトラ
ック上に位置決めする。アーム３４は、ヘッド３２を取
り付けるたわみサスペンション３６を担持する。アクチ
ュエータはボイス・コイル・モータ・アセンブリによっ
て回転する。ボイス・コイル−モータ・アセンブリは、
ヘッド／サスベンジ１ン・アセンブリと同調してピボッ
ト回転し、永久磁石３８、内部コア・ニレメン）４０及
び外部コア・エレメント４２と協働するコイル３７を有
する。アクチュエータ及びディスク・アセンブリの周り
には、ヘッド／ディスク格納装置が、フレーム１０、カ
バー４４及びそれらの間のシール４６によって形成され
ている。この格納装置は、ディスク及びアクチュエータ
を完全にとり囲んで密封する。ただし、スピンドル・シ
ャフト１６が入るベアリング２６及びブリーザ・フィル
タ４８は除く。ブリーザ・フィルタ４８は通常、最低圧
力位置でファイル内部にアクセスして、格納装置に入っ
てくる漏入空気がすべてフィルタを通り、制御不能な漏
入空気がすべて格納装置から外に出るようにするような
位置に設ける。E. EXAMPLE FIG. 2 shows a cross-sectional view of a typical magnetic hard disk drive. The drive has a frame 10 which has a bearing tower 12 as an integral part. The spindle assembly is connected to the data disk 14
is supported. The spindle assembly carries a spindle shaft 18, which carries a hub 18 fixed at its upper end and a rotor portion 20 of a spindle motor 21 fixed at its other end. data disk 1
4 are separated by a spacer 22 and held compressed on the hub 18 by a clamp ring 24. The spindle assembly is rotatably supported within the bearing tower by bearings 26. A rotary actuator 28 supporting the transducer pivots about the axis of a shaft 30 to position the transducer head 32 over a desired track on the data surface of interest. Arm 34 carries a flexible suspension 36 to which head 32 is attached. The actuator is rotated by a voice coil motor assembly. The voice coil-motor assembly is
It pivots in unison with the head/suspension assembly and has a coil 37 that cooperates with a permanent magnet 38, an inner core element 40, and an outer core element 42. Around the actuator and disk assembly, a head/disk enclosure is formed by frame 10, cover 44 and seal 46 therebetween. The enclosure completely surrounds and seals the disk and actuator. However, the bearing 26 into which the spindle shaft 16 is inserted and the breather filter 48 are excluded. Breather filter 48 typically accesses the interior of the file at the lowest pressure position to ensure that all leakage air entering the enclosure passes through the filter and that all uncontrolled leakage air exits the enclosure. Place it in such a position.

第１図は、シークまたはトラック・アクセスの後にデー
タ書込み動作が行なわれるか、それともデータ読取り動
作が行なわれるかによって規定される、二重静定化シー
ケンスまたは方法の使用を示している。制御システムは
、現在要求されているシークの後に書込み動作が行なわ
れるか、それとも読取り動作が行なわれるかを判定する
。FIG. 1 illustrates the use of a dual stabilization sequence or method defined by whether a seek or track access is followed by a data write operation or a data read operation. The control system determines whether a write operation or a read operation will occur after the currently requested seek.

シーク機能は、どちらのタイプのアクセスでも同じ手順
を使って実施できる。しかし、書込み動作に先立って目
的トラックに接近する際に、トランスデユーサ・ヘッド
を中心線と緊密に整列させるため、厳密な静定化基準に
従う必要がある。典型的な応用例では、トランスデユー
サは、静定化するときトラックの中心から１トラック・
ピッチ±０．０６未横の位置誤差を１．４４ミｌＪ秒間
維持する。それによって、トランスデユーサはトラック
の中心線と緊密に整列し、トラックの境界線内に納まる
。トランスデユーサ・ギャップは、通常トラックの約８
０％の幅なので、この位置決めによって、トランスデユ
ーサ・ギャップは、トラック境界線内に納まるだけでな
く、隣接トラックに対する周辺磁界の影響をなくするの
に充分な程度に上記境界線内に納まる。The seek function can be performed using the same procedure for either type of access. However, strict static stabilization criteria must be followed in order to closely align the transducer head with the centerline when approaching the target track prior to a write operation. In a typical application, the transducer is placed one track away from the center of the track when statically settling.
A position error of less than ±0.06 pitch is maintained for 1.44 milliJ seconds. The transducer is thereby closely aligned with the centerline of the track and within the boundaries of the track. The transducer gap is typically about 8
With a width of 0%, this positioning ensures that the transducer gap not only lies within the track boundaries, but also sufficiently within the boundaries to eliminate the effects of fringe fields on adjacent tracks.

シークの後に書込み動作が行なわれないと判定されて、
読取り動作が指示されるときは、シークは別の方法で終
了する。読取り動作が指示されたときは、ずっとゆるい
静定化基準が使用できる。It is determined that no write operation is performed after the seek,
When a read operation is indicated, the seek is terminated in a different manner. When a read operation is commanded, much looser static stabilization criteria can be used.

目的トラック上にヘッドの大部分がくる状態でトランス
デユーサが位置決めされると、変換動作がイネーブル即
ち可能にされる。典型的な動作では、データ変換のイネ
ーブルは、トランスデユーサがトラックの中心線から１
トラック・ピッチの０゜８内にあるときに起こる。トラ
ンスデユーサ・ギャップは、このとき、静定化モード中
にトラックの中心線に近づくとき、８０％が整列し、目
的トラックと４０％が隣のトラック上にある。Once the transducer is positioned with the majority of the head over the destination track, transducing operation is enabled. In typical operation, data conversion is enabled when the transducer is 1 ft. from the track centerline.
Occurs when within 0°8 of the track pitch. The transducer gap is now 80% aligned and 40% over the target track and the adjacent track as it approaches the centerline of the track during the static stabilization mode.

チャネル回路が、目的トラックからエラーなしでデータ
を読み取ることができる場合、シーケンスは正常に進行
する。データ・チャネルがデータを正しく読み取れない
場合、記憶されたデータがエラーがないと識別され読み
取られるまで、そのようなデータは捨てられる。これに
よって、トランスデユーサが、データを正しく判別し正
しく読み取ることができるのに充分な程度にトラックと
整列されると、ただちに読取り動作が開始できる。If the channel circuit is able to read data from the destination track without error, the sequence proceeds normally. If the data channel cannot read data correctly, such data is discarded until the stored data is identified and read as error-free. This allows a read operation to begin as soon as the transducer is sufficiently aligned with the track to be able to correctly determine and read the data.

読取り動作が早く起こりすぎて記録済みデータを損うこ
とはあり得ないので、読取り動作が、正確に整列した後
ではなく、早期にイネーブルされて、最初の機会にデー
タが獲得できるようになる。このため、読取り動作のア
クセス時間が最適化されて、性能が大幅に向上する。と
いうのは、読取り動作は、通常、書込み動作に比べて４
倍以上頻繁に起こるからである。Since a read operation cannot occur too early and corrupt the recorded data, the read operation is enabled early rather than after precise alignment so that data can be acquired at the first opportunity. This optimizes the access time for read operations and significantly improves performance. This is because read operations are typically 4 times faster than write operations.
This is because it happens more than twice as often.

位置エラー信号値は、トランスデユーサがトラックの中
心線から変位した距離を表すので、本明細書に記述した
エラー判定基準は、距離に基づくものであることを了解
されたい。また、サーボ・システムが時間値で規定され
ている環境で、本発明を利用することも可能である。It should be appreciated that the error criteria described herein are distance-based, since the position error signal value represents the distance that the transducer has been displaced from the track centerline. It is also possible to utilize the invention in environments where servo systems are defined by time values.

Ｆ０発明の効果 本発明により、データの読取り動作と書込み動作とを区
別して制御するので、データの読取り動作及び書込み動
作全体の高速化、効率化が得られる。F0 Effects of the Invention According to the present invention, data reading and writing operations are controlled separately, so that the entire data reading and writing operations can be made faster and more efficient.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、本発明の制御シーケンスを採用したシーク動
作を示す流れ図である。 第２図は、典型的なハード・ディスク・ドライブの縦断
面図である。 １０・・・・ドライブ・フレーム、１２・・・・ベアリ
ング・タワー　１４・・・・データ・ディスク、１６・
・・・スピンドル・シャフト、１８・・・・ハブ、２０
・・・・ロータ部、２１・・・・スピンドルψモータ、
２２・・・・スペーサ、２４・・・・クランプ・リング
、１６・・・・ベアリング、２８・・・・アクチュエー
タ、３０・・・・シャフト、３２・・・・トランスデユ
ーサ・ヘッド、３４・・・・アーム、３６・・・・サス
ベンジリン、３７・・・・コイル、３８・・・・永久磁
石、４０．４２・・・・コア・エレメント、４４・・・
・カバー　４６Φ・・・シール。FIG. 1 is a flow chart showing a seek operation employing the control sequence of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a typical hard disk drive. 10... Drive frame, 12... Bearing tower 14... Data disk, 16...
... Spindle shaft, 18 ... Hub, 20
...Rotor section, 21...Spindle ψ motor,
22... Spacer, 24... Clamp ring, 16... Bearing, 28... Actuator, 30... Shaft, 32... Transducer head, 34... ... Arm, 36 ... Susbenziline, 37 ... Coil, 38 ... Permanent magnet, 40.42 ... Core element, 44 ...
・Cover 46Φ...Seal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 （１）データがディスク媒体上の同心円状トラック内に
記憶されるところの、トラック間を移動可能なトランス
デューサを含むディスク記憶装置であって、 前記トランスデューサ手段を、選択した目的トラックへ
移動するためのシークを開始するトラック・アドレス手
段、 そのシークの後に書込み動作が行なわれるかどうかを判
定する手段、 前記トランスデューサが、目的トラックに関して第１の
ヘッド静定化基準値を満たすとき、書込み動作を可能に
する手段、及び シークの後に書込み動作が行なわれず、目的トラックに
関して第２のヘッド静定化基準値が満たされたと判定さ
れたとき、読取り動作を可能にする手段を含むディスク
記憶装置。（２）前記第２のヘッド静定化基準値が第２
の位置エラー値であり、前記第１のヘッド静定化基準値
が第１の位置エラー値であって、 前記第２の位置エラー値が前記第１の位置エラー値を超
えるよう構成され、かつ 前記第２の位置エラー値が、トラック・ピッチの半分を
超えることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
のデータ記憶装置。 （３）前記第１の位置エラー値が、１トラック・ピッチ
の１／１０を超えない値であり、かつ前記書込み動作が
イネーブルされる前に１ミリ秒を超える所定の期間の間
、該１／１０を超えない値を維持することを特徴とする
特許請求の範囲第（２）項記載のデータ記憶装置。 （４）データがディスク媒体上の同心円状トラック内に
記憶されるところの、トラック間を移動可能なトランス
デューサを含むデータ記憶装置であって、 前記トランスデューサ手段をある位置から、選択した目
的トラックへ移動するためのシークを開始するトラック
・アドレス手段、 そのシークの後に書込み動作が行なわれるかどうか判定
する手段、 シークの後に書込み動作が行なわれるとき、前記目的ト
ラックの中心線に関して第１の位置エラー値が達成され
た後、データ変換動作を可能にする第１のイネーブル手
段、及び シークの後に読取り動作が行なわれるとき、前記目的ト
ラックの中心線に関して、前記第１位置エラー値よりも
前記目的トラックの中心線から大きな距離を示す第２の
位置エラー値が達成された後、データ変換動作を可能に
する第２のイネーブル手段を含むデータ記憶装置。Claims: (1) A disk storage device including a transducer movable between tracks, wherein data is stored in concentric tracks on a disk medium, the purpose of which said transducer means being selected. track addressing means for initiating a seek to move to a track; means for determining whether the seek is followed by a write operation; when said transducer satisfies a first head static determination criterion with respect to a destination track; , means for enabling a write operation, and means for enabling a read operation when it is determined that no write operation occurs after the seek and a second head static standard is satisfied for the destination track. Storage device. (2) The second head static stabilization reference value is the second
a position error value, the first head static stabilization reference value is a first position error value, and the second position error value is configured to exceed the first position error value, and 2. A data storage device as claimed in claim 1, wherein said second position error value is greater than half a track pitch. (3) the first position error value is no more than 1/10 of one track pitch, and for a predetermined period of time greater than one millisecond before the write operation is enabled; 2. The data storage device according to claim 2, wherein the data storage device maintains a value not exceeding /10. (4) a data storage device in which data is stored in concentric tracks on a disk medium, the data storage device including a transducer movable between tracks, the transducer means being moved from a location to a selected destination track; track addressing means for initiating a seek to perform a seek; means for determining whether a write operation is to be performed after the seek; a first position error value with respect to the centerline of said destination track when a write operation is to be performed after the seek; first enabling means for enabling a data conversion operation after a seek is achieved, and when a read operation is performed after a seek, the position error value of the destination track is less than the first position error value with respect to the centerline of the destination track; A data storage device including second enabling means for enabling a data conversion operation after a second position error value indicative of a greater distance from the centerline is achieved.