KR100224918B1 - 디스크 기록면들의 트랙오프셋에 의한 헤드간 트랙위치 오프셋 보상장치 및 그 방법 - Google Patents

디스크 기록면들의 트랙오프셋에 의한 헤드간 트랙위치 오프셋 보상장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야:디스크 구동 기록장치에 있어서 디스크 기록면들의 트랙오프셋에 의한 헤드간 트랙위치 오프셋을 보상하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제:엠베디드 섹터 서보방식을 채용하는 디스크 구동 기록장치에 있어서, 디스크 기록면들상에 대향되어 있는 각 헤드들간의 헤드스위칭시 디스크 기록면들간의 트랙오프셋에 의한 헤드간 트랙위치 오프셋을 보상시켜 서보제어성능을 향상시킬 수 있는 트랙위치 오프셋 보상장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
다. 그 발명의 해결방법의 요지:적어도 하나의 디스크의 기록면들에 동심원상의 트랙들을 가지며, 상기 트랙들상에 서보정보가 규칙적으로 기록되고, 상기 디스크 기록면들에 대향하여 이격된 복수의 헤드를 가지며, 상기 디스크 기록면들의 동일 실린더상의 트랙들이 오프셋되고, 상기 디스크 기록면들중 하나의 선택된 디스크 기록면의 트랙으로부터 동일 실린더상의 다른 디스크 기록면의 트랙으로 헤드스위칭시 트랙상의 헤드위치 오프셋을 보상하기 위한 방법에 있어서, 상기 동일 실린더상의 디스크 기록면들의 트랙들간의 오프셋에 의한 헤드의 트랙위치 오프셋을 측정하는 과정과, 상기 측정된 헤드의 트랙위치 오프셋값들의 평균값을 구하고 이를 저장하는 과정과, 상기 선택된 기록면상의 트랙을 리드한후 타 기록면상의 트랙으로 헤드스위칭시 상기 평균값으로 보상하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
라. 발명의 중요한 용도:디스크 구동 기록장치의 서보제어에 사용될 수 있다.

Description

디스크 기록면들의 트랙오프셋에 의한 헤드간 트랙위치 오프셋 보상장치 및 그 방법{APPARATUS METHOD COMPENSATING OFFSET OF BETWEEN HADDS IN THE DISK DRIVE}
본 발명은 엠베디드 섹터 서보(Embeded Sector Servo)방식을 채용하는 디스크 구동 기록장치에 관한 것으로, 특히 적어도 하나의 디스크와 상기 디스크의 기록면들상에 대향하여 이격된 복수의 헤드를 구비하는 디스크 구동 기록장치에 있어서 디스크 기록면들간의 트랙오프셋에 의해 헤드스위칭시 발생되는 헤드간 트랙위치 오프셋을 보상하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
디스크 구동 기록장치의 일예인 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive)는 호스트컴퓨터로부터 전송된 데이타를 디스크상에 자기형태로 기록하거나 자기형태로 기록되어 있는 데이타를 재생하여 출력하는 장치로서 컴퓨터시스템의 보조기억장치로 널리 사용되고 있다. 호스트컴퓨터로부터 전송된 데이타는 디스크상에 동심원상으로 배열되어 있는 트랙들에 기록되는데, 상기 트랙들은 다시 실제 데이타가 기록되는 데이타구간과 서보정보가 기록되는 서보구간으로 분할된다. 그리고 상기 서보정보는 다양한 정보(인덱스정보, 섹터넘버, 헤드넘버, 버스트신호등)로 구성되어 데이타 리드/라이트 동작시 헤드의 서보제어(헤드의 위치제어 및 속도제어)에 이용된다. 이러한 서보정보는 서보라이터(Servo Writer)에 의해 디스크상에 미리 영구적으로 기록되며 대표적인 서보기록방식을 살펴보면 데디케이트(Dedicated) 서보방식과 엠베디드(Embeded) 섹터 서보방식이 있다. 데디케이트 서보방식은 사용하는 여러개의 디스크면들중에 가장 안정적인 디스크면을 선택하여 그 면 전체에 서보정보를 기록하는 방식이며, 엠베디드 섹터 서보방식은 사용하는 모든 디스크면에 동일한 형태로 데이타구간 중간 중간에 미리 정한 갯수만큼의 서보구간을 설정하여 서보정보를 기록하는 방식이다.
현재 디스크 구동 기록장치에 있어서 주요 연구대상의 하나는 디스크상에 기록되는 데이타량을 극대화(예를들면 TPI의 증가)시키는 것이며 이를 위해 선행되어야 할 전제조건이 서보제어의 신뢰성이다. 그러나 트랙의 고밀도화로 인한 기구적변형(예를들면 열팽창, 조립오차, 외부충격등)의 영향이 헤드의 서보제어에 큰 변수로 작용함에 따라 데디케이트 서보방식보다는 엠베디드 섹터 서보방식이 현재 널리 채용되고 있다. 그 이유는 엠베디드 섹터 서보방식에서는 각각의 헤드에 대응되는 디스크면으로부터 리드된 서보정보를 이용하여 서보제어를 수행함으로서 열팽창에 의한 헤드간 서멀 오프셋(Thermal Offset)의 문제가 거의 발생되지 않기 때문이다. 이하 도2a 및 도2b를 참조하여 디스크 구동 기록장치의 서보기록패턴으로 현재 널리 사용되고 있는 엠베디드 섹터 서보방식의 섹터 포맷을 살펴보기로 한다.
우선 도1은 디스크상의 동심원상으로 배열되는 각 트랙의 섹터포맷을 도시한 것으로 각 트랙은 데이타구간과 서보구간으로 구성된다. 도1을 참조하면, 상기 데이타구간은 통상 ID정보가 기록되는 ID구간과 실제 데이타가 기록되는 데이타구간으로 이루어지며, 서보구간은 시스템 클럭과 동기를 맞추기 위한 프리앰블(Preamble)구간과, 각종 서보타이밍 생성의 기준패턴이 기록되는 서보 어드레스 마크(Servo Address Mark:이하 SAM이라함)구간과, 각 트랙정보가 기록되는 그레이코드(Gray Code)구간과, 헤드의 온-트랙(On-Track)제어를 위한 서보버스트(A,B,C,D)구간으로 이루어진다. 이하 상기 서보구간을 첨부도면상에서 서보버스트구간만으로 도시하는 것으로 가정한다.
도2a는 엠베디드 섹터 서보방식중 뱅크 라이팅(Bank Writing)방식으로 서보정보를 기록하는 경우의 디스크 섹터 포맷을 도시한 것이며, 도2b는 엠베디드 섹터 서보방식중 스태거드 서보 라이팅(Staggerd Servo Writing)방식으로 서보정보를 기록하는 경우의 디스크 섹터 포맷을 도시한 것으로 4개의 헤드를 구비하는 디스크 구동 기록장치의 예를 들어 보인 것이다. 도2a 및 도2b를 참조하면, 모든 각각의 헤드에 있어서 각 서보구간의 간격은 뱅크 라이팅방식 혹은 스태거드 서보 라이팅방식에 무관하게 항상 일정하다. 즉 엠베디드 섹터 서보방식을 채용하는 디스크 구동 기록장치에 있어서 헤드스위칭(Head Switching)이 수반된 서보제어가 수행된다면 안정상태에서 스위칭되는 헤드 사이에는 트랙위치 오프셋이 발생할 이유가 없다. 그러나 서보라이터의 특성에 의한 이유 혹은 외부충격에 의해 헤드간 서보기록패턴의 위치가 미세하게나마 일정한 트랙위치 오프셋을 갖는 경우가 발생될 수 있다. 이러한 현상은 고트랙밀도를 갖는 디스크 구동 기록장치에서 두드러지게 나타날 수 있다. 따라서 상기 서보기록패턴의 미세한 트랙위치 오프셋으로 인해 헤드스위칭 직후 선택된 헤드가 온-트랙(On-Track)제어되기까지에는 일정한 셋틀링타임(Settling Time)이 요구된다. 이를 도3a 및 도3b를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도3a는 서보라이터의 특성 혹은 외부충격에 의해 헤드간(헤드0와 헤드1) 일정한 트랙위치 오프셋을 갖는 경우의 섹터포맷도를 도시한 것이며, 도3b는 도3a와 같이 두 헤드간(헤드0와 헤드1)의 서보기록패턴이 미세한 트랙위치 오프셋을 가질 경우 헤드스위칭시 발생되는 오프트랙량 및 셋틀링시간의 변화특성도를 도시한 것이다. 도3b에서 PSS(PES Sampling Signal)는 헤드스위칭시(즉 헤드0 에서 헤드1로 스위칭:T1)에 디스크상에 기록되어 있는 서보정보로부터 독출된 위치에러신호(Position Error Signal)의 샘플신호(Sample Signal)를 나타낸 것으로 헤드스위칭 직후 단계적으로 감소하는 PES값을 나타낸 것이다. 또한 도3b의 (a)는 트랙센터라인(Track Center Line)에 위치한 헤드0가 헤드스위칭에 의해 헤드1로 천이될때 오프트랙양의 변화과정을 보인것이며, (b)는 헤드0와 헤드1사이의 헤드스위칭직후 헤드1이 온-트랙제어되기까지의 셋틀링타임(Settling Time:이하 St라함)에 대한 실제헤드의 위치변화를 도시한 것이다. 즉 종래 엠베디드 섹터 서보방식을 채용하는 디스크 구동 기록장치에 있어서는 서보라이터의 특성 혹은 서보정보 기록시 미세한 외부충격에 의해 각 헤드간의 서보기록패턴의 위치가 도3a에 도시된 바와 같이 미세한 트랙위치 오프셋을 가지게 되어 헤드스위칭시 상기 서보기록패턴의 트랙위치 오프셋으로 인한 셋틀링타임 발생으로 헤드의 온-트랙 제어가 지연되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 엠베디드 섹터 서보방식을 채용하는 디스크 구동 기록장치에 있어서 헤드스위칭시 자기기록 디스크면들간의 트랙오프셋에 의한 각 헤드간의 트랙위치 오프셋을 보상하여 서보제어성능을 향상시킬 수 있는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 엠베디드 섹터 서보방식을 채용하는 디스크 구동 기록장치에 있어서 헤드스위칭시 자기기록 디스크면들간의 트랙오프셋에 의한 각 헤드간의 트랙위치 오프셋을 보상하여 서보제어성능을 향상시킬수 있는 장치를 제공함에 있다.
도1은 디스크상에 동심원상으로 배열되는 소정 트랙에 대한 일반적인 섹터포맷도.
도2a 및 도2b는 각각 엠베디드 섹터 서보방식중 뱅크 라이팅(Bank Writing)방식과 스태거드 서보 라이팅(Staggerd Servo Writing)방식으로 서보정보를 기록하는 경우의 디스크 섹터 포맷도.
도3a 및 도3b는 헤드간(헤드0와 헤드1) 일정한 트랙위치 오프셋을 갖는 경우의 섹터포맷도 및 헤드스위칭시 발생되는 오프트랙량 및 셋틀링시간의 변화특성도.
도4는 디스크 구동 기록장치의 일예인 하드 디스크 드라이브의 블럭구성도.
도5a,5b,5c는 본 발명의 일실시예에 따른 헤드간 트랙위치 오프셋 측정용 실린더의 서보기록패턴 포맷도.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 샘플링 타이밍 발생회로의 회로구성도.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드간 트랙위치 오프셋 측정을 위한 마이크로 콘트롤러(14)의 제어흐름도.
도8a,8b,8c는 각각 도5a의 서보기록패턴을 갖는 경우의 헤드0와 제2헤드(헤드1,헤드2,헤드3)간의 서보 샘플링 타이밍도.
도9a,9b,9c는 각각 도5b의 서보기록패턴을 갖는 경우의 헤드0와 제2헤드(헤드1,헤드2,헤드3)간의 서보 샘플링 타이밍도.
도10a,10b,10c는 각각 도5c의 서보기록패턴을 갖는 경우의 헤드0와 제2헤드(헤드1,헤드2,헤드3)간의 서보 샘플링 타이밍도.
도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드(4)의 온-트랙 천이 변화특성도.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 적어도 하나의 디스크의 기록면들상에 동심원상의 트랙들을 가지며, 상기 트랙들상에 서보정보가 규칙적으로 기록되고 상기 디스크의 기록면들에 대향하여 이격된 복수의 헤드를 가지며, 상기 기록면들의 상기 트랙들이 오프셋되고 상기 기록면들중 하나의 선택된 기록면의 트랙으로부터 타기록면의 트랙으로 헤드스위칭시 헤드의 트랙위치 오프셋을 보상하기 위한 장치에 있어서,
상기 기록면들의 트랙들간의 오프셋에 의한 헤드의 트랙위치 오프셋값들을 측정하기 위한 측정수단과, 상기 측정된 헤드의 트랙위치 오프셋값들의 평균값을 구하고 이를 저장하는 저장수단과, 상기 선택된 기록면상의 트랙을 리드한 후 타기록면상의 트랙으로 헤드스위칭시 상기 평균값으로 보상하는 트랙위치 오프셋 보상수단으로 구성함을 특징으로 한다.
또한 적어도 하나의 디스크의 기록면들상에 동심원상의 트랙들을 가지며 상기 트랙들상에 서보정보가 규칙적으로 기록되고 상기 디스크의 기록면들에 대향하여 이격된 복수의 헤드를 가지며, 상기 기록면들의 상기 트랙들이 오프셋되고 상기 기록면들중 하나의 선택된 기록면의 트랙으로부터 타기록면의 트랙으로 헤드스위칭시 발생되는 헤드간 트랙위치 오프셋을 측정하기 위한 방법에 있어서, 상기 기록면들의 트랙들간의 오프셋에 의한 헤드의 트랙위치 오프셋을 측정하여 평균치를 산출하고 산출된 평균치를 헤드스위칭 이전에 보상하여 헤드간 트랙위치를 보상함을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 동작예를 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부도면에 기재된 논리소자, 서보구간에 기록되는 서보정보 및 구체적인 처리흐름등과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도4는 디스크 구동 기록장치의 일예인 하드 디스크 드라이브의 블럭구성도를 도시한 것으로 두장의 디스크(2)와 그에 대응하는 4개의 헤드(4)를 구비하는 하드 디스크 드라이브의 예를 보인 것이다. 도4를 참조하면, 디스크(2)들은 통상 스택(stack)형태로서 스핀들모터(46) 구동축에 장착되어 회전하며 각각의 디스크면은 하나의 헤드(4)에 대응되어진다. 헤드(4)는 디스크(2) 표면상에 위치하며 환상 보이스 코일 모터(Rotary Voice Coil Motor;VCM)(20)의 암 어셈블리(Arm Assembly)의 수직으로 신장된 암(6)에 설치된다. 전치증폭기(8)는 데이타 리드시 헤드들(4)중 스위칭 선택된 하나의 헤드에 의해 픽업된 리드신호를 전치증폭하여 리드/라이트 채널회로(read/write channel circuit)(10)에 인가하며 데이타 라이트시에는 리드/라이트 채널회로(10)로부터 인가되는 부호화된 기록데이타(Encoded Write Data)를 헤드들(4)중 대응하는 하나의 헤드를 구동시켜 디스크(2)상에 라이트되도록 한다. 이때 전치증폭기(8)는 디스크 데이타 콘트롤러(Disk Data Controller:DDC)(28)의 제어에 의해 헤드들(4)중 하나를 선택한다. 리드/라이트 채널회로(10)는 전치증폭기(8)로부터 인가되는 리드신호를 디코딩하여 리드데이타 RDATA를 발생하며 DDC(28)로부터 인가되는 라이트데이타 WDATA를 인코딩하여 전치증폭기(8)에 인가한다. 리드/라이트 채널회로(10)는 또한 디스크(2)상에 라이트되어 있는 서보정보의 일부인 헤드위치정보를 복조(Demodulation)하여 PES(Position Error Signal)를 발생한다. 리드/라이트 채널회로(10)로부터 발생된 PES는 A/D 컨버터(12)에 인가되고, A/D컨버터(12)는 인가되는 PES를 그의 레벨에 대응하는 디지탈 단계값으로 변환하여 마이크로 콘트롤러(14)에 제공한다.
한편 DDC(28)는 호스트컴퓨터로부터 수신되는 데이타를 리드/라이트 채널회로(10)와 전치증폭기(8)를 통해 디스크(2)상에 라이트하거나 디스크(2)로부터 리드된 데이타를 호스트컴퓨터로 전송한다. 또한 DDC(28)는 호스트컴퓨터와 마이크로 콘트롤러(14)간의 통신을 인터페이싱한다. 마이크로 콘트롤러(14)는 호스트컴퓨터로부터 수신되는 데이타 리드/라이트 명령에 응답하여 DDC(28)를 제어하며 트랙탐색 및 트랙추종을 제어한다. 이때 마이크로 콘트롤러(14)는 A/D컨버터(12)로부터 입력되는 PES값을 이용하여 트랙추종을 제어하며 게이트어레이(Gate Array:도시하지 않았음)로부터 출력되는 각종 서보제어관련 신호에 대응하여 서보제어를 수행한다. D/A컨버터(16)는 마이크로 콘트롤러(14)로부터 발생되는 헤드들(4)의 위치제어를 위한 제어값을 아나로그신호로 변환하여 출력한다. VCM구동부(18)는 D/A컨버터(16)로부터 인가되는 신호에 의해 액츄에이터를 구동하기 위한 전류 I(t)를 발생하여 VCM(20)에 인가한다. 일측에 헤드들(4)이 부착된 액츄에이터의 타측에 위치하는 VCM(20)은 VCM구동부(18)로부터 입력되는 전류방향 및 전류레벨에 대응하여 헤드들(4)을 디스크(2)상에서 수평이동시킨다. 모터제어부(22)는 마이크로 콘트롤러(14)로부터 발생되는 디스크들(2)의 회전제어를 위한 제어값에 따라 스핀들모터 구동부(24)를 제어한다. 스핀들모터 구동부(24)는 모터제어부(22)의 제어에 따라 스핀들모터(26)를 구동하여 디스크들(2)을 회전시킨다. DDC(28)에 연결되어 있는 버퍼 메모리(30)는 상기 DDC(28)의 제어하에 디스크(2)와 호스트컴퓨터사이에 전송되는 데이타를 일시 저장한다.
도5a,5b,5c는 본 발명의 일실시예에 따른 서보기록패턴을 도시한 것으로써 엠베디드 섹터 서보방식을 채용하는 디스크 구동 기록장치의 헤드스위칭시에 발생되는 헤드간 트랙위치 오프셋을 측정하기 위해 디스크(2)상의 특정 실린더(Cylinder:이를 헤드간 트랙위치 오프셋 측정용 실린더라 정의한다)에 기록한 서보기록패턴의 예를 보인 것이다. 도5a,5b,5c를 참조하면, 우선 도5a에 도시된 서보패턴은 포고핀(POGO PIN)을 이용하여 전치증폭기(8)의 출력을 직접 액세스하여 서보라이트할 경우에 4개의 헤드(헤드0,헤드1,헤드2,헤드3)를 독립적으로 서보라이트할 수 있는 서보기록패턴이며, 도5b에 도시된 서보기록패턴은 상술한 스태거드 서보라이팅방식으로 서보정보를 기록한 경우의 서보기록패턴을 나타낸 것이며, 도5c에 도시된 서보기록패턴은 상술한 뱅크 라이팅방식에 의한 서보기록패턴을 나타낸 것이다. 그리고 도5a,5b,5c에 있어서 각 헤드(헤드0,헤드1,헤드2,헤드3)에서의 서보기록패턴의 간격은 일정하며 안정된 서보제어를 구현하기 위해 최대한 짧은 간격을 유지하도록 한다.
이하 상술한 도5a,5b,5c와 같은 서보기록패턴으로부터 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드간 트랙위치 오프셋 측정과정을 순차적으로 설명하기로 한다. 우선 도5a에 도시된 바와 같은 서보기록패턴이 헤드간 트랙위치 오프셋 측정용 실린더에 기록되어 있는 경우 헤드0와 헤드1 사이의 트랙위치 오프셋 측정을 위한 서보 샘플링 타이밍 발생회로의 구성은 도6과 같다. 도6에서 서보 샘플링 타이밍 제너레이터(38)는 SAM검출기로부터 입력되는 SAM검출신호에 응답하여 서보구간임을 통지하기 위한 서보게이트(Servo Gate:이하 SG라함)신호 및 서보 샘플링 인에이블(Servo Sampling Enable:이하 SSEN이라함)신호를 발생하여 출력한다. 또한 상기 서보 샘플링 타이밍 제어레이터(38)는 상기 SAM검출신호 입력시에 논리값이 반전출력되는 기/우수 식별신호를 발생하여 출력한다. 한편 상기 SSEN은 헤드(4)의 위치식별정보로 사용되는 서보버스트(A,B,C,D)신호를 샘플링하기 위한 신호로서 사용되며, 상기 기/우수 식별신호는 마이크로 콘트롤러(14)의 제어하에 출력되는 서보교정모드 인에이블신호와 낸드게이팅되어 최종 헤드를 선택하기 위한 신호로서 사용된다. 상기 낸드게이트(32)의 출력단은 앤드게이트(34,36)의 일 입력단과 각각 연결되어 마이크로 콘트롤러(14)의 제어하에 출력되는 헤드선택신호와 앤드게이팅되어 출력되며, 이때 상기 각 앤드게이트(34,36)로부터 출력되는 HS0,HS1은 전치증폭기(8)로 입력되어 하나의 헤드를 선택하기 위한 신호로서 사용된다. 한편 도6에서는 본 발명의 일 실시예로서 두개의 헤드선택신호만이 출력되는 것으로 하였으나 4개의 헤드를 구비하는 경우에 4개의 각 헤드선택신호와 낸드게이트의 출력신호를 2입력으로 하는 앤드게이트를 헤드 수 만큼 구비하여 서보 샘플링 타이밍 발생회로를 구성할 수 있다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 콘트롤러(14)의 제어흐름도를 도시한 것으로 이하 도5a, 도6 및 도7을 참조하여 헤드스위칭시 헤드0와 헤드1 사이의 트랙위치 오프셋 측정과정을 설명하기로 한다.
우선 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드간 트랙위치 오프셋 측정과정은 디스크 구동 기록장치의 전원 인가시 수행되는 초기화과정의 일환으로 수행된다. 즉 디스크 구동 기록장치에 전원이 인가되면 마이크로 콘트롤러(14)는 도7의 40단계에서 서보교정(Servo Calibration)을 위한 트랙으로 탐색한후 42단계로 진행한다. 상기 서보교정을 위한 트랙은 헤드간 트랙위치 오프셋을 측정하기 위한 기준트랙으로서 본 발명의 일 실시예에서는 트랙위치 오프셋 측정용 실린더중 헤드0에 대응되는 트랙을 나타낸다. 한편 마이크로 콘트롤러(14)는 상기 서보교정트랙 탐색시 서보교정트랙에 대응되는 헤드를 선택하기 위한 신호를 하이상태로 출력한다. 즉 도6의 헤드0 선택신호와 헤드1 선택신호는 각각 하이상태와 로우상태의 논리레벨값을 갖는다. 이후 마이크로 콘트롤러(14)는 42단계에서 서보교정모드를 인에이블시킨다. 이때 만약 마이크로 콘트롤러(14)가 전원 인가시에 드라이브의 각종 변수를 초기화시키는 과정에서 기/우수 식별신호를 하이상태의 논리레벨값으로 세팅시켰다면 앤드게이트(34,36)의 출력신호 HS0,HS1은 모두 로우상태의 논리레벨값이 될 것이다. 상기 앤드게이트(34,36)로부터 출력되는 논리레벨값의 조합이 모두 로우일때 헤드0가 선택된다면, 마이크로 콘트롤러(14)는 도8a에 도시된 바와 같이 t1타이밍에서 헤드0에 대응되는 트랙의 서보버스트신호를 샘플링하여 트랙추종에 사용한다.
이후 마이크로 콘트롤러(14)는 44단계로 진행하여 넥스트(next) 헤드를 선택하기 위한 헤드선택신호를 출력한다. 44단계에서 출력되는 헤드선택신호는 헤드1을 선택하기 위한 신호로서 헤드0 선택신호와 헤드1 선택신호는 각각 로우 및 하이상태의 논리레벨값으로 출력된다. 이때 서보 샘플링 타이밍 제너레이터(38)에서 출력되는 기/우수 식별신호는 SAM검출기로부터 입력되는 SAM검출신호에 의해 초기상태의 논리레벨값에서 반전된 로우상태의 논리레벨값으로 출력된다. 그 결과 앤드게이트(34,36)로부터 출력되는 HS0,HS1의 논리레벨값은 각각 로우 및 하이상태가 된다. 상기 HS0 및 HS1이 각각 로우 및 하이상태의 논리레벨값을 가질때 헤드1이 선택된다면, 마이크로 콘트롤러(14)는 46단계에서 도8a의 t2타이밍에서 헤드1에 대응되는 트랙에 기록되어 있는 서보버스트신호를 샘플링하게 된다. 이후 마이크로 콘트롤러(14)는 48단계로 진행하여 샘플링된 값이 우수번째의 샘플링값인가를 검사한다. 검사결과 샘플링된 값이 기수번째 샘플링값이라면, 마이크로 콘트롤러(14)는 52단계로 진행하여 샘플링된 값을 메모리에 저장한후 54단계로 진행한다. 반면 48단계의 검사결과 샘플링된 값이 우수번째의 샘플링값이라면 마이크로 콘트롤러(14)는 50단계로 진행하여 서보버스트신호의 샘플링값을 통해 PES를 구하고 트랙추종에 사용한후 54단계로 진행한다.
한편 54단계에서 마이크로 콘트롤러(14)는 디스크(2)의 1회전 경과여부를 검사하여 디스크(2)가 1회전하지 않았다면 46단계로 되돌아가 다시 헤드0에 대응되는 트랙에 기록되어 있는 서보버스트신호를 샘플링한다. 그 이유는 현재 기/우수 식별신호의 논리레벨값이 로우상태에서 SAM검출기로부터 SAM검출신호가 입력되는 경우 하이상태의 논리레벨값으로 반전되므로 앤드게이트(34,36)의 출력신호 HS0, HS1은 모두 로우상태의 논리레벨값이 된다. 그 결과 상술한 바와 같이 헤드0가 선택되어 도8a의 t3타이밍에서 헤드0에 대응되는 트랙에 기록되어 있는 서보버스트신호를 샘플링하게 된다. 이후 마이크로 콘트롤러(14)는 상기 t3타이밍에서 샘플링된 서보버스트신호가 2번째(즉 우수번째)로 샘플링된 값이므로 이를 50단계에서 트랙추종시에 사용한후 상술한 46단계 내지 52단계를 반복수행한다. 그 결과 t2,t4,t6,.. 타이밍에서 헤드1에 대응되는 트랙에 기록되어 있는 서보버스트신호를 샘플링한 값이 메모리에 순차적으로 저장된다.
한편 54단계의 검사결과 디스크(2)가 1회전 경과하였다면 마이크로 콘트롤러(14)는 56단계로 진행하여 상기 메모리에 저장된 샘플링값의 평균값을 산출한후 이를 재차 메모리에 저장한후 58단계로 진행한다. 58단계에서 마이크로 콘트롤러(14)는 44단계에서 선택된 헤드(4)가 디스크 구동 기록장치에 구비된 마지막 헤드인가를 검사하여 마지막 헤드가 아닐 경우 44단계로 되돌아간다. 이후 마이크로 콘트롤러(14)는 44단계에서 헤드2를 선택하기 위한 헤드선택신호를 출력함으로서 SAM검출신호 입력에 대응하여 논리레벨값이 변화되는 기/우수 식별신호에 따라 상술한 바와 같이 헤드0와 헤드2가 순차적으로 선택되도록 제어할 수 있다. 즉 마이크로 콘트롤러(14)는 도8b에 도시된 바와 같은 타이밍에서 헤드0와 헤드2에 대응되는 트랙에 기록되어 있는 서보버스트신호를 샘플링한 값으로부터 양 헤드간(헤드0와 헤드2)에 존재하는 트랙위치 오프셋 평균치를 산출할 수 있고, 또한 동일한 방법으로 도8c에 도시된 타이밍에서 양 헤드간(헤드0와 헤드3)에 존재하는 트랙위치 오프셋 평균치를 산출할 수 있다. 이후 마이크로 콘트롤러(14)는 58단계의 검사결과 현재 선택되어 있는 헤드가 마지막 헤드일 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드간 트랙위치 오프셋 측정과정을 종료하고 드라이브 레디모드(ready mode)로 전환한다. 이후 마이크로 콘트롤러(14)는 서보제어시 헤드스위칭이 필요한 경우 상기 메모리에 저장된 해당 헤드간의 트랙위치 오프셋만큼의 PES를 보상한후 헤드스위칭을 수행함으로서 헤드간 트랙위치 오프셋에 의한 셋틀링타임의 지연을 감소시킬 수 있다.
도9a,9b,9c는 도5b에 도시된 헤드간 트랙위치 오프셋 측정용 실린더의 서보기록패턴에 대한 헤드0와 제2헤드(헤드1,헤드2,헤드3)간의 트랙위치 오프셋 측정을 위한 서보버스트신호 샘플링 타이밍도를 도시한 것이다. 이하 도9a를 참조하여 양 헤드(헤드0와 헤드1)간 트랙위치 오프셋 측정과정을 설명하면, 마이크로 콘트롤러(14)는 t1,t5,t9의 타이밍에서 헤드0를 선택하여 헤드선택신호를 출력하여 헤드0에 대응되는 트랙에 기록되어 있는 서보버스트신호를 샘플링하여 트랙추종에 사용한다. 이때 마이크로 콘트롤러(14)는 샘플링된 값을 통해 PES를 산출하여 헤드0가 트랙센터라인에 정확하게 위치하도록 서보제어를 수행한다. 한편 헤드0가 트랙센터라인에 정확하게 위치하는 동안 마이크로 콘트롤러(14)는 SAM검출신호 입력에 대응하여 논리레벨값이 반전되는 기/우수 식별신호에 의해 t2,t6,t10의 타이밍에서 헤드1이 선택되도록 헤드선택신호를 출력한다. 이후 마이크로 콘트롤러(14)는 t2,t6,t10의 타이밍에서 각각 샘플링된 서보버스트신호의 평균값을 산출하여 메모리에 저장한후 헤드스위칭시(즉 헤드0와 헤드1간의 헤드스위칭)마다 상기 메모리에 저장된 평균 오프셋만큼의 PES를 보상한후 헤드스위칭을 수행한다.
도9b는 헤드0와 헤드2간의 트랙위치 오프셋을 측정하기 위한 서보버스트신호 샘플링 타이밍도이며, 도9c는 헤드0와 헤드3간의 트랙위치 오프셋을 측정하기 위한 서보버스트신호 샘플링 타이밍도를 도시한 것으로 전술한 바와 동일한 과정을 통해 헤드0와 헤드2,헤드0와 헤드3간의 트랙위치 오프셋을 측정하여 메모리에 저장한다. 한편 도9a 내지 도9c와 같은 스태거드 서보기록패턴을 채용하는 경우에는 각 헤드에 대한 서보버스트신호 샘플링 타이밍이 다름에 유의해야 한다.
도10a,10b,10c는 도5c에 도시된 헤드간 트랙위치 오프셋 측정용 실린더의 서보기록패턴에 대한 헤드0와 제2헤드(헤드1,헤드2,헤드3)간의 트랙위치 오프셋 측정을 위한 서보버스트신호의 샘플링 타이밍도를 도시한 것으로, 양 헤드(헤드0와 헤드1,헤드2,헤드3)간의 트랙위치 오프셋 측정과정은 상술한 도8a에서 언급한 바와 같은 방법으로 오프셋량을 측정한다.
도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드(4)의 온-트랙 천이 변화특성도를 도시한 것으로, 디스크 구동 기록장치의 전원인가시 마다 헤드간 트랙위치 오프셋 측정용 실린더의 서보기록패턴으로부터 측정된 양 헤드(헤드0와 헤드1)간의 트랙위치 오프셋을 헤드스위칭시에 보상했을 경우의 헤드(4)의 온-트랙 천이과정을 나타낸 것이다. 도11에서 (a)는 초기화과정시 측정된 양 헤드(헤드0와 헤드1)간의 트랙위치 오프셋량을 나타낸 것이며, (b)는 헤드스위칭시(즉 헤드0에서 헤드1으로) 헤드0에 대응되는 트랙의 센터라인에서 헤드1에 대응되는 트랙의 트랙센터라인으로 온-트랙되기까지의 셋틀링타임(St)의 변화를 나타낸 것이다. 즉 본 발명의 일 실시예에서는 헤드스위칭하고자 하는 양 헤드간에 존재하는 트랙위치 오프셋양을 초기화과정에서 측정한후 이를 헤드스위칭 이전에 보상하여 줌으로서 도11의 (b)와 같이 셋틀링타임(St)의 과도응답 없이 안정된 셋틀링타임만이 요구되어 헤드(4)의 온-트랙 도달시간을 단출시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 양 헤드간의 트랙위치 오프셋량을 미리 측정하고 서보제어시 수행되는 헤드스위칭 직전에 양 헤드간에 존재하는 트랙위치 오프셋량을 보상한후 헤드스위칭을 수행함으로서 헤드스위칭후의 셋틀링타임을 최소화시켜 서보제어의 성능을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (13)

  1. 복수개의 헤드와, 디스크상의 소정 실린더상에 헤드스위칭시 발생되는 헤드간 위치 오프셋을 측정하기 위한 서보정보가 엠베디드 섹터 서보방식으로 기록되어 있는 디스크 구동 기록장치에 있어서,
    서보 어드레스 마크 검출시마다 상기 소정 실린더를 구성하는 각각의 트랙에 기록되어 있는 서보정보를 샘플링하기 위한 최종 헤드선택신호와 서보 샘플링 인에이블신호를 발생하여 출력하는 서보 샘플링 타이밍 발생회로를 구비함을 특징으로 하는 트랙위치 오프셋 보상장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 서보 샘플링 타이밍 발생회로는;
    서보 어드레스 마크 검출시마다 반전 출력되는 기/우수 식별신호를 생성출력하는 서보 샘플링 타이밍 제너레이터와,
    구동전원 입력시 상기 복수개의 헤드간에 존재하는 트랙위치 오프셋을 측정하기 위해 인에이블되는 서보교정모드신호와 상기 기/우수 식별신호를 낸드게이팅하여 출력하는 낸드게이트와,
    상기 낸드게이트의 출력신호와 헤드선택신호를 앤드게이팅하여 최종 헤드선택신호를 생성출력하는 앤드게이트들로 구성됨을 특징으로 하는 트랙위치 오프셋 보상장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 서보 샘플링 인에이블신호는 디스크상의 소정 실린더를 구성하는 각 트랙에 기록되어 있는 서보버스트신호를 샘플링하기 위해 서보 어드레스 마크 입력후 소정 시간 경과후에 상기 서보 샘플링 타이밍 제너레이터에서 출력됨을 특징으로 하는 트랙위치 오프셋 보상장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 앤드게이트들은 상기 복수개의 헤드수와 동일한 수로 존재하며, 각 앤드게이트는 상기 낸드게이트의 출력신호와 헤드선택신호를 입력신호로함을 특징으로 하는 트랙위치 오프셋 보상장치.
  5. 복수개의 헤드를 구비하는 디스크 구동 기록장치의 헤드간 트랙위치 오프셋 보상방법에 있어서,
    구동전원 입력시 디스크 기록면상에 존재하는 트랙들중 소정 트랙으로 탐색하는 과정과,
    트랙탐색 완료후 상기 복수개의 헤드중 임의의 두 헤드간에 헤드스위칭동작을 통하여 독출된 해당 트랙간의 트랙위치 오프셋 평균치를 산출하여 저장하는 과정과,
    정상동작시 상기 저장된 평균치를 이용하여 헤드스위칭하고자 하는 두 헤드간의 트랙위치 오프셋을 보상한후 헤드스위칭하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 디스크 구동 기록장치의 트랙위치 오프셋 보상방법.
  6. 복수개의 헤드와, 디스크상의 소정 실린더상에 헤드스위칭시 발생되는 헤드간 트랙위치 오프셋을 측정하기 위한 서보정보가 엠베디드 섹터 서보방식으로 기록되어 있는 디스크 구동 기록장치의 헤드간 트랙위치 오프셋 보상방법에 있어서,
    상기 서보정보가 기록되어 있는 실린더로 트랙탐색하는 과정과,
    상기 복수개의 헤드중 임의의 헤드를 기준헤드로 설정하고 상기 기준헤드로부터 임의의 헤드로 헤드스위칭하면서 트랙위치 오프셋치를 측정하는 과정과,
    상기 선택된 헤드간에 대응되는 트랙으로부터 측정된 트랙위치 오프셋 평균치를 산출하여 저장하는 과정과,
    정상동작시 상기 저장된 트랙위치 오프셋 평균치를 이용하여 헤드스위칭하고자 하는 두 헤드간의 트랙위치 오프셋을 보상한후 헤드스위칭하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 디스크 구동 기록장치의 헤드간 트랙위치 오프셋 보상방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 헤드간 트랙위치 오프셋 보상방법은 구동전원 입력시마다 수행됨을 특징으로 하는 디스크 구동 기록장치의 헤드간 트랙위치 오프셋 보상방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 샘플링된 값은 상기 서보정보에 포함된 서보버스트신호의 샘플링값임을 특징으로 하는 디스크 구동 기록장치의 헤드간 트랙위치 오프셋 보상방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기준트랙에 대응되는 트랙으로부터 입력되는 샘플링값을 트랙추종시 헤드의 위치에러신호로 사용함을 특징으로 하는 디스크 구동 기록장치의 헤드간 트랙위치 오프셋 보상방법.
  10. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 트랙위치 오프셋 평균치는 디스크가 1회전하는 동안 스위칭선택된 헤드로부터 독출되는 샘플링값으로 산출됨을 특징으로 하는 헤드간 트랙위치 오프셋 보상방법.
  11. 적어도 하나의 디스크의 기록면들상에 동심원상의 트랙들을 가지며 상기 트랙들상에 서보정보가 규칙적으로 기록되고 상기 디스크의 기록면들에 대향하여 이격된 복수의 헤드를 가지며, 상기 기록면들의 상기 트랙들이 오프셋되고 상기 기록면들중 하나의 선택된 기록면의 트랙으로부터 타기록면의 트랙으로 헤드스위칭시 헤드간 트랙위치 오프셋을 보상하기 위한 장치에 있어서,
    상기 기록면들의 트랙들간의 오프셋에 의한 헤드의 트랙위치 오프셋값들을 측정하기 위한 측정수단과,
    상기 측정된 헤드의 트랙위치 오프셋값들의 평균치를 산출하여 저장하는 저장수단과,
    상기 선택된 기록면상의 트랙을 리드한 후 타기록면상의 트랙으로 헤드스위칭시 상기 평균값으로 보상하는 트랙위치 오프셋 보상수단으로 구성함을 특징으로 하는 트랙위치 오프셋 보상장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 측정수단은 상기 트랙들상에 기록되어 있는 서보정보를 샘플링하기 위한 최종 헤드선택신호와 서보 샘플링 인에이블신호를 발생하여 출력함으로서 구비되어 있는 복수개의 헤드중 하나를 최종 선택함을 특징으로 하는 서보 샘플링 타이밍 발생회로를 구비함을 특징으로 하는 트랙위치 오프셋 보상장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 서보 샘플링 타이밍 발생회로는;
    서보 어드레스 마크 검출시마다 반전 출력되는 기/우수 식별신호를 생성출력하는 서보 샘플링 타이밍 제너레이터와,
    구동전원 입력시 상기 복수개의 헤드간에 존재하는 트랙위치 오프셋을 측정하기 위해 인에이블되는 서보교정모드신호와 상기 기/우수 식별신호를 낸드게이팅하여 출력하는 낸드게이트와,
    상기 낸드게이트의 출력신호와 헤드선택신호를 앤드게이팅하여 최종 헤드선택신호를 생성출력하는 앤드게이트들로 구성함을 특징으로 하는 트랙위치 오프셋 보상장치.
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