KR100238675B1 - 드라이브 성능에 따른 존 레이아웃 설정방법 - Google Patents

드라이브 성능에 따른 존 레이아웃 설정방법 Download PDF

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Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야:하드 디스크 드라이브의 존 레이아웃 설정방법에 관한 것이다.
나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제:각 드라이브의 성능에 따라 존 레이아웃을 최적화함으로서 드라이브 성능에 따라 최적의 용량을 설정할 수 있는 존 레이아웃 설정방법을 제공함에 있다.
다. 그 발명의 해결방법의 요지:디스크면이 다수개의 존으로 분할되어 있고, 분할된 각 존들이 서로 다른 데이타율을 갖도록 지정된 존 테이블을 구비하는 하드 디스크 드라이브에 있어서, 상기 존 테이블을 구성하는 존들중 임의의 존을 선택하고, 선택된 존에 상기 존 테이블을 구성하는 모든 데이타율을 순차적으로 가변부여하면서 미리 설정된 스펙범위내에서 최대 에러율을 나타내는 데이타율을 검출하는 과정과, 검출된 데이타율을 상기 선택된 존에 대응시키고, 상기 존 테이블의 나머지 존들 각각에 대응되는 데이타율은 상기 검출된 데이타율이 쉬프트된 것과 동일한 방향 및 크기로 쉬프트시켜 새로운 존 테이블을 구성하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
라. 발명의 중요한 용도:하드 디스크 드라이브의 존 레이아웃 설정에 사용할 수 있다.

Description

드라이브 성능에 따른 존 레이아웃 설정방법
본 발명은 하드 디스크 드라이브의 존 레이아웃 설정에 관한 것으로, 특히 드라이브의 채널특성을 고려하여 최적의 존 레이아웃을 설정하기 위한 방법에 관한 것이다.
하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive)는 호스트(통상 퍼스널 컴퓨터)로부터 데이타를 전송받아 디스크면에 저장하고, 이를 다시 재생하여 호스트로 전송하여 주는 일종의 보조기억장치이다. 하드 디스크 드라이브에 있어서 리드/라이트 채널(Read/Write Channel)은 호스트로부터 데이타를 전송받아 헤드를 통해 디스크면에 기록하고, 헤드를 통해 재생된 데이타를 다시 호스트로 전송하는 역할을 한다. 즉, 데이타 리드시 디스크면에 기록된 정보(사용자 데이타와 서보정보)는 헤드에 의해 독출되고, 독출된 정보는 리드/라이트 채널에서 판독 및 해석되어 디스크 데이타 컨트롤러(Disk Data Controller)를 통해 호스트로 전송된다. 이와 반대로 데이타 라이트시에는 호스트로부터 전송된 데이타가 상기 디스크 데이타 컨트롤러와 리드/라이트 채널 및 헤드를 통해 디스크면에 기록된다. 이때 리드/라이트 채널의 바람직한 설계는 제한된 면적에 가장 많은 데이타를 기록하고 판독하는 것이다. 그러나 이러한 설계에는 많은 제한요소가 따른다. 특히 헤드와 디스크의 성능, 부품공차, 조립상태에 따라 용량설계가 제한될 수 있다.
일반적으로 드라이브 제조업체에서는 적정 수의 드라이브 샘플(sample)에 의해 헤드/디스크의 성능을 평가한 후, 존 레이아웃(Zone Layout)이라는 테이블을 형성한다. 상기 "존 레이아웃"은 디스크의 표면을 여러부분으로 분할하는 것을 말하며, 분할되는 각 존은 고유한 데이타 기록밀도(즉, 데이타 전송속도(Data Rate))를 갖는다. 이하 도 1을 참조하여 존-비트 레코딩방식(Zone Bit Recording)(혹은 콘스턴트 덴서티 레코딩)을 채용하는 경우의 존 레이아웃의 일예를 설명하기로 한다.
도 1은 존 비트 레코딩방식이 채용된 디스크면의 존 레이아웃 예시도를 보인 것이다. 우선 존 비트 레코딩방식의 기록형태는 특히 소형 디스크 구동 기록장치에 있어서 자기 디스크의 정보 저장용량을 개선하기 위해 내주 존들과 외주 존들을 포함하는 모든 존들이 실질적으로 동일한 정보밀도를 가지도록 한 것이다. 존 비트 레코딩방식을 채용하는 하드 디스크 드라이브에 있어서 자기 디스크상의 정보저장영역은 디스크면의 원심으로부터 방사방향으로 기록밀도가 일정하게 되는 다수의 존들로 분할되어진다. 분할된 각 존의 트랙들에 있어서 데이타섹터(S)의 수는 서로 다르게 할당되는데 즉, 외주 존(존 0)의 트랙들은 내주 존(존 N)의 트랙들에 비해 보다 많은 수의 데이타섹터(S)를 가지게 된다. 이것은 스핀들모터의 회전시간 t내에서 외주 존과 내주 존의 길이(l)가 서로 다르기 때문이다. 따라서 데이타 저장밀도를 동일하게 하면 결과적으로 외주에 더 많은 데이타가 저장된다.
그러나 존 비트 레코딩방식을 채용하는 종래의 하드 디스크 드라이브에 있어서는 상술한 바와 같이 적정 수의 드라이브 샘플에 의해 존 레이아웃을 형성하기 때문에 다음과 같은 문제가 발생하게 된다. 우선 각 드라이브의 성능을 고려하지 않고 획일적인 존 레이아웃을 적용하기 때문에 기본 존 맵(map)의 성능에 미달되는 드라이브는 불량처리된다. 이는 생산공정의 로스(loss)를 유발시켜 생산수율을 저하시키는 결과를 초래하게 된다. 또한 기본 존 맵의 성능을 만족시키는 경우에도 채널(헤드,디스크, 리드/라이트 채널등의 조합성능)에 따라 어떤 채널은 충분한 마진이 존재하고, 어떤 채널은 져스트(just)한 수준, 또 어떤 채널은 오히려 성능을 발휘하는데 마진이 부족한 경우가 발생하게 된다.
따라서 본 발명의 목적은 각 드라이브의 성능에 따라 존 레이아웃을 최적화함으로서, 각 드라이브에 최적화된 용량을 설정할 수 있는 존 레이아웃 설정방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 드라이브의 채널특성 마진부족으로 인해 발생될 수 있는 불량드라이브를 구제할 수 있는 존 레이아웃 설정방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 디스크면이 다수개의 존으로 분할되어 있고, 분할된 각 존들이 서로 다른 데이타율을 갖도록 지정된 존 테이블을 구비하는 하드 디스크 드라이브에 있어서,
상기 존 테이블을 구성하는 존들중 임의의 존을 선택하고, 선택된 존에 상기 존 테이블을 구성하는 모든 데이타율을 순차적으로 가변부여하면서 미리 설정된 스펙범위내에서 최대 에러율을 나타내는 데이타율을 검출하는 과정과,
검출된 데이타율을 상기 선택된 존에 대응시키고, 상기 존 테이블의 나머지 존들 각각에 대응되는 데이타율은 상기 검출된 데이타율이 쉬프트된 것과 동일한 방향 및 크기로 쉬프트시켜 새로운 존 테이블을 구성하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
도 1은 존 비트 레코딩방식이 채용된 디스크면의 존 레이아웃 예시도.
도 2는 일반적인 하드 디스크 드라이브의 블럭구성도.
도 3a 및 도 3b는 각각 종래의 존 테이블과 본 발명의 일실시예에 따라 설정된 존 테이블 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 존 레이아웃 설정 처리흐름도.
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 특정 채널의 존 레이아웃 예시도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 동작을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 일반적인 하드 디스크 드라이브의 블럭구성도를 도시한 것으로 두장의 디스크(10)와 그에 대응하는 4개의 헤드(12)를 구비한 하드 디스크 드라이브의 예를 보인 것이다. 도 2를 참조하면, 디스크(10)들은 통상 스택(stack)형태로서 스핀들모터(34) 구동축에 장착되어 회전하며 각각의 디스크면은 하나의 헤드(12)에 대응되어 있다. 통상 디스크(10)는 동심원상으로 배열되어 있는 복수개의 트랙들로 구성되어지며 드라이브 비사용시(전원 '오프'상태) 헤드(12)가 위치할 수 있는 파킹 존(Parking Zone)과 불량 섹터에 대한 대체정보 및 각종 시스템 유지보수를 위한 정보가 기록되는 메인터넌스실린더를 포함한다. 그리고 상기 메인터넌스실린더에는 데이타율을 변경시키기 위한 값들이 저장된다. 헤드(12)는 디스크(10)의 표면상에 위치하며 환상 보이스 코일 모터(Rotary Voice Coil Motor;VCM)(28) 암 어셈블리(Arm Assembly)의 수직으로 신장된 암(14)에 설치된다. 전치증폭기(16)는 데이타 판독시 헤드들(12)중 하나의 헤드에 의해 픽업된 리드신호를 전치증폭하여 리드/라이트 채널(read/write channel)(18)에 인가하며 데이타 기록시에는 리드/라이트 채널(18)로부터 인가되는 부호화된 기록데이타(Encoded Write Data)를 헤드들(12)중 대응하는 하나의 헤드를 구동시켜 디스크(10)상에 기록되도록 한다. 이때 전치증폭기(16)는 디스크 데이타 콘트롤러(Disk Data Controller:DDC)(36)의 제어에 의해 헤드들(12)중 하나를 선택한다. 리드/라이트 채널(18)는 전치증폭기(16)로부터 인가되는 리드신호를 디코딩하여 리드데이타 RDATA를 발생하며 DDC(36)로부터 인가되는 기록데이타 WDATA를 인코딩하여 전치증폭기(16)에 인가한다. 리드/라이트 채널회로(18)는 또한 디스크(10)상에 기록되어 있는 서보정보의 일부인 헤드위치정보를 복조(Demodulation)하여 PES(Position Error Signal)를 발생한다. 리드/라이트 채널(18)로부터 발생된 PES는 A/D 컨버터(20)에 인가되고, A/D컨버터(20)는 인가되는 PES를 그의 레벨에 대응하는 디지탈 단계값으로 변환하여 마이크로 콘트롤러(22)에 제공한다. DDC(36)는 호스트컴퓨터로부터 수신되는 데이타를 리드/라이트 채널(18)과 전치증폭기(16)를 통해 디스크(10)상에 기록하거나 디스크(10)로부터 재생된 데이타를 호스트컴퓨터로 전송한다. 또한 DDC(36)는 호스트컴퓨터와 마이크로 콘트롤러(22)간의 통신을 인터페이싱한다.
한편 마이크로 콘트롤러(22)는 호스트컴퓨터로부터 수신되는 데이타 리드/라이트 명령에 응답하여 DDC(36)를 제어하며 트랙탐색 및 트랙추종을 제어한다. 즉 마이크로 콘트롤러(22)는 A/D컨버터(20)로부터 입력되는 PES값을 이용하여 트랙추종을 제어하며 게이트어레이(Gate Array:도시하지 않았음)로부터 출력되는 각종 서보제어관련 신호에 대응하여 서보제어를 수행한다. D/A컨버터(24)는 마이크로 콘트롤러(22)로부터 발생되는 헤드들(12)의 위치제어를 위한 제어값을 아나로그신호로 변환하여 출력한다. VCM구동부(26)는 D/A컨버터(24)로부터 인가되는 신호에 의해 액츄에이터를 구동하기 위한 전류 I(t)를 발생하여 VCM(28)에 인가한다. 일측에 헤드들(12)이 부착된 액츄에이터의 타측에 위치하는 VCM(28)은 VCM구동부(26)로부터 입력되는 전류방향 및 전류레벨에 대응하여 헤드들(12)을 디스크(10)상에서 수평이동시킨다. 모터제어부(30)는 마이크로 콘트롤러(22)로부터 발생되는 디스크들(10)의 회전제어를 위한 제어값에 따라 스핀들모터 구동부(32)를 제어한다. 스핀들모터 구동부(32)는 모터제어부(30)의 제어에 따라 스핀들모터(34)를 구동하여 디스크들(10)을 회전시킨다. DDC(36)에 연결되어 있는 버퍼 메모리(38)는 호스트컴퓨터와 드라이브 사이에 전송되는 데이타를 일시 저장하며, 상기 마이크로 콘트롤러(22)에 연결되어 있는 메모리(40)는 본 발명의 일실시예에 따른 제어프로그램이 저장된 롬(ROM)과 드라이브 제어시 발생되는 각종 데이타를 저장하기 위한 램(RAM)으로 구성된다.
도 3a 및 도 3b는 각각 종래의 존 테이블과 본 발명의 일실시예에 따라 설정된 존 테이블 구성도를 도시한 것이다. 도 3a와 도 3b에서 존 넘버는 디스크(10)면에서 동심원상으로 분할된 존의 넘버를 나타내며, DR은 각 존에 대응되는 데이타율(혹은 데이타 전송속도)을, hd(head)는 채널을 나타낸다. 우선 도 3a를 참조하면 종래의 존 테이블은 모든 존에 대하여 동일한 데이타율(DR)을 갖는다. 하기 설명에서 상기 종래의 존 테이블을 "기본 테이블"이라 정의하기로 하고, 상기 기본 테이블은 메모리(40)의 롬상에 저장되는 것으로 한다. 한편 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 존 레이아웃 설정과정에 의해 기본 테이블이 확장된 존 테이블을 도시한 것이다. 도 3b를 참조하면 hd1에서 각 존에 대하여 기본 테이블과 동일한 데이타율(DR)을 가지며 그 밖의 hd(0,2,n)에서는 각 존에 대하여 기본 테이블과 상이한 데이타율을 갖는다. 만약 도 3b의 테이블에서 상부(N')에 위치한 데이타율(DR)의 값이 높고 하부(Z)에 위치한 데이타율(DR)의 값이 낮다고 가정하면 화살표의 위치에 따라 데이타 저장용량의 증감이 발생하게 된다. 즉, 도 3b에서 hd0와 hdn은 기본 테이블과 비교할때 데이타율(DR)을 높여 더 많은 데이타를 저장할 수 있다. 이것은 성능이 부족한 hd2의 용량감소를 보상할 수 있을 뿐만 아니라 스트레스에 대한 분산효과로 동일한 마진을 확보할 수 있는 장점이 된다.
이하 도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 각 존에 최적화된 데이타율을 설정하여 도 3b와 같은 테이블을 구성하기까지의 과정을 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 존 레이아웃 설정 처리흐름도를 도시한 것이며, 도 5a 및 도 5b는 각각 존 레이아웃 설정시 특정 채널의 존 테이블을 예시한 것이다. 우선 도 4를 참조하면, 마이크로 콘트롤러(22)는 50단계에서 hd를 "0"으로 설정한후 52단계로 진행한다. 52단계에서 마이크로 콘트롤러(22)는 테스트 실린더를 설정한후 54단계로 진행하여 기본 데이타율(DR)을 부여한다. 상기 테스트 실린더라함은 다수개로 분할되는 존중 하나의 존을 선택한후 선택된 존에 포함되는 임의의 실린더를 의미한다. 그리고 기본 데이타율(DR)이라함은 기본 테이블에서 상기 선택된 존에 대응되는 데이타율(DR)값을 의미한다. 기본 데이타율(DR)을 부여한 마이크로 콘트롤러(22)는 이후 56단계에서 에러율(Error Rate:ER이라함)을 테스트한다. 그리고 마이크로 콘트롤러(22)는 테스트 완료된 에러율(ER)이 스펙(spec)범위내의 값인가를 58단계에서 검사한다. 검사결과 에러율(ER)이 스펙범위내의 값이면 마이크로 콘트롤러(22)는 60단계로 진행하여 데이타율(DR)을 한 단계증가시킨후 62단계로 진행하여 에러율을 테스트한다. 그리고 다시 에러율(ER)이 스펙범위내의 값을 갖는가를 64단계에서 검사한다. 이와같은 방법으로 마이크로 콘트롤러(22)는 데이타율(DR)을 순차적으로 증가시키면서 에러율이 스펙범위내의 값을 갖는가를 검사한다. 만약 64단계의 검사결과 에러율(ER)이 스펙범위를 초과하였다면 마이크로 콘트롤러(22)는 66단계로 진행하여 에러율(ER)이 스펙 아웃(out)되기 직전의 데이타율(DR)을 상기 선택된 존의 데이타율(DR)로 결정한다. 그리고 마이크로 콘트롤러(22)는 68단계로 진행하여 상기 선택된 존의 데이타율(DR)을 기준으로 전체 존의 데이타율(DR)을 쉬프트(shift)시켜 존 레이아웃을 설정한다. 이를 도 5a를 참조하여 구체적으로 설명하면, 상기 52단계에서 설정된 테스트실린더가 존3(Z3)에 포함되는 실린더라 가정하고 66단계에서 결정된 데이타율(DR)이 bMbps라 가정하면 마이크로 콘트롤러(22)는 68단계에서 기본 테이블에 근거하여 데이타율(DR)을 2단계씩 상향 쉬프트시켜 존 레이아웃을 설정한다. 이에 따라 hd0에서 존0(Z0), 존1(Z1), ..., 존n(Zn)에 대응되는 데이타율(DR)은 도 5a에 도시된 바와 같이 각각 b', a',..., n-2Mbps가 되어 데이타 저장용량을 증가시킨 결과가 된다.
한편 특정 채널, 즉 hd0에 대하여 존 레이아웃을 설정한 마이크로 콘트롤러(22)는 이후 70단계에서 현재 설정되어 있는 hd가 마지막(n) hd인가를 검사하여 마지막 hd가 아니면 72단계로 진행하여 hd를 "1"증가시킨후 52단계로 되돌아간다. 이후 마이크로 콘트롤러(22)는 상술한 52단계 내지 72단계를 반복 수행한다. 만약 58단계에서 에러율(ER)이 스펙범위를 초과하였다면 마이크로 콘트롤러(22)는 74단계로 진행하여 데이타율(DR)을 한 단계 감소시킨후 76단계로 진행하여 에러율(ER)을 테스트한다. 그리고 78단계로 진행하여 다시 에러율(ER)이 스펙범위내의 값을 갖는가를 검사한다. 만약 에러율(ER)이 스펙범위를 초과한다면 마이크로 콘트롤러(22)는 74단계로 되돌아가 또 다시 데이타율(DR)을 한 단계 감소시켜 에러율을 테스트한다. 이와 같은 방법으로 데이타율(DR)을 감소시키면서 에러율(ER)을 테스트한 결과 에러율이 스펙범위내의 값을 갖는것으로 78단계에서 판별되면, 마이크로 콘트롤러(22)는 80단계로 진행하여 에러율(ER)이 스펙 인(in)된 데이타율(DR)을 현재 설정되어 있는 존의 데이타율(DR)로 결정한다. 그리고 마이크로 콘트롤러(22)는 68단계로 진행하여 현재 선택된 존과 그에 대응하는 데이타율(DR)을 기준으로 전체 존의 데이타율(DR)을 쉬프트(shift)시켜 존 레이아웃을 설정한다. 예를들어 hdn에서 존0(Z0)의 데이타율(DR)이 cMbps로 결정되었다면 hdn에서 존0(Z0), 존1(Z1), ..., 존n(Zn)에 대응되는 데이타율(DR)은 도 5a의 최우측 테이블에 도시된 바와 같이 각각 c, d,..., n+2Mbps가 되어 데이타 저장용량이 감소된 결과가 된다.
한편 상기 예에서는 특정 실린더(즉, 특정 존)만을 설정하여 존 레이아웃을 설정하였지만 모든 존에 대하여 동일한 테스트를 수행하여 존 테이블을 구성할수도 있다. 또한 가장 성능이 열악한 채널(데이타 저장용량이 최소인 채널)의 존 테이블을 도 5b에 도시된 바와 같이 모든 채널에 동시 적용하여 용량이 낮은 드라이브로 출하할 수도 있다. 이러한 경우 데이타 저장용량의 부족으로 불량처리되거나 재작업을 수행해야 하는 번거로움을 거치지 않게 됨으로서 공정 손실을 줄일 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 하드 디스크 드라이브의 채널특성을 고려하여 각 채널특성에 맞는 존 테이블을 구성함으로서 데이타 저장용량을 증가 및 감소시킬 수 있는 잇점이 있고, 데이타 저장용량의 마진부족으로 불량처리되는 드라이브를 재작업해야 하는 번거로움과 그에 따른 생산수율저하를 방지할 수 있는 잇점도 있다.

Claims (1)

  1. 디스크면이 다수개의 존으로 분할되어 있고, 분할된 각 존들이 서로 다른 데이타율을 갖도록 지정된 존 테이블을 구비하는 하드 디스크 드라이브에 있어서,
    상기 존 테이블을 구성하는 존들중 임의의 존을 선택하고, 선택된 존에 상기 존 테이블을 구성하는 모든 데이타율을 순차적으로 가변부여하면서 미리 설정된 스펙범위내에서 최대 에러율을 나타내는 데이타율을 검출하는 과정과,
    검출된 데이타율을 상기 선택된 존에 대응시키고, 상기 존 테이블의 나머지 존들 각각에 대응되는 데이타율은 상기 검출된 데이타율이 쉬프트된 것과 동일한 방향 및 크기로 쉬프트시켜 새로운 존 테이블을 구성하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 존 레이아웃 설정방법.
KR1019970022832A 1997-06-03 1997-06-03 드라이브 성능에 따른 존 레이아웃 설정방법 KR100238675B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8279547B2 (en) 2009-10-01 2012-10-02 Seagate Technology International Method of setting zone layout of recording medium, and apparatus using method

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