KR100251940B1 - 헤드/기록매체 성능을 고려한 하드 디스크 드라이브의 존레이아웃 선택방법 - Google Patents

헤드/기록매체 성능을 고려한 하드 디스크 드라이브의 존레이아웃 선택방법 Download PDF

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Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
존비트레코딩방식을 사용하는 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive)에로 존레이아웃(zone lay-out)을 선택하는 방법에 관한 기술이다.
나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
헤드스텍을 구성하는 여러 헤드 중 특정헤드가 불량이 되었을 때 헤드 스텍 전체를 교체하지 않고도 제품의 에러율 스펙을 만족시키는 방법을 제공하고자 한다.
다. 그 발명의 해결방법의 요지
본 발명에서는 리드/라이트 데이타 주파수를 낮추게 하여 헤드 스텍전체를 교체하지 않고도 제품의 에러율 스펙을 만족하게 한다. 헤드의 리드/라이트 데이타 주파수를 낮추게 하는 것은 소프트웨어적인 간단한 처리만으로 가능하다.
라. 발명의 중요한 용도
하드 디스크 드라이브

Description

헤드/기록매체 성능을 고려한 하드 디스크 드라이브의 존레이아웃 선택방법
본 발명은 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive: 이하 HDD라 칭함)에 관한 것으로, 특히 존비트레코딩방식을 사용하는 HDD에서 존레이아웃(zone lay-out)을 선택하는 방법에 관한 것이다.
HDD에서 헤드/기록매체는 HDD의 기본품질을 결정하는 중요한 부품이다. 통상 헤드는 드라이브 제작시 4개 이상으로 장착하게 되는데, 이때 장착되는 헤드들은 비록 기본적인 부품스펙(spec)을 만족시키지만 성능상 서로는 약간씩 차이가 있다. 이는 드라이브 제조공정에서 헤드스택 스웨이징(head stack swaging)에서 발생하는 그램로드(gram load) 변화, 베이스 및 커버의 조립에서 발생하는 휘어짐 등이 원인이 된다. 이 원인에 기인하여 헤드의 부상높이 등은 미세하게 변하게 되고 결국은 헤드들 간의 성능상 차이를 불려일으켰다. 보통 제조된 드라이브의 50%∼60%정도는 모든 헤드가 스펙 내에서 엇비슷한 제품성능을 나타내지만 나머지는 특정 한,두 개의 헤드 성능이 두드러지게 저하되는 현상을 보이고 있다. 이럴 경우 성능 저하된 한,두개의 헤드에 의해서 그 드라이브는 제품 에러율스펙(error rate spec)을 만족하지 못하게 되고 결국은 불량으로 처리된다. 이러한 불량 처리현상은 드라이브내 4개 이상의 헤드를 장착하는 고용량 드라이브에서 더욱 심화된다.
제조공정에서 성능 저하된 불량헤드는 재작업을 통하여 교체되어져야 한다. 불량헤드를 장착하고 있는 헤드 스텍은 스웨이징(swaging)을 통하여 단단히 결합되어 있기 때문에 불량된 헤드만을 교체하기란 쉽지가 않다. 그래서 재작업 시에는 불량난 헤드가 포함된 헤드 전체를 폐기하고 다른 것으로 교체하게 되는데 그렇게 하면 나머지 다른 양품의 헤드도 같이 폐기된다. 이는 부품의 손실과 원가상승을 불려 일으킨다.
따라서 본 발명의 목적은 헤드스텍을 구성하는 여러 헤드 중 특정헤드가 불량이 되었을 때 헤드 스텍전체를 교체하지 않고도 제품의 에러율 스펙을 만족시키는 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 3가지 용량(1GB, 820MB, 710MB)별로 드라이브에 적용한 존 사용 예를 보여주는 도면.
도 2는 사용한 존영역과 각 존에 따른 리드/라이트 데이타 주파수를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 이해를 돕기 위한 통상적인 하드 디스크 드라이브 블록 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 처리 흐름도.
상기한 목적에 따라, 본 발명은 헤드스텍을 구성하는 여러 헤드 중 특정헤드가 불량이 되었을 때에는 리드/라이트 데이타 주파수를 낮추게 하여 헤드 스텍전체를 교체하지 않고도 제품의 에러율 스펙을 만족하게 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
일반적으로 헤드의 리드/라이트 데이타 주파수 즉, BPI(Bit Per Inch)를 낮추게 되면 높은 경우보다 좀더 많은 리드/라이트 마진을 확보하게 되어 헤드성능 향상의 효과를 얻을 수 있게 된다. 이와 같은 방법을 사용하면 비록 원래 목표하였던 용량을 얻을 수는 없지만 헤드 스텍을 교체하지 않아도 된다. 헤드의 리드/라이트 데이타 주파수를 낮추게 하는 것은 소프트웨어적인 간단한 처리만으로 가능하다. 그러므로 헤드스텍을 구성하는 여러 헤드 중 특정헤드가 불량이 되었을 때 헤드 스텍전체를 교체하지 않아도 되므로 원가절감에 상당한 효과가 있다. 예를 들면, 원래 제조하려던 드라이브의 목표용량이 1기가 바이트(Giga Byte: GB)였다고 가정할 때, 약 20%정도 데이타주파수를 낮추면 820메가 바이트(Maga Byte: MB) 용량의 드라이브를 제작할 수가 있고, 약 30%정도 데이타 주파수를 낮추면 710메가 바이트(Maga Byte: MB) 용량의 드라이브를 제작할 수 있다. 20%, 30% 용량을 감소시킨 것은 그 만큼의 리드/라이트 에러 마진을 확보하였다는 의미하므로 간접적으로 헤드 성능향상 효과를 얻는 것이다.
본 발명의 실시예에서는 상기와 같은 예의 경우, 먼저 드라이브 펌웨어(firmware)에 언급한 3가지 용량(1GB, 820MB, 710MB)에 대한 세 가지 존 레이아웃을 설정한다.
도 1은 3가지 용량(1GB, 820MB, 710MB)별로 드라이브에 적용한 존 사용예를 보여주는 도면이다. 존레이아웃은 헤드, 기록매체 특성과 리드/라이트 채널 칩, 인터페이스 컨트롤러 등의 성능에 따라 사용가능한 존 중에서 도 1에서 보여주듯이 A드라이브(용량; 1GB)는 높은 주파수 존 영역을, B드라이브(820MB)는 중간 주파수 존 영역을, C드라이브(710MB)는 낮은 주파수 존 영역을 사용한 것이다. 각각의 존 레이 아웃은 각 존의 사이즈, 해당 리드/라이트주파수로 동작하기 위한 리드/라이트 채널 설정값, 섹터펄스 발생시간, 데이타 필드 스필트(spilt)정보 등을 포함하고 있고 전체적으로 해당 용량을 달성할 수 있는 섹터 수를 확보할 수 있게 형성되어진다.
도 2는 도 1에 도시된 사용한 존영역과 각 존에 따른 리드/라이트 데이타 주파수를 보여주는 도면이다. 도 4에서는 본 발명의 실시예에 따른 구체적인 동작 처리 흐름도를 보여주고 있다.
도 4를 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 이해를 돕기 위한 통상적인 하드 디스크 드라이브 블록 구성을 도 3을 참조하여 먼저 설명한다.
도 3을 참조하면, 디스크들(10)은 스핀들(spindle)모터(34)에 의해 회전한다. 헤드들(12) 각각은 디스크들(10)중 대응하는 하나의 디스크면상에 위치하며, 환상 보이스 코일(rotary voice coil) 액츄에이터(30)와 결합된 E-블럭 어셈블리(14)로부터 디스크들(10)쪽으로 신장된 서포트 암들에 각각 대응되게 설치된다. 전치증폭기(16)는 리드시에는 헤드들(12)중 하나에 의해 픽업된 신호를 전치증폭하여 아나로그 리드신호를 리드/라이트 채널(read/write channel)회로(18)로 인가하며, 라이트시에는 리드/라이트 채널회로(18)로부터 인가되는 부호화된 라이트데이타를 헤드들(12)중 대응하는 하나의 헤드를 통해 디스크 상에 라이트되도록 한다. 리드/라이트 채널회로(18)는 전치증폭기(16)로부터 인가되는 리드신호로부터 데이타 펄스를 검출하고 디코딩하여 DDC(Disk Data Controller)(20)에 인가하며, DDC(20)로부터 인가되는 라이트데이타를 디코딩하여 전치증폭기(16)에 인가한다. DDC(20)는 호스트 컴퓨터로부터 수신되는 데이타를 리드/라이트 채널회로(18)와 전치증폭기(16)를 통해 디스크상에 라이트 하거나 디스크상으로부터 데이타를 리드하여 호스트 컴퓨터로 송신한다. 또한 DDC(20)는 호스트 컴퓨터와 마이크로 콘트롤러(24)간의 통신을 인터페이스한다. 버퍼 램(22)은 호스트 컴퓨터와 마이크로 콘트롤러(24)와 리드/라이트 채널회로(18) 사이에 전송되는 데이타를 일시 저장한다. 마이크로 콘트롤러(24)는 호스트 컴퓨터로부터 수신되는 리드 또는 라이트 명령에 응답하여 트랙 탐색 및 트랙 추종을 제어한다. 메모리(26)는 마이크로 콘트롤러(24)의 수행 프로그램 및 각종 설정값들을 저장한다. 서보구동부(28)는 마이크로 콘트롤러(24)에서 제공하는 헤드들(12)의 위치 제어를 위한 신호에 응답하여 액츄에이터(30)를 구동하기 위한 구동전류를 발생하여 액츄에이터(30)의 보이스 코일에 인가한다. 액츄에이터(30)는 서보구동부(28)로부터 인가되는 구동전류의 방향 및 레벨에 대응하여 헤드들(12)을 디스크들(10)상에서 이동시킨다. 스핀들 모터 구동부(32)는 마이크로 콘트롤러(24)로부터 발생되는 디스크들(10)의 회전 제어를 위한 제어값에 따라 스핀들 모터(34)를 구동하여 디스크들(10)을 회전시킨다.
이제, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 동작을 더욱 상세히 설명한다. 동작을 설명할 때에는 도 1 및 도 2에 도시한 예의 경우로 든다.
마이크로 콘트롤러(24)는 도 4의 100단계에서 헤드의 성능을 측정할 기준지점과 이 지점에서 헤드 성능(채널 품질, 오프-트랙 에러율) 기준값을 설정한다. 예를 들면, 기준지점은 실린더번호 1000, 그 기준지점에서 오프-트랙 에러율이은 A드라이브(1GM용량)의 기준값으로,은 각각 B드라이브(820MB용량), C드라이브(710MB용량)의 기준값으로 설정한다. 그후 102단계에서는 사용할 드라이브 용량과 존레이아웃을 설정한다. 이후 104단계로 진행한다. 104단계에서 마이크로 콘트롤러(24)는 기준지점으로 탐색하여 데이타를 측정한다. 그후 측정한 데이타가 오프-트랙 에러율이(A기준값) 이상이면 1GB 존 레이아웃을 선택하고,(106, 114단계), 오프-트랙 에러율이이면 각각 820MB, 710MB 존 레이아웃을 선택한다(108, 114단계 및 110, 114단계). 만약 측정데이타가 A기준값, B기준값, C기준값까지가서 비교하여도(106, 108, 110단계) 해당 기준값보다 적을 경우에는 112단계로 진행하여 불량처리한다.
한편 116단계에서는 선택한 존 레이아웃을 사용하여 드라이브 전체에서 모든 존의 에러율 및 채널품질을 측정하고, 118단계로 진행하여 측정한 값이 각용량별 기준값을 보다 큰가를 판단한다. 만약 측정한 값이 각용량별 기준값을 보다 크면 120단계로 진행하여 선택된 것을 최종 존레이 아웃으로 결정한 후 121단계에서 해당 존레이아웃으로 다음 단계 테스트를 진행한다. 그러나 만약 118단계에서 이를 만족하지 못할 경우는 한 단계 낮은 다른 존 레이 아웃을 선택하여 드라이브를 다시 테스트한다(도 4의 122∼124단계). 이러한 같은 동작을 가장 낮은 용량에 도달할 때까지 반복하고 가장 나은 용량을 선택하여도(122단계) 만족하지 못할 경우는 126단계로 진행하여 불량 드라이브로 처리하여 헤드 스텍 교체 등의 다른 재작업을 수행한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 헤드 스텍 교체 등의 수리없이도 간단한 소프트웨어적인 처리만으로 드라이브를 다른 용량으로 제조할 수 있다. 또한 불량 헤드를 리드/라이트 데이타 주파수를 낮춰 사용하여 데이타 마진을 확보함으로써 충분히 신뢰성이 있는 하드 디스크 드라이브를 제작할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (3)

  1. 헤드/기록매체 성능을 고려한 하드 디스크 드라이브의 존레이아웃 선택방법에 있어서,
    다수의 헤드의 성능을 측정할 기준지점과 상기 기준지점에서 헤드 성능의 기준값을 각각 설정하는 제1과정과,
    상기 설정된 헤드 성능의 기준값에 대응한 존 레이아웃을 선택하여 드라이브를 제작하는 제2과정과,
    상기 선택한 존 레이아웃을 사용하여 상기 드라이브 전체에서 모든 존의 에러율을 측정하는 제3과정과,
    측정된 존의 에러율이 상기 기준값을 만족하지 못하면 한 단계 낮은 다른 존 레이 아웃을 선택하여 드라이블 다시 테스트하는 제4과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제3과정에서 제4과정까지를 가장 낮은 용량에 도달할 때까지 반복하고 가장 나은 용량을 선택하여도 만족하지 못할 경우는 불량 드라이브로 처리하여 헤드 스텍 교체 등의 다른 재작업을 수행하는 제5과정을 더 가짐을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 헤드의 성능은 채널 품질, 오프-트랙 에러율임을 특징으로 하는 방법.
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