KR100430729B1 - 리드채널최적화를위한판독인자자동변경방법 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야:하드 디스크 드라이브의 리드채널 최적화방법에 관한 것으로, 특히 판독에러 발생시 에러복구 빈도수가 높은 판독채널인자의 우선순위를 자동으로 상향조정하기 위한 판독인자 자동변경방법에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제:하드 디스크 드라이브에 있어서 데이타 판독에러 발생시 에러복구 빈도수가 높은 판독채널인자의 우선순위를 실시간으로 자동 상향조정함으로서 신뢰성 있고 효율적으로 판독에러를 복구할 수 있는 판독인자 자동변경방법을 제공함에 있다.

다. 그 발명의 해결방법의 요지:하드 디스크 드라이브의 리드채널 최적화를 위한 판독인자 자동변경방법에 있어서, 데이타 판독에러 발생시 복수개의 판독인자 변경함수들중 에러복구 빈도수가 높은 판독인자 변경함수를 우선적으로 순차 실행하여 데이타 판독에러 복구여부를 검사하고, 데이타 판독에러 복구시 실행하였던 해당 판독인자 변경함수의 에러복구 빈도수를 증가시킴을 특징으로 한다.

라. 발명의 중요한 용도:하드 디스크 드라이브의 리드 채널 최적화에 사용할 수 있다.

Description

리드채널 최적화를 위한 판독인자 자동변경방법

본 발명은 하드 디스크 드라이브의 리드채널 최적화방법에 관한 것으로, 특히 판독에러 발생시 에러복구 빈도수가 높은 판독채널인자의 우선순위를 자동으로 상향조정하기 위한 판독인자 자동변경방법에 관한 것이다.

하드 디스크 드라이브는 헤드와 미디어를 이용하여 디지탈정보를 기록하고 판독하는 컴퓨터시스템의 보조기억장치로서 헤드, 미디어의 특성상 기록 및 판독시 비교적 작은 확률이지만 기록/판독 에러가 발생하는 것이 일반적이다. 이러한 에러의 원인으로는 열잡음, 외부로부터의 전기적 잡음, 외부진동이나 충격으로 인한 기계적 외란과 같은 외부적 원인과, 디스크 미디어상의 자화물질의 도포상태가 불균일하게 되어 있어서 그 위치에 기록된 디지탈정보신호의 왜곡이 일어나는 경우와 같은 내부적 원인이 있다.

상기와 같은 에러의 원인이 발생하는 경우에도 그 잡음/외란의 크기가 작거나 원래 판독신호의 크기가 큰 경우에는 통상적으로 에러가 발생하지 않게 된다. 즉, S/N비(Signal to Noise Ratio)가 높을 경우에는 에러발생원인에 대해 높은 내성을 가지게 된다. 한편, 하드 디스크 드라이브에서 디지탈정보신호는 기록시 리드/라이트 채널을 통해 헤드/미디어로 기록되며, 판독시 헤드/미디어에서 입력된 신호는 전치증폭기에서 증폭되어 리드/라이트 채널회로에서 디지탈정보신호로 복원된다. 따라서 최적의 신호복원을 위해 헤드/미디어의 기록/판독 특성에 맞추어 최적의 기준 기록/판독 인자(parameter)를 설정해야 한다. 각 하드 디스크 드라이브에서는 헤드/미디어의 특성 편차로 약간씩 상이한 기록/판독 특성을 갖는 것이 일반적이다. 따라서 이를 보상하기 위하여 하드 디스크 드라이브의 제조시에 각 세트마다 최적의 기록/판독 인자를 실험적으로 구해서 사용하는 경우도 있을 수 있다. 이러한 경우 특성편차는 사용환경에 따라 더욱 커질 수도 있고, 이에따라 에러의 원인인 잡음/외란의 입력시에 에러발생 확률도 높아질 수 있다. 따라서 기준으로 사용하고 있는 기록/판독 인자를 적절하게 변경함으로서 데이타 판독시의 에러발생 확률을 낮출 수 있다. 이하 기록/판독 인자를 변경하여 데이타 판독시의 에러발생 확률을 낮추기 위한 종래의 판독인자 변경방법을 설명하면 다음과 같다.

우선 효과적일 수 있다고 판단되는 판독인자항목을 열거하여 테이블(하기 표 1)을 작성한다. 이후 판독시 에러가 발생하면 상기 테이블의 첫번째 판독인자 변경항목이 가리키는 함수를 실행한 뒤 다시 판독을 시도한다. 그리고 동일한 위치에서 다시 에러가 발생하면 두번째 판독인자 변경항목이 가리키는 함수를 실행한후 다시 판독을 시도한다. 만약 에러가 복구되지 않으면, 에러가 복구될때까지 나머지 항목들의 판독인자 변경항목이 가리키는 함수를 실행하고 재판독을 시도한다. 이러한 과정에서 에러가 복구되면 다시 기설정된 기준 판독인자를 설정한다. 상술한 바와 같은 방법으로 판독인자 변경항목 테이블에 기재되어 있는 함수들을 모두 수행한 후에도 에러를 복구할 수 없다면 판독을 포기하고 복구가 불가능한 에러가 발생했음을 판독명령을 실행한 호스트컴퓨터에 보고한다. 상술한 에러복구과정에 대해 하기 표 1을 참조하여 하나의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

우선 데이타 판독시 에러가 발생하면, 하드 디스크 드라이브의 제어수단은 상기 표 1의 1번 항목인 리드 오트트랙을 5%로 설정하고 재판독을 시도한다. 이때 동일 위치에서 판독에러가 발생하면, 상기 제어수단은 2번 항목인 리드 오프트랙을 -5%로 설정하고 재판독을 시도한다. 재판독시 에러가 복구되지 않으면 상기 제어수단은 에러가 복구될때까지 상기 판독인자항목이 가리키는 함수들을 짜여진 테이블 순서에 따라 순차적으로 실행하여 재판독을 시도한다. 재판독시 에러가 복구되면 다시 기설정된 기준 판독인자를 설정하고, 에러가 복구되지 않으면 복구 불가능 에러를 호스트컴퓨터에 보고한다.

상술한 종래의 판독인자 변경방법은 간단한 방법으로 에러복구과정을 수행할 수 있다는 장점이 있으나 하드 디스크 드라이브 세트마다의 특성을 반영하지 못함은 물론이고 사용환경에 따른 적응성도 없다. 따라서 특정 판독인자항목이 특히 유효한 상황하에서도 순차적으로 판독인자항목을 변경시키므로 에러복구 시간이 지연될 수 있는 문제점이 있었다. 예를들면 하드 디스크 드라이브 세트에서 데이타 threshold의 상향조정이 다른 판독인자항목 보다 에러복구에 특히 유효한 항목이라 하였을때 그 세트에서 발생한 에러가 11번째 혹은 13번째의 판독인자항목을 실행하여야 에러를 복구할 수 있을 수 있는 확률이 높다. 따라서 종래 하드 디스크 드라이브에서는 데이타 판독에러 발생시 데이타 판독을 장시간 정상적으로 수행하지 못함에 따라 데이타 전송이 지연되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 하드 디스크 드라이브에 있어서 데이타 판독에러 발생시 에러복구 빈도수가 높은 판독채널인자의 우선순위를 실시간으로 자동 상향조정함으로서 신뢰성 있고 효율적으로 판독에러를 복구할 수 있는 판독인자 자동변경방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하드 디스크 드라이브의 리드채널 최적화를 위한 판독인자 자동변경방법에 있어서,

데이타 판독에러 발생시 복수개의 판독인자 변경함수들중 에러복구 빈도수가 높은 판독인자 변경함수를 우선적으로 순차 실행하여 데이타 판독에러 복구여부를 검사하고, 데이타 판독에러 복구시 실행하였던 해당 판독인자 변경함수의 에러복구 빈도수를 증가시킴을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 하드 디스크 드라이브의 블럭구성도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 판독인자 변경 처리흐름도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 동작을 상세히 설명한다. 하기 설명 및 도면에서 판독인자항목, 판독인자 변경함수 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.

도 1은 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 1을 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 구성되어 지며 드라이브 비사용시(전원 '오프' 상태) 헤드(12)가 위치할 수 있는 파킹 존(Parking Zone)과 데이타 존을 포함한다. 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 채널회로(read/write channel circuit)(18)에 인가하며 데이타 기록시에는 리드/라이트 채널회로(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 채널회로(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 채널회로(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 채널회로(18)와 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 기록/판독 명령에 응답하여 DDC(36)를 제어하며 트랙탐색 및 트랙추종을 제어한다. 이때 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 상기 DDC(36)의 제어하에 디스크(10)와 호스트컴퓨터사이에 전송되는 데이타를 일시 저장한다.

그리고 상기 마이크로 콘트롤러(22)에 연결되어 있는 롬(40)은 본 발명의 일실시예에 따른 제어프로그램 및 에러복구 빈도 리스트를 저장하고 있으며, 상기 에러복구 빈도 리스트는 상기 표 1에 도시된 바와 같이 각 항목에 순차적으로 하나씩 판독인자 변경함수를 할당하되, 일반적으로 가장 효과적인 판독인자 변경함수를 가장 먼저 할당한다. 상기 에러복구 빈도 리스트는 에러복구에 유효한 판독인자 변경함수들의 집합을 나타내며, 에러복구 빈도 리스트는 판독인자 변경함수 집합의 원소수와 같은 갯수의 항목을 가지고 있으며 재배치 가능한 데이타 구조를 가진다. 그리고 상기 에러복구 빈도 리스트중 판독인자 변경함수는 각 항목 고유의 판독인자 변경함수의 번지를 나타내며, 에러복구 빈도수는 판독에러 발생시 상기 판독인자 변경함수를 수행함으로서 에러가 복구된 빈도수를 나타낸다. 그리고 각 항목의 에러복구 빈도수는 드라이브 제조시 "0" 으로 초기화 되어진다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 판독인자 자동변경 처리흐름도를 도시한 것으로, 이하 도 1 및 도 2를 참조하여 데이타 판독에러 발생시 자동으로 판독인자가 변경되어 판독에러가 복구되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

우선 데이타 판독시 에러가 발생하면, 마이크로 콘트롤러(22)는 도 2의 50단계에서 에러복구 빈도 리스트를 에러복구 빈도수에 따라서 내림차순으로 정렬한후 52단계로 진행한다. 52단계에서 마이크로 콘트롤러(22)는 정렬된 에러복구 빈도 리스트중 첫번째 항목이 가리키는 판독인자 변경함수를 실행한후 데이타 재판독을 시도한다. 데이타 재판독시 마이크로 콘트롤러(22)는 54단계로 진행하여 동일 위치에서 에러가 복구되었는가를 검사한다. 검사결과 에러가 복구되지 않아 다시 데이타 판독에러가 발생하면 마이크로 콘트롤러(22)는 56단계로 진행하여 에러복구 빈도 리스트중 두번째 항목이 가리키는 판독인자 변경함수를 실행한후 데이타 재판독을 시도한다. 데이타 재판독시 마이크로 콘트롤러(22)는 58단계로 진행하여 에러가 복구되었는가를 검사하여 에러가 복구되지 않았으면 60단계로 진행하여 현재 실행중인 항목이 마지막 항목인가를 검사한다. 60단계의 검사결과 실행중인 항목이 에러복구 빈도 리스트의 마지막번째의 항목이 아니면 마이크로 콘트롤러(22)는 62단계로 진행한다. 62단계에서 마이크로 콘트롤러(22)는 실행중인 항목의 다음 항목이 가리키는 판독인자 변경함수를 실행하여 데이타 재판독을 시도한다. 데이타 재판독시 마이크로 콘트롤러(22)는 58단계로 되돌아가 에러가 복구되는가를 검사하여 에러가 복구되면 64단계로 진행하고, 에러가 복구되지 않으면 에러복구 빈도 리스트상의 나머지 항목들이 가리키는 판독인자 변경함수를 순차적으로 실행하면서 에러가 복구되는가를 검사한다. 만약 에러복구 검사단계(54,58)에서 에러가 복구되면, 마이크로 콘트롤러(22)는 64단계로 진행하여 해당 항목의 에러복구 빈도수를 증가시킨 후에 기 설정된 기준 판독인자를 재설정한후 본 발명의 일실시예에 따른 판독인자 자동변경방법을 종료한다. 그리고 에러복구 빈도 리스트상에 있는 전 항목이 가리키는 판독인자 변경함수가 실행된후에도 에러가 복구되지 않으면 마이크로 콘트롤러(22)는 호스트컴퓨터에 복구 불가능 에러를 보고한후 본 발명의 일실시예에 따른 판독인자 자동변경방법을 종료한다.

상술한 바와 같은 판독인자 자동변경방법을 구체화하기 위하여 하나의 실시예를 설명하면, 최초 데이타 판독에러 발생시 전 항목의 에러복구 빈도수가 모두 "0" 이므로 에러복구 빈도 리스트의 재정렬을 수행하여도 각 항목의 순서가 재배치되지 않는다. 따라서 판독인자 변경함수를 상기 표 1의 첫번째 항목부터 순차적으로 수행하게 된다. 만약 표 1의 11번째 항목인 데이타 threshold 5% 상향조정을 실행한 후 재판독 시도시 에러가 복구되었다고 가정하면, 이 항목의 에러복구 빈도수가 1로 증가된다. 이후 다시 기설정된 기준 판독인자를 설정한후 데이타 판독동작을 수행한다. 이러한 에러복구 동작으로 에러복구 빈도 리스트는 순차적으로 정렬되지 않은 상태에 놓이게 된다. 즉, 11번째 항목의 에러복구 빈도수가 가장 높게 된다. 다음 데이타 판독에러 발생시 에러복구 빈도 리스트를 정렬하면 데이타 threshold 5% 상향 조정 함수가 첫번째 항목으로 재 배치된다. 따라서 동일한 원인으로 발생한 데이타 판독에러의 경우 가장 효율적으로 에러 복구될 수 있다. 따라서 다양한 원인으로 인해 판독에러가 발생하고 복구됨에 따라 에러복구 빈도 리스트는 점차 에러복구에 가장 효율적인 판독인자 변경함수를 우선적으로 재정렬함으로서 이후 각 드라이브 세트마다에 최적화된 판독인자 변경함수가 우선적으로 실행됨으로서 에러복구 시간의 단축을 기할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 어떠한 임의의 하드 디스크 드라이브 세트에서도 에러복구 동작이 그 특정 세트에 최적화된 신뢰성 있고 효율적인 절차를 따르도록 적응화됨으로서 데이타 판독에러 발생시 에러복구시간을 단축시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (3)

1. 하드 디스크 드라이브의 리드채널 최적화를 위한 판독인자 자동변경방법에 있어서,

   데이타 판독에러 발생시 복수개의 판독인자 변경함수들중 에러복구 빈도수가 높은 판독인자 변경함수를 우선적으로 순차 실행하여 데이타 판독에러 복구여부를 검사하는 과정과,

   데이타 판독에러 복구시 실행하였던 해당 판독인자 변경함수의 에러복구 빈도수를 증가시키는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 판독인자 자동변경방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 에러복구 빈도수는 데이타 판독에러 발생시마다 내림차순으로 자동 정렬됨을 특징으로 하는 판독인자 자동변경방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 에러복구 빈도수를 증가시킨후 기설정된 기준판독인자를 재설정하여 판독하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 판독인자 자동변경방법.