KR100532487B1 - 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법 및 이를이용한 디스크 드라이브 - Google Patents

데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법 및 이를이용한 디스크 드라이브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 데이터 저장 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 디스크 드라이브에서 최적의 위치로 트랙 제로 위치를 결정하는 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법 및 이를 이용한 디스크 드라이브에 관한 것이다.
본 발명의 제1실시 예에 의한 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법은 디스크 드라이브의 트랙 제로 결정 방법에 있어서, (a) 서보 트랙 라이트에 의한 물리적 트랙 제로 위치에서 소정 거리 떨어진 트랙으로부터 상기 물리적 트랙 제로 위치 방향으로 소정의 트랙 단위로 목표 트랙을 순차적으로 변경시키면서 시크를 실행시키는 단계, (b) 상기 단계(a)의 순차적 시크를 실행하면서 트랙 추종이 정상적으로 실행되고 변환기가 결합된 엑츄에이터 암과 기구적 완충 수단이 접촉되는 트랙 위치를 판정하는 단계 및 (c) 상기 단계(b)의 판정 결과를 이용하여 트랙 추종이 정상적으로 실행되면서 상기 기구적 완충 수단에 엑츄에이터 암이 접촉되지 않는 영역에 속하는 트랙을 논리 트랙 제로로 결정하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

Description

데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법 및 이를 이용한 디스크 드라이브{Method for determining track zero in data storage system and disc drive using the same}
본 발명은 데이터 저장 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 디스크 드라이브에서 최적의 위치로 트랙 제로 위치를 결정하는 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법 및 이를 이용한 디스크 드라이브에 관한 것이다.
본 발명의 기술과 관련되어 공지된 기술 문헌으로는 미국 특허공보 5,796,546 및 대한민국 공개특허공보 1999-061745 등이 있다.
미국 특허공보 5,796,546에는 디스크 드라이브의 시크 제어 장치에 있어서, 결함 위치를 예측하여 추출된 데이터로 위치 정보를 변경하고 시크 경로 중에 결함 위치가 포함되지 않도록 조정하는 기술이 제시되어 있으며, 대한민국 공개특허공보 1999-061745에는 디스크 드라이브에서 논리적 트랙 제로 위치 결정 방법에 있어서, 측정된 오링의 팽창 계수 및 바이어스 힘 데이터에 따라서 논리적 트랙 제로의 위치를 결정하는 기술이 제시되어 있다.
일반적으로, 데이터 저장 장치의 하나인 하드디스크 드라이는 자기 헤드에 의해 디스크에 기록된 데이터를 재생하거나, 디스크에 사용자 데이터를 기록함으로써 컴퓨터 시스템 운영에 기여하게 된다. 이와 같은 하드디스크 드라이브는 점차 고용량화, 고밀도화 및 소형화되면서 디스크 회전 방향의 밀도인 BPI(Bit Per Inch)와 두께 방향의 밀도인 TPI(Track Per Inch)가 증대되는 추세에 있으므로 그에 따라 더욱 정교한 메커니즘이 요구된다.
하드디스크 드라이브는 HDA(Head Disk Assembly)와 HDA를 전기적으로 제어하여 정보의 쓰기 및 읽기에 관여하는 PCB Assembly로 구성되어 있으며, HDA는 도 1에 도시된 바와 같이, 정보를 저장 또는 복원하는 헤드, 헤드로부터 정보가 기록되는 디스크, 디스크를 회전시키기 위한 스핀들 모터, 헤드를 움직이기 위한 엑츄에이터 암, VCM(Voice Coil Motor; 도면에 미도시) 및 엑츄에이터 암의 변위를 제한하는 OCS(Outer Crash Stop) 등으로 구성된다. 여기에서, OCS는 헤드가 디스크의 서보 정보가 쓰여지지 않은 위치까지 이동되는 것을 방지하는 기구적인 완충 수단이다.
하드디스크 드라이브의 기록 밀도가 높아짐에 따라 트랙 개수도 증가해서 결과적으로 디스크에 서보 정보를 기록하는 공정의 소요 시간이 전체 공정에서 차지하는 비중이 점점 높아지게 된다.
이를 개선하기 위하여 디스크를 체결하지 않고 외부 장비를 이용하여 한번에 다수의 디스크에 서보 정보를 기록하는 오프라인 서보 트랙 라이트(Offline Servo Track Write; Offline STW) 방식이 개발되었다.
그런데, 오프라인 서보 트랙 라이트 방식을 채용하는 경우에는 OCS의 기구적인 공차 및 디스크 체결 시에 발생되는 기구적인 오차에 의하여 디스크의 중심과 스핀들 모터의 중심이 정확하게 일치하지 않게 된다. 디스크의 중심과 스핀들 모터의 중심이 일치하지 않으면, 서보 정보가 스핀들 모터 중심이 아니라 디스크를 중심으로 기록되어 있기 때문에 도 2A, 2B에 도시된 바와 같이, 헤드가 서보 정보를 따라가면서 만드는 회전 궤적과 디스크의 실제 회전 궤적이 차이가 나게 된다. 이로 인하여, 디스크 드라이브마다 디스크의 추종 불가능 영역이 달라진다.
따라서, 종래의 기술에서와 같이 모든 드라이브에서 조립 상태에 관계없이 디스크의 동일 위치를 논리 트랙 제로로 결정하면, 논리 트랙 제로 위치가 추종 불가능 영역에 위치할 수 있게 되는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 논리 트랙 제로 위치가 추종 가능한 위치에 설정되었다 하더라도 시스템 영역에 결함이 발생되는 경우에 디스크 드라이브가 불량으로 처리되는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 디스크의 체결 상태 및 시스템 영역의 결함 유무에 따라서 논리 트랙 제로를 적응적으로 결정하기 위한 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법 및 이를 이용한 디스크 드라이브를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 제1실시 예에 의한 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법은 디스크 드라이브의 트랙 제로 결정 방법에 있어서, (a) 서보 트랙 라이트에 의한 물리적 트랙 제로 위치에서 소정 거리 떨어진 트랙으로부터 상기 물리적 트랙 제로 위치 방향으로 소정의 트랙 단위로 목표 트랙을 순차적으로 변경시키면서 시크를 실행시키는 단계, (b) 상기 단계(a)의 순차적 시크를 실행하면서 트랙 추종이 정상적으로 실행되고 변환기가 결합된 엑츄에이터 암과 기구적 완충 수단이 접촉되는 트랙 위치를 판정하는 단계 및 (c) 상기 단계(b)의 판정 결과를 이용하여 트랙 추종이 정상적으로 실행되면서 상기 기구적 완충 수단에 엑츄에이터 암이 접촉되지 않는 영역에 속하는 트랙을 논리 트랙 제로로 결정하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 제2실시 예에 의한 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법은 디스크 드라이브의 트랙 제로 결정 방법에 있어서, (a) 소정의 논리 트랙 제로 위치 측정 기법을 이용하여 디스크에서의 논리 트랙 제로 값을 결정하는 단계, (b) 상기 논리 트랙 제로 값에 근거하여 시스템 정보가 저장될 시스템 영역에 결함이 존재하는지를 판단하는 단계, (c) 상기 단계(b)의 판단 결과 시스템 영역에 결함이 존재하는 경우에는 결함이 검출된 트랙의 다음 트랙으로 상기 논리 트랙 제로 값을 변경시키고, 그렇지 않은 경우에는 현재 설정된 논리 트랙 제로 값을 최종 논리 트랙 제로 값으로 설정하는 단계 및 (d) 상기 단계(c)에서 변경된 논리 트랙 제로 값과 소정의 임계값을 비교하여 상기 변경된 논리 트랙 제로 값이 소정의 임계값을 초과하는 경우에는 불량으로 판정하고, 그렇지 않은 경우에는 상기 단계(b)로 피드백시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 제1실시 예에 의한 디스크 드라이브는 데이터 저장 장치에 있어서, 서보 정보가 기록된 디스크, 상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터, 상기 디스크에 정보를 기록하고 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 변환기, 상기 변환기와 결합된 엑츄에이터 암, 상기 엑츄에이터 암의 변위를 제한하는 기구적 완충 수단, 상기 엑츄에이터 암을 회전시켜 상기 변환기를 상기 디스크 표면에서 이동시키는 보이스 코일 모터, 디스크 드라이브를 제어하는 펌웨어 및 논리 트랙 제로 값을 저장하는 메모리 및 소정의 시크 제어 루틴에 따라서 상기 보이스 코일 모터를 제어하고, 논리 트랙 제로 측정 명령이 입력되면, 서보 트랙 라이트에 의한 물리적 트랙 제로 위치에서 소정 거리 떨어진 트랙으로부터 상기 물리적 트랙 제로 위치 방향으로 소정의 트랙 단위로 목표 트랙을 순차적으로 변경하여 시크를 실행시키면서 상기 기구적 완충 수단에 상기 엑츄에이터 암이 접촉되지 않고 트랙 추종이 정상적으로 실행되는 영역에 속하는 트랙을 논리 트랙 제로 값으로 결정하여 상기 메모리에 저장하고, 상기 논리 트랙 제로 값에 근거하여 시크 제어를 실행하는 콘트롤러를 포함함을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 제2실시 예에 의한 디스크 드라이브는 데이터 저장 장치에 있어서, 서보 정보가 기록된 디스크, 상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터, 상기 디스크에 정보를 기록하고 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 변환기, 상기 변환기와 결합된 엑츄에이터 암, 상기 엑츄에이터 암의 변위를 제한하는 기구적 완충 수단, 상기 엑츄에이터 암을 회전시켜 상기 변환기를 상기 디스크 표면에서 이동시키는 보이스 코일 모터, 디스크 드라이브를 제어하는 펌웨어 및 논리 트랙 제로 값을 저장하는 메모리 및 소정의 시크 제어 루틴에 따라서 상기 보이스 코일 모터를 제어하고, 소정의 논리 트랙 제로 위치 측정 프로세스에 의하여 디스크에서의 논리 트랙 제로 값을 결정하고, 상기 논리 트랙 제로 값에 근거하여 시스템 정보가 저장될 시스템 영역을 검사하여, 상기 시스템 영역에 결함이 존재하는 경우에는 결함이 검출된 트랙의 다음 트랙으로 상기 논리 트랙 제로 값을 변경시키는 프로세스에 따라서 논리 트랙 제로 값을 최종적으로 결정하여 상기 메모리에 저장하고, 상기 메모리에 저장된 논리 트랙 제로 값에 근거하여 시크 제어를 실행하는 콘트롤러를 포함함을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
트랙 제로는 서보 트랙 라이트에 의하여 생성된 물리적인 트랙 제로와 디스크 드라이브에서 실질적으로 기준이 되는 논리 트랙 제로로 분류되며, 일반적으로 디스크 드라이브에서 논리 트랙 제로를 트랙 제로라 칭한다.
도 3은 본 발명이 적용되는 디스크 드라이브의 전기적인 회로를 보여준다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 디스크 드라이브는 디스크(12), 변환기(16), 프리 앰프(210), 기록/판독 채널(220), 버퍼(230), 콘트롤러(240), 메모리(250), 호스트 인터페이스(260) 및 보이스 코일 모터 구동부(VCM 구동부; 270)를 구비한다.
디스크(12)는 환상 트랙 구조로 이루어져 있으며, 각 트랙은 일반적으로 복수의 섹터를 포함하고 있다. 각 섹터는 데이터 필드(data field)와 식별 필드(identification field)를 포함하고 있다. 식별 필드는 섹터 및 트랙(실린더)을 식별하는 서보 정보인 그레이 코드(Gray code)로 구성되어 있다.
메모리(250)에는 디스크 드라이브를 제어하기 위한 각종 프로그램 및 데이터들이 저장되어 있으며, 특히 데이터에는 논리 트랙 제로 정보가 포함된다. 이때 메모리(250)는 비휘발성 메모리인 플레쉬 메모리로 설계한다.
우선, 일반적인 디스크 드라이브의 동작을 설명하면 다음과 같다.
데이터 읽기(Read) 모드에서, 디스크 드라이브는 디스크(12)로부터 변환기(16 ; 일명 헤드라 칭함)에 의하여 감지된 전기적인 신호를 프리 앰프(210)에서 신호 처리에 용이하도록 증폭시킨다. 그리고 나서, 기록/판독 채널(220)에서는 증폭된 아날로그 신호를 호스트 기기(도면에 미도시)가 판독할 수 있는 디지털 신호로 부호화시키고, 스트림 데이터로 변환하여 버퍼(230)에 일시 저장시킨 후에 호스트 인터페이스(260)를 통하여 호스트 기기로 전송한다.
반대로 데이터 쓰기(Write) 모드에서, 디스크 드라이브는 호스트 인터페이스(260)를 통하여 호스트 기기로부터 데이터를 입력받아 버퍼(230)에 일시 저장시킨 후에, 버퍼(230)에 저장된 데이터를 순차적으로 출력하여 기록/판독 채널(220)에 의하여 기록 채널에 적합한 바이너리 데이터 스트림으로 변환시킨 후에 프리 앰프(210)에 의하여 증폭된 기록 전류를 변환기(16)를 통하여 디스크(12)에 기록시킨다.
콘트롤러(240)는 디지털 신호 프로세서(DSP : Digital Signal Processor), 마이크로프로세서, 마이크로콘트롤러 등이 된다. 콘트롤러(240)는 디스크(12)로부터 읽거나 또는 디스크(12)에 정보를 기록하기 위하여 기록/판독 채널(220)로 제어신호를 공급한다. 정보는 전형적으로 R/W 채널로부터 호스트 인터페이스 회로(260)로 전송된다. 호스트 인터페이스 회로(260)는 퍼스널 컴퓨터와 같은 시스템에 인터페이스하기 위한 버퍼 메모리 및 제어 회로를 포함하고 있다.
콘트롤러(240)는 보이스 코일(26)에 구동 전류를 공급하는 VCM 구동 회로(270)에 또한 결합되어 있다. 콘트롤러(240)는 VCM의 여기 및 변환기(16)의 움직임을 제어하기 위하여 VCM 구동 회로(270)로 제어신호를 공급한다.
콘트롤러(240)는 플레쉬 메모리 소자와 같은 비휘발성 메모리 소자(250)에 결합되어 있다. 메모리 소자(250)는 소프트웨어 루틴을 실행시키기 위하여 콘트롤러(240)에 의하여 사용되어지는 명령어 및 데이터가 저장되어 있다. 소프트웨어 루틴의 하나로서 한 트랙에서 다른 트랙으로 변환기(16)를 이동시키는 시크 루틴이 있다. 시크 루틴은 변환기(16)를 정확한 트랙으로 이동시키는 것을 보증하기 위한 서버 제어 루틴을 포함하고 있다.
또한, 콘트롤러(240)는 도 4 및 도 5에 도시된 흐름도에 따라 논리 트랙 제로 값을 결정하는 제어 프로세스를 실행한다.
즉, 콘트롤러(240)는 서보 트랙 라이트에 의한 물리적 트랙 제로 위치에서 소정 거리 떨어진 트랙으로부터 물리적 트랙 제로 위치 방향으로 소정의 트랙 단위로 순차적으로 시크를 실행시키면서 기구적 완충 수단인 OSC(Outer Crash Stop)에 엑츄에이터 암이 접촉되지 않고 트랙 추종이 정상적으로 실행되는 영역에 속하는 트랙을 논리 트랙 제로 값으로 결정하여 메모리(250)에 저장하고, 메모리(250)에 읽어낸 논리 트랙 제로 값에 근거하여 시크 제어를 실행시키도록 설계할 수 있다.
또한, 콘트롤러(240)는 도 4의 흐름도에 따른 논리 트랙 제로 측정 기법을 포함하는 논리 트랙 제로 측정 프로세스에 따라서 디스크에서의 논리 트랙 제로 값을 초기 결정하고, 초기 결정된 논리 트랙 제로 값에 근거하여 시스템 정보가 저장될 시스템 영역을 검사하여, 시스템 영역에 결함이 존재하는 경우에는 결함이 검출된 트랙의 다음 트랙으로 논리 트랙 제로 값을 변경시키는 프로세스에 따라서 논리 트랙 제로 값을 최종적으로 결정하여 메모리(250)에 저장하고, 메모리(250)에서 읽어낸 논리 트랙 제로 값에 근거하여 시크 제어를 실행시키도록 설계할 수도 있다.
그러면, 본 발명의 제1실시 예에 의한 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법에 대하여 도 4의 흐름도를 중심으로 설명하기로 한다.
본 발명에 의한 트랙 제로 결정 프로세스는 헤드 디스크 어셈블리 성능 테스트 공정의 초기에 다음과 같이 실행된다.
우선, 콘트롤러(240)에 내장된 시크 불량 카운터(Cd; 도면에 미도시) 및 초기 목표 트랙 번호를 초기화시킨다(S401).
시크 불량 카운터를 일 예로서 다운 카운터로 설계한다. 그리고, 목표 트랙에서 서보 트랙라이트 불량으로 인하여 정상적인 추종이 불가능할 수 있으므로, 허용되는 최대 시크 불량 회수를 시크 불량 카운터의 초기값으로 설정한다.
그리고, 초기 목표 트랙 번호는 OCS가 위치하는 트랙 위치를 정확히 알 수 없으므로 서보 트랙 라이트에 의한 물리적인 트랙 0(STW 트랙 0)으로부터 충분히 떨어진 트랙을 초기 목표 트랙 번호로 초기 설정한다.
우선, 단계401에서 설정된 초기 목표 트랙으로 변환기를 이동시키기 위한 시크를 실행한다(S402).
그리고 나서, 정상적으로 목표 트랙을 변환기가 추종하는지 판단한다(S403). 변환기가 목표 트랙을 정확하게 추종하고 있는지의 판단은 위치 에러 신호의 최대값을 이용하여 판정할 수 있다. 즉, 정상적으로 목표 트랙을 변환기가 추종하고 있는 경우에 위치 에러 신호의 값은 일정한 임계값 이하로 유지된다.
단계403(S403)의 판정 결과 목표 트랙을 정확하게 추종하고 있는 것으로 판정된 경우에는, 기구적 완충 수단인 OCS(Outer Crash Stop)에 엑츄에이터 암이 접촉되고 있는지를 다음과 같이 판단한다.
본 발명에서 OCS(Outer Crash Stop)에 엑츄에이터 암이 접촉되고 있는지는 반복적인 런 아웃(RRO) 보상에 이용되는 상태 궤환 기법에 의하여 생성되는 디스크 회전 주파수의 고조파 성분 보상 값의 크기로 판단한다.
상태 궤환 기법을 이용하여 RRO를 보상하는 기술은 출원인이 특허권자인 대한민국 등록특허공보 10-0212988에 상세하게 제시되어 있다.
상태 궤환 기법을 이용하는 RRO 보상 시스템에서 상태 방정식은 수학식 1과 같이 표현된다.
여기에서, ω0 는 RRO 주파수, TS 는 샘플링 시간, x(n)는 PES 이다.
그리고, 보상 값 ucom(n)은 수학식 2와 같이 표현된다.
여기에서, KC1, KC2는 각각 보상 게인 상수이다.
특히, 성분 보상 값 중에서도 제2고조파 성분 보상 값(ucom_2x(n))은 OCS에 엑츄에이터 암이 접촉되고 있는 경우와 그렇지 않은 경우에 차이가 현저히 발생되므로 본 발명의 일 실시 예에서는 제2고조파 성분 보상 값을 이용한다.
위치 에러 신호(PES)는 엑츄에이터 암이 OCS에 접촉되지 않았을 경우에는 도 6(a)에 도시된 바와 같이 나타나고, 엑츄에이터 암이 OCS에 접촉되었을 경우에는 도 6(b)에 도시된 바와 같이 나타난다.
그리고, ucom_2x(n) 값은 엑츄에이터 암이 OCS에 접촉되지 않았을 경우에는 도 7(a)에 도시된 바와 같이 거의 0에 근접한다. 그러나, 만일, 엑츄에이터 암이 OCS에 접촉되었을 경우에는 도 7(b)에 도시된 바와 같이 ucom_2x(n) 값은 정현파와 같은 형태로 표현된다.
따라서, 엑츄에이터 암의 OCS 접촉 여부에 따라서 ucom_2x(n)의 최대값인 UCOM_2X(max)에 큰 차이가 발생된다는 것을 알 수 있다.
본 발명에서는 UCOM_2X(max) 값의 크기에 따라서 엑츄에이터 암의 OCS 접촉 여부를 판정한다.
이에 따라서, 제2고조파 성분 보상 값 중에서 최대값인 UCOM_2X(max)를 수학식 2를 이용하여 산출한다(S404).
그리고 나서, UCOM_2X(max)와 임계값(Uth)을 비교한다(S405).
단계405(S405)의 비교 결과 UCOM_2X(max)가 임계값(Uth)보다 크지 않은 경우에는 엑츄에이터 암이 OCS에 접촉되지 않은 상태를 의미함으로 목표 트랙을 일정 트랙 단위로 물리적 트랙 제로(STW TRK 0) 위치 방향으로 이동시켜 재 설정한다(S406).
그리고 나서, 단계406(S406)에서 재 설정된 목표 트랙(TRK_tar) 값이 물리적 트랙 제로(STW TRK 0) 값보다 작은 값인지 판단한다(S407). 이는 재 설정된 목표 트랙(TRK_tar)이 물리적 트랙 제로(STW TRK 0)를 초과하여 외주 방향에 존재하는 트랙에 해당되는지를 판단하기 위함이다.
단계407(S407)의 판단 결과 재 설정된 목표 트랙(TRK_tar) 값이 물리적 트랙 제로(STW TRK 0) 값보다 크거나 같은 경우에는 단계402(S402)로 피드백시킨다.
그러나, 재 설정된 목표 트랙(TRK_tar) 값이 물리적 트랙 제로(STW TRK 0) 값보다 작은 경우에는 재 설정된 목표 트랙(TRK_tar)이 물리적 트랙 제로(STW TRK 0)를 초과한 경우에 해당됨으로 재 설정된 목표 트랙(TRK_tar)에서 일정 트랙을 더한 트랙을 논리 트랙 제로(0)로 결정한다(S410).
만일, 단계403(S403)의 판단 결과 목표 트랙 추종이 정상적으로 실행되지 않는 경우에는, 시크 불량 카운터(Cd) 값을 1 감소시킨다(S408).
그리고 나서, 시크 불량 카운터(Cd)의 값이 0에 도달되었는지 판단한다(S409).
단계409(S409)의 판단 결과 시크 불량 카운터(Cd)의 값이 0에 도달되지 않은 경우에는 단계406(S406)으로 이동하여 위에서 설명한 목표 트랙 재 설정 프로세스를 실행한다.
만일 단계409(S409)의 판단 결과 시크 불량 카운터(Cd)의 값이 0에 도달된 경우에는 디스크 드라이브가 허용할 수 있는 최대 시크 불량 회수를 초과한 경우에 해당됨으로 디스크 드라이브를 불량 처리한다(S411).
그리고, 만일 단계405(S405)의 비교 결과 UCOM_2X(max)가 임계값(Uth)보다 큰 경우에는 엑츄에이터 암이 OCS에 접촉되어 있는 상태를 의미함으로 단계410(S410)으로 이동하여 현재 설정된 목표 트랙에서 일정 트랙을 더한 트랙으로 논리 트랙 제로 트랙으로 결정한다(S410).
이와 같은 방법에 의하여, 서보 트랙 라이트에 의한 물리적 트랙 제로 위치에서 소정 거리 떨어진 트랙으로부터 물리적 트랙 제로 위치 방향으로 일정한 트랙 단위로 순차적으로 시크를 실행시키면서 변환기가 결합된 엑츄에이터 암이 기구적 완충 수단인 OCS와 접촉되지 않으면서 트랙 추종이 정상적으로 실행되는 영역에 속하는 트랙을 논리 트랙 제로로 결정할 수 있게 된다.
도 4에 도시된 흐름도에 따라 결정된 논리 트랙 제로 값을 그대로 디스크 드라이브에 적용할 수도 있으나, 도 4에서 결정된 논리 트랙 제로 값을 적용하여 시스템 영역의 결함 검사를 실시하여 그 결과를 이용하여 최종적으로 논리 트랙 제로 값을 결정하는 것이 보다 효과적이다.
그러면, 본 발명의 제2실시 예인 시스템 영역의 결함 검사를 실시하여 최종적으로 논리 트랙 제로를 결정하는 방법에 대하여 도 5의 흐름도를 중심으로 설명하기로 한다.
우선, 논리 트랙 제로(0)를 공지된 여러 방법을 이용하여 측정한 후에 결정한다(S501). 물론, 본 발명에 의한 도 4에 도시된 바와 같은 흐름도에 의한 논리 트랙 제로 측정 방법을 이용하여 논리 트랙 제로(LT0)를 결정할 수도 있다.
그리고 나서, 단계501(S501)에서 결정된 논리 트랙 제로(LT0) 값을 기준으로 시스템 영역의 결함 검사를 실시한다(S502).
시스템 영역은 데이터 영역 상에 존재하는 결함 위치 정보, 서보 파라미터 정보 및 채널 파라미터 정보를 포함하여 디스크 드라이브에서 데이터를 기록 및 재생하기 위한 기초 정보들이 저장되는 영역이다. 그리고, 시스템 영역은 일반적으로 논리 트랙 제로 위치부터 시작된다.
시스템 영역의 트랙들을 순차적으로 증가시키면서 결함이 발생되는지를 판단한다(S503). 즉, 시스템 영역에 테스트 데이터를 기록/재생하면서 에러가 발생되는지를 판단한다.
단계503(S503)의 판단 결과 결함이 검출되는 경우에, 시스템 영역에서 결함이 검출된 트랙에 '1' 트랙을 증가시킨 값으로 논리 트랙 제로(LT0) 값을 변경시킨다(S504).
즉, 도 8(a)에 도시된 바와 같이 시스템 영역 내의 Ti 트랙에서 결함이 검출되는 경우에, 도 8(b)에 도시된 바와 같이 논리 트랙 제로(LT0) 값을 (Ti + 1) 값으로 변경시킨다.
논리 트랙 제로 값을 변경시킨 후에 변경된 논리 트랙 제로 값이 임계값보다 큰지를 판단한다(S505). 이 때, 임계값은 데이터 영역을 일정 트랙 이상 확보할 수 있는 값으로 결정한다.
단계505(S505)의 판단 결과 변경된 논리 트랙 제로 값이 임계값보다 크지 않은 경우에는 단계502(S502)로 피드백 하여 변경된 논리 트랙 제로 값에 근거하여 결정된 시스템 영역의 결함 검사를 반복하여 실행한다.
만일, 단계505(S505)의 판단 결과 변경된 논리 트랙 제로 값이 임계값보다 큰 경우에는 시스템 영역에서의 결함에 의하여 논리 제로 트랙이 내주 방향으로 천이 되어 데이터 영역의 용량이 설계 규격 이하로 줄어든 경우에 해당됨으로 디스크 드라이브를 불량 처리한다(S506).
만일, 단계503의 판단 결과 결함이 검출되지 않은 경우에는 현재 설정되어 있는 논리 트랙 제로 값이 최종적인 논리 트랙 제로 값이 되고, 단계를 종료시킨다.
이와 같은 방법에 의하여, 도 4에 도시된 바와 같이 서보 트랙 라이트에 의한 물리적 트랙 제로 위치에서 일정 거리 떨어진 트랙으로부터 물리적 트랙 제로 위치 방향으로 일정한 트랙 단위로 목표 트랙을 순차적으로 변경시키면서 시크를 실행시키면서 변환기가 결합된 엑츄에이터 암이 OCS와 접촉되지 않으면서 트랙 추종이 정상적으로 실행되는 영역에 속하는 트랙을 1차적으로 논리 트랙 제로로 결정한 후에, 도 5에 도시된 바와 같이 시스템 영역에서의 결함을 검사하여 최종적으로 논리 트랙 제로 값을 결정한다.
본 발명은 방법, 장치, 시스템 등으로서 실행될 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필연적으로 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독 가능 매체에 저장되어 질 수 있으며 또는 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다. 프로세서 판독 가능 매체는 정보를 저장 또는 전송할 수 있는 어떠한 매체도 포함한다. 프로세서 판독 가능 매체의 예로는 전자 회로, 반도체 메모리 소자, ROM, 플레쉬 메모리, 이레이져블 ROM(EROM : Erasable ROM), 플로피 디스크, 광 디스크, 하드디스크, 광 섬유 매체, 무선 주파수(RF) 망, 등이 있다. 컴퓨터 데이터 신호는 전자 망 채널, 광 섬유, 공기, 전자계, RF 망, 등과 같은 전송 매체 위로 전파될 수 있는 어떠한 신호도 포함된다.
첨부된 도면에 도시되어 설명된 특정의 실시 예들은 단지 본 발명의 예로서 이해되어 지고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 본 발명에 기술된 기술적 사상의 범위에서도 다양한 다른 변경이 발생될 수 있으므로, 본 발명은 보여지거나 기술된 특정의 구성 및 배열로 제한되지 않는 것은 자명하다. 즉, 본 발명은 하드디스크 드라이브를 포함하는 각종 디스크 드라이브에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 종류의 데이터 저장 장치에 적용될 수 있음은 당연한 사실이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 오프라인 서보 트랙 라이트 방식이 적용되는 디스크 드라이브에서 디스크의 체결 상태 및 시스템 영역의 결함 유무에 따라서 적응적으로 트랙 제로 위치를 결정함으로써, 각각의 디스크 드라이브에 최적화된 논리 트랙 제로 위치를 결정할 수 있게 되어 디스크 드라이브의 수율 및 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 발생된다.
도 1은 본 발명이 적용되는 디스크 드라이브의 구성의 평면도이다.
도 2(A), (B)는 오프라인 서보 트랙 라이트 방식에서 편심에 의한 디스크 회전 궤적 및 서보 정보 궤적을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 트랙 제로 결정 방법이 적용되는 디스크 드라이브의 전기적인 회로 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 의한 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 의한 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법의 흐름도이다.
도 6(a)는 엑츄에이터 암이 OCS에 접촉되지 않았을 경우의 위치 에러 신호(PES)를 표시한 것이고, 도 6(b)는 엑츄에이터 암이 OCS에 접촉되었을 경우의 위치 에러 신호(PES)를 표시한 것이다.
도 7(a)는 엑츄에이터 암이 OCS에 접촉되지 않았을 경우의 RRO 보상의 제2고조파 성분 보상 값(ucom_2x(n))을 나타낸 것이고, 도 7(b)는 엑츄에이터 암이 OCS에 접촉되었을 경우의 RRO 보상의 제2고조파 성분 보상 값(ucom_2x(n))을 나타낸 것이다.
도 8(a), (b)는 시스템 영역의 결함 검사에 따른 논리 트랙 제로 값의 천이를 설명하기 위한 도면이다.

Claims (22)

  1. 디스크 드라이브의 트랙 제로 결정 방법에 있어서,
    (a) 서보 트랙 라이트에 의한 물리적 트랙 제로 위치에서 소정 거리 떨어진 트랙으로부터 상기 물리적 트랙 제로 위치 방향으로 소정의 트랙 단위로 목표 트랙을 순차적으로 변경시키면서 시크를 실행시키는 단계;
    (b) 상기 단계(a)의 순차적 시크를 실행하면서 트랙 추종이 정상적으로 실행되고 변환기가 결합된 엑츄에이터 암과 기구적 완충 수단이 접촉되는 트랙 위치를 판정하는 단계; 및
    (c) 상기 단계(b)의 판정 결과를 이용하여 트랙 추종이 정상적으로 실행되면서 상기 기구적 완충 수단에 엑츄에이터 암이 접촉되지 않는 영역에 속하는 트랙을 논리 트랙 제로로 결정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기구적 완충 수단은 변환기가 디스크의 서보 정보가 쓰여지지 않은 위치까지 이동되는 것을 방지하는 OCS(Outer Crash Stop)를 포함함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기구적 완충 수단에 엑츄에이터 암이 접촉되는지는 반복적인 런 아웃을 보상하는 상태 궤환 기법에 의한 디스크 회전 주파수의 고조파 성분 보상 값의 크기로 판단함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 고조파 성분은 제2고조파 성분을 포함함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 단계(a)의 순차적 시크를 실행하면서 트랙 추종이 정상적으로 실행되지 않은 누적 횟수가 소정의 임계 횟수를 초과하는 경우에는 불량으로 처리하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법.
  6. 디스크 드라이브의 트랙 제로 결정 방법에 있어서,
    (a) 소정의 논리 트랙 제로 위치 측정 기법을 이용하여 디스크에서의 논리 트랙 제로 값을 결정하는 단계;
    (b) 상기 논리 트랙 제로 값에 근거하여 시스템 정보가 저장될 시스템 영역에 결함이 존재하는지를 판단하는 단계;
    (c) 상기 단계(b)의 판단 결과 시스템 영역에 결함이 존재하는 경우에는 결함이 검출된 트랙의 다음 트랙으로 상기 논리 트랙 제로 값을 변경시키고, 그렇지 않은 경우에는 현재 설정된 논리 트랙 제로 값을 최종 논리 트랙 제로 값으로 설정하는 단계; 및
    (d) 상기 단계(c)에서 변경된 논리 트랙 제로 값과 소정의 임계값을 비교하여 상기 변경된 논리 트랙 제로 값이 소정의 임계값을 초과하는 경우에는 불량으로 판정하고, 그렇지 않은 경우에는 상기 단계(b)로 피드백시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 시스템 정보는 데이터 영역 상에 존재하는 결함 위치 정보, 서보 파라미터 정보 및 채널 파라미터 정보를 포함함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 시스템 영역은 상기 논리 트랙 제로로 결정된 트랙 위치부터 시작됨을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 소정의 논리 트랙 제로 위치 측정 기법은
    서보 트랙 라이트에 의한 물리적 트랙 제로 위치에서 소정 거리 떨어진 트랙으로부터 상기 물리적 트랙 제로 위치 방향으로 소정의 트랙 단위로 목표 트랙을 순차적으로 변경시키면서 시크를 실행시키면서 변환기가 결합된 엑츄에이터 암이 기구적 완충 수단과 접촉되지 않으면서 트랙 추종이 정상적으로 실행되는 영역에 속하는 트랙을 논리 트랙 제로로 결정하는 기법을 포함함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 기구적 완충 수단은 변환기가 디스크의 서보 정보가 쓰여지지 않은 위치까지 이동되는 것을 방지하는 OCS(Outer Crash Stop)를 포함함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 기구적 완충 수단에 엑츄에이터 암이 접촉되는지는 반복적인 런 아웃을 보상하는 상태 궤환 기법에 의한 디스크 회전 주파수의 고조파 성분 보상 값의 크기로 판단함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 고조파 성분은 제2고조파 성분을 포함함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 순차적 시크를 실행하면서 트랙 추종이 정상적으로 실행되지 않은 누적 횟수가 소정의 임계 횟수를 초과하는 경우에는 불량으로 처리함을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템에서의 트랙 제로 결정 방법.
  14. 데이터 저장 장치에 있어서,
    서보 정보가 기록된 디스크;
    상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터;
    상기 디스크에 정보를 기록하고 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 변환기;
    상기 변환기와 결합된 엑츄에이터 암;
    상기 엑츄에이터 암의 변위를 제한하는 기구적 완충 수단;
    상기 엑츄에이터 암을 회전시켜 상기 변환기를 상기 디스크 표면에서 이동시키는 보이스 코일 모터;
    디스크 드라이브를 제어하는 펌웨어 및 논리 트랙 제로 값을 저장하는 메모리; 및
    소정의 시크 제어 루틴에 따라서 상기 보이스 코일 모터를 제어하고, 논리 트랙 제로 측정 명령이 입력되면, 서보 트랙 라이트에 의한 물리적 트랙 제로 위치에서 소정 거리 떨어진 트랙으로부터 상기 물리적 트랙 제로 위치 방향으로 소정의 트랙 단위로 목표 트랙을 순차적으로 변경하여 시크를 실행시키면서 상기 기구적 완충 수단에 상기 엑츄에이터 암이 접촉되지 않고 트랙 추종이 정상적으로 실행되는 영역에 속하는 트랙을 논리 트랙 제로 값으로 결정하여 상기 메모리에 저장하고, 상기 논리 트랙 제로 값에 근거하여 시크 제어를 실행하는 콘트롤러를 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  15. 제14항에 있어서, 상기 메모리는 플레쉬 메모리를 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  16. 제14항에 있어서, 상기 기구적 완충 수단은 변환기가 상기 디스크의 서보 정보가 쓰여지지 않은 위치까지 이동되는 것을 방지하는 OCS(Outer Crash Stop)를 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  17. 제14항에 있어서, 상기 기구적 완충 수단에 변환기가 접촉되는지는 반복적인 런 아웃을 보상하는 상태 궤환 기법에 의한 디스크 회전 주파수의 고조파 성분 보상 값의 크기로 판단함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  18. 제17항에 있어서, 상기 고조파 성분은 제2고조파 성분을 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  19. 제14항에 있어서, 상기 콘트롤러는 순차적 시크를 실행하면서 트랙 추종이 정상적으로 실행되지 않은 누적 횟수가 소정의 임계 횟수를 초과하는 경우에는 불량으로 처리함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  20. 데이터 저장 장치에 있어서,
    서보 정보가 기록된 디스크;
    상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터;
    상기 디스크에 정보를 기록하고 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 변환기;
    상기 변환기와 결합된 엑츄에이터 암;
    상기 엑츄에이터 암의 변위를 제한하는 기구적 완충 수단;
    상기 엑츄에이터 암을 회전시켜 상기 변환기를 상기 디스크 표면에서 이동시키는 보이스 코일 모터;
    디스크 드라이브를 제어하는 펌웨어 및 논리 트랙 제로 값을 저장하는 메모리; 및
    소정의 시크 제어 루틴에 따라서 상기 보이스 코일 모터를 제어하고, 소정의 논리 트랙 제로 위치 측정 프로세스에 의하여 디스크에서의 논리 트랙 제로 값을 결정하고, 상기 논리 트랙 제로 값에 근거하여 시스템 정보가 저장될 시스템 영역을 검사하여, 상기 시스템 영역에 결함이 존재하는 경우에는 결함이 검출된 트랙의 다음 트랙으로 상기 논리 트랙 제로 값을 변경시키는 프로세스에 따라서 논리 트랙 제로 값을 최종적으로 결정하여 상기 메모리에 저장하고, 상기 메모리에 저장된 논리 트랙 제로 값에 근거하여 시크 제어를 실행하는 콘트롤러를 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  21. 제20항에 있어서, 상기 콘트롤러는 최종적으로 결정한 논리 트랙 제로 값이 소정의 임계값을 초과하는 경우에 불량으로 처리하는 프로세스를 더 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  22. 제20항에 있어서, 상기 소정의 논리 트랙 제로 위치 측정 프로세스는 서보 트랙 라이트에 의한 물리적 트랙 제로 위치에서 소정 거리 떨어진 트랙으로부터 상기 물리적 트랙 제로 위치 방향으로 소정의 트랙 단위로 목표 트랙을 순차적으로 변경하여 시크를 실행시키면서 상기 엑츄에이터 암이 상기 기구적 완충 수단과 접촉되지 않으면서 트랙 추종이 정상적으로 실행되는 영역에 속하는 트랙을 논리 트랙 제로로 결정하는 프로세스를 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
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