KR100594254B1 - 디스크 드라이브의 충격 검출 방법 및 이에 적합한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스크 드라이브에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 디스크 상에 형성된 트랙에 데이터를 기록하는 디스크 드라이브에서 오프트랙 라이트를 효과적으로 방지하기 위하여 트랙 내에서의 헤드의 위치에 따라 충격 검출 감도를 다르게 하는 충격 검출 방법 및 이에 적합한 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 디스크 드라이브의 충격 검출 방법은 외부에서 인가되는 충격의 정도를 검출하는 충격 센서를 구비하는 디스크 드라이브의 충격 검출 방법에 있어서, 트랙 내에서의 헤드의 위치를 검출하는 과정; 및 상기 검출된 헤드의 위치에 따라 상기 충격 센서의 충격 검출 감도를 조정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 충격 대응 방법은 트랙 내에서의 헤드의 위치에 따라 충격 검출 감도를 변경함으로써 우수한 충격 대응 효과 특히, 오프트랙 라이트를 방지하는 효과를 발휘한다.

Description

디스크 드라이브의 충격 검출 방법 및 이에 적합한 장치{Method for detecting a shock in the disk drive and apparatus therefor}

도 1은 하드 디스크 드라이브의 구성을 나타내는 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 하드 디스크 드라이브(100)를 제어하는 제어장치(200)의 블록도를 나타낸다.

도 3은 도 2에 도시된 충격 센서(212)의 구성을 보이는 것이다.

도 4는 종래의 충격 검출 및 오프트랙 라이트 방지 방법을 보이는 흐름도이다.

도 5는 하드디스크 드라이브에 있어서 트랙 내에서의 헤드의 위치를 예시적으로 도시하는 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 충격 검출 방법의 개념을 도식적으로 보이는 것이다.

도 7은 본 발명에 따른 충격 검출 방법의 일 실시예를 보이는 흐름도이다.

도 8은 본 발명에 따른 디스크 드라이브의 일 실시예를 보이는 블록도이다.

본 발명은 디스크 드라이브에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 디스크 상에 형성된 트랙에 데이터를 기록하는 디스크 드라이브에서 오프트랙 라이트(off-track write)를 효과적으로 방지하기 위하여 트랙 내에서의 헤드의 위치에 따라 충격 검출 감도를 다르게 하는 충격 검출 방법 및 이에 적합한 장치에 관한 것이다.

하드디스크 드라이브는 정보 저장을 위해 사용되는 기록 장치이다. 통상적으로 정보는 한 개 이상의 자기 기록 디스크들의 어느 한 면 위에 있는 동심 트랙들 위에 기록된다. 디스크는 스핀 모터에 회전 가능하게 탑재되고, 정보는 보이스(voice) 코일 모터에 의해 회전되는 액추에이터(actuator) 암에 탑재된 판독/기록 수단에 의해 액세스 된다. 보이스 코일 모터는 전류에 의해 여자되어 액추에이터를 회전시키고 헤드를 이동시킨다. 판독/기록 헤드는 디스크의 표면으로부터 나오는 자기의 변화를 감지하여 디스크 표면에 기록된 정보를 판독한다. 데이터 트랙에 기록하기 위해, 전류가 헤드로 공급된다. 전류는 자계를 발생시키고, 이것은 디스크 표면을 자화시킨다.

하드디스크 드라이브는 외부 충격 및 진동에 민감하다. 하드디스크 드라이브에 가해지는 외부 충격이나 진동은 트랙 추종 또는 탐색 동작이 수행되는 도중에 헤드가 잘못된 트랙으로 이동해 버리도록 하거나, 판독 또는 기록 동작 동안에 헤드가 트랙을 이탈해 버리도록 할 수도 있다. 특히, 잘못된 트랙에의 기록 즉, 오프트랙 라이트는 다른 트랙에 기록된 데이터의 손상을 의미하므로 충분히 방지되어야 한다.

이러한 문제점을 방지하고자 외력을 감지하여 그 힘을 보정하거나 외력이 제거될 때까지 디스크 드라이브의 일부 동작을 중지시키는 등의 방법들이 제안되었다. 이들 기술들은 대체적으로 디스크 드라이브에 장착된 진동 가속도계 또는 충격 센서의 이용에 관한 것이다.

하드디스크 드라이브에서 외부 충격을 감지하여 대응되는 동작을 수행하는 장치들에 관해서는 일본 특공개 2001-266466(2001. 9. 28 공개), 1999-39785(1999. 2. 12 공개), 2001-014783(2001. 1. 19 공개), 1994-302090(1994. 10. 28 공개), 1993-101520(1993. 4. 23 공개), 1994-309824(1994. 11. 4 공개) 등에 개시되고 있다.

도 1은 하드 디스크 드라이브의 구성을 나타내는 도면이다.

하드 디스크 드라이브(100)는 스핀들 모터(114)에 의하여 회전되는 적어도 하나의 디스크(112)를 포함하고 있다. 하드 디스크 드라이브(100)는 디스크(112)의 표면에 인접되게 위치한 헤드(120)를 또한 포함하고 있다.

헤드(120)는 디스크(112)의 표면에 형성된 자계를 감지하거나 디스크의 표면을 자화시킴으로써 회전하는 디스크(112)로부터 정보를 읽거나 기록할 수 있다. 비록 도 1에 있어서 단일의 헤드로 도시되어 있지만, 이는 디스크(112)를 자화시키기 위한 기록용 헤드와 디스크(112)의 자계를 감지하기 위한 분리된 읽기용 헤드로 이루어져 있다고 이해되어야 한다.

헤드(120)는 헤드와 디스크(112)의 표면사이에 공기 베어링(air bearing)을 생성시키는 구조로 되어 있다. 헤드(120)는 헤드 스택 어셈블리(HSA; head stack assembly, 122)에 결합되어 있다. 헤드 스택 어셈블리(122)는 보이스 코일(126)을 갖는 엑츄에이터 암(124)에 부착되어 있다. 보이스 코일(126)은 보이스 코일 모터(VCM; voice coil motor, 130)를 특정하는(지지하는) 마그네틱 어셈블리(128)에 인접되게 위치하고 있다. 보이스 코일(126)에 공급되는 전류는 베어링 어셈블리(132)에 대하여 엑츄에이터 암(124)을 회전시키는 토오크를 발생시킨다. 엑츄에이터 암(124)의 회전은 디스크(112)의 표면을 가로질러 헤드를 이동시킬 것이다.

정보는 디스크(112)의 환상 트랙 내에 저장된다. 일반적으로 디스크(112)는 사용자 데이터가 기록되는 데이터 존(data zone), 드라이브를 사용하지 않을 경우에 헤드가 위치하는 파킹 존(parking zone) 및 메인터넌스 실린더로 구성된다. 메인티넌스 실린더에는 헤드의 종류, 고온 및 저온에서의 기록 파라메터 보정치들(A 및 B), 헤드의 종류에 따른 기록 파라메터 보정치들(a 및 b)가 저장되어 있다.

도 2는 도 1에 도시된 하드 디스크 드라이브(100)를 제어하는 제어장치(200)의 블록도를 나타낸다.

제어장치(200)는 리드/라이트(R/W) 채널 회로(204) 및 리드 프리앰프 & 라이트 드라이버 회로(206)에 의하여 헤드(120)에 결합된 콘트롤러(202)를 포함하고 있다. 콘트롤러(202)는 디지털 신호 프로세서(DSP : Digital Signal Processor), 마이크로프로세서, 마이크로 콘트롤러 등이 된다.

콘트롤러(202)는 디스크(112)로부터 데이터를 리드하거나 또는 디스크(112)에 데이터를 기록하기 위하여 리드/라이트 채널(204)로 제어신호를 공급한다.

정보는 전형적으로 R/W 채널(204)로부터 호스트 인터페이스 회로(210)로 전 송된다. 호스트 인터페이스 회로(210)는 퍼스널 컴퓨터와 같은 시스템에 인터페이스하기 위한 제어 회로를 포함하고 있다.

R/W 채널 회로(204)는 재생 모드에서는 헤드(120)로부터 읽혀져 리드 프리앰프&라이트 드라이버 회로(206)에서 증폭된 아날로그 신호를 호스트 컴퓨터(도면에 미도시)가 판독할 수 있는 디지털 신호로 변조시켜 호스트 인터페이스 회로(210)로 출력하고, 호스트 컴퓨터로부터 사용자 데이터를 호스트 인터페이스 회로(210)를 통하여 수신하여 디스크에 기록할 수 있도록 기록 전류로 변환시켜 리드 프리앰프&라이트 드라이버 회로(206)로 출력시키도록 신호처리를 실행한다.

콘트롤러(202)는 보이스 코일(126)에 구동 전류를 공급하는 VCM 구동 회로(208)에 또한 결합되어 있다. 콘트롤러(202)는 VCM의 여기 및 헤드의 움직임을 제어하기 위하여 VCM 구동 회로(208)로 제어신호를 공급한다.

콘트롤러(202)는 읽기 전용 메모리(ROM : Read Only Memory, 214) 또는 플레쉬 메모리와 같은 비휘발성 메모리 및 랜덤 억세스 메모리(RAM : Random Access Memory, 216)에 결합되어 있다. 메모리(214, 216)는 소프트웨어 루틴을 실행시키기 위하여 콘트롤러(202)에 의하여 사용되어지는 명령어 및 데이터를 포함하고 있다.

소프트웨어 루틴의 하나로서 한 트랙에서 다른 트랙으로 헤드를 이동시키는 시크 루틴(seek routine) 및 트랙 내에서 목표 섹터를 찾아내는 추종 루틴(following routine)이 있다. 시크 루틴은 헤드를 정확한 트랙으로 이동시키는 것을 보증하기 위한 서보 제어 루틴을 포함하고 있다.

콘트롤러(202)는 충격 센서(212)의 검출 결과에 따라 충격 방지 처리 특히, 기록 도중의 오프 트랙 라이트를 방지 처리를 수행하게 된다.

도 3은 도 2에 도시된 충격 센서(212)의 구성을 보이는 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이 충격 센서(212)는 물리적인 충격량을 감지하는 압전형 감지 소자(212)와, 압전형 감지 소자(212)에서 감지된 결과를 전기적인 신호로 변환하는 변환소자(214)로 이루어진다. 이러한 충격 센서(212)는 하드디스크 드라이브의 내부 주로 인쇄회로기판에 부착되어 사용된다.

도 4는 종래의 충격 검출 및 오프트랙 라이트 방지 방법을 보이는 흐름도이다.

기록 동작을 수행한다.(S402) 이때, 헤드는 목표 트랙을 추종하면서 데이터를 기록한다.

기록 도중에 외부에서 충격이 인가되면 헤드는 목표 트랙으로부터 벗어나게 되며 이 상태에서 즉시 기록이 중단되지 않으면 다른 트랙에 데이터를 기록하게 된다. 즉, 오프트랙 라이트가 발생된다.

외부에서 인가되는 충격의 크기(충격량)는 충격 센서(212)에 의해 검출된다.(S404)

충력 센서(212)에 의해 검출된 충격량은 비교기(218)에 의해 비교된다.(S406)

비교기(218)의 비교 결과 검출된 충격량을 소정의 기준값보다 크다면, 콘트롤러(202)는 기록/재생 채널(204)을 제어하여 기록 동작을 중지시킨다.(S408)

도 1에 도시된 장치는 충격 센서(214)를 통하여 외부에서 인가되는 충격을 검출하여 기록 동작을 중지시킴으로써 오프트랙 라이트를 방지한다.

그렇지만 도 1에 도시된 장치는 충격 센서(212)에 의해 검출된 충격량을 고정된 기준값과 비교하여 기록 동작에 영향을 줄 수 있는 충격의 발생 여부를 판단하고 있기 때문에 기준값이 잘못 설정하였을 경우 하드디스크 드라이브의 수행성이 저하될 수 있다. 예를 들면, 기준값이 낮게 설정되면 하드디스크 드라이브가 충분히 흡수할 수 있는 가벼운 충격에 대해서도 기록 중지가 수행되게 되어 하드디스크 드라이브의 기록 수행 성능이 저하되고, 반대로 기준값이 높게 설정되면 충격의 발생 여부를 적시에 판단하지 못하게 되어 오프 트랙 라이트가 발생하게 된다.

한편, 일본 특공개 2001-266466호에는 충격 검출 상황에 대응하여 충격 검출 감도(충격 검출 레벨)을 동적으로 설정변경 가능하게 하여 오프 트랙 라이트를 방지하는 충격 검출 장치가 개시된다. 일본 특공개 2001-266466호의 장치는 일정 시간마다 충격 검출 빈도를 감시하고, 충격 검출 빈도가 소정의 제1기준치보다 작으면 충격 검출 센서의 감도를 높이고, 소정의 제2기준치보다 높으면 충격 검출 센서의 감도를 낮추어준다.

즉, 일본 특공개 2001-266466호의 장치는 하드디스크 드라이브의 최초 기동시와 같이 충격 검출 빈도가 낮을 때에는 충격 검출 센서의 감도를 높여서 조그만 충격에도 반응하게 하고, 전원 노이즈가 심한 환경에서와 같이 충격 검출 빈도가 높을 때는 충격 검출 센서의 감도를 낮추어서 조그만 충격 즉, 전원 노이즈에는 반응하지 않게 한다.

그렇지만 이러한 종래 기술들은 같은 정도의 충격이 발생하더라도 헤드의 위치에 따라 영향이 달라지는 것에 대해서는 대처하지 못하고 있다.

주지하는 바와 같이 헤드가 트랙을 추종함에 있어서 여러 가지 원인들에 의해 트랙의 중앙을 추종하지 못하게 된다. 헤드가 트랙의 중앙을 추종하고 있을 때와 트랙의 중앙으로부터 벗어나 있을 때를 비교해 보면, 같은 정도의 충격이 발생하더라도 헤드가 트랙의 중앙으로부터 벗어나 있을 때가 오프 트랙 라이트의 위험이 더욱 크다.

따라서, 트랙 내에서의 헤드의 위치에 따라 충격 검출 감도를 조정하는 것이 필요함을 알 수 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서 헤드가 트랙의 중앙으로부터 벗어나는 정도에 따라 충격 검출 감도를 변경하는 충격 검출 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 상기의 방법에 적합한 장치를 제공하는 것에 있다.

상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 디스크 드라이브의 충격 검출 방법은

외부에서 인가되는 충격의 정도를 검출하는 충격 센서를 구비하는 디스크 드라이브의 충격 검출 방법에 있어서,

트랙 내에서의 헤드의 위치를 검출하는 과정; 및

상기 검출된 헤드의 위치에 따라 상기 충격 센서의 충격 검출 감도를 조정 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 디스크 드라이브는

헤드가 트랙의 중앙에서 벗어난 정도를 나타내는 위치 에러 신호를 검출하는 위치 에러 검출 수단;

상기 디스크 드라이브에 인가되는 충격의 정도를 검출하는 충격 센서;

상기 위치 에러 검출 수단에 의해 검출된 위치 에러 신호의 크기에 따라 가변되는 기준값과 상기 충격 센서에 의해 검출된 충격량을 비교함에 의해 상기 디스크 드라이브에 영향을 줄 수 있는 충격의 발생 여부를 검출하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명하기로 한다.

도 5는 하드디스크 드라이브에 있어서 트랙 내에서의 헤드의 위치를 예시적으로 도시하는 것이다.

도 5에는 N, N+1, N+2의 3개의 트랙들이 도시되어 있으며 가운데의 N+1번째 트랙에 데이터를 기록하고 있는 것으로 가정한다.

주지하는 바와 같이 하드디스크 드라이브의 디스크에는 섹터마다 서보 정보가 기록되는 서보 영역을 구비하며, 하드디스크 드라이브는 서보 영역에서 위치 에러 신호(Position Error Signal)를 샘플링하여 헤드의 위치 제어를 수행한다.

도 5를 참조하면 M번째 서보 영역에서는 헤드가 N+1번째 트랙의 중앙을 벗어나 N번째 트랙쪽으로 편이되어 있고, M+1번째 서보 영역에서의 N+1번째 트랙의 중앙에 위치한 것을 알 수 있다.

이때, M번째 서보 영역과 M+1번째 서보 영역에서 동일한 크기의 충격이 발생한다면, 헤드가 M번째 서보 영역에 있을 때 오프트랙 라이트의 위험이 더욱 큰 것을 알 수 있다.

따라서, 트랙 내에서의 헤드의 위치에 따라 충격을 검출하는 감도 즉, 충격 검출 감도가 달라져야 함을 알 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 충격 검출 방법의 개념을 도식적으로 보이는 것이다.

도 6에 있어서 위쪽 그래프는 헤드의 위치 에러 신호를 보이는 것이고, 아래쪽 그래프는 충격 검출을 위하여 충격 센서로부터 검출된 충격량과 비교되는 기준값을 보이는 것이다.

도 5를 참조하면, 위치 에러 신호가 M번째 서보 영역에서는 Y1보다 크고 M+1번째 서보 영역에서는 Y1보다 작게 된다. 즉, M번째 서보 영역과 M+1번째 서보 영역 사이에서는 헤드가 트랙의 중앙으로부터 벗어나 있다.

이에 따라 M번째 서보 영역까지는 X2의 기준값에 의해 비교하고, M번째 서보 영역과 M+1번째 서보 영역 사이에서는 X2보다 작은 X1의 기준값에 의해 충격의 발생 여부를 판단한다. 즉, 헤드가 트랙의 중앙으로부터 벗어나 있을 경우에는 작은 충격에 대해서도 오프트랙 라이트가 발생할 수 있으므로 충격 검출 감도를 높여주고, 헤드가 트랙의 중앙에 있을 경우에는 비교적 안정된 상태이므로 충격 검출 감도를 낮추어준다.

도 7은 본 발명에 따른 충격 검출 방법의 일 실시예를 보이는 흐름도이다.

기록 동작을 수행한다.(S702) 이때, 헤드는 목표 트랙을 추종하면서 데이터를 기록한다.

위치 에러 신호를 샘플링한다.(S704)

샘플링된 위치 에러 신호에 상응하도록 충격 검출 감도를 조정한다.(S706) 즉, 샘플링된 위치 에러 신호의 크기에 상응하도록 충격 센서에 의해 검출된 충격량과 비교되는 기준값을 조정한다. 다른 한편으로는 비교기에 제공되는 기준값을 변경하지 않고 충격 센서에 의해 검출된 충격량을 증폭하여 비교기에 제공하는 증폭기의 증폭 이득을 조정하는 것도 가능하다.

외부에서 인가되는 충격의 크기(충격량)는 충격 센서(212)에 의해 검출된다.(S708)

충력 센서에 의해 검출된 충격량은 비교기에 의해 비교된다.(S710

비교기의 비교 결과 검출된 충격량이 기준값보다 크다면, 콘트롤러는 기록/재생 채널를 제어하여 기록 동작을 중지시킨다.(S712)

도 8은 본 발명에 따른 디스크 드라이브의 일 실시예를 보이는 블록도로서, 하드디스크 드라이브에 적용된 예를 보이는 것이다. 도 8에 도시된 장치에 있어서 도 1에 도시된 장치와 동일한 동작을 수행하는 것에 대해서는 동일한 참조부호를 부가하고 그것들에 대한 상세한 동작 설명을 생략하기로 한다.

비교기(814)에 인가되는 기준값은 위치 에러 신호의 크기에 따라 조정된다. 콘트롤러(802)는 R/W 채널(204)을 통하여 유입되는 리드 신호로부터 위치 에러 신 호를 샘플링한다. 위치 에러 신호는 서보 영역에서 샘플링된다. 위치 에러 검출기의 구성에 따라서는 이전 PES로부터 예측된 PES가 샘플링되기도 한다.

콘트롤러(802)는 위치 에러 신호의 크기가 도 5에 도시된 바와 같이 Y1보다 클 경우 다음 서보 영역까지의 충격 검출을 위한 기준값을 X1으로 낮추어준다.

도 6에 도시된 바에 있어서 충격 검출을 위한 기준값을 X1과 X2의 두 가지 경우로 설정하는 예가 설명되지만 반드시 그러할 필요는 없다. 중요한 것은 PES의 크기 즉, 헤드가 트랙의 중앙으로부터 벗어나는 정도에 따라 충격 센서의 감도를 변경하여 준다는 것이다.

한편, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 하드디스크 드라이브의 예를 들었지만 이 분야의 기술에 익숙한 자라면 트랙을 가지는 디스크를 구동하는 장치 예를 들어 광디스크 드라이브, 광자기 디스크 드라이브에 있어서도 본 발명을 별다른 어려움 없이 적용할 수 있음을 알 수 있을 것이다.

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, 하드 디스크, 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.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 충격 대응 방법은 트랙 내에서의 헤드의 위치에 따라 충격 검출 감도를 변경함으로써 우수한 충격 대응 효과 특히, 오프트랙 라이트를 방지하는 효과를 발휘한다.

Claims (6)

1. 외부에서 인가되는 충격의 정도를 검출하는 충격 센서를 구비하는 디스크 드라이브의 충격 검출 방법에 있어서,

   트랙 내에서의 헤드의 위치를 검출하는 과정; 및

   상기 검출된 헤드의 위치에 따라 상기 충격 센서의 충격 검출 감도를 조정하는 과정을 포함하는 충격 검출 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 방법은 헤드를 트랙의 중앙을 따라 추종시키는 트랙 추종 동작 중에 수행되는 것을 특징으로 하는 충격 검출 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 충격 센서에 의해 검출된 충격량과 기준값을 비교하는 과정; 및

   검출된 충격량이 기준값보다 크면 기록 동작을 중지시키는 과정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 충격 검출 방법.
4. 헤드가 트랙의 중앙에서 벗어난 정도를 나타내는 위치 에러 신호를 검출하는 위치 에러 검출 수단;

   디스크 드라이브에 인가되는 충격의 정도를 검출하는 충격 센서; 및

   상기 위치 에러 검출 수단에 의해 검출된 위치 에러 신호의 크기에 따라 가변되는 기준값과 상기 충격 센서에 의해 검출된 충격량을 비교함에 의해 디스크 드라이브에 영향을 줄 수 있는 충격의 발생 여부를 검출하는 비교기를 포함하는 디스크 드라이브.
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