KR19980019704A

KR19980019704A - 자기저항 헤드의 트랙밀도 상승을 위한 오프트랙 최적화 방법

Info

Publication number: KR19980019704A
Application number: KR1019960037912A
Authority: KR
Inventors: 이해중
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1996-09-02
Filing date: 1996-09-02
Publication date: 1998-06-25
Also published as: DE19735986A1; US6043951A; DE19735986C2; KR100194938B1

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야 : 본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 특히 자기저항헤드를 사용하여 트랙밀도를 상승시키기 위해 최적 오프트랙 량에 해당하는 신호폭을 검출하고, 이를 디스크상의 특정영역에 기록하여 트랙추종 시 사용하도록 하는 방법에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제 : 종래에 하드 디스크 드라이브에 자기저항헤드를 사용하였을 시 트랙의 각 위치마다 트랙 쉬프트량을 미리 예측해야 하는 문제점과, 그리고 상기 트랙쉬프트량이 그 헤드의 구조마다 다르므로 인해 그 헤드의 제조사가 다르거나, 혹은 하드 디스크 드라이브 기구물의 조립상태, 서보라이터의 상태에 따라 각각 달라 미리 예측하기 불편했던 문제점과, 마지막으로 상기 트랙쉬프량이 큰 경우 네 개의 버스트신호중 P버스트에 비해 Q버스트가 매우 크게 검출되어 서보콘트롤의 분해능 및 민감도가 감소되었던 문제점을 해결한다.

다. 발명의 해결방법의 요지 : 자기저항헤드를 사용하는 하드디스크드라이브에서 테스트공정의 초기에 최적오프트랙량을 검출하여 상기 디스크상의 특정영역에 추가버스트신호를 기록하고 트랙추종 시 사용하도록 하는 방법을 제공함에 있다.

라. 발명의 중요한 용도

자기저항 헤드의 트랙밀도 상승을 위한 오프트랙 최적화 방법.

Description

본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 특히 자기저항헤드를 사용하여 트랙밀도를 상승시키기 위해 최적 오프트랙 량에 해당하는 신호폭을 검출하고, 이를 디스크상의 특정영역에 기록하여 트랙추종 시 사용하도록 하는 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 하드 디스크 드라이브(hard disk drive)는 회전하는 자기 디스크상에 데이타를 자기적으로 기록/독출하는 장치로서 대량의 데이타를 고속으로 악세스할 수 있기 때문에 컴퓨터 시스템의 보조기억장치로서 널리 사용된다. 이러한 하드 디스크 드라이버는 회전하는 자기 디스크상에 동심원 형태로 배열되는 트렉들에 저장된다. 이들 트렉들은 자기 디스크상에 데이타를 독출, 기록하기 위한 자기헤드에 의해 엑세스된다. 그러한 상기 자기헤드는 일반적으로 상용 링 타입(conventional ring type)의 MIG헤드나 박막형 헤드(thin-film head)와 같은 자기유도헤드(magnetic inductive head)를 많이 사용하였다. 하지만, 상기 자기유도헤드는 그 기본특성인 인덕턴스의 한계로 인하여 점차 자기저항헤드(magnetoresistive head)로 발전하는 추세이다. 그러한 상기 자기저항헤드는 상기 자기유도헤드와는 달리 디스크의 속도, 즉 자기변화의 시간율에 의한 영향이 거의 없으므로 트랙방향의 자기변화 밀도인 FCPI(Flux Change Per Inch)를 크게 상승시킬 수 있지만, 트랙간의 밀도인 TPI(Track Per Inch)는 자체의 구조적인 문제로 인하여 상기 자기유도헤드의 일종인 박막헤드에 비해 상대적으로 낮게되어야 하는 문제가 있었다. 그러면, 상기의 문제점을 도 1, 2, 3를 통해 좀 더 자세히 설명하기로 한다. 먼저 도 1은 종래의 일반적인 자기저항헤드의 사시도로서, 기록 폴(write pole)은 데이터를 디스크상에 기록할 시 사용되며, 기록상부폴(2)과 기록하부폴(4)로 구성되며, 상기 두 개의 기록폴 사이에는 소정간격의 갭(6)을 가지고 있다. 하부방어막(12)는 상기 기록하부폴(4)와 더불어 후술되는 MR센서층(10)을 보호하는 역할을 한다. 상기 MR센서층(10)은 디스크상에 기록된 데이터를 재생하기 위한 자기저항요소로 구성되어 있으며, 상기 MR센서층의 중심(RSC)과 상기 갭(6)의 중심(WGC)사이에 소정간격(A)를 가지고 있다. 그리고, 도 2는 상기 도 1과 같은 구조를 가진 자기저항헤드가 편위각을 가질때의 트랙 쉬프트(track shift)를 도시한 것으로, 편위각(α)는 디스크상의 헤드위치에 따른 액츄에이터의 중심선으로 부터의 헤드방향과 디스크진행방향과의 사이각을 나타내며, 상기 자기저항헤드의 유효 라이트 트랙폭(16)과 유효 리드 트랙폭(18)은 각각의 라이트트랙폭(28)과 리드트랙폭(22)에 코사인(cosin)α값을 곱한값과 같다. 도 3는 종래의 내개의 버스트를가진 서보방식에서 자기 저항헤드를 사용할 시 편위각을 가지는 위치에서 발생하는 트랙쉬프트를 나타낸 예시도로서, 기존의 네 개의 버스트신호 즉, P,Q,A,B를 검출하여 상기 자기저항헤드를 통해 트랙탐색 및 트랙추종을 수행할 시 상기 자기저항헤드가 특정트랙인 n트랙에서 라이트하기 위해서는 P버스트의 24부분과, Q버스트 26부분이 동일한 값으로 상기 MR센서(10)에 의해서 리드 되어야 하며, 이때의 리드트랙폭(10)은 유효리드트랙폭(22)이다. 하지만, 상기 P버스트의 24부분과, Q버스트 26부분을 상기 MR센서(10)가 리드하여 자기저항헤드를 온트랙한 후 데이터 영역에서 기록상부폴(2)을 통해 라이트 동작을 수행할 시 라이트되는 트랙은 MR센서층의 중심(RSC)과 갭(6)의 중심(WGC)과의 소정간격(A)에 사인(sin)α값을 곱한 값(Asinα) 만큼의 트랙이 쉬프트 되는 현상이 발생한다. 그러므로, 상기와 같은 자기저항헤드의 트랙쉬프트 현상을 고려하여 상기 자기저항헤드의 오프트랙 보상했던 종래의 방법은 상기 트랙쉬프트량(Asinα)(20)을 미리 예측하여 라이트시나 리드시에 어느 한쪽을 강제로 오프트랙을 가해준 상태에서 라이트 동작이나 리드동작을 수행하도록 하여 보상하였다.

하지만, 상기와 같은 종래의 해결방법은 자기저항헤드의 각 위치마다 트랙 쉬프트량을 미리 예측해야 하는 문제점이 있었다. 그리고 다른 문제점으로서 상기 트랙쉬프트 량은 그 헤드의 구조마다 다르므로,그 헤드의 제조사가 다르거나, 혹은 하드 디스크 드라이브 기구물의 조립상태, 서보라이터의 상태에 따라 각각 달라 미리 예측하기 불편한 문제점이 있었다. 또 다른 문제점으로서, 상기 트랙쉬프량이 큰 경우 도 3에서의 P버스트에 비해 Q버스트가 매우 크게 검출되어 서보콘트롤의 분해능 및 민감도가 감소되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 자기저항헤드를 사용하는 하드디스크드라이브에서 테스트공정의 초기에 최적오프트랙량을 검출하여 상기 디스크상의 특정영역에 추가버스트신호를 기록하고 트랙추종 시 사용하도록 하는 방법을 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 본 발명은 자기저항헤드를 사용하는 하드디스크드라이브의 디스크상에 트랙밀도를 상승시키 위한 오프트랙 최적화 방법에 있어서, 상기 하드 디스크 드라이브 테스트공정의 초기에 최적의 오프트랙량을 검출하여 상기 디스크상의 특정영역에 추가로 작용하는 위치식별신호를 기록하는 과정과, 상기 자기저항헤드가 디스크상의 특정트랙을 트랙추종 할 시 상기 추가로 기록된 위치식별신호를 이용하여 상기 특정트랙에 온트랙 되도록 하는 과정을 수행함을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 일반적인 자기저항헤드의 사시도.

도 2는 도 1과 같은 구조를 가진 종래의 자기저항헤드가 편위각을 가질때의 트랙 쉬프트(track shift)를 도시한 상태도.

도 3는 종래의 내개의 버스트를 가진 서보방식에서 자기 저항헤드를 사용할 시 편위각을 가지는 위치에서 발생하는 트랙쉬프트를 나타낸 예시도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 자기저항 헤드의 트랙밀도 상승을 위한 추가버스트를 기록하는 하드 디스크 드라이브의 블록구성도.

도 5A도~5C는 본발명의 실시예에 따라 하드 디스크 드라이브를 테스트하는 공정에서 추가버스트를 기록하는 방법의 예시도.

도 6은 상기 도 5A도~5C와 같은 서보정보의 기록이 끝난후 테스트 공정에서 초종적으로 추가버스트를 기록하는 방법의 예시도.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 자기저항 헤드의 트랙밀도 상승을 위한 추가버스트를 기록하는 하드 디스크 드라이브의 블록구성도로서, 디스크들(410)은 스핀들(spindle) 모터(434)에 의해 회전한다. 자기저항헤드들(412)은 디스크들(410)중 대응하는 하나의 디스크면상에 위치하며, 환형 보이스 코일(rotary voice coil) 액츄에이터(430)와 결합된 E-블럭 어셈블리(414)로부터 디스크들(410)쪽으로 신장된 서포트 암들에 각각 대응되게 설치된다. 전치증폭기(416)는 리드시에는 자기저항헤드들(412) 중 하나에 의해 픽업된 신호를 전치증폭하여 아나로그 리드신호를 리드/라이트 채널(read/write channel)회로(418)에 인가하며, 라이트시에는 리드/라이트 채널회로(418)로부터 인가되는 부호화된 라이트데이타를 헤드들(412)중 대응하는 하나의 헤드를 통해 디스크 상에 라이트되도록 한다. 리드/라이트 채널회로(418)는 전치증폭기(416)로부터 인가되는 리드신호로부터 데이타 펄스를 검출하고 디코딩하여 DDC(Disk Data Controller)(420)에 인가하며, DDC(420)로부터 인가되는 라이트데이타를 디코딩하여 전치증폭기(416)에 인가한다. DDC(420)은 호스트 컴퓨터로부터 수신되는 데이타를 리드/라이트 채널회로(418)과 전치증폭기(416)를 통해 디스크상에 라이트 하거나 디스크상으로부터 데이타를 리드하여 호스트 컴퓨터로 송신한다. 또한 DDC(420)는 호스트 컴퓨터와 마이크로 콘트롤러(424)간의 통신을 인터페이스한다. 버퍼 램(422)은 호스트 컴퓨터와, 마이크로 콘트롤러(424)와, 리드/라이트 채널회로(418) 사이에 전송되는 데이타를 일시 저장한다. 마이크로 콘트롤러(426)는 호스트 컴퓨터로부터 수신되는 리드 또는 라이트 명령에 응답하여 DDC(420)를 제어하며 트랙 탐색 및 트랙 추종을 제어한다. PROM(426)은 마이크로 콘트롤러(424)의 수행 프로그램 및 각종 설정값들을 저장한다. 서보구동부(428)는 마이크로 콘트롤러(424)로부터 발생되는 자기저항헤드들(412)의 위치 제어를 위한 신호에 의해 액츄에이터(430)를 구동하기 위한 구동전류를 발생하여 액츄에이터(430)의 보이스 코일에 인가한다. 액츄에이터(430)는 서보구동부(428)로부터 인가되는 구동전류의 방향 및 레벨에 대응하여 자기저항헤드들(412)을 디스크들(410)상에서 이동시킨다. 스핀들 모터 구동부(432)는 마이크로 콘트롤러(424)로부터 발생되는 디스크들(410)의 회전 제어를 위한 제어값에 따라 스핀들 모터(434)를 구동하여 디스크들(410)을 회전시킨다. 디스크신호 제어부(436)는 마이크로 콘트롤러(424)의 제어에 의거하여 리드/라이트에 필요한 각종 타이밍신호들을 발생하며 서보정보를 디코딩하여 마이크로 콘트롤러(424)에 인가한다.

도 5A~도 5C는 본발명의 실시예에 따라 하드 디스크 드라이브를 테스트하는 공정에서 추가버스트를 기록하는 방법의 예시도로서, 도 5A는 서보라이터를 통해 서보라이팅을 수행한 디스크의 상태를 나타낸 예시도이고, 도5B는 MR센서가 온트랙되어 지정된 영역에 추가버스트를 한 트랙영역에 1차 기록한 예시도이며, 도5C는 지정된 특정영역에 추가버스트를 최종적으로 기록한 예시도이다.

먼저 상기 도 5A와 같이 상기 서보라이터를 통해 기존의 네 개의 버스트(P,Q,A,B)를 디스크상의 모든트랙에 기록한 후 디스크상의 특정영역을 지정하여 추가 버스트를 기록할 공간(36)을 남겨놓는다. 그런후, 도5B에서와 같이 하드디스크드라이브의 마이크로 콘트롤러(424)는 상기 자기저항헤드의 MR센서(10)가 기존의 네 개의 버스트(P,Q,A,B)을 검출하여 디스크상의 특정트랙에 온트랙 되도록 한다. 이때, 상기 디스크상의 특정트랙에 온트랙 되어진 상태는 상기 P, Q버스트가 동일신호의 크기로 상기 MR센서(10)에 의해 검출된 상태를 말한다. 그런후, 상기 마이크로 콘트롤러(424)는 상기 자기저항헤드의 기록상부폴(2)를 사용하여 도 5A의 공정에서 미리 남겨놓은 공간에 추가 버스트신호(38)를 기록한다. 이때, 상기 기록된 추가 버스트신호는 상기 트랙쉬프트된량(20)만큼 n-1트랙에 겹쳐져 기록된다. 그런후, 상기 마이크로콘트롤러(424)는 상기 특정 n트랙에 온트랙된 자기저항헤드의 MR센서(10)를 서서히 오프트랙시키면서 상기 기록된 추가 버스트신호(38)를 검출한다. 이때, 상기 검출되는 추가 버스트 버스트신호의 세기는 서서히 증가하다가 트랙쉬프트량(20)를 초과하면서 감소하기 시작하므로, 그 검출신호의 크기가 최대일 시 트랙쉬프트량이 된다. 그런후, 상기과정에서 트랙쉬프트량 즉, 신호세기의 크기가 최대일때의 오프트랙량을 구했으므로, 도 5c에서는 상기 기록된 추가 버스트영역에서 상기 오프트랙된량(42)만큼 이동하여 상기 기록된 추가 버스트(38)의 크기를 DC-지움하여 최종적인 추가 버스트형태(36)를 기록하게 된다.

도 6은 상기 도 5A~도 5C와 같은 서보정보의 기록이 끝난후 테스트 공정에서 본 발명의 요지인 최적 오프트랙량(34)을 디스크상의 특정영역(36)에 기록한 상태를 예시한다. 그런면, 도 6을 통해 상기 추가된 버스트를 이용하여 오프트랙을 최적화하는 동작을 설명하면, 도면에서와 같이 디스크상의 서보영역중 버스트구간의 P-버스트와 Q-버스트가 같은 크기로 리드되도록 MR센서(10)를 이용하여 자기저항헤드를 특정트랙(n트랙)에 온트랙하고, 기록폴(2,4)에 의해 데이터를 라이트 동작할 시 상기 온트랙시킨 특정트랙(n트랙)보다 트랙이 쉬프트되어 n-1트랙쪽으로 치우쳐 기록된다. 그런후, 상기와 같이 n-1트랙쪽으로 치우쳐 기록된 데이터를 리드동작할 시 상기 자기저항헤드의 MR센서(10)를 강제적으로 n-1트랙쪽으로 오프트랙 시킨다. 이때, 상기 MR센서(10)를 강제적으로 오프트랙 시키는 최적오프트랙량(20)은 추가된버스트(34)와 P버스트, Q버스트들의 검출신호의 크기를 하기에 제시되는 수학식1에 의해 산출하여 상기 자기저항헤드를 오프트랙 시킨다.

[수학식 1]

본 발명의 다른 실시예에서는 상기와 같은 방법과 반대로 기록된 데이타를 리드동작할 시 P-버스트와 Q-버스트가 같은 크기로 리드되도록 MR센서(10)를 이용하여 자기저항헤드를 특정트랙(n트랙)에 온트랙하여 데이터를 리드하고, 기록폴(2,4)에 의해 데이터를 라이트 동작할 시 상기 자기저항헤드의 MR센서(10)를 강제적으로 n+1트랙쪽으로 오프트랙시켜 기록한다. 이때, 상기 MR센서(10)를 강제적으로 오프트랙 시키는 최적오프트랙량은 추가된버스트(34)와 P버스트, Q버스트들의 검출신호의 크기를 하기에 제시되는 수학식2에 의해 산출하여 상기 자기저항헤드를 오프트랙 시킨다.

[수학식 2]

추가버스트컴출신호의크기)=P버스트검출신호의크기

상술한 바와 같은 본 발명은 자기저항헤드를 사용하는 하드디스크드라이브에서 테스트공정의 초기에 최적오프트랙량을 검출하여 상기 디스크상의 특정영역에 추가버스트신호를 기록하여 트랙추종 시 사용하도록 하는 방법을 제공함으로서, 트랙밀도를 향상 시킬 수 있는 잇점이 있고, 또한, 서보콘트롤의 분해능 및 민감도를 증가시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims

자기저항헤드를 사용하는 하드디스크드라이브의 디스크상에 트랙밀도를 상승시키 위한 오프트랙 최적화 방법에 있어서,

상기 하드 디스크 드라이브 테스트공정의 초기에 최적의 오프트랙량을 검출하여 상기 디스크상의 특정영역에 추가로 작용하는 위치식별신호를 기록하는 과정과,

상기 자기저항헤드가 디스크상의 특정트랙을 트랙추종 할 시 상기 추가로 기록된 위치식별신호를 이용하여 상기 특정트랙에 온트랙 되도록 하는 과정을 수행함을 특징으로 하는 하드디스크드라이브의 오프트랙 최적화 방법.
제1항에 있어서, 상기 트랙추종은,

상기 자기저항헤드를 사용하여 기록된 데이타를 리드할 시 기존의 네 개의 위치식별신호들만으로 온트랙하고, 라이트할 시 기존의 네 개의 위치식별신호들과 상기 추가로 기록된 위치식별신호를 하기에 제시된 수학식1과 같이 조합하여 온트랙함을 특징으로 하는 하드디스크드라이브의 오프트랙 최적화 방법.

[수학식 1]
제1항에 있어서, 상기 트랙추종은,

상기 자기저항헤드를 사용하여 기록된 데이타를 라이트할 시 기존의 네 개의 위치식별신호들만으로 온트랙하고, 리드할 시 기존의 네 개의 위치식별신호들과 상기 추가로 기록된 위치식별신호를 하기에 제시된 수학식2과 같이 조합하여 온트랙함을 특징으로 하는 하드디스크드라이브의 오프트랙 최적화 방법.

[수학식 2]

추가버스트컴출신호의크기)=P버스트검출신호의크기