KR19990011718A - 하드디스크 드라이브 정보 기록용 디스크 내 정보 기록 필드 리드 방법 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

하드디스크 드라이브 정보 기록용 디스크 내 정보 기록 필드의 리드

나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

VFO신호에 디펙이 추가되어 있는 경우에도 AGC나 PLL의 위상조정이 원활하게 이루어지는 방법을 제공한다.

다. 발명의 해결방법의 요지

마이크로콘트롤러의 마이크로프로그램에 따라 DDC의 시퀀서의 RG발생 타이밍을 조정한다.

라. 발명의 중요한 용도

하드디스크 드라이브 정보 기록용 디스크 내 정보 기록 필드의 리드시 중요히 사용된다.

Description

하드디스크 드라이브 정보 기록용 디스크 내 정보 기록 필드 리드 방법

본 발명은 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive: 이하 HDD라 함)에 관한 것으로, 특히 정보 기록용 자기 디스크의 각 트랙의 정보 저장용 섹터 리드 방법에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 HDD의 개략적인 블록 구성도를 보인 것으로, 두장의 디스크10과 그의 각 면에 하나씩 대응되게 설치되는 4개의 헤드를 구비한 예를 보인 것이다. 도 1을 참조하여 HDD에 대하여 설명한다. 디스크 10은 스핀들(spindle) 모터 구동부 30에 의해 회전한다. 디스크 10은 VCM구동부 28과 결합된 E-블록 어셈블리 12로부터 디스크 10쪽으로 신장된 서포트 암들에 각각 대응되게 설치된다. 전치증폭기 14는 리드시에는 헤드들 중 하나에 의해 픽업된 신호를 전치증폭하여 아날로그 리드신호를 리드/라이트 채널회로(read/write channel) 16에 인가하며, 라이트시에는 리드/라이트 채널회로 16으로부터 인가되는 인코딩된 라이트 데이터에 따른 라이트 전류를 헤드들 중 대응하는 하나의 헤드에 인가함으로써 라이트 데이터를 디스크 상에 라이트 되도록 한다. 리드/라이트 채널회로 16은 전치증폭기 14로부터 인가되는 리드신호로부터 데이터 펄스를 검출하고 디코딩하여 DDC(Disk Data Controller) 18에 인가하며, DDC 18로부터 인가되는 라이트 데이터를 디코딩하여 전치증폭기 14에 인가한다. DDC 18은 전술한 바와 같이 마이크로콘트롤러 24로부터 다운로드되는 마이크로프로그램에 따른 동작을 수행하는 시퀀서를 구비하며 호스트컴퓨터로부터 수신되는 데이터를 리드/라이트 채널회로 16과 전치증폭기 14를 통해 디스크 상에 라이트 하거나 디스크 10 상으로부터 데이터를 리드하여 호스트컴퓨터로 송신한다. 또한 DDC 18은 호스트컴퓨터와 마이크로콘트롤러 24간의 통신을 인터페이스 한다. 또한 DDC 18은 호스트컴퓨터와, 마이크로콘트롤러 24와, 리드/라이트 채널회로 16 사이에 전송되는 데이터를 버퍼램 20에 일시 저장한다. 마이크로콘트롤러 24는 호스트컴퓨터로부터 수신되는 리드 또는 라이트 명령에 응답하여 DDC 18을 제어하며 트랙 탐색 및 트랙 추종을 제어한다. 롬(ROM) 26은 마이크로콘트롤러 24의 수행 프로그램 및 각종 설정값들을 저장한다. 마이크로콘트롤러 24는 디스크 10의 회전제어를 위한 제어값을 S/M구동부 30에 인가하여 S/M구동부 30을 구동시키며 디스크 10을 회전시킨다. 디스크신호제어부 22는 마이크로콘트롤러 24의 제어에 의거하여 리드/라이트에 필요한 각종 타이밍신호들을 발생하며 서보정보를 디코딩하여 마이크로콘트롤러 24에 인가한다. 이러한 디스크신호제어부 22는 통상 각각의 HDD에 적합하게 설계된 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)이 사용된다.

상기한 바와 같은 HDD에 적용되는 디스크상의 데이터 포맷도를 예를 들어보면 제 2도와 같다. 도 2a는 일반적인 콘스턴트-덴시티 기록(Constant Density Recording: 이하 CDR이라 함) 형태의 디스크상의 데이터 포맷을 보인 것으로, 디스크 상에서 서보필드간에 하나의 완전한 데이터섹터와 인접한 데이터정보영역에 스플릿(split)되어 있는 데이터섹터를 가지는 구역에 있는 한 트랙의 섹터 포맷의 예를 보인 것이며, 정확한 스케일(scale)은 아니다. 상기 CDR형태는 존-비트 기록(Zone-Bit Recording: ZBR)형태라고도 알려져 있다.

일반적으로 CDR형태에 있어서 디스크상의 정보기록영역은 디스크상의 원심으로부터 방사방향으로 기록밀도가 일정하게 되는 다수의 구역(zone)들로 스플릿되어진다. 스플릿된 각 구역의 트랙들에 있어서 데이터섹터의 수는 서로 다르게 할당되는데. 즉 외주 구역의 트랙들은 내주 구역의 트랙들에 비해 보다 많은 수의 데이터섹터를 가지게 된다. 데이터섹터는 자기 디스크 기록장치가 디스크 상에 데이터를 액세스하기 위한 단위영역을 말하는 것으로 디스크 상의 위치에 관계없이 동일한 크기, 예를 들어 512바이트의 크기를 가진다. 그리고 서보방식에 있어 엠베디드 섹터 서보(embedded sector servo)방식을 채용할 경우 하나의 데이터섹터는 디스크 상의 각 구역에 따라 2개의 세그먼트(segment)로 스플릿될 수도 있다. 엠베디드 섹터 서보방식은 자기 디스크 기록장치에 헤드의 위치정보를 제공하기 위한 방식 중 하나로서, 엠베디스 섹터 서보방식에 있어서 각 트랙은 원주방향으로 교호적으로 제공되는 서보정보영역과 데이터정보영역으로 구분된다. 서보정보영역은 서보정보가 기록되는 서보필드이고, 데이터정보영역은 실제 데이터정보가 기록되는 영역으로 데이터섹터를 제공한다.

도 2a에서 데이터섹터들은 각각 ID(Identification field)와 데이터필드로 구분된다. ID필드는 해당 데이터섹터를 식별하기 위한 정보를 가지는 헤더(header)정보가 기록되는 영역이고, ID필드에 뒤이어지는 데이터필는 실제의 디지털 정보가 기록되는 영역이다.

상기 데이터필드는 도 2b와 같이 이루어진다. 도 2b는 도 2a 중 데이터필드의 상세 포맷도이다. 도 2b를 참조하면 데이터필드는 데이터 프리앰블인 VFO(Variable Frequency Oscillator)와, 데이터 어드레스마크인 동기패턴과, 실제 데이터와, ECC(Error Correction Code)와, 데이터 포스트앰블인 PAD로 이루어진다. 데이터 프리앰블 VFO는 12바이트이며 ID필드의 포스트앰블과 데이터동기 사이에 위치하며 데이터필드를 리드할 때 클럭 동기를 위하여 사용되는 동기화 신호이다. 동기패턴은 데이터의 시작을 알려 자기 디스크 기록장치가 데이터를 리드할 때 필료한 동기를 제공한다. 데이터는 디스크 상에 실제로 저장되는 디지털 정보이다. ECC는 데이터 어드레스마크와 데이터에 대한 에러 검출 및 정정을 위한 에러 검출코드이다. 포스트앰블 PAD는 데이터를 리드한 후에 필요로 하는 타이밍 마진을 제공한다.

한편 이러한 데이터필드에서 도 1에 도시된 HDD의 데이터를 리드 동작을 간략하게 살펴보면, HDD 내의 섹터펄스 발생회로에서 섹터펄스를 발생시키면 DDC 18내의 시퀀서가 섹터펄스를 감지하여 하나의 데이터 섹터의 시작위치를 찾은 다음 리드게이트(Read Gate: 이하 RG라고 함)를 하이(high)상태로 하여 이 데이터필드를 리드하기 시작한다.

그런데 상기와 같은 리드 동작은 하기에 설명하는 문제점이 있었다. 도 3은 종래의 데이터필드 리드에 따른 문제점을 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, RG는 섹터펄스가 발생된 후 일정시간 즉 마이크로프로그램에 따라 미리 설정된 일정시간(도 3에 도시된 t1)이 지나면 발생되게 되어있고, 이때 검출되는 VFO신호에 따라 AGC(Automatic Gain Control) 레벨을 결정해 가면서 동시에 PLL(Phase Locked Loop)회로의 위상을 조정한다. 동기패턴을 검출하는 시점에서 AGC와 PLL이 조정 완료되어 이후의 데이터와 ECC를 리드하게 된다. AGC회로는 리드/라이트 채널회로 16에 구비되어 있고, 전치증폭기 14에서 전치증폭된 신호를 자동이득 조절 및 증폭하여 출력한다. 그런데 도 3에 도시된 바와 같이 VFO신호가 리드신호 A로 도시된바와 같이 진폭이나 주기에 이상이 없을시에는 문제가 없으나, 리드신호 B로 도시된 바와 같이 VFO신호의 RG 하이신호 발생부분에 디펙(defect)이 있다던가 라이트시에 스핀들모터의 지터(jitter)등에 의해 VFO신호가 정확하게 라이트되어 있지 않은 경우가 발생할 수 있다. VFO신호에 디펙이 있는 경우에는 AGC나 PLL의 위상조정이 불안해진다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 VFO신호에 디펙이 추가되어 있는 경우에도 AGC나 PLL의 위상조정이 원활하게 이루어지는 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 마이크로콘트롤러의 마이크로프로그램에 따라 DDC의 시퀀서의 RG발생 타이밍을 조정함을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 하드디스크 드라이브의 개략적인 블록 구성도

도 2a는 일반적인 콘스턴트-덴시티 기록형태의 디스크상의 데이터 포맷도

도 2b는 도 2a 중 데이터필드의 상세 포맷도

도 3은 종래의 데이터필드 리드에 따른 문제점을 설명하기 위한 도면

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터필드 리드의 설명을 위한 도면

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터필드 리드의 마이크로콘트롤러의 제어 흐름도

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터필드 리드의 설명을 위한 도면이다. HDD 내의 섹터펄스 발생회로에서 섹터펄스를 발생시키면 DDC 18내의 시퀀서가 섹터펄스를 감지하여 하나의 데이터 섹터의 시작위치를 찾은 다음 일정시간후 RG를 하이상태로 하여 이 데이터필드를 리드하기 시작한다. 이때 검출되는 VFO신호에 따라 AGC 레벨을 결정해 가면서 동시에 PLL회로의 위상을 조정한다. 동기패턴을 검출하는 시점에서 AGC와 PLL이 조정 완료되어 이후의 데이터와 ECC를 리드하게 된다.

이때 도 4에 도시된 바와 같이 리드신호 C의 VFO신호가 미리 설정된 RG-a가 하이상태로 되는 타이밍(도 4에서는 t1로 도시)에서 불량하여 리드에서가 발생하면, 본 발명에서는 RG의 하이신호 발생타이밍을 좀더 빨리하여 제어한다. 도 4에 도시된 RG-b에서와 같이 이때 섹터펄스 발생후 RG-b의 신호가 하이상태로 되기까지의 시간 t2는 정상상태에서의 RG-a 하이상태 발생 타이밍 T1보다 빠르다. 이때의 RG-b의 신호의 하이상태의 변환시점에서의 VFO신호는 비교적 진폭이나 주기가 알맞으므로 이후의 AGC나 PLL의 위상조정이 쉽게 이루어진다.

한편 도 4에 도시된 바와 같이 리드신호 C의 VFO신호가 미리 설정된 RG-a가 하이상태로 되는 타이밍(도 4에서는 t1로 도시)에서 불량하여 리드에서가 발생하면, 본 발명에 따라 RG의 하이신호 발생타이밍을 좀더 늦게 제어할 수도 있다. 도 4에 도시된 RG-c에서와 같이 이때 섹터펄스 발생후 RG-c의 신호가 하이상태로 되기까지의 시간 t3은 정상상태에서의 RG-a 하이상태 발생 타이밍 T1보다 늦다. 이때의 RG-c의 신호의 하이상태의 변환시점에서의 VFO신호는 비교적 진폭이나 주기가 알맞으므로 이후의 AGC나 PLL의 위상조정이 쉽게 이루어진다.

이하 본 발명에 따른 데이터필드 리드의 동작 수행과정을 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터필드 리드의 마이크로콘트롤러 24의 제어 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 먼저 40단계에서 마이크로콘트롤러 24는 필드 리드를 수행한다. 이후 42단계에서 필드 리드 동작에서 에러가 발생하면 44단계로 진행하고 에러가 발생하지 않으면 종료한다. 44단계에서 마이크로콘트롤러 24는 RG 하이상태 발생 타이밍을 정상상태보다 소정 시간 빠르게 조정한다. 이후 46단계에서는 상기 44단계에서 조정된 RG 하이상태 발생 타이밍으로 필드 리드 동작을 수행한다. 이후 48단계에서 필드 리드 에러가 발생하였는가를 판단하여 에러가 발생하지 않았으면 50단계로 진행하여 RG 하이상태 발생 타이밍을 정상으로 복구하고 종료하고, 필드 리드 에러가 발생하였으면 52단계로 진행하여 RG 하이상태 발생타이밍을 정상보다 소정 시간 늦게 조정한다. 이후 54단계에서 상기 52단계에서 조정된 RG 하이상태 발생 타이밍으로 필드 리드 동작을 수행한다. 이후 56단계에서 필드 리드 에러가 발생하였는가를 판단하여 에러가 발생하지 않았으면 50단계로 진행하여 RG 하이상태 발생타이밍을 정상으로 복구하고 종료하며, 필드 리드 에러가 발생하였으면 58단계로 진행하여 필드 리드 에러 처리를 하고 종료하게 된다.

상기한 본 발명의 일 실시예에서는 RG 하이상태 발생타이밍을 소정 시간 더 빠르게 혹은 더 느리게 두 번 만 조정하여 필드 리드 동작을 수행하였으나, 여러 시간대로 나누어 몇 번 더 수행하여 필드 리드 동작을 반복 수행할 수도 있다.

또한 상기한 본 발명의 일 실시예에서는 데이터필드의 경우에만 예를 들어 설명하였으나 본 발명은 이 뿐만 아니라 서보필드나 ID필드의 리드의 경우에도 적용될 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 마이크로콘트롤러의 마이크로프로그램에 따라 필드 리드시 DDC의 시퀀서의 RG발생 타이밍을 조정하므로 VFO신호에 디펙이 추가되어 있는 경우에도 AGC나 PLL의 위상조정이 원활하게 이루어질 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 하드디스크 드라이브 정보 기록용 디스크 내 정보 기록 필드 리드 방법에 있어서,

   상기 정보 기록 필드 리드시 리드 에러가 발생하면 리드게이트 발생 타이밍을 정상 상태에서보다 소정 시간 다르게 조정하여 상기 기록 필드를 재 리드함을 특징으로 하는 필드 리드 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 리드게이트 발생 타이밍을 정상 상태에서보다 소정 시간 빠르게 조정함을 특징으로 하는 필드 리드 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 리드게이트 발생 타이밍을 정상 상태에서보다 소정 시간 늦게 조정함을 특징으로 하는 필드 리드 방법.