CN1384966A - 驱动头的方法、头驱动装置及其使用该方法和装置的盘驱动装置 - Google Patents

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Abstract

一种驱动头的方法,包括以下步骤:通过从头位置检测器供给的头位置数据来确定头当前位置;根据头的当前位置数据、目的地的目标扇区的位置数据和头组件驱动能力,预先计算由头第一次进行的目标扇区可存取时间;以及通过确定头的移动速度和加速/减速模式来控制头组件驱动器,以在可存取的时间内完成对包括目标扇区磁道的寻道。该方法可用于控制盘驱动装置中的头,特别可用于控制磁盘驱动装置的磁头,该方法使寻道操作时的功率消耗降低,而不延长存取时间。

Description

驱动头的方法、头驱动装置及其使用该方法和装置的盘驱动装置
技术领域
本发明涉及控制用于磁盘驱动器和其他盘驱动器的头的速度。特别涉及驱动头的方法、头驱动装置和使用该方法和装置的盘驱动装置。在需要对指定的扇区进行存取时，本发明的驱动头的方法、头驱动装置和使用该方法和装置的盘驱动装置可以降低寻道操作时的功率消耗，而不延长对指定扇区的存取时间(access time)。
背景技术
在要求读/写盘上任一扇区时，普通的磁盘驱动装置在最短的时间内将磁头从当前位置移动到包括目标扇区的磁道，而在盘进行旋转从而目标扇区到达由磁头可存取的位置时，磁头在目标扇区中读/写数据(以下，将包括目标扇区的磁道或目标扇区所存的磁道简称为TTS)。因此，在读/写的任一情况下，普通的磁盘驱动装置需要等待时间，即在从磁头进行寻道操作至TSS时的瞬间到盘进行旋转从而目标扇区到达由磁头可读/写数据的位置时的另一瞬间的时间。
为了减少等待时间，已采用以下方法。在磁盘驱动装置跨越两个磁道或连续跨越更多磁道进行读/写时，例如，在盘驱动装置进行读/写第一磁道，然后继续读/写第二磁道时，该装置将第二磁道的引导扇区放置在这样的位置，使得头从第一磁道至第二磁道的寻道时间最短。这种机构在每次顺序地跨越磁道存取各扇区时降低了所需的等待时间。但是，这种机构在随机存取时不能降低等待时间。
在磁盘驱动装置在盘上读/写任一个扇区时，读/写扇区所必需的读/写数据电路必须被激励。为了节省功率，可采用仅在扇区被读/写时将该电路通电的方法。使用该方法的盘驱动装置按例如寻道之前、之后、之中或刚刚读/写扇区前的预定的定时来接通读/写数据电路，并且盘驱动装置按磁盘完成读/写的定时来关断该电路。结果，使功率消耗下降。
尽管直至头到达目标扇区可存取位置之前，一般的磁盘驱动装置不能存取目标扇区，但驱动装置按响应于各介质存取要求的最短时间将头移动至TTS。盘驱动装置需要大的力来将头组件以最快的速度移动至TTS。换句话说，盘驱动装置在每次头移动时都将大电流供给头组件驱动电路。因此，寻道操作期间的功率消耗变大，这反而影响了降低功率消耗的效果。
读/写数据电路需要时间，直至读/写数据电路到达正常工作。因此，在采用按预定的定时接通读/写数据电路的控制方法的情况下，在不考虑例如头移动到TTS的寻道时间、在寻道操作后直至头到达目标扇区可存取位置的时间、或直至读/写数据电路达到正常工作的时间等时间的情况下，可能出现以下麻烦：根据目标扇区位置，在完成寻道操作和起动读/写数据电路的定时后，尽管头已经达到目标扇区可存取的位置，但由于读/写数据电路的操作未准备就绪，所以盘必须旋转等待。因此，读/写数据电路必须保持不必要的长激励。这些因素阻碍降低功率消耗。
发明概述
本发明的驱动头的方法解决上述问题，该方法包括以下步骤：
(a)用从头位置检测器提供的头位置数据来确定头的当前位置的步骤；
(b)根据头的当前位置数据、目的地的目标扇区位置数据和头组件驱动能力，预先计算头对目标扇区可以进行第一次存取的时间的步骤；
(c)通过确定头的移动速度和加速/减速模式来控制头组件驱动器，以在步骤(b)中说明的时间期间完成对TTS(包括目标扇区的磁道)的寻道操作的步骤。
更具体地说，该方法包括以下步骤：
(a)确定保持如下关系的最小整数N的步骤：
(目标扇区可存取时间)≥(头移动至TTS的最短时间)；
假设扇区到达时间是从头开始移动至包括目标扇区的磁道的瞬间到盘进行旋转从而目标扇区到达由头第一次可存取位置的另一瞬间所需的时间，以及
目标扇区可存取时间是扇区到达时间和通过将盘旋转周期乘以整数N(零或大于零)所得的盘等待时间之和；
(b)通过确定移动速度和加速/减速模式来移动头，使得在通过将整数N代入公式而确定的目标扇区可存取时间内完成头移动和头定位到TTS的步骤，该公式为：
(扇区达到时间+盘旋转周期×整数N)
与一般的方法相比，本发明的方法可以提供实现在寻道期间降低功率消耗的方法，而不延长存取时间。
本发明的头驱动装置包括以下部件：
(a)头，对盘进行存取；
(b)头位置检测装置，用于确定头当前位置；
(c)计算装置，用于根据头当前位置的数据、目的地的目标扇区的数据和头组件的驱动能力来预先计算第一次的目标扇区可存取时间；和
(d)控制装置，用于通过确定头的移动速度和加速/减速模式来控制头组件驱动器，使得在(c)说明的时间内完成至TTS的寻道操作。
更具体地说，头驱动装置包括以下装置：
(a)对盘进行存取的头；
(b)目标扇区可存取时间计算装置，用于确定保持以下关系的最小N整数：
(目标扇区可存取时间)≥(头移动至TTS的最短时间)，
其中，扇区到达时间被定义为从头开始移动至TTS情况到盘进行旋转从而目标扇区到达由头第一次可存取位置的另一瞬间所需的时间，以及
目标扇区可存取时间是扇区到达时间和通过将盘旋转周期乘以整数N(零或大于零)所得的等待时间之和；
(c)控制装置，通过确定移动速度和加速/减速模式来移动头，使得在通过将整数N代入公式而确定的目标扇区可存取时间内完成头移动和头定位到TTS，该公式为：
(扇区达到时间+盘旋转周期×整数N)
与一般的装置相比，本发明提供实现在寻道期间降低功率消耗的头驱动装置，而不延长存取时间。
本发明的盘驱动装置包括以下装置；
(a)主轴单元，用于旋转盘；和
(b)头驱动装置，包括上述结构的装置。
与一般的装置相比，本发明提供实现在寻道期间降低功率消耗的盘驱动装置，而不延长存取时间。
附图的简单说明
图1是本发明实施例的盘驱动装置的方框图。
图2是表示图1所示的盘驱动装置的整个操作过程的概要流程图。
图3是表示图1所示的盘驱动装置的控制头移动到TTS(包括目标扇区的磁道)的速度的操作过程流程图。
图4是表示图1所示的盘驱动装置的控制读/写数据电路的驱动定时的操作过程流程图。
优选实施例的介绍
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
(第一实施例)
图1表示盘驱动装置的方框图，作为本发明第一实施例的盘驱动装置的实例。图1中的盘驱动装置包括旋转磁盘2(以下简称为盘2)的主轴单元40和驱动头组件1(以下简称为头1)的头驱动装置30。
介质存取管理单元7接收来自高级系统8的访问指定扇区的命令18，然后计算指示包括处于目的地的目标扇区(TTS)磁道位置的数据19和指示磁道中目标扇区位置的数据20。管理单元7分别将数据19输出到最小寻道时间计算器6，将数据20输出到目标扇区到达时间计算器5。
头位置检测器4通过头1从盘2中读取数据，然后计算指示当前磁道位置的数据16和指示当前磁道上头位置的数据17。检测器4分别将数据16输出到最小寻道时间计算器6，将数据17输出到目标扇区到达时间计算器5。
计算器6根据数据19、数据16和本发明的盘驱动装置的头组件的预定驱动能力来计算从当前磁道到TTS(包含目标扇区的磁道)的最小寻道时间22，然后将该最小寻道时间22输出到目标扇区可存取时间计算器9。计算器5根据数据20、数据17和盘2的旋转周期来计算目标扇区至到达由头第一次可存取位置所需的时间21，然后将该时间21输出到计算器9。其中，头组件的驱动能力涉及由例如头组件1的惯性、头组件驱动器3(例如：线圈和磁铁组成的驱动机构)的驱动力等确定的值。
计算器9根据时间21、最小寻道时间22和由主轴单元40旋转的盘2的旋转周期来确定最小整数N(零或大于零)，该整数保持以下关系：(直至目标扇区到达由头第一次可存取位置为止的时间，即时间21+磁盘驱动的旋转周期×整数N)≥(至当前TTS的最小寻道时间，即时间22)。计算器9将该整数N代入公式：(进行盘旋转直至目标扇区到达由头第一次可存取位置为止的时间，即时间21+整数N×磁盘驱动的旋转周期)。该公式产生目标扇区可存取时间23，然后计算器9将该时间23输出到头组件驱动控制器12。
控制器12计算头1的速度和加速/减速模式，使得头1可以按该速度和该模式在目标扇区可存取时间23内完成寻道至TTS。然后，控制器12根据这些速度和模式来确定驱动头组件的指定电流值24。控制器12将电流值24输出到头组件驱动电路13。驱动电路13将对应于电流值24的驱动电流通过线路25输出到头组件驱动器3。头组件驱动器3用驱动电流来控制头1的操作。
下面，用图2和图3来详细说明上述一系列的操作。
图2是表示盘驱动装置的整体操作过程的概要流程图，而图3是表示关于控制头向TTS移动的速度的操作过程的流程图。
在图2中，步骤S1确定来自高级系统的介质存取命令是否被接收。如果命令未被接收，则重复步骤S1，直到命令被接收。如果命令被接收，则操作过程移至步骤S2，步骤S2控制头向TTS移动的速度，该步骤示于图3中。
在图3中，首先，步骤S11分析接收到的介质存取命令的内容，并计算包括要被存取的目标扇区的磁道位置和磁道上目标扇区的位置。第二，步骤S12利用由头位置检测器4提供的头位置数据来计算头当前所处的磁道的位置和当前磁道上头的位置。
接着，步骤S13利用步骤S11和S12计算的TTS的位置、头当前所处的磁道位置和盘驱动装置的头组件的驱动能力来计算从当前磁道至TTS的最小寻道时间。然后，步骤S14根据步骤S11和S12计算的磁道上目标扇区的位置、当前磁道上头的位置和盘的旋转周期，来计算盘进行旋转直到目标扇区到达由头第一次可存取位置的时间。
接着，根据步骤S13和步骤S14计算的值，步骤S15计算最小整数N(零或大于零)、也就是即使头以最短时间移动至TTS，目标扇区必须通过头可存取位置的次数。其中，最小整数N保持这样的关系：(直至目标扇区到达由头第一次可存取位置为止的时间+磁盘驱动的旋转周期×整数N)≥(至TTS的最小寻道时间)。
接着，步骤S16确定通过将整数N代入公式所得的目标扇区可存取时间。该公式为：(直至目标扇区到达由头第一次可存取位置为止的时间+磁盘驱动的旋转周期×整数N)。
最后，步骤S17计算头的速度和加速/减速模式。利用该速度和模式，头在步骤S16计算的目标扇区可存取时间内完成寻道至TTS。然后，步骤S17确定驱动头组件的电流值，并将该电流供给驱动电路13。这样终止控制头移动至TTS速度的操作过程。
上述结构使头在寻道操作之后能按该速度和加速/减速模式移动至可存取的目标扇区。因此，驱动电路13需要比常规方法小的电流。结果，与一般的方法相比，本发明的方法使寻道操作中的功率消耗降低，而不延长存取时间。
(第二实施例)
第二实施例和上述第一实施例之间的差别如下。
在第二实施例中，将一些元件附加在图1所示的第一实施例的结构上。目标扇区可存取时间计算器9按与第一实施例相同的程序响应从高级系统8供给的指定扇区存取命令18计算目标扇区可存取时间23，然后将时间23输出到管理单元10。管理单元10从目标扇区可存取时间23中减去读/写数据电路11所需的稳定时间，并确定读/写数据电路11的起动时间。管理单元10有可以测量时间的内装电路。当经过电路11的起动时间时，管理单元10将起动命令26输出到电路11，从而控制电路11的起动时间。
下面，使用图2和图4详细说明上述一系列操作。图4是表示盘驱动装置中用于控制读/写数据电路的起动定时的操作过程流程图。
在图2中，步骤S2控制头向TTS移动的速度，然后操作过程移至步骤S3，步骤S3控制图4所示的读/写数据电路的起动定时。
在图4中，首先，步骤S21从图3所示的步骤S16计算的目标扇区可存取时间中减去读/写数据电路的稳定时间，S16控制头向TTS移动的速度，而步骤S21确定电路的起动时间。
第二，步骤S22确定是否经过电路的起动时间。如果未经过该时间，则重复步骤S22直至经过该时间。如果经过该时间，则操作过程移至步骤S23，步骤S23将起动命令输出到读/写数据电路11。这样终止控制读/写数据电路的起动定时的操作过程，然后操作过程移至图2所示的步骤S4。在目标扇区刚刚变得可存取时，经历了读/写数据电路的稳定时间，在可以对目标扇区的存取时，可以立即进行介质存取。这样终止响应由高级系统提供的介质存取要求的介质存取操作过程，然后操作过程返回到步骤S1。
第二实施例中说明的结构在目标扇区刚刚变得可存取时就能够稳定读/写数据电路。因此，使读/写数据电路的操作效率提高。结果，本发明的结构使读/写操作期间的功率消耗降低。
如上所述，本发明包括计算头可以第一次存取盘的目标扇区的时间的步骤和用于控制头在计算的时间内完成寻道至TTS的步骤。结果，与一般的方法相比，本发明的方法使寻道操作中的功率消耗降低，而不延长存取时间。
此外，本发明包括控制起动定时的步骤，使在目标扇区刚刚变得可存取时就能够稳定读/写数据电路。因此，该步骤使电路的操作效率最佳。结果，本发明的方法使读/写操作期间的功率消耗降低。
本发明的实施例说明了磁盘驱动，但不言而喻，本发明可应用于使用各种介质盘的盘驱动。
产业上的可利用性
本发明提供驱动头的方法、头驱动装置和使用该方法和装置的盘驱动装置。当需要对指定扇区存取时，本方法和装置使寻道操作期间的功率消耗降低，而不延长对指定扇区的存取时间，并可用于控制盘驱动器的头，特别可用于磁盘驱动的磁头。

Claims (18)

1.一种驱动头的方法，所述方法包括：
(a)用从头位置检测器提供的头位置数据来确定头的当前位置的步骤；
(b)根据头的当前位置、目的地的目标扇区位置数据和头组件驱动能力，预先计算头对目标扇区可以进行第一次存取的时间的步骤；
(c)通过确定头的移动速度和加速/减速模式来控制头组件驱动器，以在步骤(b)中计算的时间期间完成对包括目标扇区磁道的寻道的步骤。
2.一种驱动头的方法，所述方法包括：
(a)确定保持如下关系的最小整数N的步骤：
(目标扇区可存取时间)≥(头移动至包括目标扇区的磁道的最短时间)；
其中，扇区到达时间被定义为从头开始移动至包括目标扇区的磁道的瞬间到盘进行旋转从而目标扇区到达由头第一次可存取位置的另一瞬间所需的时间，而目标扇区可存取时间是扇区到达时间和通过将盘旋转周期乘以整数N(零或大于零)所得的等待时间之和；
(b)通过确定移动速度和加速/减速模式来移动头，使得在通过代入整数N而确定的目标扇区可存取时间内头完成头移动和头定位到包括目标扇区的磁道的步骤。
3.如权利要求2所述的方法，还包括通过在经过从代入整数N获得的目标扇区可存取时间中减去电路所需的稳定时间所形成的时间时接通该电路，和通过在必需的读/写操作完成时关断该电路，来控制读/写数据电路的操作时间的步骤。
4.如权利要求1所述的方法，其中，头是磁头。
5.如权利要求2所述的方法，其中，头的磁头，而盘是磁盘。
6.如权利要求3所述的方法，其中，头的磁头，而盘是磁盘。
7.一种头驱动装置，包括：
(a)头，用于对盘进行存取；
(b)头位置检测装置，用于确定头当前位置；
(c)计算装置，用于根据头当前位置的数据、目的地的目标扇区的数据和头组件的驱动能力来预先计算第一次的目标扇区可存取时间；和
(d)头组件控制装置，用于在由所述计算装置计算的时间内，通过确定完成对包括目标扇区的磁道的寻道的移动速度和加速/减速模式来控制头组件驱动器。
8.一种头驱动装置，包括：
(a)对盘进行存取的头；
(b)目标扇区可存取时间计算装置，用于确定保持以下关系的最小N整数：
(目标扇区可存取时间)≥(头移动至包括目标扇区的磁道的最短时间)；
其中，扇区到达时间被定义为从头开始移动至包括目标扇区的磁道的瞬间到盘进行旋转从而目标扇区到达由头第一次可存取位置的另一瞬间所需的时间，而目标扇区可存取时间是扇区到达时间和通过将盘旋转周期乘以整数N(零或大于零)所得的等待时间之和；
(c)控制装置，用于通过确定移动速度和加速/减速模式来移动头，使得在通过代入整数N而确定的目标扇区可存取时间内头完成头移动和头定位到包括目标扇区的磁道。
9.如权利要求8所述的头驱动装置，所述装置还包括接通时间管理装置，用于通过在经过从代入整数N获得的目标扇区可存取时间中减去电路所需的稳定时间所形成的时间时接通该电路，和通过在必需的读/写操作完成时关断该电路，来控制读/写数据电路的操作时间。
10.如权利要求7所述的装置，其中，所述头是磁头，而所述盘是磁盘。
11.如权利要求8所述的装置，其中，所述头是磁头，而所述盘是磁盘。
12.如权利要求8所述的装置，其中，所述头是磁头，而所述盘是磁盘。
13.一种盘驱动装置，包括：
(a)主轴装置，用于旋转盘；
(b)头驱动装置，用于驱动头，
所述装置包括：
(b-1)用于对盘进行存取的头；
(b-2)头位置检测装置，用于确定头当前位置；
(b-3)目标扇区可存取时间计算装置，用于根据头当前位置的数据、目的地的目标扇区的位置数据和头组件的驱动能力来预先计算所述头可以第一次存取目标扇区的时间；和
(b-4)头组件的控制装置，用于在可存取的时间内，通过确定完成对包括目标扇区的磁道寻道的移动速度和加速/减速模式来控制头组件驱动器。
14.一种盘驱动装置，包括：
(a)主轴装置，用于旋转盘；
(b)头驱动装置；
所述装置包括：
(b-1)对盘进行存取的头；
(b-2)目标扇区可存取时间计算装置，用于确定保持以下关系的最小N整数：
(目标扇区可存取时间)≥(头移动至包括目标扇区的磁道的最短时间)；
其中，扇区到达时间被定义为从头开始移动至包括目标扇区的磁道的瞬间到盘进行旋转从而目标扇区到达由头第一次可存取位置的另一瞬间所需的时间，而目标扇区可存取时间是扇区到达时间和通过将盘旋转周期乘以整数N(零或大于零)所得的等待时间之和；
(b-3)控制装置，用于通过确定移动速度和加速/减速模式来移动头，使得在通过代入整数N而确定的目标扇区可存取时间内头完成头移动和头定位到包括目标扇区的磁道。
15.如权利要求14所述的装置，还包括接通时间管理装置，用于通过在经过从代入整数N获得的目标扇区可存取时间中减去电路所需的稳定时间所形成的时间时接通该电路，和通过在必需的读/写操作完成时关断该电路，来控制读/写数据电路的操作时间。
16.如权利要求13所述的装置，其中，所述头是磁头，而所述盘是磁盘。
17.如权利要求14所述的装置，其中，所述头是磁头，而所述盘是磁盘。
18.如权利要求15所述的装置，其中，所述头是磁头，而所述盘是磁盘。
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