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GEBIET DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen der Erfindung betreffen das Speichern kritischer Daten in einem nichtflüchtigen Speicher als Reaktion auf ein Notabschaltungsereignis in einem Festplattenlaufwerk (hard-disk drive, HDD).
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HINTERGRUND
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Ein Festplattenlaufwerk (HDD) ist ein nichtflüchtiges Speichergerät, das in einem Schutzgehäuse untergebracht ist und digital codierte Daten auf einer oder mehreren kreisförmigen Scheiben mit magnetischen Oberflächen speichert (eine Scheibe kann auch als eine Platte bezeichnet werden). Wenn ein HDD sich im Betrieb befindet, wird jede magnetische Aufzeichnungsplatte von einem Spindelsystem schnell gedreht. Daten werden unter Verwendung eines Lese-/Schreibkopfs von einer magnetischen Aufzeichnungsplatte gelesen und auf diese geschrieben, wobei der Lese-/Schreibkopf durch einen Aktor über einer spezifischen Stelle einer Platte positioniert wird.
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Ein Lese-/Schreibkopf verwendet ein Magnetfeld, um Daten von der Oberfläche einer magnetischen Aufzeichnungsplatte zu lesen und auf diese zu schreiben. Da ein magnetisches Dipolfeld mit der Entfernung von einem magnetischen Pol schnell abnimmt, muss der Abstand zwischen einem Lese-/Schreibkopf, der in einem Gleiter untergebracht ist, und der Oberfläche einer magnetischen Aufzeichnungsplatte streng kontrolliert werden. Ein Aktor baut zum Teil auf der Kraft einer Aufhängung an dem Gleiter und auf den aerodynamischen Charakteristika der Luftpolsterfläche (air bearing surface, ABS) des Gleiters auf, um den korrekten Abstand zwischen dem Lese-/Schreibkopf und der Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsplatte (die „Flughöhe”) bereitzustellen, während sich die magnetische Aufzeichnungsplatte dreht. Von einem Gleiter wird daher gesagt, dass er über der Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsplatte „fliegt”.
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Die Elektronikarchitektur eines HDD umfasst zahlreiche elektronische Komponenten zum Durchführen ihrer jeweiligen Funktionen für den Betrieb einer HDD, wie einen Festplattencontroller (hard disk controller, „HDC”), einen Schnittstellencontroller, ein Arm-Elektronikmodul, einen Datenkanal, eine Motorsteuerung, einen Servoprozessor, einen Zwischenspeicher usw. Zwei oder mehr derartiger Komponenten können auf einer einzigen integrierten Leiterplatte kombiniert werden, was als ein „System auf einem Chip” (system on a chip, „SOC”) bezeichnet wird.
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Im Betrieb kann ein HDD einer Notabschaltungssituation (emergency power off „EPO”) ausgesetzt sein, wobei das HDD unbeabsichtigt seine Energiequelle verliert. Während eines EPO-Ereignisses können kritische Daten verloren gehen. Als nicht einschränkende Beispiele können Benutzerdaten und/oder Indirektionstabellen bei einem EPO-Ereignis verloren gehen, was zu dem Verlust von Zeigerinformationen führt, die zu den Benutzerdaten auf der Platte zeigen. Eine Indirektionstabelle ist eine Sammlung von Zeigern, die die logischen Datenelemente mit den physischen Speicheradressen in Verbindung setzt.
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Folglich löscht der Verlust der Zeigerinformationen effektiv die Benutzerdaten aus, da es keine Karte mehr dafür gibt, wo die Daten sich tatsächlich auf der Platte befinden.
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KURZDARSTELLUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen der Erfindung zielen auf eine Notabschaltungsleistungsinsel (Notabschaltung = emergency power off, EPO) zum Speichern kritischer Daten in einem nichtflüchtigen Speicher im Fall eines EPO-Zustands zur Verwendung in einem Festplattenlaufwerk (hard disk drive, HDD) oder einem Hybridantrieb-Speichergerät ab.
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Ausführungsformen weisen eine elektronische Festplattencontroller-Komponente (hard disk controller, HDC) auf, die dazu konfiguriert ist, eine EPO-Leistungsinsel zu umfassen. Die EPO-Leistungsinsel weist einen Controller auf, der dazu konfiguriert ist, einen EPO-Zustand zu erkennen. Des Weiteren ist ein Spannungsregler dazu konfiguriert, als Reaktion auf das Erkennen des EPO-Zustands nur dem EPO-Leistungsinselteil des HDC und einem nichtflüchtigen Speicher Energie zuzuführen. Somit wird der Rest des HDC von der EPO-Leistungsinsel isoliert, so dass er die Insel oder deren Daten nicht schädigt, wenn die Energiezufuhr des HDC ausfällt. Unter Verwendung der von dem Spannungsregler bereitgestellten Energie überträgt die EPO-Leistungsinsel kritische Daten von einem Speicher, der zu der Insel intern ist, an einen nichtflüchtigen Speicher, der zu der Insel extern ist, wie einem Flash-Speicherchip oder einem anderen nichtflüchtigen Speicher.
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Gemäß einer Ausführungsform wird die Energie zum Zuführen zu der EPO-Leistungsinsel aus gegenelektromotorischer Kraft (Gegen-EMK) von dem Plattenspindelmotor erhalten, wenn der Motor sich aufgrund der Abschaltungssituation abschaltet. Eine Verwendung der EPO-Leistungsinsel wie beschrieben verringert das Ausmaß der erforderlichen Gegen-EMK drastisch, wodurch nur die Komponenten mit Energie versorgt werden, deren Verwendung erforderlich ist, um die kritischen Daten in einen nichtflüchtigen Speicher zu übertragen anstelle von der Verwendung der Gegen-EMK, um den gesamten HDC mit Energie zu versorgen.
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Ausführungsformen umfassen außerdem das Festlegen von Eingängen zu der EPO-Insel auf bekannte Werte und das vorübergehende Aussetzen oder Blockieren (z. B. Arretieren) von Signalübertragungen zu der Insel von anderen Bereichen des HDC, so dass die kritischen Daten nicht beschädigt werden, bevor sie in dem nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden. Ein Teil eines typischen Einschaltrücksetzungsvorgangs (power-on-reset, POR) wird wirksam vorübergehend außer Kraft gesetzt, während der Datenübertragungsvorgang stattfindet, so dass die Daten nicht durch den POR-Vorgang beschädigt werden, bevor es eine Gelegenheit gibt, sie in dem nichtflüchtigen Speicher zu speichern.
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Ausführungsformen, die in dem Abschnitt der Kurzdarstellung von Ausführungsformen der Erfindung erörtert werden, sollen nicht all die hierin erörterten Ausführungsformen nahe legen, beschreiben oder lehren. Folglich können Ausführungsformen der Erfindung zusätzliche oder andere Merkmale als die in diesem Abschnitt erörterten enthalten.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren der begleitenden Zeichnungen beispielhaft und nicht einschränkend dargestellt, in denen gleiche Bezugsziffern sich auf ähnliche Elemente beziehen und in denen:
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1 eine Draufsicht eines HDD gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist;
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2 ein Blockdiagramm ist, das eine Elektronikarchitektur für ein HDD zum Speichern kritischer Daten in einem nichtflüchtigen Speicher als Reaktion auf ein EPO-Ereignis gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
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3 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Verfahren zum Instanzieren einer Leistungsinsel zum Speichern kritischer Daten in einer EPO-Situation gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Ansätze für eine Notabschaltungsleistungsinsel (Notabschaltung = emergency power off, EPO), die zum Speichern kritischer Daten in einem nichtflüchtigen Speicher instanziert wird, zur Verwendung in einem Festplattenlaufwerk (hard disk drive, HDD) werden beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden zum Zwecke der Erläuterung zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein profundes Verständnis der hierin beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung bereitzustellen. Es wird jedoch offensichtlich sein, dass diese hierin beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ohne diese spezifischen Details ausgeübt werden können. In anderen Fällen sind wohl bekannte Strukturen und Vorrichtungen in Blockdiagrammform gezeigt, um ein unnötiges Verschleiern der hierin beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung zu vermeiden.
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FESTPLATTENLAUFWERKKONFIGURATION
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Ausführungsformen der Erfindung können zum Verwalten eines Festplattenlaufwerks (hard disk drive, HDD) verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in 1 eine Draufsicht eines HDD 100 gezeigt. 1 stellt die funktionelle Anordnung von Komponenten des HDD einschließlich eines Gleiters 110b dar, der einen magnetischen Lese-/Aufzeichnungskopf 110a aufweist. Der Gleiter 110b und der Kopf 110a können zusammen als ein Kopfgleiter bezeichnet werden. Das HDD 100 weist mindestens eine Kopf-Kardanring-Anordnung (head gimbal assembly, HGA) 110 auf, die den Kopf 110a, eine Leitungsaufhängung 110c, die an dem Kopf 110a angebracht ist, und einen Lastträger 110d aufweist, der an dem Gleiter 110b angebracht ist, der den Kopf 110a an einem entfernten Ende des Gleiters 110b aufweist; der Gleiter 110b ist an dem entfernten Ende des Lastträgers 110d an einem Kardanringteil des Lastträgers 110d angebracht. Das HDD 100 weist außerdem mindestens eine magnetische Aufzeichnungsplatte 120, die drehbar an einer Spindel 124 montiert ist, und einen Antriebsmotor (nicht gezeigt) auf, der an der Spindel 124 zum Drehen der Platte 120 angebracht ist. Der Kopf 110a weist ein Schreibelement und ein Leseelement zum Schreiben bzw. Lesen von Informationen auf, die auf der Platte 120 des HDD 100 gespeichert sind. Die Platte 120 oder mehrere (nicht gezeigt) Platten kann bzw. können an der Spindel 124 mit einer Plattenklemme 128 befestigt sein. Das HDD 100 weist weiterhin einen Arm 132, der an der HGA 110 angebracht ist, einen Schlitten 134, einen Schwingspulenmotor (voice coil motor, VCM), der eine Armatur 136 aufweist, die eine Schwingspule 140 aufweist, die an dem Schlitten 134 angebracht ist; und einen Stator 144 auf, der einen Schwingspulenmagneten (nicht gezeigt) aufweist. Die Armatur 136 des VCM ist an dem Schlitten 134 angebracht und ist dazu konfiguriert, den Arm 132 und die HGA 110 zu bewegen, um auf Teile der Platte 120 zuzugreifen, und ist auf einer Drehwelle 148 mit einer eingeschobenen Drehlageranordnung 152 montiert.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 1 werden gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung elektrische Signale, beispielsweise Strom an die Schwingspule 140 des VCM, ein Schreibsignal an den Kopf 110a und ein Lesesignal von diesem, durch ein flexibles Kabel 156 bereitgestellt. Die Verbindung zwischen dem flexiblen Kabel 156 und dem Kopf 110a kann durch ein Arm-Elektronikmodul (AE-Modul) 160 bereitgestellt werden, das einen Hauptplatinen-Vorverstärker für das Lesesignal sowie andere elektronische Lesekanal- und Schreibkanal-Komponenten haben kann. Das flexible Kabel 156 ist an eine elektrische Anschlussleiste 164 gekoppelt, die eine elektrische Verbindung durch Stromdurchführungen (nicht gezeigt) bereitstellt, die von einem HDD-Gehäuse 168 bereitgestellt werden. Das HDD-Gehäuse 168, das auch als ein Gussteil bezeichnet wird, je nachdem, ob das HDD-Gehäuse gegossen wurde, stellt in Verbindung mit einer HDD-Abdeckung (nicht gezeigt) eine verschlossene Schutzumkleidung für die Informationsspeicherkomponenten des HDD 100.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 1 stellen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung andere elektronische Komponenten (nicht gezeigt), einschließlich eines Plattencontrollers und einer Servoelektronik, die einen digitalen Signalprozessor (DSP) aufweist, dem Antriebsmotor, der Schwingspule 140 des VCM und dem Kopf 110a der HGA 110 elektrische Signale bereit. Das elektrische Signal, das dem Antriebsmotor bereitgestellt wird, ermöglicht dem Antriebsmotor sich zu drehen, wodurch der Spindel 124 ein Drehmoment bereitgestellt wird, das wiederum auf die Platte 120 übertragen wird, die durch die Plattenklemme 128 an der Spindel 124 befestigt ist; infolgedessen dreht sich die Platte 120 in einer Richtung 172. Die sich drehende Platte 120 erzeugt ein Luftkissen, das als ein Luftpolster fungiert, auf dem die Luftpolsterfläche (air-bearing surface, ABS) des Gleiters 110b entlang gleitet, so dass der Gleiter 110b über die Oberfläche der Platte 120 fliegt, ohne einen Kontakt mit einem dünnen magnetischen Datenträger der Platte 120 herzustellen, auf dem Informationen aufgezeichnet sind. Das elektrische Signal, das der Schwingspule 140 des VCM bereitgestellt wird, ermöglicht dem Kopf 110a der HGA 110, auf eine Spur 176 zuzugreifen, auf der Informationen aufgezeichnet sind. Folglich pendelt die Armatur 136 des VCM durch einen Bogen 180, was der HGA 100, die durch den Arm 132 an der Armatur 136 angebracht ist, ermöglicht, auf verschiedene Spuren auf der Platte 120 zuzugreifen.
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Informationen werden auf der Platte 120 in mehreren konzentrischen Spuren (nicht gezeigt) gespeichert, die in Sektoren auf der Platte 120 angeordnet sind, beispielsweise Sektor 184. Dementsprechend setzt sich jede Spur aus mehreren sektorierten Spurabschnitten zusammen, beispielsweise sektorierter Spurabschnitt 188. Jeder sektorierte Spurabschnitt 188 setzt sich aus aufgezeichneten Daten und einem Header zusammen, der ein Servoburstsignalmuster, beispielsweise ein ABCD-Servoburstsignalmuster, Informationen, die die Spur 176 identifizieren, und Fehlerkorrekturcodeinformationen enthält. Beim Zugreifen auf die Spur 176 liest das Leseelement des Kopfs 110a der HGA 100 das Servoburstsignalmuster, das der Servoelektronik ein Positionsfehlersignal (position error signal, PES) bereitstellt, die das elektrische Signal steuert, das der Schwingspule 140 des VCM bereitgestellt wurde, wodurch dem Kopf 110a ermöglicht wird, der Spur 176 zu folgen. Nach Finden der Spur 176 und Identifizieren eines bestimmten sektorierten Spurabschnitts 188 liest der Kopf 110a entweder Daten von der Spur 176 oder schreibt Daten auf die Spur 176, je nach den Befehlen, die durch den Plattencontroller von einem externen Agent empfangen wurden, beispielsweise einem Mikroprozessor eines Computersystems.
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EINFÜHRUNG
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Wie zuvor präsentiert, kann ein HDD einer Notabschaltungssituation (emergency power off, „EPO”) ausgesetzt sein, wobei das HDD unbeabsichtigt seine Energiequelle verliert. Des Weiteren ist es wahrscheinlich, dass kritische Daten verloren gehen, wenn EPO-Ereignisse nicht korrekt gehandhabt werden.
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Ausführungsformen der Erfindung werden beschrieben, die eine EPO-Leistungsinsel eines Festplattencontrollers isolieren, um kritische Daten als Reaktion auf ein EPO-Ereignis schnell und effizient in einem nichtflüchtigen Speicher zu speichern. Infolgedessen können Benutzerdaten wieder aufgefunden werden, wenn die Energiequelle wieder in Betrieb ist, indem der Inhalt des nichtflüchtigen Speichers gelesen wird.
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ELEKTRONISCHE FESTPLATTENLAUFWERK-KOMPONENTEN
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2 ist ein Blockdiagramm, das eine Elektronikarchitektur für ein HDD zum Speichern kritischer Daten in einem nichtflüchtigen Speicher als Reaktion auf ein EPO-Ereignis gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt. Die beispielhafte Elektronikarchitektur 200, die in 2 dargestellt ist, weist einen Festplattencontroller (hard-disk controller, HDC) 202, einen nichtflüchtigen Speicher 204, eine Motorsteuerung 206 und einen Spannungsregler 208 auf, die jeweils hierin im Folgenden ausführlicher beschrieben werden.
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Festplattencontroller wie der HDC 202 werden in der Regel als integrierte Leiterplatten (integrated circuit, IC) implementiert und können folglich in vielen verschiedenen Architekturen von elektronischen Schaltkreisen entworfen werden. Des Weiteren nehmen moderne HDC oftmals die Form eines Systems auf einem Chip bzw. eines „SOC” (system on a chip) an. Ein SOC ist eine IC, die alle Komponenten eines elektronischen Systems in einen einzigen Chip integriert. Ein SOC kann Digital-, Analog-, Mischsignal- und andere Funktionen enthalten, alle auf einem einzigen Chipsubstrat. Der HDC 202 von 2 ist folglich als ein SOC dargestellt, obgleich die Ausübung von hierin beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung nicht auf eine HDC-SOC-Architektur beschränkt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der HDC 202 eine Notabschaltungsleistungsinsel (Notabschaltung = emergency power off, EPO) 210 (hierin im Folgenden der Einfachheit halber als „EPO-Insel” 210 bezeichnet) auf. Wie in dem beispielhaften HDC 202 von 2 dargestellt, umfasst die EPO-Insel 210 einen EPO-Insel-Controller 214, eine EPO-Engine 216 und eine Schnittstelle 218 des nichtflüchtigen Speichers. Gemäß Ausführungsformen kann die EPO-Insel 210 außerdem einen Oszillator 220 umfassen und kann außerdem einen Rücksetzblock 228 umfassen, die jeweils hierin ausführlicher beschrieben werden.
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Die Motorsteuerung 206 ist eine Spindelmotorsteuerung zum Bereitstellen von Antriebsenergie für die Spindel 124 (1), die die Platte 120 (1) dreht. Die Motorsteuerung 206 der beispielhaften Elektronikarchitektur 200 kann in einer Kombisteuerung implementiert werden, die außerdem als Designmöglichkeit die Funktionalität aufweisen könnte, die zum Antreiben der Schwingspule 140 (1) des VCM erforderlich ist, um die Funktionalität der Armatur 136 (1) zu aktivieren.
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Die EPO-Insel 210 ist dazu konfiguriert, einen Notabschaltungszustand zu erkennen, beispielsweise vom Spannungsregler 208. Der Controller 214 empfängt beispielsweise ein oder mehrere Signale von dem Spannungsschwellenanzeiger-Bus 213, der anzeigt, dass ein Notabschaltungszustand eingetreten ist. Folglich ist der Controller 214 der EPO-Insel 210 zum Erkennen des EPO-Zustands von dem Spannungsregler 208 konfiguriert.
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Bei Erkennung eines EPO-Zustands wird die EPO-Insel 210 wirksam von dem Rest des HDC 202 „isoliert”. Diese Isolierung wird zumindest zum Teil implementiert, weil der Rest des HDC 202 nun Energie verliert und es dementsprechend unerwünscht ist, dass der Rest des HDC 202 die EPO-Insel 210 beschädigt. Somit führt der Spannungsregler 208 gemäß einer Ausführungsform der digitalen Logik der EPO-Insel 210 während und nach einem EPO-Zustand mittels einer mit EPO-Zufuhr 224 gekennzeichneten Übertragungsleitung Kernleistung (z. B. 0,9 V) zu.
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Gemäß einer Ausführungsform werden die Eingänge der EPO-Insel 210 auf bekannte Werte für Transistoren festgelegt/arretiert, die von anderen Teilen des HDC 202 beeinträchtigt werden und die jetzt herunterfahren. Die interne Logik der EPO-Insel 210, wie Werte in dem SRAM der EPO-Engine 216, wird nicht arretiert. Da es einen Bus gibt, der dazu verwendet werden kann, von den SRAM zu lesen und in diese zu schreiben, wird beispielsweise dieser Eingangsbus arretiert, so dass nichts, was extern zu der EPO-Insel 210 ist, den Inhalt der SRAM modifizieren wird. Der Inhalt der SRAM-Zellen selbst könnte jedoch immer noch modifiziert werden, selbst während die Isolierung/Arretierung in Kraft ist, solange die interne Logik eine derartige Modifizierung von Werten antreibt. Folglich sind externe Stimuli nicht dazu in der Lage, das aktuelle Verhalten oder den aktuellen Status der Eingänge der EPO-Insel 210 zu modifizieren; die interne Logik und die internen Steuerungen können diese Werte jedoch immer noch modifizieren.
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Gemäß einer Ausführungsform wird die Energie an den Spannungsregler 208 durch die Motorsteuerung 206 unter Verwendung von Gegen-EMK des Motors der sich abschaltenden Spindel 124 (1) des HDD 100 (1) aufrechterhalten. Wie in der Technik bekannt ist, ist Gegen-EMK die Spannung oder elektromotorische Kraft, die gegen den Strom drückt, der sie induziert. Gegen-EMK ist eine Spannung, die in Elektromotoren auftritt, bei denen es eine relative Bewegung zwischen der Armatur des Motors und dem externen Magnetfeld gibt. Somit ist es diese Gegen-EMK, die dazu verwendet wird, die EPO-Insel 210 während des Vorgangs des Speicherns kritischer Daten in einen nichtflüchtigen Speicher als Reaktion auf einen EPO-Zustand mit Energie zu versorgen.
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Neben dem Zuführen der Energie der EPO-Insel 210 mittels der EPO-Zufuhr 224 ist der Spannungsregler 208 weiterhin dafür verantwortlich und dazu konfiguriert, dem nichtflüchtigen Speicher 204 mittels einer mit Speicherzufuhr 225 gekennzeichneten Übertragungsleitung während dieses EPO-Vorgangs Energie zuzuführen. Diese Energiezufuhr vom Spannungsregler 208 an den nichtflüchtigen Speicher 204 wird wiederum durch Gegen-EMK ermöglicht, die von der Motorsteuerung 206 bereitgestellt wird. Wie in 2 dargestellt, werden dedizierte Übertragungsleitungen, die EPO-Zufuhr 224 und die Speicherzufuhr 225, zum Zuführen von Energie nur der EPO-Insel 210 und dem nichtflüchtigen Speicher 204 bereitgestellt, wodurch diese Komponenten von dem Rest des HDC 202 isoliert werden. Obwohl sie in 2 als zwei separate Übertragungsleitungen (d. h. Spannungsschienen) gezeigt sind, können die EPO-Zufuhr 224 und die Speicherzufuhr 225 als eine einzige Spannungsschiene konfiguriert werden, und dabei handelt es sich um eine Designmöglichkeit, die von Implementierung zu Implementierung variieren kann.
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Gemäß einer Ausführungsform wird der nichtflüchtige Speicher 204 als Flash-Speicher implementiert. Gemäß einer verwandten Ausführungsform ist der als Flash-Speicher implementierte nichtflüchtige Speicher 204 ein serieller NOR-Flash. Die Art des nichtflüchtigen Speichers und, falls es ein Flash-Speicher ist, die Art des Flash-Speichers können jedoch von Implementierung zu Implementierung variieren. Es können beispielsweise Ausführungsformen mit einem NAND-Flash implementiert werden.
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Die EPO-Insel 210 ist weiterhin zum Übertragen von Daten, vorzugsweise kritischen Daten, von einem Speicher, der zu der EPO-Insel 210 intern ist, an den nichtflüchtigen Speicher 204, der zu der EPO-Insel 210 extern ist, konfiguriert. Unter der Steuerung des Controllers 214 werden beispielsweise kritische Daten, wie Benutzerdaten und/oder Metadaten, von einem SRAM in der EPO-Engine 216 durch die Schnittstelle 218 des nichtflüchtigen Speichers an den nichtflüchtigen Speicher 204 mittels des Speicherbusses 219 übertragen, wodurch kritische Daten gespeichert werden, die zum wirksamen Wiederherstellen aus dem EPO-Zustand bei einem Einschaltrücksetzungsvorgang (power-on-reset, POR) erforderlich sind. Gemäß einer Ausführungsform wird, um eine rasche Datenübertragung von der EPO-Engine 216 an den nichtflüchtigen Speicher 204 zu erleichtern, so dass die Übertragung abgeschlossen ist, bevor die gesamte Gegen-EMK-Energie aufgebraucht ist, der Datenübertragungsvorgang an den vorab gelöschten nichtflüchtigen Speicher 204 initiiert. Somit wird die begrenzte verfügbare Energie nicht unnötig dazu verwendet, um den nichtflüchtigen Speicher während dieses Vorgangs des Speicherns kritischer Daten zu löschen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die EPO-Insel 210 weiterhin mit einem Oszillator 220 konfiguriert. Der Oszillator 220 ist dazu konfiguriert, als ein Referenztakt für die EPO-Insel 210 betrieben zu werden. Der Oszillator 220 kann beispielsweise so implementiert werden, dass er von einem Kristall 226 (als „XTAL” gekennzeichnet) angesteuert wird. Der Oszillator 220 ist dazu konfiguriert, bei einer Taktfrequenz zu arbeiten, die niedriger als die Frequenz ist, bei der der Systemtakt des HDC 202 arbeitet, z. B. einem PLL 230 in dem HDC 202. Dementsprechend kann der PLL 230 außerhalb der EPO-Insel 210 angeordnet werden, um Energie zu sparen, die anderweitig von der EPO-Insel 210 dazu benötigt werden würde, die höhere Taktfrequenz und die Funktionalität des PLL 230 anzutreiben, wodurch weniger Energie als normal während dieses Vorgangs des Speicherns kritischer Daten verwendet wird.
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VERFAHREN ZUM INSTANZIEREN EINER LEISTUNGSINSEL
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3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Instanzieren einer Leistungsinsel zum Speichern kritischer Daten in einer EPO-Situation gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt. Der in 3 dargestellte Vorgang kann gemäß einer Ausführungsform in einem Festplattencontroller implementiert werden, wie dem HDC 202 (2). Die Ablauflogik kann als analoge oder digitale Hardwareschaltkreise in dem HDC oder als Firmware-Befehle, die von einem Prozessor ausgeführt werden, wie einem CPU oder MPU, in dem HDC implementiert werden. Die Implementierung der Logik, die dem Verfahren zum Instanzieren einer Leistungsinsel entspricht, ist jedoch nicht auf eine Implementierung in einem Festplattencontroller beschränkt. Stattdessen kann die Logik in anderen elektronischen Komponenten implementiert werden, die Bestandteil eines Festplattenspeichergeräts sind.
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„Kritische Daten” bezieht sich im Allgemeinen auf Daten oder Informationen, die für das Aufrechterhalten des Status von auf einer Platte gespeicherten Benutzerdaten kritisch sind oder die gerade auf eine Platte geschrieben werden. Zu Beispielen von kritischen Daten zählen Benutzerdaten und Metadaten (z. B. Zeigerinformationen, die auf die Benutzerdaten auf der Platte zeigen).
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Bei 302 wird ein EPO-Zustand erkannt. Der EPO-Leistungsinsel-Controller 214 empfängt beispielsweise ein oder mehrere Signale vom Spannungsregler 208 über den Spannungsschwellenanzeiger-Bus 213, der anzeigt, dass ein EPO-Ereignis oder -Zustand eingetreten ist. Es ist wiederum erwähnenswert, dass die Motorsteuerung 206 und der Spannungsregler 208 in einer Kombisteuerungskonfiguration implementiert sein können, so dass die Funktionalität und der Betrieb jedes jeweiligen Blocks, der Motorsteuerung 206 und des Spannungsreglers 208, die Funktionalität und der Betrieb einer Kombisteuerungskomponente sein können.
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Bei 304 wird als Reaktion auf das Erkennen des EPO-Zustands Energie nur dem Leistungsinselteil des HDC 202 (2) und dem nichtflüchtigen Speicher 204 zugeführt. Der Spannungsregler 208 führt beispielsweise der digitalen Logik der EPO-Insel 210 (z. B. mittels der EPO-Zufuhr 224) und dem nichtflüchtigen Speicher 204 (z. B. mittels der Speicherzufuhr 225) während und nach einem EPO-Zustand Energie zu. Der Eingang zu dem Spannungsregler 208 wird von der Motorsteuerung 206 aufrechterhalten, der gemäß einer Ausführungsform seine Energie während eines EPO-Zustands von Gegen-EMK von der Spindel 124 (1) erlangt.
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Wie beschrieben wird der Zustand der kritischen Daten festgelegt und ist vor Beschädigung geschützt, während der Datenspeichervorgang ausgeführt wird, indem alle Eingänge in die EPO-Insel 210 arretiert werden, die von einer beliebigen anderen Leistungsinsel in dem HDC 202 stammen, die alle während der Datenübertragung vom internen Speicher an den externen nichtflüchtigen Speicher Energie verlieren. Folglich werden alle Signale, die von der HDC-Zufuhr (d. h. Teil des HDC 202, jedoch nicht Teil der EPO-Insel 210) stammen oder angetrieben werden und die dann in die EPO-Insel 210 (von der EPO-Zufuhr 224 angetrieben) gesendet werden, arretiert, so dass kein Signal von einem beschädigten Bereich das Verhalten des geschützten Bereichs, d. h. der EPO-Insel 210, beeinflussen kann. Des Weiteren setzt der Controller 214 der EPO-Insel 210 gemäß einer Ausführungsform einen Teil des Einschaltrücksetzungsvorgangs (power-on-reset, POR) vorübergehend außer Kraft, der normalerweise zu diesem Zeitpunkt als Reaktion auf ein Notabschaltungsereignis initiiert werden würde. Der Teil der EPO-Insel 210 des POR-Vorgangs ist der Teil, der vorübergehend außer Kraft gesetzt wird.
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Bei 306 werden Daten von einem Speicher, der zu der EPO-Insel intern ist, an einen nichtflüchtigen Speicher übertragen. Die festgelegten kritischen Daten werden beispielsweise von einem Speicher, der zu der EPO-Insel 210 intern ist, übertragen, um in dem nichtflüchtigen Speicher 204 gespeichert zu werden. Unter der Steuerung des Controllers 214 der EPO-Insel 210 werden beispielsweise kritische Daten, wie Benutzerdaten und/oder Metadaten, von einem SRAM in der EPO-Engine 216 durch die Schnittstelle 218 des nichtflüchtigen Speichers an den nichtflüchtigen Speicher 204 mittels des Speicherbusses 219 übertragen, wodurch kritische Daten gespeichert werden, die zum wirksamen Wiederherstellen aus dem EPO-Zustand bei einem Einschaltrücksetzungsvorgang (power-on-reset, POR) erforderlich sind. Gemäß der Ausführungsform, in der der POR-Vorgang außer Kraft gesetzt wird, wird zugelassen, dass der Teil der EPO-Insel 210 des POR-Vorgangs auf typische Weise fortgesetzt wird, sobald die Datenübertragung von der EPO-Engine 216 an den nichtflüchtigen Speicher 204 abgeschlossen ist. Der POR-Rücksetzungsvorgang wird gemäß einer Ausführungsform von dem Rücksetzblock 228 der EPO-Insel 210 mittels einer Einschaltrücksetzungsleitung 229 aktiviert.
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In der vorstehenden Spezifikation wurden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf zahlreiche spezifische Details beschrieben, die von Implementierung zu Implementierung variieren können. Somit ist der einzige und ausschließliche Indikator, worum es sich bei der Erfindung handelt, der von den Anmeldern der Erfindung beabsichtigt ist, der Anspruchssatz, der aus dieser Anmeldung hervorgeht, in der spezifischen Form, in der derartige Ansprüche hervorgehen, einschließlich jeglicher späteren Korrektur. Alle hierin ausdrücklich dargelegten Definitionen von Begriffen, die in derartigen Ansprüchen enthalten sind, sollen die Bedeutung derartiger Begriffe, wie sie in den Ansprüchen verwendet werden, bestimmen. Folglich sollte keine Einschränkung, kein Element, keine Eigenschaft, kein Merkmal, kein Vorteil oder kein Attribut, die bzw. der bzw. das nicht ausdrücklich in einem Anspruch vorgetragen ist, den Schutzumfang eines derartigen Anspruchs auf jegliche Weise einschränken. Die Spezifikation und die Zeichnungen sind dementsprechend in einem veranschaulichenden Sinn anstelle eines einschränkenden Sinns zu betrachten.
