FR2613112A1 - Unite de disques pour ordinateur - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UNE UNITE DE DISQUES DURS. ELLE SE RAPPORTE A UNE UNITE DE DISQUES DURS COMPRENANT PLUSIEURS DISQUES EMPILES DE 95 MM DE DIAMETRE ET PLUSIEURS TETES MONTEES SUR UN BRAS PIVOTANT 46 ARTICULE AUTOUR D'UNE BROCHE 50 FIXEE A DEUX ORGANES DE BOITIER. APPLICATION AUX UNITES DE DISQUES DURS POUR ORDINATEURS.
Description
La présente invention concerne une unité de
disques durs, et en particulier du type "micro-Winchester".
Etant donné le développement rapide des ordina-
teurs personnels et des systèmes de traitement de données de bureau, on a demandé une augmentation des
caractéritiques des unités de disques de ces ordinateurs.
Le progrès le plus important dans cette direction a été l'introduction de petites unités de disques "Winchester" à la place des unités de disques souples
pour la conservation des programmes avec une grande amé-
lioration. Une unité de disques "Winchester" donne en général de plus grandes capacités et de plus grandes vitesses de fonctionnement, ces facteurs étant irportants pour une utilisation efficace des ordinateurs personnels
mettant en oeuvre des ensembles logiciels perfectionnés.
Les types d'unités de disques "Winchester" qui ont été mis au point à cet égard ont reposé à l'origine sur l'utilisation de disques durs dont le diamètre
était d'environ 14 cm, aussi appelés disques "mini-
Winchester", et une telle unité de disques de "13,3 cm" a été mise au point de manière générale comme constituant la norme industrielle. Une telle unité de disques
"Winchester" peut conserver de 5 à 30 mégaoctets d'infor-
mation lorsqu'elle est réalisée autour d'un ensemble de positionnement en boucle ouverte, mettant en oeuvre un moteur pas à pas capable de supporter jusqu'à 144 pistes de données par centimètre environ. Cependant, les progrès réalisés par la Demanderesse ont étendu la capacité de stockage de l'unité de disques de 13,3 cm
à 240 pistes par centimètre, avec le même type fondamen-
tal de système de positionnement en boucle ouverte, et cette densité de pistesa été considérée comme impossible à obtenir avec une telle technologie mettant en oeuvre un moteur pas à pas. De même, la Demanderesse a mis au point une unité de disques "Winchester" de 8,9 cm ayant
240 pistes par centimètre.
Cependant, plus récemment, des systèmes de positionnement à boucle fermée ont été mis au point pour les unités de disques "Winchester" de 13,3 cm. De telles unités mettent en oeuvre par exemple un moteur linéaire à bobine mobile destiné à transmettre la force motrice nécessaire pour que l'organe de manoeuvre positionne les têtes au-dessus des pistes convenables. Ces systèmes de positionnement à boucle fermée peuvent donner un nombre de pistes par centimètre bien plus élevé. Par exemple, une telle unité de disques mise au point par la Demanderesse supporte à peu près 370 pistes par centimètre, donnant une capacité formatée résultante, par mise en oeuvre d'une interface normalisée de type ST506/412, d'environ 5,3 mégaoctets par surface de disque. Le processus de positionnement de cette unité de disques est décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n 799 595, déposée le 19 novembre 1985. Etant donné l'introduction et la popularité
des ordinateurs personnels portatifs, il est manifeste-
ment avantageux que les systèmes de calcul de bureau présentent un degré élevé de compatibilité des logiciels,
La portabilité impose des critères particuliers à l'in-
corporation d'un système à disque dur, par exemple un faible poids, une faible consommation d'énergie et aussi la possibilité de supporter des conditions de chocset de vibrationsrelativement sévères. Cependant, la compatibilité du logiciel impose aussi des paramètres tels qu'une capacité de stockage de données comparable à celle qui est disponible dans les unités de disques
"mini-Winchester" de 14 cm.
Comme les logiciels utilisés sur les ordinateurs personnels sont de plus en plus puissants et nécessitent une quantité d'espaces mémoires de plus en plus grande, la réalisation d'une unité de disques "micro-Winchester"
ayant une grande mémoire est devenue très souhaitable.
De telles unités de disques peuvent conserver des programmes et peuvent donner un accès rapide au programme et à des données associées destinées à être utilisées par l'unité centrale de traitement du microordinateur hôte. Simultanément, seule une quantité limitée d'espaces physiques est nécessaire dans l'ordinateur personnel lui-même. Une unité de disques "micro-Winchester" mesure habituellement 14,6 x 9,5 x 4,1 cm (L x 1 x h). Plus la capacité de mémorisation est grande et plus le temps d'accès à l'unité de disques est faible, plus le lôgiciel qui peut être mis en oeuvre avec cette unité de disques peut être complexe et puissant et plus le programme et
les données peuvent être atteints rapidement par l'ordi-
nateur hôte.
La présente invention a pour objet la réalisa-
tion d'une unité de micro-disques durs très peu enco:-
brante et donnant des performances élevées.
Elle concerne aussi une telle unité de disques durs dans laquelle la dimension, le poids, la sensibilité
aux vibrations, la consommation d'énergie et la dissipa-
tion de chaleur sont réduits au minimum sans réduction des performances qui peuvent être obtenues, si bien que le système obtenu est particulièrement avantageux
dans les ensembles portatifs de calcul.
L'invention concerne aussi une unité de disques "micro-Winchester" ayant un système de positionnement en boucle fermée capable de donner des paramètres de performance comparables à ceux des unités de disques "Winchester" de 13,3 cm et supérieurs à ceux des unités
de disques "Winchester" existantes de 8,9 cm.
Elle concerne aussi une unité de disques
"micro-Winchester" qui donne une capacité de mémomrisa-
tion d'au moins 9 mégaoctets environ par surface de disque, en configuration non formatée, et au moins 7 mégaoctets
par surface de disque environ en configuration formatée.
L'invention a aussi pour objet la réalisation d'une unité de disques "micro-Winchester" qui est compatible électriquement avec les unités de disques
de 14 cm, par son interface avec les systèmes à oidina-
teur hôte.
Elle concerne aussi une unité de micro-disques durs dans laquelle l'ensemble logeant les disques est sous forme de deux parties de boîtier analogues à des coquilles, et dans laquelle les broches qui portent le mécanisme de positionnement et le moteur de broche sont fixées aux coquilles.
Elle concerne aussi une unité de disques "micro-
Winchester" ayant au maximum quatre disques et un moteur de broche interne dans lequel un mécanisme rotatif de positionnement à bobine mobile est utilisé
pour l'obtention d'une densité élevée de pistes.
L'invention a aussi pour objet une unité de disques "micro-Winchester" dans laquelle les données
sont mreocrisées avec une densité d'environ 410 pistes/cm.
L'unité de disques "micro-Winchester" selon la présente invention a été réalisée afin qu'elle constitue un système à disque convenant particulièrement bien aux grandes quantités de mémoires qui sont nécessaires dans
les installations à ordinateur personnel. La terminolo-
gie "disque micro-Winchester" désigne un disque "Winches-
ter" de 85 à 100 mm de diamètre, cette dimension étant d'environ 95 mm dans le mode de réalisation préféré. Un disque "Winchester" de cette dimension est aussi appelé disque de "8,9 cm" ou "3,5 pouces". L'unité de disques "micro-Winchester" a été mise au point afin qu'elle permette un positionnement en boucle fermée à raison de 410 pistes par centimètre. Cette nouvelle unité de disques, grâce à sa faible dimension, sa grande capacité de mémorisation, sa grande précision de positionnement et son isolement par rapport aux vibrations, convient particulièrement bien auxsystèmesà ordinateur personnel,
à la fois portatif et de bureau.
L'unité de disques selon la présente invention
est réalisée afin qu'elle utilise des disques d'ordina-
teur "micro-Winchester". Cette unité de disques permet une mémorisation à accès rapide aux données convenant aux petits ordinateurs de gestion, aux terminaux et aux systèmes à base de microprocesseur, portatifs ou non, et dans de nombreux autres domaines dans lesquels des mémoires à disques durs peu encombrantes, robustes et légères sont nécessaires. L'unité de disques selon l'invention met en oeuvre normalemenbt deux, trois ou quatre disques durs tels que des disques "Winchester" et assure une mémorisation de données sur chaque disque
(sauf le disque d'asservissement) de plus de 14 mégaoc-
tets, lorsque les disques sont formatés. L'unité peut conserver plus de 9 mégaoctets par surface de disque,
lorsque le disque est utilisé sous forme non formatée.
Chacun des disques durs est monté afin qu'il tourne dans le bottier de l'unité de disques durs selon l'invention. Dans le mode de réalisation préf ré,
chacun des disques durs a un diamètre de 95 mm. Un trans-
ducteur qui comporte deux têtes de lecture-écriture pour chaque disque de l'unité, une tête étant placée sur chaque face du disque, écrit des informations numériques
sur le disque dur et lit les informations sur ce disque.
Cependant, comme l'unité de disques selon l'invention utilise une surface de disque pour une mémorisation d'asservissement spécialisé, il faut noter que le transducteur associé à cette surface de disque, apres l'écriture initiale des données d'asservissement pendant la fabrication de l'unité de disques, n'est utilisé que pour la lecture des données d'asservissement. L'unité de disques selon l'invention a un fonctionnement tel que cette information est conservée sur le disque avec une densité d'environ 410 pistes concentriques par centimètre. Un mécanisme de positionnement déplace le transducteur entre les pistes formées sur le disque
afin que l'information soit écrite et lue sur le disque.
Le mécanisme de positionnement de l'unité de disques selon l'invention est destiné à déplacer le transducteur suivant un trajet qui est sensiblement
radial par rapport au disque dur si bien que le transduc-
teur peut se déplacer entre des pistes internes et
externes formées sur le disque. Le mécanisme de position-
nement déplace le transducteur suivant un trajet courbe
en direction radiale par rapport au disque.
Le mécanisme de positionnement de l'unité de disques selon l'invention comporte un moteur à bobine mobile et un mécanisme de positionnement rotatif qui lui est raccordé. Lors du fonctionnement de l':organe de manoeuvre à bobine mobile de type rotatif, un signal de commande est créé de manière connue et provoque un déplacement des têtes associées d'une piste à la piste
suivante voulue sous la commande de l'organe de ma-
noeuvre. Par exemple, l'une des surfaces de disque, dans le mode de réalisation préféré, la surface supérieure du disque supérieur, est spécialisée afin qu'elle conserve des signaux d'asservissement utilisés par le système de positionnement en boucle fermée utilisé par l'unité de disques selon l'invention. La tête associée à cette face spécialisée d'asservissement ne peut normalement effectuer qu'une opération de lecture et ne peut pas assurer une écriture ou un effacement des signaux préenregistrés d'asservissement. La création des signaux d'asservissement et leur utilisation pour la commande de l'unité de disque de la présente invention
n'entrent pas dans le cadre du présent mémoire.
Chacune des têtes de lecture-écriture du transducteur est montée à une extrémité d'un organe flexible placé en direction radiale par rapport aux disques. L'autre extrémité de chaque organe flexible est placée sur une première extrémité d'un doigt d'un bras de support qui en comporte plusieurs. Le bras de support qui a plusieurs doigts est articulé sur une broche qui est fixée aux deux éléments en forme de coquilles du boîtier de l'unité de disques. La broche du bras est placée d'un premier côté du bras de support et est placée à distance de l'extrémité du bras qui comporte les doigts, les organes flexibles et les têtes. Le bras de support est destiné à être placé en direction axiale, vers les disques. De même, les organes flexibles sont fixés au bras de support de la même manière si bien que, lorsque le bras de support est
dans sa position tournée au maximum dans le sens anti-
horaire, les têtes sont placées au-dessus des disques respectifs. La partie arrière du bras de support placée
en face de l'emplacement de fixation des organes flexi-
bles porte une bobine rectangulaire qui se loge dans un ensemble rotatif à bobine mobile et qui provoque un pivotement du bras de support autour de sa broche afin que la position des têtes soit réglée. Ce pivotement du bras de support provoque un déplacement alternatif des têtes au-dessus des pistes des disques. Un verrou
commandé par un électro-aimant est aussi destiné à main-
tenir le mécanisme de positionnement dans sa position tournée au maximum dans le sens des aiguilles d'une montre, les têtes se trouvant au maximum à l'intérieur des disques lorsque l'unité de disques cesse d'être alimentée. En conséquence, la détérioration des surfaces des disques due au rebond des têtes ou à d'autres causes est évitée lorsque l'unité de disques n'est pas en fonctionnement. L'unité de disques selon l'invention est logée dans un bottier dans lequel les micro-disques durs,
les transducteurs et la totalité du mécanisme de posi-
tionnement sont logés. Ce boîtier est constitué de deux éléments en forme de coquilles, un élément supérieur et un élément inférieur. Un système de filtration d'air est utilisé de manière que l'ensemble à disques durs "Winchester" reste "propre". Des supports destinés à réduire les chocs et les vibrations sont aussi disposés afin qu'ils réduisent au minimum la transmission des chocs et des vibrations de l'ordinateur personnel hôte
au boîtier.
Chacun des deux à quatre disques durs est monté rigidement sur le moyeu d'un moteur d'entraînement ayant une broche. Des joints de type labyrinthe ou à "ferrofluide" sont montés sur les paliers respectifs du moteur afin qu'ils empêchent la contamination de l'unité de disques. L'ensemble du moteur d'entraînement de la broche est logé dans l'unité de disques et est monté rigidement sur les deux éléments de bottier en
forme de coquilles qui contiennent l'unité de disques.
La broche du moteur est montée à demeure sur le bottier de l'unité de disques par l'intermédiaire de paliers qui permettent la rotation du moyeu autour de la broche, le moteur pouvant donc tourner. Cette structure de montage ainsi que le montage de l'organe de commande à bobine mobile rotative sur une broche d'organe de commande fixée des deux côtés aux organes en forme de coquilles du boitier, augmente la rigidité et permet l'utilisation de deux tronçons en forme de coquilles pour le logement de l'unité de disques. En outre, l'utilisation des deux tronçons en forme de coquilles pour le boútier facilite le montage et l'entretien d'une manière inconnue jusqu'à présent dans l'industrie
des unités de disques.
Le circuit électronique de l'unité de disques "micro-Winchester" selon l'invention a été réalisé à l'aide de circuits intégrés. L'ensemble du circuit de commande est réalisé sur une seule plaquette de circuit imprimé. La réalisation des fonctions électriques de l'unité sur une plaquette de circuit imprimé dont les dimensions ne dépassent pas les dimensions globales de l'unité permet à l'unité d'être utilisée dans des applications qui, jusqu'à présent, ont été limitées à l'utilisation des seules unités de disques durs beaucoup
plus grandes du type "mini-Winchester" ou de 13,3 cm.
En outre, les fonctions électroniques ont été réalisées
avec des paillettes de circuit intégré de types diffé-
rents, par utilisation de la technologie de montage en surface, sur une plaquette de circuit à six couches, de
manière que la consommation d'énergie soit minimale.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la
description qui va suivre d'exemples de réalisation,
faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une perspective du boîtier de l'unité de disques de la présente invention, monté-dans son châssis de support; la figure 2 est une perspective de l'unité de disques de l'invention dans laquelle l'élément supérieur du boîtier a été retiré afin que le contenu de l'unité de disques apparaisse; la figure 3 est une élévation latérale du mécanisme de positionnement à bobine mobile rotative de l'unité de disques de l'invention; la figure 4 est une vue de dessous de l'unité de disques selon l'invention; la figure 5 est une élévation latérale avec des parties arrachées du moteur d'entraînement à moyeu rotatif et broche fixe, avec les disques qui lui sont fixés, dans l'unité de disques selon l'invention; et
- la figure 6 est un diagramme synoptique du cir-
cuit de commande utilisé avec l'unité de disque selon l'invention. La figure 1 représente une unité de disques "micro-Winchester" selon l'invention. L'unité de disques comporte un boîtier 2 comportant des éléments supérieur et inférieur 2a et 2b en forme de coquilles, le boîtier étant monté lui-même dans un châssis 4. Celui-ci est fixé à une plaque avant 6. Cette plaque avant 6, avec le boîtier 2 et le châssis 4, peut glisser dans une
fente formée dans l'ordinateur hôte de l'unité de dis-
ques. Plusieurs dispositifs 8 de montage anti-vibrations sont destinés à fixer le boîtier 2 et en conséquence les organes internes de l'unité de disques en les protégeant contre les forces dues aux vibrations. Comme représenté, l'unité de disques de la figure 1 peut être facilement montée dans un logement normalisé
de montage d'une unité de disques "Winchester" de 8,9 cm.
L'unité de disques "micro-Winchester" selon l'invention peut aussi être montée dans une ouverture plus grande réalisée pour le logement d'une unité de disques de 14 cm. Dans un tel arrangement, comme représenté sur la figure 2 du brevet des Etat:s-Unis d'Amérique n 4 568 988, le boîtier 2, avec le châssis 4, est placé à l'intérieur d'un second châssis. Le second châssis est fixé à une plaque avant plus grande et au premier châssis 4. Dans cet arrangement, une seconde série d'organes de montage anti-vibrations peut être placée entre le premier et le second châssis afin que l'unité de disques soit mieux protégée contre les forces dues aux chocs et aux vibrations, en directions parallèles et perpendiculaires à la direction d'isolement donnée par le premier jeu de dispositifs de montage anti-vibrations. L'unité de disques, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, est un dispositif à base de microprocesseur qui reçoit et émet des données modifiées de modulation de fréquence MFM, cherchant la piste
convenable en fonction d'impulsions de décalage trans-
mises au circuit d'interface de commande de disque.
Trois modes de réalisation comportent deux à quatre disques durs donnant une capacité totale de mémoire allant de 27,26 à 63,59 mégaoctets. Un exemple de schéma de format à 256 octets par secteur et 32 secteurs par piste peut donner un tendement d'environ 79 %, avec des
capacités formatées atteignant 50 mégaoctets environ.
Le microprocesseur est responsable de la
commande du moteur à bobine mobile utilisé pour le posi-
tionnement des têtes. De courts temps d'accès sont atteints par utilisation de profils programmés de vitesse. Un moteur continu triphasé sans balai tournant
à 3600 tr/min est utilisé pour l'entraînement des dis-
ques à vitesse constante. Des dispositifs à effet Hall sont utilisés pour la commutation des enroulements du
moteur et pour le réglage de la vitesse du moteur. Celui-
ci peut être de préférence du type à broche fixe et à moyeu rotatif. Des joints de type labyrinthe et du type à "ferrofluide" sont montés sur les paliers du moteur d'entraînement afin qu'ils empêchent la contamination
de l'unité de disques.
Le tableau qui suit résume les performances les
plus importantes de l'unité de disques.
PERFORMANCES GENERALES
Disques par unité: 2, 3, 4 Tête: 4, 6, 8 Capacité non formatée (mégaoctets): 27,26, 46,21, 63,59 Capacité formatée (exemple) par unité (mégaoctets):21,43, 35,71, 50,00 par piste (octets):8192 par secteur (octets):256 secteurs par piste:32 cylindres: 672 Vitesse de transfert (Mbit/s): 5 Temps de recherche (ms) (y compris stabilisation) piste à piste: 7 moyen 30 maximum: 60 Latence moyenne (ms): 8,3 Densité de bits (max): 5934 bits/cm Densité de pistes (max): 410 pistes/cm Vitesse de rotation (tr/min): 3600 + 10 %, - 5 %
CHOCS & VIBRATIONS
CHOCS en fonctionnement 10 g: accélération decréte durée 10 ms au repos 50 g
VIBRATIONS
en fonctionnement 5 Hz à 500 Hz: accélération 1,0 g au repos 5 Hz à 500 Hz: accélération 2,0 g La figure 2 est une perspective de dessus de l'unité de disques selon l'invention. Elle indique que quatre disques "micro-Winchester" 14, 16, 18 et 20 sont montés sur le moyeu 22 d'un moteur continu 24 afin qu'ils tournent dans le boîtier 2. Des têtes magnétiques 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 et 40 'sont fixées à des organes flexibles 42 eux-mêmes fixés
à des doigts 44 qui font partie du bras de support 46.
Ce dernier bras fait partie du mécanisme 48 de position-
nement qui est entraîné en rotation autour d'une broche fixe 50 par une bobine rectangulaire 52 qui y est fixée. La bobine 52 est montée de manière qu'elle soit
entraînée par un moteur 54 à bobine mobile.
Un filtre dessécheur 56 est placé sur la moitié supérieure du bottier du disque près du centre de la plaque 60 du moyeu du moteur 24. Un filtre 62 à recirculation est placé dans la chambre 64, en toute position convenable, afin que le courant d'air du à l'effet de pompage par la rotation des disques lorsque
l'unité de disques est en fonctionnement, soit filtré.
Le boîtier supérieur 2a ferme l'enceinte par l'intermé-
diaire d'une garniture continue 3 placée entre lui-même et le boîtier inférieur 2b. Une plaquette électronique 66 est fixée au bottier inférieur et recouvre toute la surface de cette face de l'unité de disques. Le moteur 24 à courant continu a sa broche centrale qui est fixée à la moitié inférieure 2b de l'unité de disques par emmanchement à force. La partie supérieure de la broche 12 est montée à demeure sur la moitié supérieure 2a de boitier de toute manière convenable, par exemple
par une vis 58.
Le mécanisme 48 de positionnement est représenté plus en détail sur la figure 3. Ce mécanisme 48 est monté sur la base du boîtier inférieur 2b dans la chambre 64 de l'unité de disques. La chambre 64 est
formée par le boîtier inférieur 2b et le boîtier supé-
rieur 2a. Plusieurs disques "Winchester" sont montés sur le moyeu 22 du moteur 24 à l'intérieur de la chambre 64 afin qu'ils soient entraînés en rotation dans la chambre par le moteur à courant continu. La broche 50 du bras autour de laquelle tourne le bras 46 de support, est raccordée à demeure sur le boîtier supérieur 2a par une
vis 59 et sur le boîtier inférieur par un écrou 86.
Un exemple de tête magnétique 26 de lecture-
écriture est montée sur une première extrémité 42a d'un organe flexible 42 qui constitue son support au-dessus de la surface du disque. L'autre extrémité 42b de l'organe 42 est fixée à un doigt 44 d'un bras 46 de support. L'organe 42 est une mince feuille rectangulaire d'acier inoxydable. Le bras 46 de positionnement est monté sur l'arbre 50 de broche d'acier afin qu'il puisse tourner, par l'intermédiaire de vis sans tête (non
représentées) et il se déplace sur des paliers conve-
nables (non représentés). Le bras 46 de support est
incliné vers le disque de manière que, avec l'inclinai-
scn supplémentaire donnée par les doigts 44 du bras 46
de support, les têtes occupent la position convenable.
Cette construction assure la disposition des têtes au-
dessus des surfaces des disques à tout moment, même
aux extrémités du parcourt du mécanisme 48 de position-
nement. Un moteur 54 à bobine mobile rotative de forme rectangulaire est monté sur le boîtier inférieur 2b de l'unité de disques près de l'extrémité du bras 46 de positionnement en face des têtes magnétiques. La bobine rectangulaire 52 fixée à l'extrémité du bras 46 est disposée à recouper le champ de forces magnétiques créé par le moteur 54 à bobine mobile de manière qu'il provoque une rotation du mécanisme 48 de positionnement autour de l'arbre fixe 50. L'ensemble 46 à bras de support est équilibré statiquement autour de la broche 50. Le positionnement est réalisé par un circuit de commande d'asservissement à boucle fermée qui met en oeuvre l'information tirée d'une surface spécialisée d'asservissement, enregistrée à la face supérieure du
disque supérieur, dans un mode de réalisation préferé.
Un circuit électrique d'interface monté entre les têtes et la plaquette électronique est sous.forme d'un circuit souple plat 74 qui comprend des circuits
préamplificateurs séparés destinés à la tête d'asservis-
sement et aux têtes de données. La plaquette du circuit électronique contient tout le circuit nécessaire à
la réalisation de la sélection des têtes, à la lecture-
écriture, au réglage de vitesse des moteurs, à l'organe de commande de position en boucle fermée, au circuit d'interface avec l'organe de commande hôte (ST 506/412)
et au microprocesseur.
Le microprocesseur qui est associé à 4 kilo-
octets de mémoire par exemple sous forme d'une mémoire passive, assure une séquence automatique à la mise sous tension, avec diagnostic, une vérification à + 1 % du réglage de vitesse du moteur pendant la mise sous tension et une vérification à + 10 % - 5 % du réglage de la vitesse du moteur en fonctionnement continu, la commande des lignes de sortie de l'unité de disques et le verrouillage en présence de conditions détectées de défauts, la commande de l'organe de positionnement de bobine mobile, y compris la sélection de mode, la création des variations progressives de vitesse et l'indication des codes de défauts, à l'aide de codes
indiqués sur un panneau d'affichage 5 à diode photo-
émissive, placée sur le panneau avant. Une impulsion de repérage est tirée de l'information enregistrée sur la surface spécialisée d'asservissement une fois par tour. Le moteur 24 à courant continu qui entraîne les disques est du type à arbre fixe, à moyeu rotatif,
triphasé et sans balai. Le moyeu 22 et les électrc-
aimants tournent autour de l'arbre fixe 12 en se dépla-
çant sur une paire de roulements, placés l'un à la partie supérieure et l'autre à la partie inférieure de
l'arbre. Un joint à "ferrofluide" est placé à l'exté-
rieur du palier inférieur et un joint labyrinthe est placé à l'extérieur du palier supérieur. Une série de trois capteurs à effet Hall est logée sur un circuit souple monté sur le boîtier inférieur 2b afin que
ces capteurs assurent la commutation. LaÀ partie:infé-
rieure de l'arbre 12 est fixée au carter inférieur 2b de l'unité de disques par emmanchement à force dans
un logement 84, dans le mode de réalisation préféré. L'extrémité supérieure de l'arbre a un taraudage permet-
tant la fixation d'une vis 58 passant à travers
le bottier supérieur 2a.
Un verrou 25 commandé par un électro-aimant est placé près de la partie 46 de bras de support du mécanisme 48 de positionnement. Un support 78 de tige est fixé de l'autre côté du bras 46, à distance des disques, et à une tige 80 qui est fixée sur lui. Un organe 82 de verrouillage de forme générale triangulaire
est articulé sur l'ensemble 76 de verrouillage à éleczro-
aimant. Il -est aussi fixé à l'arbre mobile de l'éiectro-
aimant, mais est rappelé élastiquement de manière que, lorsque de l'énergie est transmise à l'électro-aimant, l'arbre doive provoquer la tension du ressort pour que l'organe de verrouillage soit retiré de la position bloquée vers la position débloquée. Lorsque l'organe est en position débloquée, les têtes sont retenues au niveau du rayon interne des disques afin que l'unité
de disques ne soit pas détériorée.
Lors de la mise au point du circuit électronique
de l'unité de micro-disques "Winchester" selon l'inven-
tion, les circuits électroniques ont été réalisés essentiellement par des circuits intégrés placés sur une seule plaquette 66 de circuit imprimé. L'utilisation d'une seule plaquette de circuit imprimt dont les dimensions sont inférieures à celles du bo tier 2, est
particulièrement avantageuse car elle permet l'utilisa-
tion de l'unité de disques dans des ordinateurs person-
nels dans lesquels l'espace est primordial, par exemple dans les ordinateurs portatifs, avec formation d'un arrangement à montage antivibrations permettant le montage de l'unité de disques "micro-Winchester". En conséquence, l'unité de disques est extrêmement robuste et légère et peut être utilisée dans un ordinateur portatif. La mise au point du circuit électronique de commande à une seule plaquette de circuit imprimé,
dans l'unité de disque "micro-Winchester" selon l'inven-
tion, permet une réduction notable de la consommation et de la dissipation d'énergie. Par exemple, dans le mode de réalisation préféré, le circuit électronique assure une dissipation de chaleur à raison d'environ 12 watts alors qu'elle est de 25 watts dans le cas d'une unité de disques "Winchester" de 13,3 cm. Ainsi, l'unité de disques "micro- Winchester" selon l'invention dissipe
une quantité de chaleur relativement petite dans l'ordi-
nateur. Les ordinateurs portatifs peuvent donc utiliser un ventilateur réduit, et un ventilateur peut même être
parfois supprimé.
La figure 5 est un diagramme synoptique illus-
trant le fonctionnement de l'unité de disques selon l'invention. Le moteur 24 de broche est relié à une alimentation en courant continu à 12 V qui provoque la rotation de l'ensemble des disques fixés à son moyeu 22 à 3600 tr/min. Les trois capteurs à effet Hall utilisés pour la commutation sont logés sur un circuit flexible 101 monté sur le carter inférieur, comme décrit précédemment. Ces capteurs à effet Hall donnent des signaux représentatifs de la vitesse et de la position du moteur à un organe 103 de commande de vitesse de moteur qui applique le signal avec les phases convenables et avec la fréquence convenable pour
que le moteur tourne à la vitesse voulue.
Lorsque l'unité de disquesest mise sous tension, le verrou d'expédition à électro-aimant est commandé et déverrouille le mécanisme de positionnement. La tête
d'asservissement lit les signaux d'asservissement préa-
lablement enregistrés sur le disque spécialisé d'asser-
vissement et les transmet par l'intermédiaire d'un préamplificateur monté sur le circuit souple 102 d'asser- vissement et d'un démodulateur 120 d'asservissement à l'organe 104 de commande d'asservissement puis, par l'intermédiaire d'une unité logique de commande 106, au microprocesseur 108. Celui-ci remplit les fonctions décrites précédemment, à l'aide d'un logiciel conservé par exemple dans une mémoire passive 124. Le logiciel de cette mémoire 124 contient une table de consultation qui donne les profils de vitesse utilisés pendant ccs opérations, ainsi que les sous- programmes des séquences de mise sous tension et de contrôle des pannes. Le microprocesseur communique aussi avec le circuit 112 d'interface qui communique lui-même avec l'ordinateur
hâte (non représenté) par exemple par un circuit norma-
lisé d'interface 114 de type ST 506/412.
Le circuit 114 d'interface transmet et reçoit des signaux de données et de commande. Les signaux
de données sont transmis par un canal 116 de données.
Les données de lecture sont préamplifiées dans le
circuit contenu dans le circuit souple 118 de lecture-
écriture qui transmet un signal de sortie au canal 116 de données. Les données à écrire sur les disques sont transmises par le circuit 112 d'interface directement au circuit souple 118 de lecture-écriture dans lequel
elles sont écrites sur le disque choisi 100 par l'inter-
médiaire de la tête de données convenable validée.
La position des têtes sur les disques est commandée par le microprocesseur 108, par l'unité logique 106 et par la commande 104 d'asservissement reliée à
l'unité logique de commande.
Le microprocesseur 108 transmet les impulsions d'avance provenant du circuit 112 d'interface au moteur 54 à bobine mobile. Il existe deux modes de recherche,
avec variation progressive et sans variation progressive.
La fréquence des pas du circuit d'interface détermine automatiquement le mode de recherche. Dans le mode de
fonctionnement à variation progressive, le miroproces-
seur fait accélérer le moteur à bobine mobile de manière que le temps moyen d'accès soit de 30 ms. Le temps moyen d'accès est déterminé comme étant le temps total de tous les accès possibles à des cylindres divisé par
le nombre de tous les accès possibles à des cylindres.
Lorsque l'unité de disques n'est pas alimentée, la force contreélectromotrice du moteur de broche est utilisée pour le déplacement de l'organe de manoeuvre afin que le mécanisme de positionnement prenne sa position qui se trouve en face de la partie interne des
disques.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux appareils qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples
non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (23)
1. Unité de disque pour ordinateur, destinée à mettre en oeuvre un microdisque dur, l'unité de disque étant contenue dans le volume d'une unité de disque "Winchester" de 8,9 cm, caractérisée en ce qu'elle comprend: au moins un microdisque dur (14-20), un dispositif (24) formant la partie rotative
d'un moteur destiné à faire tourner au moins un micro-
disque dur et à le supporter pendant sa rotation, un dispositif à transducteurs (28-40) destiné à lire et à écrire des informations numériques sur au moins un microdisque dur, dans un format tel que le disque dur conserve des informations numériques avec une densité au moins égale à 320 pistes concentriques par centimètre, et un dispositif rotatif (48) de positionnement de bobine mobile destiné à déplacer le dispositif à transducteurs entre les pistes formées sur au moins
un disque dur.
2. Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce que les informations numériques sont mémorisées
avec une densité au moins égale à 360 pistes concentri-
ques par centimètre.
3. Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce que les informations numériques sont mémorisées
avec une densité au moins égale à 400 pistes concentri-
ques par centimètre.
4. Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un second dispositif (26) à transducteur destiné à lire une information d'asservissement enregistrée sur une face d'au moins un
microdisque dur.
5. Unité de disques pour ordinateur destinée à mettre en oeuvre un microdisque dur, l'unité de disques étant contenue dans le volume d'une unité de disques "Winchester" de 8,9 cm, caractérisée en ce qu'elle comprend: au moins deux microdisques durs (14-20), un dispositif (24) destiné à faire tourner les deux microdisques durs au moins et à les supporter lorsqu'ils tournent, un dispositif (28-40) à transducteurs destiné à lire et à écrire des informations numériques sur les deux microdisques durs au moins, et un dispositif (48) de positionnement en rotation d'une bobine mobile destiné à déplacer le dispositif à transducteur entre les pistes d'au moins deux disques durs.
6. Unité selon la revendication 5, caractérisée en ce que les informations numériques sont mémorisées
avec une densité au moins égale à 320 pistes concen-
triques par centimètre.
7. Unité selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'une partie du dispositif (48) de positionnement rotatif de bobine mobile est articulé de manière qu'il déplace le dispositif à transducteurs (28-40) suivant un trajet qui est en direction approximativement radiale par rapport aux deux disques durs au moins, si bien que le dispositif à transducteurspeut se déplacer entre la piste interne et la piste externe des deux disques
durs au moins.
8. Unité selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend un second dispositif (26) à
transducteur destiné à lire des informations d'asservis-
sement enregistrées sur une face de l'un des deux micro-
disques durs.
9. Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce que le volume d'une unité de disques "Winchester" de 8,9 cm dans lequel se loge l'unité de disques mesure
environ 14,6 x 9,5 x 4,1 cm.
10. Unité de disque pour ordinateur, destinée à mettre en oeuvre une unité de microdisques durs, l'unité de disques étant logée dans un volume d'une unité de disques "Winchester" de 8,9 cm, caractérisée en ce qu'elle comprend: au moins trois microdisques durs (14-20), un dispositif (24) formant la partie rotative
d'un moteur et destiné à faire tourner les trois micro-
disques durs au moins et à les supporter lorsqu'ils tournent, un dispositif (28-40) à transducteurs destiné à lire et écrire des informations numériques sur les trois microdisques durs au moins, avec un format tel que les disques durs ont une capacité non formatée de mémorisation au moins égale à 7 mégaoctets de données sur au moins une face, et un dispositif (48) de positionnement en rotation de bobine mobile destiné à déplacer le dispositif à transducteur entre les pistes portées par les trois
disques durs au moins.
11. Unité de disque pour ordinateur, destinée à mettreen oeuvre un microdisque dur, l'unité de disque étant logée dans un volume d'une unité de disque "Winchester" de 8,9 cm, caractérisée en ce qu'elle comprend: au moins un microdisque dur (14-20), un dispositif (24) formant la partie rotative d'un moteur destiné à faire tourner le microdisque dur au moins et à le supporter lorsqu'il tourne, un dispositif (28-40) à transducteurs destiné à lire et écrire des informations numériques sur au moins un microdisque dur, avec un format tel qu'au moins un disque dur a une capacité non formatée de mémorisation d'au moins 7 mégaoctets de données sur au moins une face, et un dispositif (48) de positionnement rotatif de bobine mobile destiné à déplacer le dispositif à
transducteur entre les pistes sur le disque dur au moins.
12. Unité selon l'une quelconque des revendica-
tions 1, 5, 10 et Il, caractérisée en ce que l'unité de disque dur a une capacité non formatée de mémorisation
supérieure à 27 mégaoctets.
13. Unité selon l'une quelconque des revendica-
tions 1, 10 et 11, caractérisé en ce qu'elle donne une capacité non formatée de mémorisation supérieure à
mégaoctets.
14. Unité selon l'une quelconque des revendica- tions 1, 10 et 11, caractérisée en ce qu'elle:donne une capacité non formatée de mémorisation supérieure
à 63 mégaoctets.
15. Unité selon l'une des revendications 1 et
11, caractérisée en ce qu'elle contient au moins trois disques.
16. Unité selon l'une des revendications 1
et 11, caractérisée en ce qu'elle contient au moins
quatre disques.
17. Unité selon la revendication 10, caracté-
risée en ce qu'une partie du dispositif (48) de position-
nement rotatif de bobine mobile est articulée de manière qu'elle déplace le dispositif (28-40) à transducteurs le long d'un trajet qui est approximativement radial par rapport aux trois disques durs au moins de manière que le dispositif à transducteur puisse se déplacer entre la piste interne et la piste externe des trois
disques durs au moins.
18. Unité selon l'une des revendications 1
et 11, caractérisée en ce qu'une partie du dispositif (48) de positionnement rotatif de bobine mobile est articulée de manière qu'elle déplace le dispositif
(28-40) à transducteurs suivant un trajet approxima-
tivement radial par rapport au disque dur au moins, afin que le dispositif (28-40) à transducteurs puisse se déplacer entre la piste interne et la piste externe du
disque dur au moins.
19. Unité selon l'une quelconque des revendica-
tions 1, 10 et 11, caractérisée en ce que le moteur (24) est un moteur triphasé à courant continu sans balai et comporte plusieurs dispositifs de détection (101)
constituant un dispositif de commutation.
20. Unité selon l'une quelconque des revendica-
tions 1, 10 et 11, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une plaquette unique de circuit imprimé qui contient le circuit électronique de commande de l'unité de disques.
21. Unité selon l'une quelconque des revendica-
tions 1, 10 et 11, caractérisée en ce qu'elle comporte deux organes (2a, 2b) supérieur et inférieur de boitier en forme de coquilles, constituant le boîtier dans lequel sont logés le dispositif à transducteurs (28-40), le dispositif (48) de positionnement rotatif et le moteur (24), et une partie interne du moteur autour de laquelle tourne la partie rotative du moteur est fixée à demeure aux deux organes supérieur et inférieur (2a, 2b)
du boîtier.
22. Unité selon l'une quelconque des revendica-
tions 1, 5, 10 et 11, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre deux organes (2a, 2b) supérieur et inférieur en forme de coquilles, formant le boîtier dans lequel sont logés le dispositif (28-40) à tranduscteurs, le dispositif (48) de positionnement rotatif et le moteur (24), et une broche (50) de bras de positionnement
autour de laquelle tourne le dispositif de position-
nement, la broche étant fixée aux deux organes supérieur
et inférieur du bottier.
23. Unité selon l'une quelconque des revendi-
cations 10, 11 et 21, caractérisée en ce qu'elle comporte une broche (50) de bras de positionnement autour de laquelle tourne le dispositif de positionnement, la
broche étant fixée aux deux organes supérieur et infé-
rieur (2a, 2b) du boîtier.
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