JP2006099913A - ディスク装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
定常回転に達するまでの時間を長期化することなく、シリアル通信であってもスピンドル・モータの回転始動時に必要なピーク電流をパラレル通信と同等のレベルに抑えることができるディスク装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】
ＨＤＤ１００は、ホストとシリアル通信を行うシリアル通信回路１２７と、ディスクを回転するＳＰＭ１１４と、ＳＰＭ１１４及びシリアル通信回路１２７を制御するＨＤＣ／ＭＰＵ１２３とを有する。ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３は、シリアル通信回路１２７を休止させた後ＳＰＭ１１４の回転数が所定の基準値に達すると、なるまで、シリアル通信回路１２７を起動し、シリアル通信回路１２７によるホストとのシリアル通信を確立する。
【選択図】 図１

Description

本発明はシリアル通信を行うディスク装置及びその制御方法に関し、特に、ディスクを回転するスピンドル・モータの回転始動時に必要な電流の低減を図ったハード・ディスク・ドライブなどに好適なディスク装置及びその制御方法に関する。

情報記録再生装置として、光ディスクや磁気テープなどの様々な態様のメディアを使用する装置が知られている。その中で、ハード・ディスク・ドライブ（以下、ＨＤＤ）は、コンピュータの記憶装置として広く普及し、現在のコンピュータ・システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。さらに、コンピュータにとどまらず、動画像記録再生装置、カーナビゲーション・システム、またはデジタル・カメラなどで使用されるリムーバブルメモリなど、ＨＤＤの用途は、その優れた特性により益々拡大している。

このＨＤＤを代表とするディスク装置においては、スピンドル・モータにより高速回転されるディスクに対し、ヘッドによりデータのリード／ライト動作を実行するよう構成されている。ディスクをスピンドル・モータにより駆動する場合、その起動時に最大駆動電流を印加してスピンドル・モータを回転させるため、起動時の消費電量が大きく、また騒音も大きいという問題がある。

そこで、例えば特許文献１においては、スピンドル・モータの起動に最低限必要な大きさの電流レベルに対応した起動用の信号をスピンドル・モータの駆動部に印加し、スピンドル・モータの回転数を所定の回転数まで上昇させる。そして、所定の回転数まで上昇した後、スピンドル・モータの回転数を所定の始動時回転数より低い運転回数に保つ信号に切り替え、以後、回転数を保つよう、スピンドル・モータの駆動部に対してフィードバック制御を行うようにしている。このことにより、必要最小限の電流で起動させ、起動電力を最少として起動時の消費電力を低減している。

ところで、コンピュータなどの上位機器（以下、ホストという。）とＨＤＤとの間のデータ伝送のためのインターフェースとしては、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）インターフェースやＡＴＡ（AT Attachment）インターフェースなどのプロトコルが一般に使用されている。特に、ＡＴＡインターフェースは、インターフェース機能の向上と低コストの点から、多くのコンピュータにおいて利用され、また、光ディスク記憶装置などの他のタイプに記憶装置のインターフェースとしても広く利用されている。記録媒体の記録密度の向上及びパフォーマンス向上への要求から、ＡＴＡインターフェースのデータ伝送速度に対する要求は、益々厳しいものになっている。このため、従来のパラレル伝送による伝送方式に代えて、シリアル伝送によるＡＴＡインターフェース（シリアルＡＴＡ）が提案されている。

シリアルＡＴＡの規格は、"Serial ATA Working Group"によって策定が進められており、既にリリースされている非特許文献１には、その仕様の詳細が記載されている。
特開２００２−３２９５２号公報 "Serial ATA II：Extensions to Serial ATA 1.0 Specification"、[平成１６年９月２４日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.serialata.org/collateral/index.shtml＞

しかしながら、シリアルＡＴＡでは、従来のパラレルＡＴＡの消費電力に加え、シリアル通信のための電力が新たに必要となる。特に、新たに必要となるシリアル通信のための消費電流の増加は、電源投入時などのスピンドル・モータ起動時において問題となる。図１１は、シリアルＡＴＡのＨＤＤとパラレルＡＴＡのＨＤＤにおける起動後の消費電流の推移を示す模式図である。図１１に示すように、例えばパワーオンリセット（Power On Reset：ＰＯＲ）解除後、スピンドル・モータの回転始動のため、パラレルＡＴＡのＨＤＤにおいては、スピンドル・モータに印加する駆動電流Ｉｍａｘ１が必要である。これに対し、シリアルＡＴＡのＨＤＤにおいては、駆動電流Ｉｍａｘ１に加えてシリアル通信に要する消費電流ΔＩが必要となる。したがって、シリアルＡＴＡのＨＤＤにおいては、スピンドル・モータの回転始動時には、スピンドル系の駆動電流Ｉｍａｘ１及びシリアル通信用の消費電流ΔＩ（＝Ｉｍａｘ２）が必要となってしまう。しかし、パラレルＡＴＡのＨＤＤ向けに用意されているシステム（ホスト）は、パラレルＡＴＡのＨＤＤの始動時のピーク電流の値Ｉｍａｘ１に対応して設計されているため、同じシステムにシリアルＡＴＡのＨＤＤをそのまま導入しようとした場合、スピンドル・モータ回転始動時の消費電流のピーク値が、システムの設計値を上回ることになり、システムが動作しなくなるなどの不具合を生じる場合がある。

また、特許文献１のように、スピンドル・モータに対し、最大駆動電流を印加するのではなく、起動に最低限必要な電流を印加するようにすると、起動時のピーク電流を低く抑えることができるものの、定常回転に達するまでの時間、すなわち起動に要する時間が長くかかってしまうという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、定常回転に達するまでの時間を長期化させなくても、シリアル通信であってもスピンドル・モータの回転始動時に必要なピーク電流をパラレル通信と同等のレベルに抑えることができるディスク装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明にかかるディスク装置は、外部とシリアル通信を行うシリアル通信回路と、ディスクを回転するスピンドル・モータと、前記スピンドル・モータ及びシリアル通信回路を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記スピンドル・モータの回転数が所定の基準値以上の場合に前記シリアル通信回路による前記外部との通信を開始させるものである。

本発明においては、スピンドル・モータの回転数が所定の基準値以上の場合にシリアル通信回路によるシリアル通信を行うため、スピンドル・モータの回転数が不足し、大きな駆動電流を要する間は、シリアル通信に必要な回路等による電力消費を節約することができ、回転始動時の消費電流を低減することができる。

また、前記制御部は、前記スピンドル・モータの回転数が所定の基準値に達するまで前記シリアル通信回路の少なくとも一部を休止させることができ、シリアル通信回路の少なくとも一部を休止させることで、消費電力を節約することができる。

更に、前記制御部は、前記シリアル通信回路の少なくとも一部を休止させた後、前記スピンドル・モータの回転を始動させることができ、回転始動の前にシリアル通信回路の少なくとも一部を休止することで、回転始動に先立ち消費電力を低減しておくことができる。

更にまた、前記制御部は、前記スピンドル・モータを起動する際、前記シリアル通信回路が起動している場合には、前記シリアル通信回路の少なくとも一部を休止させた後、前記スピンドル・モータの回転を始動させることができ、シリアル通信回路が起動しているか否かを確認し、起動中の場合は少なくとも一部を休止させて消費電力を低減することができる。

また、前記シリアル通信回路の少なくとも一部を休止させる１以上の休止モードを有し、前記制御部は、前記スピンドル・モータの回転を始動させる前に前記シリアル通信回路を前記１以上の休止モードのいずれか一の休止モードに設定することができ、必要又はシステムの要求に応じて適宜休止モードを選択できるようにしてもよい。

更に、前記シリアル通信回路は、前記外部から受信したシリアル信号をパラレル信号に変換し、前記外部へ送信する信号をシリアル信号に変換する変換回路を有し、前記制御部は、前記スピンドル・モータの回転始動から所定の回転数に達するまでの期間、前記変換回路を休止させることができ、シリアル通信しない場合に不要な変換回路を休止させることで消費電力を低減することができる。

更にまた、前記シリアル通信回路が前記外部と通信する通常モードと、前記シリアル通信回路の少なくとも一部を休止させる複数の休止モードとを有し、前記制御部は、前記スピンドル・モータの回転数が所定の基準値に達するまで前記シリアル通信回路を前記複数の休止モードのうち通常モードへの遷移時間が１０ｍｓｅｃ以下の休止モードに設定することができる。

また、前記シリアル通信回路は、シリアルＡＴＡ規格に準拠したものとすることができ、例えば、シリアルＡＴＡ規格に準拠したハード・ディスク・ドライブとすることができる。

本発明にかかるディスク装置は、外部とシリアル通信を行うシリアル通信回路と、ディスクを回転するスピンドル・モータと、前記スピンドル・モータ及びシリアル通信回路を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記スピンドル・モータに印加する駆動電流が所定の基準値以下の場合に前記シリアル通信回路による前記外部との通信を開始させるものでる。

本発明においては、スピンドル・モータに印加する駆動電流が所定の基準値以下の場合にシリアル通信回路によるシリアル通信を行うため、スピンドル・モータに印加する駆動電流が大きい場合には、シリアル通信に必要な回路等による電力消費を節約することができる。

本発明にかかるディスク装置の制御方法は、外部とシリアル通信を行うシリアル通信回路と、ディスクを回転するスピンドル・モータとを有するディスク装置の制御方法であって、前記前記スピンドル・モータの回転数を監視し、前記回転数が所定の基準値以上の場合に、前記シリアル通信回路による前記外部とのシリアル通信を開始させるものである。

本発明においては、スピンドル・モータの回転が所定の基準値以上の場合にシリアル通信回路によるシリアル通信を開始させるため、スピンドル・モータの回転始動時には不要なシリアル通信を行わず、必要となる電流を最小限に抑えることができる。

また、前記回転数が所定の基準値に達するまでの所定期間、前記シリアル通信回路の少なくとも一部を休止させることができる。この場合、前記所定の基準値は、前記スピンドル・モータに印加する駆動電流が所定の値以下になる回転数とすることができ、また、所定期間は、前記スピンドル・モータに印加する駆動電流が回転始動時の最大値から前記シリアル通信回路を起動するために必要な電流値分低下するまでに要する期間とすることができる。

更に、パワーオンリセット解除後に自動的に起動する前記シリアル通信回路を休止させ、前記休止の後に前記スピンドル・モータの回転を始動させ、前記スピンドル・モータの前記回転数が所定の基準値に達した後、前記シリアル通信回路を起動することができ、パワーオンリセット解除後のスピンドル・モータの回転始動時に好適に利用することができる。

この場合、パワーオンリセット解除後に前記制御部を初期化し、メモリのテストを実行し、前記パワーオンリセット解除後に自動的に起動する前記シリアル通信回路を休止させた後、前記スピンドル・モータの回転を始動させ、前記スピンドル・モータの前記回転数を監視し、前記回転数が所定の基準値に達した後、前記シリアル通信回路を起動するようにしてもよい。

本発明にかかるディスク装置及びその制御方法によれば、、シリアル通信であっても、スピンドル・モータに印加する駆動電流を低減せずにピーク電流をパラレル通信と同等のレベルに抑えることができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、本発明を、スピンドル・モータの回転始動時にＨＤＤが必要とする消費電流をパラレル通信のＨＤＤと同程度に抑えることができる、シリアル通信のＨＤＤに適用したものである。

図１は、本実施の形態にかかるハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）１００の概略構成を示す図である。図１に示すように、ＨＤＤ１００は、筺体１１０内に、メディアの一例である磁気ディスク１１１、ヘッドの一例であるヘッド素子部１１２、アーム電子回路（アームエレクトロニクス：ＡＥ）１１３、スピンドル・モータ（ＳＰＭ）１１４、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１１５を備えている。また、ＨＤＤ１００は、筺体１１０の外側に固定された回路基板１２０を備えている。回路基板１２０上には、ＳＰＭ１１４、ＶＣＭ１１５を制御するモータ・ドライバ１２１と、リード・ライトチャネル（Ｒ／Ｗチャネル）１２２と、ハード・ディスク・コントローラ（ＨＤＣ）／ＭＰＵ集積回路（ＨＤＣ／ＭＰＵ）１２３と、メモリコントローラ１２４と、ＲＡＭなどからなるメモリ１２５とを備えている。

また、回路基板１２０は、オシレータ１２６と、オシレータ１２６の信号からシステム・クロックを生成するシステム・クロック・ジェネレータ１２９と、ホストとのシリアル通信を行うシリアル通信回路１２７と、Ｉ／Ｏコントローラ１２８とを有する。

外部ホストからの書き込みデータは、ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３によって受信され、Ｒ／Ｗチャネル１２２、ＡＥ１１３を介して、ヘッド素子部１１２によって磁気ディスク１１１に書き込まれる。また、磁気ディスク１１１に記憶されているデータは、ヘッド素子部１１２によって読み出され、読み出しデータは、ＡＥ１１３、Ｒ／Ｗチャネル１２２を介して、ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３から外部ホストに出力される。

磁気ディスク１１１は、ＳＰＭ１１４の回転軸に固定されている。ＳＰＭ１１４は、モータ・ドライバ１２１によって駆動され、ＳＰＭ１１４は所定の速度（定常回転数）で磁気ディスク１１１を回転する。磁気ディスク１１１は、データを記録する記録面を両面に備え、各記録面に対応するヘッド素子部１１２が設けられている。各ヘッド素子部１１２はスライダ（不図示）に固定されている。また、スライダは、キャリッジ（不図示）に固定され、キャリッジはＶＣＭ１１５に固定される。そして、ＶＣＭ１１５は、揺動することによってキャリッジによりスライダ及びヘッド素子部１１２を移動する。

磁気ディスク１１１からのデータの読み取り／書き込みのため、キャリッジは回転している磁気ディスク１１１表面のデータ領域上にヘッド素子部１１２を移動する。キャリッジが揺動することによって、ヘッド素子部１１２が磁気ディスク１１１の表面の半径方向に沿って移動する。これによって、ヘッド素子部１１２が所望の領域にアクセスすることができる。

ヘッド素子部１１２において、典型的には、磁気ディスク１１１への記憶データに応じて電気信号を磁界に変換する記録ヘッド、及び磁気ディスク１１１からの磁界を電気信号に変換する再生ヘッドが一体的に形成されている。なお、磁気ディスク１１１は、１枚以上あればよく、記録面は、磁気ディスク１１１の片面及び両面に形成することができる。

ＡＥ１１３は、複数のヘッド素子部１１２の中からデータ・アクセスが行われる１つのヘッド素子部１１２を選択し、選択されたヘッド素子部１１２により再生される再生信号を一定のゲインで増幅（プリアンプ）し、Ｒ／Ｗチャネル１２２に送る。また、Ｒ／Ｗチャネル１２２からの記録信号を選択されたヘッド素子部１１２に送る。

Ｒ／Ｗチャネル１２２は、ホストから転送されたデータについて、ライト処理を実行する。ライト処理において、Ｒ／Ｗチャネル１２２はＨＤＣ／ＭＰＵ１２３から供給されたライト・データをコード変調し、更にコード変調されたライト・データをライト信号（電流）に変換してＡＥ１１３に供給する。また、ホストにデータを供給する際にはリード処理を行う。

リード処理において、Ｒ／Ｗチャネル１２２はＡＥ１１３から供給されたリード信号を一定の振幅となるように増幅し、取得したリード信号からデータを抽出し、デコード処理を行う。読み出されるデータは、ユーザ・データとサーボ・データを含む。デコード処理されたリード・データは、ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３に供給される。

ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３は、ＭＰＵとＨＤＣとが一つのチップに集積された回路である。ＭＰＵは、メモリ１２５にロードされたマイクロ・コードに従って動作し、ヘッド素子部１１２のポジショニング制御、インターフェース制御、ディフェクト管理などのハード・ディスク・ドライブ１００の全体の制御のほか、データ処理に関する必要な処理を実行する。特に、本実施の形態においては、ＳＰＭ１１４の回転始動時に必要とする消費電流をパラレル通信のＨＤＤと同程度に抑えるべくシリアル通信回路１２７のパワーセーブを実行する。

メモリ１２５には、ＨＤＤ１００の起動に伴い、ＭＰＵ上で動作するマイクロ・コードの他、制御及びデータ処理に必要とされるデータが磁気ディスク１１１あるいはＲＯＭ（不図示）から、ＭＰＵの制御のもと、メモリコントローラ１２４を介してロードされる。

シリアル通信回路１２７は、ホストから受信したシリアル信号をパラレル信号に変換し、ホストに送信する信号をパラレル信号からシリアル信号に変換する。このシリアル通信回路１２７は、例えばシリアルＡＴＡに準拠したインターフェース機能（Host Interface Controller：ＨＩＣ）を備えた回路とすることができる。シリアル通信回路１２７は、ホストとの間にてシリアル通信を確立し、ホストから伝送されたユーザ・データ及びリード・コマンドやライト・コマンドといったコマンドなどを受信する。受信したこれらのデータをパラレル信号に変換し、Ｉ／Ｏコントローラ１２８を介してユーザ・データをＲ／Ｗチャネル１２２に転送し、コマンドをＨＤＣ／ＭＰＵ１２３に転送する。また、Ｒ／Ｗチャネル１２２から取得した磁気ディスク１１１からの読み出しデータを、Ｉ／Ｏコントローラ１２８を介して受け取り、シリアル信号に変換してホストに伝送する。ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３は、更に、ホストから取得した、あるいは、磁気ディスク１１１から読み出したユーザ・データについて、誤り訂正（ＥＣＣ）のための処理を実行する。

Ｒ／Ｗチャネル１２２によって読み出されるデータには、ユーザ・データの他に、サーボ・データが含まれる。ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３は、このサーボ・データを使用して、ヘッド素子部１１２の位置決め制御を行う。ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３からの制御信号はモータ・ドライバ１２１に出力される。モータ・ドライバ１２１は制御信号に応じて駆動電流をＶＣＭ１１５に供給する。ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３は、サーボ・データを使用して、データのリード／ライト処理の制御を行う。また、モータ・ドライバ１２１は、ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３からの制御信号に応じてＳＰＭ１１４を定常回転させるための駆動電流を印加する。

以上のように構成されたＨＤＤ１００は、ホストとの間でシリアル通信を行うＨＤＤである。以下の説明においては、本実施の形態を、シリアルＡＴＡに準拠した通信を行うＨＤＤとして説明するが、シリアルＡＴＡに準拠しない場合であっても、シリアル通信を行うＨＤＤであれば、ＳＰＭ回転始動時には不要であるシリアル通信部分の回路を省電力モードに設定することで、同様にＳＰＭ回転始動時の消費電力を低減することができる。

シリアルＡＴＡは、物理層、リンク層、トランスポート層及びアプリケーション層の４階層から構成される。物理層は、送信と受信とで別々の信号線を有し、それぞれが＋信号と−信号による差動伝送を行う。そのため、合計で４本の信号線を有している。外部ホストと接続されるコネクタ（不図示）には、この４本の信号線に加えシールド用の３本のグランド線を有している。

リンク層は、フレームの送受信や通信を制御するためのプリミティブ（Primitive）と呼ばれる制御キャラクタ（control character）の送受信を行う。また、物理層での転送に適したデータ形式への変換（１ｂｙｔｅ（８ｂｉｔ）のデータを１０ｂｉｔに変換して転送：８ｂ／１０ｂエンコーディング）、フレーム・ペイロードのスクランブル及びＣＲＣ（Cyclic redundancy check）の生成／チェックもリンク層が行う。

トランスポート層では、ＦＩＳ（Frame Information Structure）と呼ばれるフレーム・ペイロードの構築や、受信したＦＩＳ内の構成要素の解析を行う。ＦＩＳには、コマンド発行時にレジスタの内容をホストからデバイスに対して転送するRegister FISや、データ転送時に使うData FIS などがあり、シリアルＡＴＡでは、このＦＩＳによってホストとのデータ、コマンドのやり取りが行われる。

アプリケーション層の機能としては、ソフトウェアからアクセスするためのレジスタ・セット、ＤＭＡ処理、コマンドの解釈・実行などがあるが、その仕様はシリアルＡＴＡ規格において厳密に定義されているわけではなく、多くは実装に依存する。例えば、本実施の形態においては、シリアル通信回路１２７の一部を休止させることで、シリアル通信回路１２７を省電力状態に設定するが、シリアルＡＴＡでは、後述するように、ホストとのシリアル通信を実行可能な通常モードへの遷移時間（復帰時間）に応じて、省電力状態として２つの休止モードが規定されている。

シリアルＡＴＡのＨＤＤ１００では、外部ホストとの間でシリアル通信が確立されると、データ及びコマンド等はＦＩＳによってやり取りする他、ホストとの間のシリアル通信維持のため、ホストとの間にてプリミティブのやり取り（Primitive Handshake）を行う。したがって、シリアル通信回路１２７は、ホストとの間にて書き込み又は読み出しのためのユーザ・データ、コマンド等のやりとりがない場合であってもプリミティブのやり取りを行うため常に動作状態にあり、電力を消費する。

図２は、図１に示す回路基板１２０を詳細に示すブロック図である。図２において、図１と同一構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。図２に示すように、シリアル通信回路１２７は、アナログ・フロント・エンド１３０、制御信号検出部１４０、ＳＡＴＡ回路１５０を有する。アナログ・フロント・エンド１３０は、トランスミッタ１３１及びレシーバ１３２を有する。ＳＡＴＡ回路１５０は、Ｉ／Ｏコントローラ１２８から受け取ったコマンド、ユーザ・データなどをシリアル・データに変換してトランスミッタ１３１に出力するシリアライザ１５１、及びホストからのシリアル・データをレシーバ１３２を介して受け取り、パラレル・データに変換するディシリアライザ１５２を有するシリアライザ／ディシリアライザ１５３と、ＰＬＬ（phase-locked loop）１５３、１５４とを有している。

Ｉ／Ｏコントローラ１２８は、ホストへ送信するデータをＳＡＴＡ回路１５０に供給する。ＰＬＬ１５４は、オシレータ１２６からの信号に基づき、シリアル通信のためのクロック信号を生成し、シリアライザ１５１に供給する。シリアライザ１５１は、受け取ったデータをＰＬＬ１５４のクロック信号に同期したシリアル・データに変換し、トランスミッタ１３１を介してホストに出力する。また、レシーバ１３２を介して入力されたデータは、ＳＡＴＡ回路１５０に供給される。ＰＬＬ１５５は、オシレータ１２６からの信号に基づきクロック信号を生成し、ディシリアライザ１５２は、受け取ったデータをクロック信号に同期してパラレル・データに変換し、Ｉ／Ｏコントローラ１２８に出力する。

また、ＨＤＤは、後述するように、いくつかのパワー・セーブ・モードを有しており、例えばシステム・クロックの停止を伴うＨＤＤ全体的なパワー・セーブ・モードとしていわゆるスリープ・モードなどを有する。この場合、ＨＤＤは、ホストからの、クロックに拠らない制御信号をトリガとして、システム・クロックの停止を伴うパワー・セーブ・モードからの復帰処理を実行する。制御信号検出部１４０は、このクロックに拠らない制御信号を検出してオシレータ１２６を起動させ、システム・クロックの生成を開始させる。上記制御信号を使用することによって、システム・クロックが停止している場合であっても、ＨＤＤ１００はホストからの制御信号を受信することができる。

このように構成されたシリアル通信回路１２７は、コマンド、ユーザ・データなどの送受信の他、ホストとの間のシリアル通信を確立するため、上述したように、プリミティブとよばれる制御キャラクタの送受信を行う。このため、ホストとのシリアル通信維持のためにシリアル通信回路１２７が動作状態であることが必要であり、ＳＡＴＡ回路１５０に電力を供給する必要がある。したがって、従来のパラレルＡＴＡ方式に比してシリアル通信のための電力が新たに必要となる。

ところで、ＨＤＤ１００は、例えばパワーオンリセット（ＰＯＲ）解除（起動）後、ＳＰＭ１１４の回転を始動させる。この際、最大の駆動電流をＳＰＭ１１４に対して印加し、すばやくＳＰＭ１１４が定常回転となるようモータ・ドライバ１２１が制御される。ＳＰＭ１１４の回転始動時には、ＨＤＤ１００は最も大きな消費電流（以下、ピーク電流という。）を必要とする。したがって、例えば、ノート型のＰＣ等のように、ＨＤＤ１００に対して供給できる電力が限られているような装置の場合、ＳＰＭ１１４の回転始動時に必要なピーク電流を供給限度として設計される。しかしながら、シリアル通信のＨＤＤ１００においては、シリアル通信により増加する上述の電力によって、ピーク電流がパラレル通信のＨＤＤのピーク電流より大きくなる。したがって、従来のパラレル通信のＨＤＤのピーク電流を供給限度と仮定して設計されているシステムに対し、シリアルＡＴＡなどのシリアル通信を行うＨＤＤをそのまま接続したのでは、システムが供給しなければならない消費電流が設計値を上回ることになり、システム又はＨＤＤが動作しなくなる場合がある。

また、スピンドル・モータに印加する最大電流を小さくすることも考えられるが、その場合、所定の回転数に達するまで、すなわちＨＤＤが始動開始するまで時間がかかってしまう。例えば、シリアルＡＴＡには、パラレルＡＴＡに比べて１．５倍以上の転送速度を有する等、様々な優位点があるが、シリアルＡＴＡに準拠したＨＤＤを使用するにあたって、ホスト側の設計変更なしにシリアルＡＴＡのＨＤＤを接続できることがシステム全体のコスト面などにおいて望ましい。すなわち、パラレルＡＴＡのＨＤＤと同等のピーク電流にてＨＤＤ１００を動作させると共に、スピンドル・モータの回転始動から定常回転にいたるまでの時間も同程度に維持できることが望ましい。

そこで、本実施の形態においては、ＳＰＭに印加する駆動電流をパラレルのＨＤＤと同程度としつつ、装置が消費するピーク電流をパラレル通信の従来のＨＤＤと同等に抑えることができるシリアル通信のＨＤＤの制御方法を提案するものである。本実施の形態におけるＨＤＤの制御方法は、上述のノート型のＰＣ等、供給可能な最大電流が限られているシステム等に得に好適である。以下、本発明の理解を容易にするため、パラレルＡＴＡのＨＤＤの制御方法を従来例、通常のシリアルＡＴＡに定義されているStaggered Spin UpオプションによるＨＤＤの制御方法を比較例とし、これらと共に本実施の形態におけるＨＤＤの制御方法について説明する。

本実施の形態においては、ＨＤＤ１００にて必要となる消費電流が最も大きくなるＳＰＭの回転始動時、例えばＰＯＲ解除後において各回路を制御することで、ピーク電流の低減を図る。以下、ＰＯＲ解除後の回路制御をＰＯＲシーケンスという。図３〜図５は、それぞれ、パラレルＡＴＡのＨＤＤのＰＯＲシーケンス、通常のシリアルＡＴＡのＨＤＤのＰＯＲシーケンスの一例（Staggered Spin Upオプション）、及び本実施の形態におけるＨＤＤのＰＯＲシーケンスを示す図である。なお、本実施の形態においては、ＳＰＭの回転始動時の一例として電源投入時について説明するが、後述するように、電源投入時以外であってＳＰＭが回転停止し、これを始動させる際には、同様のシーケンスに従って回転始動させることでピーク電流をパラレル通信と同程度に抑えることができる。

図３に示すように、従来のパラレルＡＴＡのＨＤＤのＰＯＲシーケンスでは、ＰＯＲ解除後、ＨＤＣ／ＭＰＵ、Ｉ／ＯコントローラなどのＨＩＣの初期化が行われ、（ステップＳ３１）次いで、ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３によるメモリチェックを実行する（ステップＳ３２）。その後、ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３の制御のもと、モータ・ドライバ１２１によりＳＰＭ１１４に駆動電流が印加され、ＳＰＭ１１４の回転を始動する。ＳＰＭ１１４の回転が始動されると、ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３は、その回転数を監視し、ＳＰＭ１１４が定常回転に達するまで待機する。ＳＰＭ１１４の回転始動時には、最大の駆動電流Ｉｍａｘ１が印加され、上述の図１１に示したように、定常回転に近づくと駆動に要する電流値が減少していく。この回転始動時の電流がパラレルＡＴＡのＨＤＤの消費電流のピーク電流となる。ＳＰＭが定常回転を示す所定の回転数（回転速度）に達した後、メモリ１２４上に所定のテーブル及びマイクロ・コードをロードし、スタートアップ動作（ＰＯＲシーケンス）が完了したことを通知する信号をホストへ送信する。

一方、通常のシリアルＡＴＡでは、図４に示すように、ＰＯＲ解除後、ＨＤＣ／ＭＰＵ、Ｉ／Ｏコントローラに加えシリアル通信を行うＳＡＴＡ回路などのＨＩＣ部分の初期化が行われる（ステップＳ１１）。ＲＡＭ／ＲＯＭなどのメモリチェックはパラレルＡＴＡと同様に行われる（ステップＳ１２）。その後、通常のシリアルＡＴＡのＨＤＤにおいては、ホストとのシリアル通信を確立させるためにＳＡＴＡ回路がＭＰＵにより自動的に起動（OOD SEQUENCE開始）され、ホストとのリンクの確立（PHY_RDY）するまで一定時間待機する（ステップＳ１３）。こうしてシリアル通信が確立した後、ＳＰＭの回転を始動させる（ステップＳ１４）。なお、これは、シリアルＡＴＡのStaggered Spin-Upオプションに定義されているＰＯＲシーケンスである。このオプションは、複数のシリアルＡＴＡのＨＤＤがシステム（ホスト）に接続された場合に、始めにＨＤＤとシステムとのシリアル通信を確立させ、確立されたシリアル通信により、システム側で個々のシリアルＡＴＡのＨＤＤのモータの回転開始タイミングをずらすよう制御することで、システム全体の始動電流を低減させることができるようにするものである。複数台のＨＤＤをホストに接続する際の始動開始時期を分散させることで、ピーク電流を小さくできる。

すなわち、複数台のＨＤＤとホストとが接続されている場合は、ＳＡＴＡ回路の起動確立の後、ホストの制御のもと、各ＨＤＤのスピンドル・モータの回転始動のタイミングをずらすことでシステムに要するピーク電流を低く抑えることができる。そして、全てのＨＤＤのＳＰＭが定常回転となる回転数に達するまで待機し、その後、テーブル及びマイクロ・コードをロードするとスタートアップ動作が完了したことをホストへ送信する（ステップＳ１４〜Ｓ１６）。

図６は、ＰＯＲ解除直後乃至ＳＰＭが定常回転に達するまでに通信に使用するインターフェース部分にて消費される電流量を示す模式図である。図６（ａ）に示すようにタイミングｔ１に示すＰＯＲ解除直後からＳＰＭが定常回転となるタイミングｔ６までの間、パラレルＡＴＡのＨＤＤでは、ホストとのデータのやり取りを行わないため、インターフェース部分に要する電流はゼロである。これに対し、通常のシリアルＡＴＡのＨＤＤにおいては、ＰＯＲ解除後、ホストとのシリアル通信を確立するため、タイミングｔ２に示すＳＡＴＡ回路が起動するタイミングで所定の電流ΔＩを必要とする。すなわち、上述したように、シリアルＡＴＡにおいては、ホストとの間で磁気ディスクに書き込むユーザ・データや、ＨＤＤ１００に対する所定のコマンドの受信等がない場合であっても、ホストとの間にてシリアル通信を確立するために上述のプリミティブと呼ばれる制御キャラクタの送受信を行うため、ＳＡＴＡ回路１５０を動作させるΔＩの電流が常に必要となる。したがって、通常のシリアルＡＴＡのＨＤＤにおいては、パラレルＡＴＡのＨＤＤにてＳＰＭの回転始動時に必要である最大電流Ｉｍａｘ１に加え、シリアル通信のためのΔＩが必要となり、ピーク電流は、Ｉｍａｘ１＋ΔＩ＝Ｉｍａｘ２となる。すなわち、上述のStaggered Spin Upオプションでは、複数のＨＤＤをホストに接続する際、一度に要する消費電流を低減することができるものの、シリアル通信であるため、最少でもＩｍａｘ２の消費電流を要することになる。

このような通常のシリアルＡＴＡのＨＤＤに対し、本実施の形態におけるＨＤＤにおいては、シリアルＡＴＡで通常ＳＰＭの始動開始時に必要なピーク電流Ｉｍａｘ２を、パラレルＡＴＡのＨＤＤと略同等のＩｍａｘ１とするものである。このため、ＰＯＲ解除後のＰＯＲシーケンスにおいて、以下の方法にてＳＰＭ１１４の回転を始動する。

図５に示すように、先ず、ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３、及びＩ／Ｏコントローラ１２８及びＳＡＴＡ回路１５０などのＨＩＣ部分を初期化し、ＲＡＭ／ＲＯＭなどのメモリチェックを行う（ステップＳ１、Ｓ２）。これらの工程は、図４に示す通常のシリアル通信回路と同様に行われる。シリアルＡＴＡではＭＰＵが起動すると、上述したように、一般的にはシリアル通信にかかわる回路、すなわち、ＳＡＴＡ回路１５０等が起動し、ホストとの間のシリアル通信を確立させようとする。ここで、本実施の形態においては、シリアル通信回路１２７の少なくとも一部を休止する。具体的には、例えばシリアル通信回路１２７におけるＳＡＴＡ回路１５０に対する動作クロックの供給を止めることで、ＳＡＴＡ回路１５０を休止状態にする。

これにより、シリアル通信回路１２７がシリアル通信のために必要とするΔＩを不要とし、休止させている期間は、このΔＩの消費電流を節約することができる。すなわち、ＨＤＤをシリアルＡＴＡとした場合に新たに必要となるΔＩをＳＡＴＡ回路１５０の休止の期間は不要とすることができる。

そして、この状態でスピンドル・モータの回転を始動させ（ステップＳ４）、ＳＰＭ１１４の回転数が所定の基準値Ｍ１に達するまで待機する。ここで、所定の基準値Ｍ１に達するまでとは、ＳＰＭ１１４の回転に要する電流、すなわちＳＰＭ１１４に印加する駆動電流が所定の基準値より下回る回転数を示す。具体的には、ＳＡＴＡ回路１５０が消費する消費電流ΔＩ又はそれ以上の電流が、最大駆動電流Ｉｍａｘから低下した値とすることが好ましい。本実施の形態においては、ＳＡＴＡ回路１５０が起動していないため、ＳＰＭ１１４とＳＡＴＡ回路１５０との合計の消費電流は、ＳＡＴＡ回路を有しない、パラレルＡＴＡのＨＤＤと略同一となっているが、ＳＡＴＡ回路１５０を起動すると、ＳＡＴＡ回路１５０の消費電流ΔＩ分だけ上記合計の消費電流が増加する。これをパラレルＡＴＡのＨＤＤと同程度Ｉｍａｘ１とするためには、ＳＰＭ１１４の駆動電流がＩｍａｘ１からΔＩ低下したタイミング以降にＳＡＴＡ回路１５０を起動することが必要だからである。なお、本実施の形態においては、例えば予めＳＰＭ１１４の回転数と電流との関係を測定し、スピンドル系に要する電流が所定の基準値を下回った否かの判定を、ＭＰＵがＳＰＭ１１４の回転数（回転速度）を観測することで実行するものとするが、例えばスピンドル系に要する電流の値を直接観測し、上記基準値より下回るか否かを判定するようにしてもよい。

ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３は、ＳＰＭ１１４の回転数が所定の基準値Ｍ１に達したことを確認すると、ＳＡＴＡ回路１５０を起動する（ステップＳ６）。このＳＡＴＡ回路１５０の起動は、上述のステップＳ１３と同様であり、ＳＡＴＡ回路を起動し（OOB SEQUENCE開始）、ホストとのリンクを確立させる（PHY_RDY）。なお、リンクの確立（PHY_RDY）は、ホストに起動動作が完了したことを通知する前まであればよい。

その後、ＳＰＭ１１４が定常回転を示す回転数Ｍ２となるまで待機し（ステップＳ７）、テーブル及びマイクロ・コードをロードする（ステップＳ８）。こうして、一連のスタートアップ動作が完了し、ユーザ・データ、コマンド等を受信可能な状態になったことをホストへ送信する（ステップＳ９）。

この一連のＰＯＲシーケンスにおいては、図６（ｃ）に示すように、時刻ｔ１のＰＯＲ解除後、ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３が起動し、時刻ｔ２にてＳＡＴＡ回路１５０が起動するものの、ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３の制御により、ＳＰＭの回転始動の前にＳＡＴＡ回路１５０を休止モードに遷移させる（これをタイミングｔ３とする。）。このタイミングｔ３より、ＳＡＴＡ回路１５０が通常モードの際に消費する電流ΔＩが不要となる。その後、タイミングｔ４にてＳＰＭ１１４の回転が始動し、ＳＰＭ１１４の回転のために印加する電流値が所定の基準値を下回るまでのｔ４〜ｔ５の間、ＳＡＴＡ回路１５０の消費電流ΔＩを不要するため、シリアルＡＴＡのＨＤＤにおいても、ＳＰＭ１１４の回転始動の際、その消費電流をパラレルＡＴＡのＨＤＤと同等のピーク電流とすることができる。ＳＰＭ１１４に印加する電流値が所定の基準値を下まわるタイミングｔ５又はそれ以降にＳＡＴＡ回路１５０を起動する。ここで、本実施の形態においては、ＳＰＭ１１４に印加する駆動電流を低減しないため、ＳＰＭ１１４が定常回転に達するまでの時間（ｔ４〜ｔ６）は、パレレルＡＴＡと略同じ時間とすることができる。なお、ＳＰＭ１１４の回転始動のタイミングｔ４は、タイミングｔ３以降であればよい。また、ＳＡＴＡ回路１５０の一部を停止させるような場合は、システムが許す限度の印加電流となるようＳＰＭ１１４に印加する電流を低減させてもよいが、その場合においても、ＳＡＴＡ回路１５０が通常動作している場合に比して大きな電流を印加することができる。

ここで、シリアルＡＴＡにおいては、シリアル通信回路１２７に対して、Partial、Slumberという２つの省電力モード（休止モード）が規定されている。Partialモードは、ホストとのシリアル通信が可能な通常モード（Active mode）への遷移時間が１０μｓｅｃ以下と通常のコマンド実行時間に対して十分短く、スループットに影響を与えない休止モードである。また、Slumberモードは、通常モードへの遷移時間が１０ｍｓｅｃ以下の休止モードであり、スループットに影響を与えないとＨＤＣ／ＭＰＵ１２３が判断した場合又はホストが判断した場合にのみ遷移することができる休止モードである。Partialモードは、その遷移時間の制限から、例えばＳＡＴＡ回路１５０の一部のみに電力供給を停止することで実現される休止モードである。また、Slumberモードは、通常モードへの遷移時間が長く取れるため、例えばＳＡＴＡ回路１５０への電力供給を停止することができ、シリアル通信に必要なΔＩの消費電力を実質的に不要とすることができるモードとして設定することができる。これらのPartial、Slumberモードに遷移した場合、ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３は、必要に応じてＳＡＴＡ回路１５０の一部又は全部に対して電力を供給し、通常モードに遷移させる。

例えば、本実施の形態においては、ステップＳ２においてメモリテストが終了した後、マイクロ・コードに従ってＭＰＵがＳＡＴＡ回路１５０をSlumberモードに遷移させることで、ＳＡＴＡ回路の休止モードを実現させることができる。なお、シリアル通信回路１２７は、Slumberモードに限らず、例えばPartialモードに遷移させてもよい。PartialモードであってもＳＡＴＡ回路１５０の電流消費をある程度低減することができ、ＨＤＤ１００が接続されるシステム等の条件に応じてPartialモードに遷移するものとしてもよい。または、必要に応じて、SlumberとPartialを適宜選択するようにしてもよい。

また、本実施の形態においては、ＰＯＲシーケンスの一部として、ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３がメモリチェックを行った後、シリアル通信回路１２７を省電力モードに遷移させるものとして説明したが、上述のSlumberモード、Partialモードへの遷移は、ＭＰＵが動作可能であれば実行することができ、メモリテスト前にシリアル通信回路１２７を省電力モードにするようにしてもよい。

以上はＰＯＲ解除後のＰＯＲシーケンスとして説明したが、その他の場合であってもＳＰＭの回転始動をする場合であれば同様のシーケンスにて同様の効果を奏する。例えば、ＨＤＤには、シリアル通信回路１２７の省電力モードとは別に、パラレルＡＴＡなどにおいても同様に設けられているＨＤＤ全体の省電力モード（パワーセーブモード）がある。これらは、例えばスタンバイ、スリープなどと呼ばれるモードであり、装置全体がアクティブになる通常のモード（アクティブモード）への遷移時間に応じて複数のパワー・セーブ・モードが用意されている。例えばスタンバイ・モードは、オシレータ１２６及びシステム・クロック・ジェネレータ１２９は動作状態とし、モータ・ドライバ１２１、Ｒ／Ｗチャネル１２３、ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３及びメモリコントローラ１２４は停止状態とされるようなモードである。この場合、オシレータ１２６及びシステム・クロック・ジェネレータ１２９は動作しているため、クロックが生成され、Ｉ／Ｏコントローラ１２８及びシリアル通信回路１２７は動作状態にあり、ホストとシリアル通信可能な状態とされる。この場合、ホストからの要求に応じてアクティブ・モードに復帰する。

また、スリープ・モードでは、オシレータ１２６及びシステム・クロック・ジェネレータ１２９も停止される。この場合、図２におけるアナログ・フロント・エンド１３０及び制御信号検出部１４０以外の全ての回路が停止する。オシレータ１２６及びシステム・クロック・ジェネレータ１２９も停止状態にある場合は、ソフト・リセット、ハード・リセット（例えば、シリアルＡＴＡにおけるCOMWATE、COMRESETがその一例である）によってＨＤＤを通常のアクティブ・モードに復帰させることができる。なお、ハード・リセットはＨＤＤのＨＤＣ／ＭＰＵなどの制御部を初期化してしまうため、ホストからのソフト・リセットによる復帰処理が必要とされる。シリアルＡＴＡにおいては、ソフト・リセットは、ＦＩＳの転送を伴うため、COMWAKEによりオシレータ１２６及びシステム・クロック・ジェネレータ１２９を起動させ、ＦＩＳの転送を可能とし、ソフト・リセットをホストから受領し、マイクロ・コードによる復帰処理が行われる。

本発明は、これらスタンバイ又はスリープなどのパワー・セーブ・モードにおいて、ＳＰＭ１１４を停止状態から回転始動させる場合であっても同様に適用することができる。すなわち、ＨＤＤ１００がホストからの復帰要求を受けパワー・セーブ・モードからアクティブ・モードに復帰する際、先ず、シリアル通信回路１２７がシリアル通信しているか否かを判定する。例えばスタンバイ・モードであれば、シリアル通信回路１２７はホストとのシリアル通信を維持するために消費電流ΔＩを消費しているため、ＳＰＭ１１４の回転を始動する前にシリアル通信回路１２７を休止モードに設定する。そして、ＳＰＭ１１４の回転を始動し、その回転数が所定の基準値に達するまで待機した後、シリアル通信回路１２７を通常モードに遷移させ、ＳＰＭ１１４が定常回転する。

また、スリープ・モードなどのオシレータ１２６及びシステム・クロック・ジェネレータ１２９が停止状態にあるときは、ＳＡＴＡ回路１５０も停止状態であり、シリアル通信も停止されている。したがって、シリアル通信回路１２７にて消費電流ΔＩは消費されていないが、ホストからの復帰要求によりオシレータ１２６及びシステム・クロック・ジェネレータ１２９、ＨＤＣ／ＭＰＵ１２３が復帰すると、シリアル通信回路１２７のシリアル通信を確立させるよう設定されている場合は、上述と同様、ＳＰＭ１１４の回転始動前にシリアル通信回路１２７を休止させる。また、ＰＯＲ解除後、又はパワー・セーブ・モードにおいてシリアル通信回路１２７も休止し、ホストからの復帰要求に対してシリアル通信回路１２７が起動又は自動的に通常モードに遷移しない場合、すなわち、ＭＰＵの制御によってのみ起動又は通常モードに遷移するような場合は、ＳＰＭ１１４を回転始動させ、回転数が所定の基準値以上となった時点でシリアル通信回路１２７を起動又は通常モードに遷移させればよい。

また、本実施の形態においては、シリアル通信回路１２７を休止モードにする場合、上述のSlumberモードに設定する。Slumberは、例えばシリアライザ／ディシリアライザ１５３及びＰＬＬ１５４、１５５を休止状態にするシリアル通信回路１２７の省電力モードとして予め用意されている休止モードである。ホストとのユーザ・データ又はコマンドのやり取りが一定期間ない場合には、シリアル通信回路１２７を、ＭＰＵ又はホストの制御によってSlumber又はPartialに設定することで電力消費を低減するために設けられる。本実施の形態においても、この休止モードを利用して、ＳＰＭ１１４の回転始動から所定期間、シリアル通信回路１２７を休止モードとすることができる。なお、シリアルＡＴＡのように、Slumber又はPartialなどの休止モードが設定されている場合はこれを利用することができるが、その他、ＳＰＭ１１４の回転始動時からの所定期間のシリアル通信を停止させ、シリアル通信回路１２７に要する消費電力を低減する方法であれば、Slumber又はPartialの休止モードに限るものではない。

次に、本実施の形態における効果について更に詳細に説明する。図７（ｂ）、図９（ｂ）は、それぞれ異なるＨＤＤにおいて、本実施の形態におけるＰＯＲシーケンスにしたがってＳＰＭの回転を始動させた場合を示すグラフ図である。また、図８及び図１０は、それぞれ図７（ｂ）及び図９（ｂ）におけるタイミングｔ１〜ｔ４部分を拡大して示す図である。なお、図７（ａ）、図９（ａ）に示すのは、シリアルＡＴＡの通常のＰＯＲシーケンスに従って起動動作を行った例を示す比較例である。図７乃至図１０において、縦軸は、ＳＰＭ及びシリアル通信回路にて消費される電流値を示し、横軸は時間を示す。シリアル通信回路は、上述の実施の形態においては、ＳＡＴＡ回路１５０を示す。

図７（ａ）、図９（ａ）に示すように、シリアルＡＴＡのＨＤＤを通常のＰＯＲシーケンスに従って起動すると、ＰＯＲ解除でＨＤＣ／ＭＰＵが起動し、これによりＳＡＴＡ回路も起動する。なお、図７（ａ）、図９（ａ）においては、ＰＯＲ解除のタイミング（ｔ１）、ＭＰＵの起動のタイミング、ＳＡＴＡ回路の起動のタイミングｔ２が略同一である。そして、各回路の起動が確立すると、ＳＰＭが回転始動され、電流がピーク値Ｉｍａｘ２となる。このＩｍａｘ２は、上述したように、シリアル・インターフェース部分にて消費される電流ΔＩを含むものである。

これに対し、図７（ｂ）、図８、図９（ｂ）、図１０に示すように、本発明を適用したＰＯＲシーケンスに従ってＨＤＤを起動した場合、ＰＯＲ解除（ｔ１）と略同時にＭＰＵが起動し、ＳＡＴＡ回路も起動される（ｔ２）が、ＭＰＵの起動が確立すると直ちにＳＡＴＡ回路が休止モードに遷移される。そして、その後にＳＰＭを回転始動するため、回転始動のタイミングｔ４における電流のピークＩｍａｘ２は、パラレルＡＴＡのＨＤＤと同程度の値となり、ＳＡＴＡ回路の起動後にＳＰＭを起動する図７（ｂ）、図８（ａ）に示す比較例のピーク電流Ｉｍａｘ２に比して、ピーク電流が小さくなっている。

以上、詳述したように、本実施の形態のいては、シリアル通信のＨＤＤにおいて必ず必要となるシリアル通信のための消費電流を、ＳＡＴＡ回路を休止させることで不要とし、ＳＰＭ回転始動時のピーク電流をパラレル通信のＨＤＤと同等に抑えることができ、ＨＤＤを接続するホストの電流容量の変更を不要とすると共に、ＳＰＭの回転始動に要する電流は従来と同等とすることで、ＳＰＭが定常回転となるまでの時間も略同程度とすることができる。

このことにより、パラレル通信のＨＤＤ用に設計されているようなホストに対しても、設計変更させることなく、シリアルＡＴＡのＨＤＤを適用することができ、電流ピーク値をパラレルと同等に維持できるため、電流値が設計値を上回ってシステムが動作しない等の問題を回避することができる。

なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。上述したように、本実施の形態においては、ＰＯＲ解除後の動作として説明したが、ＳＰＭを回転始動させる場合に上述と同様の方法を適用できることは言うまでもない。例えば、ＨＤＤのスタンバイ、スリープなどのパワー・セーブ・モードにおいてＳＰＭを停止状態から回転始動する場合においても、同様の手順にて一旦シリアル通信部分を休止させることで、ＳＰＭの回転始動時に必要な電流を最小限に抑えることができる。

また、本実施の形態においては、シリアルＡＴＡのＨＤＤとして説明したが、他のシリアル通信のＨＤＤであっても同様に適用することができる。さらに、各処理と論理構成との関係は上記例に限定されるものではない。例えば、図２における各回路ブロックは、必要に応じて１又は複数のチップに集積することができる。また、本実施形態において、ヘッド素子部１２は、書き込み及び読み出し処理を行うことができる記録再生ヘッドであるが、再生のみを行う再生専用装置に本発明を適用することも可能である。尚、本発明は磁気ディスク記憶装置に特に有用であるが、光ディスク記憶装置など、記憶媒体を駆動する他の態様の記憶装置に適用することが可能である。

本発明の実施の形態にかかるハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）の概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態にかかるＨＤＤのシリアル通信回路の詳細を説明するためのブロック図である。 パラレルＡＴＡのHDDにおけるＰＯＲシーケンスを示す図である。 シリアルＡＴＡのStaggered Spin UpオプションにおけるＰＯＲシーケンスを示す図である。 本発明の実施の形態におけるＨＤＤのＰＯＲシーケンスを示す図である。 ＰＯＲ解除直後乃至ＳＰＭが定常回転に達するまでに通信に使用するインターフェース部分にて消費される電流量を示す図であって、（ａ）はパラレルＡＴＡのＨＤＤ（従来例）、（ｂ）はシリアルＡＴＡのStaggered Spin Upオプションを採用するＨＤＤ（比較例）、（ｃ）は、本発明の実施の形態におけるＨＤＤの電流量を示す模式図である。 本発明の効果を説明する図であって、（ａ）は比較例にかかるＰＯＲシーケンスの時間と電流との関係を示すグラフ図、（ｂ）は、本発明の実施例にかかるＰＯＲシーケンスの時間と電流との関係を示すグラフ図である。 図７（ｂ）の一部を拡大して示すグラフ図である。 同じく、本発明の効果を説明する図であって、（ａ）は比較例にかかるＰＯＲシーケンスの時間と電流との関係を示すグラフ図、（ｂ）は、本発明の実施例にかかるＰＯＲシーケンスの時間と電流との関係を示すグラフ図である。 図９（ｂ）の一部を拡大して示すグラフ図である。 シリアルＡＴＡのＨＤＤとパラレルＡＴＡのＨＤＤにおける起動後の消費電流の推移を示す模式図である。

符号の説明

１１０ 筺体、１１１ 磁気ディスク
１１２ ヘッド素子部、１２０ 回路基板
１２１ モータ・ドライバ、 １２２ Ｒ／Ｗチャネル
１２５ メモリ、１３４ メモリコントローラ
１２４ 入出力回路、１３１ チャネル
１２６ オシレータ、１２７ シリアル通信回路
１２８ Ｉ／Ｏコントローラ、１２９ システム・クロック・ジェネレータ

Claims (20)

1. 外部とシリアル通信を行うシリアル通信回路と、
   ディスクを回転するスピンドル・モータと、
   前記スピンドル・モータ及びシリアル通信回路を制御する制御部とを有し、
   前記制御部は、前記スピンドル・モータの回転数が所定の基準値以上の場合に前記シリアル通信回路による前記外部との通信を開始させるディスク装置。
2. 前記制御部は、前記スピンドル・モータの回転数が所定の基準値に達するまで前記シリアル通信回路の少なくとも一部を休止させる
   ことを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
3. 前記制御部は、前記シリアル通信回路の少なくとも一部を休止させた後、前記スピンドル・モータの回転を始動させる
   ことを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
4. 前記制御部は、前記スピンドル・モータを起動する際、前記シリアル通信回路が起動している場合には、前記シリアル通信回路の少なくとも一部を休止させた後、前記スピンドル・モータの回転を始動させる
   ことを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
5. 前記シリアル通信回路の少なくとも一部を休止させる１以上の休止モードを有し、
   前記制御部は、前記スピンドル・モータの回転を始動させる前に前記シリアル通信回路を前記１以上の休止モードのいずれか一の休止モードに設定する
   ことを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
6. 前記シリアル通信回路は、前記外部から受信したシリアル信号をパラレル信号に変換し、前記外部へ送信する信号をシリアル信号に変換する変換回路を有し、
   前記制御部は、前記スピンドル・モータの回転始動から所定の回転数に達するまでの期間、前記変換回路を休止させる
   ことを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
7. 前記シリアル通信回路が前記外部と通信する通常モードと、前記シリアル通信回路の少なくとも一部を休止させる複数の休止モードとを有し、
   前記制御部は、前記スピンドル・モータの回転数が所定の基準値に達するまで前記シリアル通信回路を前記複数の休止モードのうち通常モードへの遷移時間が１０ｍｓｅｃ以下の休止モードに設定する
   ことを特徴とする請求項１記載のディスク装置の制御方法
8. 前記シリアル通信回路は、シリアルＡＴＡ規格に準拠したものである
   ことを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
9. シリアルＡＴＡ規格に準拠したハード・ディスク・ドライブである
   ことを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
10. 外部とシリアル通信を行うシリアル通信回路と、
    ディスクを回転するスピンドル・モータと、
    前記スピンドル・モータ及びシリアル通信回路を制御する制御部とを有し、
    前記制御部は、前記スピンドル・モータに印加する駆動電流が所定の基準値以下の場合に前記シリアル通信回路による前記外部との通信を開始させるディスク装置。
11. 前記制御部は、前記スピンドル・モータに印加する駆動電流が所定の基準値に達するまで前記シリアル通信回路の少なくとも一部を休止させる
    ことを特徴とする請求項１０記載のディスク装置。
12. 前記制御部は、前記シリアル通信回路の少なくとも一部を休止させた後、前記スピンドル・モータに駆動電流を印加する
    ことを特徴とする請求項１０記載のディスク装置。
13. 外部とシリアル通信を行うシリアル通信回路と、ディスクを回転するスピンドル・モータとを有するディスク装置の制御方法であって、
    前記前記スピンドル・モータの回転数を監視し、
    前記回転数が所定の基準値以上の場合に、前記シリアル通信回路による前記外部とのシリアル通信を開始させるディスク装置の制御方法。
14. 前記回転数が所定の基準値に達するまでの所定期間、前記シリアル通信回路の少なくとも一部を休止させる
    ことを特徴とする請求項１３記載のディスク装置の制御方法。
15. 前記スピンドル・モータの回転を始動させる際に前記シリアル通信回路による前記外部とのシリアル通信が実行されている場合には、前記シリアル通信回路を、前記シリアル通信回路の少なくとも一部を休止させる１以上の休止モードのいずれか一の休止モードに設定する
    ことを特徴とする請求項１３記載のディスク装置の制御方法。
16. 前記所定の基準値は、前記スピンドル・モータに印加する駆動電流が所定の値以下になる回転数である
    ことを特徴とする請求項１３記載のディスク装置の制御方法。
17. 前記シリアル通信回路の少なくとも一部を休止させる前記所定期間は、前記スピンドル・モータに印加する駆動電流が回転始動時の最大値から前記シリアル通信回路を起動するために必要な電流値分低下するまでに要する期間である
    ことを特徴とする請求項１４記載のディスク装置の制御方法。
18. 前記シリアル通信回路を、前記シリアル通信回路が前記外部とのシリアル通信を実行する通常モードから、前記１以上の休止モードのうち前記通常モードへの遷移時間が１０μｓｅｃ以下の休止モードに遷移させ、
    前記スピンドル・モータの回転を始動させる
    ことを特徴とする請求項１３記載のディスク装置の制御方法。
19. パワーオンリセット解除後に自動的に起動する前記シリアル通信回路を休止させ、
    前記休止の後に前記スピンドル・モータの回転を始動させ、
    前記スピンドル・モータの前記回転数が所定の基準値に達した後、前記シリアル通信回路を起動する
    ことを特徴とする請求項１３記載のディスク装置の制御方法。
20. パワーオンリセット解除後に前記制御部を初期化し、
    メモリのテストを実行し、
    前記パワーオンリセット解除後に自動的に起動する前記シリアル通信回路を休止させた後、前記スピンドル・モータの回転を始動させ、
    前記スピンドル・モータの前記回転数を監視し、前記回転数が所定の基準値に達した後、前記シリアル通信回路を起動する
    ことを特徴とする請求項１３記載のディスク装置の制御方法。

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