JP3688670B2

JP3688670B2 - データ書き込み方法及びデータ貯蔵システム

Info

Publication number: JP3688670B2
Application number: JP2002260860A
Authority: JP
Inventors: ウォンチョルヤン
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2002-09-06
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2022-09-06
Also published as: JP2003157505A; GB2381937A; KR100468716B1; KR20030021679A; US7466505B2; GB0220386D0; GB2381937B; US20040179286A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，データ書き込み方法及びデータ貯蔵システムに係り，特に，記録モード実行前にダミー書き込みを実行してヘッドポールチップを十分に熱膨脹させ，データ貯蔵システムの性能を改善したデータ書き込み方法及びデータ貯蔵システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクドライブは，コンピュータなどの補助記憶装置のうち一つであって，磁気ヘッドによってディスクに記録されたデータを再生し，またはディスクに新しいデータを記録する。このようなハードディスクドライブは，年々高容量化，高密度化，及び，小型化が進んでいる。ディスクの回転方向の密度であるＢＰＩ（ＢｉｔＰｅｒＩｎｃｈ）と，厚さ密度であるＴＰＩ（ＴｒａｃｋｓＰｅｒＩｎｃｈ）は益々増大し，さらに精密で迅速なヘッドの位置制御方法や精巧なメカニズムが要求されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，ヘッドを構成するポールチップは温度によって熱膨脹する特性がある。このため，記録初期にはポールチップが収縮されていて，記録電流によってポールチップが熱膨脹し，一定時間記録電流が印加された後になって飽和状態まで熱膨脹する。
【０００４】
すなわち，記録前は周囲の温度によってポールチップが図５（ａ）のように収縮されている。図５(a)−(c)は，記録電流によるヘッドポールチップの熱膨脹状態を示した概念図である。記録命令によって記録電流が流れれば，図５（ｂ）のように記録電流が流れる前のポールチップの収縮された状態で一定時間記録電流により十分に温度が上昇し，図５（ｃ）のようにポールチップが飽和状態になるまで熱膨脹する。
【０００５】
このため，ディスク表面からのヘッドのフライング高さが変化する。記録初期のフライング高さはポールチップが熱膨脹されるまで一時的に高まるので，記録初期に記録された信号を再生すると再生される信号のレベルが低下する現象が発生する。これにより，記録初期のセクタに記録されたデータの再生時にエラーが発生する問題点があった。特に周囲の温度が低温である場合には，記録初期のセクタでエラーが発生する確率がさらに高まる問題点があった。
【０００６】
本発明は上述した問題点を解決するために，記録開始前にダミー書き込みによってポールチップを飽和状態まで十分に熱膨脹させ，その後に記録モードを実行するデータ書き込み方法及びデータ貯蔵システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために，本発明によるデータ貯蔵のデータ書き込み方法は，（ａ）記録命令が入力されたか否かを判断する段階と，（ｂ）段階（ａ）の判断の結果，記録命令が入力された場合に，所定時間以上ダミー書き込みモードを実行する段階と，（ｃ）ダミー書き込みモードを終了した後，記録モードを実行する段階とを含み，上記所定時間は，ダミー書き込み電流によってヘッドのポールチップが飽和状態になるまで熱膨脹される最小時間以上であることを特徴とする。
【０００７】
また，上記他の課題を解決するために，本発明によるデータ貯蔵システムは，貯蔵媒体からのデータ再生及び貯蔵媒体にデータを記録する一連のプロセスを制御するコントローラを含むデータ貯蔵システムであって，コントローラはホストコンピュータから記録命令が入力される場合に，記録モード実行前に所定時間以上ダミー書き込みプロセスを実行するハードウェアまたは／及びソフトウェアを含み，上記所定時間は，ダミー書き込み電流によってヘッドのポールチップが飽和状態になるまで熱膨脹される最小時間以上であることを特徴とする。
【０００８】
上記いずれかの構成により，データ貯蔵システムにおける性能が改善される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下，添付した図面を参照して本発明の望ましい実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１０】
図１は，本発明が適用される一実施の形態のハードディスクドライブ１０の構成を示す平面図である。ドライブ１０は，スピンドルモータ１４によって回転される少なくとも一つの磁気ディスク１２を含んでいる。ドライブ１０は，ディスク表面１８に隣接して位置した変換器（図示せず）も含んでいる。
【００１１】
変換器は，それぞれのディスク１２の磁界を感知して磁化させることによって回転するディスク１２から情報を読み出し（Ｒｅａｄ），ディスク１２へ書き込み（Ｗｒｉｔｅ）できる（Ｒ／Ｗ）。通常変換器は各ディスク表面１８に結合されている。たとえ単一の変換器で説明されていても，これはディスク１２を磁化させるための記録用変換器と，ディスク１２の磁界を感知するための分離された読み出し用変換器とよりなっていてもよい。読み出し用変換器は，例えば，磁気抵抗（ＭＲ：Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子より構成される。
【００１２】
変換器は，ヘッド２０に統合されていてもよい。ヘッド２０は，変換器とディスク表面１８との間に空気ベアリングを生成させる構造よりなっている。ヘッド２０は，ヘッドスタックアセンブリ（ＨＳＡ）２２に結合されている。ＨＳＡ２２は，ボイスコイル２６を有するアクチュエータアーム２４に取り付けられている。ボイスコイル２６は，ボイスコイルモータ（ＶＣＭ：ＶｏｉｃｅＣｏｉｌＭｏｔｏｒ）３０を制御するマグネティックアセンブリ２８に隣接して位置している。ボイスコイル２６に供給される電流は，ベアリングアセンブリ３２に対してアクチュエータアーム２４を回転させるトルクを生じる。アクチュエータアーム２４の回転は，ディスク表面１８を横切って変換器を移動させる。
【００１３】
情報は，ディスク１２の環状トラック内に貯蔵される。図４に示されたように，各トラック３４は一般に複数のセクタを含んでいる。各セクタは，データフィールドと識別フィールドとを含むデータセクタ（Ｄ_０，Ｄ_１，Ｄ_２など）とサーボセクタ（ＳＶ_０，ＳＶ_１など）とより構成されている。そして，各データセクタの間には，インターセクタギャップ（ＩＳＧ；ＩｎｔｅｒＳｅｃｔｏｒＧａｐ）（Ｇ）領域が存在する。また，識別フィールドは，セクタ及びトラックを識別するグレーコードを含んでいる。変換器は他のトラックにある情報を読み出したり記録するために，ディスク表面１８を横切って移動する。
【００１４】
図２は，ハードディスクドライブ１０を制御できる本発明の実施の形態が適用される電気回路システム４０を示している。システム４０は，Ｒ／Ｗチャンネル回路４４及びプリアンプ回路４６によってヘッド２０に結合されたコントローラ４２を含んでいる。コントローラ４２は，デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ），マイクロプロセッサ，マイクロコントローラなどである。コントローラ４２は，ディスク１２から情報を読み出し，または，書き込みするために，Ｒ／Ｗチャンネル４４に制御信号を供給する。情報はＲ／Ｗチャンネルからホストインターフェース回路４７に伝送される。ホストインターフェース回路４７は，パソコンのようなシステムにディスクドライブをインターフェースするためのバッファメモリ及び制御回路を含んでいる。
【００１５】
Ｒ／Ｗチャンネル回路４４は，再生モードではヘッド２０から読出されてプリアンプ回路４６で増幅されたアナログ信号をホストコンピュータ（図示せず）が判読できるデジタル信号に変調してホストインターフェース回路４７に出力し，ホストコンピュータから使用者データをホストインターフェース回路４７を通じて受信して，ディスクに記録できるように記録電流に変換してプリアンプ回路４６に出力させるように信号処理を実行する。
【００１６】
コントローラ４２は，ボイスコイル２６に駆動電流を供給するＶＣＭ駆動回路４８にも結合されている。コントローラ４２は，ＶＣＭの励起及び変換器の動きを制御するために駆動回路４８に制御信号を供給する。
【００１７】
コントローラ４２は，読み出し専用メモリ（ＲＯＭ：ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）またはフラッシュメモリ素子５０のような不揮発性メモリ及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）素子５２に結合されている。メモリ素子５０，５２は，ソフトウェアルーチンを実行させるためにコントローラ４２によって使用される命令語及びデータを含んでいる。ソフトウェアルーチンの例として，あるトラックから他のトラックに変換器を移動させるシークルーチン，及び，トラック内で目標セクタを捜し出す追従ルーチンなどがある。シークルーチンは，変換器を正確なトラックに移動させるためのサーボ制御ルーチンを含んでいる。例えば，メモリ素子５０は，変換器の加速度，速度及び位置軌跡方程式などを含んでいる。
【００１８】
図３は，本発明の実施の形態のデータ貯蔵システムでのダミー書き込み方法のフローチャートである。メモリ素子５０，５２には図３に示された記録モード実行前にダミー書き込みを実行するダミー書き込み実行プログラムが貯蔵されている。
【００１９】
このダミー書き込み実行プログラムにより，コントローラ４２はホストインターフェース回路４７から記録命令が入力される場合に，メモリ素子５０，５２に貯蔵されたダミー書き込み実行プログラムを起動して目標トラックに変換器を移動させてから，目標トラックのＩＳＧでダミー書き込みモードを実行した後に正常的な書き込みモードを実行するように周辺回路を制御する。
【００２０】
次に，具体的にダミー書き込み実行プログラムによる制御動作を，図３のフローチャートを中心に説明する。
【００２１】
まず，段階４０１で，初期値に該当する臨界値Ｎｏを設定してメモリ素子５０，５２に貯蔵する。ここで，臨界値Ｎｏは，ＩＳＧ領域でのダミー書き込み電流によってヘッドのポールチップを飽和状態まで熱膨脹させうる最小のＩＳＧの個数を含むセクタ数に決定し，一実施の形態として１／２トラックのセクタ数と決定できる（段階４０１）。
【００２２】
段階４０２で，ホストインターフェース回路４７から記録命令がコントローラ４２に入力されれば（段階４０２），段階４０３で，コントローラ４２はヘッド２０が位置するディスクの現在トラックから目標トラックにヘッド２０を含む変換器を移動させるように，ＶＣＭ駆動回路４８を制御するシークモードを実行する（段階４０３）。
【００２３】
段階４０４で，コントローラ４２はシークモードの実行によってヘッド２０が目標トラックに到達した場合に，追跡する目標セクタとヘッドが位置する現在のセクタとの差に該当する追跡するセクタ数Ｎｓを演算する（段階４０４）。
【００２４】
そして，段階４０５で，メモリ素子５０，５２に貯蔵された臨界値Ｎｏを読み出して，段階４０４で演算された追跡するセクタ数Ｎｓと比較する（段階４０５）。
【００２５】
段階４０５の比較結果，追跡するセクタ数Ｎｓが臨界値Ｎｏより大きいか，または同じ場合には，段階４０６，段階４０７で，目標セクタを追従しながらＩＳＧを検出する（段階４０６，４０７）。この場合には，追跡するセクタ区間に含まれているＩＳＧでのダミー書き込みを実行すれば，ヘッドポールチップが飽和されるまで十分に熱膨脹される条件に該当する。
【００２６】
図４は，ディスクの一般的なデータフォーマットを示した説明図である。ハードディスクは複数のトラックよりなり，各トラックは複数のセクタよりなっている。そして各セクタは，データフィールドと識別フィールドとを含むデータセクタ（Ｄ_０，Ｄ_１，Ｄ_２など）と，サーボセクタ（ＳＶ_０，ＳＶ_１など）とより構成されており，図４に示されたように，各データセクタの間には，ＩＳＧ領域（Ｇ）が存在する。
【００２７】
コントローラ４２は，段階４０８で，検出されたＩＳＧ領域でダミー書き込みを実行するようにＲ／Ｗチャンネル回路４４及びプリアンプ回路４６を制御する（段階４０８）。
【００２８】
これにより，目標セクタ位置にヘッドが到達するまで検出されるＩＳＧ領域にダミー書き込みが実行される。このようなダミー書き込み実行によって，ヘッドポールチップは記録モード実行前に飽和状態まで熱膨脹される。
【００２９】
そして，目標セクタが検出された場合には，段階４１０で，ダミー書き込みモードを終了し，ホストインターフェース回路４７から伝送されるデータを記録するための記録モードを実行する（段階４１０）。
【００３０】
しかし，段階４０５の比較結果，追跡するセクタ数Ｎｓが臨界値Ｎｏより小さい場合には，追跡するセクタ区間に含まれたＩＳＧでのダミー書き込み実行によってヘッドポールチップが飽和状態まで熱膨脹されない条件に該当する。このため，１つのトラックに含まれたＩＳＧにダミー書き込みを実行した後に反復して目標セクタを追従するように，次のように制御する。
【００３１】
すなわち，段階４０５の比較結果，追跡するセクタ数Ｎｓが臨界値Ｎｏより小さい場合には，段階４１１で，カウンタＣをリセットする（段階４１１）。そして，段階４１３で，目標セクタを追跡する追従モードを実行しながらトラック内でＩＳＧを検出する（段階４１３）。そして，段階４１４で，検出されるＩＳＧ領域にダミー書き込みを実行しながら，段階４１５で，目標セクタに到達するかどうかを判断する（段階４１４，４１５）。
【００３２】
段階４１５で，目標セクタに到達した場合には（段階４１５），段階４１６で，カウンタＣの値が’１’であるかどうかを判断する（段階４１６）。
【００３３】
もし，段階４１６の判断の結果，カウンタＣの値が’１’でない場合には，段階４１７で，Ｃに１を足した後に段階４１２にフィードバックさせて追従された結果を無視し，再び目標セクタ追従を反復実行する（段階４１７）。
【００３４】
そして，段階４１６の判断の結果，カウンタＣの値が’１’である場合には，１つのトラックのあらゆるＩＳＧ領域にダミー書き込みを実行したケースに該当するので，ヘッドポールチップは飽和状態まで熱膨脹される。したがって，この場合には，段階４１０で，検出された目標セクタでホストインターフェース回路４７から伝送されるデータを記録するための記録モードを実行するように制御する（段階４１０）。
【００３５】
上述したように，本発明の実施の形態によれば，データ貯蔵システムで記録モード実行前にＩＳＧにダミー書き込みを実行してヘッドポールチップを飽和状態まで熱膨脹させるように制御することによって，記録モード初期のセクタに記録される信号のレベルが低下してエラーが発生する品質問題を改善する効果がある。
【００３６】
以上，添付図面を参照しながら本発明のデータ書き込み方法及びデータ貯蔵システムの好適な実施の形態について説明したが，本発明はこれらの例に限定されない。いわゆる当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３７】
本発明は，方法，装置，システムで実行できる。ソフトウェアで実行するとき，本発明の構成手段は必要な作業を実行するコードセグメントである。プログラムまたはコードセグメントは，プロセッサー判読可能媒体に貯蔵され，または伝送媒体または通信網で搬送波と結合されたコンピュータデータ信号によって伝送できる。プロセッサー判読可能媒体は，情報を貯蔵または伝送できるいかなる媒体も含む。プロセッサー判読可能媒体の例には，電子回路，半導体メモリ素子，ＲＯＭ，フラッシュメモリ，消去可能なＲＯＭ（ＥＲＯＭ：ＥｒａｓａｂｌｅＲＯＭ），フロッピー（登録商標）ディスク，光ディスク，ハードディスク，光ファイバ媒体，無線周波数（ＲＦ）網などがある。コンピュータデータ信号は，電子網チャンネル，光ファイバ，空気，電磁界，ＲＦ網などの伝送媒体上に伝播できるいかなる信号も含まれる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明により，記録初期に発生するエラー発生率を改善したデータ書き込み方法及びデータ貯蔵システムが提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は，本発明の実施形態のハードディスクドライブ構成の平面図である。
【図２】図２は，本発明の実施形態のハードディスクドライブを制御する電気システムの回路図である。
【図３】図３は，本発明の実施形態のデータ貯蔵システムでのダミー書き込み方法のフローチャートである。
【図４】図４は，ディスクの一般的なデータフォーマットを示した説明図である。
【図５】図５（ａ）−（ｃ）は，記録電流によるヘッドポールチップの熱膨脹状態を示した概念図である。
【符号の説明】
１０ハードディスクドライブ
１２磁気ディスク
１４スピンドルモータ
１８ディスク表面
２０ヘッド
２２ヘッドスタックアセンブリ（ＨＳＡ）
２４アクチュエータアーム
２６ボイスコイル
２８マグネティックアセンブリ
３０ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
３２ベアリングアセンブリ
３４トラック

Claims

データ貯蔵システムのデータ書き込み方法であって，
（ａ）記録命令が入力されたか否かを判断する段階と，
（ｂ）前記段階（ａ）の判断の結果，記録命令が入力された場合に，ダミー書き込みをするセクタ数を演算し，前記演算されたセクタ数に応じて所定時間以上，トラックの所定領域にダミー書き込みを実行する段階と，
（ｃ）前記ダミー書き込みを終了した後，記録モードを実行する段階とを含み，
前記所定時間は，ダミー書き込み電流によってヘッドのポールチップが飽和状態になるまで熱膨脹される最小時間以上であることを特徴とする，データ貯蔵システムのデータ書き込み方法。
前記所定の領域は，目標トラックのインターセクタギャップ領域であることを特徴とする，請求項１に記載のデータ貯蔵システムのデータ書き込み方法。
前記段階（ｂ）は，
（ｂ１）前記記録命令が入力された場合に，ヘッドを目標トラックに移動させるシークモードを実行する段階と，
（ｂ２）前記シークモードの実行を完了した後，ヘッドが位置する現在のセクタから目標セクタまで追跡するセクタ数を演算する段階と，
（ｂ３）前記追跡するセクタ数と所定の臨界値とを比較する段階と，
（ｂ４）前記追跡するセクタ数が臨界値より大きいか，あるいは同じ場合には，目標セクタまで追従しながらインターセクタギャップ領域にダミー書き込みを実行し，そうでない場合には，目標トラックを１回転しながらインターセクタギャップ領域にダミー書き込みを実行した後，目標セクタまで追従しながらインターセクタギャップ領域にダミー書き込みを実行する段階とを含むことを特徴とする，請求項１または２のうちのいずれか１項に記載のデータ貯蔵システムのデータ書き込み方法。
前記所定の臨界値は，インターセクタギャップ領域でのダミー書き込み電流によってヘッドのポールチップが飽和状態まで熱膨脹される最小のインターセクタギャップの個数を含むセクタ数で決定することを特徴とする，請求項３に記載のデータ貯蔵システムのデータ書き込み方法。
前記所定の臨界値は，１トラックのセクタ数の１／２に定することを特徴とする，請求項３または４のうちのいずれか１項に記載のデータ貯蔵システムのデータ書き込み方法。
貯蔵媒体からのデータ再生及び前記貯蔵媒体にデータを記録する一連のプロセスを制御するコントローラを含むデータ貯蔵システムであって，
前記コントローラは，ホストコンピュータから記録命令が入力される場合に，記録モード実行前に所定時間以上ダミー書き込みプロセスを実行するハードウェアまたは／及びソフトウェアを含み，
前記所定時間は，ダミー書き込み電流によってヘッドのポールチップが飽和状態になるまで熱膨脹される最小時間以上であることを特徴とする，データ貯蔵システム。
前記ダミー書き込みプロセスは，
（ａ）前記記録命令が入力された場合に，ヘッドを目標トラックに移動させるシークモードを実行する段階と，
（ｂ）前記シークモードの実行を完了した後，ヘッドが位置する現在のセクタから目標セクタまで追跡するセクタ数を演算する段階と，
（ｃ）前記追跡するセクタ数と所定の臨界値とを比較する段階と，
（ｄ）前記追跡するセクタ数が臨界値より大きいか，同じ場合には，目標セクタまで追従しながらインターセクタギャップ領域にダミー書き込みを実行し，そうでない場合には，目標トラックを１回転しながらインターセクタギャップ領域にダミー書き込みを実行した後，目標セクタまで追従しながらインターセクタギャップ領域にダミー書き込みを実行する段階とを含むことを特徴とする，請求項６に記載のデータ貯蔵システム。
前記所定の臨界値は，インターセクタギャップ領域でのダミー書き込み電流によってヘッドのポールチップが飽和状態まで熱膨脹される最小のインターセクタギャップの個数を含むセクタ数で決定することを特徴とする，請求項７に記載のデータ貯蔵システム。
前記所定の臨界値は，１トラックのセクタ数の１／２に決定することを特徴とする，請求項７または８のうちのいずれか１項に記載のデータ貯蔵システム。