KR0154753B1 - 다이내믹 헤드 로딩시 안정된 헤드 로밍을 하기 위한 디스크 회전속도 제어방법 - Google Patents

Abstract

[청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야]

본 발명은 디지탈정보의 자기 기록/독출을 위한 자기 디스크 구동장치에 관한 것으로, 특히 다이내믹 헤드 로딩시 안정된 헤드 로딩을 하기 위하여 자기 디스크의 회전속도를 제어하는 방법에 관한 것이다.

[발명이 해결하고자 하는 기술적 과제]

본 발명의 목적은 다이내믹 헤드 로딩시 헤드와 자기 디스크의 충돌을 방지하기 위해 자기 디스크의 회전 속도를 제어하는 방법을 제공함에 있다.

[발명의 해결방법의 요지]

다이내믹 헤드 로딩시 헤드와 자기 디스크간의 충돌을 방지하기 위해 헤드 로딩시 자기 디스크의 회전속도를 정상회전속도보다 빠르게 회전시킴으로써 자기 디스크표면에 발생되는 기류의 압력을 크게한다. 자기 디스크표면에 발생된 기류는 헤드를 수직상승시키고 헤드가 로드한 후 자기 디스크의 회전속도를 정상회전속도로 감속시킴으로써 헤드와 자기 디스크간의 충돌을 방지할 수 있다.

[발명의 중요한 용도]

자기 디스크 구동장치에 유용히 사용될 수 있다.

Description

다이내믹 헤드 로딩시 안정된 헤드 로딩을 하기 위한 디스크 회전속도 제어방법

제1도는 다이내믹 헤드 로딩방식을 사용한 하드 디스크 드라이브의 평면도.

제2도는 일반적인 자기 디스크 구동장치의 개략적인 블럭구성도.

제3도는 디스크 회전속도 변화에 따른 헤드 비행고도의 변화 예시도.

제4도는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 마이크로 컨트롤러의 수행 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 디스크 12 : 헤드(HEAD)

14 : 암(ARM) 16 : 캠(CAM)

18 : 액츄에이터 바디(ACTURATOR BODY)

본 발명은 디지탈정보의 자기 기록/독출을 위한 자기 디스크 구동장치에 관한 것으로, 특히 다이내믹 헤드 로딩시 안정된 헤드 로딩을 하기 위하여 디스크의 회전속도를 제어하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 다이내믹 헤드 로딩(Dynamic head loading)이란 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive : 이하 HDD라함)에서 사용되는 기술로 헤드를 파킹(parking)할 때 디스크상에 하지 않고 캠(cam)이라 불리는 영역에 파킹하는 기술을 말한다. 이는 제임스(James. H)에 의해 발명된 미합중국 특허 제5,289,325호에 개시되어 있다. 상기 제임스의 특허는 다이내믹 헤드 로딩 방식을 사용하는 하드 디스크 드라이브로써 제1도에 도시된 바와 같은 구성으로 이루어진다. 제1도를 참조하면, 헤드(12)가 캠(16)에 파킹되어 있음을 볼 수 있다. 이러한 하드 디스크 드라이브에서 다이내믹 헤드 로딩을 위해서는 헤드(12)를 캠(16)으로부터 디스크(10)상에 로드(load)할 수 있어야 하고 반면 디스크(10)로부터 캠(16)으로 헤드(12)를 언로드(unload)할 수 있어야 한다. 기존 다이내믹 헤드 로딩방식을 사용하는 하드 디스크 드라이브의 개략적인 헤드 로딩방법은 다음과 같다. 먼저 디스크를 회전시키는 스핀들 모터의 회전속도를 점검한 후 점건된 스핀들 모터의 회전속도가 소망하는 정상회전속도와 일치하는가를 판단한다. 만약 상기 스핀들 모터의 회전속도가 소망하는 정상회전속도에 다다르지 못했을 경우에는 상기 스핀들 모터의 회전속도를 소망하는 정상회전속도까지 가속시킨다. 반면 상기 스핀들 모터의 회전속도가 소망하는 정상회전속도와 일치할 경우 헤드를 로딩시킨후 디스크 탐색, 독출, 기록등의 기능을 수행하게 된다. 상기 정상회전속도 란 드라이브가 정상동작하는 경우의 디스크 회전수를 의미하는 것으로 정의한다. 그러나 기존의 다이내믹 헤드 로딩방식을 사용하는 하드 디스크 드라이브에서는 헤드 로딩시 헤드와 디스크가 충돌할 수 있는 문제점이 있다. 예를 들면 헤드 로딩시 헤드는 비행고도(flying height)보다 더 높은 고도에서 하강하게 되는데 그 결과 수평방향의 속도외에 수직방향으로 하강하는 속도도 갖게 된다. 이 하강속도때문에 헤드 로딩시 헤드는 동작 비행고도 보다 더 낮은 고도로 하강하였다가 다시 상승하게 된다. 상기 동작 비행고도라함은 드라이브 정상동작시의 헤드의 비행고도를 의미한다. 만약 상기 헤드가 정확히 제어되지 않아 하강속도가 예상보다 클 경우 헤드가 디스크와 충돌할 수 있다. 또한 헤드가 정확하게 제어되었다고 하더라도 디스크상에 돌출부분이 있을 경우에 헤드와 디스크가 충돌할 수 있다. 이러한 경우 헤드와 디스크가 손상을 입게 되고 드라이브의 용량을 높이기 위해 헤드의 동작 비행고도를 낮출수록 헤드와 디스크가 충돌할 가능성은 더욱 높아지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 다이내믹 헤드 로딩시 헤드와 디스크의 충돌을 방지하기 위해 디스크의 회전속도를 제어하는 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다이내믹 헤드 로딩방식을 사용하는 하드 디스크 드라이브에 있어서, 스핀들 모터의 회전속도를 점검하여 헤드 로딩시 요구되는 로딩회전속도와 일치하는가를 비교하는 비교단계와, 상기 스핀들 모터의 회전속도가 헤드 로딩시 요구되는 로딩회전속도와 일치할 경우 헤드를 로드한후 스핀들 모터를 정상회전속도로 감속하는 하는 스핀들 모터 감속단계와, 상기 스핀들 모터의 회전속도가 헤드 로딩시 요구되는 로딩회전속도와 일치되지 않을 경우 로딩회전속도까지 스핀들 모터를 가속시키는 스핀들 모터 가속단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 동작예를 상세히 설명한다. 또한 하기 설명에서 구체적인 처리흐름과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하게 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제2도는 본 발명에 따른 자기 디스크 구동장치의 개략적인 블럭구성도를 도시한 것이다. 제2도를 참조하면 자기 디스크(10)는 스핀들(spindle) 모터(44)에 의해 회전한다. 헤드(12)는 자기 디스크(10)의 표면상에 위치하며 환상 보이스 코일(rotary voice coil) 액츄에이터(actuator)(38)의 암 어셈블리(arm assembly)의 수직으로 신장된 암(14)에 설치된다. 전치 증폭기(20)는 자기 디스크(10)에 기록되어 있는 데이타 독출시 헤드(12)에 의해 픽업된 신호를 전치증폭하며 기록시에는 헤드(12)를 구동시켜 ENDEC(Encoder/Decoder)(26)으로부터 인가되는 부호화된 기록데이타(encoded write data) EWD를 자기 디스크(10)상에 기록토록 한다. 펄스 및 서보검출기(22)는 전치증폭기(20)에서 전치증폭된 신호의 진폭 피크치를 검출하여 데이타 펄스를 발생시킨다. 또한 버스트(burst)의 진폭을 검출하여 헤드의 편이상태 및 편이량을 나타내는 신호 PES(Position Error Signal)를 발생시킨다. 펄스 및 서보검출기(22)에서 발생된 데이타 펄스는 데이타분리기(24)에 인가되고, PES는 A/D컨버터(Analog-to-Digital Converter)(30)에 인가된다. A/D컨버터(30)는 PES를 그의 레벨에 대응하는 디지탈 단계값으로 변환하여 마이크로 컨트롤러(32)에 제공한다. 데이타분리기(24)는 펄스 및 서보검출기(22)에서 발생된 데이타 펄스로부터 일정 클럭에 동기된 부호화 독출데이타(encoded read data) ERD를 분리하여 ENDEC(26)에 인가한다. ENDEC(26)은 데이타분리기(24)에서 분리된 부호화 독출데이타 ERD를 복호화하여 독출데이타 RDATA로서 디스크 데이타 컨트롤러(28)에 인가하거나 디스크 데이타 컨트롤러(28)로부터 인가되는 기록데이타 WDATA를 부호화하여 전치증폭기(20)에 인가한다. 디스크 데이타 컨트롤러(28)는 호스트 컴퓨터로부터 수신되는 독출/기록 명령에 응답하여 호스트 컴퓨터로부터 수신되는 데이타를 ENDEC(26)을 통해 자기 디스크(10)상에 기록하거나 자기 디스크(10)상에 기록되어 있는 데이타를 독출하여 호스트 컴퓨터로 송신한다. 또한 디스크 데이타 컨트롤러(28)는 호스트 컴퓨터로부터 수신되는 독출/기록 명령에 응답하여 마이크로 컨트롤러(32)의 서보 제어를 인터페이스한다. 마이크로 컨트롤러(32)는 디스크 데이타 컨트롤러(28)에 연결되어 트랙탐색 및 트랙추종을 제어한다. 이때 마이크로 컨트롤러(32)는 A/D컨버터(30)로부터 인가되는 PES값을 이용하여 전술한 바와 같은 트랙추종을 수행한다. D/A컨버터(Digital-to-Analog Converter)(34)는 마이크로 컨트롤러(32)로부터 발생되는 헤드(12)의 위치 제어를 위한 제어값을 아나로그신호로 변환한다. 서보구동부(36)는 D/A컨버터(34)로부터 인가되는 신호에 의해 액츄에이터(38)를 구동하기 위한 구동전류를 발생하여 액츄에이터(38)의 보이스 코일에 인가한다. 액츄에이터(38)는 서보구동부(36)로부터 인가되는 구동전류의 방향 및 레벨에 대응하여 헤드(12)를 자기 디스크(10)상에서 이동시킨다. 모터제어부(40)는 마이크로 컨트롤러(32)로부터 발생되는 자기 디스크(10)의 회전 제어를 위한 제어값에 따라 스핀들 모터 구동부(42)를 제어한다. 스핀들 모터 구동부(42)는 모터제어부(40)의 제어에 따라 스핀들 모터(44)를 구동하여 자기 디스크(10)를 회전시킨다.

제3도는 디스크 회전속도 변화에 따른 헤드의 비행고도 변화를 예시한 것이다. 제3도를 참조하면, 횡축은 디스크(10)의 회전속도(RPM), 종축은 헤드(12)의 비행고도(u)를 나타낸다. 우선 디스크(10)의 회전속도가 4200RPM일때 헤드(12)의 비행고도는 약 1.25u이고, 자기 디스크(10)의 회전속도가 5000RPM일때 헤드(12)의 비행고도는 약 1.4u이다. 결국 자기 디스크(10)의 회전속도가 빠를수록 헤드(12)의 비행고도가 높아짐을 알 수 있다. 이는 자기 디스크(10)의 회전속도가 빠를수록 디스크(10) 표면에 작용하는 기류가 크게 작용하여 헤드(12)를 수직방향으로 상승시키는 힘이 더 크게 작용하기 때문이다.

제4도는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 마이크로 컨트롤러(32)의 제어흐름도를 도시한 것이다. 이하 제1도 및 제2도를 참조하여 본 발명의 동작예를 상세히 설명한다. 하기 설명에서 로딩회전속도 라함은 헤드(12)를 로딩할때의 자기 디스크(10) 회전속도를 의미하는 것으로 정의한다. 이때 로딩회전속도는 정상회전속도보다 큰 값, 즉 로딩회전속도=정상회전속도+α 가 된다. 이 α값의 결정은 헤드(12)의 비행고도가 충분히 커질 수 있도록 충분히 큰 값을 가지되 스핀들 모터의 성능, 스핀들 모터 회전 감속에 걸리는 시간등을 고려하여 결정하여야 한다.

우선 호스트 컴퓨터로부터 수신되는 데이타 독출/기록 명령에 응답하여 마이크로 컨트롤러(32)는 스핀들 모터 구동부(42) 및 서보 구동부(36)를 각각 제어하여 스핀들 모터를 구동시키는 한편 캠(16)에 파킹되어 있는 헤드(12)를 자기 디스크(10)상으로 로딩시킨다. 이후 50단계에서 마이크로 컨트롤러(32)는 스핀들 모터 구동부(42)로부터 인가되는 회전속도감지신호에 의해 자기 디스크(10)의 회전속도를 점검한 후 52단계로 진행한다. 52단계에서 마이크로 컨트롤러(32)는 50단계에서 점검된 자기 디스크(10)의 회전속도가 헤드 로딩시 요구되는 기설정된 로딩회전속도와 일치하는가를 비교한다. 만약 52단계의 비교결과 상기 자기 디스크(10)의 회전속도가 로딩회전속도와 일치하지 않을경우, 마이크로 컨트롤러(32)는 54단계로 진행하여 모터 제어부(40)를 제어하여 자기 디스크(10)의 회전속도를 로딩회전속도까지 가속시킨 후 52단계로 되돌아간다. 52단계의 비교결과 상기 자기 디스크(10)의 회전속도가 로딩회전속도와 일치할경우, 마이크로 컨트롤러(32)는 56단계로 진행하여 서보구동부(36)를 제어하여 헤드(12)를 자기 디스크(10)상에 로드시킨후 58단계로 진행한다. 58단계에서 마이크로 컨트롤러(32)는 스핀들 모터 구동부(42)를 제어하여 자기 디스크(10)의 회전속도를 정상회전속도로 감속시킨다. 상술한 50-58단계를 통해 자기 디스크(10)의 회전속도가 정상회전속도로 감속된후 헤드(10)는 자기 디스크(10)상의 데이타를 독출 및 기록하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 헤드 로딩시 자기 디스크의 회전속도를 정상회전속도보다 빠르게 회전시킴으로써 자기 디스크표면에 발생하는 기류의 작용으로 헤드가 수직상승되어 헤드 로딩시 발생할 수 있는 헤드와 자기 디스크간의 충돌을 예방할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (2)

1. 다이내믹 헤드 로딩시 안정된 헤드 로딩을 하기 위한 자기 디스크 회전속도 제어방법에 있어서, 헤드 로딩시 자기 디스크의 회전속도가 로딩회전속도와 일치하는가를 비교하기 위해 자기 디스크의 회전속도를 점검하는 자기 디스크 회전속도 점검과정과, 상기 점검과정에서 점검된 자기 디스크의 회전속도가 헤드 로딩시 요구되는 기설정치의 로딩회전속도와 일치하는가를 비교하는 비교과정과, 상기 비교결과 자기 디스크의 회전속도가 헤드 로딩시 요구되는 로딩회전속도와 일치하는 경우 헤드를 자기 디스크상에 로드시키는 헤드 로드과정과, 상기 헤드를 로드시킨후 자기 디스크의 회전속도를 정상회전속도로 감속시키는 자기 디스크 회전속도 감속과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 자기 디스크 회전속도 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 비교과정의 비교결과 자기 디스크의 회전속도가 기설정치의 로딩회전속도와 일치하지 않을 경우, 자기 디스크의 회전속도를 기설정치의 로딩회전속도까지 가속시키는 과정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 회전속도 제어방법.