KR0159438B1 - 펄스포지션 엔코딩을 위한 그레이코드 디코딩회로 - Google Patents

펄스포지션 엔코딩을 위한 그레이코드 디코딩회로 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
펄스포지션 엔코딩을 위한 그레이코드 디코딩 회로
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
다이펄스의 그레이코드 개념을 배제하고 펄스의 위치를 이용한 펄스 위치 엔코딩을 응용한 그레이 코드를 구현하여, 일정 대역 폭에 짧은 그레이 코드을 가질수 있는 회로를 제공함.
3. 발명의 해결 방법의 요지
디스크(602)의 헤드(603)를 구동하여 데이타를 리드/라이트하는 액츄에이터(601)로부터 출력되는 정보를 전치 증폭하는 전치증폭기(604)와,
상기 전치증폭기(604)의 출력신호로부터 피이크를 감지하는 피이크감지부(605)와,
상기 피이크감지부(605)의 출력을 미분하는 미분기(606)와,
상기 미분기(606)의 출력으로부터 ERD를 발생하는 ERD생성회로(607)와,
상기 ERD센싱회로(607)로부터 프리 앰블 신호를 감지하는 프리앰블 감지회로(608)와,
상기 프리앰플 감지회로(608)의 출력으로부터 서보 어드레스 마크를 검출하고 SAM검출회로(609)와,
상기 SAM검출회로(609)에서 SAM의 검출이 완료되면 그레이코드 디코딩시작을 위해 인에이블 신호를 발생하는 그레이코드 디코딩 인에이블 회로(610)와,
상기 그레이 코드 디코딩 인에이블 회로(610)의 출력(gren)에 의해 제1그레이데이타(D7)를 발생하는 제1데이타 윈도우 생성회로(611)와,
상기 그레이코드 디코딩 인에이블회로(610)의 출력(gren)에 의해 제2동기 윈도우 신호를 발생하는 제2데이타 동기 윈도우 생성회로(612)와,
제2데이타 윈도우 신호를 발생하는 제2데이타 윈도우 생성회로(614)와,
제3동기 윈도우 신호를 발생하고 제3동기윈도우 생성회로(615)와,
상기 제3동기 윈도우 생성회로(612)의 출력을 합하여 상기 제2데이타 윈도우 생성회로(614) 및 제3동기윈도우 생성회로(615)의 구동제어 신호를 발생하는 오아게이트(OR1)와,
상기 오아게이트(OR1)와 제3동기 윈도우 생성회로(615)의 동기 윈도우 리스타트 신호에 의해 상기 그레이 코드 디코딩 인에이블회로(610)의 디스에이블 디코딩신호를 발생하는 그레이동기 카운팅 및 오버런 방지회로(613)와,
상기 제1데이타 윈도우 생성회로(611)의 그레이데이타 출력과 제2데이타 윈도우 생성회로(614)의 출력을 받아 바이너리 데이타로 변환하는 그레이/바이너리 변환회로(610)와,
상기 제1,2동기 윈도우 생성회로(612,615)에서 그레이 싱크의 에러나 리드/라이트 채널에 에러가 발생시 이를 저장하고 저장부(617)와,
상기 그레이/바이너리 변환회로(616) 및 저장부(617)의 출력을 저장하는 상태 레지스터부(618)와,
상기 상태레지스터(618)의 출력을 처리하는 CPU(620)으로 구성됨을 특징으로 하는 펄스 포지션 엔코딩을 위한 그레이코드를 디코딩함.
4. 발명의 중요한 용도
HDD의 펄스포지션 그레이코드 디코딩회로

Description

펄스포지션 엔코딩을 위한 그레이코드 디코딩 회로
제1도는 하드디스크 드라이브의 데이타섹터 서보 구조를 설명하기 위한 도면.
제2도는 하드디스크상의 서보섹터 레이아웃 도면.
제3도는 종래의 펄스의 싱크+데이타 디스크상의 자화상태도.
제4도는 종래의 다이펄스의 싱크+데이타+데이타디스크상의 자화상태도.
제5도는 종래의 파형 및 ERD발생 파형도.
제6도는 본 발명에 따른 회로도.
제7도는 제6도의 본 발명의 ERD동작 파형도.
제8도는 제6도의 동작 파형도.
제9도는 본 발명의 싱크+데이타의 펄스포지션 엔코딩을 설명하기 위한 도면.
본 발명은 디스크드라이브에 있어 서보 제어에 관한 것으로, 특히 다이펄스(Di-pulse)의 그레이코드 개념을 배제하고 펄스의 위치를 이용한 펄스 포지션 엔코딩을 응용한 그레이 코드를 구현하여 일정 대역폭에 짧은 그레이코드를 가질수 있는 디코딩 회로에 관한 것이다.
고속, 고용량 HDD에 있어, 탐색(Seek), 추적(following)을 위한 서보 제어에 필요한 서보 섹터의 구조는 제1도와 같다. 그리고 디스크상에서의 레이아웃은 데이타 섹터와 서보 섹터로 나누어진다.
상기 데이타섹터는 헤드 번호, 실린더번호, 섹터번호, 스플릿, CRC or ECC등이 포함된 ID영역과 데이타와 ECC을 포함한 데이타영역으로 구분되며, 서보섹터는 시스템클럭과 동기를 맞추기 위한 예비신호인 프리앰블이 있으며, 각 영역에 있어 최고 높은 주파수를 갖는 영역(Zone)의 데이타 레이트의 최대 코딩관련 가장 긴 데이타와 데이타 사이의 DC영역의 길이에 의존하는 유일 패턴을 지정하여 서보섹터에 정하는데, 이 위치가 서보 어드레스 마크라 하며, 서보섹터의 디코딩을 위한 시작점이 된다.
그레이코드는 각 트랙에 서보 라이트로 쓴 정보로 트랙번호를 증가시 n비트의 그레이코드에 있어 1비트씩 변화시키는 특성을 갖으며, 보통 탐색시 위 그레이코드를 이용하여 서보 제어를 한다.
상기 그레이코드는 보통 트랙의 번호를 가지고 있으며, 트랙에 따라 데이타가 모두 0이거나 1이 되기도 한다.
또한 그레이코드 길이를 줄이면 줄일수록 서보 제어 및 탐색시간에 중요한 요소가 된다. 즉, 헤드가 특정 트랙의 서보섹터에서 그레이코드를 전부 읽은 후 다음 서보 섹터로 이동하는 시간을 줄일수 있다면, 시이크 시간을 개선할 수 있는 것이다.
제2도에서 도시와 같이 P,Q,A,B버스트를 추적시 사용하는 신호로, Even트랙, Odd트랙에 따라 P, Q의 증폭정도가 다르며, A, B는 트랙의 센터에 헤드가 위치시 두신호의 증폭도가 같으며, 오프 트랙시 점차 작아지는 구조로되어 있다.
제2도는 디스크상의 서보 섹터 레이아웃을 설명하고 있으며, 제2도에서 고용량 HDD을 구현하기 위한 기본조건으로 서보 섹터의 영역이 존(Zone) 레이아웃에서 차지하는 비율을 줄이는 것이 큰 효과가 있는 것으로 알려진다.
이에 따른 여러 가지 방법이 연구되고 있으며, 종래의 그레이코드의 구조는 주로 다이펄스(dipulse)을 사용하고 있다.
제3도는 그레이 싱크(sync) + 그레이 데이타 + 그레이 싱크(sync)구조의 다이펄스(Di-pulse)를 이용한 디스크상에서의 자화상태를 나타내고 있는 것으로, 만일 그레이데이타가 8비트이고, 트랙이 0에서 4까지 있을시 변환되어 쓰여진다.
제4도는 그레이 싱크(sync) + 그레이데이타 + 그레이데이타 + 그레이 싱크(sync)의 다이펄스(Di-pulse)구조로 제3도의 구조에서 그레이 싱크(sync)을 줄인 구조이다.
제3도 및 제6도에서 그레이 싱크(sync)는 항상 일정한 위치에 쓰여져 있으며, 그레이 데이타가 트랙에 따라 변하는 구조로 되어 있으며, 제3도의 구조로 서보라이트가 디스크에 라이트부 헤드로 위 자화된 신호를 리드시 제5도와 같은 신호가 읽혀져 R/W 채널에 전송된다.
그리고 데이타가 없을시 D6, D4, D2같이 DC로 되어 ERD의 생성은 없게되며, 그레이 코드 영역은 그레이 싱크(sync)와 그레이 데이타로 구성된다.
따라서 종래의 구조에서 대부분 그레이 싱크(sync)와 그레이 데이타의 구조로 있는 것에서 그레이 싱크(sync)의 수를 줄이도록 구성되어 있다.
그런데, R/W채널 관련한 되어 문제가 야기되는데 R/W채널에서 상기 서보 섹터를 디코딩하여 디지털 화된 ERD(Encoded Read Data)를 생성토록되어 있다. 즉, 각 트랙에 따른 그레이 코드의 데이타값이 다르고, 그레이 싱크(sync)을 기준으로한 대역폭을 설정하여 S/N비를 줄인 디지털 화된 ERD가 생성된다.
그런데 상기 그레이 동기의 수를 줄여 나감에 따라 그레이 코드의 길이가 줄게될시, 용량이나 탐색 시간을 개선하지만, 대역폭은 점차 커져, ERD의 생성시 지터 특성이 안좋게 되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 다이펄스의 그레이코드 개념을 배제하고 펄스의 위치를 이용한 펄스 위치 엔코딩을 응용한 그레이 코드를 구현하여, 일정 대역폭에 짧은 그레이 코드을 가질수 있는 회로를 제공함에 있다.
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
제5도는 본발명에 따른 회로도로서,
디스크(602)의 헤드(603)를 구동하여 데이타를 리드/라이트하는 액츄에이터(601)로부터 출력되는 정보를 전치 증폭하는 전치증폭기(604)와,
상기 전치증폭기(604)의 출력신호로부터 피이크를 감지하는 피이크감지부(605)와,
상기 피이크감지부(605)의 출력을 미분하는 미분기(606)와,
상기 미분기(606)의 출력으로부터 ERD를 발생하는 ERD생성회로(607)와,
상기 ERD센싱회로(607)로부터 프리 앰블 신호를 감지하는 프리앰플 감지회로(608)와,
상기 프리앰블 감지회로(608)의 출력으로부터 서보 어드레스 마크를 검출하는 SAM검출회로(609)와,
상기 SAM검출회로(609)에서 SAM의 검출이 완료되면 그레이코드 디코딩시작을 위해 인에이블 신호를 발생하는 그레이코드 디코딩 인에이블 회로(610)와,
상기 그레이 코드 디코딩 인에이블 회로(610)의 출력(gren)에 의해 제1그레이데이타(D7)를 발생하는 제1데이타 윈도우 생성회로(611)와,
상기 그레이코드 디코딩 인에이블회로(610)의 출력(gren)에 의해 제1잘못된 그레이(Fgray 1)와 제2동기 윈도우 신호를 발생하는 제2데이타 동기 윈도우 생성회로(612)와,
상기 제2데이타 윈도우 신호를 발생하는 제2데이타 윈도우 생성회로(614)와,
제3동기 윈도우 신호와 제2잘못된 그레이(Fgray 2)를 발생하는 제3동기윈도우 생성회로(615)와,
상기 제3동기 윈도우 생성회로(615)의 출력을 합하여 상기 제2데이타 윈도우 생성회로(614) 및 제3동기윈도우 생성회로(615)의 구동제어 신호를 발생하는 오아게이트(OR1)와,
상기 오아게이트(OR1)와 제3동기 윈도우 생성회로(615)의 동기 윈도우 리스타트 신호에 의해 상기 그레이 코드 디코딩 인에이블회로(610)의 디스에이블 디코딩신호를 발생하는 그레이동기 카운팅 및 오버런 방지회로(613)와,
상기 제1데이타 윈도우 생성회로(611)의 그레이데이타 출력과 제2데이타윈도우 생성회로(614)의 출력을 받아 바이너리 데이타로 변환하는 그레이/바이너리 변환회로(610)와,
상기 제1,2동기 윈도우 생성회로(612,615)의 출력을 그레이 코드로 변환하는 플랙 그레이 저장부(617)와 상기 그레이/바이너리 변환회로(616) 제1,2잘못된 그레이(Fgray 1, Fgray 2) 및 값을 저장하는 상태 레지스터부(618)와,
상기 상태레지스터(618)의 출력을 처리하는 CPU(620)로 구성된다.
따라서 본 발명의 구체적 일실시예를 제6도를 참조하여 상세히 설명하면, 서보 트랙 라이터에 의해 디스크(602)에 쓰여진 서보 섹터는 헤드(603)에 의해 특정 트랙에 액츄에이터(603)가 이동하여 읽혀지면 전치 증폭기(604)에 의해 증폭되어 리드/라이트 채널부(600)의 피이크 감지부(605)에 전송된다.
상기 리드/라이트 채널부(600)의 피이크 감지부(600)에서 피이크를 검출하고, 미분기(606)에서 DC한후 ERD생성회로(607)에서 ERD를 발생토록되어 있다. 상기 전치증폭기(604)에 입력된 작은 신호를 일정 증폭되어 피이크 감지부(605)와 미분기(606)을 거쳐 ERD생성회로(605)에 의해 제7도의 (7b)와 같은 파형으로 ERD가 하기표1와 같이 발생되어 프리앰블 감지회로(608)에 전송한다.
프리앰블은 서보어드레스 마크(SAM)을 검출하기 이전 미리 시스템 클럭과 동기를 맞추기 위한 영역이다. 일단 프리앰블 영역에서 동기를 맞추면 SAM검출회로(609)에서 제8도의 타이밍도의 (8a)에서와 같이 일정길이의 SAM을 연속하여 두 개를 찾는다.
상기 SAM의 검출이 완료되면 (8b)와같이 그레이코드 디코딩 인에이블회로(610)를 작동시켜 상기 (8c)와 같이 SAM구간내에서 그레이 코드 디코딩을 시작한다.
제9도는 디스크상에 쓰여진 본 발명의 자화상태를 트랙(TK0-TK4)별로 나타내고 있으며, 위 자화상태를 헤드(603)가 읽어 증폭시 제7와 같은 파형(7a)같이 만들어져 (7b)와 같이 ERD을 생성한다.
하나의 다이펄스시 ERD는 두 개씩 생성되나, 본 발명은 제7도와 같이 그레이 싱크(gray)는 항상 싱글 포지티브 펄스(Single postive pulse)이고, 일정위치에 존재하며, 상기 표1와 같이 그레이 데이타는 그레이 싱크을 기준으로 두종류의 위치를 선정하여 네가티브 펄스(Negative pulse)가 그레이 싱크의 다음 바로 첫 번째 나올시 그레이 데이타=1이라고 규정하고, 두 번째 위치에서 펄스가 위치시 그레이데이타=0이라고 한다.
펄스의 위치에 따라 그레이 데이타값이 정해지는 방식이다.
제7도는 그레이데이타가 1010,1011의 값을 가질때의 ERD생성을 보여주고 있다.
제6도에서 그레이코드 디코딩 인에이블회로(610)가 제8도(8b)같이 인에이블되면 카운터가 스타트(Start)하여 제1데이타 윈도우 생성회로(611)를 구동한다. 또한 동시에 그레이 코드 디코딩 인에이블 회로(610)에 입력된 ERD의 상승에지에 의해 토글되는 (8c)의 그레이 데이타 에지(gray data edge)를 그레이 디코딩인에이블이 신호의 하이인 구간에서 동작시켜 그레이 싱크와 그레이 데이타의 상승 또는 하강에지를 알수 있게 한다.
제1데이타 윈도우 생성회로 신호에서 (8c)와 같은 그레이 데이타 에지가 검출되면 제1데이타윈도우 생성회로(611)에서 그레이 데이타 D7을 생성하고, 자체 클리어된 후 다음 서보섹터에서 (8b)와 같이 그레이 디코딩 인에이블 신호를 기다린다.
또한 (8b)와 같이 그레이 디코딩 인에이블 신호에 의해 제2동기 윈도우 생성회로(612)에서 (8f)와 같이 이미 지정한 값에 의해 생성되어 그레이 데이타 에지를 확인하여 (8g)와 같이 싱크 펄스(S7)을 생성한다.
상기 그레이 싱크펄스(S7)을 기준으로 카운터가 다시 리세트되어 (8h)와 같이 제2그레이 데이타 윈도우와 제3 싱크 윈도우를 그레이 싱크펄스(S6)를 생성한다.
또한 위와 같은 방법으로 그레이 싱크(S6)가 제6도의 제3그레이데이타 윈도우와 제4 그레이 싱크 윈도우를 순차적으로 만든다.
제1데이타 윈도우 생성회로(611)와 제2싱크윈도우 생성회로(612)는 각각 D7과 S7을 생성후 자체 디스에이블되고, 다음 서보센터의 그레이코드 디코딩 인에이블회로(610)의 gren을 기다린다.
제2데이타 윈도우 생성회로(612)와 제3싱크 윈도우 생성회로(615)는 그레이 코드 디코딩 인에이블 회로(610)가 디스에이블 될 때까지 반복적으로 윈도우가 생성되어 D6-D0와 S6-S0을 생성한다.
그레이 싱크 카운팅 및 오버런 방지회로(613)는 S7-S0을 카운팅하여 원하는 그레이 코드 디코딩이 완료되면 그레이코드 디코딩 인에이블 회로(610)를 디스에이블한다.
한편, 그레이 싱크손실(defect)이 있거나 리드/라이트(R/W) 채널에서 오류가 있을시 그레이 싱크는 원하는 수(Nomber)만큼 생성되지 않으며, 이에 따른 그레이 코드 디코딩 인에이블 회로(610)를 강제로 디스에이블 시켜 그레이 싱크 카운팅 및 오버런 방지회로(613)를 작동시킨다.
바이너리 변환 그레이/바이너리 변환회로(616)는 제1그레이데이타와 그레이 데이타 n을 이용하여 바이너리로 변환후 상태 레지스터의 트랙수 그레이에 전송하며, 그레이 싱크는 항상 일정하게 일정수가 있어야 하며, 손실(Defect)이나 R/W채널에서의 에러펄스시 Fault Gray=FGRAY을 생성하여 상태 레지스터(618)에 전송하여 CPU(620)가 읽어간다.
상기 상태레지스터(618)의 그레이/바이너리 변환회로(616)의 출력단에 트랙번호를 저장하도록 하는 제1저장부(631)에 연결되고, 제1,2잘못된 그레이 데이타 기록부(617)는 제2저장부와 연결된다.
제6도의 경우 그레이싱크는 8개후 gren에 의해 디스에이블 되고, 그레이 데이타는 10101011로 디코딩되어 11001101의 바이너리로 변환된다.
상술한 바와 같이 다이펄스의 그레이 코드 개념을 배제하고 펄스의 포지션을 이용한 펄스 포지션 엔코딩을 응용한 그레이코드를 구현하여, 일정 대역폭에 짧은 그레이 코드을 가질수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

  1. 디스크(602)의 헤드(603)를 구비한 하드디스크 드라이버의 엔코딩을 위한 그레이 코드 디코딩회로에 있어서, 상기 디스크(602)의 헤드(603)를 구동하여 데이타를 리드/라이트하는 액츄에이터(601)로부터 출력되는 정보를 전치 증폭하는 전치증폭기(604)와, 상기 전치증폭기(604)의 출력신호로부터 피이크를 감지하는 피이크감지부(605)와, 상기 피이크감지부(605)의 출력을 미분하는 미분기(606)와, 상기 미분기(606)의 출력으로부터 ERD를 발생하는 ERD생성회로(607)와, 상기 ERD센싱회로(607)로부터 프리 앰블 신호를 감지하는 프리앰플 감지회로(608)와, 상기 프리앰블 감지회로(608)의 출력으로부터 서보 어드레스 마크를 검출하는 SAM검출회로(609)와, 상기 SAM검출회로(609)에서 SAM의 검출이 완료되면 그레이코드 디코딩시작을 위해 인에이블 신호를 발생하는 그레이코드 디코딩 인에이블 회로(610)와, 상기 그레이 코드 디코딩 인에이블 회로(610)의 출력(gren)에 의해 제1그레이데이타(D7)를 발생하는 제1데이타 윈도우 생성회로(611)와, 상기 그레이코드 디코딩 인에이블회로(610)의 출력(gren)에 의해 제2동기 윈도우 신호를 발생하는 제2데이타 동기 윈도우 생성회로(612)와, 제2데이타 윈도우 신호를 발생하는 제2데이타 윈도우 생성회로(614)와, 제3동기 윈도우 신호를 발생하는 제3동기윈도우 생성회로(615)와, 상기 제3동기 윈도우 생성회로(612)의 출력을 합하여 상기 제2데이타 윈도우 생성회로(614) 및 제3동기윈도우 생성회로(615)의 구동제어 신호를 발생하는 오아게이트(OR1)와, 상기 오아게이트(OR1)와 제3동기 윈도우 생성회로(615)의 동기 윈도우 리스타트 신호에 의해 상기 그레이 코드 디코딩 인에이블회로(610)의 디스에이블 디코딩신호를 발생하는 그레이동기 카운팅 및 오버런 방지회로(613)와, 상기 제1데이타 윈도우 생성회로(611)의 그레이데이타 출력과 제2데이타 윈도우 생성회로(614)의 출력을 받아 바이너리 데이타로 변환하는 그레이/바이너리 변환회로(610)와, 상기 제1,2동기 윈도우 생성회로(612,615)에서 그레이 싱크의 에러나 리드/라이트 채널에 에러가 발생시 이를 저장하는 저장부(617)와, 상기 그레이/바이너리 변환회로(616) 및 저장부(617)의 출력을 저장하는 상태 레지스터부(618)와, 상기 상태레지스터(618)의 출력을 처리하는 CPU(620)으로 구성됨을 특징으로 하는 펄스 포지션 엔코딩을 위한 그레이코드 디코딩회로.
KR1019950026962A 1995-08-28 1995-08-28 펄스포지션 엔코딩을 위한 그레이코드 디코딩회로 KR0159438B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100448733B1 (ko) * 1996-12-31 2004-11-16 삼성전자주식회사 하드 디스크 드라이브의 그레이코드 디코딩회로

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