KR0162606B1

KR0162606B1 - 하드디스크 드라이브에 있어서 섹터펄스 발생회로 및 방법

Info

Publication number: KR0162606B1
Application number: KR1019950050723A
Authority: KR
Inventors: 이재성
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 1999-01-15
Also published as: JPH09204739A; JP4028906B2; US5870238A; KR970050880A

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

하드디스크 드라이브(이하 HDD라 칭함)에 있어서 섹터 펄스 발생방법 및 회로에 관한 것으로, 특히 결함 상태를 제거시키는 방법(Defect Swallowing)을 사용한 HDD의 섹터 펄스 발생회로 및 방법에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

디스크상의 결함 제거를 위해 결함이 발생한 지점에서 몇 바이트만 스킵(skip)하고 나머지 온전한 부분만을 사용할 수 있도록 하는 방법에 의해 디스크의 용량과 기능을 향상시킬 수 있는 섹터펄스 발생회로 및 방법을 제공함.

3. 발명의 해결방법의 요지

하드디스크 드라이브의 섹터 펄스발생 방법에 있어서, 상기 하드디스크드라이브의 결함발생 이전의 원래의 시간값을 갖는 제1섹터 펄스 저장과정과, 상기 결함발생후 그 오프셋 값을 갖는 제2섹터 펄스 저장과정과, 상기 오프셋 값을 필요시 온/오프해 주는 스위칭 과정과, 상기 스위칭 과정의 출력과 기준값을 비교하여 섹터 펄스를 발생하는 섹터 펄스 발생과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.

4.발명의 중요한 용도

하드디스크드사이브의 섹터펄스발생방법 및 회로.

Description

하드디스크 드라이브에 있어서 섹터펄스 발생회로 및 방법

제1도는 본 발명에 따른 회로도.

제2도는 본 발명에 다른 타이밍도.

본 발명은 하드디스크 드라이브(이하 HDD라 칭함)에 있어서 섹터 펄스 발생방법 및 회로에 관한 것으로, 특히 결함 상태를 제거시키는 방법(Defect Swallowing)을 사용한 HDD의 섹터 펄스 발생회로 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 HDD(Hard Disk Drive)에 있어 원자재 불량에 기인한 결함(Defect)이면 생산공정중에서 발생한 결함 또는 제품출하시 일어난 결함이던 없어야 한다. 즉, 결함이 하나도 없는 드라이브가 시스템 고객에 제공되어야 하기 때문에, 제품 생산자에게 있어 드라이브의 신뢰성이나 기능(Performance)의 별다른 하자가 없이 이를 효율적으로 처리하는 방법이 요구되며, 이는 특히 중요한 생산 및 판매 전략이 된다.

더욱이 미디어기록기술이 급격히 발전함에 따라 실제기록밀도도 급격히 증가되었기 때문에, 그 전에 무시되던 매체의 작은 결함도 상대적으로 커져 예전보다 더 엄격히 기록매체가 지녀야할 기본특성이 요구되었고, 아울러 코스트의 원가상승의 요인이 되어 왔었다. 이를 극복하고자 드라이브 콘트롤러의 ECC 논리를 이용한 다양한 에러 정정 기법과 소프트웨어 처리에 의한 결함제거 방법이 등장하게 되었다. 상기 ECC 정정의 기법으로는 하드웨어에 의해 다음 섹터의 데이터를 읽어들이면서 전 섹터의 에러를 동시에 처리해 주는 ECCOTF(ECC on the Fly)기법이 오래전부터 사용되어 왔으며, 최근 관심사항은 에러처리범위(ECC correction span)를 효율적으로 확장하는데 집중되어 있다. 또, ECCOTF의 경우 보다는 기능이 떨어지지만 소프트웨어에 의해 더 많은 에러를 처리할 수 있는 리드솔로몬 소프트웨어 ECC 기법도 다양하게 개발되어 있다.

상기와 같은 하드웨어에 의한 자동적인 ECC 정정이던 소프트웨어에 의한 ECC 정정이던 간에 이상과 같은 기법으로 결함이 처리되지 않을때, 드라이브 내부적으로 어떤결함에 대해 결함이 없는 다른 위치도 옮겨주어, 외부적으로 사용자가 보았을 때 결함이 없는 것처럼 동작하게 하는 기법이 있다. 상기 결함을 옮겨주는 방법에는 트랙이나, 실린더(cylinder) 단위로 몇 개의 스페어 섹터를 두어 결함이 발생한 바로 뒤의 연속적인 섹터로 옮겨주는 'Defect Skipping' 기법이 있고, 그리고 스페어 섹터가 이미 다 사용되었거나, 스페어 섹터 구조(Spare Sector Schem)을 사용하는 많은 드라이브(Drive)에서 유지보수실린더(Maintenance Cylinder)나 기타 다른 빈 영역으로 결함을 옮겨주는 'Defect Moving (Vectoring)'기법이 있다.

상기 예의 경우에 모두 불과 몇 바이트(1∼7byte)의 결함 때문에 전체 1섹터의 용량 (512byte, 실제로는 ID field, sync field, dummy pad 영역등을 포함하여 570byte 정도된다.)을 버리고, 다른 곳으로 옮겨주어야 하고, 이 결함을 예상하여 드라이브 전체 용량에서 일정부분을 예비해 놓아야 하기 때문에 용량의 손실이 발생한다. 더군다나, 결함이 발생한 섹터의 데이터는 보상을 해 주어야 하기 때문에 다른 위치로 가서 데이터를 읽어와야 한다. 상기 'Defect skipping'의 경우 한 섹터분 만큼의 시간 지연이 생기지만 'Defect Moving'의 경우는 추가의 시이크 시간과 지연시간 (latency time)이 요구되어 실질적인 기능의 저하가 발생한다. 한편 'Defect Swallowing' 기법은 결함이 발생한 위치 즉, 불과 몇 바이트의 결함이 발생한 부분만 스킵(skip)하고, 나머지 부분을 사용하는 방식으로 용량의 손실이 상대적으로 다른 방법에 비해 극히 적고, 많은 예비용량의 확보도 필요치 않다. 또, 기능의 저하도 불과 수 μs에 불과해 거의 전무하다고 말할 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 디스크상의 결함 제거를 위해 결함이 발생한 지점에서 몇 바이트만 스킵(skip)하고 나머지 온전한 부분만을 사용할 수 있도록 하는 방법에 의해 디스크의 용량과 기능을 향상시킬 수 있는 섹터 펄스 발생회로 및 방법을 제공함에 있다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 회로도로서 하드 디스크드라이브 전체를 제어하는 마이콤(101)과 상기 마이콤(101)에서 섹터 펄스 발생을 위한 타임값을 보관하고 있는 제1섹터 펄스 저장부(103)와, 상기 마이콤(101)에서 결합 스킵이 없는 트랙에서 0가 되도록 오프셋(off set)값을 보관하고 있는 제2섹터펄스 저장부(105)와, 상기 마이콤(101)에서 인텍스 신호를 발생하는 인덱의 논리부(109)와, 상기 마이콤(101)에서 시작 섹터값을 저장하는 시작섹터 저장부(110)와, 마지막 섹터값을 저장하는 마비막 섹터 저장부(111)와, 상기 제2섹터 펄스 저장부(105)의 출력에 의해 상기 인덱스 논리부(109), 시작섹터 저장부(110), 마지막섹터 저장부(111)의 출력을 선택하는 스위칭부(106)와, 상기 제1섹터 펄스 저장부(103)에서 섹터 펄스발생 타이밍에서 상기 스위칭부(106)에서 선택된 인덱스, 시작, 마지막 섹터 값을 가산하는 가산부(107)와, 상기 가산부(107)에서 출력되는 섹터 펄스 발생을 위한 최종값을 보관하는 제3섹터펄스 저장부(108)와, 소정의 클럭을 발생하는 클럭펄스 발생기(114)와, 상기 클럭 발생기(114)의 출력을 카운트하는 카운터(113)와, 상기 카운터(113)의 출력과 상기 제3섹터 펄스 저장부(128)의 출력을 비교하여 두값이 같은가를 검출하는 비교기(112)와, 상기 비교기(112)에서 두 입력이 같을 때 섹터 펄스를 발생하는 섹터 펄스 출력부(116)로 구성된다.

제2도는 본 발명에 다른 타이밍도로서 (20)은 'Defect Sector Slipping'에 대한 설명으로 한 트랙의 인덱스(Index)로부터 N번째 섹터에 ECC에 의해 정정되지 않는 defect X(길이 a)가 있을 때, 이웃의 연속된 섹터로 N+1로 결함이 발생한 섹터를 옮기는 과정에 대한 파형이다.

이때, 물리적으로 섹터 위치 N+1이 논리적으로 N이 되고, 그 뒤의 섹터도 하나씩 섹터번호가 줄게된다.

(2b)∼(2d)는 리드/라이트 동작시 리드 게이트(RG), 라이트 게이트(WG)의 타이밍에 관한 설명으로, 결함 섹터 N 전체가 스킵(skip)되는 것을 볼수 있다. 리드/라이트시 적은 RG 펄스 부분은 ID서치 동작을 표현한 것이다.

(2e), (2j)는 'Defect Swallowing'방법을 썼을때의 섹터 위치가 어떻게 변경되는가와 리드/라이트 타이밍에 대한 설명이다.

따라서 본 발명의 구체적 실시예의 제1도∼제2도를 참조하여 상세히 설명하면 'Defect Swallowing' 기법은 결함이 발생한 지점 즉, 불과 몇 바이트(수 μs∼수십 μs)만 'skip'하고 나머지 온전한 부분은 사용하는 방법이다.

디스크 포메터(혹은 디스크 콘트롤러)는 결함 부분 바로 앞에서 디스크 동작(Read 혹은 Write)과 ECC처리를 잠시 중단(freecing)하고, 그 결함 부분을 건너 뛴 다음에 재 동기화(re-synchornization)을 한 다음 ECC 프로세싱을 다시 풀고(un-freezing), 섹터의 나머지 부분을 계속 처리하는 방식이다. 이 방식을 쓸 경우 여분의 데이터 PLO 필드, 데이터 동기 필드 변화 부분이 필요로 하며, 결함 전후의 지터(jitter)(스핀들 속도의 변화이나 H/W 논리의 게이트 지연으로 인한) 패드(pad)부분이 필요하게 된다. 상기 분리(split)된 정보는 ID필드 영역에 저장되어 이용된다. 상기한 바와 같이 결함을 처리하지 않으면 결함 섹터 전체를 다른 위치로 재지정 지켜야만 한다. 이를 위해 (2a)와 같이 'defect Sector slipping'을 위해 한 트랙의 인덱스로부터 N번째 섹터에 ECC에 의해 정정되지 않는 dsfect X(길이 a)가 있을 때, 이웃의 연속된 섹터로 N+1로 결함이 발생한 섹터를 옮기도록 한다. 이때, 물리적인 섹터 위치 N+1이 논리적으로 N이 되고, 그 뒤의 섹터도 하나씩 섹터 번호가 줄게된다. 리드/라이트 동작시 리드게이트(RG)는 (2b),(2c)와 같이 동작되고, 라이트게이트(WG)는 (2d)와 같이 동작되는 것으로, 결함섹터 N전체가 스킵되는 것을 볼 수 있다. 리드/라이트시 적은 RG 펄스 부분은 ID 서치 동작한다. 'Defect Swallowing'방법을 썼을때는 (2e)∼(2j)의 도시와 같이 섹터 위치가 어떻게 변경되는가 도시되어 있다.

예를들어, 물리적인 섹터 위치 N번째에 Defect X(a 길이의)가 발생했을 때, (2e)와 같이 a길이 만큼 스킵을 했기 때문에, 섹터의 길이가 원래의 길이보다 a'만큼 길어진 것을 볼 수 있다.

그 뒤의 섹터 N+1, N+2...는 원래의 타이밍보다 a,a'만큼 지연되며, a + Defect swalling 처리하기 위해 필요한 영역=a'=a..........로 놓을 수 있다. 여기에서, 결함(defect) 스왈로우잉(Swallowing)을 처리하기 위해 필요한 영역은 제2도(2j)와 같이 Defect 전 jither pad + Defect 후 jither Pad + Data PLL + Data Sync가 된다. (2j)에서 8바이트의 결함을 스왈로우(Swalloro)하기 위해서는 일반적으로 j pad +defect+j pad+PLL+sync=2+8+2+12+1=25byte가 되는데, 트랙 여유 스펙구조를 썼을 때, 약 570 byte(pad포함)가 필요하므로, 한 트랙당 545byte의 추가 용량을 확보하게 된다. 상기설명에서 보듯이 결함 스왈로우잉을 하기 위해서는 섹터펄스 위치의 재조정이 필요한데, 제1도에서 마이콤(101)은 제1섹터 펄스 저장부(103)에서 섹터 펄스를 발생시키기 위한 타임값을 저장하고 있다. (서보 섹터 위치로부터, 리드/라이트를 위한 섹터 펄스가 발생하는 위치까지의 오프셋 값임) 그리고 제2섹터 펄스 저장부(105)는 상기(2e)의 a',a의 오프 값을 갖는 레지스터로 결함 스왈로우잉이 없는 트랙에서는 그 값이 제로(0)가 된다.

상기 제1섹터 펄스 저장부(103)의 출력값은 ROM의 테이블(미리 계산된)로부터 마이콤(101)에 의해 로드되며, 오프셋 값(제2섹터 펄스 저장부)역시 마이콤(101)에 의해 계산에 의해 로드된다. 상기 값이 로드가 되면, 스위칭부(106)는 인덱스 논리부(109), 시작, 마지막 섹터 저장부(110,111)에 의해 역시 마이콤(101)에 의해 미리 로드된 시작 섹터/마지막 섹터 레지스터에 의해 제2값을 가산부(107)로 연결하거나 끊거나 하여 2(e)의 상기 가산부(107)의 출력값은 제3섹터 펄스 저장부(128)에 기록된다. 상기 제3섹터 펄스 저장부(108)의 값을 섹터 펄스 발생을 위한 최종값이 된다.

이값은 비교기(113)에 입력되어 클럭 펄스 발생부(110), 카운터(113)의 출력값과 비교되어, 두 값이 같을 때 섹터 펄스 출력부(116)에서 하나의 섹터 펄스를 발생시키게 된다.

상술한 바와같은 논리회로를 이용하여 결함 스왈로우잉을 위한 섹터 펄스를 발생시킬 수 있으며, 디스크포맷터(혹은 디스크 콘트롤러)에서 결함을 처리할 때, 디스크옵션(리드/라이트 동작)과 ECC 동작을 잠시 정지시켰다가 이를 건너 뛴후 계속하게 하는 것은 서보 정보의 분리가 있을 경우와 동일한 방식으로 처리되며, 마이콤과 게이트 어레이의 간단한 추가 논리만으로 구현할 수가 있어 디스크의 용량과 기능의 향상효과를 얻을 수 있는 이점이 있다.

Claims

하드디스크 드라이브의 섹터 펄스 발생회로에 있어서, 상기 하드디스크드라이브 전체를 제어하는 마이콤(101)과 상기 마이콤(101)에서 섹터 펄스 발생을 위한 타임값을 보관하고 있는 제1섹터 펄스 저장부(103)와, 상기 마이콤(101)에서 결함 스킵이 없는 트랙에서 0가 되도록 오프셋(off set)값을 보관하고 있는 제2 섹터펄스 저장부(105)와, 상기 마이콤(101)에서 인텍스 신호를 발생하는 인덱의 논리부(109)와, 상기 마이콤(101)에서 시작 섹터값을 저장하는 시작섹터 저장부(110)와, 마지막 섹터값을 저장하는 마지막 섹터 저장부(111)와, 상기 제2섹터 펄스 저장부(105)의 출력에 의해 상기 인덱스 논리부(109), 시작섹터 저장부(110), 마지막섹터 저장부(111)의 출력을 선택하는 스위칭부(106)와 상기 제1섹터 펄스 저장부(103)에서 섹터 펄스발생 타이밍에서 상기 스위칭부(106)에서 선택된 인덱스, 시작, 마지막 섹터값을 가산하는 가산부(107)와, 상기 가산부(107)에서 출력되는 섹터 펄스 발생을 위한 최종값을 보관하는 제3섹터펄스 저장부(108)와, 소정의 클럭을 발생하는 클럭펄스 발생기(114)와, 상기 클럭 발생기(114)의 출력을 카운트하는 카운터(113)와, 상기 카운터(113)의 출력과 상기 제3섹터 펄스 저장부(128)의 출력을 비교하여 두값이 같은가를 검출하는 비교기(112)와, 상기 비교기(112)에서 두 입력이 같을때 섹터 펄스를 발생하는 섹터 펄스 출력부(116)로 구성됨을 특징으로 하는 회로.
하드디스크 드라이브의 섹터 펄스발생 방법에 있어서, 상기 하드디스크드라이브의 결함발생 이전의 원래의 시간값을 갖는 제1섹터 펄스 저장과정과, 상기 결함발생후 그 오프셋 값을 갖는 제2섹터 펄스 저장과정과, 상기 오프셋값을 필요시 온/오프해 주는 스위칭 과정과, 상기 스위칭 과정의 출력과 기준값을 비교하여 섹터 펄스를 발생하는 섹터 펄스 발생과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.