KR0182501B1 - 하드디스크드라이버의 채널특성 파라메타 측정장치 - Google Patents

하드디스크드라이버의 채널특성 파라메타 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하드디스크드라이버의 채널특성 파라메타 측정장치에 관한 것으로서, 기록 밀도가 높은 하드디스크드라이버를 구현함에 있어서, 일정한 값 이하의 에러 레이트를 유지하면서 기억 용량을 최대한으로 유지하기 위해서는 하드디스크드라이버의 데이터 레이트 변경점을 효율적으로 설정해야하는데, 이때 필요한 것은 헤드로부터 읽은 신호의 진폭에 비례하는 PW50값이다. 이를 해결하기 위해 본 발명은 하드디스크드라이버 내부의 읽기 채널부에 헤드로부터 읽은 신호의 진폭에 비례하는 값을 구할 수 있는 회로를 구성함으로써 PW50값을 쉽게 구할 수 있다.

Description

하드디스크드라이버의 채널특성 파라메타 측정장치
제1도는 채널특성 파라메타인 PW50을 설명하기 위한 도면으로서, a도는 헤드에서 디스크에 기록하기 위해 헤드의 코일에 흐르는 전류를 나타내는 파형, b도는 디스크에 자기적으로 기록된 상태를 나타낸 도면, c도는 디스크에 기록된 신호를 읽었을 때 진폭이 작은 경우의 파형, d도는 디스크에 기록된 신호를 읽었을 때 진폭이 큰 경우의 파형.
제2도는 PW50을 나타낸 파형, a도는 PW50값이 작은 파형, b도는 PW50값이 큰 파형.
제3도는 양호한 에러 레이트를 얻기 위하여 사용 가능한 각 기술에 따른 User Density를 나타낸 도면.
제4도는 일정한 User Density를 유지하기 위해 데이터 레이트의 변경점 설정을 나타낸 도면.
제5도는 PW50값이 큰 경우와 작은 경우 데이터 레이트의 변경점을 비교한 도면.
제6도는 하드디스크드라이버의 개략적인 블록도.
제7도는 본 발명을 구성하기 위한 읽기 채널부의 상세 블록도.
제8도는 본 발명에 따른 하드디스크드라이버의 채널특성 파라메타 측정 장치의 일실시예를 나타낸 블록도.
제9도는 본 발명에 따른 하드디스크드라이버의 채널특성 파라메타 측정 장치의 다른 실시예를 나타낸 블록도.
제10도는 PW50값이 큰 경우 제8도를 구성하는 각 블록의 출력 파형.
제11도는 PW50값이 작은 경우 제8도를 구성하는 각 블록의 출력 파형.
제12도는 PW50값이 큰 경우 제9도를 구성하는 각 블록의 출력 파형.
제13도는 PW50값이 작은 경우 제9도를 구성하는 각 블록의 출력 파형이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 컴퓨터 2 : 인터페이스
3 : 읽기/쓰기 채널부 4 : 모터 제어부
5 : 스핀들모터 6 : 헤드
7 : 디스크 8 : 데이터 제어부
9 : 버스 인터페이스 10 : AGC 앰프
20 : 필터이퀄라이저 30 : 정류부
40 : 제1저역통과필터 50 : 충전펌프
60 : 비교기 65 : 제1비교기
70 : 제1디지털/아날로그 변환기 80 : 제2저역통과필터
90 : 아날로그/디지털 변환기 100 : 피크홀다
110 : 제2비교기 120 : 제2디지털/아날로그 변환기
C1~C3 : 콘덴서 R1, R2 : 저항
본 발명은 하드디스크드라이버(Hard Disk Drive : 이하 HDD라 약칭한다)에 있어서 채널 평가를 위한 채널 특성 파라메타 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 HDD를 설계하는데 있어서, 일정한 값 이하의 에러 레이트(Error Rate)를 유지하면서 기억 용량을 최대한으로 유지하기 위해서는 HDD의 데이터 레이트(Date Rate) 변경점을 적당하게 설정해야 하는데 이때, 필요한 HDD의 채널 특성 파라메타인 PW50값을 쉽게 측정할 수 있는 회로를 읽기 채널부에 구현함으로써, PW50값을 쉽게 측정하여 헤드와 디스크의 특성에 관계없이 HDD의 데이터 레이트 변경점을 가장 효율적으로 설정할 수 있는 하드디스크 드라이버의 채널특성 파라메타 측정 장치에 관한 것이다.
최근 들어 HDD의 기록 밀도를 향상시키기 위한 각종 기술이 급격하게 발전하고 있다. 기존에는 피크 디텍터(Peak Detector)라는 기술을 이용했지만, 요즈음은 상기 응용 기술에 비하여 기록 밀도를 획기적으로 향상시킬 수 있는 PR4, EPR4, E2PR4 등의 PRML(Partial Response Maximum Likelihood) 응용 기술을 사용하고 있다.
기존의 피크 디텍터(Peak Detector) 응용 기술은 기록 밀도가 증가될 때에 필연적으로 발생하는 ISI(Inter Symbol Interference)로 인한 노이즈때문에 읽기에서 에러를 유발하므로, 기록 밀도를 향상하는데 있어서 문제가 되었다.
그러나, 최근 HDD에 적용되기 시작한 PRML 관련 기술은 샘플된 신호(Sample Symbol)간의 상호 연산에 의하여 ISI의 영향을 상쇄시켜 데이터를 복구한다. 따라서, ISI는 기록 밀도의 증가에 한계 요소로서 작용하지 않는 특징을 가지고 있다.
PRML 기술을 활용하는데 있어서, 기록 밀도를 향상하는 데에 중요한 제한 사항으로 대두되는 것은 User Density라고 정의되는 수치이다. 이는 헤드와 디스크의 특성에 의하여 결정되는 신호인 PW50(Pulse User Width AT 50 Percent) 값과 User Bit Length의 비를 말한다.
수식(1)에 나타난 각 용어를 간단히 설명하면 다음과 같다.
PW50은 제1도 및 제2도를 참조하여 설명한다.
(a)는 헤드에서 디스크에 기록하기 위해 헤드의 코일에 흐르는 전류를 나타낸 것이고, (b)는 디스크에 자기적으로 기록된 상태를 나타낸 것이며,(c)(d)는 헤드를 통해 디스크에 기록된 신호를 읽어낸 파형이다.
제1(a)도와 같이 일정한 전류값으로 디스크에 기록을 하더라도 읽은 신호는 헤드와 디스크의 특성상 (c)와 같이 신호의 진폭이 좁은 경우와 (d)와 같이 신호의 진폭이 큰 경우가 발생한다.
이때, 제1(c),(d)도의 파형을 확대한 것이 제2도인데, 파형 크기(Amplitude)의 1/2지점의 파형의 진폭을 PW50이라고 정의한다.
User Bit Length란 시간축 상에서의 1비트의 길이(시간/데이터 비트의 갯수)를 뜻한다. 즉, 1/User Bit Length(데이터 비트의 개수/시간)는 데이터 레이트(Data Rate)를 뜻한다.
User Density는 특정한 기록 기술을 활용할 경우에 일정한 값 이하의 에러 레이트를 유지하기 위해서는 넘지 않아야 할 한계로서 주어지는 값이다. PRML 응용 기술이 PR4, EPR4, E2PR4 등으로 발전해 나가는 노력을 계속하는 이유는 일정한 한계 이하의 에러 레이트를 유지하며 구현 가능한 User Density의 값을 증가시킴으로써, 주어진 헤드와 디스크의 특성에 의해서 결정되는 PW50 값에 대하여 User Bit Length를 줄여 데이터 기록 밀도를 높이기 위함이다.
제3도는 양호한 에러 레이트를 얻기 위하여 사용 가능한 User Density를 나타낸 도면으로서, 피크 디텍터의 경우는 1내외, PR4의 경우는 1.2~1.8, EPR4의 경우는 1.8~2.0, E2PR4의 경우는 2.2~2.4 정도인 것으로 알려져 있다.
PW50은 보통 HDD를 설계하는데 있어서 사용되는 헤드, 디스크에 대하여 어느 정도 일정한 범위 내에서 편차를 이루며 또한 동일한 헤드, 디스크에 대하여 헤드가 디스크의 내측으로 이동할수록 그 값이 커지게 된다.
따라서, HDD를 설계할 경우에는 제4도에 도시한 바와 같이 헤드가 디스크의 내측으로 이동할수록 PW50의 값이 커지게되므로 User Density를 디스크의 전 구간에서 일정하게 유지하게 하기 위해서는 User Bit Length를 디스크의 내측으로 이동하면서 그 값을 길게 변화시켜야 한다. 결과적으로 디스크의 내측으로 이동할수록 데이터의 기록 주파수가 떨어지게 된다.
데이터 레이트는 User Bit Length의 역에 비례하므로 HDD를 설계하는데 있어서, 제4도와 같이 불연속적으로나마 내측으로 이동하면서 데이터 레이트의 값이 적어지도록 변화시킴으로써, User Density의 값이 채널의 특성상 결정된 한계치를 넘지 않도록 하는 것이 일반적이다.
그러나, 데이터 레이트의 값이 적은 부분이 디스크 면에서 차지하는 비중이 많은 경우, 즉 제4도의 데이터 레이트 변경점이 디스크의 외측으로 이동하는 경우는 User Density를 낮게 유지하여 충분히 낮은 에러 레이트를 유지할 수는 있으나, 데이터 레이트가 떨어지게 되므로 디스크에 기록할 수 있는 데이터의 양이 줄어들므로 기록 밀도가 떨어지게 된다.
상기 조건에서 일정한 값 이하의 에러 레이트를 유지하면서 기록 밀도를 최대한으로 유지하기 위해서는 HDD의 데이터 레이트 변경점을 효과적으로 설정해야한다.
제5도를 보면, A헤드가 B헤드보다 PW50값이 큰 경우, 같은 User Density를 유지하기 위해서는 A헤드의 데이터 레이트 변경점이 자주 바뀌게 된다는 것을 설명한 것이다.
HDD의 기록 밀도가 계속적으로 증가함에 따라서, 과거에는 크게 문제가 되지 않았던 HDD를 구성하는 헤드간의 PW50 특성의 차이에 대응하여 각 헤드에 대해 독립적으로 데이터 레이트의 변경점을 조절함으로써, 헤드의 특성에 관계없이 일정한 User Density를 유지하도록 한다. 따라서, 헤드간에 균일한 에러 레이트를 유지하고자 하는 소위 Adaptive Zone Optimization이라고 칭해지는 방법들이 널리 활용되고 있다.
다시 말해서, 헤드의 특성에 관계없이 일정한 User Density를 유지하기 위해서는 각 헤드에 따라서 PW50 값이 다르므로 데이터 레이트의 변경점을 조절해야 한다. 결국, 효과적인 데이터 레이트의 변경점을 조절하기 위해서는 정확한 PW50값을 알아야 한다.
그러나, 대부분의 경우 수십 나노초에 해당하는 PW50값을 측정하기 위해서는 고가의 장비를 필요로 한다.
따라서, HDD 내부에서 Adaptive Zone Optimization을 구현하는 경우 HDD 내부에서 PW50을 측정하지 못하고, 각 Zone(동일한 데이터 레이트를 유지하는 구간)에 대하여 User Density가 가장 높은 부분(각 Zone의 가장 안쪽 영역)에서 에러 레이트를 측정하는 방법으로 Zone Optimization을 수행하고 있다.
그러나, 일반적으로 10-12~10-14정도를 만족하는 HDD에서 각 Zone에서 에러 레이트를 측정하는 것은 수일간에 걸치는 시간을 필요로 하기 때문에 효율이 극히 저조하며, 이에 소요되는 시간을 줄이기 위하여 Offtrack을 가하는 등의 스트레스를 주어서 에러의 발생 빈도를 높이므로 짧은 시간에 에러 레이트의 근사치를 구하기도 하지만, 이 방법 또한 Offtrack 등의 영향이 HDD의 성능에 다른 영향을 줄 수도 있어 이러한 조건에서 얻어지는 에러 레이트의 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 HDD의 읽기 채널부에 헤드에서 읽은 신호의 진폭에 비례하는 값을 구할 수 있는 회로를 구현함으로써, HDD의 내부에서 직접 PW50을 측정하고 Adaptive Zone Optimization을 구현할 수 있는 하드디스크드라이버의 채널특성 파라메타 측정장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 헤드로부터 읽혀진 신호를 증폭하는 자동이득제어앰프와, 상기 자동이득제어앰프에 의해 증폭된 신호의 노이즈를 제거하고 파형을 정형하는 필터이퀄라이저와, 상기 정형된 파형을 정류하는 정류부와, 상기 정류부에 의해 정류된 신호의 평균값 즉, 입력신호의 평균값을 구하는 제1저역통과필터와, 상기 제1저역통과필터에서 구한 입력신호의 평균값에 따라서 콘덴서에 전하를 충전 또는 방전하고, 콘덴서에 충전된 전하량에 따라 상기 자동이득제어앰프의 이득을 결정하여 입력신호의 크기에 변화가 있을 경우에도 자동이득제어앰프의 출력신호의 크기를 일정하게 유지하도록 하는 충전펌프로 읽기 채널부를 구성하는 하드디스크 드라이버에 있어서; 비반전단자에는 상기 정류부의 신호가 입력되고, 반전단자에는 디지털/아날로그에서 설정된 기준 전압이 입력되는 비교기와, 상기 비교기의 출력을 펄스폭에 비례하는 전압 레벨로 출력하는 제2저역통과필터와, 상기 제2저역통과필터의 출력신호를 디지털값으로 변환하는 아날로그/디지털 변환기로 구성되어 있는 하드디스크드라이버의 채널특성 파라메타 측정장치에 있다.
본 발명의 다른 특징은, 헤드로부터 읽혀진 신호를 증폭하는 자동이득제어앰프와, 상기 자동이득제어앰프에 의해 증폭된 신호의 노이즈를 제거하고 파형을 정형하는 필터이퀄라이저와, 상기 정형된 파형을 정류하는 정류부로 읽기 채널부를 구성하는 하드 디스크 드라이버에 있어서; 상기 정류부로부터 신호가 입력되면 방전신호를 입력으로 받아 정류부의 출력신호를 충전하고, 충전된 전압이 어느 일정 전압에 도달하면 그 전압을 계속 유지하여 출력하는 피크홀다와, 상기 피크홀다의 출력 전압을 제1비교기의 기준레벨로서 적당하게 분배하는 직렬로 연결된 두개의 저항과, 비반전단자에는 상기 정류부의 출력신호가 입력되고, 반전단자에는 상기 두개의 저항 사이의 접점의 전압이 기준전압으로 입력되는 제1비교기와, 상기 제1비교기의 출력을 DC레벨로 바꾸어주는 제2저역통과필터와, 반전단자에는 상기 제2저역통과펄터의 출력신호가 입력되고, 비반전단자에는 제2디지털/아날로그 변환기가 연결되어 있는 제2비교기로 구성되어 있는 하드디스크드라이버의 채널특성 파라메타 측정장치에 있다.
이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
제6도는 HDD를 구성하는 개략적인 블록도로서, 구성 및 간단한 동작을 설명한다.
컴퓨터(1)로부터 명령이 입력되면 이를 해석하여 모터 제어부(4)에 출력하는 인터페이스(2)와, 상기 컴퓨터(1)로 드라이버의 상태를 출력하는 버스 인터페이스(9)와, 입력된 병렬 데이터를 직렬 데이터화하고 드라이버의 직렬 데이터를 병렬데이터로 출력하는 데이터 제어부(8)로 구성되어 있다.
인터페이스(2)로부터 제어신호가 입력되면 모터제어부(4)의 스핀들모터 제어부는 스핀들모터(5)가 고속 또는 정속도로 디스크(7)를 회전시키도록 제어하고, VCM제어부는 전류를 발생시켜 VCM을 제어하여 헤드(6)를 이동시킨다. 그리고, 쓰기/읽기 채널부(3)의 쓰기 채널부는 데이터 제어부(8)의 데이터를 헤드(6)로 전송시키고, 읽기 채널부는 헤드(6)의 데이터를 인터페이스(2)로 전송시킨다.
제7도는 상기 읽기 채널부의 상세 블록도이다.
입력단에는 디스크(7)로부터 읽혀진 데이터를 증폭하는 프리앰프(도면에 도시되지 않음)의 출력 신호의 DC 바이어스 성분을 제거하기 위한 두개의 콘덴서(C1, C2)가 병렬로 연결되어 있고, 상기 콘덴서(C1, C2)에는 제3콘덴서(C3)의 충전된 전하량에 따라 이득이 조절되는 AGC(Auto Gain Controller)앰프(10)가 연결되어 있으며, 상기 AGC앰프(10)에는 입력신호의 노이즈를 제거하고 파형을 정형하는 필터이퀄라이저(20)가 연결되어 있다.
상기 필터이퀄라이저(20)의 출력 파형은 정류부(30)에 의해 정류되고, 제1저역통과필터(40)에서는 상기 정류부(30)에서 정류된 값의 평균값을 취하여 입력신호의 진폭의 평균치를 구하여 충전펌프(Charge Pump)(50)에 출력한다. 충전펌프(50)는 헤드로부터 입력되는 신호의 평균치의 값의 크기에 따라 제3콘덴서(C3)의 전하를 충전 또는 방전한다. 그 결과로서 제3콘덴서(C3)에 충전된 전하량에 따라서 AGC 앰프(10)의 이득을 결정함으로써, 입력 신호의 진폭에 변화가 있을 경우에도 AGC 앰프(10)의 출력단의 진폭을 일정하게 유지하도록 한다.
그리고, 상기 필터이퀄라이저(20)의 출력 신호는 정류부(30)에 출력됨과 동시에 다른 기능을 하는 블록으로 연결되어 데이터 복구를 위한 다양한 기능을 수행하게 된다.
제8도는 본 발명에 따른 하드디스크드라이버의 채널특성 파라메타 측정장치의 일실시예를 나타낸 블록도로서, 제7도에서 설명한 읽기 채널부와 같은 부분의 설명은 생략한다.
상기 제7도의 정류부(30)의 출력신호를 입력신호로 하고, 제1디지털/아날로그 변환기(70)의 출력신호를 기준전압으로 설정하는 비교기(60)와, 상기 비교기(60)로부터 출력되는 신호의 평균값을 구하는 제2저역통과필터(80)와, 상기 제2저역통과필터(80)의 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(90)로 구성되어 있다.
제9도는 본 발명에 따른 하드디스크드라이버의 채널특성 파라메타 측정장치의 다른 실시예를 나타낸 블록도이다.
상기 제7도에서 제1저역통과필터(40)와 충전펌프(50)의 기능을 없애고, 제1비교기(65)의 기준전압 설정은 피크홀다(Peak Holda)(100)를 사용한다. 상기 피크홀다(100)는 정류부(30)로부터 신호가 입력되면, 방전신호를 입력으로 받아 정류부(30)의 출력기 신호를 충전하여 충전된 전압이 어느 일정 전압에 도달하면 그 전압을 계속 유지하여 출력한다.
피크홀다(100)에서 출력된 전압은 제1비교기(65)의 기준전압으로서 적합한 레벨로 다운시키기 위해 직렬로 연결된 제1저항(R1)과 제2저항(R2)에 의해 분배된다. 제1비교기(60)의 비반전단자(+)에는 정류부(30)의 출력신호가 입력되고, 반전단자(-)에는 상기 제1저항(R1)과 제2저항(R2) 사이의 접점의 전압값이 입력되며, 제1비교기(65)의 출력은 제2저역통과필터(80)에 의해 펄스의 평균값인 DC레벨로 변환된다.
제2비교기(110)의 반전단자(-)에는 상기 제2저역통과필터(80)의 출력신호가 기준전압으로 입력되고, 비반전단자(+)에는 값이 조절되는 제2디지털/아날로그 변환기(120)의 신호가 입력된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 상세히 설명한다.
제10도는 PW50 값이 큰 경우의 제8도에 도시한 각 블록의 출력 파형도이다.
(a)는 PW50값을 측정하기 위해 측정하고자하는 헤드를 선택하여 일정한 간격(T)을 유지하는 패턴을 디스크 상에 기록한 전류 파형이고, (b)는 필터이퀄라이저의 출력 파형이고, (c)는 정류부의 출력파형이고, (d)는 비교기의 출력 파형이고, (e)는 저역통과필터의 출력 파형이다.
제11도는 PW50의 값이 작은 경우의 제8도에 도시한 각 블록의 파형도로서, (a)~(e)는 제10도의 설명과 같다.
본 발명에 따른 일실시예를 제8도, 제10도 및 제11도를 참조하여 설명한다.
[1] 첫째, PW50값이 큰 경우를 설명한다.
PW50 특성을 측정하고자하는 헤드(6)를 선택하여 측정하고자 하는 위치로 헤드(6)를 이동시킨 후 제10(a)도와 같이 일정한 간격(T)을 유지하는 패턴의 전류를 디스크(7) 상에 기록한다.
제10(a)도와 같은 패턴을 기록한 경우 헤드(6) 및 프리앰프(도면에 도시되지 않음)를 통해서 읽혀지는 파형은 제10(b)와 같다. 이 파형은 헤드와 디스크의 PW50값이 큰 경우는 제10(b)도와 같다고 하면, PW50 값이 상대적으로 작은 경우는 제11(b)도와 같이 펄스폭이 좁다.
여기에서, 제10(b)도와 제11(b)도와 같은 파형은 외부의 노이즈의 영향으로 신호에 잡음이 실린 경우에나 저주파의 모듈레이션이 발생하는 경우에도 AGC앰프(10) 및 필터이퀄라이저(20)를 통하는 과정에서 신호의 잡음 성분이 제거된 상태이다.
상기 필터이퀄라이저(20)의 출력신호(제10(b)도)는 정류부(30)에 입력되어 제10(c)도와 같은 파형으로 출력된다.
정류부(30)의 출력신호(제10(c)도)는 비교기(60)의 반전단자(-)에 입력되고, 비교기(60)의 기준 레벨은 제1디지털/아날로그 변환기(70)에서 설정된 값으로 제10(c)도의 점선으로 나타냈다.
따라서, 비교기(60)의 출력은 제10(d)도와 같은 펄스폭이 T1인 파형을 얻을 수 있다. 이 신호를 제2저역통과필터(80)를 통과시키면, 제10(e)도와 같이 펄스 시퀀스 T 및 펄스폭 T1에 대하여 T1/T에 비례하는 전압 레벨을 얻을 수 있으며, 이 출력신호의 레벨을 아날로그/디지털 변환기(90)를 통하여 읽음으로써 헤드 출력의 PW50 값을 계산해 낼 수 있다.
[2] 둘째, PW50 값이 작은 경우를 설명한다.
제11도는 디스크에 제10(a)도와 같은 신호(제11(a)도)를 기록했을 때, 헤드의 특성상 PW50값이 작은 경우로서, 제10도와 비교하면서 설명한다.
디스크 상에 같은 신호를 기록했지만, 헤드의 특성상 읽혀진 디스크의 신호는 제11(b)도와 같이 펄스폭이 제10(b)도 보다는 좁은 파형이 출력된다.
이 신호를 정류부(30)에서는 제11(c)도와 같은 신호로 출력한다. 이때, 비교기(60)의 기준 레벨은 디지털/아날로그 변환기(70)에서 설정된 값으로 이 기준 레벨은 항상 일정한 값을 유지하므로, 비교기(60)의 출력은 제11(d)도와 같은 펄스폭이 T2인 값이 출력된다. 비교기의 출력 파형은 제10(d)도보다는 펄스폭이 좁다.
이 신호를 제2저역통과필터(80)를 통과시키면 제11(e)도와 같이 펄스 시퀀스 T 및 펄스폭 T2에 대하여 T2/T에 비례하는 전압 레벨을 얻을 수 있다.
PW50값이 적은 경우는 제11(d)도의 펄스폭(T2)이 좁으므로 저역통과필터(80)의 출력인 전압 레벨(제11(e)도)이 제10(e)도보다는 적다.
따라서, 아날로그/디지털 변환기(90)를 통하여 읽혀진 값은 제10(e)도의 경우 제11(e)도의 값보다 더 큰 값을 출력한다. 이것은 읽은 신호의 진폭에 비례한 신호이므로 마이크로 컴퓨터는 아날로그/디지털 변환기(90)의 출력값으로 PW50값을 계산할 수 있다.
상술한 바와 같은 방법으로 PW50값을 구할 수 있으므로, 헤드의 특성에 관계없이 일정한 User Density를 유지하기 위해 제6도와 같이 PW50값이 큰 경우에는 A헤드와 같이 데이터 레이트 변경점을 조절하고, PW50값이 작은 경우에는 B헤드와 같이 데이터 레이트의 변경점을 조절하면 된다. 따라서, 헤드간에 균일한 에러 레이트를 유지할 수 있는 Adaptive Zone Optimization을 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시예를 제9도, 제12도 및 제13도를 참조하여 설명한다.
제12도는 PW50값이 큰 경우의 제9도 각 블록의 출력 파형도이다.
(a)는 PW50값을 측정하기 위해 측정하고자하는 헤드를 선택하여 일정한 간격(T)을 유지하는 패턴을 디스크 상에 기록한 전류 파형이고,(b)는 필터이퀄라이저의 출력 파형이고, (c)는 정류부의 출력 파형이고, (d)는 피크홀다의 동작시점을 정하는 방전펄스이고, (e)는 피크홀다의 출력 파형이고, (f)는 비교기에 입력되는 정류부와 피크홀다의 출력 파형이고, (g)는 비교기의 출력 파형이고, (h)는 저역통과필터의 출력 파형이다.
제13도는 PW50의 값이 작은 경우의 제9도에 도시한 각 블록의 파형도로서, (a)~(h)는 제10도의 설명과 같다.
[1] 첫째, PW50값이 큰 경우를 설명한다.
상술한 제9도의 구성 설명에서 언급했듯이, 본 실시예에서는 정류부(30)에서 정류된 값의 평균값을 취하여 입력신호의 진폭의 평균치를 구하여 제1저역통과필터(40)와, 상기 제1저역통과필터(40)로부터 입력되는 신호의 평균치의 값의 크기에 따라 제3콘덴서(C3)의 전하를 충전 또는 방전하는 충전펌프(50)를 사용하지 않으므로, 제3콘덴서(C3)에 충전된 전하량에 따라서 AGC 앰프(10)의 이득을 결정하여 입력 신호의 진폭에 변화가 있을 경우에도 AGC 앰프(10)의 출력단이 진폭을 일정하게 유지하도록 하는 기능을 수행하지 못한다.
따라서, 헤드를 통해 읽은 디스크의 신호는 제12(b)도와 같다. 이 신호는 필터이퀄라이저(20)의 출력신호로서, 신호의 크기(Amplitude) 및 진폭이 일정하지 못한 신호가 입력된다. 정류부(30)에서 정류한 신호는 제12(c)도와 같은 파형이고, 상기 정류부(30)의 출력신호는 제1비교기(65)의 비반전단자(+)에 입력된다.
그리고, 상기 정류부(30)의 출력신호는 제1비교기(65)에 입력됨과 동시에 피크홀다(100)에 입력된다. 피크홀다(100)는 정류부(30)로부터 신호가 입력되면, 피크홀다(100)는 자체 방전펄스(제12(d)도)를 발생시킨다. 그리고, 피크홀다(100)는 정류부(30)의 출력 신호를 충전하여 충전된 전압이 어느 일정 전압에 도달하면 그 전압을 계속 유지하여 출력한다(제12(e)도).
피크홀다(100)에서 출력된 전압은 제1비교기(65)의 기준전압으로서 적합한 레벨로 다운시키기 위해 직렬로 연결된 제1저항(R1)과 제2저항(R2)에 의해 분배된다. 제1비교기(65)의 반전단자(-)에는 상기 제1저항(R1)과 제2저항(R2) 사이의 접점의 전압값이 입력된다. 제12(f)도는 제1비교기(65)의 입력 신호이고, 제1비교기(65)의 출력(제12(g)도)은 제2저역통과필터(80)에 의해 펄스의 평균값인 DC레벨로 변환된다(제12(h)도).
DC레벨로 변환된 제2저역통과필터(80)의 출력신호는 제2비교기(110)의 반전단자(-)로 입력되어 기준전압으로 사용된다. 값을 조절할 수 있는 제2디지털/아날로그 변환기(120)의 출력신호는 제2비교기(110)의 비반전단자(+)로 입력된다. 마이크로 컴퓨터에서는 제2비교기(110)의 출력이 하이에서 로우 또는 로우에서 하이로변하는 시점의 제2디지털/아날로그 변환기(120)의 값을 알 수 있고, 이 값으로 PW50값을 계산할 수 있다.
[2] 둘째, PW50값이 작은 경우를 설명한다.
제13도는 디스크에 제12(a)도와 같은 신호(제13(a)도)를 기록했을 때, 헤드의 특성상 PW50값이 작은 경우로서, 제12도와 비교하면서 설명한다.
우선, 필터이퀄라이저(20)의 출력 파형을 보면 제12(b)도와 같이 신호의 크기와 진폭이 일정하지는 않지만 평균적으로 진폭이 좁은 것을 알 수 있다. 이 신호는 정류부(30)에 의해 제13(c)도와 같이 되고, 정류부(30)의 출력신호는 제1비교기(65)의 비반전단자(+)로 입력되고, 또한 정류부(30)의 출력신호는 피크홀다(100)에 입력된다.
피크홀다(100)는 정류부(30)로부터 신호가 입력되면, 자체 방전펄스(제13(d)도)를 발생하고 정류부(30)의 출력 신호를 충전한다. 충전된 전압이 어느 일정 전압에 도달하면 그 전압을 계속 유지하여 출력한다(제13(e)도). 이때, 정류부(30)의 출력 신호는 제12(c)도보다 진폭이 적은 신호이므로 피크홀다(100)가 일정 전압에 도달하는데는 제12(e)도보다 시간이 더 필요하지만, 결국은 제12(e)도와 같은 크기의 전압을 출력한다.
제1비교기(65)에서는 피크홀다(100)의 출력신호를 기준전압으로 정류부(30)의 출력신호와 비교하여 제13(g)도와 같은 파형을 출력한다. 제1비교기(65)의 출력 파형을 제12(g)도와 비교해보면 폭이 좁은 펄스이다. 이는 PW50값과 비례하는 값이다.
제1비교기(65)의 출력신호를 제2저역통과필터(80)를 거치면 제13(h)도와 같은 결과를 얻을 수 있다. 이 값은 제12(h)의 값보다 적은 값이다. 따라서, 제2비교기(110)에 입력되는 기준 전압도 낮아진다.
제2비교기(110)의 비반전단자(+)에 연결된 제2디지털/아날로그 변환기(120)는 값을 조절할 수 있다. 즉, PW50값에 따라서 제2저역통과필터(80)의 출력값이 달라지므로 제2비교기(110)의 기준 전압도 달라진다. 제2디지털/아날로그 변환기(120)에 인가되는 값을 조절하면서 제2비교기(110)의 출력신호가 로우에서 하이로 또는 하이에서 로우로 변하는 시점의 제2디지털/아날로그 변환기(120)의 값을 마이크로 컴퓨터(도면에 도시되지 않음)는 알 수 있다.
이때, 제2비교기(110)의 출력신호가 변하는 시점의 제2디지털/아날로그 변환기(120)의 값이 PW50에 비례하는 값이므로 사용자는 PW50값을 계산해 낼 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 하드디스크드라이버의 채널특성 파라메타 측정장치에 의하면, HDD의 읽기 채널부에 헤드에서 읽은 신호의 진폭에 비례하는 값을 구할 수 있는 회로를 구현함으로써, HDD의 내부에서 직접 PW50을 측정하고 Adaptive Zone Optimization을 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 헤드로부터 읽혀진 신호를 증폭하는 자동이득제어(AGC)앰프와, 상기 자동이득제어앰프에 의해 증폭된 신호의 노이즈를 제거하고 파형을 정형하는 필터이퀄라이저와, 상기 정형된 파형을 정류하는 정류부와, 상기 정류부에 의해 정류된 신호의 평균값 즉, 입력신호의 평균값을 구하는 제1저역통과필터와, 상기 제1저역통과필터에서 구한 입력신호의 평균값에 따라서 콘덴서에 전하를 충전 또는 방전하고, 콘덴서에 충전된 전하량에 따라 상기 자동이득제어앰프의 이득을 결정하여 입력신호의 크기에 변화가 있을 경우에도 자동이득제어앰프의 출력신호의 크기를 일정하게 유지하도록 하는 충전펌프로 읽기 채널부를 구성하는 하드디스크 드라이버에 있어서, 비반전단자에는 상기 정류부의 신호가 입력되고, 반전단자에는 디지털/아날로그에서 설정된 기준 전압이 입력되는 비교기와, 상기 비교기의 출력을 펄스폭에 비례하는 전압 레벨로 출력하는 제2저역통과필터와, 상기 제2저역통과필터의 출력신호를 디지털값으로 변환하는 아날로그/디지털 변환기로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이버의 채널특성 파라메타 측정장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아날로그/디지털 변환기의 출력값은 입력된 신호의 진폭에 비례하는 값이므로 마이크로 컴퓨터는 하드 디스크 드라이버의 채널 특성 파라메타인 PW50값을 구할 수 있는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이버의 채널특성 파라메타 측정장치.
  3. 헤드로부터 읽혀진 신호를 증폭하는 자동이득제어앰프와, 상기 자동이득제어앰프에 의해 증폭된 신호의 노이즈를 제거하고 파형을 정형하는 필터이퀄라이저와, 상기 정형된 파형을 정류하는 정류부로 읽기 채널부를 구성하는 하드 디스크 드라이버에 있어서, 상기 정류부로부터 신호가 입력되면 정류부의 출력신호를 충전하고, 충전된 전압이 어느 일정 전압에 도달하면 그 전압을 계속 유지하여 출력하는 피크홀다와, 상기 피크홀다의 출력 전압을 제1비교기의 기준레벨로서 적당하게 분배하는 분배 수단과, 비반전단자에는 상기 정류부의 출력신호가 입력되고, 반전단자에는 상기 분배수단의 출력 전압이 기준전압으로 입력되는 제1비교기와, 상기 제1비교기의 출력을 DC레벨로 바꾸어주는 제2저역통과필터와, 반전단자에는 상기 제2저역통과필터의 출력신호가 입력되고, 비반전단자에는 제2디지털/아날로그 변환기가 연결되어 있는 제2비교기로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이버의 채널 특성 파라메타 측정장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2비교기의 출력이 하이에서 로우로 또는 로우에서 하이로 변환하는 시점의 제2디지털/아날로그 변환기 값을 마이크로 컴퓨터에서 인지하여 PW50값을 구할 수 있는 것을 특징으로 하는 하드디스크드라이버의 채널특성 파라메타 측정장치.
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