KR100232511B1

KR100232511B1 - 다수의 주파수 채널과 함께 사용하기 위한 최적화 밴딩된 디스크

Info

Publication number: KR100232511B1
Application number: KR1019960075224A
Authority: KR
Inventors: 할 할마르 오터슨; 고든 제이. 스미스
Original assignee: 포만 제프리 엘.; 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Priority date: 1996-04-01
Filing date: 1996-12-28
Publication date: 1999-12-01
Also published as: SG49359A1; KR970071737A; US5739994A; JPH1027431A

Abstract

적어도 하나의 디스크를 사용하는 메모리 장치가 개시되어 있다. 메모리 장치는 밴딩된 디스크를 사용한다. 디스크는 다수의 주파수 존으로 된 디스크 저장장치에서 사용하도록 하기 위하여 최적화되어 밴딩되어 있다. 디스크 상에서 트랙위치를 존으로 할당하는 것은 디스크가 2개 이상의 개별 디스크 속도로 회전할 때 저장 장치가 처리해야 하는 존 비트 주파수의 개수를 감소시킨다.

Description

다수의 주파수 채널과 함께 사용하기 위한 최적화 밴딩된 디스크

본 발명은 디스크 저장 매체 상에서 정보를 보다 개량된 방법으로 할당하는 것에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 다수의 주파수 존(multiple frequency zone)을 사용하여 디스크 저장 매체 상에서 트랙 위치를 보다 개량된 방법으로 할당하는 것에 관한 것이다.

몇 가지 전기적 장치에서 핵심적인 부품들 중의 하나는 데이타를 저장하고 판독할 장소이다. 예를 들어, 컴팩트 디스크 플레이어는 플라스틱 디스크로부터 음악과 같은 데이타를 판독한다. 또 하나의 예는 테이프로부터 데이타를 판독하는 VCR이다. 또한, 컴퓨터 시스템은 많은 양의 데이타를 저장하고 판독한다. 전형적으로, 컴퓨터 시스템은 데이타를 저장하기 위한 다수의 저장 수단을 채용한다. 컴퓨터가 데이타를 저장할 수 있는 장소 중의 하나는 직접 액세스 저장 장치(direct access storage device)라고도 불리는 디스크 드라이브(disk drive)이다.

본 발명은 직접 액세스 저장 장치에 한정되지 않으나, 예로서 하나에 대하여 설명한다. 디스크 드라이브 또는 직접 액세스 저장 장치는 레코드 플레이어(record player)에서 사용되는 레코드나 CD 플레이어에서 사용되는 컴팩트 디스크와 유사해 보이는 수개의 디스크를 포함한다. 디스크들은 작동을 기다리는 수개의 레코드와도 같이 스핀들(spindle)에 스택(stack)되어 있다. 그러나, 디스크 드라이브에서 디스크들은 스핀들에 장착되고 분리된 디스크들이 서로 접촉하지 않도록 이격된다.

각각의 디스크의 표면은 겉으로 보기에는 균일하다. 그러나, 실제로는 각각의 표면은 데이타가 저장되는 부분들로 나누어져 있다. 나무의 나이테처럼 동심원으로 배치된 다수의 트랙이 있다. 디스크 드라이브 내의 각각의 트랙은 본질적으로 원주상 트랙(circumferential track)의 단지 일부일 뿐인 다수의 섹터(sector)로 더 분할된다.

자기 디스크 상에 데이타를 저장하는 것은 데이타를 나타내는 패턴으로 디스크의 부분들을 자화시키는 것(magnetizing)을 수반한다. 디스크에 데이타를 저장하기 위해서 디스크가 자화된다. 자성층(magnetic layer)을 자화시키기 위해서는, 기록 소자(write element)라고 알려져 있는 자기 트랜스듀서(magnetic transducer)를 포함하는 작은 세라믹 블록(ceramic block)이 디스크의 표면을 지나게 된다. 더욱 구체적으로는, 기록 소자는 디스크의 표면으로부터 대략 600만분의 1인치(inch)의 높이로 부상시키고, 이 기록 소자가 다양한 상태로 에너지화(energized)되면서 트랙 위를 지나게 되어, 밑의 트랙이 자화되어 저장할 데이타를 나타내도록 한다. 어떤 응용에서는 기록 소자가 판독 소자(read element)와 동일하다. 다른 응용에서는 별도의 기록 소자와 별도의 판독 소자를 사용한다.

자기 디스크 상에 저장된 데이타를 검색하기 위하여, 기록 소자와 가까운 곳에 배치된 판독 소자를 디스크 위로 부상시킨다. 디스크의 자화된 부분들은 판독 소자로부터의 신호를 제공된다. 판독 소자로부터의 출력을 관할함으로써 데이타를 복원할 수 있고 이를 컴퓨터 시스템에서 사용할 수도 있다.

레코드와 마찬가지로, 디스크의 양면은 일반적으로 데이타 또는 디스크 드라이브의 작동에 필요한 다른 정보를 저장하는데 사용된다. 디스크들은 스택으로 배치되어 있고 서로 이격되어 있기 때문에, 디스크의 스택 내의 각각의 디스크의 윗면과 밑면은 각자의 판독 소자의 기록 소자를 가지고 있다. 이것은 동시에 레코드의 양면을 연주할 수 있는 스테레오(stereo)에 비유할 수 있다. 각각의 면은 레코드의 특정면을 연주한 첨필(stylus)이 있을 것이다.

또한, 디스크 드라이브는 스테레오 레코드 플레이어의 톤 암(tone arm)에 비유할 수 있는 것을 가지고 있다. 디스크 드라이브에는 2가지 종류, 즉 로터리형(rotary)과 선형(linear)이 있다. 로터리 디스크 드라이브는 레코드 플레이어처럼 회전하는 톤 암을 가지고 있다. 액튜에이터 암(actuator arm)이라고도 불리는 로터리 디스크 드라이브의 톤 암은 모든 트랜스듀서 또는 판독/기록 소자를 가지고 있는데, 각각의 디스크의 각각의 표면을 위한 하나의 헤드(head)는 빗(comd)처럼 보이는 구조로 지지된다. 때로는, 그 구조를 E-블럭 (E-block)이라고 부른다. 톤 암과 마찬가지로, 액튜에이터 암은 액튜에이터 암에 부착된 판독 소자와 기록 소자가 디스크 상의 다양한 트랙 위의 위치로 이동될 수 있도록 회전한다. 이런 방식으로, 기록 소자는 수개의 트랙 위치 중의 하나에서 데이타를 나타내는 패턴으로 디스크의 표면을 자화시키는데 사용할 수 있다. 판독 소자는 디스크의 트랙들 중의 하나상에 있는 자화 패턴을 감지하는데 사용된다. 예를 들어, 필요한 데이타는 하나의 특정 디스크 상의 2개의 상이한 트랙에 저장할 수 있고, 따라서 데이타의 자기적 표현을 판독하기 위해서는 액튜에이터 암이 하나의 트랙으로부터 다른 트랙으로 회전되어야 한다.

본 발명은 자기 매체를 사용하는 디스크 드라이브에서의 사용에만 제한되는 것이 아니고, 회전하는 매체를 가진 어떠한 장치에서도 유용한 것이다. 자기 매체가 예로서 설명되는 이 특정 응용에서, 다른 종류의 매체 또는 판독 및 기록 소자를 가지고 있는 다른 저장 매체에서도 본 발명이 유용하다는 것을 이해해야 한다.

자기 디스크 드라이브와 같은 고용량의 직접 액세스 저장 장치(direct access storage devices:DASD)의 필요성이 최근에 상당히 증대되었다. 또한, 전력을 보존하고 저장 장치를 가볍고 휴대할 수 있도록 만들기 위하여, 저장 장치의 크기를 줄이는 것이 바람직하게 되었다. 예를 들어, 디스크 드라이브에서는, 경량 컴팩트 디자인을 제공하고 디스크 드라이브에 의한 전력 소비를 줄이기 위하여, 보다 작은 디스크가 보다 많이 사용되어 왔다. 작은 디스크이면서도 고용량인 디스크에 대한 증대된 수요에 의하여 디스크 드라이브 개발자들은 이에 대하여 경쟁적으로 관심을 갖게 되었다.

회전하는 디스크의 저장 용량을 증가시키기 위하여 사용되는 하나의 기법은 존 비트 레코딩(zone bit recording:ZBR)이다. ZBR의 원리는 일정한 스핀들 속도하에서는 트랜스듀서가 디스크의 내부로부터 외부 가장자리로 움직임에 따라, 트랜스듀서를 지나갈 때의 디스크 표면의 선형 속도(linear speed)가 변화한다는 것이다. 특히, 디스크 표면의 선형 속도는 디스크의 외부 가장자리에서 더 크다. ZBR은 기록된 데이타의 선형 밀도(linear density)를 증가시키기 위하여 디스크의 외부에서 데이타가 디스크에 기록되는 주파수를 증가시킴으로써 이러한 큰 선형 속도를 이용한다.

이상적으로는, 기록 주파수는 헤드의 반경 위치(radial position)의 함수로서 선택하여, 데이타와 같은 기록된 변화의 선형 밀도가 디스크의 전체 표면에 걸쳐서 동일하도록 할 수 있다. 따라서, 그러한 시스템에서는 디스크에 기록된 데이타의 선형 밀도는 디스크의 각각의 트랙(track)에 대하여 일정하다. 그러나, 실제로는 각각의 트랙 위치에 대하여 밀도를 변화시킬 필요는 없다. 오히려, 디스크를 인접하는 트랙 위치의 밴드로 구성된 다수의 동심원 존(concentric zones)으로 나눌 수 있다. 트랙 위치는 다수의 동심원일 수도 있고 하나 이상의 연속적인 동심원의 나선형 트랙일 수도 있는 동심원 데이타 트랙에 대응된다. 디스크에서 데이타가 기록되고 판독되는 각각의 존에 대하여 존 주파수가 할당된다. 존 주파수는 전형적으로 각각의 존의 가장 안쪽 트랙의 데이타의 선형 데이타의 선형 밀도가 거의 일정하도록 각각의 존에 대하여 선택된다. 이러한 방식으로, 디스크의 전체 저장 용량을 상당히 증가시킬 수 있다.

다수의 존 디스크 드라이브(예를 들어, ZBR)와 관련된 한가지 단점은 다수의 주파수를 사용하면 데이타 저장 장치가 더 복잡해진다는 점이다. 예를 들어, 다수의 주파수 존을 사용한 결과 디스크 드라이브에서 사용되는 데이타 채널은 다수의 상이한 데이타 속도(data rate)를 처리할 수 있어야 한다. 본 발명은 디스크 표면을 다수의 주파수 존으로 할당하는 보다 개량된 방법을 제공한다.

제1도는 다수의 기록 존(recording zone)을 가지고 있는 디스크 표면을 도시한 도면.

제2도는 본 발명을 사용하기 위한 예시적인 환경의 블록도.

제3(a)도 및 제3(b)도는 본 발명의 다양한 동작 환경을 예시하는 시스템을 도시한 도면.

제4도는 등차 수열에 따라 존으로 나누어진 트랙에 대한 존 주파수와 스핀들 모터 속도 사이의 관계를 도시한 도면.

제5도는 등비 수열에 따라 존으로 나누어진 트랙에 대한 존 주파수와 스핀들 모터 속도 사이의 관계를 도시한 도면.

제6(a)도 및 제6(b)도는 각각 2.5˝디스크 드라이브에 대하여 가변 스핀들 속도의 함수로서 등비수열 및 등차수열에 따라 배치된 존 반경과 주파수를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

203 : 트랜스듀서 204 : 가변 주파수 데이타 채널

100 : 디스크 201 : 스핀들 모터

202 : 모터 제어기 205 : 제어 유닛

212 : 프로세싱 인터페이스 314 : 액튜에이터

335 : 디스크 드라이브 제어기

일반적으로, 본 발명은 트랙 위치를 다수의 주파수 존에 할당하는 보다 개량 된 방법을 제공한다. 하나의 실시예에서는, 본 발명은 N개의 동심원 존으로 할당된 동심원 트랙 위치를 갖는 저장 매체의 형태로서 구현한다(N은 2보다 큰 정수). 데이타는 저장 매체의 각각의 존의 내측 반경(inner radius)에 거의 일정한 선형 밀도로 기록된다. N개의 동심원 존의 각각을 정의하는 반경 n는 인접하는 임의의 2개의 존을 정의하는 반경 n의 비가 거의 일정하도록 선택된다. 본 발명에 대한 전술한 바와 같은 내용은 본 발명의 각각의 실시예나 모든 특징을 설명하는 것은 아니다. 오히려, 본 발명은 도면과 이하의 설명을 참조하면 보다 잘 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 첨부된 도면과 관련하여 본 발명의 다양한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명에 의하여 보다 완전히 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 대하여 다양한 변경과 변형을 할 수 있으나, 그 특정 실시예가 도면에서 예로서 도시되어 있고 이에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 이는 본 발명을 설명된 특정 실시예로 제한하고자 하는 것은 아니다. 반대로, 첨부된 특허 청구의 범위에 의하여 정의되는 본 발명의 범위 내에 들어가는 모든 변경, 균등물, 및 변형을 포함하고자 하는 것이다.

본 발명은 디스크 표면을 다수의 주파수 존으로 할당하는 보다 개량된 방법을 제공하는데, 이는 디스크가 다수의 상이한 개별 디스크 속도(discrete disk velocity)로 회전할 때 특히 유용하다. 디스크 저장 장치를 다수의 개별 디스크 속도로 동작시킴으로써 얻는 장점은 대리인 도켓 번호가 IBM RO995-090이고 발명의 명칭이 “다수의 주파수 존 드라이브에서 사용하기 위한 전력 절약 방법 및 장치”인______일자 미합중국 특허 출원 제___/___,___호 및 대리인 도켓 번호가 IBM RO995-108이고 발명의 명칭이 “환경에 대하여 최적화된 스핀들 속도를 갖는 디스크 드라이브”인 1996년 4월 1일자 미합중국 특허 출원 제08/625,201호에 설명되어 있으며, 본 출원에서는 그 내용을 참조한다. 본 발명은 일반적으로 자기 디스크 드라이브, 광디스크 드라이브, CD-ROM등과 같은 임의의 형태의 직접 액세스 저장 장치에 관한 것이지만, 이하 설명하는 예시적인 실시예는 설명 목적의 디스크 드라이브를 기술한 것이다. 설명한 특정들을 다른 형태의 저장 장치에서 구현하는 것은 그 설명으로부터 당업자가 용이하게 할 수 있을 것이다.

본 발명의 한가지 특징에 따르면, 디스크 표면은 다수의 동심원 존 또는 트랙 위치의 밴드(bands of track locations)로 나누어진다. 이하의 설명으로부터 더욱 명백해지는 바와 같이, 트랙이 존에 할당되는 방식은 트랙 위치에서 데이타를 판독 및 / 또는 기록하는데 사용되는 데이타 채널의 복잡도를 감소시킨다. 본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 트랙은 각각의 밴드 또는 존에 대응하는 반경 r_i에 의하여 정의되는 동심원 밴드 또는 존 Z_i로 나누어진다. 반경 r_i는 인접하는 밴드 또는 존 사이에 거의 일정한 반경비를 유지하는 등비 수열에 따라 결정된다. 즉, r_i/r_i+1은 K(K는 상수임)와 거의 같다. 그러한 할당 방법을 사용함으로써 얻어지는 장점은 이하에 설명하는 예로부터 명확해질 것이다.

제1도는 다수 주파수 기록 존을 사용하는 디스크 표면을 도시한 도면이다. 제1도에서, 디스크(100)은 (도시되지 않은)동심원 트랙 또는 트랙 위치의 밴드로 각각 만들어진 N개의 존(101)을 가지고 있다. 존(101)은 디스크의 외측 직경(outer diameter)에 있는 존 Z₁로부터 디스크의 내측 직경(inner diameter)에 에 있는 존 Z_n까지 진행한다. 존(101)은 존의 내측 반경(inner radius;102)에 의하여 정의할 수 있다. 반경 R_i는 존 Z_i의 내측 반경에 대응한다. 디스크의 반경(103)은 디스크의 외측직경(R_OD)를 정의한다.

디스크(100)은 화살표(104)의 방향으로 ω_j의 속도로 스핀들 모터에 의하여 회전한다. 이하에 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 디스크는 2개 이상의 개별 속도 ω_j로 회전할 수 있다. 사용되는 특정 속도 ω_j는 디스크 드라이브가 사용되는 동작 모드에 기초하여 결정된다.

이하에 보다 상세히 설명하는 바 및 ZBR 드라이브에서 종래 알려져 있는 바와 같이, 디스크가 일정한 속도로 회전하는 동안에 상이한 기록 주파수로 각각의 존에 데이타를 기록하여, 존에 따라 선택된 기록 주파수로 동일한 스핀들 속도로 모든 기록 동작이 수행되도록 할 수 있다. 별법으로서, 상이한 스핀들 속도로 데이타를 디스크에 기록할 수 있다. 기록 동작에 대하여 상이한 스핀들 속도가 사용되면, 특정 존에 대한 기록 주파수는 각각의 존의 가장 안쪽의 트랙에 기록된 데이타의 선형 속도가 거의 일정하게 유지되도록 선택된다.

또한, 데이타를 디스크로부터 2개 이상의 스핀들 속도로 판독할 수 있다. 디스크를 판독할 때의 선형 데이타 속도(linear data rate;즉, 데이타가 판독 헤드에 제공되는 속도)는 스핀들 모터의 속도가 변함에 따라서 변한다. 즉, 신호의 변화로 표현되는 데이타 비트가 소정의 존에 대하여 트랜스듀서에 제공되는 속도는 스핀들 모터 속도가 변함에 따라 변한다. 이하, 본 명세서에서는 소정의 스핀들 속도에 대해 특정 존에서 데이타가 트랜스듀서에 제공되는 속도를 “존 비트 주파수(zone bit frequency)”라고 하기로 한다. 따라서, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, “존 비트 주파수”라는 용어는 데이타 비트가 트랜스듀서에 제공되는 (트랜스듀서에 의하여 기록되는)속도를 나타내는데 사용된다. “존 비트 주파수”는 존 내의 데이타의 선형 밀도와 디스크의 회전 속도(즉, 스핀들 속도)의 함수이다.

스핀들 속도와 데이타 채널의 동작 주파수를 제어하는데 사용되는 디스크 드라이브의 구성 요소들이 블록도의 형태로 제2도에 도시되어 있다. 제2도에서, 디스크(100)은 스핀들 모터(201)에 의하여 회전된다. 스핀들 모터(201)의 회전 속도는 모터 제어기(202)에 의하여 제어된다. 모터 제어기(202)는 스핀들 모터(201)과 디스크(100)을 선정된 다수의 개별 속도 ω_j로 회전시키기 위하여 제공된다. 트랜스듀서(203)은 디스크(100)에 인접하게 배치되어 디스크(100)의 표면에서 정보를 판독 및 / 또는 기록한다.

트랜스듀서(203)은 예를 들어 (도시되지 않은) 로터리 액튜에이터(rotary actuator)에 장착되어 트랜스듀서를 원하는 트랙 위치 상에 배치시킨다. 디스크에 대한 트랜스듀서(203)의 반경 위치는 디스크(100) 중에서 어느 존이 현재 액세스되고 있는지를 결정한다. 트랜스듀서(203)은 선택된 존과 디스크 속도에 대하여 적절한 존 비트 주파수(zone bit frequency)로 디스크에서 신호를 판독하고 기록하는 데 사용할 수 있는 가변 주파수 데이타 채널(variable frequency data channel;204)에 접속된다. 예를 들어 판독 동작에서, 트랜스듀서(203)은 디스크로부터 판독된 원시 정보 신호(raw signal of information)를 데이타 채널(204)에 제공하고, 데이타 채널(204)는 소정의 존과 스핀들 속도에 적합한 주파수로써 그 신호로부터 데이타를 추출한다. 디스크(100)으로부터 판독된 데이타는 적응성 가변 주파수 데이타 채널(204;adaptive variable frequency data channel;204)로부터 프로세싱 인터페이스(212)에 공급되고, 프로세싱 인터페이스(212)는 디스크 드라이브를 사용하는 컴퓨터(210)의 CPU(211)이 사용하도록 하기 위하여 이 신호를 처리한다.

제어 유닛(205)는 적응성 가변 주파수 데이타 채널(204)와 모터 제어기(202)에 접속되어 있다. 제어 유닛(205)는 프로세싱 인터페이스(212)로부터 존 제어 신호(206)과 모드 제어 신호(207)을 수신하다. 존 제어 신호(206)은 트랜스듀서(203)이 액세스 동작을 수행하고 있는 존을 나타낸다. 이 정보는 헤드 위치를 결정하기 위한 종래의 어떠한 공지된 방법을 사용하더라도 얻을 수 있다. 예를 들어, 존 정보는 트랜스듀서가 디스크의 표면으로부터 서보 정보(servo information)를 판독할 트랜스듀서로부터 얻을 수 있다.

모든 제어 신호(207)은 제어 유닛(205)에 디스크 저장 장치의 동작 모드에 대하여 알려준다. 이하에 보다 상세히 설명된 장점들은 상이한 디스크 속도를 갖는 상이한 동작 모드가 사용되는 어떠한 저장 장치에서도 유용하다. 예를 들어, 디스크 저장 장치는 전력을 절약하기 위하여 디스크가 더 느린 디스크 속도로 동작하는 전력 절약 모드(power savings mode)를 포함할 수 있다. 그러한 모드의 시작은 모드 제어 신호(207)로서 제어 유닛(205)에 제공된다. 다수의 디스크 속도 모드의 장점을 활용할 수 있는 다른 시스템 종류는 디스크가 통상의 속도보다 느린 속도로 회전하는 아카이벌 모드(archival mode)를 갖는 저장 장치, 정상 속도보다 빠른 속도로 디스크가 전형적으로 회전하는 상호작용적 응용(interactive application), 랜덤 액세스 메모리 (RAM)와 디스크 사이의 많은 데이타의 스왜핑(high swapping of data), 디스크 드라이브가 동작하는 환경에 따른 상이한 디스크 속도의 사용 등을 포함한다. 또 하나의 예에서, 드라이브가 뜨거워질 정도로 동작하면, 드라이브를 식히도록 디스크 속도를 감소시킬 필요가 있다.

모드 제어 신호(207)에 기초하여, 제어 유닛은 모터 제어기(202)에 모터 속도 제어 신호(209)를 공급하여, 스핀들 모터(201)로 하여금 디스크를 적절한 속도로 회전시키도록 한다. 또한, 제어 유닛(205)는 존 제어 신호(206)과 모드 제어 신호(207)에 기초하여 디스크 존(101)을 액세스하는데 적절한 존 비트 주파수를 결정한다. 존 비트 주파수는, 스핀들 모터(201)의 속도를 반영하는 모드 제어 신호(207)과, 데이타가 디스크의 특정 존에 기록되는 상대적인 속도를 반영하는 존 제어 신호(206)에 기초하여 결정된다. 적절한 존 비트 주파수는 제어 신호(205)로부터 라인(208)을 통하여 가변 데이타 채널(204)에 전달된다.

프로세싱 인터페이스(212)는 정보를 처리하고 디스크 저장 장치를 사용하는 컴퓨터(210)의 메인 CPU(211)에 인터페이스를 제공한다. 이 회로의 동작은 이하의 상세한 설명으로부터 이해할 수 있을 것이다.

전술한 바와 같이, 트랙 위치를 존으로 최적화하여 밴딩하는 것(optimal banding)은 2개 이상의 스핀들 속도가 사용되는 때에는 언제나 특히 유용하다. 다수의 스핀들 속도를 사용하는 시스템의 예는 상기 인용한 미합중국 특허 출원 제___/___,___호에 개시되어 있다. 그러한 시스템은 본 발명이 구현될수 있는 예시적인 시스템으로서 제3(a)도에 도시되어 있다. 제3(a)도에서 기록 헤드(313)은 디스크(310)의 표면에서 정보를 판독하고 기록하도록 배치된다. 제3(a)도에 하나의 디스크만이 도시되어 있으나, 다수의 디스크와 헤드를 사용할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 회전하는 디스크(310)에 대하여 헤드(313)을 움직이도록, 보이스 코일 모터(voice coil motor:VCM)를 비롯한 액튜에이터부(actuator assembly;314)가 제공된다. 디스크(310)을 회전시키도록 스핀들 모터(311)이 제공된다. 스핀들 모터(311)은 스핀들 제어기(312)에 의하여 제어된다. 스핀들 제어기(312)는 페이즈 로크 루프(phase locked loop;PLL)로 구현되어, 주파수 제어 신호 f(i)를 스핀들 제어기(312)에 제공함으로써 스핀들 모터(311)의 속도가 제어되도록 할 수 있다. 제3(a)도에 도시된 다양한 제어 소자들은 비록 개별 블록으로서 도시되어 있으나 마이크로코드를 사용하여 마이크로프로세서 상에 구현할 수도 있다. 또한, 설명된 기능 중의 하나 이상을 각각 구현하는 다수의 상이한 마이크로프로세서를 사용할 수도 있다. 본 명세서는 마이크로코드로서 구현되었든지 개별 회로로 구현되었든지 간에 다양한 구성 요소들의 기능적 동작을 설명하는 것이다.

액튜에이터(314)를 제어하기 위하여 적응성 액튜에어터 제어기(adaptive actuator controller;315)가 제공된다. 적응성 액튜에이터 제어기(315)는 읽기-전용 메모리(read-only memory:ROM;316)에 저장된 계수의 셋을 사용한다. ROM(316)은 디스크(310)의 각각의 개별 회전 속도에 대하여 하나의 계수의 셋을 저장한다. 디스크 속도는 주파수 제어 신호 f(i)의 제어 하에 하나의 개별 속도로부터 또 하나의 개별 속도로 변경된다. 디스크 속도가 변함에 따라, 정응성 액튜에이터 제어기(315)는 새로운 디스크 속도에 대응하는 새로운 계수의 셋을 로딩한다. 트랜스듀서(313)에 의하여 형성된 서보 정보의 샘플링 속도의 변화 및 디스크상의 등간격의 반경 방향의 섹터에 기록되어 있고 복조기(demodulator;317)에 의하여 디코딩되고 위치 에러 신호(position error signal:PES)를 발생시키는데 사용되는 서보 패턴의 변화 때문에, 이처럼 상이한 계수들이 필요한 것이다. 이 계수들은 적응성 액튜에이터 제어기(313)의 동적 동작을 조절하여 액튜에이터 액세스와 트래킹 성능을 최적화하는데 사용된다. 위치 에러 신호는 올바른 트랙 위치 상에 헤드(313)이 정렬된 상태로 유지되도록 조정하는데 사용된다. 예를 들어, 디스크(310)이 느려지면 위치 에러 신호에 대한 샘플링은 디스크(310)이 보다 빠른 공칭 속도로 회전할때보다 느리게 진행될 것이다. 적응성 액튜에이터 제어기(315)는 동적으로 재구성되어 위치 에러 신호의 적절한 샘플링 속도에 따라 동작하도록 되어야 한다. 디스크에서 판독 또한 기록되는 정보는 멀티플랙서(320)을 통과한다. 멀티플랙서(320)은 다수의 디스크 표면에 각각 대응하는 다양한 헤드로부터 헤드를 선택한다. (제3(a)도에는 하나의 헤드(313)만이 도시되어 있다.) 멀티플랙서(320)은 암 전자 모듈[arm electronics (AE) module;321]에 접속되어 있다. 암 전자 모듈(321)은 버퍼(325)에 접속되어 기록 동작 중에 디스크에 기록할 데이타를 수신한다. 버퍼(325)는 호스트 시스템 인터페이스(340)에 접속되어 있고, 호스트 시스템 인터페이스(340)은 다시 휴대용 컴퓨터의 처리 유닛과 같은 호스트 시스템에 접속되어 있다. 전형적으로, 데이타는 일정한 속도로(즉, 초당 일정한 수의 바이트로) 호스트 시스템 인터페이스(340)으로부터 버퍼(325)에 전달된다. 그 후, 데이타는 버퍼(325)에 저장된다. 데이타는 디스크 속도와 데이타가 기록되는 존에 따라 결정되는 속도 (또는 주파수)로 암 전자 모듈(321)과 멀티플랙서(320)을 통하여 버퍼(325)로부터 디스크로 클럭에 동기되어 전송된다. 따라서, “i”로 나타내는 디스크 속도와 “k”로 나타내는 존에 따라 결정되는 제어 신호 f(i,k)가 버퍼에 제공된다. 즉, 기록 데이타는 일정한 속도로 버퍼에 입력되고, 디스크 속도와 존 정보에 따라 결정되는 가변 속도로 출력된다.

판독 동작에서, 예를 들어 헤드(313)을 사용하여, 데이타가 판독되어 멀티플랙서(320)에 전송되고, AE 모듈(321)에 의하여 증폭된 후, 디지털 이퀄라이저(digital equalizer;322)에 제공된다. 적응성 디지털 이퀄라이저(adaptive digital equalizer(filter);322)는 예를 들어 헤드(313) 및 / 또는 암 전자 모듈(321) 내에서 발생하는 비트 주파수의 크기 변화를 보상해 준다. 디지털 이퀄라이저(322)는 기록 신호의 모든 주파수를 증폭하여 각각의 주파수의 총 중폭이 동일 크기가 되도록 한다. 디지털 이퀄라이저(322)는 ROM(323)에 접속되어, 스핀들 속도(디스크 속도)에 대응하는 계수의 셋 및 제어 신호 f(i,k)에 응답하여 데이타 판독되는 존을 수신한다. 이 계수들은 디지털 이퀄라이저(322)의 동작을 최적화하는데 사용되는 미리 계산된 값들이다.

디지털 이퀄라이저(322)의 출력은 감지기(324)에 제공된다. 감지기(324)에는 스핀들 속도 및 데이타가 판독되는 특정 존에 기초하여, 클럭에 동기시키는 동작(clocking)과 감지기의 감지 동작을 최적화하는 제어 신호 f(i,k)도 제공된다. 감지기(324)는 헤드(313)을 사용하여 판독 신호 내의 데이타 비트를 감지한다. 일단 데이타 비트가 감지되면, 경미한 에러를 위한 에러 정정을 감지기(324) 내에서 수행할 수 있다. 그 후, 데이타는 버퍼(326)으로 보내질 수 있고, 인터페이스에 의하여 허용되는 주파수로 버퍼(326)으로부터 호스트 시스템 인터페이스(340)으로 판독될 수 있다. 예를 들어, 이 주파수는 호스트 시스템 인터페이스(340)으로부터 버퍼(325)에의하여 기록 데이타가 수신되는 주파수일 수도 있다.

복조기(317)도 암 전자 모듈(321)로부터 출력을 수신하는 것으로 도시되어 있다. 복조기(317)은 디스크 상에 기록된 동일 간격의 반격 방향 서보 패턴(equispaced radial servo patterns)으로부터 헤드(313)에 의하여 판독된 신호로부터 서보 정보(servo infornation)를 추출한다. 서보 정보로부터 위치 에러 신호(position error signal:PES)를 검출하고, 이를 액튜에이터 제어기(315)에 제공하여 전술한 바와 같이 헤드의 배치를 제어한다. 상기 동작에 대한 상세한 설명은 발명의 명칭이 “디스크 드라이브에서의 판독과 기록을 제어하기 위한 응용”이고 1994년 2월 8일에 특허가 허여된 미합중국 특허 제5,285,327호, 발명의 명칭이 “다수의 데이타 밴드에 걸쳐서 연장되는 동일 간격의 서브 섹터를 갖는 자기 기록 디스크”이고 1995년 8월 8일에 특허가 허여된 미합중국 특허 제5,440,474호 및 발명 명칭이 “데이타 구조와 무관한 섹터 서보”이고 1993년 5월 11일에 특허가 허여된 미합중국 특허 제5,210,660호에 개시되어 있다.

제어 신호 f(i)와 f(i,k)는 디스크 드라이브 제어기(335)에 의하여 발생된다. 디스크 드라이브 제어기(335)는 라인(341)에 의하여 표시된 바와 같이 호스트 시스템 인터페이스(340)과 통신하도록 접속된다. 호스트 시스템 인터페이스(340)은 어드레싱 정보, 수행해야 할 동작의 종류를 지정하는 판독/기록 명령 등을 디스크 드라이브 제어기(335)에 제공한다. 예를 들어, 어드레스 정보는 데이타 섹터 번호 뿐만 아니라, 헤드 번호, 실린더 번호 또는 트랙 번호를 포함할 수 있다. 디스크 드라이브 제어기(335)는 호스트 시스템 인터페이스(340)고 정보를 통신할 수도 있다. 예를 들어, 디스크 드라이브 제어기(335)는 라인(341)을 통하여 호스트 시스템 인터페이스에 스테이터스 정보를 통신할 수 있다. 디스크 드라이브에 최초로 전원을 인가하면, 제어기는 호스트와 관계 없이 동작을 수행할 수 있다. 그러한 동작을 수행하면서, 디스크 드라이브 제어기(335)는 호스트 시스템 인터페이스(340)에 디스크 드라이브가 사용중이라는 사실을 알려주고, 드라이브가 액세스 동작을 수행할 준비가 되면 다시 호스트 시스템 인터페이스에 이 사실을 알려준다.

또한, 디스크 드라이브 제어기(335)는 드라이브에 대한 바람직한 동작 주파수를 나타내는 제어 모드 신호(336)을 수신한다. 이 제어 모드 신호(336)은 예를 들어, 디스크 드라이브가 더 느린 스핀들 속도로 동작하여 전력을 절약해야 하는지 여부를 나타낸다. 제어 모드 신호(336)은 예를 들어, 디스크 드라이브의 활동을 모니터링 할 수도 있고, 저전력 조건이 입력되면 디스크 드라이브 제어기(335)로 하여금 스핀들 속도를 변화시키도록 지시할 수도 있는 활동 모니터(activity monitor;330)에의하여 발생된다. 활동 모니터(330)은 ROM(331)에 들어 있는 정보를 사용할 수 있는데, 이 ROM(331)에는 언제 스핀들 속도를 변경해야 할지를 결정하도록 참조표(look-up table:LUP)를 포함할 수 있다. 제어 모드 신호(336)은 예를 들어, 디스크 드라이브 제어기(335) 내의 가변 주파수 오실레이터(variable frequency oscillator)를 제어하는데 사용할 수 있다. 그러면, 이 오실레이터의 주파수는 디스크 드라이브 내의 다른 구성 요소들을 제어하는 마스터 주파수(master frequency)로 사용할 수 있다. 예를 들어, 오실레이터의 주파수는 스핀들 제어기(312)의 페이즈 로크 루프(PLL)에 제공되어 스핀들 속도를 제어하도록 할 수 있다. 제어 모드 신호(336)은 디스크 드라이브가 동작하는 동작 모드에 기초하여 결정된다.

상기 예에서 알 수 있듯이, 스핀들 속도가 변함에 따라 판독 주파수도 다양한 존에 대하여 변화한다. 이 때문에 시스템이 전체적으로 복잡하게 된다. 예를 들어, 상기 설명한 회로에서, 각각의 개별 스핀들 속도에 대하여, 디지털 이퀄라이저(필터;322)에는 ROM(323)으로부터 각각의 존에 대한 필터 구성 데이타(filter configuration data)가 로딩되어야 한다. 이 필터 구성 데이타는 각각의 상이한 존 비트 주파수에 대하여 고유하다. 따라서, 저장 장치에 의하여 사용되는 존과 개별 스핀들 속도의 개수가 증가함에 따라, 상이한 존 비트 주파수의 개수도 증가한다.

상이한 존 비트 주파수의 개수의 증가는 아날로그 또는 하이브리드 디지털/아날로그 데이타 채널이 사용될 때 더 문제가 된다. 제3(b)도에 도시되어 있듯이, 그러한 채널은 사용되는 각각의 상이한 존 비트 주파수에 대하여 별도의 아날로그 전단 회로(front-end component)를 포함해야 하는데, 이는 판독 채널의 비용과 크기를 상당히 증가시키게 된다. 제3(b)도는 제3(a)도와 유사하고, 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 번호를 사용하였다. 제3(b)도에서, 튜닝 가능한 아날로그 이퀄라이저(tunable analog equalizer;922)가 디스크 드라이브의 판독 채널에 포함되어 있다. 튜너블 아날로그 이퀄라이저(922)는 그 계수들을 변화시키는데 사용되는 캐패시터와 선택 가능한 저항(923)의 뱅크를 갖는 튜닝 가능한 RC 네크워크(tunable RC network)가 구비된 연산 중폭기들로 구성될 수 있다. 저항 뱅크(923)은 아날로그 이퀄라이저(922)에 의하여 사용되는 상이한 저항값들을 만들기 위하여 병렬 또는 직렬로 스위칭될 수 있는 다수의 저항을 포함한다. 상이한 저항값들은 스핀들 속도가 변함에 따라 아날로그 이퀄라이저(922)가 필요로 하는 계수에 대응한다. 따라서, 상이한 저항값들은 제어 신호 f(i,k)에 의하여 저항 뱅크에 제공되는 스핀들 속도와 존 정보에 따라 결정된다.

제3(b)도에 도시된 바와 같이, 아날로그 소자들을 판독 채널에 포함시키는 것은 디스크 드라이브에서 매우 높은 동작 주파수가 사용될 때에 유용하다. 현재 기술의 디스크 드라이브는 200㎒가 넘는 기록 신호 주파수에서 동작할 수 있다. 그러한 속도에서는 아날로그 대 디지털 변환 회로는 상당히 비용이 많이 들게 된다. 비용을 감소시키기 위해서는, 더 많은 아날로그 소자들을 사용하여 판독 채널을 만들 수 있다. 예를 들어, 감지 회로는 아날로그 회로를 사용하여 간단하게 만들어서 비용을 줄일 수 있다. 또한, 아날로그 소자들을 사용하면, 전력 소비를 줄일 수 있다. 디스크 드라이브의 동작 속도가 더 증가함에 따라, 판독 채널에서 아날로그 소자들을 사용해야 할 필요성은 더욱 커진다. 그러나, 다수의 상이한 스핀들 속도로 동작하는 다수 존 디스크 드라이브에서 아날로그 소자들이 사용되면, 상이한 존 비트 주파수를 수용하기 위하여 저항과 같은 다수의 개별 소자들을 포함할 필요가 있다.

제3(a)도와 제3(b)도에 도시된 각각의 시스템에서, 시스템의 복잡도와 비용은 시스템이 처리해야 하는 각각의 존 비트 주파수마다 증가하게 된다. 이하에 보다 상세히 설명해야 하는 바와 같이, 트랙을 다수의 주파수 존으로 선택적으로 분할함으로써, 드라이브가 처리해야 하는 상이한 존 비트 주파수의 개수가 상당히 감소되고, 따라서 드라이브의 복잡도를 감소시키게 된다. 예를 들어, 개별 아날로그 소자의 개수가 감소될 수 있다.

본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 그 트랙 위치가 등비 수열에 따라 특별히 분할된 디스크가 제공된다. 제1도에 도시된 디스크를 참조하면, 존 i에 대한 동작 주파수 (Hz 단위)는 다음과 같은 관계에 의하여 결정할 수 있다.

f_i=d_i(2πr_iω_j/60)

[여기서, d_i는 존 z_i내에서 r_i에서의 선형 속도이고, r_i는 존 z_i의 내측 반경이고, ωi는 분당 회전수(RPM) 단위로 개별 j번째 디스크 환상 속도(annular speed)이다. 상기 식은 다음과 같은 식으로 만들 수 있다.

f_i=0.1047d_ir_iω_j

또한, 동일 폭의 존에 대해서는 각각의 존에 대한 최대 선형 속도가 일정하다고 가정하면(즉,d_i=do), 상기 식은 다음과 같이 된다.

f_i=0.1047dor_iω_j

디스크상의 트랙 위치는 각각의 존의 내측 반경으로서 적절한 반경을 선택함으로써 존으로 할당된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 각각의 존을 정의하는 내부 트랙 반경은 반경의 함수인 등비 수열에 따라 선택된다. 이하에 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 이처럼 트랙을 존으로 밴딩하는 방법은 스핀들 속도가 변함에 따라 존 사이에 존 비트 주파수의 겹칩(overlap)이 상당한 정도로 생기게 한다. 예를 들어, N개의 존을 가지고 있고 M개의 상이한 개별 스핀들(디스크)속도로 동작하는 드라이브는 N+M+1개의 상이한 존 비트 주파수가 있게 된다. 예를 들어, 10개의 기록 존을 가지고 있고 10개의 개별 스핀들 속도로 동작하는 드라이브는 19개(즉,10+10-1=19)의 상이한 존 비트 주파수를 처리할 수 있는 채널이 필요하다.

이와 반대로, 간단한 등차 수열에 따라 밴딩된 디스크에 필요한 상이한 존비트 주파수의 개수는 N+(((M×M)-N)/2)의 관계에 의하여 결정된다. 상기 예에서, 채널이 처리해야 하는 존 비트 주파수의 개수는 55(즉, 10+(((10*10)-10)/2)=55)이다. 따라서 등비 수열에 따라 트랙을 존으로 분할하는 것은 감소된 채널 복잡도와 비용 면에서 볼 때 중요한 장점을 제공한다.

등비 수연에 따라 디스크의 트랙을 존으로 분할함으로써 얻는 장점은 간단한 등차 수열을 사용하여 할당된 존을 갖는 디스크와의 이하의 비교에 의하여 보다 잘 이해할 수 있다.

각각의 존의 내측 밴드 반경 r_i가 등비 수열을 따르는 디스크를 우선 고려해 본다. 이것은 다음과 같이 표현할 수 있다.

r_i=r_OD ^1-iρ(i=1, 2, ...,N)

[여기서, ρ는 그 수열에 대하여 거의 고정된 공비(geometric coefficient)이다.]

인접한 두 개의 존의 반경 r_i와 r_i+1사이의 비는 일정하여 다음과 같은 관계가 있다.

r_i/r_i+1=r_OD ^ρ(i=1, 2, ..., N-1)

r_ID의 내측 반경을 갖는 디스크에 대하여, 소정 개수의 데이타 밴드에 대한 계수 ρ는 다음과 같이 구할 수 있다.

In(r_ID)=(1-Nρ) ln(r_OD)

이를 다시 다음과 같이 쓸 수 있다.

ρ=1/N(1-ln(1-ln(r_ID)/ln(r_OD))

예를 들어, 10개의 존으로 분할되어 있고 (N=10)내측 반경 r_ID가 14㎜, 외측 반경 r_OD가 29.7㎜인 2.5인치 디스크를 고려해 보자. 이러한 크기를 갖는 디스크에서 ρ의 값은 다음과 같이 구할 수 있다.

ρ=1/10(1-ln(14)/ln(29.7))=0.022178

상기 ρ의 값을 사용하여, 10개의 존 각각의 내측 반경은 다음과 같은 등비 수열로서 결정된다.

ri=r_ID ^{(1-0.022178i)}

이와 반대로, 각각의 존의 내측 반경은 등차 수열로서 결정할 수 있다. 여기서, 2개의 인접한 존의 내측 반경 r_i와 r_i+1의 차는 b로서 일정하므로 다음과 같은 관계가 있다.

r_i-r_i+1=b

이러한 경우에, 반경 r는 다음과 같이 나타낼수 있다.

r_i=r_i-1-b

따라서, 반경은 다음과 같이 된다.

r₁=r₀-bi

r₂=r₁-b =r₀-2b;

r₃=r₂-b =r₀-3b;

***

r_k=r_k-1-b=r₀-kb.

f_i=0.1047d₀r_iω_j식을 상기하여, 여기에 대입하면, f_i는 다음과 같이 된다.

f_i=0.1047d₀(r₀-ib)ω_j

이 식은 f_i=f_0j-i△f_0j로도 쓸 수 있다(여기서, f_0j=0.1047d₀r₀ω_j이고, △f_0j=0.1047d₀bω_j이다). 따라서, 존 비트 주파수에 대한 일반적인 식은 다음과 같이 표시할 수 있다.

f_ij=(k₀-i△k)ω_j

[여기서, k₀=0.1047d₀r₀이고, △k=0.1047d₀b이다.]

디스크가 최고 속도로 회전할 때(즉, ω=ω₁이고 j=1일 때), 다음과 같은 관계가 파생된다.

f₁₁=(k₀-△k)ω₁;

f₂₁=(k₀-2△k)ω₁;

f₃₁=(k₀-3△k)ω₁;

***

f_i1=(k₀-i△k)ω₁;

더 낮은 속도에서, 즉 ω=ω₂이고 j=2일 때, 주파수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

f₁₂=(k₀-△k)ω₂;

f₂₂=(k₀-2△k)ω₂;

f₃₂=(k₀-3△k)ω₂;

***

f_i2=(k₀-i△k)ω₂;

판독 채널의 복잡도를 감소시키기 위해서, ω₁에서의 주파수 중의 하나를 제외한 모든 주파수를 더 낮은 속도 ω₂에서 재사용할 수 있도록, f₁₂=f₂₁이 되도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 되기 위해서는, (k₀-△k)ω₂는 (k₀-2△k)ω₁이어야 한다. 또한, f₂₂=f₃₁인 것이 바람직한데, 이는 (k₀-2△k)ω₂=(k₀-3△k)ω₁이라는 것을 의미한다.

존 i에 대해서는 f_i2=f_(i+1)1일 필요가 있는데, 이는 (k₀-1△k)ω₂=(k₀-(i+1)△k)ω₁이라는 것을 의미한다. 상기 조건들은 ω₂=[(k₀-(i+1)△k/(k₀-i△k)]ω₁로 쓸 수 있고, j번째 속도 ω_j에 대해서는 ω_j=[(k₀-(j+1)△k)/(k₀-△k)]ω₀로서 관계를 표현할 수 있다.

크기가 r_ID=14㎜이고 r_OD=29.7㎜이며 10개의 존이 약 1.57㎜라는 동일 크기의 밴드(즉,b=(29.7-14)/10)로 분할된 2.5˝디스크를 사용하는 상기 설명된 에를 고려해 보자. 각각의 존의 내측 반경 상에서의 데이타의 선형 밀도가 135(kilobits-per inch)(즉, d₀=5315(bits per ㎜))라는 것을 가정할 때, 값 k=0.1047d0·r0=16527.47이고 △k=873.67이다. 이런 경우에, 스핀들 속도 중의 일부는 내측 밴드 반경에 대한 등차 수열을 사용하여 다음과 같이 결정할 수 있다.

ω₁=[(k₀-2△k)/(k₀-△k)]ω₀=0.9442ω₀

ω₂=[(k₀-3△k)/(k₀-△k)]ω₀=0.8884ω₀

ω₃=[(k₀-4△k)/(k₀-△k)]ω₀=0.8326ω₀

ω₄=[(k₀-5△k)/(k₀-△k)]ω₀=0.7768ω₀

ω₅=[(k₀-6△k)/(k₀-△k)]ω₀=0.7209ω₀

ω₆=[(k₀-7△k)/(k₀-△k)]ω₀=0.6651ω₀

상기 관계를 사용하여, 다양한 존의 내측 밴드 반경을 선택하는 등비 수열 방법과 등차 수열 방법 사이에 다음과 같은 비교를 할 수 있다. 상기 등비 수열을 사용하는 디스크의 저장 용량은 등차 수열을 사용하는 디스크의 저장 용량과 거의 동일하다는 것을 알 수 있다.

제4도 및 제5도에서, 존 데이타 속도 주파수(zone data rate frequnecy)대 존 인덱스 위치(zone index position)는 각각 등차 수열과 등비 수열을 사용하여 밴딩된 존에 대하여 변화하는 스핀들 모터 속도의 함수로서 그래프에 표시되어 있다. 스핀들 모터 속도는, 라인(401)과 라인(501)에 의하여 표시되는 공칭 속도 3600RPM과, (제4도의 경우)등차 수열의 경우에 라인(402)에 의하여 표시되는 1792RPM 사이에서, 또는 (제5도의 경우) 등비 수열의 경우에 라인(502)에 의하여 표시되는 1830RPM사이에서, 10개의 개별 드라이브 속도에 걸쳐서 변화한다.

제4도와 제5도를 비교하면 존에 할당된 트랙에서 등비 수열을 사용함으로써 얻는 다양한 장점들을 알 수 있다. 제5도의 그래프를 수평으로 관찰하면, 존 비트 주파수가 수평으로 된 선을 따라 있는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 라인(503)을 따라 연장되는 3.78㎒의 존 비트 주파수는 상이한 개별 스핀들 모터 속도에서 각각의 존 1-9에 의하여 사용된다. 또한, (1.78㎒와 6.90㎒의 주파수에 대응하는) 점(504 및 505)에 표시된 2개의 존 비트 주파수를 제외하고는 모든 존 비트 주파수가 하나의 존 보다 많은 개수의 존에 의하여 사용된다. 또한, 주파수는 수직으로 정렬된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 드라이브 속도가 감소됨에 따라, 존 비트 주파수는 디스크의 외측 직경(outer diameter:OD)쪽으로 시프트된다는 것을 알 수 있다.

제6(a)도 및 제6(b)도는(㎜단위로 각각의 존에 대한 내측 반경을 위한)예시적 존 반경과, 변하는 스핀들 속도 (RPM)의 함수로서, 각각 반경의 등비 수열과 등차 수열을 위한 ㎒단위의 주파수를 설명하는 표이다. 등비 수열을 나타내는 제6(a)도에서, 존 주파수는 표의 대각선을 따라 동일하다. 주파수의 대각선 관계는 표 형태로서 등비 수열의 전술한 바와 같은 유용한 특징들을 설명해 준다.

제6(a)도를 참조하면, 이하에 설명하는 예는 트랙 위치를 존에 할당하는데 등비 수열을 사용함으로써 얻어지는 장점 중의 하나를 설명한다. 존 2에서 디스크가 3600 RPM의 공칭 속도로 회전할 때, 존 비트 주파수는 6.399MB/sec(megabits/sec) (즉, 6.399㎒)이다. 드라이브 속도가 제5도에서 라인(506)에 의하여 표시되는 다음 개별 속도인 3339RPM으로 감소되면, 존 2를 위한 정확한 존 비트 주파수는 5.963MB/sec이다. 제6(a)도의 표에서, 스핀들 속도가 3600RPM일 때 존 3에 의하여 이 주파수가 사용되었다. 이와 유사하게, 3600RPM에서 존 2에 의하여 사용된 존 데이타 속도는 이제 존 1에서 사용된다. 이런 방식으로, 존 데이타 속도는 디스크의 외측 직경을 향하여 시프트된다. 설명된 예에서는 존 10인 가장 안쪽의 존에서, 스핀들 모터 속도의 각각의 감소에 대하여 데이타 채널은 새로운 존 비트 주파수를 필요로 한다. N개의 존과 M개의 스핀들 속도를 갖는 드라이브에 대하여 필요한 존 비트의 주파수의 개수(F)는 F=N+M-1이라는 관계에 의하여 설명 할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

제4도 및 제6(b)도에 설명된 바와 같이, 등차 수열을 사용하여 밴딩된 존을 갖는 디스크를 사용하여 회전 속도가 감소될 때, 다른 존에 의하여 재사용될 수 있는 존 비트 주파수의 개수는 등비 수열을 사용하여 할당된 존을 갖는 디스크에서보다 상당히 적다. 따라서, 등비 수열에 따라 존을 할당함으로써 데이타 채널의 복잡도와 비용을 상당히 감소시킬 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

상기 등비 수열은, 디스크를 사용하는 저장 장치가 처리해야 하는 상이한 존 비트 주파수의 개수를 최소화하는 방식으로 디스크 상의 트랙을 존으로 할당하기 위한 방법을 제공한다. 그러나, 트랙을 존으로 할당할 때 다른 요소들도 고려해야 한다. 예를 들어, 일반적으로 데이타 트랙이 정수개의 데이타 블록으로 분할되는 것이 바람직하다. 따라서, 존의 내측 반경을 결정할 때에, 이러한 요소를 고려하여 특정의 할당을 변경할 수 있다. 일반적으로, 각각의 존의 내측 반경에서의 데이타의 선형 밀도는 거의 일정한 것이 바람직하다.

또한, 디스크의 저장 용량을 최대화하는 것도 바람직하다. 어떤 경우에는 디스크의 일부분 상에서 트랙을 존으로 할당하는 것은 등비 수열을 사용하여 수행 할 수 있고, 디스크의 다른 부분 상의 트랙은 등차 수열과 같은 다른 할당 방법으로 사용하여 존으로 할당할 수 있다. 이것은 저장 장치가 처리해야 하는 상이한 개별 존 비트 주파수의 개수를 증가시킬 수 있지만, 다른 점을 고려할 때 이러한 타협(trade-off)은 바람직하다.

본 발명에 대하여 다양한 실시예에 따라 설명하였지만, 다양한 다른 시스템 및 실시예와 함게 본 발명을 사용할 수도 있다는 것이 상기 설명으로부터 명백할 것이다. 따라서, 상기 설명된 다양한 실시예들은 설명 목적으로만 제공된 것이며 본 발명을 제한하는 것으로 해석해서는 안 된다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 특허 청구의 범위에서 정의되는 본 발명의 진정한 본질과 범위로부터 벗어나지 않으면서도, 본 명세서에 설명된 예시적인 실시예와 응용을 엄격히 따르지 않으면서 다양한 변경과 변화를 가할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims

메모리 저장 장치에서 사용하기 위한 디스크에 있어서, 상기 디스크는 그 표면의 적어도 일부분 주위에 제공된 복수의 트랙을 포함하고, 상기 복수의 트랙은 N개의 동심원 밴드(concentric band)로 나누어지고 -N은 2보다 큰 정수임-, 상기 N개의 동심원 밴드는 대응하는 밴드 반경 r_i에 의하여 각각 정의되고, 상기 N개의 동심원 밴드 중의 인접하는 2개의 밴드의 대응하는 반경들 r_i의 비가 거의 일정한 디스크.
제1항에 있어서, 상기 대응하는 반경 r_i는 상기 N개의 동심원 밴드의 내측 반경(inner radius)을 포함하고, 상기 N개의 동심원 밴드 중의 인접하는 2개의 밴드의 대응하는 반경들 r_i의 비는, r_i/r_i+1=r_OD ^ρ[여기서, r_OD는 디스크의 외측 반경이고, r_i와 r_i+1은 2개의 인접한 동심원 밴드의 내측 반경이고, ρ는 반경 r_i의 수열을 정의하는 거의 일정한 계수임]

라는 관계에 따라 결정되는 디스크.
제1항에 있어서, 데이타가 거의 일정한 선형 속도로 상기 N개의 동심원 밴드 각각의 내부 트랙 위치에 저장되는 디스크.
제1항에 있어서, 상기 디스크는 상기 N개의 동심원 밴드 외에도 상기 디스크의 일부분 상에 복수의 추가의 동심원 밴드를 더 포함하고, 상기 추가의 동심원 밴드들은 반경 폭(radial width)이 일정한 디스크.
디스크 저장 매체 상의 동심원 트랙 위치들을 2보다 큰 정수인 N개의 동심원 존(concentric zones)으로 할당하는 방법에 있어서, 데이타는 거의 일정한 선형 속도로 디스크 상에 각각의 존의 내측 반경에 저장되고, 상기 방법은 상기 N개의 동심원 존 중의 임의의 2개의 인접한 존을 정의하는 반경들 r_i의 비가 거의 일정하도록 상기 N개의 동심원 존 각각을 정의하는 반경 r_i를 선택하는 단계를 포함하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 선택하는 단계는 r_i/r_i+1=r_OD ^ρ[여기서, r_OD는 상기 디스크의 외측 반경이고, r_i와 r_i+1은 2개의 인접한 동심원 존을 정의하는 반경이고, ρ는 반경 r_i의 수열을 정의하는 거의 일정한 계수임]라는 관계에 따라 반경 r_i를 선택하는 단계를 포함하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 디스크 저장 매체 상의 추가의 트랙 위치를 반경 폭이 거의 일정한 복수의 추가의 동심원 존으로 할당하는 단계를 더 포함하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 반경 r_i는 각각의 존의 내측 반경인 방법.
제8항에 있어서, 상기 선택하는 단계는 r_i/r_i+1=r_OD ^ρ[여기서, r_OD는 상기 디스크의 외측 반경이고, r_i와 r_i+1은 2개의 인접한 동심원 존을 정의하는 반경이고, ρ는 반경 r_i의 수열을 정의하는 거의 일정한 계수임] 라는 관계에 따라 반경 r_i를 선택하는 단계를 포함하는 방법.
저장 장치(storage device)에 있어서, 표면의 적어도 일부분 주위에 제공되는 N개의 동심원 밴드로 나누어져 있는 복수의 트랙을 포함하는 디스크와 -N은 2보다 큰 정수임-, 상기 디스크에 접속되어 상기 디스크를 M개의 상이한 개별 속도로 회전시키는 모터와 -M은 1보다 큰 정수임-, 상기 디스크의 표면에 인접하여 정착된 트랜스듀서(transducer)와, 상기 트랜스듀서에 접속되어 상이한 존 비트 주파수의 개수 F로 F=N+M-1의 관계에 따라 N개의 동심원 밴드 내의 트랙을 액세스하도록 동작하는 데이타 채널을 포함하는 저장 장치.
제10항에 있어서, 상기 N개의 동심원 밴드는 각각 상기 동심원 밴드의 내측 반경에 의하여 정의되고, 상기 동심원 밴드의 내측 반경은 반경의 함수로서 등비 수열에 의하여 결정되는 저장 장치.
제10항에 있어서, 상기 N개의 동심원 밴드는 각각 상기 동심원 밴드의 내측 반경에 의하여 정의되고, 2개의 인접한 동심원 밴드의 내측 반경 r_i는 r_i=_i+1=r_OD ^ρ[여기서, r_OD는 디스크의 외측 반경이고, ρ는 내측 반경 r_i의 수열을 정의하는 거의 일정한 계수임] 라는 관계에 따라 결정되는 저장 장치.
메모리 저장 장치에서 사용하기 위한 디스크에 있어서, 제1그룹의 동심원 데이타 트랙을 가지고 있고 제1반경 R₁에 의하여 정의되는 제1존(first zone)과, 제2그룹의 동심원 데이타 트랙을 가지고 있고 제2반경 R₂에 의하여 정의되는 제2존과, 제3그룹의 동심원 데이타 트랙을 가지고 있고 제3반경 R₃에 의하여 정의되는 제3존을 포함하고, 상기 제2반경 R₂에 대한 상기 제1반경의 R₁의 비는 상기 제3반경 R₃에 대한 상기 제2반경 R₂의 비와 거의 같은 디스크.
제13항에 있어서, 상기 제2반경 R₂에 대한 상기 제1반경의 R₁의 비와 상기 제3반경 R₃에 대한 상기 제2반경 R₂의 비는 R₁/R₂=R₂/R₃=r_OD ^ρ[여기서, r_OD는 디스크의 외측 반경이고, ρ는 상기 제1존과 제2존과 제3존에 대한 반경의 수열을 정의하는 거의 일정한 계수임]

라는 관계를 만족시키는 디스크.
제13항에 있어서, 각각 반경 폭이 거의 일정한 제4존과 제5존을 더 포함하는 디스크.