KR100241748B1 - 서보 버스트 신호의 미세 디펙 검출을 위한 서보패턴 기록방법 및 구동회로 - Google Patents

서보 버스트 신호의 미세 디펙 검출을 위한 서보패턴 기록방법 및 구동회로 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야 : 서보 버스트 신호의 미세 디펙을 검출하기 위한 서보패턴 기록방법 및 그 구동회로에 관한 것이다.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제 : 버스트에 존재하는 미세 디펙을 검출함으로서 서보 제어를 개선시킬 수 있는 서보 버스트 미세 디펙 검출을 위한 서보패턴 기록방법 및 그 구동회로를 제공함에 있다.
3. 발명의 해결방법의 요지 : 서보 버스트 신호의 미세 디펙 검출을 위한 서보패턴 기록방법에 있어서, 서보정보 독출시 서보 동기를 제공하는 동시에 서보섹터 앞의 갭을 제공하여 서보섹터임을 통지하는 프리앰블과, 서보정보의 시작을 알려 뒤이어지는 그레이코드를 읽기 위한 동기를 제공하는 서보 어드레스 마크와, 각 트랙의 ID정보를 제공하는 그레이 코드와, 기, 우수 트랙정보 및 트랙추종을 위해 요구되는 위치에러신호 정보가 N번 반복되어 기록되는 버스트로 구성됨을 특징으로 하는 서보패턴 기록방법.
4. 발명의 중요한 용도 : 하드 디스크 드라이브의 서보제어에 사용될 수 있다.

Description

서보 버스트 신호의 미세 디펙 검출을 위한 서보패턴 기록방법 및 그 구동회로
제1도는 일반적인 서보섹터의 상세 포맷도.
제2도는 제1도에 따른 동작 타이밍도.
제3도는 본 발명의 일실시예에 따른 서보섹터의 상세 포맷도.
제4도는 본 발명에 따른 서보 버스트 신호의 미세 디펙 검출을 위한 구동회로의 블록구성도.
제5도는 제3도에 따른 동작 타이밍도.
본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 특히 서보 버스트 신호의 미세디펙을 검출하기 위한 서보패턴 기록방법 및 그 구동회로에 관한 것이다.
일반적으로 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive)는 대량의 데이타를 고속으로 액세스할 수 있는 장점으로 인해 오늘날 컴퓨터시스템의 보조기억장치로 널리 사용되고 있다. 또한 정보화시대에 발맞춰 더 많은 데이터를 기억시키기 위한 노력들이 활발히 전개되고 있다. 예를들면 디스크상의 트랙밀도(Track Per Inch:TPI)를 점차 증가시킴으로서 더 많은 데이터를 기록하는 것은 고용량 하드 디스크 드라이브를 구현하기 위한 좋은 예가 될 것이다. 그러나 고 트랙밀도(High YPI)를 구현함에 있어 중요한 문제는 서보제어에 관한 것이다. 그 이유는 고 트랙밀도를 구현함에 있어 트랙과 트랙사이의 폭은 필수적으로 좁아지게 되며 헤드의 트랙추종(Track following)을 위한 위치에러신호 PES(Position Error Signal)의 오프 트랙 마진(off track margin)은 그에 따라 점차 줄어들게 되기 때문이다. 이하 제1도를 참조하여 일반적인 하드 디스크 드라이브의 서보패턴에 대해 설명하기로 한다.
제1도는 일반적인 서보 섹터(SERVO SECTOR)의 포맷도를 도시한 것으로 정확한 스케일(SCALE)은 아니다. 제1도를 참조하면, 서보섹터는 프리앰블(preamble)과 서보 어드레스 마크(Servo Address Mark:이하 SAM)와 그레이코드(Gray Code)와 버스트 신호 A, B, C, D와 PAD로 이루어진다. 프리앰블은 서보정보독출시에 서보동기(Sync)를 제공하는 동시에 서보섹터앞의 갭(gap)을 제공하여 서보섹터임을 통지한다. SAM은 서보의 시작을 알려 뒤이어지는 그레이코드를 읽기 위한 동기를 제공한다. 그레이코드(10∼13)는 각 트랙의 ID정보를 제공하며 헤드가 그레이코드를 따라 이동시 변화되는 트랙정보는 1비트씩이며 서보라이터에서 반 트랙씩 라이트한다. 버스트 신호 A, B, C, D는 트랙추종을 위해 요구되는 위치에러신호 PES를 제공한다. 통상 엠베디드(Embeded) 섹터 서보방식에서는 헤드를 온-트랙(on-track)상에 위치시키기 위해 버스트신호 C, D를 이용하고 우수(even) 트랙 구별을 위해 버스트 신호 A를 기수(odd)트랙 구별을 위해 버스트신호 B를 각각 이용한다. PAD는 서보정보를 독출한후에 필요로 하는 타이밍마진(timing margin)을 제공한다.
제2도는 상술한 제1도의 서보 섹터 포맷이 기록되어 있는 디스크로부터 판독되는 버스트 신호 A, B, C, D의 온-트랙시 타이밍도를 도시한 것이다. 제2도에서 (2a)는 상술한 제1도중 특정 트랙의 서보 섹터를 나타내며, (BS)는 헤드로부터 판독되어 증폭된 버스트 신호 A, B, C, D를 나타내며, (SE)는 샘플홀드 인에이블신호(sample and hold enable signal)를 나타낸다. 한편 (FBS)는 AGC(Auto Gain Control)회로에서 AGC홀드되어 게인 조정이 안된 버스트 신호 A, B, C, D를 전파 정류한 버스트 신호 A, B, C, D를 나타내며, (SA)∼(SD)는 각각 샘플홀드회로에 충전된 버스트 신호 A, B, C, D를 나타낸다. 한편 (RS)는 상기 샘플홀드회로에 충전된 버스트 신호 A, B, C, D를 디스챠아지(Discharge)시키기 위한 리셋신호(Reset Signal:이하 RS)를 나타낸다. 상기 (SA)∼(SD)신호의 충전레벨의 크기를 비교하면 (SA)신호가 가장 큰 충전레벨값을 가지며 (SB)신호가 가장 작은 레벨의 충전값을 갖는다. 한편 (SC), (SD)신호는 동일 크기의 충전레벨을 갖으며 상기 (SA)신호와 (SB)신호 사이의 중간레벨값을 갖는다. 상기 (SA)∼(SD)신호의 충전레벨을 각 신호들의 8개의 반파면적에 해당하는 값들이다. 또한 상기 (SA)∼(SD)신호의 충전레벨은 리셋신호 RS가 인에이블되기 전까지 충전레벨값을 유지하게 된다.
상술한 바와 같은 샘플홀드방식의 버스트 신호 검출방법은 버스트 신호의 펄스수와 면적에 따라 샘플링된 버스트 신호들의 충전레벨값에 차이가 발생한다. 이러한 현상은 한번에 여러개의 펄스수에 따라 샘플링하는 방식에 있어서 분해능(Resolution)이 떨어져 충전레벨의 편차가 크게 나타난다. 즉 고용량 고트랙 밀도를 갖는 디스크에는 여러 크기의 디펙(Defect)이 존재하는데 서보 라이팅후 디펙이 버스트 A, B, C, D에 존재할 경우 위치에러신호 PES값에 큰 영향을 미치게 된다.
종래 하드 디스크 드라이브는 버스트에 존재하는 디펙이 매우 커서 샘플신호 레벨에 영향을 주는 경우를 제외하고는 샘플 신호로서 버스트 신호의 미세 디펙을 검출할 수 없었다. 그 결과 미세 디펙에 의한 서보 제어의 오차가 발생하는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 버스트에 존재하는 미세 디펙을 검출함으로서 서보 제어를 개선시킬 수 있는 서보 버스트 미세 디펙 검출을 위한 서보패턴 기록방법 및 그 구동회로를 제공함에 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 동작예를 상세히 설명한다. 하기 설명에서 버스트 A, B, C, D의 수, 그레이코드 넘버등의 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 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.
제3도는 본 발명에 따른 서보섹터의 상세 포맷도를 도시한 것으로서 버스트의 미세 디펙을 검출하기 위해 버스트 A, B, C, D를 4번 반복하여 기록한 서보섹터의 포맷도이다. 제3도의 프리앰블, SAM, 그레이코드(10-13), 버스트(A, B, C, D), PAD구간의 크기는 제1도에 도시된 각 구간의 크기와 동일한 것으로 가정한다.
제4도는 본 발명에 따른 버스트 신호의 미세 디펙 검출을 위한 구동회로의 블록구성도를 도시한 것이다. 제4도에서 디스크(2)는 스핀들모터(34)에 의해 회전하며 호스트로부터 전송된 데이터를 자기형태로 기록한다. 헤드(4)는 액츄에이터(6)의 수직방향으로 신장된 암(arm)에 부착되어 디스크(2)에 기록되어 있는 데이터를 판독하거나 호스트로부터 전송된 데이터를 상기 디스크(2)상에 기록한다. 리드/라이트 채널부내의 AGC(Auto Gain Controller)(8)는 AGC조정회로(10)의 제어에 의해 상기 헤드(4)로부터 판독된 버스트신호 BS를 입력하여 이득 제어한다. AGC(8)의 출력단에 연결되어 있는 전파정류기(12)는 상기 AGC(8)로부터 AGC홀드되어 일정신호로 증폭된 버스트신호 BS를 전파정류하여 출력한다. 샘플홀드A(14), 샘플홀드B(16), 샘플홀드C(18), 샘플홀드D(20)회로는 상기 전파정류기(12)의 출력단에 각각 연결되어 샘플홀드 인에이블신호 SE의 입력에 따라 상기 전파정류된 버스트신호 FBS를 충전시킨다. 이때 샘플홀드회로(14, 16, 18, 20)는 리셋신호 RS에 의해 리셋(reset)되기 전까지 상기 버스트 A, B, C, D의 충전레벨값을 유지한다.
MUX(Multiplexer)(22)는 단자 A, B, C, D를 통해 상기 샘플홀드회로(14, 16, 12, 20)로부터 입력되는 샘플신호 SA, SB, SC, SD를 MUX 제어신호(CS라함)에 따라 선택하여 A／D컨버터(24)로 출력한다. A／D컨버터(24)는 MUX(22)의 출력단자 F를 통해 입력되는 샘플신호(SA-SD)를 디지털변환하여 레지스터(26)로 출력한다. 레지스터(26)는 디지털변환된 각각의 샘플신호(SA, SB, SC, SF)를 스테이터스 및 쉬프터(statuashifter)(30)의 출력신호에 따라 가산기(28)로 출력한다. 스테이터스 및 쉬프터(30)와 연결된 가산기(28)는 레지스터(26)로부터 출력되는 각각의 샘플신호(SA, SB, SC, SD)를 가산하여 CPU(32)로 출력한다. 이때 상기 레지스터(26) 및 가산기(28)는 버스트신호 SA, SB, SC, SD를 연산처리할 수 있는 4개의 레지스터와 가산기로 구분되어 진다. 스테이터스 및 쉬프터(30)는 레지스터(26)과 CPU(32)사이에 연결되며 샘플링 인에이블신호 SE의 입력에 대응하여 가산기(28)의 연산결과가 CPU(32)로 출력되도록 한다. CPU(32)는 가산기(28)로부터 입력되는 각 샘플신호 SA, SB, SC, SD의 충전레벨 연산결과에 따른 트랙추종 정보를 추출한다.
제5도는 본 발명에 따른 서보섹터 포맷이 기록되어 있는 디스크(2)로부터 판독되는 버스트신호 BS 및 각각의 샘플신호 SA, SB, SC, SD의 동작타이밍도를 도시한 것으로 제4도를 참조하여 상기 신호들의 동작 타이밍도를 설명하기로 한다. 제5도에서 BS는 서보제어시 헤드(4)로부터 판독되어 전치증폭된후 AGC(8)를 통해 출력되는 버스트신호를 나타내며 상기 버스트신호 BS는 A, B, C, D로 나누어지고 본 발명의 실시예에 따라 4번씩 반복된다(제5도에서는 2번 반복되는 것을 나타냄). 또한 상기 버스트신호 SA, SB, SC, SD의 길이는 최대 2개의 펄스를 넘지 않게 기록한다. FBS는 제4도의 전파 정류기(12)에서 전파정류된 버스트신호를 나타내며, SE는 제4도의 샘플홀드(14, 16, 18, 20)회로에 인가되는 샘플홀드 인에이블신호를 나타내며 각 버스트(A, B, C, D)를 샘플링할 수 있는 윈도우(WINDOW)영역을 제공한다. 한편 SA는 전파 정류기(12)로부터 출력되는 상기 FBS신호중 샘플홀드(14)회로에 충전되는 샘플신호를 나타내며, SB, SC, SD는 각각 샘플홀드B(16)∼샘플홀드D(20)회로에 충전되는 샘플신호를 나타낸다. 이때 샘플신호 SA, SB, SC, SD는 각 버스트 A, B, C, D의 전파정류된 펄스의 면적만큼 충전되며 리셋신호RS에 의해 디스챠아지 되고 다시 샘플홀드 인에이블신호 SE에 의해 충전된다.RS는 각각의 샘플홀드(14∼20)회로에 인가되는 리셋신호를 나타낸다. 이하 제3도 내지 제5도를 참조하여 서보 버스트에 존재하는 미세 디펙을 검출하기 위한 구동회로의 동작을 설명하기로 한다.
서보제어시 헤드(4)를 통해 제3도와 같은 서보섹터 포맷이 기록되어 있는 디스크(2)로부터 판독된 신호는 리드／라이트 채널부의 AGC(8)에 입력된다. AGC(8)는 AGC조정회로(10)에서 서보버스트 신호에 의해 AGC홀드가 되어 일정레벨의 신호증폭만으로 조정된 버스트신호 BS를 전파정류기(12)로 출력한다. 상기 버스트신호 BS는 전파정류기(12)를 통해 전파정류된 버스트신호 FBS로 변환된후 샘플홀드(14∼20)회로에 입력된다. 이때 상기 샘플홀드(14∼20)회로는 샘플링 인에이블신호 SE에 따라 상기 전파정류된 버스트신호 FBS를 순차적으로 충전시킨다. 즉 샘플링 인에이블신호 SE와 AO구간에서는 상기 전파정류된 버스트신호 FBS의 버스트 A에 해당하는 2개의 반파 면적에 해당하는 값이 샘플홀드A(14)회로에 충전되고, 샘플링 인에이블신호 SE의 BO구간에서는 전파정류된 버스트신호 FBS의 버스트 B에 해당하는 2개의 반파 면적에 해당하는 값이 샘플홀드B(16)회로에 충전된다. 이와 같은 방식으로 각각의 샘플홀드(14∼20)회로는 전파정류된 버스트신호 FBS의 펄스수 면적에 비례하는 샘플신호 SA, SB, SC, SD를 MUX(22)로 전송하게 된다. 이후 MUX(22)는 E단자를 통해 입력되는 제어신호 CS에 따라 상기 샘플신호(SA, SB, SC, SD)를 A／D컨버터(24)로 출력한다. 이후 A／D컨버터(24)에서 디지털변환된 샘플신호 SA, SB, SC, SD는 A, B, C, D레지스터(26)에 각각 로딩(loading)되고 리셋신호RS가 인에이블될 때 쉬프터(30)에 의해 가산기(28) A, B, C, D로 각각 전송된다. 이후 A, B, C, D 각각의 가산기(28)는 A, B, C, D 각각의 레지스터(26)로부터 입력되는 샘플신호 SA, SB, SC, SD의 충전레벨값을 합산하여 CPU(32)로 출력한다. 따라서 CPU(32)는 각각의 샘플신호 SA, SB, SC, SD의 충전레벨값 A0, A1, B0, B1, C0, C1, D0, D1과 A0＋A1, B0＋B1, C0＋C1, D0＋D1을 버스(BUS)에 의해 전송받아 버스트의 미세 디펙을 감지할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 고속, 고용량 하드 디스크 드라이브에 있어서 서보 버스트신호에 존재하는 미세 디펙을 검출하여 원활한 서보제어를 수행함으로서 고속, 고용량 하드 디스크 드라이브의 신뢰성을 확보할 수 있는 잇점이 있다.
한편 본 발명의 일실시예에서는 버스트 A, B, C, D를 두 번 반복하여 기록하는 서보패턴을 구비하여 버스트신호의 미세 디펙을 검출하였지만 별다른 변형없이 상기 버스트 A, B, C, D를 N번 반복하여 기록하는 서보패턴을 구비하여 버스트신호의 미세 디펙을 검출할 수 있다.

Claims (3)

  1. 동심원상으로 배열되는 트랙들 각각에 다수의 서보섹터가 배열되어 있는 디스크를 구비하는 하드 디스크 드라이브의 서보 버스트 신호의 미세 디펙 검출을 위한 서보패턴 기록방법에 있어서, 각 서보섹터의 서보정보 독출시 서보동기를 제공하는 동시에 서보섹터 앞의 갭을 제공하여 서보섹터임을 통지하는 프리앰블을 기록하는 과정과, 각 서보섹터의 서보정보의 시작을 알려 뒤이어지는 그레이코드를 읽기 위한 동기를 제공하는 서보 어드레스 마크를 기록하는 과정과, 각 서보섹터에서 트랙의 ID정보를 제공하는 그레이코드를 기록하는 과정과, 헤드의 위치제어를 위해 요구되는 일련의 서보 버스트 기록패턴을 각 서보섹터내에 n번 반복 기록하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 서보패턴 기록방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 일련의 서보 버스트 기록패턴을 구성하는 각 서보 버스트 신호의 길이는 최대 2펄스 이하로 기록됨을 특징으로 하는 서보패턴 기록방법.
  3. 동일 서보섹터내에 서보 버스트 신호가 N번 반복되어 기록되어 있는 하드 디스크 드라이브의 서보 버스트 신호 미세 디펙 검출 구동회로에 있어서, 상기 서보 버스트 신호를 판독하기 위한 헤드와, 상기 헤드로부터 판독된 서보 버스트 신호의 게인을 조정하기 위한 게인 자동제어수단과, 상기 게인 자동제어수단으로부터 출력되는 서보 버스트 신호를 전파정류하기 위한 정류수단과, 샘플 앤드 홀드 인에이블신호의 입력에 응답하여 상기 정류수단으로부터 출력되는 서보 버스트 신호의 펄스수 면적에 비례하는 레벨을 갖는 샘플신호를 출력하는 샘플 앤드 홀드수단과, 상기 샘플 앤드 홀드수단으로부터 출력되는 샘플신호를 디지털 변환하여 출력하는 A／D변환수단과, 상기 A／D변환수단으로부터 출력되는 샘플신호의 충전레벨을 임시저장하는 충전레벨 저장수단과, 상기 샘플 앤드 홀드수단을 리셋시키기 위한 신호가 인에이블될 때 상기 충전레벨 저장수단에 저장된 상기 샘플신호의 충전레벨이 출력되도록 제어하는 제1제어수단과, 상기 충전레벨 저장수단의 출력을 가산하는 가산기와, 상기 가산기의 출력을 입력하여 서보제어를 수행하는 제2제어수단으로 구성됨을 특징으로 하는 서보 버스트 신호 미세 디펙 검출 구동회로.
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