KR100242290B1 - 트랙제로 위치결정방법 및 그에 따른 트랙맵핑(Mapping)방법 - Google Patents

Abstract

트랙 제로(track-zero)의 위치결정방법 및 그에 따른 트랙맵핑방법을 개시하고 있다. 다중 플래터 방식을 사용하는 디스크 드라이브 장치의 위치결정방법 및 트랙맵핑방법에 있어서, 디스크의 최외주 및 최내주를 검출하여 디스크 데이타영역을 결정하고, 결정된 데이타영역중 최외주 및 최내주 트랙을 제외한 트랙들중 하나의 트랙을 트랙제로 위치로 설정한다. 설정된 트랙제로로부터 플래터면을 따라 순차적으로 최내주 혹은 최외주 트랙까지 트랙맵핑을 수행한다. 다음 선택된 플래터에 대하여 이전 플래터의 최내주 혹은 최외주 트랙에 이어서 플래터면을 따라 트랙을 순차적으로 맵핑하고, 상기 과정이 다중 플래터의 다른 플래터들에 대하여 트랙맵핑이 수행된다.

Description

트랙제로 위치결정방법 및 그에 따른 트랙맵핑(Mapping)방법

본 발명은 하드 디스크 드라이브의 트랙맵핑(Track Mapping)에 관한 것으로, 특히 트랙맵핑을 위한 트랙제로(Zero) 위치결정방법 및 퍼포먼스(Performace)향상을 위한 트랙맵핑방법에 관한 것이다.

하드 디스크 드라이브는 회전하는 디스크상에 데이터를 자기적으로 기록하고, 디스크상에 기록된 데이터를 독출한다. 하드 디스크 드라이브는 대량의 데이터를 고속으로 액세스 할 수 있기 때문에 컴퓨터 시스템의 보조기억장치로 널리 사용되고 있다. 하드 디스크 드라이브를 액세스(access)할 때, 피지컬 모드(Physical Mode)와 로지컬 모드(Logical Mode)의 두가지 모드로 나눌수 있다. 피지컬 모드는 공장에서 드라이브 제조시 사용하는 모드로서 외주(outer diameter)에서부터 내주(Inner Diameter)까지 드라이브의 트랙넘버를 순차적으로 붙여 드라이브 테스트시 피지컬한 에러나 결함 위치를 찾기 위해 사용된다. 한편, 로지컬 모드(이하 사용자 모드로 표기한다)는 호스트 컴퓨터 사용자가 드라이브를 액세스 할 때 사용하는 모드로서 통상 피지컬모드와 같이 최외주 트랙에서부터 최내주 트랙까지 순차적으로 넘버링하여 사용한다. 그러나 사용자모드는 피지컬한 헤드수나 트랙수에 상관없이 드라이브 용량에 따라 적당한 값으로 선택하여 사용한다. 일반적으로 피지컬 모드나 사용자 모드 모두에서 드라이브의 트랙을 순차적으로 탐색할 때, 하나의 동일트랙에서(즉 하나의 실린더)에서 헤드를 순차적으로 스위칭한후,그 다음 트랙으로 탐색하는 것이 일반적으로 사용되는 방식이다.

이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 종래의 트랙맵핑방법에서 전 플래터의 트랙들을 순차적으로 탐색하는 과정을 설명하기로 한다.

도 1은 하드 디스크 드라이브의 일반적인 블럭구성도를 도시한 것으로서, 두장의 디스크(2)와 4개의 헤드(4)를 구비한 다중 플래터(Multi Platter)방식의 하드 디스크 드라이브를 도시하고 있다. 다중 플래터방식을 사용하는 하드 디스크 드라이브에 있어서 디스크(2)들은 통상적으로 스택(Stack)형태로서 하나의 스핀들모터(30)에 설치되며, 각각의 디스크면은 하나의 헤드(4)에 대응된다. 헤드(4)는 디스크(2)의 표면상에 위치하며 환상 보이스 코일(Rotary Voice Motor:VCM)의 암 어셈블리(Arm Assembly)의 수직으로 신장된 암(8)에 설치된다. 전치 증폭기(12)는 데이터 리드시 헤드들(4)중 하나의 헤드에 의해 픽업된 신호를 전치증폭하여 아나로그 리드신호를 리드/라이트 채널(read/write channel)회로(14)에 인가한다. 데이터 라이트시에는 리드/라이트 채널회로(14)로부터 인가되는 부호화된 기록 데이터(encoded write data)를 디스크(2)상에 라이트 되도록 헤드들(12)중 대응하는 하나의 헤드를 구동시킨다. 이때 전치 증폭기(12)는 마이크로 콘트롤러(18)에 의해 제어되는 DDC(Disk Data Controller)(32)의 제어에 의해 헤드들(4)중 하나를 선택한다. 리드/라이트 채널회로(14)는 전치증폭기(12)로부터 인가되는 리드신호로부터 데이터 펄스를 검출하고 디코딩하여 리드 데이터 RDATA를 발생하며, DDC(32)로부터 인가되는 라이트데이타 WDATA를 인코딩하여 전치 증폭기(12)에 인가한다. 리드/라이트 채널회로(14)는 디스크(2)면에 기록되어 있는 서보정보의 일부인 헤드위치정보를 복조하여 PES(Position Error Signal)를 발생한다. 리드/라이트 채널회로(14)로부터 발생된 PES는 A/D 컨버터(Anlog-to Digital Converter)(16)에 인가된다. A/D 컨버터(16)는 PES를 그의 레벨에 대응하는 디지털 단계값(digital level value)으로 변환하여 마이크로 콘트롤러(18)에 제공한다. DDC(32)는 마이크로 콘트롤러(18)에 의해 제어되며 호스트 컴퓨터로부터 수신되는 데이터를 리드/라이트 채널회로(14)와 전치증폭기(12)를 통해 디스크(2)면에 라이트하거나 디스크(10)면으로부터 데이터를 리드하여 호스트 컴퓨터로 송신한다. 또한 DDC(32)는 호스트 컴퓨터와 마이크로 콘트롤러(18)간의 통신을 인터페이스한다. 마이크로 콘트롤러(18)는 호스트 컴퓨터로부터 수신되는 리드 또는 라이트 명령에 응답하여 DDC(32)를 제어하며, 트랙탐색 및 트랙 추종(track follow-up)을 제어한다. 트랙추종시 마이크로 콘트롤러(18)는 A/D 컨버터(16)로부터 인가되는 PES값을 이용하여 트랙추종을 제어한다. 한편 마이크로 콘트롤러(18)는 하드 디스크 드라이브의 제어 프로그램을 내장한 롬(ROM)과 트랙 제로정보가 저장되는 플래시 메모리(Flash Memory)를 구비한다. D/A컨버터(digital-to-Analog Converter)(20)는 마이크로 콘트롤러(18)로부터 발생되는 헤드들(4)의 위치제어를 위한 제어값을 아나로그 신호로 변환한다. VCM구동부(22)는 D/A 컨버터(20)으로부터 인가되는 신호에 의해 액츄애이터를 구동하기 위한 구동전류 I(t)를 발생하여 VCM(24)에 인가한다. VCM(24)은 VCM구동부(22)로부터 입력되는 구동전류의 방향 및 레벨에 대응하여 헤드들(4)을 디스크들(2)상에서 이동시킨다. 모터 제어부(26)는 마이크로 콘트롤러(18)로부터 발생되는 디스크들(2)의 회전제어를 위한 제어값에 따라 스핀들모터 구동부(18)로부터 발생되는 디스크들(2)의 회전제어를 위한 제어값에 따라 스핀들모터 구동부(28)를 제어한다. 스핀들모터 구동부(28)는 모터 제어부(26)의 제어에 따라 스핀들모터(30)를 구동하여 디스크들(2)을 회전시킨다.

도 2는 다중 플래터방식을 사용하는 종래 하드디스크 드라이브의 트랙맵핑방법을 설명하기 위한 HDA의 정면도를 도시한 것이다. 헤드(H0-H3) 각각은 스윙암(8)의 서스팬션(suspension)(10) 종단의 짐벌에 부착되어 피봇 베어링(도시하지 않았음)축을 중심으로 하여 디스크(2)상에서 수평이동한다.

도 3은 도 2에 따른 종래 하드 디스크 드라이브의 트랙맵핑방향 예시도를 도시한 것이다. 도 2 및 도 3에서 헤드 H0, H1, H2, H3 각각에 대응되는 플래터를 A,B,C,D로 정의하였고 각각의 플래터상에서는 n+1(0∼n)개의 트랙이 존재하는 것으로 가정하였다.

이하 도 2 및 도 3을 참조하여 종래의 트랙맵핑방법을 설명하면 다음과 같다. 우선 종래 트랙맵핑방법에서 전(全) 플래터의 트랙을 순차적으로 탐색할 때 제1단계로서 피지컬트랙의 최외주 트랙(ourter most track)상으로 헤드(H0, H1, H2, H3)를 이동시킨다. 이후 제2단계로서 헤드 스위칭을 순차적으로 수행하여, 동일 실린더내의 전 트랙을 탐색한다. 이후 마지막 단계로서 맵핑 완료된 최내주 실린더를 탐색한다. 즉, 최내주 트랙까지 이동하면서 트랙 탐색을 수행한다. 결과적으로, 헤드 H0, 트랙 A0 -〉 헤드 H1, 트랙 B0 -〉 헤드 H2, 트랙 C0 -〉 헤드 H3, 트랙 D0 -〉 헤드 H0, 트랙 A1 -〉 헤드 H1, 트랙 B1 -〉 ... -〉 헤드 H1, 트랙 Bn -〉 헤드 H2, 트랙 Cn -〉 헤드 H3, 트랙 Dn의 순서로 탐색을 수행한다. 따라서 종래 트랙맵핑방법은 상기 트랙탐색방향과 동일하며 이를 간략히 나타내면 도 3과 같이 나타낼수 있으며, 도 3의 참조부호 CY는 실린더를 나타낸다.

일반적으로 하드 디스크 드라이브에서는 1트랙 탐색시간이 헤드 스위칭 시간보다 짧다. 그 이유는 디스크(2)의 TPI(Track Per Inch), 즉 디스크 반경방향의 기록 밀도가 매우 높기 때문에 서보 라이팅시 헤드의 얼라인먼트가 커버나 PCB(Printed Circuit Board)의 어셈블리에 의해 약간의 변형을 일으키기 때문이다. 또한 통상의 하드 디스크 드라이브에 있어서는 서보 라이팅시 푸시 로드(push road)로 스윙암에 힘이 가해지기 때문에 헤드의 얼라인먼트가 변형된다. 따라서 상술한 방법으로 트랙맵핑된 드라이브 전체 디스크면에 대하여 순차적인 트랙탐색을 수행하게 되면 헤드스위칭 시간으로 인한 트랙탐색시간의 지연을 가져와 그 만큼의 드라이브 퍼포먼스를 저하시키는 결과를 초래하게 된다. 또한 상술한 종래의 트랙맵핑방법으로 트랙탐색을 수행하는 경우 도스나 윈도우 환경에서 파일의 위치정보를 갖고 있는 FAT(File Allocation Table)와 루트 디렉토리(Root Directory), 마스터 부트 레코드(Master Boot Record)등이 통상 사용자 트랙제로에 위치하고 있기 때문에 최악의 경우 OD영역에서 ID영역까지 최대 트랙탐색을 수행해야 하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 하드 디스크 드라이브의 트랙탐색시간을 단축시켜 드라이브의 퍼포먼스를 향상시킬수 있는 트랙맵핑방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 각 드라이브 마다의 특성을 고려하여 물리적으로 다른 위치에 트랙제로의 위치를 설정함으로서 도스나 윈도우 환경에서 FAT나 루트 디렉토리 등을 리드하는 경우의 최대 트랙탐색을 피할 수 있는 트랙제로 위치결정방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기록매체로서 디스크를 사용하는 디스크 드라이브의 트랙 맵핑을 위한 트랙제로 위치결정방법에 있어서, 상기 디스크의 최외주 트랙과 최내주 트랙을 검출하여 상기 디스크의 데이터 영역을 결정하는 과정과, 헤드/디스크 콤비네이션 퍼포먼스를 측정하여 상기 디스크를 복수개의 존 영역으로 분할하는 과정과, 상기 복수개의 존 영역중 특정 존 영역의 최내주 트랙을 트랙 제로로 설정하여 저장수단에 저장하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 저장수단에 트랙제로 정보가 저장되는 다중 플래터 방식을 채용한 디스크 드라이브의 트랙맵핑방법에 있어서,

상기 트랙제로가 위치한 플래터면을 따라 순차적으로 최외주 트랙 혹은 최내주 트랙까지 트랙맵핑을 수행하는 과정과,

다음 선택된 플래터에 대하여 이전 플래터의 최내주 혹은 최외주 트랙에 이어서 플래터면을 따라 트랙을 순차적으로 맵핑하는 방식으로 상기 다중 플래터의 다른 플래터들에 대하여 트랙맵핑함을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 하드 디스크 드라이브의 블럭구성도.

도 2는 도 1에 따른 종래 하드 디스크 드라이브의 트랙맵핑방법을 도시한 HDA(Hard Disk Assembly)의 정면도.

도 3은 도 2에 따른 트랙맵핑방향 예시도.

도 4는 본 발명에 따른 트랙맵핑방법을 도시한 HDA의 정면도.

도 5는 본 발명에 따른 트랙맵핑방향 예시도.

도 6은 본 발명에 따른 트랙제로 위치결정을 도시한 제어 흐름도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작예를 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부도면에 기재된 트랙수, 트랙제로 위치 및 처리흐름 등과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 트랙맵핑방법을 설명하기 위한 HDA의 정면도를 도시한 것이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 트랙맵핑방향을 예시한 것이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 트랙맵핑을 위해 트랙제로의 위치를 결정하기 위한 제어 흐름도를 도시한 것이다. 우선 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예를 구현하기 위한 트랙제로의 위치결정과정을 설명하면, 마이크로 콘트롤러(18)는 40단계에서 외주 트랙(OD)과 내주트랙(ID)을 검출하여 최대 데이터 스트로크 영역을 결정한다. 즉, 데이터영역을 결정한다. 이후 42단계에서 마이크로 콘트롤러(18)는 에러율등의 헤드/디스크 조합 퍼포먼스를 측정하여 드라이브 전체에 대한 최적의 존 레이아웃을 구성한다. 이후 44단계에서 마이크로 콘트롤러(18)는 전체 데이터 스트로크 영역중 외주트랙으로부터 1/3 이격된 트랙이 포함되는 존 넘버를 확인한후 46단계로 진행한다. 이후 46단계에서 마이크로 콘트롤러(18)는 44단계에서 확인된 존 넘버의 최내주 트랙을 트랙제로로 설정한 48단계로 진행하여 트랙제로 정보를 디스크(2)상의 메인터넌스영역, 플래시 메모리 혹은 PROM(Programmable ROM)에 저장한후 일련의 트랙제로 위치결정과정을 종료한다. 상술한 바와 같은 방법으로 트랙제로의 위치를 결정할 경우 각 드라이브 마다 의 데이타 전송율 차이와 최대 트랙탐색을 고려하여 물리적으로 다른 위치에 트랙제로를 설정할 수 있다. 한편, 하기 설명에서는 본 발명의 이해를 돕기 위해 상술한 트랙제로 위치결정과정을 통해 설정된 트랙제로를 T0로 정의하기로 하며, 상기 트랙 T0는 헤드 H0에 대응하는 디스크 플래터상에 존재하는 것으로 가정하기로 한다. 이하 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 트랙맵핑방법을 설명하면 다음과 같다.

우선 트랙제로 위치결정과정을 통해 설정된 트랙제로 T0가 도 5에 도시된 바와 같이 상부 디스크(2)의 상층 플래터면에 존재한다면, 상기 트랙제로 T0로부터 플래터면을 따라 순차적으로 OD영역까지 트랙맵핑을 수행한다. 그리고 상층 플래터면의 최외주 트랙맵핑후 하층 플래터면의 최외주 트랙부터 하층 플래터면을 따라 순차적으로 트랙맵핑한다. 그리고 상부 디스크(2)의 하층 플래터면의 최내주 트랙맵핑후 하부 디스크(2)의 상층 플래터면의 최내주 트랙부터 상층 플래터면을 따라 순차적으로 트랙맵핑하고, 다시 하부 디스크(2)의 상층 최외주 트랙맵핑후 하층 플래터면의 최외주 트랙부터 하층 플래터면을 따라 순차적으로 트랙맵핑하는 방법으로 모든 플래터들에 대하여 트랙맵핑한다. 이러한 경우 상부 디스크(2)의 상층면에 존재하는 트랙 TL은 마지막으로 트랙맵핑된다.

상술한 바와 같은 방법으로 트랙맵핑된 드라이브 전체 플래터의 순차적인 트랙탐색을 도 4를 참조하여 살명하면, 하드 디스크 드라이브의 HDA구성은 상술한 도 2에서와 같이 2장의 디스크(2)와 각각의 디스크 플래터에 대응하는 4개의 헤드(H0,H1,H2,H3)를 구비한다. 상술한 HDA의 구성을 갖는 하드 디스크 드라이브에 있어서 헤드 H0에 대응하는 디스크 플래터에는 OD영역에서부터 전체 데이터 스트로크 영역의 1/3 이격된 지점에 상술한 트랙제로 위치결정과정을 통해 설정된 트랙제로 T0가 위치한다. 만약 호스트 컴퓨터와 같은 외부장치로부터 트랙탐색 수행명령이 수신되면 이에 대응하여 마이크로 콘트롤러(18)는 다음과 같은 트랙탐색과정을 수행한다. 우선 제1단계로서 마이크로 콘트롤러(18)는 트랙제로 T0에서 헤드 스위칭없이 OD영역의 트랙(즉, 트랙 Ta-1,Ta)들을 순차적으로 탐색해 간다.

이후 제2단계로서 Ta트랙 탐색이 완료되었는가를 검사하여 Ta트랙 탐색이 완료된 경우 헤드 H1으로 헤드 스위칭을 수행한다

이후 제3단계로서 헤드 H1에 대응하는 디스크 플래터상의 OD영역으로부터 ID영역까지의 트랙(즉, Tb, Tb+1..., Tb+n)들을 순차적으로 탐색해 간다.

이후 제4단계로서 Tb+n트랙 탐색이 완료 되었는가를 검사하여 Tb+n트랙 탐색이 완료된 경우 헤드 H2로 헤드 스위칭을 수행한후 헤드 H2에 대응하는 디스크 플래터상의 ID영역으로부터 OD영역까지의 트랙들을 순차적으로 탐색해 간다.

이후 제5단계로서 Td트랙 탐색이 완료되었는가를 검사하여 Td 트랙 탐색이 완료된 경우 헤드 H3로 헤드스위칭을 수행한후 상기 헤드 H3에 대응하는 디스크 플래터상의 OD영역으로부터 ID영역까지의 트랙들을 순차적으로 탐색한다. 이후 마지막 단계로서 Tf 트랙 탐색이 완료되었는가를 검사하여 Tf트랙 탐색이 완료된 경우 헤드 H0로 헤드 스위칭을 수행한후 상기 헤드 H0에 대응하는 디스크 플래터상의 OD영역으로부터 ID영역까지의 트랙들을 순차적으로 탐색한다. 탐색시, 마이크로 콘트롤로(18)는 상술한 트랙제로 T0 바로 후위에 존재하는 트랙까지 탐색을 수행한다. 이때 상기 트랙 제로 T0 후위에 위치하는 트랙은 트랙탐색의 마지막 트랙(TL)이 된다.

여기서, 헤드 스위칭은 단지 각 디스크 플래터의 OD영역 및 ID영역에서만 수행된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 트랙맵핑방법은 디스크 플래터면을 따라 트랙맵핑을 수행하기 때문에 트랙탐색시 ID영역 및 OD영역에서만 헤드 스위칭을 수행함으로서 헤드 스위칭에 따른 시간 지연을 최소화할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 플래터면을 따라 트랙맵핑함으로서 헤드 스위칭 동작을 최소화시키고, 그에 따라 헤드 스위칭 동작에 의해 지연되는 시간이 단축됨으로서 드라이브의 퍼포먼스를 향상시킬 수 있다. 또한, 각 드라이브 마다의 특성을 고려하여 물리적으로 다른 위치에 트랙 제로의 위치를 설정함으로써 도스나 윈도우 환경에서 FAT나 루트 디렉토리 등을 리드하기 위한 최대 트랙탐색을 피할 수 있어 드라이브의 성능을 향상시킬 수 있다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 상기 기술에 숙련된 사람들에게 있어서는 여러 가지 변형이 청구된 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다.

Claims (4)

1. 기록매체로서 디스크를 사용하는 디스크 드라이브의 트랙 맵핑을 위한 트랙제로 위치결정방법에 있어서,

   상기 디스크의 최외주 트랙과 최내주 트랙을 검출하여 상기 디스크의 데이터 영역을 결정하는 과정과,

   헤드/디스크 콤비네이션 퍼포먼스를 측정하여 상기 디스크를 복수개의 존 영역으로 분할하는 과정과,

   상기 복수개의 존 영역중 특정 존 영역의 최내주 트랙을 트랙 제로로 설정하여 저장수단에 저장하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 트랙제로 위치결정방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 특정 존 영역내에는 상기 디스크의 최외주 트랙으로부터 1/3 이격된 위치에 존재하는 트랙을 포함함을 특징으로 하는 트랙제로 위치결정방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 저장수단으로 상기 디스크의 메인터넌스영역, 플래쉬메모리, 프로그래머블 롬중 하나를 사용함을 특징으로 하는 트랙제로 위치결정방법
4. 저장수단에 트랙제로 정보가 저장되는 다중 플래터 방식을 채용한 디스크 드라이브의 트랙맵핑방법에 있어서,

   상기 트랙제로가 위치한 플래터면을 따라 순차적으로 최외주 트랙 혹은 최내주 트랙까지 트랙맵핑을 수행하는 과정과,

   다음 선택된 플래터에 대하여 이전 플래터의 최내주 혹은 최외주 트랙에 이어서 플래터면을 따라 트랙을 순차적으로 맵핑하는 방식으로 상기 다중 플래터의 다른 플래터들에 대하여 트랙맵핑함을 특징으로 하는 트랙맵핑방법.

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