KR100320737B1 - 디스크 드라이브의 전력소비를 감소시키기 위한 적응형 섹터탐색방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스크 드라이브 시스템에서 현재 트랙의 현재 섹터로부터 목표 트랙의 목표 섹터로 리드/라이트 헤드를 이동시키는 시간을 제어하여 전력소비를 감소키는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 액츄에이터 헤드를 허용할 수 있는 최대 속도 보다 낮은 제한속도로 결정하는 단계와, 상기 액츄에이터 헤드를 상기 제한속도까지 가속시켜 현재 트랙의 현재 섹터로부터 이동시키는 단계와, 상기 액츄에이터 헤드를 상기 제한속도로 등속비행시키는 단계와, 상기 액츄에이터 헤드를 상기 제한속도로부터 감속시켜 목표 트랙의 목표 섹터에 정지시키는 단계를 포함한다. 상기 제한속도는 상기 액츄에이터 헤드 가속단계, 상기 액츄에이터 헤드 비행 단계 및 상기 액츄에이터 헤드 감속단계들이 미리 설정된 시간 간격내에 모두 수행될 수 있도록 결정된다. 상기 미리 설정된 시간 간격이란 상기 액츄에이터 헤드의 이동시간이 추정시간보다 짧은 경우 전체 데이터 엑세스 타임에 영향을 미치지않고, 상기 액츄에이터 헤드가 상기 목표섹터를 포함하는 트랙에 도달하는 시간에 목표 섹터가 도달한다는 보장하에 증가되는 이동 시간이다. 이에 따라 상기 액츄에이터 헤드가 낮은 속도로 이동함으로써 전력소비는 감소하게 되고, 배터리의 수명은 연장될 수 있다.

Description

디스크 드라이브의 전력 소비를 감소시키기 위한 적응형 섹터 탐색방법{ADAPTIVE SECTOR SEEKING METHOD FOR REDUCING DISK DRIVE POWER CONSUMPTION}

본 발명은 디스크 드라이브 시스템에서 전력소비를 감소시키기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 데이터 액세스 타임의 손실없이 전력소비를 감소시킬 수 있도록 리드/라이트 액츄에이터 헤드를 제어하는 적응형 섹터 탐색방법에 관한 것이다.

전력소비를 감소시키는 것은 디스크 드라이브 데이터 저장 시스템들에서 요구되는 기본사항이다. 특히 이동형 컴퓨터 혹은 노트북 컴퓨터 시스템 사용자들은 충전간의 배터리 수명을 가장 중요한 시스템 특성들중 하나로 판단한다. 이에 따라 전력소비를 감소시키기 위한 방법 혹은 배터리 전력관리 방법들은 충전간의 배터리 수명을 연장함에 있어서 중요하다.

전력관리 설계중 하나는 일반적인 디스크 드라이브 데이터 시스템 동작에 있어서 리딩(reading)과 라이팅(writing)동작이 항상 이루어지지 않는다는 사실에 근거한다. 이는 곧 저전력 소비 혹은 비동작(non-work) 주기가 존재한다는 것이며, 이에 근거하여 배터리 전력 플로우(flow)를 제어하기 위한 펌웨어(firmware)나 소프트웨어(software)를 설계할 수 있다. 그러한 전력관리 시스템을 이용하는 일반적인 디스크 드라이브, 예를 들면 IBM사의 Travelerstar 4LP에서의 전력 내역은 하기 표 1과 같으며 0.94 암페어의 낭비를 수반한다.

디스크 드라이브 모드	전력
스타트-업(최대 피크)	2.3 [Watt]
탐색(평균)	2.3 [Watt]
리드/라이트(평균)	1.85[Watt]
퍼포먼스 IDLE(평균)	0.85[Watt]
저전력 IDLE(평균)	0.3[Watt]
슬립	0.1[Watt]

상기 표 1은 디스크 드라이브 각 모드에서의 전력 소비를 나타낸 것이다. 초기구동(start-up)시에 전력소비는 주로 디스크 플래터를 회전시키는 스핀들모터의 동작에 기인한다. 트랙과 섹터 탐색모드 및 리드/라이트 모드는 정상 동작하에서의 전력소비를 나타낸다. 정상동작하에서 액츄에이터 모터(소위 Voice Coil Motor:VCM이라함)에 의해 구동되는 액츄에이터는 하나 혹은 다수개의 리드/라이트 헤드들을 지지하고 있다. 전류가 액츄에이터 코일을 통해 흐르면, 상기 액츄에이터 모터는 디스크 플래터면에서 방사방향으로 위치하고 있는 데이터 트랙들로 상기 액츄에이터와 리드/라이트 헤드들을 회전시킨다. 상기 표 1에 나타낸 것처럼, 리딩 및 라이팅 동작이 수행될수록 더 많은 탐색동작이 수행되어야 하며, 결과적으로 더많은 전력이 소비될 것이다. 그러나 탐색동작이 가장 많은 전력을 요구한다는 것은 아니다.

상기 퍼포먼스 아이들(performance idle), 저전력 아이들(low power idle) 및 슬립(sleep)모드는 전력관리 계획의 결과로써 발생되는 전력 소비를 나타낸 것이다. 상기 예에서, 전력소비는 전력관리 소프트웨어를 구비하지 않는 종래의 디스크 드라이브 시스템에 비해 약 31% 감소된다. 전형적인 전력관리 기술은 미합중 특허번호 5,452,277, 5,544,138 및 5,521,896에 나타나 있다. 예시한 특허들에서는 감소된 다수의 전력동작모드들중 하나를 선택하기 위하여 에너지 사용과 미리 결정된 프로파일을 비교한다.

소비전력을 감소시키기 위한 다른 방법들은 미합중국 특허번호 5,345,347과 5,493,670에 기재되어 있는데 주요 내용은 전력소비를 감소시키기 위해 스핀들모터의 회전을 제어하는 것이다.

미합중국 특허번호 5,140,571에는 간헐적으로 동작이 중단되는 디지털 신호 프로세서(DSP)를 사용하여 전력소비를 감소시키는 기술이 기재되어 있다. 그러나 상기 DSP에 의해 소비되는 전력의 양은 상기 액츄에이터 모터 및 스핀들모터를 구동시키기 위해 사용되는 전력에 비해 상대적으로 낮은 양이다.

미합중국 특허번호 5,412,809에는 사용자가 성능 최적화 제어 액세스 타임 알고리즘 혹은 전력소비 최적화 제어 액세스 타임 알고리즘중 어느 하나를 선택할 수 있는 기술이 기재되어 있다. 그러나 이러한 방법에는 두가지 선택사항이 존재한다는 것이며, 또 다른 단점은 전력소비를 달성하기 위해 평균 액세스 타임을 희생시킨다는 것이다.

상기 전력관리 방법들 각각은 전체적으로 디스크 드라이브 전력소비를 다소 감소시키지만 디스크 드라이브 전력소비의 주요 성분, 즉 데이터 액세스 타임의 손실없이 탐색동작에서의 전력소비, 을(를) 감소시키지는 못한다.

상기한 모든 전력관리 방법들에서, 탐색절차는 트랙탐색모드에서 하나의 트랙으로부터 다른 하나의 트랙으로 가능한한 빨리 리드/라이트 헤드들을 이동시키기 위해 상기 액츄에이터를 제어한다는 가정하에서 이행되었다. 지정된 트랙상에 상기 헤드들이 안착하면, 서보 시스템은 일반적으로 상기 트랙내에서 지정된 섹터를 찾기위한 트랙추종모드로 진입한다. 상기 트랙추종모드하에서는 상기 트랙탐색모드에서 보다 훨씬 적은 전력이 소비된다. 이는 상기 트랙탐색모드에서 가능한한 빨리 상기 헤드를 이동시키기 위한 최대전류가 파워 증폭기와 액츄에이터 코일에 인가되기 때문이다. 상기 액츄에이터 코일에 더 많은 전류가 인가될수록 상기 액츄에이터 암은 더욱 빠르게 회전하고 상기 헤드를 보다 빠르게 이동시킨다.

전술한 견지에서 볼때, 데이터 액세스 타임의 지연없이 탐색동작과 관련된 전력소비를 감소시키기 위한 방법이 필요하다.

따라서 본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 관련 기술의 단점 및 제약사항에 기인하여 발생되는 문제점들을 극복하기 위한 방법, 즉 데이터 액세스 타임의 손실없이 전력소비를 감소시킬 수 있도록 리드/라이트 헤드를 제어하는 디스크 드라이브 시스템의 적응형 섹터 탐색방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 디스크 드라이브 플래터의 1회전 시간을 나타내는와, 현재 트랙과 목표 트랙 사이의 위치차를 나타내는를 입력으로 제공하는 단계를 포함하며, 이후 변수와가 결정된다. 상기는 상기 액츄에이터 헤드의 이동에 의해 만들어지는 방사상의 호(弧)를 따라 상기 액츄에이터 헤드를 현재 트랙으로부터 목표 트랙으로 이동시키는 최소 트랙 탐색시간을 나타낸 것이며,는 현재 서보 섹터로부터 목표 서보 섹터가 방사방향의 아크(arc)에 다다를때 까지의 회전시간을 나타낸 것이다.

한편값은에 의해 계산되며 다음과 같은 3가지의 결과를 얻을 수 있다.

(1)가 '0'이면, 상기 액츄에이터 헤드 이동시간은로 세트되고,

(2)가 '0'보다 크면, 상기 액츄에이터 헤드 이동시간은로 세트되고,

(3)가 '0'보다 작으면, 상기 액츄에이터 헤드 이동시간은로 세트된다.

상기 (2)와 (3)의 결과는 종래의 디스크 드라이브들에 비해 보다 낮은 속도로 액츄에이터 헤드를 이동시킴에 따라 전력소비는 감소하고 배터리 수명은 증가한다. 상기 액츄에이터 헤드의 저속이동은 액츄에이터 헤드의 최대 속도를 일시적으로 감소시킴으로써 달성된다. 이것은 디스크 드라이브 시스템에서 전력소비를 감소시키는데 이바지한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 현재 트랙과 현재 섹터로부터 목표 트랙과 목표 섹터로의 이동시간중에 액츄에이터 헤드를 이동시키는 동안 디스크 드라이브 전력소비를 감소시키기 위한 적응형 섹터 탐색방법에 있어서,

상기 액츄에이터 헤드의 최대 허용속도 보다 낮은 제한속도를 결정하는 단계와;

상기 현재 트랙과 현재 섹터로부터 상기 액츄에이터 헤드를 이동시키기 위해상기 액츄에이터 헤드를 상기 제한 속도로 가속시키는 단계와;

상기 액츄에이터 헤드를 상기 제한 속도로 비행시키는 단계와;

상기 목표 트랙과 목표 섹터에 상기 액츄에이터 헤드가 정지하도록 상기 제한 속도로부터 액츄에이터 헤드를 감속시키는 단계와;

상기 액츄에이터 헤드 가속단계, 상기 액츄에이터 헤드 비행 단계 및 상기 액츄에이터 헤드 감속단계들은 바람직한 시간 간격내에 모두 수행될 수 있도록 상기 제한속도가 결정됨을 특징으로 한다.

도 1은 단거리(short) 탐색동작하에서의 리드/라이트 헤드의 이동속도 변화를 보여주는 그래프.

도 2는 장거리(long) 탐색동작하에서의 리드/라이트 헤드의 이동속도 변화를 보여주는 그래프.

도 3은 분리된 세개의 출발지점 각각에서 탐색동작을 수행하는 경우의 헤드 위치와 속도와의 관계를 보여주는 그래프.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 임계 섹터 위치를 포함하고 섹터와 트랙의 레이아웃(layout)을 보여주는 디스크 드라이브 플래터면의 개요도.

도 5는 트랙길이의 함수로서 TOC 또는 PTOC 데이터와의 그래프.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 섹터 탐색 제어 처리 흐름도.

도 7a와 도 7b는 탐색동작에서 최대 속도를 제한한 경우의 효과를 보인 그래프.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 적응형 섹터 탐색방법의 구성과 동작을 상세히 설명하기로 한다.

우선 본 발명은 디스크 드라이브 시스템에서 데이터 액세스 타임의 손실없이 전력소비를 감소시키기 위해서 리드/라이트 헤드 액츄에이터를 제어하여 전력소비를 감소시키는 방법에 관련된 것이다.

종래의 전력소비 방법들에서, 트랙결정모드는 데이터 액세스 타임을 최소화하기 위해서 초기 트랙으로부터 목표트랙으로 상기 액츄에이터 헤드들을 이동시키는 시간을 최소화하기 위해서 시간 최적 제어(Time Optimal Control:TOC), 또는 근사 시간 최적 제어(Proximate Time Optimal Control:PTOC)로 설계된다.

그러나 액츄에이터 헤드들을 목표트랙까지 최대 속도로 빠르게 이동시키는 경우에는 보다 많은 전류를 요함으로써, 결과적으로 저속도로 상기 액츄에이터 헤드를이동시키는 경우 보다 많은 전력이 소비되는 한편 시간면에서도 오랜 시간이 소요된다.

노멀(normal) 탐색동작은 롱(long:이하 장거리라 함) 혹은 쇼트(short: 이하 단거리라 함) 동작에 따라 가속, 감속 및 비행(coast)의 둘 혹은 세개의 모드를 포함한다. 그 이유는 상기 탐색 헤드가 최대 속도로 이동할 수 있기 때문이다. 단거리 탐색동작에서 상기 헤드는 결코 최대 속도에 다다를 수 없으며 단지 가속 및 감속모드만이 필요하다. 그러나 장거리 탐색동작에서 상기 헤드는 최대 속도에 다다르며 감속 이전의 일정 시간동안 등속으로 비행한다. 도 1은 단거리(short) 탐색동작하에서의 리드/라이트 헤드의 이동속도 변화를 보여주는 그래프이며, 도 2는 장거리 탐색동작하에서의 리드/라이트 헤드의 이동속도 변화를 보여주는 그래프이다.

도 1에 도시한 것처럼, 단거리 탐색동작은 가속모드 및 감속모드의 두가지 모드를 가진다. 가속모드중에 헤드는 시간까지 가속되고, 이후 감속모드중에부터 최종 탐색시간까지 감속한다.시점에 상기 헤드속도가 최대 속도를 초과하지 않는 한 상기 동작은 단거리 탐색동작을 유지한다.

도 1은 커브과로 도시된 두가지의 단거리 탐색동작 예를 보여주고 있다.은 시간까지 리드/라이트 헤드가 가속되는 탐색동작을 보여주고 있으며,에서의 속도는이다. 그리고 목적지까지 감속하여 시간에 목적지에 도착하며, 이때까지의 시간이 제1탐색시간이다.는 시간까지 리드/라이트 헤드가가속되는 탐색동작을 보여주고 있으며에서 리드/라이트 헤드의 속도는이다. 그리고 목적지까지 감속하여 제2탐색시간인시간에 목적지에 도착한다. 따라서 단거리 탐색동작의 전체 탐색시간은보다 클 수 없다. 만약 전체 탐색시간이보다 크다면 비행모드(혹은 등속모드)가 요구되며, 이러한 탐색동작은 장거리 탐색동작이 될 것이다.

도 2는 커브로 도시된 장거리 탐색동작의 예를 보여주고 있다. 도 2에 도시한 것처럼 장거리 탐색동작은 3가지의 모드를 가지는데 가속모드, 비행모드(혹은 등속모드라함) 및 감속모드가 바로 그것이다. 가속모드중에 상기 헤드는 시간까지 가속되며, 시간에서부터 시간까지의 비행모드에서 등속으로 비행한다. 그리고 시간부터 최종 탐색시간인까지의 감속모드에서 헤드는 감속된다. 장거리 탐색동작에서 헤드는 최대 속도로 비행하도록 제한되어 있기 때문에 등속의 비행모드가 요구된다. 만약 최종 탐색시간가까지 가속하기 위해 필요한 시간()과로부터 감속하기 위해 필요한 시간 ()을 가산한 값보다 크다면, 비행단계는 잔여시간 ()까지 채워질 것이 요구된다.

이러한 특성은 다른 동작모드들중에 리드/라이트 헤드의 위치를 보여줌으로써 알 수 있다. 도 3은 세개의 서로 다른 시작 위치에 대한 속도와 헤드 위치간의 관계를 보여준 그래프이다. 각 경우에 있어서, X축상의 원점은 지정된 종착점(즉, 요구된 리드/라이트 위치)을 나타내고 있다. 도 3에 도시한 것처럼, 탐색 헤드는 시작 위치으로부터 속도에 다다를때 까지 가속할 것이며,속도를 가지는 지점()에서 탐색 헤드는 목표 섹터에 다다를때 까지 감속할 것이다. 비행단계가 없기 때문에 이것은 곧 단거리 탐색동작이다.

반면, 탐색헤드는 시작 위치로부터 속도에 다다를때 까지 가속할 것이며, 이때의 속도를 가지는 지점은가 된다.지점에서 탐색헤드는 목표 섹터에 다다를때 까지 감속할 것이다. 비행단계가 없기 때문에 이 역시 단거리 탐색동작이다.

그러나 시작 위치가 목표 섹터로부터보다 더 멀어지는 경우에는 비행 모드(coasting mode)에서 최대 속도의 제한이 요구된다. 도 3에 도시된 것처럼, 탐색 헤드는 시작 위치에서 최대 속도에 다다를때() 까지 가속할 것이며, 상기 탐색헤드는 최대 속도에 다다른 후지점에 다다를때 까지 등속으로 비행할 것이다. 그리고지점에서 상기 탐색 헤드는 목표 섹터에 다다를때 까지 감속할 것이다. 이러한 경우 비행모드가 요구되기 때문에 장거리 탐색 동작이다.

본 발명은 디스크 드라이브 시스템에서 탐색동작 주기동안 최대 속도를 보다 작은 제한 속도로 일시 감소시킴으로써 전력소비를 감소시키고자 한다. 이러한 경우 헤드들은 저속으로 이동하지만 데이터 액세스 타임의 손실은 없다.

리드/라이트 탐색 헤드의 일반적인 동작은 다음과 같이 설명되어 진다.

우선, 디스크 드라이브 모터 동작에서의 정상상태 방정식은 하기 수학식 1과2로 나타낼 수 있다.

상기 수학식 1과 2에서, I는 액츄에이터 코일에 흐르는 전류(amps)를, U는 액츄에이터 코일 양단의 전압(volts)을,는 역기전력 상수를,는 선회속도(arc-velocity)를, R은 액츄에이터 코일의 저항(ohms)을 나타낸다.

상기 수학식 (2)의 양측에 액츄에이터 코일 전류 I를 곱하면, 상기 모터의 전력소비 방정식은 하기 수학식 3으로 나타난다.

상기 수학식 3에서는 전체 전력소비(watts)를, T는 액츄에이터 암의 토크(kg·m)를 나타낸다.

전력소비를 감소시키기 위한 주요 접근방법은 액츄에이터 코일에 입력되는 전류의 양을 감소시키는 것이다. 디스크 드라이브 응용에 있어서, 입력 전류를 감소시키는 것은 출력 토크 T와 선회 속도를 감소시키는 것을 의미한다. 그러나 입력 전류의 양을 감소시키는 것은 액츄에이터 암의 이동경과시간에 의해 제약된다. 왜냐하면 디스크 드라이브 시스템에서 데이터는 가능한한 빠르게 리드되거나 라이트되어야 하기 때문이다.

다음 일련의 수학식들은 상기 액츄에이터 암의 역학(dynamics)에 관련된 것으로 섹터 탐색 제어를 통해 상기 액츄에이터 코일로 입력되는 전류의 양과 전체 소비전력을 감소시키기 위하여 분석되어져야 한다.

상기 수학식 4에서는 선회 가속도이며, J는 상기 액츄에이터 암의 관성 모멘트이며 T는 토크이다.

모터 동작은 하기 수학식 5에 의해 지배된다.

상기 수학식 5에서는 상기 액츄에이터의 토크상수이며 I는 액츄에이터 코일에 인가되는 전류이다. 상기 수학식 4와 5를 결합하면 하기 수학식 6이 얻어진다.

상기 수학식 6에서 C는이다.

한편 동역학 방정식은 하기 수학식 7로 나타나며, 상기 수학식 6과 7을 결합하면 수학식 8이 얻어진다.

상기 수학식 8에서는 선회 이동거리를, K는를 나타내고 있다. 트랙 탐색길이인 선회 이동거리가 1회 탐색 간격 동안 일정하다고 가정하면 상기 수학식 8을 수학식 9로 나타낼 수 있다.

수학식 9에서는 PTOC 또는 TOC에 의해 결정되는 액츄에이터 이동시간으로 규정된다. 상기 수학식 3,4와 수학식 5를 결합함으로써 하기 수학식 10과 수학식 11에 근거한 평균 기계적 전력소비를 구할 수 있다.

그리고 상기 수학식 10과 11 및 수학식 3을 결합하면 다음과 같은 수학식 12가 얻어진다.

만약 일정한 선회 이동거리를 증가시키기 위해서 액츄에이터 이동시간을 두배()로 하고 역기전력에 의해 야기되는 전류 변화를 무시하면 상기 수학식 9는 수학식 13이 된다.

따라서 t는 0에서동안의 평균 기계적 전력소비는 수학식 14와 15에 의해 얻을 수 있다.

수학식 14에서은 평균적인 기계적 전력소비를 나타내고 있다. 여기에서 선회 속도는 '0'에서까지의 시간동안의 가속도로써 선형적으로 증가한다고가정했기 때문에, 상기주기중에 평균 전력에 주목해야 한다.

상기 수학식 12와 15를 비교해 볼때, 기계적 전력소비는 약 87.5% 감소하고 전류는 약 75% 감소한다. 따라서 전체 전력소비는 최소한 75% 감소한다. 만약 상기 액츄에이터 이동시간이 'n'배 증가하였다면각각은 하기 수학식으로 표현된다.

t≥

t≥

t≥

상기 수학식 18에서 기계적인 평균 전력 소비는 증가하는 'n'의 3제곱에 역비례하고 평균 주울 전력소비와 전류는 증가하는 'n'의 4제곱에 역비례한다.

이하 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 동작을 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 임계 섹터 위치를 포함하고 섹터와 트랙의 레이아웃을 보여주는 디스크 드라이브 플래터면(10)의 개요도를 도시한 것이다. 디스크 드라이브 저장 시스템에서, 데이터는 자기 플레이트 또는 플래터(10)에 2차원형태로 기록되거나 리드된다. 도 4에서 각각의 데이터 섹터 D는 플래터(10)들에서 섹터넘버 S와 트랙넘버 T로 규정된다.

스핀들모터(20)는 중심축 주변의 플래터(10)를 회전시키는 한편, 액츄에이터(30)는 상기 플래터(10)의 외주와 내주 사이에서 방사방향으로 이동한다. 상기 스핀들모터(20)와 액츄에이터(30)는 분리되어 제어되며, 상기 플래터(10)를 일정한 RPM으로 회전시키는 스핀들 속도 제어와 액츄에이터의 제어 사이에는 아무런 관련성이 없다.

최상의 경우에 상기 액츄에이터(30)와 리드/라이트 헤드들(35)은 리드되거나 라이팅되어야 하는 목표 섹터가 통과하기 바로 이전에 목표 트랙상에 도착하도록 상기 플래터(10)상을 활공해야 할 것이며, 이러한 경우의 트랙추종시간은 최소가 된다. 따라서 액츄에이터 이동정보와 목표 섹터 정보는 동시에 분석되어져야 한다. 만약 목표 섹터가 통과한 바로 직후에 상기 리드/라이트 헤드가 빠르게 지정된 트랙 넘버에 도착하였다면, 리드/라이트 헤드는 목표섹터에 데이터를 라이트하거나 리드하기 위해서 디스크 플래터의 1회전 동안 현재 트랙위치에서 대기하여야 한다.

이전에 설명되어진 데이터 액세스 방법에서 '최대 속도로 상기 액츄에이터를 이동시킬 경우 가장 빠르게 목표 트랙에 도달할 것이고, 이러한 경우 데이터 액세스 시간은 감소될 것이다'라는 가정이다. 이러한 가정은 항상 옳은 결과로써 나타나지는 않는다.

디스크 드라이브에/로부터 데이터를 라이트/리드하는 시퀀스는 통계상 랜덤 액세스이고, 목표 섹터에 대하여 상기 리드/라이트 헤드의 초기 위치에 의존한다.그러므로 상기 리드/라이트 헤드(35)가 목표 트랙에 최대 속도로 이동했을지라도, 그것은 상기 리드/라이트 헤드(35)가 목표 섹터로 바로 찾는다는 것을 의미하는 것은 아니다. 최소 트랙탐색 시간 알고리즘을 이용하는 종래의 서보 방법에서 목표 섹터와 히트하거나 찾을 확률은 1/N 이다. 이때 N은 플래터면에 구비되는 섹터의 수를 나타낸다. 다시 말하면 상기 플래터(10)가 70개의 섹터를 가진다면 리드/라이트 헤드(35)가 목표 트랙에 도달한 시간에 목표 섹터와 히트할 가능성은 1/70 인 것이다. 따라서 상기 헤드(35)가 목표 섹터에 도달하기 이전에 약간의 트랙추종시간동안에 종래의 전력감소방법이 요구되는 것이다.

하기 설명에서 최소 섹터 탐색시간에 대응하는 섹터를 임계섹터로 정의하기로 한다. 본 발명은 잠복 혹은 트랙추종시간을 최적화하기 위해 새로운 개념을 사용하는데, 그것은 목표 서보섹터를 히트하기 전의 트랙추종시간과 가장 빠른 트랙 탐색방법에 따른 섹터 탐색시간을 고려한 전체 액츄에이터 이동시간이다.

이전에 설명된 이론적인 수학식들을 사용하여 현재 섹터와 목표 섹터의 상대 위치를 고려해 보면, 가장 빠른 트랙 탐색 시간에 따라 상기 액츄에이터 암을 이동시키지 않고서도 섹터 탐색을 최적화시킬 수 있는 서보 시스템을 설계할 수 있다.

종래의 탐색방법처럼 본 발명에서의 리드/라이트 헤드 경로(즉 현재 트랙에서 목표 트랙까지의 이동)는 변하지 않는다. 그러나 액츄에이터 리드/라이트 헤드(35)를 목표 섹터, 특히 목표 트랙으로 이동시키기는데 소요되는 시간은 변한다. 따라서 전력관리를 위한 섹터탐색방법은 더 이상 시간 최적 제어(TOC) 혹은 근사 시간 최적 제어(PTOC) 프로세스들로 구성되지 않는다. 본 발명은 고정된 액츄에이터 암 이동시간을 가지는 에너지 효율적 최소-최적 제어(MOEC)로 수행되는 섹터 탐색동작 방법에 관한 것이다. 더욱이 본 발명은 데이터 액세스 타임의 손실이 없는 방법을 이용한다.

상기 고정된 액츄에이터 암 이동시간은 넓은 범위를 가지는데 다음과 같은 4개의 입력에 의존한다. (1) 스핀들의 RPM. (2) 초기 섹터와 목표 섹터의 상대 위치. (3) 목표 트랙과 초기 트랙간의 거리 차. (4) 일반적인 TOC 혹은 PTOC 액츄에이터 이동 시간.

상기 고정된 액츄에이터 암 이동시간은 상기 시스템이 목표 트랙에 도달함과 동시에 목표 데이터 섹터를 히트할 가능성이 1/N인 PTOC 혹은 TOC 시스템으로 동작할때 가장 짧다.

최상의 경우에 있어서 상기 액츄에이터 암은 상기 목표 트랙에 다다르고 동시에 상기 리드/라이트 헤드가 임계섹터에 히트하면 상기 헤드들은 즉시 목표 섹터에 데이터를 라이트하거나 목표섹터로부터 데이터를 리드하기 시작한다. 그러나 대부분의 경우에 목표 섹터에 다다를때 히트하는 첫번째 섹터는 원하는 임계섹터가 아니다. 따라서 상기 시스템은 목표 섹터를 기다리기 위해 트랙추종모드로 진입하여야 한다. 이와 같은 대기 기간(wating period)을 보통 잠복기라고 칭하며, 가장 짧은 잠복기는 하기 수학식 19에 의해 구해진다.

상기 수학식 19에서 N은 섹터의 수이며 RPM은 스핀들 속도이다. 가장 긴 잠복기(즉, 상기 플래터(10)의 1회전)는 하기 수학식 20에 의해 얻어진다.

예를 들면, IBM사의 Travelstar는 4000RPM으로 동작하고 70개의 섹터를 가지며, 평균탐색시간은 13ms이다. 상기 수학식 19와 20에 따르면 가장 짧은 잠복기는 0.214ms가 되고 가장 긴 잠복기는 15ms가 된다.

따라서 가장 짧은 전체 액세스 시간은 13.214ms이다. 왜냐하면 목표 트랙에 도달하기 까지 소요되는 평균 엑츄에이터 이동시간은 13ms이고 목표 서보섹터는 한 섹터(즉, 0.214ms) 떨어져 있기 때문이다. 한편 가장 긴 전체 액세스 시간은 28ms인데 그 이유는 상기 목표 트랙에 도달하기 까지 소요되는 평균 액츄에이터 이동시간이 13ms이고, 상기 목표 서보섹터가 미싱(missing)한 바로 직후에 목표섹터를 히트하기 까지 1회전(15ms)을 기다려야 하기 때문이다.

이하 본 발명에 따른 섹터 탐색 제어방법으로 얼마만큼의 전력소비가 감소되는지를 평가하기 위해서 풀(full) 스토로크(stroke)길이의 1/3에 해당하는 탐색시간을 평균탐색시간으로 규정한 단순 예를 가정해 보기로 한다.

우선 도 4에 도시한 것처럼 리드/라이트 헤드(35)의 비행으로 만들어지는 경로를 아크 Z라 규정하면, 상기 아크 Z는 풀 스토로크 길이가 된다. 상기 트랙 탐색 프로세스는 상기 시스템 설계의 속도 제한때문에 파워 증폭기를 항상 포화시키지 않으므로 근사 접근을 이용한다. 예를 들면 풀 스트로크 트랙 탐색의 경우 전체 시간의 반(半)을 속도 제한으로 한다. 이러한 주기 중에 단지 미약한 전류만이 마찰, 바이어스력 등을 극복하기 위해 인가된다. 그 결과, 풀 스트로크 탐색의 경우는 1/3 풀 스토로크 탐색 경우와 거의 같은 양의 전력을 소비한다. 탐색길이가 1/3 풀 스트로크 보다 클때의 전류 출력을 관찰해 보면 최대 속도 제한때문에 전력소비는 1/3 풀 스트로크 길이 탐색과 거의 같다.

상기의 분석은 디스크 드라이브에서 이미 공지된 통계학적인 결과와 일치한다. 즉, 가능한한 모든 트랙탐색길이들중 1/3 풀 스트로크 길이는 평균 길이이며 또한 그 길이에서의 전력소비는 최대가 될 것이다.

70개의 섹터를 가지며 4000RPM으로 일정하게 회전하는 IBM사의 Travelstar 4LP를 이용한 보기에서, 스핀들을 이용하여플래터를 일정한 RPM으로 회전시키기 때문에 리드/라이트 헤드가 임의의 섹터와 히트할 가능성은 동일하다고 추측할 수 있다. 그러므로 하기 수학식 21을 얻을 수 있다.

상기 수학식 21에서이고, n은 상기 임계섹터로부터 이격된 섹터 수이다. 본 발명의 방법에 있어서 최상의 경우에 트랙추종시간은 트랙탐색시간 보다클 것이다. 상기 수학식 21에 나타나 있는 것처럼, 전력소비는 약 65% 이상 감소된다. 예를 들면 IBM사의 Travelstar 4PL에서 상기 탐색 전력소비는 상기 표 1의 2.3와트와 비교해 볼때 0.79와트가 될 것이다. 전력소비 감소량은 하기 수학식 22로서 얻어진다.

상기 수학식 22에서 N은 섹터들의 수이며,은 1/3 풀 탐색 길이로 규정된 평균탐색시간이며, n은 섹터넘버이다. 그리고는 하나의 섹터로부터 다음 섹터까지 상기 플래터를 이동시키기 위한 스핀들 회전시간이다.

상기 수학식 22는 임의의 섹터 탐색절차에 사용될 수 있으며은 현재 트랙의 현재 섹터에서부터 목표섹터가 위치한 트랙까지의 트랙탐색시간이다. 위에서 예시한 65% 전력감소는 이론적인 결론이다. 액츄에이터 역학, 전류에 영향을 미치는 EMF, 마찰 및 최대 이동 속도 제한을 고려해 보면, 실제 탐색동작에서 전력소비의 50% 감소를 기대할 수 있다.

종래의 트랙탐색방법에 있어서, 목표 트랙넘버와 현재 트랙넘버간의 차이는 드라이브 액츄에이터 암에 입력으로서 사용되었다. 본 발명에서는 현재 섹터 넘버와 목표 섹터 넘버를 알 필요가 있다. 디스크 플래터들에 쐐기형 구조로 기록된 서보 섹터 패턴은 섹터들 사이의 관계를 제공한다. 그러므로 상기 서보 시스템은 목표 트랙넘버를 수신할때 목표 섹터넘버 또한 수신되어져야 한다.

현재 섹터넘버와 스핀들 RPM을 알면, 목표섹터와 히트하기 위해 상기 액츄에이터 암을 이동시키기 위한 정확한 시간 솔루션(just-in time solution)이 계산된다. 이러한 정확한 시간 솔루션은 상기 액츄에이터 암이 움직이기 시작한 때 부터 상기 액츄에이터 리드/라이트 헤드가 목표 서보섹터와 히트할때 까지의 시간으로 정의된다. 그리고 상기 정확한 시간 솔루션은 트랙탐색시간과 목표섹터와 히트하기 이전의 트랙추종시간 합과 같다. 다시 말하면, 상기 져스트-인 타임 솔루션은 목표섹터의 미싱 혹은 임계섹터 위치와 관련하여 스핀들 1회전 보다 작은 경우에 목표 섹터의 히팅 없이 목표 섹터에 다다르기 까지의 액츄에이터 이동시간 최대 양을 사용한다.

경험과 이론에 따르면 임의의 트랙부터 다른 트랙까지의 PTOC 혹은 TOC를 위해 설계된 액츄에이터 암 탐색시간의 반복성은 일반적으로 임의의 공차내에 존재하는 것으로 알려져 있다. PTOC 혹은 TOC 데이터의 수집은 도 5에 도시한 것처럼 트랙길이 함수와 같은 곡선으로 근사화될 수 있는데, 상기 액츄에이터의 리드/라이트 헤드들이 비행하는 경로와 속도에 대해서 각 트랙상의 임계섹터들의 상대 위치를 나타내는 제2임계섹터 데이터의 수집이 이루어진후, 임의의 트랙상에 존재하는 목표 섹터 위치가 상기 임계섹터를 통과하였거나 임계섹터를 통과할 것인지를 결정할 수 있다.

도 4의 실시예에서 상기 임계섹터 CS는 70개의 섹터로 이루어진 플래터에서 위치 B로부터 역회전방향으로 카운팅했을 경우 60번째 섹터로 규정한다. IBM사의Travelstar 4LP 예에서, 리드/라이트 헤드(35)는 상기 임계섹터 CS가 13ms 경과후 위치 B에 도착할때 위치 A로부터 위치 B까지의 이동을 마친다. 그러나 만약 각 트랙상의 임계섹터의 상대위치가 상기 액츄에이터(30)의 리드/라이트 헤드(35)의 비행에 의해 만들어지는 경로와 속도 변화의 결과처럼 변화한다면, 교호섹터는 임계섹터로 선택될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 상기 임계섹터는 가능한한 가장 짧은 탐색시간을 나타낸다. 모든 트랙에 대하여, 회전방향을 따라 상기 임계섹터 CS 바로 앞을 통과하는 섹터는 리드/라이트 헤드(35)에 의해 히트되기 전에 1회전되어야 하므로 가장 긴 전체 액세스 타임을 갖는다. 반대로 모든 트랙에 대하여, 회전방향을 따라 상기 임계섹터 CS 바로 후위에 위치한 섹터는 리드/라이트 헤드(35)에 의해 즉시 히트될 것이므로 가장 짧은 전체 액세스 타임을 갖는다.

트랙넘버, 섹터넘버 및 상대 위치를 알면, 공차범위 내에서 섹터탐색시간을 결정할 수 있다. 이러한 정보는 액츄에이터의 고정 이동시간중에 전력소비를 최소화하는데 기초하는 도 6의 섹터 탐색 제어 처리 흐름도와 함께 사용된다. 상기 고정된 이동시간은 목표섹터위치와 임계섹터위치를 고려한 가장 빠른 트랙탐색시간에 의존할 것이다.

본 발명에 따른 디스크 드라이브 전력소비를 감소시키기 위한 방법은 자기 혹은 광 디스크 드라이브들에 사용될 수 있다. 상기 발명은 다른 형태로, 응용 하드웨어, 펌웨어, 혹은 소프트웨어로 구현될 수 있다. 최적의 조건에서, 상기 액츄에이터 헤드는 목표섹터가 액츄에이터 헤드 밑은 통과하기 바로 직전에 목표트랙에 도달한다. 따라서 상기 액츄에이터 헤드는 목표 트랙에 도달함과 동시에 목표 서보섹터에 도달하는 것이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 처리 흐름은 입력으로써(현재 트랙과 목표트랙 사이의 위치 차)와(디스크 플래터의 1회전 소요시간)를 이용한다.

200단계에서 변수들와가 결정된다. 이때는 최소 트랙탐색시간이며 종래의 디스크 드라이브 액츄에이터 이동시스템에서와 같이 계산된다.는 도 4에서 A와 B지점간에 이루어지는 방사 아크 Z를 따라 현재 트랙으로부터 목표 트랙까지 헤드를 이동시키기 위해 필요한 시간의 최소양이다. 다시 말하면,는 현재 트랙으로부터 목표 트랙까지의 가장 빠른 시간이다.

도 1 내지 3에 도시된 탐색동작에서, 상기 변수는 단거리 탐색동작 혹은 장거리 탐색동작에 따라 하기 수학식 23(단거리 탐색 동작)과 수학식 24(장거리 탐색동작)에 의해 결정된다.

상기 수학식 23과 24에서 k는 보이스 코일 모터의 관성, 액츄에이터의 토크 상수, 그리고 보이스 코일 모터를 흐르는 최대 전류의 함수이다.는 목표 서보섹터와 현재 서보섹터 사이의 섹터 수에 기초하며 액츄에이터 헤드(35)가 비행하는 방사방향으로의 경로 Z으로 목표 서보섹터를 전진시키기 위해 요구되는 시간이다. 따라서는 디스크 플래터의 부분 회전시간이며 디스크 드라이브 스핀들모터(20)에 의해 결정되는 디스크 플래터(10)의 회전속도에 의존한다.

상기의 값은 목표 서보섹터와 현재 서보섹터의 가능한한 조합들에 대해서 미리 룩업 테이블에 저장될 수 있다. 또한 상기는 미리 결정된 넘버를 상기 목표 서보섹터와 현재 서보섹터 사이의 차에 곱함으로써 결정될 수도 있다. 만약 상기 스핀들모터(20)의 회전속도가 일정하다면, 상기 차이는 주어진 지점을 통과하는 단일 섹터의 회전속도와 같은 상수로 곱해질 수 있다. 이러한 경우에 상기 상수는 플래터면의 섹터 수를 디스크 드라이브의 RPM으로 나눔으로써 결정된다. 상기 계산을 수행하기 이전에 논리적인 어드레스를 물리적인 어드레스로 해독할 필요가 있다.

210단계에서의 값은 하기 수학식 25에 의해 계산되어지며,=0,0, 또는<0 로 결정된다.

그러나 실제 조건에서 상수 α는 '0'의 근사치로 사용된다.의 절대치가 α 보다 작으면≒0으로,가 α 보다 크면≥0으로,＜ -α이면≤0으로 고려하여야 한다. 상기 α는 1-2msec와 같은 매우 작은 값으로 선택되는 것이 바람직하다.

만약 220단계에서가 0이면, 즉이면, 액츄에이터 헤드는 목표 트랙에 도달함과 동시에 목표 섹터는 상기 액츄에이터 헤드를 통과한다. 이러한 상황(225단계)에서 상기 액츄에이터 헤드 이동시간은 종래로 세트된다. 앞서 설명한 바와 같이 그러한 발생 가능성은 1/N이다.

만약 230단계에서가 0 보다 크면(즉,), 구동 액츄에이터 헤드는 목표 섹터가 통과한후에 목표 트랙에 도달할 것이다. 이러한 상황(235단계)에서 액츄에이터 헤드 이동시간은로 늦춰진다. 특히 목표섹터가 현재 섹터에 가까이 있으면 액츄에이터 헤드가 목표 트랙에 도달하기 이전에 아크 Z를 통과할 것이다. 그러므로 헤드는 목표 서보섹터에 도달하기까지 목표 섹터상에서 대기하여야 한다. 최대 에너지를 사용하여 상기 헤드를 현재 트랙에서 목표 트랙으로 이동시킨후 추가 회전동안 기다리는 것보다는, 오히려 절전모드에서 액츄에이터 헤드의 이동속도를로 늦추는 것이 낫다. 이러한 방식에서, 액츄에이터 헤드는 부분회전와 완전 회전후에 아크 Z에 목표 서보섹터가 도달한다.

만약 240단계에서가 '0' 이하이면, 즉이면, 구동 액츄에이터 헤드는 목표 섹터가 통과하기 이전에 목표 트랙에 도달할 것이다. 이러한 경우, 액츄에이터 헤드 이동시간은로 늦어진다. 특히 목표 섹터가 현재 섹터에 가까이 있지 않으면 목표 섹터는 목표 트랙에 헤드가 도달한 이후에 상기 아크 Z를 통과할 것이다. 그러므로 상기 헤드는 목표 섹터가 상기 아크 Z에 도달하기 까지 목표 트랙에서 대기하여야 한다. 최대 에너지를 사용하여 상기 헤드를 현재 트랙에서 목표트랙으로 이동시켜 목표 섹터가 상기 아크 Z에 도달할때 까지 대기하기 보다는, 오히려 절전모드에서 상기 액츄에이터 헤드를로 낮추는 것이 낫다. 이러한 방식에서 상기 목표 서보섹터가 상기 아크 Z에 도달함과 동시에 상기 액츄에이터 헤드 또한 목표 트랙에 도달할 것이다.

상술한 마지막 두가지의 방식들 각각에서 데이터 액세스 타임의 손실없이 전력은 절약된다. 상술한 마지막 두가지의 방식들에서의 액츄에이터 헤드 이동시간은 목표 서보섹터가 헤드를 통과할때 까지 목표 트랙을 추종하면서 대기하여야 하는 시간보다 낮아진다. 트랙추종시간을 낮춤으로써 액츄에이터 헤드가 목표 트랙에 도달하는 시간에 목표 서보섹터에 도달하는 것을 보장할 수 있고, 데이터 액세스 타임의 손실없이 전력소비는 최적화된다.

탐색시간에서 트랙추종시간을 감소시키는 한가지 방법은 가속 및 감속중에 액츄에이터 헤드의 속도궤적을 변화시키는 것이다. 불행하게도 이러한 방법은 복잡한 계산을 필요로 하며, 복잡한 회로구성 및 프로그래밍을 요구한다.

탐색시간을 감소시키기 위한 또 다른 방법은 탐색동작의 주기동안 새로운 제한 속도로 리드/라이트 헤드를 비행시킴으로써 최대 속도를 일시적으로 감소시키는 것이다. 리드/라이트 헤드가 충분히 비행하도록 최대 속도를 낮춤으로써, 상기 헤드는 목표 섹터에 도달하기까지 보다 오랜 시간동안 비행할 것이지만 결과적으로 전력소비는 감소된다.

도 7a와 도 7b는 탐색동작에서 최대 속도를 제한했을 경우의 효과를 도시한 그래프들이다. 도 7a는 장거리 탐색동작이 시간 길이면에서 얼마나 연장되는지를 보여준 것이고, 도 7b는 단거리 탐색동작이 어떻게 장거리 탐색동작으로 만들어지는가를 보여준 것이다.

도 7a에서 커브에 도시한 것처럼 장거리 탐색동작은 최대 리드/라이트 헤드속도로써를 사용하여 수행된다. 이러한 장거리 탐색동작에서, 리드/라이트 헤드는까지 가속한후시간까지 등속으로 비행한다. 그리고시간부터시간까지 감속한다. 그러나 리드/라이트 헤드의 최대속도가로 감소되면 장거리 탐색 동작의 파라미터들은커브에 도시한 파마리터들로 변화한다. 새로운 장거리 탐색 동작에서 리드/라이트 헤드는까지 가속한후시간까지 등속으로 비행한후시간부터까지 감속한다. 제한속도는 최대 속도보다 작기 때문에, 상기 헤드는 곧 최대 속도에 달할 것이고, 시간은 상기 시간보다 적은 값을 가진다. 이와 유사하게 리드/라이트 헤드는 보다 낮은 속도로 동작하기 때문에, 정지까지 감속하기 위해 요구되는 시간()은 최대 속도에서 정지까지 감속하기 위해 요구되는 시간() 보다 낮을 것이다.

그러나 탐색동작동안 전체 비행거리는 일정해야 하기 때문에곡선의 면적은 일치하여야 한다. 그러므로 도 7a에서 밑줄 친 영역들은 동일한 면적을 가져야한다. 이것은커브 아래의 면적을 증가시키기 위해커브의 등속비행시간()이커브의 등속비행시간()보다 커야 한다는 것을 의미한다.

도 7b에 도시한 것처럼, 최대 리드/라이트 헤드 속도로써를 사용하는 경우 도시된커브처럼 단거리 탐색 동작이 수행된다. 이러한 단거리 탐색 동작에서 리드/라이트 헤드는시간까지 가속한 후에시간까지 감속한다. 그러나 상기 헤드의 최대 속도가로 감소되면 도시된커브의 파라미터들을 가지는 장거리 탐색 동작으로 변화한다. 이러한 새로운 장거리 탐색 동작에서 상기 헤드는까지 가속한 후에까지 등속도로 비행한후까지 감속한다.는보다 작기 때문에, 리드/라이트 헤드는 곧 최대속도에 다다를 것이고, 최대속도 도달시까지의 시간은보다 적은 값을 갖는다. 또한 상기 리드/라이트 헤드는의 낮은 속도로 동작하기 때문에 정지시까지 감속하기 위해 요구되는 시간()은에서 정지시까지 감소하기 위해 요구되는 시간() 보다 낮아질 것이다.

그러나 이러한 탐색동작중에 전체 비행거리는 일정하기 때문에,커브와커브의 면적은 일치하여야 한다. 그러므로 도 7b의 밑줄 친 부분은 동일 면적이어야 한다. 이것은 도시된커브 처럼 장거리 탐색 동작이 등속비행시간()을 요구하는 반면 도시된커브 처럼 단거리 탐색동작은 그러한 스텝을 요구하지 않는다는 것을 의미한다.

제한속도는 도 6에 도시된 알고리즘에 따라 계산된 탐색시간을 제공하기 위해 선택된다. 종래 하드 디스크 드라이브에서의 탐색시간은 주어진 탐색길이에 대하여 일정하기 때문에 탐색길이에 의해서만 결정된다. 본 발명의 실시예에서, 탐색길이와 소망하는 탐색시간은 제한속도를 결정하기 위한 변수들로서 사용되며 상기 제한속도는 하기 수학식 26에 의해 결정된다.

상기 수학식 26에서 k는 보이스 코일 모터의 관성, 액츄에이터 암의 토크상수 및 상기 보이스 코일 모터를 통해 흐르는 최대전류의 함수이다. 그리고는 현재 트랙과 목표 트랙사이의 위치 차이며, β는 약 1.1 내지 1.5내의 상수이며,는 하기 수학식 27과 28에 의해 결정된다.

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상기 수학식 27과 28에서는 현재 서보 섹터로부터 목표 서보섹터가 방사상의 아크에 다다를때 까지의 회전시간이며,는 디스크 드라이브 플래터의 1회전시간이다.

절대치가 α 보다 작은(즉≒0,) 위치에서는 어떠한 방정식도 필요 없다. 이러한 환경하에서는 상기 액츄에이터 헤드 이동시간은 일반적인로 세트되고 제한속도는 계산될 필요가 없다. 본질적으로 실용적인 모든 목적들을 위해서이다.

상기 수학식 26에서는보다 적어야 한다. 그리고 수학식 26에서 상수 β는 상기 시스템의 물리적인 특성을 설명하기 위한 조정 인자로서 사용되며 실험에 의해 결정된다.

그러므로 본 발명에서는 상기 액츄에이터 헤드는 대개의 경우에 속도가 낮아지기 때문에 디스크 드라이브 전체의 전력소비는 감소되고, 전류는 증가된 이동시간의 제2전력에 반비례하기 때문에 배터리는 예상치 보다 오랜시간 동안 지속될 수 있게 되는 것이다.

지금까지, 본 발명을 특정 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였지만, 상기 본 발명에 대한 개시는 단지 본 발명의 적용예에 불과한 것이고, 본 발명을 수행하기 위한 최상 모드로서 본 명세서에 개시된 특정 실시예에 국한되는 것은 아니다.

또한 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 범위를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 수정 및 변경될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에서 상기 액츄에이터 헤드는 대개의 경우에 속도가 낮아지기 때문에 디스크 드라이브 전체 전력소비는 감소된다. 그리고 전류는 증가된 이동시간의 제2전력에 반비례하기 때문에 배터리는 예상치 보다 오랜시간 동안 지속될 수 있는 장점이 있다. 또 다른 본 발명의 장점은 디스크 드라이브에서 구동전류의 고주파 성분에 의해 음향 노이즈가 발생한다는 사실이다. 즉, 전류가 높을 수록 탐색시간은 짧지만 보다 많은 고주파 노이즈가 발생되기 때문에, 탐색시간을 본 발명에서와 같이 증가시키는 것은 음향 노이즈 레벨을 감소시킬 수 있는 장점이 있게 되는 것이다.

그리고 본 발명의 또 다른 장점은 액츄에이터 암의 이동속도를 감소시킴으로써 시스템 신뢰성과 수명을 증가시킬 수 있다는 것이다. 왜냐하면 리드/라이트 헤드가 빠르게 이동하면 할수록 디스크 드라이브의 이동부분들은 더 빠르게 손상되기 때문이다.

Claims (4)

1. 현재 트랙과 현재 섹터로부터 목표 트랙과 목표 섹터로의 이동시간중에 액츄에이터 헤드를 이동시키는 동안 디스크 드라이브 전력소비를 감소시키기 위한 적응형 섹터 탐색방법에 있어서,

   상기 액츄에이터 헤드의 최대 허용속도 보다 낮은 제한속도를 결정하는 단계와;

   상기 현재 트랙과 현재 섹터로부터 상기 액츄에이터 헤드를 이동시키기 위해 상기 액츄에이터 헤드를 상기 제한 속도로 가속시키는 단계와;

   상기 액츄에이터 헤드를 상기 제한 속도로 비행시키는 단계와;

   상기 목표 트랙과 목표 섹터에 상기 액츄에이터 헤드가 정지하도록 상기 제한 속도로부터 상기 액츄에이터 헤드를 감속시키는 단계로 이루어짐에 있어서,

   상기 제한속도는 상기 현재트랙으로부터 상기 목표트랙까지의 가장 빠른 시간 및 목표서보섹터가 액츄에이터헤드의 비행경로인 방사상의 아크에 도달할 때까지의 회전시간을 구하고, 상기 액츄에이터헤드가 데이터 액세스 타임을 손실하지 않고 목표트랙으로 이동할 수 있는 소정의 시간 간격을 결정하여, 상기 액츄에이터 헤드 가속단계, 상기 액츄에이터 헤드 비행 단계 및 상기 액츄에이터 헤드 감속단계들이 상기 소정의 시간 간격내에 모두 수행될 수 있도록 결정됨을 특징으로 하는 적응형 섹터 탐색방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제한속도는 하기 수학식에 의해 결정됨을 특징으로 하는 적응형 섹터 탐색방법.

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   k : 보이스 코일 모터의 관성, 액츄에이터 암의 토크상수 및 상기 보이스 코일 모터를 통해 흐르는 최대전류의 함수

   : 현재 트랙과 목표 트랙사이의 위치 차

   β: 정수

   : 현재 섹터로부터 목표 섹터가 방사상의 아크에 다다를때 까지의 회전시간

   : 디스크 드라이브 플래터의 1회전 시간

   : 현재트랙으로부터 목표트랙까지의 가장 빠른 시간
3. 제2항에 있어서, β는 약 1.1 내지 1.5임을 특징으로 하는 적응형 섹터 탐색방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 제한 속도는 상기 액츄에이터 헤드 가속단계, 상기 액츄에이터 헤드 비행단계 및 상기 액츄에이터 헤드 감속단계가 상기 소정의 시간 간격내에서 정확하게 모두 수행될 수 있도록 결정됨을 특징으로 하는 적응형 섹터 탐색방법.